Ученые СПбГУ нашли один из наиболее эффективных способов борьбы с инфекционными осложнениями ран

Группа ученых Санкт-Петербургского университета исследовала механизм воздействия холодной плазмы атмосферного давления на кожные раны. Об итогах проекта, реализованного в 2018 году в рамках гранта БРИКС, рассказала его руководитель, профессор СПбГУ Оксана Рыбальченко.

Работу над проектом «Бактерицидный эффект и регенерация кожных ран при воздействии холодной плазмы атмосферного давления», продолжавшуюся в течение трех лет, сотрудники Санкт-Петербургского университета вели совместно со специалистами Университета науки и технологии Аньхой (КНР). В ходе экспериментов ученые разработали и изготовили установку, генерирующую холодную плазму, которая позволила варьировать условия формирования плазменных струй и сравнивать результативность воздействия потока плазмы при разном его составе и скорости.

Проект был завершен в 2018 году. Исследователям удалось установить оптимальные условия формирования и наиболее эффективного воздействия плазменной струи на особую форму микробных сообществ — бактериальные биопленки. Именно они являются причиной развития в ранах инфекционных осложнений и тормозят регенерацию клеток в тканях. В этом случае традиционные антимикробные препараты практически неэффективны, в отличие от физического метода воздействия холодной плазмы атмосферного давления (ХПАД).

Результаты исследования представлены в статье Bactericidal Effect of a Dielectric Barrier Discharge Plasma Jet Generated in Laminar and Preturbulent Helium Flows, опубликованной в журнале Plasma Medicine, статье Morphological changes in infected wounds under the influence of non-thermal atmospheric pressure plasma (Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences), а также в сборнике, изданном по итогам 28 Симпозиума по плазменной физике и технологии.

В рамках проекта ученые, используя собственную разработку, впервые исследовали механизмы воздействия холодной плазмы атмосферного давления с температурой 30–40 °С на бактериальные биопленки. Исследование проводили на модели кожной раны крыс. Изменяя скорость плазменного потока и рабочий газ в его составе, исследователи установили, что наилучшего эффекта заживления кожных ран можно достичь с помощью струй на основе аргона и гелия.

Как утверждают исследователи, равномерный поток холодной плазмы на основе гелия не только разрушает бактериальные клетки, но и предотвращает развитие микробных сообществ в виде биопленок, тем самым ускоряя заживление инфицированных ран. Непосредственное воздействие такой плазменной струи на клетки эпидермиса значительно стимулирует регенерацию поврежденной ткани. Наиболее яркий бактерицидный эффект наблюдали после шести минут обработки ран.

Применение холодной плазмы атмосферного давления в терапевтической практике требует дальнейшего изучения, однако в числе явных и научно доказанных результатов метода не только выраженный бактерицидный эффект.

Руководитель проекта, профессор СПбГУ Оксана Рыбальченко

Так, по словам профессора, установлено также негативное воздействие ХПАД на опухолевые клетки, поэтому около 70 % современных исследований холодной плазмы посвящено устройствам, предназначенным для лечения онкологических заболеваний.