CN115209945A

CN115209945A - 用于细胞疗法或细胞刺激的治疗装置

Info

Publication number: CN115209945A
Application number: CN202080085202.4A
Authority: CN
Inventors: R·雷蒙德; 乌尔斯·劳布舍尔
Original assignee: Living Cell Group
Current assignee: Living Cell Group
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2022-10-18
Also published as: EP4072651A1; AU2020402573A1; US20230012949A1; DE112020006034A5; WO2021116358A1; EP4072651B1; CA3163067A1

Abstract

本发明公开了一种用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，包括容纳电极的外壳，用于产生高频脉冲的发生器，包括控制、调节和计算模块的处理器单元，存储器单元，控制元件，可控调制器，通过所述可控调制器可以控制所述发生器。包括多个电压脉冲的电压脉冲序列可以通过所述调制器产生，其中所述电压脉冲序列的频率可以至少部分地不是恒定的。

Description

用于细胞疗法或细胞刺激的治疗装置

技术领域

本发明涉及一种用于细胞疗法或细胞刺激的治疗装置。

背景技术

现有技术中已知使用生理电刺激(在文献中也被称为电疗法)的技术的治疗装置。该类型的治疗装置基于向生物细胞输送电能的原理。这项技术在医学中被用于所谓的高频疗法。由RF发生器产生的电场与用于将RF功率以脉冲形式输送至细胞以实现细胞刺激的输送装置组合。

根据本发明的治疗装置的应用领域在于健康应用、健身、美容、疼痛减轻、伤口愈合、用于细胞疗法或用于人类或动物治疗的进一步细胞刺激的领域。

文献DE 2822892 A1示出了这类治疗装置的一个实例，即一种用于维持人类、动物和植物细胞的负电位和/或用于将物质渗透到细胞中的装置。可以通过控制电路影响的发生器产生具有可调重复频率和持续时间的高频脉冲，并且电路产生用于电离的DC电压和脉动DC电压以及用于待治疗组织的感应电疗法的特定形状和可变重复频率的脉冲。在预定的时间间隔内进行疗程。

尽管就其预期用途而言，使用这种先前已知的治疗装置获得了可接受的结果，但是在操作期间，对于使用者来说会存在以下缺点：

-该装置在疗法期间使用起来很麻烦，因为需要有线电源，

-需要通过电源单元上的手动控制来设置能量水平，

-能量输送的脉冲频率只能在很小的范围内变化，即在10Hz到1000Hz的范围内变化，

-发射的能量在其信号形式上不受影响。

这些因素中的任何一个都限制疗法的长期成功，局部应用病例特异性脉冲形式是不可能的，因此必须进行很多的重复疗程和/或对细胞存在有限的影响。包含电极的治疗头具有约17cm的直径和约10cm的高度。天线被布置在治疗头中，所述治疗头被配置为电绝缘塑料板，在其表面上，导电覆盖物在患者侧以圆形布置。螺旋导电覆盖物在其端部被连接到相对表面上的调谐电容器。

从EP 2397187 A1中已知一种治疗装置，其由直流电源供电。使用这种治疗装置，产生磁场以感应电流，该电流刺激身体的神经束中的电信号，电信号可以刺激生物对象的分子、器官或组织。由于相关的相对高的能量消耗，寻求以降低的能量消耗局部治疗包含活细胞的生物材料的方法。

例如，根据DE10324926 B3，为此目的提供了一种销形电极，该销形电极被连接至交流高压发生器。电极具有被电介质覆盖的圆形尖端。在一个方面，电介质用于使电极3绝缘，另一方面，电介质用于电介质地阻止气体放电，气体放电可以通过向电介质和生物材料的表面之间的电极施加交变高电压来点燃，并且在生物材料的表面上产生冷等离子体。陶瓷、玻璃或耐等离子塑料可以用作电介质。等离子体中的游离氧会对生物材料产生化学影响，以便杀死生物材料的表面上的不期望的微生物、细菌和变性的组织。

DE 10 2008 045 830 A1或EP 2 163 143 B1公开了一种用等离子体治疗对象的装置，该等离子体通过电极和反电极产生。电介质被布置在被治疗的对象和电极之间，使得通过电介质屏障气体放电产生等离子体，并且该等离子体被施加到待治疗对象。根据实施例，电极由离子化气体(例如，稀有气体、惰性气体或气体混合物)组成，离子化气体的产生在于通过施加大于气体的击穿电压的高电压而使气体离子化，并且作为等离子体存在。气体因此变得导电，并且本身可以用作电极。

文献US6866082 A公开了一种包含电极的手持式装置，用于在电极和待治疗的身体部位之间的空气中产生气体放电。电极被配置为填充有氖的玻璃体，该玻璃体通过箔片被电耦合到高压变压器。电极和待治疗的身体部位之间的空气中的氧气通过经由位于装置中的电容器的放电产生火花而被刺激以形成臭氧。填充有氖气的玻璃体通过允许氖气逸出从而获得对变压器电路的绝缘，因此防止在由玻璃破裂造成的损坏的情况下发生电击。

发明内容

从该现有技术出发，本发明的目的是提供一种治疗装置，该治疗装置克服了现有技术的缺点。具体地，本发明的目的是开发一种更易于操作的治疗装置，其脉冲率和/或能量输出和/或信号形式可以通过在宽范围内调节脉冲率和/或能量输出和/或信号形式而针对预期的治疗或疗法单独定制。

该目的通过权利要求1的特征来实现。治疗装置的有利的实施例是权利要求2至17的主题。

根据本发明的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置包括容纳电极的外壳，用于产生高频电压脉冲的发生器，包括控制、调节和计算模块的处理器单元，存储器单元，至少一个操作元件和可控调制器，通过该可控调制器可以控制发生器。包括多个电压脉冲的电压脉冲序列可以通过调制器产生，由此电压脉冲的频率和持续时间可以通过调制器根据需要调节。电极、发生器、处理器单元、存储器单元、操作元件和调制器被布置在外壳中。电极包含玻璃体，该玻璃体包含其中含有气体的空腔。电极包括可耦合到调制器的第一端部。电极包括第二圆顶形端部，其中气体可以通过施加到电极的电压脉冲而进入非热能初级等离子体的状态，其中次级等离子体可以通过存在于电极的第二端部附近的空气的电离而产生。

该气体具体可以包括惰性气体，例如氦、氖、氩。气体被包含在玻璃体内，即，气体被封闭在玻璃体的空腔中。气体通过引入电压脉冲被电离，从而可以从电极到待治疗的身体部位发生气体放电。气体形成初级等离子体，该初级等离子体可以通过施加电压，即通过传输电压脉冲序列来产生。玻璃体具有电介质屏障的作用。通过初级等离子体，可以在电极的第二端部处获得次级等离子体，使得空气可以被电离，并且因此变得导电，并且可以发生与待治疗的身体部位的耦合。由初级等离子体产生的高电压大于击穿电压，这尤其在围绕电极的端部的空气中产生游离氧或离子，所述游离氧或离子与待治疗的身体部位的表面相互作用，从而诱导细胞刺激。身体部位形成阴极。具体地，如果阴极和玻璃体的第一端部之间的空气间隙小于3mm，则发生气体放电以形成次级等离子体。根据实施例，电极可以包含抗微生物涂层。

等离子体被定义为物质的物理状态，其中带有正电荷和负电荷的带电粒子以气相存在。正电荷和负电荷的总和是相同的，因此正电荷和负电荷在所考虑的体积中相互补偿，即总体电荷状态是中性的。等离子体还包含具有中性电荷状态的原子或分子，然而，它们可以以电子、振动或旋转激发的状态存在，因此其被称为激发态粒子或反应性粒子。

非热能等离子体是这样的等离子体，其中描述等离子体中电子的动能的分布的温度(以下被称为电子温度)高于描述等离子体中离子的动能的分布的温度(以下被称为离子温度)。如果离子温度在25℃至最高100℃(并且包括100℃)的范围内，则非热能等离子体被称为冷等离子体。

因此，根据本发明的实施例的治疗装置包含直接大气冷等离子体治疗装置。通过包含初级等离子体的电极来产生次级冷等离子体。次级冷等离子体的产生具有存在很少或没有加热待治疗的身体部位的优点。因此，待治疗的身体部位的细胞未暴露于任何不允许的热影响，否则会导致对细胞或其组成部分的损害。

该治疗装置通过改变等离子体的强度来对触摸做出反应，使得可以根据保持位置来改变其强度。当治疗装置被保持靠近电极的相对端部时，在试验中观察到最高强度。在下述测量中，治疗装置因此被包裹在接地的铝箔中，以便排除通过手动操作治疗装置对测量结果的任何影响。

根据实施例，发生器被设计成特斯拉线圈。由能量存储单元提供的电压通过调制器被转换成发生器的输入电压。根据实施例，最大频率在10Hz至100Hz的范围内，并且包括100Hz。根据实施例，调制器的输出端的最大电压在8V至65V的范围内，并且包括65V。调制器可以包含变压器，通过该变压器，由能量存储单元提供的电压可以被转换成由发生器所需的输入电压。根据实施例，发生器的输出端的电压在5kV至25kV的范围内，并且包括25kV。

根据实施例，可以使用调制器来调整频率或振幅。电压的振幅和/或频率可以通过调制器来调制。根据实施例，电压脉冲序列的频率至少部分地不是恒定的。根据实施例，电压的振幅在时间段t2-t1期间增加，在时间段t3-t2期间电压恒定，并且在时间段t4-t3期间电压降低，其中电压脉冲序列的持续时间对应于时间段t4-t1。

具体地，频率可以在时间段t2-t1期间增加，频率可以在时间段t3-t2期间保持恒定，并且频率可以在时间段t4-t3期间降低。

因此，电压和频率的任何组合都可以通过调制器来调节。因此，任何期望的脉冲序列都可以通过调制器来调节。脉冲序列被传输到发生器，并且由发生器转换成具有相应更高电压的脉冲序列。高电压被传递到电极。

根据实施例，布置在外壳中的能量存储单元被提供用于为操作治疗装置供应能量，使得治疗装置可以无线操作。外壳可以包含显示元件，通过该显示元件可以显示具体疗法和操作数据。

根据实施例，电极包括传感器，通过该传感器，经由电极发射的电流或电压可以被记录为测量值，其中测量值可以被数字化为测量数据，其中测量数据可以被存储在存储器单元中，其中处理器单元的计算模块被配置成确定由电极输送的能量和/或由电极发射的能量的时间概况。

具体地，处理器单元的控制模块被配置为基于测量数据来控制调制器，特别是用于控制恒定的能量输出和/或用于独立于信号形式的控制，使得可以在发生器中产生任何期望的信号形式，例如振幅调制和频率调制的组合。测量数据被配置成通过处理器单元的控制模块来控制疗法的进程。

