Плазма против кариеса

21

Мы уже рассказывали о возможностях применения т.н. “холодной плазмы” при проведении операций на позвоночнике. Однако возможности, которые таит в себе использование данной технологии, гораздо шире. Подтверждением этому служит сообщение о разработке немецких ученых, позволяющей говорить о холодной плазме как о потенциальной замене бора стоматолога.

Ученые из Института Лейбница в Лейпциге, Германия, обнаружили, что в результате воздействия холодной плазмы на дентин (вещество зуба, находящееся под эмалью) количество бактерий уменьшается в 10.000 раз.

Для того, чтобы доказать эффективность новой технологии, ученые инфицировали удаленные коренные зубы человека четырьмя наиболее часто встречающимися штаммами кариозных бактерий, и затем воздействовали на них плазмой в течение 6, 12 или 18 секунд. Чем дольше времени дентин подвергался воздействию плазмы, тем больше бактерий было уничтожено.

По мнению ученых, эта технология может заменить существующую сейчас практику удаления инфицированных тканей с помощью стоматологического бора (сверла). Результаты нового исследования будут опубликованы в февральском выпуске “Журнала медицинской микробиологии” (Journal of Medical Microbiology).

По мнению доктора Стефана Рапфа из Университета Саарланда, который возглавлял исследование, открытие холодной плазмы, которая имеет температуру около 40 градусов по Цельсию, открывает возможность широкого применения ее в стоматологии. Низкие температуры позволяют уничтожать микробы, не повреждая ткани зуба. При этом остается целой пульпа – наиболее чувствительная ткань зуба, которая соединяется с кровеносными сосудами и нервами.

– В настоящее время наука совершила настоящий прорыв в области плазменной медицины. Мы ожидаем, что методики применения плазмы в клинической стоматологии будут внедрены в практику через 5-6 лет, – подчеркнул ученый.

Стоит отметить, что аналогичные разработки велись еще насколько лет назад в Голландии. Физик Ева Стоффельс-Адамовиц из Эйндховенского технлогического университета создала “плазменную иглу”, которая также должна была уменьшить необходимость сверлить зубы.

Работает устройство достаточно просто. В нем есть два электрода, каждый из которых сделан из тончайшего медного кольца, помещенного в стеклянный диск размером 2.5 см, открывающийся в центре. Эти электроды окружены в трубе диэлектриком и отделены промежутком, который может изменяться между 0.5 и 1 см. Когда гелий введен в трубу и короткий (меньше чем одна микросекунда) пульс высокого напряжения подан на электроды, в промежутке между электродами возникает плазма. Температура инструмента при этом равна температуре окружающей среды, и его можно благополучно держать голыми…

Принцип действия прибора аналогичен разработке немецких ученых: уничтожение бактерий, вызывающих кариес.

Плазма как средство дезинфекции

Плазма представляет собой четвертое состояние вещества – после твердого, жидкого и газообразного – и чаще всего встречается в космосе. Вещество переходит в плазму, когда под воздействием высокой температуры происходит “выдавливание” электронов из атомов. При этом процессе образуются высокотемпературные реактивные формы кислорода, которые способны уничтожать бактерии. Этот способ часто используется для дезинфекции хирургических инструментов.

Кстати, истребление стойких к медицинским препаратам бактерий благодаря применению плазмы давно уже вошло в практику медицинских учреждений. Низкотемпературная плазма, генерируется устройствами, для которых борьба с опасными микроорганизмами является безопасной, быстрой и простой операцией.

Разработчики такого оборудования ведут исследования в двух направлениях: эффективной дезинфекцией кожи в медицинских учреждениях и общественных местах, где бактерии могут являться смертельной угрозой, и доставкой уничтожающих микроорганизмы агентов в хронические раны для ускорения процесса заживления.

В медицине плазма уже используется для стерилизации хирургических инструментов, поскольку она действует на атомном уровне и способна достигнуть любой точки поверхности, даже если это полость иглы. Дезинфицирующие свойства связаны с генерированием биологически активных бактерицидных агентов, таких как свободные радикалы и ультрафиолетовое излучение, которые могут быть направлены в заданные области. Исследование причин появления этих агентов привело к созданию представляющих большую ценность медицинских устройств. Группа учёных из Института внеземной физики Макса Планка (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics) сконструировала и испытала аппарат, который быстро и безопасно дезинфицирует кожу человека в течение нескольких секунд, уничтожая неподдающиеся препаратам виды бактерий, ежегодно лишающих жизни из-за так называемых больничных инфекций около 37000 человек в странах Евросоюза.

В настоящий момент медики вынуждены выполнять сложные дезинфицирующие процедуры, и особенно это касается хирургов. Трение и мытьё рук перед операцией занимает до 10 минут и повторяется несколько раз в день, что приводит к возникновению негативных побочных явлений, вызываемых механическим раздражением и химической “атакой” на кожу. Для остального персонала больниц вопрос дезинфекции стоит не менее остро: в течение обычного рабочего дня необходимо проводить до 100 очистительных процедур. Новое плазменное устройство существенным образом меняет картину, сокращая затрачиваемое время более чем в 10 раз. К тому же, весь “расходный материал” – это электроэнергия, никакие жидкости или контейнеры не нужны.

Другое устройство – “аргоновая плазменная горелка” (“argon plasma torch”) – разработано той же группой исследователей совместно с японской компанией ADTEC Plasma Technology Ltd. и предназначено для дезинфекции хронических незаживающих ран. Преимущество технологии состоит в регулируемой плотности биологически активных агентов, что позволяет удостовериться в смертельном воздействии плазмы на бактерии и отсутствии вреда клеткам человека.

После продемонстрировавших потенциал плазмы для медицинских целей успешных испытаний исследователи заключили, что возможно использовать её как “медицинский коктейль”, содержащий специфические агенты, которые действуют на клетки на молекулярном уровне с заданной интенсивностью. Эта работа знаменует первый шаг в развитии “плазменной фармакологии” и приложении исследовательских усилий на пути к раскрытию потенциала “плазменной медицины”.