gh ОХОТА НА МИКРОБА С ПЛАЗМОЙ

Новое оружие для борьбы с патогенными микроорганизмами разрабатывают ученые Московского инженерно-физического института под руководством доктора физико-математических наук, профессора Эдуарда Школьникова. Это стерилизация при помощи низкотемпературной газоразрядной плазмы. Плазма, содержащая заряженные (электроны и ионы) и нейтральные (атомы и молекулы) частицы, активные продукты плазмохимических реакций, ультрафиолетовое и в ряде случаев рентгеновское излучение, окисляет микроорганизмы, рвёт оболочки бактерий и вирусов, губит их ДНК. Это позволяет широко использовать её как универсальный стерилизатор.

По сравнению с другими этот метод обладает несколькими преимуществами. Во-первых, низкая температура дает возможность стерилизовать термочувствительные материалы. Во-вторых, воздействие на микробы происходит быстро - всего за несколько минут. Это потому, что плазма газового разряда содержит не один, а несколько разных агентов стерилизации: заряженные частицы, активные продукты плазмохимических реакций, ультрафиолетовое, а иногда рентгеновское излучение. А в отличие от стерилизующих устройств на основе ускорителей заряженных частиц, плазменные стерилизационные установки не несут радиационную опасность, не требуют специальных помещений и специально подготовленного персонала. Их отличает экологическая безопасность, низкое энергопотребление и сравнительно невысокая стоимость.

«Наша установка, - рассказывает Эдуард Школьников – отличается от себе подобных двумя особенностями. Первая заключается в том, что плазма нарабатывается в разряде на воздухе при атмосферном давлении. И вторая – структура разряда получается диффузной (объёмной, однородной). В аналогичных установках – либо есть разряд при воздушно-атмосферных условиях, но нет диффузности либо, наоборот, есть диффузность, но вместо воздуха используются газовые смеси (например, гелий или аргон с малым количеством воздуха). Всё это делает установки либо дорогостоящими, либо малоэффективными.

Чтобы добиться такого сочетания, нам пришлось проделать большой объём работ. Сначала мы создали физические модели, которые описывают разрядные процессы в воздушных средах. С их помощью определили оптимальное сочетание параметров генераторов разряда: амплитуда импульсов, их длительность и частота следования. Эксперименты показали, что разряд обладает “капризным характером”: при несоблюдении этих условий концентрация активных компонентов плазмохимических реакций резко уменьшается, что снижает эффективность стерилизационного процесса».

По словам Э.Школьникова, прототип такой установки будет создан уже к концу этого года. “Задача, которую мы перед собой поставили, пока ещё не решена ни в одной лаборатории мира, это я могу сказать определённо, - говорит Э.Школьников. – Если всё получится, это будет большой шаг вперёд”.

После создания установки с нужными характеристиками за дело возьмутся медики и микробиологи. Их задача – испытать, насколько эффективно поток плазмы уничтожает патогенные бактерии и иные микроорганизмы. Предварительные исследования с уже имеющейся в МИФИ установкой позволили накопить экспериментальный материал. “Мы облучали потоком плазмы образцы, зараженные кишечной палочкой, и передавали их медикам на экспертизу, - рассказывает Эдуард Школьников. - Результат есть – кишечная палочка полностью разлагается за нескольких минут”.

Новый высокотехнологичный генератор холодной плазмы с нетерпением ждут в Институте медико-биологических проблем. Дело в том, что на его основе могут быть разработаны уникальные устройства обеспечения карантина в межпланетных экспедициях и микробиологической безопасности в жилых отсеках космических аппаратов. Плазменные установки послужат также для разработки промышленных низкотемпературных стерилизаторов для медицинских учреждений, парикмахерских салонов, офисов, жилых помещений, мест массового скопления людей (в кинотеатрах, кафе, ресторанах и пр.).

Сегодня же медицинские учреждения вынуждены приобретать импортные устройства для химической стерилизации, в которых используется разрядная плазма специального раствора на основе перекиси водорода. При этом время стерилизации составляет 1 час, вес установки равен 350 кг, а стоимость – 170 тыс. долл. “Мы хотим сделать более дешевый и компактный прибор и вооружить им больницы, - делится планами Э.Школьников. – Он эффективен, прост и безопасен для медицинского персонала”.

***