Plasma Y học: Ứng dụng plasma lạnh áp suất khí quyển trong da liễu

1. Bệnh chàm, ngứa và đau

Một trường hợp nghiên cứu được trình bày tại Hội nghị quốc tế lần thứ 20 của Hiệp hội đổi mới Y tế và Công nghệ (SMIT) 2008 cho thấy giảm ngứa trong bốn giờ và giảm ngứa tổng thể từ 8 xuống 3 (trên thang điểm từ 0 đến 10) sau mỗi ngày điều trị bằng CAP (Plasma lạnh áp suất khí quyển) trong một phút đối với cánh tay trái so với điều trị cơ bản của cánh tay phải trong khoảng thời gian 30 ngày. Quan sát được không có tác dụng phụ, và tổng thể, bệnh chàm của bệnh nhân này đã giảm hai điểm trên thang điểm từ -5 đến +5.

Một nghiên cứu trường hợp khác về một bệnh nhân bị nhiễm trùng tai mãn tính sau phẫu thuật cho thấy giảm đau đáng kể sau khi áp dụng CAP để kiểm soát nhiễm trùng tại chỗ. Xem xét các nghiên cứu này, plasma lạnh áp suất khí quyển dường như có tác dụng tích cực đối với bệnh chàm, ngứa và đau, nhưng vẫn cần nhiều nghiên cứu hơn để xác nhận những tác động này.

2. Khử trùng (Vi khuẩn/Nấm/Virus)

Một số nghiên cứu đã làm sáng tỏ mức độ gây tử vong của CAP đối với vi khuẩn và nấm và đã cho thấy tiềm năng của nó như là một công cụ khử trùng hiệu quả. Ví dụ, điều trị bằng CAP trong hai phút đã được chứng minh là có hiệu quả đối với nhiều loại vi khuẩn bao gồm các mầm bệnh quan trọng trên da và vết thương như Escherichia coli, Streptococcus nhóm A, Staphylococcus aureus (MRSA) và Pseudomonas aeruginosa, cho thấy tác dụng tích cực của CAP đối với việc chữa lành vết thương.

Hơn nữa, việc tiêu diệt các chủng nấm có liên quan đến lâm sàng bằng CAP đã được thể hiện trong ống nghiệm. Một sự giảm đáng kể các vi khuẩn và nấm sau khi điều trị bằng plasma cũng đã được thể hiện trên móng tay mô hình với bệnh nấm móng (nhiễm nấm ở móng). Các tác giả của nghiên cứu này kết luận rằng “công nghệ CAP dường như là một liệu pháp an toàn, hiệu quả và rẻ tiền trong điều trị nhiễm nấm móng tay”. Sau nghiên cứu in vitro (trong ống nghiệm) này, một nghiên cứu thí điểm in vivo (trong cơ thể sống) đã đánh giá điều trị plasma trên 19 người tham gia nghiên cứu có bệnh nấm móng chân.

Đã quan sát được không có di chứng lâu dài sau khi điều trị bằng plasma, và điều trị lâm sàng tổng thể được quan sát thấy ở 53,8% người tham gia, trong khi điều trị bệnh nấm được quan sát thấy ở 15,4% người tham gia. Một nghiên cứu ngẫu nhiên có kiểm soát bao gồm 37 bệnh nhân bị zona thần kinh (một vùng da đau đớn bị nhiễm trùng bởi virut varicella zoster) tiết lộ rằng việc điều trị CAP trong năm phút là an toàn, không gây đau đớn và hiệu quả, cải thiện sự chữa lành ban đầu của các tổn thương zona thần kinh. Khử trùng không có dấu hiệu kháng thuốc của vi sinh vật chống lại điều trị. Do đó, CAP là một phương pháp hiệu quả để khử trùng da.

3. Bệnh vẩy cá/khiếm khuyết hàng rào biểu bì

Màng hydrolipid bảo vệ có tính axit được tạo ra bởi các tuyến hô hấp và tuyến bã nhờn bao phủ lớp ngoài của da. Màng hydrolipid này cung cấp một hàng rào biểu bì bảo vệ da khỏi bị khô và chứa một hệ sinh thái vi khuẩn phức tạp, bao gồm nhiều vi khuẩn. Độ pH của màng hydrolipid được cân bằng trong khoảng 5,4 – 5,9 đối với da khỏe mạnh.

