Аппарат плазма: Аппараты для безоперационной блафаропластики Plasma pen

Плазменная обработка используется для очистки и активации поверхностей с целью улучшения их адгезионных характеристик.Плазменная очистка удаляет с поверхности следы органических загрязнений, которые в противном случае препятствовали бы хорошей адгезии. В то же время плазменная обработка активирует поверхность и переводит ее из состояния с низким уровнем поверхностной энергии в состояние с высоким, так что она становится легко смачиваемой клеями, краской, клеем и т. Д. Плазменная обработка решает проблемы плохой адгезии во многих отраслях промышленности.

Плазма обладает рядом уникальных свойств, которые привели к такому широкому применению:

• Возможность обработки сложных 3D объектов
• Экологически чистый, безотходный химикат
• Можно почти бесконечно «настраивать» для обеспечения определенных свойств поверхности
• Способность обрабатывать термочувствительные материалы
• Обрабатывать проводники, полупроводники и изоляторы одинаково
• Очень низкая удельная стоимость лечения
• Способность производить собственность с высокой добавленной стоимостью для продукта
• и многие другие

Что такое плазменная терапия?

Плазменная обработка используется для изменения свойств поверхности широкого спектра материалов, чтобы облегчить их склеивание, склеивание и покраску.Обрабатывая детали, мы одновременно очищаем и активируем поверхность, улучшая их адгезионные характеристики.

Полезно начать с определения того, что такое плазма. Твердое тело, жидкость и газ – это три состояния вещества, с которыми мы все знакомы. Мы можем перемещаться между состояниями, добавляя или удаляя энергию (например, нагрев / охлаждение). Если мы продолжим добавлять достаточно энергии, молекулы газа станут ионизированными (потеряют один или несколько электронов) и, таким образом, несут чистый положительный заряд. Если ионизировано достаточно молекул, чтобы повлиять на общие электрические характеристики газа, результат называется плазмой.Поэтому плазму совершенно справедливо часто называют четвертым состоянием материи.

Плазма содержит положительные ионы, электроны, атомы или молекулы нейтрального газа, ультрафиолетовый свет, а также возбужденные атомы и молекулы газа, которые могут нести большое количество внутренней энергии (плазма светится, потому что свет излучается, когда эти возбужденные нейтральные частицы расслабляются до более низкой энергетическое состояние). Все эти компоненты могут взаимодействовать с поверхностью во время плазменной обработки. Выбирая газовую смесь, мощность, давление и т. Д.мы можем довольно точно настроить или определить эффекты плазменной обработки.

Как работает процесс плазменной обработки

Плазменная обработка может проводиться в вакуумированном помещении или камере. Перед подачей энергии в виде электроэнергии откачивается воздух, и газ при низком давлении поступает внутрь. Важно отметить, что плазменная обработка на самом деле является низкотемпературным процессом, а это означает, что термочувствительные материалы можно обрабатывать довольно легко.

Плазменная обработка также осуществляется атмосферной «струйной» плазмой. Атмосферная плазма работает при атмосферном давлении и лучше всего подходит для локальной обработки деталей в поточном процессе или в сочетании с роботом.

Плазменная очистка – это проверенный, эффективный, экономичный и экологически безопасный метод подготовки критически важных поверхностей. Плазменная очистка удаляет натуральные и технические масла и жиры в наномасштабе и снижает загрязнение до 6 раз по сравнению с традиционными методами влажной очистки, включая сами остатки растворителя.Плазменная очистка позволяет получить чистую поверхность, готовую к склеиванию или дальнейшей обработке, без вредных отходов.

Как работает плазменная очистка

Ультрафиолетовый свет, генерируемый в плазме, очень эффективен при разрыве большинства органических связей поверхностных загрязнений. Это помогает разрушить масла и жир. Второе очищающее действие осуществляется энергичными формами кислорода, создаваемыми в плазме. Эти частицы реагируют с органическими загрязнителями с образованием в основном воды и диоксида углерода, которые непрерывно удаляются (откачиваются) из камеры во время обработки.

Если деталь, подлежащая плазменной очистке, состоит из легко окисляемых материалов, таких как серебро или медь, вместо них используются инертные газы, такие как аргон или гелий. Активированные плазмой атомы и ионы ведут себя как молекулярный пескоструйный аппарат и могут разрушать органические загрязнения. Эти загрязнения снова испаряются и удаляются из камеры во время обработки.

Плазменная очистка Подходит для:

• Сверхтонкая очистка металлических поверхностей
• Подготовка поверхности пластмасс и эластомеров
• Подготовка поверхности и очистка офтальмологических и обычных стеклянных изделий
• Керамика
• Удаление окисления с поверхностей

Активация поверхности плазмой эффективна при изменении поверхности полимера путем присоединения к ней полярных (в данном случае кислородсодержащих) химических групп.Многие полимеры, в частности полиолефины, такие как полиэтилен и полипропилен, химически инертны и не могут легко связываться с другими материалами, демонстрируя плохую адгезию с чернилами, красками и клеями. Причина этого – отсутствие в их структуре полярных и реакционноспособных функциональных групп.

Активация поверхности плазмой делает многие полимеры восприимчивыми к связующим веществам и покрытиям. Кислород обычно используется в качестве технологического газа; тем не менее, многие плазменные активации можно также проводить только с окружающим воздухом.Детали остаются активными от нескольких минут до нескольких месяцев, в зависимости от конкретного материала, подвергшегося плазменной обработке. Например, полипропилен можно повторно обрабатывать через несколько недель после обработки.

Как работает плазменная активация поверхности

УФ-излучение и активные формы кислорода из плазмы разрушают разделительные агенты, силиконы и масла с поверхности. Они откачиваются вакуумной системой. Активные формы кислорода (радикалы) из плазмы связываются с активными участками поверхности по всему материалу, создавая поверхность, которая является очень «активной» по отношению к связывающим агентам.

Обработка плазменной активации поверхности подходит для:

• Пластмассы и резина общего назначения
• Пластмассы медицинские
• Пластмассы для бытовой электроники
• Автомобильные компоненты
• Аэрокосмические компоненты

При плазменном покрытии наноразмерный полимерный слой формируется по всей площади поверхности объекта, помещенного в плазму.Процесс плазменного покрытия занимает всего несколько минут. Получаемое покрытие обычно составляет менее 1/100 толщины человеческого волоса, не имеет цвета и запаха и никак не влияет на внешний вид или ощущение материала. Это постоянное покрытие, связанное с поверхностью материала в атомном масштабе.

Плазменные покрытия – одна из самых захватывающих областей плазменных технологий, предлагающая огромный потенциал для улучшения функций и ценности материала в широком диапазоне применений. Они обладают двумя основными свойствами поверхности: полностью жидкими (водо- и маслоотталкивающими) и полностью смачиваемыми.

Как работает плазменное покрытие

Жидкие мономеры вводятся с газом, подаваемым плазмой. Мономеры – это небольшие молекулы, которые при правильных условиях связываются вместе с образованием полимеров. Плазма создает правильные условия на поверхности материала, чтобы это происходило быстро и эффективно. Различные мономеры используются для создания постоянно гидрофобных и гидрофильных поверхностей.

Плазменное покрытие подходит для:

• Пластмассы и резина общего назначения
• Рабочие ткани
• Фильтрующий материал
• Металлы, стекло, керамика и композиты
• Пластмассы медицинские
• Пластмассы для бытовой электроники
• Автомобильные компоненты
• Аэрокосмические компоненты

Плазменные продукты, продукты Corona | Машины и оборудование

Используйте продукты для плазменной обработки Tantec перед нанесением любого покрытия, печати или адгезии

На промышленном уровне плазменная обработка используется для обработки поверхностей из различных материалов перед нанесением любого покрытия, печати или адгезии.Поэтому ее также можно назвать разновидностью предварительной обработки поверхностей. Плазменная обработка удаляет любые посторонние загрязнения, присутствующие на поверхности материала, что делает его пригодным для дальнейшей обработки. Такие материалы, как пластик, склонны к потере любого типа печати или покрытия, нанесенного на их поверхность, из-за своей глянцевой текстуры, если не обработать их. Пластмассы состоят из полипропилена и гомополярны, что означает, что они не так легко склеиваются.

Применение плазменной обработки на таких пластиковых поверхностях может привести к эффективной предварительной обработке для активации поверхности перед тем, как можно будет произвести склеивание, печать или лакирование.Точно так же плазмой можно обрабатывать такие материалы, как керамика и стекло. Обычно промышленный кислород используется в плазменной обработке в качестве технологического газа, отсюда и название: кислородная плазма. Однако атмосферный воздух также называют атмосферной плазмой. В зависимости от типа материала, который обрабатывается плазмой, эффекты могут оставаться заметными всего несколько минут или даже месяцев.

