Charakterizace a aplikace mikrovlnného plazmatu pro hojení ran
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Předmětem této diplomové práce je zkoumání vlivu mikrovlnného výboje na hojení kožních defektů. V této práci byl použit mikrovlnný výboj buzený povrchovou vlnou v argonu a pochodňový výboj s přímým prouděním argonu za specifických podmínek. Teoretická část je zaměřena na základní informace o plazmatu a procesech v něm probíhajících. Plazma generuje řadu aktivních částic, jako jsou hydroxylové radikály, radikály oxidů dusíku, excitovaných molekul dusíku, atomárního dusíku, argonu a kyslíku. Všechny tyto částice společně s fotony generovanými plazmatem jsou využitelné v biomedicínských aplikacích, jejich přehled je v teoretické části také uveden. Experimentální část je zaměřena na porovnání vlivu léčení pochodňovým výbojem a výbojem buzený povrchovou vlnou. Oba systémy byly využity pro ošetření uměle vytvořených kožních ran na modelových laboratorních myších, přičemž průběh hojení ran byl sledován po dobu tří týdnů od aplikace plazmatu na ránu. V obou případech bylo prokázáno zrychlení hojení, přičemž aplikace pochodňového výboje byla efektivnější. Dále proběhlo stanovení přítomnosti aktivních částic pomocí optické emisní spektroskopie. Na tomto základě pak byly určeny i vybrané parametry samotného plazmatu – teplota elektronů, rotační a vibrační teplota. Pro určení role různých aktivních částic v procesu hojení byly provedeny experimenty s působením obou plazmových systémů na indigem obarvenou modelovou kůži. Výsledky ukázaly, že v procesu hojení ran je důležitá přímá interakce plazmatu s ránou, záření emitované plazmatem samo o sobě nevyvolává žádné zásadní efekty. Nakonec byl pochodňový výboj sledován za vybraných podmínek i pomocí ultrarychlé kamery.
The aim of the Master thesis is the investigation of the influence of microwave discharge for skin wound healing. Microwave discharge used for this work was argon microwave plasma generated by the surface wave and direct vortex torch. The theoretical part is focused on basic information about plasma and processes that occur in plasma discharge under specific conditions. Plasma generates various active particles such as hydroxyl radicals, nitric oxide radicals, excited nitrogen molecules, atomic nitrogen, argon and oxygen. All of these particles together with plasma generated photons are usable in biomedical applications and summary of them is shown in the theoretical part. The experimental part is focused on the comparison of torch discharge and microwave plasma generated surface wave in skin wound healing. The model wounds on laboratory mousses were treated by plasma and wound healing was examined during 3 weeks after the plasma treatment. Both plasma systems showed healing acceleration. Application of torch discharge was proved to be the most effective method in the healing of skin defects. Additionally, determination of active particles was taken by optical emission spectroscopy. Based on these measurements, plasma parameters were determined: electron temparutare, rotational and vibrational temperatures. To determine role of different plasma active species, the treatment of indigo coloured artificial skin model was treated under various conditions by both plasma systems. Results show that the direct interaction between plasma particles is the main effect, role of radiation, only, is more or less negligible. Finally, the plasma vortex system was visualized using fast camera at selected powers and gas flows.
The aim of the Master thesis is the investigation of the influence of microwave discharge for skin wound healing. Microwave discharge used for this work was argon microwave plasma generated by the surface wave and direct vortex torch. The theoretical part is focused on basic information about plasma and processes that occur in plasma discharge under specific conditions. Plasma generates various active particles such as hydroxyl radicals, nitric oxide radicals, excited nitrogen molecules, atomic nitrogen, argon and oxygen. All of these particles together with plasma generated photons are usable in biomedical applications and summary of them is shown in the theoretical part. The experimental part is focused on the comparison of torch discharge and microwave plasma generated surface wave in skin wound healing. The model wounds on laboratory mousses were treated by plasma and wound healing was examined during 3 weeks after the plasma treatment. Both plasma systems showed healing acceleration. Application of torch discharge was proved to be the most effective method in the healing of skin defects. Additionally, determination of active particles was taken by optical emission spectroscopy. Based on these measurements, plasma parameters were determined: electron temparutare, rotational and vibrational temperatures. To determine role of different plasma active species, the treatment of indigo coloured artificial skin model was treated under various conditions by both plasma systems. Results show that the direct interaction between plasma particles is the main effect, role of radiation, only, is more or less negligible. Finally, the plasma vortex system was visualized using fast camera at selected powers and gas flows.
Description
Keywords
Mikrovlnný výboj, plazma za atmosférického tlaku, studené plazma, diagnostika plazmatu, rozdělení aktivních částic, biomedicínské aplikace plazmatu, hojení ran, Microwave discharge, atmospheric pressure plasma torch, low-temperature plasma, plasma diagnostics, active particles distribution, bio-medical plasma applications, wound healing
Citation
SMEJKALOVÁ, K. Charakterizace a aplikace mikrovlnného plazmatu pro hojení ran [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Chemie pro medicínské aplikace
Comittee
prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Zbyněk Zdráhal, Dr. (člen)
Date of acceptance
2020-06-29
Defence
Obhajoba proběhla podle následujícího schématu: prezentace studentky-vyjádření vedoucí/ho-oponentský posudek-reakce na posudek-diskuse s komisí. Studentka přednesla výborný výtah výsledků své diplomové práce, řádně zodpověděla všechny dotazy oponentské i členů komise, pohotově reagovala na připomínky. V diskusi tak studentka prokázala výbornou schopnost orientace v teoretických i praktických základech problematiky diplomové práce. Komise zhodnotila její diplomovou práci celkově jako výbornou.
Diviš: Z jakého souboru byla získána prezentovaná data? Kolik bylo opakování? Jsou diskutované rozdíly statisticky významné?
Byl soubor testovaných myší homogenní z hlediska pohlaví, stáří a jiných proměnných?
Márová: Jak velké skupiny myší byly použity? Proč nejsou prezentovaná agregovaná data?
Jak bylo provedeno stanovení plochy ran?
Jak byly myši znehybněny?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení