低温等离子消融术和射频消融术具有操作简单、安全可靠、恢复速度快等优点,近几年已经在国内外被广泛应用于耳鼻喉科、脊柱外科、妇科等各种外科领域疾病的治疗。目前国内医院使用的低温等离子消融设备和射频消融设备主要以进口为主,价格昂贵,为了降低成本,国内陆续开展了对这两种设备的研发工作。然而,目前这两种消融方式的生物学效应以及低温等离子消融机制还不是很清楚。因此,本文进行了低温等离子消融设备的电路设计,并开展对这两种消融方式在消融效果和温度效应方面较为系统的研究,既为临床医生制定治疗计划也为设备国产化研发提供重要理论依据和方法指导。具体研究内容如下:(1)低温等离子手术系统的研制:电路设计上主要是DC-DC调压电路、DC-AC逆变电路以及高频电流采样电路设计。实现了输出电压可调,过流保护以及输出电流的反馈控制。(2)低温等离子和射频消融效果:以猪肉、猪肝为实验材料,使用低温等离子消融设备和射频消融设备在不同电压下进行消融实验,通过观察消融灶形态以及测量有效消融区域面积的方式,分析了不同电压下对不同组织的低温等离子和射频消融效果。结果表明:低温等离子和射频消融的有效消融区域面积都随电压增大而增大;猪肉、猪肝的低温等离子消融灶形态差异比较大,射频消融灶形态比较相似;猪肉、猪肝的低温等离子和射频消融的有效消融区域面积都在电压升高过程中由无显著性差异(P>0.05)变为有显著性差异(P<0.05)。(3)低温等离子和射频消融过程的温度效应:以猪肉、猪肝、猪脂肪为实验材料,使用低温等离子消融设备和射频消融设备在不同电压下进行消融实验,通过利用动态热像分析系统实时监测消融过程中温度变化的方法,开展温度检测方法研究,建立温度效应定量分析方法,分析了不同电压下对不同组织低温等离子和射频消融过程的温度效应。结果表明:低温等离子和射频消融过程中的表面最高温度、表面最高温度最大值和热损伤区域面积都随电压增大而增大;不同组织的低温等离子消融过程中,猪脂肪的表面最高温度最大值和热损伤区域面积明显比猪肉和猪肝小(P<0.05),但猪肉和猪肝的低温等离子消融温度效应以及对这三种组织射频消融的温度效应没有比较明显的规律。(4)低温等离子消融机制:以标准蛋白质溶液和组织细胞为实验材料,在不同电压及不同时间下进行等离子处理,通过SDS-PAGE电泳以及流式细胞仪结合PI荧光染色的方法对低温等离子消融的机制进行了初步探究。结果表明:等离子消融过程中,等离子对蛋白质分子链确实起到了一定的打断作用,同时会破坏组织细胞的细胞膜结构,导致细胞膜的通透性增加,组织细胞裂解、死亡,产生细胞碎片;电压越高、时间越久,有着打断成的小分子量片段越多的趋势,并且死亡组织细胞比例越高,细胞裂解越多。