«Приложи подорожник» — в детстве это целебное растение мигом заживляло раны многим от жарких «войнушек», и ребятня как ни в чем не бывало снова бежала играть. Но с возрастом мы при любой царапине уже обращаемся за помощью к перекиси водорода, йоду и даже антибиотикам. Не ровен час, когда «Подорожник» все же займет свое место на полках поликлиник и больниц. Только будет это вовсе не придорожное растение с заживляющими свойствами, а профессиональный генератор воздушной плазменной струи, не имеющий аналогов в мире. Как он работает и почему так необходим медицине, узнала корреспондент «Рэспублікі».
Струю нужно располагать в 3—4 сантиметрах от раны, чтобы не обжечься горячей плазмой.Кролики и зубные щетки
В медицине — кризис антибиотиков: появляется все больше супербактерий и вирусов, на которые эти вещества попросту не действуют. Поэтому сейчас все мировые светила озабочены поиском более эффективного способа борьбы с бактериями. Тысячи ученых мечтают создать прибор, способный убивать вредных микробов и не давать им размножаться. Одно из действенных средств в борьбе с ними — плазма, то есть ионизованный газ, образованный из нейтральных атомов и заряженных частиц. Но до недавнего времени ни у кого не получалось создать аппарат, генерирующий плазменную струю нужной кондиции. Успеха на этом пути добились сотрудники центра «Физика плазмы» Института физики имени Б.И. Степанова нашей Академии наук, которые проводят экспериментальные и теоретические исследования газоразрядной плазмы при атмосферном давлении. В результате кропотливых исследований они создали прибор, генерирующий воздушную плазменную струю.
— Мы сотрудничаем с Научно-практическим центром гигиены — оттуда нам и поставляют образцы с бактериями для исследований, — рассказывает подробности профессор Леонид Симончик, главный научный сотрудник центра «Физика плазмы». — Сначала мы поработали с «музейными» штаммами, которые вызывают, например, расстройство желудочно-кишечного тракта, инфекцию мочевой системы, сепсис и другие заболевания. Поместили их в чашку Петри (прозрачный лабораторный сосуд в форме невысокого плоского цилиндра. — Авт.) и обработали плазменной струей. Результаты удивили: спустя 5 минут погибло большинство бактерий. Затем протестировали аппарат на более живучих бактериях — их взяли со слизистых у людей, болеющих бронхитом, пневмонией, острыми респираторными заболеваниями. И снова «бинго» — под воздействием струи микробы погибли. Тогда закрепить успех решили на живых организмах.
В Институте физики НАН проводят экспериментальные и теоретические исследования газоразрядной плазмы при атмосферном давлении.В качестве подопытного сотрудники центра гигиены взяли кролика: на его боках локально сбрили шерсть и сделали порезы, в которые занесли высокую концентрацию стафилококка. Рану с одного бока лечили интенсивно: каждый день обрабатывали ее плазменной струей на протяжении 5 минут. А другую не трогали вовсе, наблюдая, как же организм сам справится с заразой. «Плазменная» рана, конечно, победила — она зажила спустя 5 дней, не оставив даже маленького рубца. А вот рана на другом боку заживала в три раза дольше — на протяжении 15 дней.
— Любопытный момент: на боку, который обрабатывали плазмой, волоски выросли к пятому дню лечения, — подключается к разговору Александра Казак, научный сотрудник центра «Физика плазмы».
Услышав это, я, конечно, порадовалась за тех, кто теперь сможет побороть облысение: с помощью плазменной струи можно и волосы возвращать! Но Александра, смеясь, разочаровывает: у кролика-то с луковицами все было в порядке.
Кстати, то, что разработка практически полностью убивает бактерии, доказывает еще один интересный эксперимент.
— Мы провели исследование на зубных щетках, — продолжает Александра. — Все же знают, что спустя 3 месяца использования на щетке образуются миллиарды бактерий, способных вызвать у человека множество болезней — от кишечной палочки до стрептококкуса (кариес). Мы взяли такую щетку, предварительно определили, какие штаммы на ней находятся, и держали ее под струей 20 минут. Оказалось, что плазма убила 97 процентов микроорганизмов!
