Der „neue Beitrag“ von Helium in der Medizinindustrie

NRNU MEPhI-Wissenschaftler haben gelernt, wie man kaltes Plasma in der Biomedizin nutzt. NRNU MEPhI-Forscher untersuchen zusammen mit Kollegen aus anderen Wissenschaftszentren die Möglichkeit, kaltes Plasma für die Diagnose und Behandlung von bakteriellen und viralen Erkrankungen sowie für die Wundheilung einzusetzen. Diese Entwicklung wird die Grundlage für die Entwicklung innovativer High-Tech-Medizingeräte sein. Kalte Plasmen sind Ansammlungen oder Ströme geladener Teilchen, die im Allgemeinen elektrisch neutral sind und ausreichend niedrige Atom- und Ionentemperaturen aufweisen, beispielsweise nahe Raumtemperatur. Mittlerweile kann die sogenannte Elektronentemperatur, die dem Grad der Anregung oder Ionisierung von Plasmaspezies entspricht, 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 das kalte Plasma bei Bedarf eine sehr starke lokale Oxidation hervorrufen kann, beispielsweise eine Kauterisierung, und auf andere Weise wiederherstellende Heilungsmechanismen auslösen kann. Chemische freie Radikale können verwendet werden, um direkt auf offene Hautoberflächen und Wunden einzuwirken, durch Plasmastrahlen, die von konstruierten kompakten Plasmaröhren erzeugt werden, oder indirekt durch anregende Umgebungsmoleküle wie Luft. Unterdessen nutzt der Plasmabrenner zunächst einen schwachen Fluss eines völlig sicheren 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 atmosphärischem Druck kann ionisiert werden, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass er über die erforderliche Entfernung von einigen Millimetern bis zu mehreren zehn Zentimetern entfernt wird, um das ionisierte neutrale Materievolumen in die erforderliche Tiefe zu einem Zielbereich (z. B. dem) zu bringen Hautbereich des Patienten).

Viktor Timoschenko betonte: „Wir nutzenHeliumals Hauptgas, wodurch wir unerwünschte Oxidationsprozesse minimieren können. Im Gegensatz zu vielen ähnlichen Entwicklungen in Russland und im Ausland geht bei den von uns verwendeten Plasmabrennern die Erzeugung von kaltem Heliumplasma nicht mit der Bildung von Ozon einher, sondern sorgt gleichzeitig für eine ausgeprägte und kontrollierbare therapeutische Wirkung.“ Mit der neuen Methode wollen die Wissenschaftler vor allem bakterielle Erkrankungen behandeln. Ihrer Meinung nach kann die Kaltplasmatherapie auch virale Kontaminationen leicht entfernen und die Wundheilung beschleunigen. Es besteht die Hoffnung, dass es in Zukunft mithilfe neuer Methoden möglich sein wird, Tumorerkrankungen zu behandeln. „Heute sprechen wir nur über eine sehr oberflächliche Wirkung, über die topische Anwendung. In Zukunft könnte die Technologie so entwickelt werden, dass sie tiefer in den Körper vordringt, beispielsweise über die Atemwege. Bisher führen wir In-vitro-Tests durch, bei denen unser Plasma direkt mit kleinen Flüssigkeitsmengen oder anderen biologischen Modellobjekten interagiert“, sagte der Leiter des wissenschaftlichen Teams.