버클리에 있는 캘리포니아 대학 과학자들은 네온 광과 플라즈마 TV에서 볼 수 있는 이온화된 플라즈마가 물을 살균할 뿐만 아니라, 살균할 처리 후 일주일 동안 박테리아를 죽일 수 있는 항균성이 있다는 것을 보였다.

이러한 플라즈마를 생성하는 소자들은 저렴하다. 이는 이러한 소자들이 주요 수술이나 출산과 같은 의학 목적으로 살균한 물이 짧은 시간 내에 공급되고 생산하기에 비싼 개발도상국들, 재난 지역, 전쟁터에서 생명구원자가될 수 있다는 것을 의미한다.

연구팀은 플라즈마들이 물에서 박테리아를 죽일 수 있으며, 살균 의학 기구들 또는 부상 치료 향상과 같은 다른 응용들에도 사용될 수 있다고 한다. 연구팀은 표백제 또는 수술 항생물질을 대체하는 멀리 떨어진 영역에서 또는 집에서 사용되는 소자를 생산할 수 있다고 한다.

소독약과 같은 저온 플라즈마는 개발 및 재난 지역에서 의학 치료를 개발할 수 있는 놀라운 잠재력을 가진 특별한 혁명이다.
저자원 국가들에서 의학적 설비들과 연관된 가장 어려운 문제 중의 하나는 감염 조절이다. 이러한 국가들에서 감염은 선진국보다 3배 내지 5배 더 빨리 진행되는 것으로 추정된다.

그레이브스와 UC 버클리 동료들은 Journal of Physics D: Applied Physics의 11월호에 논문을 개제했다. 이 논문은 플라즈마로 처리된 물이 처리 몇 시간내에 버려진 모든 E. 콜리 박테리아들을 죽였다는 것과 7일 동안 후에 더해진 박테리아의 99.9%를 죽였다는 것을 보였다. E. 콜이의 돌연변이 변종들은 이 변종들이 고기, 치즈, 채소를 오염시켰을 때, 장이 탈이 나거나 장괴사의 발생을 유발한다.

다른 실험들에 기초하여 메릴랜 대학의 그레이브스와 동료들은 10월 31일 미국 진공 학회에서 플라즈마가 광우병을 유발하는 감염원, 프리온(prion)들을 포함하는 위험한 단백질들과 지방질들을 죽일 수 있다는 것을 보고했다.

우주 물리학의 그레이브스의 막스 플랑크 기관(Max Planck Institute) 연구팀은 2009년에 약에 저항성이 있는 박테리아를 죽이면서 몇초 내에 안전하게 피부를 소독할 수 있는 소자를 만들었다. 저온 플라즈마의 분야는 붐이며, 이는 단순 광고가 아니라 진실이다.

이 달에 개제된 연구에서 연구팀은 물의 용기 옆 공기 내의 짧은 스파크들에 의해 발생된 플라즈마들이 식초만큼 산성의 물을 바꾸었고, 반응성이면서 이온화된 분자들의 칵테일을 만들었다는 것을 발견하였다. 여기서, 분자들은 하나 혹은 더 많은 전자들을 잃어버려서 다른 분자들과 반응하고 싶어한다.

연구팀은 항미생물제로 알려진 질산염과 아질산염, 다양한 과산화수소로서 반응성 분자들을 확인하였다. 예를 들어, 질산염과 아질산염은 고기를 보존 처리하기 위하여 천년 동안 사용되어 왔다.

그러나, 그레이브스는 과산화물과 아질산염 농도가 0으로 떨어졌더라도 물이 여전히 일주일 후에도 항미생물제였다는 것에 대해 어리둥절해했다. 이는 몇몇 다른 반응성 화학, 질산염이 마이크로브들을 죽이기 위해 물 내에 남아있다는 것을 의미했다. 플라즈마 방법들은 정수를 위한 오존을 만들기 위하여 1800년 후반까지 사용되어 왔다.

그리고, 몇몇 병원들은 수술 기구들의 오염을 제거하는 과산화수소를 만들기 위하여 저압 플라즈마를 사용하였다. 또한, 플라즈마 소자들은 세포 조직 혹은 혈액 응고를 제거하기 위해 수술 기구들로서 사용되었다. 그러나, 최근 저온 플라즈마는 직접 의학 치료를 위해 소독약으로서 사용되고 있다.

연구팀은 현재 약들에 플라즈마를 적용하는 방법들을 모색하고 있다.

그림1: 공기 중에서 짧은 스파크는 불완전하게 이온화되면서 분리된 산소와 질소의 저온 플라즈마를 생성한다. 산소와 질소는 주위 액체 또는 피부로 확산될 것이다. 여기에서, 산소와 질소는 몇몇 약들과 같은 방법으로 마이크로브들을 죽일 수 있고, 면역성이 있는 셀들은 비슷하거나 이상적인 반응성 케미컬들을 생성함으로써 마이크로브들을 죽일 수 있다.


참고 자료: Long-term antibacterial efficacy of air plasma-activated water (J. Phys. D: Appl. Phys.)