CN107614023A - 用于处理植入体的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在将植入体安装在活体内之前对该植入体进行等离子体处理的装置。该装置包括激活设备和可从激活设备拆卸的便携式容器。便携式容器包括容纳被浸入流体中的植入体的封闭隔室,激活设备包括配置成容纳便携式容器的槽。激活设备还包括电路,其配置成与至少一个电极电连接,并且配置成当便携式容器布置在槽中时向至少一个电极供应适于在封闭隔室中施加形成等离体子的电场的电力。还提供了适于对硅酮植入体提供等离子体处理的容器以及用于制备植入体以用于植入手术的方法。

Description

用于处理植入体的装置和方法
技术领域
本发明在一些实施方式中涉及在活体体内使用植入体之前处理和操作植入体的领域、以及相关的设备、装置及方法。
背景技术
已知等离子体会影响暴露于等离子体的物体的表面。通常,等离子体在本文中指的是电离气体,包括带正电的离子和带负电的电子,其中电离气体的总体积大致为中性。带正电的离子在本文中通常简称为“离子”,带负电的电子称为“电子”,并且中性原子和分子称为“中性”。
暴露于等离子体的物体的表面可能经常受到影响,使得表面的一些特征在这种暴露之后变化。据信表面能和化学性可能由于等离子体中的反应性物质的产生,以及可能由于化学物质在表面上的沉积而改变。特征结果可以是表面性能的改性。例如,在包含氩气或氦气可能与氧的混合物的气体气氛中,或者在低压或大气压的空气中产生的等离子体可能使得物体的表面更亲水。
发明内容
本发明的方面在其一些实施方式涉及在活体体内使用植入体之前处理和操作植入体。更具体地,本发明的方面涉及用于在安装植入体之前在诊所或医疗护理中心对植入体进行等离子体处理的设备、装置和方法。根据本发明的一些方面,植入体是硅酮植入体,例如硅酮乳房植入体。
如果在一定条件下将旨在安装在活体体内的物体暴露于等离子体,则物体的生物相容性趋于改善。与物体的表面性能相关的这种生物相容性可以包括较高的润湿性、更合适的形貌和改善的药物输送。例如,在适当地等离子体处理植入体之后,植入体表面的亲水性能倾向于改善。亲水性能实质上增强了表面的润湿性并改善了血小板与处理的植入体的初始附着。因此,使用前已经暴露于等离子体的物质可以实现更好的愈合过程。
术语“植入体”在本文中用于在植入或安装或移植的医疗程序中将安装在活体体内的任何物体或物质(特别是非自体的)。因此,“植入体”可以包括人造植入体,例如:由金属制成的植入体,例如牙科植入体或用于牙科植入体的基牙;或由诸如硅酮的聚合物材料制成的植入体;或由陶瓷制成的植入体;或它们的任何组合,例如人造关节或通常具有金属和陶瓷部件的植入体。“植入体”还可以包括生物材料,其中生物材料在本文中称为配置成通过控制与体内生命系统的组件的相互作用来指导活体体内的诊断或治疗过程的物质。生物材料的实例可以包括:在骨移植手术期间使用的骨移植物,例如在安装牙科植入体之前;聚合物,尤其是织物类聚合物;用于疝修补手术的疝补片;或用于牙科手术过程中的胶原膜。
在安装之前已经暴露于等离子体的植入体、骨移植物或其它生物材料可以实现更好的愈合过程和更快速且强化的骨整合(本文中的“骨整合”是指活骨和人造植入体或骨移植物或其它安装或使用的生物材料之间的直接结构和功能连接)。例如,Duske等人的“Atmospheric plasma enhances wettability and cell spreading on dental implantmetals(大气等离子体增强牙科植入体金属上的润湿性和细胞铺展)”(J ClinPeriodontol 2012;39:400-407)描述了在施加氩等离子体与1.0%氧气的混合物60秒或120秒之后,无论表面形貌如何,钛圆片的接触角(基线值:68°-117°)显著降低至接近0°。无论表面形貌如何,在氩-氧-等离子体处理的钛圆片上生长的成骨细胞的细胞大小明显大于未经处理的表面。如另一示例,D.-S.Lee等人的“Improvement of Hydrophilicity ofInterconnected Porous Hydroxyapatite by Dielectric Barrier Discharge PlasmaTreatment(通过介电阻挡放电等离子体处理来改善相互连接的多孔羟基磷灰石的亲水性)”(IEEE Trans.Plasma Sci.39(11)2166(2011))表明介电阻挡放电(DBD)等离子体处理促进了相互连接的多孔钙羟基磷灰石(IP-CHA)表面的亲水性。此外,Moriguchil等人的“用于骨再生的人造骨的等离子体表面改性”(公开于ICPM5,2014年5月18-24日,奈良,日本)表明等离子体处理可以改善IP-CHA的骨愈合、增强IP-CHA的亲水性及其体外成骨能力。如又另一示例,等离子体表面处理通常改善聚苯乙烯细胞培养表面的生物相容性,影响细胞培养物在这种表面上的粘附和增殖。例如,细胞培养材料的等离子体表面改性可以有助于建立从患者自身获得的细胞的稳定培养过程,用于患者随后的再生医疗过程。
虽然上述讨论的等离子体处理具有有益效果,但暴露于植入体表面的等离子体的这种有益效果通常是暂时的,并且随着将植入体暴露于等离子体和将植入体安装在体内之间的时间间隔增加,显示改善或增强的愈合降低。这种暂时恶化通过在植入体的制造地点将植入体暴露于等离子体而通常使得植入体激活无用,因为在暴露于等离子体之后的短时间内可能无法确保使用植入体以维持这种暴露的好处。因此,在安装植入体的医疗程序即将进行之前,在医疗护理中心提供植入体的等离子体处理将是有利的。
可以在流体中产生等离子体的电场的特性除了依赖于所涉及的几何形状(例如用于施加电场的电极的形状和配置、电极之间的距离等)可能还强烈依赖于流体本身的特性。通常,如果流体是气体,则气体压力越高,电场应该点火等离子体的能力就越高。此外,一些气体在比其它更低的电场处点火。例如,在大气压下的氦气在(板)电极之间为1cm的距离上在约7KV的RF场(在1MHz和15MHz之间的频率)下,以及在具有相同电极配置的0.8KPa下约200V的电压下点火。利用相似的电极配置和相似的场频,空气在大气压下约20KV的电压和0.8KPa下约800V的电压下点火。
根据一些技术,含有植入体的封闭隔室因此可以在植入体的制造地点或在包装地点用可电离的流体填充,其中该流体适于在诊所稍后等离子体点火。可电离的流体代表在施加合适的电磁场时能够激发成等离子体的流体。然而,为了储存可能持续数月或甚至数年的时段,将可电离的流体维持在封闭隔室中,并且使得在储存时段之后,封闭隔室中的流体将容易地点火(也就是说,在相对低的电场下),可能涉及相当多的技术难题。例如,应该保证封闭隔室的密封性非常好,使得低压气体(可能与空气组成不同)维持在封闭隔室内。如果密封受到损害,例如随着时间的推移,如果在封闭隔室内部的压力升高或流体组成发生变化,则等离子体的产生可能不再在足以产生等离子体的相同电场特性下可行,封闭隔室内的气氛不再一直稳定。因此,在诊所或医疗护理中心提供植入体的等离子体处理是有利的,其中植入体位于便携式容器的内部,可能是将植入体输送或运送到诊所的相同容器。便携式容器配置成允许在其内部产生等离子体,而不需要密封,并且不需要配置成在长期储存期间将植入体维持在低压气氛中。
因此根据本发明的一个方面提供了一种用于在将植入体安装在活体内之前对植入体进行等离子体处理的装置。该装置包括激活设备和可从激活设备拆卸的便携式容器。便携式容器包括容纳植入体的封闭隔室,并且还包括流体(液体或气体),植入体浸入该流体中。根据一些实施方式,便携式容器用于在制造之后储存植入体,并且用于将植入体从制造地点或包装地点运送到将植入体安装在受试者中的诊所。激活设备包括电路和配置成容纳便携式容器的槽。根据一些实施方式,激活设备可以恰好在意在安装植入体之前用于旨在进行这种安装的诊所中。内部具有植入体的便携式容器可以设置在槽中,并且电路可以被激活以在封闭隔室内的植入体附近及其周围产生等离子体。电路配置成与至少一个电极电连接并且向一个或多个电极提供适合于在封闭隔室中施加形成等离体子的电场的电力。根据一些实施方式,电极可以是激活设备的一部分,并且根据一些实施方式,电极可以是便携式容器的一部分,而在便携式容器设置在槽中时,电路与电极电连接。因此,在电路激活时,可以在封闭隔室内与待进行等离子体处理的植入体部分邻近的空间内产生等离子体。
根据一些实施方式,封闭隔室中的流体保持在环境压力下并且当便携式容器周围的环境条件变化时随着时间的推移甚至可能稍微改变。根据一些实施方式,封闭隔室可以容纳浸入有植入体的气体。根据一些实施方式,封闭隔室尽管是封闭的,但是没有密封,并且气体可以渗透进入或离开封闭隔室。根据一些实施方式,当封闭隔室不位于激活设备的槽中时,其包含处于环境压力和组成的气体。根据一些实施方式,微生物密封封闭隔室。本文中的“微生物密封”是指微生物不能渗入微生物密封的封闭隔室,其中微生物可以包括任何形式的病毒、原核细胞或真核细胞,包括真菌和细菌。在一些实施方式中,使用合适的过滤器来微生物密封封闭隔室,该过滤器允许流体分子(例如气体分子)通过,但是防止微生物通过。
根据一些实施方式,该装置配置并可操作成在环境条件下在封闭隔室中施加形成等离体子的电场。也就是说,具有包含浸入环境压力下的空气中的植入体的封闭隔室的便携式容器可以设置在激活设备的槽中,并且可以通过激活电路在便携式容器内部产生等离子体。然后电路施加形成等离体子的电场并产生等离子体,基本不需要进一步介入任何便携式容器或者内部气体。
根据一些实施方式,当便携式容器设置在槽中时,激活设备的流体传送系统与便携式容器流体地相关联,并且用于用可电离气体冲洗封闭隔室或抽吸封闭隔室以减少其中的压力,从而促进等离子体产生(即与空气中的等离子体产生相比,能够以更低的电压产生等离子体)。
根据本发明的一个方面,还提供了一种用于处理配置成安装在活体内的植入体的便携式容器。便携式容器包括其中容纳植入体的封闭隔室,封闭隔室配置成由用户打开,从而能够从便携式容器取出植入体。便携式容器还包括配置成发送信号的场转发器,该信号配置成认证便携式容器的身份或其相对于配置成接收信号的接收器的位置。便携式容器还配置成当可电离流体受到由可从便携式容器拆卸的激活设备所产生的形成等离体子的电场时,能够在封闭隔室内的植入体附近等离子体激发可电离流体。
根据本发明的一个方面,还提供了一种等离子体室,用于在将由电隔离材料制成的植入体植入到活体内之前对植入体进行等离子体处理。等离子体室包括具有壁的可封闭隔室,该壁限定适于在其中容纳植入体的内部空间。等离子体室还包括间隔件,其从隔室的底板突出并配置成将植入体支撑在底板上方,同时沿着小于植入体的总表面积的大约5%的表面积接触植入体。等离子体室还包括至少两个电极,其跨越可封闭隔室的内部空间位于彼此面对的壁上。每个电极的顶端位于凹陷在其内侧的壁中的空腔中。电极配置成与EM电源电连接以在可封闭隔室内产生等离子体产生EM场。
根据本发明的一个方面,还提供了一种用于制备硅酮植入体以将植入体植入到活体内的方法。该方法包括在容纳植入体的等离子体室中产生等离子体的步骤。该方法还包括在产生等离子体的步骤之后用包含至少一种治疗有效试剂的极性液体润湿植入体的步骤。该方法还包括在产生等离子体的步骤之后从等离子体室取出植入体以将植入体安装在活体内的步骤。根据一些实施方式,在从等离子体室取出植入体之前进行润湿。根据一些实施方式,在润湿之前进行从等离子体室取出植入体。
本发明的某些实施方式可以包括上述优点中的一些、全部或者不包括上述优点。从本文所包括的附图、说明书和权利要求书,其它优点可以对本领域技术人员显而易见。在下面的说明书和所附权利要求书中进一步描述了本发明的各方面和实施方式。
除非另外定义,否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。在冲突的情况下,包括定义在内的专利说明书适用。如本文所用,除非上下文另外清楚地指出,否则不定冠词“一”和“一个”是指“至少一个”或“一个或多个”。
附图说明
本文参考附图描述了本发明的一些实施方式。结合附图的描述使得本领域的普通技术人员清楚可以如何实践本发明的一些实施方式。附图是为了说明性讨论的目的,不企图比对本发明的基本理解所必需的更详细地示出实施方式的结构细节。为了清楚起见,图中描绘的一些对象不是按比例绘制的。
在附图中:
图1A示意性地描绘了根据本文教导的用于等离子体处理植入体的装置的实施方式,其包括便携式容器和激活设备,该激活设备包含用于在便携式容器中施加等离子体产生电磁(EM)场的电路;
图1B描绘了激活设备的电极的示例性配置,其适于与图1A的便携式容器一起用于其中的等离子体产生;
图1C描绘了激活设备的电极的另一示例性配置,其适于与图1A的便携式容器一起用于其中的等离子体产生;
图1D描绘了激活设备的电极的又另一示例性配置,其适于与图1A的便携式容器一起用于其中的等离子体产生;
图2A示意性地描绘了根据本文教导的用于等离子体处理植入体的装置的实施方式,其包括激活设备和便携式容器,该便携式容器包括用于在其中施加等离子体产生电磁(EM)场的电极;
图2B描绘了便携式容器的电极的示例性配置,其适于与图2A的激活设备一起用于便携式容器中的等离子体产生;
图2C描绘了便携式容器的电极的另一示例性配置,其适于与图2A的激活设备一起用于便携式容器中的等离子体产生;
图2D描绘了便携式容器的电极的又另一示例性配置,其适于与图2A的激活设备一起用于便携式容器中的等离子体产生;
图3示意性地描绘了本发明的便携式容器的实施方式,包括气体储存器;
图4A示意性地描绘了用于等离子体处理植入体的装置的实施方式,包括便携式容器和包括气体储存器的激活设备;
图4B示意性地描绘了用于等离子体处理植入体的装置的实施方式,包括便携式容器和包括气体泵的激活设备;
图5A示意性地描绘了本发明的便携式容器的实施方式,其配置成用于在其中实现等离子体产生,包括外囊和外囊内的封闭隔室
图5B示意性地描绘了本发明的便携式容器的实施方式,其配置成用于在其中实现等离子体产生,包括外囊、外囊内的封闭隔室以及设置在外囊与封闭隔室之间的浮动电极;
图6示意性地描绘了根据本文教导的用于在便携式容器中产生等离子体的电极的配置;
图7A示意性地描绘了配置用于在环境条件下在其腔室中等离子体处理植入体的激活设备的实施方式;
图7B示意性地描绘了与图7A的激活设备不同的激活设备的实施方式,具有用于用气体冲洗腔室或从植入体周围抽吸气体的流体传送系统;
图8A示意性地描绘了根据本文教导的用于等离子体处理包括场转发器的便携式容器内的植入体的装置的实施方式,该装置配置成认证便携式容器相对于激活设备的适当定位,或者其中植入体的种类;
图8B示意性地描绘了与图8A的装置不同的装置的实施方式,其中用于产生形成等离体子的电场的电极容纳在便携式容器中而不是激活设备中;
图9A示意性地描绘了图8A的装置的示例性实施方式,其中磁场用于认证便携式容器;
图9B示意性地描绘了图8A的装置的示例性实施方式,其中光束用于认证便携式容器;
图9C示意性地描绘了图8A的装置的示例性实施方式,其中识别标签和光学读取器用于认证便携式容器;
图9D示意性地描绘了图8A的装置的示例性实施方式,其中射频识别(RFID)用于认证便携式容器;
图9E示意性地描绘了图8A的装置的示例性实施方式,其中数据接触器和识别芯片用于认证便携式容器;
图9F示意性地描绘了图8A的装置的示例性实施方式,其中滤光器和光学检测器用于认证便携式容器中的等离子体激活;
图10A示意性地描绘了具有隔室的容器的实施方式,其配置成能够向其中的乳房植入体提供等离子体处理;
图10B示意性地描绘了图10A的容器的隔室的半分解图;
图11示意性地描绘了图10A和10B的隔室的盖中的电极室的横截面,在其中容纳电极;
图12A示意性地描绘了配置成产生适合于在图10A的容器中产生形成等离体子的电场的电力的电路的实施方式;
图12B示意性地描绘了配置成产生适合于在图10A的容器中产生形成等离体子的电场的电力的另一电路的实施方式;
图12C示意性地描绘了配置成产生适合于在本发明的容器或等离子体室中在所选对的电极之间产生形成等离体子的电场的电力,同时依次切换电极对之间的供应的又另一电路的实施方式;
图13示意性地描绘了根据本文教导的初始高压脉冲发生器(HVPG)的实施方式;
图14示意性地描绘了根据本发明的一些示例性实施方式的四个电极组(例如电极对)之间根据时间的电力分布;
