Juniorprofessorin Katharina Stapelmann arbeitet seit diesem Wintersemester an einer Sterilisationsmethode für Raumfahrtgegenstände. Stapelmann arbeitet mit Plasmen, die auch als vierter Aggregatzustand oder ionisiertes Gas bezeichnet werden. Was heißt das genau?

Nach ihren Angaben wird je nach Art des Gases die Zusammensetzung des Plasmas beeinflusst. Im Plasma werden Radikale, Ionen und UV-Strahlung erzeugt, alles potentiell wirksame Komponenten. Bei einem Wasserstoffplasma erhält man zum Beispiel einen großen Anteil UV-Strahlung; ein Sauerstoffplasma liefert viele Radikale. Der Einfluss dieser wirksamen Komponenten auf Sterilisation von Bakterien, bakteriellen Sporen und Pilzen, werde dann in Zusammenarbeit mit ihren Biologie-PartnerInnen untersucht.

Anwendungsmöglichkeiten sind die Sterilisation medizinischer Instrumente, da die Plasmasterilisation einige Vorteile gegenüber etablierten Verfahren hat: Sie Plasmasterilisation ist schneller und energieeffizienter, wirksam gegen Bakterien, Sporen, Pilze und sogar Prionen – eine infektiöse Art von Proteinen. „Ein weiterer Anwendungsbereich ist ‚Planetary Protection‘, was wir zusammen mit unserem Partner beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) untersuchen“, erklärt Stapelmann.

Verkeimung verhindern

Bei zukünftigen Missionen auf der Suche nach Leben im All will man verhindern, Mikroorganismen ins All einzuschleppen. Ebenso solle dann das Einführen fremden Lebens – sofern es existiere – auf die Erde verhindert werden. Ein weiterer Punkt ist die Verkeimung bei bemannten Missionen oder auf der Weltraumstation ISS. „Die MIR zum Beispiel wurde damals aufgegeben, weil sie zu stark mit Keimen in Form von Biofilmen belastet war“, so Katharina Stapelmann.

Neben der Sterilisation könnte Plasma auch zur Wundheilung eingesetzt werden. Hierbei wird ein Luftplasma über einer chronischen Wunde, beispielsweise einem offenen Bein, gezündet. Die Wirkung des Plasmas auf die Wundheilung und welche Mechanismen dahinter stecken, wird in Zusammenarbeit mit MedizinerInnen und ChemikerInnen untersucht.

Weitere Ziele

Katharina Stapelmann hat an der RUB in Elektrotechnik ihr Diplom zum Thema „Plasma technical and microbiological characterization of newly developed VHF plasmas“ absolviert. In ihrer Arbeit wird zunächst der Bau eines Plasmasterilisator thematisiert und untersucht, um dann die Wirkmechanismen bei der Sterilisation zusammen mit Biologen zu untersuchen. Stapelmanns nächstes großes Ziel ist, die Evaluierung in drei Jahren zu schaffen. „Natürlich ist mein großes Ziel, dann auch eine Dauerstelle zu bekommen. Wissenschaftlich möchte ich Plasma auch für weitere Krankheiten erforschen“, erzählt sie. Erste Ansätze gebe, es Plasma auch gegen Krebs einzusetzen – hier sei ihr Ziel, geeignete Partner aus der Medizin zu finden und dann Plasmaquellen für den Einsatz gegen Krebs zu entwickeln.

:Katharina Cygan