Para ilmuwan University of California, Berkeley,telah menunjukkan
bahwa plasma terionisasi, seperti yang ada pada lampu neon dan TV
plasma, tidak hanya dapat mensterilkan air, tapi juga bisa menjadi
antimikroba – mampu membunuh bakteri – selama seminggu setelah
penggunaan.
Perangkat yang menghasilkan plasma berbilang murah,
artinya bisa menjadi penghemat di negara-negara berkembang, kawasan
bencana atau di medan perang di mana air steril digunakan untuk
keperluan medis – entah itu untuk persalinan maupun operasi besar.
“Kita
tahu plasma akan membunuh bakteri dalam air, namun ada begitu banyak
kemungkinan aplikasi lain, seperti mensterilkan peralatan medis atau
penyembuhan luka,” kata insinyur kimia
David Graves. “Kita bisa membuatkan perangkatnya agar bisa digunakan di
rumah atau di kawasan terpencil untuk menggantikan antibiotik pemutih
atau bedah.”
Plasma bersuhu rendah sebagai disinfektan adalah
“sebuah inovasi yang luar biasa dengan potensi yang hebat untuk
meningkatkan perawatan kesehatan dalam kawasan berkembang dan yang
tertimpa bencana,” kata Phillip Denny, yang membantu pendanaan bagi
penelitian Graves dan memiliki misi menangani kebutuhan di seluruh dunia
miskin.
“Salah satu masalah yang paling sulit yang berhubungan
dengan fasilitas medis di negara bersumber daya rendah adalah kontrol
infeksi,” tambah Graves. “Diperkirakan bahwa infeksi di
negara-negara ini adalah faktor yang tiga hingga lima kali lipat lebih
luas daripada di negara maju.”
Percikan
singkat di udara menghasilkan plasma bersuhu rendah terionisasi dan
memisahkan oksigen dan nitrogen yang akan berdifusi ke dalam cairan di
dekatnya atau kulit, di mana mereka dapat membunuh mikroba, mirip dengan
cara beberapa obat dan sel-sel kekebalan tubuh dalam membunuh mikroba
dengan menghasilkan bahan kimia reaktif yang sama atau identik. (Kredit:
Steve Graves)
Graves dan para koleganya di UC Berkeley mempublikasikan makalah dalam edisi November Journal of Physics D: Applied Physics, melaporkan bahwa air yang diolah dengan plasma pada dasarnya membunuh semua bakteri E. coli dalam waktu beberapa jam dan masih terus membunuh 99,9 persen bakteri tambahan selama tujuh hari. Strain mutan E. coli telah menyebabkan wabah penyakit pencernaan dan bahkan kematian ketika mengkontaminasi daging, keju dan sayuran.
Berdasarkan
eksperimen lain, Graves dan rekan-rekannya dari University of Maryland
di College Park melaporkan pada tanggal 31 Oktober dalam pertemuan
tahunan American Vacuum Society, bahwa plasma juga dapat “membunuh”
protein dan lipid yang berbahaya – termasuk prion, agen infeksi yang
menyebabkan penyakit sapi gila.
Pada tahun 2009, salah seorang
kolaborator Graves dari Institut Max Planck Institute for
Extraterrestrial Physics membangun sebuah perangkat yang mampu secara
aman mensterilkan kulit manusia yang terinfeksi dalam hitungan detik,
bahkan membunuh bakteri yang resistan terhadap obat.
“Bidang plasma bersuhu rendah adalah booming, dan ini bukan omong kosong. Ini nyata!” kata Graves.
Dalam
penelitian yang dipublikasikan bulan ini, Graves bersama rekan-rekannya
di UC Berkeley menunjukkan bahwa plasma yang dihasilkan oleh percikan
singkat ke udara di samping wadah air mengubah air menjadi kira-kira
seasam cuka dan menciptakan campuran yang sangat reaktif, molekul
terionisasi – molekul yang telah kehilangan salah satu atau lebih
elektron dan dengan demikian sangat bereaksi dengan molekul lainnya.
Mereka mengidentifikasi molekul reaktif ini sebagai hidrogen peroksida
dan berbagai nitrat dan nitrit, semuanya diketahui sebagai antimikroba.
Nitrat dan nitrit telah digunakan selama ribuan tahun untuk memulihkan
daging, misalnya.
Bagaimanapun juga, Graves bertanya-tanya saat
melihat bahwa air itu masih menjadi antimikroba seminggu kemudian,
meskipun konsentrasi peroksida dan nitrit turun menjadi nihil. Hal ini
menunjukkan bahwa beberapa bahan kimia reaktif lainnya – mungkin nitrat –
tetap terkandung di dalam air untuk membunuh mikroba, katanya.
Debit
plasma telah digunakan sejak tahun 1800-an untuk menghasilkan ozon
sebagai pemurni air, dan beberapa rumah sakit menggunakan plasma
bertekanan rendah sebagai penghasil hidrogen peroksida untuk
dekontaminasi instrumen bedah. Perangkat plasma juga digunakan sebagai
instrumen bedah untuk mengangkat jaringan atau darah kental. Namun,
hanya baru-baru ini plasma bersuhu rendah digunakan sebagai disinfektan
dan untuk terapi medis langsung, kata Graves, yang mulai memfokuskan
diri pada aplikasi plasma untuk medis setelah bekerja selama lebih dari
20 tahun pada jenis plasma bersuhu rendah yang digunakan untuk
semikonduktor etsa.
“Saya adalah seorang insinyur kimia yang
menerapkan fisika dan kimia untuk memahami plasma,” kata Graves. “Ini
menarik untuk mulai mencari cara menerapkan plasma dalam kedokteran.”