La investigación cuantitativa del plasma de chispa en los parámetros de la piel con elasticidad, grosor, densidad y características biométricas de la piel.

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 7738 (2023) Citar este artículo

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El plasma atmosférico frío se ha desarrollado y utilizado como una técnica novedosa para el rejuvenecimiento de la piel debido a sus diversos efectos sobre las células y los seres vivos. Este estudio investigó la exactitud de esta afirmación y los posibles efectos secundarios del uso de plasma de chispa para rejuvenecer la piel. El presente trabajo es la primera investigación cuantitativa utilizando modelos animales. Para esta investigación se dividieron 12 ratas Wistar en dos grupos. Para comparar el proceso natural de la piel con la piel tratada, el primer grupo se sometió a una única sesión de terapia con plasma, mientras que el segundo grupo sirvió como grupo de control. La nuca de las muestras se afeitó 20 cm. Antes de comenzar el tratamiento, se utilizó el probador cutáneo multifuncional MPA9 para determinar el índice de melanina, el índice de eritema y la pérdida de agua transepidérmica (TEWL). El espesor y la densidad de la piel se evaluaron mediante ecografía y su índice de elasticidad se calculó mediante un cutómetro. Las muestras fueron expuestas a radiación de plasma en el área designada (en un patrón triangular). Los signos antes mencionados se examinaron inmediatamente después del siguiente tratamiento y en la cita semanal entre 2 y 4 semanas después. También se utilizó espectroscopía óptica para demostrar la presencia de especies activas. En este estudio, descubrimos que una sesión de terapia con chispas de plasma aumenta significativamente la elasticidad de la piel y los resultados de la ecografía revelaron un aumento significativo del grosor y la densidad de la piel. El plasma aumentó la cantidad de evaporación de la superficie de la piel, eritema y melanina inmediatamente después del tratamiento. Sin embargo, 4 semanas más tarde, recuperó su estado anterior y no difería significativamente de antes de la terapia.

Personas de todos los ámbitos de la vida quieren llevar un estilo de vida saludable y parecer más jóvenes en el siglo XXI a medida que la población mundial envejece1. El envejecimiento es un proceso natural que afecta a todos los sistemas del cuerpo2. El envejecimiento de la piel está influenciado por factores internos como la edad cronológica y factores externos como el tabaquismo y la exposición prolongada a los rayos UV. Varias características, incluidas la firmeza, la elasticidad y la pérdida de humedad de la piel, están relacionadas con el envejecimiento de la piel. La pérdida de elasticidad es el primer signo del envejecimiento de la piel, por lo que mantener la elasticidad debe ser el primer paso en el tratamiento del envejecimiento cutáneo3,4.

La variedad de opciones modernas para el cuidado de la piel incluye tratamientos tanto físicos como químicos. Si bien los esteticistas autorizados suelen ofrecer tratamientos de exfoliación de la piel, las cremas, sueros y aceites se utilizan comúnmente como tratamientos cosméticos en el hogar. Aunque algunos equipos se pueden comprar para uso personal, los salones de belleza aún ofrecen terapias físicas 1. Las luces LED y los láseres, por ejemplo, se utilizan con frecuencia para el rejuvenecimiento. Al destruir físicamente las capas externas de la piel (regeneración), estas fuentes de luz estimulan la renovación de la piel activando el metabolismo celular de la piel 5,6.

Aunque los láseres ablativos se han utilizado con éxito en la última década para reducir muchos síntomas de la piel dañada, el eritema, la picazón y las espinillas similares al acné son efectos secundarios transitorios del láser. Los láseres no ablativos, por otro lado, tienen pocos efectos secundarios pero son menos efectivos en entornos clínicos5,6.

