Plasmamedicin är ett växande område, eftersom plasma visar lovande för användning i ett brett utbud av terapier från sårläkning till cancerbehandling. Plasmastrålar är de huvudsakliga plasmakällorna som vanligtvis används i applikationer med plasmayta. Innan ansökningar kan utvecklas, dock, en bättre förståelse av hur plasmastrålar modifierar ytorna på biologisk vävnad krävs.

För att hjälpa till med denna förståelse, forskare från Ryska vetenskapsakademin genomförde datorsimuleringar av interaktionen mellan en plasmastråle med atmosfärstryck med en yta som har egenskaper som liknar blodserum. De presenterar sin analys i Journal of Applied Physics .

"Medan du använder plasmastrålarna för plasmamedicin, det är viktigt att veta att närvaron eller frånvaron av den behandlade ytan i närheten av en stråle väsentligt påverkar strålparametrar, sa Natalia Babaeva, en av författarna. "Till exempel, såren med blodserum kan ha olika egenskaper. Dessa egenskaper kan också variera under plasmabehandlingen."

Beroende på egenskaperna hos vävnaden som behandlas, Plasmastrålen kan bete sig på ett antal olika sätt. De joniseringsvågor som produceras av plasmastrålar kan reflekteras fram och tillbaka, eller så kan de spridas över vävnaden som flytningar på ytan.

För den typ av plasma som Babaeva och hennes team studerade, de fann att den biomaterialliknande ytan kan leda till flera reflektioner av plasmastrålen, och för varje passage, antalet elektroner och radikaler – en typ av mycket reaktiva molekyler – ökar. Specifikt, de identifierade radikalerna är syre, hydroxid, Väteperoxid, ozon, och kväveoxid, även känd som reaktiva syrearter och reaktiva kvävearter.

"Reaktiva syrearter och reaktiva kvävearter är viktiga för antimikrobiella läkemedel, cancer, och sårläkningsterapier, " sa Babaeva, tillägger att de båda spelar en aktiv roll i djurens och växternas immunsystem.

Kvantifiera dessa radikaler och förstå riktningen och storleken på deras flöde är viktigt för att optimera plasma för användning i biomedicinska applikationer, där förmågan att kontrollera sitt beteende till viss del är avgörande. Teamets simuleringar ger möjlighet att förutsäga detta beteende.

"Denna förutsägelse är mycket viktig, eftersom den bestämmer plasmabehandlingspotentialen, "Babaeva sa." Vår forskning lägger till viss kunskap om jetens speciella beteende i närvaro av mycket ledande ytor. "