آپوپتوز سلول سرطانی ریه القا شده با میکرو پلاسما سرد بر پایه فیبر نوری قابل انعطاف

یک پلاسما، یک محیط یونی است که حاوی مولفه های فعال فراوان است مانند الکترون ها و یون ها، رادیکال های آزاد، مولکولهای راکتیو و فتون ها. درمان پلاسما برای فرآوری مواد استفاده شده است تا ویژگی های مطلوب سطحی را بر روی پلاستیک، کاغذ، بافت ها و نیمه رسانا انتقال دهد. نمایش فرآیندهای پلاسمای اتمسفری این حوزه را گسترده تر کرده است تا شامل درمان مواد باشد که معمولا برای فرآیندهای وکیوم نامناسب هستند.

این بهبود ها در فناوری منجر شده است به بروز استفاده های بیولوژیک از پلاسما. پلاسما را می توان ترمال (داغ) و غیرترمال (سرد) تعریف کرد. در پلاسمای ترمال، الکترون ها و ذرات سنگین با یکدیگر موازنه هستند و محیط و دمای ذرات سنگین تقریبا مساوی با الکترون ها است. از سوی دیگر، یک پلاسمای غیر ترمال دماهای بسیار بالای الکترون اما دمای پایین گاز را به دلیل نرخ ضعیف یونیزاسیون نشان می دهد.

به دلیل اختلافات گسترده در جرم، الکترون ها در میان خود وارد موازنه ترمودینامیک می شوند که بسیار سریعتر از موازنه با ذرات سنگین است مانند یون ها و اتم های خنثی. در نتیجه، دمای کلی پلاسما می تواند بسیار سردتر از دمای الکترون باقی بماند، تقریبا دمای پیرامونی. درمان های پلاسمای غیر ترمال اتمسفری برای کاربردهای چندگانه بیولوژیک از جمله استریل کردن بافت، انعقاد خون، درمان زخم، بازتولید بافت، درمان دندان، و درمان بیماری های مختلف از جمله سرطان تحت بررسی هستند.

درمان های پلاسمایی سرطان که ایجاد شده اند از رادیکال های تهییج شده استفاده می کنند از جمله گونه های اکسیژن راکتیو (ROS)، و مستقیما آنها به سلول تومور در ابعاد مقیاس کلان تابش می دهند به گونه ای که مرگ سلول با سرعت بالا ایجاد می شود. اگرچه، دستگاه های موجود اندازه کلان دارند و معمولا قویتر هستند اما هدف گیری دقیق درمان پلاسما در اندام های داخلی را محدود می کنند.

سرطان ریه یکی از رایج ترین سرطان ها در امریکای شمالی برای مردان و زنان است و یک علت اصلی برای مرگ ناشی از سرطان محسوب می شود چون اکثریت سرطان های ریه غیر قابل جراحی هستند. به منظور درمان بهتر سرطان ریه با استفاده از پلاسمای غیر ترمال، یک دستگاه جت پلاسما باید انعطاف پذیر بوده و قطرش کم باشد تا یک پلاسما بتواند به یک سایت بیولوژیک ویژه در بدن پرتاب شود.

یک فیبر نوری توخالی به عنوان یک مجرای موثر برای پرتاب پلاسمای فشار اتمسفری عمل می کند و دارای چندین مزیت است از جمله انعطاف پذیری عالی، قطر بسیار پایین، قدرت مکانیکی، تداوم شیمیایی و هزینه پایین تولید. دستگاه های جت پلاسمای انعطاف پذیر و در مقیاس میکرومتر با فیبرنور توخالی را می توان برای دسترسی به سایت های داخلی از طریق رویه های جراحی نسبتا تهاجمی مانند آندوسکوپی درون اندام های داخلی از جمله ریه استفاده کرد.

علاوه بر این، دستگاه های جت پلاسمای انعطاف پذیر که از فیبر نوری توخالی با نرخ پایین جریان گاز استفاده می کنند می توانند از انعقاد ناخواسته خون در طی درمان پلاسمای سلول های تومور جلوگیری کنند برخلاف دستگاه های پلاسمای کنونی.

در این مقاله یک دستگاه جت میکرو پلاسمای بسیار انعطاف پذیر با استفاده از فیبرهای نوری تو خالی ایجاد شده و استفاده از آن در درمان هدفمند سرطان بررسی شده است. این کار اجازه می دهد تا درمان سرطان هدفمند جدید بر اساس دستگاه جت میکرو پلاسمای مبتنی بر فیبر نوری توخالی بسیار انعطاف پذیر ایجاد شده و آندوسکوپی میکروپلاسما سرطان را به عنوان روش جدید درمان فیزیکی سرطان نمایش می دهد.