引用本文： 袁南兵, 杨阎峙, 谭翠霞, 冉兴无. 大气压低温等离子体治疗慢性皮肤溃疡的作用机制. 中国修复重建外科杂志, 2024, 38(10): 1283-1288. doi: 10.7507/1002-1892.202404027 复制
宇宙中99%以上的可见物质都是以等离子体态存在[1]。自然状态下等离子体产生需要高温、高压环境，随着人工生成等离子体技术的进步，其已广泛应用于工业、军事、航天航空以及能源等领域[2-4]。21世纪初，大气压低温等离子体（cold atmospheric plasma，CAP）的出现为等离子体在农业、医学和生物工程领域的应用带来了革命性的变化，“等离子体医学”也应运而生[5-6]。
CAP在大气压下产生，因温度接近或略高于室温，不会对生物组织和细胞造成热伤害，含有的各种粒子具有独特生物学活性，已经广泛用于消毒灭菌[7]和食品改性[8]，临床上已用于恶性肿瘤[9-10]、种植牙感染[11]、特应性皮炎[12]等疾病的治疗。慢性皮肤溃疡治疗难度大、费用高，严重影响患者生活质量，增加社会疾病负担，临床亟需新的有效治疗手段[13]。近年来，CAP在皮肤溃疡治疗中的应用逐渐增多[14-16]，但作用机制尚未完全明确。现回顾相关文献，探讨CAP治疗慢性皮肤溃疡的作用机制、有效性及安全性等，以供创面治疗基础或临床研究者参考。
1 CAP的产生与活性成分
1.1 产生CAP的设备
气体在高电压下部分电离即可形成等离子体。为产生温度在40℃以下、对活体组织及细胞不造成热伤害，以及方便临床使用的CAP，各种不同类型等离子体发生器相继被开发出来。等离子体发生器在产生CAP时需要合适的激发电源、放电形式、放电结构、放电频率、放电电压和工作气体（氦气、氩气、氧气及氮气等） [17]。
等离子体根据来源分为直接等离子体和间接等离子体，研究人员基于此设计了各种等离子体发生器[18]。直接等离子体发生器是将待处理的皮肤或创面作为介质置于高压电极之间，CAP在空隙中产生，临床常用设备是介质阻挡放电（dielectric barrier discharges，DBD）等离子发生器，如PlasmaDerm®、plasma care®等[19]。DBD放电时间10～100 ns、能量密度为1×1014～1×1016/cm3、频率10 kHz～10 MHz [3]。间接等离子体发生器是将电离氦气、氩气等工作气体形成的大气压等离子体射流（atmospheric pressure plasma jet，APPJ）输送到皮肤或溃疡表面进行治疗，其相关医疗产品丰富，主要有kINPen®、MicroPlaSter®等[19]。APPJ可持续放电、能量密度1×109～1×1010/cm3、频率40 kHz～100 MHz[3]。
目前使用的APPJ产品大多为可手持的笔式设备，实际操作非常方便，已逐渐成为科研和临床常用的CAP设备，但治疗较大面积溃疡时耗时很长[18]。DBD的优势是对工作气体要求不高，治疗面积较大，适用于大面积表浅创面[9]；但存在设备体积较大、无法控制治疗面积、治疗时有电流通过皮肤组织存在安全隐患，以及治疗时活性成分浓度较低等不足。为了临床使用更方便，学者们不断研究开发新的设备。Hong等[20]研发了一种等离子体刷，治疗效率较APPJ更高，在床旁操作更方便，目前正在进行临床前研究。
1.2 CAP的活性成分
CAP含有多种活性成分，如电子、正负离子、氧自由基（reactive oxygen species，ROS）、氮自由基（reactive nitrogen species，RNS）以及紫外线等，这些成分与空气中的氧气、氮气、水蒸气相互作用，产生多种物理、化学反应，进而引起生物学效应[21]。
