Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Schichtabscheidung mittels Kalt-Plasmaspritzen am Fraunhofer IST.
Niederenergetisches Plasmaspritzen für plasma-vermitteltes Drug Delivery
Erforschung von Kaltplasmapartikeltechnologien und Anwendungen
Medikamentenverabreichung: Effizient und schonend
Die Verabreichung von Medikamenten über die Haut bietet zahlreiche Vorteile, darunter eine verbesserte Bioverfügbarkeit und eine Reduzierung systemischer Nebenwirkungen. Eine vielversprechende Technologie zur Erzeugung mikroskopisch kleiner Poren in der Haut ist kaltes Atmosphärendruckplasma. Damit diese Methode therapeutisch genutzt werden kann, müssen sowohl die Plasmaerzeugung als auch die damit verbundenen Wirkungen reproduzierbar und stabil sein. Dies stellt eine wesentliche Herausforderung für den gezielten Einsatz in der Medizintechnik dar.
Strukturierte Plasmaelektroden für eine präzise Anwendung
Im Projekt »KaPlaTech« werden Plasmaelektroden gezielt strukturiert, um ein homogen filamentiertes Entladungsbild zu erzeugen. So kann eine gleichmäßige und zuverlässige Behandlung sichergestellt werden, die den therapeutischen Anforderungen von Patienten gerecht wird. Das Anwendungszentrum des Fraunhofer IST nutzt das niederenergetische Plasmaspritzen, um keramische Dielektrika zu strukturieren. Dabei entstehen durch die Erzeugung metallischer Schichten, gefolgt von selektiver Laser-Ablation, beliebige Strukturen, die hinsichtlich ihrer Wirkung optimiert werden können. Mithilfe der strukturierten Elektroden gelingt es, auf Hautproben eine reproduzierbare Anzahl, Verteilung und Energiedichte von Filamenten der Plasmaentladung zu erzeugen. Diese ermöglicht eine effiziente Bildung von Poren der Haut.
Neue Perspektiven für Medizintechnik und Pharmaindustrie
Die im Projekt gewonnenen Ergebnisse sollen Medizintechnikherstellern und pharmazeutischen Unternehmen die Integration der Plasmatechnologie in innovative Therapiekonzepte erleichtern. Dadurch kann das therapeutische Potenzial von kaltem Atmosphärendruckplasma noch umfassender genutzt werden. Insbesondere könnte diese Technologie die schmerzarme Verabreichung neuartiger Wirkstoffe revolutionieren und so zu einer verbesserten Patientenversorgung beitragen.
Einblick ins Projekt
Über die Erzeugung metallischer Schichten (hier Cu) gefolgt von selektiver Laser-Ablation lassen sich die Strukturen auf der Keramikoberfläche erzeugen.
Zur Fertigung von Plasmaelektroden genutzt sorgt die Strukturierung für die Ausbildung einer kontrolliert filamenterten, dielektisch behinderten Entladung.
In Hauptproben erzeugt die Plasmaentladung mikroskopisch kleine Poren, die über die im Plasma erzeugten reaktiven Sauerstoff- und Stickstoffspezies nachgewisen werden können.