一般情況下，物質(zhì)中的正負粒子由于具有異性電荷而吸引在一起的狀態(tài)，成為穩(wěn)定且中性的原子或分子，表現(xiàn)狀態(tài)為固體，液體和氣體。而等離子指在電離過程頻繁發(fā)生的條件下，中性原子在高溫或強電場的作用下會被電離，形成一對能夠自由移動的正負離子（正負離子又稱作粒子），正、負離子間的靜電束縛被破壞，物質(zhì)的狀態(tài)也就起了根本的變化，它的性質(zhì)也變得與氣體完全不同。正、負離子總是成對出現(xiàn)，正離子與負離子的數(shù)目相等，宏觀上呈電中性。為區(qū)別于固體、液體和氣體這三種狀態(tài)，我們稱物質(zhì)的這種狀態(tài)為物質(zhì)的第四態(tài)，又起名叫等離子體（Plasma）。
等離子體的發(fā)現(xiàn)，源于19世紀中葉開始的天體物理學(xué)及20世紀對空間物理學(xué)的研究；19世紀30年代英國的M.法拉第以及其后的J.J.湯姆孫、J.S.E.湯森德等人相繼研究氣體放電現(xiàn)象，這實際上是等離子體實驗研究的起步時期。
1879年英國的W.克魯克斯采用“物質(zhì)第四態(tài)”這個名詞來描述氣體放電管中的電離氣體。美國的I.朗繆爾在1928年首先引入等離子體這個名詞(“ PLASMA (血漿)” 一詞，來形容他發(fā)現(xiàn)的離子化的氣體），等離子體物理學(xué)才正式問世。
根據(jù)等離子體的氣體溫度：可將等離子體分為高溫等離子體(109K)和低溫等離子體(<103K)。
高溫等離子體：向物質(zhì)提供熱量，使其達到足夠的溫度，物質(zhì)內(nèi)部粒子無規(guī)律的熱運動加劇。帶電粒子的動能增大到一定程度后，它將脫離靜電力的束縛，變成能自由運動的粒子，物質(zhì)也轉(zhuǎn)化到高溫等離子體。高溫等離子體中氣體幾乎都被電離，電子溫度與離子溫度幾乎相等，氣體溫度萬度以上，處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)。據(jù)印度天體物理學(xué)家沙哈(M.Saha,1893 -1956)的計算，宇宙中的99.9%的物質(zhì)處于等離子體狀態(tài)。恒星等離子體以及熱核聚變反應(yīng)都屬于高溫等離子體，人工生成的超高溫核聚變等離子體溫度可達到1-10億度。
低溫等離子體：能量的傳遞方式大致為：電子從電場中得到能量，通過碰撞將能量轉(zhuǎn)化為分子的內(nèi)能和動能，獲得能量的分子被激發(fā)，與此同時，部分分子被電離，在電場的作用下，物質(zhì)內(nèi)部的不同電性的粒子會受到方向相反的電場力，當(dāng)電場足夠強時，正負粒子就無法再聚合在一起，最終成為可以自由運動的離子，物質(zhì)也轉(zhuǎn)化到等離子態(tài)。由于這種轉(zhuǎn)化不需要高溫就可以在常溫下完成，所以稱為低溫等離子態(tài)。日光燈、霓虹燈、極光、和等離子彩電等就是典型的低溫等離子態(tài)。
低溫等離子體又分為熱平衡等離子體和非熱平衡等離子體．在熱平衡等離子體中，電子溫度和離子溫度相等，而且溫度高；而非熱平衡等離子體雖然電子溫度達到103K，但離子和原子之類的重粒子溫度可低至300K，接近于室溫，等離子體的宏觀溫度取決于重粒子溫度，所以這類等離子體又叫冷等離子體，因在大氣壓下即可產(chǎn)生，也叫大氣壓冷等離子體(cold atmospheric plasma, CAP)。
我國的低溫等離子體及其應(yīng)用經(jīng)過將近 20 年的發(fā)展，如今已經(jīng)成為一個由等離子體物理化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、材料工程、環(huán)境科學(xué)與工程等多學(xué)科交叉融合的特色研究領(lǐng)域。等離子技術(shù)在各行各業(yè)迅猛發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、軍事、醫(yī)學(xué)、宇航、能源、天體等方面得到了廣泛的應(yīng)用。
低溫等離子體技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的研究可以追溯到上世紀初，當(dāng)時的研究主要針對空氣中放電產(chǎn)生的帶電粒子，認為這些帶電粒子在殺菌消毒、愈合皮膚慢性潰瘍、抑制癌細胞增殖等方面具有積極的效果。自20世紀90年代至21世紀初，等離子體醫(yī)學(xué)研究從探索逐步走向深入，進入了快速發(fā)展時期，低溫等離子技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的研究和應(yīng)用進入了新階段。
