CN107710879B - 用于使用非热等离子体处理皮肤的设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于使用非热等离子体处理皮肤的设备。该设备包括：壳体，具有用于在处理期间应用于皮肤的皮肤界面电极；生成器，用于在皮肤界面电极处生成非热等离子体；以及隔离元件，以在处理期间以外隔离围绕所述皮肤界面电极的区，使得在所述区内的皮肤界面电极处生成的非热等离子体对皮肤界面电极进行杀菌。

Description

用于使用非热等离子体处理皮肤的设备

技术领域

本发明涉及一种用于使用非热等离子体处理皮肤的设备。本发明还涉及一种对用于对使用非热等离子体处理皮肤的设备的皮肤界面电极进行杀菌的方法。

背景技术

等离子体通常被定义为包含非束缚的正粒子和负粒子诸如离子和电子的、整体上呈电中性的气体，并且特别是其杀菌特性是众所周知的。当这样的气体以非常高的温度在稳定的状态中存在时，即离子和电子彼此热平衡的状态，该气体被称为热等离子体(或“高温等离子体”)。也可能存在非热等离子体(也称为“冷等离子体”、“低温等离子体”或“非平衡等离子体”)，其中离子处于比自由电子低得多的温度，例如，人体温度。非热等离子体因此适用于许多应用，诸如从人体表面去除污染物，而不引起显著的热组织损伤。

例如从WO2011/144344A2已知用于使用非热等离子体处理皮肤的设备。这样的设备通常包括非热等离子体源，该非热等离子体源包括一对电极和高电压电源。电极中的一个位于设备的皮肤界面区域处。为了生成非热等离子体，通过电源在电极之间施加高电压，使得在电极之间发生放电。这种放电使位于电极之间的空气电离，由此生成非热等离子体。为了处理皮肤，例如为了消毒伤口，将设备的皮肤界面区域与伤口接触或靠近。然后，激活非热等离子体源以在皮肤界面区域生成非热等离子体。非热等离子体扩散到伤口上，从而消毒伤口。

WO 2007/031250A1公开了使用冷等离子体的另一种设备。根据该文献的设备被设定用于消毒伤口，更具体地，该设备包括具有用于将电离气体分配到物体上的出口的等离子体源。几个电离电极被设置在电离室内以电离气体，并且被设置为一方面电极到电极距离和另一方面电极到壁距离的预定比率。

这种设备的一个问题是设备的皮肤界面区域在处理期间，例如当设备用于处理患病皮肤时，或者设备用于处理几个不同人的皮肤时，可能被污染并且变脏。因此这样的设备可能引起卫生问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于使用非热等离子体处理皮肤的设备，该设备基本上减轻或克服了上述问题。特别地，至少在某些实施例中，本发明着手提供一种用于使用非热等离子体处理皮肤的设备，在该设备中克服或减轻了皮肤界面区域的污染问题，特别是细菌污染问题。

根据本发明，提供了一种用于使用非热等离子体处理皮肤的设备，包括：

壳体，具有用于在处理期间应用于皮肤的皮肤界面电极；

生成器，用于在皮肤界面电极处生成非等离子体；以及

隔离元件，以在处理期间以外隔离围绕所述皮肤界面电极的区，使得在所述区内的皮肤界面电极处生成的非热等离子体对皮肤界面电极进行杀菌。隔离元件被配置为将由设备生成的非热等离子体约束在围绕皮肤界面电极的区中。因此，围绕皮肤界面电极的空气被饱和有电离的自由粒子，从而皮肤界面电极被消毒。

隔离元件可以被配置为与壳体配合。隔离元件可以被配置为与壳体配合以在隔离元件与壳体之间形成气密密封。通过这种方式，在皮肤界面电极周围捕获的空气以更有效的方式被饱和有电离的自由粒子，这能够更有效地清洁皮肤界面电极。

隔离元件和壳体中的一个可以包括突起，并且隔离元件和壳体中的另一个可以包括凹部，突起被配置为接合凹部以将隔离元件固定到壳体。这可以确保当皮肤界面电极正在被杀菌时隔离元件保持牢固地连接到壳体。

隔离元件可以包括被配置为面向皮肤界面电极的隔离表面。当隔离元件隔离围绕皮肤界面电极的区时，隔离表面与皮肤界面电极之间的距离至多可以是3毫米。因此，围绕皮肤界面电极并被隔离元件隔离的区的体积被最小化，并且电离的自由粒子因此在皮肤界面电极附近被生成。这提供了皮肤界面电极的增强的杀菌的优点。

