用于对细胞局部应用极低频磁场的装置

摘要

一种使研究对象区域中的器官细胞受到极低频磁场作用的方法和系统。至少一个共振介质可操作地连接至发电器。该发电器产生正弦非谐波电流信号，该正弦非谐波电流信号具有大致在7.5赫兹和7.9赫兹之间的预定频率，以及大致在0.7毫特斯拉和3毫特斯拉之间的电磁辐射。共振介质由信号提供能量，并且在预定的期间内邻近区域中的器官细胞组织放置，由此，区域中的器官细胞在预定的期间内受到强度小于1毫特斯拉以及频率大致在7.5赫兹到7.9赫兹之间的恒定磁场的作用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对细胞局部应用低频磁场的装置，并且涉及一种对细胞应用低频磁场的方法。更具体地，本发明涉及一种用于对器官细胞局部应用极低频(ELF)磁场(MF)的装置以及对应的方法。

背景技术

MIT(麻省理工大学)和阿尔伯特爱因斯坦医学院等研究中心进行的研究表明，应用与脑波相似的特低频脉冲形式的磁场可使细胞膜级(level)的电位增加。该结果具有有益效果，例如阻止细胞内部的细菌和病毒侵入以及它们在人体内的生长速率，并且改善血液循环，进而提高细胞的氧化作用。已被注意到的另一个有益效果是，改进因细胞级的细胞外涌入(extracellular influx)而产生的钙离子(Ca⁺²)的交换，并且增强身体抵抗凋亡因子(apoptotic factors)的能力。

Richard A.Luben等人在1972年刊登在美国科学院院报79卷，4180-4184页：医学科学(Proc.NatL.Acad.Sci.USA,vol.79,pages 4180-4184,July 1982:Medical Sciences)上的“电磁场刺激对骨和体外骨细胞的影响：通过低能量的低频磁场抑制对甲状腺素的反应”(“Effects ofelectromagnetic stimuli on bone and bone cells in vitro:Inhibition of responsesto parathyroid hormone by low-energy low-frequency fields”)中，已经对本领域的这种研究的基本内容进行了撰写。在该文献中，有创骨折康复中所取得的显著改进同样被认为是受到频率为10到90赫兹的脉冲ELF磁场作用的结果。

已知低频率在口腔领域中的应用，用于改善牙龈内部的血液循环，例如国际专利申请WO2006001644中所公开的。其中所述设备由通过电缆连接至硅电机的支撑件的低频率发电器组成。将该硅电极应用到有需求的牙龈区域中，用于增强血液循环和帮助抑制疼痛。

相比本发明的装置和方法的理想效果，这种技术的主要缺点在于，由于外加磁场必须通过应用没有变化的恒定电流来保持不受扰动，所以WO2006001644中的低频并不能被长时间应用。

加拿大专利申请CA1202804公开了另一个可比较的ELF磁场或电磁场的示例，该专利申请描述了ELF用于纠正牙齿的位置异常的用途。这种技术所提供的效果是通过将一些受到特低频磁场作用的永磁铁、电磁铁或电磁感应线圈应用至相关的颊区来帮助修复上下颌软组织的。通过与一些邻近的电解质相互作用的下颌骨的运动产生ELF范围，用于输出再生电流。

日本专利申请JP2001026529公开了一种带有先后被提供有低频发电器和高频发电器的磁铁的装置，用于清洁痛风结节或牙龈，以便刺激牙龈的淋巴功能以及预防和治疗牙周病。

与本发明的装置和方法的理想效果再次相比，上述技术的主要缺点在于，JP2001026529中的低频率和高频率并不能被长时间应用，并且这种装置仅能清洁牙齿而不能用来治疗牙龈。

因此，本领域的已知装置在强度和振幅有时显著低于由地磁产生的强度和振幅的情况下，会产生特低频的电磁脉冲。然而，所有这种电磁场均包括电流部件并且由于相同原因而显示出谐波，因此，这种装置在细胞级的效果仍然是次佳的。

由申请人在WO2012/093277简要说明的关于牙龈细胞培养物的早期研究显示，产生极低频(ELF)磁场并且使器官细胞受到此磁场的作用可使该细胞产生明显的再生效果。将牙龈细胞培养物放入佩特里容器(Petricontainers)，并使其在不同的时期内受到不同脉动和强度的磁场的作用，之后将佩特里容器放置于亥姆霍兹型组件内部。

在这种研究中，用来产生电磁场的装置具有两个通道，用于产生电磁脉冲，其中，每个通道由两个带有阻塞的振荡腔组成，各振荡腔均可产生ELF频率并且两个振荡腔可以交替操作，使得每次仅一个通道中的一个振荡器根据周期操作。该装置还包括终结(final)电路和感应线圈，该感应线圈产生具有所选通道的振荡器的频率的电磁场，该所选通道的振荡器的频率与主控振荡器以及由主控振荡器控制的选择电路的频率混合，交替操作阻塞振荡器，从而实现由各通道通过两个控制信号发出的可选频率的自动改变。在上述技术中，不利地是，电流不能保持恒定，并且因此在相同的外加频率内产生变化或谐波，由此使外加磁场在应用到细胞组织的过程中受到干扰。