等離子體最初在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用是對食物和器械的滅菌消毒，1996年美國Laroussi博士報道了大氣壓冷等離子體射流用于細菌滅活，證實了大氣壓輝光放電等離子體對細菌有很強的滅活作用。隨后，等離子體在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上的應(yīng)用越來越多，尤其是冷等離子體接近或略高于室溫，不會對人體和生物組織造成明顯的熱傷害，不污染周圍環(huán)境，對醫(yī)療器械也不會造成熱變形和損壞，且能有效地滅活各種細菌、真菌以及病毒等致病微生物，彌補了高壓蒸汽滅菌、化學(xué)以及核輻射等方法的不足，因此掀起了冷等離子體在生物醫(yī)學(xué)的研究熱潮。目前，等離子體在滅菌消毒、材料表面改性、牙科治療、美容、止血消炎、傷口愈合、皮膚病治療以及腫瘤治療方面。
等離子體在醫(yī)學(xué)的應(yīng)用， 目前已經(jīng)發(fā)展到嶄新的階段，除了傳統(tǒng)的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究外，還應(yīng)用于臨床手術(shù)治療。國內(nèi)自2014年前后，開始使用等離子技術(shù)手術(shù)電極用于臨床。其中，雙極等離子主要用于淺表，小范圍組織的消融；單極等離子主要用于各類開放式外科手術(shù)的組織切割與凝血。
目前臨床常用的電外科設(shè)備，如“高頻電刀”對組織的切割是依靠電流通過電極本身阻抗時產(chǎn)生的高熱能來實現(xiàn)的，高溫對周邊組織熱損傷大，導(dǎo)致組織脂肪液化、切口愈合不良、瘢痕形成重等一系列不良反應(yīng)，而有些能實現(xiàn)低溫切割的新型手術(shù)設(shè)備，如肝外科所用的超聲吸引刀，則完全沒有止血作用，必須聯(lián)合術(shù)中結(jié)扎止血方能完成手術(shù)。
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隨著對二次熱損傷的重視及設(shè)備專用化的要求越來越高，并尋找新的能量轉(zhuǎn)換形式，積極探索新型的電外科設(shè)備。低溫切割、凝血是現(xiàn)代外科學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)，對減少瘢痕形成、促進組織愈合等有重要價值。
菁益醫(yī)療生產(chǎn)的單極低溫等離子手術(shù)系統(tǒng)是近年來電外科史上一項革命性技術(shù)，系國內(nèi)首創(chuàng)單極設(shè)備。其工作原理為：電流通過高頻率的特殊電場，以持續(xù)循環(huán)脈沖，激發(fā)人體組織中的介質(zhì)（NaCl）產(chǎn)生低溫態(tài)，在刀頭前段形成低溫等離子體薄層。在電場的作用下，帶電粒子加速運動，直至獲得足夠的動能打斷分子鍵，使組織分解，從而實現(xiàn)對組織的汽化、切割，直接打斷分子鍵，使蛋白質(zhì)等組織分解成H2，O2，CO2，N2和甲烷等低分子量氣體，完成對組織的汽化、切割、消融、打孔、凝固等。低溫等離子技術(shù)產(chǎn)生的平均輸出功率較低，消耗的總能量較少，卻能實現(xiàn)與傳統(tǒng)電外科器械等同效果的切割速率。
通過大量的臨床試驗證明，它具有類似于手術(shù)鋼刀的切割精度和高頻電刀的止血效果，所以可以直接切割皮膚，側(cè)向熱損傷（LTD）更小，提高了傷口愈合能力，同時刀頭無焦痂炭化，所以不需打磨刀頭，手術(shù)效率更高，切割無煙霧，極大降低了手術(shù)煙霧對醫(yī)患人員健康的影響。
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文獻參考：生物化學(xué)與生物物理進展Progress in Biochemistry and Biophysics 2017,44(4):279~292《等離子體醫(yī)學(xué)及其在腫瘤治療中的應(yīng)用》
中國科學(xué): 技術(shù)科學(xué) 2011年 第41卷 第10期: 1279 ~ 1298《等離子體醫(yī)學(xué)》