图15A是从视频记录中捕获的个体图像,示出了根据本文教导的单个尖端电极与距离电极约3mm的硅酮乳房植入体之间的等离子体细丝;
图15B是从图15A的视频记录中捕获的另一个体图像;
图15C是从图15A的视频记录中捕获的又另一个体图像;
图16A描绘了未经历等离子体处理的硅酮乳房植入体的表面部分上的两滴有色水的照片;
图16B描绘了根据本文教导进行等离子体处理,随后在其上设置两滴有色水的硅酮植入体的表面部分的照片;
图17示意性地描绘了示出四个傅立叶变换红外(FTIR)光谱测量结果的图;以及
图18显示了在临床前研究过程中在硅酮植入体的乳房植入手术之后的母猪的照片。
具体实施方式
参考所附说明书和附图,可以更好地理解本文的教导的原理、用途和实现。在仔细阅读本文的说明书和附图后,本领域技术人员能够实施本文的教导而无需过度努力或实验。
通风的便携式容器
图1A-1D示意性地描绘了在将植入体安装到活体内之前用于等离子体处理植入体(植入体-包括人造植入体、用于植入体或移植物的基体、或生物材料)的装置100的实施方式。图1A描绘了根据一些各种实施方式的装置100的一部分。装置100包括激活设备110和便携式容器120。便携式容器120包括封闭隔室130,其中容纳由保持器134支撑并浸入流体(未示出)中的人造植入体132。封闭隔室130可以由用户打开以从其中取出植入体132。激活设备包括槽140,其包括配置成在其中容纳便携式容器120的腔室142。
在一些实施方式中,封闭隔室可以由诸如塑料或玻璃的介电材料制成或可以包括上述材料。根据一些实施方式,封闭隔室可以基本由金属制成。根据一些实施方式,流体可以是气体,包括预定压力下的预定义的气体组合物。根据一些实施方式,气体可以是在环境条件(室温和室压)下的空气。根据一些实施方式,流体包括具有预定义组成的液体,例如预定浓度的盐水组合物。封闭隔室还在其中包含至少一个配置成安装在活体内的植入体。在一些实施方式中,植入体(例如牙科植入体)可以是金属的,通常由诸如钛或不锈钢的硬合金制成。在一些实施方式中,植入体可以包括金属和诸如聚合物材料或陶瓷的非金属材料,例如关节植入体。在一些实施方式中,植入体可以包括硅酮,例如乳房植入体。在一些实施方式中,植入体可以没有金属。在一些实施方式中,植入体可以包括用于移植过程的生物材料或由上述材料组成,例如骨移植物或其它类型的组织或用于移植的人造物质,或其组合。封闭隔室配置成由用户打开,从而能够从便携式容器取出植入体。
激活设备110还包括电路150,其包括电导体152A和152B。电路包括电源154,其与电导体152A和152B电连接,并配置成以期望的幅度和频率可控地产生AC电力(电压和电流)。电路可以从诸如壁式插座的能源或诸如电池的便携式能源接收能量。电路配置成驱动AC电流流过经由电导体152A和152B与电源154电连接的一个或多个电极。当便携式容器120设置在槽140中时,可以设想各种配置的电极用于在封闭隔室130内施加形成等离体子的电场。根据一些实施方式,便携式容器120不包括电极,并且在其封闭隔室130中使用激活设备的电极产生等离子体,如本文所述。在图1B-1D中详细描述了电极配置的一些非限制性示例,其中在每个图中描述的一个或多个电极通过电导体152A和152B与电源154电连接。
图1B示意性地描绘了包括腔室142b和单个电极160的激活设备110的实施方式的一部分。电极160包括基本缠绕在腔室142周围的长形导体162,从而当便携式容器120设置在槽140b中时缠绕在植入体132周围。根据一些实施方式,可以在感应耦合等离子体(ICP)操作模式下在腔室142b中的植入体132周围产生等离子体。
图1C示意性地描绘了包括腔室142c和电极170的激活设备110的实施方式的一部分。电极170包括基本包封腔室142c的圆柱形导体172,从而当便携式容器120c设置在槽140c中时包封植入体132。便携式容器120c在其底侧上包括电触头136,其与封闭隔室130c内的导电保持器134c电流接触。当便携式容器120设置在槽140c中时,腔室142c内的触头174配置成经由导电保持器134c将电力传送到植入体132。因此,在圆柱形电极170和植入体132的至少一部分表面之间可以产生等离子体生成电场(在电路150激活时)。根据一些实施方式,在电容耦合等离子体(CPC)操作模式下和/或在介电击穿放电(DBD)操作模式下,可以在腔室142c中的植入体132周围产生等离子体。
图1D示意性地描绘了包括腔室142d和一对电极180A和180B的激活设备110的实施方式的一部分。当便携式容器120设置在槽140d中时,在电容耦合等离子体(CPC)模式操作和/或在介电击穿放电(DBD)操作模式下,电极180A和180B彼此电断开,并且布置在腔室142d的相对侧上,从而配置成在其间(并且在封闭隔室132内部)施加形成等离体子的电场。
根据一些实施方式,该装置配置并可操作成在环境条件下在封闭隔室中施加形成等离体子的电场。也就是说,包含浸入环境压力下的空气中的植入体的便携式容器120可以设置在激活设备110的槽140中,并且可以通过激活电路在封闭隔室130中产生等离子体。然后电路施加形成等离体子的电场并产生等离子体,基本没有进一步介入任何封闭隔室或内部气体。注意的是,在其中至少一个电极位于封闭隔室外部的实施方式中,在封闭隔室内的这种大气环境条件下的等离子体点火需要的电场可能强烈地取决于各种因素,例如:假设环境空气填充间隙的情况下由电极之间的间隙施加的介电阻挡;和由封闭隔室的壁施加的介电阻挡。在这方面进一步注意的是,根据一些实施方式,封闭隔室可以具有相对较薄的壁,其由对空气相对可渗透的材料制成,例如有机玻璃(Perspex),从而在等离子体激活时能够实现较低的介电阻挡(与具有足够厚的壁以维持真空数年的隔室相比)。
图2A-2D示意性地描绘了在将植入体安装到活体内之前等离子体处理植入体的装置200的实施方式。图2A描绘了根据一些各种实施方式的装置200的一部分。装置200包括激活设备210和便携式容器220。便携式容器220包括封闭隔室230,其中容纳由保持器134支撑并浸入流体(未示出)中的植入体132。封闭隔室230可以由用户打开以从其中取出植入体132。激活设备包括槽240,其包括配置成在其中容纳便携式容器220的腔室242。
激活设备210还包括电路250,电路250包括分别与触头254A和254电连接的电导体252A和252B。电路包括电源256,其与电导体252A和252B电连接,并且配置成以期望的幅度和频率可控地产生AC电力(电压和电流)。
激活设备210与激活设备110的不同之处在于激活设备210不包括用于施加形成等离体子的电场的电极。代替地,激活设备210配置成向并入便携式容器220中的电极提供电力,如本文进一步描述的。当便携式容器220设置在槽240中时,可以设想各种配置的电极用于在封闭隔室230内施加形成等离体子的电场。电极配置的示例在图2B-2D中详细描述,其中每个图中描述的一个或多个电极经由电导体252A和252B以及电触头254A和254B与电源256电连接。
图2B示意性地描绘了装置200的实施方式,显示了激活设备210的包括槽240的一部分和便携式容器220b。便携式容器220b包括封闭隔室230b和电极260,电极260包括基本缠绕在封闭隔室230b周围的长形导体262,从而缠绕在植入体132周围。电极260与两个电触头264a和264b电连接。当便携式容器220b设置在槽240中时,电触头254a和254b分别接触电触头264a和264b,从而允许从电源256向电极260供应形成等离体子的电场。根据一些实施方式,可以在感应耦合等离子体(ICP)操作模式下在便携式容器220b中的植入体132周围产生等离子体。
图2C示意性地描绘了装置200的实施方式,显示了激活设备210的包括槽240的一部分和便携式容器220c。便携式容器220c包括封闭隔室230c和基本包封植入体132的圆柱形电极270。根据一些实施方式,电极270基本包封封闭隔室230c,从而包封植入体132。便携式容器220c上的导体276与植入体132电连接。根据一些实施方式,导体276经由保持器134与植入体132电流接触。圆柱形电极270与电触头274a电连接,并且便携式容器220c上的导体276与电触头274b电连接。此外,当便携式容器220c设置在槽240中时,电触头254a和254b分别接触电触头274a和274b,从而允许从电源256将形成等离体子的电场供应至圆柱形电极270和植入体132的至少一部分表面之间。根据一些实施方式,电极270位于封闭隔室230c的内部,例如在封闭容器的壁的内表面上,从而直接面向植入体132。根据一些实施方式,在电容耦合等离子体(CPC)操作模式下和/或在介电击穿放电(DBD)操作模式下,可以在便携式容器220c中的植入体132周围产生等离子体。
图2D示意性地描绘了激活设备210的包括槽240的一部分和便携式容器220d的实施方式。便携式容器220d包括封闭隔室230d和一对电极280a和280b。电极280a和280b彼此电断开,并布置在封闭隔室230d的相对两侧上。电极280a和280b分别与电触头284a和284b电连接。此外,当便携式容器220d设置在槽240中时,电触头254a和254b分别接触电触头284a和284b,从而允许从电源256将形成等离体子的电场供应至圆柱形电极280a和280b之间,从而在植入体132的至少一部分表面周围产生等离子体。根据一些实施方式,当便携式容器220d设置在槽240中时,在电容耦合等离子体(CPC)操作模式下和/或介电击穿放电(DBD)操作模式下,可以在便携式容器220d中的植入体132周围产生等离子体。
图3示意性地描绘了根据本发明的方面的便携式容器300的实施方式。便携式容器300包括封闭隔室310,其基本类似于上述封闭隔室130,并包含浸入流体中的植入体132。便携式容器300还包括气体储存器320和可操作以打开和关闭的阀330,其与封闭隔室310和气体储存器320流体地相关联。当打开阀330时,允许封闭隔室310和气体储存器320之间流体连通,并且当关闭阀330时,禁止封闭隔室310和气体储存器320之间流体连通。根据一些实施方式,气体储存器330可以包含诸如惰性气体的加压可电离气体,例如氦气、氩气、氮气等,其适用于等离子体点火。根据一些实施方式,气体储存器320可以包含非常低压力(例如0.1个大气压或甚至0.01个大气压或甚至更低)的气体。根据一些实施方式,便携式容器300可以用于在环境条件下储存和运送植入体132(即植入体312浸入空气中,与大气压下的诸如氩气的其它气体相比,或者与较低压力的空气相比,其可以在高电场下电离)。因此,封闭隔室310可能不需要严格的密封,从而降低封闭隔室310的成本和复杂性。对于在使用植入体312之前等离子体处理封闭隔室310内的植入体132,可以打开阀330,从而用气体储存器320的气体冲洗封闭隔室310。根据一些实施方式,封闭容器310可以是封闭的但不是密封的,从而允许过量气体从封闭隔室310离开,从而保持封闭隔室310内的压力基本等于环境压力。或者,气体储存器320包含非常低压的气体,并且可以打开阀330,从而将封闭隔室310部分地抽空到气体储存器320中。根据一些实施方式,封闭隔室310可以密封,以便维持内部真空(如果封闭隔室抽空到气体储存器320中)一段时间,以足以对植入体进行等离子体处理,例如10分钟或2分钟或甚至1分钟。便携式容器300可以进一步设置在诸如上述的激活设备110或210的激活设备的槽中,并且可以激活电路以在封闭隔室310内施加形成等离体子的电场。设想便携式容器300的各种实施方式,其与本文描述的激活设备兼容。此外,便携式容器300的实施方式与图1A-1D中描述的电极配置和/或图2A-2D中描述的激活设备和电极配置兼容。
图4A示意性地描绘了在将植入体安装到活体内之前用于等离子体处理植入体的装置400的实施方式。装置400包括激活设备410和便携式容器420。便携式容器420包括封闭隔室430,其基本类似于上述封闭隔室120,并包含浸入流体中的植入体132。便携式容器420还包括阀440和阀端口442。阀440可操作以打开和关闭,从而分别流体地关联和分离阀端口442与封闭腔室430。
激活设备410包括槽450,其包括配置成在其中容纳便携式容器420的腔室452。激活设备410还包括电路460,其包括电源462,该电源462配置成以选定的幅度和频率可控地产生AC电力(电压和电流)。电路460可以以包括图1B-1D和2B-2D中所示的配置的各种配置来实施,其中电极与激活设备的槽相关联或替代地与便携式容器420的封闭隔室相关联。电极464包括缠绕在腔室452周围并用虚线示出的长形导体,举例说明了这种电极的一个特定的非限制性可能配置。
激活设备410与上述的激活设备110或210不同之处在于包括流体端口470,流体端口470配置成当便携式容器420设置在槽450中时流体地连接到阀端口442。可以根据一些实施方式使用流体端口470,以用期望的诸如惰性气体的可电离气体(例如氦气、氩气、氮气等,其适用于等离子体点火和产生)冲洗封闭隔室430。因此,流体端口470可以通过受控阀(这里未示出)与诸如气体储存器480(维持在激活设备410内部或与激活设备分离)的流体源流体地相关联。根据一些实施方式,流体端口470可以经由软管或管道472与气体储存器480流体地相关联。因此,根据一些实施方式,便携式容器410可以用于在环境条件下储存和运送植入体132(即植入体312浸入空气中)。如上所述,封闭隔室430可能不需要严格的密封,从而降低了便携式容器420的成本和复杂性。对于在使用植入体132之前等离子体处理封闭隔室430内的植入体132,可以将便携式容器420设置在槽450中,并且流体端口470可以连接到阀端口442。然后可以打开阀440(以及这里未示出的与流体端口470相关联的受控阀),从而使流体端口470与封闭隔室430流体地连接,并且能够用气体储存器480的气体冲洗封闭隔室430。根据一些实施方式,封闭隔室430可以是封闭的但不是密封的,从而允许过量气体从封闭隔室430离开,从而保持封闭隔室310内的压力基本等于环境压力(例如大气压),气体储存器480的气体与空气相比可以在较低的电场下电离。
图4B示意性地描绘了在将植入体安装到活体内之前用于等离子体处理植入体的装置500的实施方式。装置500包括激活设备510和便携式容器420。装置500与装置400的不同之处在于,激活设备510包括经由受控阀(这里未示出)和可能经由软管或管道472与流体端口470流体地相关联的真空泵520,而不是气体储存器480。因此,在设备510被激活期间,可以使用流体端口470以将阀端口442与真空泵520流体地连接,以将封闭隔室430抽吸到期望的低压,例如0.1个大气压或者甚至0.01个大气压,持续激活封闭隔室430内部的等离子体并且进行等离子体处理植入体132所需的一段时间。因此,根据一些实施方式,便携式容器410可以用于在环境条件下储存和运送植入体132(即植入体312基本在大气压下浸入空气中)。如上所述,封闭隔室430可能不需要严格的密封,从而降低了便携式容器420的成本和复杂性。对于在使用植入体132之前等离子体处理封闭隔室430内的植入体132,可以将便携式容器420设置在槽450中,并且流体端口470可以连接到阀端口442。然后可以打开阀440,从而使真空泵520与封闭隔室430流体地连接并且使得能够使用泵520抽吸封闭隔室430。根据一些实施方式,封闭隔室430可以密封到一定程度,以便在足以进行等离子体处理(例如10分钟、或1分钟或甚至0.5分钟)的所需时间内维持所需的低压,从而显著促进等离子体点火和维持。
为了符合与安装在活体内之前处理植入体有关的无菌标准,在非无菌环境(例如非灭菌房间并使用不一定被消毒的手和工具)中进行等离子体激活。然后可以例如使用未消毒的工具或手携带便携式容器进入无菌环境。然后可以将无菌植入体从密封隔室中取出,并设置在供手术医生使用的无菌托盘上,或者直接施加到手术医生的无菌手等上。根据一些实施方式,便携式容器可以包括外囊和容纳在外囊中并将植入体容纳在其中的内囊。在等离子体处理之后(在内囊内的植入体周围的空间中),可以打开外囊以用于从其取出具有植入体的内囊。然后,在无菌环境中,使用无菌工具和手,可以打开内囊,并且可以从中提取无菌植入体以安装在患者体内。
