L'étude quantitative du plasma d'étincelle sur les paramètres cutanés avec l'élasticité, l'épaisseur, la densité et les caractéristiques biométriques de la peau

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 7738 (2023) Citer cet article

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Le plasma atmosphérique froid a été développé et utilisé comme nouvelle technique de rajeunissement de la peau en raison de ses divers effets sur les cellules et les êtres vivants. Cette étude a examiné l'exactitude de cette affirmation et les effets secondaires possibles de l'utilisation du plasma d'étincelle pour rajeunir la peau. Le présent travail est la première étude quantitative utilisant des modèles animaux. 12 rats Wistar ont été divisés en deux groupes pour cette enquête. Pour comparer le processus naturel de la peau avec la peau traitée, le premier groupe a subi une seule séance de plasmathérapie, tandis que le second groupe a servi de groupe témoin. La nuque des échantillons a été rasée sur 20 cm. Avant de commencer le traitement, le testeur cutané multifonctionnel MPA9 a été utilisé pour déterminer l'indice de mélanine, l'indice d'érythème et la perte d'eau transépidermique (TEWL). L'épaisseur et la densité de la peau ont été évaluées par échographie et son indice d'élasticité a été calculé à l'aide d'un Cutomètre. Les échantillons ont été exposés à un rayonnement plasma dans la zone désignée (selon un schéma triangulaire). Les signes mentionnés ci-dessus ont été examinés immédiatement après la thérapie suivante et lors du rendez-vous hebdomadaire 2 à 4 semaines plus tard. La spectroscopie optique a également été utilisée pour démontrer la présence d'espèces actives. Dans cette étude, nous avons constaté qu'une séance de thérapie par étincelles au plasma augmentait considérablement l'élasticité de la peau, et les résultats de l'échographie ont révélé une épaisseur et une densité de peau considérablement accrues. Le plasma a augmenté la quantité d'évaporation à la surface de la peau, d'érythème et de mélanine immédiatement après le traitement. Cependant, 4 semaines plus tard, il a retrouvé son état antérieur et ne différait pas significativement d'avant la thérapie.

Les gens de tous horizons veulent mener une vie saine et paraître plus jeunes au XXIe siècle à mesure que la population mondiale vieillit1. Le vieillissement est un processus naturel qui affecte tous les systèmes de l'organisme2. Le vieillissement cutané est influencé par des facteurs internes comme l'âge chronologique et des facteurs externes comme le tabagisme et l'exposition prolongée aux UV. Plusieurs caractéristiques, dont la fermeté, l'élasticité et la perte d'hydratation de la peau, sont liées au vieillissement cutané. La perte d'élasticité est le premier signe du vieillissement cutané, donc le maintien de l'élasticité devrait être la première étape du traitement du vieillissement cutané3,4.

La variété des options modernes de soins de la peau comprend à la fois des traitements physiques et chimiques. Alors que les esthéticiennes agréées fournissent fréquemment des traitements de gommage de la peau, les crèmes, les sérums et les huiles sont couramment utilisés comme traitements cosmétiques à domicile. Bien que certains équipements puissent être achetés pour un usage personnel, les salons de beauté proposent toujours des thérapies physiques 1. Les lumières LED et les lasers, par exemple, sont fréquemment utilisés pour le rajeunissement. En détruisant physiquement les couches superficielles de la peau (régénération), ces sources lumineuses stimulent le renouvellement cutané en activant le métabolisme cellulaire de la peau 5,6.

Bien que les lasers ablatifs aient été utilisés avec succès au cours de la dernière décennie pour réduire de nombreux symptômes de peau endommagée, l'érythème, les démangeaisons et les boutons ressemblant à de l'acné sont tous des effets secondaires transitoires des lasers. Les lasers non ablatifs, en revanche, ont peu d'effets secondaires mais sont moins efficaces en milieu clinique5,6.

