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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von
nichtthermischem Plasma und Ultraschall-Pulsen, ein Verfahren zum
Betrieb einer solchen Vorrichtung sowie deren Verwendung.
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Stand der Technik
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Die
Behandlung schlecht heilender oder chronischer Wunden, sogenannter „offener
Wunden”,
stellt durch die zunehmende Alterung der Bevölkerung und steigende Zahl
an Diabetikern einen stark wachsenden Markt im Bereich der Wundversorgung
dar. Ein weiterer großer
Bereich der Wundversorgung betrifft Patienten mit chronischen Hautkrankheiten,
wie dem atopischen Ekzem (Neurodermitis). Die Ursachen des atopischen
Ekzems sind bislang nicht vollständig
geklärt.
Das atopische Ekzem gilt momentan als nicht heilbar, aber behandelbar.
Die Behandlung von Patienten mit offenen Wunden und chronischen
Hautkrankheiten verursacht hohe Kosten. Im Fall der offenen Wunden
beruhen diese im Allgemeinen auf langen stationären Verweildauern beziehungsweise
Behandlungszeiten der Patienten. Damit besteht sowohl von Patienten-
als auch von Kostenträgerseite
aus ein hoher Bedarf an einem Verfahren zur Beschleunigung der Wundheilung
beziehungsweise zur erfolgreichen Behandlung von bislang nicht heilbaren
Wunden.
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Im
medizinischen Umfeld wird Plasma bereits an mehreren Stellen eingesetzt,
zum Beispiel zum Schneiden, Koagulieren oder Ätzen (Kauterisieren) sowie
zur schnellen, sicheren und effektiven Sterilisation hitzeempfindlicher
medizinischer Geräte oder
pharmazeutischer Packmittel. Nichtthermisches Plasma kann darüber hinaus
eine sterilisierende Wirkung auf Wunden haben und gegebenenfalls die Wundheilungsmechanismen
beschleunigen, ohne gesunde Zellen anzugreifen und die Haut oder
das Gewebe zu beschädigen.
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Die
Ultraschall-Pulserzeugung findet beispielsweise seit mehr als 20
Jahren in der Lithotripsie (Nierensteinzertrümmerung) Anwendung. Neuere Untersuchungen
zeigen, dass Beschallung von Gewebe mit Ultraschall-Pulsen gegebenenfalls
zu einer erhöhten
Ausschüttung
von Wachstumsfaktoren und einer beschleunigten Neubildung von Blutgefäßen führen kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Erzeugen von
nichtthermischem (kaltem) Plasma und Ultraschall-Pulsen, beispielsweise
zur medizinischen Anwendung, insbesondere zur Wundbehandlung.
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Eine
Vorrichtung, welche sowohl Plasma als auch Ultraschall-Pulse erzeugt,
könnte,
insbesondere unter der Annahme unterschiedlicher biophysikalischer
beziehungsweise biochemischer Wirkmechanismen, den Vorteil haben,
dass durch diese synergistische Effekte erzielt werden können. So
könnte durch
eine Vorrichtung, welche sowohl Plasma als auch Ultraschall-Pulse
erzeugt, die Wundheilung noch weiter verbessert, Anwendungsbereiche
erweitert, die Behandlungsfläche
vergrößert und/oder
die Behandlungszeit verkürzt
werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann zum gleichzeitigen oder abwechselnden Erzeugen von nichtthermischem
(kaltem) Plasma und Ultraschall-Pulsen ausgebildet sein. Insbesondere
kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine Plasma-Ultraschall-Kombinationsvorrichtung
sein.
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Grundsätzlich kann
die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Plasmaerzeugung durch dielektrisch behinderte Entladung (auch
stille Entladung oder Barriereentladung genannt) und/oder zur Plasmaerzeugung
durch Funkenentladung, und/oder zur Plasmaerzeugung durch Bogenentladung,
und/oder zur Plasmaerzeugung durch Glimmentladung, und/oder zur
Plasmaerzeugung durch Gleitentladung, und/oder zur Plasmaerzeugung
durch eine Hohlkathodenanordnung und zur Ultraschall-Pulserzeugung
nach dem elektrohydraulischen Prinzip, und/oder zur Ultraschall-Pulserzeugung
nach dem piezoelektrischen Prinzip, und/oder zur Ultraschall-Pulserzeugung
nach dem elektromagnetischen Prinzip ausgebildet sein. Die Plasmawirkfläche und
die Ultraschallpulswirkfläche
können
im Rahmen der vorliegenden Erfindung nebeneinander angeordnet sein,
oder sich quasi-überlagern,
oder identisch sein.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Hochspannungsversorgungsvorrichtung
aufweisen, welche derart ausgebildet und angeordnet ist, dass durch diese
sowohl Plasma als auch Ultraschall-Pulse erzeugbar sind. Zum Beispiel kann
die Hochspannungsversorgungsvorrichtung Gleichspannung, Wechselspannungen,
insbesondere im kHz-Bereich, und/oder gepulste Spannung erzeugen.
Darüber
hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
insbesondere mindestens eine erste und zweite Elektrode aufweisen,
wobei die Elektroden derart ausgebildet und angeordnet sind, dass
durch diese sowohl Plasma als auch Ultraschall-Pulse erzeugbar sind.
Weiterhin kann die Vorrichtung einen Reaktionsraum zur gleichzeitigen
oder alternierenden Aufnahme einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser,
und/oder eines Gases, beispielsweise Luft oder Argon, aufweisen. Dabei
kann der Reaktionsraum derart ausgestaltet sein, dass dieser alternierend
mit einer Flüssigkeit und
einem Gas befüllbar
ist und/oder der Reaktionsraum zumindest einen Bereich zur Aufnahme
einer Flüssigkeit
und zumindest ein anderer Bereich zur, insbesondere gleichzeitigen,
Aufnahme eines Gases aufweist. Insbesondere können die Elektroden in dem
Reaktionsraum angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass mit ein
und demselben Gerät
sowohl Plasma als auch Ultraschall-Pulse erzeugt werden können. Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann weiterhin eine Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung zum gleichzeitigen
oder alternierenden Befüllen
des Reaktionsraums mit einer Flüssigkeit,
beispielsweise Wasser, und/oder einem Gas, beispielsweise Luft oder
und/oder Argon, aufweisen. Diese Vorrichtung kann auch zum Entfernen
einer Flüssigkeit
und/oder eines Gases aus dem Reaktionsraum ausgelegt sein.
