Kaltplasma wird in der Medizin bereits erfolgreich eingesetzt – etwa zur Behandlung chronischer Wunden oder zur Bekämpfung von Keimen. Forschende sehen jedoch noch deutlich größeres Potenzial: Künftig könnte die Technologie auch helfen, das Wiederauftreten von Tumoren nach Operationen zu verhindern. Daran arbeitet unter anderem das Team um den Plasmaforscher Sander Bekeschus vom Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie.
Was genau ist Kaltplasma?
Plasma gilt neben fest, flüssig und gasförmig als vierter Aggregatzustand der Materie. Es entsteht, wenn einem Gas so viel Energie zugeführt wird, dass elektrisch geladene Teilchen entstehen. In der Medizin kommen seit Jahren verschiedene Formen von Plasma zum Einsatz – beispielsweise bei chirurgischen Eingriffen oder zur Blutstillung.
Besonders interessant für schonende Anwendungen ist sogenanntes Kaltplasma. Dabei wird das Gas elektrisch angeregt, ohne sich stark zu erhitzen. So kann es direkt auf empfindliches Gewebe wirken, ohne Verbrennungen zu verursachen. Die medizinischen Geräte erzeugen Kaltplasma meist aus Umgebungsluft oder Edelgasen.
Kaltplasma bereits in deutschen Kliniken etabliert
In Deutschland wird Kaltplasma seit rund zehn Jahren regelmäßig in der Medizin eingesetzt. Vor allem bei chronischen oder schlecht heilenden Wunden kommt die Technologie zum Einsatz. Das betrifft insbesondere ältere Menschen oder Patientinnen und Patienten mit Diabetes.
Der Vorteil: Kaltplasma besitzt eine starke antimikrobielle Wirkung und kann Heilungsprozesse unterstützen. Gerade angesichts zunehmender Antibiotikaresistenzen gilt die Technologie in der Forschung als vielversprechender Ansatz.
Neue Hoffnung in der Krebstherapie
Im Mittelpunkt aktueller Forschungsarbeiten steht jedoch ein anderes Ziel: die Bekämpfung verbliebener Tumorzellen nach Krebsoperationen.
Nach chirurgischen Eingriffen besteht das Risiko, dass einzelne Krebszellen im umliegenden Gewebe zurückbleiben. Diese können später erneut Tumore bilden. Deshalb werden häufig ergänzend Chemo- oder Strahlentherapien eingesetzt. Dennoch kommt es in manchen Fällen zu Rückfällen.
Die Idee der Forschenden: Direkt nach der Tumorentfernung könnten die Wundränder gezielt mit Kaltplasma behandelt werden. Dadurch sollen verbliebene Krebszellen zerstört und das Risiko eines erneuten Tumorwachstums reduziert werden.
Wie das Plasma Tumorzellen angreift
Die Wirkung basiert auf sogenannten freien Radikalen. Durch die elektrische Aktivierung der Luft entstehen hochreaktive Moleküle, die in das Gewebe eindringen können. Dort erzeugen sie Stress in den Tumorzellen, wodurch diese absterben können.
Die genauen biologischen Prozesse sind allerdings noch nicht vollständig verstanden. Genau daran arbeitet derzeit die Forschung.
Forschende entwickeln realistische Tumormodelle
Um die Wirkung von Kaltplasma besser zu untersuchen, nutzt das Team neuartige 3D-Hydrogelmodelle, die echtem Tumorgewebe ähneln. Mithilfe bildgebender Verfahren analysieren die Forschenden, wie tief die reaktiven Moleküle in das Gewebe eindringen.
Dabei werden zahlreiche Schnittbilder ausgewertet, um die Ausbreitung der Moleküle bis in Tiefen von rund 1500 Mikrometern zu verfolgen. Zusätzlich untersuchen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unterschiedliche Zelltypen sowie verschiedene Behandlungsintensitäten.
Auch spezielle Tumorwundmodelle wurden entwickelt, um reale Operationssituationen möglichst präzise nachzustellen.
Vielversprechende Ergebnisse ohne Hinweise auf Risiken
Die bisherigen Resultate gelten als ermutigend. Nach Angaben der Forschenden konnten Tumorzellen im umliegenden Gewebe gezielt bekämpft werden.
Zudem untersuchte das Team mögliche Risiken intensiver Plasmaanwendungen – etwa die Förderung von Metastasen oder Schäden am Erbgut. Dafür fanden sich bislang keine Hinweise. Die Sicherheit von Kaltplasma-Anwendungen gilt nach bisherigen Studien als gut belegt.
Klinische Studien bleiben eine Herausforderung
Trotz der positiven Ergebnisse stehen größere klinische Untersuchungen noch am Anfang. Ein Problem ist die Finanzierung: Viele Studien müssen bislang direkt von Kliniken oder Forschungseinrichtungen getragen werden.
Deshalb suchen die Forschenden verstärkt nach Partnern aus Medizin und Wissenschaft, um die Technologie weiterzuentwickeln und für den klinischen Alltag nutzbar zu machen. Ziel ist es, bestehende Plasmageräte gezielt für die Behandlung verbliebener Tumorzellen anzupassen.
Fazit
Kaltplasma ist in der modernen Medizin längst mehr als eine experimentelle Technologie. Neben der Wundbehandlung könnte die Methode künftig auch in der Krebsmedizin eine wichtige Rolle spielen. Die bisherigen Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass sich verbliebene Tumorzellen nach Operationen gezielt bekämpfen lassen könnten – möglicherweise ein weiterer Schritt hin zu präziseren und schonenderen Krebstherapien.
