Egy új találmánynak köszönhetően a jövőben jóval egyszerűbb és hatékonyabb lehet a fertőtlenítés, az egészségügyi dolgozók – és kézbőrük – megkönnyebbülésére.
A hideg plazma eljárás ételbiztonsági szempontból is hasznos lehet
A kutatásban több ország is részt vett, vezetője Gregor Morfill, a németországi Max Planck Fizikai Intézet munkatársa volt. A kutatók olyan eszközöket fejlesztettek ki, amelyek plazma segítségével tisztítják a kezet. Ez az úgynevezett hideg plazma hasonlít a fénycsövekben, illetve TV-készülékekben használtra. A fertőtlenítés csupán néhány másodpercet vesz igénybe, és az ember számára veszélytelen – írja a Der Standard című osztrák lap internetes kiadása.
A plazma eredetileg forró, akár százezer Celsius-fok hőmérsékletű gáz, amelynek molekuláit ionokká és elektronokká bontják szét. A hideg plazma esetében lényegesen kevesebb gázmolekula kerül ionizált állapotba. A kutatók által kifejlesztett eszköz elektromos kisüléseket idéz elő a levegőben. A keletkező mikrovillámok a levegő molekuláris oxigénjét vagy nitrogénjét elbontják, több mint 200 kémiai reakciót indítva el. Így jön létre többek között a baktériumok számára halálos hidrogén-peroxid.
Ahelyett tehát, hogy szappannal és vízzel dörzsölgetnék, az orvosoknak a jövőben mindössze egy kis dobozkába kell helyezniük kezüket, hogy a plazma segítségével megtisztítsák. A kutatás kimutatta, hogy a plazma nem csupán baktériumok, de vírusok és gombák ellen is hatékony. Az eszközöket már kipróbálták kézen és lábon, a lábgomba ellen is sikeresnek bizonyultak. Még a zoknit sem kell lehúzni hozzá, az szintén fertőtlenítődik. Ez esetben csupán pár másodperccel tovább tart a folyamat.
A módszer hátterében álló technológia igazából nem újdonság. Már régebben használnak plazmát az orvosi műszerek tisztítására. A fémtárgyaktól a kéz és láb fertőtlenítéséig eljutni azonban nagy lépés – vélik a kutatók.
Plazma segítségével gyógyítható a megfázás
Elektromos töltéssel rendelkező gáz belégzése oldhatja a hagyományos megfázás tüneteit – állítják a Max Planck Intézet (Lipcse, Németország) kutatói.
A hideg plazmának elnevezett anyag, mely ionizált gázt tartalmaz, néhány percen keresztül alkalmazva inaktiválja a megfázást okozó vírusokat, melyek ezáltal nem képesek szaporodni, sem további betegséget okozni. További várható alkalmazási terület lehet a plazmafejlesztő készülékek kézfertőtlenítésre való használata, valamint a HIV-vel szembeni hatás meggátolhatja a vírus vérátömlesztéssel való terjedését is. Dr. Julia Zimmermann és munkatársai megállapították, hogy a 240 másodperces kezelés szinte minden vírust gátol, csak minden milliomodik vírus őrzi meg szaporodási képességét.
A kutatók régóta dolgoznak olyan módszereken, melynek segítségével sikeresen lehetne gátolni a légúton terjedő vírusfertőzések kialakulását, és az állatkísérletes kipróblásra is engedélyt kaptak. A plazma közvetlenül a tüdőbe való kerülés után képes kezelni a problémát, ami azért is jelentős, mert megfázásos betegségben eddig igen korlátozottak voltak a beavatkozási lehetőségek, inkább az immunrendszer küzdött meg a kórokozókkal. A korábbi vizsgálatok már kimutatták a plazma antibakteriális hatásait, emiatt sikerrel alkalmazható a víz sterilizálásában.
