Plazma Niskotemperaturowa: Oczyszczanie i Zastosowania
- Szczegóły
W obliczu zapotrzebowania na bezpieczne i ekonomiczne metody dezynfekcji uwagę przyciąga sterylizacja plazmowa. Stanowi ona coraz chętniej wybieraną alternatywę dla obecnie wykorzystywanych metod.
Czym jest plazma?
Plazma jest uznawana za czwarty stan materii. Powstaje w wyniku podgrzania gazu do bardzo wysokich temperatur, np. z wykorzystaniem łuku elektrycznego. W efekcie znaczna część cząsteczek jest naładowana elektrycznie i posiada bardzo dużą gęstość cieplną, którą można ukierunkować.
Wyróżnia się trzy typy plazmy: gorącą (wysokotemperaturową, termiczną), wyładowania pierścieniowego oraz zimną (niskotemperaturową, nietermiczną).
Sterylizacja Plazmowa
W procesie sterylizacji plazmowej często wykorzystuje się biobójcze właściwości nadtlenku wodoru. Wysoka temperatura przekształca cząsteczki nadtlenku wodoru w wysoce niestabilne wolne rodniki, które niszczą mikroorganizmy, uszkadzając ich struktury. Plazma sterylizuje w procesie zwanym utlenianiem, gdzie wszystkie mikroorganizmy są dezaktywowane.
W porównaniu z innymi metodami sterylizacja plazmowa charakteryzuje się wyjątkową skutecznością. Zwykle proces przeprowadzany jest w temperaturze 40-60°C i trwa 45-75 minut. Co ważne, nie powstają toksyczne produkty uboczne, czyniąc tę metodę bezpieczną dla środowiska naturalnego.
Przeczytaj także: Sharp - Co mówią użytkownicy?
Technologia plazmowa to obiecująca metoda umożliwiająca szybką sterylizację w niskich temperaturach, niepozostawiająca toksycznych produktów ubocznych. Plazma skutecznie oddziałuje przeciwko szerokiemu spektrum patogenów, w tym zarodnikom bakterii i prionom, które wykazują wysoki poziom odporności na obróbkę chemiczną i fizyczną.
Zastosowania Plazmy Niskotemperaturowej
Potencjał technologii plazmowej w zastosowaniach medycznych i stomatologicznych jest niezwykle szeroki. Stanowi ważny aspekt działań związanych z kontrolą zakażeń szpitalnych, gdzie nieprawidłowo zdezynfekowany lub wysterylizowany sprzęt medyczny i urządzenia chirurgiczne są dużym zagrożeniem. Oprócz dezynfekcji/sterylizacji urządzeń medycznych oraz stomatologicznych technologia ta może być wykorzystywana do czyszczenia łóżek, biurek i podłóg.
Środki antyseptyczne dedykowane skórze mają istotne znaczenie dla zdrowia publicznego i medycyny. Antyseptyki skórne to środki chemiczne wykorzystywane jako produkty do mycia rąk i są niezbędnymi preparatami w przypadku zabiegów medycznych czy przygotowania skóry przed zabiegiem chirurgicznym. Woda poddana działaniu plazmy wykazuje działanie sterylizujące oraz regenerujące tkanki.
Wysoka aktywność przeciwdrobnoustrojowa to efekt m.in. znacznej różnorodności reaktywnych form tlenu i azotu. Aktywność biochemiczna wody poddanej działaniu plazmy opiera się przede wszystkim na zmianach właściwości fizykochemicznych, takich jak pH czy potencjał redoks. Wykazano, że reaktywne formy chemiczne generowane w plazmie typu ciepłego (np. działanie plazmą na wodę) wykazuje efektywniejszą penetrację skóry oraz działanie antyseptyczne w porównaniu z plazmą typu gazowego.
Woda aktywowana plazmą okazuje się wysoce skuteczna w strategii hamowania zakażeń bakteryjnych, jednak stosunkowo krótki czas życia reaktywnych form tlenu i azotu ogranicza niektóre zastosowania.
