Esterilização de materiais termossensíveis através de aplicação de plasma gerado por descarga com barreira dielétrica (DBD)

Abstract

Este trabalho teve por objetivo estudar a propriedade do plasma em pressão atmosférica para esterilização de materiais termossensíveis. Para testar a propriedade do plasma frio de esterilizar materiais termossensíveis, concentramos nossos experimentos no plasma gerado por descarga com barreira dielétrica (DBD). Para realizar nossos experimentos usamos os microrganismos Cândida albicans ATCC18804, Escherichia coli ATCC23922, Bacillus subtilis ATCC19659, e Staphylococcus aureus ATCC 6538. Primeiramente, realizamos descarga DBD sobre uma placa de microtitulação contendo suspensões de microrganismos, mas observamos que, neste caso, a descarga DBD não teve eficácia na esterilização, devido a não penetração das entidades reativas (ozônio, UV), dentro desse volume de microrganismos. Modificamos nosso sistema, colocando um eletrodo adaptado a uma placa de Petri, e aplicamos a descarga DBD sobre os microrganismos em suspensão semeados em Agar. Realizamos exposição de 2, 5, 10, 15 e 20 minutos, com 1,1W de potência, tensão de 40kV pico-a-pico e aproximadamente 1 cm de distância entre o eletrodo superior e o meio de cultura. Observamos o crescimento dos meios de cultura tratados (contagem de UFC) e analisamos a morfologia dos microrganismos tratados em comparação com as amostras sem tratamento, através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Através desses experimentos, pudemos observar que, no caso de superfícies, o plasma é um método de esterilização eficiente e rápido. Isso porque, durante a descarga são formados ozônio, fótons UV, e partículas livres carregadas, que podem contribuir para o efeito esterilizante

The objective of this work was to investigate the application of plasma at atmospheric pressure for sterilization of termosensitive materials. To test the capability of cold plasma to sterilize termosensitive materials, we concentrated our study on the plasma generated by a dielectric barrier discharge (DBD). In our experiments we used the microorganisms Candida albicans ATCC18804, Escherichia coli ATCC23922, Bacillus subtilis ATCC19659, and Staphylococcus aureus ATCC 6538. Firstly, we produce a DBD discharge in a microtitulation plate containing suspensions of the microorganism and no sterilization effect was observed. This is due to the fact that no penetration of the reactivates species (ozone, UV) inside of the volume of microorganisms. We modified our system, putting an adapted electrode on the cover of a Petri plate, and we applied the DBD discharge on microorganisms in suspension sowed in Agar. We used different times of treatment (2, 5, 10, 15 and 20 minutes), with mean power of 1,1W, 40kV pick-to-pick voltage and approximately 1 cm of distance between the superior electrode and the culture media. We evaluate the growth on the treated culture media (counting the colony-forming unit - CFU) and also analyzed the morphology of the treated microorganisms in comparison with the samples without treatment, through scanning electronic microscopy (SEM). Through these experiments, we could observe that, applied on a surfaces, the plasma is an efficient and fast sterilization method. This is because during the discharge are formed ozone, UV photons, and free particles, that can contribute to the effect of sterilization