اوزون تراپی چیست؟ | روش نوین ترمیم زخم

انواع پلاسما

در علم فیزیک،‌ پلاسما بر اساس دمای یون‌ها و الکترون‌ها به چند نوع پلاسمای گرم، پلاسمای سرد و اوزون‌تراپی (Cold Atmospheric Plasma(CAP), Low Temperature Plasma (LTP), Non-Thermal Plasma(NTP))  تقسیم بندی می‌شوند. در پزشکی، پلاسمای گرم برای استریل کردن تجهیزات پزشکی کاربرد دارد و به دلیل دمای بالا، در محدوده زیست سازگاری برای عوامل بیولوژیک نبوده و کمترین کاربرد را برای درمان بافت‌های بدن دارا است.

توسعه تکنولوژی سبب تولید دستگاه‌های پلاسمای سرد و اوزون‌تراپی شده‌ است که تحت فشار اتمسفر کار می‌کنند و دمایی نزدیک به دمای اتاق دارند. از این‌رو از پلاسمای سرد برای درمان عوامل بیولوژیک، ضدعفونی کردن زخم و پوست، درمان زخم‌های مزمن، زخم پای دیابتی، زخم‌های فشاری پا و سوختگی پوست بدون آسیب حرارتی به بافت بدن استفاده می‌شود.

پلاسما از نظر نوع تماس و درمان به دو گروه تقسیم می‌شود:

• پلاسما با تماس مستقیم با بافت و ارگان‌های حیاتی و زنده، که با هدف درمان بافت‌های آسیب دیده بدون خطرات سمیت بر عوامل بیولوژیک توسعه یافته‌ است.
• پلاسما با تماس غیر مستقیم با عوامل بیولوژیک که با هدف اصلاح سطح، بهبود عملکرد بیولوژیکی و زیست‌سازگاری بیومتریال و تجهیزات پزشکی توسعه یافته‌ است.

منابع تولید پلاسما سازگار با کاربردهای پزشکی شامل موارد زیر است:

1. ‌Barrier Discharge
2. Plasma Jet
3. Corona Discharge

دستگاه‌های تولید کننده گاز اوزون‌، به دو نوع تقسیم می‌شوند:

• پلاسمای مستقیم
• پلاسمای غیر مستقیم

در روش مستقیم، تخلیه شار دی‌الکتریک بین الکترود ولتاژ بالا و پوست رخ می‌دهد. در این روش پوست به عنوان الکترود عمل کرده و با استفاده از الکترودهای دی‌الکتریک (Dielectric Barrier Discharger, DBD)، پلاسما به‌طور مستقیم بر روی ناحیه تحت درمان مشتعل شده و درمان پوست آسیب دیده توسط پلاسما انجام می‌شود.

روش‌ غیرمستقیم، پلاسما با استفاده از گازهای آرگون، هلیوم و یا هوا، بین دو الکترود در درون یک تیوب تولید شده و ذرات باردار از طریق جریان هوا یا گاز به پوست تحت درمان منتقل می‌شوند. مشعل پلاسما،‌ پلاسما جت، پلاسمای قلمی از روش غیرمستقیم برای تولید آرک پلاسما استفاده می‌کنند. در پلاسمای غیرمستقیم،‌ به دلیل عدم تماس هندپیس به بافت پوست،‌ هیچ جریان الکتریکی‌ای به بافت وارد نمی‌شود و خطرات برق‌گرفتگی برای بیمار وجود ندارد.

مقدمه‌ای بر اوزون‌تراپی

هوا ترکیبی از مولکول‌های اکسیژن و نیتروژن بوده و زمانی‌که در معرض ولتاژ الکتریکی قرار بگیرد، گاز هوا یونیزه شده و محیط پلاسمای ایجاد شده شامل ترکیبی از یون‌های زیر است:

1. گونه‌های فعال اکسیژن:

(O₃)Hydroxyl (OH), Hydrogen Peroxide (H₂0₂), Superoxide ( 0_-2), Hydroxyl Radical (OH), Singlet Oxygen (O₂), Ozone

2. گونه‌های فعال نیتروژن:

Nitric Oxide (NO), Nitrogen Dioxide (NO₂), Dinitrogen Tetroxide (N₂O₄), Nitrogen Trioxide (NO₃), Nitrous Oxide (N₂O), Peroxynitrite (ONOO-)

شکل 1: گونه‌ای فعال از اکسیژن و نیتروژن در پلاسما که از طریق یونیزاسیون گاز هوا ایجاد شدند.

