Low pressure plasmas for sterilization: mechanisms and effectiveness

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Plasma Sterilisation ist eine vielversprechende Alternative zu den traditionell angewandten Sterilisationstechniken. Die zurzeit in Krankenhäusern und in biologischen Forschungslabors am häufigsten eingesetzte Sterilisationsmethode, das Autoklavieren, wird bei hohen Temperaturen betrieben und ist daher nicht anwendbar für thermolabile Materialien. Plasma hingegen sterilisiert in kurzen Prozesszeiten bei geringen Temperaturen. Zusätzlich kann Plasma Proteine, sogar Prionen, entfernen, sowie bakterielle Sporen inaktivieren. Die zugrundeliegenden Mechanismen der Interaktion von Plasmen und Zellen sind noch nicht vollständig verstanden. Ziel des Projekts ist es die Interaktion von Plasmen mit Biomakromolekülen und vegetativen Bakterien (B. subtilis und E. coli), sowie die Interaktion von Plasmen mit bakteriellen Sporen (B. subtilis Wildtyp und Mutanten) grundlegend zu untersuchen. Dazu werden sowohl Prozessparameter als auch die Plasmaparameter untersucht, die die Sterilisations- und Dekontaminationsleistung bestimmen. Um zu verstehen, wie Plasmen auf Bakterien wirken, untersuchen wir die bakterielle Antwort vegetativer Zellen auf sublethale Plasmadosen. Eine Reihe ausgewählter Plasmabedingungen werden systematisch auf ihre Effekte auf Sporen getestet, die Defekte in Sporen-spezifischen Schutzmechanismen aufweisen wie z.B. dem Sporenmantel, dem DPA-Gehalt, der Menge an kleinen säurelöslichen Sporenproteinen (SASPs), der Sporendehydrierung oder DNA-Reparaturmechanismen. Wir werden außerdem untersuchen, wie biologische Materialien die Zusammensetzung und Eigenschaften ausgewählter Plasmen ändern.