Estudio de descargas a presión atmosférica para aplicaciones biológicas

Institución otorgante:

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Fecha:

2018-04-23

Tipo de documento: 

info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 

Formato:

application/pdf

Idioma:

spa

Descripción:

La operación de fuentes de plasma a presión atmosférica permite aplicar el plasma o su efluente (afterglow) sobre medios biológicos que requieren un entorno a presión atmosférica. El estudio de este tipo de fuentes dio lugar a la difundida técnica de cauterización por plasmas de argón. Más recientemente, surgió un novedoso campo de aplicaciones biológicas sobre tejido vivo con el descubrimiento de que los plasmas no térmicos pueden generar efectos no letales sobre células mamíferas y a la vez producir inactivación de bacterias. Los usos biomédicos de los plasmas no térmicos incluyen aplicaciones dermatológicas en la curación de heridas y úlceras, usos odontológicos en limpieza y desinfección de caries, y aplicaciones oncológicas en el tratamiento localizado de tumores. En esta tesis se desarrollan y caracterizan fuentes de plasma con fines de uso biológico operadas a presión atmosférica con inyección de aire presurizado y basadas en descargas eléctricas de arco no térmico y de barrera dieléctrica. La caracterización física incluyó la evaluación de riesgos de aplicación del efluente sobre tejido vivo mediante mediciones de temperatura, potencia térmica, corriente de fuga e irradiancia UV. Se emplearon las técnicas de espectroscopía de emisión en el rango comprendido entre UV cercano e IR cercano, espectroscopía de absorción IR por transformada de Fourier y espectroscopía de emisión UV en vacío, que permiten identificar especies reactivas atómicas y moleculares presentes en el plasma y en el efluente. Se desarrolló un modelo teórico para descargas de baja corriente en aire a presión atmosférica considerando una lámina catódica con diferentes mecanismos de emisión electrónica y un canal de descarga que incluye las especies y reacciones cinéticas más importantes. El modelo permite determinar la temperatura electrónica, la temperatura del gas y la temperatura vibracional del nitrógeno, así como también inferir los mecanismos de emisión secundaria que sostienen la descarga eléctrica. Los efectos bioquímicos del plasma se estudiaron in vitro mediante el tratamiento de agua desmineralizada y de especies microbianas. El análisis químico del agua tratada evaluó cambios en la acidez y la formación de solutos de importancia fisiológica como nitrito, nitrato y peróxido de hidrógeno. Se estudió la inactivación producida sobre un set de bacterias y hongos en suspensión mediante el conteo de las unidades formadoras de colonias y ensayos de zona de inhibición sobre placas de agar. Adicionalmente, se analizó la inactivación producida en biofilms de P. aeruginosa.

Identificador:

https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6375_XaubetBrea