【摘 要】
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低强度激光(low intensity laser,LIL)在生物研究和临床治疗中得到了广泛的应用。与此同时,随着半导体技术的飞速发展,各种波长的发光二极管(light emitting diode,LED)不断
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低强度激光(low intensity laser,LIL)在生物研究和临床治疗中得到了广泛的应用。与此同时,随着半导体技术的飞速发展,各种波长的发光二极管(light emitting diode,LED)不断推出,在发光功率、发光强度、单色性、发射角等各项物理性能上越来越接近激光水平,且具有成本低、价格便宜、节电、寿命长、设备简便、波长范围大、光束面积大等优点。因而LED在生物医学方面的应用正日益扩大并呈良好的发展前景。本课题针对低能量激光的具体应用及LED光源的特点进行了对比分析,对LED与生物组织相互作用的机理进行理论分析,为LED在肿瘤治疗中的应用奠定了理论基础。本文主要内容包括: (1)从LED与生物组织相互作用的机理出发,分析了LED作为非相干单色光完全可以取得同激光一样的生物刺激效应;通过分析非共振作用的特点,得出对大多数细胞或组织的光生物调节作用,光源并不需要波段非常窄的单色光的结论。因此在这方面LED要比激光更具优势,而通过生物信息模型(BIMP)得出了生物刺激信息与光的波长和照射剂量的关系; (2)介绍了LED性能与波长之间的关系,超高亮度LED的研究成果,以及LED的主要光电性能参数指标,从而论证了LED作为治疗系统光源,在性能参数上已达到要求,并在发光强度,波长范围,使用寿命上具有很大的优势,分析了这些参数对系统输出特性的影响及对系统稳定度的影响; (3)根据生物光源的技术要求,通过采用不同的光学设计,可分别使LED光源输出光的辐射照度得以提高或降低,来满足生物实验对不同强度单色光的需要,选用低轻度LED生物光源,并对其光源装置进行了改进,使之更具有实用性; (4)利用所设计的低强度LED生物光源直接照射HepG2细胞,采用中心波段为650nm的红色LED对人肝癌细胞株HepG2进行不同时间的照射,通过设计几组实验方案,研究不同能流LED照射对HepG2细胞的影响。
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