Die Technologie der Zukunft.
Die Plasmaquelle als Basis unserer Technologie erzeugt Plasma als vierten Aggregatszustand - neben fest, flüssig und gasförmig. Sie benötigt Strom und Umgebungsluft, um den Plasmazustand mit seinen Kaltplasmaprodukten in diesem gasförmigen Zustand zu erzeugen. Kaltplasmaprodukte entstehen aus elektrisch geladenen Teilchen. Sie sind in erster Linie reaktive Sauerstoffverbindungen mit Oxidationspotenzial, die schädliche Mikroorganismen eliminieren. Pathogene Organismen wie Bakterien, Viren und Pilze werden zuverlässig oxidiert. Unsere Produkte PLASMO®AIR und PLASMO®CAR basieren auf dieser Technologie.
Im Rahmen unserer Forschung wurde die Technologie des Kaltplasmas für einzelne Anwendungsgebiete zum Kaltplasma-Aerosol weiterentwickelt. In der Fachliteratur wurde hierfür der Begriff Cold Atmospheric Plasma-Aerosol (CAP-A) eingeführt. Kaltplasmaprodukte treffen auf zuvor vernebeltes Wasser: Das Aerosol. Der Ionisationsgrad des Kaltplasmas schafft einen höheren Wirkungsgrad des vernebelten Wassers. Dies funktioniert nach dem folgenden Prinzip: Die Sauerstoffverbindungen der Kaltplasmaprodukte laden das Aerosol elektrostatisch auf und erhöhen durch diese Dispersion und durch ihre Natur die keimreduzierende Wirkung des Kaltplasma-Aerosols. Das patentierte Verfahren verstärkt hierdurch den physikalischen Löse- und Verdrängungseffekt des Aerosols. Unsere Produkte PLASMO®HEAL PRO, PLASMO®VET und PLASMO®HAND profitieren von dieser Weiterentwicklung.
Wirkmechanismus von Kaltplasma.
Kaltplasma ist ein ionisiertes Gas. Dieses „elektrisch geladene“ Gas stellt neben fest, flüssig und gasförmig den vierten Aggregatzustand dar, wie oben skizziert. In diesem Gas befindenden sich Kaltplasmaprodukte, die aus verschiedenen geladenen Teilchen mit Oxidationspotenzial bestehen. Sie ermöglichen die Oxidation von unerwünschten Mikroorganismen. Die geladenen Teilchen bewegen sich frei im Raum und entfalten dort ihre gewünschte Wirkung. Kaltplasma wird auch für die Erzeugung von Kaltplasma-Aerosol (Cold Atmospheric Plasma-Aerosol, CAP-A) benötigt. Die genaue Erklärung zu Kaltplasma befindet sich daher im nächsten Abschnitt „Schritt 1. So entsteht Kaltplasma (Cold Atmospheric Plasma - CAP)“.
Wirkmechanismus von Kaltplasma-Aerosol.
Unsere Produkte PLASMO®HEAL PRO, PLASMO®VET und PLASMO®HAND basieren auf der Weiterentwicklung des direkten Kaltplasma-Verfahrens für medizinische Anwendungen. Das indirekte Kaltplasmaverfahren, Kaltplasma-Aerosol, wird in der wissenschaftlichen Literatur als Cold Atmospheric Plasma-Aerosol (CAP-A) bezeichnet. Kaltplasma-Aerosol nutzt neben den Kaltplasmaprodukten die Kraft des Aerosols. Dieses Verfahren unterscheidet sich vom direkten Kaltplasmaverfahren (Cold Atmospheric Plasma, CAP), da es keinen permanenten Energieeintrag benötigt. Energiezufuhr und Bestimmungsort sind getrennt. Die nachfolgenden Schritte erklären zunächst die Erzeugung von Kaltplasma und darauf aufbauend die Erzeugung von Kaltplasma-Aerosol.
Schritt 1.
Erzeugung von Kaltplasma.
Cold Atmospheric Plasma (CAP).