隔离元件可以由诸如热塑性聚合物的刚性材料制成。这确保了皮肤界面电极不受机械损伤。

隔离元件可以是帽。备选地，隔离元件可以一体地形成为底座的一部分以接纳和支撑壳体。这使用户能够在设备搁置在底座中时清洁皮肤界面电极，例如在两次处理之间。

设备可以包括：电源，以生成低电压电信号；和变压器，被配置为将所述低电压电信号变成较高电压电信号。生成器可以被配置为接收所述较高电压电信号并且使用所述较高电压电信号在皮肤界面电极处生成非热等离子体。

生成器可以包括主电极和介电材料，该介电材料被设置在主电极和皮肤界面电极之间。主电极可以被连接到变压器，使得较高电压电信号被施加到主电极。可以在主电极和皮肤界面电极之间施加较高电压电信号。皮肤界面电极保持在低电位或零电位。如果用户不小心碰到皮肤界面电极，这确保了很少或没有电流通过，从而避免了任何伤害。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于对如上所述的设备的皮肤界面电极进行杀菌的方法，该方法包括：

将隔离元件相对于壳体定位，使得隔离元件隔离围绕所述皮肤界面电极的区；以及

激活生成器，使得在所述区内的皮肤界面电极处生成非热等离子体，并且对皮肤界面电极进行杀菌。

参照下文描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得显而易见并且被阐明。

附图说明

现在将参照附图仅以示例的方式来描述本发明的实施例，其中：

图1示出了根据本发明第一实施例的用于使用非热等离子体处理皮肤的设备的分解图；

图2示出了图1的皮肤处理设备的透视图；

图3示出了图1的皮肤处理设备的示意性截面图；

图4示出了图1的皮肤处理设备的示意性电路图；

图5A示出了图1的皮肤处理设备的俯视图；

图5B示出了沿图5A中所示的线A-A截取的图1的皮肤处理设备的截面图；

图5C示出了图5B的皮肤处理设备的细节的放大图；

图5D示出了沿图5A中所示的线B-B截取的图1的皮肤处理设备的截面图；

图5E示出了图5D的皮肤处理设备的细节的放大图；

图6示出了图1的皮肤处理设备的电极头组件的局部示意性截面图；

图7A示出了根据本发明第二实施例的用于使用非热等离子体处理皮肤的设备的示意性透视图；以及

图7B示出了图7A的皮肤处理设备的示意性截面图。

具体实施方式

参照图1至图6，示出了根据本发明第一实施例的皮肤处理设备10。设备10被配置为使用非热等离子体处理皮肤。

在本申请的上下文中，术语“非热等离子体”、“冷等离子体”、“低温等离子体”或“非平衡等离子体”是等同的。非热等离子体具有低于约40℃的温度，即，人或用户可忍受而不会造成伤害或不适的温度。在本申请的上下文中，术语“杀菌”、“消毒”和“去污染”是指存在于皮肤的表面上的至少一些微生物被杀死和/或变得无感染性。本文的术语“远”和“近”分别是指相对更接近待处理的皮肤和相对更远离待处理的皮肤。

在本布置中，设备10被配置为对人体或动物体表面进行杀菌、消毒或去污染，例如要去除细菌的身体部分诸如腋窝或伤口。设备10被配置为手持式的。因此，设备10具有使得用户能够操作设备10用于处理皮肤的质量、尺寸和形状。

如图1所示，设备10包括电极头组件11和手柄部分12。设备10包括远端14和近端15。电极头组件11具有位于远端14的皮肤界面13，并且该皮肤界面13适用于在处理期间应用于皮肤。

手柄部分12包括具有侧壁17的壳体16。壳体16容纳电极头组件11和用于驱动电极头组件11的驱动设备18。

如图4所示，驱动设备18包括诸如电池的DC电压源19和电路20。在本布置中，电路20包括与金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)22结合的晶体管-晶体管逻辑(TTL)电路21。TTL电路21的输出连接到MOSFET 22的栅极。驱动设备18被配置为生成低电压电信号。由驱动设备18生成的低电压电信号的电压范围在大约15V与大约30V之间，并且特别地大约等于24V。开关(未示出)被设置在壳体16的侧壁17上，以使用户能够接通或断开驱动设备18。

