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近年来,由于低温等离子体的产生装置简单,在大气压下即可产生,同时具有气体温度低、活性高等特点,人们对低温等离子体在生物医学应用中的兴趣迅速增加。伤口愈合是等离子体医学中增长最快的应用之一,目前主要有两种处理方法,一种是低温等离子体直接治疗伤口,另一种是利用低温等离子体活化处理中间媒介得到等离子体活化物来间接治疗伤口。项目针对这两种处理方法,研发了手持式低温等离子体设备和等离子体活化油,分别对糖尿病慢性伤口和烧烫伤进行了处理,并深入研究了等离子体及其活化物与伤口的作用机理。
项目开发的手持式低温等离子体设备,可以长时间、安全地产生接近室温、人体可接触无痛感的等离子体射流。进一步针对纯He、He+0.1%O2和He+1%O2三种工作气体混合比下,测量了设备产生活性物质的浓度,进行了体外灭菌实验,并以有遗传性糖尿病db/db小鼠为对象进行了慢性伤口治疗实验。
实验发现以He+0.1%O2为工作气体时,该手持式低温等离子体设备产生了比其他两种工作气体配比更高浓度的活性氮氧物质。较高浓度的活性氧物质可产生更高的杀菌效率,从而因细菌生长而导致的氧气损耗减少,同时细胞外基质和血管生长的氧气供应增加。较高浓度的NO刺激细胞分泌更多的生长因子。因此与空白对照组相比,三个低温等离子体治疗组均能促进慢性伤口的愈合,其中以He+0.1%O2为工作气体时治疗效果最好;与空白对照组相比,慢性伤口愈合速率加快了37.5%。
项目以Ar和O2为工作气体通过等离子体射流对传统紫草油放电,制备了一种等离子体活化紫草油,它具有低成本、高活性、长寿命等特点。测量了等离子体的发射光谱,等离子体活化紫草油中紫草素、过氧化值、碘值、酸值随处理时间的变化,对比了紫草油处理前后的红外光谱,以探究活化处理机制。另外,利用等离子体活化紫草油进行体外杀菌实验和烧烫伤创面治疗实验。
在等离子体-油界面发生放电,生成大量的高能粒子和O原子,高能粒子对C=C双键的解离和原子O的氧化产生了高反应性的H2O2和羧酸;同时,紫草素受等离子体处理的影响较小,减少有限。进一步的体外杀菌实验和烧烫伤创面治疗实验,发现高反应性的等离子体活化紫草油不仅可以有效地杀死烧伤创面上的常见细菌,而且还能有效抑制炎症,刺激上皮再生并减少疤痕的形成。与原始紫草油相比,等离子体活化紫草油治疗深二度烧伤创面的速度加快了11.3%。
项目开发的手持式低温等离子体设备,可以长时间、安全地产生接近室温、人体可接触无痛感的等离子体射流。进一步针对纯He、He+0.1%O2和He+1%O2三种工作气体混合比下,测量了设备产生活性物质的浓度,进行了体外灭菌实验,并以有遗传性糖尿病db/db小鼠为对象进行了慢性伤口治疗实验。
实验发现以He+0.1%O2为工作气体时,该手持式低温等离子体设备产生了比其他两种工作气体配比更高浓度的活性氮氧物质。较高浓度的活性氧物质可产生更高的杀菌效率,从而因细菌生长而导致的氧气损耗减少,同时细胞外基质和血管生长的氧气供应增加。较高浓度的NO刺激细胞分泌更多的生长因子。因此与空白对照组相比,三个低温等离子体治疗组均能促进慢性伤口的愈合,其中以He+0.1%O2为工作气体时治疗效果最好;与空白对照组相比,慢性伤口愈合速率加快了37.5%。
项目以Ar和O2为工作气体通过等离子体射流对传统紫草油放电,制备了一种等离子体活化紫草油,它具有低成本、高活性、长寿命等特点。测量了等离子体的发射光谱,等离子体活化紫草油中紫草素、过氧化值、碘值、酸值随处理时间的变化,对比了紫草油处理前后的红外光谱,以探究活化处理机制。另外,利用等离子体活化紫草油进行体外杀菌实验和烧烫伤创面治疗实验。
在等离子体-油界面发生放电,生成大量的高能粒子和O原子,高能粒子对C=C双键的解离和原子O的氧化产生了高反应性的H2O2和羧酸;同时,紫草素受等离子体处理的影响较小,减少有限。进一步的体外杀菌实验和烧烫伤创面治疗实验,发现高反应性的等离子体活化紫草油不仅可以有效地杀死烧伤创面上的常见细菌,而且还能有效抑制炎症,刺激上皮再生并减少疤痕的形成。与原始紫草油相比,等离子体活化紫草油治疗深二度烧伤创面的速度加快了11.3%。