Anwendung könnte Ansteckungsgefahr über den Kontakt mit kontaminierten
Oberflächen reduzieren.
Professor Dr. Günter Klein und Dr. Birte Ahlfeld aus dem Institut für
Lebensmittelqualität und -sicherheit der Stiftung Tierärztliche Hochschule
Hannover (TiHo) haben zusammen mit Wissenschaftlern der Max-Planck-
Gesellschaft und dem Sanitätsdienst der Bundeswehr untersucht, wie gut
sich mit Noroviren kontaminierte Oberflächen mit Kaltem Plasma
desinfizieren lassen. Ihre Ergebnisse haben sie im Online-Fachmagazin mBio
veröffentlicht.
Kaltes Plasma ist ein energiegeladenes und hoch reaktives Gas, das sich
erst seit den frühen 1990er-Jahren bei Atmosphärendruck erzeugen lässt.
Eingesetzt wird es beispielsweise zum Bogenschweißen oder – in der Medizin
– zur Wundheilung. Es entsteht, indem ein Gas oder auch normale Luft durch
Hitze oder Hochspannung weiter mit Energie versorgt wird. Durch die Wärme-
oder Stromzufuhr lösen sich aus den Gasmolekülen Elektronen, sodass
positiv und negativ geladene Ionen entstehen. Medizinisch interessant sind
die Plasmen durch ihre hohe Reaktivität. In Verbindung mit Luft bilden
sich Sauerstoff- und Stickstoff-Radikale, die sowohl auf Mikroorganismen
als auch auf Körperzellen wirken können.
Die aktuell veröffentlichte Studie zeigt, dass sich Kaltes Plasma eignet,
um Oberflächen zu desinfizieren, die von mit Noroviren infizierten
Patienten berührt wurden. Noroviren sind hoch ansteckend und zählen zu den
häufigsten Erregern infektiöser Magen-Darm-Erkrankungen. Eine Infektion
äußert sich durch plötzlichen heftigen Durchfall, Übelkeit und
schwallartigem Erbrechen.
Studien aus der gleichen Arbeitsgruppe belegen, dass Noroviren nach einem
Ausbruch auch über kontaminierte Oberflächen wie Türklinken oder
Tastaturen übertragen werden. Zur Desinfektion der Flächen werden häufig
Chemikalien eingesetzt; hier besteht die Gefahr, dass sie empfindliche
Oberflächen schädigen. Zudem können die Erreger Resistenzen gegenüber den
Desinfektionsmitteln entwickeln. „Kaltes Plasma schädigt weder Oberflächen
noch das menschliche Gewebe“, erklärt Günter Klein. „Außerdem ist die
Anwendung umweltfreundlich, sehr viel schneller als mit
Desinfektionsmitteln und hinterlässt keine Rückstände.“
Die aktuelle Studie von Klein und Mitarbeitern zeigt, dass Kaltes Plasma
die Keimzahl von Noroviren signifikant reduziert. „Das hat uns überrascht,
weil Noroviren in der Umwelt sehr stabil sind“, berichtet Klein, „sie
überstehen die Behandlung mit Chlor genau wie Einfrieren oder Erhitzen.“
Um die Wirkung des Kalten Plasmas auf Noroviren zu untersuchen,
präparierten die Wissenschaftler sterile Petrischalen mit verschiedenen
Verdünnungen einer Stuhlprobe, in der sich Noroviren befanden. Dann ließen
sie das Kalte Plasma unterschiedlich lang auf die Proben wirken. Nach der
Behandlung zeigte sich, dass die Proben mit der längsten Einwirkzeit die
geringsten Keimzahlen aufwiesen. „Ein mit Noroviren infizierter Patient
hinterlässt ungefähr 22.000 Viruspartikel, wenn er beispielsweise eine
Türklinke anfasst. Für eine Infektion sind ungefähr 10-100 Viruspartikel
erforderlich“, erklärt Klein. Das Kalte Plasma reduzierte die Zahl der
potenziell infektiösen Viruspartikel nach zehn Minuten von 22.000 auf
1.400. Nach 15 Minuten waren nur noch 500 Viruspartikel vorhanden. Aber
selbst nach einer Behandlung von nur einer Minute konnten die
Wissenschaftler schon einen Effekt feststellen.
