Wetenschappers van NRNU MEPhI hebben geleerd hoe ze koud plasma in de biomedische sector kunnen gebruiken. Onderzoekers van NRNU MEPhI onderzoeken samen met collega's van andere wetenschappelijke centra de mogelijkheid om koud plasma in te zetten voor de diagnose en behandeling van bacteriële en virale ziekten en wondgenezing. Deze ontwikkeling vormt de basis voor de creatie van innovatieve, hoogtechnologische medische apparaten. Koud plasma bestaat uit verzamelingen of stromen van geladen deeltjes die over het algemeen elektrisch neutraal zijn en een voldoende lage atomaire en ionische temperatuur hebben, bijvoorbeeld rond kamertemperatuur. De zogenaamde elektronentemperatuur, die overeenkomt met de mate van excitatie of ionisatie van de plasmadeeltjes, kan daarentegen oplopen tot enkele duizenden graden.
Het effect van koud plasma kan in de geneeskunde worden gebruikt – als lokaal middel is het relatief veilig voor het menselijk lichaam. Hij merkte op dat koud plasma, indien nodig, zeer significante lokale oxidatie kan veroorzaken, zoals cauterisatie, en in andere gevallen herstellende genezingsmechanismen kan activeren. Chemische vrije radicalen kunnen direct inwerken op open huidoppervlakken en wonden, via plasmastralen die worden gegenereerd door speciaal ontworpen compacte plasmabuizen, of indirect door omgevingsmoleculen zoals lucht te exciteren. De plasmatoorts gebruikt in eerste instantie een zwakke stroom van een volkomen veilig inert gas.helium or argonEn het opgewekte thermische vermogen kan worden geregeld van een enkele eenheid tot tientallen watts.
Bij het onderzoek werd gebruikgemaakt van een open plasma onder atmosferische druk, een bron die wetenschappers de afgelopen jaren actief hebben ontwikkeld. Een continue gasstroom onder atmosferische druk kan worden geïoniseerd, waarbij ervoor wordt gezorgd dat deze over de vereiste afstand, van enkele millimeters tot tientallen centimeters, wordt afgevoerd om het geïoniseerde neutrale materiaalvolume naar de gewenste diepte in een doelgebied te brengen (bijvoorbeeld de huid van de patiënt).
Viktor Tymoshenko benadrukte: "Wij gebruikenheliumals hoofdgas, waardoor we ongewenste oxidatieprocessen tot een minimum kunnen beperken. In tegenstelling tot veel vergelijkbare ontwikkelingen in Rusland en daarbuiten, gaat de opwekking van koud heliumplasma in de plasmatoortsen die wij gebruiken niet gepaard met de vorming van ozon, maar zorgt het tegelijkertijd voor een uitgesproken en controleerbaar therapeutisch effect.” Met deze nieuwe methode hopen de wetenschappers vooral bacteriële ziekten te behandelen. Volgens hen kan koudplasmatherapie ook gemakkelijk virale infecties verwijderen en wondgenezing versnellen. Men hoopt dat het in de toekomst met behulp van nieuwe methoden mogelijk zal zijn om tumoren te behandelen. “Vandaag hebben we het alleen nog maar over een zeer oppervlakkig effect, over topisch gebruik. In de toekomst zou de technologie verder ontwikkeld kunnen worden om dieper in het lichaam door te dringen, bijvoorbeeld via de luchtwegen. Tot nu toe doen we in vitro-tests, waarbij ons plasma, wanneer de straal direct in contact komt met kleine hoeveelheden vloeistof of andere biologische modelobjecten”, aldus de leider van het wetenschappelijke team.
Geplaatst op: 26 oktober 2022