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Im
Rahmen einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Plasmaerzeugung
durch dielektrisch behinderte Entladung und zur Ultraschallerzeugung nach
dem elektrohydraulischen Prinzip ausgebildet. Eine Kombination aus
einer Plasmaerzeugung durch dielektrisch behinderte Entladung und
einer Ultraschall-Pulserzeugung nach dem elektrohydraulischen Prinzip
hat den Vorteil, dass ähnliche
elektrische Ansteuerkonzepte eingesetzt werden können.
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Plasma
kann durch dielektrisch behinderte Entladung durch eine Vielzahl
von Elektrodenanordnungen, beispielsweise planparallele oder rotationssymmetrische,
beidseitig oder einseitig dielektrisch behinderte, mit einem Entladungsbereich
oder -spalt zwischen einer freiliegenden Erdelektrode und einer zumindest
teilweise mit einem dielektrischen Element bedeckten Hochspannungselektrode
oder zwischen einer freiliegenden Hochspannungselektrode und einer
zumindest teilweise mit einem dielektrischen Element bedeckten Erdelektrode
erzeugt werden. Dabei kann die dielektrisch behinderte Entladung
unter anderem durch die Spannungsamplitude der Spannung, Spannungs/Puls-Form,
Frequenz, Duty-Cycle,
Pulsanstiegsflanke, Spaltweite, Material (Durchschlagsfestigkeit),
Dicke des dielektrischen Elements, Gasart, Gasfeuchte und/oder Gasdruck eingestellt
werden. Die Plasmaerzeugung durch dielektrisch behinderte Entladung
hat den Vorteil, dass diese bei Normaldruck durchgeführt werden
kann.
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Eine
Ultraschall-Pulserzeugung nach dem elektrohydraulischen Prinzip
kann auf einem Aufbau beruhen, in dem zwei Elektroden zumindest
teilweise in einer Flüssigkeit,
beispielsweise Wasser, angeordnet sind. Durch Anlegen einer Hochspannung
können
sich zunächst
einzelne Strompfade zwischen den Elektroden ausbilden. In Abhängigkeit
der Leitfähigkeit
des Wassers und des Spannungsgradienten zwischen den Elektroden
kann ein Durchschlag, beispielsweise innerhalb weniger bis etwa
Hundert Mikrosekunden nach Anlegen der Hochspannung, erfolgen. Dabei
kann zunächst
durch eine Unterwasserentladung eine Plasmablase generiert werden.
Die mit der Entstehung der Plasmablase verbundene Verdrängung beziehungsweise
Verdampfung der Flüssigkeit
kann zur Ausbildung eines Schallpulses in der Flüssigkeit führen. Abhängig von der Elektrodenanordnung
kann sich der Schallpuls kugelförmig, zylinderförmig oder
in räumlich
beliebiger Ausbreitungsform ausbreiten. Über eine Reflektoranordnung kann
dieser Schallpuls fokussiert oder als ebene Welle in den zu behandelnden
Gegenstand, beispielsweise ein Körperteil,
insbesondere Haut eingestrahlt werden. Die erforderlichen Spannungsgradienten
können
dabei abhängig
von der Elektrodenanordnung und der Leitfähigkeit des Wassers sein. Zum Beispiel
können
die Spannungsgradienten in einem Bereich von etwa ≥ 1 kV/mm bis ≤ 10 kV/mm liegen. Zur
Erzeugung einzelner kurzer Pulse können die Elektroden über eine
gepulste Kondensatorentladung angesteuert werden. Die Pulswiederholrate kann
dabei im Bereich von ≥ 0,1
Hz bis etwa ≤ 10
Hz liegen.
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Im
Rahmen einer Ausgestaltung dieser Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
mindestens eine erste und eine zweite Elektrode, mindestens ein
erstes dielektrische Element und einen Reaktionsraum zur gleichzeitigen
oder alternierenden Aufnahme einer Flüssigkeit und/oder eines Gases
auf, wobei die Elektroden in dem Reaktionsraum angeordnet sind,
wobei zumindest ein Teil der Oberfläche einer der Elektroden mit
dem ersten dielektrischen Element bedeckt ist. Dabei kann das erste
dielektrische Element insbesondere zumindest die Fläche einer
der beiden Elektroden bedecken, welche der anderen Elektrode zugewandt
ist. Dies hat den Vorteil, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Erzeugen von nichtthermischem (kaltem) Plasma und Ultraschall-Pulsen
mit einem relativ einfachen Aufbau zur Verfügung gestellt werden kann.
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Neben
der ersten und zweiten Elektrode kann die Vorrichtung im Rahmen
dieser Ausführungsform
weiterhin mindestens eine dritte Elektrode aufweisen. Darüber hinaus
kann die Vorrichtung weiterhin ein zweites dielektrisches Element
und/oder gegebenenfalls ein drittes dielektrisches Element aufweisen.
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Die
Elektroden und die dielektrischen Elemente können dabei sowohl planparallel
als auch rotationssymmetrisch ausgebildet und angeordnet sein. Insbesondere
können
die Elektroden und/oder die dielektrischen Elemente rotationssymmetrisch ausgebildet
sein. Dabei kann auch der Reaktionsraum rotationssymmetrisch ausgebildet
sein.
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Die
Elektroden können
jeweils unabhängig voneinander
teilweise oder im Wesentlichen vollständig, beispielsweise einseitig
oder beidseitig, mit einem dielektrischen Element bedeckt beziehungsweise
dielektrisch behindert sein.
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Im
Rahmen einer weiteren Ausgestaltung dieser Ausführungsform kontaktieren eine
oder mehrere der Elektroden den Reaktionsraum zumindest teilweise.
Im Rahmen einer anderen weiteren Ausgestaltung dieser Ausführungsform
sind eine oder mehrere der Elektroden jeweils im Wesentlichen vollständig mit
einem dielektrischen Element bedeckt. Dabei wird unter einer im
Wesentlichen vollstän digen
Bedeckung verstanden, dass die Bedeckungen Aussparungen, Beispielsweise
zur Kontaktierung der Elektrode, aufweisen kann.
