大气压非平衡等离子体射流（Non-equilibrium atmospheric pressure plasma jet,N-APPJ）可对生命体产生诸多生物医学效应,因此具有广泛的生物医学应用前景。经皮给药作为新兴的给药方式,与传统给药方式有着很强的互补性,目前主要采用化学促渗剂、电穿孔、微针等方式破坏皮肤屏障来实现促进经皮给药。然而,现有方式依然存在着皮肤刺激性、低效、高成本、疼痛感、感染风险等问题,致使患者依从性不高。N-APPJ具有高效、安全、非接触、便携等优势,在经皮给药领域应用潜力巨大且已引起广泛关注。然而目前,国内外对N-APPJ促进经皮给药的研究尚处于起步阶段,缺少对其作用机理和关键因素系统、深入的研究。本课题以大分子药物作为模型,从离体和活体实验两方面研究了N-APPJ促进经皮给药的可行性,并从等离子体均匀性、活性氧粒子、电场等方面系统地研究了等离子体促进经皮给药的关键机理,为等离子体促进经皮给药的临床应用奠定理论基础。本文主要内容概括如下:1.等离子体源的放电特性研究。对本文用到的直流电源驱动的空气等离子体、氦气等离子体射流和介质阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge,DBD）氦气等离子体射流放电特性、均匀性、活性氧粒子（Reactive oxygen species,ROS）水平进行测量和评估。结果显示,直流空气等离子体和直流氦气等离子体射流在接地导体表面呈现出非均匀,而DBD氦气等离子体射流呈现出均匀的沿面放电;对O原子绝对密度测量显示,直流空气等离子体O原子密度最高,为7.7×1022 m-3,高出其他两种N-APPJ一个数量级,总ROS相对通量对比结果也反映了相同的趋势。2.放电均匀性对经皮给药的影响与作用机理。使用上述三种N-APPJ分别处理皮肤进行经皮给药实验。结果显示,非均匀等离子体具有更强的促渗效果,最高的直流氦气等离子体在1分钟处理后增强了26.5倍。结合放电均匀性、皮肤表面原位显微成像、经表皮电阻、组织切片发现非均匀等离子体会对皮肤表皮层产生快速穿孔效应,而均匀等离子体产生温和的侵蚀效应。3.N-APPJ增强经皮给药活体实验研究。使用直流空气等离子体处理小鼠皮肤并进行胰岛素经皮给药,发现等离子体处理增强了胰岛素经皮给药,显著降低了小鼠的血糖水平。4.ROS对经皮给药影响研究。通过控制工作气体中氧气组分、电压参数和处理时间,研究不同ROS通量的N-APPJ对经皮给药的影响。结果显示,等离子体ROS通量与经皮给药效果正相关,这表明ROS在等离子体处理皮肤过程中发挥着关键的作用;通过改变ROS通量,可以对经皮给药实现最高超过100倍的增强效果。5.等离子体电场穿孔的可能性研究。利用电光效应测量了N-APPJ与紧贴地电极的介质交界面电场强度约为100～120 k V/cm,并结合N-APPJ电场对细菌的灭活作用验证了N-APPJ电场对细胞膜的穿孔效应。