A szóban forgó, a Journal of Physics oldalain megjelent tanulmány ugyanakkor arra világít rá, hogy a plazma roncsolja a vírusos fehérjéket, és örökítő anyagokat. A plazma egy köztes halmazállapot, mely akkor képződik, amennyiben egy folyadék, vagy gáz elektromos töltést kap. Az előállításhoz általában igen magas hőmérséklet szükséges, azonban a német kutatók hideg plazmája már 40°C hőmérsékleten fenntartható. A vizsgálatban a hideg plazma szövetmintán alkalmazva szinte teljesen elpusztította a megfázás egyik legfőbb kórokát, az adenovírusokat.
Az alacsony hőmérsékletű plazmasugarakkal a foggal való közvetlen fizikai érintkezés nélkül lehetne elpusztítani a fogszuvasodást okozó baktériumfajokat. A plazmasugarak 3-5 éven belül a fúrógép fájdalom nélküli alternatívái lehetnének a fogászati rendelőkben – írja a Journal of Medical Microbiology legutóbbi száma.
A sugárnyalábokkal a dentint, vagyis a fogzománc alatt elhelyezkedő, ásványi anyagokból, kollagénrostokból és vízből álló szövetet céloznák meg: a legutóbb elvégzett kísérlet alapján ezzel igen hatékonyan lehetne csökkenteni a fogat támadó baktériumok mennyiségét.
A Saarland Egyetem és a felszínmódosítással foglalkozó Leibniz Intézet kutatói közönségesen előforduló szájüregi kórokozók ellen vetették be a plazmanyalábokat. A célpontok között szerepeltek például a Streptococcus mutans és a Lactobacillus casei nevű baktériumok: ezek egy filmszerű bevonatot képeznek a fogakon, majd lassan, de annál biztosabban kezdik pusztítani a fogzománcot. A kezeletlenül hagyott folyamat többek között fájdalomhoz, a fogak kihullásához, néha pedig súlyos ínyfertőzésekhez is vezethet.
A vizsgálatban olyan emberi zápfogakon próbálták ki a plazmasugarakat, amelyeknél előzőleg a fent említett baktériumfajokkal fertőzték meg a dentinszövetet. A fogakat 6, 12, illetve 18 másodpercig tették ki a plazmasugaraknak: a baktériumtörzsek mennyisége ennek hatására nagyjából tízezerszer lett kevesebb (minél tovább használták a sugarakat, annál több baktérium pusztult el). A plazmasugarakat az eredmények alapján például a fertőzött szövetek fogüregből történő eltávolítására is fel lehetne használni – olvasható az EurekAlert beszámolójában.
Plazmatámadás a szuperbaktériumok ellen
Reszkethetnek a “szuperbaktériumok”, mint a kórházi fertőzések döntő hányadáért felelős methicillin rezisztens Staphylococcus aureus (MRSA), érkezik ugyanis egy új alacsony hőmérsékletű plazmatechnika.
Ez nem csupán biztonságos, gyors és megbízható baktériumölő hatást biztosít, de elősegíti az emberi bőr regenerálódását is. A New Journal of Physics beszámolója szerint két prototípust fejlesztenek, az egyik az egészséges bőr fertőtlenítésére szolgál olyan helyeken, mint a kórházak és közterületek, ahol a baktériumok súlyos veszélyeket jelenthetnek, a másik pedig baktériumölő ágensekkel bombázza a kórokozók által ellepett krónikus sebeket, egy gyorsabb gyógyulási folyamatot téve lehetővé.
A plazmát – amit gyakran az anyag negyedik halmazállapotának is neveznek – ionizált állapot jellemzi. A plazma magas energiája egy gáz elektronjaitól megfosztott atomjaitól vagy molekuláitól származik, ionok és szabad elektronok keveréket eredményezve.