不同的CAP发生器参数各异，使用的工作气体也不同，导致产生的CAP中含有的活性成分（如电子、带电粒子、自由基）有明显差异，造成基于某种疾病生产的治疗设备不能直接用于其他疾病的治疗[22]。即使使用相同设备，通过调节工作电压、气流速度和治疗时间也会改变活性成分的治疗强度，产生不同的生物学效应[21]。因此，如何精确控制CAP中的活性成分含量是产生疗效和减少副作用的关键。在慢性皮肤溃疡感染期、炎症期、增生期和修复期，活性成分对溃疡面发挥着不同的作用，治疗剂量可能需要根据溃疡分期进行相应调整[19]。
2 CAP促进慢性皮肤溃疡愈合的作用机制
经规范治疗超过1个月未痊愈的皮肤溃疡称为“慢性皮肤溃疡” [13]。临床常见的慢性皮肤溃疡类型包括糖尿病性溃疡、压力性溃疡和血管性溃疡，其共同病理机制包括持续存在的感染、耐药生物膜形成、过多的炎症反应以及局部缺血等[23-24]。CAP中含有的活性成分通过不同途径作用于慢性皮肤溃疡，促进溃疡愈合。
2.1 对溃疡表面的灭菌作用
感染是导致皮肤溃疡延迟愈合或经久不愈的主要原因，特别是多重耐药菌（如金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌等）感染[25]。CAP产生的ROS、RNS等活性成分能有效杀灭包括细菌[26-27]、病毒[28]和真菌[29]在内的多种病原微生物，为创面修复创造条件。Nam等[30]研究发现，CAP能同时杀灭溃疡表面的金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA），并且即使隔着医用纱布也有灭菌效果，但效果会随着纱布层数的增加而减弱。Mohd等[31]比较了直接和间接等离子体发生器用于杀灭来源于慢性溃疡的3种MRSA菌株和4种铜绿假单胞菌菌株的效果，发现间接等离子体灭菌作用更快，铜绿假单胞菌对等离子体治疗更敏感。
在难治性慢性皮肤溃疡中，细菌或真菌生物膜的形成是导致治疗失败的重要原因，聚集在生物膜基质内的病原微生物能够抵抗抗生素和机体免疫系统的攻击[32]。Wang等[33]研究发现使用APPJ处理金黄色葡萄球菌生物膜30 min后，生物膜内80%细菌失活。体内和体外研究均发现，CAP能破坏MRSA和铜绿假单胞菌生物膜结构，改变生物膜渗透性，提高抗生素治疗的敏感性，和抗生素联合治疗可能是更好的选择[34-35]。Baz等[36]发现使用CAP处理5 min能有效控制白色念珠菌和铜绿假单胞菌生物膜的形成，但对耳念珠菌和金黄色葡萄球菌生物膜的控制作用较差，说明CAP灭菌作用也存在菌株依耐性。
CAP的灭菌机制还未完全清楚，目前认为主要依靠其含有的ROS、RNS和紫外线等活性成分。治疗中CAP对细菌产生氧化损伤，破坏细菌细胞壁，改变细菌蛋白质、核酸的结构和功能，阻止细菌生物膜形成。CAP杀灭革兰阴性菌的效果优于革兰阳性菌，部分细菌会通过产生抗氧化应激相关蛋白而对CAP产生耐受[32, 35-36]。
此外，CAP的灭菌效果具有时间依赖性，杀灭不同菌株及生物膜的时间不同[31, 33, 37]。在达到灭菌效果的同时，CAP是否对正常皮肤组织造成伤害是活体研究需要关注的主要问题。Li等[38]研究发现使用APPJ设备分别处理金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌3 min后，3种细菌均完全失活。而使用相同剂量处理人体细胞后，90%以上皮肤角质细胞和70%成纤维细胞在24 h后仍存活，说明人体细胞对CAP的耐受性明显好于细菌。临床研究也证实，CAP在有效减少溃疡面细菌负荷的同时不会损伤人体组织[39]，其作用机制有待深入研究。
