10 Nov 2015

Medizin: Kaltes Plasma heilt Wunden und wirkt antibakteriell

Kaltes Plasma ist ein neues Wundheilungs- und Desinfektionsverfahren

10 Nov 2015

Seit geraumer Zeit macht ein neues Desinfektions- und Wundheilungsverfahren Furore: kaltes Plasma. Dieses kann z.B. durch ein Metallgitter erzeugt werden, das in einem Schwamm integriert ist und die durchströmende Luft in einer Hochspannungsentladung zu dem kalten Plasma aktiviert.

Plasma ist der „4. Aggregatzustand“

Plasma ist, neben flüssig, fest und gasförmig, der sogenannte „4. Aggregatzustand“.  Der Begriff Plasma geht auf Irving Langmuir zurück, der solche Phänomene als erster Wissenschaftler beobachtete und genauer studierte. Ein kaltes Plasma entsteht durch eine Hochfrequenzentladung eines gasförmigen Stoffes an einer geeigneten Entladungsoberfläche (Elektrode, z.B. ein Metallgitter). Dabei werden die Atome des Gases durch die Hochfrequenz-Entladung in freie Elektronen und Atomkerne gespalten, es entsteht ein gasartiges Fluid mit einer sehr hohen elektrischen Leitfähigkeit. Während das Phänomen des Plasmas in der Astrophysik mit sehr hohen Temperaturen verbunden ist (Plasmen entstehen z.B. auch auf der Oberfläche der Sonne, hier herrschen mehrere Millionen Grad Celsius), hat ein kaltes Plasma üblicherweise nur eine Temperatur von 30 – 40 °C.

Plasma-Lampe

Plasma-Lampe,
Foto: Wikipedia.de (Luc Viatour) / publ. dom., CC 3.0 Unported

Kaltes Plasma erzeugt Sauerstoffradikale

Die freien Elektronen sind chemisch sehr reaktiv und erzeugen mit Atomen aus der Umgebung angeregte Moleküle und Radikale, z.B. chemisch hoch aktive Sauerstoffradikale. Diese Sauerstoffradikale sind, neben der ebenfalls auftretenden UV-Strahlung (die sich durch ein bläuliches Leuchten bemerkbar macht), typisch für ein kaltes Plasma und sind die wesentliche Ursache für eine starke antibakterielle und auch fungizide Wirkung, wenn dieses mit einer geeigneten Erzeugerquelle an die Hautoberfläche gebracht wird. Der hochaktive Sauerstoff greift die Zellmembranen der Bakterien und anderer Mikroorganismen auf der Hautoberfläche an und zerstört dabei die Einzeller.

Dabei ist das Verfahren nicht beschränkt auf einzelne Mikroorganismen, wie dies häufig bei den klassischen chemischen Desinfektionsmitteln der Fall ist, sondern weist ein sehr breites Wirkungsspektrum für fast allen Arten von Keimen auf und ist so z.B. auch wirksam bei den gefürchteten multiresistenten Keimen (der bekannteste ist hier der MRSA-Keim); bei den klassischen Desinfektionsmitteln gelingt dies nur den oxidierend wirkenden Präparaten, wie z.B. durch eine elektrochemische Aktivierung (ECA-Verfahren) hergestellten Wirkstoffen.

Wundheilung wird verbessert und der Wundschmerz reduziert

Argon-Plasma zur Wundbehandlung

Foto: Wikipedia / publ- dom, CC 3.0

Versuche am Uniklinikum Göttingen zur Behandlung von Patienten mit schwer heilenden chronischen Wunden haben bisher gute Ergebnisse erbracht. In den ersten Wochen der regelmäßigen Behandlung durch ein kaltes Plasma trat eine schnellere Wundheilung ein als mit der Standard-Therapie. Der Wundschmerz war deutlich geringer, und auf den Einsatz von chemischen, antibakteriell wirkenden Produkten konnte weitestgehend verzichtet werden. Auch in der Behandlung von Neurodermitis (bei der Keimbesiedlungen auf der Hautoberfläche ein großes Problem darstellen) wurden bereits sehr vielversprechende Ergebnisse erhalten.

Natürlich werden auch die möglichen Nebenwirkungen der Technologie intensiv untersucht; hiermit beschäftigt sich inzwischen ein neues Fachgebiet, die Plasma-Medizin. Doch bisher konnten keine schädlichen Nebenwirkungen auf Zytoplasma oder den Zellkern der behandelten Hautzellen beobachtet werden.

Reduzierung der Verwendung chemischer Desinfektionsmittel ist möglich

Die Methode hat das Potential, chemische Desinfektionsmittel auf lange Sicht, zumindest in vielen Anwendungsbereichen, zu ersetzen und die Belastung von Patienten bei der Wundbehandlung zu reduzieren. Darüber hinaus kann durch den Einsatz des Verfahrens auch in der punktuellen Desinfektion von Oberflächen die Menge an chemischen Desinfektionsmitteln in der Klinik reduziert und damit die Umwelt und das Abwasser entlastet werden. In der Vision der Zukunft wird jede Hausapotheke über einen Plasma-Stick verfügen, der für Behandlungen von Wunden, Mückenstichen u.a. eingesetzt werden kann.

Ein bisschen wird uns das dann vielleicht an „Pille McCoy“ aus der Serie „Raumschiff Enterprise“ erinnern, aber wenn damit ein Stück Zukunft Realität wird …

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