因此,外囊可以进一步被配置和设定尺寸,以在打开外囊时自由地释放内囊。这里配置用于自由释放内囊的意思是在打开外囊之后,内囊可以从打开的外囊提取并取出而不接触内囊。例如,外囊可以具有可以由盖封闭的开口。用户可以通过取下盖来打开外囊,然后通过握住外囊使开口朝下从而使内囊从外囊释放,从而使内囊通过开口从外囊落下。在一些实施方式中,内囊可以紧紧地保持在外囊内,而可以使用由用户操作的释放机构以从保持释放内囊,而不需要用户直接接触内囊,从而自由地从外囊释放内囊。
根据一些实施方式,激活设备410和510可以包括一个或多个点火电极490,其位于槽450附近,优选地在腔室452中,并且当便携式容器设置在槽中时,特别是在便携式容器420附近。点火电极490连接到高压点火脉冲发生器(这里未示出),并且配置成施加高压点火脉冲以促进等离子体点火和等离子体产生,如在下文中进一步描述和详述的,特别是关于图10A和10B中描绘的等离子体室,以及关于图13中描绘的高压点火脉冲发生器。应当理解的是,这里描述的所有激活设备可以类似地包括电连接到高压点火脉冲发生器的点火电极,用于促进等离子体点火和等离子体产生。
图5A示意性地描绘了根据本文教导的便携式容器600的实施方式,其包括外囊610和在外囊610内的内囊620。外囊610和内囊620基本由诸如聚合物或玻璃的电隔离材料制成。内囊620由支撑件612支撑在外囊610内。外囊610包括可打开的盖614,使得能够打开外囊610,并从中提取内囊620。根据一些实施方式,外囊610可以被尺寸设定成和配置成在打开外囊610时自由释放内囊620。内囊620可以用作如上所述的封闭隔室,其中包含由保持器134支撑并浸入流体中的植入体132。内囊620包括可打开的盖622,使得能够打开内囊以从中提取植入体132。
根据一些实施方式,便携式容器600还可以包括用于在内囊620内部和植入体132周围施加形成等离体子的电场的电极630。电极630可以电连接到外囊610外部的电触头432,以使得连接到向电极提供形成等离体子的电场的合适电源。在便携式容器600的各种实施方式中可以设想各种电极配置。根据一些实施方式,至少一个电极或全部电极可以在内囊内部或在内囊外部以及在外囊内部或外囊外部。根据各种实施方式,可以设想电极的各种电配置,例如上文在图1B-1D中描述的。
根据一些实施方式,外囊610和内囊620是封闭的但不是密封的,因此植入体132可以在环境条件下储存到便携式容器600内部并被运送。根据一些实施方式,在内囊620内部产生等离子体,而植入体132浸入在大气压力和组成下的空气中。根据一些实施方式,便携式容器还包括与外囊610流体地相关联的阀640。阀640可以用于用气体储存器的气体冲洗外囊,例如在图4A中上述的。阀640可以进一步用于抽吸外囊610,例如在图4B中上述的。根据一些实施方式,内囊620可以是封闭的但不是密封的,当用气体冲洗或抽吸外囊610时,允许外囊610和内囊620内部的压力和组成相对快速地平衡(例如在大约10分钟内或甚至在1分钟内或甚至在10秒内)。根据一些实施方式,内囊620包括允许气体从内囊620流出到外囊620中但阻止气体沿相反方向流动的单向阀(这里未示出)。因此,根据一些这种实施方式,抽空外室可能导致内囊的(部分)抽空。为了对植入体132采用等离子体处理,便携式容器600可以与如上所述的激活设备一起使用,例如诸如激活设备100、200、400或500。
图5B示意性地描绘了根据本文教导的便携式容器650的实施方式,包括外囊610和在外囊610内的内囊652。外囊610和内囊652基本由诸如聚合物或玻璃的电隔离材料制成。便携式容器650还包括浮动电极660,其配置成当受到由外囊外部的电极施加的形成等离体子的电场时促进内囊652内部的等离子体激发,如下文详述。内囊652可以由一个或多个支撑件612支撑在外囊610内部。外囊610包括可打开的盖614,使得能够打开外囊610,并且从中提取内囊652。根据一些实施方式,外囊610可以被尺寸设定成和配置成在打开外囊610时自由释放内囊652。内囊652可以用作如上所述的封闭隔室,其中包含由保持器134支撑并浸入流体中的植入体132。内囊还包括在其底侧上的导电板654。基本类似于图2C中的导体276,导电板654使得能够经由保持器134在内囊254的外部与植入体132之间形成电流接触。内囊652还包括可打开的盖622,使得能够打开内囊652以从中提取植入体132。
根据一些实施方式,便携式容器650还可以包括用于在内囊620内部和植入体132周围施加形成等离体子的电场的第一电极662和第二电极664。第一电极662和第二电极664可以分别电连接到外囊610外部的电触头432a和432b,以使得连接到向电极供应形成等离体子的电场的合适电源。在便携式容器650的各种实施方式中可以设想各种电极配置。图5B描绘了其中第一电极662是圆柱形的示例性实施方式,在其外部包封外囊610。第二电极664包括在外囊610底部(在外囊610外部)上的板或平板。
浮动电极660基本由导电材料制成,并且可以形成为如图5B所示的螺旋长形导体。另外地或替代地,浮动电极660可以成形为中空圆柱体,或者被尺寸设定为设置在外囊610内部和内囊652外部的任何其它合适的形状。注意的是,浮动电极660与第一电极662和第二电极664电(电流)断开。
在操作中,第二电极664(例如经由电容耦合)将电场感应到导电板654上,并因此感应到植入体132上。第一电极662感应到在外囊610内部的电场。浮动电极660配置成减小由外囊610和内囊652之间的间隙形成的电势垒,由此通过在第一电极662与第二电极664之间供应的电压(例如RF高压)显著促进在内囊内的等离子体激发。
本领域的技术人员应该理解,当采用不同于图5B中的第一电极662和第二电极664的电极时,设置在本发明的外囊和内囊之间的间隙中的浮动电极在促进在内囊内的等离子体激发时也是有效的。换句话说,在包括外囊和外囊内的内囊以及设置在内囊外部以配置成从电源接收电力的一个或多个电极的便携式容器中,设置在外囊和内囊之间并与其它电极电隔离的浮置电极可以促进内囊内的等离子体激发。例如,在便携式容器650的各种实施方式中可以设想各种电极配置,如在图1B-1D中上述的。根据一些实施方式,便携式容器650可以配备有如图5A中上述的流体端口(这里未示出),用于抽空外囊或用气体储存器的气体冲洗外囊。因此,为了在封闭隔室652内产生等离子体,便携式容器650可以与如上所述的激活设备(诸如激活设备100、200、400或500)一起使用。
图6示意性地描述了根据一些实施方式的方面的便携式容器680的实施方式,其包括:封闭隔室682,其在内部包含植入体132;以及电极684,其包括缠绕在由介电非磁性材料制成的圆柱形芯部688周围的长形导体686,导体686具有电互连的两端。电极684设置在封闭隔室内,基本围绕植入体。电极684例如通过密封的穿通件(这里没有示出)而电连接到封闭隔室682外部的第一触头690a。植入体132例如通过密封的穿通件(这里未示出)和通过保持器134而电连接到封闭隔室682外部的第二触头690b,。便携式容器680可以如本文所述用于例如与图2A的激活设备210一起向植入体132提供等离子体处理。
根据本发明的方面,为了在安装之前进行等离子体处理,可以将植入体从储存和运送其的容器中取出,然后放入用于等离子体处理的激活设备中。图7A示意性地描绘了在将植入体安装到活体内之前用于等离子体处理植入体132的激活设备700。激活设备700包括配置成在等离子体处理期间支撑植入体的植入体保持器134以及包含至少一个电极712和电源714的电路710。电路配置成当植入体由植入体保持器134支撑时向至少一个电极712提供适合于在植入体132附近施加形成等离体子的电场的电力。根据一些实施方式,激活设备包括腔室720,其被尺寸设定为当植入体由保持器134支撑时在其中容纳植入体。根据一些实施方式,腔室720可以是开口腔室,并且根据一些实施方式,可以是可封闭腔室,其具有配置成封闭腔室的封闭件(未示出)。根据一些实施方式,腔室可以是封闭的但不是密封的。
在激活设备700中,植入体可以在环境条件下(也就是说,当基本在大气压下浸入空气中时)经受等离子体处理(在激活电路710时)。设想在环境条件下在空气中产生等离子体的各种电极配置,包括例如在图1B-1D和图6中描述的配置。为了使用尽可能低的电压在空气中产生等离子体以避免在非常高的电压下工作(例如避免在高于10KV下工作或甚至避免在高于5KV下工作),应该使等离子体点火的空气间隙的宽度最小化。因此,一个或多个电极712根据植入体的形状和尺寸而被成形和设定尺寸。还应注意的是,还应避免电极和植入体之间的直接接触,以允许等离子体点火的空间,以防止电弧放电并防止等离子体在植入体表面上的一个位置处聚焦。根据一些实施方式,一个或多个电极712可以在等离子体激活期间与植入体132隔开小于约2mm或小于约1mm或甚至小于约0.5mm。根据一些实施方式,电极是隔离的,也就是说用隔离材料(例如玻璃或聚合物材料)涂覆,从而在介电击穿放电(DBD)操作模式下产生等离子体。优选地,电极隔离足够薄以确保隔离层与植入体之间的间隙,由此确保植入体与电极或电极隔离不接触。
根据一些实施方式,促进在植入体132周围产生等离子体的实现方式是通过降低植入体周围的压力或通过用可电离气体冲洗植入体周围来实现,其中相比于空气更容易实现等离子体点火(也就是说可以使用较低的电压来实现)。如上所述,可以使用诸如氦气、氩气或氮气的惰性气体。图7B示意性地描绘了在将植入体安装到活体内之前用于等离子体处理植入体132的激活设备750。设备750与设备700不同之处在于还包括流体传送系统760,其配置成流体地连接到腔室720并且将流体传送到腔室720中或传送出腔室720。根据一些实施方式,流体传送系统760包括气体储存器762,其在等离子体产生期间流体地连接到腔室720。根据一些实施方式,在等离子体产生期间,可以使用连接到流体传送系统760的盖770关闭腔室720,以使腔室720与气体储存器762流体地连接。根据一些实施方式,腔室720是封闭的但不是密封的,使得来自气体储存器762的冲洗腔室的过量气体可以流出腔室720,从而保持腔室中的大气压力。根据一些实施方式,流体传送系统760可以包括气体泵764(而不是气体储存器762),从而能够从腔室720中抽吸气体并且在等离子体激活期间降低其中的压力。注意的是,即使腔室720是封闭的但不是完全密封的,也可以获得有效的压力降低(例如达到0.1个大气压或甚至达到0.01个大气压的压力),以促进等离子体点火和产生,因为腔室720被尺寸设定为适合植入体132的尺寸,从而包含应当抽吸的相对较小的自由体积。根据一些实施方式,使用本文所述的装置对植入体的有效等离子体处理(包括冲洗或抽吸所需的时间)可以小于10分钟、或小于约2分钟或甚至小于约1分钟。根据一些实施方式,提供了激活设备(这里未示出),其具有诸如气体储存器762的气体储存器,其配置成经由诸如盖770的第一盖与腔室720流体地连接,激活设备还包括(独立的)诸如气体泵764的气体泵,其配置成经由诸如盖770的第二盖与腔室720流体地连接。根据一些实施方式,激活设备配置成用气体储存器的气体冲洗腔室,同时通过气体泵从腔室去除过量气体,从而达到腔室内期望的气体组成和压力以产生等离子体。
根据一些实施方式,激活设备700和750可以包括一个或多个点火电极790,其位于腔室720中,并且具体地当植入体设置在腔室中时位于植入体132附近。点火电极790连接到高压点火脉冲发生器792,并配置成施加高压点火脉冲以促进等离子体点火和等离子体产生,如在下文中进一步描述和详细描述的,特别是关于图10A和10B中描绘的等离子体室,以及关于图13中描绘的高压点火脉冲发生器。
认证便携式容器
根据本发明的方面,在这种等离子体激活之前和/或在这种等离子体激活期间,认证用于激活等离子体的、其中容纳植入体的便携式容器将是有利的。例如,认证便携式容器正确地位于激活设备的专用槽中,以确保容器的隔室内适当的等离子体激活可能是必要的或者至少有利的。例如,如果容器从槽中缺失或错置在槽中,则可以有利地防止产生高压(旨在点火等离子体或产生等离子体或维持容器内的等离子体)。可能需要该防止产生高压,以防止用户的意外通电或不期望的电弧放电,或者形成等离体子的电场不能成功输送到容器的其它不期望的结果。根据一些实施方式,容器在槽内的精确定位对于确保由激活设备产生的电压适当耦合到容纳植入体的隔室是必要的。例如,可能需要或至少期望确保激活设备中的RF电源与容器的电极电接触。在一些实施方式中,容器在槽中的这种精确定位对于确保容器和激活设备之间适当和合适的阻抗匹配可能是必要的。根据一些实施方式,有必要或者至少期望确保等离子体实际上已在容器的隔室内点火,以验证等离子体处理并防止错误植入未经历等离子体处理的植入体。根据一些实施方式可能有必要或者至少期望通过识别储存植入体的容器将特定的等离子体处理协议关联和施加到特定类型的植入体。换句话说,不同类型的植入体可以储存在不同容器中以进行等离子体处理,其中每种类型的植入体可以由嵌入在容器中的识别组件来识别。当容器放置在激活设备的槽中时,激活设备可以通过识别容器的识别组件来识别植入体的类型,从而防止根据错误的协议施加等离子体,并且确保根据正确和适当的协议施加等离子体。因此,根据本发明的方面,提供了用于等离子体处理植入体的装置,其包括激活设备和便携式容器(可从激活设备拆卸)。该装置还包括容器认证系统,其包括附接到激活设备和便携式容器中的一者的场转发器以及附接到激活设备和便携式容器中的另一者的接收器。从场转发器发送的信号可以由接收器接收,从而认证便携式容器的身份或者其相对于激活设备的位置。根据一些实施方式,认证系统还包括也位于激活设备和便携式容器中的另一者上的发送器。根据一些实施方式,发送器可以发送发送信号,场转发器以响应信号响应于该发送信号,接收器接收该响应信号。场转发器可以是无源的(例如反射器)或可以是有源的(由能源供电)。
图8A示意性地描绘了基本根据本文教导的用于在将植入体安装在活体内之前等离子体处理植入体802(植入体包括人造植入体、用于植入体或移植物的基体、或生物材料)的装置800的实施方式。装置800包括激活设备810和便携式容器820。便携式容器820包括封闭隔室830,在其中容纳由保持器834支撑的人造植入体802。根据一些实施方式,封闭隔室830可以是密封的,从而保持其中的真空或与周围大气(即空气)明显不同的大气压力和组成。根据一些实施方式,封闭隔室830是未密封的,如上所述。激活设备包括槽840,其包括配置成在其中容纳便携式容器820的腔室842。激活设备810包括配置成产生电力(例如在高压和高频率下的电力)的发电机844,适于在封闭隔室830中产生形成等离体子的电场。封闭隔室830可以由用户打开以从其中提取植入体802,优选地在等离子体处理之后。
激活设备810还包括发送器850,其配置成向便携式容器820发送信号。根据一些实施方式,发送器850配置成当便携式容器820靠近槽840或在槽840内部时向便携式容器820发送信号。激活设备810还包括接收器852,其配置成从便携式容器820接收响应信号,即与发送器850发送的发送信号相对应的反射信号或发送信号。便携式容器820包括场转发器854,其配置成响应于从发送器850发送的信号反射或发送响应信号。向便携式容器发送的和/或从便携式容器接收的信号可以是无线的(例如诸如RF信号的电磁信号或光信号),或者可以是使用电触头连线的,如以下本文例示的。
