研究のタイプ: 医学／生物学の研究 (experimental study)

[マイクロ波誘発白内障のインビトロ研究：パルス化マイクロ波のばく露時間とドース率の間の相互関係] med./bio.

In vitro studies of microwave-induced cataract: reciprocity between exposure duration and dose rate for pulsed microwaves

著者: Stewart-DeHaan PJ, Creighton MO, Larsen LE, Jacobi JH, Sanwal M, Baskerville JC, Trevithick JR
掲載誌: Exp Eye Res 1985; 40 (1): 1-13
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この研究は、パルスマイクロ波ばく露がラット眼球に与える損傷の程度を調べた。ばく露中、ラットの水晶体は恒温槽内に置き、リン酸緩衝生理食塩水を循環させることにより、一定温度に維持された。パルス化18 MHzマイクロ波は、パルス幅10ミリ秒で振幅24 kW、または20ミリ秒で48 kWとした。ばく露時間は最大1時間までとし、さまざまな比吸収率（SAR）でのばく露を実施した。損傷の程度は、ばく露直後に固定された水晶体赤道部における顆粒変性の最大深度により評価した。平均出力だけでなくパルスパラメータ（パルス幅、ピーク電力、1パルスあたりのエネルギー）による生物学的影響および閾値の変動を調べた。3×4配置実験計画において、合計47個の水晶体を用い、さまざまな平均電力およびばく露時間（6、20、および60分）において観察された損傷の程度を、ANOVAおよび対数変換重回帰分析により分析した。その結果、ばく露時間およびSARの増加に伴う顆粒変性の深度の増加傾向が明確に示された；ばく露時間とSARには相互関係があり、総ばく露量が重要パラメータであるという相当確かな証拠が示された；相互関係を仮定したモデルの他に、ばく露時間とSARの別々の作用を仮定したモデルを用いて、観察された損傷深さの変動の説明を試みた；水晶体線維細胞への影響は、走査型電子顕微鏡での観察では、SAR値40および20 mW / gの6分間ばく露で、光学顕微鏡では、SAR値10 mW/ gの1時間ばく露で観察された、と報告している。

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研究目的（著者による）

To investigate the effects of pulsed microwave irradiation on rat eye lens in vitro.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 918 MHz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: continuous for 6, 20, and 60 min
  • 電力: 24 kW peak (transmitted power)
  • SAR: 1,300 mW/g mean (65 W)
  • SAR: 400 mW/g mean (20 W)
  • SAR: 120 mW/g mean (6 W)
  • SAR: 40 mW/g mean (2 W)
  • SAR: 20 mW/g mean (1 W)
  • SAR: 10 mW/g mean (0.5 W)

ばく露1

主たる特性
周波数 918 MHz
タイプ
  • electromagnetic field
特性
  • guided field
ばく露時間 continuous for 6, 20, and 60 min
Modulation
Modulation type pulsed
Pulse width 10 µs
Additional information

Repetition rates were varied to obtain various average powers. In some preliminary experiments, pulse durations of 20 µs were used.
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
ばく露装置の詳細 Lenses were maintained at constant temperature by circulating phosphate buffered saline (PBS) in a thermostatically-controlled exposure cell placed in a WR975 waveguide as previously described [Stewart-De Haan et al., 1983].
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力 24 kW peak - - transmitted power
SAR 1,300 mW/g mean 測定値 - 65 W
SAR 400 mW/g mean 測定値 - 20 W
SAR 120 mW/g mean 測定値 - 6 W
SAR 40 mW/g mean 測定値 - 2 W
SAR 20 mW/g mean 測定値 - 1 W
SAR 10 mW/g mean 測定値 - 0.5 W
Additional parameter details

Four reciprocal conditions were employed: 0.8, 2.4, 8, and 24 Wmin/g. In some preliminary experiments, a pulse peak power of 48 kW was used.

測定および計算の詳細

The SAR values were determined by measuring the temperature rise at the lens site of the exposure cell with the coolant flow off [Stewart-De Haan et al., 1983].

Reference articles

ばく露を受けた生物:

方法 影響評価項目／測定パラメータ／方法

研究対象とした生物試料:
調査の時期:
  • ばく露後

研究の主なアウトカム（著者による）

Different kinds of damage, such as subcapsular foam, holes in fibre cells and granulation of cell surface could be detected. A clear tendency of increasing depth of damage with increasing duration of exposure and dose rate could be observed. Lens fibre cell damage could be detected by scanning electron microscopy after 6 min irradiation at SAR values of 20 and 40 mW/g. After 1 h exposure at SAR values of 10 mW/g fibre cell damage could be detected by light microscopy.

研究の種別:

研究助成

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