低溫離子體
物質的第四型態--等離子體可能是治療難癒合傷口的答案

正常人受傷後,傷口普遍在幾個星期內便已痊癒。但一些較不幸的病人,如糖尿病、愛滋病或癌症患者在受傷後,傷口過了一年的時間也沒有好轉的跡象,甚至不斷惡化。慢性傷口除了引起大量痛楚及精神壓力外,甚至可能需要以截肢處理,令病人喪失手足。為了解決這問題,科學家一直致力尋找一個有效的治療方法。

而本月初,俄羅斯一班科學家似乎終於找到如何拯救這些病人的答案。他們發現,經過低溫等離子體處理的細胞能重獲新生,加快傷口癒合過程,可用以治療難以癒合的傷口。

低溫等離子

大氣壓低溫等離子體是指一種部分離子化的氣體──氣體中帶電粒子部分佔近百分之一,溫度低於 100,000 K(絕對溫標)。但有賴低溫等離子產生器,科學家可產生處於 30 至 40 攝氏度的等離子體,安全地用於生物醫學上。

早期研究發現,低溫等離子體擁有殺菌特質,但卻不損細胞和身體組織。不過,等離子體治療慢性傷口的效果不等,有些病人效果很好,而有些人則沒有變化。這促使科學家們研究等離子體治療效果是否取決於接受治療的間隔以及總次數。

為了準確地找出低溫等離子體的療效,科學家挑選了兩種對傷口癒合非常重要的細胞,接受低溫等離子體治療測試效果。兩種細胞分別是成纖維細胞(結締組織細胞)和角質形成細胞(上皮細胞)。

低溫等離子治療
低溫等離子產生器 (圖:MIPT)

效果驚人

經過實驗後,科學家發現在成纖維細胞中,與無處理對照組相比,細胞數量在一次治療後增長 42.6%,兩次後增長 32%。治療後沒有發現任何 DNA 破裂,處於活躍細胞分裂週期的細胞亦增多,而生長週期更比普通細胞長,這意味著等離子體治療對細胞無害之餘,亦帶有再生的效果。

另一組成纖維細胞樣品接受連續三天的等離子體治療,與對照組對比,細胞分裂降低 29%。而角質形成細胞的細胞分裂並沒有任何變化。科學家們亦測量了在 pH 值為 6.0 時,衰老標記物β半乳糖苷酶的變化。細胞越老,這種標記物的含量越高。經過等離子體處理後,這種標記物含量顯著降低。這與細胞生長週期變長一樣,表明了細胞重獲新生。

低溫等離子體傷口處理
低溫等離子體療效顯著 (圖:MIPT)

論文作者,莫斯科物理技術學院(MIPT)的細胞分子科技實驗室主任艾倫娜·彼得森(Elena Petersen)分析:「等離子治療的良好結果也許與一種叫自體吞噬的自然毀滅機制啟動有關,這種機制去除細胞中的有害細胞器,並重新啟動細胞新陳代謝過程。」

科學家計劃下一步研究等離子體良效背後的分子機制,以及病人的年齡是否影響等離子體治療的效果。

 

參考資料:

  1. E Sysolyatina et al., Frequency of cell treatment with cold microwave argon plasma is important for the final outcome. Journal of Physics D: Applied Physics, 2016
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