Se debe elegir un tratamiento óptimo en función de los objetivos del paciente y del análisis preoperatorio (normalización de las alteraciones tisulares y pigmentarias, aumento del colágeno de la piel y volumen de tejido blando atrófico) para maximizar la eficacia clínica en un corto período de recuperación y minimizar los efectos secundarios significativos9,10. Por otro lado, la necesidad de superar las limitaciones y dificultades que plantean los láseres ha llevado a la búsqueda de métodos y herramientas alternativos que puedan emplear mecanismos distintos a la tecnología láser. Un enfoque propuesto para lograr este objetivo es la regeneración cutánea con plasma (PSR), que utiliza plasma para transferir energía. Hadian et al.10. El plasma frío es tan eficaz y seguro como el tratamiento con láser Nd:YAG de pulsación larga pero con menos molestias y sequedad. Potter y otros. 8. Se encontró que seis meses después del tratamiento con plasma, las líneas finas y las arrugas se redujeron en un 24%. El "cuarto estado de la materia", el plasma, se produce al ionizar gases atmosféricos neutros 7. El gas atmosférico entre el electrodo del dispositivo médico y la piel se ioniza para producir energía plasmática. Este gas ionizado contiene iones, electrones, especies activas de oxígeno (OH, H2O2,…), especies activas de nitrógeno (NO, NO2,…), un campo eléctrico, calor y otros elementos8,9.

El plasma frío tiene un enorme potencial en el campo médico10,11. El uso del plasma frío a presión atmosférica (CAP) en cirugía y tratamiento del cáncer es sólo un ejemplo de sus múltiples usos médicos8,10,11,12. Además, funciona bien para el cuidado de la piel12,13, la esterilización11 y la odontología7,14. La entrada actual de CAP en la industria cosmética plantea un nuevo desafío. Los CAP pueden ser una alternativa prometedora en el tratamiento no invasivo de la piel debido a su capacidad única para producir una composición química y propiedades físicas complejas1.

En numerosos estudios se ha demostrado que el uso de plasma atmosférico frío (CAP) mejora la oxigenación del tejido subyacente1,9. El aumento de temperatura (entre 30 y 40 °C) y el NO producido directa o indirectamente por la PAC pueden ser los culpables de esto9.

Esta técnica se puede utilizar en diversas condiciones energéticas para lograr múltiples efectos, que van desde efectos epidérmicos superficiales comparables a la microdermoabrasión hasta un calentamiento más profundo de la piel similar al dióxido de carbono15.

Los dispositivos médicos Spark generan energía de plasma ionizando el gas atmosférico entre el dispositivo y la piel. La chispa de plasma resultante sublima las capas superficiales, transfiere instantáneamente la energía térmica almacenada a la superficie de la piel y la calienta uniformemente 26,27. La energía de radiofrecuencia plasmática (P-RF) genera chispas de microplasma en el aire entre la punta del dispositivo y la superficie de la piel, provocando una leve erosión epidérmica y una perforación dérmica superficial con una mancha de 1 mm de diámetro. La sublimación epidérmica suave preserva la epidermis y previene daños a las capas más profundas de la piel. Además de un efecto mecánico que moldea la superficie sobre la que impacta, las manchas desprendidas de la técnica de sublimación inducen un efecto térmico que promueve la regeneración de la piel y una remodelación extensa de los fibroblastos dérmicos, incluida la síntesis y deposición de nuevo colágeno, al mismo tiempo que estimula una rápida reepitelización28. . Los choques térmicos pueden provocar un aumento en la expresión de procolágeno tipo I y procolágeno tipo II13. Como resultado, pueden estimular las células para que produzcan más colágeno.

Este estudio tuvo como objetivo investigar los efectos cuantitativos del plasma Spark sobre parámetros de la piel como la firmeza y elasticidad de la piel, el grosor y la densidad de las capas de la piel, el índice de melanina, el índice de eritema, la hidratación del estrato córneo y la pérdida de agua epidérmica. El uso de dispositivos analizadores de piel como Cutometer, Skin ultrasonography, Tewameter y Mexameter en las áreas tratadas proporciona las circunstancias ideales para aumentar el atractivo en pacientes que buscan rejuvenecimiento de la piel. Todos los factores enumerados anteriormente se estudiaron cuantitativa y estadísticamente para establecer los beneficios y desventajas de utilizar este procedimiento en el rejuvenecimiento de la piel.

