CN112136366B - 等离子体施加器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于产生大气压冷等离子体或低压冷等离子体以处理人的和/或动物的和/或技术性的表面的电工芯。电工芯具有面向待处理的表面的一侧和背离待处理的表面的一侧,并且从面向待处理的表面的一侧开始,包括以下叠置的层:‑第一绝缘层,‑第一电极结构体,其连接到用于在第一电极结构体和能量供应单元之间建立电接触的第一触点,并且在运行中接地;‑第二绝缘层,其被设计成将第一电极结构体和第二电极结构体彼此电隔离,‑第二电极结构体,其连接到用于在第二电极结构体和能量供应单元之间建立电接触的第二触点,并且在运行中通过由能量供应单元提供的并且足以点燃等离子体的电压信号驱动,‑第三绝缘层,其被设计成将第二电极结构体和第三电极结构体彼此电隔离,‑第三电极结构体,其设置有第三触点以在运行中将第三电极结构体接地。

Description

等离子体施加器
本发明涉及用于产生冷等离子体的等离子体施加器,所述冷等离子体用于人的、动物的或技术性的表面的处理。本发明还涉及用于等离子体施加器的电工芯(elektrotechnischen Kern)。
通常,为了进行操作,等离子体施加器经由电缆连接至能量供应单元,例如连接至高压发生器(高压发电机),该能量供应单元提供足以点燃物理等离子体的电压信号。能量供应单元可包括控制装置,该控制装置例如控制电流、电压或处理时间。
等离子体施加器通常具有电工芯。电工芯包括多层体系,该多层体系在层厚度方向上依次包括以下各层:第一绝缘层,第一电极结构体,第二绝缘层、特别是介电层,第二电极结构体。当将具有这样的电工芯的等离子体施加器放置在待处理的表面上时,将第一绝缘层作为最底层分配给待处理的表面。第二电极结构体通常由电压信号主动地驱动,并且通常被设计成扁平电极(片状电极,)。第一电极结构体通常形成对电极并接地。
在第二电极结构体和也可由待处理的表面形成的对电极之间,在运行中施加可被调制并且通常被调制的电压。
对电极的电位可为接地电势或与其不同的电位。施加的电压在此称为电压信号,其例如可以正弦波、三角波或方波的方式进行调制。此外,电压信号也可由单个脉冲组成。
为了简单起见,在本说明书中反复使用术语“驱动”电极结构体。电压(即,电压信号)总是施加在驱动电极结构体和对电极之间。由于对电极通常(但不是必须)具有接地电势,因此在此使用简化表达“将电压信号施加到驱动电极结构体”来描述施加的电压在驱动电极结构体和对电极之间起作用。
电工芯通常包括以导电方式连接到第一电极结构体的接地连接件,以及以导电方式连接到第二电极结构体的高压连接件。在接地连接件和高压连接件处,第一和第二电极结构体通常经由电缆连接至能量供应单元,该能量供应单元在运行中提供足以点燃等离子体的电压信号,该电压信号被传输至第二电极结构体。
第二绝缘层通常位于第一和第二电极结构体之间,并使第一和第二电极结构体相互电绝缘。因此,第二绝缘层通过电隔离防止第一和第二电极结构体之间的短路。通过以电压信号的形式施加到第二电极结构体上的电压,供应的气体或气体混合物如空气在等离子体施加器和待处理表面之间形成的封闭的气体空间中被电离并转化为反应状态。从而产生了物理等离子体。等离子体均匀分布在封闭的气体空间中,并与待处理的表面相互作用。
还已知的是仅具有第二电极结构体和第二绝缘层的电工芯。第二绝缘层在运行中则处于面向待处理表面的一侧上。特别地,在这样的电工芯中不设置第一电极结构体,而是在运行中通过人体或动物体或待处理的表面本身实现接地电极的功能。例如在DE 10 2017100 161A1中描述了这样的电工芯。在这种情况下,待处理的表面形成对电极。
除固态、液态或气态这三种聚集态外,等离子体也称为第四聚集态。如果将足够量的能量,例如以电能的形式,添加到气体或气体混合物中,则气体的一些原子被电离,即电子从原子壳中移除并作为自由粒子移动,从而保留(留下)带正电的原子。如果气体由足够高比例的自由离子和电子组成,则该聚集态称为物理等离子体。因此,物理等离子体是如下物质,其组成为部分带电的组分、离子和电子,它们作为自由载流子移动。
经电离的气体或气体混合物中的一些原子通过碰撞过程转换为激发态。断电时,这些原子以电磁辐射的形式释放其能量,其光谱范围从紫外线范围到可见光谱范围再到红外线范围。被激发的原子和离子也可彼此化学相互作用并结合形成新的分子。
对于等离子体的产生,例如等离子体喷嘴或等离子射流、炬、电晕放电和介质阻挡放电(DBE)是已知的。在介质阻挡放电(DBE)中,等离子体通常是在远离热平衡的大气压下产生的。当施加交流电压时,每个周期都会形成微小的放电通道。由于放电通道仅占总放电量的一小部分,并且放电持续时间受到电容耦合的严格限制,因此放电中的平均气体温度保持接近室温。因此,由介质阻挡放电(DBE)可产生在大气压或低压下的冷等离子体。大气压等离子体(或称为常压等离子体)是物理等离子体的特殊情况,其中等离子体中的气压大致对应于环境大气(所谓的标准压力)。如果等离子体中的气体压力低于大气压,则称为低压等离子体。目前正在研究温度低于40℃的冷等离子体在等离子体医学中的应用,并且已经发现了其首次应用。
等离子体医学的主要目标是治疗性等离子体应用,即物理等离子体应直接应用于人体或动物体。在此,主要追求生物相关表面的等离子体辅助修饰、基于等离子体的生物净化/灭菌以及促进伤口愈合的直接治疗应用。
可能的应用一方面是在抗菌作用领域,另一方面是对哺乳动物细胞和组织的靶向和可控修饰。尤其在支持愈合过程方面讨论了医用等离子体应用,其中特别关注慢性伤口的治疗、传染性皮肤病的治疗以及炎性皮肤病(皮炎)的治疗。
根据目前的研究状况,冷等离子体的主要活性成分是反应性的氮和氧物种,紫外线辐射、带电粒子和电场。通过将电能耦合到非生物活性的气体(氩气、氦气、氮气、氧气、空气及其混合物)中并通过随后与相邻的介质(大气空气、液体和表面)相互作用,短暂地并且局部地形成反应性氮和氧物质。电场和由其产生的信号在调节身体自身的愈合过程中起着重要作用。发生伤害时,这些信号属于身体收到的有关伤害的第一信号。例如,伤口的电刺激是公认的治疗方法,其可特异性地重新激活并维持身体自身和生理的修复过程。
在此,扁平(片状,)等离子体应用特别具有医学意义,其允许使用大气压冷等离子体对人和/或动物表面、特别是伤口进行完全且均匀的处理。
DE 10 2014 220 488 A1中描述了用于产生大气压冷等离子体以处理人和/或动物表面的装置。该装置包括柔性的面状多层体系,该体系具有面向待处理的表面的一侧和背离待处理的表面的一侧。形成电工芯的多层体系包括以下层:
-在多层体系的背离侧上的第一电极层,
-在多层体系的面向侧上的第二电极层,其中该电极层具有大量凹槽或呈栅格状或曲折状,
-介电层,其设置在第一电极层和第二电极层之间,以及
-间隔件层,其与第二电极层相邻地布置在多层体系的面向侧上,并且在运行中确保待处理的表面与布置在底部的第二电极层之间的距离。
使用所描述的装置旨在能够进行大面积的伤口治疗,尤其是大于200cm2的伤口。
为了产生大气压冷等离子体,如DE 10 2014 220 488 A1中所述的装置通常经由电缆连接至高压发生器,以便将高压传输至第一电极层。通常,用于传输高压的电缆可经由适合于高压的插接装置(Steckvorrichtung)连接到如DE 10 2014 220 488 A1中所述的装置的电极层。
DE 10 2015 101 391 B4描述了一种等离子体产生装置,其包括电极载体和第一电极以及第二电极。第一电极布置在电极载体之上或之内。此外,其包括适合于高压的插头触点连接部以与至少一个电极电接触。插头触点连接部具有插头和用于容纳插头的插入式插座。插入式插座固定地布置在电极载体上或电极载体中,并且导电地连接到电极之一。
本发明的目的是实现改进的等离子体施加器。
根据第一方面,该目的通过用于产生大气压冷等离子体或低压冷等离子体以处理人的和/或动物的和/或技术性的表面的电工芯来实现。
电工芯具有面向待处理表面的一侧和背离待处理表面的一侧,并且从面向待处理表面的一侧开始,包括以下叠置的层:
-第一绝缘层,
-第一电极结构体,其连接到用于在第一电极结构体和能量供应单元之间建立电接触的第一触点,并且在运行中接地;
-第二绝缘层,其被设计成将第一电极结构体和第二电极结构体彼此电隔离,
-第二电极结构体,其连接到用于在第二电极结构体和能量供应单元之间建立电接触的第二触点,并且在运行中通过由能量供应单元提供的并且足以点燃等离子体的电压信号驱动,
-第三绝缘层,其被设计成将第二电极结构体和第三电极结构体彼此电隔离,
-第三电极结构体,其设置有第三触点以在运行中将第三电极结构体接地。
本发明基于这样的知识,即,如果将电工芯设计成本身可安全触摸,则可减小传统等离子体施加器的垂直整合(或称为加工深度,Fertigungstiefe)。如果电工芯本身已经可确保触摸保护,那么就可省去制造复杂的触摸安全外壳,而可使用仅具有单个注塑成型层并且本身不确保触摸保护的替代外壳。
发明人已经认识到,本身单独地已可安全触摸的电工芯可用作独立模块。这意味着,这种电工芯可插入不同的外壳中或布置在其中,而在触摸保护方面向外壳没有任何特殊要求。
发明人还认识到,如果电工芯在背离待处理的表面的一侧上包括实现接地电极的功能的第三电极结构体,则可特别容易地确保触摸保护和EMC屏蔽。第三绝缘层则被布置在第二和第三电极结构体之间,并且使第二和第三电极结构体彼此电绝缘。因此,第三绝缘层通过电隔离防止了在运行中经受电压的第二电极结构体与屏蔽的第三电极结构体之间的短路。
根据第一方面的电工芯的优选的实施方式
第三电极结构体优选地被设计成具有屏蔽作用。优选地将第三电极结构体设计成没有大间隙的片状电极。相对于此,第一电极结构体优选地具有特定的几何形状并且这样设计,使得在其电极部段上,优选地在背离第二电极结构体的一侧上形成适当高的电场强度,从而产生的等离子体作为表面等离子体分布在第一电极结构体的面向身体的一侧。这可通过如下方式来实现:第一电极结构体具有相应大的间隙,该间隙例如可由第一电极结构体的电极部段之间的相应距离形成。第一电极结构体是在使用情形下最接近待处理的表面的电极结构体。在运行中,等离子体直接形成在第一电极结构体上,即在身体和第一电极结构体之间。这在如下情形中是可行的,即第一电极结构体具有凹槽,(如果考虑“场线”概念)场线可穿过所述凹槽从电工芯出来。
第一绝缘层优选地由生物相容性材料形成。
第二电极结构体也可具有特定的几何形状,并且特别地然后与第一电极结构体以限定的重叠布置。
电工芯可被设计成柔性的,使得该电工芯对于等离子体处理在其形状上可适配于待处理表面的形状。
电工芯也可被设计成以预定形状呈刚性的,其例如可已经特别适合于特定身体部位或特定技术性表面的等离子体处理。
电工芯的基本形状可例如为有角的、圆形的或任何多边形。
在一种实施方式中,电工芯具有插接装置,其中第一和第二电极结构体的第一和第二触点分别形成插接装置的第一和第二导体轨道(导线线路、导体走线)。导体轨道优选地分别在电工芯的同一纵向侧处各自从相应的电极结构体的纵向侧突出。插接装置优选地还具有接片(Lasche),该接片相应地连接到第二绝缘层。第一和第二导体轨道优选地通过接片彼此电隔离。
在一种实施方式中,电工芯还具有隔离结构体,所述隔离结构体与第一绝缘层相邻地布置在电工芯的面向待处理的表面的一侧上,使得所述隔离结构体在等离子体处理期间位于待处理的表面和第一绝缘层之间。
间隔件结构体可由生物相容性材料形成。隔离结构体可例如具有蜂窝形状或X-、O-、Z-、M-、E-或W形状。
电工芯的触点或电极结构体也可具有至少一个如下的特征(Merkmal),所述特征由于首次使用而改变,使得不再能够将足以点燃等离子体的电压信号传输到第二电极结构体。由此可确保电工芯的一次性使用。这样的特征例如可为电极结构体的电极部段的收缩变细部(Verjüngung)的形式,其在首次使用快要结束之前就被随后将要提供的高电流脉冲破坏。一次性使用方面将在下面详细讨论。
另外的方面
下面对另外的方面进行描述,其在各自的情况下单独地并且独立于其他另外的方面可有助于改进的等离子体施加器。
另外的方面涉及如下特征,该特征由于使用而改变,使得不再能够将足以点燃等离子体的电压信号传输到电工芯。可结合或也可独立于本文所述的其他方面,在各种等离子体施加器上,特别是在等离子体施加器的各种电工芯或插接装置上实现该特征。
本身可有助于改进的等离子体施加器的所述方面在于触点或电极结构体具有至少一个如下特征,该特征由于使用而改变,使得不再能够将足以点燃等离子体的电压信号传输到电工芯。由于使用而改变使得不再能够将足以点燃等离子体的电压信号传输到电工芯的特征用于确保等离子施加器的一次性使用。
该方面可优选地在本文中所描述的类型的电工芯上实现,特别是在根据第一方面的电工芯上实现,但是也可在其它等离子体施加器中实现。特别地,其它等离子体施加器可具有仅带有第二电极结构体和第二绝缘层的电工芯,从而对电极在应用情况下通过待处理的表面来实现。其它等离子体施加器也可具有带有第一绝缘层、第一电极结构体、第二绝缘层和第二电极结构体的电工芯。在电工芯中,确保一次性使用的特征优选地作为电极结构体的组件来实现,在运行中向所述电极结构体施加电压信号。
在该方面的一种实施方式变型中,所述特征由电极结构体的触点或电极部段的收缩变细部形成,所述收缩变细部在首次使用快要结束之前被随后提供的高电流脉冲破坏。
作为替代或补充,例如,可提供例如存储器模块形式的存储器,该存储器的内容在第一次使用时被改变,并且在每次应用之前被读取。
具有确保一次性使用的特征的等离子体施加器也可具有由线栅格(Drahtgitter)、线织物(Drahtgewebe)或线编织物(Drahtgeflecht)形成的电工芯。
任选地,具有确保一次性使用的特征的等离子体施加器可具有外壳和/或隔离结构体和/或用于将流体介质供应到气体空间中或从气体空间排出的通路连接件。任选地,具有确保一次性使用的特征的等离子施加器也可具有集成式能量供应单元。
具有至少一个用于确保可一次性使用等离子体施加器的特征的等离子体施加器也可具有至少一个传感器,该传感器被设计成,检测和输出在运行中与等离子体处理和/或伤口愈合有关的测量变量,特别是在应用情况下由等离子体施加器覆盖的身体部位的生理和/或物理测量变量。
可独立地并且独立于本文描述的其它方面或与这些其他方面组合而有助于改进的等离子体施加器的另一方面涉及具有兜袋的外壳,其中可取出地布置有电工芯。具有兜袋的外壳可被实现为各种等离子体施加器的组件,并且尤其还可与和一次性使用有关的方面相结合。
根据该方面,所述目的通过具有电磁芯和带有兜袋的外壳的等离子体施加器来实现。优选地,兜袋被设计成使得电工芯可被插入该兜袋中,然后被外壳至少部分地包封。优选地,根据第一方面的所描述的实施方式中的至少一种来设计可被插入兜袋中的电工芯。然而,可被插入兜袋中的电工芯也为不同于第一方面的电工芯。这样的电工芯可例如为仅包括第二电极结构体和第二绝缘层的电工芯。还可想到的是,可被插入兜袋中的电工芯仅具有第一绝缘层、第一电极结构体、第二绝缘层和第二电极结构体。具有带兜袋的外壳的等离子体施加器也可具有由线栅格、线织物或线编织物形成并被插入兜袋中的电工芯。任选地,具有带兜袋的外壳的等离子体施加器可具有隔离结构体和/或用于流体介质的通路连接件。任选地,包括具有兜袋的外壳的等离子体施加器也可具有集成式能量供应单元。具有带兜袋的外壳的等离子体施加器也可具有触点或电极结构体,该触点或电极结构体具有至少一个如下特征,该特征由于使用而改变,使得不再能将足以点燃等离子体的电压信号传输到第二电极结构体。外壳优选地由生物相容性材料形成。尤其是当电工芯本身确保触摸保护时,例如根据第一方面的电工芯那样,外壳可被设计成单层并且其本身不为可安全触摸的。外壳可具有硅酮和/或清漆(涂层)和/或聚对二甲苯涂层。外壳还可具有带倒钩的区域,其中等离子体施加器可固定(befestigt)至织物,例如绷带。等离子体施加器还可具有单独的层,该单独的层在一侧上具有粘合剂层并且在另一侧上带有倒钩。利用粘合剂层所在的那侧,可将所述层固定到等离子体施加器上,然后可将等离子体施加器以带倒刺的一侧固定到织物上。原则上,这种在一侧上具有粘合剂层而在另一侧上具有倒钩的层也适用于此处所述的任何其他应可脱卸地固定到织物的等离子体施加器。
具有电工芯和带有兜袋的外壳的等离子体施加器也可具有至少一个传感器,该传感器被设计成,在运行中检测和输出与等离子体处理和/或伤口愈合相关的测量变量,特别是在应用情况下被等离子体施加器覆盖的身体部位的生理和/或物理测量变量。
可独立地和独立于本文所述的其他方面并且与这些方面中的一个或多个相结合地可有助于改进的等离子体施加器的另一方面涉及布置在袋套(Beutel)上的等离子体施加器。等离子体施加器可以各种变型来实现,并且例如可具有带有兜袋的外壳和/或确保可一次性使用的特征。附加地或作为替代,等离子体施加器也可具有根据第一方面的电工芯。
因此,该方面涉及具有电工芯和固定在袋套上的外壳的等离子体施加器,所述袋套旨在包封身体的某个部分,例如脚,从而形成封闭的气体空间。该袋套可由薄的膜形成。对于等离子体处理,可将待治疗的脚推入袋套中。然后,袋套可例如在脚踝上方,例如用橡胶或胶带固定以形成封闭的气体空间。袋套可具有至少一个孔,所述孔的直径优选地在1cm至8cm之间。将等离子体施加器布置成覆盖孔。等离子体施加器优选地布置在孔上方,使得电工芯邻接所述孔。在面向孔的一侧,等离子体施加器可在该等离子体施加器的外边缘处围绕至少一个孔固定至袋套。在应用情况下,被点燃的等离子体可穿过孔进入袋套,并与待处理的表面相互作用。由此能够例如对脚或至少一个脚底进行大面积的处理(治疗)。
可独立地且独立于本文描述的其他方面或与这些方面中的一个或多个结合而有助于改进的等离子体施加器的另一方面涉及通路连接件。通路连接件可作为各种等离子体施加器的组件来实现。例如,具有根据该方面的通路连接件的等离子体施加器可具有根据第一方面设计的电工芯和/或带有兜袋的外壳和/或用于确保一次性使用的特征。
根据该方面,等离子体施加器也具有通路连接件,其中该通路连接件被布置和设计成使得可将流体介质在等离子体处理之前、期间和/或之后供应到在电工芯和待处理的表面之间由外壳形成的封闭的气体空间中或从所述气体空间排出。流体介质是气态和/或液态介质和/或具有以例如可溶性和/或不溶性微粒形式添加的固体组分的液态介质。具有通路连接件的等离子体施加器可被不同地设计,并且特别地可以各种电工芯来实现。具有通路连接件的这种等离子体施加器的电工芯优选地被设计成柔性的并且可以各种基本形状来实现,例如圆形或正方形。具有通路连接件的等离子体施加器的电工芯的电极结构体可具有特定的几何形状。如果该电工芯具有至少两个具有特定几何形状的电极结构体,则这两个电极结构体的电极部段可例如以限定的彼此重叠的方式布置。特别地,具有通路连接件的等离子体施加器的电工芯可仅具有第二电极结构体和第二绝缘层,或者仅具有第一绝缘层、第一电极结构体、第二绝缘层和第二电极结构体,或者可根据上述第一方面进行设计。具有通路连接件的等离子体施加器的电工芯也可由线栅格、线织物或线编织物形成。合适的电工芯可例如通过如下方式来制造:在分别具有电极结构体的一侧或两侧上印刷代表绝缘层的电极载体。这可使用辊式丝网印刷工艺来实施。通路连接件还可具有阀和/或插座或用于插座的配合螺纹。
具有通路连接件的等离子体施加器也可具有触点和带有至少一个特征的电极结构体,该特征由于使用而改变,使得不再能够将足以点燃等离子体的电压信号传输到第二电极结构体。
具有通路连接件的等离子体施加器的外壳优选地至少部分地包封电工芯。具有通路连接件的等离子体施加器还可包括具有兜袋的外壳,电工芯可插入其中。具有通路连接件的等离子体施加器的外壳优选地由生物相容性材料形成。外壳可具有例如硅酮、清漆、纺织品和/或聚对二甲苯涂层。外壳还可具有V.A.C.-膜。如果电工芯本身已被设计成可安全触摸的,则可将外壳设计为单层,并以本身不确保触摸保护的方式进行设计。外壳也可具有通路连接件,通过该通路连接件可将流体介质从封闭的气体空间中移走。具有通路连接件的等离子施加器还可包括集成式能量供应单元。具有通路连接件的等离子体施加器也可包括隔离结构体。隔离结构体优选地由生物相容性材料形成。隔离结构体可由例如V.A.C.-泡沫形成。具有通路连接件的等离子体施加器还可具有粘合剂层,该粘合剂层优选地作为最后一个层布置在等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上,并且被设计成将等离子体施加器固定在待处理的表面上。具有通路连接件的等离子体施加器也可具有插接装置,该插接装置可牢固地连接到电工芯上。插接装置优选地设计成接片的形式。具有通路连接件的等离子体施加器也可具有至少一个传感器,该传感器被设计成,检测和输出在运行中与等离子体处理和/或伤口愈合有关的测量变量,特别是在应用情况下由等离子体施加器覆盖的身体部位的生理和/或物理测量变量。
具有通路连接件的等离子体施加器也可被设计成在较长的时间内、尤其是在伤口愈合期间,保留在待处理的表面上。这种具有通路连接件的等离子体施加器可被设计成密封待处理的表面。在这种用于密封的具有通路连接件的等离子体施加器的情况下,粘合剂层优选地由硅酮粘合剂或PU粘合剂形成,而外壳由不透气的材料形成。特别地,粘合剂层可具有通过用紫外线照射或与通过与酒精接触而失去其粘合性能的粘合剂。
可独立地且独立于本文描述的其他方面或与这些方面中的一个或多个结合而有助于改进的等离子体施加器的另一方面涉及集成式能量供应单元。根据该方面的能量供应单元可被集成到各种等离子体施加器中。例如,能量供应单元可被集成到等离子体施加器中,该等离子体施加器具有通路连接件和/或根据第一方面设计的电工芯和/或具有兜袋的外壳和/或确保可一次性使用的特征。
这方面可通过具有集成式能量供应单元的等离子体施加器来实现,该能量供应单元包括储能器,该储能器电连接至等离子体施加器的电工芯并被设计成在运行中将足以点燃等离子体的电压信号传输至电工芯的电极结构体。储能器可为例如蓄电池、电池或电容器。集成到等离子体施加器中的这种类型的能量供应单元可与各种类型的等离子体施加器组合实现。特别地,该方面的等离子体施加器的电工芯可仅具有第二电极结构体和第二绝缘层,或者仅具有第一绝缘层、第一电极结构体、第二绝缘层和第二电极结构体,或者可根据上述第一方面进行设计。可使用辊式丝网印刷工艺来制造合适的电工芯,其中在电极载体的一侧或两侧上相应地印刷电极结构体。两个电极结构体之间的绝缘层则由电极载体实现。具有集成式能量供应单元的等离子体施加器的电工芯也可由线栅格、线织物或线编织物形成。布置在等离子体施加器的面向待处理表面的一侧上的绝缘层优选地由生物相容性材料形成。具有集成式能量供应单元的等离子体施加器的电工芯优选地被设计成柔性的,使得等离子体施加器在其形状上可适配于待处理表面。具有集成式能量供应单元的等离子体施加器的电工芯可具有至少一个具有特定的几何形状的电极结构体。如果电工芯的多个电极结构体具有特定的几何形状,则它们可相对于彼此布置成,使得各个电极结构体的电极部段彼此具有限定的重叠部。
具有集成式能量供应单元的等离子体施加器也可具有触点和带有至少一个特征的电极结构体,该特征由于使用而改变,使得不再能够将足以点燃等离子体的电压信号传输到第二电极结构体。具有集成式能量供应单元的等离子体施加器也可包括具有兜袋的外壳,电工芯可插入其中。
具有集成式能量供应单元的等离子体施加器优选地具有至少部分地或者甚至完全地包封电工芯的外壳。特别地,具有集成式能量供应单元的等离子体施加器(其中电工芯完全地被外壳包封)适合于被植入人体或动物体内以进行等离子体处理。具有集成式能量供应单元的等离子体施加器的外壳优选地由生物相容性材料形成。具有集成式能量供应单元的等离子体施加器的外壳可具有硅酮、清漆、纺织品和/或聚对二甲苯涂层。如果具有集成式能量供应单元的等离子体施加器的电工芯本身已被设计成可安全触摸的,则可将外壳设计为单层,并且本身不确保触摸保护。具有集成式能量供应单元的等离子体施加器也可以具有隔离结构体,该隔离结构体优选地由生物相容性材料形成,并且旨在在等离子体施加器和待处理的表面之间形成限定的距离,在该距离中可点燃等离子体。
具有集成式能量供应单元的等离子体施加器也可具有通路连接件,通过该通路连接件可将流体介质添加到在等离子体处理之前、期间或之后形成的封闭气体空间中或从中排出。
具有集成式能量供应单元的等离子体施加器可具有电路,该电路优选地连接在集成式能量供应单元和电工芯之间,并被设计成,在运行中将由能量供应单元提供的电压信号转换为足以点燃等离子体的电压信号,并将转换的电压信号发送至电工芯。电路则作为等离子体施加器的组件集成到等离子体施加器中。电路也可被实施为能量供应单元的一部分,使得能量供应单元被设计成在运行中提供足以点燃等离子体的电压信号。集成式能量供应单元也可具有电连接到储能器的接收线圈装置,并且可被设计成可对储能器充电,方式是可从发送线圈装置将电能感应地从该发送线圈装置向等离子体施加器中的接收线圈装置传输。具有接收线圈装置的能量供应单元特别适合于意图被植入的等离子体施加器。于是特别是,如果不意图将具有集成式能量供应单元的等离子体施加器植入体内,则该等离子体施加器可具有插接装置,该插接装置导电地连接到集成式能量供应单元,并旨在连接到外部能量供应单元,以对集成式能量供应单元的储能器充电。
具有集成式能量供应单元的等离子体施加器也可具有至少一个传感器,该传感器被设计成,检测和输出在运行中与等离子体处理和/或伤口愈合有关的测量变量,特别是在应用情况下由等离子体施加器覆盖的身体部位的生理和/或物理测量变量。于是特别地,如果意图将具有集成式能量供应单元的等离子体施加器植入人体或动物体内,则有利的是,该等离子体施加器具有至少一个传感器。然后,等离子体施加器可在更长的时间段(这尤其包括伤口愈合的时间段,但是也可包括数月甚至数年)内保持植入体内。在所述时间段内,等离子体施加器的至少一个传感器可检测并输出与等离子体处理和/或伤口愈合有关的测量变量。然后可依据这些输出的测量变量来评估伤口的状况和/或伤口愈合的进程。于是特别地,如果意图植入等离子体施加器,则优选的是,有传感器检测的测量变量可无线地传输和/或读出。例如,等离子体施加器可具有RFID应答器,该RFID应答器可访问存储在存储模块中并表示所检测的测量变量的数据,并且当读取设备向应答器提出相应请求时可将这些数据发送到读取设备。