Các điều kiện thay đổi trong màng hydrolipid so với da khỏe mạnh có thể dẫn đến sự thay đổi số lượng vi sinh vật và do đó có thể làm bệnh nặng hơn. Vi khuẩn gây bệnh thường thích giá trị pH trên 6; do đó, các khu vực có giá trị pH tăng sẽ có độ nhạy cao hơn đối với sự phát triển của mầm bệnh. Các giá trị pH trong màng hydrolipid của bệnh nhân mắc các bệnh như bệnh ichthyosis hoặc viêm da dị ứng đã được chứng minh là cao hơn so với giá trị pH của da khỏe mạnh.

Một lý do làm tăng độ pH ở bệnh nhân viêm da cơ địa có thể là do đột biến filaggrin, một loại protein liên quan đến sự điều hòa cân bằng nội mạc biểu bì. Khi da người được điều trị bằng CAP, màng hydrolipid tương tác trực tiếp với các tính chất hóa học của plasma.

Điều này đã thúc đẩy Helmke và các đồng nghiệp nghiên cứu ảnh hưởng của CAP đến độ pH của màng hydrolipid của da bị bệnh. Sử dụng nguồn plasma DBD, họ đã xử lý các màng lipid bằng sáp len (wool wax), bã nhờn thịt heo và màng lipid của con người bằng CAP và quan sát thấy giảm đáng kể các giá trị pH. Điều trị chỉ trong năm giây là đủ để giảm pH và điều trị trong 60 giây dẫn đến giảm độ pH xuống còn 3,7 (từ 4,6-6,2 ban đầu).

Giá trị pH của sáp len sau khi xử lý bằng plasma vẫn giảm trong hơn hai giờ. Những nghiên cứu này cung cấp bằng chứng đầu tiên cho việc điều trị tiềm năng các khiếm khuyết hàng rào biểu bì như bệnh vẩy cá bằng CAP, trong đó việc giảm giá trị pH sẽ dẫn đến ức chế mầm bệnh vết thương và do đó, thúc đẩy quá trình lành vết thương.

4. Chữa lành vết thương

Trong một số nghiên cứu lâm sàng và các báo cáo, tác dụng của CAP đối với việc chữa lành vết thương đã được đánh giá. Các nguồn plasma khác nhau đã được sử dụng trong các nghiên cứu này (ví dụ: kINPen MED hoặc PlasmaDerm VU-2010, Hình 2). Máy tạo plasma phóng điện rào cản điện môi cầm tay (PlasmaDerm® VU-2010) để làm giảm các vết loét chân tĩnh mạch mãn tính đã được đánh giá trong một thử nghiệm, trang bị hai máy, mở, tiềm năng, ngẫu nhiên và có kiểm soát.

Nghiên cứu thí điểm này bao gồm 14 bệnh nhân có ít nhất một vết loét tĩnh mạch mãn tính, được chia thành hai nhóm so sánh, bao gồm 7 bệnh nhân. Một nhóm được chăm sóc tiêu chuẩn, trong khi nhóm còn lại, ngoài chăm sóc tiêu chuẩn còn được điều trị bằng plasma. Đã được điều trị 3 lần một tuần trong tổng cộng tám tuần với mỗi lần theo dõi tiếp theo là 5 tuần.

Trong khi ở cả hai nhóm đã giảm 50% kích thước loét, giảm kích thước lớn hơn (5,30 cm² so với 3,40 cm²) cũng như giảm kích thước nhanh hơn sau 3 tuần so với nhóm không điều trị plasma. Sau đó có một bệnh nhân trong nhóm được điều trị bằng plasma đã trải qua quá trình lành vết loét hoàn toàn. Một ví dụ để chữa lành vết thương thành công sau khi điều trị bằng CAP sử dụng PlasmaDerm® VU-175 2010 được thể hiện trong Hình 3.