La Figura 1.a muestra la evolución del proceso plasmático durante 4 semanas. La primera fila trata sobre el procesamiento de plasma y la segunda representa el grupo de control. La piel cambió notablemente después de la terapia, como ilustra la Fig. 1a. El efecto inmediato del plasma, que provocaba que la piel se contrajera en el lugar de procesamiento, fue considerable en muestras animales. Se decidió utilizar pruebas cuantitativas para evaluar la efectividad para una evaluación más precisa. Vale la pena señalar que las áreas quemadas desaparecieron después de dos semanas, sin dejar cicatrices visibles. El acortamiento del vello superficial de la piel provoca pequeñas manchas rojas. En dos semanas, todos los efectos secundarios menores y transitorios habían desaparecido. La Figura 1b también muestra que la piel se redujo de 3,90 a 3,30 mm (reducción del 15,38%) en el modo de plasma destinado al tratamiento, lo que demuestra que tanto el levantamiento de la piel como la eliminación de arrugas son posibles con la aplicación de chispa de plasma16,17.

Evaluación visual del rendimiento del plasma en ratas (a) durante 4 semanas. (b) Tasa de contracción de la piel inmediatamente después del tratamiento.

Según la Fig. 2a, el valor promedio del parámetro R2, que representa la resistencia a la fuerza mecánica versus la capacidad de recuperación, era de 0,5467 antes del procesamiento, pero aumentó a 0,6173 inmediatamente después, probablemente debido a la contracción de la piel. Después de dos semanas, aumentó significativamente respecto a antes del tratamiento y alcanzó un valor de 0,6929, y finalmente, en la cuarta semana de seguimiento, mantuvo este crecimiento lineal. Obtuvo un valor de 0,7458 en comparación con antes del tratamiento. Este patrón de crecimiento indica que la tolerancia de la piel ha aumentado después del tratamiento con plasma.

Comparación de los parámetros de elasticidad de la piel en ratas después de recibir plasma y una muestra de control durante 4 semanas (a) parámetro R2 del grupo de plasma, (b) parámetro R2 del grupo de control, (c) parámetro R5 del grupo de plasma, (d) Parámetro R5 del grupo de control. [*p < 0,05, **p < 0,01, una diferencia significativa desde antes de que comenzara el experimento].

Por el contrario, el valor medio de R2 en el grupo de control fue de 0,7265 al inicio del experimento. Aún así, cayó a 0,6454 en la segunda semana de seguimiento y a 0,5930 en la cuarta semana. La Figura 2b revela que el valor R2 promedio del grupo de control no fue significativamente diferente.

Además, como se muestra en la Fig. 2c, el valor promedio de R5, que representa la parte elástica de la fase de succión versus la recuperación inmediata en la fase de relajación, aumentó gradualmente después de una sesión de procesamiento de plasma en el grupo de tratamiento. El valor medio aumentó de 0,4627 a 0,6596 inmediatamente después del tratamiento. Aumentó significativamente en la segunda semana de seguimiento, alcanzando un promedio de 0,6890. Además, mantuvo un aumento significativo en la cuarta semana de seguimiento, alcanzando un promedio de 0,6235. Las Figuras 2a yc proporcionan evidencia adicional que respalda la hipótesis de que el plasma no daña la elasticidad de la piel sino que la aumenta.

Sin embargo, el valor promedio del parámetro R5 en el grupo de control fue de 0,5842 antes del comienzo del experimento, 0,5307 durante la segunda semana de seguimiento y, finalmente, 0,4986 durante la cuarta, como se muestra en la Figura 2b, d, lo que indica que no hubo cambios significativos. diferencia en el grupo de control.

