抗菌等离子体?

注:本文由Karen Grieve博士与最近出版特刊《Plasma Processes and Polymers on Plasma Medicine》客座编辑对话后撰写,图片由美国Old Dominion University 的M. Laroussi提供。

对抗生素的耐受力越来越强的细菌,比如金黄色酿脓葡萄球菌等,可能会随着一项新技术的开发遇到对手。空间旋转、非嗜血性微粒等离子现在可以在常态条件下生成,并可用于杀死细菌。除了杀菌功能外,等离子还被证明有助于伤口愈合,并能杀死一些癌细胞。

对于等离子的医学应用的关注产生了一个新的领域,名为“等离子医学”,在这一领域的最新研究已被汇集到一份独立的特刊《Plasma Processes and Polymers》点击这里

这两名客座编辑长期以来从事等离子研究。Alexander Fridman 教授(美国Drexel University)自从20世纪70年代以来一直从事等离子物理的研究,Mounir Laroussi教授(美国Old Domain University)则是低温等离子医学应用方面的先驱,他在20世纪90年代中期提出以低温大气压力等离子杀死细菌。图片是Laroussi教授和他的设备——“等离子铅笔”。

Laroussi 解释说“等离子是带电微粒(电子和离子)、中性原子和分子以及自由基等等的集合”(事实上,我们的固液气世界是个例外;宇宙中大约有99%是等离子,通常被称为物质的第四形态)。当充分加热或者暴露在较高的电应力之下,气体就会转变为等离子体。与中性气体不同,等离子体会随着电磁场作出反应。

通过使用电磁场操纵等离子,研究人员能够制造出非常小的受控等离子体羽流,等离子体羽流可以被轻松精确地进行控制,使其能量不足以伤害人类。

“等离子体的早期生物医学应用是对材料的表面改性,从而提高细胞和组织的生物适应性,消毒并净化材料表面……但是,全世界包括私人行业的许多研究机构最近进行的大量研究表明,等离子可被用于内窥镜外科手术和其他医学领域:比如,用于直接接触活性组织杀死病原菌;止血同时不伤健康组织;消毒伤口,帮助伤口愈合;以及有选择性地杀死癌细胞等等。”

凭借如此广泛的潜在应用,在过去15年中,参与这一领域研究的研究人员数量急剧增长,几乎每次等离子会议都会有一个等离子医学讨论会,目前还有一些专注于这一话题的小型会议和研讨会。

本特刊中的许多文章来自在第二次国际等离子医学会议(ICPM-2, 2008年德克萨斯州圣安东尼奥市)的工作报告,该会议是唯一的完全专注于等离子医学的著名国际会议。文章作者来自亚洲、欧洲和北美洲。Laroussi 表示,一些最令人振奋的研究是使用低温等离子用于伤口愈合(G. Lloyd和其同事的综述),并且以美国由于慢性病(糖尿病溃疡)而截肢的数以万计的病例为佐证。另一个热点是A. von Keudall 等的一篇“不寻常的评论”,描述了旨在研究将低温等离子体用于消毒的BIODECON五年期项目的成果。

其他话题包括系统研究在不同环境下影响抗菌活性的基本参数;抗肿瘤效果研究;对特定细胞以及广义上的敏感组织的影响;新的等离子制备设备,使用等离子定制细胞培养表面,等离子在牙齿漂白中的应用,对等离子物种的(物理化学)化学研究以及它们如何影响生物分子的研究。

《Plasma Processes and Polymers》期刊在这一领域知名度高,在第一次国际等离子医学会议之后,曾出版等离子生物技术应用方面的第一本特刊,还曾出版等离子医学方面的第一本特刊。Laroussi 认为,随着科研群体的迅速壮大,“针对某一问题出版评论和新发现是个好事情。这样一来,研究者检索相关领域最新发现和发展就更为容易。”

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