物质的第四种状态：等离子体，促进骨骼细胞再生的新武器

用毫微秒级低温等离子体进行治疗（单电极悬浮 DBD）， 图片来源：特蕾莎·弗里曼实验室，托马斯杰斐逊大学

低温等离子体看上去像极了星球大战里的光剑。据发表在《组织工程与再生医学》杂志8月11日刊的研究，这种微秒／毫微级等离子体射流有助于加速骨骼愈合。

绝大多数人每天都在和等离子体打交道。无论是电视，荧光灯，闪电，或是极光，太阳，都属于高温等离子体。

自从约 二十年前发现低温等离子体以后 ，该技术被 广泛应用于农业 ，用来给水果的表面消毒却不至于破坏娇嫩的果肉。

近期，科学家进行了一系列实验，使用低温等离子体射流对活体细胞组织进行治疗，以探索该项技术在医学领域的应用前景。

“我们之前研究了 低温等离子体 在若干场景中的应用， 不仅可以直接杀死细胞，治疗皮肤癌，还可以促进骨骼细胞生长。

研究重点放在低温等离子体射流是如何对细胞外基质（即细胞周围的区域）产生影响的。

细胞外基质由胶原蛋白以及多种蛋白质构成，能够影响细胞生长和细胞特性，例如促进骨骼生长或抑制癌细胞的生长和转移。”

论文第一作者，托马斯杰弗逊大学西德尼·坎摩尔医学院副教授特蕾莎·弗里曼博士（Teresa Freeman）向我们介绍道。

（在细胞凋亡过程中，细胞膜会保持完整，因此病变的胞内物质不会流出，也就不会对周围的正常细胞组织造成伤害，编者注）

毫微秒低温等离子体在不同频率下呈现的图像，图片来源：特蕾莎·弗里曼实验室，托马斯杰斐逊大学

“我们使用不通频率的低温等离子体射流来处理细胞外基质， 微秒脉冲低温等离子体射流能够促进软骨细胞生成，加速骨骼愈合；相反的，毫微秒脉冲低温等离子体射流能够抑制软骨细胞生成，影响骨骼愈合 。”弗里曼博士介绍道。

该研究表明， 通过调整低温等离子体射流的强度，来改变细胞生长、繁殖特性，促进或抑制细胞生长 。

科学家使用市面上容易买到的细胞外基质（基质胶）进行试验，使用不同频率的微米／毫微米级低温等离子体射流进行照射。

将微米级低温等离子体射流照射过的基质胶植入小鼠体内，观察到进入凝胶的骨细胞开始发育。

毫微米级低温等离子体射流照射过的基质胶则会阻碍骨细胞发育。

通过活体外检验，弗里曼博士和同事得出结论，使用微米级低温等离子体时，观察到黏着斑激酶被激活，意味着细胞与外基质更好地粘合，这将助于骨细胞生成。

而更浓度的抗凋亡蛋白，胶原质中的细胞在被微米级低温等离子射流照射时，具有比毫微米照射后更强的细胞生命力。

“随着对低温等离子体的在医学领域的用途日益扩大，科学家们需要在研究孤立细胞之外再进一步，深入研究不同类型的等离子体在不同条件下对各类组织模型的影响，”弗里曼博士说道，“我们不仅要研究细胞在受到等离子体照射后的行为，更重要的是去了解它会在组织和有机环境内会如何反应。”

编辑：李潇寒

参考：Journal of Tissue Engineeringand Regenerative Medicine (2016). DOI: 10.1002/term.2224

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