Обработка коронным разрядом | Оптимизировать адгезионные свойства

Обработка коронным разрядом – это метод модификации поверхности, который использует коронный разряд для изменения свойств поверхности.Обработка поверхности материала / объекта обработкой коронным разрядом обеспечит склеивание печатными красками, покрытиями и клеями.
Целью обработки коронным разрядом является оптимизация адгезионных свойств материалов на основе полимеров. Низкая поверхностная энергия подложек на основе полимеров часто приводит к плохой адгезии красок, клеев и покрытий, которые по своей природе обладают значительно высокой поверхностной энергией. Обработка коронным разрядом – это широко используемый метод обработки поверхности в пластиковой пленке, экструзии, автомобильной и медицинской промышленности.
Для достижения оптимальной адгезии крайне важно, чтобы поверхностная энергия субстрата была равна или превышала поверхностную энергию материала, наносимого на полимер.

Об истории плазменной обработки и сравнении микробиостатической эффективности исторического высокочастотного плазменного устройства с двумя современными устройствами

Реферат

Предпосылки: Холодная плазма атмосферного давления (CAP) с ее многочисленными биоактивными свойствами определила новый Область медицины: плазменная медицина.Однако в родственной форме высокочастотной терапии ВП даже недолго использовалась столетие назад. Целью этого исследования был обзор исторического лечения ВП и получение данных об антимикробной эффективности исторического высокочастотного плазменного устройства.

Методы: Во-первых, была изучена историческая литература по истории лечения ВП, поскольку в современной литературе отсутствуют данные. Во-вторых, была проанализирована восприимчивость 5 различных изолятов бактериальных ран, культивируемых на агаре, к историческому источнику плазмы (фиолетовая палочка [VW]) и двум современным устройствам (плазменная струя атмосферного давления [APPJ] и диэлектрический барьерный разряд [DBD]).Сравнивали полученные области ингибирования (IA).

Результатов: Во-первых, самые удобные, популярные исторические электромедицинские методы лечения вызвали так называемое излияние с помощью стеклянных электродов, что связано с сегодняшним ВП. Во-вторых, все три протестированных источника плазмы показали полное уничтожение всех протестированных штаммов микробов в обработанной области. «Историческая» холодная плазма VW показала антимикробные эффекты, аналогичные действию современных APPJ и DBD в отношении диаметра IA.

Заключение: Из этого можно сделать вывод о некоторых ретроградных доказательствах, особенно при лечении инфекционных заболеваний с помощью исторических плазменных устройств.Базовая технология может служить моделью для создания современных последовательных устройств.

Ключевые слова: плазменный препарат, низкотемпературная плазма атмосферного давления, исторический плазменный аппарат, антимикробная эффективность

Zusammenfassung

Hintergrund: Kaltes Atmosphärendruckdruckplasma (CAP) hat durch seine mannigfaltigizensischanneldischarm, nefaltigen medaktive medaktive: Allerdings wurde vor etwa 100 Jahren CAP in verwandter Form in der Hochfrequenztherapie genutzt.Zielsetzung dieser Studie war eine Übersicht über die Historischen Plasmabehandlungen zu gewinnen und Daten bezüglich der antimikrobiellen Wirkung eines Historischen Hochfrequenzapparats zu gewinnen.

Methode: Erstens wurde Historische Literatur bezüglich CAP-Behandlungen ausgewertet, da aus dem heutigen Schrifttum keine Angaben gewonnen werden konnten. Zweitens wurde die Empfindlichkeit von fünf verschiedenen bakteriellen Wundisolaten auf Agar gegenüber einer Historischen Plasmaquelle (фиолетовая палочка [VW]) и zwei modernen Geräten (плазменная струя атмосферного давления [APPJ] и диэлектрический барьерный разряд [DBD]).Die erzielten Hemmhöfe wurde verglichen.

Ergebnisse: Die seinerzeit populärsten elektromedizinischen Anwendungen erzeugten durch Glaselektroden sogenannte Effluvien, die mit modernem CAP verwandt sind. Alle drei untersuchten Plasmaquellen zeigten eine vollständige Eradikation Aller Behandelter Isolate im Plasmabehandelten Bereich. Исторические Plasmaquelle (VW) war dabei ähnlich wirksam wie die modernen Plasmaquellen.

Schlussfolgerung: In beginztem Umfang kann retrograd ein Wirksamkeitsnachweis der Historischen Plasmabehandlungen abgeleitet werden, insbesondere bei der Behandlung Infktiöser Erkrankungen.Die zugrunde liegende Technologie könnte für die Entwicklung moderner Nachfolgegeräte genutzt werden.

Введение

Холодная плазма атмосферного давления (CAP) закладывает основу для совершенно новой медицинской области плазменной медицины благодаря своим многочисленным биоактивным свойствам [1], [2], [3]. В настоящее время в плазменной медицине помимо двух основных областей фундаментальных и прикладных исследований, лечение хронических ран [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10] и ликвидация различных поверхностных злокачественных опухолей [11], определение антимикробной эффективности ВП является еще одним важным направлением плазменной медицины [12], [13], [14], [15], [16], [17], [ 18], [19], [20], [21], [22], [23], [24], [25].

В первые десятилетия прошлого века высокочастотное облучение рекомендовалось при различных заболеваниях. В этот период многие аппараты производили искровые выбросы через стеклянные электроды. Это выделение представляет собой форму ВП, факт, который в большинстве случаев неизвестен современным ученым в области плазменной медицины. Высокочастотные устройства (например, фиолетовая палочка [VW]) обычно продавались для домашней медицины [26] до начала 1950-х годов. Недавно авторы показали аналогичные современным источникам плазмы антимикробные свойства плазмы, генерируемой VW [27].Короче говоря, современное лечение ВП кажется новым открытием, а не новым изобретением.

Во-первых, мы провели обзор исторической литературы по электромедицине, поскольку современной литературы не существует. Во-вторых, мы протестировали историческое высокочастотное устройство (рис. 1) на его антимикробную эффективность и сравнили его результаты с результатами двух плазменных устройств, основанных на различных современных технологиях. Эти источники плазмы доказали выраженную антимикробную активность in vitro [3], [28], [29], [30], [31], включая эффективность против биопленок, и литература поддерживает многие другие биомедицинские применения [32], [33] , [34], [35], [36].

Фиолетовая палочка (VW), плазма, слева направо: набор электродов, ручная палочка и блок управления

Обзор исторической обработки плазмой

Электромедицина была распространенной медицинской практикой в ​​первые десятилетия 20-х годов 20-го века века и была заявлена ​​эффективность при широком спектре заболеваний. Арсонвализация (рис. 2) была одним из наиболее удобных и популярных электромедицинских методов лечения, классифицированных как высокочастотная терапия, и имела много общего с современным лечением ВП, по крайней мере, с точки зрения биоактивных свойств.Это историческое устройство производило так называемое выделение с помощью стеклянных электродов, подобное сегодняшнему CAP с использованием стеклянных электродов. В то время как в первых приложениях чисто полевые эффекты вызывались на расстоянии, техническая разработка более поздних терапевтических устройств позволяла прямой контакт тела и кожи с плазменными разрядами.

(от: Holzer W. Physikalische Medizin in Diagnostik und Therapie.5. и 6. эрв. Aufl. Вена: Модрич; 1947, XIV)

Французский физиолог Жак-Арсен д’Арсонваль (1851–1940) [37] открыл возможность воздействия на человеческое тело с помощью высоких частот, передаваемых его аппаратом, с помощью чрезвычайно высокой трансформации электрического напряжения. Технически это недавно стало возможным благодаря Никола Тесла, который работал с токами чрезвычайно высокой частоты при высоком напряжении, создавая впечатляющие световые явления, которые оказались безвредными для людей в случае прямого контакта с излияниями.

В Германии были разработаны устройства для калорийной терапии пациентов (диатермия) [38]. Румпф разработал устройство, которое отличалось от французских тем, что в нем использовался электрод с емкостной связью, состоящий из бутылки Лейденера, которая прикладывалась непосредственно к коже пациента. Это устройство можно считать первым источником плазмы в медицине, в котором использовался диэлектрический электрод, и его можно определить как непосредственно связанное с первым плазменным устройством в химии, которое было изобретено Сименсом в 1888 году для производства озона.