即使不意图植入具有集成式能量供应单元的等离子体施加器,而是在应用情况下将其从外部放置或固定在待处理的表面上时,如下可为有利的:将该等离子体施加器在等离子体处理之后在较长时间段内、尤其是在伤口愈合期间,例如甚至在数周或数月内保留在待处理的伤口上。然后,优选地以如下方式设计具有集成式能量供应单元的等离子体施加器,使得待处理的表面可被等离子体施加器密封。在这种用于密封的、具有集成式能量供应单元的等离子体施加器的情况下,粘合剂层优选地由硅酮粘合剂或PU粘合剂形成,并且外壳由不透气的材料形成。特别地,粘合剂层可具有通过用紫外线照射或通过与酒精接触而失去其粘合性能的粘合剂。如果用于密封的、具有集成式能量供应单元的等离子体施加器具有至少一个传感器,则使用该传感器可在应用情况下检测和输出与等离子体处理和/或伤口愈合有关的测量变量,特别是在应用情况下由等离子体施加器覆盖的身体部位的生理和/或物理测量变量,同时待处理的表面被等离子体施加器密封。
可独立地且独立于本文描述的其他方面或与这些方面结合而有助于改进的等离子体施加器的另一方面涉及自主的移动式能源供应单元。根据该方面的能量供应单元可用于向各种等离子体施加器提供电压信号。这样的各种等离子体施加器可具有例如集成式能量供应单元和/或通路连接件和/或根据第一方面设计的电工芯和/或具有兜袋的外壳和/或用于确保一次性使用的特征。
根据该方面,上述目的通过如下自主的移动式能量供应单元来实现,所述能量供应单元具有插入装置(Einschubvorrichtung)和储能器以连接至等离子体施加器的插接装置并向与所述插入装置插接在一起的插接装置提供足以点燃等离子体的电压信号。所述能量供应单元优选地具有电路,该电路被设计成将由储能器提供的电压转换为足以点燃等离子体的电压信号并将该电压信号传输至插入装置。这样的能量供应单元优选地被设计成仅几个立方厘米大小的、自主的单元,其被机械地和电地连接到等离子体施加器并且可与等离子体施加器一起被固定在例如患者身上。与集成在等离子体施加器中的能量供应单元不同,根据该方面的自主的移动式能量供应单元可更换地连接到等离子体施加器。根据该方面的插入装置可与各种等离子体施加器组合来实现,并且例如可连接至具有如下的电工芯的等离子体施加器,所述电工芯仅具有第二电极结构体和第二绝缘层,或者仅具有第一绝缘层、第一电极结构体、第二绝缘层和第二电极结构体或者根据上述第一方面形成。根据该方面的插入装置可连接至等离子体施加器,该等离子体施加器具有由线栅格、线织物或线编织物形成的电工芯。根据该方面的插入装置可连接到等离子体施加器,该等离子体施加器具有至少一个特征,该特征由于使用而改变,使得不再能够将足以点燃等离子体的电压信号传输到等离子体施加器。根据该方面的插入装置还可具有软管,该软管可通过插接装置或等离子体施加器的通路连接件连接或插接在一起。
可独立地且独立于本文描述的其他方面或与这些方面中的一个或多个结合而有助于改进的等离子体施加器的另一方面涉及包括至少一根绝缘导电线的电工芯。根据该方面的电工芯可被实现为各种等离子体施加器的组件。例如,在等离子体施加器中,其具有集成式能量供应单元和/或通路连接件和/或具有兜袋的外壳和/或用于确保一次性使用的特征。
因此,该方面涉及包括至少一根绝缘导电线的电工芯,其在运行中由电压信号驱动,其中对电极则优选地由另一绝缘导电线或由待处理的表面本身构成。优选地提供外壳,以将至少一根绝缘导电线包封在待处理的表面上,使得形成尽可能封闭的气体空间,在等离子体处理期间,等离子体可在该气体空间内点燃。外壳也可具有兜袋,可将由导电线形成的电工芯插入其中。这样的电工芯可为例如线栅格、线织物或线编织物,其由一根或多根导电的绝缘线形成。特别地,在应用情况下被驱动的、由一根或多根绝缘导电线形成的电极结构体以及同样由一根或多根绝缘导电线形成的、在运行中实现对电极的另一电极结构体可共同形成线栅格、线织物或线编织物,方式是例如相互交织两个电极结构体的相应的绝缘线。还可以想到的是,在应用情况下将形成驱动电极结构体的导电线和在运行中实现对电极的另一根线共同布置在电缆护套中,但彼此电隔离。还可以想到的是,简单的导电绝缘线形成简单的电极结构体,而无需将所述线布置成相对复杂的结构体,例如织物或栅格。然后,在应用情况下优选地通过待处理的表面来实现对电极。具有呈绝缘线形式的电工芯的等离子体施加器也可配备有本文中所述类型的插接装置。这种插接装置也可具有确保等离子体施加器的一次性使用的特征。电导体也可连接到移动式能量供应单元,该移动式能量供应单元在运行中通过切换开关触点将足以点燃等离子体的电压信号传输到导电的绝缘线。具有包括至少一根绝缘导电线的电工芯的等离子体施加器也可具有至少一个传感器,该传感器被设计成可在运行中检测和输出与等离子体处理和/或伤口愈合有关的测量变量,特别是在应用情况下由等离子体施加器覆盖的身体部位的生理和/或物理测量变量。
同样可独立地且独立于本文描述的其他方面或与这些方面中的一个或多个结合而有助于改进的等离子体施加器的另一方面涉及具有电工芯、外壳、隔离结构体、粘合剂层和插接装置的等离子体施加器。根据该方面的等离子体施加器也可具有集成式能量供应单元和/或通路连接件和/或具有兜袋的外壳和/或用于确保可一次性使用的特征和/或包括至少一根绝缘导电线的电工芯或根据第一方面设计的电工芯。为了点燃等离子体,根据该方面的等离子体施加器也可连接至移动式能量供应单元。
根据该方面,等离子体施加器包括电工芯、外壳、隔离结构体、粘合剂层和插接装置。电工芯优选地被设计成柔性的。电工芯可以各种基本形状,例如圆形、或多边形、尤其是正方形的基本形状来实现。电工芯优选地是根据第一方面的电工芯,也就是说,被设计成六层并且本身在运行中是可安全触摸的。然而,根据该方面的等离子体施加器也可用各种其他的电工芯来实现。电工芯的至少一个电极结构体可具有特定的几何形状。如果电工芯的至少两个电极结构体具有特定的几何形状,则这些电极结构体的电极部段优选地相对于彼此布置成具有限定的重叠部。如果电工芯具有多个电极结构体,则优选地在每两个电极结构体之间布置绝缘层,以使相应的电极结构体彼此电隔离。优选地,至少一个另外的绝缘层布置在等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上,并且优选地由生物相容性材料形成。外壳优选地至少部分地包封电工芯。外壳可这样被设计,使得其在运行中在电工芯和待处理的表面之间形成封闭的气体空间。外壳优选地由生物相容性材料形成。于是特别地,如果将电工芯本身设计成可安全触摸的,则可将外壳设计成一层并且本身不确保触摸保护。外壳可例如具有硅酮、清漆或聚对二甲苯涂层。隔离结构体优选地由生物相容性材料形成。隔离结构体优选地布置在等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上并且邻近等离子体施加器的面向待处理的表面的电极结构体,并且被设计成,在电工芯和待处理的表面之间形成限定的距离并由此形成限定的气体空间,产生的等离子体可分布在所述气体空间中。隔离结构体可例如具有蜂窝形状或X-、O-、Z-、M-、E-或W形状。粘合剂层被设计成,将等离子体施加器固定在待处理的表面上,并且优选地被布置成在等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上的最后一层。粘合剂层可例如布置在等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上,如沿等离子体施加器周边的框架。然而,粘合剂层也可布置在等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧的整个区域上。插接装置优选地牢固地连接到电工芯,并且被设计成在运行中将电压信号传输到电工芯的驱动的电极结构体。这样的插接装置将在下面详细描述。插接装置优选地被设计成接片的形式。可通过将电工芯的电极结构体和绝缘层延伸到该接片上来形成接片形的插接装置。插接装置的尺寸优选地根据爬电距离的长度来确定,使得在运行中在被插接在一起的插接装置和插入装置内不会发生局部放电。
既可独立地且独立于本文描述的其他方面又可与这些方面中的一个或多个结合而有助于改进的等离子体施加器的另一方面涉及用于等离子体施加器的粘合剂层,其被设计成同时实现隔离结构体的功能。根据该方面的粘合剂层尤其是独立的产品,并且可作为模块来与不同设计的等离子体施加器一起使用。这样的等离子体施加器可例如具有集成式能量供应单元和/或通路连接件和/或具有兜袋的外壳和/或用于确保可一次性使用的特征和/或包括至少一根绝缘导电线的电工芯或根据第一方面设计的电工芯。
该方面涉及用于等离子体施加器的粘合剂层,该粘合剂层被设计成同时实现隔离结构体的功能。根据该方面的粘合剂层被设计成可用于将等离子体施加器固定在待处理的表面上,并且之后在等离子体施加器的电工芯和待处理的表面之间在运行时形成限定的距离,从而产生的等离子体可分布在待处理的表面上。这种粘合剂层可例如由粘合剂、特别是硅酮或聚氨酯(PU)粘合剂形成。形成粘合剂层的粘合剂可例如具有特定的几何形状,例如蜂窝形状或X-、O-、Z-、M-、E-或W形状,并且被施加到等离子体施加器的面向待处理表面的一侧。为了进行等离子体处理,将施加有粘合剂层的等离子体施加器放置在待处理的表面上,并通过粘合剂层固定在其上。与待处理的表面接触时,形成粘合剂层的粘合剂以特定的几何形状粘附到待处理的表面上,从而在没有粘合剂的区域中相应地产生限定的气体空间,产生的等离子体可分布在所述气体空间中。作为替代,对于等离子体处理,可将粘合剂层施加到待处理的表面上,优选地在待治疗的伤口周围,然后可将等离子体施加器面向伤口的一侧固定在固定于待处理的表面上的粘合剂层的背离伤口的一侧上,从而在没有粘合剂的区域中相应地产生限定的气体空间,产生的等离子体可分布在所述气体空间中。
可独立地且独立于本文描述的其他方面或与这些方面中的至少一个结合而有助于改进的等离子体施加器的另一方面涉及具有插入槽的外壳,能量供应单元或插入装置可插入到所述插入槽中。根据该方面的外壳可在各种等离子体施加器中实现,所述等离子体施加器例如具有集成式能量供应单元和/或通路连接件和/或具有兜袋的外壳和/或用于确保可一次性使用的特征和/或包括至少一根绝缘导电线的电工芯或根据第一方面设计的电工芯。可插入到插入槽中的能量供应单元尤其可为自主的移动式能量供应单元。可插入到插入槽中的插入装置可特别地通过电缆连接到早前静止使用的能量供应单元。
根据该方面,具有电工芯的等离子体施加器具有带有插入槽的外壳。电工芯可为根据本文中描述的实施方式变型之一的电工芯。电工芯优选地被设计成柔性的。电工芯可被设计成任何基本形状。但是,优选正方形或圆形的基本形状。根据第一方面,电工芯优选地为六层的电工芯,其本身已经被设计成可安全触摸的。电工芯的至少一个电极结构体可具有特定的几何形状。然而,电工芯也可为四层的,并因此不是可安全触摸的。电工芯也可具有多个带有特定几何形状的电极结构体。如果电工芯具有多个带有特定几何形状的电极结构体,则各个电极结构体的电极部段可相对于彼此以限定的重叠布置。如果该电工芯具有多个电极结构体,则优选地在每两个相邻的电极结构体之间布置至少一个绝缘层,以将两个相应的电极结构体彼此电隔离。例如,可在辊式丝网印刷工艺中生产合适的电工芯,方式是在电极载体的一侧或两侧上相应地印刷电极结构体。电工芯优选地具有另外的绝缘层,所述另外的绝缘层布置在等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上。该另外的绝缘层优选地由生物相容性材料形成。外壳可被设计成完全地包封电工芯。外壳可具有例如硅酮、清漆或聚对二甲苯涂层。外壳优选地具有插入槽,该插入槽布置在等离子施加器的背离待处理表面的一侧上,并且被设计成,使得可将与该插入槽互补的能量供应单元或插入装置插入该插入槽中,以便然后电连接至电工芯的触点。
可独立地且独立于本文描述的其他方面或与这些方面中的至少一个结合而有助于改进的等离子体施加器的另一方面涉及具有吸收特性的外壳。外壳还可具有可将电工芯插入其中的兜袋和/或可将能量供应单元或插入装置插入其中的插入槽。根据该方面的外壳可在各种等离子体施加器中实现,所述等离子体施加器例如具有集成式能量供应单元和/或通路连接件和/或用于确保可一次性使用的特征和/或包括至少一根绝缘导电线的电工芯或根据第一方面设计的电工芯。
根据该方面,等离子体施加器可具有电工芯、具有吸收性的外壳、粘合剂层、隔离结构体和插接装置。优选地,根据本文中描述的电工芯的变型之一来设计电工芯。例如,电工芯可根据第一方面的电工芯来设计并且本身已经确保触摸保护。可在辊式丝网印刷工艺中生产合适的电工芯,方式是在电极载体的一侧或两侧上相应地印刷电极结构体。电工芯优选地被设计成柔性的。电工芯可以各种基本形状来实现。电工芯可具有例如圆形或多边形、优选地正方形的基本形状。电工芯的至少一个电极结构体可具有特定的几何形状。如果电工芯的多个电极结构体具有特定几何形状,则特别地,这些电极结构体可相对于彼此布置成,使得各电极结构体的电极部段彼此具有限定的重叠部。如果电工芯具有多个电极结构体,则相应相邻的电极结构体优选地通过绝缘层彼此电隔离。优选地,另外的绝缘层布置在面向待处理的表面的一侧上,并且在应用情况下位于待处理的表面和在应用情况下与待处理的表面具有最小距离的电极结构体之间。即使电工芯仅具有一个电极结构体,也优选地将绝缘层与该电极结构体相邻地布置在等离子体施加器的面向待处理表面的一侧上。布置在等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上的绝缘层优选地由生物相容性材料形成。
外壳优选完全地包封电工芯并且至少在部分区域中具有吸收特性。外壳也可具有兜袋,电工芯可取出地布置在兜袋中。具有吸收特性的外壳优选地由至少一层液体吸收性材料和/或液体排出性材料和/或液体分配性材料组成,例如纺织品、纱布、PU泡沫、分布层、伤口接触层、隔离结构体。隔离结构体优选地由生物相容性材料形成并且可由外壳本身实现。隔离结构体优选地由透气材料形成。隔离结构体也可具有纱布、吸收剂、纺织品、纤维素或PU泡沫。粘合剂层优选地整面地作为最后一个层布置在等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上,并且被设计成将等离子体施加器固定在待处理表面上。粘合剂层也可具有更大和/或更小的凹槽。插接装置可牢固地连接到电工芯,并且优选地被设计成接片的形式。接片形式的插接装置可通过如下方式来实现:将电工芯的电极结构体和绝缘层延伸为接片形式。插接装置的尺寸优选地根据爬电距离的长度来确定,使得在运行中在被插接在一起的插接装置和插入装置内不会发生局部放电。
可独立地且独立于本文描述的其他方面或与这些方面中的至少一个结合而有助于改进的等离子体施加器的另一方面涉及旨在较长时间地保留在待处理的表面上的等离子体施加器。根据该方面的等离子体施加器也可具有集成式能量供应单元和/或通路连接件和/或用于确保可一次性使用的特征和/或包括至少一根绝缘导电线的电工芯或根据第一方面设计的电工芯和/或带有吸收性和/或兜袋和/或插入槽的外壳。
因此,该方面涉及如下的等离子体施加器,该等离子体施加器旨在较长时间地保留在待处理的表面上,并具有电工芯、外壳、粘合剂层、隔离结构体、插接装置以及至少一个传感器。等离子体施加器可用各种电工芯来实现。然而,该电工芯优选地是根据第一方面的电工芯,也就是说,六层的电工芯,并且其本身被设计成可安全地触摸的。电工芯优选地被设计成柔性的,使得该电工芯在其形状上可适配于待处理的表面。电工芯可例如具有圆形、矩形或其他多边形的基本形状。电工芯的至少一个电极结构体可具有特定的几何形状。如果电工芯的多个电极结构体具有特定的几何形状,则这些电极结构体特别地可相对于彼此布置成,使得相应的电极结构体的电极部段彼此具有限定的重叠部。如果该电工芯具有多个电极结构体,则各相邻的电极结构体优选地通过绝缘层彼此电隔离。优选地,另外的绝缘层被布置在面向待处理的表面的一侧上,并且在应用情况下位于待处理的表面和被布置成在应用情况下与待处理的表面的距离最小的电极结构体之间。即使电工芯仅具有一个电极结构体,也优选地将绝缘层与该电极结构体相邻地布置在等离子体施加器的面向待处理表面的一侧上。布置在等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上的绝缘层优选地由生物相容性材料形成。
外壳至少部分地包封电工芯。外壳优选地由生物相容性材料形成。外壳可具有例如硅酮、清漆或聚对二甲苯涂层。于是特别地,如果已经将等离子体施加器的电工芯设计为本身可安全触摸的,则可将外壳设计成单层的,并且其本身不确保触摸保护。隔离结构体优选地与电工芯相邻地布置在等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上。隔离结构体优选地由生物相容性材料形成。粘合剂层优选地被布置成在等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上的最后一个层。可例如在等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上(如沿等离子体施加器周边的框架)引导粘合剂层,从而形成粘合剂边缘。
插接装置可牢固地连接到电工芯。插接装置优选地被设计成接片形式,方式是将电工芯的电极结构体和绝缘层延伸为接片形式。至少一个传感器优选地被设计成,检测和输出在运行中与等离子体处理和/或伤口愈合有关的测量变量,特别是在应用情况下由等离子体施加器覆盖的身体部位的生理和/或物理测量变量。为了在较长的时间(其特别地可包括伤口愈合的持续时间)内处理表面,可将等离子体施加器设计成使得待处理的表面在应用情况下由等离子体施加器密封。粘合剂层则优选地由硅酮或PU粘合剂形成,并且外壳由不透气的材料形成。特别地,粘合剂层可具有通过UV光照射或通过与酒精接触而失去其粘合性能的粘合剂,从而在较长时间的处理之后可从待处理的表面移除等离子体施加器。在长期治疗期间,例如在远程监控或家庭监控的情况下,可评估由至少一个传感器输出的测量变量,并可据此评估伤口愈合的过程。
可独立地且独立于本文描述的其他方面或与这些方面中的至少一个结合而有助于改进的等离子体施加器的另一方面涉及用于等离子体施加器的隔离结构体,其本身就是等离子体源。根据该方面的隔离结构体代表独立的产品,并且可作为模块来与不同设计的等离子体施加器一起使用。这样的等离子体施加器可例如具有集成式能量供应单元和/或通路连接件和/或用于确保可一次性使用的特征和/或包括至少一根绝缘导电线的电工芯或根据第一方面设计的电工芯和/或带有吸收性和/或兜袋和/或插入槽的外壳。
该方面涉及用于等离子体施加器的隔离结构体,其本身是等离子体源。因此,隔离结构体既实现隔离结构体的功能又实现等离子体源的功能。这样的隔离结构体具有至少一个电极结构体,并且优选地被设计成特定的几何形状。特别地,隔离结构体可具有一系列的空腔或穿通部(Durchführungen),这些空腔或穿通部被设计成使得在应用情况下产生的等离子体可与待处理的表面相互作用。如果隔离结构体仅具有一个电极结构体,则在用于点燃等离子体的应用情况下向其施加电压信号。然后优选地通过待处理的表面本身来实现对电极。隔离结构体也可具有在应用情况下被驱动的电极结构体以及对电极。隔离结构体可例如由同样为等离子体源的扁平电缆形成。扁平电缆也可为两芯扁平电缆。扁平电缆的绝缘体的厚度优选地在5μm至几百μm之间、优选地小于100μm、优选地在40μm至60μm之间、优选地50μm。
至少隔离结构体的在应用情况下与待处理的表面接触的那些区域优选地由生物相容性材料形成。
隔离结构体可连接到插接装置。在具有插接装置的隔离结构体的情况下,特别地,隔离结构体的至少一个电极结构体导电地连接到插接装置的导体轨道,从而如果插接装置例如经由电缆连接到能量供应单元,则在应用情况下可将足以点燃等离子体的电压信号传输到至少一个电极结构体。
在应用情况下,隔离结构体可通过粘合剂层固定在待处理的表面上。然而,优选的是,用于等离子体处理的隔离结构体通过膜、特别是在一侧具有粘附性的膜固定在待处理的表面上。然后将膜拉到隔离结构体和待处理表面上,使得隔离结构体通过膜固定在待处理表面上。封闭的气体空间优选地由施加的膜形成,等离子体在应用情况下可在所述气体空间中产生并且可与待处理的表面相互作用。也可使用不具有带有粘附性能的表面的膜。这种本身不粘附在待处理的表面上的膜可例如通过粘合剂层固定在待处理表面上。此外,通过在封闭的气体空间中产生真空,可将这种膜固定在待处理的表面上。也可使用如下的膜,其中通过将该膜的部段放在一起而在这些部段之间形成粘合接触。这样的膜可例如以重叠的方式围绕例如患者身体部位缠绕,以便将隔离结构体固定在待处理的表面上并形成封闭的气体空间。
可独立地且独立于本文描述的其他方面或与这些方面中的至少一个结合而有助于改进的等离子体施加器的另一方面涉及旨在以确定的三维形状施加到待处理的表面上的等离子体施加器。根据该方面的等离子体施加器也可具有集成式能量供应单元和/或通路连接件和/或用于确保可一次性使用的特征和/或包括至少一根绝缘导电线的电工芯或根据第一方面设计的电工芯和/或带有吸收性和/或兜袋和/或插入槽的外壳。
另一方面涉及如下的等离子体施加器,其被设计成以特定的形状例如帐篷或圆锥体的形状施加到待处理的表面上以进行等离子体处理。根据该方面的等离子体施加器具有电工芯、外壳、粘合剂层和插接装置。等离子体施加器可用各种电工芯来实现。然而,该电工芯优选地是根据第一方面的电工芯,也就是说,本身已经是可安全触摸的。可在辊式丝网印刷工艺中制造合适的电工芯,其中在电极载体的一侧或两侧上相应地印刷电极结构体。等离子体施加器的基本形状特别地可由应以其设计用于等离子体处理的等离子体施加器的三维形状得出。例如,如果要将等离子体施加器设置成锥形以进行等离子体处理,则等离子体施加器的基本形状可对应于锥形的展开表面。这种等离子体施加器优选地在其形状上是柔性的。对于等离子体处理,例如可将柔性的等离子体施加器围绕现有的患者通道的软管或电缆放置,而无需为进行等离子体处理而移除已经建立的通向待治疗的身体的通道。
等离子体施加器也可具有刚性的形状,例如已经是圆锥形的。特别地,这种具有刚性形状的等离子体施加器可具有孔或狭缝,软管或电缆可被引导穿过所述孔或狭缝。这样的孔或这样的狭缝可位于例如锥体尖端处或圆锥形等离子体施加器的外表面中。
电工芯的至少一个电极结构体可具有特定的几何形状。如电工芯的多个电极结构体具有特定的几何形状,则相应的电极结构体的电极部段优选地相对于彼此以限定的重叠布置。优选地,在相邻的电极结构体之间布置绝缘层,该绝缘层被设计成将两个相邻的电极结构体彼此电隔离。在面向待处理的表面的一侧上,等离子体施加器优选地具有另一绝缘层,该绝缘层优选地由生物相容性材料形成。
外壳可部分地或者甚至完全地包封电工芯。外壳优选地由生物相容性材料形成。如果电工芯本身已被设计成可安全触摸的,那么只要外壳仅由一个层构成并且本身不确保触摸保护就足够了。外壳可具有例如硅酮、清漆、纺织品和/或聚对二甲苯涂层。粘合剂层优选地布置成使得等离子体施加器能够以提供用于等离子体处理的形式固定在待处理的表面上。如果意图将等离子体施加器例如以圆锥体形式施加到待处理的表面上,则粘合剂层优选地布置在外表面的面向待处理的表面的一侧上。
可独立地且独立于本文描述的其他方面或与这些方面中的至少一个结合而有助于改进的等离子体施加器的另一方面涉及如下的等离子体施加器,该等离子体施加器特别适用于治疗面积为几平方分米和/或更多平方分米的大面积伤口(例如烧伤伤口、尤其是大面积烧伤伤口)。这样的等离子体施加器也可具有集成式能量供应单元和/或通路连接件和/或用于确保可一次性使用的特征和/或包括至少一根绝缘导电线的电工芯或根据第一方面设计的电工芯和/或带有吸收性和/或兜袋和/或插入槽的外壳。
另一方面涉及特别适用于治疗大面积伤口(例如大面积烧伤伤口)的等离子体施加器。等离子体施加器适合于以背离待处理的表面的一侧固定在载体材料上并与该载体材料一起使用。载体材料例如可为急救毯或绷带或大的膜。根据该方面的等离子体施加器具有电工芯、外壳和粘合剂层。等离子体施加器优选地进一步包括集成式能量供应单元。等离子体施加器可用各种电工芯来实现。例如,可使用辊式丝网印刷工艺来生产合适的电工芯。电工芯也可具有至少一个层,在该至少一个层中布置有多个独立的电极结构体并且彼此不电连接,并且每一个都形成彼此电独立的处理区域。层内的多个电极结构体可在时间上被错开地控制,即级联式控制。然而,该电工芯优选地是根据第一方面的电工芯并且自身已经为可安全触摸的。电工芯也可以各种基本形式实现。电工芯的至少一个电极结构体可具有特定的几何形状。如果电工芯的多个电极结构体具有特定的几何形状,则这些电极结构体尤其可相对于彼此布置成,使得各电极结构体的电极部段彼此具有限定的重叠部。如果该电工芯具有多个电极结构体,则各相邻的电极结构体优选地通过绝缘层彼此电隔离。优选地,至少一个另外的绝缘层布置在等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上,并且优选地由生物相容性材料形成。外壳至少部分地包封电工芯,并且优选地由生物相容性材料形成。如果电工芯本身已经被设计成可安全触摸的,则外壳可设计为单层的,并且本身不确保触摸保护。外壳可具有例如硅酮、清漆、纺织品和/或聚对二甲苯涂层。
优选地将粘合剂层布置成等离子体施加器的背离待处理的表面的一侧上的最后一个层。粘合剂层优选地被设计成,将等离子体施加器在其背离待处理的表面的一侧上固定到载体材料例如急救毯或膜上。
等离子体施加器也可具有插接装置,该插接装置优选地被设计成接片的形式。插接装置可牢固地连接到电工芯。
