Kaltplasma und Kaltplasma-Aerosol.

Die Technologie der Zukunft.

Unsere einzigartige Plasmaquelle benötigt nur Strom und Umgebungsluft, um Kaltplasmaprodukte 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 zum Kaltplasma-Aerosol weiterentwickelt. Kaltplasmaprodukte treffen auf zuvor vernebeltes Wasser (Aerosol). Der Ionisationsgrad des Kaltplasmas verspricht einen höheren Wirkungsgrad des vernebelten Wassers (Dispersion). Die Sauerstoffverbindungen der Kaltplasmaprodukte laden das Aerosol zusätzlich elektrostatisch auf und erhöhen so seine keimreduzierende Wirkung. Dieses patentierte Verfahren verstärkt den physikalischen Löse- und Verdünnungseffekt des Aerosols. Unsere Produkte PLASMO®HEAL, PLASMO®VET und PLASMO®HAND profitieren von dieser innovativen Weiterentwicklung.

Wirkmechanismus von Kaltplasma.

PLASMO®AIR
PLASMO®CAR

Kaltplasma ist ein ionisiertes Gas. Dieses „elektrisch geladene“ Gas stellt neben fest, flüssig und gasförmig einen vierten Aggregatzustand dar. In diesem Gas sich befindende Kaltplasmaprodukte bestehen aus verschiedenen geladenen Teilchen mit Oxidationspotenzial. 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 weiter unten im Abschnitt „Schritt 1. Erzeugung von Cold Atmospheric Plasma (CAP)“.

Wirkmechanismus von Kaltplasma-Aerosol.

PLASMO®HEAL
PLASMO®VET
PLASMO®HAND

Unsere Produkte PLASMO®HEAL, PLASMO®VET und PLASMO®HAND basieren auf der Weiterentwicklung des direkten Kaltplasma-Verfahrens. Unser patentiertes, indirektes Kaltplasmaverfahren wird in der wissenschaftlichen Literatur als „Cold Atmospheric Plasma-Aerosol (CAP-A)“ bezeichnet. CAP-A nutzt neben den Kaltplasmaprodukten die Kraft des Aerosols. Dieses Verfahren unterscheidet sich vom direkten Verfahren „Cold Atmospheric Plasma“ (CAP), da es keinen permanenten Energieeintrag benötigt. Energiezufuhr und Bestimmungsort sind getrennt.

Schritt 1.
Erzeugung von Cold Atmospheric Plasma (CAP).

In Anlehnung an: Schaal et al. (2023).
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

Um Kaltplasma-Aerosol mit Hilfe des PLASMO®HEAL/PLASMO®VET/PLASMO®HAND breitstellen zu können, benötigen wir zunächst Kaltplasma selbst. Zu dessen Erzeugung hat unser Unternehmen eine eigene Plasmaquelle entwickelt. Unsere einzigartige Plasmaquelle benötigt nur Strom und Umgebungsluft. So entsteht Kaltplasma – ein ionisiertes Gas. Neben fest, flüssig und gasförmig wird dieses Gas als weiterer, vierter Aggregatzustand bezeichnet. 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 so eliminiert. Menschliche und tierische Zellen sind im Zellverband durch Proteine geschützt und daher nicht betroffen – somit ist Kaltplasma für Mensch und Tier unbedenklich. Diese keimeliminierende Wirkung unterstützt die automatische Dekontamination des Gerätes. Neben der keimeliminierenden Wirkung von Kaltplasma machen wir uns bei WK-MedTec 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/PLASMO®VET/PLASMO®HAND im zweiten Schritt ein sehr feines Aerosol. Unser Aerosol besteht aus kleinsten Wasserpartikeln und Umgebungsluft, sprich Wasserdampf.

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: Die Kraft der Dispersion des Aerosols wird gesteigert.

Im Kontakt mit der Haut entfaltet das aufbereitete Aerosol in diesem vierten und letzten Schritt die Kraft seines Löse- und Verdrängungseffektes. Diese physikalische Hauptwirkweise führt zur mechanischen Dekontamination der Haut. Die nachfolgende Grafik zeigt, wie die Behandlung mit CAP-A wirkungsvoll transiente Bakterien an der Oberfläche inaktiviert. Die gewünschten Bakterien des körpereigenen Mikrobioms – die residente Flora – werden nicht getroffen. Zusätzlich entfalten Nebeneffekte wie Osmolarität und pH-Wert-Reduktion und reaktive Sauerstoffspezies ihre Wirkung.

Beim herkömmlichen direkten Kaltplasma-Verfahren wird in einem ersten Schritt Kaltplasma erzeugt, das in der Folge bei permanenter Energiezufuhr in Kontakt mit der Haut 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 vom ersten Schritt 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.

Diese Technologie bietet entscheidende Vorteile in der Wirkweise und Anwendung – sowohl in der Medizin als auch in der Industrie.

In Anlehnung an: Schaal et al. (2023).
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