DE102011001416A1 - Plasma treatment device for treating surfaces e.g. wounds of skin i.e. forearm skin, of patient outside of hospitals, has oxygen reducing layer detachably secured on outer side of electrode, where outer side is turned away from surface - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Plasmabehandlungseinrichtung zur Behandlung von Oberflächen, insbesondere von Wunden oder erkrankten Hautpartien, mit einem nichtthermischen Plasma, wobei die Plasmabehandlungseinrichtung zwei flexible Flächenelektroden aufweist, die isoliert und benachbart voneinander auf einer Oberfläche angeordnet werden können und zwischen denen mit einer geeigneten Wechselspannung eine wechselnde Potenzialdifferenz erzeugbar ist.The invention relates to a plasma treatment device for treating surfaces, in particular wounds or diseased parts of the skin, with a non-thermal plasma, wherein the plasma treatment device has two flexible surface electrodes which can be isolated and arranged adjacent to each other on a surface and between which with a suitable alternating voltage an alternating Potential difference can be generated.
Es ist bereits seit längerem bekannt, dass durch ein Plasma schädliche Bakterien und Keime reduziert werden können und die Behandlung einer Wundfläche mit einem Plasma die Heilung fördert. Für die Wundbehandlung von Lebewesen und insbesondere Menschen sind nichtthermische Plasmen besonders geeignet, die beispielsweise durch eine dielektrisch behinderte Entladung erzeugt werden können.It has long been known that a plasma can reduce harmful bacteria and germs and that treatment of a wound surface with a plasma promotes healing. Non-thermal plasmas which can be produced, for example, by dielectrically impeded discharge are particularly suitable for the wound treatment of living beings and in particular humans.
Aus
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Es wird deshalb als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen, eine Plasmabehandlungseinrichtung der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, dass in möglichst einfacher Weise möglichst großflächige Behandlung von Wunden oder erkrankten Hautbereichen ermöglicht.It is therefore regarded as an object of the present invention to design a plasma treatment device of the type mentioned at the outset in such a way that the treatment of wounds or diseased areas of the skin which is as large as possible in the simplest possible manner possible.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die beiden Flächenelektroden jeweils aus mindestens einem elektrisch isolierten Leiter bestehen und die Leiter miteinander verwoben sind, dass auf einer der zu behandelnden Oberfläche zugewandten Außenseite der Flächenelektroden eine Wundkontaktschicht lösbar befestigt ist, und dass auf einer der zu behandelnden Oberfläche abgewandten Außenseite der Flächenelektrode eine ozonmindernde Schicht lösbar befestigt ist. Die beiden miteinander verwobenen Flächenelektroden bilden eine flexible Plasmaelektrodenanordnung, mit welcher sehr effizient eine dielektrisch behinderte Entladung bewirkt und ein nichtthermisches Plasma erzeugt werden kann. Zu diesem Zweck wird an die beiden Flächenelektroden eine geeignete elektrische Spannung angelegt. Die beiden Flächenelektroden können mit der mit der Wundkontaktschicht bedeckten Außenseite direkt auf eine Wunde oder eine erkrankte Hautfläche aufgelegt werden.The object is achieved in that the two surface electrodes each consist of at least one electrically insulated conductor and the conductors are interwoven, that on one of the surface to be treated facing outside of the surface electrodes, a wound contact layer is releasably secured, and that on one of the treated Surface facing away from the surface electrode, an ozone-reducing layer is releasably attached. The two interwoven surface electrodes form a flexible plasma electrode arrangement, with which very efficiently causes a dielectrically impeded discharge and a non-thermal plasma can be generated. For this purpose, a suitable electrical voltage is applied to the two surface electrodes. The two surface electrodes can be placed directly on a wound or a diseased skin area with the outside covered with the wound contact layer.
Durch die Wundkontaktschicht wird einerseits verhindert, dass Keime oder Bakterien von der Plasmabehandlungseinrichtung in die Wunde gelangen, und andererseits verhindert, dass die Plasmabehandlungseinrichtung von der Wunde oder den erkrankten Hautbereichen verunreinigt wird. Die Wundkontaktschicht ist lösbar befestigt und kann nach jeder Behandlung ausgewechselt werden.On the one hand, the wound contact layer prevents germs or bacteria from entering the wound from the plasma treatment device and, on the other hand, prevents the plasma treatment device from being contaminated by the wound or the diseased skin areas. The wound contact layer is releasably attached and can be replaced after each treatment.
Um zu vermeiden, dass größere Mengen Ozon austreten, die durch das nichtthermische Plasma in der Luft erzeugt werden, ist auf der der zu behandelnden Oberfläche abgewandten Außenseite der Flächenelektroden eine ozonmindernde Schicht angeordnet. Das während einer Behandlung durch das Plasma in der unmittelbaren Umgebung der beiden Flächenelektroden erzeugte Ozon wird in der ozonmindernden Schicht aufgefangen und zersetzt oder gebunden.In order to avoid that larger amounts of ozone leak, which are generated by the non-thermal plasma in the air, an ozone-reducing layer is disposed on the outside of the surface to be treated facing away from the surface electrodes. The ozone generated during treatment by the plasma in the immediate vicinity of the two surface electrodes is collected in the ozone-depleting layer and decomposed or bound.