Przeczytaj także: Opinie o Oczyszczaczu Powietrza Cronos HEPA II
Technologia plazmowa może być stosowana do dezynfekcji żywności, materiałów opakowaniowych, a także nasion. Produkty rolnicze, takie jak owoce i warzywa, są podatne na zanieczyszczenia z różnych źródeł rolniczych, w tym nawozów, wody czy gleby. Ponadto mają kontakt z kurzem, owadami, odchodami zwierząt, pracownikami terenowymi oraz sprzętem podczas zbiorów, transportu, pakowania i przetwarzania, w łańcuchu dostaw. Zastosowanie innowacyjnych technik dezynfekcji, w tym technologii plazmowej, jest jednym z rozwiązań pomagających zmniejszyć potencjalne ryzyko.
Plazma inaktywuje mikroorganizmy w niskich temperaturach, w warunkach ciśnienia atmosferycznego. Może zostać wykorzystana do stosunkowo szerokiej gamy wyrobów, rozpoczynając od opakowań mających bezpośredni kontakt z żywnością, przez produkty o niskiej zawartości wilgoci (przyprawy, zboża, nasiona), aż po artykuły płynne, np. soki owocowe. Technologia plazmowa pozwala usunąć mikroorganizmy, jednocześnie zachowując świeżość i właściwości organoleptyczne.
Jedną z nowych technologii, która potencjalnie mogłaby rozwiązać problem usuwania mikrozanieczyszczeń, zarówno w wodzie pitnej, jak i ściekach przeznaczonych do ponownego wykorzystania, jest oczyszczanie przy użyciu plazmy. Procesy plazmowe są odpowiednie do niszczenia mikroorganizmów, jak również usuwania śladowych ilości substancji organicznych (pozostałości farmaceutyków, pestycydów, herbicydów). Dzięki temu mogą być skonfigurowane do zastosowań w uzdatnianiu wody pitnej, wody procesowej czy wód opadowych. Wymienione zanieczyszczenia zwykle są trudno dostępne w biologicznych procesach oczyszczania ścieków.
Wykorzystanie procesów plazmowych jest przyjazną dla środowiska i opłacalną alternatywą. Przeprowadzane eksperymenty, w odniesieniu do małej skali, wyraźnie pokazują obiecującą przyszłość tej technologii.
Niskotemperaturowa plazma zyskuje coraz szersze komercyjne zastosowania w przemyśle m.in. do modyfikowania powierzchni materiałów. Pozwala na precyzyjne czyszczenie zabrudzonych elementów, aktywację plazmową powierzchni, wytrawianie podłoży krzemu oraz pokrywanie elementów związkami chemicznymi w celu modyfikacji i zmiany ich właściwości fizykochemicznych.
Przeczytaj także: Innowacyjny jonizator powietrza
Zastosowanie w oczyszczalniach ścieków
Nieprzyjemne zapachy w oczyszczalniach ścieków stanowią istotny problem zarówno dla personelu zakładu, jak i dla okolicznych mieszkańców. Zwalczanie nieprzyjemnych zapachów w oczyszczalniach ścieków wymaga holistycznego podejścia, łączącego metody techniczne z organizacyjnymi. Kluczowe jest identyfikowanie źródeł emisji, stosowanie odpowiednich technologii oraz ciągły monitoring i dostosowywanie działań.
Rozwiązanie pozwalające oczyszczać roztwory wodne ze związków endokrynnie czynnych, czyli takich, które mogą oddziaływać na nasz organizm, właśnie zostało objęte ochroną patentową. To efekt wspólnych, kilkuletnich prac eksperymentalnych badaczy z Politechniki Wrocławskiej i Uniwersytetu Gdańskiego. W przyszłości może nam pomóc oczyszczać ścieki pochodzące m.in. z przemysłu czy działalności badawczo-wdrożeniowej, np. z pozostałości leków i środków antykoncepcyjnych.
Naukowcy z Politechniki Wrocławskiej i Uniwersytetu Gdańskiego wykorzystują plazmę - a konkretnie tzw. plazmę nietermiczną - do oczyszczania ścieków. Sprowadza się to do zastosowania bardzo wysokiej energii do powietrza atmosferycznego (czyli gazu), żeby przekształcić je w zbiór naładowanych cząsteczek.
Patent, który uzyskali w Urzędzie Patentowym RP, dotyczy systemu plazmowego, czyli układu reakcyjno-wyładowczego zaprojektowanego przez nich już kilka lat temu i wielokrotnie wykorzystywanego do innych zastosowań. Jego zasada działania jest bardzo prosta. Ciecz wprowadzamy do komory wyładowczej i tam traktujemy ją jednym „piorunem” o określonych właściwościach. I to dzieje się w sposób ciągły, czyli w przyszłości ścieki mogą stale przepływać i na bieżąco być oczyszczane z substancji organicznych.
