冷大气等离子体(CAP)是一种非热等离子体(NTP),被视为物质的第四态,是一种电离气体,其大部分能量储存在高能电子中,同时保持整体环境温度。CAP已被证明是一种功能强大的工具,具有显著的抗菌、抗真菌、抗病毒、抗寄生虫和免疫调节作用,近年来其受欢迎程度和广泛应用已迅速扩展到多个学科领域。
CAP的抗菌效果已在临床上重要的细菌上得到验证,包括世界卫生组织(WHO)认定的对抗生素耐药性发展至关重要的细菌(ESKAPE菌群等)及其更具抵抗力的生物膜形式。CAP的抗病毒特性研究在COVID-19大流行期间得到了极大提升,包括对SARS-CoV-2、甲型流感病毒甚至高度耐药的腺病毒的灭活作用。此外,近期研究强调了CAP的抗寄生虫潜力,证明其对杜氏利什曼原虫(Leishmania major)和卡氏棘阿米巴(Acanthamoeba castellanii)等原生动物寄生虫以及曼氏血吸虫(Schistosoma mansoni)等蠕虫的有效性,凸显了其广谱杀菌能力。除了这些抗菌和抗寄生虫效果外,CAP还可以通过增强感染部位先天免疫细胞的募集和活化来调节炎症。这种免疫调节特性有助于组织再生、血管生成或抗肿瘤免疫反应,是理解CAP治疗效果的重要因素,不仅限于克服抗生素耐药性。
CAP的有效性受到生成设备设置的强烈影响。关键因素包括放电类型、施加的电压和电流、频率、气体成分和流速、暴露持续时间以及等离子体源与目标表面之间的距离。这些参数决定了产生的活性氧和氮物种(RONS)、紫外线辐射和带电粒子的数量和比例,它们共同通过膜破坏、蛋白质和DNA的氧化损伤以及程序性细胞死亡的诱导等机制驱动病原体灭活。理解设备设置与生物效应之间的相互作用对于优化CAP应用至关重要。
除了病原体灭活外,CAP已显示出与敏感材料和表面的兼容性,几乎不会造成机械或化学改变,使CAP能够在医学、食品安全、农业和材料科学等多种环境中安全使用。这些特性表明,充分开发CAP需要整合物理学、化学、生物学、工程学和临床科学的多学科方法。
在本研究主题中,我们旨在收集恰好能弥合这些学科界限的多学科文章,重点关注以下子主题:
- CAP-微生物组相互作用机制
- CAP对多重耐药细菌、临床相关真菌、病毒、蠕虫和原生动物的活性
- 用于增强抗菌活性的CAP设备优化
- CAP活性物质与微生物环境的相互作用
- CAP驱动的炎症调节、组织修复、先天和适应性防御机制
- CAP在肿瘤学和免疫治疗中的应用
- CAP对基因表达和细胞信号传导的调控
- CAP衍生物质与生物分子(脂质、蛋白质、核酸)的相互作用
- CAP辅助药物递送及与化疗药物的联合应用
- CAP辅助种子灭菌和植物生长促进
- CAP食品去污和保质期延长
- CAP对敏感材料的表面修饰和灭菌
- CAP安全性、生物相容性和监管方面
- CAP设备的工业应用规模化
- 等离子体活化水和盐水的抑制活性
- CAP在伤口愈合中的应用
- 用于皮下和内部结构应用的CAP设备微型化
对于本研究主题,我们欢迎以下类型的文章:方法学、简明综述、原创研究、观点、综述、系统综述。
通过利用跨领域的知识,我们力求将CAP推向全球科学界和更广泛专业公众关注的前沿,促进进一步创新并将其应用于各个领域。
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