Az alacsony hőmérsékletű plazmának számos ipari alkalmazása létezik a műanyagzsákok előállításától az utcai lámpákon át egészen a félvezetők gyártásáig. Egy alacsony hőmérsékletű plazmában az ionok és a semleges részecskék hőmérséklete alacsony marad. Az előállítása egyszerű, az ionizált, magas hőmérsékletű atomok olyan kis hányadban vannak jelen a plazmában, hogy a hideg semleges atomokkal való ütközéseik gyorsan lecsökkentik a hőmérsékletüket. Olyan ez mintha egy pohár forró vizet bele öntenénk egy vödör hideg vízbe.
A gyógyászatban sem újdonság az alacsony hőmérsékletű plazma. Atomi szintű tevékenységét kihasználva kiválóan alkalmas az orvosi műszerek sterilizálására, a plazma ugyanis minden felületet elér, beleértve az üreges tűk belsejét is. Fertőtlenítő képessége a biológiailag aktív baktériumölő ágenseknek, a szabad gyököknek és az UV-fénynek köszönhető.
A Max Planck Intézet egyik kutatócsoportja megépített és letesztelt egy eszközt, ami képes az emberi bőr biztonságos és gyors, másodperceken belüli fertőtlenítésére, elpusztítva a gyógyászati készítményeknek ellenálló baktériumokat is, amik jelenleg megközelítőleg évi 37 000 halálesetet okoznak az európai országokban.
Ezek jelentős változásokat hozhatnak az egészségügyi intézményekben, ahol a sebészeti eszközök fertőtlenítése naponta 3-5 órát is igénybe vehet. Az új plazma technikával ez akár 10 percre is redukálható, a művelethez pedig a folyadékok és speciális tárolók helyett kizárólag elektromosságra van szükség. A sebek kezelésére kifejlesztett másik eszközt a Max Planck Intézet az ADTEC Plasma Technologyval közösen tervezett meg. “Ez a plazmát úgy kezeli, mint egy kombinált gyógyszeres kezelést, ami új és már bevezetett ágenseket tartalmaz, melyeket molekuláris szinten alkalmazhatunk a sejteken” – magyarázták a kutatók, akik munkájukkal megtették az első lépést egy új terület, az úgynevezett plazma gyógyszertan felé.
A kézmosás forradalmasítása
Olyan berendezést hoztak létre, amely hideg plazma segítségével a baktériumok és más kórokozók számára rendkívül erős mérget, hidrogén-peroxidot termel pillanatok alatt. Így gyors és tökéletes fertőtlenítés érhető el a kézmosás, tisztálkodás szokásos módszerei helyett.
A plazma állapot az általános ismeretek szerint rendkívül forrót jelent, hiszen plazma állapot csak igen magas hőmérsékleten, tízezer fok körül kezd kialakulni, mert csak itt van jelen az elektronok leszakításához szükséges energia. Van azonban hideg plazma is, amely esetben sokkal kevesebb gázmolekula került ionizált, azaz elektronokká és ionokká bontott állapotba. A plazma régóta hasznosított tulajdonsága, hogy különböző orvosi műszereket, fémtárgyakat fertőtlenítenek vele, mivel minden kórokozót, baktériumokat, vírusokat, gombákat elpusztít. Ez a szokásos módszer azonban élő szervezeteken, emberen nem volt alkalmazható.
Most olyan berendezést hoztak létre, amely hideg plazma segítségével mikro-villámok tömegét szolgáltatja. Ezek, a baktériumok és más kórokozók számára rendkívül erős mérget, hidrogén-peroxidot termelnek a levegő molekuláris oxigénjének és nitrogénjének elbontásával. Ez a jövőben azzal az óriási előnnyel fog járni, hogy például az orvosoknak műtét előtt elég lesz pár másodpercig egy dobozba dugni a kezüket. A hideg plazma eljárással végzett testfertőtlenítés a hagyományossal szemben minden esetben tökéletesnek bizonyult. Nem csupán kézen, hanem lábon is, még fennhagyott zokniban is – igaz, ekkor pár másodperccel több időre van szükség a kifogástalan fertőtlenítéshez.