Un traitement optimal doit être choisi en fonction des objectifs du patient et de l'analyse préopératoire (normalisation des altérations tissulaires et pigmentaires, augmentation du collagène cutané et du volume des tissus mous atrophiques) afin de maximiser l'efficacité clinique dans une courte période de récupération tout en minimisant les effets secondaires importants9,10. D'autre part, la nécessité de surmonter les limitations et les difficultés posées par les lasers a conduit à la recherche de méthodes et d'outils alternatifs pouvant utiliser des mécanismes autres que la technologie laser. Une approche proposée pour atteindre cet objectif est la régénération cutanée par plasma (PSR), qui utilise le plasma pour transférer de l'énergie. Hadian et al.10. Le plasma froid est aussi efficace et sûr que le traitement au laser Nd:YAG à impulsions longues mais avec moins d'inconfort et de sécheresse. Potter et al. 8. A constaté que six mois après le traitement au plasma, les rides et ridules ont été réduites de 24 %. Le "quatrième état de la matière", le plasma, est produit lors de l'ionisation de gaz atmosphériques neutres 7. Le gaz atmosphérique entre l'électrode du dispositif médical et la peau est ionisé pour produire de l'énergie plasma. Ce gaz ionisé contient des ions, des électrons, des espèces actives d'oxygène (OH, H2O2, …), des espèces actives d'azote (NO, NO2, …), un champ électrique, de la chaleur et d'autres éléments8,9.

Le plasma froid a un énorme potentiel dans le domaine médical10,11. L'utilisation du plasma froid à pression atmosphérique (PAC) en chirurgie et dans le traitement du cancer n'est qu'un exemple de ses nombreuses utilisations médicales8,10,11,12. De plus, il fonctionne bien pour les soins de la peau12,13, la stérilisation11 et la dentisterie7,14. L'entrée actuelle de CAP dans l'industrie cosmétique crée un nouveau défi. Les CAP peuvent être une alternative prometteuse dans le traitement cutané non invasif en raison de leur capacité unique à produire une composition chimique et des propriétés physiques complexes1.

Dans de nombreuses études, il a été démontré que l'utilisation de plasma atmosphérique froid (PAC) améliore l'oxygénation des tissus sous-jacents1,9. L'augmentation de la température (entre 30 et 40 °C) et le NO produit directement ou indirectement par CAP peuvent en être la cause9.

Cette technique peut être utilisée dans diverses conditions d'énergie pour obtenir de multiples effets, allant d'effets épidermiques superficiels comparables à la microdermabrasion à un échauffement plus profond de la peau semblable au dioxyde de carbone15.

Les dispositifs médicaux à étincelle génèrent de l'énergie plasma en ionisant le gaz atmosphérique entre le dispositif et la peau. L'étincelle de plasma qui en résulte sublime les couches superficielles, transfère instantanément l'énergie thermique stockée à la surface de la peau et la chauffe uniformément 26,27. L'énergie de radiofréquence plasma (P-RF) génère des étincelles de microplasma dans l'air entre la pointe de l'appareil et la surface de la peau, provoquant une légère érosion épidermique et une perforation cutanée superficielle avec une tache de 1 mm de diamètre. La sublimation épidermique douce préserve l'épiderme et prévient les dommages aux couches profondes de la peau. En plus d'un effet mécanique qui façonne la surface sur laquelle il impacte, les points détachés de la technique de sublimation induisent un effet thermique qui favorise la régénération cutanée et le remodelage étendu des fibroblastes dermiques, y compris la synthèse et le dépôt de nouveau collagène, tout en stimulant une réépithélialisation rapide28 . Les chocs thermiques peuvent entraîner une augmentation de l'expression du procollagène de type I et du procollagène de type II13. En conséquence, ils peuvent stimuler les cellules à produire plus de collagène.

Cette étude visait à étudier les effets quantitatifs du plasma Spark sur les paramètres cutanés tels que la fermeté et l'élasticité de la peau, l'épaisseur et la densité des couches cutanées, l'indice de mélanine, l'indice d'érythème, l'hydratation de la couche cornée et la perte d'eau épidermique. L'utilisation d'appareils d'analyse de la peau tels que Cutometer, Skin ultrasonography, Tewameter et Mexameter dans les zones traitées offre les conditions idéales pour renforcer l'attractivité chez les patients à la recherche d'un rajeunissement de la peau. Tous les facteurs énumérés ci-dessus ont été étudiés quantitativement et statistiquement pour établir les avantages et les inconvénients de l'utilisation de cette procédure dans le rajeunissement de la peau.

