[发明专利]在生物膜上改变电荷分布的方法和形态可适应的装置

说明书

技术领域

本公开涉及用于哺乳动物治疗应用的磁器件，并且更具体而言涉及静电场、四极的磁疗器件，所述器件具有通量返回设备和聚焦设备以增大对着或接近于哺乳动物身体或表面放置的所述场的强度、焦点和梯度。本公开还涉及使用和构建这样的磁疗器件的方法，用于多种疾病、并发症和紊乱的用途或治疗，诸如但不限于，a)急性和慢性疼痛，b)心脏功能障碍，c)发作病症，d)轻微烧伤中持续的疼痛和浮肿，e)虫咬和蜂螫伤，f)药剂和聚焦的增强并用于将所述药物浓缩到活性部位，g)移植器官的保护，h)运动障碍的治疗，I)外科过程后浮肿和疼痛的控制还有迅速愈合，j)镰刀形红细胞贫血病中的疼痛和镰刀细胞淤血的控制，k)足部疼痛和不适，l)疼痛及其它功能障碍的治疗，m)脊柱麻醉和硬膜外麻醉的增强，n)在细胞损伤诸如挫伤、缺氧中风(hypoxic stroke)和感染之后防止细胞损伤和死亡，o)与怀孕、运动、和化学治疗有关的恶心和呕吐的控制，p)预防卵子被精子受精，q)工作地点中的累积损伤病症，r)没有生物活性而是磁性的并且具有除交替的磁极和显著的场梯度之外的真实器件全部特性的磁性安慰剂。

背景技术

已经将磁场施加到人体用于多种治疗目的达许多世纪。例如，在美国专利号3,921,620和5,941,902中公开了针对人体的选择部分应用的磁性医疗器件；在美国专利号5,312,321中公开了用于抑制神经元动作电位放电(firing)的方法和装置；在美国专利号4,489,711中公开了用于改善循环的磁性硬膏剂；在美国专利号4,105,017中公开了刺激骨生长的磁场；并且已经用器件实现了神经细胞的磁性刺激，所述器件诸如由华盛顿的Kennewick的Cadwell Laboratories，Inc.制造的Cadwell Magneto-ElectricStimulator(MES-10)。

多种疾病情况、组织和器官机能不良可能是膜稳定性和正常通透性损失的结果。这些膜可以是细胞的或细胞内的，但是在任何情况下表示易兴奋组织的机能不良。该易兴奋组织的机能不良可能是由于离子通道功能的改变。机能不良的这些多种疾病和情况也可能与活生物等特别是人动物内的酶类的受体部位或激动剂位点的改变和/或其它这类动态系统有关。非常多样的症状和机能不良可能发生，诸如，但不限于，以上列出的疾病和/或病症情况。许多类型的疾病，包括慢性疼痛、不良定位的血流、脑水肿和某些发作和损伤不能用常规药物、物理疗法或外科疗法成功治疗。因为这样的疾病经常是用常规疗法不能治疗的，所以存在对于缓解以上这些不可治疗或不良治疗的病症的备选疗法的需要。

哺乳动物身体中的信号通过电荷的移动传递。对于疼痛，通常在离子上携带电荷，所述离子诸如钠、钾和钙离子，所述离子通过流体在细胞中从膜至膜移动，在那里它们与称为受体的双分子结构中的位置相互作用。类似的机理用于许多其它类型信息的传送，其中复杂生物分子作为信息载体而不是简单离子。所述分子具有正或负电荷或两者(偶极子)的极性中心。

可以改变该电荷移动，甚至通过磁场的施加而停止。当它通过磁场移动时，移动的电荷诸如离子或带电或部分带电的分子(具有偶极矩的一种)通过力起作用。在时间或空间的任一点，该力的数值(magnitude)与所述磁场成正比例。所述力引起带电粒子改变方向。随着它移动至下一个空间点，在那点的场也作用于它，引起它继续改变方向。

通过在给定空间上它的数值改变测量磁场的梯度。通过陡梯度磁场空间而移动的带电粒子将受到作用，比通过相同平均场然而具有较小梯度的粒子更迅速地改变方向。所述陡梯度与下列事实有关，所述力在相同的空间更迅速改变，即使较大距离上的平均场可以是相同的。

所述电荷的偏转与所述磁场的数值、方向和梯度有关。磁场是兼备数值和方向的向量场。在空间的任一点，作用于电荷的场是来自全部磁体的全部场的总和，所述场足够强以致有效地与那改变相互作用。在那空间点仅存在一个合成矢量。所述场是在那点的全部场的总和并且所述梯度也是全部场效应的总和。

例如，电子是简单的带负电荷的粒子。可以将电子从阴极射线管中的丝极喷射并且引起向着在那位置基于正电势的屏移动。通过利用来自磁体(在该情况下是电磁体)的磁场将它们常规定向并聚焦，所述磁体设置在所述电子路径周围。将所述磁场垂直于所述电子施加以使它偏转。在所述空间的一部分上施加所述磁场，通过其移动所述电子并且在那空间(梯度)上的那个磁场改变决定偏转的路径。

在治疗身体疾病的情况下，所述粒子是离子、生物分子或药物。磁场可以偏转引起“疼痛通讯(pain communication)”的离子并且所述梯度越陡偏转越好。

发明内容