电极头组件11包括主体23，主体23具有第一主体部分23a和第二主体部分23b，并且该主体23容纳用于生成非热等离子体的生成器24和向生成器24供应高电压电信号的变压器25。

生成器24包括主电极26和皮肤界面电极27或反电极。主电极26位于第一主体部分23a中。主电极26是导电材料板的形式。皮肤界面电极27位于设备10的皮肤界面13处，并且适于在处理期间应用于皮肤。皮肤界面电极27被安装到主体23上。如图5D和图5E中可见的，皮肤界面电极27包括一对凸耳42，该凸耳42被插入到形成在第一主体部分23a中的相应的槽43中。凸耳42紧密适配在槽43中，使得皮肤界面电极27牢固地安装到第一主体部分23a。每个凸耳42包括与第一主体部分23a的内表面45邻接的突出元件44，使得防止皮肤界面电极27与主体23分离。皮肤界面电极27呈导电材料的栅格或网格的形式。皮肤界面电极27的栅格或网格的形状可以适于控制应用到皮肤的非热等离子体的流动。介电材料层28沿主电极26设置在主电极26和皮肤界面电极27之间。介电材料层28例如由PTFE、聚甲醛、氧化铝或石英制成。介电材料层28和皮肤界面电极27以这样的方式相对于彼此布置，使得空气间隙29位于介电材料层28和皮肤界面电极27之间。

变压器25被配置为接收由驱动设备18生成的低电压电信号，并且被配置为将接收到的低电压电信号转换为较高电压电信号。根据变压器25的绕组比，低电压电信号的电压在约15V和约30V之间，较高电压电信号的电压在约6kV和约7kV之间。低电压电信号的电压尤其近似等于24V，并且较高电压电信号的电压特别是近似等于7kV。变压器25包括初级绕组线圈30和次级绕组线圈31。初级绕组线圈30被连接到驱动设备18的输出。次级绕组线圈31被连接到主电极26，并且皮肤界面电极27被保持在低电位或零电位，使得在主电极26和皮肤界面电极27之间被施加较高电压电信号。因为皮肤界面电极27被保持在低电位或零电位，所以如果用户不小心碰到皮肤界面电极，很少或没有电流通过，从而避免了任何伤害。

如图3所示，变压器25和主电极26嵌入本体23中的灌封材料32内。灌封材料32是被配置为使变压器25和主电极26电绝缘的电绝缘材料。灌封材料32是可硬化的并且适于在变压器25和主电极26周围固化。例如，灌封材料32是诸如聚氨酯、硅树脂或环氧树脂的热固性聚合物。灌封材料32提供了在使用期间与电极头组件11内生成的高电压的电绝缘，从而使得电极头组件11同时对于用户是紧凑和安全的。

电极头组件11和驱动设备18包括配合元件，以将电极头组件11可释放地安装到驱动设备18，并且将驱动设备18电连接到变压器25。配合元件呈一对插头33和一对相应的插座34的形式。插头33是电极头组件11的一部分，并且电连接到变压器25的初级绕组线圈30。插座34被布置在驱动设备18中并且被电连接到驱动设备18。每个插头33被配置为分别与插座34中的一个接合，以将电极头组件11可释放地安装到驱动设备18。当彼此接合时，成对的插头33和插座34将驱动设备18电连接到初级绕组线圈30，使得由驱动设备18生成的低电压电信号被传输到初级绕组线圈30。设备10因此被配置为使得没有高电压电信号通过插头33被传输，即，没有高电压电信号通过驱动设备18和电极头组件11之间的接口被传输。用户因此可以将电极头组件11从驱动设备18拆卸而没有任何风险。

设备10包括呈一对螺钉46和一对相应的孔47形式的附加固定元件。如图1和图5B所示，螺钉46被附接到驱动设备18的侧壁48，并且孔47被布置在主体23中。每个螺钉46被配置为分别与孔47中的一个接合，以将电极头组件11附加地固定到驱动设备18。

如在图6中可见，在设备10的皮肤界面13处提供隔离元件35。在本实施例中，隔离元件35呈帽35的形式。帽35被配置为与壳体16配合。如图5B和图5C所示，帽35包括一对突起37，该突起37被配置为接合到形成在壳体16的侧壁17中的相应的凹部38中，使得在帽35和壳体16之间形成气密密封。帽35被配置为定位在隔离位置，在该隔离位置中帽35隔离围绕皮肤界面电极27的区以在皮肤界面电极27周围形成封闭室36。

