CN105899240A - 包括可单独运输的器皿的等离子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种等离子设备(10)。所述等离子设备(10)包括至少两个单独的部件，即用于要处理的物体(18)的器皿(14)和包括用于在器皿(14)中触发等离子体(26)的电的等离子源(19)的等离子单元(12)。等离子单元(12)不具有用于其他介质的另外的组件，从而等离子单元(12)可以在结构上尤其简单地构成并且容易被操作。尤其优选器皿(14)具有由玻璃制成的器皿体(16)。器皿体(16)优选一件式地构成并且完全包围物体(18)。等离子体(26)可以与等离子单元(12)隔开距离地借助电的等离子源(19)的高频发生器(20)、感应线圈和/或磁控管被触发。

Description

包括可单独运输的器皿的等离子设备
技术领域
本发明涉及一种用于处理物体、尤其是处理植入物的等离子设备，其中，所述等离子设备具有用于容纳物体的可封闭的器皿并且具有包括用于在所述器皿中产生等离子体的电的等离子源的等离子单元，其中，所述器皿构成为可独立于等离子单元运输的单元，其中，在器皿中的等离子体可直接通过等离子单元的电的等离子源产生并且所述器皿具有器皿体，所述器皿体基本上由电介质的材料构成。
背景技术
在等离子体中处理物体是已知的。此外已知，植入物、尤其是牙种植体在其即将要植入之前在等离子体中处理。这种等离子体处理方法例如由DE19502133A1已知。
在等离子体中对甚至多重抵抗的病菌的杀灭由Peter Trechow在VDI-Nachrichten，2013年11月22日,第47版中说明。其中解释到，由于植入物的基于等离子体的表面功能化可能的是，使得该植入物选择性地对于细胞尤其有吸引力并且由此加速持久性植入物的融合。因此，将等离子体使用到植入物上能够使吸引细胞的特性与抗微生物的特性结合在一起。
此外，在等离子体中对植入物的净化由文章“Microscopical anmicrobiologic characterization of customized titanium abutmentsafter different cleaning procedures”，Clinical Oral Implants Research,0,2012/1-9已知。
US2013/0230426A1公开了一种等离子设备，用于在真空容器中对植入物进行消毒。该真空容器与泵单元连接，以便在等离子体处理期间在容器中产生负压。此外，这种用于等离子体消毒的装置由WO20101/044669A1已知。
为了获得尽可能好的效果，对植入物的等离子体处理直接在植入之前进行。为此，迄今需要将耗费且昂贵的等离子设备安装在诊所或医院中。这些等离子设备必须通常与一个泵和多个贮气瓶连接在一起，由此提高了用于等离子设备的耗费和成本。此外，这种等离子设备必须由专门受过训练的人员操作。
与之相对，由DE102004049783B4和WO03/059400A1已知，将等离子设备分成包括电的等离子源的等离子单元和可独立于等离子单元运输的器皿。
然而，已知的器皿必须耗费地设有电极。这些电极必须为了物体的等离子体处理而被触点接通。由此增加了器皿的构造成本。此外，器皿的触点接通必须由受过训练的人员进行。
由WO2011/116984A2已知一种包括器皿的等离子设备，其中，所述器皿不具有用于触发等离子体的电极。然而，为了触发等离子体，所述器皿必须被置于与等离子设备的电极结构直接接触。
US6558621B1公开了在器皿中的等离子体处理之后直接将植入物包围起来并且从等离子体处理室中提取出来。
此外，由WO97/44503A1已知，在等离子室中借助等离子体处理对容器的内侧进行消毒。
发明内容
