Aukštos technologijos "muilas" – žemos temperatūros plazma

Atsparių medicininiams preparatams bakterijų išnaikinimas tampa lengva užduotimi naujų technologijų dėka. Ten, kur negali susidoroti paskutiniai farmakologijos pasiekimai, į pagalbą ateina žemos temperatūros plazma, generuojama naujų įrenginių prototipais, kuriems kova su pavojingais mikroorganizmais yra saugi, greita ir lengva operacija. Tyrinėtojai dirba ties dviem projektais: efektyvia odos dezinfekcija medicininėse įstaigose ir viešose vietose, kur bakterijos gali būti mirties priežastimi, ir agentų pristatymu, naikinančių mikroorganizmus, į chroniškas žaizdas gijimo proceso pagreitinimui.

 

Įrenginys rankų dezinfekavimui su plazma. Darbo metu kūno temperatūra kyla 5 °С daugiau. Elektrodų plotas - 200 cm2 ir gali būti padidintas. Atstumas tarp elektrodų sudaro 4 cm. Plazma generuojasi stipriu elektriniu lauku.

Plazmos savybės, dažnai vadinamos ketvirta agregatine medžiagos būsena po kietos, skystos ir dujinės, nustatomos jos jonizuotomis dalelėmis. Kosmose aukštos energijos plazma formuoja žvaigždes, Žemėje ji tiriama kaip įvairios taikomosios užduotys, ir kaip energijos gavimo proceso dalis, sukurto valdomoje termobranduolinėje sintezėje. Plazmoje nuo kai kurių dujų elektronų ar molekulių yra atskirti elektronai, kas daro ją laidžia aplinka, sąveikaujančia su magnetiniais ir elektriniais laukais. Kas liečiama žemos temperatūros jonizuotų dujų esant atmosferiniam spaudimui, jie plačiai naudojami pramonėje – nuo plastikinių įpakavimų gamybos iki gatvės žibintų ir puslaidininkinės elektronikos.

Žemos temperatūros plazmoje dalelių energija neviršija atomo jonizacijos energijos, t.y. mažiau 10 eV (115000 °С). Jos išgavimo „receptas“ yra paprastas: dalis jonizuotų „karštų“ dalelių tokia maža, kad jų susidūrimas su neutraliais atomais ar molekulėmis greitai sumažina temperatūrą. Analogijai galima pateikti pavyzdį: karšto vandens lašą įpilti į  talpą su šaltu. Tokiu būdu, fizikai galės formuoti žemos temperatūros plazmą be žymaus visos medžiagos tūrio energijos didinimo.

 

Argoninis plazminis degiklis sudarytas iš 34-mm aliumininio cilindro, vamzdeliai iš kvarcinio stiklo ir 1 mm titaninio elektrodo. Dujų srautas paduodamas į sistemą ir nukreipiamas išilgai elektrodo. Mikrobanginė plazma formuojasi tarp elektrodo „adatos“ ir kvarcinio vamzdelio paviršiumi

Medicinoje plazma jau naudojama chirurginių instrumentų sterilizacijai, nes ji veikia atominiame lygyje ir gali pasiekti bet kurį paviršiaus tašką, net jeigu tai yra adatos kiauruma. Dezinfekcijos savybės susietos su biologiškai aktyvių baktericidinių agentų generavimu, tokių kaip laisvi radikalai ir ultravioletinis spinduliavimas, kurie gali būti nukreipti į užbrėžtas sritis. Šių agentų atsiradimo priežasčių tyrinėjimas atvedė prie medicininių įrenginių kūrimo. Mokslininkų grupė iš Makso Planko nežemiškos fizikos instituto (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics) sukonstravo ir išmėgino aparatą, kuris greitai ir saugiai dezinfekuoja žmogaus odą per kelias sekundes, naikinant nepasiduodančias preparatams bakterijų rūšis, kasmet atimant gyvybes iš 37000 žmonių Europos Sąjungos šalyse.

Šiuo metu medikai privalo atlikinėti sunkias dezinfekcijos procedūras, ir tai ypač liečia chirurgus. Rankų trynimas ir plovimas prieš operaciją užima iki 10 minučių ir kartojasi keletą kartų per dieną. Kitam ligoninių personalui dezinfekcijos klausymas iškyla nemažiau: įprastos darbo dienos metu reikia atlikinėti iki 100 valomųjų procedūrų. Naujas plazminis įrenginys keičią vaizdą, mažinant sunaudojamą laiką daugiau nei 10 kartų. Be to, visa „išlaidinė medžiaga“ – elektros energija, jokie skysčiai ar konteineriai nereikalingi. Kitas įrenginys – „argoninis plazminis degiklis“ ("argon plasma torch") – sukurtas ta pačia tyrinėtojų grupe kartu su japoniška kompanija ADTEC Plasma Technology Ltd. ir yra skirtas chroniškų neužgyjamų žaizdų dezinfekcijai. Technologijos pranašumas yra reguliuojamame biologiškai aktyvių agentų tankyje, kas leidžia įsitikinti plazmos naikinamu poveikiu į bakterijas ir, kad tai nepakenks žmogaus ląstelėms.

Po pademonstruotų sėkmingų plazmos potencialo medicininiams tikslams išbandymų tyrinėtojai padarė išvadą, kad galima naudoti ją kaip „medicininį kokteilį“, turintį specifinius agentus, kurie veikia į ląsteles molekuliniame lygyje. Šis darbas daro pirmą žingsnį „plazminės farmakologijos“ vystyme.

  • 0
  • 2010 saulio 6, 09:46
  • ashoot

Komentarai (0)

RSS Sutraukti / Pasklisti

Tik registruoti vartotojai gali rašyti komentarus