2.2 对局部炎症的影响
适当的炎症反应是溃疡愈合的基础，但炎症反应剧烈或不足都会影响创面愈合进程。在治疗慢性皮肤溃疡时，CAP通过氧化应激改变免疫细胞行为，下调数种细胞因子表达来抑制炎症反应程度，减轻局部微环境持续的炎症状态，帮助溃疡进入愈合期[40]。
创面炎症过程始于嗜中性粒细胞外渗，接着是细胞滚动、黏附、爬行和传递，这个过程依赖选择素和整合素的相互作用。Kupke等[41]发现通过调节细胞表面选择素和整合素的表达，CAP处理溃疡创面2 min就能降低嗜中性粒细胞的迁移能力，处理5 min能抑制嗜中性粒细胞诱导的炎症反应，但不诱导细胞凋亡。
正常皮肤的保护层维持着弱酸性环境，慢性皮肤溃疡表面由于持续存在的炎症而呈碱性。CAP治疗时，RNS、ROS在溃疡表面会生成硝酸盐和亚硝酸盐，导致局部pH值下降[37]，弱酸性环境除了有灭菌作用外，还能阻断炎症过程[42]。
2.3 促进组织再生和溃疡愈合
清除感染、控制炎症是溃疡愈合的基础，除此之外，慢性皮肤溃疡的病理生理机制还包括组织缺血和细胞修复机制的破坏等[43]，其中涉及复杂的细胞和分子机制。CAP可在不同层面对溃疡愈合过程进行调节。
CAP通过诱导与创面愈合相关的关键基因表达，增加角质形成细胞中神经营养因子、表皮生长因子、VEGF、内皮素1、FGF-2及IL-8等的表达，调节成纤维细胞中血管生成素、内皮抑素、基质金属蛋白酶9、基质金属蛋白酶抑制剂1以及VEGF的表达，调节细胞抗氧化酶的效应，改变细胞周期，促进新生血管形成，促进角质形成细胞、成纤维细胞、内皮细胞的增殖和转化[44-46]。
CAP还可以通过改变信号分子的磷酸化来调节黏附分子、连接蛋白和整合素的表达，促进成纤维细胞、上皮细胞、角质细胞的迁移和转化，增加组织灌注、基质重建，诱导真皮再生[47]。
另外，表皮细胞和真皮成纤维细胞的相互交流在皮肤修复中也起着重要作用，Hippo信号通路及其下游效应物是细胞间相互交流的重要途径[48]。CAP处理后上皮细胞和成纤维细胞中Hippo转录因子上调，Hippo信号通路下游的结缔组织生长因子和富含半胱氨酸的血管生成蛋白表达增加，共同促进角质形成细胞的形成 [45, 49]。CAP的主要作用机制见图1。
图1
CAP治疗慢性皮肤溃疡的主要作用机制
Figure1.
The mechanism of CAP in the treatment of chronic skin ulcer
3 CAP治疗慢性皮肤溃疡的动物实验
动物实验主要探索CAP促进溃疡愈合的机制以及合适的治疗方式、剂量，明确CAP治疗的有效性和安全性。
3.1 CAP的治疗效果
早期研究发现，无论是急性还是慢性皮肤溃疡，CAP都能促进创面收缩和上皮形成，加快创面愈合[50]。在用于慢性皮肤溃疡模型时，CAP通过各种途径发挥抗感染、减轻炎症、促进增生的作用，有效促进溃疡愈合。治疗中很少出现副作用，即使因治疗时间过长出现的副作用也比较轻微[51-55]。
糖尿病性溃疡是慢性皮肤溃疡中发病率最高的一种类型，治疗难度最大。CAP用于治疗糖尿病性溃疡能调节局部细胞多种基因的表达，改善炎症反应，增加血管形成，促进溃疡愈合，具有良好的临床应用前景[52-54]。
尽管各项研究使用的CAP设备各不相同，治疗时间和频率也有差异，但并没有明显影响治疗效果，如果能找到合适的治疗时间和频率，就能在保证治疗效果前提下，将副作用降至最低。近年CAP治疗慢性皮肤溃疡的动物实验见表1。
表1
CAP治疗慢性皮肤溃疡的动物实验
Table1.
