Il plasma è un gas ionizzato, in uso nella fisica dal 1920, chiamato il quarto stato della materia preceduto dagli stati solido, liquido, gassoso; definito come un miscela reattiva di ioni, elettroni ed atomi altamente energici, non legati tra di loro, localmente neutro, cioè neutro anche su volumi macroscopicamente piccoli e con comportamento collettivo nel senso che il comportamento macroscopico in un dato punto è condizionato dalla presenza di campi elettrici e/o magnetici dovuti alla variazione della densità e/o al moto di elettroni e ioni in volumi del plasma anche molto distanti.

Esso può essere prodotto esponendo la materia allo stato gassoso ad un forte campo elettrico o magnetico in grado di strappare elettroni agli atomi del gas.

Tale evento produce una nuvola di particelle prevalentemente sotto forma di radicali liberi.

I radicali liberi sono atomi con coppie di elettroni spaiate e dotate di spiccata reattività; gli stessi, prodotti dagli atomi del plasma sono infatti in grado di interagire con le membrane cellulari, gli enzimi e gli acidi nucleici dei microrganismi provocandone la distruzione.

Il calore prodotto da tale procedimento é quello impiegato e sfruttato per l'applicazione della sterilizzazione a gas plasma.

Il sistema da noi utilizzato per ottenere gas plasma d'elevata concentrazione, è quello di partire da tensioni alternate di 600-1200V, ed utilizzare stadi di raddrizzatori/duplicatori, di una tensione base, fino a raggiungere il valore di tensione desiderata ed utilizzare a tale scopo oscillatori ultrasonici che consentono di adottare condensatori di bassa capacità.

Attraverso il sistema di duplicazione e/o triplicazione di una tensione base, aventi per capacità condensatori e diodi specificatamente calcolati in modo da non superare i 40 Kohm di reattanza, per evitare cadute di tensione.

Poiché ogni condensatore offre al passaggio di frequenze una certa resistenza (reattanza capacitiva, indicata in XC) espressa in Ohm, che è pari a 6,28, moltiplicato per i Khz utilizzati ed ulteriormente moltiplicato per i nanofarad applicati (nell'esempio si  considera l'uso di condensatori da 100 nf), dà il valore della reattanza espresso in Ohm

La tensione ottenuta è inviata ad uno o più reattori, costituiti ognuno da una piastra d'emissione (spilli in acciaio), posti all’esterno della porzione convergente ai dei tubi di venturi e disposti lungo l’asse di simmetria dei tubi stessi i quali sono bloccati da una doppia piastra metallica calibrata forata in corrispondenza degli elettrodi (piastra di reazione).

La piastra di reazione è collegata al lato negativo della piastra alimentatrice/duplicatrice.

Ciascuno dei reattori può essere collegato ad una ovvero a due piastre d'alimentazione.

La distanza tra  la punta degli elettrodi ed il centro del foro sulla piastra, come pure il diametro del foro stesso, potrà variare, ma entro un massimo di 30 mm. per entrambe le misure.

Attraverso la piastra di reazione, gli anioni  emessi dagli elettrodi alla velocità di 280.140 Km/sec. (velocità alla quale un elettrone si stacca dal conduttore), si arricchiscono di molecole di carbonio, rese anch'esse negative.

Secondo la distanza della  piastra di reazione dai gruppi d'emissione, e del diametro dei fori su di essa praticati, calcolati in relazione alla tensione d'emissione e la conicità dei tubi di venturi, è possibile emettere diverse densità, concentrazioni e miscelazioni, d'anioni, elettroni,  atomi d'ossigeno e radicali liberi.

Le concentrazioni del gas plasma varieranno dal miliardo per mc./sec. ai 10 miliardi per mc./sec.

Questo in funzione dell'uso specifico al quale destinare l'apparecchio.

In particolare, per quanto concerne l' utilizzo nel campo della sterilizzazione, i migliori risultati sono stati ottenuti utilizzando fori di diametro 18/20 mm., con una distanza dell' elettrodo dalla piastra pari a 14/16 mm., ed una tensione in uscita di 67.200 V.

Le ricerche effettuate nel campo della Broncopneumologia, hanno per il momento dimostrato che essa provoca un'attività stimolante della membrana e della parte ciliata, favorendo l'espettorazione.

In vitro, si è notata un'azione battericida su Gram+ e Gram-; sembra inoltre che l' azione mucolitica sia causata da un'azione depolimerizzante sulle fibre Glicoproteiche, con rottura dei legami peptidici.

Essendo l'emissione particolarmente secca e fortemente ossidante, in considerazione della bassa temperatura alla quale il gas viene generato, l'addizione con acqua ossigenata la rende più duttile e molto più utilizzabile nei processi di sterilizzazione d'attrezzi chirurgici in apparecchi ermeticamente chiusi.

Il numero dei composti che ne derivano, fa sì che all'interno del componente plasma non si formino prodotti di decomposizione tossici. Le specie attive del plasma si ricombinano per formare prodotti innocui; prevalentemente ossigeno ed acqua.