La Tabla 1 muestra que la densidad cutánea promedio del grupo de tratamiento disminuyó de 13,46 a 10,68 inmediatamente después del tratamiento con plasma. Sin embargo, tras completar el procedimiento de reparación de la piel, la densidad cutánea promedio aumentó a 14,54 en la segunda semana de seguimiento y luego significativamente a 19,71 en la cuarta semana. Los resultados de la ecografía de la piel revelaron capas más densas en la dermis y la epidermis, lo que indica que el plasma afecta la densidad de la piel. Las densidades promedio de la epidermis y la dermis eran de 42,08 y 7,878 por ciento, respectivamente, antes del procesamiento del plasma. Después del procesamiento, estos valores cayeron a 32,29 y 4,973 por ciento, respectivamente, pero durante la segunda semana de seguimiento, las densidades promedio de la epidermis y la dermis aumentaron a 38,74 y 9,437 por ciento, respectivamente. Finalmente, lograron una densidad promedio de 52,22 y 13,1 por ciento en la cuarta semana de seguimiento, una mejora significativa con respecto al valor inicial. En el grupo de control, sin embargo, la densidad media de la piel al inicio del experimento era del 14,44 por ciento. Este valor disminuyó al nivel inicial en la segunda semana de seguimiento y alcanzó un promedio de 12,11, pero casi volvió al nivel inicial en la cuarta semana (Tabla 1).

La Tabla 1 también muestra un aumento significativo en el espesor medio de la piel. El grosor medio de la piel del grupo de tratamiento disminuyó de 810,5 a 801 µm inmediatamente después del tratamiento con plasma. La Tabla 1 muestra que inmediatamente después del tratamiento, el plasma cambió el grosor de la piel en el sitio de tratamiento en 9,5 µm. Sin embargo, una vez finalizado el proceso de reparación de la piel, el grosor medio de la piel aumentó a 880,3 µm en la segunda semana de seguimiento y luego aumentó drásticamente a 1019 µm en la cuarta semana de seguimiento.

Como se muestra en la Tabla 1, el espesor promedio de la epidermis y la dermis disminuyó inicialmente después del tratamiento con plasma. Aun así, aumentó significativamente en la cuarta semana de seguimiento en comparación con el valor inicial. Según la Tabla 1, el grosor medio de la piel en el grupo de control fue de 882,5 µm antes de que comenzara el experimento, 908,2 µm en la segunda semana y 852,6 µm en la cuarta semana, lo que indica que no hay diferencias significativas en el grosor de la piel en el grupo de control. La Figura 3 también muestra imágenes de ultrasonido de una muestra del grupo de tratamiento y una muestra del grupo de control, que demuestran los cambios en el grosor de la dermis y la epidermis durante la investigación.

El espesor y la densidad de la piel se obtuvieron mediante ecografía. La dermis se muestra desde una línea vertical roja a una amarilla, y la epidermis se indica desde una línea vertical verde a roja. Grupo plasma: (a) antes, (b) inmediatamente después del tratamiento, (c) 2 semanas después, (d) 4 semanas después. Grupo de control: (e) antes del experimento, (f) después de 2 semanas, (g) después de 4 semanas.

Ye et al. 37 demostraron que el grosor y la densidad de la piel cambian como consecuencia de las quemaduras. Dado que la Tabla 1 respalda este hallazgo, la diferencia en la densidad y el grosor de la piel después del tratamiento probablemente se debe a la transferencia de calor y a las quemaduras parciales.

El análisis simultáneo de la Fig. 2 y la Tabla 1 respalda la afirmación de que el plasma puede ser una de las técnicas más efectivas para el rejuvenecimiento de la piel porque el plasma aumenta significativamente la elasticidad de la piel al engrosarla y densificarla significativamente. Por el contrario, no hubo diferencias perceptibles en el grupo de control.

