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

[2.8 GHzパルス化マイクロ波の単独ばく露および点眼薬との組み合わせばく露はヒト以外の霊長類の角膜内皮を損傷しない] med./bio.

Absence of corneal endothelium injury in non-human primates treated with and without ophthalmologic drugs and exposed to 2.8 GHz pulsed microwaves.

掲載誌: Bioelectromagnetics 2010; 31 (4): 324-333

この研究は、マイクロ波誘導による角膜内皮損傷についての追試実験である。先行実験では、損傷閾値は2.6 W/kgと低いこと、緑内障治療薬の点眼を併用するとその閾値が10分の一に低下すると報告されている。今回の追試実験では、成獣オスのアカゲザル4匹に、麻酔下で2.8 GHzのパルスマイクロ波パルス幅1.43±0.06 μs、繰り返し周波数34 Hz、時間的および空間的平均電力密度13.0 mW/cm2、時間的および空間的ピーク電力密度464 W/cm2 ;これは291 W/cm2 の矩形波と等価)の遠方電磁界ばく露を与えた。角膜での比吸収率は5.07 W/kgであった。実験Iでは、ばく露は1日4時間、週3日を3週間。実験IIでは、緑内障治療薬をばく露前の麻酔処置と同時に点眼し、次に3時間または74時間のパルスマイクロ波ばく露を行った。実験IとIIは1年間の間隔を置いて同じ動物で行った。角膜内皮損傷は、非接触型鏡面顕微鏡による角膜内皮画像と角膜内皮細胞密度、および角膜厚測定(角膜の中心点と周辺部4点)により行った。ばく露前とばく露の7日後、30日後、90日後、180日後に、眼科学的測定を実施した結果、パルスマイクロ波ばく露の単独ばく露および眼科学薬剤との組み合わせばく露による角膜内皮細胞密度及び角膜厚への変化は起こらなかった、と先行研究を否定する結果を報告している。

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研究目的(著者による)

To study the effects of pulsed microwaves and the interaction of opthalmologic drugs (Timolol and Xalatan) on corneal endothelial damage in four adult Rhesus monkeys under anesthesia in order to confirm the results of previous studies (Kues et al. 1985 and Kues et al. 1992) reporting a microwave-induced corneal endothelial damage at a low threshold (2.6 W/kg). Additionally, previous studies reported that vasoactive ophthalmologic medications lowered the threshold by a factor of 10 to 0.26 W/kg.

詳細情報

A nine-exposure regimen was selected for experiment I. Drug sensitization of microwave-induced corneal endothelial injury in experiment II (one year later) followed the three-exposure regimen of Kues et al. (Kues et al. 1992).
In Experiment I, ophthalmologic examinations were conducted before and 7, 30, 90, and 180 days after exposures. In Experiment II, ophthalmologic examinations were done 7, 30, 90, and 180 days after exposures.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 2.8 GHz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: continuous for 4 hr/day, 3 days/week for 3 weeks
experiment 1
ばく露2: 2.8 GHz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: continuous for 4 hr/day on 3 or 7 days
experiment 2

General information

Experiment 2 was executed one year after experiment 1. In experiment 2 subjects were pretreated with 0.5 % Timolol maleate and 0.005 % Xalatan(R) before exposure to pulsed microwaves

ばく露1

主たる特性
周波数 2.8 GHz
タイプ
  • electromagnetic field
特性
  • far field
ばく露時間 continuous for 4 hr/day, 3 days/week for 3 weeks
Additional information experiment 1
Modulation
Modulation type pulsed
Pulse width 1.5 µs
Repetition frequency 34 Hz
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
ばく露装置の詳細 rectangular waveguide connected to a 2.44 m x 3.66 m x 2.44 m anechoic chamber, lined with 15 cm Eccosorb cones; aluminum-flanged WR284 waveguide and a pressure plate located at the end of the microwave transmission line were used as an open-ended waveguide antenna; surface of the subject's eyes centerd in the boresight of the open-ended waveguide antenna at a distance of 20 cm
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電力 29 W average over time 測定値 - -
電力密度 13 mW/cm² average over time 測定値 - -
電力密度 464 mW/cm² peak 測定値 - -
電力密度 14.2 mW/cm² average over time 測定値 - at 20 cm from the pressure plate

ばく露2

主たる特性
周波数 2.8 GHz
タイプ
  • electromagnetic field
特性
  • far field
ばく露時間 continuous for 4 hr/day on 3 or 7 days
Additional information experiment 2
Modulation
Modulation type pulsed
Pulse width 1.5 µs
Repetition frequency 34 Hz
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • E1と同じ装置
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電力 29 W average over time 測定値 - -
電力密度 13 mW/cm² average over time 測定値 - -
電力密度 464 mW/cm² peak 測定値 - -
電力密度 14.2 mW/cm² average over time 測定値 - at 20 cm from the pressure plate

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:
研究対象とした臓器系:
  • 感覚器
  • eye
調査の時期:
  • ばく露前
  • ばく露中
  • ばく露後

研究の主なアウトカム(著者による)

The microwave exposure resulted in a 1.0-1.2°C increase in eyelid temperature, but the absolute temperature never exceeded 38°C, a level well below the known damage threshold. Pulsed microwave exposure did not cause alterations in corneal endothelial cell density and corneal thickness with or without ophthalmologic drugs.
Therefore, the authors conclude that previously reported changes in the cornea exposed to pulsed microwaves were not confirmed at exposure levels that are more than an order of magnitude higher.

研究の種別:

研究助成

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