Бутылка Лейденера, используемая в качестве электрода, вскоре была заменена резиной (с ферритовой вставкой), а после промышленного внедрения небольших портативных устройств волны наносились на тело и кожу с помощью вакуума, конденсатора или щеточных электродов, производящих свечение. плазменные разряды, щеточные лампы или искровые источники. Результирующий тип разряда в основном зависел от напряжения, расстояния до обрабатываемой кожи, типа кожи и мягких тканей, подвергаемых лечению, индивидуального сопротивления кожи, а также формы и конструкции выбранного электрода.Было хорошо известно, что площадь эффективного облучения намного (примерно в десять раз) превосходит визуально обработанную поверхность.

Взаимодействие плазмы и кожи было описано как «электрическая элиминация» в форме тлеющего или сгусткового разряда, последний вызывает более сильное раздражение кожи и эритему за счет вторичного расширения капилляров, что, среди прочего, приводит к снижению артериального давления [39]. , [40]. Сообщалось, что в зависимости от предрасположенности пациента эритема длилась несколько часов [41].На клеточном уровне были описаны микроскопические изменения, такие как кариорексис, пикноз, лейкоцитарные инфильтрации и клеточные микровыступы. Эти эффекты обсуждались как потенциальные эффекты, вызванные de novo белками («протеиновая терапия») [41] или «анионными» эффектами [42]. Заявленная эффективность исторической обработки плазмой объяснялась химическими, механическими и оптическими изменениями, то есть химическими изменениями, такими как расщепление электронов от молекул N и O, создание новых молекул, таких как озон, азотная и азотистая кислоты, механический эффект в виде ускорения молекул воздуха с помощью ионов с образованием «ионного ветра» (объясняется тем, что светящиеся провода начинают колебаться), а оптические эффекты плазмы проявляются в виде УФ-излучения [26].

Что касается безопасного использования, известно, что высокочастотные волны не мешают моторной и сенсорной нервной проводимости, но в высоких дозах они вызывают наркоз у животных [42]. Кроме того, было известно, что сильный эффект раздражения кожи стимулирует дыхание (увеличение дыхательного объема) [43] и обладает противомикробной эффективностью против E. coli , Salmonella typhi , C. diphtheriae и M. tuberculosis , было показано [44].

Практическое применение

Арсонвализация проводилась как местная или «системная» терапия.Местная терапия проводилась кожными электродами, последние опосредованно с помощью больших катушек. Лечение проводилось в монополярном или биполярном режиме. Биполярная техника работала с пациентом, электрически подключенным к заземленной фазе катушки Тесла. При униполярном лечении контур был замкнут за счет пропускной способности воздуха. Обычное лечение плазмой тлеющего разряда («эффлювиальная терапия») длилось 5–15 мин. Когда для терапии требовалось истечение искры, использовались металлические щетки. Это лечение длилось 1–5 мин (в зависимости от переносимости) [26].

Техника, мощность и электроды

Энергия поджога была емкостным или индуктивным образом связана с поверхностью тела и тканями. В первом случае генерация волн осуществлялась с помощью искровых разрядников [26].

Чаще всего использовались заполненные газом вакуумные электроды, создающие плазменные тлеющие разряды и создававшие вакуумные разряды разных цветов в зависимости от используемого газа [26].

Медицинские показания и практика

Типичными рекомендованными показаниями были рубиновый лишай, катар шейки матки, артериальная гипертензия, экзема, зуд, мигрень / невралгия, инфекционные заболевания кожи и раны [26], [38], [44], [26], [38], [44], [ 45], [46], [47], [48], [49], [50].Другим показанием в дерматологии было лечение геморроя, кожных опухолей (карциномы), вирусных бородавок, фурункулов и абсцессов [26], [50], [51], [52]. Лечебные эффекты при туберкулезе заявлялись неоднократно [50], [53], [54]. В стоматологии Henseler [55] описал множество процедур и показаний, включая анестезию перед удалением зуба, а также антисептическое лечение и лечение абсцессов, стоматита и гиперестезии. Также часто применялись отбеливание зубов, анестезия десен и пульпы [55].Дальнейшими видами лечения в дерматологии были ионтоферез и улучшение проникновения местных лекарственных средств [56], что является многообещающей перспективой для современных источников плазмы [57], [58], [59], [60], [61], [62]. В неврологии наиболее частыми показаниями были невротические расстройства, мигрень и нейрональные болевые синдромы; эффекты были частично объяснены функциональной нейрофизиологией, но также и суггестивными эффектами [46].

Сравнение микробиостатической эффективности исторического высокочастотного плазменного устройства с двумя современными устройствами in vitro

Метод

Модель in vitro для тестирования чувствительности плазмы была выполнена, как описано ранее [3].Использовались три источника плазмы в разных режимах или с разными электродами. Сначала APPJ (INP, Грайфсвальд, Германия) применялся в трех режимах: одном импульсном (A) и двух неимпульсном (B, C). Подробное описание см. В [31], [57]. Во-вторых, использовалось плазменное устройство с диэлектрическим барьерным разрядом (DBD) (CINOGY, Duderstadt, Германия) с двумя диэлектрическими барьерными электродами, различающимися по размеру (электрод A диаметром 20 мм, электрод B диаметром 4 мм). Подробное техническое описание см. В [58], [59].В-третьих, историческое устройство CAP, модель 0126, 2 pol. построен в 1950 г. (Тефра, Берлин, Германия) (рис. 1). Для тестирования эффективности мы следовали настройкам из нашей предыдущей публикации [27].

Все использованные патогены ( Staphylococcus epidermidis [SE], Staphylococcus aureus [SA], Candida albicans [CA], Escherichia coli [EC] и Pseudomonas aeruginosa) были клинически обнаружены [PA]). изолирует. Тестовые штаммы подвергались воздействию CAP в течение 0, 3, 9, 15, 30, 60 и 90 с с использованием шести источников / режимов плазмы (DBD A, DBD B, APPJ A, APPJ B, APPJ C и VW) на Колумбийский кровяной агар (Biomérieux, Нюртинген, Германия).

Для расчета чувствительности изолятов измеряли диаметры полученных областей ингибирования (IA) (среднее из двух измерений, перпендикулярных друг другу). Результаты дают представление о кинетике реакции на дозу.

Результаты

Высокочастотная плазма, генерируемая VW, показала аналогичную активность против SE, SA, CA, EC и PA на протяжении всей фазы испытания между 3 и 90 с (рис. 3a – e). Наибольшие диаметры были зарегистрированы после ДБР с большим электродом; все другие виды обработки были аналогичными, за исключением плазмы VW (большой электрод), диаметр которой был больше по сравнению со всеми другими видами обработки, за исключением DBD (большой электрод), когда тестировались MSSA, SE и EC (рис.3б, в и д). При испытании СА (рис. 3а) диаметры, полученные с помощью DBD с малым электродом, были заметно меньше, чем у всех других источников.

Диаметр IA после плазменной обработки выбранных видов a) CA, b) MSSA, c) SE, d) PA и e) EC в течение 3–90 секунд с DBD (A: большой, 4,5 x 4,5 мм, B: маленький, электрод 2 x 2 мм), импульсный и неимпульсный (2 варианта) APPJ (A, B, C) и VW

Обсуждение

Многие исторические описания и заявленные клинические применения не являются правдоподобными в соответствии с необходим стандарт доказательной медицины и систематический пересмотр изложенных объяснений.Однако возможно, что пациенты получили пользу от этих процедур, проводимых миллионами [63], независимо от того, что лежало в основе активного принципа.

Из-за известной эффективности современных CAP, мы предложили гипотезу об аналогичных эффектах от истечения плазменных разрядов. Чтобы ответить на этот вопрос, мы проверили основные антимикробные свойства репрезентативного «исторического» устройства по сравнению с двумя современными источниками плазмы и можем заявить, что, по крайней мере, некоторый потенциальный положительный клинический эффект не может быть чисто психосоматическим.Наши тесты ясно продемонстрировали выраженную антимикробную активность против всех тестируемых видов in vitro . Эффекты VW не сильно отличались от эффектов современных плазменных устройств. Таким образом, разумно предположить клинически значимый антибактериальный эффект VW при облучении инфицированной или загрязненной кожи плазмой VW.

Авторы уже продемонстрировали in vitro эффективность современной ВП и плазмы, генерированной ранее VW, против многих различных раневых патогенов [27], [64].Аналогичные данные были получены с другим современным источником плазмы, основанным на другой технологии [65]. Помимо данных in vitro, недавно были опубликованы клинические исследования лечения ВП, подтверждающие соответствующую эффективность против бактерий с множественной лекарственной устойчивостью [12], [13], [14], [66]. В результате доказанной антимикробной эффективности ВП в настоящее время изучается для лечения хронических ран [12], [67], [68], а также может быть эффективным в госпитальной гигиене [67], [68], [69]. Соответственно, стимуляция заживления ран, поддерживаемая антисептической активностью, также может быть получена с помощью исторической плазмы VW или, скорее, с помощью повторно изобретенных устройств, основанных на электромеханических методах.

