Dokument: Die Effekte von physikalischem Kaltplasma auf die Wundheilung mit besonderem Fokus auf Stickstoffmonoxid
| Titel: | Die Effekte von physikalischem Kaltplasma auf die Wundheilung mit besonderem Fokus auf Stickstoffmonoxid | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=55875 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20210420-111414-0 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Heuer, Kiara [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Christoph Suschek [Gutachter] Prof. Dr. Csaba Mahotka [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Kaltplasma, Wundheilung, Stickstoffmonoxid, Nitrit, Nitrat | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Chronische Wunden gehören zu den häufigsten Erkrankungen in Deutschland und entstehen durch Störungen der physiologischen Wundheilung, z.B. durch eine verminderte Durchblutung und bakterielle Besiedlung. Der langwierige Heilungsprozess führt nicht nur zu großem Leid bei den Betroffenen, sondern ist auch eine enorme ökonomische Belastung für das Gesundheitssystem. Physikalisches kaltes Plasma ist Gegenstand aktueller Forschung zur Therapie von chronischen Wunden. Es ist ionisiertes Gas, welches bei Raumtemperatur generiert wird und u.a. reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies beinhaltet. Stickstoffmonoxid und seine Derivate (Nitrit und Nitrat) sind wichtige Mediatoren der Wundheilung. Sie fördern die Durchblutung und sind an der Immunabwehr beteiligt. Diese Arbeit untersucht die Wirkung von Kaltplasma generierten Stickstoffderivaten auf menschliche Haut und Fibroblasten. Es wurde ein direktes Kaltplasma benutzt, welches mittels eines DBD-(dielelectric barrier discharge)-Gerätes aus der Umgebungsluft direkt an der zu behandelnden Oberfläche generiert wird. Nach Ausschluss einer DNA-Schädigung mittels des TUNEL Assays, werden in dieser Arbeit die plasmainduzierten Stickstoffderivate (NOD) durch Chemilumineszenz-Detektion quantifiziert und qualifiziert. Es wird nachgewiesen, dass diese in Flüssigkeiten und in menschlicher Haut akkumulieren und stabil sind. So konnte eine signifikante Erhöhung der NOD in Plasmabehandelter Haut nach 10minütiger Plasmabehandlung gemessen werden (Nitrat: 5,70 vs 40,31 µM/mg; Nitrit: 0,72 vs. 49,53 µM/mg). Ergänzend zeigen Franzdiffusionszellen, dass plasmaerzeugte Stickstoffderivate die Epidermis durchdringen können. Auf zellulärer Ebene weisen Fibroblasten nach einer Plasmabehandlung ein bis zu 30%ig langsameres Wachstum auf und differenzierten vermehrt zu wundheilungsrelevanten Myofibroblasten. Zusammenfassend kann gezeigt werden, dass plasmagenerierte Stickstoffspezies und weitere Komponenten in die Haut eindringen, dort akkumulieren und Einfluss auf zelluläre Prozesse, wie das Wachstumsverhalten und die Differenzierung nehmen können. Diese Ergebnisse geben einen Ausblick auf die Wirkungsmöglichkeiten auf menschliche Haut und Zellen und zeigen, dass Kaltplasma und die entstehenden Stickstoffderivate das Potenzial haben, den Wundheilungsprozess zu beeinflussen. Es wird aber auch deutlich, dass vor der klinischen Anwendung weitere Grundlagenforschung notwendig ist, um das Plasma und seine Komponenten vollends zu verstehen und eine sichere und effektive Anwendung zu gewährleisten.The chronic wound is one of the most common diseases in Germany and is a result of impaired wound healing e.g. by reduced perfusion and bacterial colonisation. The tedious healing process brings not only great suffering to the concerned patients but is also a great economic burden for the health care sector. Physical cold plasma can be generated at room temperature and is subject of current studies of the therapy of chronic wounds. It is ionised gas and contains among other components reactive oxygen and nitrogen species. The sterilizing effect of the so called cold atmospheric plasma is led back to these species. Nitric oxide and its derivatives are important mediators of the wound healing process. The objectives of this work are to obtain an improved understanding of the impact of cold plasma generated nitric oxide and its derivatives (nitrite and nitrate) on humane fibroblasts and skin. The plasma source was a dielelectric-barrier-discharge device (DBD), which generates cold atmospheric plasma using ambient air directly on the treated surface. After excluding potential DNA-damage by using this plasma source through the TUNEL Assay, derivatives of nitric oxide are quantified and qualified by chemiluminescent detection and proven that the species are accumulating and stable after treatment in liquids and in human skin. It is shown that there is a significant increase of NODs in human skin after a 10minute treatment with cold atmospheric plasma (nitrate: 5,70 µM/mg vs. 40,31 µM/mg, nitrite: 72 vs. 49,53 µM/mg). Furthermore it is demonstrated that the reactive nitrogen species can penetrate the epidermis by using Franz diffusion cells. At the cellular level human fibroblasts show a diminished growth of 30 percent and a differentiation into myofibroblasts, a relevant cell line in wound healing. In summary, it can therefor be concluded, that plasma generated nitric oxide derivatives penetrate into humane skin and can influence cellular processes. Cold atmospheric plasma leads to direct cellular reactions in changing the growth habit and provokes a cell differentiation. These results show the potential effects of the cold plasma on human skin and fibroblasts and give an expectation how it could become a tool in treating chronic wounds. But it demonstrates as well, that there is a lot more basic research needed for a deep understanding of the functional principles and the plasma components before a safe and effective clinical application is possible. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 20.04.2021 | |||||||
| Dateien geändert am: | 20.04.2021 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 01.06.2020 | |||||||
| Datum der Promotion: | 25.03.2021 |
