- Onderzoek
- 22/02/2016
Draagbaar plasma tegen nare stomageurtjes
Toen een vriend hem vertelde over zijn ervaringen met zijn stoma, kwam plasmadeskundige Job Beckers op het idee om een draagbaar plasmafilter te maken om stomazakjes van nare luchtjes te ontdoen. Onder de noemer Plasma Pendix wil hij dit idee binnen een jaar uitwerken tot een commercieel product.
Beckers vertelt hoe een vriend hem op een feestje vertelde dat hij eerder weg ging omdat zijn stoma ging ‘balloonen’. “Ik had toen geen idee waar hij het over had, maar het blijkt een probleem te zijn waar meer dan de helft van de mensen met een stoma regelmatig last van heeft. De koolstoffilters van stomazakken raken verstopt, waardoor de zak gaat opbollen. Als de druk te groot wordt, raakt de zak lek. Op een feestje is dat natuurlijk een ramp.”
In Nederland hebben ruim dertigduizend mensen een stoma: een gat in de buikwand waardoor gedeeltelijk verteerd voedsel het lichaam kan verlaten wanneer door een ziekte of operatie een deel van het darmstelsel niet meer functioneert. Aan de stoma wordt een speciaal zakje gekoppeld, waarin de ‘ontlasting’ wordt opgevangen. In zo’n stomazakje komen ook spijsverteringsgassen terecht, vertelt Beckers. “Die moet je afvoeren, maar ze hebben een nogal penetrante geur. Daarom zijn de zakken voorzien van koolstoffilters - en die raken dus regelmatig verstopt.”
De stankmoleculen zijn eenvoudig kapot te maken met een plasma
De voornaamste boosdoeners zijn zwavelhoudende moleculen, berucht om de geur van rotte eieren. Die stankmoleculen zijn eenvoudig kapot te maken met een plasma, wist Beckers. Zo’n plasma is een geïoniseerd gas, dat kan worden gecreëerd door een hoogspanning aan te leggen over twee elektrodes. Door de hoge elektrische velden die daarbij ontstaan, worden elektronen losgetrokken uit hun atomen en ontstaat een mengsel van negatief geladen elektronen en positieve ionen.
Door het gas langs een serie van dergelijke plasma’s te laten stromen, kun je selectief de zwavelhoudende moleculen onschadelijk maken. “In het lab is dat geen probleem”, vertelt de universitair docent in de groep Elementary Processes in Gas Discharges (faculteit Technische Natuurkunde). “De uitdaging is alleen om een draagbaar apparaatje te maken dat je kunt aansluiten op de stomazak en dat het koolstoffilter kan vervangen.”
Beckers legde zijn idee voor aan de Nederlandse Stomavereniging en kreeg bijzonder enthousiaste reacties. “Het is echt een groot probleem voor het merendeel van de stomagebruikers; sommige mensen raken zelfs in een isolement omdat ze altijd bang zijn dat hun stoma geurtjes gaat lekken. Ze vervangen hun plasmazak uit voorzorg dan ook vaak al voordat het eigenlijk nodig is.” Een filter dat nooit verstopt zal raken, is dan een uitkomst.
Nooit eerder is iemand op het idee gekomen om een draagbaar plasmafilter te ontwikkelen voor een dergelijke toepassing, zegt Beckers. “Ik weet wel dat patiënten soms een aspirine in de stomazak stoppen. Dat neemt de geur ook weg, maar leidt al snel tot huidirritatie. Dat geeft aan hoe wanhopig sommige mensen zijn; ze proberen alles om van dit probleem af te komen.”
Het plasmafilter is zo groot als een smartphone
Met een subsidie van de Metropoolregio Eindhoven gaat Beckers zijn idee nu samen met het Catharinaziekenhuis en fabrikant VDL ETG ontwikkelen tot een tastbaar apparaat. Of liever gezegd, een apparaatje. De plasmafysicus werkt namelijk aan een plasmafilter ter grootte van een smartphone, maar dan twee of drie keer zo dik. Klein genoeg om in je zak te dragen, maar groot genoeg om een batterij, de elektronische aansturing en een plasmakamertje te bevatten.
Het apparaatje wordt met een slangetje gekoppeld aan de plasmazak via een ventiel, dat het gas naar het plasmafilter doorlaat als de druk te hoog wordt. Alleen op dat moment wordt het plasma ingeschakeld. “In dit plasma worden elektronen losgemaakt van hun atomen”, legt Beckers uit. “Die elektronen hebben veel energie en bewegen zo snel dat ze geurende moleculen kapot maken wanneer ze ermee botsen. De atomen daarentegen blijven op kamertemperatuur, zodat het plasma als geheel niet warm aanvoelt.”
Het apparaat is ook helemaal veilig, zegt Beckers, ondanks de hoogspanning van enkele kilovolts. “We hebben het over een vermogen van een paar watt, opgewekt door een accu die te vergelijken is met de batterij van een smartphone.” Dat de methode zo energiezuinig is, komt doordat alleen de lichte elektronen een hoge energie krijgen, legt hij uit. “De bulk van het gas - de zware deeltjes en vooral de niet-geurende deeltjes - blijven netjes op kamertemperatuur.”
De natuurkundige verwacht dat het plasma slechts ongeveer een procent van de tijd ingeschakeld zal hoeven zijn. “Als we het plasma op de juiste manier instellen, zodat we selectief alleen de zwavelhoudende moleculen kapot kunnen maken, dan gaat de batterij veel langer dan een dag mee. Dat zijn we nu aan het finetunen. We hebben een gasmengsel laten maken dat qua samenstelling overeenkomt met het gas in de stomazak, en variëren dingen zoals spanningsvorm en -frequentie, vermogensdichtheid en de doorloopsnelheid van het gas in het plasma. Zo kunnen we de meest effectieve en efficiënte plasmageometrie en aansturing vinden. In het voorjaar lanceren we een bètaversie om samen met patiënten in het Catherina Ziekenhuis te testen.”
En zijn vriend? Die kan niet wachten. “Hij komt elke week vragen of we al iets hebben wat hij kan testen.”
Discussie