El plasma frío es un gas excitado. La primera curiosidad es que se trata del cuarto estado de la materia. Cuando en el colegio nos enseñaban los estados de la materia, hasta hace poco se decía que había tres: sólido, líquido y gaseoso.
Pero la realidad es que hay un cuarto estado que es el estado de plasma. Se trata de gas que contiene mucha energía y está ionizado. Contiene un gran número de partículas y son estas las que se aprovechan para lo que señalas en tu pregunta, las aplicaciones médicas.
Tradicionalmente, el plasma frío se usaba para tratar superficies. Las pantallas de las teles son de plasma o también los fluorescentes. Pero donde es más habitual el plasma es en la naturaleza.
El Sol, por ejemplo, es un plasma muy, muy caliente. O las auroras boreales que aparecen cuando se ioniza el gas de la atmósfera y sus colores dependen de cuál es el gas que se ioniza, cuando lo hace el nitrógeno vemos color verde, si se ioniza el oxígeno vemos color lila o rosa.
Hasta hace unos quince años era difícil generar el plasma frío en el laboratorio a presión atmosférica porque requería unas condiciones muy específicas, pero entonces se empezaron a diseñar unos dispositivos pequeños, con un cabezal parecido a un bolígrafo, que pueden trabajar en condiciones atmosféricas, es decir a presión y temperatura ambiente. La gracia de esto en contraste, por ejemplo, con el plasma del Sol es que los plasmas que podemos generar con estos dispositivos médicos son fríos. Cuando decimos que son fríos es que están a la temperatura corporal. Y esto permite que los podamos utilizar para tratar tejidos biológicos.
Las áreas médicas en las que se están empezando a usar son para el tratamiento de heridas y para tratar tumores. En estas dos áreas se está investigando con más intensidad porque hay resultados muy prometedores. Y ya existen empresas en todo el mundo que están desarrollando estos dispositivos médicos de plasma frío para estas dos áreas terapéuticas.
El plasma contiene una gran cantidad de especies activas y de hecho uno de los agentes más activos que contiene son las especies reactivas de oxígeno y nitrógeno. Las especies reactivas son moléculas muy pequeñas y muy reactivas (muy capaces de reaccionar en presencia de otras moléculas) porque tienen una capa de electrones. La herramienta con la que jugamos es el estrés oxidativo.
El estrés oxidativo está causado por un desequilibrio entre la producción de especies reactivas de oxígeno y la capacidad de un sistema biológico para reparar el daño que esa producción provoca. Está relacionado con multitud de enfermedades. Y lo que provoca es una reducción de la potencia celular que en ocasiones severas puede llevar a la muerte de las células.
Lo que ocurre con el estrés oxidativo es que si lo damos a dosis bajas con estos dispositivos de plasma frío para el tratamiento de heridas ayuda a estimular la regeneración de tejidos que son sanos. Ayuda a que se regenere el tejido de la herida y a la vez, por ejemplo, en heridas crónicas como las úlceras diabéticas que son muy difíciles de curar, es capaz de atacar a las bacterias que hay en esa herida. Y este doble efecto ayuda a que sea muy eficaz.
En el caso de los tumores, lo que se hace es dar dosis más altas para atacar de forma selectiva a las células cancerígenas. Si comparamos una célula sana con una cancerígena, vemos que estas últimas se reproducen mucho más rápido, por lo que tienen un estado metabólico muy alto y contienen más especies reactivas que las células sanas.
Cuando le damos al tumor una dosis importante de plasma frío que contiene especies reactivas, como las células cancerígenas ya de entrada tienen mayor cantidad de estrés oxidativo propio, les aumentamos sus niveles hasta un límite en el que inducimos la muerte celular. Pero las células sanas alrededor del tumor parten de una cantidad menor de especies reactivas, así que no llegan a ese límite y son capaces de compensar el estrés oxidativo que provocamos, por lo que sobreviven.
En este momento hay muchos equipos en todo el mundo investigando el tratamiento de tumores con plasma frío. Hay varios estudios clínicos en marcha. En Europa hay un estudio clínico liderado por Alemania que está investigando en tumores de cabeza y cuello. Y en Estados Unidos hay otro ensayo clínico para probar un equipo muy potente en varios tipos de tumores sólidos.
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