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Cos'è il plasma freddo
Il Plasma Freddo
Il plasma atmosferico freddo è un gas parzialmente ionizzato.
Il plasma è considerato in fisica il quarto stato della materia e costituisce circa il 95% della materia visibile e conosciuta, considerando che le stelle sono composte in gran parte da plasma.
Partendo dallo stato solido (per esempio, nel caso dell'acqua, il ghiaccio) e continuando a somministrare energia, si ha il passaggio allo stato liquido, a quello gassoso ed infine al plasma.
La definizione di plasma è di un gas ionizzato o parzialmente ionizzato (una particella ionizzata su un miliardo).
Il plasma freddo a pressione atmosferica (Cold atmospheric plasma – CAP) viene generato applicando un'alta tensione elettrica ad un gas a pressione atmosferica (nel caso del Plasma Care l'aria ambientale) ed ha la caratteristica di mantenere una bassa temperatura, generalmente inferiore ai 40°C.
Il plasma descrive quindi il quarto stato ad alta energia della materia in cui il gas è (parzialmente) ionizzato.
Nel plasma freddo, per via della interazione tra campo elettromagnetico e aria, vengono generate numerose molecole di specie reattive dell'ossigeno (Reactive Oxygen Species – ROS) e dell'azoto (Reactive Nytrogen Species – RNS); tutte le specie hanno la caratteristica di avere un forte potere ossidante, cioè la capacità di “rubare” elettroni agli atomi ed alle molecole con le quali entrano in contatto e di danneggiarne la struttura Questo processo viene definito di ossido/riduzione (o REDOX) ed è alla base della efficacia di inattivazione microbica del plasma freddo
Le specie reattive ROS e RNS generate nel CAP hanno la capacità di interagire e di inattivare per ossidazione tutti i microrganismi come batteri, virus, funghi, protozoi, ecc.
Questo processo innesca una cascata di reazioni chimiche che producono un cosiddetto cocktail di plasma costituito da luce, calore, alcune radiazioni ultraviolette, campi elettromagnetici, elettroni liberi, ioni e molecole eccitate, le cosiddette specie reattive che neutralizzano i batteri, compresi i patogeni multi-resistenti, e stimolano la divisione cellulare nelle cellule umane sane.
Cosa può fare il plasma freddo
Il plasma freddo disattiva batteri, germi, funghi e anche agenti patogeni multiresistenti. Attiva la crescita cellulare, la circolazione sanguigna e il metabolismo cellulare e quindi stimola la guarigione delle ferite.
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Come funziona il CAP in dermatologia?
Quali sono gli effetti del plasma freddo sui batteri?
Se il CAP incontra batteri o agenti patogeni multifarmacoresistenti (MRE) con un'elevata percentuale di specie reattive, le strutture cellulari compreso il DNA vengono distrutte e il batterio inattivato.
Se il DNA viene distrutto, questi microrganismi non possono moltiplicarsi ulteriormente. Fortunatamente questo vale anche per i batteri resistenti agli antibiotici.
Il meccanismo di azione su virus e batteri (procarioti) può essere riassunto così:
- All'interno del CAP si formano specie reattive dell'ossigeno e dell'azoto.
- Le specie reattive agiscono sulla membrana cellulare (nel caso dei virus sul capside virale)
- Le specie reattive entrano dentro la cellula batterica e diffondendosi nel citoplasma distruggono il DNA per ossidazione.
In ogni singola applicazione di plasma Care, in un tempo di trattamento di 60 secondi si sviluppano più di 600 reazioni.
Come agisce il plasma freddo sulle cellule della pelle?
Il potere ossidante del CAP è alla base della sua efficacia nella inattivazione di organismi monocellulari procarioti dove il DNA è libero nel citoplasma e facilmente raggiungibile dalle specie reattive del plasma. Nelle cellule umane (eucariote), al contrario, il materiale genetico è contenuto e protetto all'interno del nucleo, pertanto, nei dosaggi adeguati non superiori a 3 minuti di trattamento ogni 48 ore, il CAP non danneggia le cellule dei tessuti sani, capaci di sopportare lo stress ossidativo indotto da RON e RNS.
Al contrario, si è visto che il CAP stimola tre fattori ritenuti importanti per la guarigione di una ferita:
- Stimolazione dei fattori di crescita dei tessuti e del metabolismo cellulare.
- Stimolazione di produzione di Specie Reattive endogene dei tessuti.
- Stimolazione di produzione di nuovi vasi nei tessuti danneggiati (angiogenesi).
Volendo sintetizzare possiamo così definire gli effetti del CAP nel trattamento di una ferita:
- Inattivazione di microorganismi, anche antibiotico resistenti ed in forme di biofilm, quest'ultimo rappresenta quasi il 90% dei casi di contaminazione di una ferita o di un catetere.
- Stimolazione dei fattori di guarigione e di crescita di tessuti di granulazione.
- Stimolazione della generazione di specie reattive endogene.
- Stimolazione della angiogenesi.
Tutte queste caratteristiche rendono il CAP un trattamento selettivo, indolore ed altamente efficace per accelerare la guarigione di una ferita.
Il CAP non consente la formazione di colonie batteriche resistenti al trattamento.
Come agisce il plasma freddo sui funghi?
Il meccanismo di inattivazione dei funghi è diverso in quanto le cellule del fungo sono eucarioti ed hanno il DNA protetto all'interno del nucleo. Il trattamento con CAP deforma le spore dei funghi, il che porta alla rottura, all'appiattimento e al restringimento delle stesse. Allo stesso modo, il DNA all'interno delle spore può essere distrutto.
Le specie reattive dell'ossigeno (ROS) innescano varie reazioni nei funghi. A seconda della dose, questi possono portare all'ossidazione delle membrane intracellulari e delle proteine fino a cambiamenti strutturali all'interno delle cellule e nell'ulteriore corso all'apoptosi (morte cellulare programmata).
Essendo un meccanismo di inattivazione fisico, il CAP risulta essere efficace anche su batteri e virus indipendentemente dal loro grado di resistenza ad antibiotici e antisettici, così come è in grado di inattivare forme sporigene e soprattutto i biofilm, quest'ultimi considerati una delle maggiori cause di infezioni ospedaliere.
