Wissenschaftler der NRNU MEPhI haben gelernt, kaltes Plasma in der Biomedizin einzusetzen. Forscher der NRNU MEPhI untersuchen gemeinsam mit Kollegen anderer Wissenschaftszentren die Möglichkeit, kaltes Plasma zur Diagnose und Behandlung bakterieller und viraler Erkrankungen sowie zur Wundheilung einzusetzen. Diese Entwicklung bildet die Grundlage für die Herstellung innovativer medizinischer Hightech-Geräte. Kaltes Plasma ist eine Ansammlung oder ein Strom geladener Teilchen, die im Allgemeinen elektrisch neutral sind und eine ausreichend niedrige atomare und ionische Temperatur aufweisen, beispielsweise nahe der Raumtemperatur. Die sogenannte Elektronentemperatur, die dem Anregungs- oder Ionisierungsgrad der Plasmaspezies entspricht, kann mehrere tausend Grad erreichen.
Die Wirkung von kaltem Plasma kann in der Medizin genutzt werden – als topisches Mittel ist es relativ sicher für den menschlichen Körper. Er wies darauf hin, dass kaltes Plasma bei Bedarf eine sehr starke lokale Oxidation, beispielsweise eine Kauterisation, hervorrufen und in anderen Fällen wiederherstellende Heilungsmechanismen auslösen kann. Chemische freie Radikale können direkt auf offene Hautoberflächen und Wunden einwirken, durch Plasmastrahlen, die von konstruierten kompakten Plasmaröhren erzeugt werden, oder indirekt durch die Anregung von Umgebungsmolekülen wie Luft. Der Plasmabrenner verwendet zunächst einen schwachen Strom eines völlig ungefährlichen Inertgases –Helium or Argon, und die erzeugte Wärmeleistung kann von einer einzelnen Einheit bis zu mehreren zehn Watt gesteuert werden.
Bei der Arbeit wurde ein offenes Atmosphärendruckplasma verwendet, dessen Quelle Wissenschaftler in den letzten Jahren aktiv weiterentwickelt haben. Ein kontinuierlicher Gasstrom bei Atmosphärendruck kann ionisiert werden, während sichergestellt wird, dass er auf die erforderliche Entfernung von einigen Millimetern bis zu mehreren zehn Zentimetern entfernt wird, um das ionisierte neutrale Materievolumen in der erforderlichen Tiefe in einen Zielbereich (z. B. die Haut des Patienten) zu bringen.
Viktor Timoschenko betonte: „Wir nutzenHeliumals Hauptgas, wodurch wir unerwünschte Oxidationsprozesse minimieren können. Anders als bei vielen ähnlichen Entwicklungen in Russland und im Ausland geht die Erzeugung von kaltem Heliumplasma in den von uns verwendeten Plasmabrennern nicht mit der Bildung von Ozon einher, sondern bietet gleichzeitig eine ausgeprägte und kontrollierbare therapeutische Wirkung.“ Mit dieser neuen Methode hoffen die Wissenschaftler, vor allem bakterielle Erkrankungen behandeln zu können. Ihren Angaben zufolge kann die Kaltplasmatherapie auch virale Kontaminationen leicht entfernen und die Wundheilung beschleunigen. Man hofft, dass es in Zukunft mit Hilfe neuer Methoden möglich sein wird, Tumorerkrankungen zu behandeln. „Heute sprechen wir nur von einer sehr oberflächlichen Wirkung, von einer lokalen Anwendung. In Zukunft könnte die Technologie so weiterentwickelt werden, dass sie tiefer in den Körper eindringt, zum Beispiel über die Atemwege. Bislang führen wir In-vitro-Tests durch, bei denen unser Plasmastrahl direkt mit kleinen Mengen Flüssigkeit oder anderen biologischen Modellobjekten interagiert“, so der wissenschaftliche Teamleiter.
Veröffentlichungszeit: 26. Oktober 2022