La figure 1.a représente l'évolution du procédé plasma sur 4 semaines. La première rangée concerne le traitement au plasma et la seconde représente le groupe de contrôle. La peau a sensiblement changé après le traitement, comme l'illustre la Fig. 1a. L'effet plasma immédiat, qui a provoqué la contraction de la peau sur le site de traitement, a été considérable dans les échantillons d'animaux. Il a été décidé d'utiliser des tests quantitatifs pour évaluer l'efficacité pour une évaluation plus précise. Il convient de noter que les zones brûlées ont disparu après deux semaines, ne laissant aucune cicatrice visible. Le raccourcissement des poils superficiels de la peau provoque de petites taches rouges. En deux semaines, tous les effets secondaires mineurs et transitoires avaient disparu. La figure 1b montre également que la peau a rétréci de 3,90 à 3,30 mm (réduction de 15,38 %) en mode plasma destiné au traitement, démontrant que le lifting de la peau et l'élimination des rides sont tous deux possibles avec l'application de l'étincelle plasma16,17.

Évaluation visuelle des performances plasmatiques chez le rat (a) pendant 4 semaines. (b) Taux de rétrécissement de la peau immédiatement après le traitement.

Selon la figure 2a, la valeur moyenne du paramètre R2, qui représente la résistance à la force mécanique par rapport à la capacité de récupération, était de 0,5467 avant le traitement mais a augmenté à 0,6173 immédiatement après, probablement en raison du rétrécissement de la peau. Après deux semaines, il a augmenté significativement par rapport à avant traitement et atteint une valeur de 0,6929, et enfin, à la quatrième semaine de suivi, il a maintenu cette croissance linéaire. Il a obtenu une valeur de 0,7458 par rapport à avant le traitement. Ce modèle de croissance indique que la tolérance cutanée a augmenté après le traitement au plasma.

Comparaison des paramètres d'élasticité cutanée chez le rat après avoir reçu du plasma et un échantillon témoin sur 4 semaines (a) Paramètre R2 du groupe plasma, (b) Paramètre R2 du groupe témoin, (c) Paramètre R5 du groupe plasma, (d) Paramètre R5 du groupe témoin. [*p < 0,05, **p < 0,01, une différence significative par rapport au début de l'expérience].

En revanche, la valeur moyenne de R2 dans le groupe témoin était de 0,7265 au début de l'expérience. Pourtant, il est tombé à 0,6454 à la deuxième semaine de suivi et à 0,5930 à la quatrième semaine. La figure 2b révèle que la valeur R2 moyenne du groupe témoin n'était pas significativement différente.

De plus, comme le montre la figure 2c, la valeur moyenne de R5, représentant la partie élastique de la phase d'aspiration par rapport à la récupération immédiate dans la phase de relaxation, a progressivement augmenté après une séance de traitement au plasma dans le groupe de traitement. La valeur moyenne est passée de 0,4627 à 0,6596 immédiatement après le traitement. Il a augmenté significativement au cours de la deuxième semaine de suivi, atteignant une moyenne de 0,6890. De plus, il a maintenu une augmentation significative à la quatrième semaine de suivi, atteignant une moyenne de 0,6235. Les figures 2a et c fournissent des preuves supplémentaires soutenant l'hypothèse selon laquelle le plasma ne nuit pas à l'élasticité de la peau mais l'augmente.

Cependant, la valeur moyenne du paramètre R5 dans le groupe témoin était de 0,5842 avant le début de l'expérience, de 0,5307 au cours de la deuxième semaine de suivi et enfin de 0,4986 au cours de la quatrième, comme le montrent les figures 2b, d, indiquant qu'il n'y avait pas de différence dans le groupe témoin.