因此，要被解决的技术问题包括，提供一种能够产生恒定值、无变形的ELF磁场，并且使器官细胞受到这种磁场的作用的装置。

发明内容

因此，根据本发明的一个方面，提供一种使研究对象区域中的器官细胞受到极低频磁场作用的方法，该方法包括步骤：可操作地将共振介质连接至发电器；利用所述发电器产生恒定正弦的非谐波的电流信号，其具有大致在7.5赫兹和7.9赫兹之间的预定频率，以及大致在0.7毫特斯拉和3毫特斯拉之间的电磁辐射；以及在预定的期间内将所述共振介质邻近所述区域中的器官细胞组织放置，由此使所述区域中的器官细胞在所述预定的期间内受到恒定磁场的作用，该恒定磁场小于1毫特斯拉，并且其频率大致在7.5赫兹到7.9赫兹之间。

本发明的完全无创的方法有利地提供了一种极低频磁场，该磁场的特征在于，具有低于0.2％变形的可视为不变形的谐波并且还具有恒定的可调节性能，从而改变其适用性。所提供的所述磁场可以有助于预防治疗通常与成熟身体和/或者美容需求(如脱发、皱纹、皮肤越来越缺少弹性等)有关的细胞问题。所提供的所述磁场还可以在患者恢复状况下使用，例如，帮助手术后的组织愈合以及克服牙周病。重要的是，维持恒定磁场可以增加再生细胞的数量，从而抵消凋亡因子导致的细胞磨损。

在本发明所述方法的实施例中，其中，所述发电器包括直接数字频率合成器，所述信号产生步骤还包括利用所述直接数字频率合成器产生正弦非谐波电流信号。

在本发明所述方法的可选实施例中，所述信号产生步骤还包括产生矩形信号，从所述矩形信号输出3至30赫兹的频率，将所述矩形信号转换为正弦信号，以及使所述信号在0.25毫特斯拉至3毫特斯拉范围内衰减。

例如，所述矩形信号可以通过石英振荡器产生，所述3到30赫兹的频率可以通过第一集成电路输出，所述矩形信号可以通过8阶巴特沃斯滤波器型集成电路转换为正弦信号，以及所述信号可以通过多级信号衰减器衰减。在本实施例的变型实施例中，所述第一集成电路可以包括同步计数器，异步计数器，多个电阻器以及多个开关，其中，所述方法还包括步骤：通过所述多个开关中的一个或多个开关对所述多个电阻器中的一个或多个电阻器进行切换；根据所切换的电阻器，通过同步计数器将所述频率按N＝1至256分频，通过异步计数器将所述频率按2⁸分频。在后面的实施例的变型实施例中，所述多级信号衰减器可以包括8级，其中，所述方法还包括步骤：各级按0.25毫特斯拉增大在所述共振介质的极性部分之间获得的磁场感应。

在本发明所述方法的实施例中，所述方法还包括步骤：根据预定深度调节所述恒定电磁流信号，所述预定深度为相对于所述区域外表面，位于所述区域内部的所述器官细胞的深度。本实施例被认为尤其可用于到达位于相对于上皮较深的位置的细胞，还不需要侵入式手术。在本实施例的变型实施例中，所述深度在1毫米至100毫米范围内，并且位于所述预定深度处的所述器官细胞受到所述恒定磁场的作用。

根据本发明的另一个方面，还提供一种用于使研究对象区域中的器官细胞受到极低频磁场作用的系统，包括：发电器，其适合用来产生可调节的恒定正弦的非谐波的电流信号，所述电流信号具有大致在7.5赫兹至7.9赫兹之间的预定频率，以及大致在0.7毫特斯拉至3毫特斯拉之间的电磁辐射；以及至少一个共振介质，其可操作地连接至所述发电器并且受到所述可调节的恒定电流信号的作用，以便于在预定的期间内邻近所述区域中的器官细胞组织放置。

在本发明所述系统的优选实施例中，所述发电器包括用于产生所述正弦非谐波电流信号的直接数字频率合成器。此种配置能够提供一种特别简单的重量和尺寸都减小的结构，由此使所述发电器表现为便携的电池供电的设备。

在本发明所述系统的可选实施例中，所述发电器可以包括：石英振荡器，其用于产生矩形信号；第一集成电路，其用于输出所述矩形信号的3至30赫兹的频率；多级信号衰减器，其用于使所述正弦信号在0.25毫特斯拉至2毫特斯拉范围内衰减。本实施例可以考虑在期望得到所述信号的可调节性的更高精确度的场合中使用。

在本发明的变型实施例中，所述第一集成电路可以包括同步计数器、异步计数器、多个电阻器以及多个开关，所述第一集成电路被配置用来：通过所述多个开关中的一个或多个开关切换所述多个电阻器中的一个或多个电阻器；以及根据所切换的电阻器，通过同步计数器将所述频率按N＝1至256分频，并且通过异步计数器将所述频率按2⁸分频。在后面的这种实施例的变型实施例中，所述多级信号衰减器包括8级，并且其中所述方法还包括步骤：各级适合按0.25毫特斯拉增大所述共振介质的一些极性部分之间获得的磁场感应。