根据实施例，处理器单元中的测量数据可以被链接到时间戳，其中链接到时间戳的测量数据被配置为存储在用于存储疗法的进程的存储器单元中。

根据实施例，外壳可以被配置为用于电容耦合的电容器的极中的一个。

能量存储单元可以被配置为可再充电元件，例如被配置为锂离子元件或超电容。具体地，电池充电可以被配置为操作治疗装置持续最长50分钟的持续时间。治疗装置可以连续操作，具体是持续长达25分钟的时间段。如果能量存储单元被冷却，或者治疗装置的操作被中断持续约30分钟的时间段，则操作时间可以被延长。

根据实施例，外壳包括内侧，该内侧包含导电的或导电表面，例如导电塑料或涂覆有导电材料的塑料。外壳的外部被配置为电绝缘体。具体地，外壳可以包含塑料或者由塑料组成。例如，外壳可以包含ABS或由ABS组成。具体对于食品领域中的应用，外壳可以包含PLA(聚交酯)或由PLA组成。

所述治疗装置设置有改进的信号输出，该信号输出可以由使用者根据疗法的类型进行配置或预编程。由于集成的能量存储单元(其能够实现无线操作)，所述治疗装置更容易操作。

根据本发明，这些优点可通过以下特征中的至少一个获得：

-可变信号曲线，例如通过电极发射的高频场的可变频率，

-控制所输送能量的强度，由此通常所输送的功率保持恒定，并且与电极的位置和/或类型无关，

-通过布置在外壳中的能量存储单元来改进操作，该能量存储单元具有其自身的内部电源，并且通过能量电池，通常通过可充电电池来操作。

通过疗法应用中新的、以前未使用的物理原理，可以促进和改进无线应用。根据实施例，使用电容耦合，使得高频场的能量可以从使用者流向待治疗对象。根据该实施例，电极被电容耦合到使用者，并通过电极将使用者与待治疗对象连接。使用者的身体和待治疗对象通过电容耦合确保了电势的均衡。

通过包括可调信号形式的可控制的、可编程的能量输送获得的本发明的优点导致各种形式的疗法的优化。

根据疗法的示例性形式，能量通过能量输送的可变脉冲频率在大的表面上输送，同时调制信号形式。由此，集肤效应的概念受到影响，这对于本领域技术人员来说是已知的。由于集肤效应，通过经由电极发射的高频电压到达治疗对象的电子大多数被强制到治疗对象的表面。在较低的振幅和/或频率调制(AM/FM)下，集肤效应减小，导致更有针对性的穿透深度和能量输送的持续时间。

使用者可以通过启动治疗装置的控制元件和/或通过根据疗法的类型配置的治疗装置来改变调制，该治疗装置从存储器单元中读取所需的调制。

在另外的实施例中，能量输出通过传感器测量，例如通过测量电压和/或电流，并且测量结果被馈送到处理器单元。处理器单元包含控制模块，所述控制模块可以用于根据治疗方法控制不同的状态。

根据实施例，能量输出在调制期间以这样的方式被调制，使得能量输出遵循可以独立选择或从存储器单元中检索的信号形式。

根据实施例，不管所使用的电极、在疗法期间通过无线使用的电容耦合的不同耦合因子或调制的信号形式如何，能量输送都是稳定的。

在另外的变型中，由传感器确定的测量值可以作为信号提供给处理器单元，所述处理器单元可以将测量值处理为测量数据。具体地，下面提到的单元或测量的变量可以使用计算模块进行计算。如果需要，这些单元可以通过显示元件显示，可以通过用于信息交换的接口输出，或者可以被存储在存储器单元中。

这些单元可以包括以下列表中的至少一个要素：

-在给定的时间间隔内输送的总能量

-在疗法期间的信号形式和调制类型(AM/FM)

-电极的移除和一次或多次中断的时间间隔

-内部能源管理的规定

-缺陷电极的检测

其他计算是可设想的，其记录并登记每个治疗对象的疗法进程。其他计算也是可设想的，包括通过接口读入的外部数据，其增加并记录疗法的成功。为此目的，处理器单元可以执行任何类型的计算，通常这些计算是控制和/或统计计算。

计算的结果进而可以被馈送到处理器单元的控制模块中，并影响信号曲线和/或调制。可以使用疗法数据从较早的疗程产生用于较晚的疗程的学习效果。这些疗法数据可以通过用于信息交换的接口被传送到其他治疗装置，从而确保通过每次使用根据本发明的治疗装置，质量的持续改善成为可能。

电容耦合可以通过将使用者和治疗对象与治疗装置的外壳上的导电表面耦合来实现。为此目的，可以设想，外壳本身被设计成导电的，也就是说，它具有至少一个导电的或导电表面，或者外壳在内部具有导电的或导电表面。导电的或导电表面本身可以被配置为导线、表面或三维对象。

能量存储单元可以通过充电系统被供应能量。在变型中，该充电系统包括接触插头，并且可以从商用充电站获得所需的能量。在另一个可能的变型中，能量存储单元通过安装在外壳中的感应回路充电。该感应回路形成传输变压器的次级线圈。因此，当治疗装置处于充电站的有效场中时，可以通过内置于充电站中的初级线圈来产生能量流。这类充电系统现在在电子工业中可以标准形式获得。

附图说明

使用附图中示出的示例性实施例来更详细地解释本发明。它显示在：

图1a：治疗装置的第一实施例的示意图，

图1b：治疗装置的第二实施例的示意图，

图1c：治疗装置的第二实施例的部件的示意图，

图2：已知治疗装置的简化的电路图，

图3：图1a的治疗装置的简化的电路图，

图4a：图2的已知治疗装置的可能的电压随时间的曲线，

图4b：图2的已知治疗装置的可能的频率随时间的曲线，

图5a：图3的治疗装置的可能的电压随时间的曲线，

图5b：图3的治疗装置的可能的频率随时间的曲线，

图6a：用于图1b或图1c的治疗装置的两件式外壳的第一部分，

图6b：根据图1b或图1c的用于治疗装置的电极的第一变型的视图，

图6c：用于图1b或图1c的治疗装置的两件式外壳的第二部分，

图6d：电极的第二变型的视图，

图6e：电极的第三变型的视图，

图6f：图1b或图1c的治疗装置的视图，

图6g：电极的第四变型的纵向截面，

图7：穿过其中布置有图1b或图1c的治疗装置的电极的外壳的局部截面，

图8a：穿过图6a的外壳的第一部分的径向截面，

图8b：穿过图6c的外壳的第二部分的径向截面，

图9：用于测量患者泄漏电流的测量装置，

图10a：患者泄漏电流与第一治疗装置距阴极的距离的函数关系图，

图10b：患者泄漏电流与第二治疗装置距阴极的距离的函数关系图，

图10c：患者泄漏电流与第三治疗装置距阴极的距离的函数关系图，

图10d：温度概况与第二治疗装置的电极和阴极之间的距离的函数关系，

图11：用于确定通过治疗装置产生的次级等离子体的组成的测量装置，

图12a：第一治疗装置的次级等离子体的组成的图，

图12b：第二治疗装置的次级等离子体的组成的图，

图12c：第三治疗装置的次级等离子体的组成的图，

图13：与第一治疗装置相比的第三治疗装置的光谱，

图14：用于确定在放电期间形成的反应性物质的测量装置，

图15：通过FTIR光谱法确定的第一治疗装置的示例性光谱，

图16：在HI设置下测量的电流的图，

图17a：对于第一治疗装置在设置LO下时，pH值与治疗时间的函数关系，

图17b：对于第一治疗装置在设置HI下时，pH值与治疗时间的函数关系，

图17c：对于第二治疗装置在水中时，pH值与治疗时间的函数关系，

图17d：对于第二治疗装置在NaCl中时，pH值与治疗时间的函数关系，

图17e：对于第三治疗装置的第一电极在水中时，pH值与治疗时间的函数关系，

图17f：对于第三治疗装置的第二电极在水中时，pH值与治疗时间的函数关系，

图18a：对于第一治疗装置，H₂O₂的浓度与治疗时间的函数关系，

图18b：对于第二治疗装置，H₂O₂在水中的浓度，

图18c：对于第二治疗装置，H₂O₂在NaCl中的浓度，

图18d：对于第三治疗装置的第一电极在水中时，H₂O₂的浓度，

图18e：对于第三治疗装置的第二电极在水中时，H₂O₂的浓度，

图19：对于第一治疗装置在H₂O和NaCl中时，NO₂ ^-的浓度与治疗时间的函数关系，

图20：确定第一治疗装置的细胞毒性的MTT测试的结果，

图21：确定第二治疗装置的细胞毒性的MTT测试的结果，

图22a：确定第三治疗装置的第一电极的细胞毒性的MTT测试的结果，

图22b：确定第三治疗装置的第二电极的细胞毒性的MTT测试的结果，

图23：用于针对细菌金黄色葡萄球菌的LSE电极的抑制区测试的琼脂板的图示，

图24：针对细菌金黄色葡萄球菌的LSE电极的抑制区测试的结果的柱状图，

图25：用于针对细菌金黄色葡萄球菌的第一治疗装置的EWC电极的抑制区测试的琼脂板的图示，

图26：用于针对细菌表皮葡萄球菌的第一治疗装置的EWC电极的抑制区测试的琼脂板的图示，

图27：用于针对细菌大肠杆菌的第一治疗装置的EWC电极的抑制区测试的琼脂板的图示，

图28：用于针对细菌铜绿假单胞菌的第一治疗装置的EWC电极的抑制区测试的琼脂板的图示，

图29：用于针对酵母白色念珠菌的第一治疗装置的EWC电极的抑制区测试的琼脂板的图示，

图30：针对第一治疗装置的EWC电极的所有微生物的抑制区测试的结果的柱状图，

图31：用于针对细菌金黄色葡萄球菌的第二治疗装置的EWC电极的抑制区测试的琼脂板的图示，

图32：用于针对细菌表皮葡萄球菌的第二治疗装置的EWC电极的抑制区测试的琼脂板的图示，

图33：用于针对细菌大肠杆菌的第二治疗装置的EWC电极的抑制区测试的琼脂板的图示，

图34：用于针对细菌铜绿假单胞菌的第二治疗装置的EWC电极的抑制区测试的琼脂板的图示，

图35：用于针对酵母白色念珠菌的第二治疗装置的EWC电极的抑制区测试的琼脂板的图示，

图36：针对第二治疗装置的EWC电极的所有微生物的抑制区测试的结果的柱状图，

图37：用于针对细菌金黄色葡萄球菌的第三治疗装置的抑制区测试的琼脂板的图示，

图38：用于针对细菌表皮葡萄球菌的第三治疗装置的抑制区测试的琼脂板的图示，

图39：用于针对细菌大肠杆菌的第三治疗装置的抑制区测试的琼脂板的图示，

图40：用于针对细菌铜绿假单胞菌的第三治疗装置的抑制区测试的琼脂板的图示，

图41：用于针对酵母白色念珠菌的第三治疗装置的抑制区测试的琼脂板的图示，

图42：针对第三治疗装置的所有微生物的抑制区测试的结果的柱状图。

具体实施方式

图1a示意性地示出了用于细胞疗法的治疗装置的第一实施例，包括电极1，用于产生高频脉冲的发生器3，包括控制、调节和计算模块的处理器单元6，存储器元件9和操作元件5。