Границы | Холодная плазма в медицине и здравоохранении: новый рубеж в области применения низкотемпературной плазмы

Введение

Плазменная медицина – это использование низкотемпературной плазмы при атмосферном давлении для генерирования контролируемых количеств конкретных химически активных веществ, которые транспортируются для реакции с биологическими мишенями, включая клетки и ткани. Замечательным достижением этого плазменного применения является то, что потребовалось всего около 25 лет, чтобы пройти от первоначального открытия до стадии фундаментального научного исследования и, наконец, до применения на реальных пациентах.Как это произошло за относительно короткое время? Краткий ответ на этот вопрос заключается в том, что, хотя эта область началась довольно скромно и неожиданно, сообществу физиков плазмы не потребовалось много времени, чтобы осознать ее огромный потенциал и ее революционные перспективы. Это было подчеркнуто привлечением экспертов в области здравоохранения (биохимиков, микробиологов и т. Д.), Которые присоединились к различным исследовательским усилиям и значительно продвинули текущие исследования. До настоящего времени механизмы действия плазмы на клетки и ткани все еще не полностью изучены, но объем знаний неуклонно растет, и наше понимание значительно расширилось, чтобы включить относительно хорошее понимание физических и биохимических путей, посредством которых плазма воздействует на биологические клетки. иметь значение.

Эта область началась в середине 1990-х годов с нескольких доказательств принципиальных экспериментов, которые показали, что низкотемпературная плазма (НТП) обладает эффективным бактерицидным свойством [1–5]. С самого начала было осознано, что реактивные формы, генерируемые LTP, которые включают активные формы кислорода (ROS) и активные формы азота (RNS), играли ключевую роль в наблюдаемых биологических результатах [1, 6]. Также быстро стало очевидно, что LTP может использоваться не только для инактивации патогенов, таких как бактерии, на абиотических поверхностях, но также может использоваться для дезинфекции биологических тканей и, следовательно, может использоваться для заживления ран.В свое время эти ранние смелые идеи, подкрепленные некоторыми предварительными экспериментальными данными, вызвали сильный резонанс в исследовательском сообществе LTP, которое к тому времени (примерно в 2005 г.) осознало, что означают эти новые, многообещающие, но еще не полностью изученные приложения, и в массовом порядке присоединилось к этой развивающейся области исследований. . Следовательно, достижения и новые вехи были достигнуты относительно быстро, и к началу второго десятилетия 2000-х клинические испытания хронических ран были проведены с некоторым успехом [7].Кроме того, было обнаружено, что небольшие дозы LTP избирательно убивают раковые клетки, не нанося вреда здоровым. Это открыло еще одно направление исследований, которое иногда называют «плазменной онкологией». Исследователи из исследовательских лабораторий по всему миру сообщили о многообещающих результатах in vitro, и in vivo, по уничтожению различных линий раковых клеток (см. Обзор [8] и ссылки в нем). Клеточные линии включали те, которые связаны с лейкемией, карциномой, раком груди, раком мозга, раком простаты, колоректальным раком и т. Д.[8]. Кроме того, совсем недавно холодная плазма использовалась в Германии в ограниченных предварительных испытаниях в качестве паллиативной терапии для пациентов с раком головы и шеи [9]. Вышеописанные различные усилия, наконец, привели к одобрению Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) первых клинических испытаний в США в 2019 году. Это является еще одной важной вехой в усилиях по разработке новых методов лечения рака на основе LTP.

В этом мини-обзоре сначала дается описание источников LTP, используемых в плазменной медицине, а затем кратко описываются некоторые основные медицинские применения.

Источники холодной плазмы атмосферного давления

В биомедицинских приложениях широко используются два типа плазменных разрядов: диэлектрический барьерный разряд (DBD) и неравновесная плазменная струя атмосферного давления (N-APPJ). На рисунке 1 показаны две фотографии, показывающие DBD, зажженный в газе аргоне (левое фото), и плазменный шлейф, исходящий от N-APPJ, работающего с гелием (правое фото).

Рисунок 1 . Два источника низкотемпературной плазмы атмосферного давления: диэлектрический барьерный разряд в аргоне, возбуждаемый повторяющимися короткими (нс – мкс) импульсами высокого напряжения (a) ; Микроструя с использованием гелия в качестве рабочего газа, создающая факел холодной плазмы около 2.Длина 5 см (б) .

Диэлектрический барьерный разряд (DBD)

идеально подходят для генерации неравновесной диффузной плазмы большого объема при атмосферном давлении. Обширные исследования позволили хорошо понять и улучшить их работу [10–23]. В DBD используется диэлектрический материал, такой как стекло или оксид алюминия, для покрытия по крайней мере одного из электродов. Электроды приводятся в действие высоким переменным напряжением в диапазоне кВ и с частотами в кГц.Плазма, генерируемая DBD, использовалась для генерации озона, для модификации поверхности материалов, в качестве исполнительных механизмов управления потоком и т. Д. Самая последняя область применения DBD была в биомедицине после их успешного раннего использования в середине 1990-х годов для инактивации бактерий [1]. Сегодня они используются в различных биомедицинских приложениях, включая заживление ран и разрушение раковых клеток и опухолей [24–27].

Синусоидальные напряжения с амплитудами в диапазоне кВ и частотами в несколько кГц изначально использовались для питания DBD.Однако с начала 2000-х годов было обнаружено, что повторяющиеся короткие импульсы высокого напряжения (нс – мкс) предлагают более эффективный способ улучшить химический состав таких разрядов [28–30]. ДБР способны поддерживать неравновесное состояние плазмы за счет накопления поверхностного заряда на поверхности диэлектрика сразу после зажигания разряда. Это создает электрический потенциал, который противодействует приложенному извне напряжению и приводит к самоограничивающейся форме волны импульсного тока.

Функция распределения электронов по энергиям (EEDF) определяет / контролирует химию в плазме.Короткие повторяющиеся импульсы высокого напряжения позволяют преимущественно нагревать популяцию электронов и, следовательно, увеличивать ионизацию и возбуждение [29]. Импульсы с длительностью меньше характерного времени начала тлеющего перехода в дугу поддерживают стабильную неравновесную низкотемпературную плазму [29, 30].

Для расширения диапазона рабочих частот ниже кГц было предложено несколько методов. Например, Окадзаки и его сотрудники использовали электрод из проволочной диэлектрической сетки для генерации разряда с частотой 50 Гц [16].Ларусси и его сотрудники использовали слой / пленку с высоким удельным сопротивлением для покрытия одного из электродов в устройстве, которое они назвали резистивным барьерным разрядом (RBD) [31]. RBD может работать с низкими частотами вплоть до постоянного тока. Пленочный барьер обычно имеет удельное сопротивление в несколько МОм · см. Пленка с высоким сопротивлением играет роль распределенного резистивного балласта, который препятствует локализации разряда и не позволяет току достигать высоких значений.

Неравновесные плазменные форсунки при атмосферном давлении (N-APPJ)

Хотя плазменные струи ранее использовались для обработки материалов [32, 33], биотолерантные плазменные струи, разработанные специально для плазменной медицины, используются только с середины 2000-х годов [34, 35].Эти струи могут испускать в окружающий воздух шлейфы низкотемпературной плазмы. Поскольку они могут поддерживать температуру ниже 40 ° C, они могут соприкасаться с мягкими веществами, включая биологические ткани, без теплового повреждения. Эти источники плазмы оказались очень полезными для различных приложений, в том числе биомедицинских [26, 34, 35]. Поскольку плазма распространяется от высоковольтных электродов в область, свободную от высокого напряжения, плазма не вызывает электрического шока / повреждения целевых клеток или тканей.Однако плазменный факел действительно демонстрирует очень высокое мгновенное и локальное электрическое поле на своей вершине. Это поле играет роль в распространении плазменного факела, а также может влиять на обрабатываемую мишень.

