Kaltes Plasma killt die Keime / Prof. Klaus-Dieter Weltmann im meditec-Interview

Auf dem noch jungen Feld der Plasmamedizin werden langsam die technologischen Trends und künftigen Anwendungsbereiche erkennbar. Zu diesem hochinnovativen Sektor der Medizinforschung befragte Dr. Helmut Bruckner exklusiv für meditec INTERNATIONAL Prof. Dr. Klaus-Dieter Weltmann (Bild) , den Direktor des Leibniz-Instituts für Plasmaforschung und Technologie in Greifswald.

Was ist das Neue und Besondere am Einsatz von Plasma für medizinische Zwecke?
Üblicherweise basieren therapeutische Ansätze auf einer Wirksubstanz oder einem physikalischen Prinzip. Das Besondere an der in der Medizin eingesetzten Plasma-Technologie ist, dass sich bei ihr – gewissermaßen wie bei einem Cocktail – verschiedene Wirkprinzipien kombinieren lassen. Hier spielen mehrere Komponenten zusammen und ergänzen sich gegenseitig. Je nach Konzentration dieser Komponenten wirkt der Cocktail anders. Durch die Variation der technischen Betriebsparameter des Plasmas – wie Spannung, Gasart, Gaszusätze, Gasfluss, geometrische Faktoren und Zeit – lassen sich die Zutaten in bestimmten Grenzen einstellen: dadurch sind sie an den jeweiligen Anwendungsfall optimal adaptierbar.

Die Plasmamedizin in Greifswald wird interdisziplinär betrieben. Welche Sparten sind dort mit welchen Aufgaben in die Forschungsarbeiten involviert?
Die Aufgabenverteilung richtet sich nach den konkreten möglichen Anwendungen in der Medizin: Die physikalische Seite der Plasmamedizin wird vom Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP Greifswald) betrieben. Hier werden die nötigen, als Plasmaquellen fungierenden Geräte entwickelt und in ihren physikalischen Eigenschaften charakterisiert. Diese werden dann zielgerichtet in den anderen Instituten und Kliniken erprobt. Je nach den erzielten Resultaten werden sie schließlich in einem Feedback-Verfahren vom INP weiterentwickelt. Ehe die Geräte in die Hände von „Nicht-Physikern“ und „Nicht-Ingenieuren“ gegeben werden, werden sie auf der Grundlage von biologischen Effekten, unter Verwendung von in-vitro Testsystemen (Mikroorganismen, Zellsystemen) gründlich untersucht.

Die medizinischen, pharmazeutischen und biochemischen Aspekte werden von den Instituten für Hygiene und Umweltmedizin, dem Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde sowie den Instituten für Pharmazie und Biochemie in Greifswald untersucht. Darüber hinaus arbeiten wir eng mit der Zellbiologie und der Orthopädie in Rostock zusammen. Weitere Partner sind die Charite und das Unfallkrankenhaus in Berlin, die Fachhochschulen in Stralsund, die Hochschule Neubrandenburg und das Forschungszentrum Wismar.

Welche Aspekte sind für die Entwicklung eines „Tissue Tolerable Plasma“ zu bedenken und zu prüfen?
Vor allem muss ein solches Plasma die richtige Temperatur haben. Des Weiteren müssen die Wirkkomponenten (Strahlung, geladene Teilchen, elektrische Felder, Radikale) für den konkreten Anwendungsfall zuverlässig und reproduzierbar eingestellt sein. Die therapeutische Wirkung muss größer sein als mögliche Nebenwirkungen, die vorab untersucht werden müssen. Wie bei Arzneimitteln ist auch im Falle von Plasma manches eine Frage der Dosis.

Welche künftigen Anwendungsbereiche sehen Sie für die Plasmamedizin?
Neben einer Vielzahl von Anwendungen zur Keimreduzierung in der Dermatologie und Zahnmedizin erscheint die Behandlung lokalisierter Tumore aussichtsreich. Ebenso ist es mit der Behandlung infektiöser Schleimhauterkrankungen, der Verhinderung hypertropher Narben- und Keloidbildung, der Abtragung oberflächlicher Zellschichten in der refraktären Chirurgie sowie der Förderung einer Wirkstoffpenetration in Haut und Schleimhäuten. Es bestehen begründete Chancen, dass Tissue Tolerable Plasma (TTP) durch Oberflächenbearbeitung die Implantateinheilung verbessert. Insgesamt wird ein umfangreiches Anwendungsfeld bei Implantaten und Prothesen erschlossen, beispielweise bei der Vorbehandlung von Implantatmaterialien oder bei der Bekämpfung einer Bildung von Biofilmen.

Sehen Sie Akzeptanz-Probleme für Plasma-Anwendungen?
Da ist es wie bei der Einführung neuer Medikamente und Behandlungsmethoden: Zunächst sind grundlegende Untersuchungen zu möglichen Nebenwirkungen notwendig, die Zeit und Geld kosten. Doch wenn sorgfältig gearbeitet wird sowie die Geräte als Medizinprodukte zugelassen sind und klinische Studien erfolgreich die Wirkung nachgewiesen haben, wird es kaum Akzeptanz-Probleme geben. Bei innovativen Verfahren wie der Plasmamedizin ist jedoch mit ähnlich langen Zeiträumen zu rechnen wie bei der Einführung neuer Medikamente.

Wie teuer sind Plasma-medizinische Anwendungen?
Das ist abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall. Es ist möglich, Plasmen zu erzeugen, die preislich nur unwesentlich oberhalb von 100 Euro liegen. Diese sind aber nicht für jede Applikation geeignet und Geräte mit entsprechender Steuerung können auch im Bereich einiger 10.000 Euro und mehr angesiedelt sein.

Wie positioniert sich die deutsche Plasmamedizin-Forschung im internationalen Vergleich?
Es gibt weltweit zwei große Player: Derzeit am sichtbarsten sind die USA, gefolgt von Deutschland mit den Zentren in Greifswald/Rostock und München. Im europäischen Vergleich sind die beiden deutschen Zentren zusammen führend.

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Tipp: Lesen Sie dazu den Leitbeitrag Forschung + Entwicklung in der soeben erschienenen Ausgabe 3-2010 des Magazins meditec INTERNATIONAL (Seite 22)