韓 偉

(中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院 健康與醫(yī)學(xué)技術(shù)研究所，安徽 合肥 230031)

等離子體是固、液、氣之外的第4種物質(zhì)存在狀態(tài)，可以通過(guò)激發(fā)工作氣體高壓放電產(chǎn)生，系大量活性基團(tuán)、高能電子和離子、亞穩(wěn)態(tài)粒子、光子等組成的混合體，具有極高的化學(xué)活性.近年來(lái)隨著大氣壓低溫等離子體技術(shù)的快速發(fā)展,等離子體在生物醫(yī)學(xué)上的研究和應(yīng)用日益增多，特別是在腫瘤治療中的潛在應(yīng)用得到了廣泛關(guān)注.等離子體醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究已逐漸成為多學(xué)科交叉、相互促進(jìn)的關(guān)注熱點(diǎn)之一.

目前，低溫等離子體在皮膚疾病治療、口腔疾病治療、醫(yī)學(xué)美容和腫瘤治療等領(lǐng)域有著不同程度的應(yīng)用和研究.相對(duì)于傳統(tǒng)疾病治療方法，低溫等離子體有著其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì).由于其在大氣壓下產(chǎn)生，粒子活性高, 氣體溫度低，能夠與人體友好接觸，等離子體在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用得益于此.等離子體中富含的離子、電子和多種活性基團(tuán)，在液相中產(chǎn)生大量氧化性自由基，進(jìn)入腫瘤細(xì)胞內(nèi)造成氧化性脅迫，導(dǎo)致DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子損傷，從而引發(fā)腫瘤細(xì)胞周期阻滯甚至死亡，這使得等離子體成為較理想的新型物理治療方法.不僅如此，等離子體與液相作用產(chǎn)生的活性中間產(chǎn)物是其發(fā)揮多種生物學(xué)效應(yīng)的重要介導(dǎo)物，通過(guò)改變其特征物理參數(shù)可在一定程度上調(diào)控等離子體主要活性基團(tuán)的種類和產(chǎn)量，繼而調(diào)控液相中間產(chǎn)物的種類和豐度等，實(shí)現(xiàn)后續(xù)生物效應(yīng)的可控性.因此，探究等離子體的生物效應(yīng)和活性基團(tuán)有助于研究者們深入了解等離子體疾病治療的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)更多增效治療的新靶點(diǎn)和通路.綜上所述,等離子體具有十分廣泛的理論研究和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值.

該專欄選取了4篇具有代表性的論文，這些論文分別從等離子體引發(fā)的液相活性產(chǎn)物、等離子體誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的損傷和死亡模式、等離子體與藥物聯(lián)合使用增效腫瘤治療，以及等離子體在皮膚病學(xué)中的應(yīng)用等方面，介紹了低溫等離子體在物理和生物領(lǐng)域的前沿研究進(jìn)展.該專欄集中闡述了等離子體醫(yī)學(xué)的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景，目的是為感興趣的科研工作者提供具有代表性的文獻(xiàn)信息, 同時(shí)也寄望引起廣大等離子體領(lǐng)域的青年學(xué)者持續(xù)關(guān)注該研究領(lǐng)域的新進(jìn)展.

等離子體和液相之間的相互作用是等離子體醫(yī)學(xué)研究的重要方向,也是等離子體應(yīng)用的“瓶頸”問(wèn)題.明確等離子體工作參數(shù)與液相活性成分生成之間的關(guān)系，對(duì)于探明等離子體醫(yī)學(xué)中的關(guān)鍵作用機(jī)制具有重要意義.奚文灝等的論文“大氣壓等離子體射流引發(fā)液相OH與H2O2的研究”分析了大氣壓等離子體射流電學(xué)特性及其激發(fā)態(tài)氣相粒子的變化趨勢(shì)，并明確了工作參數(shù)對(duì)其引發(fā)液相OH和H2O2絕對(duì)濃度變化的影響.該文為等離子體與液相相互作用的更深層次研究提供了理論基礎(chǔ)，并為等離子體技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用提供了指導(dǎo).

在癌癥治療領(lǐng)域，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡，是腫瘤治療技術(shù)的主要原理.研究等離子體誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞死亡方式，有助于探明等離子體治療腫瘤的關(guān)鍵靶點(diǎn)和作用機(jī)制，以便提升治療效果.彭勝杰等的論文“非熱等離子體誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的損傷和死亡模式”對(duì)等離子體處理導(dǎo)致細(xì)胞損傷、誘導(dǎo)多種死亡類型進(jìn)行了詳細(xì)綜述，總結(jié)了等離子體殺滅腫瘤細(xì)胞的基本原理，并對(duì)現(xiàn)存問(wèn)題及今后的研究方向進(jìn)行了討論和展望，為后續(xù)的等離子體腫瘤治療研究提供了新思考.等離子體不僅可直接殺滅腫瘤細(xì)胞，還可以與放、化療等技術(shù)聯(lián)合使用，達(dá)到更好的治療效果.許袁等的論文“草氨酸鈉對(duì)人黑色素瘤細(xì)胞的非熱等離子體增敏作用研究”證實(shí)小分子藥物草氨酸鈉能夠顯著提高腫瘤細(xì)胞的等離子體敏感性，并分析了等離子體與草氨酸鈉聯(lián)合處理通過(guò)激活細(xì)胞凋亡通路，達(dá)到殺傷腫瘤細(xì)胞的效果，為等離子體與藥物聯(lián)合使用提供了一定的理論基礎(chǔ).

除治療癌癥外，等離子體在皮膚疾病治療中的應(yīng)用，是等離子體醫(yī)學(xué)中最成熟的領(lǐng)域之一.陳柏寒等的論文“大氣壓冷等離子體在皮膚病學(xué)中的應(yīng)用”詳細(xì)闡述了等離子體多種活性粒子的有效透皮遞送方式，分析了在傷口愈合、銀屑病等皮膚疾病上等離子體的治療過(guò)程和治療機(jī)制，并提出更標(biāo)準(zhǔn)化的治療方法，為皮膚疾病治療領(lǐng)域的研究人員提供很好的指導(dǎo)作用.