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Im
Rahmen einer weiteren Ausgestaltung dieser Ausführungsform liegen die erste
und zweite Elektrode an dem ersten dielektrischen Element, insbesondere
an gegenüberliegenden
Seiten des ersten dielektrischen Elements, an.
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Im
Rahmen einer anderen, weiteren Ausgestaltung dieser Ausführungsform
sind die erste und zweite Elektrode beabstandet zueinander angeordnet,
wobei das erste dielektrische Element zumindest die Fläche einer
der beiden Elektroden bedeckt, welche der anderen Elektrode zugewandt
ist. Insbesondere können
die erste und zweite Elektrode dabei durch einen ersten Reaktionsspalt
des Reaktionsraums voneinander beabstandet sein. Im Rahmen dieser
Ausgestaltung kann die Vorrichtung neben dem ersten dielektrischen
Element ein zweites dielektrisches Element aufweisen. Dabei kann
das erste dielektrische Element zumindest die Fläche der ersten Elektrode bedecken,
welche der zweiten Elektrode zugewandt ist und das zweite dielektrische
Element kann zumindest die Fläche
der zweiten Elektrode bedecken, welche der ersten Elektrode zugewandt
ist.
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Im
Rahmen einer weiteren Ausgestaltung dieser Ausführungsform weist die Vorrichtung
eine erste, eine zweite und eine dritte Elektrode auf, wobei die
erste, zweite und dritte Elektrode beabstandet zueinander angeordnet
sind. Insbesondere können
die erste und zweite Elektrode dabei durch einen ersten Reaktionsspalt
des Reaktionsraums und die zweite und dritte Elektrode durch einen
zweiten Reaktionsspalt des Reaktionsraums voneinander beabstandet sein.
Der Reaktionsraum kann dabei in einen ersten und zweiten Reaktionsraumbereich
unterteilt sein, wobei der erste Reaktionsspalt Teil des ersten
Reaktionsraumbereichs und der zweite Reaktionsspalt Teil des zweiten
Reaktionsraumbereichs ist. Beispielsweise kann dabei der erste Reaktionsspalt
(und der erste Reaktionsraumbereich) mit einer Flüssigkeit, beispielsweise
Wasser, und der zweite Reaktionsspalt (und der zweite Reaktionsraumbereich)
mit einem Gas, beispielsweise Luft oder Argon, gefüllt sein oder
werden. Im Rahmen dieser Ausgestaltung kann die Vorrichtung neben
dem ersten dielektrischen Element ein zweites und gegebenenfalls
ein drittes dielektrisches Element aufweisen. Das erste dielektrische
Element kann zumindest die Fläche
der ersten Elektrode bedecken, welche der zweiten Elektrode zugewandt
ist. Das zweite dielektrische Element kann zumin dest die Fläche/n der
zweiten Elektrode bedecken, welche der ersten und/oder dritten Elektrode
zugewandt ist/sind. Das dritte dielektrische Element kann zumindest
die Fläche
der dritten Elektrode bedecken, welche der zweiten Elektrode zugewandt ist.
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Im
Rahmen einer weiteren Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist die erste Elektrode
als Innenelektrode und die zweite Elektrode als Außenelektrode
ausgebildet sein, wobei die zweite Elektrode die erste Elektrode
zumindest teilweise umgibt. Die dritte Elektrode kann ebenfalls
als Außenelektrode ausgebildet
sein. Zum Beispiel kann die erste Elektrode als Innenelektrode,
die zweite Elektrode als Außenelektrode
und die dritte Elektrode als Außenelektrode
ausgebildet sein, wobei die dritte Elektrode die zweite Elektrode
zumindest teilweise umgibt und die zweite Elektrode die erste Elektrode
zumindest teilweise umgibt.
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Vorzugsweise
ist die Innenelektrode dabei stabförmig ausgebildet. Die als Außenelektroden ausgebildeten
Elektroden sind vorzugsweise hohlzylinderförmig ausgebildet. Vorzugsweise
ist die stabförmige
Innenelektrode dabei, insbesondere koaxial, innerhalb der hohlzylinderförmigen Außenelektrode/n
angeordnet. Bei mehreren hohlzylinderförmigen Außenelektroden, sind die Außenelektroden
vorzugsweise ebenfalls koaxial angeordnet, wobei eine Außenelektrode
die andere Außenelektrode
umgibt.
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Im
Rahmen einer anderen Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Plasmaerzeugung
durch Funken- und/oder Bogenentladung und zur Ultraschallerzeugung
nach dem elektrohydraulischen Prinzip ausgebildet. Eine Kombination
aus einer Plasmaerzeugung durch Funken- und/oder Bogenentladung
und einer Ultraschall-Pulserzeugung nach dem elektrohydraulischen
Prinzip hat ebenfalls den Vorteil, dass ähnliche elektrische Ansteuerkonzepte
eingesetzt werden können.
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Im
Rahmen einer Ausgestaltung dieser Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
mindestens eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und einen
Reaktionsraum zur gleichzeitigen oder alternierenden Aufnahme einer
Flüssigkeit und/oder
eines Gases auf, wobei die Elektroden in dem Reaktionsraum angeordnet
sind. Eine Funken- und/oder Bogenentladung kann dabei durch Anlegen einer
Hochspannung von mehreren Kilovolt an die Elektroden erzeugt werden.
Dabei kann es sich bei der Hochspannung um eine Gleichspannung,
eine Wechselspannung oder eine gepulste Spannung handeln.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse aufweisen.
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Vorzugsweise
weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Distanzelement zur Distanzierung
der Elektroden und dielektrischen Elemente von dem zu behandelnden
Gegenstand, insbesondere Körperteil,
beispielsweise der Haut, aufweisen. Das Distanzelement kann dabei
den Reaktionsraum zumindest teilweise begrenzen. Das Distanzelement
kann ein Teil des Gehäuses
sein. Beispielsweise kann das Distanzelement hohlzylinderförmig ausgebildet
sein. Vorzugsweise sind die Elektroden innerhalb des hohlzylinderförmigen Distanzelements
angeordnet. Dabei sind die Elektroden insbesondere zu der Öffnungsfläche des
hohlzylinderförmigen
Distanzelements, welche beim Betrieb den zu behandelnden Gegenstand,
insbesondere das Körperteil,
beispielsweise die Haut, kontaktiert, beabstandet und elektrisch
isoliert angeordnet.
