Khả năng tạo ra plasma lạnh ở điều kiện áp suất khí quyển là cơ sở cho sự tăng trưởng nhanh chóng của các ứng dụng liên quan đến plasma trong y sinh. Plasma bao gồm rất nhiều các thành phần hoạt động như các hạt tích điện, dòng điện, bức xạ UV và các loại khí phản ứng có thể hoạt động đồng thời. Tác dụng chống ngứa, kháng khuẩn, chống viêm, kích thích mô, tăng cường lưu lượng máu và tác dụng phân tách tế bào (proapoptotic) đã được chứng minh trên các thí nghiệm in vivo (trong cơ thể sống) và in vitro (trong ống nhiệm), và cho đến nay, không thấy sự đề kháng của mầm bệnh đối với điều trị bằng plasma.
Sự kết hợp của các hoạt chất khác nhau và phạm vi tác dụng tích cực của chúng đối với các bệnh khác nhau, đặc biệt là các bệnh về da dễ tiếp cận, dẫn đến plasma được nghiên cứu rộng cho các ứng dụng trong y học. Đối với các ứng dụng y tế, plasma chia ra làm hai loại : plasma gián tiếp (tia plasma) và plasma trực tiếp (phóng điện rào cản điện môi, DBD). Thiết bị DBD PlasmaDerm® VU-2010 (CINOGY Technologies GmbH), tia plasma áp suất khí quyển (APPJ) kINPen® MED (INP Greifswald/neoplas tools GmbH) và SteriPlas (Adtec Ltd., London, Vương quốc Anh) được chứng nhận CE là sản phẩm y tế để điều trị vết thương mãn tính ở người và cho thấy hiệu quả và khả năng dung nạp tốt.
Gần đây, việc sử dụng plasma trong nghiên cứu ung thư và khoa ung thư được đặc biệt quan tâm. Plasma đã được chứng minh là tạo ra các hiệu ứng proapoptotic hiệu quả hơn trong các tế bào khối u so với các đối tác lành tính, dẫn đến lão hóa tế bào, và như thể hiện trên in vivo.
Y học plasma
Trong thập kỷ qua y học plasma nổi lên như một lĩnh vực nghiên cứu mới thú vị ở giao diện giữa vật lý và khoa học sự sống. Plasma vật lý có thể được tạo ra bằng cách thêm năng lượng (nhiệt hoặc trường điện từ) vào khí trung tính cho đến khi chất khí bị ion hóa trở nên ngày càng dẫn điện.
Plasma phát ra bức xạ điện từ, chủ yếu là bức xạ UV và ánh sáng nhìn thấy, và chứa các phân tử khí kích thích, các ion tích điện dương và âm, các electron tự do, các loại phản ứng oxy/nitơ trung tính (ROS/RNS), các gốc tự do và các phân tử.
Do đặc điểm khác biệt của nó so với các khí trung tính thông thường, plasma được coi là trạng thái thứ tư của vật chất (bên cạnh chất rắn, chất lỏng và khí). Trong y học hiện đại, các plasma nhiệt độ cao được sử dụng, ví dụ, để khử trùng các thiết bị y tế và cấy ghép.
Tuy nhiên, plasma lạnh áp suất khí quyển (CAP) cũng có thể được sử dụng để điều trị các mô khả thi và do đó đã trở thành một trọng tâm của nghiên cứu y học trong những năm qua. Bên cạnh các ứng dụng trị liệu, CAP cũng được sử dụng để chỉnh sửa bề mặt và khử nhiễm sinh học.
Một số thiết bị plasma y tế trên thế giới được chứng nhận
Một loạt các thiết bị CAP khác nhau đã được phát triển và thử nghiệm cho mục đích nghiên cứu. Nói chung, chúng có thể được chia thành phóng điện trực tiếp (ví dụ, DBD: phóng điện rào cản điện môi) và phóng điện gián tiếp (ví dụ, APPJ: tia plasma áp suất khí quyển). Cho đến nay, 3 thiết bị plasma đã được chứng nhận cho các mục đích y tế. Năm 2013, thiết bị y tế kINPen® MED (INP Greifswald/neoplas tools GmbH, Greifswald, Đức),APPJ và PlasmaDerm® VU-2010 (CINOGY Technologies GmbH, Duderstadt, Đức), một nguồn DBD, đã được chứng nhận CE tại Đức bởi MEDCERT theo tiêu chuẩn ISO 13485 (Hình 2). Sau đó, thiết bị y tế SteriPlas (Adtec Ltd., London, Vương quốc Anh) đã được chứng nhận là được sử dụng để điều trị các vết thương mãn tính và cấp tính, cũng như để giảm tải vi khuẩn.
Hình 2: Ví dụ về các nguồn plasma được chứng nhận CE: (a) kINPen MED và (b) PlasmaDerm VU-2010.
Như đã đề cập ở trên, plasma bao gồm một số thành phần khác nhau mà tất cả có thể đóng góp ít nhiều vào hiệu quả của nó. Mặc dù các cơ chế về hiệu quả của CAP chưa được hiểu đầy đủ, nhưng có thể hình dung rằng các thành phần vật lý như bức xạ UV hoặc dòng điện cũng như các thành phần hóa học như các loại phản ứng oxy hoặc các loại phản ứng nitơ đóng vai trò trong phương thức hoạt động. Nhiều tác dụng của CAP như khử trùng (vi khuẩn, nấm và vi rút), tái tạo mô (điều biến pH, tạo mạch), chống viêm (chống ngứa) và tác dụng chống ung thư (proapoptotic) đã được mô tả.
Những hiệu ứng này tạo cơ hội cho CAP được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau. Các ứng dụng của CAP trong y học khá linh hoạt và bao gồm khử mhiễm/khử trùng, sử dụng trong y học nha khoa, tăng cường đông máu, phủ bề mặt của cấy ghép, mỹ phẩm và phẫu thuật thẩm mỹ, và điều trị các bệnh về da, và thậm chí việc sử dụng trong điều trị ung thư đang được nghiên cứu. Liên quan đến các ứng dụng trong y học, đặc biệt vào các ứng dụng da liễu của CAP bao gồm điều trị bệnh chàm da, ngứa và đau, khử trùng (vi khuẩn, ký sinh trùng và nấm), điều trị bệnh vẩy cá (ichthyosis)/khiếm khuyết hàng rào biểu bì, chữa lành vết thương, điều trị sẹo và có thể điều trị các khối u da (u ác tính, ung thư biểu mô tế bào vảy và ung thư biểu mô tế bào đáy).
Nguồn: https://www.hindawi.com/journals/omcl/2019/3873928/ref/#null