集成到等离子体施加器中的任选的能量供应单元包括能源,其可为蓄电池、电池或电容器。能量供应单元优选地连接至电工芯的电极结构体,并且被设计成提供足以点燃等离子体的电压信号。能量供应单元可具有电路,该电路被设计成将电压信号转换为足以点燃等离子体的电压信号。集成式能量供应单元还可具有电连接到储能器的接收线圈装置,并且可被设计成可对储能器充电,方式是可从发送线圈装置将电能感应地向等离子体施加器中的接收线圈装置传输。如果等离子体施加器具有插接装置,则插接装置优选地以导电方式连接到能量供应单元,从而可通过将插接装置连接到外部能量供应单元来对能量供应单元的能源、特别是蓄电池或电容器充电。
等离子体施加器的优选的实施方式
在其中等离子体施加器具有外壳的实施方式变型中,外壳可由生物相容性材料形成,例如,医用硅酮、清漆、粘合剂、膜、纺织品、压缩纺织品或有机材料例如纱布、纤维素或棉。
在其中等离子体施加器具有外壳的实施方式变型中,等离子体施加器的外壳可包括至少一层液体吸收性材料和/或液体排出性材料和/或液体分配性材料。
在其中等离子体施加器具有通路连接件的实施方式变型中,通路连接件被布置和设计成,使得在等离子体处理期间,可向在电工芯和待处理的表面之间的由外壳形成的封闭的气体空间供应流体介质或从该气体空间排出流体介质。流体介质是气态或液态介质。
在其中等离子体施加器具有外壳的实施方式变型中,等离子体施加器的外壳可包括插入槽,该插入槽布置在等离子体施加器的背离待处理的表面的一侧上,并且被设计成使得可将与该插入槽互补的能量供应单元或插入装置插入该插入槽中,以便然后电连接到电工芯的触点。
在此描述的以及另外的等离子体施加器可在等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上具有魔术贴紧固件(Klettverschluss)的带倒钩的部分。
在其中等离子体施加器具有集成式能量供应单元的实施方式变型中,能量供应单元可包括储能器,该储能器电连接到电工芯的触点,以便在运行中将足以点燃等离子体的电压信号传输到第二电极结构体。
在其中等离子体施加器具有集成式能量供应单元的实施方式变型中,集成式能量供应单元可具有电路,该电路被设计成将由储能器提供的电压转换成足以点燃等离子体的电压信号并将其传输到第二电极结构体的触头。
在其中等离子体施加器具有至少与第二电极结构体的触头电连接的能量吸收装置的实施方式变型中,能量吸收装置可分别包含一个或多个接收线圈装置。借助于电磁感应,可将电能从能量输出装置的发送线圈装置传输到等离子体施加器中的接收线圈装置。
等离子体处理
用等离子体施加器进行等离子体处理是在一定的处理时间内进行的。该处理时间通常为1至10分钟、优选地2分钟。在等离子体处理期间以脉冲方式提供等离子体的情况下,在等离子体处理期间实际点燃等离子体的累积时间段对应于等离子体处理总时间段的相对较小的部分,例如10%。如果等离子处理的总时间持续例如两分钟并且从等离子体开启到等离子体关闭的脉冲等于1至9,则仅在12秒的累积的时间段内点燃等离子体。随着等离子体处理的结束,等离子体施加器的使用通常结束。尽管等离子体施加器的使用限于等离子体处理的时间,但是等离子体施加器本身可在等离子体处理之前已经附接到待处理的表面和在等离子体处理之后还附接到待处理的表面。如果在等离子体处理之后的一段时间内在伤口上施用等离子体施加器,则例如对于治疗成功率是有益的。例如,在一分钟的等离子体处理之后,等离子体施加器可在伤口上方再保留五分钟,以提高治疗成功率。较长时间地携带等离子体施加器可为有利的,因为等离子体施加器覆盖了待处理的表面并密封了伤口区域以免受外部微生物的繁殖。如果将等离子体施加器戴在伤口上较长的时间,例如数天或甚至几周,则有利的是,将等离子体施加器设计成可用等离子体施加器进行多次等离子处理。
等离子体施加器的首次使用是指用等离子体施加器进行的第一次等离子体处理。
等离子体施加器
等离子体施加器主要用于治疗人或动物的表面。等离子体施加器特别适合于治疗伤口例如慢性和/或术后伤口。另外,等离子体施加器也适用于治疗烧伤、擦伤等。也可考虑用于消毒、除皱、减少疤痕和/或其他美容治疗。在技术性表面的等离子体处理领域中的应用也是可能的。例如,技术性表面可通过等离子体处理进行精修。在这种情况下,应将等离子体活化、等离子体辅助化学气相沉积和物理气相沉积作为主要的作用原理。
为了对人的、动物的或技术性的表面进行等离子处理,优选以这样的方式连接等离子体施加器,使得电工芯在待处理的人的、动物的或技术性的表面上或附近。
等离子体施加器的其他优选的实施方式变型
等离子体施加器可具有电工芯和插接装置、外壳和粘合剂层。插接装置于是优选地电连接至电工芯的至少一个电极结构体,并且适合于传输电压信号、优选地其振幅在几百伏特至10kV的范围内的电压信号。
等离子体施加器可具有带有至少一个电极结构体的扁平(片状,)电工芯。这样的等离子体施加器优选地包括插接装置,该插接装置为了将电压信号传输到至少一个电极结构体而导电地连接到至少该电极结构体。
等离子体施加器可被设计成,使得其可柔性地、尤其是形状配合地适配于任何弯曲的表面,并因此也可例如用于治疗对于等离子体处理来说难以处理的皮肤区域,例如脚。在这样的实施方式变型中,等离子体施加器具有可被柔性地制成适当形状的电工芯。
作为替代,等离子体施加器也可被设计成不为柔性的和易弯曲的,而是刚性的,具有预定形状。在这种情况下,电工芯可具有至少一个如下的层或结构,该层或结构不为柔性的并且使等离子体施加器具有刚性形状。预定形状有利地适于将等离子体施加器用于特定形状的表面或身体的特定部分。具有刚性形状的等离子体施加器例如对于固定在软组织或软伤口结构上可为有利的。
还可将等离子体施加器设计成以锥形形状围绕软管或电缆安装。在这种情况下,优选将等离子体施加器放置在软管或电缆周围,以便在具有锥形形状的等离子施加器下方形成封闭的气体空间,其中待处理的表面位于锥体下方,并且在应用情况下在锥体内部和待处理的表面之间的封闭的气体空间中点燃等离子体。因此,有利地,不需要移除已经放置的通向待治疗的身体的通道,以在通向待治疗的身体的通道处用等离子体施加器进行治疗。如果在放置通道之前已知要用等离子体施加器进行处理,则有利的是,等离子体施加器具有孔或狭缝,例如以电缆或软管可被引导穿过其的椎体尖端的形式。结果,可首先放置通道,并且可在稍后的时间点进行等离子体处理而不必移除通路。
如果将等离子体施加器的伤口接触表面或等离子体施加器本身设计成可定标的(skalierbar),则可为有利的。可定标的等离子体施加器可采用多种形状,例如角形、圆形、8字形(蝴蝶形)或适配于特定的身体结构例如胸部或脚跟下方的区域的形状。特别地,等离子体施加器的伤口接触表面可在几厘米到几十厘米的范围内定标。在此优选的是,具有大于约20cm乘以20cm的面积的等离子体施加器优选地为矩形或圆形的。具有较小面积的等离子体施加器特别适合于具有适配于特定身体结构的形状。
电工芯
在本说明书的上下文中,在运行中产生等离子体并且由彼此相邻的电极结构体和绝缘层组成的多层体系被称为电工芯。在不同的电工芯中,这种电工芯中的结构体和层的布置可不同。在电工芯的不同变型中,可将单个结构体和层设计成具有封闭的表面或具有特定的几何形状。
在下文中,描述了适合作为此处描述的和/或另外的等离子体施加器的电工芯的一种电工芯的各种优选的实施方式。电工芯通常具有一系列的绝缘层和电极结构体,这些绝缘层和电极结构体以彼此相邻的层的堆叠顺序布置,从而形成多层体系。
在一种实施方式中,电工芯被设计成扁平的(片状的),并且包括至少一个电极结构体和至少一个绝缘层,所述电极结构体优选地在运行中由电压信号驱动,所述绝缘层在应用情况下位于驱动的电极结构体和待处理的表面之间。因此,驱动的电极结构体在应用情况下位于电工芯的背离待处理的表面的一侧上。
通常,电工芯具有矩形形状。在不同的变型中,电工芯具有圆形、椭圆形、六边形或其他多边形的形状。在各种其他变型中,电工芯具有三维形状,例如圆柱体或长方体的形状。在另外的变型中,电工芯具有特定地适配于身体的特定部位(例如,脚后跟、手指、胸部)的形状。
在一种实施方式中,电工芯至少具有第一电极结构体和第二电极结构体,其中第一电极结构体和第二电极结构体具有在各自的情况下不同的且偏离接地电势的电势(浮动电极)。
在一种实施方式中,电工芯包括从面向待处理的表面的一侧开始的第一绝缘层,该第一绝缘层优选地是生物相容的并因此特别适合于处理人或动物的表面。通常处于接地电势的第一电极结构体布置在绝缘层上。在第一电极结构体之后是第二绝缘层,该第二绝缘层是介电层,并且用于第一电极结构体和布置在第二绝缘层上的第二电极结构体的电流去耦。在应用情况下,第二电极结构体通常由用于点燃等离子体的电压信号驱动。
在一种实施方式中,电工芯仅包括第二电极结构体和第二绝缘层,所述第二电极结构体在应用情况下由电压信号驱动,所述第二绝缘层在应用情况下布置在第二电极结构体和待处理的表面之间。然后,对电极在电工芯的运行中,特别是作为等离子体施加器的组件,由人体、动物体或工业主体(technischen )或待处理的表面本身来实现。
电工芯的所有层和/或结构体有利地以相互形状配合的方式,并且至少通过粘合以无空气夹杂物、异物或异物材料的方式彼此连接。
电工芯也可设置有分布在电工芯的部分区域或整个表面上的孔或穿通部。通过孔或穿通部,可从等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧到等离子体施加器的背离待处理的表面的一侧,或者从等离子体施加器的背离待处理的表面的一侧到面向待处理的表面的一侧沿相反的方向穿过电工芯进行介质传输。
在其中电工芯具有局部地分布的或分布在电工芯的整个表面上的孔或穿通部的实施方式变型中,孔或穿通部的直径在1mm至10mm之间。
在其中电工芯具有局部地分布的或分布在电工芯的整个表面上的孔或穿通部的实施方式变型中,孔或穿通部布置在其中没有电极结构体的那些区域中。这样,在钻孔或打孔时,电极结构体就不会损坏。
优选地,对于具有孔或穿通部的电工芯的孔或穿通部的布置和直径,考虑爬电距离,以便能够在电工芯的面向待处理的表面的一侧上形成均匀的等离子体。
在本说明书的范围内描述的电工芯可例如使用分配工艺(Dispensverfahren)在3D打印或丝网印刷或辊式丝网印刷中制造。在此,在多个工艺步骤中逐步地构造一个或多个电极结构体。电极结构体被绝缘层隔开。然后可交替地用导电和电绝缘材料分配或打印。优选地,在辊式丝网印刷中制造在本说明书的范围内描述的电工芯。电工芯的至少一个绝缘层优选地由膜形成,在其上以辊式丝网印刷工艺将电工芯的另外的层(即电极结构体和/或由漆和/或膜形成的另外的绝缘层)一层一层地印刷在另一层上。由膜和/或漆形成的电工芯的这些绝缘层优选地具有在10μm和500μm之间的厚度。优选地选择绝缘层的厚度,使得在应用情况下在相应地印刷在膜或清漆的一侧上的电极结构体之间不会发生击穿。为了确定合适的厚度,尤其可将形成该绝缘层的清漆或膜的介电强度考虑为在应用情况下施加在印刷在膜上的电极结构体之间的电压的大小。由膜形成的绝缘层优选地没有孔(也称为针孔)。
电工芯可在其横向范围(尺寸)上大于电工芯的电极结构体。例如,电工芯的底面积(基础面积)可为20cm x 20cm或30cm x 30cm或更大,而电工芯的电极结构体的面积仅为10cm x 10cm。
可将具有比电工芯的电极结构体更大的面积的电工芯切割成所需的尺寸以进行等离子体处理。但是,最小尺寸由电极结构体的面积决定。特别是在具有比电工芯的电极结构体更大的面积的电工芯的情况下,可相对于电工芯的底面积将电极结构体根据需要布置在底面积内。
电极结构体
在下文中描述电极结构体的优选的实施方式,该电极结构体适合用作本文描述的和/或另外的电工芯的电极结构体。本文描述的电极结构体通常由导电结构体形成。导电结构体于是代表电极结构体。
电极结构体,或者在多个电极结构体的情况下,优选地将电工芯的电极结构体设计成平坦的(片状的)并且形成电工芯的层。电极结构体可布置在电极载体上或电极载体中。电极结构体可由导电材料形成,特别是用金属形成,例如以薄的金属层、金属膜、金属栅格和/或导电聚合物层的形式。电极载体可例如为未印刷的膜。然后,可例如用导电银漆将一个或多个电极结构体印刷在未印刷的膜或作为替代的电极载体上。
在一种实施方式中,例如,将由导电银漆制成的10μm厚的电极结构体直接印刷在绝缘层、特别是介电层的两侧之一上,使得介电层本身是电极载体。
电工芯的电极结构体也可由编织成纺织品的导电线形成。在这种情况下,电极载体由织物实现,并且电极结构体布置在电极载体中。电工芯的至少一个电极结构体由导电的、优选地柔性的材料例如导电塑料、富含导电颗粒的材料、金属膜或石墨形成也是有利的。通常,对于以这种方式设计的电极结构体不需要额外的电极载体。以这种方式设计的电极结构体可例如通过分配工艺来制造。
电工芯优选地包括至少两个电极结构体,即第一和第二电极结构体,其中第二电极结构体在应用情况下借助于相对于接地电势施加的电压信号形式的电压来驱动。第一电极结构体通常接地。如果电工芯具有第一和第二电极结构体,则第一电极结构体在应用情况下通常面向待处理的表面。第一电极结构体和第二电极结构体之间的距离优选地小于1mm、特别是小于200μm、优选地小于100μm。有利地,较小的距离需要较低的电压信号来点燃等离子体。
电工芯的电极结构体可被设计成具有封闭的面的层,所述封闭的面完全地或仅部分地在电工芯的面上延伸。特别地,优选将第二和第三电极结构体设计成这种扁平电极,因为在等离子体处理期间没有用于产生等离子体的电场线要穿过这些电极结构体。位于电工芯的面向待处理的表面的一侧上的电极结构体、特别是第一电极结构体也可具有特定的几何形状,并布置在层内。具有特定的几何形状的电极结构体可例如为曲折形的、螺旋形的、由带有孔的面形成的、方形的、U形、E形的、M形的、L形的、C形的、X形的或O形的,并在等离子体施加器的电工芯的层内横向地延伸。具有特定的几何形状的电极结构体优选地由规则地布置的电极部段形成,所述电极部段优选地形成规则的图案。
在具有多个电极结构体的电工芯的一种实施方式中,特别是第一和第二电极结构体具有相同的特定几何形状,并且其电极部段以限定的重叠部彼此错开,并且布置在电工芯的不同层中。特别地,在两个电极结构体之间存在至少一个绝缘层,例如膜、粘合剂或清漆的形式的绝缘层。如果电工芯的多个电极结构体具有不同的几何形状,则也是有利的。
电极部段的重叠部可对电工芯的电容和由电工芯在运行中产生的电场强度的大小产生重大影响。如果第一电极结构体的电极部段和第二电极结构体的电极部段彼此一致地布置,使得电极部段完全地重叠,则场强通常较小,并且电容最大。通常,当电极部段完全重叠时,电容最大,而电极部段重叠的越少,电容变得越小。通常,在两个电极结构体之间的小的距离下高电场强度对于点燃等离子体是有利的。所述距离越大,用于点燃等离子体的电压信号的振幅也必须越大。然而,相对较小的电容是有利的,因为电工芯然后会更快地反应并且电压信号中的失真由于低电容分量而是弱的。
在等离子体施加器的电工芯中,多个电极结构体也可布置在电工芯的层内。每个电极结构体代表单独的电极结构体,该电极结构体在其横向范围上仅在电工芯的一部分区域上延伸。优选地,该层中的多个电极结构体均匀地分布在电工芯的面上,即在伤口垫的面上。层内的多个电极结构体可全部彼此电连接。还可想到的是,在该层内仅某些单独的电极结构体彼此电连接,从而形成彼此电连接的电极结构体的组。此外,如果层内的电极结构体不彼此电连接并且各自形成相对于彼此电独立的处理区域,则可为有利的。层内的多个电极结构体可在时间上被错开地控制,即级联式控制。级联式控制可有利地导致每时间间隔的功率消耗的减少和/或处理时间的减少。
等离子体施加器的电工芯的层内的多个电极结构体可由上述材料和以关于上述电极结构体提到的上述形状形成。
在此描述的电极结构体优选地具有几μm至几百μm的厚度。
如果电极结构体不是在整个区域上进行设计,即不是设计成扁平电极,而是具有上述特定的几何形状之一,则有利地选择具有特定几何形状之一的电极结构体的电极部段的厚度和宽度,使得电极结构体在等离子体施加器的运行中不会被热负荷破坏,或者等离子体施加器在运行期间不会超过40℃的温度。除非要确保电工芯的一次性使用。
在此决定性的材料属性是电阻或阻抗,取决于材料和几何形状,电阻或阻抗不应超过通常为几欧姆的某个特定的值。取决于使用的材料及其电导率,这种电极结构体的电极部段有利地具有相应选择的横截面。宽度为5mm、厚度为14μm的电极部段被证明是有利的。然而,这些值可在各种变型中偏离规定值,并且仍会导致有利于特定应用的材料性能。对于某些应用,例如如果电极结构体的电极部段具有1mm的宽度和70μm的厚度,则是有利的。对于其他应用,例如如果电极结构体的电极部段具有10mm的宽度和7μm的厚度,则是有利的。
在一种实施方式中,电极结构体由长的聚合物线圈形成。如此制成的聚合物线圈的内部优选地包括导电聚合物,例如富含导电颗粒例如碳或碳纳米管的硅酮。优选地将生物相容性材料(例如硅酮)印刷或分配在电极结构体周围。有利地,以这种方式制造的电极结构体可具有多种不同的形状,并且不一定是平坦的。
在一种实施方式中,电极结构体由线栅格、线织物或线编织物形成。这样的线栅格、线织物或线编织物可由单根绝缘线或由多根绝缘线形成。如果所述线是绝缘的,则不再使用所述线被嵌入其中的单独的绝缘层。相应的线栅格、线织物或线编织物已经代表了比较简单的电工芯。因此,已经可使用线栅格、线织物或线编织物来实现相对简单的等离子体源。如果线栅格、线织物或线编织物由单根线形成,则在应用情况下通过待处理的表面本身来实现对电极。如果线栅格、线织物或线编织物由多根线形成,则在应用情况下至少一根线可由电压信号驱动,并且至少一根另外的线可接地,其于是代表对电极。
线栅格、线织物或线编织物的线代表相对简单的电导体。线栅格、线织物或线编织物也可由至少一根扁平电缆形式的简单的电导体形成。在这种意义上,扁平电缆可具有正方形或矩形的横截面。简单的电导体优选地具有绝缘护套。
还可想到的是,等离子体源由单个绝缘电导体例如绝缘的线形成,而不将其布置成相对复杂的结构体例如织物或栅格。当将电导体如绝缘的线布置在待处理的表面上并被供电时,所述待处理的表面可用作对电极并在待处理的表面和绝缘的线之间点燃等离子体。在这种情况下,将绝缘的线放置在待处理的表面上方或之上,例如作为环(Schlaufe)或以一维的形式。
绝缘层
下文中描述绝缘层的优选的实施方式,该绝缘层在本说明书的上下文中也被称为介电层,并且适合作为本文描述的和/或另外的电工芯的组件。本文描述的绝缘层可由电绝缘的结构体形成。电绝缘的结构体于是代表绝缘层。
为了防止电流在于应用情况下驱动的电极结构体和可能的处于接地电势的另外的电极结构体之间流动,在电工芯中,至少一个绝缘层优选地存在于相应的电极结构体或至少一个在运行中用电压信号驱动的电极结构体和待处理的人的、动物的或技术性的表面之间。
绝缘层可例如由塑料或陶瓷或这两者组成。绝缘层的厚度优选在几μm至几百μm之间。与电极结构体的情况一样,绝缘层厚度的选择取决于材料电学常数,特别是介电常数和击穿强度。
如果将绝缘层的厚度选择为相对较小并且例如在50μm的范围内,则可为有利的。较小的厚度通常意味着点燃等离子体需要较低的电压信号振幅。另外,较小的厚度可为有利的,以确保等离子体施加器的高柔性。
取决于应用,例如在具有刚性形状的等离子体施加器的情况下,200μm或更大的厚度可为有利的。特别是在使用不能被制造成任意薄的非柔性的材料例如陶瓷的情况下,至少200μm的厚度可为有利的。
绝缘层的厚度优选地小于1mm、特别是小于200μm、优选地小于100μm。
绝缘层优选地被设计成全面积层( Schicht)。
优选地,绝缘层是无孔的,即,它没有或只有很少的孔或空腔,从而不形成穿过绝缘层的放电通道。绝缘层优选地具有每毫米厚度至少5kV的介电强度。此外,优选的是,绝缘层的横向范围对应于电工芯中的电极结构体加上突出于该电极结构体的边缘的尺寸,其中所述边缘的尺寸优选地使得其至少覆盖爬电距离的长度。
在一种实施方式中,选择绝缘层的横向范围,使得在应用情况下驱动的第二电极结构体和处于接地电势的第一和/或第三电极结构体或待处理表面之间不发生电弧放电。
通过用外壳至少部分地包封电工芯,可有利地减小爬电距离。在其中电工芯至少部分地被外壳包封的实施方式中,根据使用的外壳,可以这样的方式确定绝缘层的横向范围,使得绝缘层的突出于电极结构体的边缘比爬电距离尺寸更小,所述爬电距离将预先确定点燃等离子体所需的电压信号的振幅。
在应用情况下直接面向待处理的表面的第一绝缘层优选地包含生物相容性材料,例如清漆、硅酮、PU或涂料。涂料可例如通过湿法化学工艺、等离子体辅助化学气相沉积(PACVD)、化学气相沉积(CVD)、阳极氧化工艺或借助于电镀技术来施加。
插接装置
下面描述插接装置的优选的实施方式。此处描述的插接装置可为本文描述的等离子体施加器和/或另外的等离子体施加器的组件,并且尤其用于通过与互补设计的插入装置的连接而将等离子体施加器的电工芯连接到能量供应单元。由于插接装置是等离子体施加器的组件,因此它代表施加器-插接接触设备。
插接装置优选地牢固地连接至电工芯,特别是牢固地连接至在应用情况下驱动的第二电极结构体,并且如果存在的话,还导电地连接至电工芯的接地的电极结构体。插接装置优选地适于将在kV范围内、特别是在几百伏至10kV的范围内的电压信号传输到第二电极结构体。
插接装置优选地具有至少一个电导体轨道,该电导体轨道是导电的导体结构体,其通向至少一个电极结构体。因此,导体轨道被布置成与电极结构体导电接触,优选地在相应的电极结构体的纵向侧处与电极结构体导电接触,并且优选相对于相应的电极结构体的纵向侧垂直地在与电极结构体的共同的平面内延伸。如果电工芯包括多个电极结构体,则通常在每个电极结构体上至少布置一个导体轨道。为了使导体轨道彼此电隔离,在导体轨道之间布置至少一个绝缘接片。它优选牢固地连接到绝缘层,并且由与绝缘层相同的电绝缘材料形成。特别地,接片可为相应的绝缘层的组成部分。
插接装置可例如通过层压、层合、粘合、焊接或作为替代的材料连接工艺牢固地连接到电工芯。插接装置的导体轨道优选地具有相当的厚度,并且优选地由与相应的电工芯的电极结构体相同的一种或多种材料组成,并且优选地具有与该电极结构体相当的数量级的电导率。
电工芯和插接装置优选地以共同的制造工艺来制造。于是,在一个制造步骤中例如将导体轨道和与导体轨道电连接的电极结构体同时且直接地制造成具有导体轨道的电极结构体。于是,在另一制造步骤中例如将绝缘层和接片同时且直接地制造成具有整体接片的绝缘层,并且一起在其上施加具有导体轨道的电极结构体。在这样的制造过程中,具有插接装置的电工芯被制造成共同产品。具有导体轨道的电极结构体于是由相同的材料构成并且具有均匀的厚度。以相同的方式,具有整体形成的接片的绝缘层由一种材料构成并且在各处均具有相同的厚度。有利地,然后不必在单独的制造过程中制造电工芯和插接装置,并且随后将它们彼此连接。
因此,具有插接装置的这种电工芯与之前提到的不具有插接装置的电工芯的基本形状的不同之处在于,基本形状由例如接片状的插接装置补充。在此,电工芯的电极结构体和绝缘层优选地延伸到该接片上。
在从插接装置到电工芯的过渡处或者在插接装置与电工芯连接的位置处,可在电工芯和插接装置之间设置穿孔。穿孔的功能是降低插接装置和电工芯之间的强度。穿孔代表预定断裂点。在该穿孔处,可在等离子处理之后将插接装置从电工芯上拆除或移除。结果,由于可移除不再需要的插接装置,因此等离子体施加器可独立于能量供给单元继续停留在待处理的表面上数天到几周的较长的时间段。
插接装置优选地为芯片卡的形式,即,它的长度为5cm至16cm,宽度为1cm至3cm,高度在约0.2mm至1mm之间。插接装置的尺寸也可偏离规定的值,并且尤其根据爬电距离的长度、取决于用于点燃等离子体的电压信号的振幅来确定。优选地,选择插接装置的横向范围,使得在应用情况下驱动的第二电极结构体和处于接地电势的另外的电极结构体(例如第一或第三电极结构体)或待处理的表面之间没有电弧放电。
在一种优选的实施方式中,插接装置或插入装置被设计成具有高度在0.2mm至1.5cm之间、长度在5cm至20cm之间以及宽度在1cm至3cm之间的加强部的插接装置。相应的插入装置被设计成与插头的插座互补。由于插接装置的类似于芯片卡的形状,即小的高度和相对大的长度,因而可特别地遵守爬电距离,使得在被插接在一起的插接装置和插入装置内不发生局部放电。长度、宽度和高度的规定尺寸也可有利地彼此独立地实现,使得仍遵守爬电距离。还优选的是,插入装置具有绝缘套,以在考虑爬电距离的情况下减小发射的电磁波。通过规定的尺寸,尤其可在施加的导体轨道之间实现几厘米的爬电距离。在此决定性的参数是用于产生等离子体的施加电压。产生等离子体所需施加的电压越高,通常爬电距离也必须越大。使用的材料的性质、特别是介电性质以及使用的材料的污染程度也是决定性的。即使使用的材料的表面很脏,爬电距离通常也必须设计得较大。
优选地,芯片卡形式的具有加强部的插接装置具有与电工芯的牢固的连接,其可例如通过层压、粘合、焊接或作为接片形式的电工芯的直接延伸来实现。优选地,插接装置部分地被等离子体施加器的外壳的材料包封,方式是它例如用硅酮注塑包覆。插接装置还可具有印刷的或气相沉积的或经蚀刻的导体轨道。插接装置还可具有加强部,该加强部优选地施加在接片的上方和/或下方,并且机械地加强插接装置。导体轨道也可被设计成具有导线的绝缘护套的线圈导线。任选地,插接装置还可具有数据线,例如作为导体轨道或作为扁平电缆的数据线。如下例如可为有利的:将存储器安装在等离子体施加器中或相应的耦合器(Kupplung)或能量供应单元中,以便收集关于等离子体施加器的使用的数据。
使用合适的具有耦合器的数据电缆,例如位于插接装置中的RFID应答器或非易失性电子存储模块也可由集成在被设计成互补的插入装置中的读取器读取,以确保一次性使用。
有利地,与等离子体施加器本身有关的数据也可存储在相应的存储模块中。如果具有存储模块的等离子体施加器通过相应的数据电缆连接到能量供应单元,则能量供应单元可读出存储的数据,并自动地提供特定的电压、特定的脉冲模式、特定的处理时间或其他用于操作特定的等离子体施加器的处理参数。优选地,针对不同的等离子体施加器的形状和尺寸,或者等离子体施加器的电工芯的特定构造,将使用的参数存储在能量供应单元中,并且根据连接的等离子体施加器由能量供应单元来调用和使用。
插接装置优选地附接到电工芯的纵向侧并且电连接到电工芯的至少一个电极结构体。还可想到的是,插接装置以插入槽的形式附接到电工芯的顶部,即,电工芯的背离待处理的一侧的那一侧并且连接到至少一个电极结构体。
