近年来,等离子体医学成为了一个新兴的热门研究方向,其研究内容涉及电气工程、等离子体物理、分析化学、生命科学、临床医学等多门学科。一般情况下,等离子体的医学应用可以被分为两个主要的方向:（1）使用等离子体技术处理表面、材料或者医疗仪器达到消毒灭菌的效果;（2）使用等离子体处理人体或动物体组织达到一定的病患治疗效果。等离子体医学处理效果与众多因素相关,包括生物样本种类及结构、环境条件、放电条件等。其中采用脉冲高压放电方式产生的大气压常温等离子体,由于其温度可接近于室温,同时富含活性成分,被广泛应用于等离子体医学研究。本文采用自行研制的纳秒级脉冲功率电源驱动大气压常温等离子体装置,通过变换不同的工作源气体选择性地产生活性物质,并研究其在灭菌以及皮肤病治疗的处理效果与相关机制。本文设计了一种全固态重复频率纳秒高压脉冲源,主要由Marx发生器、磁开关压缩电路和脉冲变压器构成。基于功率MOSFET的6级Marx发生器产生的初级脉冲电压幅值达到-5 kV,脉冲前沿为50 ns,最窄半峰值脉宽为200 ns,重复频率可达到10 kHz,再经过单级磁开关压缩电路和脉冲变压器输出更窄脉宽以及幅值更高的脉冲电压。最终,电源模块在25 kΩ纯阻性负载下可产生电压幅值15 kV,上升时间25 ns,脉宽35 ns的脉冲高压,频率可达5 kHz。所设计的脉冲功率电源满足阻容性负载的放电要求,可驱动多种不同结构类型的放电装置应用在不同的放电领域,产生常温并可安全接触的等离子体。消毒灭菌是等离子体医学应用中最为广泛的研究方向。本文介绍了不同混合气体的大气压常温等离子体处理耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）悬浮液的灭菌效果,发现不同的工作源气体组合放电可以产生不同种类的活性物质,其对应的灭菌效果也不同。研究发现等离子体中的活性氮氧化物RONS起主要的灭菌贡献,同时等离子体处理生理盐水细菌悬浮液生成的ClO^-和HClO也发挥了重要的灭菌作用。同时本文对大气压常温等离子体治疗皮肤疾病展开了初步研究,针对一种化学致敏的变应性接触性皮炎（ACD）,建立了不同程度的小鼠ACD模型,并用等离子体进行处理,研究不同放电气体条件下的治疗效果。研究发现Ar+H₂O混合放电对小鼠ACD表现出明显的治疗效果。针对轻微或中等程度的ACD症状,经过一至两次1分钟的Ar+H₂O等离子体处理后,皮炎症状便明显减少。即使是伴随溃疡等症状的严重程度ACD症状,Ar+H₂O等离子体处理同样表现出良好的治疗效果。病理分析发现Ar+H₂O等离子体处理促进了ACD皮肤的再生过程,推测主要由放电产生的亲水性活性H_xO_y粒子（OH,HO₂,H₂O₂等）导致,这些活性成分积累在病患皮肤表面,并渗透到皮下组织与炎症细胞发生相互作用,最终减少炎症反应,促进皮炎的痊愈。