گاز اوزون  متشکل از سه اتم اکسیژن، اولین‌بار حدود 150 سال پیش برای استفاده در کاربردهای بالینی و درمان بیماری‌ها مانند زخم‌های التهابی مزمن،‌ زخم پای دیابتی و استئونکروز،‌ بیماری‌های دندانی و پریودنتال استفاده شده ‌است. و خواص بالینی آنتی‌باکتریال، فعال‌سازی سیستم ایمنی و اثرات درمان زخم در آن شناخته شده‌ است. گاز اوزون یک مولکول سه اتمی است که ساختاری ناپایدار داشته و به اکسیژن مولکولی  و یک اکسیژن اتمی بسیار واکنش‌پذیر تجزیه می‌شود. اوزون برای کاربردهای درمانی به شکل آب اوزون شده،‌ روغن اوزون شده و گاز اکسیژن/اوزون استفاده می‌شود.

در فناوری پلاسما گاز اوزون از طریق تخلیه الکتریکی هوا یا گاز اکسیژن که در بین دو الکترود محصور شده‌اند تشکیل می‌شود. در پزشکی، از مهم‌ترین کاربردهای گاز اوزن که از طریق یونیزه شدن هوا ایجاد می‌شود، کنترل خون‌ریزی و ازبین بردن عفونت و باکتری‌ها است.

کاربرد اوزون‌تراپی (کاهش میکروارگانیسم‌های مزاحم)

پلاسماهای سرد اتمسفری، دارای فعالیت ضد باکتریایی شناخته شده‌ است. محققان پیشنهاد کردند تاثیرات ضد میکروبی عمدتاً ناشی از ترکیبی از اثرات اکسیداتیو و نیتروزاتیو ناشی از فعالیت سینرژیک   و NO است و اثرات ضدمیکروبی با ترکیب   و   و تولید Peroxynitrite (ONOO-) ایجاد می‌شود. طبق مطالعات انجام شده محققان گزارش کردند که در بین گونه‌های فعال اکسیژن که عمدتا از طریق تخلیه بار الکتریکی هوا ایجاد می‌شوند،‌ گاز اوزون  به القای خواص ضدمیکروبی (Biocidal) پلاسما کمک می‌کند. به‌طور کلی باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها با قرار گیری در معرض پلاسما و  با تخریب دیواره سلولی ازبین می‌روند. میکروارگانیسم‌ها توسط بیوفیلم‌ها (Biofilm) پوشانده شده‌اند که در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها مقاوم می‌باشند.

آزمایشات مختلف نشان داد که پلاسمای اتمسفری سرد،‌ می‌تواند بیوفیلم‌های عامل عفونت مانند candida albicans و staphylococcus aureus را ازبین ببرد. در این روش ساختار فیزیکوشیمیایی میکروارگانیسم‌ها با قرارگیری در معرض گونه‌های واکنش‌پذیر پلاسما و میدان الکتریکی شدید بی ثبات شده و به ازبین رفتن بیوفیلم‌ها منجر می‌شود. به‌طور ویژه این روش برای ازبین بردن باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌های مقاوم به آنتی بیوتیک‌های موجود در زخم سودمند می‌باشند. علاوه‌بر این، اوزون‌تراپی با گونه‌های RONS موجود به کاهش pH و اسیدی شدن محیط پیرامون پلاسما منجر می‌شود که برای رشد و تکثیر میکروارگانیسم‌ها نامساعد است.