La Figura 4 demuestra que la superficie de la piel del grupo de tratamiento experimentó un aumento significativo en la tasa de evaporación (g/h/m2) debido a la transferencia de calor a la piel, lo que indica que la piel ha perdido su efecto barrera. La tasa promedio de evaporación aumentó de 13,22 a 109. Sin embargo, disminuyó y alcanzó 12,62 en la segunda semana de seguimiento, lo que indica que lo más probable es que el proceso de reparación de la piel esté completo. La media finalmente cayó por debajo de la línea de base en la cuarta semana del estudio, registrando un valor de 10,62. Esto demuestra que después de 4 semanas, el plasma no tiene ningún efecto sobre la barrera cutánea y no tiene efecto secante en la piel 18. Además, se puede decir que cumple con los lineamientos fundamentales para la protección de la piel humana.

Cambios en el parámetro Tewameter de la piel del ratón durante cuatro semanas después del procesamiento del plasma [****p <0,01, una diferencia significativa desde antes de que comenzara el experimento].

Mexámetro. La Figura 5a muestra que en el siguiente tratamiento, los niveles de melanina y la cantidad de pigmentos de la piel aumentaron significativamente de 75,28 a 121,5, probablemente debido al hollín negro de quemaduras menores en la piel (Fig. 2a). La melanina promedio cayó a 79,67 en la cuarta semana de seguimiento, lo que no fue estadísticamente diferente al de antes del inicio del tratamiento. Además, según la Fig. 5b, la cantidad de eritema en la piel en el grupo de tratamiento aumentó significativamente de 167,5 a 262,9 inmediatamente después del tratamiento, lo que indica inflamación. Aún así, en la segunda semana de seguimiento, el promedio disminuyó a 148,3, lo que indica que la inflamación había disminuido. Finalmente, cuatro semanas después, aumentó a una media de 174,9, sin cambios significativos con respecto a los niveles previos al tratamiento. Esta teoría, que sostiene que el plasma no necesita interactuar con el cromóforo9,19, está respaldada por la Fig. 5.

Comparación de los parámetros del mexámetro de la piel del ratón durante cuatro semanas después del procesamiento del plasma: (a) Melanina; (b) Eritema [*p < 0,05, ****p < 0,0001, una diferencia significativa desde antes de que comenzara el experimento].

las investigaciones indican que el NO tiene un impacto significativo en la piel, particularmente en el crecimiento de queratinocitos y fibroblastos9,20,21. El plasma frío puede provocar un engrosamiento de la epidermis, probablemente debido a la proliferación de queratinocitos9,20. Esto podría deberse a los efectos de las especies de nitrógeno activo y oxígeno reactivo sobre citocinas específicas y al posterior crecimiento celular en las áreas tratadas9,22. Suschek descubrió que el efecto vasodilatador del NO en plasma podría aumentar la microcirculación de la piel sin causar efectos secundarios 22. A medida que aumenta el flujo sanguíneo de la piel, las células inflamatorias invaden, sintetizan diversos factores de crecimiento y citoquinas y estimulan la proliferación celular, incluidos los fibroblastos. Además, el NO puede promover la síntesis de colágeno IV y activar la adhesión de las células endoteliales1,23. Tanto en modelos in vitro como in vivo, Duchenne et al. 24 demostraron que el tratamiento con CAP estimula la síntesis endógena de NO.

Después de la exposición al plasma, el estrato córneo humano observó una pérdida transitoria de agua in vivo25. La epidermis no seca protege las capas dañadas térmicamente durante la recuperación, un efecto deseable del rejuvenecimiento de la piel con plasma26. Debido a que los CAP pueden depositar cargas en la superficie tratada, la piel puede absorber más moléculas de agua después del tratamiento con plasma. En los primeros segundos del tratamiento con plasma, la humectabilidad del estrato córneo humano aumenta rápidamente27. También se observó una mayor hidrofilicidad en las uñas de las manos, donde el tratamiento con plasma mejoró la adhesión del esmalte de uñas28.