治疗装置可以包括至少一个用于交换信息的接口8。

治疗装置还包括存储器单元9和控制发生器3的可控调制器4。用于操作治疗装置的能量供应由内部能量存储单元10提供。

外壳12可以包含至少一个显示元件7，通过该显示元件，具体可以显示疗法和操作数据。

此外，该治疗装置包括传感器2，该传感器测量经由电极1输送的电压和/或电流，由此可以从测量的电压或测量的电流确定经由电极1输送的能量。因此，通过电极1输送的电流和/或电压通过传感器被记录为测量值。

测量值被数字化并且作为测量数据被存储在存储器单元9中。输送的能量可以通过处理器单元6的计算模块从测量数据中确定。由电极1发射的能量的时间概况可以通过处理器单元6的计算模块从存储在具有时间戳的存储器单元9中的电流和/或电压的测量数据来确定。可替换地，所确定的电压和/或电流也可以由记录装置记录并被转换成测量数据，使得由电极1发射的能量的时间概况可以从所记录的电压和电流的测量数据中确定。

治疗装置的所有部件都被布置在外壳12中。

具体地，外壳12和/或发生器3可以被配置成使得外壳或发生器形成电容器的一个极，这能够实现电容耦合。

根据实施例，来自存储器单元9的疗法和操作数据被配置为可读和可写的。存储在存储器单元9中的数据可以用于影响疗法的进程。

根据实施例，考虑到由传感器2测量的测量值，疗法和操作数据可以在处理器单元6中被计算和处理成控制指令，所述测量值可以作为数据被存储在存储器单元中。控制指令可以用于控制调制器4。

具体地，调制器4可以以这样的方式被控制，使得能量输出是恒定的，并且与信号形式无关。

具体地，调制器4可以以这样的方式被控制，使得在发生器3中产生任何期望的信号形式；通常，可以提供振幅和频率调制的组合。

根据实施例，外壳12包含可导电的或导电的表面，例如导电塑料或涂覆有可导电材料的塑料。

根据实施例，能量存储单元10可以被配置为可再充电元件，通常被配置为锂离子元件或超电容。

通过电极1输送的能量可以用于细胞刺激或细胞疗法。

图1b示出了治疗装置20的第二实施例，其中与图1a中相同的参考标记用于相同或具有相同效果的部件。

治疗装置20包括电极1，用于产生高频脉冲的发生器3，包括控制、调节和计算模块的处理器单元6，和操作元件5、15以及能量存储单元10。电极1、发生器3、处理器单元6、和操作元件5、15以及能量存储单元10在组装状态下被容纳在共同的外壳12中，该外壳在图1b中示意性地示出为系统边界。

用于操作治疗装置20的能量供应通过同样安装在外壳12中的能量存储单元10进行。能量存储单元10具体可以包含可再充电电池。根据实施例，能量存储单元10可以包含锂离子电池或超电容。能量存储单元10可以使用充电装置16充电，所述充电装置对于本领域技术人员来说是已知的，因此在该图示中没有更详细地说明。

根据本实施例，操作元件5、15被可旋转地布置在外壳12中，这在图1c的示意图中可见。每个脉冲的持续时间可以使用操作元件5来调节。脉冲的高度(即其振幅)可以通过操作元件15来调节。根据本实施例，刻度(scale)被附设到操作元件5、15中的每一个上，通过该刻度可以显示设定的疗法和操作数据。此外，外壳12可以包含光学显示元件，例如LED灯。

此外，该治疗装置包括传感器2，该传感器测量经由电极1输送的电压和/或电流，其中经由电极1输送的能量可以由测量的电压或测量的电流确定。因此，通过电极1输送的电流和/或电压通过传感器被记录为测量值。测量值被数字化并且作为测量数据被存储在存储器单元9中。输送的能量可以通过处理器单元6的计算模块从测量数据中确定。由电极1发射的能量的时间概况可以通过处理器单元6的计算模块从存储在具有时间戳的存储单元9中的电流和/或电压的测量数据中确定。可替换地，所确定的电压和/或电流也可以由记录装置记录并被转换成测量数据，使得由电极1发射的能量的时间概况可以从所记录的电压和电流的测量数据中确定。

具体地，调制器4可以以这样的方式被控制，使得能量输出是恒定的，并且与信号形式无关。具体地，调制器4可以以这样的方式被控制，使得在调制器4中产生任何期望的信号形式，通常可以进行振幅和频率调制的组合。根据实施例，调制器4可以被配置为变压器。该变压器用于产生电离电极中的气体所需的电压。

发生器3的输入电压可以在8V至65V的范围内，并且包括65V。调制器4的输出电压通过发生器3被转换成例如5kV至25kV范围内(并且包括25kV)的电压。因此，发生器包含高压变压器。根据实施例，高压变压器被配置为特斯拉线圈。高压变压器包括初级绕组，用于接收由调制器供应的功率。因此，在初级绕组处存在初级绕组电压，例如在8V至65V的范围内，并且包括65V。高压变压器包含次级绕组，在该次级绕组处可以获得次级绕组电压。该次级绕组电压大于初级绕组电压。被配置为特斯拉线圈的高压变压器的次级绕组与初级绕组同心地布置，这使得高压变压器能够以特别节省空间的方式设计。次级绕组电压可以是初级绕组电压的至少100倍。具体地，次级绕组电压可以是初级绕组电压的300倍至1000倍，并且包括1000倍。根据实施例，如果初级绕组电压是65V，则次级绕组电压是25kV。根据该示例性实施例，次级绕组电压比初级绕组电压高385倍。

由调制器4产生的电压脉冲因此在发生器3中被转换成高压脉冲，并被馈送到包含阳极45的电极1。阳极45位于玻璃体27的内部。阳极包含一种材料，当施加高电压时，电荷载流子，特别是电子和离子可以从该材料中释放。这些电荷载流子到达气体填充的玻璃体27。

带正电荷的电荷载流子沿阴极55的方向移动。根据该实施例，阴极55由示意性示出的待治疗的表面形成。带负电荷的电荷载流子朝向阳极移动。如果带负电荷的电荷载流子被充分加速，则当它们撞击阳极时，它们可以释放另外的电荷载流子，这些电荷载流子然后可以进入内部气体填充的空间。当电子撞击气体分子时，产生离子，离子作为正电荷载流子朝向阴极移动。如果施加的电压在5kV至25kV的范围内，并且包括25kV，气体中电荷载流子的数量像雪崩一样增加，使得气体被电离，并且形成等离子体。在这种情况下，获得了所谓的冷等离子体，因为电子不是通过热辐射产生的，而是由于电荷载流子与阳极材料的接触而产生的次级电子。

根据本发明，阴极55位于玻璃体27的外部，因此在电极1中建立的电场也作用于空气中的电荷载流子，例如氧气。电极1的第二端部22具有电介质屏障的作用。具体地，氧分子可以被施加的电场电离，由此形成所谓的次级等离子体。具体地，当阴极与电极1的第二端部22的距离高达2mm时，在空气空间中可以点燃介质阻碍放电。

就其操作模式而言，治疗装置20对应于电容器，所述电容器的第一极由外壳12形成，并且所述电容器的第二极由被治疗的身体部位形成。第一极由包含阳极45的电极1形成。第二极由阴极55形成。根据本实施例，包含电极1的外壳12形成电容器的极中的一个。在疗法期间，将外壳12握在其手中的人使外壳与该电容器的相对极(患者身体的待治疗的部分)接触，或者至少以可以形成次级等离子体的方式接近该电容器。

图1c示出了外壳12的分解图，在外壳中布置了电极1、发生器3、调制器4、处理器单元5和能量存储单元10。外壳12包含上述操作元件5、15。

根据实施例，外壳12包含导电的或可导电的表面，例如导电塑料或涂覆有导电材料的塑料。

通过电极1传递的能量可以用于细胞刺激或细胞疗法。

图2示出了根据EP 2397187 A1的治疗装置的简化图。这种先前已知的治疗装置由直流电源110(例如电池)供电。电流从电容器104流向线圈103，当通过开关107中断与直流电源110的连接时，就会产生电磁场。根据该实施例，线圈是电极101的电势产生元件。通过线圈产生电势差。由于电势差，在电极101处存在电压。该电压通过与患者接触的电极101被传递给患者。二极管106防止电流回流到电池电路中。如果开关107闭合，则电容器104可以进而被电池110充电。由于线圈103在该电路中充当电阻，电容器104被充电，并且在电极101处没有电势差。由于开关107的周期性断开和闭合，电极101处的电势差可以在零值和可以由内置线圈103产生的最大值之间波动，使得脉冲操作成为可能。结果，产生了可以用于治疗目的的脉冲电压。当开关107断开时流向电容器的电流的方向与当开关107闭合时的流动方向相反。当开关107闭合时，二极管106防止电流回流到电池电路中。因此，脉冲电压的频率由开关107的开关频率决定。因此，利用该治疗装置可以产生可变频率的脉冲电压，尽管电压的振幅由所使用的线圈103预先确定。与电容器104并联连接的泄放电阻器105是用于防止在直流电源被切断后触摸治疗装置时电击的部件。电容器104可以通过泄放电阻器105放电。

图3以简化形式示出了根据本发明的治疗装置的电路图。该治疗装置包括被配置为线圈的发生器3，通过该发生器可以产生脉冲电压，该脉冲电压通过电极1指向患者身体的待治疗的部分。脉冲频率和脉冲持续时间可以通过调制器4来调节，调制器被配置为根据本实施例的开关。当开关被闭合时，电容器13可以通过线圈放电。这意味着向线圈施加电压，从而产生电磁场，该电磁场对其邻近区域中的身体细胞产生期望的治疗效果。可以使用电位计11来调节安培数。结果，可以改变施加到线圈的电压的振幅。

如在本图示中所示，当开关处于断开位置时，没有电流可以流过线圈，即线圈不产生电磁场。电容器13可以由能量存储单元10充电，即，根据该实施例，由直流电源充电。如在现有技术中，与电容器13并联连接的泄放电阻器14是用于在直流电源被切断之后当治疗装置被触摸时防止电击的部件。电容器13可以通过泄放电阻器14被安全地放电。