插接装置优选地被设计成具有高度在0.5mm至1.5cm之间、长度在5cm至20cm之间以及宽度在1cm至3cm之间的加强部的插接装置,并且相应的与插接装置互补的插入装置被设计成用于容纳插接装置的接收插座。
例如,为了通过能量供应单元将电压信号传输到第二电极结构体,例如可以将与插接装置互补的插入设备连接到该插接装置。插入装置可连接到电缆,该电缆连接到主要为固定式的能量供应单元。相应的能量供应单元可例如为具有控制单元的高压发生器。
一次性使用
下面描述各种手段和特征,利用这些手段和特征可确保电工芯,特别是等离子体施加器的一次性使用。优选地,确保一次性使用的手段和特征作为等离子体施加器的组件、特别是作为本文描述的和/或另外的插接装置的组件、或者作为本文描述的和/或另外的等离子体施加器的电工芯的组件来实现。
在等离子体施加器的一种实施方式中,电工芯具有至少一个如下的特征,该特征由于初始使用而改变,使得在于应用情况下驱动的电极结构体和接地电极结构体之间不再能形成足够强的电场来点燃等离子体。由此有利地确保等离子体施加器的一次性使用。确保等离子体施加器的一次性使用的电工芯的特征可例如为自毁装置,例如电熔丝。这种电熔丝可例如通过电工芯中的电极结构体的电极部段的收缩变细部来提供,其在处理结束时被然后提供的高电流脉冲破坏,因为它具有比电极结构体的其余部分更高的电阻,因此升温更快。这样的收缩变细部优选地位于在应用情况下驱动的电极结构体中。
下面参考插接装置描述的确保等离子体施加器的一次性使用的手段和特征也可被实现为电极结构体的特征,特别是实现为电工芯的电极结构体的电极部段的组件。优选地,在运行中由电压信号驱动的电极结构体具有至少一个关于插接装置所描述的特征或手段,以确保特别是作为等离子体施加器组件的电工芯的一次性使用。
在等离子体施加器的一种实施方式中,插接装置具有至少一个如下的特征,该特征由于首次使用而改变,使得插接装置不再能够将足以点燃等离子体的电压信号传输到电工芯的电极结构体,或者电工芯不再能够产生足够强的电场来点燃等离子体。由此有利地确保了等离子体施加器的一次性使用。可确保等离子体施加器的一次性使用的插接装置的特征可例如为自毁装置,如电熔丝。这种电熔丝可例如通过导体轨道的收缩变细部来提供,所述收缩变细部在处理结束时被然后提供的高电流脉冲破坏,因为它具有比导体轨道的其余部分更高的电阻,因此升温更快。
在一种实施方式中,用于产生用于处理人的或动物的或技术性的表面的冷等离子体的等离子体施加器具有平坦的电工芯,该电工芯具有至少一个电极结构体和绝缘层。等离子体施加器还具有插接装置,该插接装置导电地连接到至少该电极结构体,以将电压信号传输到至少一个电极结构体。插接装置优选地被设计成确保等离子体施加器的一次性使用,因为插接装置具有至少一个机械和/或电气部件,该机械和/或电气部件被设计成使得它由于等离子体施加器的首次使用而改变其技术特性,使得插接装置在首次使用之后不再能将足以点燃等离子体的电压信号传输到至少一个电极结构体。
因此一次性使用的确保可例如通过如下方式来实现:作为首次使用的结果,电气组件因电流而损坏,或者机械或电气组件在插接装置与互补的插入装置机械分离时被损坏。
由于首次使用等离子体施加器,机械和/或电气组件改变其结构,使得插接装置在首次使用后不再能够将足以点燃等离子的电压信号传输到至少一个电极结构体,由此确保了等离子体施加器仅可被使用一次。以这种方式,可有利地防止由于第一次使用而不再满足某些卫生要求的已经使用过的等离子体施加器的多次使用。因此,确保了仅用未被使用的等离子体施加器处理伤口。
等离子体施加器的使用是指等离子体处理的实施。这意味着,首先通过能量供应单元提供电压信号,该电压信号被传输到电极结构体以用于点燃等离子体。
一次性使用的相应特征也可通过与大气氧气或氮气进行化学反应或在等离子体处理过程中由施加的电压信号引起的电化学反应来实现。例如,施加的电压信号可触发例如由导电银漆制成的插接装置的导体轨道中的电化学反应,这加速导体轨道的氧化,特别是在裸露的接触面上,从而电阻在该处增加。通过增大或减小的电阻来显著地改变用于操作等离子体施加器的电压信号。可在能量供应单元中检测到该变化,因此可防止电压信号的释放。因此,通常可想到,例如导体轨道在空气中的氧化或氮化会降低其电导率,由此电压信号例如在振幅、频率和/或信号分布曲线(例如,由于不再存在纯正弦波振荡)方面发生变化,使得它可被能量供应单元检测为错误信号,并导致能量供应单元自动终止能量输出。另一可能性在于利用由电压信号引起的电化学反应来改变插接装置的导体轨道,该电化学反应导致电压信号例如在振幅、频率和/或信号分布曲线(例如,由于不再存在纯正弦波振荡)方面发生变化,使得它可被能量供应单元检测为错误信号,并导致能量供应单元自动终止能量输出。
优选地,将插接装置设计成使得其可以导电和机械的方式连接到被设计成与插接装置互补的插入装置。插接设备的机械组件可被这样设计,使得当插接装置与插入装置机械分离时,它的结构会发生变化,使得在分离后插接装置与插入装置没有导电连接以传输高压。
这种类型的机械改变可包括断开夹紧触点的夹钳或断开锁紧元件和/或刮擦和/或切割插接装置的导体结构体。
插接装置可具有至少一个锁紧元件,该锁紧元件被设计和布置成使得当插接装置连接到插入装置时其与该插入装置锁紧,并且当插接装置与插入装置断开连接时不可逆地变得不可使用。
通过将插入装置连接到插接装置,优选地建立机械稳定的连接,该机械稳定的连接只能通过人的主动施加力才能再次分开。为此所需的力通常在5至50N之间、优选地在10至30N之间。因此,插接装置的机械组件因首次使用等离子体施加器而改变其结构,使得电工芯不再产生足够强的电场来点燃等离子体,例如可规定,插接装置的锁紧元件被折断或破坏。相应地,不再能够在插接装置和插入装置之间建立稳定的机械连接。因此,连接到插接装置的电工芯在分离后,即由于首次使用,不再能够产生足够强的电场以点燃等离子体。
在等离子体施加器的一种实施方式中,插接装置或电工芯具有电气部件,该电气部件由于首次使用等离子体施加器而改变其结构,使得插接装置或电工芯在首次使用后不再产生足以点燃等离子体的电场。例如,插接装置可具有导体轨道,该导体轨道被设置用于将电压信号传输到电极结构体,并且在首次使用等离子体施加器结束时被高电流脉冲破坏。此后,插接装置不再能够将足以点燃等离子体的电压信号传输到电极结构体。
在等离子体施加器的一种实施方式中,电工芯的第二电极结构体具有在等离子体施加器的首次使用结束时被高电流脉冲破坏的区域。此后,电工芯不再能够产生足够强的电场来点燃等离子体。
在一种实施方式中,等离子施加器具有插接装置,该插接装置可以导电和机械的方式连接到与插接装置互补的插入装置,其中当将插接装置与插入装置机械分离时,插接装置的机械组件改变其技术特性,使得在分离后不再可能以导电的方式将插接装置与插入装置组合(或者说组装)在一起用于传输足以点燃等离子体的电压信号。机械组件的技术特性的改变优选地包括断开夹紧触点的夹钳、刮擦或切割。
等离子体施加器的插接装置或电工芯优选地被设计成,使得它由于在首次使用结束时电流的流动而改变,从而插接装置在首次使用后不再能够将足以点燃等离子体的电压信号传输到电工芯的电极结构体。
能量供应单元可被设计成,在等离子体处理结束时提供高电流脉冲,该脉冲改变或破坏插接装置中的导体轨道的一部分,从而在重新连接能量供应单元时,不再可能将足以点燃等离子体的电压信号传输到电工芯中的至少一个电极结构体。在等离子体处理结束时,与等离子体施加器组合在一起的能量供应单元优选地自动发送过高的电流脉冲,优选地远低于一秒、优选地在毫秒或甚至微秒的范围内。为了确保插接装置中的导体轨道的相应部分被破坏,优选地选择提供的电流脉冲的电流强度,使得显著超过插接装置的导体轨道的熔点并破坏导体轨道。因此有利地确保了等离子体施加器的一次性使用。
插接装置优选地具有导体轨道,该导体轨道从插接装置中的接触表面通向至少一个电极结构体,其中该导体轨道可至少在一个位置处被电流强度大于在产生等离子体的操作过程中出现的电流强度的电流破坏。优选地,至少一个位置具有比导体轨道的其余部分更高的电阻和/或所述至少一个位置具有比导体轨道的其余部分更低的热强度和/或所述至少一个位置具有收缩变细部,该收缩变细部具有比导体轨道的其余部分小的导体轨道横截面。相应的导体轨道优选地例如由导电银漆、金属、金属箔、富含导电颗粒的聚合物或导电聚合物组成。
特别地,所述至少一个位置具有比导体轨道的其余部分更高的电阻。替代地或附加地,所述至少一个位置也可具有比导体轨道的其余部分更低的热强度。同样,附加地或替代地,所述至少一个位置也可以具有收缩变细部,该收缩变细部具有比导体轨道的其余部分更小的横截面。在导体轨道的具有比该导体轨道的其余部分更高的电阻的位置处,增加的电流强度可导致导体轨道过热,从而导致导体轨道破坏。由此确保了等离子体施加器只能使用一次。
也可通过导体轨道的具有与该导体轨道的其余部分相同的电阻但具有较低的热强度的位置来实现具有带有相应的导体轨道的插接装置的等离子体施加器的一次性使用。如果提供具有增加的电流强度的电流脉冲,优选地在持续时间显著低于约1秒的等离子体处理结束时,则导体轨道的热负荷增加。具有较低热强度的位置可被这样设计,使得该位置由于提供的电流脉冲而熔化,从而确保等离子体施加器的一次性使用。
也可通过相应的导体轨道的收缩变细部来确保等离子体施加器的一次性使用。通过收缩变细部,在该位置处增加电阻,使得在处理结束时提供的增加的电流强度导致导体轨道在该位置处熔化。因此,过电压导致具有收缩变细部的位置处的温度升高,由此导致导体轨道熔化。例如,可根据使用的材料来计算导体轨道的尺寸,使得在限定的时间段内在一定的电流流动下材料升高至如下的温度,该温度优选地显著高于材料的熔点,以便导体轨道在该位置处熔化。
导体轨道优选地具有小于0.8mm的高度和小于1cm的宽度。这样的导体轨道可例如通过用导电材料进行丝网印刷、通过对导体轨道进行有针对性的蚀刻或通过印刷的导体轨道(例如印刷的电子器件)来实现。
插接装置可具有非易失性电子存储模块,当插入装置和插接装置相互连接时,所述该非易失性电子存储模块可被插入装置中的相应的触点读出,其中非易失性电子存储模块提供如下信息,该信息使连接的能量供应单元在运行时阻止能量输出到连接的等离子体施加器。
在一种设计中,插接装置具有RFID应答器。RFID应答器被设计成。使得当相应的插入装置和插接装置彼此连接时,该RFID应答器可被集成在插入装置中的读取装置读出。
RFID应答器优选地提供如下信息,通过该信息,能量供应单元不能进行高压的释放。可想到的是,将标识分配给等离子体施加器,该标识可由集成在插入装置中的读取装置读出。连接到能量供应单元的每个等离子体施加器的唯一且单独的标识符可存储在能量供应单元的控制装置中。读取装置因此可识别是否已经使用了等离子体施加器。附加地或替代地,还可提供读/写装置,以便改变或设置存储在RFID应答器中的值(例如标志),所述值指示已经使用了等离子体施加器。
在一种实施方式中,等离子体施加器被设计成将特定的代码或哈希值存储在存储器中。能量供应单元优选地被设计成,根据已读出的代码或哈希值来设置用于处理参数的某些值,并且在运行中向连接至能量供应单元的等离子体施加器输出相应的电压信号。能量供应单元优选地被设计成,从存储在能量供应单元中的列表中读出用于等离子体施加器的尺寸或要被连接的等离子体施加器治疗的疾病的类型的处理参数的值。优选地,能量供应单元被设计成,检查读取的等离子体施加器是否已经被使用或者是否适合于特定的等离子体处理。读/写装置优选地被设计成,在等离子体处理后,要么用该值破坏芯片,要么将新的值写入存储器。所述新的值例如仅包含零,从而特定的等离子体施加器不能再用于等离子体处理,因为连接的能量供应单元优选地被设计成,在使用无效数字时拒绝释放电压信号。
RFID应答器也可以不集成到插接装置中,而是集成到等离子体施加器的其余部分中。
在一种设计中,插接装置具有非易失性电子存储模块,例如EPROM(可擦除可编程只读存储器),当插入装置和插接装置相互连接时,可通过插入装置中的相应的触点读出所述非易失性电子存储模块。与RFID应答器的情况类似,在首次使用时,可将一个值写入非易失性电子存储模块,该值在稍后被读出时表示已经使用了等离子体施加器。在首次使用后,能量供应单元不再释放高压。结合相应的控制装置,因此可防止多次使用。
非易失性电子存储模块也可集成到等离子体施加器的其余部分中而不是插接装置中。
插入装置
下面描述插入装置的实施方式。插入装置代表与插接装置互补的单元,并且被设计成与插接装置建立牢固的机械和电气连接。
相应地,插入装置代表被设计成与插接装置互补的互补式插接接触装置。因此,插入装置是插接装置的配对物。插入装置可优选地布置在电缆的一端或作为能量供应单元的一部分。
优选地提供如下插入装置,该插入装置被设计成将电压信号传输到与该插入装置插接在一起的电工芯的插接装置,该电工芯特别是等离子体施加器的电工芯。
优选地,将插入装置设计成使得其可以导电的方式连接至互补的插接装置。通过将插接装置和插入装置组装在一起,可同时建立电气连接和机械连接。插入装置和插接装置的导体轨道在组装状态下与外部电气隔离。
插入装置可与电缆连接。连接到相应的插入装置的等离子施加器可通过电缆连接到主要为固定式的能量供应单元。主要为固定式的能量供应单元还可包括控制装置。可随时将插入装置与插接装置分开,从而等离子体施加器的用户可带着等离子体施加器一起移动,而与能量供应单元和插入装置无关。在将插接装置设计成插头形式、特别是芯片卡形式的情况下,将插入装置设计成用于容纳该插接装置的相应的耦合器。
插入装置也可被设计成移动式能量供应单元的一部分,该移动式能量供应单元优选地具有储能器,例如电池、蓄电池或电容器。插入装置则通常被电连接到储能器,以便(当插入装置连接到插接装置时)将由储能器提供的电能传输到电工芯。有利地,插入装置于是不必与相对较长的电缆连接,以便将插入装置连接到主要为固定式的能量供应单元。
为了给等离子体施加器提供电压信号,可将移动式能量供应单元的插入装置连接到插接装置,并且在进行等离子体处理之后,可再次从插接装置分离(断开)。在组装状态下,由储能器提供的直流电压则通过集成在移动式能量供应单元中的电路转换成足以点燃等离子体的电压信号,并通过插入装置传输至插接装置。
由于电池或蓄电池通常提供几伏特的直流电压,因此可在等离子体施加器或移动式能量供应单元中设置电路,该电路将由紧凑型移动式能量供应单元的电池或蓄电池提供的直流电压转换成足以点燃等离子体的电压信号,该电压信号被传输到用于点燃等离子体的至少一个电极结构体。与等离子体施加器相比,移动式能量供应单元有利地形成小型且紧凑的单元,所述单元可被长距离地和数周长时间地携带,即使当其保持与等离子体施加器连接时也是如此。
在组装状态下,等离子体施加器和与等离子体施加器相比较小移动式能量供应单元因此形成在等离子体处理期间患者可容易携带的单元。因此,移动式能量供应单元代表自主能量供应,其使得不需要将主要固定使用的能量供应单元例如高压发生器通过电缆和插入装置连接到等离子体施加器,从而将电压信号传输到至少一个电极结构体并点燃等离子体。
结果,移动式能源供应单元的用户不用依赖比移动式能源供应单元大并且主要固定使用的能源供应单元,所述主要固定使用的能源供应单元连接到诸如高压发电机的本地电源,并且通常仅在短距离内例如在医院内运输。特别地,移动式能源供应的用户可自己决定想在何时何地进行等离子体处理。因此,移动式能源供应的用户独立于本地基础设施,例如电源和可用的插座。如果用户在其中距离最近的医院较远并且行李仍然只能被有限度地携带的区域中停留数周之久或通常对于家庭护理领域(即在诊所外或非临床环境中使用),这是特别有利的。
移动式能量供应单元提供的电压信号可例如通过建立电流耦合从插入装置转移到插接装置。
在另一实施方式中,等离子体施加器不具有插接装置,因此不能通过插入装置连接到主要是固定式的或移动式的能量供应单元。为了提供电压信号,将储能器例如电池或蓄电池集成在等离子体施加器自身中,并通过合适的用于产生足以点燃等离子体的电压的电路例如阻塞振荡电路(Sperrschwingschaltung)电连接到电工芯的至少一个电极结构体。
如果将蓄电池或电容器集成到带有插接装置的等离子体施加器中,则可通过将插接装置连接至电源来为蓄电池或电容器充电。在此,蓄电池或电容器也通过合适的用于产生足以点燃等离子体的电压的电路例如阻塞振荡电路电连接到电工芯的至少一个电极结构体。通过切换开关触点,然后可在稍后的时间点将存储在蓄电池或电容器中的能量输出到至少一个电极结构体。
感应式能量传输
在一种实施方式中,等离子体施加器不具有插接装置,而是具有能量吸收装置,所述能量吸收装置各自包含一个或多个接收线圈装置。借助于包含一个或多个发送线圈装置的移动式能量供应单元,可通过电磁感应将电能从移动式能量供应单元中的发送线圈装置传输到等离子体施加器中的接收线圈装置。还可设想,在能量输出装置中包含发送线圈装置。能量输出装置优选地连接至电缆,并且可连接至固定式能量供应单元。由固定式能量供应单元提供的电能可通过电磁感应从能量输出装置中的发送线圈装置传输到等离子体施加器中的接收线圈装置。在该实施方式中,能量输出装置可有利地被例如硅酮或清漆完全包覆,并且可省去在能量输出装置内或能量输出装置上以及等离子体施加器内或等离子体施加器上的可自由接近的电触点。以此方式实施的等离子体施加器或能量输出装置可相对容易地被清洁、消毒和灭菌或高压灭菌。
与先前描述的具有可与插入装置组装在一起的插接装置的等离子体施加器的变型相反,在这里描述的等离子体施加器的变型中,能量传输不是通过电流耦合而是通过电磁感应来进行的。优选地,在等离子体施加器中或在移动式能量供应单元中或在两者中,提供电路,该电路被设计成产生足以点燃等离子体的电压信号。例如,可在移动式能量供应单元中提供电路,该电路从通常由蓄电池和/或电池提供的几伏特的直流电压转换成适合于感应传输的交流电压信号。在等离子体施加器中则可集成如下的电路,该电路将在等离子体施加器中包含的接收线圈装置中感应出的电压信号转换成足以点燃等离子的电压信号。
在另一实施方式中,等离子体施加器不具有插接装置,而是具有集成的储能器例如蓄电池或电容器以及用于对蓄电池或电容器充电的集成线圈装置。在该实施方式中,可在等离子体施加器中另外集成如下的电路,该电路将在等离子体施加器中的线圈装置中感应的电流转换成足以对蓄电池或电容器充电的电流-电压信号。相应的等离子体施加器不需要插接装置,并且可被设计成没有可自由接近的电触点。以这种方式设计的等离子体施加器可相对容易地被清洁、消毒和灭菌或高压灭菌。此外,这种等离子体施加器可被植入例如人体或动物体内。在一种实施方式中,等离子体施加器涂覆或配备有一种或多种单独的分子、附聚物或片剂形式的药理和/或非药理活性物质(例如吗啡、凝结剂、细胞因子、水胶体)。
在不具有插接装置的等离子体施加器的实施方式中,可形成具有前述特征的电工芯,特别是具有关于电极结构体和绝缘层所提及的特征。即使在没有插接装置的这些实施方式中,也可通过改变电气或机械组件来确保等离子体施加器的一次性使用。例如,作为首次使用的结果,可改变旨在将足以点燃等离子体的电压信号传输到至少一个电极结构体的电气部件,使得在首次使用之后足以点燃等离子体的电压信号不再能被传输至电极结构体。
外壳
用于治疗人或动物表面的等离子体施加器优选地具有外壳(或称为包封罩,Umschlieβung),该外壳特别地由生物相容性材料例如医用硅酮、清漆、粘合剂、膜(箔)、纺织品、压缩纺织品或有机材料如纱布、纤维素或棉制成。包括所提及的材料的组合的外壳对于某些应用也是有利的。特别地,等离子体施加器的电工芯可完全或至少部分地被外壳包封。
外壳通常包含多个硅酮注塑包覆层(Silikonumspritzungen)。在面向待处理侧的一侧上,提供第一硅酮注塑包覆层,其实现电绝缘的功能。在背离待处理侧的一侧上,第一硅酮注塑包覆层之后是第二硅酮注塑包覆层,其包括导电硅酮。该第二硅酮注塑包覆层被置于地电势,并实现触摸保护的功能,使得可触摸等离子体施加器,而不会在电工芯和直接在外侧的接地电势或待处理的表面形式的虚拟接地电势之间造成电击穿。由电绝缘的硅酮制成的第三硅酮注塑包覆层被施加到第二硅酮注塑包覆层上。这种外壳的制造需要较高水平的垂直整合。
例如可在注塑工艺、浸入工艺或涂漆工艺中进行包封(Umschlieβung)。也可考虑使用其他涂覆工艺,例如等离子体涂覆或聚对二甲苯涂覆。包封可完全或仅部分地实现。例如可能有利的是,不包封或者仅部分地包封面向伤口的一侧并且完全地包封背离伤口的一侧。
在一种优选的实施方式中,电工芯包括第一绝缘层、在运行中接地的第一电极结构体、被设计成将第一电极结构体和第二电极结构体彼此电隔离的第二绝缘层、在运行中由能量供应单元提供并足以点燃等离子体的电压信号驱动的第二电极结构体、被设计成将第二电极结构体和第三电极结构体彼此电隔离的第三绝缘层、和在运行中接地的第三电极结构体。这样的电工芯自身已经提供了触摸保护。随后,不必通过施加外壳来确保触摸保护。根据该优选的实施方式的电工芯可优选地通过仅单个硅酮层形式的外壳来实现,该外壳可有利地被设计成相对较薄并因此是柔性的。特别地,外壳不再必须确保触摸保护,因为该功能由第一和第三电极结构体来实现。因此,这种外壳相对简单并且可仅在一个生产步骤中施加。与具有如上所述的常规外壳的等离子体施加器相比,这显著减小了等离子体施加器的制造中的垂直整合,因为通常必须将外壳分别施加到每个电工芯上。另一方面,通过使用层压机和随后的冲压,可相对容易地大量生产如本文所述设计的电工芯。
根据该优选的实施方式的电工芯可以模块化方式集成到各种外壳中,而不必对所使用的外壳上提出特殊要求。可能的外壳例如可通过常规灰泥来实现而无需注塑包覆(Umspritzung),电工芯被集成到所述灰泥中。可能的外壳也可通过吸入式敷布(Saugkompresse)来实现,电工芯被集成到所述吸入式纱布中。可能的外壳也可通过压缩袜(Kompressionsstrumpf)来实现。电工芯也可被缝在兜袋中或以背面粘贴在毯子、布、导热箔等上,或集成到负压伤口治疗系统(V.A.C.)中。
外壳可为结构化设计的,例如呈栅格或菱形或带有凹槽的形式。如果将这种结构化的外壳例如用粘合剂硅酮(不完全硫化的硅酮)或另一种粘合剂例如基于丙烯酸酯或聚氨酯的粘合剂施用在电工芯的面向身体的一侧上,则是特别有利。此外,可以这样的方式设计外壳,使得该外壳存在于围绕电工芯的某些区域中(于是形状可为例如圆形、角形、L形、M形、E形、X形或O形)并且在其它区域中没有外壳。
外壳也可被这样设计,使得在产生等离子体的区域之外具有至少一种击穿强度,从而在至少一个在应用情况下被电压信号驱动的电极结构体和直接施加在外侧的接地电势或待处理的表面形式的虚拟接地电势之间确保触摸安全性。为了得到确保,必须使外壳材料的电性能及其厚度与电芯中存在的电势相协调。有利地考虑附加的安全系数。例如,医用级硅酮通常具有约20kV/mm的击穿强度。如果由医用硅酮制成的相应外壳的厚度为1mm,例如可施加20kV的电压,而不会造成材料损坏或击穿。然而,介电强度(或称为击穿强度或耐压强度)因材料而异。存在特定的清漆,其具有比医用硅酮显著更高的介电强度。假定用于驱动至少一个电极结构体的电压信号具有5kV的振幅,即从尖端到尖端10kV的振幅。厚度为250μm的硅酮层的介电强度则足以防止材料击穿。安全系数通常被指定为2。在外壳由医用硅酮组成并且驱动电极结构体的电压信号的振幅为5kV的情况下,外壳必须相应地具有至少500μm的厚度。如果外壳由其他材料例如清漆和/或聚氨酯制成,使厚度适配于用于外壳的材料的材料特性是有利的。
外壳也可由例如兜袋形式的纺织品形成。可将电工芯插入或缝入/压花到该兜袋中。这种带有插入的或缝入的/压花的电工芯的兜袋可直接固定到待处理的表面上。
具有插入或缝入/压花的电工芯的兜袋也可为另一纺织品的一部分。兜袋可牢固地在该另一纺织品上例如缝制或铆接或者通过例如粘合剂、魔术贴或胶带固定。
电工芯的外壳也可被设计成具有吸收性质。具有吸收性质的外壳优选地由至少一层液体吸收性和/或液体排出性和/或液体分配性材料组成,例如织物、纱布、PU泡沫、分配层、伤口接触层、隔离结构体。这种具有吸收性质的外壳优选地位于等离子体施加器的面向身体的一侧。
外壳也可由上述材料(例如,纺织品、硅酮、清漆、粘合剂、聚对二甲苯涂层、等离子体涂层、纱布、敷布)的组合形成。这种组合既可为材料的混合物(例如纺织品和硅酮作为复合基质)又可以是堆叠的形式(例如在硅酮、纱布、PU泡沫、分配层、伤口接触层上彼此叠置的不同纺织品)或者彼此相邻或位于不同侧。因此,例如在背离患者的一侧上,外壳可由薄膜形成,而在面向患者的一侧上,外壳由一层或多层纺织品和/或一层或多层吸收剂组成。根据应用情况,电工芯也可通过绷带形式的外壳固定到待处理的表面。在这种情况下,将电工芯放置并使用固定绷带通过多次缠绕搁置在待处理的表面上的电工芯和待处理的表面来固定。
上面提到的用于外壳的纺织品可由有机和无机材料以及这两种材料的混合物组成。
如果等离子体施加器具有插接装置,则插接装置和电工芯的外壳优选地是形状配合的并且没有空气夹杂物。如果外壳是由具有吸收性质的纺织品或材料制成的,则不需要没有空气夹杂物的形状配合的外壳。插接装置的外壳有利地在考虑相应的插入装置以及它们之间的耦合类型的情况下设计。如果例如在插接装置和插入装置之间设置电流耦合,则至少插接装置的电接触面应可自由接近插入装置的电接触面。然而,如果提供通过电磁感应的感应耦合,则等离子体施加器也可完全被外壳包封。
对于等离子体施加器不具有插接装置并且储能器被直接集成到等离子体施加器中的情况,等离子体施加器也可完全地用外壳包封。
等离子体施加器的外壳可富集和/或涂覆有单独的分子、附聚物或片剂形式的一种或多种药理或非药理活性成分(例如吗啡、凝结剂、细胞因子、水胶体)。如果将等离子体施加器集成到人体或动物体内,则富集有药理活性成分可为有利的。
等离子体施加器可用纯纱布或纤维素或类似材料包封。在相应的实施方式中,等离子体施加器没有被诸如硅酮的生物相容性材料包封,而是将等离子体施加器的电工芯编织或缝合/压花到纱布绷带或医用枕或纤维素中。在此,特别有利的是,电工芯本身具有触摸保护,例如通过两个接地的电极结构体(第一和第三电极结构体),在两个接地的电极结构体之间布置有在运行中被驱动的电极结构体(第二电极结构体)。