Исследователи обнаружили, что плазменные шлейфы, генерируемые N-APPJ, представляют собой не непрерывные объемы плазмы, а дискретные плазменные пакеты / пули, распространяющиеся с высокими скоростями, вплоть до 10 ⁵ м / с [36, 37]. О механизмах, управляющих генерацией и распространением этих плазменных пуль, сообщалось как в экспериментальных, так и в модельных исследованиях [38–49].Модель фотоионизации была предложена Лу и Ларусси, которые первыми исследовали динамику плазменной пули [37]. Дальнейшие исследования также показали, что сильное электрическое поле в головной части плюма играет роль в процессе распространения. Средняя напряженность этого электрического поля, согласно экспериментальным измерениям, находится в диапазоне 10–30 кВ / см [50–52].

Источники низкотемпературной плазмы, описанные выше, производят химически активные формы, включая активные формы кислорода (ROS) и активные формы азота (RNS), которые, как известно из окислительно-восстановительной биологии, играют важную биологическую роль [53].Предполагается, что другие агенты, генерируемые этими источниками плазмы, также играют активную роль в биологических применениях. К ним относятся заряженные частицы (электроны и ионы), УФ- и ВУФ-излучение и электрические поля. Например, электрическое поле может вызывать электропорацию клеточных мембран, позволяя молекулам (включая ROS и RNS) проникать в клетки и вызывать повреждение внутренних органелл клетки (включая митохондрии) и макромолекул, таких как липиды, белки и ДНК. Чтобы узнать больше о физике и устройстве источников LTP, читатель может обратиться к следующим ссылкам [23, 27, 54–57].

Применение холодной плазмы в биологии и медицине

Первые новаторские эксперименты с использованием низкотемпературной плазмы атмосферного давления для биомедицинских приложений были проведены за десятилетие с 1995 по 2004 год [1–6, 58–60]. Самые ранние эксперименты включали использование диэлектрического барьерного разряда для инактивации бактерий на поверхностях и в жидкостях [1, 58] и для генерации импульсной плазмы в физиологических растворах для хирургических применений [61, 62]. Вскоре последовали работы по использованию холодной плазмы для дезинфекции ран, увеличения пролиферации фибробластов и отслоения клеток [25, 59, 60].В конце концов, эти основополагающие работы привлекли интерес сообщества исследователей низкотемпературной плазмы, и эта область стала свидетелем значительного роста в годы после 2005 года и по настоящее время. С тех пор в различных лабораториях и исследовательских центрах по всему миру находят применение в заживлении ран, стоматологии, лечении рака и т. Д., Что привело к значительному увеличению количества журнальных рукописей по данной теме и публикации нескольких книг [63–6] 66].

Способность холодной атмосферной плазмы инактивировать бактерии в последнее время стала более актуальной, поскольку современное общество столкнулось с рядом серьезных проблем в области здравоохранения.Среди них: (1) Устойчивые к антибиотикам штаммы бактерий, такие как устойчивый к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA) и Clostridium difficile (C-diff), являются источниками внутрибольничной инфекции (HAI), которая может быть фатальной для пациентов с ослабленной иммунной системой. ; (2) Хронические раны, такие как диабетические язвы, не заживают легко или вообще не заживают, и одной из проблем является высокий уровень инфекции, вызываемой целым рядом бактерий. Неспособность традиционных методов удовлетворительно решать эти проблемы вызвала необходимость в новых подходах, основанных на новых технологиях.Было показано, что холодная атмосферная плазма эффективно инактивирует бактерии, такие как MRSA, и значительно снижает бионагрузку в инфицированных хронических ранах, что делает ее очень привлекательной технологией, которую можно использовать для решения перечисленных выше проблем. В 2010 г. были проведены первые клинические испытания лечения хронических ран холодной атмосферной плазмой, которые дали обнадеживающие результаты [7]. Сегодня на рынке имеется несколько плазменных устройств, которые были лицензированы как медицинские инструменты и могут использоваться в медицине, в том числе для лечения различных дерматологических заболеваний.

LTP может применяться двумя способами. Первый – это то, что называется «прямым» воздействием. В этом режиме применения плазма вступает в прямой контакт с биологической мишенью, и поэтому все продуцируемые из плазмы агенты действуют на клетки / ткани. Второй режим называется «непрямым» воздействием. В этом случае используется только послесвечение плазмы или плазма сначала используется для активации жидкой среды, а затем активируемая плазмой жидкость наносится поверх клеток / тканей.Одним из преимуществ последнего является то, что активированная плазмой жидкость (PAL) может храниться и использоваться в более позднее время, что дает степень гибкости, недоступную при прямом воздействии.

Прямая экспозиция

Как упоминалось ранее, при прямом воздействии на биологическую мишень воздействуют все плазменные агенты, включая заряженные частицы, фотоны, электрическое поле и химически активные вещества. Эти агенты действуют по отдельности и / или совместно для получения определенных биологических результатов. Сообщалось, что в случае инактивации бактерий все вышеперечисленные агенты играли роль.Сообщалось о лизисе вегетативных клеток, а также спор после прямого воздействия LTP, но также сообщалось о гибели клеток без лизиса для грамположительных бактерий [67, 68].

Инактивация бактерий с помощью LTP имеет несколько применений, начиная от стерилизации чувствительных к нагреванию медицинских инструментов и заканчивая разрушением биопленок, дезинфекцией ран и обеззараживанием жидкостей, пищевых продуктов и сельскохозяйственных продуктов.

Прямое воздействие также использовалось нелетальным образом для воздействия на функции эукариотических клеток путем модуляции клеточных сигнальных путей [69] и летальным путем для разрушения раковых клеток и опухолей [70–74].Сообщалось об экспериментах с использованием различных клеточных линий, которые показали, что при определенной дозе воздействия LTP может избирательно убивать раковые клетки [70–74]. Исследователи сообщили, что воздействие LTP приводит к увеличению внутриклеточных концентраций ROS. Поскольку раковые клетки подвергаются высокому окислительному стрессу, увеличение ROS приводит к серьезному окислительно-восстановительному дисбалансу, который может привести к одному или нескольким из следующих событий: повреждение ДНК, митохондриальная дисфункция, активация каспаз, повышенное состояние окисления белков и т. Д.Такой острый стресс в конечном итоге приводит к гибели раковых клеток.

Непрямое воздействие

В этом разделе мы ограничиваем обсуждение случаем жидкостей, активируемых плазмой (PAL). В этом режиме воздействия играют роль только долгоживущие химические вещества, которые диффундируют и сольватируются в водное состояние. Это устраняет влияние фотонов, электрического поля, короткоживущих частиц и тепла. Жидкости, которые использовались, включают воду для получения воды, активированной плазмой (PAW), и биологические культуральные среды для получения сред, активируемых плазмой (PAM).Следующее обсуждение посвящено использованию PAM для уничтожения раковых клеток. За последние несколько лет исследователи сообщили об обнадеживающих результатах использования PAM in vitro и in vivo для уничтожения раковых клеток и уменьшения опухолей [75–81]. Противораковые свойства PAM были приписаны долгоживущим видам, продуцируемым в жидкой фазе после воздействия LTP. Эти разновидности включают пероксид водорода, H ₂ O ₂ , нитрит, NO2-, нитрат, NO3-, пероксинитрит, ONOO ^– и органические радикалы.

Изготовление PAM включает воздействие на жидкую среду источника LTP, чаще всего плазменного шлейфа плазменной струи, в течение определенного периода времени. Используемые среды включают минимальную необходимую среду Игла (EMEM), среду Игла, модифицированную Дульбекко (DMEM), раствор лактата Рингера (RL), среду Roswell Park Memorial Institute (RPMI) с такими добавками, как сыворотка (например, бычья сыворотка), глутамин и антибиотики (например, смесь пенициллина / стрептомицина). В качестве примера получения PAM можно использовать 24-луночный планшет, где в каждую лунку добавляют несколько мл свежей среды для культивирования клеток.Каждую лунку можно обрабатывать LTP в течение определенного периода времени, таким образом производя разные PAM с разной «силой». Чтобы проиллюстрировать влияние PAM на раковые клетки, кратко излагается следующая работа, выполненная в лаборатории автора [81].

В этом эксперименте для получения PAM в каждую лунку 24-луночного планшета добавляли 1 мл свежей среды для культивирования клеток (MEM). Каждая лунка подвергалась воздействию струи плазменного карандаша (импульсной плазменной струи) в течение определенного времени. После экспонирования среду поверх клеток, выращенных в 96-луночном планшете, заменяли 100 мкл PAM.После нанесения PAM клетки хранили при 37 ° C в увлажненном инкубаторе с 5% CO ₂ . Среды, не экспонированные LTP, использовали для контрольного образца. Используемая линия раковых клеток представляла собой линию клеток SCaBER (ATCC ^® HTB3 ™) из ткани мочевого пузыря с плоскоклеточной карциномой. Жизнеспособность клеток определяли количественно в разное время инкубации с использованием анализа клеточной пролиферации CellTiter 96 ^® AQueous One Solution (MTS) (Promega, Мэдисон, Мичиган, США). Для количественной оценки результатов анализа MTS был использован анализ исключения трипанового синего [81].На рисунке 2 показаны результаты.