Rozwiązanie pozwala na jednoczesne usuwanie roztworów wodnych z Bisfenolu A (BPA), Bisfenolu S (BPS), 17-alfa-etyloestradiolu (EE2), Deksametazonu (DXM), Benzofenonu (BPH), Dapsonu (DPS) oraz 2-Nitrofenolu (2-NIP) - i co bardzo istotne - nie wymaga stosowania żadnych dodatkowych substancji (np. kosztownych szlachetnych gazów wyładowczych, takich jak np. argon). Badacze wykazali, że ich system zapewnia około 70 proc. skuteczności usuwania zanieczyszczeń (dane są różne dla poszczególnych związków biologicznie czynnych).
Naukowcy weryfikowali działanie opracowanego przez siebie sposobu dezaktywacji związków endokrynnie czynnych na specjalnie przygotowanych próbkach laboratoryjnych. Wkrótce rozpoczną współpracę z partnerem z przemysłu, by prowadzić z nim zaawansowane testy.
Plazma w sterylizacji powietrza
Światowa pandemia koronawirusa SARS-CoV-2 uzmysłowiła, że dekontaminacja pomieszczeń, w których się przebywa i pracuje, jest warunkiem niezbędnym do utrzymania wysokiej jakości usług oraz komfortu i bezpieczeństwa życia. Zapewnienie właściwego poziomu sterylności stało się nieodzownym elementem w gabinetach lekarskich i usługowych, w których od czystości mikrobiologicznej zależy jakość usług oraz bezpieczeństwo pacjentów, klientów i personelu.
Aktualnie stosuje się dwa rodzaje sterylizatorów przepływowych: w jednych czynnikiem niszczącym drobnoustroje jest plazma, w drugim promienie UV-C.
Sterylizatory plazmowe zasysają do swojego wnętrza powietrze z pomieszczenia. Powietrze to przepływając przez przestrzeń, w której powstaje plazma, zostaje oczyszczone z drobnoustrojów. Przykładem sterylizatorów plazmowych stosowanych w medycynie są produkty firm Zenva i Novaerus.
Plazma jest to zjonizowany gaz mogący przewodzić ładunki elektryczne. Zwykły gaz, którym jest na przykład powietrze, składa się z cząstek obojętnych elektrycznie. Ogrzewając gaz, doprowadzimy do jonizacji, czyli oddzielenia elektronów od cząsteczek. Przy pewnej temperaturze nastąpi całkowita jonizacja gazu, czyli stan plazmy. Przykładem zjawisk, w których można zaobserwować powstawanie plazmy, są błyskawice i zorza polarna. Ze względu na swoje bakteriobójcze właściwości plazma coraz częściej znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach, przede wszystkim w medycynie i przetwórstwie żywności.
Plazma niskotemperaturowa składa się z mieszaniny zarówno zjonizowanych, jak i niezjonizowanych cząsteczek: atomów w stanie podstawowym i wzbudzonych, wolnych rodników, w tym tlenu i azotu, ozonu oraz elektronów i promieniowania UV-C. To właśnie ten szereg reaktywnych cząsteczek chemicznych jest odpowiedzialny za uszkodzenie komórek mikroorganizmów. Do dezintegracji ścian i błony komórkowej patogenów zachodzi na skutek bombardowania komórek reaktywnymi składnikami plazmy - O2, O3, OH, H2O2, NO i NO2. Natomiast DNA i RNA drobnoustrojów jest niszczone przez promieniowanie UV-C. Promienie UV-C charakteryzują się wysoką wartością energetyczną i dużym stopniem absorbancji przez cząsteczki DNA i RNA, co prowadzi do powstania dimerów tyminy i fragmentacji nukleoidu.
Działanie plazmy na komórki organizmów wyższych, w tym człowieka, zależy od jej dawki. Małe dawki powodują dezaktywację bakterii, przy średnich dawkach zachodzi proces przyspieszenia gojenia ran i zwiększenia proliferacji komórek. Natomiast wysokie dawki plazmy są szkodliwe i mogą powodować śmierć komórek ssaków. W przypadku sterylizacji przepływowej powietrza przez plazmę zagrożeniem mogą być wydostające się wraz z gazem plazmowym wolne rodniki. Jeżeli plazma jest generowana z czystego tlenu, zagrożenie nie istnieje. Natomiast zanieczyszczone powietrze zawiera wiele gazów szkodliwych dla człowieka. Podczas przemiany zanieczyszczonego powietrza w plazmę powstają szkodliwe rodniki, na przykład rodnik nadtlenkowy (peroxyl radical; ROO). Wolne rodniki powodują stres oksydacyjny, który jest uznawany za współprzyczynę wielu procesów chorobowych, łączy się go również z objawami starzenia.