Các nghiên cứu ngẫu nhiên có kiểm soát trong tương lai sử dụng thiết bị plasma khác (tiền thân MicroPlaSter của SteriPlas, Adtec Health) chủ yếu nhằm mục đích giảm tải vi khuẩn trong các vết thương mãn tính. Những nghiên cứu này bao gồm 36 và 24 bệnh nhân, tương ứng, cho thấy giảm đáng kể tải lượng vi khuẩn trong các vết thương mãn tính được điều trị bằng CAP. Một nghiên cứu hồi cứu mở tiếp theo với 70 bệnh nhân cho thấy rằng việc chữa lành vết thương có thể được đẩy nhanh hơn bằng cách điều trị CAP.

Cải thiện khả năng chữa lành vết loét cũng được tìm thấy trong một thử nghiệm ngẫu nhiên có kiểm soát trong tương lai bao gồm 50 bệnh nhân trong đó 25 bệnh nhân được điều trị bằng cách sử dụng thiết bị tia Bioplasma. Trong một nghiên cứu kiểm soát trường hợp lâm sàng khác, hiệu quả của kINPen MED trong plasma được so sánh với điều trị bằng octenidine. Nghiên cứu này bao gồm 16 bệnh nhân bị loét chân mãn tính cho thấy giảm vi khuẩn tương tự khi sử dụng phương pháp điều trị CAP so với octenidine.

Một nghiên cứu tương tự với 34 bệnh nhân cho thấy lợi ích của việc điều trị tuần tự bằng CAP và octenidine dihydrochloride so với điều trị chỉ bằng một trong hai đối với điều trị bằng thuốc sát trùng. Ngoài các nghiên cứu điều tra về tác dụng của CAP đối với vết thương mãn tính, một vài nghiên cứu thí điểm cũng xem xét hiệu quả của CAP đối với vết thương cấp tính.

Heinlin và các đồng nghiệp đã ghi danh 40 bệnh nhân với các vị trí hiến da ghép ở chân. Các vị trí có kích thước bằng nhau của các vết thương được chỉ định ngẫu nhiên để được điều trị bằng CAP hoặc giả dược. Từ ngày điều trị thứ hai trở đi, các vị trí được điều trị bằng CAP đã cho thấy sự chữa lành được cải thiện đáng kể so với điều trị bằng giả dược. Trong một nghiên cứu báo cáo, bốn tổn thương laser cắt bỏ vô trùng (vết thương cấp tính) của tình nguyện viên đã gây ra mỗi năm . Các vết thương được trị 10 giây, ba lần 10 giây và 30 giây CAP hoặc không điều trị trong ba ngày liên tiếp.

Điều trị trong ba lần 10 giây và điều trị duy nhất trong 30 giây cho kết quả tốt nhất ở giai đoạn đầu của quá trình lành vết thương, và thậm chí ở giai đoạn sau (sau sáu tháng và sau một năm), điều trị bằng plasma đã mang lại kết quả cải thiện về việc tránh các rối loạn da sau chấn thương.

Một nghiên cứu khác bao gồm sáu cá nhân có vết thương do chân không tạo ra trên cẳng tay đã phân tích các thông số chữa lành vết thương như suy giảm diện tích và đặc điểm mô học. Các vết thương được điều trị bằng cách không điều trị, CAP, octenidine hoặc điều trị tuần tự bằng CAP và octenidine. Một sự suy giảm gia tốc có ý nghĩa thống kê đã được quan sát sau khi điều trị CAP so với các nhóm điều trị khác.

Việc chữa lành vết thương tăng tốc cũng đã được quan sát thấy trên mô hình chuột được điều trị bằng tia plasma lạnh. Các tế bào, điều này có liên quan đến việc giảm mRNA và biểu hiện protein của Cx43. Cx43 là một protein nối của keratinocytes và được chứng minh là có tác dụng ức chế di chuyển tế bào và chữa lành vết thương. Những phát hiện này cho thấy rằng plasma lạnh giúp tăng cường chữa lành vết thương trong các vết thương mãn tính và chữa lành từ từ.

Có một số khía cạnh của CAP có thể góp phần cải thiện khả năng chữa lành vết thương: bức xạ tia cực tím và các loại khí phản ứng (tức là ozone) khử trùng vết thương, tạo ra oxit nitric (NO) hoặc các loại nitơ (NO_x) kích thích tái tạo mô và dòng điện kích thích sự hình thành mạch máu. Hơn nữa, CAP dẫn đến axit hóa vết thương (giảm pH).