Sono state effettuate prove da laboratorio in doppio cieco, su piastre (capsule di Petri) con vari brodi di coltura. Inseminate con colonie di batteri  Gram positivi e Gram negativi, le capsule sono state rese sterili in un tempo di 45 minuti. Sono in corso prove su virus e spore.

Allo stato attuale, la sterilizzazione viene effettuata prevalentemente mediante apparecchi ad autoclave, funzionanti con aria o vapore portati a temperature di circa 120°.

Questo sistema, efficace nella sterilizzazione dei ferri chirurgici, tessuti e materiali insensibili alle alte temperature,  non può essere utilizzato per tutti gli apparecchi nei quali sono presenti fibre ottiche, parti in gomma, ed altri componenti che verrebbero danneggiati da un' esposizione al calore.

Anche la sterilizzazione dei terreni di coltura, attualmente ottenuta con apparecchi ad autoclave, non garantisce dall'alterazione delle caratteristiche del terreno stesso, causata dalle elevate temperature.

Sono pertanto evidenti i vantaggi  ottenibili da un sistema di sterilizzazione a freddo, quale quello da noi realizzato.

Oltre ad essere utilizzati nei procedimenti di sterilizzazione, gli anioni emessi dai nostri apparecchi possono essere assunti dall'organismo inalando l'aria ionizzata direttamente attraverso mascherine o boccagli, adatte alla cura di pazienti broncopneumopatici. Gli anioni,  mediante la respirazione, raggiungono i ricettori delle prime vie respiratorie, svolgendo un'azione benefica su tutto il sistema cardiovascolare, endocrino e nervoso.

In particolare agiscono sull'organismo con effetti positivi su:

- malattie microbiche;                          (inalazione)
- forme asmatiche e bronchiti               (      "       )
- favorizzazione dell'espettorazione       (      "       )
- cicatrizzazione delle ferite e delle bruciature  (emissione in atmosfera)
- forme allergiche da pollini                                (      "       "        "      )

L'efficacia delle nostre apparecchiature, riferite alle varie  patologie, dipende dalla distanza alla quale viene posta la piastra di reazione rispetto agli elettrodi,  dal diametro dei fori praticati sulla  piastra metallica, dalla conicità dei tubi di venturi e dalla tensione applicata.

Riassumendo:

Esempio della moltiplicazione della tensione di base:        

600 x  12 = 7.200     Volt in uscita

600 x 48 = 28.800      "      "     "

600 x 56 = 33.600      "      "     "

1.200 x  12 = 67.200   "      "     "

Poiché ogni condensatore offre al passaggio di frequenza una certa resistenza (reattanza capacitiva  indicata in XC) espressa in Ohm, pari a 6,28, questo valore moltiplicato per i Khz utilizzati ed ulteriormente moltiplicato per i nanofarad applicati, dà il valore della reattanza espresso in Ohm.

Esempio uno – XC = 1.000.000: (6,28x0,05x100nF) = 31.847 Ohm di reattanza (nel caso d'utilizzo della frequenza di rete a 50Hz).

Esempio due – XC = 1.000.000: (6,28x35x100nF) = 21.980 Ohm di reattanza (nel caso d'utilizzo d'oscillatori ultrasonici).

Emissione tipica per singolo elettrodo – velocità elettrone 280.140 Km x sec.

1) Tensione da 7000 a 10000 V. : Anioni in concentrazione normale (1miliardo/sec.) – Vento elettronico leggero.

2) Tensione da 10000 a 30000 V. : Anioni in alta concentrazione (10miliardo/sec.) – Vento elettronico medio.

3) Tensione da 30000 a 60000 V. : Gas plasma anionico ad alta densità  – Vento elettronico forte.

Lo speciale reattore a turbolenza, posto a distanza predeterminata dai gruppi d'emissione (elettrodi), variabili tra i 12 e 24 mm., consente di emettere diverse densità di concentrazione e miscelazione, d'anioni,  elettroni, atomi, ossigeno e radicali liberi.

La nube reattiva di questi anioni, elettroni e particelle atomiche, genera radicali liberi e specie chimiche reattive che hanno dimostrato di svolgere attività biocida  anche nei confronti di spore resistentissime.

Essendo l'emissione particolarmente secca e fortemente ossidante, in considerazione della bassa temperatura nella quale il gas è generato, l'addizione con acqua ossigenata può rendere più duttile e molto più utilizzabile il processo di sterilizzazione.

Il numero dei composti che ne derivano, fa si che all'interno del componente plasma non si formino prodotti di  decomposizione tossici.

Le specie attive del plasma si ricombinano per formare prodotti innocui, prevalentemente ossigeno ed acqua.

Tecnica di sterilizzazione : Gas plasma a temperatura ambiente.

Indicatore biologico : Bacillus Subitilis var. Niger. (1 x 106) – 3M ATTEST 1264P ATCC 9372  in concentrazione superiore ad un milione di spore, per indicatore con valore del  Vert a 54° per 2,9 min

Terreno di coltura: Muller - Hinton II Agar della Becton - Dickinson.

Durata del ciclo: 60 Min.

Pressione del plasma: Atmosfera

Residui: Non presenti.

Capacità: Molteplicità di modelli.

Alimentazione: 220 Volt 50/60Hz.

TECNOLOGIA BREVETTATA

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