plasmas reducir as concentracións de patóxenos ao entrar en contacto con superficies contaminadas .. O plasma destrúe bacterias, virus, fungos e prions. Tamén elimina toxinas e outros contaminantes orgánicos. Incluso unha esterilización completa é posible cunha exposición prolongada ao plasma. Máis importante aínda, unha forte desinfección pode ser alcanzada con plasmas de aire de presión atmosférica, producida por unha descarga piezoeléctrica directa (PDD). Polo tanto, a desinfección de plasma non require equipos de baleiro caros ou produtos químicos tóxicos, facendo o proceso barato e respectuoso co medio ambiente. Os plasmas de presión atmosférica da descarga de PDD son fríos, causando a desinfección do plasma moi suave comparándoo cos procedementos de desinfección estándar usando o aire quente presurizado, o vapor de auga quente presurizado ou substancias tóxicas. Afecta só unha capa de superficie moi fina. Debido a isto, os plasmas poden desinfectar unha variedade de superficies sensibles, incluídos os tecidos vivos e mesmo as feridas abertas.
Plasmas atmosféricas friales
O plasma é un gas parcialmente ionizado. Os arcos eléctricos, a barreira dieléctrica, a coroa e as descargas directas piezoeléctricas ionizan os gases a presións atmosféricas creando plasmas. As partículas cargadas – electróns e ións – aceleran dentro dos campos eléctricos de descarga en altas enerxías. Só unha pequena fracción de moléculas de gas convértese en electróns e ións enerxéticos. O resto do gas permanece neutral e frío. No caso de descarga piezoeléctrica directa, a súa temperatura alcanza só 30-50ºC. Estas temperaturas non danan ás superficies sensibles. Mentres que o plasma permanece frío, os electróns e os ións moi enérxicos chocan coas moléculas de gas que producen grandes cantidades de especies químicas de vida curta, como especies atómicas H, N e O, radicais, e en, ácidos ozono, nitroso e nítrico, así como varias outras moléculas en estados emocionados metástables. Isto fai que este plasma sexa químicamente activo.
Mecanismos de desinfección de plasma
Despois de contacto coa superficie tratada, o plasma atmosférico frío químicamente activo comeza unha multitude de procesos e produtos químicos físicos. O principal proceso de esterilización é a descomposición das moléculas orgánicas dos organismos vivos ao bombardear con electróns, ións e especies químicas neutras de vida curta. O bombardeo iónico rompe os enlaces de hidróxeno das moléculas orgánicas. Ademais, as especies químicas reactivas de curto duración oxidan as moléculas orgánicas. Estes procesos producen moléculas orgánicas máis lixeiras e volátiles, que se evaporan da superficie, deixándoa non só desinfectada, senón tamén en estado de limpeza ultra-fino. Os seguintes axentes e procesos de reacción contribúen á desinfección:
- iones e electróns bombardean a superficie en contacto directo co volume de plasma ionizado. Con altas enerxías, son, de lonxe, os axentes máis fortes da desinfección, xa que rompen os enlaces de hidróxeno de moléculas orgánicas, como as que forman as membranas celulares. Aínda que a densidade das partículas cargadas é moito maior que a densidade da especie neutral reactiva, as partículas cargadas contribúen significativamente á desinfección, ou mesmo dominan. Entre as partículas cargadas, os electróns teñen os fluxos máis altos e a maior profundidade de penetración. Isto failles activos baixo a capa de auga ou outros líquidos biolóxicos que cubran as superficies dos tecidos en vivo. Aí reaccionan con auga e moléculas de osíxeno disolto para producir especies de osíxeno reactivos. Este último matar os microorganismos, que doutro xeito estarían protexidos por unha capa de biofilm. Os iones tamén se disolven no auga, causando reaccións químicas que causan que a auga sexa ácida.
- As especies reactivas de osíxeno son átomos de osíxeno e moléculas químicamente activas que conteñen osíxeno en terra ou estados excitados, así como os seus iones. Os radicais hidroxilo (OH) reaccionan moi rapidamente con moléculas orgánicas que eliminan os átomos de hidróxeno e producen radicais alquiles, que están rapidamente oxidados no aire. Con este mecanismo, atacan indiscriminadamente todas as moléculas orgánicas dos organismos vivos. O máis importante é que destrúen cápsulas de bacterias e paredes celulares. Cando a taxa de dano de parede celular é maior que a taxa de reparación propia, a célula morre. O peróxido de hidróxeno (H2O2) tamén é moi reactivo, aínda que menos radical Oh.Polo tanto, ten unha maior probabilidade de penetrar o núcleo da célula bacteriana, onde pode danar as moléculas de ADN que matan a célula. Isto fai que sexa un forte desinfectante. O ozono (O3) é unha molécula de longa duración estable coñecida como un poderoso oxidante. Similar aos radicais hidroxilo, destrúe as paredes celulares.
- As especies de nitróxeno reactivo son unha familia de moléculas antimicrobianas, incluíndo óxido nítrico (NO2), dióxido de nitróxeno (NO2), anión de peroxinitrita (ión-), ácido nitroso (HNO2). Son menos reactivos en comparación coas especies de osíxeno, pero as súas vidas son suficientes para penetrar en capas máis profundas de tecidos. Aínda que as especies de nitróxeno reactivas demostraron a súa eficacia de desinfección, só os arcos eléctricos prodúcense en cantidades suficientes e en descargas de coroa, DBD e PDD, as súas concentracións son significativamente máis baixas que as das especies reactivas de osíxeno.
- adicional Mecanismos
O nivel de acidez na capa superficial aumenta a auga debido á disolución de iones e especies reactivas de osíxeno. Os ácidos corren as paredes de células bacterianas que causan a súa mortalidade.
A radiación ultravioleta é un desinfectante forte coñecido por danar as moléculas de ADN e inhibir a replicación bacteriana. A parte de alta enerxía da radiación UV, producida por plasmas de presión atmosférica, é máis poderosa. Non obstante, a súa intensidade adoita ser insuficiente para un tratamento eficaz.
A calor producida por plasmas atmosféricos, como a descarga piezoeléctrica directa, é xeralmente baixa, alcanzando temperaturas de só 30-50ºC. Non obstante, os puntos microscópicos, onde o filamento de descarga entra en contacto coa superficie, está moi recalentada e esterilizada. Non obstante, cobren unha superficie insignificante producindo desinfección insignificante.
Vantaxes de desinfección con plasmas de aire frío a presión atmosférica
Propiedades excepcionais da desinfección dos plasmas. Son ben coñecidos e documentado. A presión atmosférica plasmas, e especialmente o plasma da descarga directa piezoeléctrica, demostraron unha forte capacidade de desinfección. En comparación cos métodos estándar de desinfección e esterilización que utilizan o aire quente de presión de 170 ° C, o vapor de auga quente presurizado de 120 ° C, química húmida ou plasmas de baixa presión, plasmas de presión atmosférica fría ofrecen as seguintes vantaxes:
- O tratamento de presión atmosférica permite a desinfección dos obxectos que poden ser danados por baleiro ou sobrepresión
- Non hai baleiro caro ou cámaras e bombas presurizadas
- non hai química húmida
- limpeza ultra-delgada, sen residuos
- Temperatura de funcionamento baixa
- tratamento suave de superficies sensibles, incluíndo tecidos vivos e feridas abertas
- ou Gases de traballo non tóxicos baratos
- Amizade ambiental