Le tableau 1 montre que la densité cutanée moyenne du groupe de traitement est passée de 13,46 à 10,68 immédiatement après le traitement au plasma. Cependant, après l'achèvement de la procédure de réparation cutanée, la densité cutanée moyenne est passée à 14,54 au cours de la deuxième semaine de suivi, puis de manière significative à 19,71 au cours de la quatrième semaine. Les résultats de l'échographie cutanée ont révélé des couches plus denses dans le derme et l'épiderme, indiquant que le plasma affecte la densité de la peau. Les densités moyennes de l'épiderme et du derme étaient de 42,08 et 7,878 %, respectivement, avant le traitement au plasma. Après le traitement, ces valeurs ont chuté à 32,29 et 4,973 %, respectivement, mais au cours du suivi de la deuxième semaine, les densités moyennes de l'épiderme et du derme ont augmenté à 38,74 et 9,437 %, respectivement. Enfin, ils ont atteint une densité moyenne de 52,22 et 13,1 % au cours de la quatrième semaine de suivi, une amélioration significative par rapport à la ligne de base. Dans le groupe témoin, cependant, la densité moyenne de la peau au début de l'expérience était de 14,44 %. Cette valeur a diminué jusqu'au niveau de référence au cours de la deuxième semaine de suivi et a atteint une moyenne de 12,11, mais elle est presque revenue au niveau de référence au cours de la quatrième semaine (tableau 1).

Le tableau 1 montre également une augmentation significative de l'épaisseur moyenne de la peau. L'épaisseur moyenne de la peau du groupe de traitement a diminué de 810,5 à 801 µm immédiatement après le traitement au plasma. Le tableau 1 montre qu'immédiatement après le traitement, le plasma a modifié l'épaisseur de la peau au site de traitement de 9,5 µm. Cependant, après l'achèvement du processus de réparation cutanée, l'épaisseur moyenne de la peau a augmenté à 880,3 µm au cours de la deuxième semaine de suivi, puis a augmenté de façon spectaculaire à 1019 µm au cours de la quatrième semaine de suivi.

Comme le montre le tableau 1, l'épaisseur moyenne de l'épiderme et du derme a diminué initialement après le traitement au plasma. Pourtant, il a augmenté de manière significative au cours de la quatrième semaine de suivi par rapport à la ligne de base. Selon le tableau 1, l'épaisseur moyenne de la peau dans le groupe témoin était de 882,5 µm avant le début de l'expérience, de 908,2 µm la deuxième semaine et de 852,6 µm la quatrième semaine, ce qui n'indique aucune différence significative dans l'épaisseur de la peau dans le groupe témoin. La figure 3 montre également des images échographiques d'un échantillon du groupe de traitement et d'un échantillon du groupe témoin, qui démontrent les changements d'épaisseur du derme et de l'épiderme au cours de la recherche.

L'épaisseur et la densité de la peau ont été obtenues par ultrasons. Le derme est affiché d'une ligne verticale rouge à jaune, et l'épiderme est indiqué d'une ligne verticale verte à rouge. Groupe plasma : (a) avant, (b) immédiatement après le traitement, (c) 2 semaines plus tard, (d) 4 semaines plus tard. Groupe témoin : (e) avant l'expérience, (f) après 2 semaines, (g) après 4 semaines.

Ye et al. 37 ont démontré que l'épaisseur et la densité de la peau changent à la suite de brûlures. Étant donné que le tableau 1 appuie cette constatation, la différence de densité et d'épaisseur de la peau après le traitement est très probablement due au transfert de chaleur et aux brûlures partielles.

L'analyse simultanée de la figure 2 et du tableau 1 soutient l'affirmation selon laquelle le plasma peut être l'une des techniques les plus efficaces pour le rajeunissement de la peau car le plasma augmente considérablement l'élasticité de la peau en épaississant et en densifiant la peau. En revanche, il n'y avait pas de différence perceptible dans le groupe témoin.

