Zimna plazma hitem higieny szpitalnej
Badacze pracujący nad finansowanym ze środków UE projektem BIODECON opracowują nowatorską metodę wykorzystującą wyładowania zimnej plazmy do sterylizacji instrumentów medycznych. Twierdzą oni, że w przeciwieństwie do istniejących technologii wyładowania plazmowe mogą zniszczyć baterie, wirusy i priony nie uszkadzając samych instrumentów. Projekt finansowany jest w ramach priorytetu "Nowe i powstające dziedziny nauki i technologii" (NEST) szóstego programu ramowego (6. PR). Zabiegi chirurgiczne w szpitalach muszą być przeprowadzane przy użyciu sterylnych narzędzi i materiałów. Chociaż takie materiały, jak rękawiczki, ostrza chirurgiczne, materiały na szwy są dostępne w handlu w sterylnych opakowaniach, wiele instrumentów chirurgicznych trzeba sterylizować na miejscu. Do tej pory w celu odkażenia powierzchni sprzętu medycznego stosowano metody wykorzystujące wysoce toksyczne substancje chemiczne i wysokie temperatury. Jednak zdaniem profesora Achima von Keudella, koordynatora projektu BIODECON, metody te miały poważne niedogodności. Aby pozbyć się patogenu przy użyciu wysoce toksycznych związków chemicznych, instrumenty myje się w mieszaninie chemicznej przez około minutę. Potem, aby usunąć pozostałości toksycznych substancji chemicznych, instrumenty przez około godzinę płucze się w wodzie destylowanej. - Daje to bardzo długi czas obróbki, który nie tylko pochłania wiele energii, ale powoduje powstawanie dużej ilości odpadów, ponieważ po zakończeniu tej procedury należy usunąć toksyczne chemikalia - powiedział profesor von Keudell w wywiadzie dla CORDIS Wiadomości. Przy procedurach wymagających wysokich temperatur może się zdarzyć, że instrumenty lub sprzęt medyczny ulegną uszkodzeniu. - Polimery, takie jak te znajdujące się w implantach, nie mogą być narażane na działanie wysokiej temperatury lub agresywnych związków chemicznych, ponieważ tworzywo sztuczne rozłożyłoby się - wyjaśnił profesor von Keudell. Ponieważ niektóre urządzenia nie są w stanie wytrzymać takich procedur sterylizacyjnych, mogą być używane tylko raz. Dlatego drogie instrumenty, takie jak cewniki, rurki z tworzyw polimerowych, które można wprowadzać do jamy ciała, przewodu lub naczynia, wyrzuca się po jednokrotnym użyciu. Innym problemem jest sposób sprawdzania metod sterylizacji. Do tej pory należało tylko wykazać, że metoda skutecznie zabija endospory i bakterie. Ale na sprzęcie medycznym mogą pozostać także śladowe ilości wirusów i biocząsteczek takich jak białka "prionowe" powodujące chorobę Creutzfeldta-Jakoba. Może się to okazać śmiertelne dla pacjentów. - Standardowym argumentem było stwierdzenie, że jeśli metoda sterylizacji jest w stanie zabić bakterie, to będzie również w stanie zabić priony i wirusy - wyjaśnił profesor von Keudell. - Ale wiemy, że to nie jest prawdą. Jeżeli podda się sterylizacji skalpel ze śladowymi ilościami prionów, można potem przekonać się, że jest on nadal zakażony. Metoda wyładowań zimnej plazmy opracowywana obecnie przez konsorcjum projektu BIODECON ma na celu usunięcie wszystkich trzech typów czynników skażających. Wyładowanie plazmowe to gaz zawierający wzbudzone energetycznie i zjonizowane cząsteczki, powstający, kiedy prąd elektryczny zapala gaz. Wzbudzone cząsteczki w plazmie reagują z biocząsteczkami i niszczą je, unieszkodliwiając toksyny i chorobotwórcze mikroorganizmy. Naukowcy badają potencjał plazmy w zakresie wielu niskich i wysokich ciśnień, stosując wiele różnych gazów wyjściowych, w tym tlen, fluor, wodór, azot i argon. Według profesora von Keudella procedury z wykorzystaniem plazmy mogą zabijać bakterie i biocząsteczki o wiele szybciej niż tradycyjne metody. - Typowy proces sterylizacji plazmowej ma dwie stałe czasowe. W ciągu kilku sekund intensywne światło UV zabija bakterie znajdujące się na samym wierzchu. Potrzeba potem kilku minut, żeby plazma dotarła także do niżej leżących warstw bakterii na próbce - wyjaśnił. Wyjątkowość tej nowatorskiej metody polega także na tym, że powierzchnia instrumentu nie musi być ogrzewana, żeby plazma mogła zadziałać. Oznacza to, że sprzęt medyczny może być odkażany bez uszkodzenia. Jednak należy jeszcze pokonać kilka przeszkód, zanim procedury z wykorzystaniem plazmy będą gotowe do stosowania - mówi profesor von Keudell. - Jeśli trzeba będzie usunąć wiele bakterii, powiedzmy w grubej warstwie, wtedy proces plazmowy zajmie więcej czasu i zużyje się więcej energii i środków chemicznych, a zatem będzie droższy - wyjaśnił. - Można by więc pomyśleć o dwustopniowym procesie łączącym tradycyjną metodę sterylizacji z metodą plazmową. Należy również przystosować procedury do zwalczania bakterii i biocząstek znajdujących się we krwi, tłuszczu lub żywych tkankach. Technologie plazmowe wreszcie też będą musiały być dostosowane do specyfiki sprzętu medycznego, np. rurek. - Łatwo byłoby zastosować plazmę do sterylizacji czegoś o wąskim obwodzie, jak rurka, z zewnątrz, ale nie tak łatwo dostać się do środka. Nadal preferowane są metody wykorzystujące środki chemiczne, ponieważ nietrudno jest przeprowadzić płyn przez rurkę - mówi profesor von Keudell. Mimo tych przeszkód profesor uważa, iż jest "spora szansa", że opracowywana metoda plazmowa przejdzie walidację. Jeśli chodzi o wprowadzenie na rynek urządzenia do sterylizacji wykorzystującego metodę plazmową, to profesor von Keudell wyjaśnił, że konsorcjum musi najpierw znaleźć partnerów z przemysłu chętnych do zainwestowania w opracowanie prototypu. Na śródokresowym spotkaniu w czerwcu konsorcjum projektowe spotka się z doradcami z przemysłu, którzy przedstawią swoje opinie na temat potencjału rynkowego tego badania.
Kraje
Niemcy, Francja