Plasma ist ein großer Hoffnungs­träger der Medizin

Fest, flüssig, gasförmig – Plasma. Die Forschung um den vierten Aggregat­zustand eröffnet der Medizin neue Dimensionen. Plasma ist Hoffnungs­träger für die Therapie verschiedenster Erkrankungen. Was sich zunächst auf die Heilung von Wunden beschränkte, soll multi­resistente Keime (MRSA) besiegen, Zahn­implantate verankern und Tumore bekämpfen können.

ein Plasmabrenner auf schwarzem Hintergrund
In Greifswald haben Forscher einen Stift entwickelt, aus dessen Spitze bläulich schimmerndes ionisiertes Plasma strömt. Richtet man den Stift auf eine Wunde, desinfiziert er das Gewebe und sorgt damit für die Wundheilung. Plasma, der vierte Aggregatzustand der Materie, soll im Kamp gegen multiresistente Keime zum Einsatz kommen, aber auch in der Krebstherapie Tumore besiegen. © neoplas tools GmbH

Das Forschungs­gebiet der Plasma­medizin hat richtig Fahrt aufgenommen. Nachdem vor etwa zwölf Jahren erst­mals Max-Planck-Forscher auf der Inter­nationalen Raum­station mit Plasma arbeiteten, wissen wir heute, dass Plasma Keime töten kann, das Gewebe stimuliert und so die Wund­heilung fördert. Wissen­schaftler des Greifs­walder Leibniz-Instituts für Plasma­forschung und Techno­logie (INP), des Universitäts­klinikums Greifs­wald und der Charité Berlin haben den Proto­typ eines Plasma­stiftes ent­wickelt. Der Stift, so groß wie ein Kugel­schreiber, setzt Plasma frei und kann so gezielt und punkt­genau zur Behandlung von Wunden auf der Haut angewandt werden – etwa bei Druck­geschwüren oder dem sogenannten „offenen Bein“, das häufig durch Diabetes hervor­gerufen wird. Zahl­reiche Studien belegen inzwischen die Wirk­samkeit und die Un­bedenk­lich­keit von Plasma. „Es sind keine Neben­wirkungen bekannt geworden, die ein Risiko vermitteln“, sagt Professor Klaus-Dieter Welt­mann, Direktor des INP.

Plasma-Stift aus Greifswald kann Wunden heilen

Zur Markt­reife entwickelt wurde der Stift mit dem Namen „kINPen MED“ von der Greifs­walder Firma neoplas tools GmbH. „Mit unserem Gerät gelang der Plasma­medizin nach jahre­langer Forschung ein erster Schritt in die klinische Praxis“, sagt Renate Schönebeck, Geschäfts­führerin von neoplas tools. Sie kann sich sogar vor­stellen, dass es eines Tages eine Light-Version des Plasma-Stiftes für den Haus­gebrauch geben wird. Ist das dann das Ende des Trost­pflasters?

Amputationen können durch Plasma oft vermieden werden.
Renate Schönebeck, neoplas tools

Was eigentlich ist Plasma? Professor Weltmanns Erklärung ist ganz einfach. Sie beginnt mit dem Eis­würfel: fest, physikalischer Aggregat­zustand eins. Ihm wird in Form von Wärme Energie zugeführt, er wird flüssig, Zustand zwei. Kommt erneut Energie ins Spiel, entsteht Gas, Zustand drei. So, und nun kommt’s: Durch neue Energie­zufuhr werden an den Gas­molekülen Elektronen frei, es entstehen Ionen, das Gas wird leit­fähig. Zustand vier! Plasma.

In der Natur sehr heiß

Die Wissen­schaft spricht hier von kaltem Plasma, während in der Natur Plasma mit un­vorstell­bar hohen Temperaturen verbunden ist. Sterne, Blitze, Nord­lichter, fast die gesamte Materie, die wir am Himmel sehen, ist Plasma. Hohe Temperaturen entstehen durch den Strom­fluss normaler­weise auch bei der künstlichen Erzeugung von Plasma durch Gas­ent­ladung. Wenn aber ein Gas durch elektro­magnetische Felder ionisiert wird, dann bleibt das Plasma kalt oder nur gering erwärmt.

Richtig heiß aber ist, wie in rasantem Tempo Forscher und innovative Start-ups die Erkennt­nisse aus den vergangenen Jahren genutzt haben. Es wurden Geräte, Pads und Pflaster zur Therapie von chronischen Wunden bei infektiösen Haut­kran­kheiten entwickelt. Renate Schönebeck berichtet: „Bei einer Studie in Thüringen zum Bei­spiel galten 61 Patienten als austherapiert. Erst durch die Plasma­behandlung wurden 80 Prozent der Patienten geheilt. Amputationen können durch Plasma oft vermieden werden.“ Die Forscher arbeiten unter Hoch­druck an Nach­weisen, dass Plasma auch bei weiteren Haut­leiden helfen kann, etwa bei hart­näckigen Pilz­erkrankungen von Haut und Nägeln oder durch Viren hervor­gerufenen Warzen.

Wirkung auf Krebs­zellen im Labor nach­gewiesen

Große Hoffnung setzen die Wissen­schaftler auf Plasma im Kampf gegen Infektionen mit Methicillin-resistenten Staphylo­coccus aureus (MRSA), den gefürchteten Kranken­haus­keimen. Die Berliner Forscherin Dr. Elisabeth Meyer vom Institut für Hygiene und Umwelt­medizin der Charité hat hoch­gerechnet, dass sich die Zahl der welt­weiten Todes­opfer durch multi­resis­tente Keime, jene, die gegen Anti­biotika immun sind, von derzeit etwa 700.000 jährlich auf zehn Millionen im Jahr 2050 erhöhen könnte.

Ein weiteres intensiv beforschtes Gebiet ist die Anwendung von Plasma in der Zahn­medizin, weil sich Bakterien bevorzugt im Mund­raum ansiedeln. Die Forscher arbeiten an viel­vers­prechen­den Optionen für die Behandlung der Paro­don­titis ebenso wie zur Keime­ntfernung in Wurzel­kanälen und bei Karies, aber auch gegen Abwehr­reaktionen bei Implantaten: „Behandelt man die eingesetzten Materialien mit Plasma, dann gewinnen sie eine Struktur und eine Ober­flächen­chemie, die es Knochen­zellen viel angenehmer macht, damit zu verwachsen“, sagt Hans-Robert Metelmann, Direktor der Klinik für Mund-Kiefer-Gesichts­chirurgie in Greifs­wald und Vor­stands­vorsitzender des Nationalen Zentrums für Plasma­medizin in Berlin.

Plasma wird auch für die Krebs­therapie erforscht – vorerst an leicht zugänglichen Stellen wie etwa bei malignen Tumor­zellen auf der Haut. „Wir haben im Reagenz­glas die Wirksam­keit von physikalischem Plasma auf Krebs­zellen nach­gewiesen“, sagt Professor Metelmann. Krebs­zellen, die mit kaltem Plasma behandelt werden, sterben auf natürlichem Wege ab, während die umliegenden gesunden Körper­zellen intakt bleiben und neu in das beschädigte Gewebe hin­ein­wachsen können.

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