5. Điều trị sẹo

Tác dụng của CAP đối với tái tạo mô cũng đã được làm sáng tỏ vì tiềm năng của nó trong điều trị sẹo. Trong một nghiên cứu, mười bệnh nhân bị sẹo mụn đã được điều trị bằng một phương pháp duy nhất bằng cách sử dụng hệ thống tái tạo da bằng plasma (PSR). Theo đánh giá của bệnh nhân và bác sĩ, sẹo mụn cải thiện ở 30% bệnh nhân.

Tổn thương nhiệt đối với lớp biểu bì và lớp thượng bì đã được quan sát trong 46 ngày, và bên cạnh đó, các hiệu ứng tái tạo collagen mà không có sự bất thường về sắc tố hoặc kết cấu cũng như các hiệu ứng biểu bì tái tạo đã được mô tả. Tương tự, tác dụng kháng vi sinh vật của CAP và các triệu chứng mụn trứng cá được cải thiện đã được chứng minh bằng thiết bị DBD trực tiếp. Việc giảm P. acnes 75% đã được quan sát thấy trong một nghiên cứu với 31 tình nguyện viên.

Một nhóm khác gồm 30 bệnh nhân đã nhận được áp dụng CAP hàng tuần trong bốn tuần. Điều trị này đã dẫn đến việc giảm tạo ra bã nhờn 80%, kéo dài bốn tuần sau khi điều trị. Mặc dù các tác giả kết luận rằng nguồn plasma của họ có thể cung cấp một lựa chọn điều trị mới cho điều trị mụn trứng cá, nhưng cần nhiều nghiên cứu hơn để xác nhận những phát hiện này.

6. Khối u da

Các ứng dụng tiềm năng của CAP trong điều trị ung thư hiện đang được một số nhóm nghiên cứu khám phá. Khả năng thay đổi mô hình trong điều trị ung thư và chọn lọc để loại bỏ các tế bào ung thư (ví dụ, khối u ác tính) trong khi các tế bào bình thường tương ứng vẫn không bị ảnh hưởng đã được mô tả vào năm 2011 bởi Keidar và đồng nghiệp.

Việc tách các tế bào ung thư SW900 ra khỏi bình nuôi cấy sau khi điều trị bằng plasma đã được quan sát, trong khi không thấy sự tách rời khi các tế bào biểu mô phế quản (NHBE) bình thường của con người được điều trị. Hơn nữa, một lần điều trị in vivo bằng CAP trong hai phút của mười con chuột bị khối u ung thư bàng quang dưới da (SCaBER) cho thấy sự cắt bỏ các khối u nhỏ (đường kính khoảng 5 mm) và giảm kích thước khối u lớn hơn. Trong khi các khối u đã được cắt bỏ hoàn toàn không tái phát, các khối u lớn hơn đã bắt đầu tái phát nhưng không đạt được kích thước ban đầu ngay cả sau 3 tuần.

Tiếp theo, hiệu quả in vivo của CAP trong mô hình khối u ác tính đã được nghiên cứu. Phương pháp điều trị bằng plasma duy nhất gây ra sự cắt bỏ khối u và làm giảm tốc độ tăng trưởng rõ rệt. Điều này cũng dẫn đến tỷ lệ sống sót tăng lên trong nhóm điều trị, với tỷ lệ sống trung bình trong 33,5 ngày so với 24,5 ngày trong nhóm đối chứng. Sau nghiên cứu này, một số nghiên cứu khác đánh giá hiệu quả của CAP như một liệu pháp tiềm năng trong điều trị ung thư.

Daeschlein và các đồng nghiệp đã so sánh hiệu quả chống ung thư của CAP với liệu pháp điện hóa (ECT) trong mô hình chuột có u ác tính. Điều trị bằng CAP duy nhất đã dẫn đến sự chậm trễ đáng kể của việc tăng tốc khối u. Tuy nhiên, điều này kém hiệu quả so với ECT, trong khi sự kết hợp giữa CAP và ECT có tác dụng mạnh nhất. Trước những phát hiện này, các tác giả đã kết luận rằng plasma lạnh cung cấp sự thay thế tiềm năng cho ECT và có thể đóng vai trò là một lựa chọn mới cho liệu pháp trị liệu u hắc tố da, một mình hoặc kết hợp với ECT.

