等离子体医学和其在肿瘤治疗中的应用.PDFVIP

生物化学与生物物理进展 Progress in Biochemistry and Biop hys ics 2017, 44(4): 279~292 等离子体医学及其在肿瘤治疗中的应用* 1, 2)** 2) 1) 1)** 1) 德晖 崔庆杰 宇静 刘定新 孔刚玉 (1) 等离子体生物医学研究中心，西安交通大学电气工程学院电力设备电气绝缘国家重点实验室，西安710049； 2) 西安交通大学生命科学与技术学院，西安710049) 摘要 大气压冷 离子体是近年来学术界兴起的新研究领域，由于其在大气压下产生，气体温度低、粒子活性高，在众多领 域尤其是生物医学方面的应用引起了人们广泛的关注 等离子体医学是一个革新的、新兴的交叉学科研究领域，结合了等离 子体物理学、化学、生命科学和临床医学 本文 先介绍了大气压冷等离子体的产生及其粒子成分，与液体和生物组织的 相互作用，并介绍了大气压冷等离子体在生物医学领域的一些主要应用，如杀菌消毒、凝血、牙科应用、伤口愈合及皮肤 病治疗等方面 同时，重点介绍大气压冷 离子体在肿瘤治疗方面的研究进展 大气压冷等离子体可有效诱导肿瘤细胞死 亡、抑制增殖及迁徙、诱导肿瘤细胞分化并抑制干细胞潜能，同时能提高化疗药物敏感性，在肿瘤治疗领域具有很好的应用 前景 关键词 大气压冷 离子体，活性粒子， 离子体医学，生物医学应用，肿瘤治疗 学科分类号 Q64，R73，O53 DOI: 10.16476/j.pibb.2016.0371 在物理学上，等离子体被定义为除固体、液 子体对细菌有很强的灭活作用 随后，等离子体在 体、气体外，物质存在的第四态，Crookes [1] 在 生物医学领域上的应用越来越多，尤其是冷 离子 1879 年 次将它描述为 “辐射性物质” 宇宙中， 体接近或略高于室温，不会对人体和生物组织造成 99% 以上的可见物质都是呈 离子体态，如闪电、 明显的热伤害，不污染 围环境，对医疗器械也不 极光、太阳 1928 年Langmuir 正式提出用英文 会造成热变形和损坏，且能有效地灭活各种细菌、 名字plasma 来表示等离子体，含义是由电子和离 真菌以及病毒 致病微生物，弥补了高压蒸汽灭 子群组成的近似电中性的电离气体[2-3] 根据等离 菌、化学以及核辐射等方法的不足，因此掀起了冷 子体的气体温度，可将 离子体分为高温等离子体 离子体在生物医学的研究热潮 目前，等离子体 9 3 (10 K)和低温等离子体(10 K) 高温等离子体中的 在灭菌消毒、材料表面改性、牙科治疗、美容、止 气体几乎处于完全电离状态，重粒子和电子温度都 血消炎、伤口愈合、皮肤病治疗以及肿瘤治疗方面 很高 低温等离子体的气体只有部分电离或未电离 已经取得了非常好的研究成果[5-9] 因此，将等离 状态，又分为热平衡等离子体和非热平衡等离子 子体与临床医学领域相结合，可以作为辅助手术， 体 在热平衡 离子体中，电子温度和离子温度相 或者协助药物来治疗疾病，尤其针对肿瘤治疗，这 等，而且温度高；而非热平衡 离子体虽然电子温 无疑将会为人类做出巨大的贡献 3 度达到 10 K，但离子和原子之类的重粒子温度可 低至300K，接近于室温， 离子体的宏观温度取 决于重粒子温度，所以这类 离子体又叫冷等离子 * 国家自然科学基金资助项目. 体，因在大气压下即可产生，也叫大气压冷等离子 ** 通讯联系人. Tel: 029 Fax: 029 体(cold atmospheric plasma ，C