通常，各发电器和共振介质都具有相对简单的结构，该结构的整体尺寸相对于记录的现有技术大幅减小，由此，除提供结合上述方法所述的优点以外，还提供了高便携性和易用性。

在本发明所述系统的实施例中，所述发电器还被配置用来根据预定深度调节所述恒定电磁流信号，所述预定深度为相对于所述区域外表面，位于所述区域内部的所述器官细胞的深度。在本实施例的变型实施例中，所述深度在1毫米至100毫米范围内，并且位于所述预定深度处的所述器官细胞受到所述恒定磁场的作用。

在本发明所述系统的实施例中，将所述恒定电磁流信号调节至大致7.65赫兹和7.75赫兹之间，以及大致0.7毫特斯拉和0.75毫特斯拉之间。在本发明所述系统的优选实施例中，所述恒定电磁流信号被调节至7.692赫兹和0.75毫特斯拉。相应地，本发明的方法还可以包括调节步骤。

在本发明所述系统的实施例中，所述至少一个共振介质包括至少一个线圈元件。在本实施例的变型实施例中，所述至少一个线圈元件可操作地缠绕在由顺磁材料制成的支撑元件或发射器上。

在这种另一个实施例的第一变型实施例中，所述共振介质可以包括具有大致呈环形的表面的支撑元件，以便于邻近器官细胞的区域定位。本实施例被认为尤其可在通常使用任何具有外表面的器官细胞组织(通常为皮肤)的情况下使用。

在这种另一个实施例的第二变型实施例中，所述共振介质可以大致呈U形，该U形由两个突出于基座部分并且由坡莫合金制成的齿部分限定，同时所述线圈元件缠绕在所述基座部分上并且可操作地连接至所述发电器。本实施例由于坡莫合金材料固有的材料属性，被认为尤其可在口腔内应用。在本共振介质的优选实施例中，强度大致在0.7和0.8毫特斯拉之间以及辐射频率在7.5赫兹和7.9赫兹之间的所述恒定磁场大致位于所述两个齿部分之间并且沿着所述两个齿部分分布。

所述至少一个共振介质可以安装在支撑介质上，所述支撑介质从至少包括带状元件、面罩状元件、衣物、床垫、枕头、头盔的组里选择。本实施例被认为尤其可用于使ELF磁场在原位保持很长一段时间。

在这种后面实施例的变型实施例中，多个共振介质安装在所述支撑介质上，各共振介质可操作地连接至相应的发电器。本实施例被认为尤其可用来立刻到达若干个不同区域中的细胞。在另一个变型实施例中，同样的发电器还可以适合用来将相同的可调节正弦非谐波电流信号输出至多个共振介质中的每一个，其中，所述多个共振介质安装在所述支撑介质上。

根据本发明的另一个方面，还提供一种选择极低频磁场性能的方法，以应用于研究对象区域中的器官细胞，包括步骤：使从所述区域抽取的器官细胞受到由上述包含石英振荡器的系统的实施例输出的第一恒定正弦的非谐波电流信号作用，所述第一恒定正弦的非谐波电流信号的第一频率大致在7.5赫兹和7.9赫兹之间，并且其电磁辐射强度大致为0.75毫特斯拉；使从所述区域抽取的器官细胞受到由上述那个系统输出的至少第二恒定正弦的非谐波电流信号作用，其中，所述第一和至少第二频率是不同的；根据所述第一和至少第二频率中的每一个，确定细胞生长的速率；选择提供最高细胞生长速率的所述第一或至少第二频率；和调节包含DDS的系统的实施例，以发出带有具有所选频率的电流信号的恒定磁场。

本发明的方法和系统可以用于各种美容治疗，诸如使毛细管细胞和上皮细胞再生。本发明的方法和系统还可以用在植物细胞上，由此促进植物细胞的生长。对于任何这样的应用，预定的期间都应该是在至少5天的间隔内至少两个小时被重复至少5次。

