Plasmanadel für chemische Operationen

Chirurgen und Zahnärzte könnten künftig auf gasförmige statt auf metallische Werkzeuge setzen. Eine entsprechende Technik hat eine niederländische Forscherin entwickelt. Ihre “Plasmanadel” erzeugt einen feinen Strahl energetisch angeregter Gasmoleküle, die in Zahnlöchern lauernde Bakterien oder Nester von Krebszellen in der Haut ausräuchern könnten. Darüber berichtet das Magazin “New Scientist” in seiner neuen Ausgabe.

Laborstudien an Zellkulturen und Blutgefäßen hätten bereits gezeigt, dass solche Plasmen Zellen gezielt angreifen könnten, schreiben Eva Stoffels-Adamowicz von der Technischen Universität Einhoven und ihre Kollegen im Fachblatt “Plasma Sources Science and Technology”. Dabei komme es weder zur Entzündung noch zur übermäßigen Gewebeschädigung, sodass die Operationsstelle sauber und narbenfrei verheilen könne.

Die von der Forscherin und ihren Kollegen entwickelte Plasmanadel besteht aus einem dünnen Quarzröhrchen samt darin verlaufendem Wolframdraht als Elektrode. Wird Gas durch das Röhrchen geleitet und eine Radiofrequenz von 13,6 Megahertz an die Elektrode angelegt, zerreißt es die Gamoleküle in dem starken elektrischen Feld förmlich, ohne dass dafür hohe Temperaturen nötig wären. Als Resultat tritt aus dem Röhrchen ein wenige Millimeter langer, leicht glimmender Strahl reaktionsfreudiger Molekültrümmer aus.

Für ihre jüngste Studie leitete die Forscherin ein Gemisch von Helium, Sauerstoff und Stickstoff durch das Röhrchen. Ihre Analysen ergaben, dass sich in dem Plasmastrahl große Mengen von Stickstoffmonoxid (NO) bildeten. Die Verbindung erfüllt im Körper zahlreiche Funktionen als Signalstoff, etwa beim Weiten der Blutgefäße oder bei Entzündungsprozessen. Die Abwehrzellen des Körpers setzen sie in höheren Konzentrationen als chemische Waffe ein, um Bakterien oder entartete Zellen zu töten.

Mit Hilfe der Plasmanadel könnten Mediziner die Verbindung gezielt und in präziser Dosierung in den Körper bringen, um Gewebeprozesse zu beeinflussen oder Zellen abzutöten, glaubt Stoffels-Adamowicz. Auch könnte das Instrument genutzt werden, um Gewebeproben zu nehmen oder Tumoren zu entfernen, so die Forscherin. “Das ist Chirurgie ohne Schneiden.”

Forschung: Eva Stoffels-Adamowicz, Faculteit Biomedische Technologie, Technische Universiteit Eindhoven; J. Alan Rees, Plasma & Surface Analysis Division, Hiden Analytical Ltd., Warrington; und andere; veröffentlicht in “Plasma Sources Science & Technology”, Vol. 15, pp 501-6, DOI 10.1088/0963-0252/15/3/028

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Biomedical Engineering, TU Eindhoven
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