Además, la corriente eléctrica transmitida por CAP, que penetra las capas de la piel, puede resultar beneficiosa. Desde principios del siglo XX, la electroterapia de alta frecuencia se ha utilizado para tratar diversas enfermedades de la piel y otras29. Se ha demostrado que una estimulación eléctrica específica acelera la cicatrización de heridas al aumentar la motilidad de los fibroblastos dérmicos. Además, se ha demostrado que las corrientes directas y pulsadas estimulan la diferenciación de queratinocitos, la proliferación epidérmica, la vascularización y la formación de nuevo colágeno30,31,32,33,34,35,36,37. Como resultado, muchos factores físicos relacionados con el plasma frío pueden afectar la actividad celular y el microambiente de la piel, ya sea por separado o en combinación1. Todo esto subraya el papel beneficioso de la CAP en la biología de la piel y ofrece justificaciones adecuadas a favor del uso de plasma frío para restaurar la barrera funcional de la piel y mejorar así su salud. Además, no es necesario que el plasma interactúe con el cromóforo9,19. La epidermis de la piel está formada por dos tipos de células: los queratinocitos, que abundan en todas las capas de la epidermis y generan queratina para proteger las células epiteliales del estrés mecánico y no mecánico, y los melanocitos, que abundan en la capa basal de la epidermis. y crear el pigmento protector melanina38. En este estudio se descubrió que 4 semanas después del tratamiento con plasma, no hay diferencias significativas en la melanina y el eritema de la piel, lo que concuerda con el hallazgo de que el plasma no requiere interacción con el cromóforo. Como resultado, produce resultados más consistentes que los láseres ablativos9,26. La alteración de la pigmentación es uno de los efectos secundarios más frecuentes del rejuvenecimiento con láser. Con frecuencia es transitorio, aparece dentro de las tres semanas y dura un año o menos6. En los casos tratados con láseres de CO2 la hiperpigmentación puede llegar hasta el 46%32. Aunque es menos común (4 por ciento de los casos tratados con Er:YAG), la hipopigmentación es un efecto secundario significativamente más potente y potencialmente permanente de la terapia con láser en todo tipo de piel6. Según Costa et al., los láseres fraccionados pueden ser perjudiciales. Dichos efectos secundarios se caracterizan por ser recientes (que ocurren durante los primeros siete días de tratamiento) o tardíos (que ocurren alrededor de la segunda semana)33. Este estudio no observó alteraciones pigmentarias en la fase de seguimiento final. Esto podría deberse a que el plasma no tiene que interactuar con los cromóforos.

Una de las ventajas clave de esta tecnología sobre los láseres fragmentados que actúan de manera uniforme en toda la región tratada es la capacidad de personalizar el tratamiento milímetro a milímetro. Además, la ausencia de efectos adversos asociados a la falta de fuente de luz y a la capacidad del plasma para ajustar la transmisión de calor y disminuir el impacto inflamatorio promueve una buena estimulación cutánea34. Este método tiene varias ventajas, incluida la ausencia de contraindicaciones absolutas, dolor mínimo durante la cirugía, curación rápida, formación rápida de una capa protectora después de la cirugía, curación rápida de la superficie de la herida, retorno inmediato a la actividad regular y resultados óptimos en el aumento de la elasticidad de la piel. . Finalmente, el bajo costo del equipo en comparación con los dispositivos láser aporta valor a favor del operador y del paciente. Ahora tienen acceso a un tratamiento eficaz a un costo sustancialmente menor que el tratamiento con láser.

Mantener la elasticidad debe ser el primer paso en el tratamiento del envejecimiento de la piel porque la pérdida de elasticidad es el indicador más temprano del envejecimiento de la piel 3,4. Finalmente, este artículo demostró que Plasma Spark podría mejorar el grosor, la densidad y, por tanto, la elasticidad de la piel, probablemente debido al aumento de queratinocitos y fibroblastos 9,13.

La TEWL media aumentó inmediatamente después del tratamiento, lo que indica que el plasma aceleró la tasa de evaporación del agua de la superficie de la piel; sin embargo, después de 4 semanas, la piel se había recuperado y el TEWL medio fue inferior al valor original, lo que demuestra que el plasma no afecta el TEWL.