与之相对地，本发明的任务是，提供一种等离子设备，用该等离子设备能够简单并且低成本地对物体、尤其是对植入物进行等离子体处理。
该任务按照本发明通过具有权利要求1的特征的等离子设备解决。权利要求2至权利要求8给出了这种等离子设备的优选扩展方案。
用于处理物体、尤其是处理植入物的等离子设备包括用于容纳物体的可封闭的器皿并且包括具有用于在所述器皿中产生等离子体的电的等离子源的等离子单元，其中，所述器皿构成为可独立于等离子单元运输的单元并且等离子体可直接通过等离子单元的电的等离子源产生，其中，器皿具有器皿体，所述器皿体基本上由电介质的材料构成，其中，等离子单元不具有气体接头和/或不具有泵并且构成为：当器皿相对于等离子单元隔开距离时，等离子体可被触发。
因此，所述等离子设备具有可独立运输的、可封闭的器皿。在所述器皿中可以容纳物体、尤其是植入物。因此，物体的制造者可以将物体封闭在器皿中并且供应该物体。在此，“可独立运输的器皿”的概念理解为并非持久地与等离子单元连接的器皿。尤其是所述器皿不通过用于气体的软管和/或电线路持久地与等离子单元连接。
直接在使用物体之前，器皿可直接在使用地点被置于等离子单元附近。于是，等离子单元在器皿中产生等离子体。所述等离子体在器皿中对物体进行处理。接着可以打开器皿、将物体从器皿中取出并且进行嵌入(尤其是植入)。由此，等离子单元仅须具有用于产生等离子体的电的组件、即电的等离子源。由此，等离子单元可以尤其简单且低成本地构成。
电的等离子源在器皿中直接产生等离子体。所述“直接产生等离子体”在此理解为电的等离子源“远距离作用”到器皿上。由此，器皿可以无电极地构成。由此，用于制造器皿的成本，尤其是用于触发等离子体的电极必须以精确地限定的间隔在器皿中构成引起的成本显著减少。在此，等离子单元构成为，使得当器皿相对于等离子单元隔开距离时，等离子体可被触发。因此，为了触发在器皿中的等离子体，器皿仅必须被置于等离子单元的附近。由此省去由受过训练的人员对器皿触点接通。
所述器皿尤其优选可持久地空气密封地封闭。
所述器皿可设有快速耦联部、例如螺纹管接头(Cajon)或套管接头(Swagelok)，以便在器皿中能快速且简单地进行压力调节。
尤其优选器皿设有不可逆的温度指示器，以便能监测在器皿中的物体是否已经被等离子体处理。在此，所述温度指示器优选构成为用于在30℃和100℃之间的温度范围、优选在40℃和60℃之间的温度范围中。此外，通过这种温度指示器可以观察:等离子体处理所需要的持续时间是否已经达到。
所述等离子单元不具有气体接头和/或不具有泵。由此，等离子单元尤其简单地构成。此外没有介质接头的等离子单元可尤其容易地操作。
所述等离子设备构成为，使得等离子单元不具有、尤其是在等离子体处理期间不具有至器皿的连接。换句话说，在器皿和等离子单元之间既不存在电线路、也不存在流体线路。优选在等离子单元和器皿之间也不存在固定的机械连接。等离子单元优选不具有封闭的等离子室。
等离子单元尤其优选具有包括用于容纳器皿的容纳部的壳体，其中，所述壳体只部分地包围器皿。
器皿体可以由陶瓷或耐受性塑料构成。尤其优选器皿体完全由电介质的材料构成。
在本发明的尤其优选的构成方案中，器皿体至少部分地由玻璃构成、尤其基本上由玻璃构成、优选完全由玻璃构成。玻璃是透明的，使得等离子设备的用户可以观察在器皿中的等离子体的触发并且此外尤其耐受等离子体。
器皿可以由包括玻璃板的金属管构成。
在此，器皿体优选以安瓿的形式构成。这种安瓿尤其良好地适用于处理植入物，因为安瓿在诊所和门诊室中已经已知并且广为流传。因此，安瓿的使用对于诊所和门诊室的人员而言已经是熟练的。安瓿可以具有至少一个封焊的尖部。
器皿可以具有用于封闭器皿体的塞子。在此，器皿体和塞子优选分别具有磨口，以便可以将器皿体用塞子空气密封地封闭。