在一种实施方式变型中,等离子体施加器具有带有孔或穿通部的电工芯,这些孔或穿通部布置在电工芯的部分区域中或分布在电工芯的整个面上,外壳可设计成使得该外壳允许或甚至实现介质穿过电工芯从等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧传输到等离子体施加器的背离待处理的表面的一侧。例如,合适的外壳可由介质传输材料形成,或者也可具有孔和穿通部。
在其中插接装置可在穿孔处与电工芯分开的实施方式变型中,穿孔可被设计为外壳的一部分。穿孔的功能是在该位置处降低外壳的强度,它应代表预定断裂点。在该穿孔处,可在处理后将插接装置拆除或移除。结果,等离子体施加器可例如在更长的时间段(其可包括数天到几周)内继续保留在待处理的表面上,并且可移除不再需要的插接装置。
外壳在其横向范围上可显著大于电工芯的电极结构体。例如,外壳的底面积为20cm x 20cm或30cm x 30cm和更大,而电极结构体的面积为10cm x 10cm。
在其中等离子体施加器的外壳具有比电工芯的电极结构体更大的底面积的实施方式变型中,用户可在等离子体处理之前将等离子体施加器切割成所需的尺寸,该尺寸例如可对应于伤口的面积,其中最小尺寸由电极结构体的尺寸给出。
粘合剂层
如果等离子体施加器具有作为在面向待处理的表面的一侧上的最后一个层的粘合剂层,以将等离子体施加器固定在待处理的区域之上或上方,并在等离子体施加器和待处理的表面之间形成封闭的气体空间,则可为有利的。粘合剂层优选地由生物相容性材料例如硅酮或基于丙烯酸酯的粘合剂组成,并且具有在几μm至几百μm之间的优选的厚度。粘合剂层的粘合力可直接通过粘合剂层的厚度来设定。粘合剂层的厚度优选地小于150μm、特别是小于60μm、特别是小于20μm。
粘合剂层优选地具有足以使等离子体施加器粘附至待处理的表面而无需额外的辅助材料或固定材料的粘合力。特别地,如果粘合剂层在待处理的表面和等离子体施加器之间产生持续数天甚至数周的粘附接触,则可为有利的。
粘合剂层也可由光活性的材料形成或者具有光活性的材料。在本文中,光活性是指材料的粘合力可通过光子来影响。在辐照之前,粘合材料适合于产生与另外的表面的粘附接触。在用特定波长的光子辐照之后,粘合材料失去其粘合力,不再适合产生粘附接触。具有光敏粘合剂层的等离子体施加器特别适合在数天到几周的较长时间段内使用。
可例如在丝网印刷工艺中或注射成型工艺中施加粘合剂层。还可想到的是,通过例如转移胶带或双面胶带将粘合剂层实现为卷材。可将转移胶带或双面胶带设计成弹性的并因此是柔性的,使得相应的等离子体施加器可灵活地适配于并附接到不同的表面。
粘合剂层可例如覆盖等离子体施加器的外壳的边缘,使得仅在该边缘处产生待处理的表面和等离子体施加器之间的粘附接触。粘合剂层也可覆盖等离子体施加器的面向待处理的表面的整个侧面,使得在等离子体施加器和待处理的表面之间的整个接触区域上产生平坦的粘附接触。
粘合剂层还可为有孔的或具有较大的凹陷,例如以圆形或其他几何形状的形式。在于整个面上实施有孔的或具有较大凹陷的粘合剂层的情况下,等离子体可有利地在孔或凹陷中点燃。同时,孔和凹陷代表了等离子体的活性成分扩散的可能性,此外,还可通过孔或凹陷的数量和大小来调节粘附力。
对于将多个电极结构体布置在一个层内的情况,粘合剂层可形成为该层中的电极结构体的分布的负像。由此,使等离子体可分布在其中的气体空间保持尽可能大。
如果粘合剂层具有织物或纺织品或将粘合剂层施加到织物或纺织品上,则可为有利的。
在另一实施方式中,将粘合剂层施加到等离子体施加器的背离待处理的表面的一侧。如果将等离子体施加器以背离待处理的表面的一侧固定在例如事故护理设施中的毯子、毛巾或保温毯上以例如防止滑动,则这是特别有利的。在这种情况下,在毯子、毛巾或保温毯和待处理的表面之间产生封闭的气体空间,在运行中等离子体在该气体空间中点燃。
在另一优选的实施方式中,在等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上固定(例如粘贴、缝合)具有倒钩的魔术贴紧固件的主动粘附部分。这种魔术贴紧固件的主动粘附部分可特别有利地用于将等离子体施加器施加到连接或覆盖有纺织品的表面上(例如衣服、伤口敷料、固定绷带、压缩衣),因为魔术贴紧固件的倒钩随后粘附到纺织品上并因此实现等离子体施加器在伤口上的固定。
隔离结构体
如果在此描述的等离子体施加器在面向待处理的表面的一侧上具有隔离结构体,则可为有利的。隔离结构体具有在等离子体施加器和待处理的表面之间建立限定距离的功能,由此形成在其中可点燃等离子体的限定的气体空间。
隔离结构体可以固定或非固定方式连接至等离子体施加器。固定连接可例如通过粘合和/或注塑成型来实现。在非固定连接的情况下,在等离子体施加器和隔离结构体之间不存在机械和/或化学固定的连接。
由于隔离结构体在等离子体处理期间与伤口直接接触,因此隔离结构体优选地由生物相容性材料(例如,硅酮、纺织品/硅酮复合基质、纱布、吸收剂、纤维素、伤口纱布、PU泡沫)和/或所提到的材料的组合组成。
优选地,不在整个区域上形成隔离结构体。隔离结构体的横向范围优选地可与电工芯的电极结构体的横向范围相当。
在具有隔离结构体的等离子体施加器的一种实施方式中,隔离结构体可具有凹陷,等离子体可在其中点燃。这样的凹陷可例如具有蜂窝形状或由不同尺寸的孔或晶格结构形成。在另外的优选的实施方式中,隔离结构体由X形、O形、Z形、M形、E形或W形结构形成。
在具有隔离结构体的等离子体施加器的一种实施方式中,隔离结构体也可由宽度为几百μm至几mm、高度为几百μm至几mm的薄隔片或珠(Raupen)形成。
隔离结构体优选地被设计成使得其仅覆盖等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧的相对较小的部分,使得等离子体可以分布在相对较大的区域上的方式点燃。
可将可拆卸地布置在等离子体施加器上的隔离结构体设计成独立于等离子体施加器的独立部件。
可通过一个或多个粘合剂垫来实现可拆卸地布置在等离子体施加器上的隔离结构体。这些粘合剂垫通常具有设置有粘合剂材料的光滑或平坦的侧面。该粘合剂侧可被施加到等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧,由此粘合剂垫粘附到等离子体施加器上。
粘合剂垫可具有不同的形状和尺寸。例如,形状可为半球、长方体、金字塔、L形、O形、M形、E形、X形或典型的3维几何形状的组合。粘合剂垫的直径优选地在1mm至6cm之间。粘合剂垫的高度优选地在100μm至8mm之间。
粘合剂垫可由硅酮、毡、纱布、硬化的聚合物泡沫、纺织品、PE、PP、PET或类似材料制成,也可由材料组合制成。
粘合剂垫优选地由生物相容性材料形成。
粘合剂垫也可被设计成框架的形式,在此,框架的内径可处于电工芯的电极结构体的横向范围的数量级。如果电极结构体跨越例如10cm×10cm的面积,则框架的内径也可在cm范围内。但是,内径优选地大于电极结构体的纵向侧,也就是说,在这种情况下大于10cm。框架的幅材宽度优选地在3mm至6cm之间。框架的高度优选地在100μm至8mm之间。
优选地如下设计呈框架形式的作为粘合剂垫的隔离结构体,使得电极结构体不被隔离结构体覆盖,并且等离子体施加器上的等离子体形成不受施加的隔离结构体的阻碍。
被设计成框架形式的粘合垫的隔离结构体优选地在隔离结构体的面向待处理侧的一侧和隔离结构体的背离待处理侧的一侧上都用粘合剂材料润湿。用于等离子体处理的隔离结构体可以该隔离结构体的面向待处理侧的那侧施加到待处理的表面上,并且可在隔离结构体的背离待处理侧的一侧上将等离子体施加器布置在隔离结构体上。隔离结构体也可具有粘合剂材料本身或由其形成。具有粘合剂层或粘合特性的隔离结构体可形成独立于等离子体施加器的产品,并且可布置在各种离子体施加器上,并与它们一起用于等离子体处理。
在具有隔离结构体的等离子体施加器的一种实施方式中,隔离结构体可配备或富集有一种或多种药理学和/或非药理学活性成分(例如吗啡、凝结剂、细胞因子、水胶体)。这种意义上的设备可例如通过用活性成分涂覆隔离结构体的表面和/或通过使隔离结构体的材料富集有活性成分来实现。对于用一种或多种药理学或非药理学活性成分涂覆和/或富集隔离结构体的材料,如果将附加的材料和/或试剂混合到涂覆物和/或富集物中可为有利的。结果,例如药理学或非药理学活性成分的抗性(耐受性)和/或释放动力学可被延迟(例如,减速(Retardierung))或加速。
在具有隔离结构体的等离子体施加器的一种实施方式中,隔离结构体可被设计成等离子体源。至少一个电极结构体则有利地位于隔离结构体内,该电极结构体在应用情况下被施加足以点燃等离子体的电压信号。在其中电极结构体作为隔离结构体的组件的这种构造中,待处理的表面在运行中代表对电极。
在具有隔离结构体的等离子体施加器的一种实施方式中,隔离结构体可同时为电极结构体。因此,这样的电极结构体另外实现了隔离结构体的功能。合适的电极结构体可为由具有圆形或椭圆形横截面的导线形成的简单电导体。简单的电导体也可通过扁平电缆形成。在这种意义上,扁平电缆可具有正方形或矩形的横截面。在这种情况下,隔离结构体也是等离子体源。同样在该实施方式,优选地在运行中通过待处理的表面本身实现对电极。
在一种实施方式中,具有被设计成等离子体源的如下的隔离结构体的等离子体施加器具有另外的电极结构体,所述隔离结构体因此包括电极结构体或者本身就是电极结构体并且被施加电压信号以点燃等离子体。所述另外的电极结构体可例如作为扁平电极布置在隔离结构体与等离子体施加器的其余部分之间。以这种方式设计的另外的电极结构体优选地接地,以使等离子体可在被设计成等离子体源的隔离结构体和另外的电极之间点燃。在该实施方式的变型中,另外的电极结构体没有形成在整个面上,而是具有凹陷,例如以蜂窝、不同尺寸的孔或多边形的形式。
在具有隔离结构体的等离子体施加器的一种实施方式中,隔离结构体可具有至少两个电极结构体。电极结构体的一种优选的布置是相对于待处理的表面的彼此的叠层。电极结构体之一优选地连接至接地电势,并且至少一个另外的电极结构体被施加足以点燃等离子体的电压信号。接地的电极结构体优选地布置成比在运行中驱动的电极结构体更靠近待处理的表面。因此,从在运行中施加有足以点燃等离子体的电压信号的电极结构体到待处理的表面的距离优选地大于从接地的电极结构体到待处理的表面的距离。优选地,等离子体在运行中基本上在隔离结构体的两个相对的纵向侧上点燃。
在具有被设计成等离子体源的隔离结构体和在该隔离结构体内和/或在该隔离结构体与等离子体施加器的其余部分之间的另外的电极结构体的等离子体施加器的优选的实施方式中,该等离子体施加器不具有被设计成多层体系的电工芯,因为等离子体源已经由被设计成等离子体源的隔离结构体实现。在这种情况下,等离子体施加器具有例如外壳和被设计成等离子体源的隔离结构体。
在一种优选的实施方式中,被设计成等离子体源的隔离结构体具有插接装置。插接装置可电连接到插入装置,以便将足以点燃等离子体的电压信号传输到隔离结构体的电极结构体。被设计成等离子体源的隔离结构体可具有在隔离结构体内的第一电极结构体以及在隔离结构体内或外的第二电极结构体,或者在隔离结构体内仅具有单个电极结构体。
在一种优选的实施方式中,被设计成等离子体源的隔离结构体被独立地设计,而没有等离子体施加器的其他组件。对于等离子体处理,其中要点燃等离子体的封闭的气体空间则可例如通过在隔离结构体上放置或粘贴膜(箔)来实现。由此隔离结构体固定在待处理的表面上。被设计成等离子体源的隔离结构体可具有在隔离结构体内的第一电极结构体以及在隔离结构体内或外的第二电极结构体,或者在隔离结构体内仅具有单个电极结构体。电极结构体中的至少一个可电连接到插接装置。
通路连接件
在此所描述的等离子体施加器可附加地具有通路连接件,例如用于抽吸装置的通路连接件。该通路连接件则优选地集成到该等离子体施加器中。通路连接件可用于多种功能:
·在将等离子体施加器施加到待处理的表面时冲洗伤口,
·在将等离子体施加器施加到待处理的表面上时抽吸可从伤口渗出的渗出液,
·在将等离子体施加器施加到待处理的表面上时执行V.A.C.治疗,
·以及在等离子处理之前、之后和/或期间的上述功能的组合。
通路连接件优选地被设计成索环(Tülle)或套管(Nippel),使得软管可被连接至这种索环或这种套管,所述软管例如与真空泵连接,并且连接方式使得由真空泵产生的负压可通过软管传导至等离子体施加器上的套管或索环,由此可在等离子体施加器和待处理表面之间的封闭的气体空间中实现上述功能(冲洗、抽吸、V.A.C.治疗以及在等离子体处理之前、之后和/或期间的各个功能的组合)。
索环或套管优选地被设计成管状的并且在内部是中空的。该管状装置的一端优选地位于等离子体施加器和待处理的表面之间的封闭的气体空间中,并且另一端位于等离子体施加器之外,使得,当等离子体施加器布置在待处理表面上时,可将一种或多种介质通过管状索环添加到封闭的气体空间中或从封闭的气体空间中排出。
索环或套管的横截面可为圆形、椭圆形、矩形或甚至多边形。
在一种优选的实施方式中,选择索环或套管的内径和外径,使得可将软管推入并固定到索环上。
在一种实施方式中,管状索环包括阳螺纹或阴套筒,以便通过螺纹连接将带有互补螺纹的用于向封闭的气体空间添加介质和/或从封闭的气体空间传排出介质的软管固定到管状索环上。在该实施方式的变型中,该管状索环被引导穿过电工芯。为此,可在电工芯中设置孔或凹陷,该孔或凹陷的直径对应于管状索环的外径。在一种变型中,该管状索环被引导穿过外壳。为此,可在外壳中特定地设置孔或凹陷,该孔或凹陷的直径对应于管状索环的外径。
在优选的实施方式中,将索环或套管集成到插接装置中。于是优选地,与索环的对应物处于互补的插入装置中,使得在插接装置和插入装置组装在一起的状态下,插入装置中的对应物与插接装置中的索环形成水密和气密的连接。
在一种优选的实施方式中,管状的索环或管状的套管具有集成的阀,从而借助于该阀可调节并阻止介质通过管状索环的流动。这种阀可手动地、通过机器或以电子方式控制。
具有传感器的等离子体施加器
在这里描述的或常规的所有等离子体施加器中,可提供如下所述的传感器,并且如果需要,可提供相应的传感器系统。在下文中,仅以示例的方式描述具有一个或多个、特别是不同的传感器的等离子体施加器的一些优选的实施方式。
在一种实施方式中,等离子体施加器包括:电工芯,其被设计成等离子体源;外壳,通过该外壳可在待治疗的身体部位和等离子体施加器之间形成封闭的气体空间;以及至少一个传感器,该传感器被设计用于等离子体处理和/或检测和输出与伤口愈合有关的测量变量、特别是在应用情况下被等离子体施加器覆盖的身体部位的生理测量变量。
当等离子体施加器要在待治疗的身体部位上保留较长的时间段,例如数天至几周,以将其密封免受外部影响时,可特别有利地使用具有传感器的等离子体施加器。如果例如在伤口治疗开始时进行等离子治疗,则以下对于伤口愈合可为有利的:将等离子体施加器在通常从数天到几周的较长的时间段内,例如直到相应的伤口愈合,持久地连接到相应的身体部位并将伤口密封,从而可有利地防止伤口的再污染。特别是在等离子体处理之后,然后可借助于至少一个用于封闭的气体空间和/或待治疗的伤口的传感器来检测和读出特征测量值。检测包括测量变量的测量并将其转换为代表测量变量的数据信号。结果,可在读出的测量变量的基础上跟踪伤口的愈合过程,而不必在愈合过程中从待治疗的身体部位移除等离子体施加器。因此,伤口在愈合过程中可保持持久性密封。
至少一个传感器优选地被设计成用于检测测量变量,例如气压、温度、血液的氧饱和度(SpO2值)、伤口分泌物的电导率值、细菌定植、pH值、伤口大小等。然后可将检测到的测量变量例如作为代表测量变量的数据存储在具有至少一个传感器的传感器系统的存储模块中。然后可在以后的某个时间点由外部读取设备读取该数据。例如,包括至少一个传感器的传感器系统可具有RFID(射频识别)应答器,当读取设备向应答器提出相应请求时,该RFID应答器可访问存储在存储模块中的数据并将其发送到读取设备。
代表测量变量的数据信号也可优选地无线地从传感器系统的发送器单元直接发送到便携式或固定式数据处理设备的互补接收器单元。
通过读出由传感器检测的测量变量,可特别有利地评估等离子体处理的处理结果和/或伤口愈合的进展,而不必从待处理的身体部位移除布置在待处理的身体部位上的等离子体施加器。当意图将等离子体施加器在较长的时间段内保持在待处理的身体部位上时,这是特别有利的。较长的时间段优选地是数天或几周的时间段。数天的时间段也可总计对应几周的时间段。较长的时间段优选地包括其中伤口至少在很大程度上愈合的时间段。在该时间段期间,待治疗的伤口很大程度上与周围的大气隔离。在该时间段中,伤口被持久性地密封。
检测的测量变量可例如由医生或医院工作人员直接读取和解释。基于已经读出的测量变量,然后例如可评估对新的等离子体处理的需要,或者可确定用于移除等离子体施加器的合适的时间点。
如果由患者自己读取检测的测量变量,则也是有利的。例如,患者可在家中读出代表测量变量的数据,并通过网络将其提供给医生,以便医生可评估治疗的成功,而无需亲自咨询患者。因此,利用具有至少一个传感器的等离子体施加器,可特别有利地实现由医生对患者进行的远程监视,有时也称为家庭监视。
也可考虑,根据由一个传感器或多个、特别是不同的传感器检测的测量变量来调节足以点燃等离子体的电压信号的振幅。为此,例如可将表示测量变量的数据或表示测量变量的数据信号优选无线地但也可经由电缆传输到能量供应单元的相应接口,从而可相应地调制要提供的电压信号的振幅。在一种实施方式中,等离子体施加器具有电路,该电路根据至少一个检测到的测量变量来调制为点燃等离子体而提供的电压信号、特别是电压信号的振幅。
被设计成根据至少一个检测的测量变量来调制提供用于点燃等离子体的电压信号、特别是电压信号的振幅的电路也可被集成到能量供应单元中。能量供应单元则可例如设计成,通过电缆或者以无线方式要么直接地从等离子体施加器的一个或多个传感器要么从存储了代表检测的测量变量的数据的数据处理设备接收并处理代表检测的测量变量的数据信号,并且将相应的输出信号传输到电路。
因此,提供如下的能量供应单元,其被设计成提供足以点燃等离子体的电压信号,并且包括用于接收代表检测到的测量变量的数据信号的接口和电路,其中所述电路被设计成根据接收的数据信号调制被提供用于点燃等离子体的电压信号、特别是电压信号的振幅。
传感器可例如为:气压传感器,其被设计和布置成测量封闭的气体空间中的气压;或压力传感器,其被设计和布置成测量压缩绷带的压力;或温度传感器,其被设计和布置成测量温度、尤其是在封闭的气体空间中的温度;或pH值传感器,其被设计和布置成用于测量pH值、特别是伤口的pH值;湿度传感器,其被设计和布置成测量伤口环境的水分;或代谢产物传感器,其被设计和布置成特别地检测伤口愈合特征的代谢产物。这样的代谢产物可例如为蛋白质,如纤维蛋白或乳酸盐。伤口愈合的特征代谢产物也可以是细菌从伤口的细菌涂层释放的代谢产物。
传感器系统也可具有多个、特别是不同的传感器,并且例如被设计成微系统(微机电系统(英语:Microelectromechanical system(MEMS))。这样的微系统代表了紧凑的单元,其可特别有利地集成到等离子体施加器中。
在一种实施方式中,等离子体施加器具有传感器系统,该传感器系统包括多个、特别是不同的传感器。传感器优选地被设计成检测并输出在应用情况下由等离子体施加器覆盖的身体部位的不同生理测量变量。传感器系统的多个传感器优选地布置在等离子体施加器上的不同位置处。多个传感器中的一个传感器优选地布置在特别适合于检测相应的测量变量的位置处。旨在测量气压的传感器优选地在距伤口一定距离处并且可访问气体空间地布置在等离子体施加器上。旨在测量伤口分泌物的电导率值的温度传感器优选地以这样的方式布置,使得其在应用情况下与待治疗的伤口接触。
具有多个、特别是不同的传感器的传感器系统也可被设计成微流体系统,也称为芯片实验室系统,其例如可被设计成检测伤口的细菌涂层或血液中或伤口分泌物中病原体的类型和浓度。在一种实施方式中,等离子体施加器具有被设计成微流体系统的传感器系统,其中该传感器系统以这样的方式布置在等离子体施加器上,使得该传感器系统在应用情况下与待治疗的伤口接触,以便例如能够吸收和分析伤口分泌物或血液。
传感器优选地以这样的方式布置在等离子体施加器上,使得可使用该传感器检测与等离子体治疗和/或伤口愈合相关的、特别是生理的测量变量。在一种实施方式中,传感器被布置成使得其在等离子体处理期间以与待处理的身体部位相距一定距离地位于封闭的气体空间中。以这种方式布置的传感器可特别有利地测量对于封闭的气体空间特定的测量变量,例如温度或气压。在一种实施方式中,传感器被布置成使得其在等离子体处理期间与待处理的身体部位直接接触。以这种方式布置的传感器可特别有利地测量待治疗的身体部位的特定测量变量,例如细菌涂层或伤口的氧饱和度。将传感器布置成可检测电工芯的特征测量变量也可为有利的。
在一种实施方式中,等离子体施加器包括电工芯、具有兜袋的外壳,其中至少一个传感器可以插入兜袋或从兜袋中取出,并且可将电工芯插入兜袋并从该兜袋中取出,并且至少一个传感器,其被设计成检测和输出与等离子体处理和/或伤口愈合相关的、尤其是生理的测量变量。外壳优选地至少部分地为透明的或光学透明的,使得当等离子体施加器被施加到待治疗的身体部位上时,即在待治疗的伤口上,人可在视觉上评估伤口的状况。然后可首先进行等离子体处理。在进行等离子处理后,可从兜袋中取出电工芯,以便可通过外壳查看伤口。如果要进行新的等离子处理,则可将电工芯作为模块重新插入外壳的兜袋中。结果,除了解释由传感器系统记录的测量变量之外,还可目视评估伤口愈合的进展。在一种实施方式中,等离子体施加器具有带有兜袋的外壳,在其中可移除地布置电工芯。外壳被设计成使得当取出电工芯并且将等离子体施加器布置在待治疗的身体部位上时,可穿过外壳看到身体部位。
还可通过以下方式对位于施加的等离子体施加器下方的伤口进行视觉评估:等离子体施加器的外壳具有观察窗口,该观察窗口布置在外壳的如下区域中,该区域使人能够穿过该观察窗口评估待治疗的伤口的状况,而无需为此目的而移除等离子体施加器。在等离子体施加器的一种实施方式中,外壳因此具有观察窗口,该观察窗口被布置成使得当等离子体施加器布置在身体部位上时,可穿过该观察窗口看到身体部位。
在一种实施方式中,等离子体施加器包括电工芯、具有观察窗口的外壳,其中所述观察窗口被布置成使得可通过所述观察窗口对等离子体施加器附着在其上的身体部位进行目视评估,并且至少一个传感器被设计成检测和输出与等离子体处理和/或伤口愈合相关的、特别是生理的测量变量。观察窗口优选地以这样的方式布置在外壳中,使得伤口的视图不会被电工芯所阻挡。为此目的,有利的是,电工芯在中央具有穿通部,在该穿通部上布置观察窗口。
在一种实施方式中,等离子体施加器包括电工芯、外壳、至少一个传感器和凝胶层,其中该凝胶层布置在等离子体施加器的面向待治疗的身体部位的一侧上。如果将等离子体施加器布置在待治疗的身体部位上,则凝胶层优选地具有使由等离子体施加器施加在待治疗的身体部位上的接触压力均匀地分布在待治疗的身体部位的区域上的作用(效果)。当等离子体施加器要在身体部位上保留更长的时间时,这是特别有利的。
在一种实施方式中,等离子体施加器包括电工芯、外壳、至少一个传感器和气垫,其中气垫布置在等离子体施加器的面向待治疗的身体部位的一侧上。气垫优选地被设计成环形的并且用空气填充。环形气垫在此具有与环形气垫的开口的直径相对应的内径和与气垫的整个圆周的直径相对应的外径。内径优选地对应于电工芯的电极结构体的至少一个横向范围。外径优选地对应于等离子体施加器的外部尺寸。如果将等离子体施加器布置在待治疗的身体部位上,则气垫优选具有使等离子体施加器施加在待治疗的身体部位上的接触压力均匀分布的作用。当等离子体施加器要在身体部位上保留更长的时间时,这是特别有利的。
在一种实施方式中,等离子体施加器包括电工芯、外壳、至少一个传感器以及富含或涂覆有药理性和/或非药理性活性成分并且在等离子体处理期间直接位于待治疗的身体部位上的层。这样的层可特别有利地通过隔离结构体来实现。特别是当伤口在较长的时间段内、优选地直到伤口愈合被密封时,则可在此时间段内将活性成分释放到待治疗的伤口上,以支持伤口愈合并治疗特定和/或其他的适应症。
在一种实施方式中,等离子体施加器包括电工芯、外壳、至少一个传感器和粘合剂层,其中粘合剂层被设计成,在数天的时间段内、特别是直到伤口愈合,确保等离子体施加器的其余部分与待处理的表面之间的粘附接触。在某些情况下,该时间段可包括几个星期。粘合剂层优选地被设计成自胶粘的。自胶粘的粘合剂层可例如由合适的粘合剂例如硅酮形成。粘合剂层优选地确保等离子体施加器和待治疗的身体部位之间的牢固的粘附接触。粘合剂层优选地被设计成使得其在一定时间段(优选地数天)内降解(abbaut),或者通过添加溶剂例如醇而溶解。
在一种实施方式中,等离子体施加器包括电工芯、外壳、至少一个传感器和通路连接件,其被布置成使得当等离子体施加器布置在待治疗的身体部位上时可将流体介质输送到封闭的气体空间中或从气体空间中排出。如果等离子体施加器在较长的时间段内保留在待治疗的身体部位上,则可在伤口愈合的各个阶段以有针对性的方式输送或排出流体介质,以辅助伤口愈合。有利地,通路连接件使得能够进行V.A.C治疗。例如,可通过液体传感器控制V.A.C治疗。如果等离子体施加器具有通路连接件,则尽管待处理的身体部分被密封,渗出液仍可有利地从气体空间排出。通路连接件有利地使得可在气体空间中产生有氧或无氧的空气气候。
在一种实施方式中,等离子体施加器包括电工芯、外壳和至少一个传感器,其中该外壳由防水材料形成或涂有防水涂层。结果,在将等离子体施加器布置在待治疗的身体部位上数天的过程中,这有利地防止了液体渗透到气体空间中。
用等离子体施加器永久性密封伤口的方法,其中该等离子体施加器具有外壳、电工芯和至少一个传感器,该方法至少包括以下步骤:
-将等离子体施加器施加到待治疗的身体部位上,使得在等离子体施加器和待治疗的身体部位之间形成封闭的气体空间,
-实施等离子体处理,其中所述实施包括将适合于点燃等离子体的电压施加到所述电工芯的电极结构体上,
-将等离子体施加器保留在待治疗的身体部位上,使得所述封闭的气体空间在等离子体处理后仍保持存在,和