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Darüber hinaus
kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine Reflektoranordnung zum Fokussieren der Ultraschallpulse aufweisen.
Beispielsweise kann das Distanzelement, in dem Bereich, in dem es den
Reaktionsraum begrenzt, als Reflektor zum Fokussieren der Ultraschallpulse
ausgebildet sein.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann
es sich sowohl um ein Geräte
mit größerer Wirkfläche für den klinischen
Einsatz, als auch um ein Kleingeräte für die Anwendung in Praxen oder durch
den Patienten selbst, insbesondere um ein tragbares Handgerät, bei dem
die notwendige elektrische Energie über eine Batterie oder einen
Akkumulator zur Verfügung
gestellt wird, handeln.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
insbesondere zur medizinischen Anwendung, beispielsweise zur Wundbehandlung.
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Im
Rahmen einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird an die erste und zweite Elektrode, insbesondere durch eine
Hochspannungsversorgungsvorrichtung, eine Spannung, beispielsweise
eine Gleichspannung, eine Wechselspannungen, insbesondere im kHz-Bereich, und/oder
eine gepulste Spannung, angelegt und der Reaktionsraum alternierend
mit einer Flüssigkeit, beispielsweise
Wasser, zur Ultraschallpuls-Erzeugung und einem Gas, beispielsweise
Luft oder Argon, zur Plasma-Erzeugung gefüllt.
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Im
Rahmen einer anderen Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens
wird sowohl an die erste und zweite Elektrode als auch an die zweite und
dritte Elektrode, insbesondere durch eine Hochspannungsversorgungsvorrichtung,
eine Spannung, beispielsweise eine Gleichspannung, eine Wechselspannungen,
insbesondere im kHz-Bereich, und/oder eine gepulste Spannung, angelegt,
wobei zur Ultraschall-Pulserzeugung ein erster Bereich des Reaktionsraums,
insbesondere der erste Reaktionsspalt, mit einer Flüssigkeit,
beispielsweise Wasser, und gleichzeitig zur Plasma-Erzeugung ein
zweiter Bereich des Reaktionsraumes, insbesondere der zweite Reaktionsspalt,
mit einem Gas, beispielsweise Luft oder Argon, gefüllt ist
oder wird.
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Dabei
kann bei der Plasma-Erzeugung in dem Reaktionsraum, insbesondere
in dem zweiten Bereich des Reaktionsraums, ein Druck von ≥ 0,5 bar bis ≤ 1 bar vorliegen.
Darüber
hinaus können
die erste und dritte Elektrode gemeinsam auf ein Spannungspotenzial,
beispielsweise auf Masse, und die zweite Elektrode auf ein anderes
Spannungspotenzial gelegt werden.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur medizinischen Anwendung, zum Beispiel zur Behandlung von, beispielsweise
chronischen oder akuten, oberflächlichen
oder innerlichen, insbesondere offenen, Wunden oder Entzündungen, von
chronischen Hautkrankheiten, insbesondere dem atopischen Ekzem (Neurodermitis),
von Juckreiz und/oder zur Sterilisation (Desinfektion, Entkeimung),
insbesondere von Wunden.
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Zeichnungen
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden
durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung
erläutert.
Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter
haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner
Form einzuschränken. Es
zeigen
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1a–1c eine
schematische Darstellung zur Veranschaulichung unterschiedlicher
Ausgestaltungen der Plasmawirkfläche
und der Ultraschallwirkfläche
im gleichzeitigen Plasma- und Ultraschallbetrieb;
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2a–2d eine
schematische Darstellung zur Veranschaulichung unterschiedlicher
Ausgestaltungen der Plasmawirkfläche
und der Ultraschallwirkfläche
im alternierenden Plasma- und Ultraschallerbetrieb;
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3a, 3b schematische
Querschnittsdarstellungen zur Veranschaulichung unterschiedlicher
Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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4a, 4b einen
Querschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Ultraschall- beziehungsweise Plasmabetrieb;
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4c, 4d eine
schematische Darstellung der Wirkfläche der in den 4a und 4b gezeigten,
ersten, erfindungsgemäßen Ausführungsform
im Ultraschall- beziehungsweise Plasmabetrieb;
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5a, 5b Querschnitte
durch eine zweite und dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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6a, 6b einen
Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Ultraschall- beziehungsweise Plasmabetrieb;
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6c, 6d eine
schematische Darstellung der Wirkfläche der in den 6a und 6b gezeigten,
vierten, erfindungsgemäßen Ausführungsform
im Ultraschall- beziehungsweise Plasmabetrieb;
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7a–7d Querschnitte
durch eine fünfte,
sechste, siebte, achte und neunte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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8a, 8b einen
Querschnitt durch eine zehnte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Ultraschall- beziehungsweise Plasmabetrieb;
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8c–8de
eine schematische Darstellung der Wirkfläche der in den 8a und 8b gezeigten,
zehnten, erfindungsgemäßen Ausführungsform
im alternierenden und gleichzeitigen Ultraschall- und Plasmabetrieb;
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9 einen
Querschnitt durch eine elfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die 1a bis 1c veranschaulichen
unterschiedliche Ausgestaltungen der Plasmawirkfläche 21 und
der Ultraschallwirkfläche 22 einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
im gleichzeitigen Plasma- und Ultraschallbetrieb. 1a zeigt
ein Beispiel für
einen gleichzeitigen Plasma- und Ultraschallbetrieb, in dem die
Plasmawirkfläche 21 und
die Ultraschallwirkfläche 22 nebeneinander
angeordnet sind. Die 1b und 1c zeigen
Beispiele für
eine „Quasi-Überlagerung” der Plasmawirkfläche 21 und der
Ultraschallwirkfläche 22 im
gleichzeitigen Plasma- und
Ultraschallbetrieb.
