Characteristics of Cold Atmospheric Plasma Jet when Excited by Sinusoidal and Positive Pulse Voltages for Medical Applications

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Low-temperature plasma jets at atmospheric pressure generated by sinusoidal and positive pulsed voltages interact differently with the treated surface. In the experiment and in numerical simulations, we compare the operating modes of helium plasma jets for these types of operating voltages. The discharge current on the treated surface over time and the surface heating are studied for different discharge parameters acceptable for anticancer therapy. The intensity of the emission spectrum is analyzed to improve the effectiveness of the plasma jet. Surface heating is controlled in order to meet the safety conditions of plasma exposure to biological objects. For the case of pulsed voltage the effect of voltage pulse duration on the intensity of plasma-surface interaction is discussed. The results on cancer cells A549 and MCF-7 demonstrate the high efficiency of the cold plasma jet generated at found optimal modes.

About the authors

I. V. Schweigert

Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics, SB Russian Academy of Sciences

Email: biryukov.mm@ya.ru
Russia, 630090, Novosibirsk

D. E. Zakrevskyc

Novosibirsk State Technical University; Rzhanov Institute of Semiconductor Physics, SB Russian Academy of Sciences; Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics, SB Russian Academy of Sciences

Email: biryukov.mm@ya.ru
Russia, 630090, Novosibirsk; Russia, 630090, Novosibirsk; Russia, 630090, Novosibirsk

E. V. Milakhina

Novosibirsk State Technical University; Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics, SB Russian Academy of Sciences

Email: ivschweigert@gmail.com
Novosibirsk, Russia; Novosibirsk, Russia; Novosibirsk, Russia

P. P. Gugin

Rzhanov Institute of Semiconductor Physics, SB Russian Academy of Sciences; Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics, SB Russian Academy of Sciences

Email: biryukov.mm@ya.ru
Russia, 630090, Novosibirsk; Russia, 630090, Novosibirsk

M. M. Birykov

Institute of Chemical Biology and Fundamental Medicine, SB Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State University; Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics, SB Russian Academy of Sciences

Email: biryukov.mm@ya.ru
Russia, 630090, Novosibirsk; Russia, 630090, Novosibirsk; Russia, 630090, Novosibirsk

E. A. Patrakova

Institute of Chemical Biology and Fundamental Medicine, SB Russian Academy of Sciences

Email: biryukov.mm@ya.ru
Russia, 630090, Novosibirsk

O. S. Troitskaya

Institute of Chemical Biology and Fundamental Medicine, SB Russian Academy of Sciences; Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics, SB Russian Academy of Sciences

Email: biryukov.mm@ya.ru
Russia, 630090, Novosibirsk; Russia, 630090, Novosibirsk

O. A. Koval

Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences; Institute of Chemical Biology and Fundamental Medicine, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ivschweigert@gmail.com
630090, Novosibirsk, Russia; 630090, Novosibirsk, Russia

References

  1. Chatraie M., Torkaman G., Khani M., Salehi H., Sho-kri B. // Sci. Reps. 2018. V. 8. P. 5621.
  2. Kos S., Blagus T., Cemazar M., Filipic G., Sersa G., Cvelbar U. // PLoS ONE. 2017. V. 12 (4). P. e0174966.
  3. Гугин П., Закревский Д., Милахина Е. // Письма ЖТФ. 2021. Т. 47. С. 22.
  4. Slikboer E., Viegas P., Bonaventura Z., Garcia-Caurel E., Sobota A., Bourdon A., Guaitella O. // Plasma Sources Sci. Technol. 2019. V. 28. P. 095016.
  5. Viegas P., Hofmans M., van Rooij O., Obrusnk A., Klarenaar B.L.M., Bonaventura Z., Guaitella O., Sobota A., Bourdon A. // Plasma Sources Sci. Technol. 2020. V. 29. P. 095011.
  6. Schweigert I.V., Zakrevsky Dm.E., Gugin P.P., Yelak E.V., Golubitskaya E.A., Troitskaya O.S., Koval O.A. // Appl. Sci. 2019. V. 9. P. 4528.
  7. Schweigert I.V., Alexandrov A.L., Zakrevsky Dm.E. // Plasma Sources Sci. Technol. 2020. V. 29. P. 12LT02.
  8. Schweigert I., Vagapov S., Lin L., Keidar M. // J. Phys D Appl. Phys. 2019. V. 52 (29). P. 295201.
  9. Koval O., Kochneva G., Tkachenko A., Troitskaya O., Sivolobova G., Grazhdantseva A., Nushtaeva A., Kuligi-na E., Richter V. // BioMed. Res. Int. 2017. V. 2017. P. 1.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (667KB)
3.

Download (437KB)
4.

Download (58KB)
5.

Download (127KB)
6.

Download (251KB)
7.

Download (51KB)
8.

Download (113KB)
9.

Download (30KB)

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».