-在将等离子体施加器保留在待治疗的身体部位上的同时,通过至少一个传感器检测并输出由等离子体施加器覆盖的身体部位的生理测量变量。
保留的步骤优选地持续一段时间,该时间段对应于待治疗伤口的伤口愈合的时间段。因此,此步骤的持续时间可持续数周。在这段时间内,通过传感器检测并输出与伤口愈合相关的生理测量变量。该方法的各个步骤优选在保留的同时实施多次。因此,如果例如在保留期间实施多次等离子体处理,可为有利的。
既没有传感器也没有传感器系统的等离子体施加器也可用于密封身体部位,特别是伤口。这样的方法包括以下步骤:
-将包括电工芯和外壳的等离子体施加器施加到待治疗的身体部位上,使得在等离子体施加器和待治疗的身体部位之间形成封闭的气体空间,
-实施等离子体处理,其中所述实施包括将适合于点燃等离子体的电压施加到所述电工芯的电极结构体上,
-将等离子体施加器保留在待治疗的身体部位上,使得所述封闭的气体空间在等离子体处理后仍保持存在数天。
可用在本说明书的上下文中描述的等离子体施加器和其他常规等离子体施加器来实施这种方法。通过将等离子体施加器保留在待治疗的身体部分上,待治疗的身体部分被密封并因此不受外界影响。在数天的时间段内的保留特别地持续其中伤口在很大程度上愈合的时间段。优选地,将等离子体施加器布置在待治疗的身体部分上,实施等离子体处理,并且将等离子体施加器保留在待治疗的身体部分上直到伤口愈合。这样的时间段通常包括数天,其总计也可导致数周的时间段。
等离子体的点燃
为了点燃等离子体,在运行中借助于能量供应单元将足以点燃等离子体的电压信号提供给电工芯的至少一个电极结构体。
优选地,能量供应单元被设计成提供足以将等离子体点燃的矩形、锯齿形或正弦形的电压形式的电压信号。能量供应单元优选地被设计成提供单独的重复脉冲,例如可以脉冲方式提供交流电压。
对于等离子体处理可为有利的是,提供如下的峰值电压,该峰值电压具有9kV峰-峰值,以20μs打开、180μs断开、每秒5次(5Hz)的脉冲。以这种方式,被点燃的等离子体的温度可有利地保持在较低的水平。有利地,等离子体被点燃整个处理时间的约10%。
在作为替代的变型中,可规定使用峰-峰值为数百V至5kV的电压信号。在另外的变型中,可提供不同的脉冲模式。例如,可为有利的是,使用多个短脉冲以达到活性物质的相应浓度,并且在一系列短脉冲之后最初的几秒钟内,不再点燃任何等离子体。这种等离子体处理可在特别的病症(Krankheitsbildern)中导致改善的治疗结果。同时,可通过脉冲的持续时间和脉冲之间的间隔来针对性地设置能耗。对于使用移动式能量供应单元的操作而言,具有相对较长的间隔的等离子体的短点火是特别有利的,因为由此显著地降低了能量需求,并且能够以相对较小的储能器来实现更长的治疗持续时间。
如果将第一电极结构体设置在电工芯中,则其优选地处于地电位或接地电势,从而形成由电压信号驱动的第二电极结构体的对电极。然后在两个电极结构体或至少第二电极结构体和待处理的表面之间施加电场,其中通过布置在电极结构体之间的绝缘层来防止或抑制电极结构体之间的短路。换言之,形成大面积的、电介质受阻的等离子体。由于等离子体性质在很大程度上取决于气体空间的厚度、特别是取决于接地的电极结构体和待处理的表面(尤其是人或动物表面)之间的气体体积,因此可提供隔离结构体,该隔离结构体能够可靠地且可重现地在等离子体施加器和待处理的表面之间的封闭的气体空间中供应足够量的气体,以产生具有始终相同的活性特性的等离子体。待电离的气体或气体混合物在此是引入的工作气体和/或环境或外部空气。
下面参考附图描述本发明的示例性实施方式。这附图不一定旨在按比例表示示例性实施例,而是以示意图和/或略微变形的形式示出了附图。在说明书、附图和权利要求书中公开的特征对于单独地或以任何组合的方式实现本发明是必不可少的。在适当的情况下,具有相同或相似功能的相同和/或相似特征具有相同的附图标记。本发明的其他优点、特征和细节从优选的实施例的以下描述中并且基于附图得出。
详细地示出了:
图1:具有插接装置的等离子体施加器,该插接装置与插入装置组装在一起,
图2A:沿宽度方向穿过与插入装置组装在一起的插接装置的截面的侧视图,
图2B:沿高度方向穿过与插入装置组装在一起的插接装置的截面的侧视图,
图3:沿插头形式的、与电极结构体电连接的插接装置的宽度的截面的侧视图,
图4:用于在插接装置和插入装置之间进行安全连接的机制,
图5A:等离子施加器,其具有电工芯以及与插入装置组装在一起的插接装置,
图5B:沿宽度方向穿过与插入装置组装在一起的插接装置的截面的侧视图,
图6:芯片卡格式的插接装置,其具有在导体轨道中的收缩变细部,
图7:已知的用于产生大气压冷等离子体以处理表面的装置的分解图,
图8A:等离子体施加器,其与带有插入装置的移动式能量供应单元组装在一起,
图8B:具有集成的移动式能量供应单元和插接装置的等离子体施加器,
图8C:具有集成的移动式能量供应单元且无插接装置的等离子体施加器,
图8D:具有用于移动式能量供应单元的插入槽的等离子体施加器,
图8E:具有集成的接收线圈装置和插入槽的等离子体施加器,带有发送线圈装置的移动式能量供应单元可插入该插入槽中,
图8F:具有带蓄电池的集成的能量供应单元的等离子体施加器,该蓄电池可通过同样集成的充电装置感应充电,
图9:具有可扩展的处理区域的等离子体施加器,
图10A:隔离结构体,其也被设计成用于产生介质阻挡放电(DBE)的等离子体源,
图10B:图10A中所示的隔离结构体的横截面,
图11:由两芯电缆组成的闭合电路,
图12:电工芯的面向患者一侧的俯视图,
图13:图12中所示的电工芯的背离患者的一侧的俯视图,
图14:图13中所示的电工芯的背离患者的一侧的俯视图,
图15:具有电压连接件和接地连接件的插入装置,
图16:表明了如何在插接装置和通过衔接元件表示的插入装置之间建立机械紧密配合,
图17:插入吸入式敷布的电工芯,
图18:插入绷带的现有接片中的电工芯,
图19:穿过具有电工芯的等离子体施加器的横截面,每个电工芯具有三个电极结构体和三个绝缘层,
图20:电工芯的在等离子体处理过程中背离待处理的表面的一侧的俯视图,
图21:电工芯的在等离子体处理过程中背离待处理的表面的一侧的俯视图,其中特别地可看到第三绝缘层,
图22:示出了电工芯的在等离子体处理过程中背离待处理的表面的一侧的俯视图,其中特别地可看到第三电极结构体,
图23:示出了电工芯的在等离子体处理过程中背离待处理的表面的一侧的俯视图,其中电工芯包括第三电极结构体和加强部,
图24:与插入装置插接在一起的插接装置,
图25:具有电工芯、外壳和通路连接件的等离子体施加器,
图26:具有通路连接件的插接装置和被设计成与插接装置互补的插入装置,
图27:具有通路连接件的插接装置和被设计成与插接装置互补的插入装置,
图28:等离子体施加器,其具有外壳、电工芯和带有通路连接件的插接装置,
图29:具有传感器的等离子体施加器,
图30A:具有电工芯的等离子体施加器,其具有分布在其面上的穿通部,
图30B:图30A中所示的等离子体施加器的局部放大图,
图31:具有电工芯和插接装置的等离子体施加器,其中在电工芯和插接装置之间的过渡处形成有穿孔,
图32:固定在袋套上的等离子体施加器,
图33:固定在袋套上的等离子体施加器,其中该等离子体施加器布置袋套中的孔上方。
图1示出了等离子体施加器100的优选的实施方式,该等离子体施加器100具有电工芯50并具有被设计成类似于芯片卡的插头的插接装置70。插接装置70与被设计成互补的接收插座的插入装置60组装在一起。插入装置60和插接装置70具有导电的导体轨道,其在组装状态下被电耦合到相应的接触面。特别地,插接装置70的导体轨道具有导体,该导体从插接装置中的接触面通向至少一个电极结构体10。
电极结构体10是电工芯50的一部分,在所示的实施方式中,所述电工芯还包括绝缘层20。绝缘层20的边缘在对于应用典型的电压下横向地突出于电极结构体10之外爬电距离的长度。
在所示的实施方式中,电极结构体10由被设计成梳子形状的导电银漆组成。在所示实施方式的不同变型中,电极结构体也可形成为薄的金属层,箔、栅格和/或具有导电聚合物层的形式。还可想到一种变型,其中通过编织成纺织品的导电线形成相应的电工芯的电极结构体。在进一步的变型中,相应的电工芯的电极结构体形成为由导电的柔性材料制成的导电结构体,所述导电的柔性材料例如为导电塑料、富含导电颗粒的材料、金属箔或石墨。
所示实施方式的电极结构体10电连接到插接装置70的导体轨道。插入装置60连接到电缆80。在电缆80的另一端,电缆80通常连接至基本固定式使用的能量供应单元(未示出),例如高压发生器。能量供应单元(未示出)提供足以点燃等离子体的电压信号,并且可包括控制装置和用于数字数据的读取设备。为了操作,将等离子体施加器100的插接装置70与插入装置60组装在一起。在等离子体施加器100的运行中,由能量供应单元(未示出)提供的电压信号经由电缆80和与插入装置60组装在一起的插接装置70被传送到电极结构体10,以点燃等离子体。
所示的电工芯的电极结构体10具有由电压信号驱动的电极结构体的功能,并且优选地被设计成柔性的。通常,需要具有接地电极功能的另一电极结构体。在所示的实施方式中,电工芯50仅具有电极结构体10和对电极,所述对电极在等离子体施加器附接到人的或动物的或技术性的表面处或者人的或动物的或技术性的表面上时由人体或动物体或技术性的表面本身实现。在所示的示例性实施例的变型中,作为另一电极结构体的对电极是柔性的扁平电工芯的组件,并且位于面向待处理的表面的一侧。在该变型中,驱动的电极结构体和接地电极结构体由相同的材料制成并且具有相同的特殊几何形状。然而,驱动的电极结构体和接地电极结构体的电极部段以限定的重叠部彼此错开布置。在所示的实施例中以及在所描述的变型中,相应的电极结构体的电极部段优选地具有5mm的宽度和14μm的厚度。
已经证明,电极结构体的电极部段的横截面形状是重要的变量。优选地,与电极结构体的电极部段的横截面形状相结合的导电率被确定为,使得形成相应的电极部段的导体轨道的电阻在一位数的欧姆范围内。结果,在电极结构体的导体轨道的开始与末端之间仅有几伏的电压降,因此可在电极结构体的整个面上提供均匀的放电。目前优选地,电极结构体中的电阻为2欧姆。也可设想更高的电阻值,例如最高达50欧姆。但是,在较高的电阻下,可观察到较大的电压降,并且电极结构体会明显发热。
然而,对于某些应用,如下可为有利的:电工芯的电极结构体的电极部段具有1mm的宽度和70μm的厚度。对于其他应用,如下可为有利的:电工芯的电极结构体的电极部段具有10mm的宽度和7μm的厚度。
为了产生面状等离子体、特别是冷等离子体,在电工芯50中存在绝缘层20,该绝缘层20布置在驱动的电极结构体10和待处理的表面之间。
在所示的实施方式中,绝缘层20由不导电的塑料组成。然而,绝缘层20也可由陶瓷或塑料-陶瓷混合物或者由天然纤维复合材料或其他天然材料组成。绝缘层20优选地具有在几μm至几百μm之间的厚度。绝缘层20优选地是无孔的,即,它没有或只有很少的孔或空隙。绝缘层20还具有每毫米厚度至少5kV的介电强度。绝缘层20的横向范围对应于电工芯50中的电极结构体10的尺寸加上突出于其之外的边缘,其中该边缘的尺寸被确定为使其至少覆盖在用于点燃等离子体的典型电压值下的爬电距离的长度。
在这里示出的实施方式的未示出的变型中,选择绝缘层的横向范围,使得在应用情况下被驱动的电极结构体和处于接地电势的另外的电极结构体或待处理的表面之间不发生电弧放电。通常,通过使用特定的绝缘机制(例如注塑包覆),以不超出爬电距离而不出现故障。根据电工芯的外壳,还可设计绝缘层的横向范围,以使绝缘层突出于电极结构体之外的边缘小于点燃等离子体所需的电压信号的振幅,即爬电距离。
在示出的实施方式的另一未示出的变型中(其中电工芯具有第一和第二电极结构体),电工芯优选地具有另外的绝缘层,该绝缘层布置在接地的电极结构体和待处理的表面之间。所述另外的绝缘层优选地由生物相容性材料组成,例如,清漆、硅酮、聚氨酯或涂料。可通过等离子体辅助化学气相沉积(PACVD)、化学气相沉积(CVD)、阳极氧化工艺或通过电镀来施加涂层。
在所示的实施例中,等离子体施加器100部分地被生物相容性材料45包封,例如,医用硅酮或清漆。在此,电工芯50的下侧,即面向待处理的表面的一侧没有被包封,而电工芯50的上侧,即背离待处理的表面的一侧被完全地包封。外壳被设计成使得在驱动的电极结构体10和直接在外部的接地电势之间确保至少一种介电强度。
插接装置70也被部分地包封。特别地,插接装置70和电工芯50的外壳是形状配合的并且没有空气夹杂物。为了实现插接装置70和插入装置60之间的电流耦合,插接装置70的电接触面可自由地接近插入装置60的电接触面,也就是说,没有被包封。
在所示的实施方式中,沿外壳45的边缘在面向待处理的表面的一侧上施加粘合剂层40。借助于粘合剂层40,等离子体施加器100可被固定在待处理的人的、动物的或技术性的表面上。粘合剂层40优选地由生物相容性材料例如硅酮或基于丙烯酸酯的粘合剂组成,并且具有在几μm至几百μm之间的优选厚度。如果通过粘合剂层将等离子体施加器附接至待处理的表面,则粘合剂层产生的粘合力足以使等离子体施加器无需额外的辅助即可粘附至待处理的表面。可例如在丝网印刷工艺中或在注射成型工艺中施加粘合剂层。还可想到的是,粘合剂层通过粘合剂转移胶带或双面胶带来实现。可将转移胶带或双面胶带设计成弹性的并因此是柔性的,使得相应的等离子体施加器可灵活地适配于并附接到不同的表面上。
为了点燃等离子体,将电压信号施加到电工芯的驱动的电极结构体。如果在电工芯中提供另外的电极结构体,则该电极结构体处于接地电位或接地电势,并因此形成在运行中由电压信号驱动的电极结构体的对电极。在两个电极结构体之间或在运行中被驱动的电极结构体和待处理的表面之间则存在电场,其中两个电极结构体之间的绝缘层防止或抑制了电极结构体之间的短路。换言之,形成大面积的、电介质受阻的等离子体。
在这里未示出的实施方式中,电工芯具有在运行中被驱动的电极结构体和对电极,其中该对电极被设计成在运行中借助于施加到对电极的直流电压产生电压偏移并且使来自等离子体的带电粒子向伤口加速。在此处未示出的实施方式中,对电极被设计成借助于直流电压产生电压偏移。在这种情况下,对电极被设计成端接至相应的电压源。
等离子体施加器100,当在应用情况下施加至表面上时,限定封闭的空间,即在其中产生等离子体处理区域30。处理区域30有利地被气密地密封。处理区域30优选地位于距待处理的表面几毫米的距离处,使得冷等离子体分布在待处理的人的、动物的或技术性的表面的面上。等离子体处理的典型的持续时间为几分钟。
图2A示出了插接装置70的优选的实施方式,该插接装置被设计成插头并且与被设计成接收插座的插入装置60组装在一起。在所示的图示中,示出了沿宽度穿过与插入装置组装在一起的插接装置的截面的侧视图。
插入装置60具有30mm的宽度B1。电缆80通过连接件连接到插入装置60。在电缆80的另一端,可连接能量供应单元(未示出),该能量供应单元在运行中提供用于点燃等离子体的电压信号。连接件65具有由聚乙烯制成的绝缘结构体,该绝缘结构体在外部设有电磁屏蔽(EMC屏蔽)。借助屏蔽可防止可能会干扰例如医院中其他电气设备的干扰波的发射增加。借助该屏蔽还可最小化对其他辐射源的外部干扰的敏感性。
然而,在不同的变型中,绝缘结构体也可由其他柔性的且无孔的绝缘体(例如塑料或陶瓷)组成。电缆80包覆有硅酮套。插入装置60还具有密封塞66,其旨在用于,将壳体用绝缘体(例如环氧树脂或硅酮)完全地填充。在此,第一密封塞66被设置成环氧树脂或硅酮的入口,以及第二密封塞66被设置成空气出口,从而在填充期间空气可从壳体逸出。
此外,提供电感器67,其用作用于特定干扰频率的滤波器。为了比较好的EMC屏蔽,将插入装置60的壳体68金属化。整个壳体68优选地由导电材料制成。作为替代,壳体68也可在内部例如被金属化或用栅格屏蔽。在这两种变型中,壳体68的屏蔽件被放置在PE上,并且因此壳体68被电屏蔽(法拉第笼)。
插入装置60的内部69用硅酮或具有高介电强度的另一种材料(例如,环氧树脂)灌封,以确保介电强度并避免局部放电。另一个优点是,插入装置中的机械和电气部件可被构造得很小和紧凑。此外,还防止水分例如在蒸汽灭菌过程中渗透。
所示的插入装置60具有高压连接件(HV连接件)71和接地连接件(GND连接件)72。在此处所示的变型中,插接装置的宽度B2为24mm。当插接装置70完全容纳在插入装置60中时,在此示出的变型中,由两个插接在一起的装置组成的系统的长度L2为124mm。在此示出的变型中的插接装置70在此以36mm的长度L3从插入装置60突出。从插入装置中伸出的插接装置70的部分可优选地被硅酮外壳包封,然后用于将插接装置70固定到电工芯(未示出)。
在未示出的实施方式中,插接装置具有圆形形状。也可考虑其他插头形状,其中考虑避免局部放电和通常的屏蔽。
应注意的是,由插接装置和插入装置组成的合适系统的大小和形状通常取决于用于操作的电压信号的振幅。对于在运行过程中通过能量供应单元提供1kV的用于点燃等离子体的电压信号的情况,参考图2A所述的尺寸规格可显著减小,使得能将相应的插接装置设计得更小且更紧凑。
插接装置具有衔接装置(Einrastvorrichtung)64,该衔接装置在组装状态下被互补设计的插入装置容纳。由此机械地连接了插接装置和插入装置。
图2B示出了沿高度穿过图2A中所示的与插入装置组装在一起的插接装置的截面的侧视图。插入装置60在一侧连接到电缆80,并且具有14mm的高度H1。在相对的一侧,插入装置60具有用于容纳插接装置70的开口。插接装置70具有6.8mm的最大高度H2。当插接装置70完全容纳在插入装置60中时,患者侧的最小爬电路径的长度L1为85mm。在组装状态下,插接装置70和插入装置60借助于衔接装置64机械地连接。
图3示出了插接装置70的优选的实施方式。在所示的图示中,可看到沿着插接装置70的宽度的截面的俯视图。插接装置70经由至少一个导体轨道71导电地连接至电极结构体10,其中该导体轨道71从电压连接件(HV连接件)77的接触面导引到电极结构体10。在所示的实施方式中,插接装置70的最大宽度B3为21mm。在所示的实施方式中,插接装置70具有任选的加强部75,其可例如由聚乙烯(PE)膜组成,并且可具有例如约0.2mm至1mm的高度。在所示的实施例中,加强部具有增加弹性模量的功能。结果,减少了由于外部机械力的作用而引起的弯曲或形状变化,并且可将插接装置容易且毫不复杂地推入到插入装置中。
此外,插接装置70具有带有衔接功能的孔76,该孔被设计成将插接装置与插入装置(在此未示出)机械地锁紧。在背离电极结构体10的一侧上,插接装置70在58mm的长度L4上具有比插接装置70的最大宽度B3窄的宽度。特别地由于爬电距离和避免局部放电而选择所述形状,使得在没有插入插接装置时,在经由电缆连接到能量供应单元并被充电的耦合器中不会发生电弧放电。在背离电极结构体10的一侧上,插接装置70具有接触面77,以便将插接装置70连接到HV连接件(在此未示出)上。在所示的插接装置70的图示中,HV连接件(未示出)和GND连接件(未示出)之间的最小爬电路径K1为53mm,并且插接装置70的总长度L5为119mm。
由于插接装置的类似于芯片卡的形状,即小的高度和相对大的长度,可特别地遵守爬电距离,使得在插接在一起的插接装置和插入装置内不会发生局部放电。长度、宽度和高度的规定尺寸也可有利地彼此独立地如此来实现,使得仍然遵守产生等离子体所需的电压振幅的爬电距离。相应地,在所描述的实施方式的变型中的长度、宽度和高度可偏离所述值。
图4示出了用于通过位于插接装置70上的夹钳触点78在插接装置70和插入装置60之间安全连接的机构。通过将插接装置70和插入装置60插接在一起,通过插入装置70中的用作锁紧元件的夹钳的衔接来建立牢固的插接连接。在此处未示出的示例性实施例中,可通过插接装置上的用作锁紧元件的膨胀舌(Spreizzungen)确保插接装置和插入装置之间的牢固的连接。
为了确保一次性使用,插接装置优选地被设计成,使得其在与插入装置机械分离时由于首次使用而改变,从而无法重新电气连接至插入装置,因为不再有足够牢固的机械连接。在不同的变型中,可通过如下方式实现插接装置的一次性使用,即在与插入装置机械分离时,夹钳折断、衔接元件折断、锁紧元件无法使用,或者刮擦或切割插接装置的导体轨道。
在此处未示出的另一示例性实施例中,可通过磁接触确保插接装置和插入装置之间的足够的抗拉强度连接。在这种情况下,插接装置和插入装置中各自存在至少一个磁体。有利地,插接装置中的磁体具有与插入装置中的磁体相反的极性。
插接装置和插入装置之间的插接连接优选地被设计成使得连接到电缆的插入装置可被使用多次。在此处未示出的实施方式中,在插入装置和电缆之间提供扭折保护。
图5A示出了具有电磁芯50和插接装置70的等离子体施加器100。电工芯50包括第二电极结构体10和第一电极结构体10'。第二电极结构体10优选在运行中由施加的电压信号驱动,并且第一电极结构体10’优选地接地。第二电极结构体10和第一电极结构体10'的电极部段以限定的重叠部彼此重叠地布置。有利地,接地的电极结构体的电极部段和在运行中被驱动的电极结构体的电极部段彼此错开地布置,使得形成有利于等离子体点火的电场。相应的电极结构体的电极部段优选地各自在相对较小的区域中重叠。这意味着,与重叠的区域相比,电极部段的与另外的电极结构体的电极部段不重叠的相应的剩余区域明显更大。通过相对小的重叠,在电极结构体之间产生基本上均匀分布的等离子体。
插接装置70牢固地连接到电工芯50,并且具有第一导体轨道79'和第二导体轨道79。第一导体轨道79’导电地连接到第一电极结构体10’,并且第二导体轨道79导电地连接到第二电极结构体10。第一和第二导体轨道可被设计成例如简单的导体。第一和第二导体轨道优选地由与电极结构体相同的材料制成。插接装置70优选地具有3cm的宽度、1mm的高度和10cm的长度。在所示的图示中,插接装置70与插入装置60组装在一起。插入装置60通过电缆80连接到主要以固定方式使用的能量供应单元(在此未示出),例如高压发生器。电缆80在面向插入装置60的一侧上具有扭折保护件81。图5B示出了沿高度穿过插接装置的截面的侧视图。
图6示出了插接装置70,其具有第二导体轨道79和第一导体轨道79',第二导体轨道79电连接到在运行中被驱动的电极结构体(未示出),第一导体轨道79'电连接到接地的电极结构体(未示出)。第二导体轨道79在一位置处具有收缩变细部63。收缩变细部63处的导体轨道的较小直径导致比导体轨道79的其余部分更高的电阻。所示的收缩变细部63原则上既可集成在插接装置70中和又可集成在电工芯50中。为了确保等离子体施加器100的一次性使用,可在处理结束时向导体轨道79施加电流脉冲,该电流脉冲的电流强度使得在该收缩变细部63处的导体轨道79被加热到熔化的程度。例如,在等离子体处理结束时,与等离子体施加器组装在一起的能量供应单元可自动发射过量的具有相应电流强度的电流脉冲不到1秒。
图7示出了用于通过多层体系2产生大气压冷等离子体以处理表面的已知装置1的分解图。多层体系2形成等离子体施加器,并包括以下被设计成层形式的结构体,即(从底部开始):
-第一绝缘结构体11,
-第一电极结构体12,
-介电层13
-第二电极结构体14,
-第二绝缘结构15,
-间隔件结构体16,和
-粘合剂层17。
第一绝缘结构体11、第一电极结构体12、介电层13、第二电极结构体14和第二绝缘结构体15各自形成等离子体施加器的电工芯的层。第一绝缘结构体11在此布置在多层体系2的背离待处理的表面的一侧4上,并且具有在0.5mm至2.5mm之间、优选2mm的高度。第一绝缘结构体11本质上用于使第一电极结构体12绝缘,该第一电极结构体12优选地形成为高压层,即向其施加高电压的电极结构体。
介电层13布置在第一电极结构体12和第二电极结构体14之间,其中第二电极结构体14优选地被设计成接地电极层。介电层13在此基本上防止了第一和第二电极结构体之间的短路、特别是电弧形式的短路。
此外,在优选的实施方式中,第二绝缘结构体15布置在第二电极结构体14上,其厚度在50μm至300μm之间。
然后,在第二电极结构体14或第二绝缘结构体15上,即,在多层体系2的面向待处理的表面的一侧3上,布置间隔件结构体16,其确保提供足够的气体量,从而可点燃等离子体。
最后,在多层体系2的面向待处理的表面的一侧3上并且在间隔件结构体16上,布置粘合剂层17,其厚度在100μm至300μm之间、优选200μm,并且与待处理的表面直接接触。粘合剂层17则优选地由与皮肤和/或伤口相容的材料形成,优选地具有防腐和/或无创伤(atraumatischen)特性。
在当前情况下,如图7中所示,第二电极结构体14被设计成具有大量的凹陷,特别是呈栅格状。然而,在其他实施方式中,凹陷也可形成为孔形、条形、曲折形、蜂窝形、圆形和/或正方形的形式。
此外,间隔件结构体16也可以蜂窝的形式形成,其中间隔件结构体16也可通过突起或隔片(Stege)来实现。用于间隔件结构体16的可能的材料是聚合物、弹性体和/或硅酮等。原则上,可使用大量可能的材料,例如无机或有机材料、特别是天然和/或合成材料,例如热塑性塑料、热固性塑料和/或弹性体。对于其他可能的材料,举例而言,也可参考KarlOberbach和Hansjürgen Saechtling的书“Kunststoff-Taschenbuch”(第28版)。在图7中所示的装置的优选的实施方式中,间隔件结构体形成有高度在0.5mm至5mm之间的突起和/或隔片。
总体上,图7中所示的多层体系具有2mm至4mm的厚度。在此规定,与待处理的表面直接接触的层由耐热的、生物相容的和耐化学的塑料形成。
图8A、8B和8C示出了具有移动式能量供应的等离子体施加器,所述移动式能量供应通过与等离子体施加器相比相对较小的能量供应单元来确保。由于移动式能量供应单元,因此无需将主要以固定方式使用的能量供应单元例如高压发生器通过电缆连接到等离子体施加器,即可将足以点燃等离子体的电压信号传输到电极结构体并点燃等离子体。点燃等离子体所需的能量由移动式能量供应单元中包含的储能器提供。这种储能器可为例如电池、蓄电池或电容器。