Además, el eritema promedio aumentó inmediatamente después del tratamiento, lo que pudo haber sido causado por la transferencia de calor a la piel, disminuyó después de dos semanas y la piel no mostró efectos evidentes en la cuarta semana. En conclusión, la chispa de plasma es un método novedoso y asequible para rejuvenecer la piel sin comprometer la barrera cutánea, como se puede inferir de este artículo.

En este experimento se utilizaron ratas Wistar macho (4 meses de edad) que pesaban 250 + 50 gr adquiridas del Instituto Pasteur (Teherán, Irán). Doce ratas se dividieron en dos grupos y se mantuvieron en jaulas separadas en entornos de laboratorio convencionales (temperatura ambiente, presión atmosférica, humedad 30 + 10%, ciclo de luz/oscuridad 12 h) con fácil acceso al agua y a la comida. Después del experimento, todos los ratones fueron donados a la Facultad de Biología de la Universidad Shahid Beheshti para sobrevivir.

Los experimentos con animales se realizaron de acuerdo con las Directrices para el Comité de Uso y Cuidado de Animales de la Universidad de Ciencias Médicas de Teherán. Todos los experimentos con animales descritos fueron aprobados por el Comité de Ética de Experimentación Animal de la Universidad de Ciencias Médicas de Teherán, IRÁN (IR.TUMS.MEDICINE.REC.1400.766). El estudio in vivo se informa de acuerdo con las pautas ARRIVE (Animal Research: Reporting of In Vivo Experiments) para informar experimentos 39,40.

El presente trabajo utilizó el sistema de plasma por chispa de la empresa Plasma Fanavar Jam (Plasma Beuty 100- Fig. 6a). Las propiedades eléctricas del dispositivo de plasma se probaron y demostraron utilizando un osciloscopio y una sonda de alto voltaje (Tekterorix, P6015A, 1:1000). Los cambios de voltaje son sinusoidales, como se ilustra en la Fig. 6b. El dispositivo tiene una tensión pico a pico de 3,44 kV y una frecuencia de 62,5 kHz. Se utilizó espectrometría de emisión óptica (OES; Avaspec3648USB2) para investigar varias especies activas de especies de plasma frío. Los espectros OES se recogieron en el rango de 250 a 800 nm a lo largo del eje del plasma. La espectroscopía de emisión óptica del dispositivo de plasma reveló la emisión de especies como OH (309 nm), NO (297 nm) y N2/N2+ (315, 337, 358, 375,4 y 380 nm) en la Fig. 6c9,35 .

Características del dispositivo de plasma frío. (a) Dispositivo de plasma, (b) voltaje y frecuencia, (c) el espectro de emisión óptica del dispositivo de plasma y las especies excitadas producidas por él.

Las características biométricas de las muestras, incluido el índice de melanina, el índice de eritema, la hidratación del estrato córneo y la pérdida de agua epidérmica, se midieron utilizando un probador cutáneo multifuncional (Courage + Khazaka Electronics, Colonia, Alemania). El índice de elasticidad se calculó utilizando un Dual Cutometer® Dual MPA 580 Courage + Khazaka electronic GmbH (Köln. ALEMANIA).

El cutómetro muestra la resistencia de la piel a la presión negativa (rigidez) y su capacidad para volver a su posición original (elasticidad) como una curva (profundidad de penetración en milímetros/tiempo) en tiempo real durante la medición. Examinamos el índice de tracción utilizando las métricas R2 y R5, R2 es la viscoelasticidad en porcentaje, que refleja la resistencia a la fuerza mecánica versus la capacidad de recuperación, y R5 es la elasticidad neta en porcentaje, que representa la parte elástica de la fase de succión. vs. recuperación inmediata durante la fase de relajación4,36.