Animal experiments of CAP in treating chronic skin ulcer
3.2 CAP治疗慢性皮肤溃疡的优势和不足
CAP治疗慢性皮肤溃疡的最大优势是广谱抗微生物效应。不同种类的细菌和真菌，无论是否耐药，CAP都能有效进行杀灭，阻止生物膜形成，反复使用不容易产生耐药性。在灭菌剂量下，CAP的活性成分对皮肤和组织不造成明显伤害，具有良好的安全性[50-54]。远期安全性方面，Rutkowski等[56]对使用CAP治疗皮肤损伤患者随访5年结果显示，CAP治疗区皮肤未见恶性肿瘤、炎症反应或细胞结构的病理性改变。
CAP另一个优势是在慢性皮肤溃疡愈合不同阶段均能发挥作用，早期抗感染、抗炎，后期改善组织灌注、促进组织修复，治疗适应证更广泛。此外，与临床使用敷料相比，CAP治疗不产生医疗垃圾，对环境更加友好。
CAP治疗慢性皮肤溃疡面对的主要问题是没有规范的治疗标准。不同研究所用的设备参差不齐，如何选择设备和治疗参数、治疗剂量、治疗频率还需要更多研究[57]。虽然常规治疗对正常皮肤和组织损伤较少，但损伤仍然存在，过量使用有可能会适得其反。
在慢性皮肤溃疡愈合的不同阶段，CAP的治疗剂量和频率需要根据溃疡状态进行调整，才能达到最佳治疗效果[19]，使用时需要有经验的医师对溃疡进行动态评估。
4 总结及展望
CAP作为一种新的慢性皮肤溃疡治疗方式有其独特的作用机制，APPJ和DBD是两种主要治疗设备，产生的CAP含有带电粒子、ROS、RNS、紫外线等活性成分，在治疗时通过杀灭多种病原微生物及耐药菌，破坏细菌和真菌生物膜，减轻创面感染；调节创面局部微环境的炎症反应和酸碱度，为组织修复创造条件；通过调节创面细胞基因表达和信号分子促进血管生成，改善微循环，促进肉芽组织增生和上皮形成。目前，动物实验已证明CAP治疗各种慢性皮肤溃疡，特别是糖尿病性溃疡，的有效性和安全性。临床已开展病例观察[14-15]和小规模随机对照研究[16, 58]，显示了其未来发展的潜力。在保证安全的基础上，研究人员需要继续探索CAP治疗慢性皮肤溃疡的最佳条件和治疗剂量，制订CAP应用共识和指南，规范临床行为，以达到更好、更稳定的疗效。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突；经费支持没有影响文章观点
作者贡献声明 袁南兵：综述构思、文献收集、文章撰写；杨阎峙、谭翠霞：文章修改、分析总结；冉兴无：对文章的知识性内容作批评性审阅，提出重要参考思路
宇宙中99%以上的可见物质都是以等离子体态存在[1]。自然状态下等离子体产生需要高温、高压环境，随着人工生成等离子体技术的进步，其已广泛应用于工业、军事、航天航空以及能源等领域[2-4]。21世纪初，大气压低温等离子体（cold atmospheric plasma，CAP）的出现为等离子体在农业、医学和生物工程领域的应用带来了革命性的变化，“等离子体医学”也应运而生[5-6]。
CAP在大气压下产生，因温度接近或略高于室温，不会对生物组织和细胞造成热伤害，含有的各种粒子具有独特生物学活性，已经广泛用于消毒灭菌[7]和食品改性[8]，临床上已用于恶性肿瘤[9-10]、种植牙感染[11]、特应性皮炎[12]等疾病的治疗。慢性皮肤溃疡治疗难度大、费用高，严重影响患者生活质量，增加社会疾病负担，临床亟需新的有效治疗手段[13]。近年来，CAP在皮肤溃疡治疗中的应用逐渐增多[14-16]，但作用机制尚未完全明确。现回顾相关文献，探讨CAP治疗慢性皮肤溃疡的作用机制、有效性及安全性等，以供创面治疗基础或临床研究者参考。
1 CAP的产生与活性成分
1.1 产生CAP的设备
气体在高电压下部分电离即可形成等离子体。为产生温度在40℃以下、对活体组织及细胞不造成热伤害，以及方便临床使用的CAP，各种不同类型等离子体发生器相继被开发出来。等离子体发生器在产生CAP时需要合适的激发电源、放电形式、放电结构、放电频率、放电电压和工作气体（氦气、氩气、氧气及氮气等） [17]。
