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低温等离子体作用于恶性肿瘤细胞的研究进展

王俪昀;夏传开;杨春俊

【期刊名称】《安徽医学》

【年(卷),期】2017(038)010

【总页数】4页(P1363-1366)

【关键词】低温等离子体;肿瘤;机制

【作者】王俪昀;夏传开;杨春俊

【作者单位】230601合肥安徽医科大学第二附属医院皮肤科;230601合肥安徽

医科大学第二附属医院皮肤科;230601合肥安徽医科大学第二附属医院皮肤科

【正文语种】中文

低温等离子体(coldatmosphericplasma，CAP)因良好的灭菌能力被广泛应用于

医学领域，且在创面愈合方面也有不俗的表现。近年来，CAP在杀灭肿瘤细胞方

面的研究已成为热点，正试图被用于肿瘤的临床治疗中，本文就近年来国内外相关

CAP对肿瘤细胞的作用及机制研究进行阐述。

等离子体是广泛存在于宇宙中的一类物质，被称为除气体、液体和固体之外的第4

类物质。物质形态之间的转换其实是一个吸收能量和释放能量的过程，当电子获得

足够的能量足以克服静电势垒后，则电离为一个自由电子、一个带正电的离子和一

个中性粒子，该过程称作离子化[1-2]。而等离子体则是电子被电离后产生的由带

正电和带负电粒子组成的呈中性的离子化气体[2-3]。

1.1CAP的概述等离子体产生过程中不仅会出现大量的活性物质，还会产生大量

热能，温度高达几千摄氏度，而这些热量是由高能电子的碰撞产生的[1-2]。众所

周知，过高的温度不适用于生物体组织，所以等离子体高热的性质限制了其在医学

上的应用。近年来，随着科技的发展CAP的产生给生物医学领域的应用带来了新

希望。目前，CAP使用温度可维持在40～44℃之间，这样的温度是通过限制每个

周期高能电子的数量或者通过气流等措施降低等离子体中不带电分子或原子的温度

而产生的[1-4]。

1.2产生CAP的装置CAP的产生装置分3种：直接型、间接型和混合型[1-3]。

所谓直接放电装置，就是靶组织或细胞本身就是电极的一部分，而间接放电装置中

活性等离子体则在两电极之间产生，混合型装置就是将直接模式和间接模式相结合

[1-4]。

1.2.1直接型装置直接模式常用装置是浮动式介质阻挡放电，其不仅能产生高活性、

高浓度的等离子体，且对等离子体内容物的控制也易于其他模式装置。但由于靶组

织及细胞是电极的一部分，只有当靶组织及细胞与装置处于足够接近的位置才能产

生效应[1,2,6]。虽然以往很多研究是基于这种模式装置，但该装置使用时，发射点

与接触物必须为固定距离的特性限制了其在临床中的应用。

1.2.2间接型装置间接模式装置主要包括等离子体射流针、等离子体射流枪和多功

能型射流枪等[1,3,5-7]。间接模式中，活性CAP在两电极中产生，并由输送装置

运输到靶组织及细胞，运输过程中可以将等离子体纯化或过滤[2-3]。

1.2.3混合型装置CAP混合型装置中最具代表性的是一种由三层板电极组成的装

置。该装置是一个类似三明治型的结构，即电介质板被供电平面电极和接地网状电

极夹于中间，通过向供电电极输入高电压，在网状电极侧面形成高电场而产生等离

子体。此外，为了避免供电电极被邻近电场干扰，供电电极被绝缘材料完全覆盖

[1,3,5]。

1.3CAP的使用方法目前，CAP作用于生物体的方法主要有2种：一种是用CAP

直接照射目标组织和细胞，另一种是用CAP装置处理后的培养液或培养基[8]处理

细胞，或将PSA直接注射于目标组织内，如肿瘤组织[9-10]。Tanaka等[9]用

CAP刺激林格氏乳酸盐溶，用处理后的溶液培养肿瘤细胞，发现其有抗癌作用。

1.4CAP的生物活性成分CAP的生物活性成分有2大类，即物理性和化学性成分

[2,11-12,17-20]。物理性活性成分主要包括紫外线、电磁场和热量；化学性活性

成分复杂，目前尚无确切定论。但通过对CAP作用后的培养基或培养液，以及

CAP处理后的细胞等进行成分分析，结果显示，活性氧成分(reactiveoxygen

species，RNS)和活性氮成分(reactivenitrogen，RNS)是其主要成分。

2.1CAP对在体肿瘤的研究CAP作用于异种移植小鼠皮下肿瘤及黑色素瘤效果显

著。Keidar等[13]用皮下膀胱癌细胞建立了小鼠皮下膀胱癌肿瘤模型，待瘤体直

径约5mm时用CAP进行照射，发现直径5mm的肿瘤在接受