当帽35处于隔离位置时并且当在皮肤界面电极27处生成非热等离子体时，非热等离子体被包含在封闭室36内在皮肤界面电极27周围。以这种方式，在封闭室36中并围绕皮肤界面电极27捕获的空气被饱和有电离的自由粒子，从而皮肤界面电极27被清洁和消毒。

帽35包括隔离表面39，当帽35处于隔离位置时，该隔离表面39面向皮肤界面电极27。在该隔离位置，隔离表面39与皮肤界面电极27之间的距离D至多为3毫米，并且优选地在大约0.2毫米与大约1毫米之间的范围内。这允许形成在皮肤界面电极27周围的封闭室36的体积最小化。以这种方式，在封闭室36中捕获的空气被更有效地饱和有电离的自由粒子，因此使能增强皮肤界面电极27的清洁。

帽35由诸如热塑性聚合物的刚性材料制成。例如，帽35由丙烯腈丁二烯苯乙烯或聚碳酸酯制成。应当注意，可以使用适于保护皮肤界面电极27免受机械损伤的任何其他种类的材料。

设备10可以附加地包括支架44，该支架44被配置为当装置10被放置在直立位置(例如在桌子上)时稳定设备10。支架44接纳设备10的近端15。

现在将描述根据本发明第一实施例的皮肤处理设备10的操作。

首先，变压器25被电连接到驱动设备18，并且电极头组件11经由插头33和插座34被安装到驱动设备18。电极头组件11通过固定螺钉46和孔47附加地被固定到驱动设备18。在使用中，驱动设备18由用户通过开关接通，并且设备10的皮肤界面13被定位成抵靠或接近要进行杀菌的皮肤区域，例如伤口。备选地，或者更一般地，设备10被定位成抵靠或接近要清除细菌的身体部分，诸如腋窝。一旦驱动设备18被接通，则驱动设备18生成低电压电信号，该低电压电信号经由插头33和插座34被传输到变压器25的初级绕组线圈30。变压器25将低电压电信号转换成被施加在主电极26和皮肤界面电极27之间的较高电压电信号。这产生了放电，该放电使位于主电极26和皮肤界面电极27之间的空气电离，并且在皮肤界面电极27处生成非热等离子体。所生成的非热等离子体扩散到皮肤上，从而对皮肤消毒。

在皮肤的处理期间，皮肤界面电极27被定位成接近或直接抵靠要除去细菌的身体部分，因此可能被污染。因此，在处理之后，用户可能希望在重新使用设备10之前清洁皮肤界面电极27。为此，用户将帽35定位在隔离位置，使得帽35咬合在壳体16上并且在皮肤界面电极27周围形成封闭室36。然后，用户通过开关接通驱动设备18。在皮肤界面电极27处生成非热等离子体，并且该非热等离子体被包含在封闭室36内皮肤界面电极27周围。因此，在封闭室36中并且围绕皮肤界面电极27捕获的空气被饱和有电离的自由粒子，由此皮肤界面电极27被清洁和消毒。

备选地或附加地，用户可能想要更换电极头组件11，可能想要清洗电极头组件11。为此，用户将帽35从壳体16拆卸，并且通过从插座34移除插头33和从孔47移除螺钉46来将电极头组件11从驱动设备18拆卸。由于没有高电压电信号通过驱动设备18与电极头组件11之间的插头33和插座34被传输，所以电极头组件11可以从驱动设备18移除而不会对用户造成危险。

图7A和图7B示出了根据本发明的皮肤处理设备的第二实施例110。第二实施例与第一实施例紧密对应，并且相同的附图标记用于相同的部件。

如图7A所示，隔离元件呈壁49的形式，该隔离元件被一体地形成为底座41的一部分，以接纳和支撑设备110。底座41被配置为接纳设备110的远端14。当设备110被放置在底座41中，壁49与壳体16配合以在底座41和壳体16之间形成气密密封。如图7B所示，壁49包括突起37，突起37被配置为接合在壳体16中形成的相应的凹部38中，以在壳体16和底座41之间形成气密密封并且在皮肤界面电极27周围形成封闭室36。