等离子体根据来源分为直接等离子体和间接等离子体，研究人员基于此设计了各种等离子体发生器[18]。直接等离子体发生器是将待处理的皮肤或创面作为介质置于高压电极之间，CAP在空隙中产生，临床常用设备是介质阻挡放电（dielectric barrier discharges，DBD）等离子发生器，如PlasmaDerm®、plasma care®等[19]。DBD放电时间10～100 ns、能量密度为1×1014～1×1016/cm3、频率10 kHz～10 MHz [3]。间接等离子体发生器是将电离氦气、氩气等工作气体形成的大气压等离子体射流（atmospheric pressure plasma jet，APPJ）输送到皮肤或溃疡表面进行治疗，其相关医疗产品丰富，主要有kINPen®、MicroPlaSter®等[19]。APPJ可持续放电、能量密度1×109～1×1010/cm3、频率40 kHz～100 MHz[3]。
目前使用的APPJ产品大多为可手持的笔式设备，实际操作非常方便，已逐渐成为科研和临床常用的CAP设备，但治疗较大面积溃疡时耗时很长[18]。DBD的优势是对工作气体要求不高，治疗面积较大，适用于大面积表浅创面[9]；但存在设备体积较大、无法控制治疗面积、治疗时有电流通过皮肤组织存在安全隐患，以及治疗时活性成分浓度较低等不足。为了临床使用更方便，学者们不断研究开发新的设备。Hong等[20]研发了一种等离子体刷，治疗效率较APPJ更高，在床旁操作更方便，目前正在进行临床前研究。
1.2 CAP的活性成分
CAP含有多种活性成分，如电子、正负离子、氧自由基（reactive oxygen species，ROS）、氮自由基（reactive nitrogen species，RNS）以及紫外线等，这些成分与空气中的氧气、氮气、水蒸气相互作用，产生多种物理、化学反应，进而引起生物学效应[21]。
不同的CAP发生器参数各异，使用的工作气体也不同，导致产生的CAP中含有的活性成分（如电子、带电粒子、自由基）有明显差异，造成基于某种疾病生产的治疗设备不能直接用于其他疾病的治疗[22]。即使使用相同设备，通过调节工作电压、气流速度和治疗时间也会改变活性成分的治疗强度，产生不同的生物学效应[21]。因此，如何精确控制CAP中的活性成分含量是产生疗效和减少副作用的关键。在慢性皮肤溃疡感染期、炎症期、增生期和修复期，活性成分对溃疡面发挥着不同的作用，治疗剂量可能需要根据溃疡分期进行相应调整[19]。
2 CAP促进慢性皮肤溃疡愈合的作用机制
经规范治疗超过1个月未痊愈的皮肤溃疡称为“慢性皮肤溃疡” [13]。临床常见的慢性皮肤溃疡类型包括糖尿病性溃疡、压力性溃疡和血管性溃疡，其共同病理机制包括持续存在的感染、耐药生物膜形成、过多的炎症反应以及局部缺血等[23-24]。CAP中含有的活性成分通过不同途径作用于慢性皮肤溃疡，促进溃疡愈合。
2.1 对溃疡表面的灭菌作用
感染是导致皮肤溃疡延迟愈合或经久不愈的主要原因，特别是多重耐药菌（如金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌等）感染[25]。CAP产生的ROS、RNS等活性成分能有效杀灭包括细菌[26-27]、病毒[28]和真菌[29]在内的多种病原微生物，为创面修复创造条件。Nam等[30]研究发现，CAP能同时杀灭溃疡表面的金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA），并且即使隔着医用纱布也有灭菌效果，但效果会随着纱布层数的增加而减弱。Mohd等[31]比较了直接和间接等离子体发生器用于杀灭来源于慢性溃疡的3种MRSA菌株和4种铜绿假单胞菌菌株的效果，发现间接等离子体灭菌作用更快，铜绿假单胞菌对等离子体治疗更敏感。
