Истребление стойких к медицинским препаратам бактерий благодаря новым технологиям становится простой задачей. Там, где не справляются последние достижения фармакологии, на помощь приходит низкотемпературная плазма, генерируемая прототипами новых устройств, для которых борьба с опасными микроорганизмами является безопасной, быстрой и простой операцией. Исследователи работают над двумя проектами: эффективной дезинфекцией кожи в медицинских учреждениях и общественных местах, где бактерии могут являться смертельной угрозой, и доставкой уничтожающих микроорганизмы агентов в хронические раны для ускорения процесса заживления.

Свойства плазмы, часто называемой четвёртым агрегатным состоянием вещества после твёрдого, жидкого и газообразного, определяются её ионизированными частицами. В космосе высокоэнергетическая плазма формирует звёзды, на Земле она изучается в связи с различными прикладными задачами, в том числе как часть процесса получения энергии, основанного на управляемом термоядерном синтезе. В плазме от некоторых электронов или молекул газа отделены электроны, что делает её проводящей средой, взаимодействующей с магнитным и электрическим полями. Что касается низкотемпературного ионизированного газа при атмосферном давлении, он широко применяется в промышленности – от производства пластиковых упаковок до изготовления уличных фонарей и полупроводниковой электроники.

В низкотемпературной плазме энергия частиц не превышает энергии ионизации атома, то есть менее 10 эВ (115000 °С). "Рецепт" её получения прост: часть ионизированных "горячих" частиц настолько мала, что их столкновения с нейтральными атомами или молекулами быстро снижает температуру. Для грубой аналогии можно привести пример с добавлением капли горячей воды в ёмкость с холодной. Таким образом, физики могут формировать низкотемпературную плазму без существенного увеличения энергии всего объёма вещества.

В медицине плазма уже используется для стерилизации хирургических инструментов, поскольку она действует на атомном уровне и способна достигнуть любой точки поверхности, даже если это полость иглы. Дезинфицирующие свойства связаны с генерированием биологически активных бактерицидных агентов, таких как свободные радикалы и ультрафиолетовое излучение, которые могут быть направлены в заданные области. Исследование причин появления этих агентов привело к созданию представляющих большую ценность медицинских устройств. Группа учёных из Института внеземной физики Макса Планка (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics) сконструировала и испытала аппарат, который быстро и безопасно дезинфицирует кожу человека в течение нескольких секунд, уничтожая неподдающиеся препаратам виды бактерий, ежегодно лишающих жизни из-за так называемых больничных инфекций около 37000 человек в странах Евросоюза.

В настоящий момент медики вынуждены выполнять сложные дезинфицирующие процедуры, и особенно это касается хирургов. Трение и мытьё рук перед операцией занимает до 10 минут и повторяется несколько раз в день, что приводит к возникновению негативных побочных явлений, вызываемых механическим раздражением и химической "атакой" на кожу. Для остального персонала больниц вопрос дезинфекции стоит не менее остро: в течение обычного рабочего дня необходимо проводить до 100 очистительных процедур. Новое плазменное устройство существенным образом меняет картину, сокращая затрачиваемое время более чем в 10 раз. К тому же, весь "расходный материал" – это электроэнергия, никакие жидкости или контейнеры не нужны. Другое устройство – "аргоновая плазменная горелка" ("argon plasma torch") – разработано той же группой исследователей совместно с японской компанией ADTEC Plasma Technology Ltd. и предназначено для дезинфекции хронических незаживающих ран. Преимущество технологии состоит в регулируемой плотности биологически активных агентов, что позволяет удостовериться в смертельном воздействии плазмы на бактерии и отсутствии вреда клеткам человека.

После продемонстрировавших потенциал плазмы для медицинских целей успешных испытаний исследователи заключили, что возможно использовать её как "медицинский коктейль", содержащий специфические агенты, которые действуют на клетки на молекулярном уровне с заданной интенсивностью. Эта работа знаменует первый шаг в развитии "плазменной фармакологии" и приложении исследовательских усилий на пути к раскрытию потенциала "плазменной медицины".