אלקטרו-חשמל פורוזיס-החדרה, השיטה מוכרת מתחום ההנדסה הגנטית.
אלקטרו-פורציה הינה טכנולוגיה הפועלת בשיטה פיזיקאלית מבוססת על זרם חשמלי מבוקר.
מחולל האלקטרופורציה מייצר הפרשי פוטנציאל המשתנים לאורך הטיפול בין האלקטרודות.
לרב המחולל מייצר פולס אחד או מספר פולסים חשמליים אשר יכולים להיות זהים או שונים.
צירוף הפולסים הניתנים מכונה פרוטוקול אלקטרופורציה.
שימוש בשדות חשמליים חזקים מאוד לזמנים קצרים מאוד מביא ליצירת חרירים בקנה מידה מיקרו ונאנו- סקופי בקרום התא החיצוני הבנוי משכבה כפולה של פוספוליפידים. במצב כזה יכולים להיווצר שני סוגים של נזק:
אלקטרופורציה הפיכה: RE - Reversible Electroporation
אלקטרו פורציה הפיכה נמצאת בשימוש בעולם הקוסמטיקה והרפואה, טכנולוגיה זו מסייע בהחדרת חומרים לרקמות.
כאשר מבצעים טיפול באלקטרופורציה הפיכה נשארת לתא יכולת ריפוי ושחזור הקרום שלו והוא ממשיך להתקיים ומצליח להשתקם. השיטה נמצאת בשימוש בעולם הקוסמטיקה ואסתטיקה למטרת החדרת חומרים פעילים והזנת העור, כמו כן נמצאת בשימוש רפואי הנקרא אלקטרוכימותרפיה, בו מוחדרים תרופות וחומרים ציטוטוקסיים, לממברנת התא ואף חומר גנטי,
לרבות DNA כחלק מריפוי גני Gene Therapy.
בתהליך הטיפול, פריקת הזרם מתרחשת כל הזמן שהידית מונחת על העור. עם תנועת ידית העבודה על העור נוצרות מיקרו ונאנו תעלות וחרירים על ידי פולסים חשמליים במתח גבוה בשכבה הקרנית המהוות נתיב להחדרת חומרים ומעבר מולקולות דרך ממברנת התא.
הטיפול באלקרופורציה משפר את תפקוד התאים, מרגיע עור מגורה, מתעל טיפולי הבהרה, מגביר הידרצייה ומאפשר חלון הזדמנויות להחדרת חומרים פעילים, חומצה הילארונית ממוזערת, פיפטידים, ויטמינים ואקסטרקטים לשכבות העור הפנימיות. השיטה מבוססת על רקע מדעי שקרום התא מסוגל לרכז שדה חשמלי.
הנקבוביות מתהוות לאורך קרום התא על ידי מתח חשמלי גבוה בדרגות שיא מבלי לגרום לפירוק קרום התא. פעולה זו מאפשרת מוליכות חשמלית של ממברנת התא.
בבחירת השדה החשמלי הנכון וזמן הפעולה המתאים התעלות יסגרו לאחר זמן קצר.
יש לציין שחשיפה מוגזמת של תאים לשדות חשמליים עשויה לגרום לאפופטוזיס ו/או נקרוזיס לתא שיביאו למותו.
אלקטרופורציה בלתי הפיכה IRE- Irrevesible Electroporation:
נמצאת בשימוש רפואי בלבד ונחשבת לתחום המבשר גדולות בענפי הרפואה הפולשנית.
בעצם, החל מרמה מסוימת של נזק בלתי הפיך לקרום התא הנגרם כתוצאה מהפעלת השדה החשמלי, התא נכנס למסלול מוות מתוכנת "אפופטוזיס". הדבר מייחד את האלקטרופורציה הבלתי הפיכה משאר שיטות האבלציה אשר מבוססות על חום או קרינה שכן בשאר השיטות התא מת בתהליך של נקרוזיס.
אלקטרופורציה מאפשרת טיפול מדויק וחד באיבר המטרה, ובכך מתאפשר חיזוי מדויק של השטח שיושפע מהטיפול וכן תכנון טיפולים מורכבים מבחינה גאומטרית באמצעות ריבוי אלקטרודות.
עבודות רבות הראו שברקמות שטופלו באמצעות אלקטרופורציה בלתי-הפיכה נשמרו מבנים חיוניים לרבות: עורקים, וורידים, שופכה ודרכי מרה תוך כבדיים.
לגבי תאי-עצב, נמצא כי שכבת המיאלין המבודדת העוטפת את העצב מגינה על סיבי העצב מפני האלקטרופורציה עד לסף מסוים אשר טיבו אינו לחלוטין ברור.
הגבולות שהתקבלו היו חדים וברורים בין אזור שנפגע לבין אזור שלא הושפע מהאבלציה. לאלקטרופורציה בלתי הפיכה יתרון גדול על שיטות אבלציה אחרות בשל הגבול החד בין השטח שהושפע מהאבלציה לבין השטח שלא הושפע מהאבלציה.
בזכות אופי הטיפול באלקטרו פורציה בלתי הפיכה, הכולל פולסים חשמליים קצרים מאוד, נוצר מעט חום ברקמה המטופלת והיעדר נזק הקשור בחום(טרמי).
בנוסף בשלב התכנון ניתן להעריך את כמות החום שתיווצר ברקמה. כתוצאה מגורמים אלו כמעט ולא נוצר נזק ברקמות השכנות, כתוצאה מחום לאחר טיפול באלקטרופורציה בלתי-הפיכה, לעיתים ייתכן מעט נזק בסמוך לאלקטרודות.
מאחר שנזק כתוצאה מחום מוביל לנקרוזה של התאים ונזק כתוצאה מאלקטרופורציה מוביל אפופטוזה, היעדר הנזק התרמי מונע השפעות קצרות וארוכות טווח של נקרוזה ברקמה זמן טיפול קצר, זמן הטיפול הטיפוסי לאחר מיקום האלקטרודות, אורך עד כ5 דקות.
האפשרויות לניטור האזור המטופל במהלך הטיפול הן נרחבות, האזור שעובר טיפול יכול להיות מודגם על ידי טכניקות דימות מגוונות לרבות:
אולטרה סאונד US, טומוגרפיה ממוחשבת CT, ודימות תהודה מגניטית MRI.
יש לציין כי קיימים ממצאים אשר סותרים את הסברה שתהליך המוות של התאים באלקטרופורציה בלתי-הפיכה הוא אפופטוזה טהורה ולמעשה גורסים כי תהליך המוות התאי בשיטה הזאת עדיין אינו לגמרי ברור.
בשתי השיטות נוצרים חרירים נאנו ומיקרו סקופיים בקרום התא.
באלקטרו פורציה הפיכה החרירים נסגרים וממברנת התא מתאחה ומשתקמת. באלקטרו פורציה בלתי הפיכה החרירים אינם הפיכים וממברנת התא עוברת תהליך אפופטוזיס ונקרוזיס והתא מת.