„Da Kaltes Plasma das Virus auf der getesteten Oberfläche inaktivieren
kann, gehen wir davon aus“, so Klein, „dass die Methode zur regelmäßigen
Desinfektion von kontaminierten Oberflächen eingesetzt werden kann.“ Auch
wenn die Erreger nicht vollständig entfernt würden, sei eine Verringerung
der Erregerdichte schon ein großer Schritt, um die Infektionsgefahr für
Menschen zu reduzieren.
In weiteren Untersuchungen möchten Professor Klein und seine Mitarbeiter
die Desinfektionseigenschaften des Kalten Plasmas an anderen Oberflächen
sowie mit anderen Norovirentypen testen. Zusätzlich werden sie
elektronenmikroskopische Untersuchungen durchführen, um die Struktur des
Virus vor und nach der Behandlung mit Kaltem Plasma zu vergleichen.
Die Studie erarbeiteten die TiHo-Wissenschaftler gemeinsam mit Forschern
des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Garching, des
Zentralen Instituts des Sanitätsdienstes der Bundeswehr Kiel in
Kronshagens sowie der Firma terraplasma GmbH www.terraplasma.net einer
Ausgründung der Max-Planck-Gesellschaft
Die Originalpublikation
Inactivation of a foodborne norovirus outbreak strain with nonthermal
atmospheric pressure plasma
Birte Ahlfeld, Yangfang Li, Annika Boulaaba, Alfred Binder, Ulrich
Schotte, Julia L. Zimmermann, Gregor Morfill, Günter Klein
mBio, DOI: 10.1128/mBio.02300-14
Medizin am Abend DirektKontakt
Prof. Dr. Günter Klein
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit
Tel.: +49 511 856-7256
guenter.klein@tiho-hannover.de
Oberflächen reduzieren.
Professor Dr. Günter Klein und Dr. Birte Ahlfeld aus dem Institut für
Lebensmittelqualität und -sicherheit der Stiftung Tierärztliche Hochschule
Hannover (TiHo) haben zusammen mit Wissenschaftlern der Max-Planck-
Gesellschaft und dem Sanitätsdienst der Bundeswehr untersucht, wie gut
sich mit Noroviren kontaminierte Oberflächen mit Kaltem Plasma
desinfizieren lassen. Ihre Ergebnisse haben sie im Online-Fachmagazin mBio
veröffentlicht.
Kaltes Plasma ist ein energiegeladenes und hoch reaktives Gas, das sich
erst seit den frühen 1990er-Jahren bei Atmosphärendruck erzeugen lässt.
Eingesetzt wird es beispielsweise zum Bogenschweißen oder – in der Medizin
– zur Wundheilung. Es entsteht, indem ein Gas oder auch normale Luft durch
Hitze oder Hochspannung weiter mit Energie versorgt wird. Durch die Wärme-
oder Stromzufuhr lösen sich aus den Gasmolekülen Elektronen, sodass
positiv und negativ geladene Ionen entstehen. Medizinisch interessant sind
die Plasmen durch ihre hohe Reaktivität. In Verbindung mit Luft bilden
sich Sauerstoff- und Stickstoff-Radikale, die sowohl auf Mikroorganismen
als auch auf Körperzellen wirken können.
Die aktuell veröffentlichte Studie zeigt, dass sich Kaltes Plasma eignet,
um Oberflächen zu desinfizieren, die von mit Noroviren infizierten
Patienten berührt wurden. Noroviren sind hoch ansteckend und zählen zu den
häufigsten Erregern infektiöser Magen-Darm-Erkrankungen. Eine Infektion
äußert sich durch plötzlichen heftigen Durchfall, Übelkeit und
schwallartigem Erbrechen.