附图说明

为更好的理解本发明和说明如何来实施本发明，下面将仅通过示例的方式并结合附图对本发明所述的具体实施例、方法和过程进行描述，其中：

图1是本发明的用于局部应用极低频ELF磁场的发电装置和共振介质的框图；

图2A是图1中用于产生本发明的ELF磁场的装置的电路的第一实施例的框图；

图2B是图2A中用于产生本发明的ELF磁场的装置的电路的实施例的框图；

图2C是图1中用于产生本发明的ELF磁场的装置的电路的另一实施例的框图；

图3是用于局部应用极低频ELF磁场的共振介质的第一实施例的侧视图，该共振介质以安装于支撑装置的线圈元件的形式存在；

图4是图3中线圈元件的俯视图；

图5显示了图3和图4中的可操作地与图1和图2中的发电装置连接的共振介质；

图6显示了通过与特斯拉计和伏特计接口的邻近探头对图5中的线圈元件探头发出的电磁场的测量；

图7是用于局部应用ELF磁场的共振介质的第二实施例的俯视图，该共振介质以缠绕在叉状元件并且尤其适合在颊腔中使用的线圈元件的形式存在；

图8是基于图7中的第二实施例，用于局部应用ELF磁场的共振介质的第三实施例的俯视图；

图9是图8中的第三实施例的侧视图；

图10显示了用于局部应用ELF磁场的共振介质的第四实施例，仍然是基于图7中的第二实施例；

图11显示了图7中可操作地与图1和图2中的发电装置连接的共振介质；

图12显示了通过与特斯拉计和伏特计接口的邻近探头对图11中的叉状元件发出的电磁场的测量；

图13显示了图3-6中以穿衣的方式安装于第一支撑介质的共振介质；

图14显示了图3-6中以可调节带支撑件的方式安装于第二支撑介质的共振介质；

图15显示了多个图3-6中分别连接于安装至图14中的第二支撑介质的发电装置的共振介质；

图16显示了多个图3-6中分别连接于以面罩的形式安装至第三支撑介质的发电装置的共振介质；

图17显示了图7-12中在颊腔内部使用的共振介质；以及

图18显示了多个图3-6中分别连接于与植物细胞组织一起使用的发电装置的共振介质。

具体实施方式

下面将通过发明人设想的具体示例方式进行描述。为提供全面理解，在下文的描述中对许多具体细节进行了陈述。然而，显而易见的是，本领域技术人员可以实施本发明而不受这些具体细节的限制。另一方面，众所周知的方法和结构都没有进行详细描述，以免不必要的模糊描述。

本发明涉及一种用于对人类、动物或者植物任一种中的器官细胞组织的局部区域局部应用极低频(ELF)磁场的装置，以促进该区域的细胞再生。参照图1，最简单的该装置包括发电器10和共振介质20，其中，发电器10包括用于产生恒定的并且为正弦的极低频电流信号的电路，共振介质20可操作地被连接至用于局部应用由发电器信号产生的相应地恒定的极低频电磁场的发电器。该装置的限定特征在于，由共振介质20从恒定的且成正弦的极低频电流信号产生的恒定的极低频电磁场没有电压，并且其本身被认为就是受到该电磁场的细胞组织的区域中的磁场。ELF磁场的频率与装置一致，并且该磁场在目标区域水平处的强度大致为0.75毫特斯拉(mT)，因此该磁场的强度可稍高于发射器水平处的强度，当目标区域处于体内时，该强度可能会达到3毫特斯拉。

参照图2A，为获得恒定的正弦的极低频电流信号，发电器10的电路的第一实施例包含适合用来直接产生正弦信号的直接数字频率合成器101，该直接数字频率合成器101的谐波基本上低于0.2％，并且该直接数字频率合成器101不需要任何信号处理以及下文结合图2C所描述的部件。DDS101在2-50赫兹(Hz)范围内可以产生精确的正弦信号，在本示例中，频率固定至7.692赫兹。由DDS产生的信号具有高精度，并且可由处理器102进行稳定性管理。将由DDS产生的正弦信号输入至可在1-200毫安(mA)范围内调节的恒定电流的放大单元103，在本示例中，恒定电流固定至195毫安。频率和电流都可由处理器102进行连续控制。放大单元103的输出被应用于发电器10的相关端子，该相关端子可操作地与共振介质20的线圈元件30相连接(104)。通过图2B中的非限制性示例的方式对与图2A中所示的发电器10的电路的实施例相对应的电路图进行说明。

参照图2C，发电器10的电路的另一实施例包含石英振荡器11，该石英振荡器11产生矩形信号，已知该信号的初始高精度频率为3.6864兆赫兹，该信号依次被分配穿过集成电路12，在该集成电路12的输出处可获得位于3-30赫兹之间的理想频率。该电路还包括8阶巴特沃斯滤波器型(order 8 Butterworth filter-type)集成电路13、8级信号衰减器14以及恒流源16。其中，由无穷级数矩形信号组成的矩形信号通过所述集成电路13可以被转换成正弦信号，即，选择预订的特定频率的正弦曲线；所述8级信号衰减器14用于提供范围为0.25毫特斯拉-2毫特斯拉的电流，衰减器14各级可使在共振介质20的一些极性部分15之间获得的磁场感应按0.25毫特斯拉增加；所述恒流源16用于维持电流恒定。

在集成电路12的输出处可获得范围为3-30赫兹的理想频率。该集成电路12由异步计数器121、同步计数器122以及另一个异步计数器125组成。其中，异步计数器121按2⁴分频；在同步计数器122处，根据由多个电开关124₁-124₁₀而被引入电路的多个电阻123₁-123₈中一个或多个的开关，频率会按N＝1-256分频；在异步计数器125处，频率会按2⁸分频。因此，异步计数器121、同步计数器122、异步计数器125、电阻123₁-123₈以及电开关124₁-124₁₀共同构成了集成分频电路12。

将石英振荡器11输出的信号应用于异步计数器121的输入，之后应用于同步计数器122的输入，其中，在异步计数器121处，按2⁴分频，在同步计数器122处，根据开关电阻器123₁-123₈的值按N＝1-256分频。然后该信号被应用于另一个异步计数器125的输入，在该异步计数器125处，频率按2分频。在由两个异步计数器121、125以及同步计数器122组成的划分级的端部，可获得范围为3-30赫兹的理想频率。

之后，正弦信号被加载于8级信号衰减器14，以便提供范围为0.25毫特斯拉至2毫特斯拉的电流。该衰减器14各级可使由共振介质20产生的磁场感应按0.25毫特斯拉增加。