在本发明的一种另外的优选实施形式中，所述器皿在容纳物体之后不能无破坏地打开。这种器皿一方面可以尤其低成本地制造并且另一方面具有尤其高的密封性的优点。此外，在这种器皿中可立即看出，该器皿是仍处于制造者的“原装”的状态还是已经被打开或操纵过了。在此，器皿体可以一件式地构成并且完全包围物体。
在此，器皿的器皿体尤其优选地以折断式安瓿(Brechampulle)的形式构成。所述“折断式安瓿”理解为一种为了打开而必须被折断的玻璃安瓿。折断式安瓿可以具有尤其是环形的理论断裂位置。该理论断裂位置可以例如被刻入到器皿体中。替代或附加于此地，理论断裂位置可构成烙印的珐琅环的形式。
为了简单地制造器皿体并且为了将器皿体容易地引入到等离子单元中，所述器皿体优选相对于其纵轴线基本上旋转对称地构成。在此，尤其优选器皿体具有圆柱形的区段。
器皿体优选一件式地构成并且尤其构成为，使得该器皿体将容纳在其中的物体完全包围。
为了能在器皿体中触发低压等离子体，在器皿体中的气体压力可以少于1巴、尤其少于0.1巴、优选少于0.01巴、尤其优选少于0.001巴。
按照本发明的等离子设备可以用于，对在器皿中的物体的表面进行腐蚀。在该情况中，在器皿中优选包含腐蚀性气体，例如四氟化碳(CF4)、六氟乙烷(C2F6)、全氟丙烷(C3F8)、八氟环丁烷(C4F8)、六氟化硫(SF6)和/或三氟化氮(NF3)。器皿包含优选含氟的气体，以便在器皿中腐蚀物体的钛表面。
此外，按照本发明的等离子体处理方法可用于活化物体的表面。为此，在器皿中包含优选以氩气(Ar)、氧气(O2)和/或空气形式的气体。替代或附加于此地，可以在器皿中包含水(H2O)、尤其是气态的水。
此外，器皿可以包含含胺的气体、尤其是甲胺(CH5N)、二甲胺(C2H7N)、三甲胺(C3H9N)、氨(NH3)、三甲胺乙内酯(C5H11NO2)和/或丁胺(C4H11N)。含胺的气体尤其优选在所述物体是植入物的形式的情况中使用，因为经证明，生物学的细胞尤其良好地在以含胺的气体等离子体处理过的植入物上生长。
当在封闭之后应在器皿中存在大气压(即环境压力)时，器皿的填充得到显著地简化。尽管存在大气压，为了能够实现等离子体的触发，器皿在该情况中以多于40％、尤其多于50％、优选多于60％、尤其优选多于70％用氦气(He)填充。
此外，按照本发明的等离子体处理方法可以用于将层涂敷到在器皿中的物体上。为此，所述器皿可以包含在等离子体中分解的化合物、例如硅烷化合物。
为了在器皿中直接产生等离子体，等离子单元的电的等离子源可以具有高频发生器和与高频发生器电连接的电极，器皿可至少部分地引入到所述电极之间。在此，电极优选基本上环形地构成，以便能将器皿以简单的方式方法引入到电极之间。尤其优选电极构成为环绕等离子单元壳体的凹部，该凹部构成为用于容纳器皿。
为了在器皿中直接产生等离子体，电的等离子源可具有磁控管，其中，所述器皿至少部分地可由磁控管的微波辐射穿透。为了可以将磁控管的电磁辐射针对性地朝向器皿定向，磁控管可以与用于发射电磁辐射的天线连接。所述天线尤其优选构成为环绕等离子单元的壳体的凹部，该凹部构成为用于容纳器皿。
此外，在器皿中的等离子体的直接的产生可以以如下方式实现：电的等离子源具有感应线圈，器皿可至少部分地引入到所述感应线圈中。感应线圈尤其优选构成为环绕等离子单元的壳体的凹部，该凹部构成用于容纳器皿。
此外，本发明涉及一种按照权利要求9的用于处理物体、尤其是处理植入物的方法，该方法具有如下方法步骤：
a)将物体放入到器皿中，所述器皿基本上由电介质的材料构成；
b)调节器皿中的气体压力和/或气体组分；
c)封闭器皿；
d)将器皿运输至等离子单元；
e)借助等离子单元的电的等离子源在器皿中直接触发等离子体，其中，等离子单元不具有气体接头和/或不具有泵并且器皿与等离子单元隔开距离。
