不可逆的電穿孔
在Gustave Roussy研究所，由Lluis M Mir領導的第一批研究醫療應用的電穿孔。在這種情況下，他們研究了使用可逆電穿孔與不可滲透的大分子。東弗吉尼亞醫學院和奧多明尼昂大學的研究人員首先研究了如何在人類細胞上使用納秒脈沖，并于2003年出版。
關于不可逆的電穿孔，2007年，一組科學家在13只小鼠中有12只實現了完全的腫瘤消融，成功治療了第一個成功治療小鼠惡性皮膚腫瘤。他們通過發送80微秒的0.3微秒，電場幅度為2500伏/厘米的80微秒脈沖來治療皮膚腫瘤。
在豬中發現了更高的電穿孔電壓，以在不大的范圍內不可逆轉地破壞靶細胞，同時使相鄰細胞不受影響，因此代表了癌癥，心臟病和其他需要去除組織的疾病的有希望的新療法。不可逆電穿孔（IRE）自被證明能有效治療人類癌癥，與外科醫生約翰霍普金斯大學和其他機構現在采用該技術治療胰腺癌以前被認為是不可切除的。
最近被稱為非熱不可逆電穿孔（N-TIRE）的技術在治療許多不同類型的腫瘤和其他不需要的組織方面被證明是成功的。使用小電極（直徑約1mm）完成該過程，放置在目標組織的內部或周圍，以預定的電壓和頻率施加短暫的重復性電爆發。這些電力爆發增加了靜息跨膜電位（TMP），使納米孔在質膜中形成。當施加到組織的電力高于目標組織的電場閾值時，細胞從納米孔的形成永久地滲透。結果，細胞無法修復由于體內平衡的喪失而造成的損傷并死亡。N-TIRE對于其他腫瘤消融技術是獨特的，因為它不會對其周圍的組織造成熱損傷。
相反，當施加電極的電力低于目標組織的電場閾值時，發生可逆電穿孔。由于施加的電量低于細胞的閾值，它允許細胞修復其磷脂雙分子層并繼續其正常的細胞功能。可逆性電穿孔通常通過涉及使藥物或基因（或其他通常不能透過細胞膜的分子）進入細胞的治療來完成。并非所有的組織都具有相同的電場閾值;因此需要在治療前仔細計算以確保安全性和有效性。
使用N-TIRE的一個主要優點是，如果按照仔細的計算正確完成，它只會影響目標組織。蛋白質，細胞外基質，以及諸如血管和神經的關鍵結構都不受影響，并且通過該處理保持健康。這允許更快的恢復，并且促進用健康細胞更快速地替換死亡的腫瘤細胞。
在做這個手術之前，科學家們必須仔細計算需要做什么，并且在每個病例的基礎上對待每個病人。為此，通常使用諸如CT掃描和MRI的成像技術來創建腫瘤的3D圖像。根據這些信息，他們可以近似腫瘤體積，并使用軟件技術決定最佳的療程，包括電極插入位置，插入角度，所需電壓等等。通常情況下，CT機器將被用于在手術期間幫助放置電極，特別是當電極用于治療大腦中的腫瘤時。
整個過程非常快，通常需要大約五分鐘。這些手術的成功率很高，對未來的人類治療非常有前景。使用N-TIRE的一個缺點是從電極輸送的電能刺激肌肉細胞收縮，根據情況可能具有致命的后果。因此，執行程序時必須使用癱瘓代理人。這種研究中使用的麻痹劑是成功的;然而，使用麻醉劑時總會有一些風險，雖然很小。
已經開發了更新的技術，稱為高頻不可逆電穿孔（H-FIRE）。該技術使用電極以高頻率施加雙極性電力突發，而不是以低頻率單極性爆發電力。這種手術與N-TIRE具有相同的腫瘤消融成功率。然而，它有一個明顯的優勢，H-FIRE不會導致病人肌肉收縮，因此不需要麻痹劑 。
藥物和基因傳遞
電穿孔還可以用于通過施加瞬時透化細胞膜的短且強烈的電脈沖來幫助將藥物或基因遞送到細胞中，從而允許運輸分子，否則不能通過細胞膜運輸。當待輸送的分子是DNA時，這個過程被稱為電化學療法，當待輸送的分子是化學治療劑或基因電轉移時。來自卡羅林斯卡研究所和牛津大學的科學家使用外來體的電穿孔在全身注射（在血液中）后將siRNA，反義寡核苷酸，化學治療劑和蛋白質特異性地遞送給神經元。由于這些外泌體能夠穿過血腦屏障，該方案可以解決向中樞神經系統遞送藥物差的問題，并治愈阿爾茨海默病，帕金森病和腦癌等疾病 。