Die Abmessung der flexiblen Flächenelektroden können ebenso wie die daran angepassten Abmessungen der Wundkontaktschicht und der ozonmindernden Schicht nahezu beliebig groß gewählt und vorgegeben werden, sodass auch eine großflächige Behandlung von Wunden beziehungsweise erkrankten Hautbereichen möglich ist. Da die flexiblen Flächenelektroden lediglich auf die zu behandelnde Oberfläche aufgelegt werden müssen und keinerlei zusätzliche gasdichte Abdeckung und keinerlei weitere Gerätschaften wie beispielsweise Ionisierungsbehälter erforderlich sind, kann eine Plasmabehandlung nach einer nur kurzen Vorbereitungszeit und ohne größere Beeinträchtigung des Patienten durchgeführt werden. Durch die unmittelbar auf der Haut aufliegenden oder gegebenenfalls über eine nur dünne und permeable Wundkontaktschicht von der Haut getrennten Flächenelektroden kann mit geringem Aufwand ein für die Behandlung geeignetes Plasma effizient, in unmittelbarer Nähe der zu behandelnden erkrankten Hautfläche und an den Umfang der erkrankten Hautfläche angepasst erzeugt werden.The dimension of the flexible surface electrodes can be chosen and set almost arbitrarily large as well as the adapted dimensions of the wound contact layer and the ozone-reducing layer, so that a large-area treatment of wounds or diseased skin areas is possible. Since the flexible surface electrodes only need to be placed on the surface to be treated and no additional gas-tight cover and no other equipment such as Ionisierungsbehälter are required, a Plasma treatment can be performed after a short preparation time and without major impairment of the patient. By means of the surface electrodes resting directly on the skin or optionally separated from the skin by a thin and permeable wound contact layer, a plasma suitable for the treatment can be generated in an appropriate manner in the immediate vicinity of the diseased skin surface to be treated and at the periphery of the diseased skin surface become.
Gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass zwischen den Flächenelektroden und der Wundkontaktschicht ein Abstandselement angeordnet ist. Das Abstandselement kann beispielsweise ein Gewebe oder ein Gitter aus einem möglichst ozonbeständigen Material sein. Ein geeignetes Material ist beispielsweise ein ozonbeständiges Kunststoffmaterial wie Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Perfluorkautschuk. Das Abstandselement kann entweder dauerhaft oder lösbar mit den Flächenelektroden verbunden sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass das Abstandselement zusammen mit der Wundkontaktschicht nach jeder Anwendung von den Flächenelektroden gelöst und ausgewechselt wird. Das Abstandselement kann dazu verwendet werden, einen für die Behandlung vorteilhaften Abstand zwischen den beiden Flächenelektroden und der zu behandelnden Oberfläche vorzugeben.According to one embodiment of the inventive concept, it is provided that a spacer element is arranged between the surface electrodes and the wound contact layer. The spacing element can be, for example, a woven fabric or a mesh made of a material that is as ozone-resistant as possible. A suitable material is, for example, an ozone-resistant plastic material such as polytetrafluoroethylene (PTFE) or perfluoro rubber. The spacer element can either be permanently or detachably connected to the surface electrodes. It is also conceivable that the spacer is released and replaced together with the wound contact layer after each application of the surface electrodes. The spacing element can be used to specify a treatment-advantageous distance between the two surface electrodes and the surface to be treated.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Wundkontaktschicht und die ozonmindernde Schicht seitlich über die Flächenelektroden hinausragen und miteinander verbindbar sind. Sowohl die Wundkontaktschicht als auch die ozonmindernde Schicht können jeweils ein beispielsweise textiles Trägermaterial aufweisen, in oder an dem Wirkstoffe oder zusätzliche Materialien angeordnet sind, welche die jeweilige Funktion unterstützen.It is preferably provided that the wound contact layer and the ozone-reducing layer laterally protrude beyond the surface electrodes and can be connected to one another. Both the wound contact layer and the ozone-reducing layer may each comprise, for example, a textile carrier material, in or on which active substances or additional materials are arranged, which support the respective function.
Die Wundkontaktschicht und die ozonmindernde Schicht können beispielsweise längs eines umlaufenden Rands miteinander verbunden sein und gemeinsam eine verschließbare Tasche bilden, in der die Flächenelektroden angeordnet sind. Auf diese Weise sind die Flächenelektroden beidseitig umhüllt und vor Verunreinigung während einer Behandlung geschützt.The wound contact layer and the ozone-reducing layer may, for example, be joined together along a peripheral edge and together form a closeable pocket in which the surface electrodes are arranged. In this way, the surface electrodes are coated on both sides and protected from contamination during a treatment.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Wundkontaktschicht aus einem antiseptisch behandelten textilen Material besteht. Bei dem Material kann es sich auch um Gaze oder Mull handeln. Die Wundkontaktschicht kann bei Bedarf vor jeder Behandlung mit einem Desinfektionsmittel besprüht oder mit geeigneten Wirkstoffen oder Arznei- beziehungsweise Pflegemitteln behandelt werden.According to an advantageous embodiment of the inventive concept it is provided that the wound contact layer consists of an antiseptic treated textile material. The material may also be gauze or gauze. If necessary, the wound contact layer can be sprayed with a disinfectant before each treatment or treated with suitable active ingredients or medicaments or care products.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die ozonmindernde Schicht ein Aktivkohle enthaltendes Gewebe, Gewirke oder Vlies ist. Durch die Aktivkohle wird das während der Plasmabehandlung erzeugte Ozon gebunden beziehungsweise zersetzt.It is preferably provided that the ozone-reducing layer is an activated carbon-containing fabric, knitted fabric or fleece. The activated carbon binds or decomposes the ozone generated during the plasma treatment.