Рисунок 2 . Жизнеспособность клеток SCaBER после обработки PAM с использованием анализа MTS. Время воздействия указывает время, в течение которого жидкая среда подвергалась воздействию плазмы для получения PAM. Измерения проводили через 12, 24 и 48 часов применения PAM. Данные основаны на трех независимых экспериментах с использованием двух повторов в каждом. Этот рисунок построен на основе данных, ранее опубликованных в Mohades et al. [81].

Как видно на рисунке 2, PAM, который был создан более длительным временем обработки LTP, вызывает большее уничтожение клеток.PAM, созданный при времени воздействия более 3 минут, вызывает сокращение клеток более чем на 90%. Однако для 2-минутного случая со временем пролиферация живых клеток опережает разрушение клеток, и, следовательно, наблюдалось увеличение жизнеспособности через 24 и 48 часов. Для исследования роли реактивных частиц в уничтожении клеток SCaBER были проведены измерения пероксида водорода H ₂ O ₂ , продуцируемого в PAM. Было обнаружено, что концентрация H ₂ O ₂ в PAM увеличивается со временем воздействия и хорошо коррелирует со снижением жизнеспособности клеток SCaBER [81].Это согласуется с работами различных исследователей, которые показали ключевую роль H ₂ O ₂ в противораковой эффективности PAM. Недавно Бауэр выдвинул гипотезу, что H ₂ O ₂ и нитрит приводят к генерации синглетного кислорода ( ¹ O ₂ ), который вызывает инактивацию каталазы [82]. Каталаза, которая обычно экспрессируется на мембране раковых клеток, защищает их от межклеточной передачи сигналов ROS / RNS. При достаточной инактивации каталазы происходит приток H ₂ O ₂ через аквапорин.Следовательно, инактивация защитной каталазы вызывает опосредованные АФК сигналы, которые приводят к апоптозу злокачественных клеток. Поскольку здоровые клетки не экспрессируют каталазу на своей поверхности, они подвергаются притоку АФК, таких как H ₂ O ₂ или пероксинитрита. Поэтому, если они подвергаются воздействию очень высоких концентраций ROS, они также могут быть повреждены. Следовательно, применяемая доза ROS / RNS должна быть ниже определенного порога для достижения избирательного уничтожения раковых клеток.

Заключение

Применение низкотемпературной плазмы атмосферного давления в биомедицине открыло новые горизонты в науке и технологиях.На научном уровне были созданы новые фундаментальные знания (хотя и неполные) о взаимодействии плазмы с мягкой материей. До середины 1990-х годов фундаментальное научное понимание физического и биохимического воздействия плазмы на клетки и ткани просто отсутствовало. Сегодня, 25 лет спустя, после обширных и напряженных научных исследований, наши знания значительно расширились, и многие из задействованных механизмов были выяснены на клеточном и субклеточном уровнях. Это позволило добиться значительных успехов в разработке новых методов лечения на основе плазмы для решения различных проблем здравоохранения.Недавнее одобрение Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США клинических испытаний с использованием плазмы для лечения рака является важной вехой и признаком того, что низкотемпературная плазма может стать перспективной и перспективной технологией здравоохранения. Чтобы узнать больше о будущих направлениях этой области, читатель отсылается к ссылкам [83, 84]. Кроме того, низкотемпературная плазма имеет очевидные преимущества как жизнеспособная технология для космической медицины. Поскольку длительные космические путешествия в дальнем космосе становятся реальностью, крайне важно иметь доступные адекватные методы для оказания неотложной медицинской помощи в космосе.В этом контексте плазма предлагает практическую «энергетическую» и «сухую» технологию, которая может заменить скоропортящиеся лекарства.

Взносы авторов

Автор подтверждает, что является единственным соавтором этой работы, и одобрил ее к публикации.

Конфликт интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

1.Ларусси М. Стерилизация загрязненного вещества плазмой атмосферного давления. IEEE Trans Plasma Sci. (1996) 24 : 1188–91. DOI: 10.1109 / 27.533129

CrossRef Полный текст | Google Scholar

2. Келли-Винтенберг К., Монти Т.К., Брикман С., Рот Дж. Р., Карр А. К., Зорге К. и др. Стерилизация поверхностей и тканей при комнатной температуре плазмой тлеющего разряда однородной атмосферы. Дж. Промышленность Микробиол Биотехнология . (1998) 20 : 69–74.DOI: 10.1038 / sj.jim.22

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

3. Ларусси М., Сэйлор Дж., Гласкок Б., МакКарди Б., Пирс М.Э., Брайт Н.Г. и др. Изображения биологических образцов, подвергающихся стерилизации тлеющим разрядом при атмосферном давлении. IEEE Trans Plasma Sci. (1999) 27 : 34-5. DOI: 10.1109 / 27.763016

CrossRef Полный текст | Google Scholar

4. Херрманн Х.В., Хеннс И., Парк Дж., Селвин Г.С. Обеззараживание отравляющих веществ химического и биологического оружия (ХБО) с использованием плазменной струи атмосферного давления. Phys Plasmas. (1999) 6 : 2284–9. DOI: 10.1063 / 1.873480

CrossRef Полный текст | Google Scholar

5. Ларуси М., Алексефф И., Канг В. Биологическая дезактивация нетепловой плазмой. IEEE Trans Plasma Sci. (2000) 28 : 184–8. DOI: 10.1109 / 27.842899

CrossRef Полный текст | Google Scholar

6. Ларусси М. Нетермическое обеззараживание биологических сред плазмой атмосферного давления: обзор, анализ, перспективы. IEEE Trans Plasma Sci . (2002) 30 : 1409–15. DOI: 10.1109 / TPS.2002.804220

CrossRef Полный текст | Google Scholar

7. Исбари Дж., Морфилл Дж., Шмидт Х.Ю., Георги М., Рамрат К., Хейнлин Дж. И др. Первое проспективное рандомизированное контролируемое исследование по снижению бактериальной нагрузки с использованием холодной плазмы атмосферного аргона на хронических ранах у пациентов. Br J Дерматол . (2010) 163 : 78. DOI: 10.1111 / j.1365-2133.2010.09744.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

8.Ларусси М. От уничтожения бактерий к уничтожению раковых клеток: двадцать лет плазменной медицины. Plasma Process Polym . (2014) 11 : 1138–41. DOI: 10.1002 / ppap.201400152

CrossRef Полный текст | Google Scholar

9. Метельманн Х.Р., Недрелов Д.С., Зеебауэр С., Шустер М., фон Вёдтке Т., Велтманн К.-Д. и др. Лечение рака головы и шеи и физическая плазма. Клин Плазма Мед . (2015) 3 : 17–23. DOI: 10.1016 / j.cpme.2015.02.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

10.Бартникас Р. Заметка о разрядах в гелии в условиях переменного тока. J Appl Phys D Appl Phys. (1968) 1 : 659. DOI: 10.1088 / 0022-3727 / 1/5/417

CrossRef Полный текст | Google Scholar

11. Donohoe KG. Разработка и характеристика неравновесного плазмохимического реактора атмосферного давления. (кандидатская диссертация). Калифорнийский технологический институт, Пасадена, Калифорния, США (1976 г.).

Google Scholar

12. Канадзава С., Когома М., Мориваки Т., Окадзаки С.Стабильное свечение при атмосферном давлении. J Phys D Appl Phys . (1988) 21 : 838. DOI: 10.1088 / 0022-3727 / 21/5/028

CrossRef Полный текст | Google Scholar

13. Йокояма Т., Когома М., Мориваки Т., Окадзаки С. Механизм стабилизированного свечения плазмы при атмосферном давлении. J Phys D Appl Phys . (1990) 23 : 1128. DOI: 10.1088 / 0022-3727 / 23/8/021

CrossRef Полный текст | Google Scholar

14. Massines F, Mayoux C., Messaoudi R, Rabehi A., Ségur P.Экспериментальное исследование применения тлеющего разряда атмосферного давления для обработки поверхности полимеров. In: Proceeding of GD-92 , Vol. 2. Суонси (1992). п. 730–3.

Google Scholar

15. Roth JR, Laroussi M, Liu C. Экспериментальная генерация стационарного тлеющего разряда при атмосферном давлении. В: Proceeding of IEEE International Confrence Plasma Science . Тампа, Флорида (1992). п. 170−1.

