Schall reinigt medizinische Instrumente

Dampfkavitation tötet 90 Prozent der Bakterien ab

Ein Schallphänomen, das bislang wegen seiner schädlicher Effekte auf Geräte wie Schiffsschrauben und Pumpen untersucht wurde, könnte die Basis einer verbesserten Desinfektions-Technik darstellen. Forscher des Georgia Institute of Technology und der George State University haben die Technik bereits patentiert. Sie soll Mikroorganismen auf medizinischen Geräten ohne hohe Temperaturen oder scharfe Chemikalien rasch abtöten. Wie die Forscher auf dem Jahrestreffen der Acoustical Society of America berichteten, konnten mit der Technik mehr als 90 Prozent der Bakterien in einem Testfläschchen, auch eine 66-prozentige Isopropanyl-Alkohol-Lösung enthielt, abgetötet werden.

Die Technik basiert auf einer Form der so genannten Kavitation. Darunter wird die Bildung von Dampfblasen in Flüssigkeiten bei niedrigem Druck verstanden. Beim Zerplatzten der Bläschen wird Energie frei. Zur Befreiung der Geräte von Bakterien nutzen die Forscher die Dampfkavitation. Dabei füllen sich die Blasen ausschließlich mit Dampf. In der Druckphase implodieren die Blasen zeitverzögert und erzeugen lokal sehr hohe Drücke.

Wie die Tests an zwei Formen von bakteriellen Sporen – Bacillus stearothermophilus und Bacillus subtilis – zeigten sind zur Sporenabtötung mittels Kavitation sowohl die Alkohollösung als auch der erhöhte Druck nötig, erklärte Kenneth Cunefare vom Georgia Institute of Technology. Die Dampfkavitation in reinem Wasser reichte ebenso wenig aus wie die Kavitation der Alkohollösung bei Standard-Atmosphärendruck.

Laut Stephen Carter, der sich 1994 die Idee der Verwendung der Dampfkavitation zur Desinfektion von medizinischen Instrumenten patentieren ließ, spart die neue Technik Zeit und Kosten. Carter entwickelte die Technik weiter und kombinierte Druck mit der durch Ultraschall erzeugten Energie. 1997 erhielt er auch dafür ein Patent. Die Technik war aber noch nicht im Stande, die zähesten Mikroben abzutöten. In Zusammenarbeit mit Cunefare gelang die richtige Kombination von Energie, Druck und Alkoholgehalt. Der Mechanismus, wie durch die Dreier-Kombination Bakterien abgetötet werden, ist noch Forschungsgegenstand.

Cunefare sieht neben der Desinfektion von medizinischen Instrumenten auch Einsatz-Möglicheiten in der laufenden Wasser- und Abwasser-Behandlung und auch Potenzial in der Pasteurisierung von ebensmitteln wie Orangensaft und Milch. Vorerst hoffen die Forscher aber auf das Interesse von Herstellern medizinischer Ausrüstungen.