Новый метод получения низкотемпературной плазмы поможет излечить болезни

Ученые Балтийского федерального университета имени И. Канта (БФУ) предложили эффективный метод получения струи низкотемпературной плазмы при атмосферном давлении. Технология может быть использована для лечения разных заболеваний, вызванных бактериями, устойчивыми к антибиотикам. Работа ученых опубликована в материалах Международного симпозиума по физике, инженерии и технологии в биомедицине.

Бактерии и паразиты, вызывающие многие болезни человека, в том числе и смертельные, с каждым годом становятся все устойчивее к лекарствам и вакцинам. Поэтому растет потребность в новых методах лечения без использования лекарственных средств.

Одним из таких методов может стать применение низкотемпературной плазмы. Плазма – это газ, содержащий свободные электроны и положительные и отрицательные ионы. В природе это состояние вещества получается, например, при разряде молнии, когда через воздух проходит электрический разряд с большой силой тока. В искусственных условиях получить плазму можно, пропуская через газ электрический ток. Для этого к источнику электроэнергии с высоким напряжением подключаются два электрода. При их соприкосновении электрическая цепь замыкается и по ней начинает течь ток. При удалении электродов друг от друга, ток начинает течь по воздуху, создавая электрический разряд в газе. Проходя через эту дугу, газ ионизируется – превращается в плазму.

Для медицинских применений очень важна температура плазмы: она не должна быть выше 42 °С (температура свертывания белков крови). Кроме того, очень важна доза облучения: при малом количестве ионизированного газа происходит обеззараживание тканей и повышение свертываемости крови. При увеличении дозы начинают гибнуть сначала раковые, а затем и нормальные клетки.

Температура плазмы во многом зависит от способа ее получения и от самого газа. Вещество высокой температуры невозможно использовать в медицине, однако существует и низкотемпературная плазма, которая нагревается менее чем на 40 °С. Способ ее создания и модифицировали ученые БФУ.

В своей работе исследователи лаборатории оптических излучений описали устройство для создания низкотемпературной плазменной струи. В качестве газа они взяли гелий – один из самых легких и безопасных. Для ионизации гелия ученые использовали короткие импульсы высокого напряжения, чтобы проходящий ток не успевал разогреть газ до высоких температур. Ученые провели несколько экспериментов, в которых определили оптимальную скорость струи гелия и режим работы электродугового аппарата. Выяснилось, что снижение расхода гелия приводит к увеличению температуры плазмы, а короткий импульс нагревает струю гораздо меньше, чем напряжение гармонической формы, которое обычно используют для получения струи низкотемпературной плазмы.

«Использование коротких импульсов высокого напряжения позволяет снизить температуру газа плазменной струи. По этому методу мы получили относительно низкую, комфортную для человека температуру плазменной струи при низкой скорости потока гелия. Этот результат может быть использован для разработки оборудования на основе низкотемпературной плазменной струи для биомедицинских применений, в частности для лечения гнойно-септических ран», — говорит один из авторов работы, заведующий лабораторией оптических излучений НТП «Фабрика» БФУ Дмитрий Шитц.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.