Dòng tế bào B16/F10 khối u ác tính (murine melanoma) đã được sử dụng để làm sáng tỏ tác dụng của CAP chống lại các tế bào khối u ác tính trong ống nghiệm, cho thấy sự mất khả năng sống sót gần như 100% trong 48 giờ sau khi điều trị bằng CAP trong ba phút. Ngoài ra, điều trị in vivo với CAP của các tế bào F10 ở chuột cho thấy sự giảm tăng trưởng của các khối u thậm chí có thể so sánh với việc giảm sự phát triển của khối u đạt được bằng hóa trị.

Trong một nghiên cứu lâm sàng với sáu bệnh nhân bị ung thư đầu và cổ tiến triển cục bộ, hiệu quả và tác dụng phụ của điều trị plasma lạnh đã được khám phá. Hai bệnh nhân đã trải qua một phản ứng mạnh mẽ với điều trị, dẫn đến giảm khối u rõ ràng. Trong khi khối u ở một trong những bệnh nhân này bắt đầu tái phát kết thúc bằng exitus letalis, thì bệnh nhân kia vẫn đang được điều trị, nhằm mục đích thuyên giảm hoàn toàn. Không có tác dụng phụ đã được quan sát thấy ở hai bệnh nhân, trong khi bốn bệnh nhân bị mệt mỏi và khô miệng. Ít nhất năm trong số các bệnh nhân đã giảm mùi, rất có thể là do khử nhiễm và bốn người có nhu cầu dùng thuốc giảm đau giảm. Trong số sáu bệnh nhân, năm người đã qua đời sau một đến mười hai tháng, đó không phải là do ứng dụng CAP.

Bên cạnh ROS/RNS, các tác giả đã thảo luận về vai trò của các tế bào tuỷ (myeloid cells) và mô hình chết tế bào miễn dịch trong điều trị ung thư như là cơ chế hoạt động tiềm năng của CAP.

Việc sử dụng tiềm năng của CAP trong điều trị ung thư cũng đã được đánh giá in vitro và in vivo ở một số thực thể ung thư nonskin khác bao gồm ung thư vú khác bao gồm ung thư vú, ung thư biểu mô tuyến tụy, ung thư biểu mô tuyến, ung thư đại trực tràng và u nguyên bào thần kinh. Trong các nghiên cứu này, sự ức chế tăng trưởng của các dòng tế bào khác nhau trong nuôi cấy cũng như giảm sự phát triển của khối u hoặc giảm thể tích khối u đã được quan sát thấy trong các mô hình chuột khác nhau sau khi điều trị bằng CAP.

Mặc dù các cơ chế phân tử về hiệu quả của CAP đối với các tế bào ung thư vẫn chưa được hiểu đầy đủ, các loại oxy phản ứng (ROS) và các hạt tích điện đã được xác định là tác nhân chính gây chết tế bào do plasma.

Kết hợp lại với nhau, những phát hiện này cho thấy hiệu quả chung của CAP đối với các thực thể ung thư khác nhau, cho thấy plasma là một liệu pháp mới tiềm năng chống lại các bệnh ung thư khác nhau. Tuy nhiên, để tích hợp điều trị plasma vào liệu pháp ung thư hiện đại, các nghiên cứu tiếp theo phải được tiến hành.

7. Chứng dày sừng do ánh sáng

Chứng dày sừng do ánh sáng tiền ung thư là một mảng da dày, có vảy hoặc lớp vỏ. Có một số lựa chọn để điều trị chứng dày sừng do ánh sáng để ngăn ngừa sự phát triển của ung thư biểu mô tế bào vảy. Một lựa chọn là sử dụng ingenol mebutate, hoạt động theo hai cách: thứ nhất, dẫn đến hoại tử tổn thương nhanh bắt đầu từ một đến hai giờ sau khi sử dụng ingenol mebutate, dẫn đến sưng ty thể và phá vỡ màng tế bào.