Панацея от всех бед
Но нельзя считать бактерии исключительно врагами человека. Ученые приводят интересную статистику: в нашем организме живет 2 килограмма различных бактерий. И они нас не убивают, а наоборот, помогают, например, переваривать пищу. Зато если они выйдут за пределы своей среды обитания и попадут на поверхность раны, то могут вызвать загноение. Но как бактерии могут выбраться из недр организма и оказаться на открытой поверхности? Очень просто, ведь они повсюду: заразиться можно от грязного стола, дверной ручки, лезвия ножа или косметики.
— Кстати, на ране находится не один штамм, как правило, там живет целое сообщество. Поэтому, когда врач обеззараживает ее антибиотиком, верхний слой погибает и образует пленку, а слои пониже скрываются под ней, и их уничтожить не так-то просто. Плазменная струя с этой задачей справляется. Главное, обработать порез как можно быстрее, пока не образовалась корочка.
Выглядит генератор незатейливо — «коробка» состоит из компрессора и источника питания. От нее отходит металлический шланг, внутри которого спрятан высоковольтный провод, и трубка для подачи воздуха.— Плазма может заживить даже самые глубокие раны? — интересуюсь.
— Как правило, серьезные раны требуют хирургического вмешательства, — объясняет Александра. — Обычно хирург обрабатывает их антибиотиком и наносит швы. Но благодаря генератору можно будет отказаться от антибиотиков и обеззаразить поверхность плазмой. После того как рану зашьют, стоит по шву пройтись струей — в этом случае она будет выполнять косметическую функцию и может предотвратить появление рубца. Кстати, если рана неглубокая, но площадь ее большая — не обязательно обрабатывать плазмой каждый миллиметр. Достаточно пройтись по ней точечно, остальное затянет наш организм.
Какое будущее ждет этот уникальный аппарат? Пока в лаборатории стоит только экспериментальный образец. К слову, выглядит он незатейливо: «коробка» состоит из компрессора и источника питания. От нее отходят металлический шланг, внутри которого спрятан высоковольтный провод, и трубка для подачи воздуха. При включении источника напряжения между электродами зажигается разряд, стимулирующий биоактивные компоненты.
— Стоит отметить, что от экспериментального образца до прибора в медицинской практике путь неблизкий, — комментирует профессор. — Необходимо провести опытно-конструкторскую разработку и изготовить опытные образцы, которые отправятся на проверку в Белорусский государственный институт метрологии. А потом будем ждать разрешения Минздрава на использование прибора в лабораторной и клинической практике. Если все будет хорошо, после этого генератор плазменной струи под названием «Подорожник» (это пока неокончательный, но очень вероятный вариант названия. — Авт.) появится в медучреждениях страны.
Струя животворящая
Звучит все это очень интересно, но местами непонятно. Так что отдаю себя в жертву во имя науки — решаюсь протестировать прибор. Кровоточащей раны у меня нет, но разве в лаборатории со множеством острых предметов ее сложно «сообразить»? Пока фотограф щелкает вспышкой, нахожу на столе обычную швейную иголку. Обрабатываю ее капелькой спирта и пытаюсь проколоть палец. Причем пытаюсь — ключевое слово: оказывается, поранить себя не так-то просто, ведь хочется сделать это максимально осторожно и безболезненно. Наконец собираю волю в кулак и резким движением вгоняю иглу в безымянный. Появляется алая капелька — можно начинать эксперимент.
Леонид Васильевич подносит генератор к ране — по пальцу пробегает едва ощутимое тепло. И неспроста, ведь струя внутри прибора достигает 1800—2000 °C, выходит наружу всего 150 °C, там смешивается с воздухом и снижается примерно до 45 °C — именно такую температуру почувствует человек, если расположить струю в 3—4 сантиметрах от раны. Не успеваю ничего почувствовать, как спустя минуту все завершается: эффект, должна признаться, невероятный. Давайте вспомним многими нелюбимую процедуру — сдачу крови из пальца. Та самая ватка со спиртом, которую медсестра прикладывает к подушечке после всех манипуляций, только останавливает кровь. Но раненый палец все равно еще несколько дней ноет, в некоторых случаях даже может остаться синяк. Что сейчас? От прокола не осталось и следа, как будто и не было моего «геройского» поступка. Давлю на подушечку пальца — неприятных ощущений нет, синяка и подавно. Об эксперименте напоминает только лежащая неподалеку швейная иголка.
— Магия? — удивленно спросят дилетанты, которые прогуливали физику в школе.
— Нет, наука! — уверенно ответит Леонид Васильевич и снова примется за работу.
