低温等离子体在临床性应用的生化基础有哪些？

低温等离子体在医学上的应用包括临床性和非临床性两种，低温等离子体不外乎由紫外射线、带电粒子、强电场、亚稳态粒子、自由基以及其他强活性粒子组成，那么低温等离子体是如何与生物大分子相互作用，从而产生各类生物医学效应的呢？今天就与大家探讨，低温等离子体在医学临床性领域应用的生物以及化学基础。

1 紫外射线

紫外射线按波长可以分为短波紫外、中波紫外和长波紫外。对于大气压冷等离子体而言，紫外射线往往比较微弱，有时甚至低于正午太阳的紫外射线水平。因此在等离子体医学应用中，紫外射线的作用往往处于辅助地位，且一般情况下对正常肌体细胞是安全的。

2 带电粒子

对于带电粒子在医学应用中是否起到作用，研究界以往持有两种截然不同的观点。然而通过对比含带电粒子与不含带电粒子的等离子体杀菌效率，发现前者的效率高一个数量级，再加上已经通过FDA认证的等离子体组织消融装置也主要是通过带电粒子起到组织非热解体的作用。这说明带电粒子确实能够起到重要的医学作用，但目前基于人身安全、等离子体自身稳定性等因素，带电粒子的作用受到了限制，往往不能大量作用到生物物质。

3 电场生物效应及跨膜电势

如果生物物质与等离子体放电区域直接接触，则需要考虑电场的生物效应。在非脉冲电场情况下，等离子体中平均电场强度相对较低，尤其是加载在生物物质上的电压相比于等离子体区域电压会小很多，因此一般不足以显著破坏细胞结构。由于细胞质和细胞间质的电导率比细胞膜高出一百万倍，所以电流只能通过细胞间质流过，从而由细胞膜在细胞质外形成一层屏障，限制细胞质中的电压降。但是当电流流过细胞外的时候，沿着细胞外表面的变化就会形成电压梯度，进而产生跨膜电势。跨膜电势超过一定数值会破坏细胞结构，且由于跨膜电势的幅值取决于细胞的大小、形状和方向，所以对不同细胞的破坏能力有差异。

4 等离子体气体温度

医学应用的等离子体气体温度一般不超过60℃，稍高于体温但不至于烧伤的温度可以增加血液循环量，舒张毛孔，对一些疾病可以起到辅助治疗作用，虽然如此，等离子体的不均匀性可能使局部区域过热从而产生局部烧伤，这在医学应用中需要尽量避免。当等离子体温度高于正常体温6℃，即43℃时，细胞膜分子的动能就可能超过限制超分子聚合的水合能，从而发生结构变性。所以，在热作用下细胞膜的动能损伤就决定着细胞坏死的速率。

临床性的等离子体医学涉及到的生物及化学基础是非常复杂的，除上述介绍的几个方面以外，还需充分考虑到实际应用中的各项因素，谨慎使用。

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