Los investigadores están comenzando a descubrir los poderes de curado del plasma, llevando la forma de materia a base de iones a los reinos médicos. Un tipo de plasma llamado plasma a presión atmosférica sin equilibrio puede ayudar a curar heridas, destruir células cancerosas y matar bacterias dañinas.
Los chorros de plasma que los médicos podrían usar, sin embargo, a menudo se vuelven turbulentos con la dirección y la velocidad cambiando dramáticamente. Ahora, los investigadores han descubierto que esta turbulencia probablemente surge de las ondas de sonido inducidas por el calor generadas en los electrodos de plasma. Esta nueva visión es crítica.para terapias médicas más consistentes y efectivas.
"Ahora que entendemos de dónde proviene la turbulencia inducida en los chorros de plasma a presión atmosférica, es posible controlarla mejor", dijo Amanda Lietz, de la Universidad de Michigan, quien es autora de un nuevo informe que analiza estos resultados, basado en simulaciones por computadora, que aparece como el artículo de portada esta semana en la revista letras de física aplicada , de AIP Publishing.
Un plasma es un gas ionizado que consiste en iones cargados positivamente y electrones que fluyen libremente. Tienden a estar extremadamente calientes, como los que se encuentran en los dispositivos de fusión. Sin embargo, los chorros de plasma a presión atmosférica sin equilibrio son fríos al tacto.
En un dispositivo médico típico, el plasma a presión atmosférica está hecho de un gas noble como el helio. Un campo eléctrico ioniza el helio al eliminar un electrón de cada átomo, creando un plasma que no solo está a la presión atmosférica, sino que también está cerca de la habitacióntemperatura.
El plasma fluye a través de un instrumento portátil del tamaño de una pluma y sale como un chorro de alta velocidad. El chorro se mezcla con el aire ambiente, que está lleno de especies químicas como el oxígeno, el nitrógeno y las moléculas de vapor de agua. Los electrones que se mueven rápidamenteen el plasma se estrella contra estas moléculas, produciendo especies altamente reactivas como las moléculas de hidroxilo y óxido nítrico. Estos radicales, como también se los llama, son terapéuticos.
Los científicos aún no están completamente seguros de por qué estos radicales producidos por plasma son tan beneficiosos en las terapias humanas. Presumen que las partículas reactivas pueden inducir una respuesta inmune en el cuerpo o modificar los agentes de señalización bioquímicos entre las células. En el caso del cáncer, los radicales también pueden desencadenar una respuesta de estrés oxidativo. Debido a que las células cancerosas ya están en un estado más estresado que las células sanas, los radicales pueden empujar las células cancerosas al límite, matándolas mientras las células sanas permanecen ilesas.
Para matar las bacterias expuestas, los radicales pueden desgarrar las paredes celulares bacterianas. Por lo tanto, el plasma también puede usarse para esterilizar herramientas quirúrgicas. Aunque los plasmas se usan para cortar en la cirugía, la FDA aún no ha aprobado el tratamiento directo con plasma paracuración de heridas y cáncer, aunque los médicos lo han utilizado en estudios aislados, sancionados por la FDA. Los ensayos clínicos en Europa ya han comenzado.
Un problema es que los chorros de plasma pueden ser temperamentales, según Mark J. Kushner de la Universidad de Michigan y también uno de los autores del artículo. A veces los chorros son perfectamente laminados e incluso. Otras veces son turbulentos, lo que lleva aresultados irreproducibles.
"Desde un punto de vista clínico, probablemente eso no sea lo que desea", dijo. "Para obtener la aprobación de la FDA de un proceso de plasma, debe poder decir que cada vez que trato al paciente que estoy tratando en el mismocamino."
Al mismo tiempo, es posible que desee un poco de turbulencia para producir más radicales necesarios para una terapia en particular. Independientemente, nadie estaba seguro de qué causa la turbulencia.
Cuando los investigadores simularon los chorros de plasma, descubrieron que los electrodos en el instrumento, que son necesarios para crear el campo eléctrico que produce el plasma, generan calor. Este calor genera una onda de sonido que viaja a través del chorro ya lo largo del límite donde el plasma se encuentra con el aire, una capa que es propensa a ser inestable. La onda de sonido perturba esta capa, lo que probablemente desencadena penachos turbulentos.
Ahora que se comprende relativamente este fenómeno, dijo Kushner, los investigadores pueden mejorar o amortiguar este efecto, dependiendo de lo que sea mejor para el paciente. Finalmente, dijo, este nuevo análisis puede conducir a un tratamiento aprobado y confiable.
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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