Mounir Laroussi教授访谈: 等离子体医学

Plasma Processes and Polymers 刚刚发表了《Plasma Medicine》(2010年3月,3-4期,第7卷)第二期专刊。美国弗吉尼亚奥多明尼昂大学(Old Dominion University)的Mounir Laroussi教授是特邀编辑之一,下面他和我们分享了他在这个领域的见解。

MV: 作为等离子体医学领域的先锋,您明确地找到了令人兴奋的课题。您能与读者们分享您在这个课题特殊性方面的看法吗?

ML:从历史上看,基于工程的解决方案/技术一直被用于解决医疗问题。例如,千百年来,火被用于凝固血液,帮助伤口愈合。之后,巧妙设计了用于手术的工具等……现在,激光和先进的成像技术在医学上正发挥着巨大作用。如今,我们正试图利用第四种物态即等离子体继续探寻应用巧妙的工程解决方案来克服棘手的医疗挑战。

MV: 您主要研究等离子体医学的哪个方面的研究呢?

ML:我在1994年第一次产生了应用冷气压等离子体杀死细菌的想法。当时的实验是成功的,我于1996年在IEEE关于等离子体科学的会报上发表了我的实验结果(详见“Plasma Pencil”图片)。如今,我的研究已大大扩宽,包括在牙科的应用、等离子体与真核细胞(如哺乳动物细胞)的相互作用、蛋白质的破坏(其中有的造成神经退行性疾病)等。

MV: 您如何看到这个领域的发展?

ML:1998年,我主持了等离子体生物应用的第一次口头会议。当时只有少数人参与这方面的研究(大多数都来自美国)。然而,2000初以来,许多研究小组开始关注等离子体的新应用,一些社团也不断成长至今。自2002年左右,几乎每一个大型的等离子体会议都有关于等离子体生物医学应用分会,最近几年开始,各种有关等离子体医学的专题讨论会及小型会议如雨后春笋般涌现。对此,我感到非常高兴。

MV: 现在,请您为我们解释下什么是等离子体呢?

ML:等离子体是物质的第四态,是带电粒子(电子和离子)、中性原子和分子及自由基的混合物。当加热到一定程度或受到高电应力时,气体变成等离子体。和中性气体不同的是,等离子体对电气及磁场起反应。

MV: 等离子体听起来似乎很危险,那么如何安全地应用于医疗中呢

ML:我们采用的等离子体医疗设备产生低温等离子体(低于40摄氏度)。在理想情况下,它们应该不会产生紫外线辐射,造成DNA损害。这些等离子体在电力方面也必须是安全的。

MV: 等离子体如何应用于医疗中

ML:研究发现,等离子体可以杀死细菌,帮助血液凝固,加强成纤维细胞生长,诱导细胞凋亡(计划性细胞死亡)。因此,等离子体可用于消毒工具和设备,帮助伤口愈合,破坏某些类型的癌症细胞等。

MV: 为什么等离子体有这些用途呢?

ML:等离子体中产生活性粒子及自由基,比如原子氧、羟基、一氧化氮(NO)及过氧化物等。正是这些生命短暂的化学物质在等离子体与生物细胞的相互作用中发挥了主要作用。此外,等离子体含带电粒子(电子和离子)。许多科学家认为这些粒子也在细胞表面的反应中发挥了作用。

MV:等离子体现在已被用于医疗中,还是仍在研究和开发阶段呢?

ML:对于大多数的医疗应用来说,等离子体仍处于研究阶段。

MV:等离子体医学成为医疗保健的一部分还需要做什么呢

ML:首先,必须有大量的动物实验证实等离子体不具细胞毒素,并确定在什么样的最佳操作条件下能诱导等离子体发挥理想的效果(即杀死癌细胞、成纤维细胞增殖等)

MV:您之前列举了等离子体的多种应用,那么哪一个领域最有可能首先广泛地应用等离子体呢?

ML:工具、皮肤、机械设备的消毒可能首先应用等离子体。

MV:在等离子体医学中,研究人员目前面临的主要挑战是什么呢

ML:病原蛋白质的破坏如朊病毒及生物薄膜的破坏是我现在想到的两个挑战。

MV:该期刊为什么要设立这个专题呢

ML:致力于等离子体生物医学领域的科研课题组的数量在增加。需要在特定问题的上发表观点及新的结论。通过这种方式,研究人员更易于检索该领域的最新研究结果及最新的发展。这是该期刊第二次出版这个专题。第一次专刊在2008年出版。

MV:在您看来,专刊中的重点是什么呢?

ML:冷等离子体在伤口护理方面的应用有着令人兴奋的前景。由于慢性伤口(如糖尿病溃疡),每年仅在美国就有成千上万例截肢病人。气体等离子体技术可能帮助减少截肢的现象。然而,在达成这个目标之前,还有很长的路。

MV:您最后总结下吧。

ML:我只希望,这个新的医疗技术(等离子体医学)能够很快地缓解许多病人的痛苦,并治愈一些被认为不可治愈的疾病。期待早日实现这个目标。

通过以下方式可联系Mounir Laroussi教授:

http://eng.odu.edu/ece/directory/laroussi.shtml

Plasma Process. Polym. DOI: 10.1002/ppap.v7:3/4.

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