如上所述，按照本发明的方法提供特别的优点：物体的应用者、例如植入物的使用者可以在诊所或门诊室中使用在结构方面非常简单地构成的等离子单元。物体、尤其是植入物可以由该物体的制造者在器皿中提供给物体的使用者。在植入物的情况中，等离子体处理可以在即将手术之前进行，即最多在手术之前大约1小时进行。于是，物体或植入物能够以新鲜涂敷的、腐蚀的和/或活化的表面被使用。所述器皿在触发等离子体时与等离子单元隔开距离、即间隔开。由此，器皿仅须大约被置于等离子单元附近。精确的定位是不需要的。
所使用的等离子设备优选具有一个或多个上面所描述的特征。
尤其优选使用由玻璃制成的器皿体。
优选使用一件式构成的并且尤其是完全包围物体的器皿体。
在本发明的一种尤其优选的构造方案中使用在容纳物体之后不能无破坏地打开的器皿。
在方法步骤b)中，优选调节有少于1巴、尤其是少于0.1巴、优选少于0.01巴、尤其优选少于0.001巴的气体压力。
为了等离子体的触发，可以使用在等离子单元中的电的等离子源，该电的等离子源具有高频发生器和与高频发生器电连接的电极，器皿至少部分地被引入到所述电极之间。
此外，为了等离子体的直接的触发，可以使用电的等离子源，该电的等离子源具有磁控管，其中，所述器皿至少部分地由磁控管的微波辐射穿透。
按照本发明的方法尤其优选用于在即将要植入之前活化植入物、尤其是牙种植体。由此，植入物的粘附可以在避免表面腐蚀的情况下、尤其是在避免使用氢氟酸(HF)的情况下进行。
优选用于实施按照本发明的方法的参数选择为，使得物体的表面能量至少增加一倍。关于由钛制成的物体的试验已表明：表面能量可以在实施按照本发明的方法的情况下从43mN/m提高至远超过100mN/m。由此达到物体的表面的尤其有效的活化。
按照本发明的方法尤其优选用于实施等离子体处理，以便改善植入物的生长。在此不发生在等离子体中对植入物进行消毒，而是发生对植入物进行活化。因此，植入物已经在等离子体处理之前无菌地存在于器皿中。
最后，本发明按照权利要求10涉及无电极地构成的、可独立于等离子单元运输的器皿的应用，所述器皿至少部分地由玻璃制成，用于在等离子单元中对物体进行等离子体处理、尤其是对植入物进行等离子体处理，其中，等离子单元不具有气体接头和/或不具有泵。
所使用的器皿优选具有一个或多个上面描述的特征。
所述器皿尤其优选在诊所、尤其是牙科诊所或门诊室中使用。
在此，器皿的尤其合适的使用于，在即将要处理之前对植入物、尤其是牙种植体进行活化，从而该植入物可以在没有另外的化学处理的情况下、尤其是在避免表面腐蚀和类似情形的情况下使用。
本发明的其他特征和优点由下面借助附图对本发明的多个实施例的详细说明以及权利要求书得出，所述附图示出对本发明重要的细节。
在附图中示出的特征描述成，使得按照本发明的特点可以是明显可见的。在本发明的变型中，各不同的特征可以分别单独地实现或者由多个特征以任意的组合实现。
附图说明
附图如下：
图1示出第一等离子设备的示意视图；
图2示出第二等离子设备的示意视图；
图3示出第三等离子设备的示意视图；
图4a示出按照US6558621B1的等离子设备；
图4b相比于图4a的等离子设备示出按照本发明的等离子设备；
图5a示出按照US6558621B1实施的方法的示意性的压力时间曲线图；并且
图5b相比于按照图5a的方法示出按照本发明的方法的示意性的压力时间曲线图。
具体实施方式
图1示出第一等离子设备10。第一等离子设备10具有等离子单元12和器皿14。器皿14作为无电极的、可独立于等离子单元12运输的单元构成。器皿14包括由玻璃制成的器皿体16。器皿体16包围物体18。物体18以牙种植体的形式存在。
物体18在其制造之后被置于器皿14中。随后在器皿14中产生负压并且器皿14空气密封地封闭。器皿体16在容纳物体之后、即在图1中示出的状态中，不能无破坏地打开。为此，器皿体16以玻璃安瓿的形式构成。由此，器皿14可以由物体18的制造者提供给使用者、例如提供给牙科诊所。