Se utilizó un dispositivo de imágenes ultrasónicas de la piel (Dub®SkinScanner Taberna pro medium) (Luneburg, ALEMANIA) para medir el grosor de las capas de la piel. Este dispositivo permite la visualización de estructuras hasta una profundidad máxima de 1 cm36. En este experimento se utilizó una sonda con una frecuencia de 75 MHz. Las muestras de piel se analizaron biométricamente antes e inmediatamente después del tratamiento a las 2 y 4 semanas. Todas las mediciones se tomaron mientras se relajaba en un ambiente físico controlado (temperatura ambiente 23 °C y humedad 40%).

Se dividieron 12 ratas Wistar en dos grupos de seis para evaluar la eficacia del plasma Spark y sus efectos potenciales sobre el rejuvenecimiento de la piel. El primer grupo recibió plasma, mientras que el segundo fue un grupo de control. Las ratas fueron anestesiadas con clorhidrato de ketamina (100 mg/kg) y clorhidrato de xilazina (10 mg/kg) antes del tratamiento con plasma. El área detrás del cuello de las ratas se cortó con unas tijeras, luego se afeitó por completo y se midió con una regla. Se limpió la piel del ratón y se aplicó una crema tópica Xyla-P para proporcionar anestesia local antes de la irradiación. Después de 20 minutos, el área se limpió y se trató siguiendo un patrón triangular utilizando un dispositivo de plasma. Después del tratamiento, se midió nuevamente el área de la región tratada usando una regla y también se calculó la cantidad de encogimiento de la piel. Para informar los posibles efectos secundarios de este método y compararlo con el proceso cutáneo normal de las muestras, se realizaron análisis de la piel y datos biométricos antes e inmediatamente después del tratamiento, así como a las 2 y 4 semanas.

Los resultados se expresaron como media ± error estándar de la media (media ± SEM). El análisis de datos estadísticos se realizó aplicando way-ANOVA para comparar los grupos utilizando el software Graph Pad Prism (9.0.0). El nivel de significancia se consideró inferior a 0,05 (p < 0,05).

Los conjuntos de datos utilizados y analizados durante el presente estudio están disponibles del autor correspondiente previa solicitud razonable.

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Estos autores contribuyeron igualmente: Erfan Ghasemi y Mohammad Ali Nilforoushzadeh.

Instituto de Investigación de Láser y Plasma, Universidad Shahid Beheshti, GC, PO Box, Teherán, 19839-6941, Irán

Erfan Ghasemi, Mohammadreza Khani, Parisa Charipoor, Mohammad Eftekhari y Babak Shokri

Centro de Investigación de Células Madre y Piel, Universidad de Ciencias Médicas de Teherán, Teherán, Irán

Mohammad Ali Nilforoushzadeh, Mohammad Amir Amirkhani, Maryam Nouri y Samira Izadpanah

Centro de Investigación sobre Reparación de la Piel, Centro de Dermatología y Trasplante Capilar de Jordania, Teherán, Irán

Mohammad Ali Nilforoushzadeh

Departamento de Física de Shahid, Universidad Beheshti, GC, PO Box, Teherán, 19839-6941, Irán

episodio de shokri

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EG, MAN y MRK iniciaron la investigación y diseñaron los experimentos. MAN, MAA, BS y MRK realizaron todas las partes de los experimentos. EG, MN, PC y SI realizaron análisis biológicos, y EG, PC y ME llevaron a cabo el tratamiento y caracterización del plasma y analizaron los datos. EG y MRK escribieron el manuscrito. Todos los autores discutieron el resultado y revisaron el manuscrito.

Correspondencia a Mohammadreza Khani o Mohammad Amir Amirkhani.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Ghasemi, E., Nilforoushzadeh, MA, Khani, M. et al. La investigación cuantitativa del plasma de chispa en los parámetros de la piel con elasticidad, grosor, densidad y características biométricas de la piel. Representante científico 13, 7738 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-34425-z

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Recibido: 15 de octubre de 2022

Aceptado: 29 de abril de 2023

Publicado: 12 de mayo de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-34425-z

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