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Broder Poschkamp

• Im Jahr 2020 wurden die 50-häufigsten Operationen insgesamt 15.823.464-mal durchgeführt und das entspricht rechnerisch ca. einer Operation auf fünf Einwohnern in Deutschland. Bei jeder dieser Operationen ist die Blutungsstillung eine therapeutische Notwendigkeit. Intraoperativ wird dafür häufig die Elektrokauterisierung verwendet, die aber mit einem Risiko der Nachblutung, Perforation und Gewebezerstörung einhergeht. Eine neue Variante zum Blutungsmanagement kann kaltes physikalisches Plasma (Gas-Plasma) darstellen. Dies ist ein energiereiches Gas, welches durch verschiedene Mechanismen, wie Temperatur, angeregte chemische Spezies, UV- und Wärmestrahlung, wechselwirkt. Es wurden in-vitro Untersuchungen an menschlichem Blut durchgeführt, um einen Wirkungsmechanismus von Gas-Plasma zu demaskieren. In der vorliegenden Arbeit wurde festgestellt, dass ein Großteil der Thrombozytenaktivierung durch Gas-Plasma (ca. 55 %) auf eine Lyse der Erythrozyten zurückzuführen ist. Die Hämolyse wurde spektroskopisch nachgewiesen und in Abhängigkeit von der Behandlungszeit quantifiziert. Die Thrombozyten reagieren mit einer PI3K/Akt/p38-vermittelten Signalkaskade, welche schließlich zu deren Aktivierung führt. Bei der Signaltransduktion wurde eine Bedeutung von intrazellulären ROS und eine Hyperpolarisation der Mitochondrien der Thrombozyten festgestellt. Die Signaltransduktion kann über den Einfluss von ADP auf den P2Y12-Rezeptor erklärt werden. Es wurde ein auf künstliche Intelligenz basierender Auswertungsalgorithmus angewandt, welcher den Nachweis von vermehrten Thrombozytenaggregaten nach Applikation von Gas-Plasma erbrachte. Gas-Plasma wirkt über eine Vielzahl an reaktiven Spezies und ein alleiniger Einfluss von Wasserstoffperoxid, hypochloriger Säure und Superoxidanionen scheint unwahrscheinlich. Die Erklärung der Hämolyse wurde auf Singulett-Sauerstoff und Ozon zurückgeführt. Daneben kann NO direkt auf Thrombozyten wirken. Es wurde die erste Messung der oberflächlichen Temperatur einer Flüssigkeit bei Behandlung mit Gas-Plasma vollzogen. Dabei wurde eine geringe Änderung der Temperatur festgestellt. Weiterhin wurde der Einfluss der Evaporation als gering gewertet. Da die Anwendung von Gas-Plasma körpereigene Gerinnungsmechanismen beschleunigt, desinfizierend wirkt und nebenwirkungsarm ist, besitzt Gas-Plasma großes klinisches Potential im Bereich der chirurgischen Blutgerinnung.
• In 2020, the 50 most common surgeries were performed a total of 15,823,464 times, which corresponds to approximately one operation for every five inhabitants in Germany. In each of these operations, hemostasis is a therapeutic requirement. Intraoperatively, electrocauterization is often used for this purpose, but this is associated with a risk of secondary bleeding, perforation, and tissue destruction. Cold physical plasma (gas plasma) can represent a new variant for hemorrhage management. This is an energetic gas that interacts through various mechanisms such as temperature, reactive chemical species, UV, and thermal radiation. In vitro studies were performed on human whole blood to identify a mechanism of action of gas plasma. In the present study, it was found that the majority of platelet activation by gas plasma (approx. 55 %) is due to hemolysis. The hemolysis was detected spectroscopically and quantified for different treatment times. The platelets respond with a PI3K/Akt/p38-mediated signaling cascade, which ultimately leads to their activation. Significance of intracellular ROS and hyperpolarization of platelet mitochondria was found during signal transduction. The signaling cascade can be explained by the influence of ADP on the P2Y12 receptor. An evaluation algorithm based on artificial intelligence was used, which demonstrated increased platelet aggregates after application of gas plasma. Gas plasma acts via a variety of reactive species and long-lived species such as hydrogen peroxide, hypochlorous acid and superoxide anions appear to contribute only slightly to the gas plasma effect. The explanation of hemolysis has been attributed to singlet oxygen and ozone. In addition, NO can act directly on platelets. The first measurement of the surface temperature of a liquid during treatment with gas plasma was carried out. A minor change in temperature was detected. Evaporation during gas plasma treatment was quantified. As the use of gas plasma accelerates the body's own coagulation mechanisms, has a disinfectant property and only few side effects are known, gas plasma has a high clinical potential in the field of surgical blood coagulation.