图4a示出了图2所示的已知治疗装置的可能的电压随时间的曲线。图4a中的图形表示显示了电压与时间的函数关系，即在纵坐标上输入以伏特为单位的电压，并且在横坐标上输入时间。可以通过先前已知的治疗装置，通过断开开关107持续一小段时间，然后再次闭合开关来产生电压脉冲，使得只要开关闭合，线圈就被供给电流，但是只要开关被断开，电流供给就被中断。例如，开关可以闭合约1ms，然后断开1ms。只要开关闭合，通过流经线圈的电流就产生电压。只要开关断开，就不产生电压。这意味着开关闭合期间的时间对应于电压脉冲。如果开关被再次断开和闭合几次，则可以产生多个电压脉冲，这在图4a中以五个电压脉冲的实例示出。此后，开关可以被断开持续更长的时间段。在这段时间期间没有产生电压，因为没有电流可以流过线圈。这段时间可以是任意长度。如果治疗需要，可以通过在短时间段内再次断开和闭合开关几次来产生另一系列电压脉冲。

图4b示出了图2所示的已知治疗装置随时间的可能频率响应。在纵坐标上输入以赫兹为单位的频率，并且在横坐标上输入时间。图4a中的每一系列电压脉冲对应于大于零的频率，这在图4b中显示为柱。只要开关107断开，就不产生电压，因为没有电流流过线圈。因此，在此时间段期间的频率为零赫兹。

图5a示出了根据本发明的实施例的图3所示的治疗装置的可能的电压概况随时间的变化。图5a中的图形表示显示了电压与时间的函数关系，即在纵坐标上输入以伏特为单位的电压，并且在横坐标上输入时间。可以通过治疗装置通过致动调制器4来产生电压脉冲，例如，断开开关持续一小段时间，然后再次将其闭合，使得只要开关闭合，线圈就被供应电流，但是只要开关断开，电流供应就被中断。

例如，开关可以闭合约1ms，然后断开1ms。开关也可以断开0.1s，并且闭合0.1s。其中断开时间可以变化的范围具体可以是0.001s至0.1s，并且包括0.1s。其中闭合时间可以变化的范围具体可以是0.001s至0.1s，并且包括0.1s。只要开关闭合，流经线圈的电流就产生电压。只要开关断开，就不产生电压。这意味着开关闭合期间的时间对应于电压脉冲。如果开关被再次断开和闭合几次，则可以产生多个电压脉冲，这在图5a中以形成电压脉冲序列的13个电压脉冲的实例示出。此后，开关可以断开持续更长的时间段。在这段时间内没有产生电压，因为没有电流可以流过线圈。这段时间可以是任意长度。例如，该时间段可以在0.1s至10s的范围内，并且包括10s。该时间段具体可以在0.1s至1s的范围内，并且包括1s。根据实施例，时间跨度可以是0.1s。如果治疗需要，可以通过在短时间段内重复地再次断开和闭合开关来产生至少一个另外的电压脉冲序列。两个电压脉冲序列作为实例在图5a中示出。

对于图5a所示的n个电压脉冲的每个电压脉冲序列，每个电压脉冲的电压在时间段t2-t1或t6-t5期间增加，每个电压脉冲的电压在时间段t3-t2或t7-t6期间保持恒定，并且每个电压脉冲的电压在时间段t4-t3或t8-t7期间降低。如果其中开关接通的时间段对应于开关断开的时间段，则n个电压脉冲的平均脉冲持续时间tm对应于(t4-t1)/2n。

如果n个电压脉冲中的每一个的持续时间ts不同于电压脉冲之间的每一个暂停时间的持续时间tp，则n个电压脉冲和m个暂停时间的平均脉冲持续时间tm可以如下确定。电压脉冲序列D的持续时间对应于所有tsi的总和以及所有tpi的总和。电压脉冲1至n中的每一个的第i个时间段由tsi表示。从1到m的每个暂停时间的第i个时间段由tpi表示。第i个电压脉冲例如在时间段tsi上延伸，并且第(i+1)个电压脉冲在时间段ts(i+1)上延伸。例如，第i个暂停时间具有时间段tpi，并且第(i+1)个暂停时间具有时间段tp(i+1)。为了获得平均脉冲持续时间tm，电压脉冲序列D的持续时间除以电压脉冲和暂停时间的数量(n+m)，其中n对应于电压脉冲的数量，并且m对应于电压脉冲的序列中的暂停时间的数量。

因此，根据本实施例，电压脉冲的振幅变化。根据图5a，电压脉冲的振幅在时间段t2-t1内增加。电压脉冲的振幅在时间段t3-t2期间保持恒定。电压脉冲的振幅在时间段t4-t3期间降低。

图5b示出了根据本发明的实施例的图3所示的治疗装置的可能的频率响应随时间的变化。在纵坐标上输入以赫兹为单位的频率，并且在横坐标上输入时间。图5a中的每个电压脉冲序列对应于大于零的频率，其在图5b中显示为梯形体。只要开关被断开，就不产生电压，因为没有电流可以流过线圈。因此，在两个相邻电压脉冲序列之间的这段时间段期间的频率为零赫兹。根据图5b，第一电压脉冲序列的电压脉冲的频率在时间段t2-t1内增加。电压脉冲的频率在时间段t3-t2期间保持恒定。电压脉冲的频率在时间段t4-t3期间降低。第二电压脉冲序列的电压脉冲的频率在时间段t6-t5内也增加。电压脉冲的频率在时间段t7-t6期间保持恒定。电压脉冲的频率在时间段t8-t7期间降低。

在这方面，根据图5a的图示与根据图5b的图示不相关。根据图5a，电压脉冲的持续时间保持恒定，因此相应的频率在对应于图5b的图形表示中将是恒定的。

根据图5b所示的变型，时间段tsi因此在时间段t2-t1内减少，时间段tsi在时间段t3-t2内是恒定的。时间段tsi在时间段t4-t3内增加。

对于图5b中所示的第二电压脉冲序列，时间段tsi因此在时间段t6-t5内减少，时间段tsi在时间段t7-t6内是恒定的。时间段tsi在时间段t8-t7内增加。

图6a示出了治疗装置20的两件式外壳12的第一部分17。

图6b示出了位于外壳12中的电极1的第一变型的实施例。因此，电极1可以从外壳12中移除，并且如果需要，可以用另一个电极替换。电极1包括第一区段23和第二区段24，第一区段23具有长度L1，并且第二区段24具有第二长度L2。第一区段23从第一端部21延伸到止动元件25。第二区段24从止动元件25延伸到电极1的第二端部22。

图6c示出了两件式外壳12的第二部分18。

图6d示出了电极1的第二变型的实施例。根据图6d所示的变型，第二区段24的长度L3大于根据图6b的相应第二区段24的长度L2。第一区段的长度L1对应于根据图6b的长度L1，因为根据第二变型的电极1可以代替根据第一变型的电极1被构建在外壳12中。

图6e示出了电极1的第三变型的实施例。根据图6d所示的变型，第二区段24的长度L4大于根据图6b的相应第二区段24的长度L2，但是小于根据第二变型的电极的第二区段24的长度L3。该实施例也仅示出了示例性的配置。当然，长度L4可以偏离本图示。第一区段的长度L1对应于根据图6b的长度L1，因为根据第三变型的电极1可以代替根据第一变型的电极1被构建到外壳12中。该电极1的第二端部22没有被形成为如前面实施例中所示的圆形尖端，而是包括形成为类似凸缘的端部。当气体放电要在待治疗对象上的更大区域上延伸(根据本图示，在圆形区域上延伸)时，使用该电极1。

图6f示出了包含根据图6a和6c的外壳和根据图6b、6d、6e所示的变型中的一种的电极1的治疗装置20，其包括两件式外壳12，电极1可以布置在外壳中。电极1是可更换的。为了更换电极1，外壳12的第一部分17和外壳12的第二部分18可以彼此分离。

图6g示出了电极1的第四变型的实施例，其以纵向截面示出。电极1具有被配置成用于耦合到调制器4的第一端部21。电极1具有被配置为圆形尖端的第二端部22。电极1包括玻璃体27，玻璃体以至少第二端部22突出超过保持元件26的方式被布置在保持元件26中。保持元件26在组装状态下在外壳中延伸至止挡元件25。根据该实施例，止动元件25是锥形端部区段28的一部分。在锥形端部区段28的内部存在支承元件29，所述支承元件将玻璃体27支撑在保持元件26中。

玻璃体27包括从第二端部22延伸到锥形端部区段28的锥形区段30。锥形区段的直径可以从第二端部22到锥形端部区段28连续增加。在锥形端部区段28的区域中，玻璃体27包含收缩部31，即，其直径在锥形端部区段28的区域中减小，以便然后在邻接锥形端部区段28的中间区段38中再次变宽至更大的直径。玻璃体27在中间区段38中的外径可以基本上对应于保持元件26的中间区段38的内径。基本上为圆柱形设计的玻璃体27的区段随后将被称为中心区段32。

玻璃体27的端部区段33邻接中心区段32，所述端部区段包括凹槽34和具有尖端37的耦合元件36。密封元件35位于凹槽34中，并停靠在保持元件26的中间区段38的内壁上。

销元件(pin element)40从尖端37延伸到电极的第一端部21。销元件40被连接到导体元件39，导体元件具有导电性，使得由调制器4产生并由发生器3转换成高电压的电压脉冲可以被传输到玻璃体27和位于其中的气体。销元件40被连接到导体元件39，导体元件从销元件40延伸到弓形元件41。导体元件39可以被配置为例如导线或套筒。根据该实施例，弓形元件41是导体元件39的一部分。销元件40和导体元件39通过保持元件26与环境电绝缘。保持元件26包含非导电材料(例如塑料)或由非导电材料组成。导体元件39穿过玻璃体27的护套，并进入玻璃体27的内部，到达设置在那里的阳极45。

此外，销元件40通过定位元件43定位并以其轴向位置为中心，从而确保销元件40的轴线与玻璃体27的中心轴线对齐，即销元件40与玻璃体27同轴布置。套筒39位于邻接凹槽42的保持元件26的端部区段44的内部。在套筒39和端部区段44之间形成环形空腔。

图7示出了治疗装置20的局部截面，其中根据图6g的电极被容纳在外壳12中。电极1通过卡扣连接19被保持在外壳12中。外壳12的端部被定位在止动元件25上，使得电极1被保持在外壳中的期望位置。

在图7中还示出了电极1与发生器3的电耦合的实施例，所述发生器具体可以被配置为特斯拉线圈。发生器3包含与销元件40接触的连接元件56。销元件40包含导电材料，使得由发生器3产生的高电压可以通过销元件40被传输到通向阳极45的导体元件39。可以提供弹簧元件以确保销元件和端子元件56之间的接触。

图8a示出了穿过外壳12的第一部分17的径向截面，该径向截面是沿着图6a中标记为A-A的截面平面截取的。第一部分17设置有边缘73，该边缘被构造成搁置在第二部分18的肩部83上。边缘73从第一部分17的第一端部71延伸到第一部分17的第二端部72，还参见图6a。

边缘73包含位于第一端部71和第二端部72之间的至少一个凹部，该凹部在图6a中不可见，因为它位于外壳的内部。

图8b示出了穿过外壳12的第二部分18的径向截面，该截面是沿着图6c中标记为B-B的截面平面截取的。肩部83从第二区段18的第一端部81延伸到第二区段18的第二端部82，还参见图6c。

