Bioplasma bezeichnet Plasma (ionisiertes Gas), das von biologischen Systemen erzeugt wird oder in ihnen vorkommt – unterschieden von Hochtemperatur-Industrieplasma.
Erzeugungsmechanismen
- Zelluläre elektrochemische Gradienten (Ionenflüsse über Membranen)
- Biophotonenemission (ultra-schwache Photonenemission aus Stoffwechselreaktionen)
- Externe Energiekopplung (Laser, RF, Ultraschall), die Plasma in biologischen Medien induziert
- Spezialisierte Zellentladung (Elektrofische, bestimmte Algen)
Wichtige Eigenschaften
- Niedrige Temperatur: Nahe physiologisch (25–100 °C) – nicht-thermische Interaktion mit Geweben.
- Reaktive Spezies: ROS (O₂•⁻, H₂O₂, •OH), RNS (NO•, ONOO⁻), Ionen, Elektronen, UV-Photonen.
- Biokompatibilität: Kann mit lebenden Systemen interfacen, ohne Massenthermienschäden.
- Transient, lokalisiert: Mikro/Nanoskala, kurzlebig.
Entstehende Anwendungen
- Plasmaplasmamizin: Wundheilung (chronische Ulzera), Sterilisation, Krebstherapie (selektive Apoptose), Dermatologie.
- Landwirtschaft: Verbesserung der Samenkeimung, Wachstumsstimulation, Pathogenkontrolle.
- Lebensmittelsicherheit: Oberflächenentkeimung, Haltbarkeitsverlängerung.
- Zahnmedizin: Parodontalbehandlung, Wurzelkanaldesinfektion.
Forschungsgrenzen
- Mechanismen der Plasma-Zell-Signalübertragung (Redox-Regulation, MAPK, NF-κB-Pfade)
- Dosimetrie-Standardisierung (Plasmadosis = f(Spezies, Fluss, Zeit))
- Geräteminimierung (Plasmastrahlen, Dielectric Barrier Discharge Arrays)
- Sicherheit: Gentoxizität, Langzeiteffekte, Bystander-Effekte
Bioplasma befindet sich am Schnittpunkt von Plasmafysik, Biologie und Medizin – bietet nicht-invasive, gezielte Modulation biologischer Prozesse.