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Die 2a bis 2d veranschaulichen
unterschiedliche Ausgestaltungen der Plasmawirkfläche 21 und
der Ultraschallwirkfläche 22 einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
im alternierenden Plasma- und Ultraschallbetrieb. 2a zeigt
ein Beispiel für
einen alternierenden Plasma- und Ultraschallbetrieb, in dem die
Plasmawirkfläche 21 und
die Ultraschallwirkfläche 22 nebeneinander
angeordnet sind. Die 2b und 2c zeigen
Beispiele für
eine „Quasi-Überlagerung” der Plasmawirkfläche 21 und der
Ultraschallwirkfläche 22 im
alternierenden Plasma- und
Ultraschallbetrieb. 2d zeigt ein Beispiel, in dem
die Plasmawirkfläche 21 und
die Ultraschallwirkfläche 22 im
alternierenden Plasma- und Ultraschallbetrieb identisch sind.
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Die 3a und 3b veranschaulichen unterschiedliche,
zur Plasmaerzeugung durch dielektrisch behinderte Entladung und
zur Ultraschall-Pulserzeugung nach dem elektrohydraulischen Prinzip
geeignete Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die 3a zeigen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
hierfür
mindestens eine erste 1 und eine zweite 2 Elektrode, mindestens
ein erstes dielektrische Element 11, 12 und einen
Reaktionsraum 4 zur gleichzeitigen oder alternierenden
Aufnahme einer Flüssigkeit
und/oder eines Gases aufweist, wobei die Elektroden 1, 2 in dem
Reaktionsraum angeordnet sind und wobei zumindest ein Teil der Oberfläche einer
der Elektroden 1, 2 mit dem ersten dielektrischen
Element 11, 12 bedeckt ist. Die Darstellung der
dielektrischen Ele mente 11, 12 durch gepunktete
Linien veranschaulicht, dass die Vorrichtung sowohl nur ein dielektrisches Element 11; 12 als
auch zwei dielektrische Elemente 11, 12 aufweisen
kann und dass diese 11, 12 die Elektroden 1, 2 jeweils
unabhängig
voneinander teilweise oder im Wesentlichen vollständig, einseitig oder
beidseitig bedecken können.
Zwischen den Elektroden 1, 2 beziehungsweise den
darauf angeordneten dielektrischen Elementen 11, 12 kann
ein erster Reaktionsspalt 9 des Reaktionsraums 4 angeordnet
sein. Die einfachen Pfeile veranschaulichen, dass der Raum zwischen
der ersten 1 und der zweiten 2 Elektrode jedoch
auch mit einem, beispielsweise einstückigen ersten, dielektrischen
Element 11–12 ausgefüllt sein
kann. Die 3a und 3b zeigen weiterhin,
dass die Vorrichtung ein hohlzylinderförmiges Distanzelement 5 zur
Distanzierung der Elektroden und dielektrischen Elemente von dem
zu behandelnden Gegenstand 6, beispielsweise Haut, und eine
Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 zum gleichzeitigen
und/oder alternierenden Befüllen
des Reaktionsraums 4 mit einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser,
und einem Gas, beispielsweise Luft oder und/oder Argon, aufweisen
kann. Die 3a und 3b veranschaulichen,
dass das Distanzelement 5, der zu behandelnde Gegenstand 6 und
ein Teil der Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 den
Reaktionsraum begrenzen können.
Gegebenenfalls kann an der Stelle des zu behandelnde Gegenstandes 6 eine
Membran (nicht dargestellt) den Reaktionsraum 4 begrenzen.
Zwischen der zweiten Elektrode 2 und dem Distanzelement 5 kann
die Vorrichtung einen Reaktionsraumspalt 21 aufweisen.
Die Doppelpfeile illustrieren, dass die zweite Elektrode 2 jedoch
auch direkt an dem Distanzelement 5 anliegen kann. Die 3a und 3b veranschaulichen
weiterhin, dass die erste Elektrode 1 als stabförmige Innenelektrode
und die zweite Elektrode 2 als hohlzylinderförmige Außenelektrode
ausgebildet sein können,
wobei die Innenelektrode 1, insbesondere koaxial, innerhalb
der Außenelektrode 2 angeordnet
ist. Die hohlzylinderförmige
Außenelektrode 2 kann
dabei, insbesondere koaxial, innerhalb des hohlzylinderförmigen Distanzelementes 5 angeordnet
wein. Das erste und optional das zweite dielektrische Element 11, 12 können dabei
unabhängig
voneinander auf der Mantelfläche
der Innenelektrode 1, der Innenmantelfläche der Außenelektrode 2 und/oder
der Außenmantelfläche der
Außenelektrode 2 angeordnet
sein. Die Stirnfläche
der Innenelektrode 1 und die Stirnfläche der Außenelektrode 2 können unabhängig voneinander
ebenfalls mit einem der dielektrischen Elemente 11, 12 bedeckt
sein. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es sowohl möglich, die
erste Elektrode 1 mit einer Hochspannung und die zweite
Elektrode 2 als Masse als auch die zweite Elektrode 2 als Masse
und die erste Elektrode 1 mit einer Hochspannung zu beschalten.
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Die 4a und 4b zeigen
einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
welche zur Plasmaerzeugung durch dielektrisch behinderte Entladung und
zur Ultraschall-Pulserzeugung nach dem elektrohydraulischen Prinzip
ausgebildet ist. Dafür
weist die Vorrichtung eine erste, stabförmige Innenelektrode 1, eine
zweite, hohlzylinderförmige
Außenelektrode 2, ein
erstes dielektrisches Element 11 und einen Reaktionsraum 4 zur
gleichzeitigen oder alternierenden Aufnahme einer Flüssigkeit
und/oder eines Gases auf, wobei die Elektroden 1, 2 in
dem Reaktionsraum 4 angeordnet sind. Das erste dielektrische
Element 11 bedeckt die Mantelfläche der ersten Elektrode 1, wobei
die zweite Elektrode 2 an dem ersten dielektrischen Element 11 mit
ihrer Innenmantelfläche,
insbesondere koaxial zur ersten Elektrode 1, anliegt. Die erste
Elektrode 1 ragt dabei zu einem geringen Teil aus der zweiten
Elektrode 2 heraus. Die Stirnfläche der ersten Elektrode 1 kann
jedoch ebenso, wie in der später
erläuterten
dritten Ausführungsform,
in der gleichen Ebene wie die Stirnfläche der zweiten Elektrode 2 liegen.