在难治性慢性皮肤溃疡中，细菌或真菌生物膜的形成是导致治疗失败的重要原因，聚集在生物膜基质内的病原微生物能够抵抗抗生素和机体免疫系统的攻击[32]。Wang等[33]研究发现使用APPJ处理金黄色葡萄球菌生物膜30 min后，生物膜内80%细菌失活。体内和体外研究均发现，CAP能破坏MRSA和铜绿假单胞菌生物膜结构，改变生物膜渗透性，提高抗生素治疗的敏感性，和抗生素联合治疗可能是更好的选择[34-35]。Baz等[36]发现使用CAP处理5 min能有效控制白色念珠菌和铜绿假单胞菌生物膜的形成，但对耳念珠菌和金黄色葡萄球菌生物膜的控制作用较差，说明CAP灭菌作用也存在菌株依耐性。
CAP的灭菌机制还未完全清楚，目前认为主要依靠其含有的ROS、RNS和紫外线等活性成分。治疗中CAP对细菌产生氧化损伤，破坏细菌细胞壁，改变细菌蛋白质、核酸的结构和功能，阻止细菌生物膜形成。CAP杀灭革兰阴性菌的效果优于革兰阳性菌，部分细菌会通过产生抗氧化应激相关蛋白而对CAP产生耐受[32, 35-36]。
此外，CAP的灭菌效果具有时间依赖性，杀灭不同菌株及生物膜的时间不同[31, 33, 37]。在达到灭菌效果的同时，CAP是否对正常皮肤组织造成伤害是活体研究需要关注的主要问题。Li等[38]研究发现使用APPJ设备分别处理金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌3 min后，3种细菌均完全失活。而使用相同剂量处理人体细胞后，90%以上皮肤角质细胞和70%成纤维细胞在24 h后仍存活，说明人体细胞对CAP的耐受性明显好于细菌。临床研究也证实，CAP在有效减少溃疡面细菌负荷的同时不会损伤人体组织[39]，其作用机制有待深入研究。
2.2 对局部炎症的影响
适当的炎症反应是溃疡愈合的基础，但炎症反应剧烈或不足都会影响创面愈合进程。在治疗慢性皮肤溃疡时，CAP通过氧化应激改变免疫细胞行为，下调数种细胞因子表达来抑制炎症反应程度，减轻局部微环境持续的炎症状态，帮助溃疡进入愈合期[40]。
创面炎症过程始于嗜中性粒细胞外渗，接着是细胞滚动、黏附、爬行和传递，这个过程依赖选择素和整合素的相互作用。Kupke等[41]发现通过调节细胞表面选择素和整合素的表达，CAP处理溃疡创面2 min就能降低嗜中性粒细胞的迁移能力，处理5 min能抑制嗜中性粒细胞诱导的炎症反应，但不诱导细胞凋亡。
正常皮肤的保护层维持着弱酸性环境，慢性皮肤溃疡表面由于持续存在的炎症而呈碱性。CAP治疗时，RNS、ROS在溃疡表面会生成硝酸盐和亚硝酸盐，导致局部pH值下降[37]，弱酸性环境除了有灭菌作用外，还能阻断炎症过程[42]。
2.3 促进组织再生和溃疡愈合
清除感染、控制炎症是溃疡愈合的基础，除此之外，慢性皮肤溃疡的病理生理机制还包括组织缺血和细胞修复机制的破坏等[43]，其中涉及复杂的细胞和分子机制。CAP可在不同层面对溃疡愈合过程进行调节。
CAP通过诱导与创面愈合相关的关键基因表达，增加角质形成细胞中神经营养因子、表皮生长因子、VEGF、内皮素1、FGF-2及IL-8等的表达，调节成纤维细胞中血管生成素、内皮抑素、基质金属蛋白酶9、基质金属蛋白酶抑制剂1以及VEGF的表达，调节细胞抗氧化酶的效应，改变细胞周期，促进新生血管形成，促进角质形成细胞、成纤维细胞、内皮细胞的增殖和转化[44-46]。
CAP还可以通过改变信号分子的磷酸化来调节黏附分子、连接蛋白和整合素的表达，促进成纤维细胞、上皮细胞、角质细胞的迁移和转化，增加组织灌注、基质重建，诱导真皮再生[47]。
另外，表皮细胞和真皮成纤维细胞的相互交流在皮肤修复中也起着重要作用，Hippo信号通路及其下游效应物是细胞间相互交流的重要途径[48]。CAP处理后上皮细胞和成纤维细胞中Hippo转录因子上调，Hippo信号通路下游的结缔组织生长因子和富含半胱氨酸的血管生成蛋白表达增加，共同促进角质形成细胞的形成 [45, 49]。CAP的主要作用机制见图1。
图1
CAP治疗慢性皮肤溃疡的主要作用机制
Figure1.