根据一些实施方式,发送器850是定向发送器,其配置成沿着预定方向发送,并且场转发器854定位成使得只有当便携式容器适当地位于明确限定的位置时,例如在槽840中,场转发器854才位于发送器850的发送信号的方向上,因此响应回响应信号。根据一些实施方式,场转发器854是无源的,从而无源地反射一部分发送信号。根据一些实施方式,场转发器854是有源的,从而有源地发送响应信号(与发送器850的发送信号相比其频率可以不同或者具有更强的强度)。根据一些实施方式,有源场转发器854可以由诸如电池的便携式能源加电。根据一些实施方式,发送器850不是必要的,并且有源的场转发器854可以配置成有源地发送认证便携式容器820的有效性或者当由接收器854接收时其位置的认证信号。根据一些这种实施方式,有源场转发器854可以包括光源或诸如激光或LED的定向光源,其配置成当便携式容器适当地位于槽中时朝向激活设备中的接收器852定向。根据一些实施方式,当便携式容器适当地位于槽中时,有源场转发器854可以发送可以由接收器852接收的编码RF信号。根据一些实施方式,有源场转发器854可以由便携式容器包括的诸如电池的便携式能源来加电。根据一些实施方式,有源场转发器854可以通过激活设备的能源无线地或通过电线来加电。根据一些实施方式,当便携式容器插入槽中时,便携式容器上和激活设备的槽上的电触头可以相互电接触,以便封闭允许激活(加电)有源场转发器854的电路。根据一些实施方式,激活设备810可以还包括在功能上与接收器852相关联的控制器(这里未示出)。根据一些实施方式,控制器可以接收来自接收器852的输出,该输出指示接收来自场转发器854的响应信号。根据一些实施方式,控制器可以在功能上与电源844相关联,以便当在接收器852中接收到响应信号时控制电源844以产生电力,并且当在接收器852中未接收到响应信号时不产生电力。
装置800配置成使得激活设备810包括与电源844电连接的电极860,以在便携式容器820中产生等离子体产生EM场。因此,便携式容器820没有(缺少)用于产生形成等离体子的电场的电极。图8B示意性地描绘了包括激活设备(未示出)和便携式容器820a的装置800a的实施方式,该激活设备包括电源844a。装置800a与装置800的不同之处在于装置800a的激活设备没有用于产生形成等离体子的电场的电极,并且相应地,便携式容器820a包括电极860a,其适合于在封闭隔室830a内产生形成等离体子的电场。注意的是,当便携式容器820a适当地位于激活设备的槽(这里未示出)中时,电极860a可以与电源844a电连接,使得便携式容器820a的触头862a和864a分别与激活设备的触头866a和868a电接触。
根据本文教导,便携式容器820a包括场转发器854a,其配置成响应于来自激活设备的发送信号而反射或发送响应信号,如关于图8A上述的。根据一些实施方式,只有当便携式容器820a适当地位于激活设备的槽内时,响应信号才由场转发器854a反射或发送,从而认证电极860a经由触头862a、866a、864a和868a与电源844a电连接。
根据一些实施方式,可以例如通过电磁屏蔽(这里未示出)屏蔽发送器850、接收器852和场转发器854(以及发送器850a、接收器852a和场转发器854a),以防止等离子体激发场干扰其操作。发送器、接收器和场转发器中的每一个都可以屏蔽,也可以不屏蔽。这种屏蔽可能需要或不需要,这取决于几个因素,包括等离子体激发场的干扰是否损害发送器、接收机或场转发器的操作。
图9A至图9F示意性地举例说明了根据本文教导的配置用于认证具有场转发器的便携式容器的相应装置的一些实施方式。图9A示意性地描绘了包括激活设备810b和便携式容器820b的装置800b。激活设备810b包括位于槽840b附近并与开关852b机械连接的铁磁体850b。便携式容器820b包括铁磁板854b(例如铁板或磁铁)。当便携式容器820b插入槽840b中时,铁磁体850b和铁磁板854b之间的磁场一起导致开关852b闭合电路,从而认证便携式容器820b适当地位于槽840b中。开关852b可以在功能上与控制器858b相关联,控制器配置成根据开关852b的状态(断开或接通)控制电源844b的激活(或者以其它方式控制在便携式容器中对等离子体产生EM场的施加)。根据各种实施方式,铁磁体850b和铁磁板854b都是磁体;或者铁磁体850b是磁体,而铁磁板854b不是磁体;或者铁磁板854b是磁体,而铁磁体850b不是磁体。
图9B中示意性描绘的激活设备800c包括诸如LED的光源850c或诸如激光器的聚焦光束源。由光源850c产生的光可能通过腔室中的窗口或开口(这里未示出)朝向腔室842c定向。当便携式容器820c适当地位于槽840c内时,由光源产生的光束从容纳在便携式容器820c上的反射镜854c(例如镜子)朝向激活设备810c中的光检测器852c反射。然后来自光检测器的检测信号可以认证便携式容器820c在腔室842c内的位置,从而配置成允许(例如控制器858)在便携式容器中激活等离子体。根据一些实施方式,激活设备800c不包括光源852c,而便携式容器820包括由电池(这里未示出)加电的光源854c1,例如定向光源。当便携式容器820c位于槽840c中时,光源854c1配置成将光朝向光检测器852c定向。
图9C示意性地描述了装置800d的实施方式,其允许在没有发送器的情况下认证相关的便携式容器820d的有效性或其在槽840d中的位置。便携式容器820d包括代码标签854d,而激活设备810d包括光学读取器850d,其配置成当便携式容器820d适当地位于槽840d内时,可能通过腔室中的窗口或开口(这里未示出)读取代码标签上的代码。在一些实施方式中,这种读取可以在没有使用环境光的专用光源的情况下完成。根据一些实施方式,便携式容器820d可以包括代码读取器,而激活设备810d可以包括相应的代码标签。代码读取器可以由便携式容器上的电池,或者通过槽的电触头而由激活设备中的能源加电。
图9D举例说明了装置800e的实施方式,其允许认证相关的便携式容器820e的有效性,而不管便携式容器的位置。激活设备810e包括在功能上与控制器858e相关联的RFID读取器850e,而便携式容器820e包括RFID芯片854e。当便携式容器820e在激活设备810e附近(但不一定在槽840e中)时,RFID读取器850e可以识别RFID芯片854e,从而识别便携式容器820e的类型,并且可能认证等离子体激活协议对便携式容器内的植入体类型的适当性。根据一些实施方式,RFID芯片854e可以由便携式容器的便携式能源(例如电池)激活,并且可以连续地或仅在便携式容器插入到槽中时发送RF信号。
图9E举例说明了装置800f的实施方式,其允许认证相关的便携式容器820f的有效性和便携式容器在槽840f中的位置。激活设备810f包括在功能上与控制器858f相关联的数据接触器850f,而便携式容器820f包括识别芯片854f。当便携式容器820e在槽840f中时,数据接触器850f可以识别识别芯片854f,从而如上所述认证便携式容器在槽中的适当位置以及识别便携式容器820f的类型。根据一些实施方式,激活设备810f可以包括数据接触器,而便携式容器820f可以包括相应的识别芯片。数据接触器可以由便携式容器上的电池或者通过槽的电触头由激活设备中的能源加电。图9F举例说明了装置800g的实施方式,其允许使用反馈回路认证便携式容器820g在槽840g中的位置以及便携式容器内的等离子体的适当实际激活。激活设备810g包括可能与滤光器(例如分光滤光器)850g光耦合的光检测器852g。如上所述,光检测器852g可以在功能上与控制器858g相关联。便携式容器820g包括窗口854g,其允许便携式容器内部产生的等离子体的光穿过。根据一些实施方式,窗口854g可以与滤光器(例如诸如带通滤光器的分光滤光器)光耦合,以允许具有在便携式容器内产生的等离子体的炫光的波长的光选择性地穿过窗口。根据一些实施方式,控制器858g可以配置成接收来自光检测器852g的信号,以认证等离子体在便携式容器内被点火。根据一些实施方式,控制器858g可以编程为,如果例如在装置800g激活之后预定时间段内没有从光检测器接收到信号(表示等离子体未在便携式容器内点火),则断开电源844g(例如1秒)。
根据一些实施方式,如上所述的两个以上场转发器可以并入单个便携式容器中。根据一些这种实施方式,可以使用多个场转发器(或者结构化场响应器,例如分段成交替地反射和不反射的相邻部分的反射镜)来从便携式容器产生空间编码的响应(例如空间编码的反射或者空间编码的发送)。根据一些实施方式,空间编码的响应可以提高便携式容器在激活设备的槽中的位置的检测准确度,和/或来自便携式容器的响应的有效性。根据一些实施方式,相同便携式容器上的场转发器不一定是相同类型的。例如,特定便携式容器可以具有用于在槽中建立位置的光学反射板(例如镜子)以及RFID芯片,用于识别便携式容器以及因此储存在其中的植入体。根据各种实施方式,如本文描述并且在图8A、8B和图9A-9F的实施方式中举例说明的使用场转发器来认证便携式容器可以用在本文描述的各种装置中。具体地,根据本文教导,装置100、200、400和500的激活设备110、210、410和510可以配备有发送器和/或接收器。此外,便携式容器120、120c、220、220b-220d、300、420、600、650和680可以配备有场转发器(对应于配备在相应的激活设备中的接收器),用于根据本文教导认证便携式容器。
用于乳房植入体的便携式容器
涉及乳房植入体的手术植入或放置的隆胸术具有显著的并发症发生率,例如涉及高达30%的包膜挛缩率。据信包膜挛缩是通过植入体位点和植入体周围的感染来促进的。如在本文中所教导和证明的,例如在植入之前将植入体浸入或润湿在抗微生物液体中之后,例如通过增强植入体表面的亲水性并且从而增强对抗微生物液体(例如抗生素和消毒液)的植入体的粘附性,可有效地在医疗操作之前对植入体表面进行等离子体激活来降低污染风险。对植入体表面的等离子体激活也可以直接降低植入体上细菌殖民化的可能性。在等离子体激活之后,植入体的改善的亲水性也可以改善身体组织对植入体的粘附,从而减少包膜挛缩的可能性。
图10A示意性地描绘了配置成能够向乳房植入体提供等离子体处理的容器1000的实施方式。乳房植入体可以包括诸如在“硅酮植入体”(其通常填充有硅凝胶)中或诸如在“盐水植入体”(其通常填充有盐水)中的硅酮壳。根据一些实施方式,等离子体处理可以在诊所中提供,在诊所中旨在执行诸如涉及乳房植入体的手术植入或放置的隆胸术的医疗程序。根据一些实施方式,可以在这种医疗程序之前(例如,在手术之前不到48小时或甚至不到24小时)对植入体提供等离子体处理。根据一些实施方式,可以在恰好在这种医疗程序之前(即在手术的同一天,例如在医疗程序之前不到六小时,并且优选地在手术之前不到一个小时)对植入体提供等离子体处理。注意的是,等离子体处理的有益效果在等离子体处理后逐渐衰减、退化和消失,因此缩短等离子体处理和植入之间的时间是有利的。
根据一些实施方式,可以采用等离子体处理使植入体具有亲水性,从而显著改善已经暴露于等离子体处理的植入体的外表面的润湿性。根据一些这种实施方式,在等离子体处理之后且在从容器取出植入体并将植入体安装到受试者体内之前,容器可以例如用抗微生物液体使得植入体润湿。
容器1000包括配置成在等离子体激活期间将植入体容纳在其中(这里未示出植入体)的隔室1010。根据一些实施方式,隔室1010可以成形为具有空心圆顶的内部空间,其被尺寸设定为在其中容纳乳房植入体。乳房植入体可以由例如弹性体(例如填充有硅凝胶或盐水组合物的硅酮壳)制成为软块。隔室1010包括隔室基部1012和隔室盖1014。隔室1010还包括锁1016,其配置成当锁1016锁定时将隔室盖1014关闭并锁定到隔室基部1012,并且当至少三个锁1016打开时通过相对于基部1012提升盖1014而允许打开隔室1010。
容器1000还包括位于隔室盖1014上和隔室基部1012上的电极1020。电极1020分组在电极组1020a、1020b、1020c和1020d中,其中每个电极组中的电极彼此电互连。每个电极组包括四个电极。电极组1020a包括电极1020a1、1020a2、1020a3和1020a4,电极组1020b包括电极1020b1、1020b2、1020b3和1020b4,电极组1020c和1020d依此类推。电极组1020a和1020b的电极位于盖1014上,而电极组1020c和1020d(这里未示出)的电极位于基部1012中。
电极1020通过电线1024有线连接到连接器1022。单个电极组中的所有电极电连接到单个电线,即电极组1020a连接到电线1024a,电极组1020b连接到电线1024b,依此类推。通过将合适的电源(例如高压高频电源)连接到电线1024,可以向电极1020供应适于在该电极附近产生形成等离体子的电场的电力。根据一些实施方式,可以应用切换对电极供应的电力,使得电力通过连接器1022依次供应到电线1024a、1024b、1024c和1024d,使得电极组1020a、1020b、1020c和1020d中的电极分别依次供应有电力。根据一些实施方式,适于产生形成等离体子的电场的电力可以供应为高压,例如几百甚至几千伏特的电压。因此,连接器1022、电线1024和电极1020适当地隔离(例如涂覆有合适的电隔离)高压,以防止电弧放电或用户的意外通电。
应当理解的是,如上所述并在下文中进一步详述的,本文提供的对电极组的电极分组是示例性实施方式,其中电极组彼此电分离且基本彼此隔离,并且每组中的电极彼此互连。设想电极的各种其它电气布置,包括例如:盖上的单个电极和基部上的单个电极;或基部上和盖上的多个电极,其中基部上的电极分组(互连)在一起,并且盖上的电极分组(互连)在一起,盖和基部的电极组彼此电断开;或基部上和盖上的多个电极,其中每个电极与其它电极电断开,并从而配置成单独激活;等等。
选择电极的特定配置和分组到电极组的电极可能受到几个考虑因素的影响。一个考虑因素是处理的植入体的表面上由单个电极产生的等离子体的空间范围。由单个电极产生的有用等离子体的空间范围越宽,通过有效处理使覆盖整个植入体可能需要的电极的数量越小。空间范围又可以取决于各种因素,例如:诸如电极和植入体之间的距离、电极的形状以及植入体的局部形状的几何因素;诸如形成等离体子的电场强度的电学因素;以及诸如植入体周围的气体的含量和压力的环境条件。另一个考虑因素是电力消耗,即电源可能提供的总电力。通常,电源产生的电力越高,可以被同时供应电力的电极越多。然而,供应高电力可能导致显著更昂贵的部件、更复杂的从电源移除多余热量、以及物理上更大的电源的缺点。对电力消耗的相关考虑因素是可能在植入体中和植入体周围产生的热量,而植入体温度的升高必须保持非常有限。另一考虑因素是靠近电极之间的相互作用:在一些实施方式中并且在一些操作模式下,同时激活紧密间隔的电极导致等离子体的空间范围减小以及由电极产生的等离子体的有用效果降低。电极1020的空间布置以及对容器1000中电极组的电极分组举例说明了这些考虑因素的特定实施方式,其中总共八个电极用于有效地在乳房植入体的一侧(顶部或底部)产生等离子体。每一侧上的八个电极分组为两个电极组,每个电极组由四个电极组成,并且每组的四个电极在植入体的一侧(顶部或底部)的表面上间隔很宽,并且与另一组电极交错,以使同时激活的电极之间的相互作用最小化。
根据一些实施方式,容器1000内的等离子体产生可以通过由初始高压点火脉冲产生的点火场来辅助或促进。这种点火场可以配置成在封闭隔室的初始条件(具体地,例如增加气体中的电离分子或者容器隔室的内表面上的电离物质的浓度)内产生,以便能够使用供应到电极1020的较低(RF)电压产生等离子体。根据一些实施方式,可以提供在高于10KV且可能高于100KV的电压下的点火电脉冲。根据一些实施方式,初始高压脉冲可以促进在由低于5KV、优选地低于1KV或甚至低于500V(其供应到电极1020)的电压下产生的等离子体产生场下的等离子体产生。根据一些实施方式,由高压点火脉冲产生的点火场配置成在隔室内产生电弧放电(而等离子体产生场配置成避免电弧放电)。
因此,根据一些实施方式,容器1000还包括至少一个优选地两个高压真空穿通件1030a和1030b(如图10B所示)。每个高压真空穿通件1030a和1030b允许从隔室1010的外部向分别优选地位于隔室内的点火电极1032a和1032b(图10B中所示)传导高压。通过分别将HV电缆连接到穿通件1030a和1030b,可以在位于隔室1010内部的两个点火电极1032a和1032b之间供应高压,并且特别地可以通过穿通件以将点火脉冲供应到隔室1010的内部。需要强调的是,高压真空穿通件1030a和1030b配置成承受隔室1010的内部和隔室外部的环境大气之间的压力差,从而防止气体通过穿通件泄漏并且协助维持在其内部具有期望的压力和组成的气体混合物(可能不同于环境大气)。
