gms | German Medical Science

Fragestellung: Die primäre Therapie der chronischen Osteitis geht einher mit zum Teil größeren Verlusten auch gesunder Knochenanteile. Neuartige atmosphärische Stickstoffmonoxid (NO)-haltige Plasmen könnten hier als eine effektive alternative Therapieoption in der Behandlung der Osteitis Einzug in die Klinik halten. Durch ihre auch in die Tiefe des behandelten Gewebes reichende antibakterielle und Biofilm-zerstörende Wirkung könnte eine Plasmabehandlung im Rahmen einer Osteitis-Therapie helfen, wesentlich mehr gesundes Knochengewebe zu erhalten als dies durch herkömmliche chirurgische Maßnahmen möglich ist. Obwohl für Weichgewebe bereits eine recht gute Datenlage bezüglich der antibakteriellen und wundheilungsfördernden Wirkung von Stickoxid-haltigen atmosphärischen Plasmen vorliegt, gibt es nur wenige valide Daten bezüglich der Verteilung und Eindringtiefe von Stickoxid-haltigen Plasmabestandteilen ins Knochengewebe. Im Rahmen des hier vorgestellten Projektes soll eine weitere wissenschaftliche Basis für eine neuartige Plasma-basierte Therapieform der Osteitis erarbeitet werden.

Methodik: Die Quantifizierung des Eintrages von Plasmabestandteilen ins Knochengewebe erfolgte an 3 mm dicken bovine „bone slices“ mit einem DBD-Plasma-Generator (DBD=Dielektrische Barrierenentladung). Dabei wurde eine Wechselspannung erzeugt, die freie Ladungsträger beschleunigt und durch Stoßprozesse eine Art Teilchen-Lawine erzeugt. Das Gas wird Ionisiert. Dadurch entstehen unter anderem reaktive Stickoxidspezies (RNS), welche in/an den Knochen gestrahlt werden. Der Knochen wurde nach der Behandlung zerkleinert, in Lösung gebracht, die RNS wurden Reduziert und mittels Chemolumineszenz quantifiziert. Durch Variation physikalischen Parameter der Plasmaquelle kann die Plasmazusammensetzung verändert werden und dadurch auch eine therapieoptimierte Stickoxid-Sättigung bei dem behandelten Knochenobjekt erreicht werden.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: In den bisherigen Messungen ist erkennbar, dass eine Behandlungszeitvariierung bei längerer Behandlung auch einen größeren Eintrag von Nitrit (NO₂^-) und anderen NO_X ins Knochengewebe bewirkt, wobei es den Anschein macht, dass der Eintrag von Nitrit nach wenigen Minuten „gesättigt“ ist und teilweise sogar wieder abfällt. Die NO_X-Konzentration dagegen scheint stetig anzusteigen. Des Weiteren wirkt sich eine Steigerung der Entladungsfrequenz begünstigend für den Eintrag von NO_X in das Knochengewebe. Den NO₂^--Eintrag scheint dies jedoch kaum zu beeinflussen. Aus dem Vergleich mit früheren von uns generierten Daten können wir ersehen, dass die lokal eingebrachten Stickoxid-Mengen eine deutliche antibakterielle Wirkung aufweisen würden bei einer gleichzeigen Toleranz bzw. minderen toxischen Wirkung auf die Wirtszellen im Behandlungsareal.