Miércoles, 10 Abril 2024 09:16

Toda la verdad sobre las terapias con plasmas fríos

Escrito por The Conversation

Cuando en el contexto de la medicina hablamos de “plasma”, casi inmediatamente pensamos en plasma sanguíneo, y asociamos las terapias de plasma a las relacionadas con el uso de los componentes líquidos de la sangre para tratar enfermedades. Sin embargo, este nombre también designa otro tipo de terapias completamente diferentes, actualmente en desarrollo, basadas en el uso de plasmas fríos a presión atmosférica.

Últimamente se viene observando un auge de pseudoterapias que aseguran utilizar plasmas fríos para regenerar tejidos y pararle los pies al envejecimiento. Por eso hemos consideramos de interés contar la ciencia que hay detrás del uso de estos plasmas en aplicaciones terapéuticas prometedoras pero, desde luego, no milagrosas.

¿Qué es exactamente el plasma?
Un plasma es un gas ionizado que contiene electrones, iones, átomos, moléculas, radicales y fotones. Se genera aplicando suficiente energía (comúnmente eléctrica) a una sustancia (usualmente gaseosa) y es denominado con frecuencia cuarto estado de la materia, junto con sólido, líquido y gas.

Los plasmas existen en la naturaleza, por ejemplo en los rayos y las estrellas. Pero también se pueden crear artificialmente, como ocurre en los faros de xenón, las bujías de los coches o algunos bisturíes.

Tienen numerosas aplicaciones tecnológicas, entre ellas las pantallas de plasma y la fusión nuclear, para generar energía imitando al Sol. Asimismo se utilizan para hacer tratamientos antirreflejantes a los cristales, para fabricar dispositivos microelectrónicos, para recubrir textiles y envases o para tratar el agua y los residuos.

Temperaturas distintas
Hay plasmas muy distintos, con temperaturas de gas que abarcan desde la temperatura ambiente hasta varios miles de grados Celsius. Esta temperatura mide la energía cinética de las partículas pesadas del plasma (iones, átomos, moléculas, radicales) y es la que sentiríamos al tocarlo… si pudiéramos tocarlo.

Por otra parte, los electrones tienen su propia temperatura al ser partículas mucho más ligeras. Y no siempre estas dos temperaturas consiguen igualarse en un plasma.

En los plasmas llamados no térmicos, la temperatura de los electrones (superior a 3000 °C) es mucho mayor que la del gas (a veces, de tan solo unas decenas de grados). Lo interesante de estos plasmas es que, pese a no quemar, sus electrones son muy energéticos e inducen reacciones químicas imposibles de conseguir en reactores químicos ordinarios a bajas temperaturas.

Los plasmas atmosféricos fríos ayudan a curar heridas
Hace unos años se consiguió generar plasmas abiertos al aire con temperaturas de gas inferiores a 40 °C que pueden aplicarse al cuerpo humano. Son los llamados plasmas atmosféricos fríos (CAP) y dieron lugar al nacimiento de la medicina del plasma, que fusiona la física, la química y la ingeniería con la ciencia médica y la biología para mejorar la calidad de vida de los pacientes.

Los dispositivos para generar CAP tienen aplicaciones tan diversas como curación de heridas, tratamiento de cáncer, odontología y dermatología.

El tamaño de estos equipos completos varía desde sistemas más grandes para su uso en clínica, hasta equipos portátiles. El área de tratamiento suele ser relativamente reducida: en los CAP tipo haz es de pocos milímetros cuadrados y en los tipo descarga de barrera dieléctrica es de algunos centímetros cuadrados.

Últimamente el interés por el uso del CAP en medicina se ha disparado debido a dos de sus efectos. Por un lado, su acción antimicrobiana (sobre células procariotas, esto es, bacterias, virus, hongos, y priones), que permite descontaminar tejidos biológicos infectados. Se aplica para el tratamiento de afecciones bacterianas de la piel y para favorecer la curación de heridas infectadas.

Por otro lado, su efecto en células eucariotas y tejidos vivos, incluyendo la estimulación de la regeneración tisular y la curación de heridas, por ejemplo úlceras de pie diabético o cicatrización de úlceras venosas.

También puede tener aplicaciones en cosmética (regeneración de la piel, tratamiento de cicatrices) y en terapias contra el cáncer (melanoma, glioblastoma, colon, etc.).

De momento se han realizado ensayos clínicos en cáncer de cabeza y cuello, así como en tumores sólidos.

También pueden inducir la muerte celular
Lo habitual es crear los CAP ionizando aire o gases nobles (argón y helio), lo que genera una cantidad importante de especies reactivas que contienen oxígeno y nitrógeno (RONS). Gran parte de la acción del CAP puede explicarse a partir del papel que desempeñan estas especies en la denominada biología “redox” que estudia los procesos bioquímicos que implican reducción u oxidación (ganancia o pérdida de electrones, respectivamente) y a los efectos que las RONS tienen en las células. Dichos efectos pueden ser muy distintos, haciendo que las RONS puedan considerarse como una espada de doble filo.

Por una parte, a bajas concentraciones, las RONS actúan como moléculas de señalización en distintas vías celulares, regulando procesos fisiológicos que incluyen la proliferación y diferenciación celular y permiten regenerar heridas. Y a concentraciones elevadas, las RONS pueden tener efectos patofisiológicos, que incluyen la inducción de la muerte celular, de ahí que se investigue con interés su aplicación en terapias contra el cáncer.

En Europa, la Acción COST PlasTHER, con más de 250 miembros, explora las posibilidades del CAP en medicina e investiga sus fundamentos para desarrollar y consolidar las terapias más eficaces en beneficio del paciente. Sin duda, los plasmas fríos a presión atmosférica darán mucho más que hablar.

Este artículo ha sido publicado originalmente en The Conversation por la catedrática de Física Aplicada en la Universidad de Córdoba María C. García Martínez y por Cristina Canal, profesora del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech

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