血浆医学研究突出了抗菌作用和潜在用途

[所属分类:新闻动态] [发布时间:2020-5-15] [发布人:] [阅读次数:] [返回]

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随着人们对血浆医学应用的兴趣不断增长-通过放电产生的低温等离子体(LTP)来解决医学问题-不断增长，因此对研究进展进行证明以证明其功能和对医学的潜在影响的需求也在增长医疗保健行业。在全世界，许多研究小组正在研究血浆药物的应用，包括癌症治疗和慢性伤口的加速愈合等。

宾夕法尼亚州立大学工程学院，农业科学学院和医学院的研究人员说，直接LTP处理和血浆活化培养基是有效的方法，可以抵抗液体培养物中发现的细菌。研究人员还说，他们已经设计出一种独特的方法来直接在液体中产生等离子体。

这个由工程师，物理学家，兽医和生物医学科学家以及医学专业人士组成的小组正在使用大气压等离子体射流来利用室温(“冷”)等离子体来治疗细菌。

等离子体是物质的第四种状态，通常非常热-数千到数百万度。通过使用在大气压下或液体中产生的等离子体，研究人员可以产生具有抗菌作用的分子和原子，而不会燃烧任何东西。宾夕法尼亚州立大学工程设计学助理教授，整合等离子体科学与工程交叉学科实验室负责人肖恩·克内希特(Sean Knecht)表示，此过程会产生许多不同类型的反应性颗粒，使细菌发生突变的可能性同时对抗所有颗粒几乎不存在。

Knecht解释说，该小组的研究结果表明等离子体技术会产生大量的活性氧或由含氧原子的分子(包括空气和水蒸气中的氧分子)产生的活性粒子。血浆对不同细菌如大肠杆菌和葡萄球菌的作用。金黄色葡萄球菌很重要，导致多代细菌死亡。

他说：“在四代细菌的过程中，这些细菌对血浆处理没有任何形式的抵抗力。”

宾州州立大学兽医和生物医学科学副教授吉里斯·基里曼吉斯瓦拉(Girish Kirimanjeswara)说，由于细菌变异的典型方式，使其对抗生素具有抗性，所以这一点极为重要。

抗生素靶向细菌中的特定代谢途径，必需蛋白质或核酸。因此，抗生素必须进入细菌细胞才能发现并结合至该特定靶标。任何降低抗生素进入能力或增加其退出速率的细菌突变都会使抗生素无效。突变自然而然地以低速率发生，但是当引入针对细菌的抗生素时，选择压力会迅速累积突变。

根据Kirimanjeswara的说法，该小组的研究结果表明，等离子体处理产生的各种活性氧浓度高至足以杀死细菌，但低至不对人体细胞造成负面影响。他解释说，氧气几乎可以迅速靶向细菌的每个部分，包括蛋白质，脂质和核酸。

Kirimanjeswara说：“可以称其为大锤法。”“很难通过任何单个突变甚至是一堆突变来产生抗药性。”

该团队还将这些发现应用到设计可以直接在液体中产生等离子体的系统。研究人员打算在血液中产生血浆以直接从源头上解决心血管感染。为此，通常使用高电压和大电流。在研究人员创建的等离子体系统中，通过使用电介质或电绝缘材料，可将可能到达患者的电流和能量降至最低。该团队通常用来产生等离子体的材料包括玻璃和陶瓷，因为它们能够承受较高的局部温度。这些材料容易使血液凝结，并且可能不是很柔软，如果要在心血管系统中使用它们，则是必需的。该小组正在研究具有生物相容性的绝缘涂料，或为人体所接受，并且灵活。Knecht说，研究小组已经鉴定出一种名为Parylene-C的聚合物，并在该杂志中报告了初步结果。IEEE辐射与等离子体医学科学交易。该团队正在进一步探索这一途径，因为聚合物的熔点较低，并且可能无法承受反复暴露于等离子体中。

克内希特说：“生物相容性聚合物可用于在生物液体中产生血浆，但它们的寿命受到限制。”“必须开发新的独特等离子体产生设计，以产生强度较低的等离子体放电，从而延长其寿命。这就是我们正在继续努力的方向。”

Kirimanjeswara说，科学家通常致力于了解不同细菌如何引起疾病或宿主免疫反应如何消除细菌以产生新的抗生素和疫苗。尽管这些更传统的方法必不可少，但它们通常是渐进且耗时的。该小组的创新研究突出了继续研究对抗细菌的新方法的重要性。

他说：“变革性和跨学科的方法有可能加速寻找解决紧急全球性问题的方法。”“对于公众而言，重要的是要意识到和赞赏科学界正在采取几种方法，包括传统方法和非传统方法，以解决日益增长的抗生素耐药性问题。我们希望我们的研究能够加强拥抱观念。非抗生素方法来治疗细菌感染。”