Quá trình này gây ra phản ứng viêm, sau đó, dẫn đến độc tính tế bào phụ thuộc kháng thể trung tính kháng thể trung tính (ADCC) trong vài ngày. Các kháng thể đặc hiệu này liên kết với các kháng nguyên cụ thể trên các tế bào biểu bì loạn sản, cũng như các thụ thể của bạch cầu trung tính xâm nhập, do đó gây ra sự giải phóng các tác nhân gây độc tế bào (ví dụ, ROS), sau đó phá hủy các tế bào biểu bì loạn sản.

Tầm quan trọng của phản ứng tế bào miễn dịch chống lại các khối u LK2 (ung thư biểu mô tế bào vảy) đã được Challacombe và các đồng nghiệp thể hiện trên chuột. Sau khi điều trị bằng PEP005 (ingenol-3-angelate), những con chuột bị suy giảm bạch cầu trung tính cho thấy khối lượng khối u cao hơn đáng kể so với chuột đối chứng.

Tương tự như vậy, CAP dường như cũng ảnh hưởng tích cực đến việc chữa lành Chứng dày sừng do ánh sáng. Điều này đã được thể hiện trong một nghiên cứu thí điểm với bảy bệnh nhân, những người được điều trị hai lần một tuần, bằng CAP trong hai phút, với tổng số bảy phương pháp điều trị. Tất cả các bệnh nhân đã cho thấy phản ứng đầy hứa hẹn mà không có sự kiện bất lợi nào để đầu tư thêm không chỉ có vẻ cần thiết mà còn rất hứa hẹn. Trong một nghiên cứu hồi cứu trên 12 bệnh nhân ung thư biểu mô tế bào vảy ở đầu và cổ tiến triển, CAP đã được sử dụng để khử trùng các vết loét ung thư bị nhiễm và đánh giá tác dụng chống ung thư của nó.

Phân tích dữ liệu từ nghiên cứu này cho thấy giảm yêu cầu dùng thuốc giảm đau, giảm mùi thai nhi điển hình liên quan đến việc giảm tải vi khuẩn và trong một số trường hợp thậm chí là loại bỏ một phần bề mặt của khối u và chữa lành vết thương do loét.

Một báo cáo trường hợp từ Daeschlein và các đồng nghiệp đã cho thấy kết quả đầy hứa hẹn của CAP ở một bệnh nhân bị chứng dày sừng do ánh sáng tái phát của da đầu. Không có sự tái phát tổn thương do ánh sáng đã được quan sát cho đến ít nhất 26 tháng sau một lần điều trị bằng CAP, và hơn nữa, sự hình thành sẹo đã được chứng minh.

Tóm lại, các nghiên cứu này chỉ ra một ứng dụng đầy hứa hẹn của CAP như một liệu pháp đỏi mới cho bệnh ung thư da hoặc điểu kiện tiền ung thư, nhưng bằng chứng vẫn còn thưa thớt, và cần nhiều nghiên cứu cơ bản hơn cũng như cần nhiều nghiên cứu lâm sàng hơn.

8. Kết luận

CAP đã được chứng minh là một phương pháp điều trị đầy hứa hẹn và rẻ tiền cho nhiều loại bệnh khác nhau. Trong khi đó, CAP đã đạt đến tình trạng chăm sóc y tế tiêu chuẩn để điều trị vết thương, chỉ có dữ liệu sơ bộ về tác dụng của nó trong ung thư. Y học plasma sẽ cần thiết để khám phá thêm tiềm năng điều trị đầy đủ của CAP và hiểu đầy đủ các cơ chế hoạt động của nó. Trong khi đó, việc phát triển các nguồn plasma mới và thay đổi các thiết bị hiện tại sẽ mở ra nhiều cơ hội hơn, điều quan trọng là phải tuân thủ một số các tiêu chuẩn để cho phép so sánh các kết quả thu được trong các nghiên cứu khác nhau. Nhìn chung, lĩnh vực thú vị của y học plasma đang mở rộng và do đó ngày càng rõ rệt cho việc sử dụng CAP như một lựa chọn điều trị cho một loạt các bệnh da liễu.

Nguồn: https://www.hindawi.com/journals/omcl/2019/3873928/ref/#null