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Katharina Stapelmann

• A capacitively coupled low-pressure plasma (VHF-CCP) is developed for the sterilization of medical instruments and characterized by means of optical emission spectroscopy, multipole resonance probe and Langmuir probe diagnostics. Homogeneity of the discharge is investigated with a CCD camera and space-resolved probe measurements. A homogeneous area for sterilization is defined. Sterilization tests confirm sterilization efficacy of the VHF-CCP. In order to unravel sterilization mechanisms, single components of plasma as well as of bacteria are investigated. Therefore, an alternative UV+heat-setup is employed, enabling to re-enact UV radiation and heat of the plasma. Bio-macromolecules are selected to investigate the impact of plasma on single cell components. Here, the focus is on proteins and DNA. From the results obtained, a desktop sterilizer for the sterilization of medical instruments is developed.
• Zur Sterilisation medizinischer Instrumente wird ein kapazitiv gekoppeltes Niederdruckplasma (VHF-CCP) entwickelt und mit optischer Emissionsspektroskopie, Multipolresonanzsonde und Langmuir Sonde charakterisiert. Mittels CCD-Kamera und ortsaufgelösten Sondenmessungen wird die Homogenität der Entladung untersucht und ein homogener Bereich für die Sterilisation definiert. Sterilisationsversuche mit Testkeimen bestätigen die Sterilisationsleistung des VHF-CCP. Zur Untersuchung der Sterilisationsmechanismen werden sowohl Plasma als auch Bakterien in Einzelbestandteilen untersucht. Hierfür wird ein alternativer UV+Hitze-Aufbau verwendet, der es ermöglicht UV-Strahlung und Hitze des Plasmas nachzubilden. Bio-Makromoleküle werden ausgewählt, um den Einfluss von Plasma auf einzelne Zellbestandteile zu untersuchen. Hierbei liegt der Fokus auf Proteinen und DNA. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wird ein Desktopsterilisator zur Sterilisation medizinischer Instrumente entwickelt.