Um auch außerhalb von Krankenhäusern oder dafür vorgesehenen Behandlungsräumen eine Plasmabehandlung mit der Plasmabehandlungseinrichtung zu ermöglichen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Plasmabehandlungseinrichtung eine transportable steuerbare Energieversorgungseinrichtung aufweist. Die Energieversorgungseinrichtung kann beispielsweise ein Transformator aufweisen, der an das elektrische Versorgungsnetz angeschlossen werden kann und eine geeignete Wechselspannung mit einer Amplitude von einigen kV, beispielsweise von 1 kV bis 5 kV erzeugt. Derartige Transformatoren sind handelsüblich erhältlich und weisen ein niedriges Eigengewicht und einen geringen Raumbedarf auf.In order to enable a plasma treatment with the plasma treatment device also outside of hospitals or designated treatment rooms, it is provided according to the invention that the plasma treatment device has a transportable controllable energy supply device. The power supply device may, for example, comprise a transformer which can be connected to the electrical supply network and generates a suitable alternating voltage with an amplitude of a few kV, for example from 1 kV to 5 kV. Such transformers are commercially available and have a low weight and a small space requirement.
Durch die Verwendung einer transportablen Energieversorgungseinrichtung ist es möglich, die Plasmabehandlungseinrichtung einschließlich der Energieversorgungseinrichtung in einem Koffer aufzubewahren und zu transportieren. Sollte kein elektrisches Versorgungsnetz zur Verfügung stehen, ist es ebenfalls denkbar, die Energieversorgungseinrichtung der Plasmabehandlungseinrichtung mit geeigneten leistungsstarken Batterien oder Akkumulatoren zu betreiben.By using a transportable power supply device, it is possible to store and transport the plasma treatment device including the power supply device in a case. If no electrical supply network is available, it is likewise conceivable to operate the energy supply device of the plasma treatment device with suitable powerful batteries or accumulators.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben der vorangehend beschriebenen Plasmabehandlungseinrichtung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von der angestrebten Behandlungstiefe und der Behandlungsstärke bei der Behandlung einer Wunde oder einer erkrankten Hautfläche eine Amplitude und/oder eine Frequenz einer zwischen den beiden Flächenelektroden erzeugten Wechselspannung vorgebbar ist. Es hat sich gezeigt, dass in Abhängigkeit von der Amplitude und der Frequenz der an die Flächenelektroden angelegten Wechselspannung die Behandlungsstärke beziehungsweise die Wirkungstiefe vorgegeben werden können. Zudem werden bei bestimmten vorgebbaren Amplituden und Frequenzen der Wechselspannung selektiv Bakterien und Keime im Wesentlichen gleicher Art abgetötet.The invention also relates to a method for operating the plasma treatment device described above. According to the invention, an amplitude and / or a frequency of an alternating voltage generated between the two surface electrodes can be predetermined depending on the desired treatment depth and the treatment strength in the treatment of a wound or a diseased skin surface. It has been shown that depending on the amplitude and the frequency of the alternating voltage applied to the surface electrodes, the treatment intensity or depth of action can be predetermined. In addition, at certain predeterminable amplitudes and frequencies of the alternating voltage, bacteria and germs of essentially the same kind are selectively killed.
Es ist ebenfalls denkbar, dass für die Erzeugung des nichtthermischen Plasmas eine gepulste Wechselspannung mit veränderbaren Pulseigenschaften vorgebbar ist. So kann mit handelsüblichen Komponenten beispielsweise die Pulsform oder die Pulsfrequenz verändert und an die jeweils für die Behandlung erforderlichen Eigenschaften angepasst werden. Beispielsweise kann es sich bei der gepulsten Wechselspannung um eine frequenzvariable, pulsweitenmodulierte Rechteckwechselspannung handeln.It is also conceivable that a pulsed AC voltage with variable pulse characteristics can be predetermined for the generation of the non-thermal plasma. For example, with commercially available components, the pulse shape or the pulse rate can be changed and adapted to the properties required in each case for the treatment. For example, the pulsed AC voltage may be one frequency variable, pulse width modulated square wave AC act.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt:Hereinafter, an embodiment of the inventive concept will be explained in more detail, which is shown in the drawing. It shows:
Eine in den
Die beiden miteinander verwobenen Flächenelektroden
Die Wundkontaktschicht
Die beiden Flächenelektroden
Bei dem in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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