La figure 4 démontre que la surface de la peau du groupe de traitement a vu une augmentation significative du taux d'évaporation (g/h/m2) en raison du transfert de chaleur vers la peau, indiquant que la peau a perdu son effet barrière. Le taux moyen d'évaporation est passé de 13,22 à 109. Cependant, il a diminué et a atteint 12,62 au cours de la deuxième semaine de suivi, indiquant que le processus de réparation cutanée est très probablement terminé. La moyenne est finalement tombée sous la ligne de base au cours de la quatrième semaine de l'étude, enregistrant une valeur de 10,62. Ceci démontre qu'après 4 semaines, le plasma n'a aucun effet sur la barrière cutanée et n'a pas d'effet desséchant sur la peau 18. De plus, on peut dire qu'il respecte les règles fondamentales de protection de la peau humaine.

Changements dans le paramètre Tewameter de la peau de la souris sur quatre semaines après le traitement au plasma [****p <0,01, une différence significative par rapport au début de l'expérience].

Mexamètre. La figure 5a montre que lors du traitement suivant, les niveaux de mélanine et le nombre de pigments cutanés ont augmenté de manière significative de 75,28 à 121,5, probablement en raison de la suie noire provenant de brûlures cutanées mineures (Fig. 2a). La mélanine moyenne a chuté à 79,67 au cours de la quatrième semaine de suivi, ce qui n'était pas statistiquement différent d'avant le début du traitement. De plus, selon la figure 5b, la quantité d'érythème sur la peau dans le groupe de traitement a augmenté de manière significative de 167,5 à 262,9 immédiatement après le traitement, indiquant une inflammation. Pourtant, au cours de la deuxième semaine de suivi, la moyenne a diminué à 148,3, indiquant que l'inflammation s'était atténuée. Enfin, quatre semaines plus tard, il a augmenté à une moyenne de 174,9, sans changement significatif par rapport aux niveaux de pré-traitement. Cette théorie, qui soutient que le plasma n'a pas besoin d'interagir avec le chromophore9,19, est soutenue par la Fig. 5.

Comparaison des paramètres du mexamètre de peau de souris sur quatre semaines après le traitement au plasma : (a) mélanine ; (b) Érythème [*p < 0,05, ****p < 0,0001, une différence significative par rapport au début de l'expérience].

la recherche indique que le NO a un impact significatif sur la peau, en particulier sur la croissance des kératinocytes et des fibroblastes9,20,21. Le plasma froid peut provoquer un épaississement de l'épiderme, très probablement dû à la prolifération des kératinocytes9,20. Cela pourrait être dû aux effets de l'azote actif et des espèces réactives de l'oxygène sur des cytokines spécifiques et à la croissance cellulaire subséquente dans les zones traitées9,22. Suschek a découvert que l'effet vasodilatateur du NO dans le plasma pouvait augmenter la microcirculation cutanée sans provoquer d'effets secondaires 22. À mesure que le flux sanguin cutané augmente, les cellules inflammatoires envahissent, synthétisent divers facteurs de croissance et cytokines et stimulent la prolifération cellulaire, y compris les fibroblastes. De plus, le NO peut favoriser la synthèse de collagène IV et activer l'adhésion des cellules endothéliales1,23. Dans les modèles in vitro et in vivo, Duchenne et al. 24 ont démontré que le traitement CAP stimule la synthèse endogène de NO.

Après exposition au plasma, la couche cornée humaine a observé une perte d'eau transitoire in vivo 25. L'épiderme non séché protège les couches thermiquement endommagées pendant la récupération, un effet souhaitable du resurfaçage cutané au plasma26. Parce que les CAP peuvent déposer des charges sur la surface traitée, la peau peut absorber plus de molécules d'eau après le traitement au plasma. Dans les premières secondes du traitement au plasma, la mouillabilité de la couche cornée humaine augmente rapidement27. Une hydrophilie accrue a également été observée dans les ongles, où le traitement au plasma a amélioré l'adhérence du vernis à ongles28.