第二区段18在其第二端部82处包含环形元件84，该环形元件被配置成接收第一部分17的第二端部72。在组装状态下，电极1被容纳在环形元件84内部。

根据本实施例的第二部分18在其第一端部处包含闩锁元件85，该闩锁元件被配置为被接收在第一部分17中的相应凹部中。凹部位于端壁的内侧上的第一部分17的第一端部71。它在图6a中不可见，并且在图8a中也不可见，因为它位于截面平面的前面，即，在该图示中，它属于图8b的剖切部分。

图8b中的截面平面穿过充电装置16的接收开口，该充电装置可以被可拆卸地连接到第二部分的下侧。电极1、调制器4、发生器3、包含控制、调节和计算模块的处理器单元、任选地存储器单元9以及相关的连接和连接线位于第二部分18的与接收开口86相对的一侧，这在图1b或1c中示意性地示出。

第一部分17和第二部分18也可以通过螺纹连接来固定。为此目的，第一部分包含插座(socket)77，该插座包含螺纹孔(未示出)，当第一部分17和第二部分18被组装以形成外壳12时，所述螺纹孔与第二部分18的插座87对齐。

在图8b中，紧邻肩部83设置额外的凹部88。钩形突起89邻接该凹部88。在组装状态下，该钩形突起89接合在第一部分17的相应凹部79中。因此，钩形突起89卡入相应的凹部79中，结果，第一部分17在连接点处覆盖第二部分18，使得在连接点处形成双壁，在双壁之间保留小的空气间隙。令人惊讶的是，因此在连接线处实现了针对电压的更好保护，使得操作该装置的人不暴露于来自所施加的电压的任何危险。

当操作根据实施例中的任一个实施例的治疗装置时，一方面可以通过操作元件5、15调节电压脉冲的振幅，另一方面可以调节电压脉冲的频率。根据实施例，电压的振幅可以在值1至9的范围内变化。频率可以在每秒10个脉冲至100个脉冲(并且包括100个脉冲)的范围内。因此，当选择振幅9和选择每秒100个脉冲时，获得最高功率设置。在以下测量实例中，最高功率设置用HI表示。因此，当选择振幅1和选择每秒10个脉冲时，获得最低功率设置。在以下测量实例中，最低功率设置用LO表示。

使用Teledyne Le Croy Waverunner 8254M示波器以10:1的电压比跨过放置在阴极和地面之间的100Ω的电阻器来记录脉冲的安培数(Teledyne Le Croy，PP024)。等离子体源和阴极之间的最佳距离D为1mm至2mm并且包括2mm，其中阴极被形成为铜元件。对于该距离，振幅在10脉冲/s至100脉冲/s之间变化。脉冲电流是稳定的并且符合所有设置下的治疗装置规格。在图16(测量实例4)中，记录电压的过程持续约200μs的时间段。

通过调节振幅，研究了对等离子体源的稳定性的影响。为此目的，使用示波器检查在10Hz至100Hz(并且包括100Hz)的范围内的放电峰值的频率。对电流脉冲的分析显示，在HI设置下(振幅9V，100脉冲/s)，每个电压脉冲多达12次放电。放电操作在100Hz的最高频率和最高振幅时最稳定，其在图16中示出。

测量实例1

根据DIN EN 60601-1 2]的测量规格来确定患者泄漏电流(I)。测量装置在图9中示意性地示出。图9所示的电路示出了描述人体的电响应的低通滤波器，特别考虑到较高频率的电流被分类为危害较小。因为治疗装置20被配置为无线装置，所以只能测量交流电。因此，将包含图9所示的电路的R-C元件连接到Fluke 116True RMS万用表，以确定患者泄漏电流。测量装置由光学支架组成，从而确保阴极55和形成等离子体源的尖端的电极1的第二端部22之间的平面平行。使用测微螺钉来精确设定距离。因此，测量患者泄漏电流与电极1的第二端部22和配置为铜板的阴极55之间的距离D的函数关系。患者泄漏电流不应超过100μA的最大值，以便所述治疗装置可以用于医疗目的。记录患者泄漏电流的最大值(▼)、最小值(▲)和平均值(●)持续10s的时间段。此处假设最大值对评估医疗用途的适用性具有决定性作用。

根据图10a，第一治疗装置(TV1)的患者泄漏电流以[μA]为单位被绘制在纵坐标上，电极1的第二端部22和形成阴极55的铜板之间的以[mm]为单位的距离D被绘制在横坐标上。根据图10a，100[μA]的极限值在任何距离都不会达到，即使在最大可能的设置的情况下。在1.5mm的距离处达到的最大值为12[μA]。在0mm至3mm的范围内产生长丝和稳定的空气等离子体。在更大的距离处，没有形成等离子体，尽管确定了患者泄漏电流。对于最低的设置(LO)，根本没有检测到患者泄漏电流。

图10b示出了第二治疗装置(TV2)的患者泄漏电流。对于该治疗装置，在23℃的环境温度和45％的相对湿度下，记录患者泄漏电流的最大值、最小值和平均值持续10秒的时间段。治疗装置(TV2)显示出等离子体中可听见且可测量的变化与所施加的电压的函数关系。为了达到最高的强度，治疗装置被包裹在接地的铝箔中。能量存储单元的单次充电的最大测量持续时间为25分钟。在两次充电的情况下，故障从大约50分钟的操作时间开始发生，其中第二治疗装置(TV2)的外壳温度达到最高43℃。在超过50分钟的操作时间的情况下，操作温度的增加可能导致处理器单元中的故障，这可能会部分地损害治疗装置的控制模块、调节模块或计算模块的操作。因此，在两个充电循环之后大约30分钟的冷却阶段之后进行另外的测量。

对于第二治疗装置(TV2)也从未达到100μA的患者泄漏电流。最大患者泄漏电流为11μA。在电极1的第二端部22和阴极55之间的距离D为0mm至3mm并且包括3mm时，在空气中产生稳定的次级冷等离子体。放电的频率在大于2mm的距离处降低，从而减少了患者泄漏电流。对于第二治疗装置(TV2)，在距离D>3mm时，无法从视觉或听觉上检测到等离子体，尽管测量到低的患者泄漏电流。

图10c示出了包含LSE电极的第三治疗装置(TV3)的患者泄漏电流。对于该治疗装置，在23℃的环境温度和49％的相对湿度下，记录患者泄漏电流的最大值、最小值和平均值持续10秒的时间段。

对于第三治疗装置(TV3)也从未达到100μA的患者泄漏电流。当LSE电极与阴极接触时，最大患者泄漏电流为23.5μA。在距离D为0mm至3.5mm并且包括3.5mm时，在LSE电极1的第二板形端部22和阴极55之间的空气中产生稳定的次级冷等离子体。放电在更长的距离下变得不连续，尽管测量到小的患者泄漏电流。

图10d示出了以摄氏度为单位的温度随电极距阴极的距离D的变化过程。在横坐标上绘制距离D，并且在纵坐标上绘制温度。在测量时，室温为23℃，其中相对湿度为51％。对于第二治疗装置(TV2)，最高测量温度为30摄氏度。40摄氏度的温度极限从未达到过。

测量实例2

使用光学发射光谱法(OES)来确定光学等离子体辐射的光谱组成。相应的测量装置在图11中示意性地示出。使用校准的AvaSpec 3648-USB2 120光纤光谱仪Avantes，荷兰阿珀尔多伦(Apeldoorn,NL)，在紫外(UV)、可见(VIS)和近红外(NIR)区域中进行光发射光谱法。使用余弦校正器121来确定等离子体发射，以便增加开口角度(opening angle)。为了防止余弦校正器与等离子体直接接触，将石英窗口122(d＝2mm)附接到面向电极的一侧，该石英窗口对于大于200nm的波长是可穿透的。

测量装置和第一、第二和第三治疗装置(TV1、TV2、TV3)所需的支架在本图式中已经被省略。

接地线123用作阴极55。由于导线的0.1mm的小直径，导线123几乎不覆盖等离子体光源。电极1的第二端部22和阴极55之间的距离D为约1.5mm，因为该值对应于最高的患者泄漏电流。记录五个光谱，然后对每个光谱用30s的积分时间进行分析。对于医疗应用，UV辐照度是特别感兴趣的。通过对光谱辐照度E(λ)进行积分，在两个范围UV-A(315-380nm)和UV-B(280-315nm))内对其进行测量。在UV-C范围(200-280nm)内没有检测到发射。

图12a示出了第一治疗装置(TV1)的完整光谱，其通过由5个连续光谱形成平均值来确定，其中每个光谱的记录时间为30秒。图12a的左侧上的纵坐标上的刻度用于治疗装置(TV1)。治疗装置(TV1)的光谱显示氖(Ne)和氮(N2)的发射。测量是在22.7℃的环境温度和61％的相对湿度下进行的。

图12b示出了第二治疗装置(TV2)的光谱。测量是在23℃的环境温度和50％的相对湿度下进行的，否则，测量以与第一治疗装置(TV1)相同的方式进行。

图12c示出了第三治疗装置(TV3)的光谱。测量在22.5℃的环境温度和48％的相对湿度下进行，否则，测量以与第一治疗装置(TV1)相同的方式进行。

图13示出了与第一治疗装置(TV1)相比的第三治疗装置(TV3)的光谱。与(TV1)相比，氖的发射较高，但氮的发射较低。这可以通过LSE电极内部发光氖的更大面积来解释。通过第一治疗装置(TV1)的电极，由于几何设计和在设计为尖端的第二端部处的电场的相关放大，可以在阴极上发生聚焦放电。与(TV1)相反，放电发生在接地线上的不同位置。由于导线的位置，等离子体不能被完整记录，因此第一治疗装置(TV1)的氮发射较高。将UV-A和UV-B范围内的辐照度以及第三治疗装置(TV3)在具有最高强度的测量点处的有效辐照度与第一治疗装置(TV1)的值进行比较。辐照度水平相对较低，如光谱已经表明的。最大每日治疗持续时间tmax非常高，为约1小时。然而，UV-B值和有效辐射强度高于第一治疗装置(TV1)。这可能与较高的氖发射有关，但是在低于300nm的加权区域中的测量也可能受到大量噪声的影响。

国际非电离辐射防护委员会(International Commission on Non-IonizingRadiation Protection)已经公布了一种用于确定有效辐照度的方法，因为不同的波长对人体皮肤造成不同的伤害。光谱加权函数S(λ)必须乘以光谱辐照度E(λ)，并且在200nm至380nm的整个UV范围内进行积分，以根据以下公式计算有效辐照度E_eff：

E_eff＝_λ1∫^λ2E(λ)·S(λ)d(λ)