应当理解的是，根据第二实施例的皮肤处理设备110的操作与第一实施例的操作相同。然而，在第二实施例中，当用户想要对皮肤界面电极27进行杀菌时，用户将设备110的远端14定位在底座41中，使得壁49的突出37接合壳体中的凹部38以在皮肤界面电极27周围形成封闭室36。然后驱动设备18被接通，并且在封闭室36内的皮肤界面电极27处生成非热等离子体，使得对皮肤界面电极27进行杀菌。

尽管在附图和前面的描述中已经详细图示和描述了本发明的实施例，但是这样的图示和描述应当被认为是说明性的或示例性的而不是限制性的，并且本发明不限于这些实施例。

应当理解，术语“包括”不排除其它元件或者步骤，并且不定冠词“一”或者“一个”不排除多个。单个处理器可以实现在权利要求书中叙述的若干项的功能。某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中的事实并不表示不能使用这些措施的组合来获益。权利要求中的任何附图标记不应该被解释为是对权利要求的范围的限制。

虽然已经在本申请中将权利要求表述为特征的特定组合，但应当理解，本发明的公开内容的范围还包括本文明确地或者隐含地公开的任何新颖特征或者任何新颖的特征组合或者它们的任何概括，无论其是否涉及如当前在任何权利要求中所要求保护的相同发明，并且无论其是否像母案发明一样解决相同技术问题中的任意或者全部技术问题。申请人由此提请注意：在本申请或者从其衍生的任何其它申请的审查期间，新权利要求可以被表述为这些特征和/或特征的组合。

Claims (12)

1.一种用于使用非热等离子体处理皮肤的设备(10、110)，包括：

壳体(16)，具有用于在处理期间应用于皮肤的皮肤界面电极(27)；

生成器(24)，用于在所述皮肤界面电极处生成非热等离子体；以及

隔离元件(35、49)，用以在处理期间以外隔离围绕所述皮肤界面电极(27)的区，使得在所述区内的所述皮肤界面电极处生成的非热等离子体对所述皮肤界面电极进行杀菌。

2.根据权利要求1所述的设备(10、110)，其中所述隔离元件(35、49)被配置为与所述壳体(16)配合。

3.根据权利要求2所述的设备(10、110)，其中所述隔离元件(35、49)被配置为与所述壳体(16)配合以在所述隔离元件与所述壳体之间形成气密密封。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的设备(10、110)，其中所述隔离元件(35、49)和所述壳体(16)中的一个包括突起(37)，并且所述隔离元件(35、49)和所述壳体(16)中的另一个包括凹部(38)，所述突起(37)被配置为接合所述凹部(38)以将所述隔离元件固定到所述壳体。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(10、110)，其中所述隔离元件(35、49)包括被配置为面对所述皮肤界面电极的隔离表面(39)，并且其中当所述隔离元件隔离围绕所述皮肤界面电极的所述区时，所述隔离表面与所述皮肤界面电极之间的距离(D)最多为3毫米。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(10、110)，其中所述隔离元件(35、49)由刚性材料制成。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(10、110)，其中所述隔离元件(35)是帽。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(110)，其中所述隔离元件(49)被一体地形成为用于接纳和支撑所述壳体(16)的底座(41)的一部分。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(10、110)，包括：电源(19)，用于生成低电压电信号；以及变压器(25)，被配置为将所述低电压电信号变为较高电压电信号，其中所述生成器(24)被配置为接收所述较高电压电信号并且使用所述较高电压电信号在所述皮肤界面电极处生成非热等离子体。

10.根据权利要求9所述的设备(10、110)，其中所述生成器(24)包括主电极(26)和设置在所述主电极和所述皮肤界面电极之间的介电材料(28)，并且其中所述主电极被连接到所述变压器(25)，使得所述较高电压电信号被施加到所述主电极。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(10、110)，其中所述隔离元件(35、49)由热塑性聚合物制成。

12.一种用于对根据前述权利要求中任一项所述的设备(10、110)的皮肤界面电极进行杀菌的方法，所述方法包括：

将所述隔离元件(35、49)相对于所述壳体(16)定位，使得所述隔离元件隔离围绕所述皮肤界面电极的区；以及

激活所述生成器(24)，使得非热等离子体被生成在所述区内的所述皮肤界面电极处，并且对所述皮肤界面电极进行杀菌。