一、“揭榜挂帅”攻关任务

1.攻关任务名称

等离子体活化介质抑制肿瘤术后复发技术

2.攻关任务背景和意义

手术切除是结直肠癌和乳腺癌等多种癌症根治的唯一方法，但手术难以彻底清除体内的癌细胞，而当前的术后治疗技术又存在诸多局限，导致肿瘤术后根治率较低。大气压冷等离子体具有高效的选择性抗癌作用，尽管应用前景巨大，但起关键抗癌作用的等离子体活性粒子却存在“渗透深度浅、作用范围小、有效时间短”的固有局限，使得等离子体难以直接应用于腔内肿瘤与组织深层肿瘤治疗。变革等离子体应用形式是肿瘤治疗应用的关键。本项目拟开发等离子体活化介质抑制肿瘤术后复发技术，围绕等离子体活化水用于结直肠癌术后灌注治疗、等离子体活化生胶用于乳腺癌术后填充治疗，布局重点攻关领域和关键核心技术，系统、全面、深入解决等离子体癌症治疗领域核心技术难题，研制等离子体活化介质抑制肿瘤术后复发的仪器设备，培养医工融合型专业人才，支撑建设国家医工交叉创新平台。

3.技术方案

（1）研发高效稳定的等离子体活化水技术，实现等离子体的活性提升、活性粒子的快速储存、水溶液活性的稳定控制，揭示活性粒子的抗癌机制，突破等离子体活化水临床应用效率偏低、稳定性不足的技术瓶颈。

（2）研发等离子体活化水用于结直肠癌术后治疗设备，替代现有的腹腔热灌注等术后治疗方法，实现对残留癌细胞杀灭更彻底、对正常机体组织更安全的功效，有效降低结直肠癌的术后复发率。

（3）开创等离子体活化生物胶抗癌技术，揭示活性粒子在生物胶中的加载、储存与缓释机制，在细胞、动物和临床水平上评估并优化等离子体活化生物胶的抗癌性能与生物安全性；（4）研发等离子体活化胶用于乳腺癌术后治疗设备，实现与肿瘤术后恢复同步的持续抗癌、安全降解与感染预防功效，有效降低乳腺癌的术后复发率。

二、团队概况

团队由国家级青年人才刘定新教授领衔，包括等离子体领域教师3人，生物领域教师2人，另有2名实验技术员和60多名研究生。团队成员主持国家自然科学基金优秀青年科学基金、原创探索计划以及GF173课题等国家级项目10余项，其他纵横向项目20余项，围绕等离子体活化介质关键技术与临床应用形成了一系列标志性成果，包括教育部自然科学一等奖、陕西高校科学技术特等奖、“互联网+”创新创业大赛全国金奖等，在等离子体生物医学领域具有重要国内外影响力。

团队负责人刘定新教授主要从事放电等离子体及其生物医学应用的研究工作，主持国家自然科学基金优秀青年基金、国家自然科学基金原创探索计划项目等科研项目30余项，以第一/通讯作者在等离子体领域权威期刊上发表SCI论文60余篇，入选ESI高被引4篇（含热点1篇），累计他引2000余次；担任英国物理学会Fellow，中国电工技术学会青工委副主任委员；获中国电工技术学会青年科技奖、教育部科技进步一等奖等奖励。

三、近三年（平台成立起）攻关领域科研情况

近三年承担攻关领域横纵向项目XX项，其中国家级项目4项，省部级项目3项，发表论文40篇，获攻关领域省部级以上重大奖励1项。成果获专利10项，其中申请专利9项，授权专利3项。主办学术活动2场次，邀请企业及行业专家来校授课及讲座2场次。

主办了第18届国际等离子体科学与应用会议

四、团队人才培养情况

2023至2025年，共招收本科生20人，硕士生51人，博士生22人。其中10余人获得国家级竞赛获奖，90%以上学生（非入学年级）获得了校级以上个人荣誉。开设攻关领域必修及选修课共计2门。

入选中国电工技术学会博士论文激励计划

获得中国研究生电子设计大赛技术赛全国一等奖、商业赛全国三等奖

五、合作开展情况

1.合作企业、医院共13家。

六、转化成果

1.已转化成果社会经济效益

普莱姿等离子轻肤美容仪套装：本团队基于等离子体活化水凝胶的技术积累开展产品研发，并通过陕西西源智汇医疗电子有限责任公司成功转化，目前已取得数百万元销售额。该产品通过低温等离子激发专用生物胶，使其储存并缓释等离子体活性因子，有效杀灭病原菌、抑制炎症、促进再生、重建皮肤微环境，从而实现无药物添加、非侵入、日常使用安全的护肤。等离子体美容的现有产品都采用等离子体直接处理皮肤，因为等离子体的高电压特性、尖端放电特性、电流箍缩效应等固有特性限制，使得应用中面临诸多问题；本产品颠覆性地建立了等离子体活化水凝胶技术，突破了长期以来等离子体活性成分难以存储的关键问题，从而相比于原有等离子体美容技术实现了更大面积、更为安全、更高效率、更加方便的治疗效果。这也为等离子体技术突破体表应用的局限，应用于体内肿瘤等疾病治疗开辟了可行路径。

普莱姿等离子轻肤美容仪套装祛痘效果

七、创新创业

1.核心技术支撑企业发展

2.孵化企业

八、潜在可转化技术

（1）面向肺部真菌感染治疗的等离子体活化水技术

针对耐药真菌感染和重症肺部感染诊疗难题，团队承担国家自然科学基金面上项目，系统研究等离子体活化水对真菌和混合菌群的杀灭机理、耐药性突破路径及在呼吸道局部给药中的安全性与有效性，为开发针对肺部真菌感染的局部治疗产品提供技术储备。

（2）面向创伤治疗的等离子体活化棉质物技术

围绕战创伤与急诊大出血场景，团队开展等离子体活化棉质物研究，通过优化放电模式与介质结构，实现棉质物对长寿命活性粒子的高效加载与长期储存。动物实验表明，等离子体活化棉在快速止血、感染控制和创面愈合促进方面具有显著优势，有望发展为新一代可远程携行、无需冷链的战创伤与灾害医学急救载体。

（3）等离子体风机与空气净化技术

针对黑色素瘤术后复发问题，开展等离子体活化凝胶研究，利用等离子体生成的活性氧和氮粒子，激活凝胶并通过局部应用进行肿瘤治疗。通过优化等离子体放电模式和凝胶结构，提升了活性粒子的载量与释放效率，显著增强了肿瘤细胞的氧化应激反应，促进肿瘤细胞的程序性死亡。该技术已在小鼠模型中获得初步验证，能够有效抑制黑色素瘤的生长，减少术后复发率。