Plasma disinfection procedures for surfaces in emergency service vehicles: A field trial at the German Red Cross. Sci Rep 13, 20737.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-47759-5
Die Basis der Technologie ist Kaltplasma. Zu dessen Erzeugung wird in jedem Produkt eine eigene Plasmaquelle benötigt. Unsere entwickelte Plasmaquelle benötigt nur Strom und Umgebungsluft. So entsteht Kaltplasma – ein ionisiertes Gas und vierter Aggregatzustand. Die darin enthaltenen Kaltplasmaprodukte bestehen aus verschiedenen geladenen Teilchen mit Oxidationspotenzial. Diese ermöglichen die Oxidation von Mikroorganismen wie nativen Bakterien, Viren, Pilzen und multiresistenten Keimen (MRSA). Kaltplasmaprodukte sind reaktive Sauerstoffspezies, welche einen Kurzschluss der Zellmembran des pathogenen Mikroorganismus bewirken. Konkret führen diese Teilchen zu einer Schädigung der Zellmembran. Im Anschluss werden Redoxprozesse von Mikroorganismen gestört. Pathogene Mikroorgansimen werden auf diese Art und Weise inaktiviert. Menschliche und tierische Zellen sind im Zellverband durch Proteine geschützt und daher nicht betroffen – somit ist Kaltplasma für Mensch und Tier unbedenklich. Die keiminaktivierende Wirkung unterstützt auch die automatische Dekontamination des Gerätes selbst. Außerdem machen wir uns neben der keiminaktivierenden Wirkung von Kaltplasma im Besonderen die Eigenschaft der Ionisation des Kaltplasmas zu Nutze, welche im dritten Schritt relevant wird.
Schritt 2.
Erzeugung von Aerosol.
Ein Verneblermodul erzeugt im PLASMO®HEAL PRO/ PLASMO®VET/ PLASMO®HAND im zweiten Schritt ein sehr feines Aerosol. Unser Aerosol besteht aus kleinsten Wasserpartikeln und Umgebungsluft.
Schritt 3.
Die Fusion.
So entsteht Kaltplasma-Aerosol.
Cold Atmospheric Plasma-Aerosol (CAP-A).
Die in Schritt 1 entstandenen Kaltplasmaprodukte treffen in einer Kammer auf das in Schritt 2 generierte Aerosol. Die Sauerstoffverbindungen der Kaltplasmaprodukte laden das Aerosol elektrostatisch auf. Dies wird durch den Ionisationsgrad des Plasmas möglich. Die patentierte Mischung aus Kaltplasmaprodukten und vernebeltem Wasser (Aerosol) verspricht eine hohe Wirksamkeit. Durch die elektrostatische Aufladung der Tröpfchen werden die Aerosole gleichmäßig verteilt. Die Dispersion des Aerosols wird gesteigert.
Schritt 4.
Schmerzfreier Kontakt mit der menschlichen, oder tierischen Haut.
Im Kontakt mit der Haut entfaltet das aufbereitete Aerosol in diesem vierten und letzten Schritt die Kraft seines Löse- und Verdrängungseffektes mit Blick auf pathogene Mikroorganismen. Diese physikalische Hauptwirkweise führt zur mechanischen Dekontamination der Haut. Die nachfolgende Grafik zeigt, wie die Behandlung mit Kaltplasma-Aerosol wirkungsvoll transiente Bakterien an der Oberfläche inaktiviert. Die gewünschten Bakterien des körpereigenen Mikrobioms – die residente Flora – werden nicht getroffen. Zusätzlich entfalten Osmolarität, pH-Wert-Reduktion und reaktive Sauerstoffspezies ihre gewünschte Wirkung.
Beim direkten Kaltplasma-Verfahren wird in einem ersten Schritt Kaltplasma erzeugt, das in der Folge bei permanenter Energiezufuhr in Kontakt mit der Haut bei dermatologischen Anwendungen kommt (z.B. „Strahl“). Im Gegensatz dazu trennt unsere Technologie des Kaltplasma-Aerosols Energieeintrag und Wirkungsort räumlich und physikalisch voneinander. Energie wird nur im ersten Schritt für die Erzeugung der Kaltplasmaprodukte an der Plasmaquelle benötigt. Das gezielte Herantragen des Kaltplasma-Aerosols an die Haut im vierten und letzten Schritt ist davon völlig losgekoppelt. Unser Verfahren unterscheidet sich vom direkten Kaltplasma-Verfahren, da es keinen Energieeintrag auf der Haut vorsieht. Energiezufuhr und Haut sind getrennt voneinander. Gerade diese Trennung garantiert eine schmerz- und stressfreie Versorgung.
Unsere Technologie bietet entscheidende Vorteile in der Wirkweise und Anwendung – sowohl in der Medizin als auch in der Industrie.
Plasma disinfection procedures for surfaces in emergency service vehicles: A field trial at the German Red Cross. Sci Rep 13, 20737.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-47759-5