De plus, le courant électrique transmis par CAP, qui pénètre dans les couches de la peau, peut être bénéfique. Depuis le début du XXe siècle, l'électrothérapie à haute fréquence est utilisée pour traiter diverses maladies de la peau et autres29. Il a été démontré qu'une stimulation électrique spécifique accélère la cicatrisation des plaies en augmentant la motilité des fibroblastes dermiques. De plus, il a été démontré que les courants directs et pulsés stimulent la différenciation des kératinocytes, la prolifération épidermique, la vascularisation et la formation de nouveau collagène30,31,32,33,34,35,36,37. Par conséquent, de nombreux facteurs physiques liés au plasma froid peuvent avoir un impact sur l'activité cellulaire et le microenvironnement de la peau, séparément ou en combinaison1. Tout cela souligne le rôle bénéfique de la CAP dans la biologie cutanée et offre des justifications appropriées en faveur de l'utilisation du plasma froid pour restaurer la barrière fonctionnelle de la peau et ainsi améliorer sa santé. De plus, le plasma n'est pas obligé d'interagir avec le chromophore9,19. L'épiderme de la peau est composé de deux types de cellules : les kératinocytes, abondants dans toutes les couches de l'épiderme et qui génèrent de la kératine pour protéger les cellules épithéliales des agressions mécaniques et non mécaniques, et les mélanocytes, abondants dans la couche basale de l'épiderme. et créer le pigment protecteur mélanine38. Il a été découvert dans cette étude que 4 semaines après le traitement au plasma, il n'y a pas de différence significative dans la mélanine cutanée et l'érythème, ce qui est cohérent avec la découverte que le plasma ne nécessite pas d'interaction avec le chromophore. En conséquence, il produit des résultats plus cohérents que les lasers ablatifs9,26. L'altération de la pigmentation est l'un des effets secondaires les plus répandus du resurfaçage au laser. Elle est souvent transitoire, apparaissant dans les trois semaines et durant un an ou moins6. Dans les cas traités au laser CO2, l'hyperpigmentation peut atteindre jusqu'à 46%32. Bien que moins fréquente (4 % des cas traités avec Er:YAG), l'hypopigmentation est un effet secondaire significativement plus robuste et potentiellement permanent de la thérapie au laser sur tous les types de peau6. Selon Costa et al., les lasers fractionnés peuvent être nocifs. Ces effets secondaires sont caractérisés comme étant récents (survenant au cours des sept premiers jours de traitement) ou tardifs (survenant vers la deuxième semaine)33. Cette étude n'a observé aucune altération pigmentaire dans la phase finale de suivi. Cela pourrait être dû au fait que le plasma n'a pas à interagir avec les chromophores.

L'un des principaux avantages de cette technologie par rapport aux lasers fragmentés qui agissent uniformément sur toute la région traitée est la possibilité de personnaliser le traitement millimètre par millimètre. De plus, l'absence d'effets indésirables liés à l'absence de source lumineuse et la capacité du plasma à ajuster la transmission de la chaleur et à diminuer l'impact inflammatoire favorisent une bonne stimulation cutanée34. Cette méthode présente plusieurs avantages, notamment l'absence de contre-indications absolues, une douleur minimale pendant la chirurgie, une cicatrisation rapide, la formation rapide d'une couche protectrice après la chirurgie, une cicatrisation rapide de la surface de la plaie, un retour immédiat à une activité régulière et des résultats optimaux en augmentant l'élasticité de la peau. . Enfin, le faible coût de l'équipement par rapport aux appareils laser offre une valeur en faveur de l'opérateur et du patient. Ils ont désormais accès à un traitement efficace à un coût nettement inférieur à celui du traitement au laser.

Le maintien de l'élasticité devrait être la première étape du traitement du vieillissement cutané car la perte d'élasticité est le premier indicateur du vieillissement cutané 3,4. Enfin, cet article a prouvé que Plasma Spark pouvait améliorer l'épaisseur, la densité et donc l'élasticité de la peau, probablement en raison de l'augmentation des kératinocytes et des fibroblastes 9,13.

Le TEWL moyen a augmenté immédiatement après le traitement, indiquant que le plasma a accéléré le taux d'évaporation de l'eau de la surface de la peau ; cependant, après 4 semaines, la peau s'était rétablie et la TEWL moyenne était inférieure à la valeur d'origine, démontrant que le plasma n'affecte pas la TEWL.