使用者将器皿14置于等离子单元12的附近。等离子单元12包括电的等离子源19，在该情况中，该电的等离子源具有高频发生器20。高频发生器20与电的等离子源19的电极22、24电连接。通过接通电的等离子源19，在器皿14中在电极22、24的区域中触发等离子体26。通过等离子体26，物体18被等离子体处理。在该情况中，器皿14以惰性气体和氧气填充，从而物体18的表面被清除病菌并且被活化。
在等离子体处理之后，使用者可以打碎器皿体16、取出并且使用物体18。
等离子单元12在结构上尤其简单地构成，由此，等离子单元12的制造成本比包括可泵吸的处理室的“通常的”等离子单元的制造成本低大约一个数量级。此外，无须将介质、尤其是无须将气体输送给等离子单元12和/或从等离子单元中输出。由此，按照本发明的等离子单元12也可专门简单地由未尤其受过训练的人员使用。
图2示出第二等离子设备28。包括物体32的器皿30与按照图1的器皿14或物体18相同地构成。然而，不同于按照图1的等离子单元12，按照图2的等离子设备28具有等离子单元34，该等离子单元的电的等离子源35具有直流发生器36。直流发生器36与电的等离子源35的磁控管38电连接。
在磁控管38上有用于发射电磁辐射的天线40，该电磁辐射在图2中由箭头42、44、46表示。电磁波或电磁辐射优选处于微波范围中。在此，电磁辐射选择为，使得在器皿30中触发等离子体48。器皿30构成为可独立于等离子单元34运输的单元。
图3示出第三等离子设备50。第三等离子设备50具有无电极地构成的器皿52，所述器皿具有由玻璃制成的器皿体54，其中，在器皿体54中引入有物体56。
除了器皿52之外，第三等离子设备50包括等离子单元58。器皿52构成为可独立于等离子单元58运输的单元。等离子单元58具有包括高频发生器62的电的等离子源60。高频发生器62为了触发等离子体66而与感应线圈64电连接。
图4a示出按照US6558621B1的等离子设备。图4a分成点划线左边的植入物制造者方面和点划线右边的植入物用户方面。由图4a可看出，在植入物制造者方面，植入物在打开的器皿中进行等离子体处理。该器皿在等离子体处理之后被封闭、交给用户并且在那里在植入之前被打开。
与之相对，图4b示出按照本发明的等离子设备。在点划线左边再次示出植入物制造者方面并且在点划线右边示出植入物用户方面。由图4b中可看出，在制造者方面，所述植入物被置于器皿中并且该器皿设有适合的气氛并且被封闭。于是，真正的等离子体处理在用户方面进行，用户在等离子体处理之后打开器皿并且将植入物进行植入。因此不同于现有技术，可以直接在在用户方面、即在诊所或门诊室中进行植入物的等离子体处理，而无须在用户方面提供要耗费地操作的等离子设备。
图5a示出按照US6558621B1的方法的时间(X轴)压力(Y轴)曲线图。按照现有技术，首先对等离子室进行泵吸(A)，此后进行气体稳定(B)、等离子体的触发(C)、等离子室的通风(D)、包装/运输/存储(E)和植入(F)。由图5a可看出，当等离子设备不直接在用户方面构造时，在等离子体处理和植入之间可能存在长的时间段。
与之相对地，图5b示出按照本发明的方法的时间压力曲线图。在此，在器皿中首先进行泵吸(A)，随后进行气体稳定(B)。然后植入物被包装/运输/存储(E)。等离子体处理(C)在用户方面直接在等离子单元中进行。因为等离子单元只具有电的接头，所以该等离子单元对于用户而言是可非常简单地操作的。通常，该等离子单元仅具有断开和接通开关。直接在等离子体处理之后，进行通过打开器皿的通风(D)和植入(F)。
因此通过本发明，等离子体处理不仅可以在时间上直接在植入之前进行，而且可以通过在结构上最简单的构成的等离子设备进行。
