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低温等离子体的优势与挑战
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2025-01-08
 

大量科学研究表明,低温等离子体通过向肿瘤细胞内引入大量的活性氧和活性氮自由基,提高肿瘤细胞内氧化性自由基水平,造成DNA断裂、线粒体和内质网等细胞器损伤,最终达到杀伤和清除肿瘤细胞的效果。等离子体的作用机制和效果虽与放化疗等治疗策略相似,但等离子体有着自身特点和独特的优越性。

显著优势

适用性。低温等离子体在理论上堪称“全能选手”。不管是何种类型的皮肤伤口或者肿瘤,也无论在身体的哪个部位,只要能够将等离子体精准送达病灶所在之处,便具有治疗的可能。目前研究已证明,低温等离子体可在体外显著杀伤二十多种肿瘤细胞,并有效促进烧伤、糖尿病足、尖锐湿疣等伤口愈合。这无疑给那些身体状况无法接受手术,又或是肿瘤位置刁钻、难以手术的患者带来了治疗希望,开辟出一条与众不同的治疗途径。

副作用少。手术会给患者带来较大的痛苦,留下的伤口需要很长时间才能愈合;而肿瘤的放化疗会让患者遭受剧烈呕吐、大把掉头发等严重的全身性不良反应。相较于一些传统治疗方案,低温等离子体在治疗过程中主要以气体喷射清扫的方式,以简单方便的治疗手段实现较好的治疗效果。这一方面减少了患者在手术、药物治疗过程中所产生的痛苦,另一方面也降低了长期治疗过程中的不确定性风险以及医疗成本。因此,这种疗法可以让患者以积极乐观的心态接受治疗,切实保障患者的生活质量,有助于患者早日回归正常生活节奏。

治疗成本低。由于低温等离子体处理主要以高压电离惰性气体的形式,获取手段方便,对治疗环境没有特殊要求,适用性高,因此其理论治疗成本远低于创伤或肿瘤治疗的其他策略,有望减少患者巨大的经济压力,防止造成患者治好了,钱没了的窘境。

肿瘤治疗选择性。低温等离子体能够依据肿瘤细胞与正常细胞在物理、化学性质上的差异,有选择性地作用于肿瘤细胞。其原理是,肿瘤细胞膜表面的水通道蛋白表达水平高,使得低温等离子体产生的杀伤性自由基大量进入肿瘤细胞内,同时肿瘤细胞内本底氧化应激水平高,对低温等离子体处理产生的氧化刺激更为敏感;而正常细胞表面水通道蛋白表达少,本身氧化应激水平低,因此对低温等离子体敏感性低,最终表现为低温等离子体可以“选择性”地破坏肿瘤细胞结构,达到肿瘤治疗的目的,同时最大程度保护周围正常组织。

 

挑战

作为一项新兴的临床治疗手段,低温等离子体给多种疾病的治疗带来了新希望,但也面临着诸多严峻的挑战。

剂量标准化。不同病症所需的等离子体“剂量”各不相同,促进伤口愈合只需温和适度的等离子体刺激,而肿瘤组织清除则需要更高强度、更大剂量的等离子体处理。然而,目前等离子体相关研究中缺乏精准且普适的剂量单位,研究人员们仍然以“处理了多长时间”来衡量等离子体处理相对剂量的高低,这使得等离子体在临床应用中缺乏准确的检测和计量。同时,当前在临床实验中很难确定各类病症的最佳等离子体治疗剂量,一旦稍有偏差,要么因处理剂量不足无法实现理想疗效,导致患者的病情得不到有效改善;要么因剂量过大,对健康组织造成潜在的伤害,引发诸如炎症、细胞过度死亡等副作用。

设备稳定性。目前市场上诸多商品化的低温等离子体相关设备,参差不齐,各有差异。不同厂家生产的设备,在等离子体产生的强度、持续时间以及活性粒子的种类和数量等关键参数上,缺乏统一标准。这就像是不同乐器,各自调音,却没有统一的乐谱,导致不同设备的处理效果难以相互比较和重复,给等离子体的临床研究和应用推广带来极大阻碍。

穿透能力差。由于皮肤屏障的阻挡作用,等离子体处理后只有少量活性粒子能够穿透皮层进入组织内;而随着活性粒子的扩散渗透,其有效浓度再组织内逐渐降低,使得等离子体的实际处理效果大打折扣。有研究表明,低温等离子体中的活性粒子在皮肤组织内的有效穿透深度仅数百微米,因此其生物效应表现出明显的深度依赖性,这极大限制了等离子体临床使用。

这些问题既是等离子体治疗面临的挑战,亦是其快速发展的可能突破点,解决这些问题可为等离子体医学的应用提供有利的理论支撑与指导。

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