Разработка электрофизических основ получения и применения струй низкотемпературной плазмы в технологиях плазменной медицины

Проект направлен на разработку электрофизических принципов получения и применения струй низкотемпературной плазмы барьерного разряда в биомедицинских приложениях, в основе которых лежит антибактериальный эффект. Цели заявленной работы предполагают решение проблемы о выборе способов генерирования барьерного разряда и применения полученной плазменной струи для эффективной и безопасной бактерицидной обработки биологических объектов и искусственных материалов. Выполнение работ по проекту позволит выявить электрические и энергетические параметры существования системы «барьерный разряд – плазменная струя» во взаимосвязи с газодинамическими условиями течения газа через разрядный промежуток и с эффективностью антибактериального действия плазмы. Сегодня уже показано, что газоразрядная плазма является весьма перспективным инструментом для разного типа воздействия на живые ткани, микроорганизмы, клетки и другие биологические объекты. С бурным развитием нового междисциплинарного направления – плазменной медицины – генераторы плазменных струй приобрели широкое распространение в исследованиях в области биомедицины. Вместе с этим стало понятно, что для эффективного управления действием плазмы на обрабатываемый объект необходимо понимание процесса формирования плазменной струи в окружающем воздухе и исследование её свойств в зависимости от типа разряда – источника плазмы, режима его горения, электрофизических и газодинамических параметров системы «разряд – пламенная струя» и т.д. Научная новизна поставленных в проекте задач определяется несколькими аспектами. Во-первых, подходы к применению плазменных струй будут рассмотрены с позиций управления энергобалансом системы «барьерный разряд – плазменная струя». Подобный подход к анализу эффективности бактерицидного действия плазменных струй в литературе до сих пор представлен не был. Во-вторых, кроме уже известного типа генератора на основе объёмного барьерного разряда с электродной системой «внутренний стержень внешнее кольцо» авторы проекта предлагают новую оригинальную сборку электродной системы для генерирования плазменных струй поверхностного барьерного разряда. Эффективность бактерицидного действия плазменной струи будет исследована in vitro (на поверхности плотной питательной среды) на примере подавления роста бактерий Escherichia coli, Staphylococcus spp. и микроскопических грибов Candida albicans. Очевидно, что поиск решения завяленной в проекте проблемы является весьма актуальным для дальнейшего развития недавно сформировавшегося, но, несомненно, перспективного междисциплинарного направления.