根据一些实施方式,容器1000可以还包括气体端口1040,其配置成流体地连接到诸如便携式气体储存器的气体源,或连接到与气体储存器连接的管或管道。因此,容器1000可以在环境条件(大气压力和组成)下与容纳在隔室1010内部的植入体一起输送或运送或储存,然后通过如上所述用容易电离的气体(例如氩气)冲洗隔室来适应其中的等离子体产生。在激活电力之前,可以使用在约100-200atm的压力下容纳约5cc至约300cc气体的便携式气体储存器(这里未示出)来用可电离气体冲洗隔室。气体端口1040位于盖子1014上,并且提供与隔室1010内部的流体连通,以用来自气体源的气体冲洗隔室1010的内部。替代地或另外地,气体端口1040可以流体地连接到气体泵或连接到气体泵的管或管道,从而使得能够通过气体泵抽吸隔室1010的内部,以便于在低压空气中产生等离子体。
容器1000还包括液体端口1042,其位于盖1014上并且配置成提供与隔室1010内部的流体连通。液体端口1042配置成使得诸如抗微生物液体的流体能够注入隔室1010中,用于在等离子体处理之后冲洗或润湿植入体。液体端口1042通常是封闭的或密封的,从而密封隔室1010的内部并防止诸如气体或污染物的异物自发地进入隔室,并且还防止气体从隔室泄漏。在等离子体处理之后,为了能够通过液体端口将流体注入隔室,可以打开液体端口或者可以可控地使液体端口的密封件破裂。根据一些实施方式,液体端口1042可以配备有可破裂的密封件,例如Mylar或Kapton的箔或例如可以由注射器针头刺穿的金属箔。因此,为了通过液体端口1042用期望的液体冲洗植入体,可以将具有注射器针头并且容纳所需液体的注射器推进穿过液体端口1042,直到通过针头刺穿可破裂的密封件,然后可以使用注射器将液体注入隔室以喷射或冲洗或润湿植入体或填充隔室的内部,使得植入体浸入流体中。
图10B示意性地描绘了隔室1010的半分解图。为了清楚起见,图中省略了锁1016的部分。植入体1050可以设置在隔室1010的内部1060中,位于基部1012和盖1014之间,用于在使用期间等离子体处理植入体。盖1014包括多个成形为通孔的电极室1070,用于分别容纳位于盖上的多个电极1020,如下面进一步详细描述的。盖1014还包括用于气体端口1040的入口孔1072。盖1014还包括用于液体端口1042的生物孔1074。
基部1012还包括用于分别容纳放置在基部上的电极的多个电极室1070。基部1012还包括逸出端口1076,用于使内部1060的加压气体能够从隔室1010向外逸出。因此,如果诸如氩气的可电离气体通过气体端口1040驱动进入隔室1010的内部1060(其最初容纳例如空气),则过量的气体(空气和氩气的混合物)可以基本在大气压下通过逸出端口1076向外逸出,使内部基本填充有可电离气体。
基部1012还包括在基部1012的底板1082上方朝向盖1014突出的间隔件1080。间隔件1080从而配置成当植入体1050支撑在隔室1010内时将植入体1050支撑在底板1082上方并与电极1070间隔开,从而在植入体下方建立可以形成等离子体的自由空间。间隔件1080成形为部分开口的C形环,使得即使当植入体1050支撑在间隔件1080上时,在环的内部与其外部之间也维持流体连通性。因此,当隔室1010的内部1060用可电离气体冲洗时,C形间隔件的内部也可以通过C的开口而用可电离气体通风,从而促进环内的等离子体点火。然而,应当理解的是,可以采用各种其它布置来支撑植入体1050以与底板1082间隔开,该其它布置诸如布置在植入体和底板之间的多个薄柱,或者伸展在配置成支撑植入体的底板1082上方的薄网等。
图11示意性地描绘了盖1014中的电极室1070的横截面,在电极室1070中容纳电极1020(基部1012中的电极室以类似方式成形,加以必要的修改)。电极室1070成形为穿过盖1014的通孔,具有相对较窄的外部部分1092和在其与内部1060接界的部分中限定空腔1094的较宽的内部部分。电极2020成形为针状物,其尺寸配合电极室1070的窄部分1092,使得当电极1020设置在其中时,窄部分1092是密封的。电极1020进一步成形为具有位于电极室1070的空腔1094内的顶端1096。根据一些实施方式,顶端1096可以是钝的。根据一些实施方式,顶端1096可以是尖的。电极室1070还可以包括隔离屏障1098,其在盖1014的外表面上向外延伸并向内延伸到隔室1010的内部1060中,以电隔离和机械保护从盖1014突出的电极1020的部分,并且保护植入体免受顶端1096损坏。
用于形成等离体子的电场的电源
图12A示意性地描绘了配置成产生电力(例如在高压和高频下的电力)的电路1100的实施方式,以适于在容器1000中产生形成等离体子的电场。电路1100配置成依次向电极组1020a-1020d提供电力,使得电极组依次接收电力,并且一次只有一个电极组的电极接收电力。电路1100包括公共电极输出1102和四个高压输出1104,即分别为高压输出1104a、1104b、1104c和1104d。电路1100配置成产生高压高频信号(适于在供应到相关联的电极时产生形成等离体子的电场),并且将高压高频信号依次切换到四个高压输出1104a-1104d(对应于四个电极组1020a-1020d),使得在每个高压输出1104和公共电极输出1102之间依次产生高压高频信号。
电路1100包括高压发电机1110。高压发电机1110配置成在高输出端1112和低输出端1114之间产生高压高频信号。高压发电机1110进一步配置成根据预定方案和根据在输入端1116中供应给高压发电机1110的信号参数来产生高压高频信号。根据一些实施方式,高压高频信号可以具有100-500V之间或者250-1000V之间或者500-2000V之间或者1KV-10KV之间或者10KV-20KV之间或者甚至在约20KV-100KV之间的电压。根据一些实施方式,高压高频信号可以具有在100KHz-100GHz之间的范围内的频率。根据一些实施方式,高压高频信号可以被调制,例如脉冲调制,如以下进一步举例说明的。
电路1100还包括四个高压开关1120,即分别为高压开关1120a、1120b、1120c和1120d。每个高压开关1120包括与高输出端1112电连接的开关输入端1122。每个高压开关1120还包括开关输出端1124,其选择性地与高压输出1104中的一个电连接,使得开关输出端1124a与高压输出1104a电连接,开关输出端1124b与高压输出1104b电连接,依此类推。每个高压开关1120还包括开关命令端1126。每个高压开关1120配置成根据在开关命令端1126上提供的命令信号,在开关输入端1122与开关输出端1124之间切换(也就是说连接或断开)高压高频信号。
电路1100还包括开关控制器1130,其选择性地与开关命令端1126a-1126d电连接。开关控制器1130配置成依次命令高压开关1120a-1120d以将高压高频信号分别切换到高压输出1104a-1104d。根据一些实施方式,开关控制器1130包括十进制计数器1132,其输送十分之一解码器/驱动器1134,以从输入时钟信号产生合适的命令信号到高压开关1120。十分之一解码器/驱动器1134的四个输出(即O1-O4)分别连接到开关命令端1126a-1126d,而来自十分之一解码器/驱动器1134的第五输出O5的复位信号连接到十进制计数器1132的复位输入,用于产生相继的顺序命令信号以切换命令端1126a-1126d,这在本领域中是公知的。
电路1100还包括诸如CPLD的控制器1140,其配置成控制高压电源1110和开关控制器1130。控制器1140向开关控制器1130输送诸如时钟信号的定时信号,以确定高压高频信号依次切换到高压输出1104的定时。控制器1140进一步控制高压电源1110,用于确定高压高频信号的参数(例如信号的电压和频率)以及可能的调制参数,例如脉冲参数和时序,例如脉冲宽度(PW)和脉冲重复率(PRF)。
根据一些实施方式,在图12B中示意性描绘的电路1200可以用作提供适于在容器1000中产生形成等离体子的电场的电力的电源。电路1200与电路1100的不同之处在于,在四个高压电源1220中的每一者中分别产生高压高频信号,其中每个高压电源1220包括振荡器1222,其包括升压变压器1224(例如1:90升压变压器)并且配置成专门与一个电极组电连接(例如电压电源1220a配置成经由高压输出1104a与电极组1020a电连接,电压电源1220b配置成经由高压输出1104b与电极组1020b电连接,依此类推)。因此,电路1200避免使用如电路1100中所使用的可能复杂且昂贵的高压开关,而是需要四个高压电源代替电路1100中的单个高压电源。电路1200相比于电路1100的另一个可能的优点是每个高压电源1220以尤其由高压电源的负载确定的谐振频率谐振。换句话说,每个高压电源1220可以自发地调整到谐振频率,从而能够将最佳电力输送到容器的电极,并由此实现最佳等离子体产生,从而使得阻抗匹配的步骤是冗余的。
高压电源1220从低压电源1210接收低压高流电源。为了在容器1000中的植入体1050周围产生等离子体,使用诸如电路1100或电路1200的电源,高压输出1104选择性地电连接到电线1024,使得高压输出1104a电连接到电线1024a,高压输出1104b电连接到电线1024b,依此类推,该连接可能使用高压连接器1022。公共电极输出1102电连接到位于植入体1050附近的公共(参考)电极(附图中未示出)。公共电极可以成形为导电板,诸如在盖电极(电极组1020a和1020b)激活期间位于容器1000下方,并且在基部电极(电极组1020c和1020d)激活期间位于容器上方的金属板。另外地或替代地,当高压供应到电极组1020a和1020b时,电极组1020c和1020d可以一起使用(即电互连)作为公共电极,同样,当高压供应到电极组1020c和1020d时,电极组1020a和1020b可以以电互连一起使用作为公共电极。换句话说,根据一些实施方式,可以避免使用专用的公共电极。此外,根据一些实施方式,特别是在电路1200的变型中,每个高压电源1220的两个输出端都选择性地电连接到容器1000中的一对电极,即隔室盖1014上的一个电极和隔室基部1012上的一个电极。因此,依次交替操作高压电源1220可以影响交替的电极对之间的形成等离体子的电场,从而在隔室内产生等离子体(并且避免使用专用的公共电极)。
图12C示意性地描绘了另一个电路1230的实施方式,其配置成产生适合于在等离子体处理乳房植入体的容器或等离子体室(这里未示出)中产生形成等离体子的电场的电力。更特别地,电路1230配置成在所选电极对之间施加等离子体产生RF电场,同时依次切换电极对之间的电源。换句话说,电路1230可以将电力依次分配到各种电极对,使得在任何时刻仅向单个对供应电力。根据电路1230的变型实施方式,可以向几对电极同时供应电力。根据电路1230的一些变型实施方式,电极对电力的依次分配可以与其中没有供应电力的时间间隔交错,如在下面的图14中举例说明的。
适合于电路1230的示例性容器(这里未示出)可以具有诸如容器1000的隔室1010的隔室。该容器还可以与容器1000不同,其中容器的所有电极彼此电断开。根据该实施方式,将电力一对接一对地依次供应到单个电极对,其中每个电极对由隔室底部中的一个电极(在隔室基部1012上)和隔室顶部中的一个电极(在隔室盖1014上)组成。
电路1230包括高流低压RF发电机1232和经由输入对引线1236与RF发电机1232电连接的RF开关1234。RF开关1234配置并可操作成将供应到输出对引线1236的电力转移到一个(根据一些实施方式,或者多于一个)输出对引线1238,例如输出对引线1238a或输出对引线1238b等。可以命令RF开关1234通过命令输入(未示出)在输出对引线之间分配电力,这在本领域中是公知的。
电路1230还包括多个高压电源1240,即电源1240a至电源1240n。每个高压电源1240与输出对引线1238电连接,即高压电源1240a与输出对引线1238a电连接,高压电源1240n与输出连接引线1238n电连接,依此类推。每个高压电源1240分别包括两个升压变压器1242a1和1242a2,其电连接,以便在高压电源的高压输出端1244上提供两个变压器1242a1和1242a2的输出的总电压。为了向电极对提供形成等离体子的电场,每个高压输出与一个电极对电连接,使得高压输出1244a中的第一引线1244a1连接到电极对1中的一个电极,并且高压输出1244a中的第二引线1244a2连接到电极对1中的另一个电极。
图13示意性地描绘了初始高压脉冲发生器(HVPG)1250的实施方式。HVPG 1250配置成在输入电极1260中接收触发脉冲,并且在输出电极1262a和1262b之间产生通常具有高于1KV的幅度的高压脉冲作为响应。HVPG 1250还包括手动启动按钮1264,其配置成使用户能够在按下按钮时手动产生初始高压脉冲。HVPG 1250配置成由连接在DC电源触头1266a和1266b之间的6V/0.5A DC电源供电。
HVPG 1250包括点火器1270,其配置成将其输入1272中的低压转换成输出电极1262c和1262b上的高压。输入1272中的低压可以是例如几伏或几十伏,例如6V或12V或24V。输出电极1262a和1262b之间的高压可以高于1KV或者高于10KV或者甚至高于100KV,例如1.5KV或者40KV或者甚至200KV。点火器1270可以包括例如放大级1274,其耦合到升压变压器1276以一起形成振荡器。升压变压器1276可以具有约800的有效升压比(次级与初级匝数比)或大于1000的升压比,或者甚至大于5000的升压比。耦合到升压变压器的倍压器1278可用于进一步增加输出电压。本领域技术人员应该理解的是,图13中描绘的特定倍压器1278是×5倍压器,从而配置成将其输入电压(升压变压器1276的输出)乘以5倍。
HVPG 1250还包括具有连接到电流驱动器1282的激活线圈1280a的继电器1280。继电器1280还包括常闭输入触头1280b、常开输入触头1280c和输出触头1280d,输出触头1280d在线圈1280a未激活时电连接到常闭输入触头1280b,并且在线圈1280a激活时连接到常开输入触头1280c。HVPG 1250还包括脉冲能量储存器1284,其包括功能性地关联在输出触头1280d和点火器1270的输入1272之间的电容器1286和二极管1288。
在操作中,在产生初始高压脉冲之前,电容器1286经由继电器1280和经由二极管1288从电源触头1266充电。向点火器12780的两个输入触头1272a和1272b供应相等的电压,因此点火器1270在电容器1286充电时或充满电期间无效。
为了产生初始高压脉冲,可以向输入电极1260供应启动脉冲(例如200毫秒脉冲宽度),从而激活电流驱动器1282,并因此激活继电器1280。通过激活继电器1280,输出触头电连接到常开输入触头1280c,从而将点火器1270的输入触头1272b接地。值得注意的是,电容器1286可能不会经由二极管1288放电到地面,并因此经由点火器1270放电。电容器1286的电容器电压然后转换成点火器1270的输出触头1262c和1262b之间的高压脉冲,其持续直到电容器1286基本全部放电。
通过按下手动启动按钮1264可以另外地或替代地产生初始高压脉冲。按下手动启动按钮1264向电流驱动器1282提供激活电压,使得电流驱动器1282激活继电器1280,并因此如上所述产生初始高压脉冲。需要强调的是,初始高压脉冲的持续时间与按下手动启动按钮1264的时间无关,并且如上所述,通过电容器1286经由点火器1270放电所花费的时间来确定。根据一些实施方式,初始高压脉冲可以在短至小于1微秒(usec)至长达多于1秒的范围内持续一段时间。根据一些实施方式,初始高压脉冲可以呈指数衰减。根据一些实施方式,初始高压脉冲宽度可以在1毫秒(ms)到500毫秒之间。根据一些实施方式,初始高压脉冲可以是约250毫秒长。