8级信号衰减器14由至少第一和第二集成电路141和142、多个电阻器143₁-143₈以及多个电开关143₁-143₈组成，对该多个电开关进行配置，使得当开关143₈闭合时，第一集成电路141输出处的信号被直接加载于第二集成电路142的输入，电压和电流的最大值对应于磁感应的最大值2毫特斯拉，并且若开关143₁闭合时，第一集成电路141输出处的信号通过电阻器143₁-143₈被加载于第二集成电路142的输入，那么电压和电流的最小值就对应于磁感应的最小值0.25毫特斯拉。

恒流源16可提供操作第一和第二集成电路141、142以及提供相应电压信号的至少第一和第二双极晶体管17、18所必须的电压等级，以便维持本发明的整个装置的电流恒定。因此，在由包含在发电器10中的部件11、12、13和14、共振介质20以及该共振介质20中的任何极性部分15，以及发电器和共振介质之间的连接组成的电路中，恒流源16被配置用来充分改变端子处的电压，从而可使负载电路中的电流保持恒定。

恒流源16可提供操作双极晶体管17、18的集成电路141和142所需要的电压等级。恒流源通过提供相应的电压信号来稳定流过负载的电流，由此避免共振介质20中的信号产生任何变化。并且，恒流源可以根据以下函数通过转换使由共振介质以及该共振介质中的任何极性部分15发出的磁场维持恒定：

B＝f(H)或者U＝f(I)线性公式

上述函数中，B表示磁感应，H表示输出处的电流信号的形状，该函数转换的事实在于输出处的电流形状H遵从所加电压的形状，即，遵从磁感应B的形状。这是有利的，因为能够在共振介质20的任何极性部分15之间获得无变形的磁感应B。

众所周知，想直接计算环形线圈位于其轴外侧的磁场是很困难的，以致很难定义轴内部的H强度，因为首先应该确定磁位然后按照以下公式可从其导数中得到与该线圈的距离：

当距离d>>r时，毕奥—萨伐尔定律为计算位于螺线管轴上的点M处的电磁场值提供了一个合适的方法，诸如：

$>r=R_2+\frac{R_1-R_2}{2}$>

然而，本方法的结果并不是非常精确的，这是因为在本公开的文本中，距离d并不大于r。因此，本方法的结果已被选为起始点，将会通过有效的磁场测量值被进一步的修正。

计算首先要进行一个初始假设：共振介质20具有10|11平方厘米的环形表面，并且低频正弦磁感应在离共振介质20的螺线管表面3毫米的距离处具有0.750毫特斯拉的B_RMS值。在这种条件下，共振介质20的实际尺寸为：

R₁＝2cm R₂＝1.4cm

同时共振介质20的平均半径为：

$>r=\frac{R_1-R_2}{2}+R_2=1.7\mathrm{cm}$>

应用毕奥—萨伐尔定律，提供以下从属关系：

H_X＝f(N,I)并且相应地B_X＝f(μ,N,I)

其中H_X可表示为：

$>H_X=\frac{I}{2r}{\sin }^3\alpha$>其中$>\sin \alpha =\frac{r}{\sqrt{r^2+d^2}}$>

并且其中，应该为实施测量值B_RMS＝0.750毫特斯拉的B_X可在沿轴的M点处表示为：

$>B_X=\frac{{\mu }_0}{4\pi }·\frac{{\mathrm{Ir}}^2}{2{(r^2+d^2)}^{3/2}}$>

在可选的正弦电流的情况下，上述依然有效，例如，在本示例中频率f＝7.692赫兹。当X正在增大时，H_X和B_X会快速减少。通过引入表示为以下函数的正弦测量值：

i＝Imaxsinwt

B_X现在可表示为：

$>B_X=0.21\frac{{\mu }_0}{4\pi }N·i=0.21\frac{{\mu }_0}{4\pi }\mathrm{NI}\sqrt{2}\sin \left(48.3t\right)$>

因此，可在本实施例中获得以下从属关系：

B_X＝f(μ,N,I)

其中：μ＝线圈的磁导率

N＝环数

I＝线圈内部的电流

在使用中，图2A-2C的实施例中任意一种都可以如文中基本上所描述的，单独被用来在研究对象的细胞组织区域上应用ELF磁场。然而，为得到最好的结果，图2C的实施例可首先被在实验条件下使用，以确定研究对象最合适的频率，这样在该最合适频率处发出ELF磁场，之后可调整图2A或2B的实施例以发出所确定的频率。因此，在本实施中，从区域中抽取的器官细胞会受到由图2C的实施例输出的第一恒定正弦的非谐波电流信号的作用，其中，该信号具有大致在7.5赫兹和7.9赫兹之间(例如7.862赫兹)的第一频率以及强度大致为0.75毫特斯拉的电磁辐射。从区域中抽取的另一些器官细胞之后会受到一个或多个另一些恒定正弦的非谐波电流信号的作用，在上述间隔内，各信号均具有不同的频率，例如第二信号具有7.692赫兹的频率。针对每个这样的信号确定细胞生长的速率，并且选择提供最高细胞生长速率的频率(例如第二频率7.692赫兹)作为最合适的频率。之后调整图2A或2B的实施例使其仅发出所选频率。