Zaletą sterylizatorów plazmowych jest ich wydajność, dzięki której mogą być stosowane w pomieszczeniach o dużej kubaturze, oraz możliwość przeprowadzenia dekontaminacji w trybie pracy ciągłej, kiedy w pomieszczeniu przebywają ludzie. Natomiast wadą jest brak możliwości sterylizacji powierzchni. Ponieważ proces powstawania plazmy zachodzi wewnątrz urządzenia, można dekontaminować wyłącznie powietrze przepływające przez komorę sterylizatora.
Zimna plazma i jej wpływ na zdrowie
Zimna plazma (plazma niskotemperaturowa) to innowacyjna metoda coraz szerzej stosowana w biotechnologii, przemyśle przetwórczym oraz medycynie konwencjonalnej i holistycznej, które wykorzystuje najnowsze osiągnięcia fizyki i technologii do wsparcia zdrowia i regeneracji organizmu. Aktywuje ona system regeneracji organizmu poprzez wytwarzanie bardziej ukierunkowanego i silniejszego bioaktywnego pola energii, które wspomaga dobre samopoczucie i wzmacnia naturalne zdolności organizmu do samoleczenia. Zimna plazma harmonijnie wspiera wrodzone zdolności lecznicze organizmu.
Choć technologia pierwotnie powstała, by wspomagać organizm w leczeniu guzów, jej działanie obejmuje szeroki wachlarz problemów zdrowotnych, takich jak przewlekły ból, stany zapalne, zmęczenie oraz stres. W medycynie Zimną Plazmę wykorzystuje się do celów leczniczych dzięki jej zdolności do generowania reaktywnych form tlenu (ROS) i azotu (RNS), które odgrywają kluczową rolę w procesach detoksykacyjnych, przeciwzapalnych oraz antybakteryjnych.
To współczesne zastosowanie regeneracyjnej terapii elektromagnetycznej jest rozwijane od ponad 100 lat, odkąd Nikola Tesla po raz pierwszy zasugerował jej zastosowanie.
Korzyści z zastosowania zimnej plazmy:
- Detoksykacja i odnowa komórek: Pole plazmowe wspiera naturalne procesy detoksykacji organizmu, pomagając w usuwaniu toksyn na poziomie komórkowym.
- Wzmocnienie odporności: Badania pokazują, że ekspozycja na pole plazmowe może stymulować układ odpornościowy, prowadząc do efektywniejszego zwalczania infekcji bakteryjnych i wirusowych.
- Redukcja bólu i stanów zapalnych: Dzięki technologii implozyjnej, urządzenie generuje pole, które zmniejsza stan zapalny oraz ból poprzez reorganizację elektrycznych ładunków komórkowych.
- Przyspieszona regeneracja: Zimna plazma wspiera procesy naprawcze i regeneracyjne, co jest szczególnie widoczne w przypadku trudno gojących się ran, owrzodzeń czy przewlekłych stanów zapalnych.
W przeciwieństwie do innych metod leczenia, zimna plazma jest formą bezdotykową. Terapia zimną plazmą opiera się na zaawansowanych badaniach nad tzw. polami negentropii, które wprowadzają organizm w stan harmonii i homeostazy. Zasada działania opiera się na teorii koniugacji fazowej - procesie, który reorganizuje struktury energetyczne i komórkowe organizmu, przywracając mu równowagę i zdolność do samoleczenia.
W licznych badaniach, w tym tych przeprowadzonych na owrzodzeniach stopy cukrzycowej, wykazano, że zimna plazma skutecznie przyspiesza procesy gojenia i zmniejsza obciążenie bakteryjne w miejscu aplikacji.
Przykłady zastosowania terapii zimną plazmą:
- Artretyzm
- Choroba zwyrodnieniowa stawów
- Reumatoidalne zapalenie stawów
- Trądzik hormonalny
- Problemy z oddychaniem
tags: #plazma #niskotemperaturowa #oczyszczanie #zastosowania
