Evolution des ondes d'ionisation directe (a) et réfléchie (b) s'approchant et se réfléchissant à partir de la surface diélectrique conductrice. Le front d'onde d'ionisation est représenté dans les simulations par la source d'ionisation par impact électronique Se (cm-3s-1). Les flèches indiquent la direction de la propagation IW. Densité des radicaux O (c), l'ozone O3 (d) et le singulet delta O2(1Δ) (d) après le passage de l'avant, réfléchi, et les IW avant secondaires. Crédit :Natalia Yu. Babaeva
La médecine du plasma est un domaine émergent, car les plasmas sont prometteurs pour une utilisation dans un large éventail de thérapies allant de la cicatrisation des plaies au traitement du cancer. Les jets de plasma sont les principales sources de plasma généralement utilisées dans les applications plasma-surface. Avant que les candidatures puissent progresser, cependant, une meilleure compréhension de la façon dont les jets de plasma modifient les surfaces des tissus biologiques est nécessaire.
Pour aider à cette compréhension, des chercheurs de l'Académie des sciences de Russie ont effectué des simulations informatiques de l'interaction entre un jet de plasma à pression atmosphérique et une surface ayant des propriétés similaires à celles du sérum sanguin. Ils présentent leur analyse dans le Journal de physique appliquée .
« En utilisant les jets de plasma à des fins de médecine plasmatique, il est important de savoir que la présence ou l'absence de la surface traitée à proximité d'un jet influence significativement les paramètres du jet, " a déclaré Natalia Babaeva, l'un des auteurs. "Par exemple, les plaies avec du sérum sanguin peuvent avoir des propriétés différentes. Ces propriétés peuvent également varier au cours du traitement plasma."
Selon les caractéristiques du tissu à traiter, le jet de plasma peut se comporter de différentes manières. Les ondes d'ionisation produites par les jets de plasma peuvent se réfléchir d'avant en arrière, ou ils peuvent s'étendre sur le tissu sous forme de décharge de surface.
Pour le type de plasma que Babaeva et son équipe ont étudié, ils ont découvert que la surface semblable à un biomatériau peut conduire à de multiples réflexions du jet de plasma, et à chaque passage, le nombre d'électrons et de radicaux, une sorte de molécule très réactive, augmente. Spécifiquement, les radicaux identifiés sont l'oxygène, hydroxyde, peroxyde d'hydrogène, ozone, et l'oxyde nitrique, également connu sous le nom d'espèces réactives de l'oxygène et les espèces réactives de l'azote.
"Les espèces réactives de l'oxygène et les espèces réactives de l'azote sont importantes pour l'action des médicaments antimicrobiens, cancer, et thérapies cicatrisantes, " Babaeva a dit, ajoutant qu'ils jouent tous deux un rôle actif dans le système immunitaire des animaux et des plantes.
La quantification de ces radicaux et la compréhension de la direction et de l'amplitude de leur flux sont importantes pour optimiser les plasmas à utiliser dans des applications biomédicales, où la capacité de contrôler leur comportement dans une certaine mesure est cruciale. Les simulations de l'équipe permettent de prédire ce comportement.
"Cette prédiction est très importante, car il détermine le potentiel de traitement plasma, " a déclaré Babaeva. "Notre recherche ajoute quelques connaissances sur le comportement particulier du jet en présence de surfaces hautement conductrices."