参照图3至6，共振介质20的第一实施例包括具有251环的线圈元件30，电流值I_RMS为0.195安。线圈的物理尺寸可以根据不同应用进行变化。线圈元件30由CuEm0.31制成，并且线圈元件30的每一个端部31都端接有各自的连接器32，用于可操作的且可释放的附接于发电器10的8级信号衰减器14的相关末端19。

共振介质20还包括具有大致为H形状的部分的环形模块化支撑介质40，该支撑介质由中心圆柱部分41和通孔43(though-aperture)组成，其中，中心圆柱部分由各端处的肩托部分42限定，通孔43与中心圆柱部分41同轴。线圈元件30缠绕在肩托部分42之间的中心圆柱部分41的外表面上。将支撑元件或者发射器44置放于模块化支撑元件40内，该支撑元件或者发射器44具有第一表面45，该第一表面45面对着在其上发出ELF磁场的细胞组织。发射器可由任何顺磁材料制成，例如医用级钢，或者在优选实施例中为坡莫合金。

发射器44具有大致为圆柱的形状，该圆柱形具有外径和螺纹孔，调整该圆柱形的外径尺寸可使其滑动配合放入通孔43，所述螺纹孔与通孔43同轴并且伸出与第一表面45平行且相对的第二表面，其大致位于环形模块化支撑介质40的形体的(figurative)后面。利用与其螺纹孔和垫片元件均啮合的固定件46将支撑元件44固定在位，该垫片元件47靠近与第一表面45相对的肩托部分42，并且该肩托部分42的直径大于环形模块化支撑介质40的通孔43的直径。

参照图5，在使用中，图2A、2B或2C的发电器10为线圈元件30提供恒定的并且未扰动的ELF电磁信号，从而使发射器44发出相应的恒定的且未扰动的ELF电磁场。具体地参照图6，该图显示了与特斯拉计602以及伏特计603接口的邻近探头601对由与发射器4结合的线圈元件30发出的电磁场的测量探头，所发出的电磁场的一个重要特性在于，该电磁场不会影响任何电流部件604，因此其被认为是被应用到细胞区域水平处的纯磁场。

下面参照图7和17，共振介质20的另一个实施例也包括具有251环的线圈元件30，电流值I_RMS为0.19安。线圈的物理尺寸可以根据不同应用进行变化。线圈元件30也是由CuEm0.31制成，并且线圈元件30的每一个端部31都端接有各自的连接器32，用于可操作的且可释放的附接于发电器10的8级信号衰减器14的相关末端(未示出)。

在本实施例中，共振介质20还包括两个齿部分71,72限定的大致呈U形的支撑元件或者发射器70，两个齿部分71,72从基座部分73伸出，并且整体由一条坡莫合金做成，该坡莫合金是在高感应值以及因此具有非常低的磁滞现象处具有非常高的磁导率的镍铁合金，从而可以使材料的磁化饱和风险尽可能低，以及使正弦磁场的无变形特性保持。本实施例被认为对ELF磁场的口腔应用尤为有用，通常，是应用于颌的区域1201，牙龈1202的区域或者牙齿1203的区域，此时齿71,72被置于所述区域1201的任意一侧与所发出的ELF磁场之间。

齿部分71,72中的每一个和基座部分73大致为具有圆柱横断面直线形。两个齿部分71,72具有基本相同的尺寸，并且彼此平行的伸出基座部分73，由此分别形成直角。齿部分71,72的自由末端711,721构成极性部分15，使用时，将要受到ELF作用的细胞组织区域放置于极性部分15之间。可选实施例中加入了螺纹孔，该螺纹孔在各齿部分71,72内部可横向以及同轴设置，并且可从自由端伸出，至少伸出齿部分的斜面末端711,721，并且将圆柱螺钉的附加部分啮合在各螺纹孔中，此时每个螺钉被当作是一个用于在有需要的颌部分、牙龈或牙齿上应用磁场的所述极性部分15。在本实施例中，线圈元件30缠绕在基本处于基座部件73的末端之间的基座部分73的外表面上，齿部分71,72分别从该末端突出。

在图7和12的实施例中，按照如下所述并且基于频率为7.692赫兹时强度大致为B_RMS＝0.750毫特斯拉的示例性电磁场，共振介质20的结构就需要重新考虑上文所述功能。在本实施例中，可应用电路磁性定律，使得：

其中:N＝环数

I＝线圈内的电流

通过以下公式给定铁芯磁路1_f的长度：

$>1_f=(\frac{b-a}{2}+a)2\pi -1\delta =18\mathrm{cm}$>

1δ＝2cm

利用上述位移，获得以下公式：

18H_f+2H_δ＝NI(2)

已知磁通量沿磁流管是恒定的，使得：

B_f.A＝B_δ.A_δ和B_δ＝μ₀H_δ(3)

通过逐次逼近法可解决以下问题：为计算线圈中的电流，在坡莫合金中必须获得一定的感应，该方案是直接的解决方案。相对于μ，可绘制出(3)中所得到的B_f和B_δ，由此可分别得到磁场H_f和H_δ的强度：

之后从(2)中得到线圈中的电流。在本示例中，可得到以下结果：

i＝i₀sinwt＝i₀sin(48.3t)

