▲甲真菌培养实验

▲低温等离子体处理指甲

■本报记者 李惠钰

“得了灰指甲，一个传染俩。”灰指甲不仅影响美观，还是一种非常难缠的疾病。如果不及时治疗，很有可能会一个接一个地侵犯你所有的指甲。

灰指甲又叫甲真菌病，是真菌感染引起的指甲病变。而要想把灰指甲中的真菌彻底“消灭干净”并不容易，这也导致该疾病反复发作，较难治愈。

近日，中国科学院合肥物质科学研究院研究员黄青等人研发了一种利用低温等离子体技术的新方法，可高效杀灭导致灰指甲的真菌。相关成果已发表于《等离子体科技》期刊。

黄青告诉《中国科学报》，目前该研究还处于实验室阶段，并未真正应用于临床，但低温等离子体技术在医学领域已经展现出良好的应用前景。

反复发作的“顽疾”

生活中，如果卫生做得不好，很容易助长细菌滋生，各种病症也随之而来。灰指甲就是被真菌感染的疾病之一。

黄青表示，导致灰指甲的主要常见真菌为毛癣菌属，如红色毛癣菌、须癣毛癣菌；表皮癣菌属，如絮状表皮癣菌；白色念珠菌以及酵母菌等。

除了不注意个人卫生、免疫功能低下，不积极治疗手足癣、体癣，指甲受外伤或冲击，有系统性疾病或者慢性病，如贫血、慢支炎肺气肿等，以及久服某些药物如抗癌药、糖皮质激素类药的人群，也都容易被真菌盯上，感染灰指甲。

虽然灰指甲只是影响美观的小毛病，但由于会自身传染，甚至传染给家人，因此，不少患者会想方设法地去治疗，然而大部分的治疗效果都不尽如人意。

据了解，目前治疗灰指甲的主要方式有局部用药治疗如涂抹特比萘芬；系统用药治疗如丙烯胺类、唑类抗真菌药物；仪器治疗如光动力治疗、电离子透入疗法和激光疗法；联合治疗如外用药联合激光治疗、外用药联合口服药和口服药的联合应用。

“由于这些真菌主要侵犯甲板或者甲下，在用药时候，药物不容易充分到达感染的部位，导致治疗困难。”黄青说，根据患者的治疗情况，上述传统治疗方法的疗效都比较有限，同时还存在不安全、成本高、治疗所需时间长以及复发率高等各种问题。

一般而言，灰指甲的治愈时间取决于指甲的生长周期，而人的指甲平均长度为16毫米，指甲的生长速度是每天0.1毫米。就此可以推算，要完全长出一个新的指甲，所需时间约160天，即至少5个月以上。而脚指甲的生长周期比手指甲更慢，一般需要9~12个月。

“根据人体正常新陈代谢的速度，长出一个新的指甲需要的时间较长，患者往往会因为各种原因无法坚持到底，所以也容易导致灰指甲复发。”黄青补充道。

低温等离子体杀菌效果显著

固体、液体、气体，是物质通常存在的三种形态，神奇的等离子体则是除了这三种形态之外的“物质第四态”。已有许多研究证明，低温等离子体具有很好的灭菌作用；同样，对导致灰指甲表层的真菌也具有直接杀灭的作用。

但是，如何有效杀灭指甲表层以下的真菌呢？黄青课题组研究发现，添加过硫酸盐试剂，利用等离子体射流可以激活化合物过硫酸盐，产生“硫酸根自由基”，进一步提高杀灭真菌的效率。

“低温等离子体放电过程中产生紫外光子、离子、活性氧如羟基自由基等，能与微生物的细胞膜、蛋白质和DNA等作用而使之死亡。”对于甲真菌，黄青表示，他们首先建立了体外甲真菌病模型，然后用低温等离子体装置处理病甲，在等离子体处理病甲的同时加入过硫酸盐溶液。实验显示，在使用等离子体治疗灰指甲时，滴加过硫酸盐溶液，再用等离子体射流辐照5分钟，经三次治疗后，指甲浅表层之下的红色毛癣菌等真菌就能被完全杀死。

不过，黄青对记者表示，该方法目前还没有应用于临床，只是处于实验室研究水平。研究中的治疗效果是基于建立的体外甲真菌病模型，实际治疗效果取决于患者的感染程度和其他一些具体情况。

黄青表示，如果应用于临床，不仅需要继续优化处理方案，还需要在有灰指甲的病人身上进行试验（这个需要和医院合作进行）。另外，还需要考虑低温等离子体设备在治疗时的安全性等。

不过，该研究为利用低温等离子体技术治疗甲真菌病提供了一种新颖、有效的方法。与其他治疗甲真菌病的方法相比，等离子体与添加剂的复合治疗具有有效、简单和经济的优点。

“作为一名科研人员，我们首先要把研究工作做好，当然，也要和实际结合起来，让我们的研究真正有用，这是我们追求的目标。”黄青说。

医疗领域的“新宠”

近年来，低温等离子体灭菌消毒技术，已经成为生物医学研究中的热点。目前，已有多个研究显示其在伤口消毒、医疗设备消毒、农产品安全及食品安全等领域，均具有广阔的灭菌应用前景。

“研究低温等离子体的各种灭菌机制，推广等离子体技术应用，这是我们课题组的主要研究方向之一。”黄青表示，他们曾通过对不同气体等离子体处理后的活性基团含量分析发现，溶液中生成的亚硝酸根含量差别，是不同气体等离子体灭菌效果不同的主要原因。

他们研究发现，氯离子在氧气等离子体处理下会快速氧化生成活性氯，后者可进一步进入细菌胞内，引起细菌死亡。对细胞膜通透性的分析表明，氯离子通过调节等离子体处理细胞膜的损伤而改变等离子体的灭菌效果。此外，他们还研究添加其它卤素离子对等离子体灭菌的作用。该工作有助于理解等离子体灭菌的机制，并为今后在实际应用中提高灭菌效果提供了依据。

除了灭菌消毒，低温等离子体技术还可应用于癌症治疗、凝血和组织修复、伤口愈合等，其在生物医学领域已经显示出巨大的应用前景及优势。黄青表示，现在国际上正在开展低温等离子体技术的研究并积极推广应用。

中国工程院院士李建刚表示，我国民用低温等离子体技术方面已取得长足进展，其中磁约束聚变、超导质子治疗癌症等领域已经走在世界前列。

然而，据记者了解，目前我国低温等离子体技术在工业应用中较为常见，但在其他领域的应用还非常有限。李建刚对此也坦言，“我国大量企业还不知道到哪里能获得相关的等离子体技术。”

为加快等离子体技术的应用，李建刚建议，一是在研究院所和高校组建方向明确的低温等离子体重点实验室，提高理论和实验水平；二是设立以若干个企业为主体的等离子体工程技术中心，开展等离子体工程和工艺技术的研究；三是要加强国际合作。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1088/2058-6272/ab568b