Wie ein Blitz: Mikrowellen-Plasmastrahler kommt in der Medizin zum Einsatz

Wer den Begriff Mikrowelle hört, denkt erst einmal an den Mikrowellenherd in der Küche. Aber auch bei Mobilfunk, Radar oder Satellitenfernsehen kommen Mikrowellen zum Einsatz. In der Physik ist dies ein Sammelbegriff für elektromagnetische Wellen, die eine Wellenlänge zwischen einem Millimeter und einem Meter haben.
Prof. Dr. Holger Heuermann vom Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der FH Aachen entwickelt mit seinem Team Technologien, durch die Mikrowellen auch in anderen Anwendungsbereichen eingesetzt werden können. Er ist sehr erfolgreich bei der Generierung von Mikrowellenplasmen für Anwendungen wie Zündkerzen und Lampen (etwa Beamerlampen oder Energiesparlampen). Jetzt hat er gemeinsam mit dem Diplomanden Martin Schmitt ein neues Projekt entwickelt: Hierbei handelt es sich um einen Plasmastrahler für die Wund- und Hautbehandlung. Mit dem Begriff Plasma bezeichnet man in der Physik ein Gas, das teilweise oder vollständig aus freien Ladungsträgern, also Ionen oder Elektronen, besteht. 99 Prozent der sichtbaren Materie im Universum besteht aus Plasma. Natürliche Plasmen auf der Erde findet man etwa in Blitzen, auch Flammen sind plasmaähnlich. Beim Mikrowellenplasma erfolgt die Gasentladung, die zur Plasma-Erzeugung benötigt wird, durch Mikrowellen.
Der Plasmastrahler sieht auf den ersten Blick unscheinbar aus, etwa wie eine Mischung aus einem Senklot und einem Stift. Er ist zwölf Zentimeter lang, hat einen Durchmesser von weniger als zwei Zentimetern und ist mit Stahl ummantelt. Schaltet man das Gerät ein, tritt an der Spitze eine weiß-violette Flamme aus – allerdings handelt es sich nicht um eine normale Flamme, sondern um eine Ionenwolke. Diese wird benutzt, um Keime, Bakterien, Viren und Sporen wirkungsvoll – und für den Patienten schmerzfrei – zu beseitigen. Hierbei dringt das ionisierte Gas selbst in feinste Geweberitzen ein, die sonst kaum zu erreichen sind, und sorgt somit für eine gründliche Desinfektion von Wunden. Außerdem kann die Plasmabehandlung Wachstums- und Regenerationsprozesse anregen, was die Wundheilung beschleunigt. Neben der Behandlung von Hautkrankheiten ist auch ein Einsatz in der ästhetischen Medizin vorstellbar, beispielsweise durch die Entfernung von Pigmentflecken und die Glättung von Narben und Hautfalten. Ein weiterer großer Vorteil ist, dass keine Allergien und Unverträglichkeiten bei der Plasmabehandlung der Haut auftreten.
Der Plasmastrahler von Prof. Heuermann funktioniert mit normaler Umgebungsluft. Weder spezielle Prozessgase noch Hochspannungen sind notwendig. Er ist sehr kostengünstig herstellbar und nahezu produktionsreif. Gesucht werden derzeit noch Partner aus Industrie und Forschung, die das nötige medizinische Know-how mitbringen.

Aufgrund der Komplexität der Thematik war der Plasmaphysik lange Zeit eine exotische Nische in der Welt der Technik beschieden. Das zunehmende Verständnis der Vorgänge in diesem Bereich sorgte in den letzten Jahren für einen Aufschwung dieser Technologie. Das Marktvolumen von Produkten, die durch die Plasmatechnologie möglich werden, wird weltweit auf etwa 500 Milliarden Euro pro Jahr geschätzt.

Kontakt:
FH Aachen
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
Prof. Dr. Holger Heuermann
Lehrgebiet Hoch- und Höchstfrequenztechnik
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