Kaltplasma
Kaltplasma, Atmosphärisches Plasma oder Atmosphärendruckplasma (Cold Atmospheric Plasma, CAP) ist ein partiell ionisiertes Gas, das unter normalen Umgebungsbedingungen erzeugt wird. Als vierter Aggregatzustand der Materie enthält es primär elektrisch geladene Teilchen wie z.B. Elektronen sowie reaktive Sauerstoffspezies (Reactive Oxygen Species, ROS). Im Unterschied zu industriellen Niederdruckverfahren benötigt atmosphärisches Plasma keine Vakuumkammer, was seinen Einsatz außerhalb von Laboren und Fertigungsanlagen überhaupt erst ermöglicht.
Erzeugung bei normalem Umgebungsdruck.
Das Adjektiv „atmosphärisch" beschreibt den Betriebsdruck der Plasmaanlage. Das Gas verbleibt während der gesamten Erzeugung auf einem Druckniveau, das dem der umgebenden Luft entspricht. Zur Anregung werden hochfrequente elektrische Felder eingesetzt, die Umgebungsluft oder Edelgase in den Plasmazustand versetzen. Verbreitete Bauformen sind die dielektrische Barriereentladung (DBE), die Korona-Entladung und der Plasma-Jet.
Da kein Druckgefäß nötig ist, lassen sich Atmosphärendruck-Plasmageräte kompakt bauen. Bei DBE- oder Plasma-Jet-Konfigurationen genügt Umgebungsluft als Prozessgas; Sondergasanschlüsse entfallen. Das ermöglicht den mobilen Einsatz, etwa am Patientenbett oder in der ambulanten Versorgung.
Für die medizinische Anwendung mit PLASMO®HEAL PRO kommt eine indirekte Konfiguration zum Einsatz, das Kaltplasma-Aerosol (Cold Atmospheric Plasma-Aerosol, CAP-A). Die Plasmaquelle befindet sich im Gerät und konditioniert das Aerosol als Trägermedium, das anschließend über einen Schlauch und einen Applikator auf das Behandlungsfeld aufgetragen wird. Der direkte Hautkontakt mit der Plasmaquelle und dem Zustand des kalten Plasmas entfällt damit vollständig.
Abgrenzung vom Niederdruckplasma.
Industrielles Niederdruckplasma (low-pressure plasma) entsteht in gasdichten Reaktionskammern bei stark reduziertem Luftdruck. Dieses Verfahren ist in der Halbleiterfertigung sowie in der Oberflächen- und Beschichtungstechnik etabliert. Es erfordert Vakuumtechnik, ortsfeste Anlagen und Prozessgase, die mit biologischem Gewebe nicht verträglich sind.
Atmosphärisches Plasma unterscheidet sich grundlegend: Es wird unter Normaldruck betrieben und kommt ohne Drucksteuerung aus. In der klinisch relevanten Ausprägung als Kaltplasma oder Kaltplasma-Aerosol bleibt die Gastemperatur zudem deutlich unterhalb der Werte, bei denen Körpergewebe beeinträchtigt werden würde. Hochtemperaturvarianten des Atmosphärendruckplasmas, wie beim Lichtbogenschweißen, scheiden für den Patienteneinsatz aus.
Temperaturverträglichkeit als Voraussetzung für den Patienteneinsatz.
Biologisches Gewebe verträgt kurzfristige Temperaturbelastungen bis etwa 42 °C. Medizinisch eingesetzte Kaltplasmaverfahren sind darauf ausgelegt, diesen Richtwert einzuhalten. Das Prinzip Cold Atmospheric Plasma-Aerosol (CAP-A), das dem PLASMO®HEAL PRO von WK-MedTec GmbH zugrunde liegt, erzeugt laut Produktspezifikation ein Aerosol mit einer Temperatur weit unter 42 °C.
Für die Anwendung bedeutet das: Das Aerosol kann auf Wundareale und die umgebende Haut aufgebracht werden, ohne das Gewebe thermisch zu belasten. Die beabsichtigte Anwendung bleibt auf die Wundoberfläche und die direkte Wundumgebung beschränkt; eine Tiefenwirkung in subkutanen Schichten ist weder vorgesehen noch durch Studien belegt.
Kaltplasma bildet damit die physikalische Grundvoraussetzung für eine Geräteklasse, die ohne Druckversorgung, Vakuumtechnik oder Spezialgasanschluss betrieben werden kann und sich in den Versorgungsalltag von Kliniken, Praxen und ambulanten Pflegediensten integrieren lässt.
