SĐT: 
I. LỜI MỞ
Vết thương mãn tính liên hệ đến nhiều yếu tố kinh tế xã hội:sự cô lập xã hội và gia đình, những tác động tâm lý như mất tự tin, trầm cảm…. Vì thế, chữa lành vết thương mãn tính đặt ra một khó khăn lớn cho hệ thống chăm sóc sức khỏe, đòi hỏi những phương pháp tiếp cận sáng tạo để giải quyết thách thức này.
Gần đây, các liệu pháp mới bằng cách nhắm mục tiêu vào từng phân tử sinh học riêng lẻ và nghiên cứu sự điều biến các gốc oxy và nitơ phản ứng (reactive oxygen and nitrogen species) liên quan đến quá trình lành vết thương đã nhận được sự quan tâm đáng kể.
Công nghệ plasma lạnh là một kỹ thuật mới có khả năng điều chỉnh các gốc phản ứng được tạo ra theo từng loại vết thương, giúp các phương pháp chăm sóc vết thương thông thường.
II. PLASMA LẠNH: CẤU TẠO VÀ NGUỒN CUNG
1. Plasma lạnh là gì?
Plasma lạnh (cold Plasma) là trạng thái thứ tư của vật chất — sau rắn, lỏng và khí — nhưng nhiệt độ thấp, thường gần với nhiệt độ phòng. Nó chứa hỗn hợp các ion, electron, phân tử trung hòa, gốc tự do, photon và trường điện từ yếu.
Khác với plasma “nóng” (như trong mặt Trời hay hồ quang điện), plasma lạnh được tạo ra ở áp suất khí quyển hoặc áp suất thấp và nhiệt độ tổng thể chỉ khoảng 30–40°C, đủ an toàn cho mô sinh học.
2. Nguồn cung plasma lạnh
Hai nguồn thường được sử dụng để tạo plasma lạnh là phóng điện rào cản điện môi (dielectric barrier discharge DBD) và tia plasma áp suất khí quyển (atmospheric pressure plasma jet APPJ), mỗi nguồn có đặc điểm và nguyên lý hoạt động riêng.
Các nguồn plasma ít phổ biến hơn bao gồm hệ thống plasma vi sóng, hệ thống catốt microhollow, mảng plasma và plasma trên chip
Việc lựa chọn giữa các nguồn plasma này phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể, đặc tính plasma mong muốn và khu vực cần xử lý. Trong khi các thiết bị DBD phù hợp với các vùng vết thương lớn hơn với plasma khuếch tán, thì tia plasma APPJ) cung cấp độ chính xác cần thiết cho các phương pháp điều trị tại chỗ.
III. PLASMA LẠNH CHỮA LÀNH VẾT THƯƠNG MÃN TÍNH THẾ NÀO ?
1. Tác dụng trên tình trạng viêm
Plasma lạnh tương tác với các tế bào viêm và các chất trung gian phân tử tham gia vào quá trình lành vết thương và đã được chứng minh là có khả năng thu hút các tế bào miễn dịch tại vị trí tổn thương, đồng thời ngăn ngừa tình trạng viêm mạn tính bằng cách thúc đẩy giải phóng các yếu tố chống viêm.
2. Tác dụng huy động tế bào miễn dịch
Tổn thương mô kích hoạt các chemokine và cytokine, huy động các tế bào miễn dịch và kích hoạt các đại thực bào. Plasma lạnh làm các nguyên bào sợi da người sẽ điều hòa tăng các cytokine gây viêm (IL-6 và IL-8), hoạt hóa MCP-1 và tăng nồng độ GRO α.). Plasma lạnh sẽ cảm ứng các phân tử này tạo ra một vi môi trường tiền viêm tại vị trí vết thương, thúc đẩy sự xâm nhập của các tế bào miễn dịch, rất quan trọng cho quá trình lành vết thương hiệu quả. Hơn nữa, các chất điều hòa tái tạo mô, TGF-ß1/2 và Serpine E1 (PAI-1), cũng tăng cường sau khi tiếp xúc với plasma lạnh. Đáng chú ý, sự cảm ứng của CD154 (phối tử CD40) cho thấy một đóng góp tiềm năng vào việc tuyển dụng bạch cầu và phản ứng miễn dịch. Plasma lạnh tạo ra hydrogen peroxide (H2O2), kích hoạt đại thực bào cần thiết cho quá trình chữa lành.
Việc plasma lạnh kích hoạt tạo ra ROS và RNS đóng vai trò then chốt vì có thể điều chỉnh các quá trình tế bào khác nhau, bao gồm hoạt động của PPAR-γ là một nhóm các thụ thể hạt nhân điều chỉnh các quá trình tế bào khác nhau, bao gồm tình trạng viêm và chuyển hóa.
