| License: Publishing license for publications excluding print on demand (1MB) |
- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-213466
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.21346
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 28 June 2011 |
| Referee: | Prof. Dr. Sigrid Karrer and Prof. Dr. Thomas Kühnel |
| Date of exam: | 20 June 2011 |
| Institutions: | Medicine > Lehrstuhl für Dermatologie und Venerologie |
| Keywords: | Plasmamedizin, Plasma, Niedertemperaturplasmen unter Atmosphärendruck, Juckreiz, Prurigo, atopisches Ekzem, Argonplasma, Argongas, plasma medicine, plasma, cold atmospheric plasmas, pruritus, prurigo, atopic eczema, argon plasma, argon gas |
| Dewey Decimal Classification: | 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 21346 |
Abstract (German)
Die Plasmamedizin entwickelt sich kontinuierlich zu einem immer wichtiger werdenden, vielversprechenden interdisziplinären Forschungsgebiet von weltweitem Interesse. Während thermische Plasmen schon seit Jahren für medizinische Zwecke, z. B. zum Kauterisieren und zur Instrumentensterilisation eingesetzt werden, werden aktuell vorrangig Anwendungsmöglichkeiten nicht-thermischer atmosphärischer ...
Abstract (German)
Die Plasmamedizin entwickelt sich kontinuierlich zu einem immer wichtiger werdenden, vielversprechenden interdisziplinären Forschungsgebiet von weltweitem Interesse. Während thermische Plasmen schon seit Jahren für medizinische Zwecke, z. B. zum Kauterisieren und zur Instrumentensterilisation eingesetzt werden, werden aktuell vorrangig Anwendungsmöglichkeiten nicht-thermischer atmosphärischer Plasmen (< 40 °C) erforscht. In vielen Bereichen könnten neue Horizonte eröffnet werden, z. B. in der Hygiene, in der Zahnheilkunde und v. a. auch in der Dermatologie (Behandlung infektiöser Erkrankungen, Wundheilung, Geweberegeneration etc.). Physikalische Plasmen – die auch als vierter Aggregatzustand bezeichnet werden – bestehen aus verschiedenen aktiven Komponenten, wie reaktiven Sauerstoff- und Stickstoffspezies, angeregten Atomen, Ionen und Elektronen sowie UV Photonen, die zum einen für die desinfizierende Wirkung bis in kleinste Öffnungen hinein verantwortlich sind, zum anderen in biochemische Prozesse eingreifen können.
Auf Grund einzelner positiver Behandlungsberichte über eine juckreizlindernde Wirkung von kalten physikalischen Plasmen und vor dem Hintergrund, die Einsatzmöglichkeiten in der Dermatologie auszuweiten, wurde in der vorliegenden randomisierten, placebokontrollierten klinischen Studie die Wirksamkeit und die Sicherheit von kaltem Argonplasma unter Atmosphärendruck bei Pruritus untersucht.
Zielparameter war die Juckreizreduktion, gemessen mittels VAS (visual analogue scale, Skala von 0 = kein Juckreiz bis 10 = stärkster vorstellbarer Juckreiz) in Bezug auf eine lang- und kurzfristige Wirkung. Sekundäre Ziele waren die Untersuchung des Einflusses von Zwischen-Subjekt Faktoren (Geschlecht, Dauer des Juckreizes und Stress) auf ein besseres Ansprechen auf Plasma und die Überprüfung der Verträglichkeit der Behandlung an sich.
Von Mai 2009 bis März 2010 wurden an der Klinik und Poliklinik für Dermatologie des Universitätsklinikums Regensburg 46 Patienten mit unterschiedlichen, juckenden Hauterkrankungen (z. B. atopisches Ekzem, Prurigo) in die Studie eingeschlossen und 2 min täglich zusätzlich zur Standardtherapie mit kaltem Argonplasma behandelt. Behandlungsgerät war die indirekte Plasmaquelle MicroPlaSter ß®, die vom Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik in Garching entwickelt wurde. Um eine Bewertung unabhängig von möglichen Störfaktoren und interindividuellen Unterschieden zwischen den Patienten zu ermöglichen, hatte jeder Patient seine eigene Kontrollstelle, die mit Argongas als Placebomodus behandelt wurde. Jeder Patient wurde jeweils unmittelbar vor jeder Plasma- bzw. Placebobehandlung und unmittelbar danach nach seiner Juckreizempfindung getrennt nach den jeweils behandelten Arealen gefragt.
Die statistischen Auswertungen wurden mit Hilfe des Pearson´s Chi-Quadrat-Test, des t-Test für gepaarte Stichproben sowie des Einstichproben t-Test durchgeführt. Zur Analyse der Zwischen-Subjekt Faktoren erfolgte eine zweifaktorielle Varianzanalyse. Alle statistischen Tests wurden zweiseitig durchgeführt und ein p-Wert kleiner als 0,05 als signifikant erachtet.
