L'action des plasmas froids hors équilibre est désormais largement démontrée à la fois in vitro et in vivo (sur des modèles animaux [1,2] et sur l’homme [3,4]) sur de très nombreuses lignées cellulaires, divers types de tumeurs et de maladies. Néanmoins, en raison de la grande variété des composants du plasma capables de jouer un rôle, la compréhension précise de la chaîne de processus conduisant aux effets observés est loin d'être atteinte. Il est difficile d'isoler ou de mesurer l’action individuelle de chaque composante du plasma ou, au contraire, d'évaluer le bénéfice ou la synergie potentielle de leur combinaison. Jusqu'à présent, de nombreuses expériences in vitro ont été réalisées avec cette intention, mais leur transposition in vivo est très compliquée, même, dans de nombreux cas, impossible en raison de l'environnement complexe des cellules in vivo, notamment la vascularisation (impliquant le flux sanguin et l'oxygénation/physioxie) et la réponse du corps (signalisation, recrutement du système immunitaire). En général, la première étape concerne les études consacrées à la viabilité des cellules in vitro ou des études de toxicité dans un milieu de culture avec l'analyse à la fois des changements induits dans les cellules et dans le milieu. Il faut souligner que les conditions expérimentales utilisées, ainsi que le fait de traiter les cellules dans des plaques multipuits en dehors de leur chambre d'incubation peut générer un stress cellulaire qui peut affecter leur comportement et conduire à des résultats biaisés. De plus, même si les jets de plasmas, très largement utilisés dans les applications biomédicales, sont des systèmes relativement simples dans leur conception (principalement à base de réacteur DBD), il n’en reste pas moins que leur étude est complexe, particulièrement dans l’environnement des cibles biologiques. Les interactions entre le plasma lui-même, le débit de gaz et la cible (liquide, tissu, surface inerte) peuvent changer radicalement la production et les interactions des espèces réactives et des espèces chargées pendant les traitements. Enfin, le champ électrique transitoire généré par le jet de plasma peut interagir avec le milieu environnant et, éventuellement, agir en synergie avec les autres composants actifs du plasma délivrés sur la cible.