Studien aus der gleichen Arbeitsgruppe belegen, dass Noroviren nach einem
Ausbruch auch über kontaminierte Oberflächen wie Türklinken oder
Tastaturen übertragen werden. Zur Desinfektion der Flächen werden häufig
Chemikalien eingesetzt; hier besteht die Gefahr, dass sie empfindliche
Oberflächen schädigen. Zudem können die Erreger Resistenzen gegenüber den
Desinfektionsmitteln entwickeln. „Kaltes Plasma schädigt weder Oberflächen
noch das menschliche Gewebe“, erklärt Günter Klein. „Außerdem ist die
Anwendung umweltfreundlich, sehr viel schneller als mit
Desinfektionsmitteln und hinterlässt keine Rückstände.“
Die aktuelle Studie von Klein und Mitarbeitern zeigt, dass Kaltes Plasma
die Keimzahl von Noroviren signifikant reduziert. „Das hat uns überrascht,
weil Noroviren in der Umwelt sehr stabil sind“, berichtet Klein, „sie
überstehen die Behandlung mit Chlor genau wie Einfrieren oder Erhitzen.“
Um die Wirkung des Kalten Plasmas auf Noroviren zu untersuchen,
präparierten die Wissenschaftler sterile Petrischalen mit verschiedenen
Verdünnungen einer Stuhlprobe, in der sich Noroviren befanden. Dann ließen
sie das Kalte Plasma unterschiedlich lang auf die Proben wirken. Nach der
Behandlung zeigte sich, dass die Proben mit der längsten Einwirkzeit die
geringsten Keimzahlen aufwiesen. „Ein mit Noroviren infizierter Patient
hinterlässt ungefähr 22.000 Viruspartikel, wenn er beispielsweise eine
Türklinke anfasst. Für eine Infektion sind ungefähr 10-100 Viruspartikel
erforderlich“, erklärt Klein. Das Kalte Plasma reduzierte die Zahl der
potenziell infektiösen Viruspartikel nach zehn Minuten von 22.000 auf
1.400. Nach 15 Minuten waren nur noch 500 Viruspartikel vorhanden. Aber
selbst nach einer Behandlung von nur einer Minute konnten die
Wissenschaftler schon einen Effekt feststellen.
„Da Kaltes Plasma das Virus auf der getesteten Oberfläche inaktivieren
kann, gehen wir davon aus“, so Klein, „dass die Methode zur regelmäßigen
Desinfektion von kontaminierten Oberflächen eingesetzt werden kann.“ Auch
wenn die Erreger nicht vollständig entfernt würden, sei eine Verringerung
der Erregerdichte schon ein großer Schritt, um die Infektionsgefahr für
Menschen zu reduzieren.
In weiteren Untersuchungen möchten Professor Klein und seine Mitarbeiter
die Desinfektionseigenschaften des Kalten Plasmas an anderen Oberflächen
sowie mit anderen Norovirentypen testen. Zusätzlich werden sie
elektronenmikroskopische Untersuchungen durchführen, um die Struktur des
Virus vor und nach der Behandlung mit Kaltem Plasma zu vergleichen.
Die Studie erarbeiteten die TiHo-Wissenschaftler gemeinsam mit Forschern
des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Garching, des
Zentralen Instituts des Sanitätsdienstes der Bundeswehr Kiel in
Kronshagens sowie der Firma terraplasma GmbH www.terraplasma.net einer
Ausgründung der Max-Planck-Gesellschaft
Die Originalpublikation
Inactivation of a foodborne norovirus outbreak strain with nonthermal
atmospheric pressure plasma
Birte Ahlfeld, Yangfang Li, Annika Boulaaba, Alfred Binder, Ulrich
Schotte, Julia L. Zimmermann, Gregor Morfill, Günter Klein
mBio, DOI: 10.1128/mBio.02300-14
Medizin am Abend DirektKontakt
Prof. Dr. Günter Klein
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit
Tel.: +49 511 856-7256
guenter.klein@tiho-hannover.de
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