Die Stirnfläche
der ersten Elektrode 1, die Stirnfläche der zweiten Elektrode 2 und
die Außenmantelfläche der
zweiten Elektrode 2 kontaktieren den Reaktionsraum 4.
Die 4a und 4b zeigen
weiterhin, dass die Vorrichtung ein hohlzylinderförmiges Distanzelement 5 zur
Distanzierung der Elektroden 1, 2 und dielektrischen
Elemente 11 von dem zu behandelnden Gegenstand 6,
insbesondere Körperteil,
beispielsweise der Haut, und eine Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 zum
gleichzeitigen oder alternierenden Befüllen des Reaktionsraums 4 mit
einer Flüssigkeit,
beispielsweise Wasser, und/oder einem Gas, beispielsweise Luft oder und/oder
Argon, aufweist. Der Reaktionsraum 4 wird dabei durch das
Distanzelement 5, den zu behandelnde Gegenstand 6 und
einen Teil der Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 begrenzt.
Dabei sind die Elektroden 1, 2 sowohl zur Innenmantelfläche des Distanzelements 5 als
auch zu der Öffnungsfläche des
Distanzelements 5, welche beim Betrieb den zu behandelnden
Gegenstand 6 kontaktiert, beabstandet angeordnet.
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4a zeigt
die erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Ultraschallbetrieb. Dazu wird der Reaktionsraum 4 durch
die Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 mit
einer Flüssigkeit 7 gefüllt und
an die erste 1 und zweite 2 Elektrode eine Hochspannungen
angelegt. Die resultierende Ultraschallwirkfläche 22 wird durch 4c illustriert.
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4b zeigt
die erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Plasmabetrieb. Dazu wird der Reaktionsraum 4 durch die
Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 mit
einem Gas 8 gefüllt
und an die erste 1 und zweite 2 Elektrode eine Wechselspannungen,
beispielsweise im kHz-Bereich, angelegt. Die resultierende Plasmawirkfläche 21 wird
durch 4d veranschaulicht.
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Die 5a und 5b zeigen
Querschnitte durch eine zweite und dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
welche im Ultraschall- beziehungsweise Plasmabetrieb eine ähnliche
Ultraschall- 22 beziehungsweise Plasmawirkfläche 21 wie
die erste Ausführungsform
aufweisen.
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Die
zweite Ausführungsform
unterscheidet sich dabei dadurch von der ersten Ausführungsform, dass
das erste dielektrische Element 11 auch die Stirnfläche der
ersten Elektrode 1 bedeckt und die erste Elektrode 1 somit
im Wesentlichen vollständig bedeckt
ist. Damit kontaktieren nur noch die Stirnfläche und Außenmantelfläche der zweiten Elektrode 2 den
Reaktionsraum 4.
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Die
dritte Ausführungsform
unterscheidet sich dadurch von der ersten Ausführungsform, dass ein zweites
dielektrisches Element 12 die Außenmantelfläche der zweiten Elektrode 2 bedeckt.
Darüber
hinaus liegt die Stirnfläche
der ersten Elektrode 1 in der gleichen Ebene wie die Stirnfläche der
zweiten Elektrode 2. Damit kontaktieren nur die Stirnflächen der
ersten 1 und zweiten 2 Elektrode den Reaktionsraum 4.
Die erste Elektrode 1 kann jedoch im Rahmen dieser Ausführungsform
ebenso, wie in der ersten Ausführungsform,
zu einem geringen Teil aus der zweiten Elektrode 2 heraus
ragen.
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Die 6a und 6b zeigen
einen Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Ultraschall- beziehungsweise Plasmabetrieb. Im Rahmen der vierten Ausführungsform
weist die Vorrichtung eine erste, stabförmige Innenelektrode 1,
eine zweite, hohlzylinderförmige
Außenelektrode 2,
ein erstes dielektrisches Element 11 und einen Reaktionsraum 4 zur gleichzeitigen
oder alternierenden Aufnahme einer Flüssigkeit und/oder eines Gases
auf, wobei die Elektroden 1, 2 in dem Reaktionsraum 4 angeordnet sind.
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Das
erste dielektrische Element 11 bedeckt die Mantelfläche der
ersten Elektrode 1. Die zweite Elektrode 2 umgibt
die erste Elektrode 1, insbesondere koaxial, wobei die
Innenmantelfläche
der zweiten Elektrode 2 beabstandet zu dem ersten dielektrischen
Element 11, insbesondere zu der Außenmantelfläche des hohlzylinderförmigen dielektrischen Elements 11,
angeordnet ist. Insbesondere ist die zweite Elektrode 2 dabei
durch einen ersten Reaktionsspalt 9 des Reaktionsraums 4 von
dem ersten dielektrischen Element 11 beabstandet. Die 6a und 6b zeigen,
dass die erste Elektrode 1 zu einem geringen Teil aus der
zweiten Elektrode 2 heraus ragt. Die Stirnfläche der
ersten Elektrode 1 kann jedoch ebenso, wie in der später erläuterten
fünften bis
neunten Ausführungsform,
in der gleichen Ebene wie die Stirnfläche der zweiten Elektrode 2 liegen. Die 6a und 6b zeigen,
dass die Stirnfläche der
ersten Elektrode 1, die Stirnfläche der zweiten Elektrode 2 und
die Innenmantelfläche
der zweiten Elektrode 2 den Reaktionsraum 4 kontaktieren.
Die 6a und 6b zeigen
weiterhin, dass die Vorrichtung ein hohlzylinderförmiges Distanzelement 5 zur
Distanzierung der Elektroden 1, 2 und dielektrischen
Elemente 11 von dem zu behandelnden Gegenstand 6,
insbesondere Körperteil,
beispielsweise der Haut, und eine Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 zum
gleichzeitigen oder alternierenden Befüllen des Reaktionsraums 4 mit
einer Flüssigkeit, beispielsweise
Wasser, und/oder einem Gas, beispielsweise Luft oder und/oder Argon,
aufweist. Der Reaktionsraum 4 wird dabei durch das Distanzelement 5,
den zu behandelnde Gegenstand 6 und einen Teil der Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 begrenzt.