I_RMS＝0.19A

N＝381sp；CuEM0.2

本领域技术人员将很容易理解的是，在不偏离本公开范围的情况下，可以很容易的设计出许多变型，以提高共振介质20的人体工程学特性。结合图7的实施例进行举例，可选实施例研究了一种机械装置，使至少一个齿部分71，72相对基座部分73成关节连接，由此可使齿部分大致定位于接合点之间，以便改变齿部分71，72与由其各自的末端711,721构成的极性部分15之间的距离。必要时，可将共振介质的基座部分73的至少一部分放置于图8和9中所示的手柄形状的塑料材料中，以便于其操作。

由此可从图1和2中的发电器10获得极低频的恒定正弦电流，并且将其加载到线圈元件20，以获得被应用到细胞组织的局部区域的极低频磁场。

图8、9和10还描述了共振介质20中大致呈U形的元件70的可选实施例。参照图8和9，基座部分73和两个齿部分71，72可以基本保留之前结合图7所述的结构，但是，在本实施例中，两个齿部分71,72中的每一个都包括由齿部分71，72的短部801限定的弯折，齿部分71，72在其最靠近基座部分73的第一部分802和其最远离基座部分73的第二部分803之间形成直角，由此将所述弯折大致定位在基座部分73和极性末端15之间。本实施例尤其可长时间用于口腔应用，因为所述弯折能够使平行的齿部分71,72邻接于颊腔外侧的静止(resting)表面，例如人的嘴唇。

参照图10，直线运动的基座部分73仍然可以相对于两个齿部分71，72的各自的部分1001形成直角，其中部分1001最邻近于基座部分73，然而，在本实施例中，齿部分71，72中的每一个都包括从其最邻近基座部分73的部分1001延伸出的曲线部分1002。在本实施例中，齿部分71，72沿其长度保持平行直至其各自的极性末端15，由此限定了相对于基座部分73并从基座部分73延伸出去的曲线。本实施例尤其可长时间用于口腔应用，因为该曲线能够使基座部分邻接于颊腔外侧的静止表面，例如人的面颊。图8至10的实施例可以反复(iteratively)使用，或者，结合下文所述的示例性实施例使用，在该示例性实施例中，根据颊腔中要被治疗的区域和其数量，可同时结合使用若干个共振介质20。

参照图11，在使用中，仍然使用发电器10的8级信号衰减器14为线圈元件30提供恒定的且未扰动的ELF电磁信号，从而使U形，或叉形支撑元件70发出相应的恒定的且未扰动的ELF电磁场。具体参照图12，所发出的电磁场的一个重要特性仍然在于，该电磁场不会影响任何电流部件，因此其被认为是被应用到细胞区域水平处的纯磁场。

在本发明所述装置的测试中，当所述细胞培养物受到0.75毫特斯拉到0.8毫特斯拉的最大强度，固定在7.692赫兹的恒定频率的电磁场的作用时，可得到最佳结果。最佳暴露时间被确定为每天两小时至少5次。该测试显示，利用这种参数，在所有培养物中可按细胞数量的25到27％增殖。

在专门的密封条件下，对图11中所示的本发明的装置的用途进行了与颊腔中的细胞组织有关的测试，该测试的细节和结果在下文进行描述。所有经历牙龈问题的研究对象的特征在于，在引起问题的牙龈区域均具有细胞缺陷，并且所有利用本发明的装置经过治疗的研究对象在比预期更短的时间内显示出了牙龈问题的再生效果。由于亥姆霍兹线圈组件不能被引入研究对象的颊腔内，所以使用共振介质20的叉形实施例。

为了隔离和培养主要的角质细胞，可以从经历过拔牙的患者上取得口腔黏膜。将组织洗涤干净并切成较小块，然后使其在分散酶II和胶原酶中进行酶解，时间为24小时，温度为4℃。处理之后，将表皮片从缔结组织上移除。为获得活的单一角质细胞，利用胰蛋白酶在37℃下将表皮片处理30分钟。细胞在补充了钙、生长补充剂和抗生素的培养基介质中重新悬浮。将该细胞涂覆在(plated)直径35毫米的盘子中，该盘子预先覆盖有人体IV型胶原蛋白。

为分离口腔角质干细胞，可用鼠单克隆整合素α6β4培养细胞。去除多余的抗体后，细胞进一步与羊抗小鼠lgG微珠(goat anti-mouse IgGMicroBeads)(美天旎有限公司)发生反应，之后，细胞悬浮液被装入放置在分离器(美天旎有限公司)的磁场中的柱形物(column)。通过柱形物对未标记的细胞进行处理，并且使其表现出α6β4阴性(α6β4neg)部分，而表现出α6β4阳性(α6β4pos)部分的磁标记的细胞被保留在柱形物中。首次分离2到3天后，利用CD71微珠对α6β4阳性细胞部分进行磁标记，并且使其进行与细胞分选法相同的步骤。磁标记的CD71阳性(CD71pos)细胞被保留在柱形物中，而未标记的CD71阴性(CD71neg)细胞通过该柱形物进行处理。两次磁分离后，α6β4阳性CD71阴性部分被表征成口腔角质干细胞部分。

