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GMS Hygiene and Infection Control

Deutsche Gesellschaft für Krankenhaushygiene (DGKH)

ISSN 2196-5226

Biological and medical application of atmospheric plasmas

Biologische und medizinische Anwendung von Atmosphärendruck-Plasmen

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  • corresponding author Michael Orrico - PlasmaSol, Stryker Instruments, North Brunswick, NJ, USA
  • Yelena Naumova - PlasmaSol, Stryker Instruments, North Brunswick, NJ, USA
  • Shu-Min Yin - PlasmaSol, Stryker Instruments, North Brunswick, NJ, USA
  • Ed Houston - PlasmaSol, Stryker Instruments, North Brunswick, NJ, USA

GMS Krankenhaushyg Interdiszip 2008;3(1):Doc09

The electronic version of this article is the complete one and can be found online at: http://www.egms.de/en/journals/dgkh/2008-3/dgkh000107.shtml

Published: March 11, 2008

© 2008 Orrico et al.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.en). You are free: to Share – to copy, distribute and transmit the work, provided the original author and source are credited.


Short version

Atmospheric, non-thermal plasma (NTP) technology offers great promise to address several infection control issues in health care and life sciences. NTP-based processes have the ability to inactivate harmful infectious microorganisms (pathogens) with minimal impact to surrounding material and tissue. In addition, NTP processes offer advantages over antibiotics and chemical disinfectants: lethality against broad spectrum of pathogens including antibiotic-resistant organisms and viruses, and absence of environmentally-harmful by-products.

Most current research focuses on ex vivo applications: sterilization of heat and moisture sensitive medical devices, bio-waste management and air purification. An example of this type of application is the PlasmaSol technology with generating of active sterilizing radical species of to disinfect airborne, waterborne and surface pathogens.

Longer term, clinicians conceive of minimally-invasive, NTP-based therapies to treat in vivo persistent infections. These infections drastically increase morbidity and mortality in the growing immuno-compromised patient population. Specific applications will be discussed including ventilator-associated pneumonia, prosthetic-related endocarditis and septic failure of orthopedic implants.


Kurzfassung

Nicht-thermische Plasmaverfahren (NTP) eröffnen vielversprechende Möglichkeiten zur Infektionskontrolle im Gesundheitswesen und in nichtmedizinischen Bereichen. Mit Hilfe NTP-basierter Prozesse können Mikroorganismen (Pathogene) inaktiviert werden, wobei umgebendes Material und Gewebe nur minimal beeinflusst werden. Außerdem bieten NTP-basierte Verfahren im Vergleich zu Antibiotika, Desinfektionsmitteln und Antiseptika den Vorteil eines breiten Wirkungsspektrums, das antibiotikaresistente Bakterien ebenso wie Viren einschließt, und es entstehen keine umweltgefährdenden Rückstände.

Die gegenwärtige Forschung konzentriert sich auf Ex-vivo-Anwendungen wie Sterilisation von temperatur- und feuchtigkeitsempfindlichen Medizinprodukten, Behandlung von Bioabfall und Luftreinigung. Ein Beispiel ist die PlasmaSol-Technik zur Erzeugung von sterilisierenden Radikalen zur Keimzahlverminderung in Raumluft, Wasser und auf Oberflächen.

Längerfristige klinische Erwartungen betreffen die minimal-invasive In-vivo-Behandlung persistierender Infektionen unter Anwendung nicht-thermischer Plasmen. Derartige Infektionen erhöhen die Morbidität und Mortalität vor allem immungeschwächter Patienten, deren Anzahl zunimmt. Spezifische Anwendungen betreffen die Prävention der beatmungsassoziierten Pneumonie, der Endokarditis durch infizierte künstliche Herzklappen und der Endoplastitis nach Implantation orthopädischer Implantate.