最大每日暴露时间t_max可以根据以下公式，使用D_max＝3mJ/cm²的最大每日剂量，从有效辐照度E_eff计算：

t_max＝D_max/E_eff

第一、第二和第三治疗装置(TV1、TV2、TV3)的UV-A和UV-B的辐照度水平以及有效辐照度E_eff在下表1中示出。辐照度水平相对较低，如在光谱中已经指出的。在UV-C范围内没有明显的发射。对于第一治疗装置，最大每日治疗持续时间非常高，为6小时，而对于第二治疗装置为5小时。

装置，D	E<sub>UV-A</sub>	E<sub>UV-B</sub>	E<sub>eff</sub>	t<sub>max</sub>
					尺寸	μW/cm<sup>2</sup>	μW/cm<sup>2</sup>	μW/cm<sup>2</sup>	h
(TV1)1.5mm	0.91±0.03	0.19±0.03	0.14±0.2	～6
					(TV2)1.5mm	1.21±0.05	0.22±0.01	0.16±0.2	～5
(TV3)1.5mm	0.68±0.04	0.37±0.02	0.86±0.07	～1

表1

测量实例3

在第三测量实例中，执行FTIR光谱法，因此执行傅立叶变换红外吸收光谱，在下文中被称为FTIR。FTIR用于定性和定量地确定在放电期间形成的反应性物质的组成。红外范围内的吸收(对应于分子振动和旋转的激发)是异核分子(例如各种氮氧化物或臭氧)的特征性特征。通过测量背景辐射强度I₀和样品吸收后的辐射强度I来进行所述确定，这两者都取决于波数ν。这使得能够确定吸收系数A，其中A＝-ln(I(ν)/I₀(ν))＝Σ_i(n_iσ_i(ν)L。对于每种物质i，吸收系数A受光路的长度以及密度n和吸收截面σ(其取决于波数)的影响。等离子体化学过程包含在不同时间尺度上发生的复杂反应网络，因此物质组成在放电期间是可变的，并且在余辉中收敛到长寿命组分的稳态混合物。图15所示的测量结果与静止状态有关。

图14示出了用于执行FTIR光谱法的测量装置。通过室内空气入口126供应到容器125的由治疗装置20处理的气体被收集在气体收集室127中，并被吸入到多通吸收室(MPC)128中，所述多通吸收室被连接到Bruker Vertex 80v光谱仪129。MPC 128具有32m的光路长度L，因此也允许测量吸收物质的小密度n。真空泵130使得室内空气能够被引入到容器125和MPC 128中。通过真空泵130和通过节流阀131的流入节流，在MPC 128中获得100毫巴的压力。对相应的治疗装置20的最高性能组合(HI)和最低性能组合(LO)进行测量。对于所有测量，空气流速为30l/h，并且由Omega SMA66C流量计测量和检查。

将接地的阴极55放置在容器125中，距治疗装置20的电极1的第二端部22的距离D＝1mm。

测量覆盖了从700cm-1到4000cm-1的波数范围，其中分辨率为0.2cm^-1，允许检测大气冷等离子体的典型物种，即O₃、NO、NO₂、N₂O、N₂O₅、HNO₃、HNO₂和H₂O₂。还记录了室内空气中CO₂和H₂O的浓度的变化。

图15示出了第一治疗装置(TV1)的示例性光谱，其中插入了针对所识别的物种O₃、N₂O、NO₂的参考光谱。其他吸收峰与CO₂和H₂O相关，或者与所识别物种的其他吸收带相关。在图15的横坐标上绘制了以[cm^-1]为单位的波数，并且在纵坐标上绘制了吸收系数A。测量是在100毫巴下在24℃的室温和55％的相对湿度下进行的。在治疗装置上的最功率(HI)设置下，空气流速达到30l/h。

具体地，使用FTIR光谱法测量由治疗装置产生的长寿命氧和氮物种(RONS)的浓度。对于医学应用，这些物种被认为是实现所需治疗效果的关键机制之一。RONS的可靠识别和精确定量对于符合DIN SPEC 91315至关重要。O₃、N₂O、NO₂被测量为具有最高浓度的物种。由于N₂O和NO₂的浓度已经在1ppm的范围内，即在可测量范围的低端，因此不再能够可靠地识别具有更低浓度的其他物种。O₃的浓度为15ppm+4ppm。N₂O的浓度为1ppm+0.05ppm，NO₂的浓度为2ppm+0.5ppm。这些值是针对治疗装置20的最高功率设置(HI)确定的。针对最低功率设置(LO)未检测到发射。

测量实例5

为治疗装置识别液相中的化学物质。为此目的，在由500μl水和500μl的NaCl盐溶液组成的24孔滴定板中制备盐水溶液。电极1的第二端部22被垂直定位在液体表面上方1mm至2mm(并且包括2mm)的距离处。等离子体处理被直接应用于液体表面持续10s、30s、60s、180s、300s。

为了确定稳定性并比较由七个电极产生的反应性氧物种(ROS)，在与等离子体接触后立即确定H₂O₂的富集。在与等离子体接触后立即确定化学参数。

PH值使用HANNA edge blu pH计(Hanna instruments)基于玻璃体电极在水和NaCl中来确定。

图17a示出了对于第一治疗装置(TV1)，pH值(其被绘制在纵坐标上)与所选择的测量持续时间(其被绘制在横坐标上)的函数关系。在此处，对于治疗装置(TV1)的LO设置，测量值是针对0s(参考值)、10s、30s、60s、180s、300s的治疗持续时间确定的。左侧的柱(黑色)对应于H₂O的pH值，右侧的相应柱(灰色)对应于NaCl的相应值。对于H₂O和NaCl的LO设置，pH读数基本上保持恒定，即pH读数不随治疗时间的增加而改变。

图17b示出了对于第一治疗装置(TV1)，pH值(其被绘制在纵坐标上)与所选择的测量持续时间(其被绘制在横坐标上)的函数关系。对于治疗装置(TV1)的HI设置，测量值是针对0s(参考值)、10s、30s、60s、180s、300s的治疗持续时间确定的。左侧的柱(黑色)对应于H₂O的pH值，右侧的相应柱(灰色)对应于NaCl的相应值。随着治疗持续时间的增加，在HI设置下，H₂O和NaCl的pH值降低，即在两种液体中酸化随着治疗持续时间的增加而增加。两种液体中的酸化与治疗持续时间相关，对于H₂O，pH值从5.57下降到3.78，对于NaCl，pH值从5.73下降到3.66。

图17c示出了对于治疗装置(TV2)在水中时，pH值(其被绘制在纵坐标上)与所选择的测量持续时间(其被绘制在横坐标上)的函数关系。测量值是针对0s(参考值)、10s、30s、60s、180s、300s的治疗持续时间确定的。

图17d示出了对于治疗装置(TV2)在NaCl中时，pH值(其被绘制在纵坐标上)与所选择的测量持续时间(其被绘制在横坐标上)的函数关系。测量值是针对0s(参考值)、10s、30s、60s、180s、300s的治疗持续时间确定的。

针对第二治疗装置(TV2)测量的pH值对于H₂O和NaCl都随着治疗持续时间的增加而降低，即随着治疗持续时间的增加，在两种液体中都发生酸化增加。两种液体中的酸化与治疗持续时间相关，对于H₂O，pH读数从5.46(+/-0.148)下降到3.51(+/-0.03)，对于NaCl，pH读数从5.87(+/-0.3)下降到3.44(+/-0.04)。

图17e示出了对于第一电极在水中的治疗装置(TV3)，pH值(其被绘制在纵坐标上)与所选择的测量持续时间(其被绘制在横坐标上)的函数关系。此处，测量值是针对0s(参考值)、10s、30s、60s、180s、300s的治疗持续时间确定的。水中的pH值随着治疗时间的增加而降低，即发生酸化。平均pH值从6.92下降到3.98。

图17f示出了对于第二电极在水中的治疗装置(TV3)，pH值(其被绘制在纵坐标上)与所选择的测量持续时间(其被绘制在横坐标上)的函数关系。测量值是针对0s(参考值)、10s、30s、60s、180s、300s的治疗持续时间确定的。水中的pH值随着治疗时间的增加而降低，即发生酸化。平均pH值从7.15下降到4.37。

使用市售的Amplex Red试剂(10-乙酰基-3,7-二羟基吩噁嗪，分子式C₁₄H₁₁NO₄，CAS名称/编号：10H-吩噁嗪-3,7-二醇，10-乙酰基-119171-73-2，分子量257.25)通过光度样品来确定第一和第三治疗装置(TV1，TV3)的H₂O₂浓度。颜色反应表明H₂O₂的存在。使用

M200 PRO Tecan微板光度计在535nm的波长下对吸收进行光度定量。对治疗装置(TV1)的HI和LO设置进行了四次测量(n＝4)，除了电极的比较，对于n＝3使用了仅一个HI设置。

图18a示出了绘制在纵坐标上的以[μM]为单位的H₂O₂的总浓度与被绘制在横坐标上的治疗持续时间的函数关系。仅记录了第一治疗装置(TV1)的HI设置下的测量值，对于LO设置，H₂O₂的浓度低于检测阈值，并且在最低标准点之外。左侧的柱(黑色)对应于H₂O的H₂O₂值，右侧的相应柱(灰色)对应于NaCl的相应H₂O₂值。

对于H₂O和NaCl，总浓度随着治疗持续时间的增加而增加。在10s后水中H₂O₂的浓度为3μM，其中标准偏差为0.1ppm，并且在300s后达到44.35μM，其中标准偏差为1.51ppm。在10s后NaCl中H₂O₂的浓度为2.58μM，其中标准偏差为0.08ppm，并且在300s后达到42μM，其中标准偏差为1.43ppm。NaCl中的浓度似乎低于水中的浓度，但偏差仍保持在标准偏差内。

图18b示出了对于第二治疗装置(TV2)，在水中时，被绘制在纵坐标上以[μM]为单位的H₂O₂的浓度与被绘制在横坐标上的治疗持续时间的函数关系。对于第二治疗装置，使用基于硫酸氧钛(IV)(TiOSO₄)的光度测试系列来确定H₂O₂浓度。TiOSO₄在H₂O₂的存在下反应，以形成黄橙色复合物。使用

M200PRO Tecan微板光度计在407nm的波长下对吸收进行光度定量。测量进行了四次(n＝4)。根据不同稀释度的H₂O₂的标准曲线确定浓度。对于非常短的暴露时间(0s、10s)，这些值低于检测限，因此不包括在计算中，并且也不包括在表2中。

表2

在水中(如图18e所示)以及在NaCl中，浓度随着治疗持续时间的增加而增加。在10s或30s的短治疗持续时间后，H₂O₂的浓度在实验装置的检测极限内(<5μM)。因此，对于治疗持续时间>60s，标准偏差较高。在300s的治疗持续时间时，在水中的最大浓度(81.04μM)高于在NaCl中的最大浓度(51.17μM)。

