Naukowcy z NRNU MEPhI nauczyli się wykorzystywać zimną plazmę w biomedycynie. Naukowcy z NRNU MEPhI, wraz z kolegami z innych ośrodków naukowych, badają możliwość wykorzystania zimnej plazmy do diagnostyki i leczenia chorób bakteryjnych i wirusowych oraz gojenia ran. Rozwój ten stanie się podstawą do tworzenia innowacyjnych, zaawansowanych technologicznie urządzeń medycznych. Zimna plazma to skupiska lub przepływy naładowanych cząstek, które są na ogół elektrycznie obojętne i mają wystarczająco niskie temperatury atomowe i jonowe, na przykład bliskie temperaturze pokojowej. Tymczasem tzw. temperatura elektronów, odpowiadająca poziomowi wzbudzenia lub jonizacji plazmy, może sięgać kilku tysięcy stopni.
Efekt zimnej plazmy może być wykorzystywany w medycynie – jako środek miejscowy jest stosunkowo bezpieczny dla organizmu ludzkiego. Zauważył, że w razie potrzeby zimna plazma może powodować bardzo znaczące, miejscowe utlenianie, takie jak kauteryzacja, a w innych trybach może uruchamiać mechanizmy gojenia regeneracyjnego. Wolne rodniki chemiczne mogą oddziaływać bezpośrednio na otwarte powierzchnie skóry i rany, poprzez strumienie plazmy generowane przez zaprojektowane, kompaktowe rury plazmowe lub pośrednio poprzez wzbudzanie cząsteczek środowiskowych, takich jak powietrze. Tymczasem palnik plazmowy początkowo wykorzystuje słaby przepływ całkowicie bezpiecznego gazu obojętnego –hel or argona wytwarzaną moc cieplną można regulować w zakresie od pojedynczej jednostki do kilkudziesięciu watów.
W pracy wykorzystano otwartą plazmę pod ciśnieniem atmosferycznym, której źródło naukowcy aktywnie rozwijają w ostatnich latach. Ciągły strumień gazu pod ciśnieniem atmosferycznym można jonizować, zapewniając jednocześnie jego rozproszenie na wymaganą odległość, od kilku milimetrów do kilkudziesięciu centymetrów, aby zjonizowana, neutralna objętość materii znalazła się na żądanej głębokości w określonym obszarze docelowym (np. na skórze pacjenta).
Wiktor Tymoszenko podkreślił: „Używamyheljako główny gaz, co pozwala nam zminimalizować niepożądane procesy utleniania. W przeciwieństwie do wielu podobnych opracowań w Rosji i za granicą, w palnikach plazmowych, których używamy, wytwarzanie zimnej plazmy helowej nie wiąże się z wytwarzaniem ozonu, ale jednocześnie zapewnia wyraźny i kontrolowany efekt terapeutyczny”. Naukowcy mają nadzieję, że dzięki tej nowej metodzie będą mogli leczyć przede wszystkim choroby bakteryjne. Według nich terapia zimną plazmą może również łatwo usuwać zanieczyszczenia wirusowe i przyspieszać gojenie się ran. Oczekuje się, że w przyszłości, dzięki nowym metodom, możliwe będzie leczenie chorób nowotworowych. „Dziś mówimy tylko o bardzo powierzchownym efekcie, o stosowaniu miejscowym. W przyszłości technologia mogłaby zostać rozwinięta tak, aby wnikała głębiej w organizm, na przykład przez układ oddechowy. Do tej pory przeprowadzaliśmy testy in vitro, gdzie nasza plazma, gdy strumień wchodzi w bezpośrednią interakcję z niewielkimi ilościami cieczy lub innymi modelowymi obiektami biologicznymi” – powiedział kierownik zespołu naukowego.
Czas publikacji: 26 października 2022 r.
