Kaltplasma gegen multiresistente Keime in der täglichen Wundversorgung: ein physikalischer Ansatz.
Antibiotikaresistenzen verschiedenster Erreger zählen zu den drängendsten Herausforderungen der modernen Wundversorgung und Hygiene. Chemische Wirkstoffe binden sich an definierte molekulare Zielstrukturen. In der Folge verändern Mikroorganismen genau diese Angriffspunkte über Mutation oder Genübertragung. Kaltplasma verfolgt einen grundlegend anderen, nämlich physikalischen Ansatz. Dieser Beitrag ordnet ein, warum der oxidative Wirkmechanismus von Kaltplasma (Cold Atmospheric Plasma, CAP) und Kaltplasma-Aerosol (Cold Atmospheric Plasma-Aerosol, CAP-A) gegenüber multiresistenten Keimen wie MRSA wissenschaftlich aktuell ist und benennt die Grenzen der vorliegenden Evidenz. [1] [2]
Warum entstehen Antibiotikaresistenzen – und was unterscheidet einen physikalischen Ansatz?
Klassische Antibiotika wirken zielgerichtet auf eine einzelne molekulare Struktur des Mikroorganismus. Verändert sich dieses Ziel, kann der Wirkstoff seine Angriffsfläche verlieren. Resistenzmechanismen beruhen typischerweise darauf, dass ein Erreger die Bindungsstelle modifiziert, den Wirkstoff abbaut oder aus der Zelle herauspumpt. Genau hier setzt das Interesse an physikalischen Verfahren an. Kaltplasma – der vierte Aggregatzustand neben fest, flüssig und gasförmig – greift nicht an einem definierten molekularen Wunschziel an. Stattdessen wirken reaktive Sauerstoffspezies (Reactive Oxygen Species, kurz ROS) auf die Zellhülle mit oxidativem Stress ein. Für das Thema Resistenzen ist relevant, dass im Fall von reaktiven Sauerstoffspezies kein alleiniges Wirkstoff-Molekül als Schlüssel fungiert. Die Bildung von bekannten Resistenzmechanismen spielt hier keine Rolle.
Kaltplasmaprodukte sind in erster Linie reaktive Sauerstoffspezies (Reactive Oxygen Species, ROS) mit Oxidationspotenzial, die die Zellmembran pathogener Mikroorganismen schädigen und nachgelagerte Redoxprozesse stören. Diese bewirken einen „Kurzschluss“ der Zellmembran, in dessen Folge der Mikroorganismus inaktiviert wird. In der Fachliteratur wird dieser Effekt als selektive Störung des Membranpotenzials beschrieben. Ein „selektiver Kurzschluss“ in der mikrobiellen Membran lässt das Membranpotenzial kollabieren und unterbindet den Transmembrantransport. Entscheidend ist die Unspezifität: Der Angriff erfolgt über eine oxidative Schädigung der Hülle – ein Mechanismus, der sich von der gezielten molekularen Bindung chemischer Wirkstoffe physikalisch unterscheidet. Menschliche und tierische Zellen sind im Zellverband durch Proteine und antioxidative Enzyme geschützt.
Warum ist dieser Mechanismus gegenüber multiresistenten Keimen in der Wundversorgung relevant?
Ein unspezifischer, oxidativer Membranangriff setzt nicht am einzelnen molekularen Ziel an, über das sich klassische Antibiotikaresistenzen typischerweise ausbilden. Kaltplasma schädigt mikrobiell Strukturen bei grampositiven und gramnegativen Bakterien, einschließlich resistenter Stämme wie MRSA. Die Technologie unterscheidet nichtzwischen resistenzbildenden und für das Gesundheitswesen weniger relevanten Erregern.
PLASMO®HEAL PRO und PLASMO®VET nutzen die Fusion von Aerosol und Kaltplasma (Cold Atmospheric Plasma-Aerosol, kurz CAP-A) bereits heute für den klinischen Alltag in der Human-und Veterinärmedizin. Löse- und Verdrängungseffekt des Aerosols in Kombination mit reaktiven Sauerstoffspezies (Reactive Oxygen Species, ROS) sind fester Bestandteil einer jeden Therapie, die Heilungsverläufe bei Wunden beschleunigen, oder Antworten auf Wundheilungsstörungen sucht. [3]
Fazit: Ein physikalisches Verfahren als Ergänzung in der Wundversorgung für die tägliche Anwendung
Der oxidative, membranschädigende Wirkmechanismus von Kaltplasma setzt nicht am molekularen Ziel klassischer Antibiotika an – was ihn im Kontext der Wundversorgung gegenüber multiresistenten Keimen wissenschaftlich interessant macht. Die vorliegenden Daten beschreiben Keimreduktion und Mechanismus unter definierten Studienbedingungen – sie erlauben keine Verallgemeinerung auf jede Anwendung am Patienten und auf jeden Erreger unabhängig von seiner Umwelt. Kaltplasma-Aerosol verspricht jedoch eine langfristig wirksame Inaktivierung von Mikroorganismen bei ausbleibender Resistenzentwicklung. Die neue adjuvante Therapie der modernen Wundversorung fügt sich nahtlos zwischen Reinigung und nachträglicher Versorgung der Wunde in die tägliche Routine ein.
Über Zweckbestimmung und Anwendung eines konkreten Produkts entscheidet dessen Zulassung. Human- und veterinärmedizinische Therapien sind unabhängig von diesem Artikel in Absprache mit dem verantwortlichen medizinischen Fachpersonal zu treffen. Dieser Artikel stellt keine Heil- oder Therapieaussage dar. Genannte Wirkungen beziehen sich auf Studien unter geprüften, standardisierten Bedingungen. Diese Übersichtsseite zur aktuellen Forschung mit Cold Atmospheric Plasma-Aerosol (CAP-A) dient ausschließlich zu Informationszwecken und erläutert unabhängige wissenschaftliche Erkenntnisse.
[1] https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/antimicrobial-resistance
World Health Organization (WHO). Antimicrobial resistance. Fact Sheet.
[2] https://doi.org/10.1002/ppap.201900218
Cold atmospheric pressure plasmas in dermatology: Sources, reactive agents, and therapeutic effects. Plasma Process Polym.
[3] https://doi.org/10.1371/journal.pone.0034610
Decolonisation of MRSA, S. aureus and E. coli by Cold-Atmospheric Plasma Using a Porcine Skin Model In Vitro. PLoS ONE.
