Establishing a Two-Regime Plasma Jet for Interdisciplinary Studies of Plasma Treatment of Chronic Wounds and Fibrosis

Le plasma froid comme traitement médical a fait son entrée dans les hôpitaux en 2013 avec l’obtention de la certification «CE» (Conformité Européenne). Ses domaines d’application principaux sont l’oncologie et le traitement de plaies telles que les brûlures et les plaies chroniques. Avec le vieillissement de la population et la hausse du diabète et de l’obésité, le taux d’incidence des plaies chroniques est grandissant. Le présent mémoire porte sur la fibrose, un type de plaie chronique. La fibrose est une maladie qui se traduit par une phase inflammatoire persistante et une hyper-cicatrisation des tissues. Le plasma physique froid génère des espèces hautement réactives à basse température, permettant un traitement des tissus humains in vivo. Ces espèces exogènes, aussi produites naturellement par nos cellules, peuvent induire des réactions d’oxydoréduction locales dans les organismes biologiques en agissant comme des messagers secondaires dans de nombreux processus cellulaires. Ainsi, le traitement par plasma déclenche des réponses inflammatoires et influence la prolifération, la maturation et la différenciation des cellules. Ultimement, il peut favoriser la guérison et la cicatrisation des plaies. Si nous parvenons à comprendre les mécanismes d’action des espèces réactives sur les processus cellulaires qui causent et maintiennent l’état chronique d’une plaie, et si nous arrivons à en contrôler le dosage pour inverser la pathologie, nous disposerons d’un outil prometteur. Le plasma froid permet de contrôler les concentrations et la composition des espèces réactives. L’objectif de la présente recherche est de développer un outil permettant de produire avec le plasma froid une composition contrôlée d’espèces réactives dans un contexte biologique de recherche fondamentale sur la médecine du plasma. Une approche simplifiée est proposée: développer un jet plasma produisant deux régimes d’espèces réactives opposés, soit un plasma produisant des espèces réactives d’oxygène et un plasma produisant des espèces réactives de nitrogène. L’hypothèse est que ces deux régimes engendrent des réponses cellulaires différentes. D’abord, des diagnostiques optiques sont réalisés afin de caractériser la production d’espèces dans le plasma froid et de définir deux régimes opposés. Différentes techniques spectroscopiques ont servi à identifier et à quantifier les espèces réactives produites par différents régimes de plasma, question de choisir les deux régimes optimaux. Une fois les deux régimes définis, un montage est conçu pour pouvoir utiliser la source en double-modalité dans un laboratoire de recherche hospitalier.