HVPG 1250还包括RF关闭输出1290,用于提供对产生初始高压脉冲的指示,例如用于允许等离子体产生电力的强制关闭,或者等离子体产生电源与受到这种初始高压脉冲的容器的电极断开,如下面进一步描述的。注意的是,当向输入电极1260供应启动脉冲和/或当按下手动启动按钮1264时,RF关闭输出1290接收指示同时产生初始高压脉冲的正电压信号。根据一些实施方式,RF关闭输出1290可以与连接在诸如电路1100或电路1200的高压高频电源和容器1000之间的高压开关装置(这里未示出)的控制输入电连接。例如可以使用高压高频继电器(这里未示出)将高压高频电源可控地与容器1000的电极1020连接或断开,而高压高频继电器通过由HVPG 1250的RF关闭输出1290提供的RF关闭信号而被命令。因此,当HVPG 1250产生初始高压点火脉冲时,向电极1020供电的一个或多个电源断开,从而防止高压高频电源由于来自HVPG 1250的高压通过寄生传导路径(例如在容器上)泄漏而损坏。根据一些实施方式,为了促进容器1000中的等离子体点火和等离子体产生(下文进一步提供了这种等离子体点火和等离子体产生的细节),初始高压脉冲可以供应到容器的电极。根据一些实施方式,可以通过将例如点火器1270到穿通件1030a的高压输出1262a和到穿通件1030b的高压输出1262b之间的高压电缆连接(并如上所述激活HVPG 1250)以在高压电极1032a和1032b之间供应初始高压脉冲。值得注意的是,HVPG 1250还包括在输出电极1262c与输出电极1262a之间的保护电阻器1292,用于限制可以通过输出电极1262供应的电流。
应该强调的是,HVPG 1250也可以用于促进在除本文描述的容器1000之外的其它容器中进行等离子体点火。换句话说,HVPG 1250结合容器1000的操作的描述是为了示例性和说明性的目的而提供的,并且不应认为是限制性的。根据一些示例性实施方式,HVPG1250可以在用于牙科植入体的容器中、或其中储存生物材料的容器中、或储存骨科植入体的容器中、或用于储存旨在安装或植入受试者体内的任何物体或物品的容器中促进等离子体点火。根据一些实施方式,可以成功地施加如本文所述的初始高压脉冲,以促进位于待激活等离子体的空间之外的电极之间的稍后等离子体点火。换句话说,根据一些实施方式,用于施加初始高压脉冲的两个(或更多个)电极可以布置在封闭隔室或密封隔室的外部(隔室可以部分或全部由介电材料制成),从而与待激发到等离子体的隔室内的气体分离和电隔离。根据一些实施方式,用于储存植入体的容器可以包括外囊,其容纳容纳植入体的内囊,并且用于施加初始高压脉冲的电极可以布置在外囊的外部。根据一些实施方式,这种电极可以布置在外囊内部和内囊外部,或者可以布置在内囊内部,或者可以布置成使得第一电极布置在任何囊的内部或外部,而第二电极独立于和无关于第一电极而布置在任何囊的内部或外部。
根据一些实施方式,适于在容器1000中产生等离子体的高压高频信号的特征在于约10KHz与约20MHz之间,优选地约100KHz与约1MHz之间的频率,甚至更优选地约200KHz与600KHz之间的频率。注意的是,信号的频率可能由于电源和负载(即电极和植入体)的特定电特性的变化而变化,例如电源中升压变压器的线圈的电感,以及负载的电容,特别是容器中乳房植入体的电容。信号的电压可以在约0.5KV至约15KV之间,优选地在1-10KV的范围内,甚至更优选地在6-8KV的范围内。由四个电极消耗的峰值功率可以在约0.2W至约20W之间,并且根据一些实施方式为约10瓦。根据一些实施方式,每个电极组可以以大约10%至20%的占空比接收电力,使得电源的总功耗处于40%至80%之间的占空比(DC),例如约60%的DC。图14示意性地描绘了根据一些示例性实施方式的的四个电极组之间根据时间的电力分布。在2毫秒的总周期时间内,电源分别产生四个脉冲1310a-1310d。每个脉冲由高压电源分配到一个电极组,例如脉冲1310a被分配到电极组1020a,脉冲1310b被分配到电极组1020b,依此类推。根据以上提供的参数将等离子体应用于乳房植入体可能需要不超过5分钟,甚至不超过2分钟,甚至不到1分钟,以使硅酮乳房植入体的完整外表面在小于40秒内具有超亲水性,使得表面张力大于0.072N/m(水面张力)。应该注意的是,通常如果植入体的表面能大于水的表面能,则水不会在表面上积聚水滴,而是润湿具有基本0度接触角的表面。
进一步注意的是,可以设想电极组之间的电力的各种其它分配方案,例如向特定的电极组(例如电极组1020b中的电极)供电受制于所使用的特定调制方案。例如,可以执行并完成使用第一电极组的等离子体处理,然后将电力切换到第二电极组,依此类推。根据这种方案,与图14所示的分配方案相比,处理消耗的总时间更长,因为在单个电极组的完全相同的占空比下使用电源。尽管如此,在这种分配方案中,高压开关要求不那么严格。
图15A、15B和15C分别是从视频记录中选择(捕获)的单个图像1402、1404和1406,示出了位于硅酮乳房植入体1420上方约3mm处的单个电极1410(乳房植入体的边界线在图中不可见)。向电极供应适于在电极和植入体表面的一部分之间产生形成等离体子的电场的电力。辉光放电沿着从电极1410基本向下朝向植入体延伸的闪烁和摇摆的等离子体细丝而出现,然后在所有方向上遍布植入体的表面,直到在限定有效处理的空间区域的外围1430上消失。
等离子处理乳房植入体
物理实验
图16A和16B证明了根据本文教导的等离子体处理硅酮乳房植入体的效果。图16A描绘了等离子体处理之前的硅酮乳房植入体1500的表面部分的照片。有色水的两个水滴1502a和1502b轻轻地布置在植入体1050的表面上,并由于表面的强疏水性而保持半球形。图16B描绘了在约40秒的根据本文教导的等离子体处理之后的植入体1500的相同表面部分的照片。两滴有色水的轻轻布置导致流体在植入体表面迅速扩散,并形成相对较薄且相对较大表面的单一污渍1510。
图17示意性地描绘了示出四个傅里叶变换红外(FTIR)光谱测量的结果的图1550。曲线1552描绘了布置在未处理的硅酮植入体上的盐水的FTIR光谱学结果。曲线1554描绘了布置在等离子体处理的硅酮植入体上的盐水的FTIR光谱学结果。曲线1556描绘了布置在未处理的硅酮植入体上的抗生素液体的FTIR光谱学结果,曲线1558描绘了布置在等离子体处理的硅酮植入体上的抗生素液体的FTIR光谱学结果。结果表明,根据本文教导经过小于甚至1分钟的等离子体处理的硅酮表面与未处理的硅酮相比,表现出对盐水和液体抗生素的增强粘附性。
不受限于特定理论或假设,本发明人推测,等离子体处理可以增强或增加硅酮的表面能,从而增加极性液体(例如水或水溶液或水性悬浮液等)的表面润湿性。他们得出结论:通过改善硅酮表面的润湿性,可以实现包括在硅酮表面上的极性液体中的试剂的增强输送。另外地或替代地,作为等离子体处理的结果,可以实现这种试剂对硅酮表面的增强粘附性。注意的是,等离子体处理的这种有益效果可能在时间上受到限制,例如由于在等离子体处理之后硅酮的表面能随着时间逐渐降低。因此,例如在等离子体处理之后的一天或两天内,可以维持极性液体沿硅酮表面的显著增强的表面覆盖和/或液体中的试剂的增强粘附性。因此,根据本文教导,使用有效且可信的等离子体处理随后用极性液体润湿来制备手术植入体优选地可以在植入之前小于两天甚至小于一天时进行。最优选地,等离子体处理和随后的润湿应该在手术之前的几个小时内使用,优选地在手术之前小于六小时或甚至小于一小时内使用,并且优选地作为植入程序的组成部分并且在其前提内。
体外实验
本发明人已经进行了实验以测量使用上述设备和方法的等离子体处理的效果,以防止硅酮植入体上可能的污染。在该实验中,将等离子体处理和浸入抗生素液体之后的8mm硅酮圆片暴露于细菌污染。结果显示在经处理的硅酮圆片上没有发现细菌污染,而未经处理且类似暴露于细菌污染的比较组中的硅酮圆片变得污染。
由乳房植入体(美国德克萨斯州达拉斯的Mentor公司)制成的直径为8mm的硅酮圆片接受下表1中所述的不同处理。
[表1]
BC代表细菌浓度;
(-)表示没有等离子体处理也没有浸入抗生素液体中;
(A)表示浸入抗生素液体中;
(P)表示等离子体处理;
(A+P)表示等离子体处理然后浸入抗生素液体中。
(干燥)是指未经等离子体处理的干燥硅酮圆片暴露于细菌污染,(盐水)是指未经等离子体处理的硅酮圆片在暴露于细菌污染之前由无菌盐水润湿。
对于等离子体处理,圆片(以上组7、8、9和10中)经受直接等离子体约40秒。在每个等离子体处理中,同时处理三个圆片。在具有尖端的高压电极下面,在公共薄片电极上方约1mm厚的绝缘层上彼此相邻地放置这些圆片。等离子体在约6KV的电压约150KHz的频率下被点火,并以约500Hz的速率和约30%的占空比被施以脉冲。圆片周围的气氛基本由大气压下的氩气(约1Bar)组成,以大约2升/秒的速度冲过等离子体激发区域。基本如图15A-15C所描绘的,等离子体激活导致等离子体长丝沿着圆片的顶表面摇摆。
对于浸入抗生素液体中,将圆片(5、6、7和8)完全浸入含有包含头孢菌素第1代头孢唑啉的抗生素液体(盐水浓度为1g/1升)的管中。
为了制备污染的表面,制备两个金黄色葡萄球菌接种物,第一个形成10^2CFU/ml,第二个形成10^5CFU/ml。从施加在各血液琼脂平板上的每种接种物取50μl(微升)液滴。液滴很好地分散成直径约2厘米。施加在每个板中的三个液滴(来自相同的接种物)的彼此距离相同,确保它们之间没有接触。将平板置于无菌罩中干燥30分钟直至完全干燥。
暴露于细菌污染和细菌污染测量如下进行:将每个(处理后的)圆片(“测量圆片”)压到12mm无菌硅酮圆片(“载体圆片”)上直到两个圆片粘在一起,以允许通过仅保持载体圆片进行处理。测量圆片在琼脂平板污染区域上通过圆运动轻轻地摩擦,确定每个圆片右边5个圈,左边5个圈。污染之后,将硅酮圆片插入Eppendorf管(1ml)的生长培养基中孵育。孵育24小时后,将生长培养基的样品接种并计数细菌浓度。将圆片插入生长培养基8天后,将圆片从管中移除,用荧光染色剂染色,并通过共聚焦显微镜观察。
表2中示出了每个圆片的生长培养基的样品中细菌计数的平均结果:
[表2]
(-)(CFU/ml) A(CFU/ml) P(CFU/ml) A+P(CFU/ml)
102 7×105 - - -
015 7×106 1.5×105 7×106 -
结果显示,在由10^2CFU/ml的“低”细菌污染(表1中的第1、3、5、7和9行)污染的圆片中,根本没有处理的圆片(第1和3行)随后被污染(测量为平均7×105CFU/ml),而发现浸入抗生素中的圆片(第5行)、等离子体处理的圆片(第9行)以及首先等离子体处理然后浸入抗生素中的圆片(第7行)没有被污染。
在由10^5CFU/ml的“高”细菌污染(表1中的第2、4、6、8和10行)污染的圆片中,根本没有处理的圆片(第2和4行)、浸入抗生素(不经过事先等离子体处理)的圆片(第6行)以及等离子体处理的圆片(没有随后浸入抗生素中)(第10行)随后被污染(测量为平均7×106CFU/ml)。只发现先经过等离子体处理然后浸入抗生素中的圆片(第8行)没有被细菌污染。
如上所述,在暴露于污染之后保持在生长培养基中八天的圆片的共聚焦显微镜测量揭示了基本相似的结果。
体内临床前实验
目前,本发明人正在进行用于研究和验证在猪模型中等离子体处理硅酮乳房植入体的效果的体内临床前实验。该研究的目的是测试体内的硅酮植入体表面激活,然后在猪中使用实验感染的异物模型将抗生素浸入葡萄球菌感染上。结果评估如下:
A)减少植入体上的感染和生物膜堆积;
B)减少包膜挛缩,以及
C)安全测试,即在等离子体表面激活之后将抗生素浸入和植入猪的非预期安全问题。
该实验将激活的植入体与未激活的植入体(对照)在感染炎症反应、生物膜积聚和包膜挛缩方面进行比较(注意的是,“包膜”和包膜挛缩指的是在患者体内围绕安装的植入体形成生物包膜,通常是胶原蛋白纤维)。该研究评估了等离子体激活过程是否有非预期的副作用和/或其它好处。
该模型基于使用硅酮乳房植入体(体积150cc,美国达拉斯Mentor的纹理类型),与用于乳房手术的植入体相同。使用与临床实践中使用的相同无菌技术将植入体放置在乳头下面。每只动物接受4至8个植入体作为彼此的参照物。使用诸如上述(例如在图10和11中以及相关电气图中的)设备的设备对植入体给予等离子体处理。
使用重达150至250公斤(Lahav CRO,Kibbutz Lahav,以色列)的成年雌性农场猪。猪在受控条件(例如温度和湿度)下饲养。对于手术,通过静脉注射8ml Pental和20ml KCl使猪安乐死。手术之前禁食过夜。通过吸入1-3%异氟烷、肌肉注射10mg/kg氯胺酮和2mg/kg氟马西尼(ksilazen)、以及静脉注射5mg地西泮(Asival)诱导麻醉。猪的躯干使用10%聚乙烯吡咯烷酮-碘洗涤(澳大利亚的西澳大利亚的威尔士浦的Orion公司)和70%酒精冲洗以手术准备。使用无菌手术帘完全覆盖猪,同时保持乳头充分暴露。抗菌的Ioban帘(美国明尼苏达州圣保罗的3M Health Care公司)应用于覆盖所有的乳头。使用诸如在人体植入中使用的标准无菌操作技术,包括在每次植入植入体时更换手套和器械,在植入体植入之前确保止血,使植入体处理最小化,以及避免植入体与皮肤接触。
乳腺下的口袋使用钝性分离。将乳房植入体无菌插入乳腺下的口袋中。然后手术伤口分两层封闭:中断的深层缝合和连续的皮下闭合。使用可吸收的缝合线,4-0未染色的缝线(新泽西州萨默维尔的Ethicon公司)。
对植入体进行等离子体处理,浸入以下进一步详述的细菌污染的抗生素(头孢菌素第1代头孢唑啉,1g/1升盐水)中,并插入口袋。使用诸如上述(例如在图10和11中以及相关电气图中的)设备的设备对植入体给予等离子体处理。对照植入体不接收等离子体处理。所有等离子体激活的植入体使用相同的RF参数接收相同的等离子体激活强度和持续时间。在浸入抗生素、污染物和植入体之前立即激活(处理)植入体,确保在激活后不超过30分钟内完成植入。
在试点研究阶段,单只雌猪(n=1)接受8个植入体,其中4个(A组)未经过等离子体处理、浸入抗生素和金黄色葡萄球菌污染(105个菌落形成单位),其余4个(B组)经过等离子体处理、浸入抗生素和金黄色葡萄球菌污染(105菌落形成单位)。图18显示了植入手术之后猪的照片。图像上的标记M1、M2、...、M8指定八个植入体放置的位置。表3详细描述了哪些植入体经过等离子体处理。
[表3]
植入体编号 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8
等离子体处理[是/否]
在浸入抗生素之前,将A组(无等离子体)的植入体插入等离子体设备中并立即提取,而不进行等离子体处理,以避免诸如来自等离子体设备的非预期污染的偏差。以中间顺序植入植入体,使得在每个等离子体处理的植入体之间定位未处理的植入体。手术后,每天监测猪的存活、直肠温度、体重和手术伤口愈合。监测猪1-2个月,直到可以评估显著的包膜挛缩。分析了等离子处理和未处理的植入体之间CC Baker级的差异。安乐死后,分析如下:
1、包膜挛缩Baker级;
2、感染评估-发红、分泌物、水肿;
3、通过活细菌计数和植入体的荧光共焦显微镜分析生物膜形成;
4、包膜挛缩-通过组织学的包膜表面积和包膜宽度测量;
5、全血计数(CBC)、C-反应蛋白收集(CRP);
6、非预期或非预计的影响,表明植入体预处理的安全问题;
7、植入体壳完整性;
如果在试点研究中可以通过感觉来评估包膜挛缩,则开始“主要研究”。如果没有检测到CC Baker II-IV,则随后猪接收更高的接种菌浓度和/或不同的细菌种类。
在主要研究阶段,4只猪(n=4)如上所述进行“试点研究”的程序。各猪的植入体顺序(处理与未处理)在猪与猪之间是不同的,以避免由于植入位置造成的系统效应和偏差。表3总结了相关的实验设计(DOE)。
在高级研究阶段,计划将另外5只猪进行与上述“主要研究”相同的程序。
[表4]
在所有体内实验中使用从异物感染中回收的金黄色葡萄球菌的临床分离物。将该菌株用于上述的体外实验,并示出了硅酮植入体表面上的增殖和生物膜产生的能力。
在Rambam医疗中心微生物学实验室,使用移液器在琼脂平板上的10个对称位置滴加上述提及的葡萄球菌的105CFU接种物,每个位置具有相同的液滴体积。将板在排风罩中干燥30分钟,直至完全干燥。干燥后,将板封闭并插入纸板箱中运输。
到进行体内实验的LRI的驾驶时间大约为两个小时。考虑到准备和备用时间,污染的琼脂平板因此在污染后3-4小时使用。在这3-4小时内,琼脂平板上的细菌浓度没有显著变化。
每种植入体在经过预防性处理(A组-仅浸入抗生素,B组-等离子体+浸入抗生素)之后,在琼脂平板上以圆圈运动摩擦,右侧5圈,左侧5圈。植入体从其平坦的(前)侧抓取,并在琼脂上摩擦,而其圆侧与污染物接触。当将植入体插入植入体袋中时,尽可能最小地接触圆侧。