Google Scholar

16. Окадзаки С., Когома М., Уэхара М., Кимура Ю.Возникновение устойчивого тлеющего разряда в воздухе, аргоне, кислороде и азоте при атмосферном давлении с использованием источника 50 Гц. J Phys D Appl Phys . (1993) 26 : 889. DOI: 10.1088 / 0022-3727 / 26/5/025

CrossRef Полный текст | Google Scholar

17. Массинес Ф., Рабехи А., Декомпс П., Гадри Р.Б., Сегур П., Маю К. Экспериментальное и теоретическое исследование тлеющего разряда при атмосферном давлении, контролируемого диэлектрическим барьером. Журнал прикладной физики . (1998) 8 : 2950.DOI: 10.1063 / 1.367051

CrossRef Полный текст | Google Scholar

18. Герарди Н., Гауда Г., Гат Э, Рикар А., Мясинес Ф. Переход от тлеющего бесшумного разряда к микроразрядам в газообразном азоте. Источники плазмы Sci Technol. (2000) 9 : 340. DOI: 10.1088 / 0963-0252 / 9/3/312

CrossRef Полный текст | Google Scholar

19. Геради Н., Мясинес Ф. Механизмы, контролирующие переход от тлеющего бесшумного разряда к стримерному разряду в азоте. IEEE Trans Plasma Sci. (2001) 29 : 536. DOI: 10.1109 / 27.928953

CrossRef Полный текст | Google Scholar

20. Ши Дж., Дэн XT, Холл Р., Пуннетт Дж. Д., Конг М. Три режима в радиочастотном тлеющем разряде атмосферного давления. Журнал прикладной физики . (2003) 94 : 6303. DOI: 10.1063 / 1.1622110

CrossRef Полный текст | Google Scholar

21. Массинес Ф., Герарди Н., Науд Н., Сегур П. Свечение и диэлектрический барьерный разряд Таунсенда в различной атмосфере. Plasma Phys Contrl Fusion. (2005) 47 : B557. DOI: 10.1088 / 0741-3335 / 47 / 12B / S42

CrossRef Полный текст | Google Scholar

22. Когельшац У. Бесшумные разряды для генерации ультрафиолетового и вакуумного ультрафиолетового эксимерного излучения. Чистое приложение химии . (1990) 62 : 1667. DOI: 10.1351 / pac19

91667

CrossRef Полный текст | Google Scholar

23. Когельшац У., Элиассон Б., Эгли У. Разряды с диэлектрическим барьером: принцип и применение. Дж. Телосложение IV . (1997) 7 : 47. DOI: 10.1051 / JP4: 1997405

CrossRef Полный текст | Google Scholar

24. Фридман Г., Фридман Г., Гуцол А., Шехтер А.Б., Василец В.Н., Фридман А. Прикладная плазменная медицина. Plasma Process Polym. (2008) 5 : 503. DOI: 10.1002 / ppap.200700154

CrossRef Полный текст | Google Scholar

26. Вельтманн К.Д., Киндель Э., фон Вёдтке Т., Хенель М., Штибер М., Бранденбург Р. Источники плазмы атмосферного давления: перспективные инструменты для плазменной медицины. Чистое приложение химии . (2010) 82 : 1223. DOI: 10.1351 / PAC-CON-09-10-35

CrossRef Полный текст | Google Scholar

27. Ларусси М., Лу ХП, Кейдар М. Перспектива: физика, диагностика и применение источников низкотемпературной плазмы атмосферного давления, используемых в плазменной медицине. J. Appl Phys . (2017) 122 : 020901. DOI: 10.1063 / 1.4993710

CrossRef Полный текст | Google Scholar

28. Милдрен Р.П., Карман Р.Дж.Повышенные характеристики газоразрядной лампы с диэлектрическим барьером с использованием короткоимпульсного возбуждения. J Phys D Appl Phys . (2001) 34 : 3378. DOI: 10.1088 / 0022-3727 / 34/1/101

CrossRef Полный текст | Google Scholar

29. Старк Р., Шенбэк Х. Электронный нагрев в тлеющих разрядах атмосферного давления. Журнал прикладной физики . (2001) 89 : 3568. DOI: 10.1063 / 1.1351546

CrossRef Полный текст | Google Scholar

30. Ларуси М., Лу ХР, Колобов В., Арсланбеков Р.Учет мощности в импульсных дБд при атмосферном давлении. Дж. Прикладная физика . (2004) 6 : 3028. DOI: 10.1063 / 1.1777392

CrossRef Полный текст | Google Scholar

31. Ларусси М, Алексефф I, Ричардсон Дж. П., Дайер Ф. Ф. Резистивный барьерный разряд. IEEE Trans Plasma Sci. (2002) 30 : 158. DOI: 10.1109 / TPS.2002.1003972

CrossRef Полный текст | Google Scholar

32. Коинума Х., Окубо Х., Хашимото Т. Разработка и применение микропучкового плазменного генератора. Приложение Phys Lett . (1992) 60 : 816. DOI: 10.1063 / 1.106527

CrossRef Полный текст | Google Scholar

33. Janca J, Klima M, Slavicek P, Zajickova L. Высокочастотный плазменный карандаш – новый источник для плазменной обработки поверхности. Surf Coating Technol . (1999) 116 – 119 : 547–51. DOI: 10.1016 / S0257-8972 (99) 00256-X

CrossRef Полный текст | Google Scholar

34. Ларусси М., Лу ХР. Плазменный шлейф при комнатной температуре и атмосферном давлении для биомедицинских приложений. Appl Phys Letts . (2005) 87 : 113902. DOI: 10.1063 / 1.2045549

CrossRef Полный текст | Google Scholar

35. Ларусси М., Акан Т. Бездуговые струи холодной плазмы атмосферного давления: обзор. Plasma Process Polym . (2007) 4 : 777–88. DOI: 10.1002 / ppap.200700066

CrossRef Полный текст | Google Scholar

36. Teschke M, Kedzierski J, Finantu-Dinu EG, Korzec D, Engemann J. Высокоскоростные фотографии плазменной струи атмосферного давления через диэлектрический барьер. IEEE Trans Plasma Sci . (2005) 33 : 310. DOI: 10.1109 / TPS.2005.845377

CrossRef Полный текст | Google Scholar

37. Лу ХП, Ларусси М. Динамика плазменного шлейфа атмосферного давления, генерируемого субмикросекундными импульсами напряжения. Журнал прикладной физики . (2006) 100 : 063302. DOI: 10.1063 / 1.2349475

CrossRef Полный текст | Google Scholar

38. Мерикам-Бурде Н., Ларусси М., Бегум А., Каракас Э. Экспериментальные исследования плазменных пуль. J Phys D Appl Phys . (2009) 42 : 055207. DOI: 10.1088 / 0022-3727 / 42/5/055207

CrossRef Полный текст | Google Scholar

39. Сэндс Б.Л., Гангули Б.Н., Тачибана К. Стримерная струя плазмы атмосферного давления. Appl Phys Lett. (2008) 92 : 151503. DOI: 10.1063 / 1.24

CrossRef Полный текст | Google Scholar

40. Walsh JL, Kong MG. Контрастные характеристики атмосферных плазменных струй с линейным и поперечным полями. Приложение Phys Lett . (2008) 93 : 111501. DOI: 10.1063 / 1.2982497

CrossRef Полный текст | Google Scholar

41. Xiong Q, Lu XP, Liu J, Xian Y, Xiong Z, Zou F и др. Поведение оптического излучения с временным и пространственным разрешением струи холодной плазмы атмосферного давления. Журнал прикладной физики . (2009) 106 : 083302. DOI: 10.1063 / 1.3239512

CrossRef Полный текст | Google Scholar

42. Каракас Э., Коклу М., Ларусси М. Корреляция между мольной долей гелия и распространением плазменной пули в низкотемпературных плазменных струях. J Phys D Appl Phys . (2010) 43 : 155202. DOI: 10.1088 / 0022-3727 / 43/15/155202

CrossRef Полный текст | Google Scholar

43. Найдис Г.В. Моделирование распространения плазменной пули по струе гелия в окружающем воздухе. J Phys D Appl Phys . (2011) 44 : 215203. DOI: 10.1088 / 0022-3727 / 44/21/215203

CrossRef Полный текст | Google Scholar

44. Найдис Г.В. Моделирование распространения стримера в гелиевых плазменных струях атмосферного давления. J Phys D Appl Phys . (2010) 43 : 402001. DOI: 10.1088 / 0022-3727 / 43/40/402001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