3. Hiệu quả giảm viêm mãn tính
Viêm mãn tính, đặc trưng bởi phản ứng miễn dịch kéo dài và rối loạn, có thể cản trở quá trình lành vết thương và dẫn đến suy giảm tái tạo mô. Liệu pháp plasma lạnh hỗ trợ kiểm soát tình trạng viêm mãn tính ở vết thương bằng cách kích hoạt các enzyme giải độc chính và giảm stress oxy hóa ở các mô bị ảnh hưởng.
4. Tác động lên quá trình hình thành và tăng sinh mạch máu
Quá trình hình thành mạch máu, được thúc đẩy bởi các yếu tố tăng trưởng như PDGF và TGF-β, đảm bảo sự hình thành các mao mạch mới. Ngoài ra, quá trình hình thành mạch máu, hình thành mô hạt và biểu mô hóa tạo điều kiện cho quá trình tái tạo vết thương. Plasma lạnh tăng cường các cytokine, yếu tố tăng trưởng và chất trung gian, thúc đẩy quá trình hình thành mạch máu, hoạt động của nguyên bào sợi và tế bào sừng, sản xuất NO và vi tuần hoàn.
Ngoài cytokine, plasma lạnh còn kích thích nhiều yếu tố tăng trưởng khác nhau, ảnh hưởng đáng kể đến quá trình hình thành và tái tạo mạch máu. TGF-β, bao gồm loại 1, 2 và 3, đóng vai trò là các chất điều hòa quan trọng trong quá trình lành vết thương, tác động đến các quá trình tế bào như tăng sinh, biệt hóa, di cư và sinh tồn. TGF-β1 và TGF-β2 đóng vai trò kép trong quá trình lành vết thương; bên cạnh việc ảnh hưởng đến quá trình hóa hướng động, tổng hợp collagen, hình thành mạch máu và tái tạo biểu mô trong đáp ứng cấp tính, nồng độ TGF-β1 và TGF-β2 cao còn liên quan đến sự hình thành sẹo.
5. Tác động lên quá trình tái tạo mô
Giai đoạn tái tạo trong quá trình lành vết thương có hai chức năng, vừa tăng cường vừa tinh chỉnh mô mới hình thành. Giai đoạn này bao gồm việc sửa đổi và tái tổ chức sườn nâng dỡ ECM, chủ yếu bao gồm collagen, để tăng cường độ bền của mô. Nguyên bào sợi, tế bào chủ chốt trong quá trình này, đóng góp đáng kể vào quá trình trưởng thành của mô bằng cách tổng hợp và lắng đọng collagen. Liệu pháp plasma lạnh kích thích nguyên bào sợi, dẫn đến tái tổ chức bộ khung tế bào actin và tăng cường sản xuất ma trận collagen này..
6. Tác dụng kháng khuẩn
Liệu pháp plasma cho thấy hiệu quả kháng khuẩn đáng kể bằng cách giảm tải lượng vi khuẩn xuống mức tương đương với các chất diệt khuẩn và kháng sinh thông thường. Đặc biệt, plasma lạnh không có tình trạng kháng thuốc của vi khuẩn, đây là một lợi thế lớn.
Plasma lạnh diệt khuẩn theo 3 cơ chế:
* Phá vỡ cấu trúc và chức năng màng tế bào vi khuẩn, dẫn đến giải phóng các vật liệu nội bào quan trọng, góp phần gây chết tế bào.
* Tạo ra các chất phản ứng làm hỏng protein của vi khuẩn, gây mất chức năng, từ đó phá hủy màng sinh học.
* Gây ra các tổn thương hóa học trực tiếp lên DNA, trong đó các chất phản ứng sinh ra từ plasma lạnh gây ra các biến đổi vật liệu di truyền.
IV, CÁC ỨNG DUNG PLASMA LẠNH TRONG Y KHOA
Cold plasma đã trở thành lĩnh vực nghiên cứu phát triển nhanh trong y học hiện đại, với nhiều ứng dụng thực tế và tiềm năng:
1. Khử khuẩn và tiệt trùng y dụng cụ
-
Diệt vi khuẩn, virus, nấm, bào tử rất hiệu quả nhờ các gốc tự do và electron năng lượng cao.
-
Có thể tiệt trùng vật liệu nhạy nhiệt (như nhựa, polymer, dụng cụ phẫu thuật, implant nha khoa) mà không làm hỏng vật liệu.
-
Được xem là giải pháp thay thế cho tiệt trùng hơi nước hoặc ethylene oxide.
2. Chữa lành vết thương
-
Cold plasma kích thích tăng sinh tế bào biểu mô, sợi collagen, tăng lưu thông máu, đồng thời diệt khuẩn tại chỗ.
