Ученые Санкт-Петербургского университета совместно с белорусскими коллегами продолжают работу над исследованием «Инактивация бактериальных клеток и биопленок под действием струй низкотемпературной плазмы атмосферного давления, генерируемой барьерным и тлеющим разрядами». Проект выполняется в рамках гранта РФФИ и Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований. Результаты исследования помогут в создании приборов биомедицинского назначения, в том числе для бактерицидной обработки материалов.
В рамках совместного гранта ученые СПбГУ и Института физики НАН Беларуси ведут разработку источников низкотемпературной плазмы атмосферного давления, а также изучают влияние их параметров на эффективность бактерицидного действия. Исследователи планируют выполнить комплексную диагностику газовых разрядов и получаемых на их основе плазменных струй. В ходе работы над проектом будет изучено влияние газодинамических условий формирования струи на ее форму и длину, а также определен компонентный состав плазмы в сопоставлении с электрофизическими параметрами разряда.
«Также в рамках гранта мы планируем выполнить микробиологические исследования инактивации роста клеток кишечной палочки под действием струй барьерного и тлеющего разрядов, — рассказывает руководитель проекта, старший научный сотрудник кафедры физиологии СПбГУ кандидат физико-математических наук Ольга Степанова. — С помощью электронной микроскопии мы получим сведения о морфологических изменениях в ультраструктуре бактериальных клеток внутри формирующейся биопленки, обработанной плазменными струями двух видов разрядов».
По словам ученого, результаты исследования позволят разработать научно обоснованные подходы к созданию и использованию газоразрядных приборов биомедицинского назначения, в частности источников низкотемпературной плазмы атмосферного давления с формированием плазменной струи на выходе из генератора для бактерицидной обработки живых и искусственных материалов.
Исполнители проекта, специалисты в области физики газового разряда и медицинской микробиологии, одновременно являются участниками более крупной междисциплинарной группы, организованной два года назад в СПбГУ. Они проводят исследования в области плазменной медицины, позволяющие решить медицинскую проблему создания эффективных способов регенерации инфицированных ран и предотвращения развития раневых инфекций с помощью холодной плазмы атмосферного давления.
За это время ученые Санкт-Петербургского университета разработали и изготовили несколько вариантов оригинальных источников низкотемпературной плазмы атмосферного давления: на основе коронного и барьерного разрядов. С помощью электронной микроскопии им удалось показать морфологические изменения в структуре клеток и биопленок кишечной палочки, обработанных коронным разрядом.
Кроме того, в СПбГУ была развернута программа исследований, направленных на создание источника низкотемпературной плазмы на основе плазменной струи барьерного разряда. Ученые разработали и изготовили высоковольтный импульсный источник питания, позволяющий регулировать частоту повторения импульсов и их коэффициент заполнения. Данная разработка, автором которой стал участник текущего проекта инженер-исследователь СПбГУ Александр Астафьев, стала победителем конкурса Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере УМНИК-2015.