图8A至图8F中所示的等离子体施加器至少包括第一电极结构体和第二电极结构体。在电极结构体之间分别布置至少一个绝缘层。绝缘层可例如为具有介电性能的聚合物。电极结构体之间的距离优选地小于1mm。有利地,由于距离小,因此点燃等离子体所需的电压信号的振幅较低。代替所示的第一电极结构体和第二电极结构体的曲折形状,电极结构体还可具有螺旋形状,可为连续的或具有孔。在所示的实施方式中,电极结构体由金属组成。在所示实施方式的各种变型中,提供由导电塑料或由具有导线的纺织品制成的电极结构体。所示的等离子体施加器在面向待处理的表面的一侧上具有由聚合物制成的绝缘层作为保护层,该绝缘层优选地由生物相容性材料形成。
任选地,所示的等离子体施加器也可具有隔离结构体。相应的隔离结构体可例如由聚合物、纺织品、水凝胶、基于淀粉,例如作为玉米片(Maisflips)、标准伤口的抓绒(Standardwundflies)或纱布以及吸收剂来实现,并且是电绝缘性的、且尤其是生物相容性的。隔离结构体也可由上述材料的组合形成。隔离结构体也可被设计成用于点燃等离子体的扁平电缆的形式。特别地,隔离结构体可被设计为也作为等离子体源的扁平电缆。
任选地,所示的等离子体施加器在背离待处理的表面的一侧上具有至少一个绝缘层作为保护层。
所示的等离子体施加器在面向待处理的表面的一侧上可具有粘合剂层或胶粘剂,以将等离子体施加器固定在待处理的表面上或之上。
除了所示的矩形形状之外,等离子体施加器的电工芯还可具有替代的几何形状。在不同的变型中,等离子体施加器的电工芯具有圆形形状、特定地适配于某些身体部位(例如脚)的形状或为圆柱形的。在一种变型中,等离子体施加器旨在以锥形形状附接在软管或电缆周围。在这种情况下,等离子体施加器围绕软管或电缆放置,使得在等离子体施加器下方以圆锥形形成封闭的气体空间。有利地,不必移除这样的通路(Zugang)以便能够使用等离子体施加器进行处理。如果在铺设通路前已知要使用等离子体施加器进行处理,则有利的是,等离子体施加器具有孔或狭缝,电缆或软管可被引导穿过该孔或狭缝。结果,可首先铺设通路,并且可在稍后的时间点进行等离子体处理而不必移除通路。
下文中参考图8A至图8F描述的用于等离子体施加器的移动式能量供应的变型或旨在确保等离子体施加器的一次性使用的特征的变型可与前述或其他几何形状中的任何一种的电工芯组合成等离子体施加器的何种变型。尤其是,电工芯可具有第一绝缘层,然后是第一接地电极结构体,然后是第二绝缘层,接着是在运行中被驱动的第二电极结构体,然后是第三绝缘层,接着是第三接地电极结构体,并由此本身已经确保触摸保护。
图8A示出了具有插接装置70的等离子体施加器,该插接装置与移动式能量供应单元110的插入装置60组装在一起。相对较小的移动式能量供应单元110包括储能器和插入装置。与参照图1、2、3和5描述的插入装置的变型相反,移动式能量供应单元的插入装置不必布置在被提供用于连接至基本以固定的方式使用的能量供应单元例如电压发生器的较长的电缆的末端。移动式能量供应单元110可借助于插入装置60机械地和电气地连接到等离子体施加器的插接装置70。所示的插接装置70和/或电工芯50可具有确保一次性使用的那些特征的变型,如例如参照图4和图6所描述的那些。在连接状态下,等离子体施加器和移动式能量供应单元形成紧凑的单元,其在运行中可容易地被患者所携带。
移动式能量供应单元110的储能器通常不传递在kV范围内的电压信号,而是传递几伏特例如5伏至20伏的电压信号。提供的电压信号可例如处于市售电池提供的电压的数量级,例如9V模块的9V。然而,由于通常需要振幅高达几百伏至10kV的电压信号来点燃等离子体,因此由移动式能量供应单元的储能器供应的电压信号必须被转换成几百伏至10kV的电压信号。
为此目的,这里描述的实施方式中的等离子体施加器还具有电路(未示出),该电路将由移动能量供应单元110提供的电压信号转换成优选地在几100V至10kV的电压范围内的(脉冲的)交流电压。为此目的设计的电路具有例如逆变器或VDC-VAC逆变器与电压互感器以及占空比为1s“开”和9s“关”的脉冲发生器的组合。根据不同的应用,此处未显示的等离子体施加器可具有不同的占空比。所述电路电连接至等离子体施加器的至少一个电极结构体,并且适合于将足以点燃等离子体的电压信号的振幅提供给电极结构体。
作为替代,也可将用于将5-20V的电压信号转换成振幅为100V至10kV的电压信号的电路与储能器和插入装置一起集成在移动式能量供应单元中。移动式能量供应单元的储能器提供电压信号,该电压信号被相应的集成在能量供应单元中的电路转换成足以点燃等离子体的具有相应的振幅的电压信号。如果将移动式能量供应单元的插入装置连接到等离子体施加器的插接装置,则电压信号可经由插接装置的导体轨道传输到至少一个用于点燃等离子体的电极结构体。于是,等离子体施加器本身不需要任何电路就可将电压信号转换成振幅在kV范围内的电压信号。
在此处未示出的实施方式中,电路被集成在移动式能量供应单元和等离子体施加器两者中。当将等离子体施加器的插接装置与移动式能量供应单元的插入装置插接在一起并且建立电气和机械连接时,两个电路形成电路体系。然后,该电路系统将移动式能量供应单元的储能器的直流电压转换成足以点燃等离子体的电压信号,并将该电压信号传导至电工芯中的至少一个电极结构体。
如果在移动式能量供应单元110中的储能器是蓄电池,则优选的是,将该蓄电池设计成尽可能平坦的,并且具有例如9cm的长度、9cm的宽度和0.2cm的高度。相应的蓄电池优选地具有高的容量,优选地大于4000mAh,并且具有大于500mA的高电流输出,特别是在1-2A之间。可替代地,多个较小的蓄电池可并联连接,以便能够产生足够高的电流。
当将直流电压转换成足以点燃等离子体的电压信号时,电压通常增加100倍或更多。这又意味着输出到变压器的次级线圈的电流减少100倍。通过由多个并联连接的蓄电池形成的储能器,可在短时间内输出相对较高的电流而不会在此使储能器变得太热。使用这样的可在短时间内提供高电流而不会过热的储能器可为有利的,因为可在等离子体放电期间短暂地产生在毫安范围至安培范围内的电流。
移动式能量供应单元110的储能器也可为电容器。在此,使用的电容器的尺寸或重量以及电容尤其重要。使用的电容器优选地具有几克的重量、在几厘米范围内的紧凑尺寸、在μF到mF范围内的电容以及有效地放电几秒钟的半衰期。通过将电容器连接到能量源,例如充电器,可通过移动式能量供应单元的插入装置对电容器充电。如果将插入装置连接到插接装置,则可将存储在电容器中的能量借助集成在插入装置中或插接装置中的电路,以足以点燃等离子体的电压信号,通过插接装置中的导体轨道传递到等离子体施加器的电极结构体。有利地,在电容器和插接装置中的导体轨道之间还串联地或也并联地连接至少一个电气部件、优选地电阻器,以限制电容器的放电电流。
通过将移动式能量供应单元连接至等离子体施加器并将所产生的电压传递至等离子体施加器的至少一个电极结构体,患者可在将等离子体施加器施加在伤口上之后的任何时间点点燃等离子。因此,患者独立于主要以固定方式使用的、取决于本地电源的能量供应,并且可借助于移动式能量供应单元在任何位置使用等离子体施加器进行等离子体治疗。
如图8A中所示的移动式能量供应单元110有利地是可重复使用的。特别地,即使等离子体施加器本身只能使用一次。
图8B示出了具有集成式能量供应单元110'和插接装置70的等离子体施加器。因此,在所示的实施方式中,移动式能量供应单元110'被集成到等离子体施加器中。等离子体施加器的电工芯50通过触点112电连接到集成式能量供应单元110'。等离子体施加器还具有插接装置70。如果移动式能量供应单元具有蓄电池或电容器,则可将它们通过插接装置连接至移动式或固定式能量供应并充电。当蓄电池或电容器充满电时,可断开与能量供应的连接。然后,患者可独立于固定式能量供应而移动,并且可独立于固定式能量供应在任何位置和稍后的时间点点燃等离子体。
可通过如下方式确保所示的等离子体施加器的一次性使用,即,插接装置或电工芯具有确保一次性使用的特征的变型,如参照图4和6所述的那些。电工芯尤其可具有第一绝缘层,其后是第一接地电极结构体,然后是第二绝缘层,接着是在运行中被驱动的第二电极结构体,接着是第三绝缘层,接着是第三接地电极结构体,因此其本身已经确保触摸保护。
图8C示出了具有集成式能量供应单元120'并且没有插接装置的等离子体施加器。集成式能量供应单元120’电连接至等离子体施加器的电工芯50。所示的等离子体施加器包括集成在等离子体施加器中的具有储能器的移动式能量供应单元120'。与图8A和8B中所示的实施方式相反,示出的等离子体施加器不具有插接装置。
储能器可为例如容量在0.5到20Ah之间的电池,例如市售的9V模块。由储能器提供的直流电压被传输到集成在等离子体施加器中的电路,在该电路中,直流电压被转换成优选地具有在kV范围内的振幅的电压信号。振幅为几百伏的电压信号也能足以点燃等离子体。转换后的电压信号然后被传输到至少一个电极结构体,以点燃等离子体。
也可使用如下的能量供应单元来确保等离子体施加器的一次性使用,所述能量供应单元集成在等离子体施加器中并且具有不可再次充电的具有有限的充电能量的储能器。
所示的具有集成式能量供应单元120'的等离子体施加器的一次性使用可通过如下方式来确保:用于将足以点燃等离子体的电压信号传输到电极结构体的导体轨道具有收缩变细部,如参照图6所描述的那种。在收缩变细部的区域中,导体轨道具有比该导体轨道的其余部分更高的电阻。在处理结束时,能量供应单元可提供电流脉冲,其电流强度的大小被确定为,使得收缩变细部处的导体轨道被加热到它在收缩变细部的区域中融化的程度。
集成式能量供应单元的储能器,例如电池中存储的能量也可这样来确定,即它仅足以用于一次处理。一次处理通常持续几分钟。
所示的等离子体施加器还具有隔离结构体122。
图8D示出了具有用于移动式能量供应单元110'的插入槽130的等离子体施加器。在所示的实施方式中,等离子体施加器在顶侧,即背离伤口的一侧,具有插入槽130,移动式能量供应单元110'可通过该插入槽130固定到等离子体施加器上。等离子体施加器具有触点112,其将电工芯50的电极结构体连接到等离子体施加器的顶侧。特别地,触点112在表面上具有自由接触区域,当将移动式能量供应单元110'插入等离子体施加器的插入槽130中时,通过该自由接触区域可建立与移动式能量供应单元110'的储能器的电流耦合。
在所示的实施方式中,移动式能量供应单元的储能器是蓄电池。通过给空的蓄电池充电,移动式能量供应单元可有利地多次使用以向等离子体施加器供应能量。移动式能量供应单元还具有电路,该电路被设计成将由蓄电池提供的直流电压转换成足以点燃等离子体的电压信号。在所示的实施方式中,移动式能量供应单元不具有插入装置。因此,提供集成在移动式能量供应单元中的充电装置以对蓄电池进行充电。在所示的示例性实施方式中,充电装置包括用于对蓄电池进行感应充电的接收线圈装置。
还可想到的是,能量供应单元的储能器可通过触点充电。例如,可将移动式能量供应单元推入为此目的而在固定式能量供应单元中提供的插入槽中,并且可通过触点对能量供应单元的储能器进行充电。还可想到的是,充电装置具有插入槽,能量供应单元可插入其中,以便在储能器和充电装置的能量供应之间建立电接触。
图8E示出了如下的等离子体施加器,该等离子体施加器具有集成的接收线圈装置140和插入槽130,移动式能量供应单元110”插入该插入槽130中。移动式能量供应单元110”插入其中的插入槽130位于等离子体施加器的背离待处理的表面的一侧上。在等离子体施加器的背离待处理的表面的一侧上,移动式能量供应单元具有发送线圈装置150,该发送线圈装置150将由集成到移动式能量供应单元110”中的储能器(未示出)提供的电能借助于感应耦合传输到等离子体施加器的接收线圈装置140。移动式能量供应单元110”因此具有提供如下的能量的储能器(未示出),该能量通过感应耦合从发送线圈装置150传输到接收线圈装置140。
还可想到的是,能量供应单元110”不是移动式能量供应单元并且不具有储能器。这样的能量供应单元可例如连接到电缆,该电缆的另一端连接到固定式能量供应单元。在这种情况下,通过固定式能量供应单元提供能量,该能量通过感应耦合从发送线圈装置150传输到接收线圈装置140。
电工芯50位于等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上,并通过触点与位于其上方的平坦的接收线圈装置140电连接。接收线圈装置140位于等离子体施加器的背离待处理的表面的一侧上,并且被等离子体施加器的外壳45完全覆盖。等离子体施加器的外壳45可例如通过注射成型来制造。
所示的实施方式的等离子体施加器可有利地被外壳45完全注塑包覆。特别是没有裸露的电触点。因此,等离子体施加器易于清洁、消毒和/或灭菌。
图8F示出了具有集成式能量供应单元120”的等离子体施加器,该集成式能量供应单元120”具有可通过同样集成的感应充电装置160充电的储能器。
在所示的实施方式中,电工芯50位于等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上,并且借助于触点112电连接到集成在等离子体施加器中的可充电的储能器。可充电的储能器可例如为蓄电池或电容器。
储能器在其顶侧上具有两个分开的触点114,其将储能器电连接到充电装置160,特别是接收线圈装置。通过感应耦合,可将电能从市售的充电站发送到充电装置160以对储能器进行充电。如下的电路集成在储能器中,该电路被设计成将由储能器提供的直流电压信号转换成足以点燃等离子体的电压信号。转换后的电压信号然后通过电触点112传输到电工芯50中的至少一个电极结构体。
图9示出了具有电工芯50的等离子体施加器,其可与确保一次性使用的那些特征的变型以及与针对移动式能量供应所描述的变型组合。电工芯50可特别地具有第一绝缘层,之后是第一接地的电极结构体,之后是第二绝缘层,随后是在运行中被驱动的第二电极结构体,之后是第三绝缘层,之后是第三接地的电极结构体,并因此本身已确保触摸保护。
所示的等离子体施加器具有可定标的隔离结构体122'。可定标的隔离结构体122'可例如由硅酮、塑料或纺织品制成,并具有对伤口覆盖物910的支撑功能,以便在待处理的表面和等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧之间形成一定的距离。通过可定标的隔离结构体,可通过例如撕开或切割隔离结构体使等离子体施加器适配于不同的伤口尺寸。原则上,在诊所或门诊中可用的所有机械切割工具或方法都是可行的,以便使隔离结构体的尺寸适配于伤口的尺寸。等离子体施加器本身不受定标方法的影响。在所示的实施方式中,隔离结构体是透气的并且是柔性的。用户可通过切割或替代方法将隔离结构体的尺寸调整为最终形状。
任选地,等离子体施加器可通过限定的连接、通过夹具或粘合剂或通过在隔离结构体的表面上提供的粘合位点而固定到隔离结构体。优选地,隔离结构体被设计成栅格的形式并且具有中央区域,在该中央区域中可布置或固定电工芯。优选地在该区域中设置大量的栅格结构体,使得等离子体施加器在隔离结构体上具有足够牢固的保持力。使用例如伤口膏药、粘合剂膜、淋浴膏药、纱布绷带或其他绷带材料,可将连接到等离子体施加器并适配于伤口大小的隔离结构体固定在伤口上方或之上,使得在等离子体施加器周围以及在待处理的表面和伤口覆盖物910之间的隔离结构体周围形成封闭的气体空间。
在图10A中示出了隔离结构体200,其同时为介质阻挡放电(DBE)。间隔件结构体具有多个相邻的蜂窝的形状。如关于隔离结构体的蜂窝的部分210所示的那样,点燃的等离子体220(由阴影区域表示)在蜂窝210的边缘处扩散。隔离结构体可例如由2芯扁平电缆制成。在图10B中示出了隔离结构体200的横截面。在此可见驱动的电极结构体230和通常处于接地电势的对电极240。等离子体220则分别在电缆的左右两侧或蜂窝的内部和外部燃烧。
图11中示出了具有两芯电缆的闭合电路300。闭合电路300具有连接点310,其例如可为粘合点、焊接点、钎焊点。在连接点310处,两条电缆的护套彼此牢固地连接。图11中所示的电路300代表如何由扁平电缆构造隔离结构体的间隔件的可能性。电缆部分在此是竖放的,等离子体在电缆左右燃烧,如图10B中所示。电缆部分是波浪状振荡的,闭合电路300完全独立于其他闭合电路,例如分别由不同的电缆形成的300'和300”。在由电缆形成的电极结构体的长边上,所有电缆彼此电接触。选择形状使得可以很少的制造耗费尽可能简单地来制造。
图12示出了带有绝缘层20的电工芯50的面向待处理的表面的一侧的俯视图,所述绝缘层布置在驱动的电极结构体10和对电极10'之间。在各自的情况下,导体轨道79、79'之一电连接至驱动的电极结构体10和对电极10',并且是芯片卡形的插接装置的导体轨道。
图13示出了图12中所示的具有绝缘层20的电工芯50的背离待处理的表面的一侧的俯视图,所述绝缘层20布置在于运行中由电压信号驱动的电极结构体10和对电极10'之间。在各自的情况下,导体轨道79、79'之一电连接至驱动的电极结构体10和对电极10',并且是芯片卡形的插接装置的导体轨道。
图14示出了图13中所示的具有绝缘层20的电工芯50的背离待处理的表面的一侧的俯视图,所述绝缘层20布置在驱动的电极结构体10和对电极10'之间。在所示的图示中,将芯片卡形的加强部75胶合、层压、粘合等至插接装置的导体轨道79、79'。对电极10'位于面向待处理的表面的一侧。
图15示出了具有电压连接件71和接地连接件72的插入装置60。插入装置60还具有电感器67和密封塞66。插入装置60经由一个多次屏蔽的电缆80连接至能量供应单元(未示出)。为稳定电缆80而提供扭折保护件81。图15中示出了如何将插接装置70推入插入装置60中,以便将由能量供应单元提供的电压信号传输到由电压信号驱动的电极结构体(未示出)。
图16中示出了如何在插接装置70和在此仅通过衔接元件表示的插入装置之间建立机械紧密配合。在所示的实施方式中,经由弹簧连同在插入装置的两侧上的球体和在插接装置70中的相应的凹槽实现机械紧密配合。在此处未示出的实施方式中,具有相应匹配的凸起的弹簧臂也可卡入或者说衔接到为此目的而设置的凹槽中。
图17示出了集成到吸入式敷布中的电工芯50。在这里未示出的实施方式中,将敷布(Kompresse)压在或缝合在电工芯上。在这种情况下,敷布表示电工芯的外壳。电工芯50优选地完全被纱布或敷布和/或纺织品包封。在此处未示出的实施方式中,顶侧(背离身体)被膜气密地密封,并且粘合剂层被施加到面向待处理的表面的一侧上。
图18示出了例如被插入或缝入到已经存在的绷带或纺织品的接片中的电工芯50。接片优选地被设计成使得电工芯50在完全地插入或缝入状态下在接片中完全消失。
图19示出了穿过特别优选的具有电工芯1902的等离子体施加器1900的横截面。电工芯1902包括六个扁平的层状结构体,这些结构体被设计成扁平的(片状的)并且以堆叠的顺序布置成彼此叠置的层。在电工芯1902的在应用情况下面向人的、动物的或技术性的表面的一侧1904上,存在由生物相容性材料制成的被设计成扁平的第一绝缘层1906。当将等离子体施加器1900施加到人的或动物的或技术性的表面上时,第一绝缘层1906可与相应的表面直接接触。在各种变型中,第一绝缘层包括电绝缘膜和/或电绝缘清漆和/或电绝缘粘合剂层和/或硅酮。
在背离待处理的表面的一侧的方向上,在第一绝缘层1906之后是具有接地电极的功能的第一电极结构体1908。在所示的实施方式中,第一电极结构体1908具有特定的几何形状,其在所示的实施方式的各种变型中为曲折形、螺旋形、由具有孔的表面形成的、正方形、U形、E形、M形、L形、C形、X形或O形。第一电极结构体1908优选地在丝网印刷工艺中制造并且具有在5μm至200μm之间的厚度。在此处未示出的实施方式中,第一电极结构体1908被设计成具有闭合的面的扁平电极。
在接地电极1908形式的第一电极结构体之后是第二绝缘层1910,该第二绝缘层在整个面上延伸,即被设计成封闭的面。在各种变型中,第二绝缘层1910包括例如电绝缘膜和/或电绝缘清漆和/或电绝缘粘合剂层和/或硅酮,并且具有在50μm至200μm之间、优选在75μm至100μm之间的厚度。
第二电极结构体1912布置在第二绝缘层1910上,该第二电极结构体1912在应用情况下由电压信号驱动以产生等离子体。在应用情况下由电压信号驱动的第二电极结构体1912同样具有特定的几何形状。任选地,第二电极结构体也可被设计成扁平电极。在应用情况下被驱动的第二电极结构体1912优选地在丝网印刷工艺中制造,并且具有在5μm至200μm之间,优选地在5μm至100μm之间,优选地在5μm至20μm之间的厚度。
布置在处于地电势的第一电极结构体1908和在应用情况下被驱动的第二电极结构体1912之间的第二绝缘层1910实现两个电极结构体的电流隔离。
在应用情况下由电压信号驱动的第二电极结构体1912之后是第三绝缘层1914,该第三绝缘层1914优选地包括电绝缘膜和/或电绝缘粘合层。
第三电极结构体1916布置在第三绝缘层1914上。该第三电极结构体1916(其被设计成扁平电极、优选地被设计成导电膜)在应用情况下被置于接地电势。第三电极结构体1916具有优选地在20μm至200μm之间、优选在20μm至100μm之间的厚度。第三电极结构体1916实现触摸保护以及EMC屏蔽的功能。这意味着,第三电极结构体1916确保在运行中不受在驱动的第二电极结构体1912和直接施加在电工芯外侧的接地电势之间的电场的影响。
布置在于应用情况下被驱动的第二电极结构体1912和第三电极结构体1916之间的第三绝缘层1914形成在整个面上,并实现第三电极结构体1916与第二电极结构体1912的在整个面上的电绝缘或电流隔离。
因此,在所示的电工芯1902中,除了第一接地电极1908之外,还提供第二接地电极1916,其通过第三绝缘层1914与在应用情况下被驱动的第二电极结构体1912电流隔离。结果,在运行中已经由电工芯1902本身实现了触摸保护。通过第三电极结构体1916防止在运行中在被驱动的第二电极结构体1912和电工芯外部的接地电势或待处理的表面或人或动物形式的虚拟接地电势之间出现电击穿。结果,可有利地以相对简单的方式构造外壳1918,因为外壳1918不再必须实现触摸保护的功能。特别地,在这里描述的电工芯的情况下,可省去由第一、第二和第三注射成型层形成的耗费的外壳。在不具有第三绝缘层和第三电极结构体的常规的电工芯的情况下,通常需要由第一、第二和第三注射成型层组成的外壳,因为从背离患者的一侧开始,存在由生物相容性的硅酮制成的第一注射成型层,由在运行中处于接地电势的导电性的硅酮制成的第二注射成型层,以及由生物相容性的硅酮制成的第三注塑成型层。因此,外壳应确保与待处理的表面接触时的相容性,并同时确保触摸保护。这种外壳制造起来相对耗费成本。
在这里描述的电工芯中,第一和第二注射成型层的功能以薄膜的形式作为结构体和层集成在电工芯本身中。特别地,这里描述的电工芯可以仅用一个由硅酮制成的注射成型层注塑包覆。
这样的电工核心本身有利地是触摸安全的和EMC安全的。这样的电工芯可特别有利地用作模块并且集成到任何等离子体施加器或外壳中。例如,这里描述的电工芯可集成到敷布、超级吸收剂、鞋底、压缩袜、衣服中。
特别有利的是,可以300μm或更小的厚度制造这种电工芯。这样的电工芯具有相对较低的加工深度,并且可例如作为膜层压件来制造。有利地,这里描述的电工芯可被更容易地且廉价地制造,并且相对于插入件优选仍是相对平坦、柔韧并且极具柔性的。有利地,此处描述的电工芯可以相同的制造过程与接片形式的插接装置一起制造。
相应地,这里示出的电工芯1902具有六个层,其中绝缘层1906、1910、1914和电极结构体1908、1912、1916按六层的堆叠顺序交替。可以相对较低的生产耗费和相对较低的生产成本来制造如图19中所示的电工芯1902。
为了制造所示的电工芯1902,将由膜形成的第三绝缘层1914层压到在运行中由电压信号驱动的第二电极结构体1912上。特别地,第三绝缘层的电绝缘效果可通过用于层压的粘合剂来增强。然后将第三电极结构体1916施加到第三绝缘层1914上。还可以想到的是,第三绝缘层由用于层压的粘合剂而不是作为单独的膜形成。在这种情况下,可将第三电极结构体直接层压到第二电极结构体上,其中第二和第三电极结构体之间的粘合剂构成第三绝缘层。
在所示的图示中,选择多层体系的各个层的厚度,使得沿着所示的电工芯1902的堆叠顺序的总厚度在通常的误差范围内为200μm至300μm。由此保证电工芯1902可相对好地弹性变形,并且可相对容易地适配于不同的本体和/或表面形状。
在所示的实施方式中,所描述的电工芯1902的层被制造成层压体。因此,电工芯1902由膜层压体组成。
所示的实施方式具有由生物相容性材料制成的外壳1918。合适的生物相容性材料1918为例如医用硅酮、清漆、纱布、纺织品、吸收剂或粘合剂或上述材料的组合。
由于在应用情况下接地的第三电极结构体1916实现了触摸保护和EMC兼容性的功能,因此可例如通过简单的硅酮注塑包覆层来实现所示实施方式的外壳1918。所示的外壳1918因此被相对简单构造。
在所示的实施方式中,电工芯1902仅部分地被外壳1918包封。特别地,在电工芯1902的在等离子体处理期间面向待处理的表面的那侧1904上,不能设置外壳1918。外壳1918可例如在注射成型工艺中、在浸渍工艺中或在涂漆工艺中制造。在这里未示出的实施方式中,电工芯完全被例如纺织品或纱布或敷布形式的外壳包封。
在此处未示出的实施方式中,电工芯和特别地在应用情况下被驱动的第二电极结构体电连接至插接装置。这种插接装置优选地为芯片卡的形式,并且如参照图2所描述的那样设计。在此示出的实施方式的未示出的变型中,插接装置或电工芯具有至少一个特征,该特征确保等离子体施加器的一次性使用。这样的特征例如可通过如图6中所示的插接装置的导体轨道的收缩变细部或者电工芯中的电极结构体的电极部段的收缩变细部或者如参照图16所描述的衔接元件来实现。
在这里未示出的实施方式中,等离子体施加器包括集成式能量供应单元和插接装置。如参照图8B所述,集成式能量供应单元可经由插接装置连接至移动式或固定式能量供应并被充电。
