用于生物医学应用的冷等离子体处理：利用铝泡沫在降低风险的同时提高疗效
医学物理
2023-05-31 v1 生物物理
摘要
等离子体医学是一门新兴且创新的交叉学科研究领域，结合了生物学、化学、物理学、工程学和医学。然而，冷大气等离子体（CAP）技术的安全临床应用仍是一项挑战。在此，我们考察了具有三种每英寸孔数（PPI）规格的铝（Al）泡沫在临床等离子体应用中的使用。铝泡沫可过滤火花以避免手术中高压放电造成的损伤，并高效地将 CAP 中产生的活性物种递送至目标。火花出现在泡沫/放电界面处且等离子体强度增加，在 30 分钟处理过程中仅使界面温度轻微升高而未改变界面微观结构。在 CAP 穿透铝泡沫后，表征了 N2、N2+、*OH、O 和 He 的发射峰，其中使用 10 PPI 铝泡沫时峰值最高。使用有无铝泡沫中介的 CAP 处理去离子水，结果表明结合 10 PPI 铝泡沫的 CAP 比单独 CAP 产生的 ROS 浓度高得多。在黑色素瘤细胞实验中，30 秒处理后有无铝泡沫的 CAP 对细胞活力影响相似，而 60 秒处理后含 10 PPI 铝泡沫的 CAP 比单独 CAP 杀伤效率高得多。总之，10 PPI 铝泡沫不仅能防止临床手术中高放电电压对组织的损伤，还能提高等离子体产生的活性物种在生物医学应用中的递送效率。
引用
@article{arxiv.2305.18349,
title = {Cold plasma treatment for biomedical applications: using aluminum foam to reduce risk while increasing efficacy},
author = {Zhitong Chen and Richard Obenchain and Richard E. Wirz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.18349},
year = {2023}
}