之后，利用本发明的装置刺激该口腔角质干细胞7天，即，使该口腔角质干细胞受到7.692赫兹以及0.75毫特斯拉的恒定无变形的ELF磁场的作用，并且在3-7天内对细胞的发育进行评估。刺激的结构表示在下面的曲线图中。

牙龈组织细胞的组成物中包括角蛋白，该角蛋白是在许多类型的细胞的组合物中发现的蛋白质物质。因此，为了增加再生细胞的数量以及消除褶皱或者为了其它的皮肤疾患，本领域人员将会很容易想到，该装置也能够用来处理在其组成物中包括蛋白质的细胞组织，例如头发和皮肤；并且，本领域人员也将会很容易想到，通过在移植之前改善接收床以及在移植之后加速再生，来改善牙齿或其它移植物的整合。

因此，本发明的装置适合于多种不同的美容用途和医疗用途，并且可选实施例考虑改变了受到最佳磁场作用的区域相对于外表面(例如人的皮肤或者颌骨的例子)的深度。简单来说，最佳发射的深度可以通过增加或减少线圈30的环数来改变。

因此，图13显示了图5中所示的本发明的装置的用途的第一实施例，其示出了具体表现为缠绕在与发电器10接口的支撑元件40上的线圈30的共振介质20，该共振介质20被缝在或以其它方式固定在柔性衣物或带子1301上的适当位置，所述柔性衣物和带子1301被放置于研究对象1302腹部周围要被治疗的局部区域1303上方。本实施例可以用来使例如肝脏或肾脏的内部区域受到本发明所述的ELF电磁场(ELF EM场)的作用。在本示例中，肝脏会由于存在其内部的起源细胞在ELF电磁场的作用下发生增生而再生。

图14显示了图5中所示的本发明的装置的用途的第二示例，其示出了仍然具体表现为缠绕在与发电器10接口的支撑元件40上的线圈30的共振介质20，在本实施例中，该共振介质20被缝在或以其它方式固定在调节带1401上的适当位置，该调节带1401被放置于研究对象1302头部周围要被治疗的局部区域1303上方。本实施例可以用来使研究对象1302的上皮受到本发明所述的ELF电磁场的作用，以使其弹性改善，皱纹、褶皱等减少。可选地，同样的实施例可以用来治疗局部脱发。

图15显示了本实施例的一个可选实施例，其考虑同时使用多个被缝在或以其它方式固定在可调节带1501上的适当位置的共振介质20，其中，各共振介质与各自的发电器20接口，以保证各共振介质20处的信号一致，以及避免其各自区域1303内部各自的ELF电磁场之间产生任何干扰或扰动。本实施例可以用来治疗皮肤皱纹、皮肤皱痕(例如妊娠纹、蜂窝组织炎等)，或者可以用来治疗研究对象大面积的脱发。

本领域技术人员将会很容易理解的是，在不偏离本公开范围的情况下，许多可选实施例基于上述理论都是可行的。具体地，根据上文所述以及图15所示的同时使用若干个共振介质20的理论，图16显示了本实施例的一个可选实施例，其仍然考虑同时使用多个被缝在或以其它方式固定在面罩1601上的适当位置的共振介质20，其中，各共振介质还是与各自的发电器10连接，本实施例仍然可以用来治疗皱纹、褶皱等。作为可选方案，头盔可以被应用于脸部之外的头部周围。可选实施例考虑到了使用多个被固定缝在或以其它方式固定于通常可以使用很长一段时间的支撑介质的共振介质20，该支撑介质具体的为床垫或者枕头。众所周知，当研究对象在手术后长时间静止不动时就会患上褥疮，而这类实施例被认为在预防褥疮方面是特别有利的。

另外，本发明所述装置的用途并不限于人体或动物细胞，其还被证实对植物细胞也获得了有益效果。相应地，图18显示了本发明的装置的用途的另一个示例，其示出了一对共振介质20，各共振介质具体表现为缠绕在位于与发电器10连接的支撑元件40上的支撑元件44的线圈30，在本实施例中，各共振介质20被缝在或以其它方式固定在被放置于植物1801的树干周围的可调节带1802上的适当位置。

应用极低频磁场的另一个有利效果有望可以在以下情况中获得：慢性和急性风湿病、偏头痛、关节疼、关节炎、骨质疏松、血液循环不足、性功能障碍、失眠、神经衰弱、丧失集中度(concentration incapacity)、气象不适、呼吸困难、代谢紊乱等。可以这样说，在细胞组织上应用极低频ELF磁场可导致以下主要效果：抗炎效果；通过增加内皮细胞的增生以及它们的神经套管术(tubulization)以及纤维母细胞的增产，得到的新生抗原效果；通过促进胶原的形成，得到的再上皮化效果；通过增加生精细胞的增生，得到生育能力的提高。

因此，本发明的系统可以用于增生在体外生长的细胞组织，例如表皮、角膜、肝脏内皮、韧带及除它们之外的细胞膜。具体地，正如上文所述实验所提到的，存储获取的细胞可以使用本发明的方法和系统，以便于干细胞和起源细胞经济地增生。

本说明书中术语“包含”或其任何变形以及术语“包括”或其任何变形都被认为是完全可互换的，并且这些术语都应该被赋予最大可能的相互解释。

本发明并不限制于上文所述的实施例，而且还可以在构造和细节上进行变化。