45. Юсфи М., Эйхвальд О., Мербахи Н., Джомма Н. Анализ динамики ионизационных волн в низкотемпературных плазменных струях на основе моделирования жидкости, подтвержденный экспериментальными исследованиями. Источники плазмы Sci Technol . (2012) 21 : 045003. DOI: 10.1088 / 0963-0252 / 21/4/045003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

46.Бёф Дж. П., Ян Л., Питчфорд Л. Динамика управляемого стримера (плазменной пули) в струе гелия в воздухе при атмосферном давлении. J Phys D Appl Phys . (2013) 46 : 015201. DOI: 10.1088 / 0022-3727 / 46/1/015201

CrossRef Полный текст | Google Scholar

47. Каракас Э., Ларусси М. Экспериментальные исследования распространения плазменной пули и ее ингибирования. Журнал прикладной физики . (2010) 108 : 063305. DOI: 10.1063 / 1.3483935

CrossRef Полный текст | Google Scholar

48.Джарридж Дж., Ларусси М., Каракас Э. Формирование и динамика плазменных пуль в нетепловой плазменной струе: влияние параметров высокого напряжения на характеристики факела. Источники плазмы Sci Technol . (2010) 19 : 065005. DOI: 10.1088 / 0963-0252 / 19/6/065005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

49. Сакияма Ю., Грейвс Д. Б., Джарридж Дж., Ларусси М. Анализ методом конечных элементов кольцевого профиля эмиссии в плазменных пулях. Appl Phys Lett. (2010) 96 : 041501. DOI: 10.1063 / 1.3298639

CrossRef Полный текст | Google Scholar

50. Бегум А, Ларуси М, Первез MR. Гелий / воздушная плазменная струя атмосферного давления: процессы разрушения и явление распространения. Расширение AIP . (2013) 3 : 062117. DOI: 10.1063 / 1.4811464

CrossRef Полный текст | Google Scholar

51. Стретенович Г.Б., Крстич И.Б., Ковачевич В.В., Обрадович А.М., Курайца М.М. Измерения электрического поля с пространственно-временным разрешением в струе гелиевой плазмы. J Phys D Appl Phys . (2014) 47 : 102001. DOI: 10.1088 / 0022-3727 / 47/10/102001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

52. Собота А., Гуаителла О., Гарсия-Корель Э. Экспериментально полученные значения электрического поля струи плазмы атмосферного давления, падающей на поверхность диэлектрика. J Phys D Appl Phys . (2013) 46 : 372001. DOI: 10.1088 / 0022-3727 / 46/37/372001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

53.Лу Х, Найдис Г.В., Ларусси М., Рейтер С., Грейвс Д.Б., Остриков К. Реактивные частицы в неравновесной плазме атмосферного давления: генерация, перенос и биологические эффекты. Физический журнал . (2016) 630 : 1–84. DOI: 10.1016 / j.physrep.2016.03.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

54. Литц AM, Кушнер MJ. Молекулярные примеси и примеси в плазменных струях атмосферного давления. Журнал прикладной физики . (2018) 124 : 153303. DOI: 10,1063 / 1.5049430

CrossRef Полный текст | Google Scholar

55. Винтер Дж., Бранденбург Р., Вельтманн К.Д. Плазменные струи атмосферного давления: обзор устройств и новых направлений. Источники плазмы Sci Technol. (2015) 24 : 054001. DOI: 10.1088 / 0963-0252 / 24/6/064001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

56. Becker KH, Shoenbach KH, Eden JG. Микроплазмы и аппликации. J Phys D Appl Phys. (2006) 39 : R55.DOI: 10.1088 / 0022-3727 / 39/3 / R01

CrossRef Полный текст | Google Scholar

57. Литц AM, Кушнер MJ. Конфигурации электродов в плазменных струях атмосферного давления: образование реактивных частиц. Источники плазмы Sci Technol . (2018) 27 : 105020. DOI: 10.1088 / 1361-6595 / aadf5b

CrossRef Полный текст | Google Scholar

58. Ларусси М. Стерилизация жидкостей плазменным тлеющим разрядом. Патент США № 5,876,663 (1999).

Google Scholar

59.Шехтер А.Б., Кабисов Р.К., Пекшев А.В., Козлов Н.П., Перов Ю.Л. Экспериментальная и клиническая апробация плазмодинамической терапии ран оксидом азота. Бык Эксперимент Биол Мед . (1998) 126 : 829–34. DOI: 10.1007 / BF02446923

CrossRef Полный текст | Google Scholar

60. Стоффельс Э., Фликверт А.Дж., Стоффельс В.В., Кроесен GMW. Плазменная игла: неразрушающий атмосферный источник плазмы для тонкой обработки поверхности биоматериалов. Источники плазмы Sci Technol .(2002) 11 : 383–88. DOI: 10.1088 / 0963-0252 / 11/4/304

CrossRef Полный текст | Google Scholar

61. Сталдер К.Р., Волошко К., Браун И.Г., Смит С.Д. Повторяющиеся плазменные разряды в физиологических растворах. Приложение Phys Lett . (2001) 79 : 4503. DOI: 10.1063 / 1.1429752

CrossRef Полный текст | Google Scholar

62. Волошко К., Сталдер К.Р., Браун И.Г. Плазменные характеристики импульсно-периодических электрических разрядов в физиологических растворах, применяемых при хирургических вмешательствах. IEEE Trans Plasma Sci . (2002) 30 : 1376–83. DOI: 10.1109 / TPS.2002.801612

CrossRef Полный текст | Google Scholar

63. Ларусси М., Конг М., Морфилл Г., Штольц В. Плазменная медицина: применение низкотемпературной газовой плазмы в медицине и биологии. Кембридж: Cambridge Univ. Нажмите. (2012).

Google Scholar

64. Фридман А., Фридман Г. Плазменная медицина. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Wiley (2013).

Google Scholar

65.Metelmann HR, von Woedtke T, Weltmann KD. Комплексная клиническая плазменная медицина. Берлин: Springer (2018).

Google Scholar

66. Тойокуни С., Икехара Ю., Киккава Ф., Хори М. Плазменная медицина. Кембридж, Массачусетс: Academic Press (2018).

Google Scholar

67. Ларусси М., Ричардсон Дж. П., Доббс ФК. Влияние неравновесной плазмы атмосферного давления на гетеротрофные пути бактерий и их клеточную морфологию. Приложение Phys Lett . (2002) 81 : 772–4. DOI: 10.1063 / 1.1494863

CrossRef Полный текст | Google Scholar

68. Ларусси М., Мендис Д.А., Розенберг М. Взаимодействие плазмы с микробами. Н. Дж. Phys . (2003) 5 : 41.1–10. DOI: 10.1088 / 1367-2630 / 5/1/341

CrossRef Полный текст | Google Scholar

69. Барекзи Н., Ларусси М. Морфология клеток фибропластов, измененная низкотемпературной плазмой при атмосферном давлении. IEEE Trans Plasma Sci .(2014) 42 : 2738. DOI: 10.1109 / TPS.2014.2315787

CrossRef Полный текст | Google Scholar

70. Кейдар М., Уолк Р., Шашурин А., Сринивасан П., Сандлер А., Дасгупта С. и др. Селективность холодной плазмы и возможность смены парадигмы в терапии рака. Брайан Дж. Рак . (2011) 105 : 1295. DOI: 10.1038 / bjc.2011.386

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

71. Барекзи Н., Ларусси М. Воздействие низкотемпературной плазмы на раковые клетки. Plasma Process Polym . (2013) 10 : 1039. DOI: 10.1002 / ppap.201300083

CrossRef Полный текст | Google Scholar

72. Кейдар М., Шашурин А., Волоцкова О., Степп М.А., Сринивасан П., Сандлер А. и др. Холодная атмосферная плазма в терапии рака. Физика плазмы . (2013) 20 : 057101. DOI: 10.1063 / 1.4801516

CrossRef Полный текст | Google Scholar

73. Керицер Дж., Боксхаммер В., Шефер А., Шимицу Т., Клампфл Т.Г., Ли Ю.Ф. и др.Восстановление чувствительности химиорезистентных клеток глиомы холодной атмосферной плазмой. PLOS ONE . (2013) 8 : e64498. DOI: 10.1371 / journal.pone.0064498

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

74. Вандамм М., Роберт Е., Песнеле С., Барбоса Е., Дозиас С., Собило Дж. И др. Противоопухолевые эффекты плазменной обработки ксенотрансплантатов глиомы U87: предварительные результаты. Plasma Process Polym . (2010) 7 : 264–73. DOI: 10.1002 / ppap.200