Evolução das ondas de ionização direta (a) e refletida (b) se aproximando e refletindo da superfície dielétrica condutiva. A frente de onda de ionização é representada nas simulações pela fonte de ionização por impacto de elétrons Se (cm-3s-1). As setas indicam a direção da propagação de IW. Densidade de radicais O (c), ozônio O3 (d) e singleto delta O2 (1Δ) (d) após a passagem para frente, refletido, e IWs avançados secundários. Crédito:Natalia Yu. Babaeva
A medicina do plasma é um campo emergente, já que os plasmas são promissores para uso em uma ampla gama de terapias, desde a cura de feridas até o tratamento do câncer. Os jatos de plasma são as principais fontes de plasma normalmente usadas em aplicações de superfície de plasma. Antes que os aplicativos possam progredir, Contudo, é necessária uma melhor compreensão de como os jatos de plasma modificam as superfícies do tecido biológico.
Para ajudar com esse entendimento, pesquisadores da Academia Russa de Ciências realizaram simulações de computador da interação entre um jato de plasma de pressão atmosférica com uma superfície que possui propriedades semelhantes às do soro sanguíneo. Eles apresentam suas análises no Journal of Applied Physics .
"Ao usar os jatos de plasma para fins de medicina de plasma, é importante saber que a presença ou ausência da superfície tratada nas proximidades de um jato influencia significativamente os parâmetros do jato, "disse Natalia Babaeva, um dos autores. "Por exemplo, as feridas com soro sanguíneo podem ter propriedades diferentes. Essas propriedades também podem variar durante o tratamento com plasma. "
Dependendo das características do tecido a ser tratado, o jato de plasma pode se comportar de várias maneiras diferentes. As ondas de ionização produzidas por jatos de plasma podem refletir para frente e para trás, ou podem se espalhar pelo tecido como descarga superficial.
Para o tipo de plasma que Babaeva e sua equipe estudaram, eles descobriram que a superfície semelhante a um biomaterial pode levar a múltiplas reflexões do jato de plasma, e com cada passagem, o número de elétrons e radicais - um tipo de molécula muito reativa - aumenta. Especificamente, os radicais identificados são oxigênio, hidróxido, peróxido de hidrogênio, ozônio, e óxido nítrico, também conhecido como espécies reativas de oxigênio e espécies reativas de nitrogênio.
"As espécies reativas de oxigênio e as espécies reativas de nitrogênio são importantes para as ações de drogas antimicrobianas, Câncer, e terapias de cicatrização de feridas, "Babaeva disse, acrescentando que ambos desempenham um papel ativo no sistema imunológico de animais e plantas.
Quantificar esses radicais e compreender a direção e magnitude de seu fluxo é importante para otimizar plasmas para uso em aplicações biomédicas, onde a habilidade de controlar seu comportamento até certo ponto é crucial. As simulações da equipe fornecem os meios para prever esse comportamento.
“Esta previsão é muito importante, uma vez que determina o potencial de tratamento com plasma, "Babaeva disse." Nossa pesquisa adiciona algum conhecimento sobre o comportamento particular do jato na presença de superfícies altamente condutoras. "