Dabei sind die Elektroden 1, 2 zu der Öffnungsfläche des
hohlzylinderförmigen
Distanzelements 5, welche beim Betrieb den zu behandelnden Gegenstand 6 kontaktiert,
beabstandet angeordnet. Die zweite Elektrode 2 liegt jedoch
im Gegensatz zu der ersten bis dritten Ausführungsform mit ihrer Außenmantelfläche an der
Innenmantelfläche
des Distanzelementes 5 an.
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6a zeigt
die vierte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Ultraschallbetrieb. Dazu wird der Reaktionsraum 4 inklusive
des Reaktionsspalts 9 durch die Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 mit
einer Flüssigkeit 7 gefüllt. Über die
erste 1 und zweite 2 Elektrode findet eine Hochspannungsentladung
statt. Die resultierende Ultraschallwirkfläche 22 wird in 6c illustriert.
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6b zeigt
die vierte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Plasmabetrieb. Dazu wird der Reaktionsraum 4 inklusive
des Reaktionsspalts 9 durch die Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 mit
einem Gas 8 gefüllt
und an die erste 1 und zweite 2 Elektrode eine
Wechselspannungen, beispielsweise im kHz-Bereich, angelegt. Die
resultierende Plasmawirkfläche 21 wird
in 6d veranschaulicht.
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Die 7a bis 7d zeigen
Querschnitte durch eine fünfte,
sechste, siebte, achte und neunte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
welche im Ultraschall- beziehungsweise Plasmabetrieb eine ähnliche
Ultraschall- 22 beziehungsweise Plasmawirkfläche 21 wie
die vierte Ausführungsform
aufweisen.
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Die
fünfte
Ausführungsform
unterscheidet sich dadurch von der vierten Ausführungsform, dass das erste
dielektrische Element 11 auch die Stirnfläche der
ersten Elektrode 1 bedeckt und die erste Elektrode 1 somit
im Wesentlichen vollständig
bedeckt ist.
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Die
sechste Ausführungsform
unterscheidet sich dadurch von der vierten Ausführungsform, dass das erste
dielektrische Element 11 die Innenmantelfläche der
zweiten Elektrode 2 bedeckt. Die erste Elektrode 1 weist
dabei kein dielektrisches Element auf. Die zweite Elektrode 2 umgibt
die erste Elektrode 1, somit derart, insbesondere koaxial,
dass die Mantelfläche
der ersten Elektrode 1 beabstandet zu dem, die Innenfläche der
zweiten Elektrode 2 bedeckenden, ersten dielektrischen
Element 11 angeordnet ist. Damit kontaktieren die Stirnflächen der
ersten 1 und zweiten 2 Elektrode und die Außenmantelfläche der ersten
Elektrode 1 den Reaktionsraum 4. Darüber hinaus
liegt die Stirnfläche
der ersten Elektrode 1 in der gleichen Ebene wie die Stirnfläche der
zweiten Elektrode 2. Die erste Elektrode 1 kann
jedoch im Rahmen dieser Ausführungsform
ebenso, wie in der vierten Ausführungsform,
zu einem geringen Teil aus der zweiten Elektrode 2 heraus
ragen.
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Die
siebte Ausführungsform
unterscheidet sich dadurch von der sechsten Ausführungsform, dass das erste
dielektrische Element 11 auch die Stirnfläche der
zweiten Elektrode 2 bedeckt und die zweite Elektrode 2 somit
im Wesentlichen vollständig bedeckt
ist.
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Die
achte Ausführungsform
unterscheidet sich dadurch von der sechsten Ausführungsform, dass die Vorrichtung
ein erstes 11 und ein zweites 12 dielektri sches
Element aufweist, wobei das erste dielektrische Element 11 die
Außenmantelfläche der ersten
Elektrode 11 und das zweite dielektrische Element 12 die
Innenmantelfläche
der zweiten Elektrode 2 bedeckt.
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Die
neunte Ausführungsform
unterscheidet sich dadurch von der achten Ausführungsform, dass das erste
dielektrische Element 11 auch die Stirnfläche der
ersten Elektrode 1 und das zweite dielektrische Element 12 auch
die Stirnfläche
der zweiten Elektrode 2 bedeckt und die erste 1 und
zweite Elektrode 2 somit im Wesentlichen vollständig bedeckt
ist.
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Die 8a und 8b zeigen
einen Querschnitt durch eine zehnte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Ultraschall- beziehungsweise Plasmabetrieb. Die zehnte Ausführungsform
unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von den zuvor erläuterten
Ausführungsformen,
dass die Vorrichtung eine dritte Elektrode 3 aufweist.
