大阪——最近的技術創(chuàng)新允許在室溫和環(huán)境大氣中在所謂的非熱大氣壓等離子體 (NTAPP) 中產生等離子體，這讓科學家有機會應用這種“第四種方法”的治療特性。物質狀態(tài)”到骨再生。
在PLOS ONE 上發(fā)表的一項研究中，大阪城市大學醫(yī)學研究生院和工程研究生院的研究人員在動物骨缺損模型中使用鉛筆型 NTAPP 發(fā)現(xiàn)了 NTAPP 在骨折愈合方面的有用性。
“NTAPP 被認為是一種新的治療方法，”第一作者 Akiyoshi Shimatani 說，“因為它已被證明在應用足夠低的水平時會加速細胞生長。”研究人員表示，在環(huán)境大氣中，它可以產生高活性氧和氮物質 (RONS)，這些物質可以直接暴露于細胞和組織等生物目標。
間接治療顯示了血漿在支持產生活性氧的干細胞和誘導成骨分化和骨形成方面的潛在優(yōu)勢，然而，正如該團隊指出的那樣，沒有關于直接使用 NTAPP 進行骨折治療的報道。“直接接觸 NTAPP 是這項研究的關鍵部分”，OCU 工程研究生院教授兼該研究顧問 Jun-Seok Oh 說，“它需要一種專門設計用于生成 RONS 并將其輸送到骨骼區(qū)域的設備。缺陷'有效'。”
該研究小組開發(fā)了一種鉛筆型等離子設備，可以有效地產生 RONS 并將其輸送到具有完善的嚴重骨缺損的動物模型，使該團隊能夠尋找最佳的照射條件。將使用 NTAPP 照射 5、10 和 15 分鐘的組與未給予血漿的對照組進行比較，8 周時的顯微 CT 圖像顯示，10 分鐘的治療時間是最成功的骨再生，骨體積是其 1.51 倍對照組。
“然而，顯微 CT 圖像無法確定骨缺損是否被新骨、組織或兩者填充，”醫(yī)學研究生院副教授、該研究的支持作者 Hiromitsu Toyoda 說。因此，該團隊還進行了組織學分析，并確認“血漿治療組中的骨缺損充滿了新骨，并且沒有在對照組中觀察到的纖維組織和間隙等夾雜物”，教授繼續(xù)說道。
與其他形式的治療一樣，血漿的生物效應取決于遞送到靶標的治療劑量。雖然需要未來的研究來闡明為什么該研究在 10 分鐘的治療期間看到最多的骨再生，但可以理解的是，表面潤濕性促進了更大的細胞擴散和對生物材料和植入物的粘附。“我們想知道在我們看到強大的新骨生成的地方是否發(fā)生了類似的事情。”醫(yī)學研究生院教授兼該研究的顧問 Hiroaki Nakamura 說，“我們發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，等離子處理組的骨表面在統(tǒng)計學上明顯更具親水性。”
雖然在治療劑量方面仍有許多需要探索和了解的地方，但有史以來第一次，將室溫、大氣等離子體直接應用于活體已經看到了積極的結果。研究團隊希望他們開發(fā)的等離子設備能夠成為手術中使用的東西，將NTAPP的骨再生效果帶到各個醫(yī)療領域。
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