The mechanism of CAP in the treatment of chronic skin ulcer
3 CAP治疗慢性皮肤溃疡的动物实验
动物实验主要探索CAP促进溃疡愈合的机制以及合适的治疗方式、剂量，明确CAP治疗的有效性和安全性。
3.1 CAP的治疗效果
早期研究发现，无论是急性还是慢性皮肤溃疡，CAP都能促进创面收缩和上皮形成，加快创面愈合[50]。在用于慢性皮肤溃疡模型时，CAP通过各种途径发挥抗感染、减轻炎症、促进增生的作用，有效促进溃疡愈合。治疗中很少出现副作用，即使因治疗时间过长出现的副作用也比较轻微[51-55]。
糖尿病性溃疡是慢性皮肤溃疡中发病率最高的一种类型，治疗难度最大。CAP用于治疗糖尿病性溃疡能调节局部细胞多种基因的表达，改善炎症反应，增加血管形成，促进溃疡愈合，具有良好的临床应用前景[52-54]。
尽管各项研究使用的CAP设备各不相同，治疗时间和频率也有差异，但并没有明显影响治疗效果，如果能找到合适的治疗时间和频率，就能在保证治疗效果前提下，将副作用降至最低。近年CAP治疗慢性皮肤溃疡的动物实验见表1。
表1
CAP治疗慢性皮肤溃疡的动物实验
Table1.
Animal experiments of CAP in treating chronic skin ulcer
3.2 CAP治疗慢性皮肤溃疡的优势和不足
CAP治疗慢性皮肤溃疡的最大优势是广谱抗微生物效应。不同种类的细菌和真菌，无论是否耐药，CAP都能有效进行杀灭，阻止生物膜形成，反复使用不容易产生耐药性。在灭菌剂量下，CAP的活性成分对皮肤和组织不造成明显伤害，具有良好的安全性[50-54]。远期安全性方面，Rutkowski等[56]对使用CAP治疗皮肤损伤患者随访5年结果显示，CAP治疗区皮肤未见恶性肿瘤、炎症反应或细胞结构的病理性改变。
CAP另一个优势是在慢性皮肤溃疡愈合不同阶段均能发挥作用，早期抗感染、抗炎，后期改善组织灌注、促进组织修复，治疗适应证更广泛。此外，与临床使用敷料相比，CAP治疗不产生医疗垃圾，对环境更加友好。
CAP治疗慢性皮肤溃疡面对的主要问题是没有规范的治疗标准。不同研究所用的设备参差不齐，如何选择设备和治疗参数、治疗剂量、治疗频率还需要更多研究[57]。虽然常规治疗对正常皮肤和组织损伤较少，但损伤仍然存在，过量使用有可能会适得其反。
在慢性皮肤溃疡愈合的不同阶段，CAP的治疗剂量和频率需要根据溃疡状态进行调整，才能达到最佳治疗效果[19]，使用时需要有经验的医师对溃疡进行动态评估。
4 总结及展望
CAP作为一种新的慢性皮肤溃疡治疗方式有其独特的作用机制，APPJ和DBD是两种主要治疗设备，产生的CAP含有带电粒子、ROS、RNS、紫外线等活性成分，在治疗时通过杀灭多种病原微生物及耐药菌，破坏细菌和真菌生物膜，减轻创面感染；调节创面局部微环境的炎症反应和酸碱度，为组织修复创造条件；通过调节创面细胞基因表达和信号分子促进血管生成，改善微循环，促进肉芽组织增生和上皮形成。目前，动物实验已证明CAP治疗各种慢性皮肤溃疡，特别是糖尿病性溃疡，的有效性和安全性。临床已开展病例观察[14-15]和小规模随机对照研究[16, 58]，显示了其未来发展的潜力。在保证安全的基础上，研究人员需要继续探索CAP治疗慢性皮肤溃疡的最佳条件和治疗剂量，制订CAP应用共识和指南，规范临床行为，以达到更好、更稳定的疗效。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突；经费支持没有影响文章观点
作者贡献声明 袁南兵：综述构思、文献收集、文章撰写；杨阎峙、谭翠霞：文章修改、分析总结；冉兴无：对文章的知识性内容作批评性审阅，提出重要参考思路
