Siostro, palnik proszę!

Palniki plazmowe mogą sprawić, że zabiegi operacyjne staną się mniej krwawe.

W medycynie słowa „plazma” używa się zwykle w odniesieniu do osocza krwi. Badacze próbują teraz znaleźć lepsze sposoby na wykorzystanie plazmy obecnej w gwiazdach i w błyskawicach – czwartego podstawowego stanu skupienia, obok ciał stałych, cieczy i gazów – do cięcia tkanek w bezkrwawy sposób, niczym palnikiem. Już na początku XX wieku chirurdzy wykorzystywali iskry plazmowe do wypalania kurzajek i innych zmienionych tkanek. Pod koniec tego stulecia naukowcy zaczęli badać możliwość wykorzystania strumieni plazmy do cięcia tkanek miękkich – w sposób analogiczny jak od lat 60. stosuje się palniki plazmowe do cięcia metali.

Przesuwając się po tkankach, plazmowy skalpel powodowałby ich przyżeganie. „On jest jak miecz świetlny” – mówi Jerome Canady, chirurg z Waszyngtonu, który wynalazł jeden z pierwszych chirurgicznych palników plazmowych. Krwawienia wewnętrzne bywają śmiertelne. Nowe metody zapobiegania takim krwawieniom mogą potencjalnie ratować ludzkie życie. Kluczowe znaczenie może mieć także zmniejszenie zapotrzebowania na transfuzje krwi, szczególnie na polu bitwy – chirurgiczne noże plazmowe były w roku 2008 testowane podczas prób terenowych przez Dowództwo Operacji Specjalnych Stanów Zjednoczonych. Palnik plazmowy wyrzuca pod ciśnieniem gaz, na przykład argon, przez wąski kanał, gdzie ulega on naładowaniu elektrycznemu, przekształcając się w ostrze plazmy o prędkości około 2400 km/h. W chirurgicznych palnikach plazmowych wykorzystuje się zwykle plazmę o stosunkowo niskiej temperaturze, dostatecznie gorącą, aby przyżegać tkanki w bezpośrednim kontakcie, ale ogrzewającą otaczające komórki jedynie do około 36°C. „Możemy uzyskać większą precyzję niż podczas cięcia skalpelem – mówi Canady. – Stosując konwencjonalne skalpele uszkadza się od 0,4 do 0,8 mm otaczających tkanek, tymczasem w przypadku użycia palnika plazmowego tylko 0,1-0,2 mm.” Rośnie liczba badań, z których wynika, że plazma może wywierać efekt terapeutyczny, związany nie tylko z ciepłem.

Plazma powoduje, że obojętne cząsteczki tlenu i azotu, obecne w powietrzu, zyskują ładunek elektryczny. Powstaje ozon, tlenek azotu i inne akt;ywne związki, które mogą uśmiercać kmórki bakteryjne i rakowe. Michael Keidar, fizyk plazmowy i dyrektor George Washington I nstitute for Nanotechnology w Waszyngtonie, wraz ze współpracownikami otrzymali pięcioletni grant w wysokości 445 OOO dolarów na badania fizycznego wpływu plazmy na organizm. Być może zmiana częstotliwości, napięcia i kształtu fali impulsów elektrycznych, stosowanych w celu dostarczania energii do ptazmy, może zmienić głębokość penetracji żywych – tkanek. Taka wiedza mogłaby pozwolić na jeszcze precyzyjniejsze cięcie oraz zoptymalizować efekt przeciwbakteryjny i przeciwrakowy, związany z użyciem plazmy. „Nie prowadzono dotąd badań podstawowych, dotyczących takiego zastosowania plazmy – mówi Keidar. – Mamy nadzieję, że pełne zrozumienie mechanizmów jej działania stworzy wiele nowych możliwości”