本帖最后由 搁浅 于 2025-10-10 07:55 编辑
在现代医学中，如何突破皮肤屏障，实现药物或活性成分的高效经皮递送，一直是皮肤治疗领域的关键难题。传统方法如电穿孔和微针虽然有效，但常伴随疼痛、不适或医疗废弃物问题。近日，来自华中科技大学与澳大利亚昆士兰科技大学的研究团队提出了一种全新的**等离子体穿孔（plasma-poration）**技术，利用大气压等离子体射流产生的强电场与活性粒子，在无创、无痛的前提下显著增强皮肤通透性，为皮肤病治疗、药物递送和美容医学带来了新的可能。
一、等离子体：不只是“第四态物质”
等离子体被称为物质的第四态，富含活性氧氮物种（RONS）、带电粒子、紫外线和强电场。近年来，冷大气等离子体（CAP）在抗癌、抗炎、杀菌、促进伤口愈合等方面展现出巨大潜力。然而，等离子体如何穿透皮肤角质层（stratum corneum, SC）并发挥作用，其机制一直未明。
本研究首次系统测量了等离子体在不同皮肤层中产生的实时电场强度，揭示了其在皮肤结构调控和活性物种递送中的关键作用。
二、实验设计：精准测量皮肤层中的电场
研究团队采用Pockels效应光学测量系统，通过BGO晶体感应电场变化，结合激光与光电检测技术，首次实现了对皮肤不同层中电场的非侵入式、实时测量。实验使用猪耳皮肤作为人类皮肤模型，分别测试了：
- 完整皮肤（含角质层）
- 去除角质层的皮肤
- 无皮肤覆盖（对照组）
等离子体射流由氦气驱动，采用正极纳秒脉冲电源（6.5 kV，8 kHz，10 μs脉宽），射流与皮肤表面距离为4.5 mm。
三、关键发现：电场强度足以诱导穿孔1. 角质层电场高达43 kV/cm
实验结果显示，等离子体在角质层中产生的最大电场强度达43 kV/cm，远高于传统电穿孔所需的阈值（通常为kV/cm级）。而在活性表皮与真皮层中，电场强度显著降低，仅为约1.8 kV/cm。这种“高在表层、低在深层”的电场分布，正好满足选择性穿孔角质层的需求，避免对深层组织造成损伤。
2. 活性功率密度达18.5 kW/cm³
等离子体中带电粒子形成的传导电流与电场共同作用，产生高达18.5 kW/cm³的活性功率密度。这种能量可迅速转化为热能，局部加热并重塑角质层结构，形成“微孔通道”，显著增强皮肤通透性。
3. 角质层厚度减少60%
连续等离子体处理5分钟后，角质层厚度减少约60%，并趋于饱和。激光扫描显微镜（LSM）图像显示，原本排列紧密的角质细胞出现明显孔隙结构，这些孔隙并非原有皮肤毛孔，而是由等离子体热效应“熔融”角质层所形成的亲水性通道，有利于活性物质的渗透。
四、RONS经皮递送：等离子体的“生物活性武器”
等离子体产生的活性氧氮物种（RONS）在治疗中扮演重要角色。实验通过Franz扩散池系统测量了NO₃⁻和NO₂⁻等代表性RONS的经皮渗透量：
- 无角质层覆盖时：NO₃⁻浓度达29.7 μM，NO₂⁻为4.2 μM；
- 有角质层覆盖时：NO₃⁻为3.8 μM，NO₂⁻为1.4 μM，渗透率分别约为12%和33%。
这表明，尽管角质层对RONS有一定阻碍作用，但等离子体穿孔技术仍能实现高效的活性物种递送，为治疗皮肤炎症、感染、银屑病等疾病提供了新手段。
五、与传统电穿孔的对比：无痛、安全、无废弃物
等离子体穿孔不仅避免了传统电穿孔的疼痛与不适，还具备非接触、无废弃物、可控性强等优势，更适合未来便携式、可穿戴医疗设备的发展。
六、应用前景：从皮肤病治疗到美容医学
本研究为等离子体在皮肤治疗中的应用提供了理论基础和技术支撑。未来，该技术有望在以下领域实现广泛应用：
- 皮肤病治疗：如银屑病、湿疹、皮肤癌等；
- 经皮药物递送：增强大分子药物（如胰岛素、疫苗）吸收；
- 美容医学：促进活性成分渗透、抗衰老、美白；
无创检测：结合传感器实现皮肤健康监测。
七、结语：迈向无痛无创的治疗新时代
等离子体穿孔技术的出现，标志着电穿孔技术从“有创”向“无创”、从“疼痛”向“无痛”的跨越。其独特的电场分布、热效应与RONS递送能力，使其成为一种安全、高效、绿色的皮肤治疗新工具。随着设备小型化与智能化发展，等离子体穿孔技术有望成为未来个性化医疗与精准治疗的重要组成部分，为人类健康事业注入新的活力。 | 
发表于 2025-10-10 07:53:19