De plus, l'érythème moyen a augmenté immédiatement après le traitement, ce qui peut avoir été causé par un transfert de chaleur vers la peau, a diminué après deux semaines et la peau n'a montré aucun effet manifeste au cours de la quatrième semaine. En conclusion, l'étincelle de plasma est une méthode nouvelle et abordable pour rajeunir la peau sans compromettre la barrière cutanée, ce qui peut être déduit de cet article.

Des rats mâles Wistar (âgés de 4 mois) pesant 250 + 50 gr acquis auprès de l'Institut Pasteur (Téhéran, Iran) ont été utilisés dans cette expérience. Douze rats ont été divisés en deux groupes et gardés dans des cages séparées dans des conditions de laboratoire conventionnelles (température ambiante, pression atmosphérique, humidité 30 + 10 %, cycle lumière/obscurité 12 h) avec un accès facile à l'eau et à la nourriture. Après l'expérience, toutes les souris ont été données à la Faculté de biologie de l'Université Shahid Beheshti pour leur survie.

Les expériences sur les animaux ont été menées conformément aux directives pour le comité de protection et d'utilisation des animaux de l'Université des sciences médicales de Téhéran. Toutes les expériences animales décrites ont été approuvées par le Comité d'éthique de l'expérimentation animale de l'Université des sciences médicales de Téhéran, IRAN (IR.TUMS.MEDICINE.REC.1400.766). L'étude in vivo est rapportée conformément aux directives ARRIVE (Animal Research: Reporting of In Vivo Experiments) pour le rapport des expériences 39,40.

Le présent travail a utilisé le système de plasma à étincelles de la société Plasma Fanavar Jam (Plasma Beuty 100 - Fig. 6a). Les propriétés électriques du dispositif à plasma ont été testées et démontrées à l'aide d'un oscilloscope et d'une sonde haute tension (Tekterorix, P6015A, 1:1000). Les changements de tension sont sinusoïdaux, comme illustré sur la figure 6b. L'appareil a une tension crête à crête de 3,44 kV et une fréquence de 62,5 kHz. La spectrométrie d'émission optique (OES; Avaspec3648USB2) a été utilisée pour étudier diverses espèces actives d'espèces de plasma froid. Les spectres OES ont été collectés dans la gamme 250–800 nm le long de l'axe du plasma. La spectroscopie d'émission optique de l'appareil à plasma a révélé l'émission d'espèces telles que OH (309 nm), NO (297 nm) et N2/N2+ (315, 337, 358, 375,4 et 380 nm) sur la Fig. 6c9,35 .

Caractéristiques de l'appareil à plasma froid. (a) Dispositif à plasma, (b) tension et fréquence, (c) le spectre d'émission optique du dispositif à plasma et les espèces excitées produites par celui-ci.

Les caractéristiques biométriques des échantillons, y compris l'indice de mélanine, l'indice d'érythème, l'hydratation de la couche cornée et la perte d'eau épidermique, ont été mesurées à l'aide d'un testeur cutané multifonctionnel (Courage + Khazaka Electronics, Cologne, Allemagne). L'indice d'élasticité a été calculé à l'aide d'un Dual Cutometer® Dual MPA 580 Courage + Khazaka electronic GmbH (Köln. ALLEMAGNE).

Le cutomètre montre la résistance de la peau à la pression négative (raideur) et sa capacité à revenir à sa position d'origine (élasticité) sous forme de courbe (profondeur de pénétration en millimètres/temps) en temps réel pendant la mesure. Nous avons examiné l'indice de traction à l'aide des métriques R2 et R5, R2 est la viscoélasticité en pourcentage, qui reflète la résistance à la force mécanique par rapport à la capacité de récupération, et R5 est l'élasticité nette en pourcentage, qui représente la partie élastique de la phase d'aspiration vs récupération immédiate pendant la phase de relaxation4,36.