手术后每天检查临床参数(体重、直肠温度和手术伤口愈合)。在第11天使用评分标度0到3(0:正常愈合;1:缝合线闭合,脓液排出;2:部分开裂,脓液排出;以及3:完全开裂,充足的排出和组织坏死)评估伤口愈合情况。
为了在安乐死之后评估植入体和包膜,需要注意使植入体尽快进行细菌学分析,并且在不到两个小时内。在安乐死之后,对从移除的植入体获得的样品进行活葡萄球菌计数以量化细菌负载。在从所有动物移除的接地脾脏样品上进行葡萄球菌计数以评估全身性细菌传播。将指定的植入体在无菌条件下从猪中移除并置于含有盐水的无菌容器中,用盐水洗涤以去除浮游细菌,然后进行两个循环的涡旋和超声处理(5分钟,37kHz,超声处理浴)以从基体释放细菌。将所得悬浮液连续稀释并铺在血琼脂平板上进行细菌计数。使用荧光共焦显微镜观察每只动物的代表性植入体(根据上表3)。将每个植入体的小样品(1×1cm)切片并插入4%的甲醛中。然后将样品带到共聚焦显微镜,染色并评估生物膜形成。
所采取的步骤的详细顺序如下:进行包膜挛缩(Baker级)的临床评估。使猪镇静并放置在安乐死桌上。使用与手术前习惯使用的相同方法将猪腹部剃光并消毒。通过感觉进行包膜挛缩评估,如在之前的随访中所做的那样,并且对植入体给予Baker级评分。通过感觉确定Baker级后,对猪进行安乐死。
整个腹部使用无菌工具并尽可能保持无菌的方法来分开。将腹部插入无菌塑料袋内并置于含有冰的冷却器中。温度计放在冷却器内部用于温度监测。然后将包膜在4摄氏度的冷藏容器中输送到细菌学评估位置。
使用无菌方法(无菌工具、手套和环境)将含有包膜的植入体从腹部提取到无菌区域。每个包膜放置在罩内的标有植入体编号的无菌玻璃板。包膜的前侧朝上。然后取出包膜的代表性图片,并使用无菌卡尺以无菌方式在无菌平板上测量包膜直径(三(3)次测量:沿着两个正交轴的直径和使用放置在包膜上的层面的高度)。
使用无菌方法在罩内从包膜提取植入体。通过评估植入体“挤压量”评估包膜挛缩。将包膜和植入体放置在一起,以相同的取向(前面向上)回到无菌板。检查植入体的视觉损伤,并从3个不同角度拍摄照片。
通过应用与植入体表面接触的6个不同的接触板,从六(6)个不同的部位对每个植入体表面进行采样。接触板标有“Imp X”和“Pl Y”,表示植入体编号X和板编号Y。在使用接触板之前,使用标记标记3个位置(1.5×1.5cm),用于以后提取用于显微镜的样品,并且防止这些位置被接触。
最初,上部和侧面(前部和侧部)由四块板接触,其中Pl 1在前部中心接触,板Pl2-4在侧部接触。然后用无菌手套手动提起植入体,另外两(2)个板Pl 5和Pl 6与后部接触。将接触板置于37℃下孵育18小时并监测生长。如果孵育后获得单菌落,则进行细菌计数。如果获得汇合增长,则进行半定量分析以指示生长的等级(+++重度生长,++中度生长,+生长但不可数的菌落)。
使用无菌打孔器切割直径为7mm的三个(3)包膜样品,一个从后部、一个从前部以及一个从侧部。通过将每个样品以无菌方式放置在具有1mL无菌盐水的无菌艾本德(eppendorf)中,使包膜样品均化用于测定细菌计数,并且使用配备有1.5mL研杵(pestel)的研杵电动搅拌机使其均化。将均化的悬浮液连续稀释并涂布在血琼脂平板上。还切割三(3)个大小为1×2cm的包膜样本,一个从后部、一个从前部以及一个从侧部。每个样品都附着在平坦纸板上以保持其拉伸。将样品插入含有4%甲醛的预标记的容器中。样品瓶上标有“Imp X”、“His Y”,表示植入体编号X和组织学样品编号Y。然后将样品带到组织学实验室。
从植入体从以前标记的位置切割3个1×1cm大小的植入体壳样品,一个从后部、一个从前部以及一个从侧部。将样品插入含有4%甲醛的预标记的容器中。通过“Imp X”、“MicY”(即植入体编号X和显微镜样品编号Y)标记小瓶。然后将样品进行显微镜评估。对于每个包膜的3个位置(前部、后部和侧部)的壁厚也使用卡尺来测量。收集和分析数据。
根据一些实施方式,提供了一种在涉及在活体体内放置由电隔离材料制成的植入体的医疗程序之前处理该植入体的方法。根据一些实施方式,植入体由硅酮制成或具有硅酮外壳或外表面。根据一些优选实施方式,植入体是乳房植入体。该方法可以包括以下步骤(不失一般性,并且为了清楚起见,这里的描述涉及乳房植入体):
(a)根据本文教导,用于等离子体处理乳房植入体的设备设置在旨在执行医疗程序的诊所中。该设备可以包括容器,例如如本文所述的容器1000,其具有配置成在其中容纳植入体的隔室和用于在隔室中在植入体附近产生等离子体的电极。该设备还可以包括电源,其配置成产生适合于在供应到容器的电极时产生形成等离体子的电场的电力。根据一些实施方式,容器是一次性部件并且基本配置成单次使用。根据一些实施方式,容器是便携式的并且配置成在其中储存植入体,例如在植入体的制造地点以及植入体运送到诊所期间。在其中容器是便携式的实施方式中,容器可以电连接到配置在诊所中的电源以用于操作和使用。因此,根据一些实施方式,旨在被植入的植入体可以从运输中接收,储存以及运输到将在其中产生等离子体的容器内。根据一些实施方式,旨在植入的植入体可以从运输中接收,从运送植入体的包装中取出,以及布置在本发明的容器内用于被等离子体处理。
根据一些实施方式,设备可以包括操作单元,操作单元包括电源和控制单元;并且还包括气体泵或气体储存器。根据一些这种实施方式,操作单元可以经由电缆并且可能经由用于将气体从气体储存器运送到容器和/或用于抽吸隔室的管而连接到容器。
(b)根据一些实施方式,容器可以位于诊所中的可能在手术室中的无菌区域中。向容器供电的电源和/或与电源相关联并配置成允许用户命令该设备的设备控制单元可以位于诊所的非无菌区域中,并且可以相应地由“非无菌”操作员操作。在容器附近的无菌区域中,可以从将植入体运送到诊所的包装中取出乳房植入体(已经接收在诊所中以用于植入),并且置于容器的隔室内。
(c)隔室可以是封闭的和密封的,可电离气体可以流入隔室。替代地或另外地,抽吸隔室可用于降低隔室内部的气体(例如空气或可电离气体和空气的混合物)的压力或部分压力。替代地或另外地,等离子体可以点火并维持在环境条件下,即在隔室内的气体(空气)的大气压力和组成下。
(d)可以激活电源,从而在隔室内基本在植入体周围产生等离子体,例如在电极(或者在一些实施方式中,在一些电极之间)与植入体之间。
(e)等离子体产生完成后,乳房植入体可以被含有治疗有效试剂(或多于一种)的液体润湿。治疗有效试剂可以包括抗微生物剂(包括抗生素、防腐剂和消毒剂)、麻醉剂、镇痛剂、抗炎剂、抗瘢痕形成剂、抗纤维化剂、抗癌化合物、用于控制出血的止血材料、激素疗法、干细胞和细胞前体。防腐剂的实例包括头孢唑啉(cefamizine)、庆大霉素万古霉素(ghentamicin vancomicine)、利福平、米诺环素和氯唑西林。防腐剂的实例是聚乙烯吡咯酮碘(betadin)。抗炎剂包括但不限于泼尼松、地塞米松和扎鲁司特。抗癌化合物包括但不限于烷化剂、抗生素剂、抗代谢剂、激素剂、植物衍生剂及其合成衍生物、抗血管生成剂、分化诱导剂、细胞生长停滞诱导剂、细胞凋亡诱导剂、细胞毒素剂、影响细胞生物能学(即影响细胞ATP水平和调节这些水平的分子/活性)的试剂、生物试剂(例如单克隆抗体)、激酶抑制剂和生长因子及其受体的抑制剂、基因治疗剂、细胞疗法(例如干细胞)或其任何组合。
(f)植入体可以用液体冲洗或喷射在液体上或浸入液体中。根据一些实施方式,可以在湿润植入体之前将植入体从容器取出,并且在隔室外部润湿植入体。根据一些实施方式,可以将合适的液体注入如上所述的容器的隔室中以通过容器的液体端口润湿植入体。
(g)在例如通过抗生素液体润湿植入体之后,可以将植入体取出用于手术并放置在活体体内。根据一些实施方式,可以在手术之前(例如在手术前不到48小时甚至不到24小时)对植入体提供等离子体处理。根据一些实施方式,可以在即将进行这种医疗程序前,即在手术的同一天,例如在医疗程序前不到六小时、并且优选地在手术前不到一个小时对植入体提供等离子体处理。注意的是,等离子体处理的有益效果在等离子体处理后逐渐衰减、退化和消失,因此缩短等离子体处理和植入之间的时间是有利的。
因此根据本发明的一个方面提供了一种用于在将植入体安装在活体内之前等离子体处理植入体的装置100、200、400、500、800、800a-800g。该装置包括激活设备110、210、410、510、810、810a-810g和可从激活设备拆卸的便携式容器120、120c、220、220a-220c、300、420、600、650、680、820、820a-820g。便携式容器包括封闭隔室130、230、310、430、620、652、682、830、830a-830g,其容纳浸入流体中的植入体。激活设备包括配置成接收便携式容器的槽140、240、450、840、840a-840g。激活设备还包括电路150、250、460、846、846a-846g,其配置成与至少一个电极160、170、180a、180b、260、270、280a、280b、464、630、662、684、860、860a-860g电连接并且配置成当便携式容器布置在槽中时向至少一个电极提供适合于在封闭隔室中施加形成等离体子的电场的电力。
根据一些实施方式,封闭隔室130、230、310、430、620、652、682、830、830a-830g可以通风到环境大气同时微生物密封,从而使流体维持在环境压力和组成下。
根据一些实施方式,便携式容器300、420、600还包括阀330、440、640,其可操作成打开和关闭并且与封闭隔室流体地相关联。根据一些实施方式,便携式容器300还包括容纳加压气体并与阀门流体连通的气体储存器320,其中打开阀门允许气体储存器与封闭隔室之间的流体连通。
根据一些实施方式,激活设备410、510具有流体端口470,流体端口470配置成当便携式容器布置在槽450中时流体地连接到阀440。根据一些实施方式,流体端口经由受控阀与激活设备的流体源480流体地相关联。根据一些实施方式,流体源是气体储存器。根据一些实施方式,流体端口470经由受控阀与激活设备的气体泵520流体地相关联。
根据一些实施方式,至少一个电极160、260由单个电极组成。
根据一些实施方式,当便携式容器布置在槽140b、240中时,至少一个电极160、260、684包括基本缠绕在植入体周围的长形导体172、262、686。根据一些实施方式,长形导体172、262缠绕在封闭隔室周围。根据一些实施方式,当便携式容器布置在槽240中时,长形导体262由激活设备210包括,并缠绕在封闭隔室周围。
根据一些实施方式,当便携式容器布置在槽140、240中时,至少一个电极170、270、662包括基本包封植入体的圆柱形导体172、272。
根据一些实施方式,装置(激活设备110与便携式容器680)配置成在感应耦合等离子体(ICP)操作模式下在封闭隔室内产生等离子体。
根据一些实施方式,至少一个电极包括彼此电分离的两个电极(图1C中的170和植入体132、图1D中的180A和180B、图2C中的270和植入体132、图2D中的280A和280B),其配置成在电容耦合等离子体(CPC)操作模式下在其间施加形成等离体子的电场。根据一些实施方式,两个电极(图1D中的180A和180B)由激活设备包括,并配置成当便携式容器布置在槽中时施加形成等离体子的电场。
根据一些实施方式,便携式容器的至少一个电极(图1B-1D、2B-2D、5B)与容纳在封闭隔室中的流体电隔离,从而配置成在介电击穿放电(DBD)操作模式下在封闭隔室中产生等离子体。
根据一些实施方式,形成等离体子的电场是DC电场。根据一些实施方式,形成等离体子的电场是AC电场。根据一些实施方式,形成等离体子的电场在至少一个电极中的任一个之间的低于5KV的电压下在封闭隔室中产生等离子体。
根据一些实施方式,装置100、200、400、500、800、800a-800g还包括初始高压脉冲发生器1250,初始高压脉冲发生器配置成当便携式容器布置在槽中时与至少一个位于封闭隔室附近的专用点火电极电连接,从而配置成通过至少一个点火电极在封闭隔室内产生高压点火场。
根据一些实施方式(图1C、图2C、图5B、图6、图8B),当便携式容器布置在槽中时,至少一个电极包括植入体的至少一部分表面。
在权利要求1的设备中,便携式容器220b、220c、220d、600、650、680还包括与至少一个电导体254、274、284、432、690电连接的至少一个电极260、270、280a、280b、630、662、684,所述电导体在封闭隔室外部并且配置成在封闭隔室内施加形成等离体子的电场。
根据一些实施方式,便携式容器600、650还包括在其中容纳封闭隔室620、652的外囊610。根据一些实施方式,外囊配置成从其自由释放封闭隔室。根据一些实施方式,便携式容器600、650还包括设置在外囊610内部并且与在外囊外部并配置成在封闭隔室内施加形成等离体子的电场的至少一个电导体432电连接的至少一个电极(630,容器650中的植入体132)。根据一些实施方式,便携式容器650还包括设置在外囊内部的至少一个浮动电极660,从而与外囊外部的任何导体电隔离,并且成形为包封或环绕封闭隔室652。
根据本发明的方面,还提供了一种用于在将植入体安装到活体内之前等离子体处理植入体的激活设备700、750。激活设备包括配置成在等离子体处理期间将植入体支撑在腔室720中的植入体保持器134。激活设备还包括初始高压脉冲发生器792,其配置成与位于植入体保持器附近并且优选地在腔室中的至少一个点火电极790电连接。初始高压脉冲发生器从而配置成当植入体由植入体保持器支撑时通过点火电极在植入体附近产生高压点火场。激活设备还包括电路710,其包括电源714和与电源电连接的至少一个电极712。电路配置成当植入体由植入体保持器支撑并在环境(大气)压力下浸入流体中时向至少一个电极712提供适合于在植入体附近施加形成等离体子的电场的电力,同时防止通过电极的电弧放电。
根据一些实施方式,激活设备750还包括流体传送系统760和容纳植入体保持器并且与流体传送系统流体连通的可封闭腔室720。流体传送系统与流体源764相关联,从而被配置成通过形成等离体子的电场将适于在其中产生等离子体的可电离流体供应到可封闭腔室。根据一些实施方式,流体源是气体储存器。根据一些实施方式,当植入体由植入体保持器支撑时,至少一个电极中的一个与植入体电接触。
根据本发明的一个方面,还提供了一种用于处理配置成安装在活体内的植入体的便携式容器820、820a-820g。便携式容器包括在其中容纳植入体的封闭隔室830、830a-830g,封闭隔室配置成由用户打开,从而使得能够从便携式容器取出植入体。便携式容器还包括配置成发送信号的场转发器854、854a-854g,所述信号配置成认证便携式容器的身份或其相对于配置成接收信号的接收器852、852a-852g的位置。便携式容器还配置成当可电离流体受到由可从便携式容器拆卸的激活设备810、810a-810g所产生的形成等离体子的电场时,能够在封闭隔室内的植入体附近等离子体激发可电离流体。
根据一些实施方式,场转发器选自由磁体、反射镜、光源、滤光器、代码标签、RFID芯片和接触识别芯片组成的组。根据一些实施方式,将场转发器电磁屏蔽以防止等离子体产生场在其操作中的干扰。
根据一些实施方式,便携式容器820a还包括由导电材料制成的至少一个电极860a,其与封闭隔室外部的电导体862a、862b电连接,并且配置成在封闭隔室内施加形成等离体子的电场。
根据一些实施方式,场转发器854d是有源的。根据一些实施方式,便携式容器还包括用于对场转发器供电的电池。
根据一些实施方式,密封隔室830、830a-830g是密封的,封闭预定组成的可电离流体。因此,便携式容器配置成能够将植入体储存在密封隔室内,运送在其中储存有植入体的便携式容器,并且在不损害封闭隔室的密封的情况下,利用电场在流体中产生等离子体,从而表面处理植入体。
根据一些实施方式,封闭隔室830、830a-830g封装在封闭外囊610内。根据一些实施方式,便携式容器还包括设置在封闭外囊内的至少一个浮动电极660,从而与封闭外囊外部的任何导体电隔离,并且成形为包封或环绕封闭隔室。
根据一些实施方式,便携式容器还包括突出到封闭隔室中的至少一个点火电极(类似于容器1000的隔室1010中的点火电极1032,其配置成当在高于5KV的电压下供应高压点火脉冲时在封闭隔室内产生点火场。
