低溫等離子體滅菌及生物醫(yī)藥技術(shù)研究進(jìn)展

鄭 超，徐羽貞，黃逸凡，劉 振，閆克平

（浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)系，生物質(zhì)化工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310027）

低溫等離子體是部分電離的氣體，包含多種物理和化學(xué)效應(yīng)，如紫外輻射、電磁場、熱效應(yīng)、帶電粒子和活性粒子等。這些物理化學(xué)效應(yīng)具有足夠的能量打破化學(xué)鍵并啟動(dòng)一系列化學(xué)反應(yīng)，在與細(xì)胞作用時(shí)則體現(xiàn)出多樣的生物學(xué)效應(yīng)。等離子體的細(xì)胞學(xué)效應(yīng)主要包括致死作用和非致死刺激作用，前者可用于針對(duì)微生物的消毒滅菌，后者可用于生物醫(yī)藥。由于真核生物強(qiáng)于原核生物的自我修復(fù)能力以及組織間的聯(lián)合作用，高等動(dòng)物細(xì)胞和組織對(duì)等離子體的敏感度小于微生物。通過控制不同的等離子體作用方式和劑量，可以將等離子體應(yīng)用在不同的生物學(xué)領(lǐng)域[1]。低劑量的等離子體可殺滅微生物但不影響動(dòng)物細(xì)胞，從而實(shí)現(xiàn)皮膚的消毒滅菌。中等劑量的等離子體對(duì)動(dòng)物細(xì)胞和組織造成非致死的刺激，可應(yīng)用于傷口的快速愈合。等離子體誘導(dǎo)癌細(xì)胞的凋亡過程使其成為治療癌癥的有力手段。等離子體的劑量過高時(shí)，則會(huì)殺死動(dòng)物細(xì)胞并使組織器官壞死。

由于等離子體與生物細(xì)胞各自都具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性，其具體相互作用過程目前還沒有定論。然而，基于生物學(xué)效應(yīng)的等離子體技術(shù)和裝備不斷被研發(fā)出來，已領(lǐng)先于基礎(chǔ)問題的研究。本文從應(yīng)用角度出發(fā)，綜述了低溫等離子體技術(shù)在生物學(xué)上的研究進(jìn)展，包括等離子體對(duì)醫(yī)療器械的消毒滅菌、水和空氣的凈化、食品及包裝材料的處理以及最新的等離子體醫(yī)藥技術(shù)。……