Neben technischen Anwendungen von Atmosphärendruckplasmen gewinnen ausgewählte Plasmaquellen bei Entwicklungen im medizinischen und medizintechnischen Bereich zunehmend an Bedeutung. Besonders in der Dermatologie gelangen konventionelle Behandlungsmethoden immer öfter an ihre Grenzen. Mini-Plasma-Jets könnten zukünftig eine patientenfreundliche und kostenschonende Behandlungsmethode darstellen, die einen schnellen Behandlungserfolg ohne die Gefahr einer Resistenzbildung verspricht.

Als Grundlage für die Einführung neuer Therapieformen wird seit einigen Jahren an der Untersuchung der Wirkmechanismen und insbesondere des Zusammenspiels der wesentlichen medizinischen Wirkkomponenten von kalten atmosphärischen Plasmen (Reaktive Stickstoff- und Sauerstoffspezies (RNS, ROS), UV-Strahlung und elektrische Felder) geforscht. Diese Arbeiten werden unter Verwendung unterschiedlicher Plasmen und Zelllinien vorangetrieben.

Wissenschaftler des wirtschaftsnahen Forschungsinstituts INNOVENT haben in Zusammenarbeit mit der Klinik für Hautkrankheiten in Jena ebenfalls erste Untersuchungen auf diesem Forschungsgebiet durchgeführt. Mit Keimen beimpfte Agarplatten wurden mit unterschiedlichen Plasma-Jet-Quellen behandelt (Abbildung 1). Die Auswertung der Ergebnisse zeigt eine eindeutige Abhängigkeit der bakteriziden Wirkung von der verwendeten Plasma-Quelle und von der Art der Plasmaanregung. Auffallend sind die Unterschiede in der Wirkung der Plasma-Jets auf verschiedene Bakterien und Pilze (Abbildung 2). Dabei spielen Faktoren wie Behandlungsdauer und -intensität, Plasma-Leistung und das verwendete Prozessgas eine wichtige Rolle [1].

Die bisherigen Arbeiten haben gezeigt, dass kalte Atmosphärendruck-Plasmen unter Verwendung definierter Parametersätze antimikrobielle Eigenschaften in vitro aufweisen. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, dass bei der Applikation des Plasmas mit diesen Parametersätzen keine zellschädigenden Wirkungen auftreten. Die selektive Anwendung kalter Plasmen für die Behandlung von Wundinfektionen wie auch anderen äußerlichen Hautinfektionen (z.B. Dermatomykosen) könnte somit eine vielversprechende Ergänzung oder Alternative für aktuell etablierte Therapieformen darstellen.

Um spezielle Einsatzgebiete für die verschiedenen Plasmaquellen herauszukristallisieren, werden die Jenaer Wissenschaftler im Rahmen eines neuen Forschungsprojektes künftig ausgewählte Mini-Jet-Plasmen mit ihren spezifischen Eigenschaften auf ihre Eignung für medizinische Anwendungen untersuchen. Eine umfassende Plasmacharakterisierung ist Grundlage für einen verantwortungsvollen Einsatz der neuen Behandlungsmethode. Neben der physikalischen Charakterisierung der Plasmen steht die Untersuchung der direkten und indirekten Wirkung der Plasmen auf organisches Gewebe im Mittelpunkt der Arbeiten.

Zielstellung ist die zukünftige Realisierung und Etablierung von Plasmaanwendungen als therapeutischer Einsatz in der Medizin. Einsatzgebiete für die neue Technik werden insbesondere bei der Behandlung von chronischen Wunden und Infektionen durch konventionell resistente Keime gesehen.


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Quelle:  Informationsdienst Wissenschaft e. V. / INNOVENT e.V. Technologieentwicklung Jena (11/2014)


Publikation:
[1] C. Wiegand, O. Beier, K. Horn, A. Pfuch, T. Tölke, U.-C. Hipler, A. Schimanski; “Antimicrobial impact of cold atmospheric pressure plasma on medical critical yeasts and bacteria cultures”, Skin Pharmacology and Physiology 27 2014, 25-35