图18c示出对于第二治疗装置(TV2)，在NaCl中时，被绘制在纵坐标上以[μM]为单位的H₂O₂的浓度与被绘制在横坐标上的治疗持续时间的函数关系。

图18d示出了对于第三治疗装置(TV3)的第一电极，在水中时，被绘制在纵坐标上以[μM]为单位的H₂O₂的浓度与被绘制在横坐标上的治疗持续时间的函数关系，并且图18d示出了针对第三治疗装置的第二电极的H₂O₂的浓度。取决于治疗持续时间，两个电极都富含H₂O₂，由此在300s的治疗持续时间后，对于第一电极达到30μM(1.015ppm)的浓度，并且对于第二电极达到18.34μM(0.624ppm)的浓度。

使用比色试剂来确定亚硝酸盐和硝酸盐(Griess测定(Griess assay)；Caymentchemicals)，使用微量滴定板进行确定。为了测量总硝酸盐/亚硝酸盐浓度，在第一步中，使用硝酸盐还原酶将硝酸盐转化为亚硝酸盐，并且在第二步中，通过加入Griess试剂将亚硝酸盐转化为深紫色偶氮化合物，其中在没有硝酸盐还原酶转化的情况下确定亚硝酸盐。两种化合物的标准曲线都被包括在测试程序中。使用

M200PRO Tecan微板光度计在540nm的波长下对吸收系数的光度测量确定了亚硝酸盐和硝酸盐的准确浓度。对于第一治疗装置(TV1)重复测量两次，其中n＝3，并且对于第二治疗装置(TV2)重复测量两次，其中n＝5。

图19示出了对于第一治疗装置(TV1)，被绘制在纵坐标上以[μM]为单位的NO₂ ^-和/或NO₃ ^-的总浓度相对于被绘制在横坐标上的治疗持续时间。仅记录了治疗装置20的HI设置下的测量值；对于LO设置，NO₂ ^-和NO₃ ^-的浓度低于检测阈值，并且在最低标准点之外。在图19a中，左侧柱(灰色)对应于H₂O中NO₂ ^-的测量值，相应的右侧柱(黑色)对应于H₂O中NO₃ ^-的测量值。对于NO₂ ^-和NO₃ ^-，总浓度随着治疗持续时间的增加而增加。因此，HI设置的浓度曲线示出了在水中硝酸盐浓度(NO₃ ^-)和亚硝酸盐浓度(NO₂ ^-)的增加，这取决于治疗持续时间。在水中亚硝酸盐的比例低于硝酸盐的比例。

在图19中，左侧柱(黑色)对应于H₂O中NO₂ ^-的测量值，相应的右侧柱(灰色)对应于NaCl中NO₂ ^-的测量值。对于水中的NO₂ ^-和NaCl中的NO₂ ^-，总浓度随着治疗持续时间的增加而增加。因此，HI设置的浓度曲线示出了在水中和NaCl中的亚硝酸盐浓度(NO₂ ^-)的增加，这取决于治疗持续时间。亚硝酸盐的浓度似乎在水中比在NaCl中低。

测量实例6

如DIN SPEC 91315中所述，使用贴壁皮肤成纤维细胞系GM00637通过MTT测试(MTT测定)来确定细胞毒性。将黄色的水溶性3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四唑鎓溴化物(MTT)转化为蓝紫色甲臜，并且监测光度吸收系数以得出细胞存活力的结论。使用

M200 PRO Tecan微板光度计在550nm下记录吸收系数。

细胞获自Coriell Institute(Camden,美国新泽西州(New Jersey,USA))并被储存在含有10％胎牛血清(FBS；Biochrome AG,德国柏林(Berlin,Germany))的DMEM HighGlucose w/L Glutamine

培养基中，并且加入1％青霉素/链霉素

培养物在37℃的温度和5％CO₂下储存。

在处理的前一天，将每个微量滴定板0.5×10⁵个细胞应用于24孔滴定板，并如前所述进行接种。根据DIN SPEC 91315，使用的细胞的数量和体积适应于24孔滴定板，对应于治疗装置的等离子体源的大小。

在等离子体处理之前，除去细胞培养基，用磷酸盐缓冲盐水(pH＝7.4)洗涤细胞两次，并用150μl的PBS覆盖。将细胞暴露于等离子体源持续10s、30s、60s、180s、300s(以一式三份测量)。未处理的细胞用作参照。在点等离子体处理后，即等离子体处理后最多5分钟，立即向每个孔中加入450μl的含13％FBS的新鲜DMEM(压痕)。将细胞培养板孵育持续48小时的时间段。随后，用含有15μl MTT溶液(在PBS中5mg/ml)的10％FCS的新鲜DMEM替换上清液培养基。

在2h后，除去MTT培养基溶液，并且用PBS洗涤细胞两次，之后加入300ml的细胞裂解溶液(DMSO/纯乙酸/SDS)。最后，监测吸收系数，并相对于对应于100％的未处理参照来确定细胞毒性。计算IC-50时间，其对应于50％的细胞存活力。

图20示出了第一治疗装置(TV1)的MTT测试的结果，治疗持续时间被绘制在横坐标上，并且以％为单位的细胞毒性被绘制在纵坐标上。细胞对等离子体处理良好地耐受。在300s的暴露时间段之后，细胞存活力仍为65.5％，即治疗装置的IC-50时间高于300s。对于所有其他治疗持续时间，存活力为约90％，随着治疗时间的增加，存活力略有下降。

图21示出了第二治疗装置(TV2)的MTT测试的结果。室温为22.1摄氏度，并且平均相对湿度为56.6％(范围为51％至60.3％并且包括60.3％)。治疗持续时间被绘制在横坐标上，并且以％为单位的细胞毒性被绘制在纵坐标上。细胞存活力随着治疗持续时间的增加而降低，这与细胞毒性随着等离子体暴露持续时间的增加而增加是一致的。第二治疗装置的计算的IC-50时间为65.14s。在最长的300s的治疗持续时间后，平均只有26.5％的细胞仍然存活。60s、180s和300s的治疗持续时间的标准偏差相对较高，>10％。

表3 示出了形成图21的基础的测量结果：

时间	测试1	测试2	测试3	MW	SD
						10s	71.37	84.53	84.76	80.217	7.663
30s	64.42	66.02	70.49	66.977	3.145
						60s	40.98	58.60	66.19	55.254	12.935
180s	22.51	39.52	46.45	36.16	12.318
						300s	19.04	46.00	23.97	29.67	14.357

表3

第三治疗装置(TV3)的第一电极和第二电极的MTT测试的结果在图22a和22b中示出。治疗持续时间被绘制在横坐标上，并且以％为单位的细胞毒性被绘制在纵坐标上。在最长的治疗持续时间之后，对于第一电极，细胞存活力下降到53.59％(+17.22％)，并且对于第二电极，细胞存活力下降到65.28％(+12.05％)。对于两种电极，IC-50时间都大于300s。

测量实例7

根据DIN SPEC 91315:2014-06，使用抑制区测定来确定LSE电极形式的等离子体源的抗微生物效力。细菌金黄色葡萄球菌DSM 799/ATCC 6538和细菌表皮葡萄球菌DSM20044/ATCC 14990(DSM德国微生物和细胞培养物保藏中心(DSM German Collection ofMicroorganisms and Cell Cultures)；ATCC美国典型培养物保藏中心(ATCC AmericanType Culture Collection))用于测量。细菌大肠杆菌K-12DSM 11250/NCTC 10538(NCTC国家典型培养物保藏中心(NCTC National Collection of Type Cultures))用于另外的测量。细菌铜绿假单胞菌DSM 50071/ATCC 10145用于另外的测量。酵母白色念珠菌DSM 1386/ATCC 10321用于另外的测量。

对于用LSE电极的测试，将100μl的细菌金黄色葡萄球菌(细胞数量为约10⁶/ml-菌落形成单位/ml)的溶液分布在潮湿的固体培养基(大豆酪蛋白消化琼脂Carl Roth GmbH&Co.KG，德国卡尔斯鲁厄(Karlsruhe,Germany))上，并用等离子体源—LSE电极进行选择性处理。处理时间为1min、2min、3min、4min或5min，其中生长抑制区测试在潮湿的琼脂表面上进行(N＝6)。等离子体源和湿固体的表面之间的距离为约1.5mm。阴极位于琼脂板下方。

在将直径为84mm的琼脂板在37℃的温度下孵育后，测量生长抑制区的尺寸，单位为mm，其中生长抑制区被定义为没有可见微生物生长的区域。如果生长抑制区不是圆形的，则通过测量最大和最小直径来确定平均直径。为了比较，接种琼脂板，但不进行等离子体处理。它们在时间t＝0min至t＝5min时的情况显示在图23中。

表4a

表4b

表4c

因此，用治疗装置的LSE电极的等离子体源处理如前所述接种了细菌的所述琼脂板导致金黄色葡萄球菌的生长抑制区。区域的大小取决于治疗持续时间。在每种情况下，用等离子体源处理6个琼脂板持续1min、2min、3min、4min、5min。在图23中示出了示例性的实例。

图24是根据表4a至表4c的平均值(MV)和在柱状图中的相关标准偏差(SD)的图形表示，其中在横坐标上绘制治疗持续时间，并且在纵坐标上绘制以mm为单位的平均直径。

随着治疗持续时间的增加，生长抑制区的大小仅部分增加。因此，治疗持续时间对生长抑制区的大小的影响不如对ROS的形成的影响显著，具体参见图22。抗微生物区域略大于ROS形成所产生的相应区域，因此可以假定额外的抗微生物效果。然而，生长抑制区内剩余菌落的数量随着治疗持续时间的增加而稳步减少。

相比之下，对于金黄色葡萄球菌，用EWC电极进行的测量显示对于1min的治疗持续时间直径为14mm并且对于5分钟的治疗持续时间达到16mm并且包括16mm的生长抑制区。

对于第一治疗装置(TV1)的测试，将100μl的相应微生物溶液(细胞数为约10⁶/ml-菌落形成单位/ml)分布在潮湿的固体培养基(大豆酪蛋白消化琼脂Carl Roth GmbH&Co.KG，德国卡尔斯鲁厄)上，并用等离子体源—EWC电极选择性处理。处理时间为1min、2min、3min、4min或5min，其中生长抑制区测试在潮湿的琼脂表面上进行(N＝6)。等离子体源和湿固体的表面之间的距离为约1.5mm。阴极被定位在琼脂板下方。

在将直径为84mm的琼脂板在37℃的温度下孵育后，测量生长抑制区的尺寸，单位为mm，其中生长抑制区被定义为没有可见微生物生长的区域。如果生长抑制区不是圆形的，则通过测量最大和最小直径来确定平均直径。