-
Đặc biệt hữu ích với:
-
Vết loét do tiểu đường
-
Vết thương lâu lành
-
Vết bỏng nhẹ hoặc loét tỳ đè
-
-
Một số thiết bị plasma y khoa (như PlasmaDerm®, kINPen® MED) đã được chứng nhận CE ở châu Âu cho chỉ định này.
3. Ứng dụng trong nha khoa
-
Khử khuẩn ống tủy, làm sạch bề mặt răng hoặc implant.
-
Hỗ trợ tái khoáng hóa men răng, tăng bám dính vật liệu hàn.
-
Giúp chữa viêm nướu, viêm nha chu nhờ diệt vi sinh gây bệnh mà không gây tổn thương mô mềm.
4. Điều trị ung thư (đang nghiên cứu)
-
Plasma lạnh có thể gây chết chọn lọc tế bào ung thư (apoptosis) mà ít ảnh hưởng đến tế bào lành.
-
Cơ chế: do ROS/RNS gây stress oxy hóa, tổn thương DNA và màng tế bào ung thư.
-
Đang được thử nghiệm trong:
-
Ung thư da (melanoma)
-
Ung thư đầu cổ
-
Ung thư vú, đại trực tràng
→ Tuy nhiên chưa được ứng dụng lâm sàng rộng rãi.
-
5. Khử trùng bề mặt sinh học và mô cấy ghép
-
Làm sạch bề mặt vật liệu y sinh, stent, khớp nhân tạo, implant mà không ảnh hưởng đến cấu trúc.
-
Cải thiện tính tương thích sinh học và độ bám dính tế bào của vật liệu.
6. Khử khuẩn không khí và bề mặt trong bệnh viện
-
Một số hệ thống plasma lạnh được ứng dụng trong máy lọc không khí, phòng mổ, phòng hồi sức nhằm giảm tải vi sinh vật trong không khí, phòng lây nhiễm chéo.
V. THAY LỜI KẾT
Plasma lạnh có tiềm năng đầy hứa hẹn trong điều trị vết thương nhờ tác dụng đa dạng đến nhiều quá trình tế bào và phân tử liên quan đến quá trình sửa chữa mô, bao gồm điều hòa viêm, thúc đẩy quá trình hình thành mạch máu, đẩy nhanh quá trình tái tạo mô và tác dụng kháng khuẩn.
Dù các nghiên cứu sơ bộ cho thấy, liệu pháp plasma lạnh hầu như không có tác dụng phụ đáng kể nào và lại có hiệu quả trên vết thương được điều trị. Tuy nhiên, việc sử dụng liệu pháp plasma trong quá trình lành vết thương đòi hỏi phải nhận thức được những rủi ro và hạn chế của nó. Điều này không chỉ bao gồm việc chuẩn hóa các thiết bị plasma phi nhiệt và các phác đồ điều trị mà còn phải tiến hành đánh giá an toàn toàn diện, để ý giải quyết các vấn đề an toàn, như khả năng gây tổn thương mô và tác dụng phụ lên các mô khỏe mạnh xung quanh…sẽ góp phần vào việc triển khai có trách nhiệm các can thiệp plasma lạnh trong lâm sàng.
Hướng nghiên cứu plasma lạnh để chữa lành vết thương đang rất hứa hẹn, tập trung vào việc tối ưu hóa các thông số điều trị, làm sáng tỏ các cơ chế cơ bản và khám phá các ứng dụng mới.
VI. THAM KHẢO
[Video 1] Y HỌC ỨNG DỤNG PLASMA LẠNH
[Video 2] Plasma lạnh trong điều trị vết thương da
[1] Cold Atmospheric Plasma as a Promising Medical Device for Wound Healing
https://link.springer.com/article/10.1007/s40883-025-00410-3
[2] Cold Atmospheric Pressure Plasmas (CAPs) for Skin Wound Healing
https://www.intechopen.com/chapters/60721
[3] Cold atmospheric plasma as an effective method to treat diabetic foot ulcers: A randomized clinical trial
https://www.nature.com/articles/s41598-020-67232-x
[4] Cold Atmospheric Pressure Plasma in Wound Healing and Cancer Treatment
https://www.mdpi.com/2076-3417/10/19/6898
[5] Advancing chronic and acute wound healing with cold atmospheric plasma: cellular and molecular mechanisms, benefits, risks, and future directions
https://www.frontiersin.org/journals/medicine/articles/10.3389/fmed.2025.1527736/full
[6] Plasma lạnh (cold plasma) là gì? Những ứng dụng của cold plasma trong y tế ?
https://chatgpt.com/c/68ff2af0-aa5c-8323-bd65-1648aee8f078
[7] Cold Atmospheric Pressure Plasma: A Growing Paradigm in Diabetic Wound Healing—Mechanism and Clinical Significance
https://www.mdpi.com/1422-0067/24/23/16657
TS.BS Trần Bá Thoại
Ủy viên BCH Hội NỘI TIẾT VIỆT NAM