Perspektivy dezinfekčních účinků nízkoteplotního plazmatu při paliativní onkologické léčbě

Abstract

Existuje velké množství biomedicínských aplikací netermálního plazmatu, například sterilizace. Pokud je navíc produkováno za atmosferického tlaku lze jej využít i pro další medicínské aplikace, jako je ošetření ran (regenerace tkáně a protizánětlivý efekt), koagulace krve, antibakteriální léčba, podpora buněčné proliferace a další. Je zde též několik studií zabývajících se plazmatem vyvolanou apoptózou a tlumením aktivity nádorových buněk, které potvrzují možnou budoucí aplikaci plazmové terapie u nádorových onemocnění. Toto pole výzkumu – plazmová medicína – je velmi široké a multidisciplinární, zasahuje do fyziky, inženýrství, biologie, medicíny, je staré přibližně pouhé dvě dekády a za posledních pár let zaznamenalo výrazný růst. Stále však není detailně porozuměno všem fyzikálním a biochemickým procesům, které hrají roli v interakci netermálního plazmatu s buňkami a tkáněmi. V předkládané práci je prezentována literární rešerše v oblasti vlivu netermálního (nerovnovážného, atmosferického) plazmatu a plazmatem ošetřených roztoků na dezinfekci a hojení ran, léčbu nádorových onemocnění, mechanismu jeho účinku a přehled zdrojů netermálního plazmatu využitelných ve zdravotnictví. Následná praktická část obsahuje in vitro experimenty s ošetřováním kultur vybraných mikroorganismů, významných z hlediska onkologických ran a infekcí spojených se zdravotní péčí v onkologii, netermálním plazmatem a zkoumání synergického efektu kombinace plazmatu a antiseptických obvazů.

It was recently demonstrated that plasma has sterilizing, blood-coagulation, tissue regenerating, induction of endothelial cell proliferation and anti-inflammatory effects. Non-thermal atmospheric pressure plasma has been proposed as a new tool for various biological and medical applications such as wound healing. Plasma medicine is interdisciplinary field of research requiring close collaboration between physicists, engineers, biologists, biochemists, and medical experts. There are also studies on plasma induced apoptotic and proliferation-inhibitory effect on cancer cells, clarified so far, the possibility of cancer plasma therapy application in the future. Although many studies has been performed in this field of knowledge and our understanding of the fundamental mechanisms playing important roles in the interaction between low temperature plasma and biological cells and tissues has greatly expanded, much remains to be done to get a through and detailed picture of all the physical and biochemical processes that enter into play. In this work is presented literary research in the field of influence of non-thermal (nonequilibrium, atmospheric pressure) plasma and plasma treated solutions on wound disinfection and healing, cancer treatment, the mechanism issue of this processes and the overview of plasma sources used in healthcare. The practical part includes the in vitro experiments of plasma treatment of microbial samples corresponding to microorganisms which are significant in the term of oncological lesions and research regarding the synergy effect of combination of plasma and antiseptic dressings.