مزایای ازون تراپی

عضو تحت تاثیر	مزایا
ریه	بهبود متابولیسم اکسیژن، افزایش انرژی سلولی
خون	بهبود گردش خون و اکسیژن به بافت‌های هیپوکسیک
سیستم ایمنی	افزایش تولید ایمونوگلوبولین
مغز	بهبود گردش خون و اکسیژن به بافت‌ها و مغز
سلول‌	افزایش آنزیم‌های آنتی اکسیدانی سلولی
پوست	تحریک جریان خون سطحی

جدول 1: تاثیر استفاده از اُزون بر هر یک از بافت بدن

درمان زخم با اوزون

اوزون‌تراپی با خاصیت بالینی آنتی‌باکتریال شناخته شده‌ است، از این رو درمان زخم‌های آلوده، مزمن و اختلالات پوستی از مواردیست که با اوزون‌تراپی مورد توجه قرار می‌گیرند. مکانیزم اثرگذاری پلاسما بر ازبین رفتن باکتری‌ها با تخریب دیواره سلولی و غشایی به‌وسیله ذرات یونی و باردار که با تعامل با رادیکال‌های آزاد واکنش‌پذیر و هیدروژن پراکسیدها اتفاق می‌افتد تعریف می‌شود. گونه‌های فعال اکسیژن و نیتروژن (ROS , RNS) بسیار واکنش‌پذیر بوده و می‌توانند به اجزای سلولی آسیب برسانند و منجر به فعال شدن مسیرهای آپوپتوز شوند.

مکانیزم دیگری که موجب از بین رفتن باکتری‌ها می‌شود به این حالت است که تحت درمان زخم با پلاسما، ساختار دیواره باکتری‌ها، از طریق افزایش فشار الکتروستاتیک داخلی، تخریب می‌شوند. علاوه‌بر این با توجه به دوز و ولتاژ الکتریکی تولیدی آرک پلاسما، مرگ سلولی و حذف فیزیکی باکتری‌ها اتفاق می‌افتد.

باید در نظر داشت در اطراف زخم، رقابت زیادی بین باکتری و سلول‌های ترمیم کننده بافت وجود دارد. و بدیهی است که با حذف باکتری‌ها از محیط زخم، عملکرد و رشد سلول‌ها در آن محیط بهبود یافته و روند ترمیم سریع‌تر رخ می‌دهد.

حضور آنتی‌اکسیدان‌ها که می‌توانند ROS و RNS را خنثی کنند، به طور بالقوه آپوپتوز را کاهش داده و سلول‌های فیبروبلاست را از مرگ ناشی از اوزون‌تراپی محافظت می‌کنند. آنتی‌اکسیدان آسکوربات (Antioxidant Ascorbate) می‌تواند اثرات سمی مرتبط با پلاسما بر مرگ سلول فیبروبلاست را کاهش دهد. در مقابل، ROS و RNS علاوه‌بر تاثیرات ازبین رفتن باکتری‌ها، می‌توانند به عنوان مولکول‌های سیگنال دهنده تاثیرات امیدوارکننده‌ای بر درمان زخم‌ها، مهاجرت و تکثیر سلولی و رگ‌زایی داشته‌باشند. پلاسما با تحریک فیبروبلاست‌ها و تولید پروتیین‌ها به بازسازی بافت پوست آسیب دیده کمک می‌کند.

شکل2: بهبود زخم مزمن و التهابی پس از چندین جلسه درمان با پلاسما اتمسفری سرد/اوزون.

سخن پایانی

اوزون‌تراپی با خصوصیات آنتی‌باکتریایی منحصر به فرد، به عنوان ابزارهای قدرتمند در درمان زخم‌های مزمن و آلودگی‌های باکتریایی اثبات شده‌اند. این تکنولوژی‌ها، با تولید گونه‌های فعال اکسیژن و نیتروژن، نه تنها به ازبین بردن باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها کمک می‌کنند، بلکه تأثیرات مثبتی بر روی بازسازی بافت پوست و کاهش التهابات دارند. با پیشرفت‌های صنعد پزشکی، امیدواریم که استفاده از این تکنولوژی‌ها در درمانی، بهبود و گسترش یابد.