Un appareil d'imagerie cutanée par ultrasons (Dub®SkinScanner Taberna pro medium) (Luneburg, ALLEMAGNE) a été utilisé pour mesurer l'épaisseur des couches cutanées. Cet appareil permet de visualiser des structures jusqu'à une profondeur maximale de 1 cm36. Une sonde avec une fréquence de 75 MHz a été utilisée dans cette expérience. Des échantillons de peau ont été analysés biométriquement avant et immédiatement après le traitement à 2 et 4 semaines. Toutes les mesures ont été prises en relaxant dans un environnement physique contrôlé (température ambiante 23 °C et humidité 40 %).

12 rats Wistar ont été divisés en deux groupes de six pour évaluer l'efficacité du plasma Spark et ses effets potentiels sur le rajeunissement de la peau. Le premier groupe a reçu du plasma, tandis que le second était un groupe témoin. Les rats ont été anesthésiés avec du chlorhydrate de kétamine (100 mg/kg) et du chlorhydrate de xylazine (10 mg/kg) avant le traitement au plasma. La zone derrière le cou des rats a été raccourcie à l'aide de ciseaux, puis entièrement rasée et mesurée avec une règle. La peau de la souris a été nettoyée et une crème topique Xyla-P a été appliquée pour fournir une anesthésie locale avant l'irradiation. Après 20 minutes, la zone a été nettoyée et traitée selon un schéma triangulaire à l'aide d'un appareil à plasma. Après le traitement, la surface de la région traitée a été mesurée à nouveau à l'aide d'une règle et la quantité de rétrécissement de la peau a également été calculée. Pour signaler les effets secondaires potentiels de cette méthode et la comparer au processus cutané normal des échantillons, une analyse de la peau et une biométrie ont été effectuées avant et immédiatement après le traitement, ainsi qu'à 2 et 4 semaines.

Les résultats ont été exprimés en moyenne ± erreur standard de la moyenne (moyenne ± SEM). L'analyse des données statistiques a été effectuée en appliquant way-ANOVA pour comparer les groupes à l'aide du logiciel Graph Pad Prism (9.0.0). Le niveau de signification a été considéré comme inférieur à 0,05 (p < 0,05).

Les ensembles de données utilisés et analysés au cours de la présente étude sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

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Centre de recherche sur la peau et les cellules souches, Grant/Award Number: 1400-1-200-52249. Université des sciences médicales de Téhéran, Laboratoire de médecine du plasma, Institut de recherche sur le laser et le plasma, Université Shahid Beheshti.

Ces auteurs ont contribué à parts égales : Erfan Ghasemi et Mohammad Ali Nilforoushzadeh.

Institut de recherche sur le laser et le plasma, Université Shahid Beheshti, GC, PO Box, Téhéran, 19839-6941, Iran

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

Centre de recherche sur la peau et les cellules souches, Université des sciences médicales de Téhéran, Téhéran, Iran

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

Centre de recherche sur la réparation de la peau, Centre jordanien de dermatologie et de greffe de cheveux, Téhéran, Iran

Mohammad Ali Nilforoushzadeh

Département de physique de Shahid, Université Beheshti, GC, PO Box, Téhéran, 19839-6941, Iran

Épisode Shokri

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EG, MAN et MRK ont lancé la recherche et conçu les expériences. MAN, MAA, BS et MRK ont mené toutes les parties des expériences. EG, MN, PC et SI ont effectué des analyses biologiques, et EG, PC et ME ont effectué un traitement et une caractérisation du plasma et ont analysé les données. EG et MRK ont rédigé le manuscrit. Tous les auteurs ont discuté du résultat et révisé le manuscrit.

Correspondance à Mohammadreza Khani ou Mohammad Amir Amirkhani.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Ghasemi, E., Nilforoushzadeh, MA, Khani, M. et al. L'étude quantitative du plasma d'étincelle sur les paramètres cutanés avec l'élasticité, l'épaisseur, la densité et les caractéristiques biométriques de la peau. Sci Rep 13, 7738 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-34425-z

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Reçu : 15 octobre 2022

Accepté : 29 avril 2023

Publié: 12 mai 2023

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

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