Die VAS-Werte waren zur Baseline in beiden Gruppen vergleichbar (Plasma 4,57; SD 2,38; Argongas 4,34; SD 2,35). Bei Therapieende konnten zwischen den Behandlungsmodalitäten keine statistisch signifikanten Unterschiede in der Juckreizreduktion gezeigt werden, weder hinsichtlich eines langfristigen Effekts (mittlerer VAS-Unterschied Plasma: 1,97 (SD 2,16), Argon: 1,74 (SD 2,37); p=0,224; 95 % CI: [-0,15; 0,60]), noch in Bezug auf einen kurzfristigen Effekt (mittlerer VAS-Unterschied Plasma: 1,92 (SD 1,33), Argon: 1,97 (SD 1,29); p=0,544; 95 % CI: [-0,21; 0,11]). Sowohl bei der Analyse des Langzeit- als auch des Kurzzeiteffekts war jeweils für Plasma und für Placebo ein statistisch signifikanter Unterschied gegen keinen Effekt festzustellen (Langzeiteffekt für Plasma: p<0,001; 95 % CI: [1,31; 2,62]), Placebo: p<0,001; 95 % CI: [1,01; 2,46]; Kurzzeiteffekt für Plasma: p<0,001; 95 % CI: [1,53; 2,32], Placebo: p<0,001; 95 % CI: [1,59; 2,36]). In den Berechnungen der Zwischen-Subjekt Faktoren konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den einzelnen Patienten gefunden werden. In den Nebenwirkungen unterschieden sich die Therapieformen nicht wesentlich voneinander, beide Behandlungsoptionen wiesen eine vergleichbare Tolerabilität und Sicherheit auf.
Zusammenfassend zeigt die vorliegende Studie, dass sich durch die Behandlung mit kaltem Plasma keine höhere Juckreizreduktion erzielen ließ als mit reinem Argongas, auch wenn in beiden Behandlungsarealen – verglichen mit keinem Effekt – eine signifikante Besserung des Juckreizes zu verzeichnen war.
Obwohl die aktuelle Arbeit die Überlegenheit von Niedertemperatur-Argonplasma über Placebo bei der Indikation Juckreiz leider nicht zeigen konnte, ist das Potential kalter atmosphärischer Plasmen für medizinische Zwecke unbestritten groß. Es sollten weitere klinische Studien und Grundlagenforschung durchgeführt werden, um neue Anwendungsbereiche zu finden und die Wirkmechanismen besser zu verstehen.
Translation of the abstract (English)
Plasma medicine has developed into an important multi-disciplinary field of research of worldwide interest in the past few years. Thermal plasmas have been used for various medical purposes (for instance, the cauterization and sterilization of medical instruments) for a long time; current research projects, however, mainly focus on the application of non-thermal plasmas (<40 °C). New horizons may ...
Translation of the abstract (English)
Plasma medicine has developed into an important multi-disciplinary field of research of worldwide interest in the past few years. Thermal plasmas have been used for various medical purposes (for instance, the cauterization and sterilization of medical instruments) for a long time; current research projects, however, mainly focus on the application of non-thermal plasmas (<40 °C). New horizons may be opening up in various disciplines, such as hygiene, dentistry and dermatology (treatment of infectious diseases, wound healing, tissue regeneration, etc.). Physical plasmas―described as the fourth state of matter―consist of different active components including reactive oxygen and nitrogen species, excited atoms, ions, electrons and UV photons. These photons are not only responsible for disinfectant effects even in microscopic openings but may influence biochemical processes.
Because of the antipruritic effects of plasma suggested in some literature and the search for potential applications for physical plasmas, this study is aimed at assessing the effectiveness and safety of cold atmospheric argon plasma in pruritic diseases.
The outcome measure was the long-term and short-term reduction in itching measured by means of a visual analogue score (VAS from 0 = no pruritus to 10 = most severe pruritus imaginable). Further analyses focused on the differences between pruritus reduction depending on the patients’ gender, the duration of the pruritus and the risk factor stress.
Between May 2009 and March 2010, 46 patients with various pruritic dermatoses were enrolled into this prospective randomized controlled study at the Department of Dermatology of the University Hospital Regensburg. Patients were treated with cold plasma for 2 min daily in addition to standard treatment. Treatment device was the MicroPlaSter ß® plasma torch developed by the Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics in Garching. The trial was planned as a self-controlled study so that two comparable and specifiable itching areas with the same etiology were chosen for each patient and randomized to either receive argon plasma or argon gas as a placebo mode. Patients had to rate the severity of itching for both areas immediately before and after each treatment.
Statistical analyses were made with the Pearson’s chi-square test, the student’s paired
t-test, the one sample t-test, and the two-way ANOVA. All reported p-values are two-sided, and a p-value of 0.05 was considered the threshold of statistical significance.
The VAS scores at baseline were comparable in both groups (plasma 4.57; SD 2.38, argon 4.34; SD 2.35). At the end of therapy, no significant differences in VAS reduction were found between plasma and argon: the long-term VAS difference was 1.97 (SD 2.16) for plasma and 1.74 (SD 2.37) for argon (p=0.224, 95 % CI: [-0.15; 0.60]), the short-term VAS difference was 1.92 (SD 1.33) for plasma and 1.97 (SD 1.29) for argon (p=0.544, 95 % CI: [-0.21; 0.11]). When analyzing the effect of each treatment against no effect, a significant difference against the null was found for both plasma and placebo (long-term effect for plasma: p<0.001, 95 % CI: [1.31; 2.62], argon: p<0.001, 95 % CI: [1.01; 2.46]; short-term effect for plasma: p<0.001, 95 % CI: [1.53; 2.32], argon: p<0.001, 95 % CI: [1.59; 2.36]). The analyses of the between-subject factors did not show any significant differences. No relevant side effects occurred, and treatment was well-tolerated.
In summary, the trial showed that treatment with cold atmospheric argon plasma does not result in higher pruritus reduction than argon gas therapy alone. However, both treatments led to a significant reduction of pruritus compared to baseline.
Although plasma application did not show the desired effects for the indication pruritus, the great potential of non-thermal atmospheric plasmas for medical use is undisputed. Further randomized controlled trials and fundamental research are needed to investigate new applications and to better understand the biological and biochemical effects.
Metadata last modified: 26 Nov 2020 06:28
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