在这里未示出的另一实施方式中,等离子体施加器包括具有储能器但没有插接装置的集成式能量供应单元。如参考图8C所描述的,集成式能量供应单元电连接至电工芯,以向该电工芯供应能量从而点燃物理等离子体。
在这里未示出的另一实施方式中,等离子体施加器包括插入槽,该插入槽被设计成容纳移动式能量供应单元。如参考图8D所述,等离子体施加器可具有触点,该触点尤其将电工芯的在应用情况下被驱动的电极结构体连接到等离子体施加器的顶侧。触点在表面上具有自由接触区域,当将移动式能量供应单元插入等离子体施加器的插入槽中时,通过该接触区域可与移动式能量供应单元的储能器建立电流耦合。
在这里未示出的另一实施方式中,等离子体施加器包括集成的接收线圈装置和插入槽,具有发送线圈装置的移动式能量供应单元可被插入该插入槽中。如参照图8E所述,借助于发送线圈装置可将由集成在移动式能量供应单元中的储能器提供的电能通过感应耦合传输至等离子体施加器的接收线圈装置,以将能量供应至电工芯,并由此点燃物理等离子体。
在另一未在此示出的实施方式中,等离子体施加器包括带有蓄电池或电容器的集成式能量供应单元,该蓄电池或电容器可通过同样集成的充电装置来充电。如参照图8F所述,可通过感应耦合将电能从市售的充电站发送到充电装置,以对集成式能量供应单元的储能器进行充电,从而将能量供应给电工芯。
以下描述的图20、21、22和23各自示出了用于制造如图19所示的电工芯的制造方法的选择的中间产品。
图20示出了电工芯2000的在等离子体处理期间背向待处理的表面的那一侧的俯视图。电工芯2000包括在运行中由电压信号驱动的第二电极结构体2002。在应用情况下被驱动的第二电极结构体2002具有特定的被设计成梳状的几何形状。在面向待处理侧的一侧的方向上,在应用情况下被驱动的第二电极结构体2002之后是第二绝缘层2006,并且在该第二绝缘层之后是接地的第一电极结构体2004,该第一电极结构体2004代表接地电极,其在应用情况下面向待处理的表面。在应用情况下被驱动的第二电极结构体2002和第一电极结构体2004两者各自具有导体轨道2008、2010,其从电工芯2000的纵向侧从相应的电极结构体2002、2004在相同的水平面内垂直地被引出。这些导体轨道2008、2010形成插接装置的导体轨道。然后,将插接装置的相应的导体轨道导电地连接到电工芯2000。任选地,插接装置可具有加强部。
在待处理的表面的方向上,所示的第一电极结构体2004之后是第一绝缘层(未示出),该第一绝缘层在应用情况下可与待处理的表面直接接触。第一绝缘层(未示出)被设计成使得它也使导体轨道2008、2010在待处理的表面的方向上电绝缘。
图21示出了电工芯2100的在等离子体处理期间背向待处理的表面的那一侧的俯视图。从所示的电工芯2100,基本上可见第三绝缘层2102,该第三绝缘层2102布置在于运行中被驱动的第二电极结构体(未示出)上的在等离子体处理期间背离待处理的表面的一侧上。该第三绝缘层2102实现将在运行中被驱动的第二电极结构体与布置在第三绝缘层上的第三电极结构体(未示出)电隔离的功能。所示的第三绝缘层2102形成在整个区域上,并且在如下的一侧上具有覆盖两个导体轨道的接片2104,在该侧上,导体轨道从在应用情况下被驱动的第二电极结构体和布置在电工芯2100的面向待处理的表面的一侧上的第一电极结构体引出。然而,接片2104不以在运行中被驱动的电极结构体的导体轨道的端部2106终止,而是预先终止。结果,导体轨道的接触区域2108保持自由,该接触区域2108表示插接装置和用于传输电压信号的插入装置的触点之间的接触区域。
图22中示出了电工芯2200的在等离子体处理期间背离待处理的表面的那一侧的俯视图。从所示的电工芯2200,基本上可见第三电极结构体2202,该第三电极结构体2102布置在背离待处理侧的一侧上,并且通过第三绝缘层(图21中的附图标记2102)与在应用情况下被驱动的第二电极结构体电隔离。该第三电极结构体2202实现了触摸保护以及EMC保护的功能,使得在等离子体施加器的运行中,在电工芯2200的驱动的电极结构体和直接施加到外部的接地电势或当患者或通过例如患者或用户触摸获得的虚拟接地电势之间没有电击穿。所示的第三电极结构体2202优选地被设计成扁平电极,也就是说,它没有特定的几何形状。在电工芯2200的一侧2204(在该侧上,导体轨道从在应用情况下被驱动的第二电极结构体和布置在电工芯2200的面向待处理的表面的一侧上的第一电极结构体引出)上,所示的第三电极结构体2202还具有接片状的导体轨道2206。接片状的导体轨道2206完全覆盖区域2208,在运行中被驱动的第二电极结构体的导体轨道和第一电极结构体(未示出)的导体轨道两者都处于该区域2208中。在超出具有两个导体轨道的区域2208并且仅包括在运行中被驱动的第二电极结构体的导体轨道的区域2210中,所示的第三电极结构体2202的接片状导体轨道2206具有足够的宽度,以确保对第二电极结构体的屏蔽,提供触摸保护,并且同时在第三电极结构体和第二电极结构体之间不能点燃等离子体放电。布置在它们之间的第三绝缘层2212具有比在运行中被驱动的第二电极结构体的导体轨道更大的宽度,以确保两个电极结构体的电流隔离。所示的第三电极结构体2202的接片状的导体轨道2206已经在所示的第三绝缘层2212的接片的端部2214之前终止,使得在运行中被驱动的第二电极结构体的导体轨道的接触区域2216保持自由,以便在所形成的插接装置和插入装置的触点之间建立电接触,从而传输电压信号。
图23示出了电工芯2300的在等离子体处理期间背离待处理的表面的那一侧的俯视图。从所示的电工芯2300,基本上可看到(如参考图22所述的)具有接片状的导体轨道2304的第三电极结构体2302。除了图22中所示的电工芯2200之外,这里示出的电工芯2300还具有芯片卡形的加强部2306,其包封参照图20、21和22所述的电极结构体的接片状的导体轨道和绝缘层,以及未示出但另外地存在于电工芯2300中的电极结构体的接片状的导体轨道和绝缘层的接片。芯片卡形的加强部2306尤其具有与被其所包封的接片状的导体轨道或布置在一侧上的接片状的导体轨道和或接片相同的基本形状,也就是说,在于运行中被驱动的第二电极结构体的导体结构和处于接地电势的第三电极结构体的导体轨道两者都处于其中的区域2308中,芯片卡形的结构体2306也具有比在区域2310中更大的宽度,在所述区域2310中仅有在运行中被驱动的第二电极结构体的导体轨道。在其中仅有在运行中被驱动的第二电极结构体的导体轨道的区域2310中,芯片卡形的加强部2306以图21中所示的绝缘层的端部终止,使得在运行中被驱动的第二电极结构体的导体轨道的接触面2314仍保持自由。
在于运行中被驱动的第二电极结构体的导体轨道和第三电极结构体的导体轨道两者都位于其中的区域2308中,芯片卡形的结构体2306被设计成,使得它在第三电极结构体2302的导体轨道位于其上的那侧上在第三电极结构体2302的接片状导体轨道2304的端部2316的末端之前终止,使得在此第三电极结构体2302的接片状导体轨道2316形式的导体轨道的接触面2318也保持自由。
图24示出了插接装置2400,其与互补设计的插入装置2402插接在一起。插接装置2400包括三个导体轨道,其中一个导体轨道是第一电极结构体的导体轨道,第二导体轨道是在运行中被驱动的第二电极结构体的导体轨道以及第三导体轨道是第三电极结构体的导体轨道,其中第三电极结构体在运行中对于施加到背离待处理侧的一侧上的接地电势起到触摸保护的功能,并形成EMC保护。
由于在所示的插接装置2400中存在三个导体轨道,因而被设计成耦合器的插入装置2402具有用于将电压信号传输到在运行中被驱动的第二电极结构体的连接件2404、以及用于接触优选地处于接地电势的第一和第三电极结构体的两个导体轨道的两个另外的连接件2406、2408。与图2中所示的插入装置相比,提供用于与第二接地电极接触的附加连接件2406。
图25示出了具有电工芯2502、外壳2504和通路连接件2506的等离子体施加器2500。电工芯2502如参照图19所述的那样被设计,并且在层厚度的方向上从面向待处理的表面的一侧2507开始包括第一绝缘层2508、第一电极结构体2510、第二绝缘层2512、第二电极结构体2514、第三绝缘层2516和第三电极结构体2518。在运行中,第一和第三电极结构体2510、2518接地。因此,此处所示的电工芯2502已被设计成可安全触摸的。在运行中,向第二电极结构体以2514施加足以点燃等离子体的电压信号。在这里未示出的实施方式中,等离子体施加器各自具有不同设计的电工芯,其例如在一种实施方式中仅包括第二电极结构体和第二绝缘层。
在所示的实施方式中,通路连接件2506被设计成管状索环,并且相对于待处理的表面垂直地被引导穿过外壳2504和电工芯2502。为此,电工芯2502和外壳2504分别具有穿通部,该穿通部的直径对应于管状索环的外径。索环2506在内部是中空的,使得流体介质可穿过该索环。在该应用情况中,索环2506的一端位于在等离子体施加器2500和待处理的表面之间形成的封闭的气体空间2522中。索环2506的另一端在背离待处理的表面的一侧上位于等离子体施加器2500的外部,使得,当等离子体施加器布置在待处理表面上时,可将一种或多种流体介质穿过管状索环2506输送到封闭的气体空间2522中或从封闭的气体空间2522排出。
在所示的实施方式中,索环2506具有阴型套管2524,用于将具有互补螺纹的软管(未示出)固定到管状索环2506。通过连接到阴型套管2524的软管(未示出)可将流体介质输送到封闭的气体空间2522中和/或从封闭的气体空间2522中排出。例如,软管(未示出)可连接至真空泵(未示出),并且真空泵可在封闭的气体空间2522中产生负压。
在所示的实施方式中,管状索环2506具有集成阀2526,通过该集成阀2526可调节和停止流体介质穿过管状索环2506的流动。这种阀2526可手动地、通过机器或电子地控制。
在这里未示出的实施方式中,等离子体施加器具有外壳和如参照图25所述的通路连接件以及如参照图7所述的电工芯。在此处未示出的另一实施方式中,等离子体施加器具有外壳和如参照图25所述的通路连接件以及仅具有一个在运行中向其施加电压信号的电极结构体的电工芯。在该实施方式中,待处理的表面在运行中实现对电极的功能。
图26示出了插接装置2600和被设计成与插接装置2600互补的插入装置2602。插接装置2600布置在等离子体施加器的电工芯上,该电工芯在所示的图示中仅暗示出。如参考图2A和2B所述的那样设计插接装置2600,但是额外地地具有通路连接件2604。在所示的图示中,通路连接件2604在插接装置2600的接片旁的一定距离处被引导,但是形成插接装置的部件。
插入装置2602也如参考图2A和2B所述的那样设计,但是额外地具有带套管2608和阀2610的软管2606。在这里未示出的实施方式中,如参照图24所述设计的插接装置具有通路连接件,并且如参照图24所述设计的插入装置具有带套管和阀的软管。
在所示的实施方式中,索环形式的通路连接件2604是插接装置2600的一部分。索环2604的对应物位于互补的插入装置2602中。索环2604因此可经由套管2608连接至软管2606,使得流体介质可经由插入装置2602中的软管2606被引导至插接装置2600的索环2604。在如下所示的插接装置2600和插入装置2602的组装状态下,插接装置2600和插入装置2602形成水密和气密的连接。
图27示出了插接装置2700和被设计成与插接装置2700互补的插入装置2702。插接装置2700布置在等离子体施加器的电工芯上,该电工芯在所示的图示中仅暗示出。插接装置2700如参照图2A和2B所述的那样设计,但是额外地具有带有阀2710的通路连接件2704。在所示的图示中,通路连接件2704在插接装置2700的接片旁的一定距离处被引导,但是形成插接装置2700的部件。
插入装置2702也如参考图2A和2B所述的那样设计,但是额外地具有带有套管2708的软管2706。在此处未示出的实施方式中,如参照图24所述设计的插接装置具有带阀的通路连接件,以及如参照图24所述设计的插入装置具有带有套管的软管。
在所示的实施方式中,索环形式的通路连接件2704是插接装置2700的一部分。索环2704的对应物位于互补的插入装置2702中。索环2704因此可经由连接到软管的相应端的套管2708连接至软管2706,使得流体介质可经由插入装置2702中的软管2706被引导至插接装置2700的索环2704。在如下所示的插接装置2700和插入装置2702的组装状态下,插接装置2700和插入装置2702形成水密和气密的连接。流体介质的流动可通过调节通路连接件2704的阀来调节或停止。
图28示出了包括外壳2802、电工芯2804和具有通路连接件2808的插接装置2806的等离子体施加器2800。在应用情况下,在等离子体施加器2800和待处理的表面之间形成封闭的气体空间2810。通路连接件2808的一端在气体空间2810中终止,而通路连接件2808的另一端在等离子体施加器2800的外部终止,使得可通过该通路连接件将流体介质从等离子体施加器的外部输送到封闭的气体空间2810中或从封闭的气体空间2810排出。特别地,插接装置2806可与互补的插入装置(未示出)插接在一起,该互补的插入装置具有软管,该软管可例如经由套管或通过插接在一起而连接至通路连接件。
图29示出了具有传感器系统的等离子体施加器2900。等离子体施加器2900还包括外壳2902和电工芯2904。在沿等离子体施加器2900的圆周的至少一个区域中,等离子体施加器2900具有粘合剂层2908。在应用情况下,外壳2902在等离子体施加器2900和待治疗的身体部位之间形成封闭的气体空间2910。传感器系统包括第一传感器2912和第二传感器2914。第一传感器2912以距待治疗的身体部位一定距离附接到等离子体施加器,并且被设计成检测对于气体空间2910来说特征性的测量变量并将代表检测到的测量变量的数据信号2918传输到数据处理装置2916。第二传感器2914在应用情况下以与待治疗的身体部位直接接触的方式附接到等离子体施加器,并且被设计成在应用情况下检测被等离子体施加器2900覆盖的身体部位的生理测量变量并将代表检测到的测量变量的数据信号2920传输到数据处理装置2916。
图30A示出了具有电工芯3002的等离子体施加器3000,该电工芯3002具有第一电极结构体3004和第二电极结构体3006。该等离子体施加器还具有外壳3008和插接装置3010。
电工芯3002具有孔或穿通部3012,其被布置成分布在电工芯3002的整个面上。可通过孔或穿通部3012从等离子体施加器3000的面向待处理的表面的一侧到背离待处理的表面的一侧或从等离子体施加器3000的背离待处理的表面的一侧到面向待处理的表面的一侧沿相反的方向穿过电工芯3002进行介质传输。电极结构体3004、3006与相应的孔3012相距一定距离,也就是说,它们不是包封穿通部3012的电工芯3002的表面的一部分。外壳3008由介质传输材料形成。
图30B以放大图示出了由方框3014框住的等离子体施加器3000的局部区域。在该局部区域中可看到第一电极结构体3004的电极部段的一部分和第二电极结构体3006的电极部段的一部分。还可看到穿通部3012之一。从该图中可清楚地看出,电极部段未够及穿通部,而是距穿通部一段距离处终止。包封穿通部3012的那个表面仅由电工芯3002的绝缘层3016形成。
图31中示出了具有电工芯3102和插接装置3104的等离子体施加器3100。等离子施加器3100在电工芯3102和插接装置3104之间的过渡处具有穿孔3106。穿孔3106的功能是降低插接装置3104和电工芯3102之间的强度。穿孔3106代表预定断裂点。在该穿孔3106处,可在等离子体处理之后将插接装置3104从电工芯3102撕下或移除。结果,由于移除了不再需要的插接装置3104,因而等离子体施加器3100可独立于能量供应单元地在待处理的表面上保留数天至数周的较长的时间段。
图32示出了固定到袋套3200的等离子体施加器3202。等离子体施加器固定到袋套3200,并且袋套3200包封待治疗的脚,如此形成封闭的气体空间3204。袋套3200由薄膜形成,并通过橡胶或带子3206固定在脚踝上方。
图33中示出了固定到袋套3300的等离子体施加器3302。等离子体施加器3302仅以轮廓示出,从而可看出,袋套3300具有孔3304,等离子体施加器3302通过所述孔固定。在应用情况下,被点燃的等离子体可穿过孔3304进入袋套3300中并与待处理的表面(这里为脚)相互作用。由此使得能够进行大面积的治疗,例如脚或脚的至少一个脚底。
附图标记列表
1 产生大气压冷等离子体的装置
2 多层体系
3 面向待处理的表面的一侧
4 背离待处理的表面的一侧
10 第一电极结构体
10' 第二电极结构体
11 第一绝缘层
12 第一电极结构体
13 介电层
14 第二电极结构体
15 第二绝缘层
16 间隔件结构体
17 第三绝缘结构体
20 绝缘结构体
30 处理区域
40 粘合剂层
45 外壳
50 电工芯
60 插入装置
61 硅酮索环
63 收缩变细部
64 衔接装置
65 具有电磁兼容性屏蔽罩的连接件
66 密封塞
67 电感器
68 插入装置的外壳
69 插入装置的内部
70 插接装置
71 高压连接件(HV连接件)
72 接地连接件(GND连接件)
75 加强部
76 具有衔接功能的钻孔
77 插接装置上的接触面
78 夹钳触点
79 导体轨道
79' 第二导体轨道
80 电缆
81 扭折保护件
100 等离子体施加器
110 能量供应单元
110' 集成式能量供应单元
110” 移动式能量供应单元
112 触点
114 两个分开的触点
120' 集成式能量供应单元
120” 集成式能量供应单元
122 隔离结构体
122' 隔离结构体
130 插入槽
140 接收线圈装置
150 发送线圈装置
160 感应充电装置
200 隔离结构体
210 蜂窝
220 等离子体
230 电极结构体
240 对电极
300 闭合电路
300'、300” 另外的闭合电路
310 连接点
910 伤口覆盖物
1900 等离子体施加器
1902 电工芯
1904 电工芯的一侧
1906 第一绝缘层
1908 第一电极结构体
1910 第二绝缘层
1912 第二电极结构体
1914 第三绝缘层
1916 第三电极结构体
1918 外壳
2000 电工芯
2002 第二电极结构体
2004 第一电极结构体
2006 第二绝缘层
2008、2010 导体轨道
2100 电工芯
2102 第三绝缘层
2104 接片
2106 导体轨道的端部
2108 接触面
2200 电工芯
2202 第三电极结构体
2204 电工芯的一侧
2206 接片状的导体轨道
2208 区域
2210 区域
2212 第三绝缘层
2214 接片的端部
2216 导体轨道的接触面
2300 电工芯
2302 第三电极结构体
2304 接片状的导体轨道
2306 芯片卡形的加强部
2308 区域
2310 区域
2314 接触面
2316 接片状的导体轨道的端部
2318 导体轨道的接触面
2400 插接装置
2402 插入装置
2404 用于传输电压信号的连接件
2406、2408 另外的连接件
2500 等离子体施加器
2502 电工芯
2504 外壳
2506 通路连接件
2507 面向待处理的表面的一侧
2508 第一绝缘层
2510 第一电极结构体
2512 第二绝缘层
2514 第二电极结构体
2516 第三绝缘层
2518 第三电极结构体
2522 气体空间
2524 阴型套管
2526 集成的阀
2600 插接装置
2602 插入装置
2604 通路连接件
2606 软管
2608 套管
2610 阀
2700 插接装置
2702 插入装置
2704 通路连接件
2706 软管
2708 套管
2710 阀
2800 等离子体施加器
2802 外壳
2804 电工芯
2806 插接装置
2808 通路连接件
2810 气体空间
2900 等离子体施加器
2902 外壳
2904 电工芯
2908 粘合剂层
2912 第一传感器
2914 第二传感器
2916 数据处理装置
2918 数据信号
2920 数据信号
B1 插入装置的宽度
B2 插接装置的宽度
B3 插接装置的宽度
H1 插入装置的高度
H2 插接装置的高度
K1 最小爬电距离
L1 患者侧的爬电距离的最小长度
L2 组装系统的长度
L3 插入装置外部的插接装置的长度
L4 插接装置的长度
L5 插接装置的总长度

Claims (14)

1.具有电工芯(1902)的等离子体施加器(1900),所述等离子体施加器与能量供应单元和读写装置组合使用以产生大气压冷等离子体或低压冷等离子体以处理人的和/或动物的和/或技术性的表面,其中所述电工芯(1902)具有面向待处理的表面的一侧(1904)和背离待处理的表面的一侧,并且从面向待处理的表面的一侧开始包括以下叠置的层:
- 第一绝缘层(1906),
- 第一电极结构体(1908),其设有用于在第一电极结构体和所述能量供应单元之间建立电接触的第一触点,并且在运行中接地,
- 第二绝缘层(1910),其被设计成将所述第一电极结构体和第二电极结构体彼此电隔离,
- 第二电极结构体(1912),其设有用于在第二电极结构体和所述能量供应单元之间建立电接触的第二触点,并且在运行中通过由所述能量供应单元提供的并且足以点燃等离子体的电压信号驱动,
- 第三绝缘层(1914),其被设计成将所述第二电极结构体和第三电极结构体彼此电隔离,
- 第三电极结构体(1916),其设有第三触点以将第三电极结构体在运行中接地,
其特征在于,
等离子体施加器(1900)具有至少一个用于确保等离子施加器(1900)的一次性使用的装置,所述装置具有可读取的存储器,特定的代码或哈希值存储于所述存储器上,能量供应单元被设计成,将根据从等离子体施加器的存储器中读出的代码或哈希值来确定的数值设置用于处理参数,并在运行期间向连接到所述能量供应单元的等离子体施加器输出相应的电压信号,并且检查读取的等离子体施加器是否已经被使用或适合于特定的等离子体处理,
其中,所述读写装置被设计成,在等离子体处理后,破坏带有代码或哈希值的存储器,或者将新的值写入所述存储器,从而所述等离子体施加器不能再用于等离子体处理。
2.根据权利要求1所述的等离子体施加器(1900),其具有插接装置,其中第一和第二触点相应地形成所述插接装置的第一和第二导体轨道,所述第一和第二导体轨道各自在电工芯的同一纵向侧上分别从相应的电极结构体的纵向侧突出,并且其中所述插接装置还具有绝缘的接片,所述绝缘的接片相应地连接到所述第二绝缘层,其中第一和第二导体轨道通过所述绝缘的接片彼此电隔离。
3.根据权利要求1所述的等离子体施加器(1900),其中,用于确保一次性使用的装置包括RFID应答器,所述RFID应答器被集成在等离子体施加器(1900)中并设计成提供信息,所述信息使连接的能量供应单元禁止在运行时向连接的等离子体施加器输送能量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体施加器(1900),其中所述等离子体施加器还包括具有兜袋的外壳,所述外壳被设计成使得能将电工芯插入所述兜袋中,并且之后至少部分地被所述外壳包封。
5.根据权利要求4所述的等离子体施加器(1900),其中所述外壳由生物相容性材料形成。
6.根据权利要求5所述的等离子体施加器(1900),其中,所述生物相容性材料为医用硅酮、清漆、粘合剂、膜或纺织品。
7.根据权利要求4所述的等离子体施加器(1900),其中所述外壳包括至少一个具有液体吸收性和/或液体排出性和/或液体分配性材料的层。
8.根据权利要求4所述的等离子体施加器(1900),其中所述外壳包括插入槽,所述插入槽布置在所述等离子体施加器(1900)的背离待处理的表面的一侧上,并且被设计成使得能将与所述插入槽互补的能量供应单元或插入装置插入所述插入槽中,以便然后电连接至所述电工芯(1902)的触点。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体施加器(1900),其中所述等离子体施加器(1900)包括通路连接件,该通路连接件被布置和设计成,使得在等离子体处理期间能将流体介质供应到在所述电工芯(1902)和待处理的表面之间的由外壳形成的封闭的气体空间中或从该封闭的气体空间排出。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体施加器(1900),其中所述等离子体施加器在该等离子体施加器的面向待处理的表面的一侧上具有魔术贴紧固件的带倒钩的部分。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体施加器(1900),其中所述等离子体施加器(1900)具有集成式能量供应单元,该集成式能量供应单元包括储能器,所述储能器电连接至所述电工芯(1902)的触点,以便在运行中将足以点燃等离子体的电压信号传输至第二电极结构体(1912)。
12.根据权利要求11所述的等离子体施加器(1900),其中所述集成式能量供应单元具有电路,所述电路被设计成将由所述储能器提供的电压转换成足以点燃等离子体的电压信号,并将该电压信号传输至第二电极结构体(1912)的触点。
13.根据权利要求11所述的等离子体施加器(1900),其中所述等离子体施加器(1900)具有至少与所述第二电极结构体(1912)的触点电连接的能量吸收装置,所述能量吸收装置分别包含一个或多个接收线圈装置,并且其中能够借助电磁感应将电能从能量输出装置的发送线圈装置传输到等离子体施加器中的接收线圈装置。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的等离子体施加器与能量供应单元组合的用途,其特征在于,所述能量供应单元检查读取的等离子体施加器是否已经被使用或适合于特定的等离子体处理。
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