Glavna os raziskovalnega dela na področju aplikacij v medicini in biologiji je uporaba elektroporacije za vnos različnih snovi v celice ali spremembo njihovih lastnosti. Ta mehanizem lahko uporabimo za doseganje različnih ciljev, kot so zdravljenje raka, vnos genskega materiala za genetsko spreminjanje organizmov ali gensko zdravljenje, neposredno uničevanje neželenega tkiva, ali zaščito celic in tkiv pri zamrzovanju.
Za zdravljenje raka lahko uporabljamo elektrokemoterapijo, kjer z mehanizmom elektroporacije lokalno bistveno povečamo učinek kemoterapevtika in tako z manjšo dozo dosežemo odlično protitumorsko delovanje. Laboratorij za biokibernetiko sodeluje pri kliničnih raziskavah zdravljenja raka v jetrih in na območju glave in vratu z elektrokemoterapijo. Razvijamo metode za numerično načrtovanje zdravljenja, ki omogočajo čim večjo uspešnost terapije. Z uporabo elektroporacije za neposredno uničevanje tkiva lahko neposredno uničujemo tumorje v jetrih, ledvicah, trebušni slinavki in celo v možganih.
Z elektroporacijo lahko dosežemo vnos genskega zapisa v celico in izražanje genov, kar omogoča številne temeljne raziskave v biologiji. Hkrati pa raziskujemo tudi možnost uporabe elektroporacije za gensko zdravljenje, kjer želim z vnosom genskega zapisa doseči terapevtske učinke, med drugim tudi zdravljenje raka.
Pri zamrzovanju celic zaradi nastajanja lednih kristalov prihaja do poškodb celične membrane, zato se uporabljajo zaščitne snovi, ki pa so strupene. Z elektroporacijo lahko v celice vnesemo naravne sladkorje, ki jih za zaščito pred zamrzovanju uporabljajo nekatere rastline. Na ta način lahko zagotovimo preživetje celic, ki nimajo naravne zaščite pred zamrzovanjem, kar je še posebej pomembno pri shranjevanju izvornih celic.
Slika: Optično vodeno vstavljanje elektrod za elektrokemoterapijo metastaze na območju glave.