概括地，本发明涉及一种等离子设备。所述等离子设备由至少两个单独的部件组成，即用于要处理的物体的器皿和包括用于在器皿中触发等离子体的电的等离子源的等离子单元。所述等离子单元不具有用于其他介质的另外的组件，使得等离子单元可以在结构上尤其简单地构成并且容易地操作。尤其优选所述器皿包括由玻璃制成的器皿体。所述器皿体优选一件式地构成并且完全包围物体。等离子体可以与等离子单元隔开距离地借助电的等离子源的高频发生器、感应线圈和/或磁控管被触发。

Claims (10)

1.用于处理物体(18、32、56)、尤其是处理植入物的等离子设备(10、28、50)，其中，所述等离子设备(10、28、50)具有用于容纳物体(18、32、56)的可封闭的器皿(14、30、52)并且具有等离子单元(12、34、58)，所述等离子单元包括用于在所述器皿(14、30、52)中产生等离子体(26、48、66)的电的等离子源(19、35、60)，其中，所述器皿(14、30、52)构成为可独立于等离子单元(12、34、60)运输的单元，其中，在器皿(14、30、52)中的等离子体(26、48、66)可直接通过等离子单元(12、34、58)的电的等离子源(19、35、60)产生并且所述器皿(14、30、52)具有器皿体(16、54)，所述器皿体基本上由电介质的材料构成，其特征在于，等离子单元(12、34、60)不具有气体接头和/或不具有泵并且构成为，使得当器皿(14、30、52)相对于等离子单元(12、34、60)隔开距离时，等离子体(26、48、66)可被触发。
2.按照权利要求1所述的等离子设备，其中，器皿体(16、54)至少部分地由玻璃构成、尤其基本上由玻璃构成，优选完全由玻璃构成。
3.按照权利要求1或2所述的等离子设备，其中，器皿(14、30、52)在容纳物体(18、32、56)之后不能无破坏地打开。
4.按照权利要求1至3之一所述的等离子设备，其中，在器皿(14、30、52)中的气体压力为少于1巴、尤其是少于0.1巴、优选少于0.01巴、尤其优选少于0.001巴。
5.按照权利要求1至3之一所述的等离子设备，其中，在器皿中的气体压力基本上等于大气压并且器皿多于40％、尤其是多于50％、优选多于60％、尤其优选多于70％地以氦气填充。
6.按照上述权利要求之一所述的等离子设备，其中，电的等离子源(19)具有高频发生器(20)和与高频发生器(20)电连接的电极(22、24)，器皿(14)可至少部分地引入到所述电极之间。
7.按照上述权利要求之一所述的等离子设备，其中，电的等离子源(35)具有磁控管(38)并且器皿(30)可至少部分地由磁控管(38)的电磁辐射穿透。
8.按照上述权利要求之一所述的等离子设备，其特征在于，电的等离子源(60)具有感应线圈(64)，器皿(52)可至少部分地引入到所述感应线圈中。
9.用于处理物体(18、32、56)、尤其是处理植入物的方法，具有如下方法步骤：
a)将物体(18、32、56)放入到器皿(14、30、52)中；
b)调节器皿(14、30、52)中的气体压力和/或气体组分；
c)封闭器皿(14、30、52)；
d)将器皿(14、30、52)运输至等离子单元(12、34、58)；
e)借助等离子单元(12、34、58)的电的等离子源(19、35、60)在器皿(14、30、52)中直接地触发等离子体(26、48、66)，其中，等离子单元(12、34、58)不具有气体接头和/或不具有泵，并且器皿(14、30、52)与等离子单元(12、34、58)隔开距离。
10.无电极地构成的、可独立于等离子单元(12、34、58)运输的器皿(14、30、52)的应用，所述器皿至少部分地由玻璃制成，用于对物体(18、32、56)进行等离子体处理、尤其是对等离子单元(12、34、58)中的植入物进行等离子体处理，其中，等离子单元(12、34、58)不具有气体接头和/或不具有泵。
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