Die 8a und 8b zeigen,
dass die Vorrichtung eine erste, stabförmige Innenelektrode 1,
eine zweite, hohlzylinderförmige
Außenelektrode 2,
eine dritte hohlzylinderförmige
Außenelektrode 3 und
einen Reaktionsraum 4 zur gleichzeitigen oder alternierenden Aufnahme
einer Flüssigkeit
und/oder eines Gases aufweist, wobei die Elektroden 1, 2, 3 in
dem Reaktionsraum 4 angeordnet sind. Die 8a und 8b zeigen
weiterhin, dass die Vorrichtung ein erstes dielektrisches Element 11,
ein zweites dielektrisches Element 12 und ein drittes dielektrisches
Element 13 aufweist. Das erste dielektrische Element 11 bedeckt einen
Teil der Mantelfläche
der ersten Elektrode 1. Das zweite dielektrische Element 12 bedeckt
die Innenmantelfläche
der zweiten Elektrode 2. Und das dritte dielektrische Element 13 bedeckt
die Innenmantelfläche
der dritten Elektrode 3. Die 8a und 8b zeigen,
dass die dritte Elektrode 3 die zweite Elektrode 2,
insbesondere koaxial, umgibt, wobei das, die Innenmantelfläche der
dritten Elektrode 3 bedeckende, dritte, dielektrische Element 13 beabstandet
zu der zweiten Elektrode 2, insbesondere der Außenfläche der
zweiten Elektrode 2, angeordnet ist. Die zweite Elektrode 2 umgibt
die erste Elektrode 1, insbesondere koaxial, wobei das,
die Innenmantelfläche
der zweiten Elektrode 2 bedeckende, zweite, dielektrische
Element 12 beabstandet zu dem, die Mantelfläche der
ersten Elektrode 1 bedeckenden, ersten, dielektrischen
Element 11, angeordnet ist. Die 8a und 8b zeigen
weiterhin, dass die Vorrichtung ein hohlzylinderförmiges Distanzelement 5 zur
Distanzierung der Elektroden 1, 2 und dielektrischen
Elemente 11 von dem zu behandelnden Ge genstand 6,
insbesondere Körperteil,
beispielsweise der Haut, und eine Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 zum
gleichzeitigen oder alternierenden Befüllen des Reaktionsraums 4 mit
einer Flüssigkeit, beispielsweise
Wasser, und/oder einem Gas, beispielsweise Luft oder und/oder Argon,
aufweist, wobei das Distanzelement 5, der zu behandelnde
Gegenstand 6 und einen Teil der Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 den
Reaktionsraum 4 begrenzen. Dabei sind die Elektroden 1, 2 zu
der Öffnungsfläche des
hohlzylinderförmigen
Distanzelements 5, welche beim Betrieb den zu behandelnden
Gegenstand 6 kontaktiert, beabstandet angeordnet. Die dritte
Elektrode 3 liegt jedoch im Gegensatz zu der vierten bis
neunten Ausführungsform
mit ihrer Außenmantelfläche an der
Innenmantelfläche
des Distanzelementes 5 an. Die 8a und 8b zeigen
darüber
hinaus, dass der Reaktionsraum 4 in einen ersten 14 und
einen zweiten 15 Reaktionsraumbereich unterteilt ist. Die
Stirnfläche
und ein benachbarter Bereich der Mantelfläche der ersten Elektrode 1 kontaktieren
den ersten Reaktionsraumbereich 14. Die Stirnfläche der
zweiten Elektrode 2 kontaktiert dabei sowohl den ersten 14 als
auch den zweiten 15 Reaktionsraumbereich. Und die Stirnfläche der
dritten Elektrode 3 kontaktiert den zweiten Reaktionsraumbereich 15.
Die 8a und 8b zeigen,
dass der erste Reaktionsraumbereich 14 einen ersten Reaktionsspalt 9 aufweist,
durch welchen das zweite dielektrische Element 12 von dem
ersten dielektrischen Element 11 beabstandet wird. Der
zweite Reaktionsraumbereich 15 weist dabei einen zweiten
Reaktionsspalt 10 auf, durch welchen das dritte dielektrische
Element 13 von der zweiten Elektrode 2 beabstandet
wird. Die 8a und 8b zeigen
ferner, dass der erste 14 und zweite 15 Reaktionsraumbereich
unabhängig
voneinander durch die Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 befüllbar sind.
Insbesondere kann der erste Reaktionsraumbereich 14 mit einer
Flüssigkeit
und der zweite Reaktionsraumbereich 15 mit einem Gas befüllbar sein
beziehungsweise befüllt
werden.
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8a zeigt
die zehnte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Ultraschallbetrieb. Dazu wird der erste Reaktionsraumbereich 14 inklusive
des ersten Reaktionsspalts 9 durch die die Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 mit
einer Flüssigkeit 7 gefüllt. Über die
erste 1 und zweite 2 Elektrode findet eine Hochspannungsentladung
statt. Die resultierende Ultraschallwirkfläche 22 im alternierenden
beziehungsweise gleichzeitigen Betrieb wird in 8c beziehungsweise 8e illustriert.
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8b zeigt
die zehnte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Plasmabetrieb. Dazu wird der zweite Reaktionsraumbereich 15 inklusive
des zweiten Reaktionsspalts 10 durch die die Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 mit
einem Gas 8 gefüllt
und an die zweite 2 und dritte 3 Elektrode eine
Wechselspannungen, beispielsweise im kHz-Bereich, angelegt. Die
resultierende Plasmawirkfläche 21 im
alternierenden beziehungsweise gleichzeitigen Betrieb wird in 8d beziehungsweise 8e veranschaulicht.
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9 zeigt
einen Querschnitt durch eine elfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
welche zur Plasmaerzeugung durch Funken- und/oder Bogenentladung
und zur Ultraschallerzeugung nach dem elektrohydraulischen Prinzip
ausgebildet ist. Im Rahmen dieser Ausführungsform weist die Vorrichtung
erste Elektrode 1, eine zweite Elektrode 2, einen
Reaktionsraum 4 zur gleichzeitigen oder alternierenden
Aufnahme einer Flüssigkeit und/oder
eines Gases und eine Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 zum
gleichzeitigen oder alternierenden Befüllen des Reaktionsraums 4 mit
einer Flüssigkeit
und/oder einem Gas auf. Weiterhin weist die Vorrichtung ein Distanzelement 5 zur
Distanzierung der Elektroden 1, 2 von dem zu behandelnden Gegenstand 6,
insbesondere Körperteil,
beispielsweise der Haut, auf. Dabei begrenzen das Distanzelement 5,
der zu behandelnde Gegenstand 6 und einen Teil der Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 den
Reaktionsraum 4. Das Distanzelement ist dabei, in dem Bereich,
in dem es den Reaktionsraum 4 begrenzt, als Reflektor zum
Fokussieren der Ultraschallpulse ausgebildet. Die Elektroden 1, 2 sind
in dem Reaktionsraum 4 einander gegenüberliegend und zu der Öffnungsfläche des
Distanzelements 5, welche beim Betrieb den zu behandelnden
Gegenstand 6 kontaktiert, beabstandet angeordnet sind. Eine
Funken- und/oder Bogenentladung 22 kann dabei durch Befüllen des
Reaktionsraums 4 mit einem Gas durch die Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 und
durch Anlegen einer Hochspannung an die Elektroden 1, 2 erzeugt
werden, wobei Ultraschallpulse nach dem elektrohydraulischen Prinzip
durch Befüllen
des Reaktionsraums 4 mit einer Flüssigkeit durch die Reaktionsraumbefüllungsvorrichtung 20 und
durch Anlegen einer Hochspannung an die Elektroden 1, 2 erzeugt
werden können.