Плазменная медицина: некоторые устройства холодной плазмы в мире используются в медицине

0
743

Способность производить холодную плазму в условиях атмосферного давления стала основой для быстрого роста областей применения плазмы в биомедицине. Плазма содержит множество активных компонентов, таких как заряженные частицы, электрический ток, ультрафиолетовое излучение и активные формы газа, которые могут действовать синергетически. Противозудные, противомикробные, противовоспалительные, стимулирующие ткани, усиливающие кровоток и проапоптотические эффекты были продемонстрированы в экспериментах in vivo и in vitro, и до настоящего времени не наблюдалось никакой устойчивости патогенов к плазменной обработке.

Комбинация различных активных агентов и их широкий спектр положительного воздействия на различные заболевания, особенно легкодоступные кожные заболевания, делают плазму весьма привлекательной для применения в медицине. Для медицинского применения подходят два типа холодной плазмы: непрямой (плазменная струя) и прямой (диэлектрический барьерный разряд – DBD) источники плазмы. Устройство DBD PlasmaDerm® VU-2010 (CINOGY Technologies GmbH), плазменная струя атмосферного давления (APPJ) kINPen® MED (INP Greifswald / neoplas tools GmbH) и SteriPlas (Adtec Ltd., Лондон, Великобритания) являются CE- сертифицирован как лекарственное средство для лечения хронических ран у людей и показал эффективность и хорошую переносимость.

В последнее время особый интерес вызывает использование плазмы в исследованиях рака и онкологии. Было показано, что плазма более эффективно индуцирует проапоптотические эффекты в опухолевых клетках по сравнению с доброкачественными аналогами, приводит к клеточному старению и, как показано in vivo, уменьшает опухоли кожи.

Плазменная медицина

Плазменная медицина появилась в последнее десятилетие как захватывающая новая область исследований на стыке физики и наук о жизни. Физическая плазма может генерироваться путем добавления энергии (тепловые или электромагнитные поля) к нейтральному газу до тех пор, пока ионизированное газообразное вещество станет более электропроводящим.

Плазма испускает электромагнитное излучение, преимущественно УФ-излучение и видимый свет, и содержит молекулы возбужденного газа, положительно и отрицательно заряженные ионы, свободные электроны, нейтральные активные формы кислорода / азота (ROS / RNS), свободные радикалы и фрагменты молекул.

Благодаря своим отличительным характеристикам по сравнению с обычными нейтральными газами, плазма считается четвертым состоянием вещества (помимо твердых веществ, жидкостей и газов). В современной медицине высокотемпературная плазма используется, например, для стерилизации медицинских устройств и имплантатов.

Рисунок 1. Холодная плазма для лечения открытых ран

Холодная плазма атмосферного давления (CAP) также может быть использована для лечения жизнеспособных тканей и, таким образом, стала предметом медицинских исследований в последние годы. Помимо терапевтического применения, CAP также используется для модификации поверхности и биологической дезактивации.

Некоторые медицинские плазменные устройства в мире сертифицированы

Разнообразные устройства CAP были разработаны и испытаны для исследовательских целей. В общем, их можно разделить на устройства с прямым разрядом (например, DBD: диэлектрический барьерный разряд) и устройства с косвенным разрядом (например, APPJ: плазменная струя атмосферного давления). На сегодняшний день три плазменных устройства были сертифицированы для медицинских целей. В 2013 году медицинское устройство kINPen® MED (INP Greifswald / neoplas tools GmbH, Грайфсвальд, Германия), APPJ и PlasmaDerm® VU-2010 (CINOGY Technologies GmbH, Дудерштадт, Германия), источник DBD, были сертифицированы CE. в Германии по MEDCERT по норме ISO 13485 (рисунок 2). Впоследствии медицинский прибор SteriPlas (Adtec Ltd., Лондон, Великобритания) был сертифицирован для использования при лечении хронических и острых ран, а также для снижения микробной нагрузки.

Рисунок 2. Примеры CE-сертифицированных источников плазмы: (a) kINPen MED и (b) PlasmaDerm VU-2010.

Как упоминалось выше, плазма состоит из ряда различных компонентов, которые могут в большей или меньшей степени способствовать ее эффективности. Хотя механизмы эффективности CAP до конца не поняты, возможно, что физические компоненты, такие как УФ-излучение или электрический ток, а также химические компоненты, такие как активные формы кислорода или активные формы азота, играют роль в способе действия. Описаны многочисленные эффекты CAP, такие как дезинфекция (бактерии, грибы и вирусы), регенерация тканей (модуляция pH, ангиогенез), противовоспалительное действие (против зуда) и противоопухолевые эффекты (проапоптотические).

Эти эффекты дают возможность использовать CAP в различных приложениях. Применение CAP в медицине достаточно универсально и включает дезактивацию / стерилизацию, использование в стоматологии, улучшение коагуляции, поверхностное покрытие имплантатов, косметику и пластическую хирургию, а также лечение кожных заболеваний, и даже применение в лечении рака изучается. Что касается применения в медицине, этот обзор посвящен, в частности, дерматологическим применениям CAP, которые включают лечение атопической экземы, зуда и боли, дезинфекцию (бактерии, паразиты и грибок), лечение дефекта ихтиоза / эпидермального барьера, заживление ран, рубец лечение и, возможно, лечение опухолей кожи (меланома, плоскоклеточный рак и базальноклеточный рак.

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

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here