根据本发明的方面,还提供了一种等离子体室1000,用于在将由电隔离材料制成的植入体植入活体内之前等离子体处理植入体。等离子体室包括具有壁1012、1014的可封闭隔室1010,所述壁限定适于在其中容纳植入体的内部空间1060。等离子体室还包括从隔室的底板1082突出并且配置成将植入体支撑在底板上方同时沿着小于植入体的总表面积的大约5%的表面积接触植入体的间隔件1082。等离子体室还包括至少两个电极1020,其跨越可封闭隔室的内部空间1060位于彼此面对的壁上。每个电极具有位于空腔1094中的顶端1096,所述空腔凹陷在壁的内侧(即朝向内部空间1060的一侧)。电极配置成与EM电源电连接以在可封闭隔室内产生等离子体产生EM场。
根据一些实施方式,植入体是诸如疝补片的聚合物补片。根据一些实施方式,植入体是乳房植入体,并且内部空间1060成形为圆顶。
根据一些实施方式,顶端1096是尖的。根据一些实施方式,顶端是钝的。尖的顶端增强了供给到电极的电压所产生的电场;然而,尖的顶端可能会带来一些突出超过腔1094、接触植入体或刺穿乳房植入体的风险。
根据一些实施方式,等离子体室还包括液体端口1042,其配置成当关闭时防止异物自发地进入可封闭隔室中,并且当打开时能够将液体引入可封闭隔室中以冲洗植入体。根据一些实施方式,液体端口由密封件封闭,密封件配置成被不可逆地破裂以打开液体端口。
根据一些实施方式,等离子体室还包括气体端口1040,其配置成使得能够利用来自隔室外部的气体源的气体冲洗可封闭隔室,或者从可封闭隔室抽吸气体。
根据一些实施方式,电极包括分散在隔室的壁上的多个电极1020。
根据一些实施方式,等离子体室还包括高压电源1100、1200、1230,其配置成与电极电连接并且向电极供应适于产生形成等离体子的电场的电力。根据一些实施方式,高压电源1100、1200、1230配置成在电极之间依次分配电力供应。
根据一些实施方式,等离子体室还包括至少一个点火电极1032a、1032b,其突出到可封闭隔室1010的内部空间1060中并且配置成当供给高于5KV的高压点火脉冲时在可封闭隔室内产生点火场。根据一些实施方式,等离子体室还包括高压脉冲发生器1250,其配置成产生高于5KV的高压点火脉冲并且与至少一个点火电极电连接。根据一些实施方式,高压脉冲发生器1250配置成产生高于10KV或高于20KV或高于50KV或甚至高于100KV的高压点火脉冲。
根据本发明的方面,还提供了一种用于制备硅酮植入体以将植入体植入到活体内的方法。该方法包括在容纳植入体的等离子体室中产生等离子体的步骤。在产生等离子体的步骤之后,该方法还包括用包含至少一种治疗有效试剂的极性液体润湿植入体的步骤。在产生等离子体的步骤之后,该方法还包括从等离子体室取出植入体以将植入体安装在活体内的步骤。
根据一些实施方式,在从等离子体室取出植入体之前进行润湿。根据一些实施方式,在润湿之前进行从等离子体室取出植入体。
根据一些实施方式,极性液体是水。根据一些实施方式,包含治疗有效试剂的水是水性溶液。
根据一些实施方式,至少一种治疗有效试剂选自由抗微生物剂、麻醉剂、镇痛剂、抗炎剂、抗瘢痕形成剂、抗纤维化剂、抗癌化合物、用于控制出血的止血材料、激素疗法、干细胞和细胞前体构成的组。根据一些实施方式,至少一种治疗有效剂是选自由抗生素、防腐剂和消毒剂组成的组的抗微生物剂。根据一些实施方式,至少一种治疗有效剂是选自由头孢唑啉、庆大霉素万古霉素、利福平、米诺环素和氯唑西林组成的组的抗生素。
可以理解的是,为了清楚起见,在各个实施方式的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施方式中组合提供。相反地,为了简洁起见,在单个实施方式的上下文中描述的本发明的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合提供,或者适合于在本发明的任何其它描述的实施方式中提供。在实施方式的上下文中描述的特征不认为是该实施方式的必要特征,除非明确地如此指定。
尽管可以以特定顺序描述根据一些实施方式的方法的步骤,但是本发明的方法可以包括以不同顺序执行的所述步骤中的一些或全部。本发明的方法可以包括所述的所有步骤或仅包括所述步骤中的几个步骤。公开的方法中的特定步骤不认为是该方法的必要步骤,除非明确地如此指定。
尽管结合具体实施方式描述了本发明,但是显而易见的是,可以存在对于本领域技术人员显而易见的许多替代、修改和变化。因此,本发明包含落入所附权利要求范围内的所有这些替代、修改和变化。应该理解的是,本发明在其应用中不一定限于这里阐述的部件和/或方法的配置和布置的细节。可以实践其它实施方式,并且可以以各种方式执行实施方式。
这里使用的措词和术语是为了描述的目的,不应该认为是限制性的。在本申请中引用或标识任何参考文献不应解释为承认这样的参考文献可作为本发明的现有技术。本文使用章节标题以便于对说明书的理解,而不应解释为必然的限制。

Claims (59)

1.一种用于在将由电隔离材料制成的植入体安装到活体内之前等离子体处理所述植入体的等离子体室,所述等离子体室包括:
可封闭隔室,其具有包括底部和顶部的内表面并且限定适于容纳所述植入体的内部空间;
间隔件,其从所述底部突出并配置成将乳房植入体支撑在所述底部上方,同时沿着小于所述乳房植入体的总表面积的大约5%的表面积接触所述乳房植入体;
至少一个电极,其分别在所述可封闭隔室的所述底部和所述顶部上,所述电极具有位于从所述内表面凹陷的空腔中的顶端,所述电极配置成与电磁电源电连接以在所述可封闭隔室内产生形成等离子体的电磁场。
2.根据权利要求1所述的等离子体室,其中,所述植入体是乳房植入体,并且所述内部空间成形为圆顶。
3.根据权利要求1所述的等离子体室,其中,所述顶端是尖的。
4.根据权利要求1所述的等离子体室,其中,所述顶端是钝的。
5.根据权利要求1所述的等离子体室,还包括液体端口,其配置成当关闭时防止异物自发地进入所述可封闭隔室,当打开时将液体引入所述可封闭隔室以冲洗所述植入体。
6.根据权利要求5所述的等离子体室,其中,所述液体端口由密封件封闭,所述密封件配置成被不可逆地破裂以打开所述液体端口。
7.根据权利要求1所述的等离子体室,还包括气体端口,其配置成使得能够用来自所述隔室外部的气体源的气体冲洗所述可封闭隔室或者从所述可封闭隔室抽吸气体。
8.根据权利要求1所述的等离子体室,其中,所述电极包括在所述顶部上的多个电极和在所述底部上的多个电极。
9.根据权利要求8所述的等离子体室,还包括高压电源,其配置成与所述电极电连接,并且向所述电极供应适于产生形成等离子体的电场的电力。
10.根据权利要求9所述的等离子体室,其中,所述高压电源配置成在所述电极之间依次分配电力供应。
11.根据权利要求1所述的等离子体室,还包括至少一个点火电极,其突出到所述可封闭隔室的所述内部空间中并且配置成当被供应高于5KV的高压点火脉冲时在所述可封闭隔室内产生点火场。
12.根据权利要求11所述的等离子体室,还包括高压脉冲发生器,其配置成产生高于10KV的高压点火脉冲并且与所述至少一个点火电极电连接。
13.一种用于制备硅酮植入体以将所述植入体植入到活体内的方法,包括以下步骤:
在容纳所述植入体的等离子体室中产生等离子体;
在产生等离子体之后,用包含至少一种治疗有效试剂的极性液体润湿所述植入体;
在产生等离子体之后,从所述等离子体室取出所述植入体,以将所述植入体安装在所述活体内。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,在从所述等离子体室取出所述植入体之前进行所述润湿。
15.根据权利要求13所述的方法,其中,从所述等离子体室取出所述植入体在所述润湿之前进行。
16.根据权利要求13所述的方法,其中,所述极性液体为水。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,包含治疗有效试剂的所述水是水性溶液。
18.根据权利要求13所述的方法,其中,所述至少一种治疗有效试剂选自由抗微生物剂、麻醉剂、镇痛剂、抗炎剂、抗瘢痕形成剂、抗纤维化剂、抗癌化合物、用于控制出血的止血材料、激素疗法、干细胞和细胞前体所构成的组。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,所述至少一种治疗有效剂是选自由抗生素、防腐剂和消毒剂所构成的组的抗微生物剂。
20.根据权利要求18所述的方法,其中,所述至少一种治疗有效剂是选自由头孢唑啉、庆大霉素万古霉素、利福平、米诺环素和氯唑西林所构成的组的抗生素。
21.一种用于在将植入体安装在活体内之前等离子体处理所述植入体的装置,包括激活设备和能够从所述激活设备拆卸的便携式容器,其中,所述便携式容器包括容纳浸入在流体中的所述植入体的封闭隔室,并且所述激活设备包括:槽,其配置成容纳所述便携式容器;以及电路,其配置成与至少一个电极电连接并且配置成在所述便携式容器布置在所述槽中时向所述至少一个电极提供适于在所述封闭隔室中施加形成等离体子的电场的电力。
22.根据权利要求21所述的装置,其中,所述封闭隔室被通风到环境大气并且被微生物密封,从而使所述流体维持在环境压力和组成下。
23.根据权利要求21所述的装置,其中,所述便携式容器还包括:阀,其能够操作成打开和关闭并且与所述封闭隔室流体地相关联;以及气体储存器,其包含加压气体并与所述阀流体连通,其中,打开所述阀允许所述气体储存器与所述封闭隔室之间流体连通。
24.根据权利要求21所述的装置,其中,所述便携式容器还包括阀,所述阀能够操作成打开和关闭并且与所述封闭隔室流体地相关联,并且所述激活设备具有流体端口,所述流体端口配置成当所述便携式容器布置在所述槽中时流体地连接到所述阀。
25.根据权利要求24所述的装置,其中,所述流体端口经由受控阀与所述激活设备的流体源流体地相关联。
26.根据权利要求25所述的装置,其中,所述流体源是气体储存器。
27.根据权利要求24所述的装置,其中,所述流体端口经由受控阀与所述激活设备的气体泵流体地相关联。
28.根据权利要求21所述的装置,其中,所述至少一个电极由单个电极组成。
29.根据权利要求21所述的装置,其中,所述至少一个电极包括长形导体,所述长形导体在所述便携式容器布置在所述槽中时基本缠绕在所述植入体周围。
30.根据权利要求29所述的装置,其中,所述长形导体缠绕在所述封闭隔室周围。
31.根据权利要求30所述的装置,其中,所述长形导体包括在所述激活设备中,以在所述便携式容器布置在所述槽中时缠绕在所述封闭隔室周围。
32.根据权利要求21所述的装置,其中,所述至少一个电极包括圆柱形导体,所述圆柱形导体在所述便携式容器布置在所述槽中时基本包封所述植入体。
33.根据权利要求21所述的装置,其中,所述装置配置成在感应耦合等离子体(ICP)操作模式下在所述封闭隔室内产生等离子体。
34.根据权利要求21所述的装置,其中,所述至少一个电极包括两个电极,所述两个电极彼此电断开且配置成在电容耦合等离子体(CPC)操作模式下在所述两个电极之间施加形成等离体子的电场。
35.根据权利要求34所述的装置,其中,所述两个电极包括在所述激活设备中,以配置成在所述便携式容器布置在所述槽中时施加所述形成等离体子的电场。
36.根据权利要求21所述的装置,其中,所述便携式容器的至少一个所述电极与容纳在所述封闭隔室中的所述流体电隔离,从而配置成在介电击穿放电(DBD)操作模式下在所述封闭隔室中产生等离子体。
37.根据权利要求21所述的装置,其中,所述形成等离体子的电场是DC电场。
38.根据权利要求21所述的装置,其中,所述形成等离体子的电场是AC电场。
39.根据权利要求21所述的装置,其中,所述形成等离体子的电场在所述至少一个电极中的任一个之间的低于5KV的电压下在所述封闭隔室内产生等离子体。
40.根据权利要求21所述的装置,还包括初始高压脉冲发生器,所述初始高压脉冲发生器配置成在所述便携式容器布置在所述槽中时与位于所述封闭隔室附近的至少一个专用点火电极电连接,从而配置成通过所述至少一个点火电极在所述封闭隔室内产生高压电火场。
41.根据权利要求21所述的装置,其中,当所述便携式容器布置在所述槽中时,所述至少一个电极包括所述植入体的至少一部分表面。
42.根据权利要求21所述的装置,其中,所述便携式容器还包括至少一个电极,所述至少一个电极与所述封闭隔室外部的至少一个电导体电连接并且配置成在所述封闭隔室内部施加形成等离体子的电场。
43.根据权利要求21所述的装置,其中,所述便携式容器还包括外囊,在所述外囊中容纳所述封闭隔室。
44.根据权利要求43所述的装置,其中,所述外囊配置成从所述外囊中自由释放所述封闭隔室。
45.根据权利要求43所述的装置,其中,所述便携式容器还包括至少一个电极,所述至少一个电极布置在所述外囊内部并且与所述外囊外部的至少一个电导体电连接,并且配置成在所述封闭隔室内施加形成等离体子的电场。
46.根据权利要求43所述的装置,其中,所述便携式容器还包括至少一个浮动电极,所述至少一个浮动电极布置在所述外囊内部,从而与所述外囊外部的任意电导体电隔离,并且成形为包封或环绕所述封闭隔室。
47.一种用于在将植入体安装在活体内之前等离子体处理所述植入体的激活设备,包括:
植入体保持器,其配置成在等离子体处理期间支撑植入体;
初始高压脉冲发生器,其配置成与位于所述植入体保持器附近的至少一个点火电极电连接,从而配置成当所述植入体由所述植入体保持器支撑时通过所述至少一个点火电极在所述植入体附近产生高压点火场;以及
电路,其包括电源和与所述电源电连接的至少一个电极,所述电路配置成当所述植入体由所述植入体保持器支撑并且在环境压力下浸入流体中时向所述至少一个电极供应适于在所述植入体附近施加形成等离体子的电场的电力,同时防止通过至少一个电极进行电弧放电。
48.根据权利要求47所述的激活设备,还包括流体传送系统和容纳所述植入体保持器并与所述流体传送系统流体连通的可封闭隔室,其中,所述流体传送系统与流体源相关联,从而配置成向所述可封闭隔室供应适于在所述可封闭隔室中通过所述形成等离体子的电场产生等离子体的可电离流体。
49.根据权利要求48所述的激活设备,其中,所述流体源是气体储存器。
50.根据权利要求47所述的激活设备,其中,当所述植入体由所述植入体保持器支撑时,所述至少一个电极中的一者与所述植入体电接触。
51.一种用于处理植入体的便携式容器,包括:
封闭隔室,在所述封闭隔室中容纳配置成安装在活体内的植入体,所述封闭隔室配置成由用户打开,从而使得从所述便携式容器取出所述植入体;以及
场转发器,其配置成发送信号,所述信号配置成认证所述便携式容器的身份或所述便携式容器相对于配置成接收所述信号的接收器的位置,
其中,所述便携式容器配置成:当可电离流体经受由能够从所述便携式容器拆卸的激活设备产生的形成等离体子的电场时,在所述封闭隔室内的植入体附近等离子体激发所述可电离流体。
52.根据权利要求51所述的便携式容器,还包括由导电材料制成的至少一个电极,其与所述封闭隔室外部的电导体电连接,并且配置成在所述封闭隔室内部施加形成等离体子的电场。
53.根据权利要求51所述的便携式容器,其中,所述场转发器是有源的,并且所述便携式容器还包括用于向所述场转发器供电的电池。
54.根据权利要求51所述的便携式容器,其中,所述场转发器选自由磁体、反射镜、光源、滤光器、代码标签、射频识别RFID芯片和接触识别芯片所构成的组。
55.根据权利要求51所述的便携式容器,其中,所述封闭隔室是密封的,封闭预定组成的可电离流体,从而所述便携式容器配置成能够将所述植入体储存在所述密封隔室内,运送储存有植入体的所述便携式容器,并且在不损害所述封闭隔室的密封的情况下,使用电场在所述流体中产生等离子体,从而表面处理所述植入体。
56.根据权利要求51所述的便携式容器,其中,所述封闭隔室封装在封闭外囊内。
57.根据权利要求56所述的便携式容器,还包括至少一个浮动电极,其布置在所述封闭外囊内,从而与所述封闭外囊外的导体电隔离,并且成形为包封或环绕所述封闭隔室。
58.根据权利要求51所述的便携式容器,其中,将所述场转发器电磁屏蔽以防止所述形成等离体子的电场干扰所述场转发器的操作。
59.根据权利要求51所述的便携式容器,还包括至少一个点火电极,其突出到所述封闭隔室内并且配置成当供应电压高于5KV的高压点火脉冲时在所述封闭隔室内产生点火场。
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