为了比较，接种琼脂板，但不进行等离子体处理。它们在时间t＝0min至t＝5min时的情况显示在图25中。

对于细菌表皮葡萄球菌，它们在时间t＝0min至t＝5min时的情况显示在图26中。

对于细菌大肠杆菌，它们在时间t＝0min至t＝5min时的情况显示在图27中。

对于细菌铜绿假单胞菌，它们在时间t＝0min至t＝5min时的情况显示在图28中。

对于酵母白色念珠菌，它们在时间t＝0min至t＝5min时的情况显示在图29中。

下表5a、5b、5c显示了在25.4℃和46％的相对湿度下，细菌金黄色葡萄球菌在时间t＝0min至t＝5min时的测量值。

表5a

表5b

表5c

下表6a、6b、6c显示了在25.6℃和44％的相对湿度下，表皮葡萄球菌细菌在时间t＝0min至t＝5min时的测量值。

表6a

表6b

表6c

下表7a、7b、7c显示了在24.5℃和49％的相对湿度下，细菌大肠杆菌在时间t＝0min至t＝5min时的测量值。

表7a

表7b

表7c

下表8a、8b、8c显示了在25.6℃和44％的相对湿度下，细菌铜绿假单胞菌在时间t＝0min至t＝5min时的测量值。

表8a

表8b

表8c

下表9a、9b、9c显示了在25.1℃和47％的相对湿度下，微生物白色念珠菌在时间t＝0min至t＝5min时的测量值。

表9a

表9b

表9c

革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(15.08mm-18.33mm)和表皮葡萄球菌(15.92mm-25.88mm)显示出最大的抑制区直径，而革兰氏阴性菌大肠杆菌(12.54mm-15.46mm)和铜绿假单胞菌(9.96mm-12.63mm)以及酵母白色念珠菌(10.83mm-16.17mm)受用EWC电极的等离子体处理的影响较小。

图30示出了细菌金黄色葡萄球菌(柱B1)、表皮葡萄球菌(柱B2)、大肠杆菌(柱B3)、铜绿假单胞菌(柱B4)和酵母白色念珠菌(柱B5)的直径值的比较。以分钟为单位的治疗持续时间被绘制在横坐标上，并且以mm为单位的抑制区直径被绘制在纵坐标上。对于每个系列的测试，按照以下顺序记录抗微生物效力的下降：

表皮葡萄球菌>金黄色葡萄球菌>大肠杆菌＝白色念珠菌>铜绿假单胞菌。

在一些情况下，生长抑制区的大小随着治疗持续时间的增加而增加。

如同对于第一治疗装置(TV1)一样，对第二治疗装置(TV2)也进行了相同微生物的生长抑制区测试。

对于细菌金黄色葡萄球菌，它们在时间t＝0min至t＝5min时的情况显示在图31中。

对于细菌表皮葡萄球菌，它们在时间t＝0min至t＝5min时的情况显示在图32中。

对于细菌大肠杆菌，它们在时间t＝0min至t＝5min时的情况显示在图33中。

对于细菌铜绿假单胞菌，它们在时间t＝0min至t＝5min时的情况显示在图34中。

对于酵母白色念珠菌，它们在时间t＝0min至t＝5min时的情况显示在图35中。

图36示出了细菌金黄色葡萄球菌(柱B1)、表皮葡萄球菌(柱B2)、大肠杆菌(柱B3)、铜绿假单胞菌(柱B4)和酵母白色念珠菌(柱B5)的直径值的比较。以分钟为单位的治疗持续时间被绘制在横坐标上，并且以mm为单位的抑制区直径被绘制在纵坐标上。革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(14.17mm-15.92mm)和表皮葡萄球菌(14.25mm-15.67mm)显示出最大的抑制区直径，而革兰氏阴性菌大肠杆菌(11.92mm-12.58mm)和铜绿假单胞菌(8.17mm-11.33mm)以及酵母菌白色念珠菌(10.54mm-13.17mm)受用EWC电极的等离子体处理的影响较小。

对于每个系列的测试，按照以下顺序记录抗微生物效力的下降：

表皮葡萄球菌＝金黄色葡萄球菌>大肠杆菌>白色念珠菌>铜绿假单胞菌。

生长抑制区的大小随着治疗持续时间的增加而增加。在从1min到5min的时间段中，观察到细菌大肠杆菌的5％到细菌铜绿假单胞菌的28％的增加。

如同对于第一治疗装置(TV1)一样，对第三治疗装置(TV3)进行相同微生物的生长抑制区测试。

对于细菌金黄色葡萄球菌，它们在时间t＝0min至t＝5min时的情况显示在图37中。

对于细菌表皮葡萄球菌，它们在时间t＝0min至t＝5min时的情况显示在图38中。

对于细菌大肠杆菌，它们在时间t＝0min至t＝5min时的情况显示在图39中。

对于细菌铜绿假单胞菌，它们在时间t＝0min至t＝5min时的情况显示在图40中。

对于酵母白色念珠菌，它们在时间t＝0min至t＝5min时的情况显示在图41中。

图42示出了细菌金黄色葡萄球菌(柱B1)、表皮葡萄球菌(柱B2)、大肠杆菌(柱B3)、铜绿假单胞菌(柱B4)和酵母白色念珠菌(柱B5)的直径值的比较。以分钟为单位的治疗持续时间被绘制在横坐标上，并且以mm为单位的抑制区直径被绘制在纵坐标上。革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(41.67mm-46.42mm)显示出最大的抑菌区直径。第二革兰氏阳性菌表皮葡萄球菌(36.42mm-41.83mm)以及革兰氏阴性菌株大肠杆菌(35.50mm-41.00mm)、铜绿假单胞菌(35.00mm-38.75mm)和酵母白色念珠菌(18.42mm-39.00mm)受等离子体处理的影响较小。对于酵母白色念珠菌，在更长的治疗时间(t＝3min、4min、5min)下，对于5个皮氏培养皿都没有确定生长抑制区。

金黄色葡萄球菌>表皮葡萄球菌＝大肠杆菌(≥白色念珠菌，持续1min和2min)>铜绿假单胞菌。

在一些情况下，抑制区的大小随着治疗持续时间的增加而增加。金黄色葡萄球菌的结果具有可比性，因此是一致的。

表10示出了第一、第二和第三治疗装置(TV1、TV2、TV3)的来自上述测量实例的测量结果的比较。任何官方规定的极限值(L)也被包括在定向概述中。患者泄漏电流(I)、温度、UV辐射和排放气体的浓度的结果在安全限值内。

表10

对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明概念的情况下，除了所描述的实施例之外，许多其他变型也是可能的。因此，本发明的主题不受前面描述的限制，并且由权利要求所限定的保护范围来确定。对于权利要求或说明书的解释来说，对权利要求的最广泛的可能阅读是决定性的。具体地，术语“包括”或“包含”应当被解释为以非排他性的意义指代元件、部件或步骤，从而指示元件、部件或步骤可以存在或使用，他们可以与没有明确提及的其他元件、部件或步骤组合。当权利要求涉及可能由A、B、C到N个元件或部件组成的组中的元件或部件时，这种语言应该被解释为仅需要该组中的单个元件，而不是A和N、B和N的组合或者该组中两个或更多个元件或部件的任何其他组合。

Claims

1.一种用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，包括容纳电极(1)的外壳(12)，用于产生高频电压脉冲的发生器(3)，包括控制、调节和计算模块的处理器单元(6)，存储器单元(9)，至少一个操作元件(5，15)和用于控制所述发生器(3)的可控调制器(4)，其中包括多个电压脉冲的电压脉冲序列能够通过所述调制器(4)产生，其中所述电压脉冲的频率和持续时间可通过所述调制器(4)调节，其中所述电极(1)、所述发生器(3)、所述处理器单元(6)、所述存储器单元(9)、所述操作元件(5)和所述调制器(4)被布置在所述外壳(12)中，其中所述电极(1)包含玻璃体(27)，所述玻璃体包含含有气体的空腔，其中所述电极(1)包括能够耦合到所述调制器(4)的第一端部(21)，其中所述电极包括第二圆顶形端部(22)，其中所述气体可通过传输到所述电极(1)的所述电压脉冲被转变成非热能初级等离子体的状态，其中次级等离子体能够通过电离存在于所述电极(1)的所述第二端部(22)周围的区域中的所述空气来产生。

2.根据权利要求1所述的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，所述电压脉冲序列的所述频率至少部分地不是恒定的。

3.根据权利要求1或2所述的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，所述电压的振幅在时间段t2-t1期间增加，在时间段t3-t2期间恒定，并且在时间段t4-t3期间降低，其中所述电压脉冲序列的所述持续时间对应于所述时间段t4-t1。

4.根据权利要求1或2所述的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，所述频率在时间段t2-t1期间增加，在时间段t3-t2期间恒定，并且在时间段t4-t3期间降低。

5.根据权利要求4所述的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，最大频率在10Hz至100Hz的范围内，并且包括100Hz。

6.根据权利要求1所述的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，所述调制器(4)的输出端的电压在8V至65V的范围内，并且包括65V。

7.根据权利要求1所述的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，所述发生器(3)的输出端的电压在5kV至25kV的范围内，并且包括25kV。

8.根据权利要求1所述的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，布置在所述外壳(12)中的能量存储单元(10)被提供用于为所述治疗装置的操作供应能量，使得所述治疗装置能够无线操作。

9.根据权利要求8所述的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，所述外壳(12)包含显示元件(7)，通过所述显示元件能够显示具体疗法和操作数据。

10.根据权利要求1所述的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，所述电极(1)包括传感器(2)，通过所述传感器，经由所述电极(1)发射的电流或电压能够被记录为测量值，所述测量值可数字化为测量数据，其中所述测量数据能够被存储在所述存储器单元(9)中，其中所述处理器单元(6)的所述计算模块被配置成确定由所述电极(1)输送的能量和/或由所述电极输送的能量的时间概况。

11.根据权利要求10所述的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，所述处理器单元(6)的所述控制模块被配置为基于所述测量数据来控制所述调制器(4)，特别是用于控制恒定的能量输出和/或用于独立于信号形式的控制，使得能够在所述发生器(3)中产生任何期望的信号形式，例如振幅调制和频率调制的组合。

12.根据权利要求10或11所述的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，所述测量数据被配置成通过所述处理器单元(6)的所述控制模块来控制疗法的进程。

13.根据权利要求12所述的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，所述处理器单元(6)中的所述测量数据能够被链接到时间戳，其中链接到所述时间戳的所述测量数据被配置为存储在用于存储所述疗法的所述进程的所述存储器单元中。

14.根据权利要求1所述的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，所述外壳(12)被配置为用于电容耦合的电容器的极中的一个。

15.根据权利要求8所述的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，所述能量存储单元(10)被配置为可再充电元件，例如被配置为锂离子元件或超电容。

16.根据权利要求15所述的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，所述能量存储单元包括负极，所述负极被配置为用于电容耦合的电容器的极中的一个。

17.根据权利要求14所述的用于细胞刺激或细胞疗法的治疗装置，其特征在于，所述外壳(12)包括内侧，所述内侧包含导电的或可导电的表面，例如导电塑料或涂覆有可导电材料的塑料。