Desafíos en la estandarización de ensayos in vitro de citotoxicidad para la evaluación comparativa del riesgo de dispositivos de plasma a temperatura ambiente y presión atmosférica

Por qué esto importa para los tratamientos de heridas del futuro

El plasma a presión atmosférica y fría —esencialmente un gas energizado a temperatura ambiente— se está probando como una nueva forma de ayudar a que heridas difíciles cicatricen y de combatir gérmenes. Ya hay varios dispositivos médicos que utilizan esta tecnología en el mercado, pero difieren notablemente en cómo generan y aplican el plasma. Este estudio plantea una pregunta aparentemente simple con grandes implicaciones: ¿pueden las pruebas de laboratorio comparar de forma justa la seguridad y la eficacia de estos distintos dispositivos, o estamos mezclando manzanas con naranjas sin darnos cuenta?

Diferentes herramientas, distintos impactos sobre las células

Los investigadores examinaron dos dispositivos de plasma aprobados para uso médico que funcionan de maneras muy distintas: una pistola tipo bolígrafo que emite una corriente focalizada de plasma, y un dispositivo plano que genera plasma directamente sobre la superficie que trata. Usando tres tipos de células relacionadas con la piel cultivadas en placas, expusieron las células a cada dispositivo bajo condiciones que parecían idénticas en el laboratorio. A pesar de esas condiciones compartidas, las células reaccionaron de forma muy diferente. El dispositivo plano causó poca o ninguna pérdida de actividad celular, mientras que el dispositivo tipo pistola redujo el metabolismo celular de forma clara y dependiente del tiempo—es decir, exposiciones más largas produjeron efectos mayores. Incluso el flujo de gas inerte procedente de la pistola, sin plasma activo, afectó de forma mensurable la salud celular, lo que muestra que el movimiento del gas por sí solo puede estresar a las células.

Cómo mover el dispositivo cambia el resultado

Para explorar cómo la geometría del tratamiento influye, el equipo varió la manera en que se desplazaba el chorro de plasma sobre la placa. Compararon una trayectoria circular cerrada cerca del centro con un círculo mayor que cubría más superficie de la placa. Ambos patrones redujeron la actividad celular con el tiempo, pero el círculo más grande lo hizo mucho más rápido. En otras palabras, el tamaño del área realmente barrida por el chorro—algo que podría no informarse con detalle—alteró drásticamente la intensidad del efecto sobre las células, incluso cuando el tiempo de exposición y los ajustes del dispositivo eran los mismos. Esto subraya que parámetros de laboratorio aparentemente simples como “tiempo de tratamiento” pueden ocultar diferencias importantes en cómo el plasma interacciona con las células.

Intentando un atajo con líquido tratado por plasma

Dado que exponer directamente las células a chorros de plasma trae complicaciones —como el desplazamiento de líquido por el flujo de gas y desajustes entre el tamaño del dispositivo y el de la placa—, los investigadores también probaron un enfoque indirecto. Emplearon una rejilla metálica y una solución tampón (PBS) para crear un líquido “acondicionado por plasma”, que luego se transfirió sobre las células. A primera vista esto pareció prometedor: tratar un pequeño volumen de líquido a través de la rejilla produjo una solución que redujo claramente la actividad celular al aplicarla. Pero cuando trataron un volumen mucho mayor bajo condiciones casi iguales y luego usaron solo una pequeña porción de ese volumen sobre las células, el efecto desapareció en gran medida. El equipo amplió esta idea usando pozos de cultivo de tamaños mayores y menores con diferentes profundidades de líquido y tiempos de tratamiento, y volvió a encontrar que simplemente escalar el tiempo de tratamiento en función del volumen no restauraba la misma potencia.

Por qué el escalado simple falla en el laboratorio

Los experimentos indirectos revelaron que la relación entre cuánto líquido se trata, cuánto tiempo se expone y con qué intensidad afecta a las células no es sencilla. Los volúmenes mayores no solo necesitaron proporcionalmente más tiempo; necesitaron mucho más, y aun así a menudo no lograron igualar el impacto de los volúmenes pequeños. Los autores señalan que los métodos indirectos también pasan por alto componentes reactivos de vida corta del plasma, así como efectos eléctricos y electromagnéticos que probablemente contribuyen a su acción biológica. Junto con los hallazgos de los tratamientos directos, esto demuestra que no existe un único protocolo “universal” de laboratorio que pueda comparar de forma fiable todos los dispositivos de plasma.

Qué significa esto para pacientes e investigadores

Para quienes esperan que el plasma se convierta en un tratamiento rutinario, seguro y eficaz para heridas o infecciones, el mensaje es cauteloso pero constructivo. El estudio muestra que pequeñas diferencias en el diseño del dispositivo y en la manipulación en laboratorio pueden producir grandes diferencias en la respuesta celular, lo que hace que las comparaciones directas sean engañosas si se ignoran esos detalles. En lugar de forzar a todos los dispositivos a un ensayo rígido único, los autores sostienen que los investigadores deberían informar de manera exhaustiva y transparente los detalles técnicos y experimentales clave cada vez que realicen un experimento. Con este contexto más rico, los resultados procedentes de diferentes laboratorios y dispositivos aún pueden compararse y combinarse de forma significativa, construyendo una base de evidencia más fiable antes de que nuevas herramientas de plasma se sometan a ensayos clínicos rigurosos.

Cita: Boeckmann, L., Ficht, PK., Bernhardt, T. et al. Challenges in the standardization of in vitro cytotoxicity assays for comparative risk assessment of cold atmospheric pressure plasma devices. Sci Rep 16, 10503 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45037-8

Palabras clave: plasma frío a presión atmosférica, cicatrización de heridas, ensayos en cultivos celulares, comparación de dispositivos médicos, parámetros de tratamiento