Dokument: Die Effekte der dielektrischen Barriereentladung (DBD) auf die Vitalität von humanen Fibroblasten

Titel:	Die Effekte der dielektrischen Barriereentladung (DBD) auf die Vitalität von humanen Fibroblasten
Weiterer Titel:	The effects of the Dielectric Barrier Discharge (DBD) on the vitality of human fibroblasts
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=63802
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20231002-100207-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Schöpe, Stephanie Martina [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 9,36 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 02.10.2023 / geändert 02.10.2023
Beitragende:	Prof. Dr. rer. nat. Suschek, Christoph Viktor [Gutachter] PD Dr. Mahotka, Csaba [Gutachter]
Stichwörter:	Dielectric Barrier Discharge, DBD, Fibroblasten, Viabilität, kaltes Atmosphärendruckplasma, CAP, reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies, RONS, Nitrat, Nitrit, Wasserstoffperoxid
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Plasma ist ein energiereiches Gasgemisch, welches auch als der vierte Aggregatzustand bezeichnet wird. Mit der Entwicklung des kalten Atmosphärendruckplasmas (CAP) ist das Interesse an dem energiereichen Gasgemisch insbesondere im medizinischen Bereich deutlich gestiegen, da neue Möglichkeiten im Hinblick auf die Behandlung von menschlichem Gewebe eröffnet werden. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurden die Effekte einer Kaltplasmaquelle, der sogenannten Dielectric Barrier Discharge (DBD), auf humane dermale Fibroblasten (HDF) untersucht. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Effekte der Variation der Behandlungsdauer (30–600 s) und -frequenz (120–600 Hz) auf die Entstehung von reaktiven Sauerstoff- und Stickstoffspezies (RONS) sowie hinsichtlich der Viabilität von humanen dermalen Fibroblasten genauer zu definieren. Die Erhöhung der Behandlungsdauer und -frequenz geht mit einem vermehrten Abfall des pH-Wertes sowie einem stärkeren Anstieg der Plasma-induzierten RONS einher. Die Effekte der RONS sind konzentrationsabhängig. In niedriger Dosis wirkt die Plasmabehandlung auf Fibroblasten wachstumsfördernd, während höhere Dosierungen toxische Effekte haben. Die Toxizität des Plasmas lässt sich jedoch nicht alleine durch die Entstehung von RONS begründen. Die klinische Anwendung von CAP ist insbesondere im Hinblick auf die Behandlung von chronischen Wunden von großem Interesse. Die antibakterielle Wirksamkeit des Plasmas ist bereits nachgewiesen. Weiterhin kann durch diese Arbeit belegt werden, dass eine kurze CAP-Behandlung (30 s) mit einer niedrigen Behandlungsfrequenz (120 Hz) proliferationsfördernd auf HDF wirkt. Diese Effekte können sich positiv auf die Wundheilung auswirken. Auf Grund der Toxizität auf HDF scheint die klinische Anwendung einer Behandlungsfrequenz von 600 Hz mit einer Behandlungsdauer von 10 min nicht empfehlenswert. Es sind weitere Untersuchungen notwendig, um die Toxizität und Art des Zelltodes durch das Plasma genauer zu definieren. Neben den RONS kommen hierfür weitere Faktoren wie beispielsweise elektromagnetische Strahlung oder UV-Licht in Betracht. Weiterhin sollten die Effekte einer sehr kurzen Behandlungsdauer (< 30 s) bei hoher Behandlungsfrequenz untersucht werden. Möglicherweise könnten trotz hoher Behandlungsfrequenz die positiven Eigenschaften des Plasmas, wie die proliferationsfördernden und antibakterielle Effekte, bei geringer Toxizität genutzt werden. Plasma is an energy-rich gas mixture, which is also referred to as the fourth state of matter. With the development of cold atmospheric pressure plasma (CAP), interest in the high-energy gas mixture has increased significantly, especially in the medical field, as new possibilities are opened up with regard to the treatment of human tissue. In this dissertation, the effects of a cold plasma source, the so-called Dielectric Barrier Discharge (DBD), on human dermal fibroblasts (HDF) were investigated. The aim of this work is to define more precisely the effects of varying the treatment duration (30–600 s) and frequency (120–600 Hz) on the development of reactive oxide and nitrogen species (RONS) and on the viability of human dermal fibroblasts. The increase in treatment duration and frequency is accompanied by an enhanced decrease in pH and a higher increase in plasma-induced RONS. The effects of the RONS are concentration dependent. At low doses, plasma treatment has a growth-promoting effect on fibroblasts, whereas higher doses have toxic effects. However, plasma toxicity cannot be explained by the generation of RONS alone. The clinical application of CAP is of major interest, especially with regard to the treatment of chronic wounds. The antibacterial efficacy of the plasma has already been proven. Furthermore, this work demonstrates that a short CAP treatment (30 s) with a low treatment frequency (120 Hz) has a proliferation- promoting effect on HDF. These effects may have a positive impact on wound healing. Due to toxicity to HDF, clinical use of a treatment frequency of 600 Hz with a treatment duration of 10 min seems not to be recommended. Further studies are necessary to define more precisely the toxicity and type of cell death caused by the plasma. In addition to the RONS, other factors such as electromagnetic radiation or UV light should be considered. Furthermore, the effects of a very short treatment duration (< 30 s) at high treatment frequency should be investigated. It is possible that the positive properties of the plasma, such as proliferation-promoting and antibacterial effects, could be used with low toxicity despite the high treatment frequency.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	02.10.2023
Dateien geändert am:	02.10.2023
Promotionsantrag am:	12.03.2023
Datum der Promotion:	21.09.2023