DE102011001416A1

DE102011001416A1 - Plasmabehandlungseinrichtung und Verfahren zum Betreiben der Plasmabehandlungseinrichtung

Info

Publication number: DE102011001416A1
Application number: DE102011001416A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2012-09-20

Abstract

Eine Plasmabehandlungseinrichtung (1) zur Behandlung von Oberflächen, insbesondere von Wunden oder erkrankten Hautpartien weist zwei flexible Flächenelektroden (2, 3) zur Erzeugung eines nichtthermischen Plasmas auf, die isoliert und benachbart von einander auf einer Oberfläche angeordnet werden können und zwischen denen mit einer geeigneten Wechselspannung eine wechselnde Potenzialdifferenz erzeugbar ist, wobei die beiden Flächenelektroden (2, 3) jeweils aus mindestens einem elektrisch isolierten Leiter bestehen und die Leiter miteinander verwoben sind, wobei auf einer der zu behandelnden Oberfläche zugewandten Außenseite (4) der Flächenelektroden (2, 3) eine Wundkontaktschicht (5) aus einem antiseptisch behandelten Material lösbar befestigt ist, und wobei auf einer zu behandelnden Oberfläche abgewandten Außenseite der Flächenelektroden (2, 3) eine Aktivkohle enthaltende ozonmindernde Schicht (7) lösbar befestigbar ist. Die Wundkontaktschicht (5) und die ozonmindernde Schicht (7) ragen seitlich über die Flächenelektroden (2, 3) hinaus und sind miteinander verbindbar, sodass in dem gebildeten Zwischenraum die beiden Flächenelektroden (2, 3) angeordnet sein können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Plasmabehandlungseinrichtung zur Behandlung von Oberflächen, insbesondere von Wunden oder erkrankten Hautpartien, mit einem nichtthermischen Plasma, wobei die Plasmabehandlungseinrichtung zwei flexible Flächenelektroden aufweist, die isoliert und benachbart voneinander auf einer Oberfläche angeordnet werden können und zwischen denen mit einer geeigneten Wechselspannung eine wechselnde Potenzialdifferenz erzeugbar ist.
Es ist bereits seit längerem bekannt, dass durch ein Plasma schädliche Bakterien und Keime reduziert werden können und die Behandlung einer Wundfläche mit einem Plasma die Heilung fördert. Für die Wundbehandlung von Lebewesen und insbesondere Menschen sind nichtthermische Plasmen besonders geeignet, die beispielsweise durch eine dielektrisch behinderte Entladung erzeugt werden können.
Aus EP 1 765 044 A1 ist eine Plasmaquelle bekannt, bei der in einer Ionisierungskammer ein Gas ionisiert wird, das anschließend aus der Ionisierungskammer austreten und auf die Wunde strömen kann. Es wird allerding als Nachteil empfunden, dass eine derartige Plasmabehandlungseinrichtung vergleichsweise schwer und unhandlich ist und lediglich eine punktuelle, beziehungsweise kleinflächige Wundbehandlung ermöglicht. Um diese Nachteile zu mindern wird vorgeschlagen, dass die Plasmabehandlungseinrichtung an einem beweglichen Gestell festgelegt und manuell über eine größere Behandlungsfläche hinweg geführt werden kann.
Aus WO 2010/034451 ist eine Plasmabehandlungseinrichtung bekannt, bei der eine flexible und gasundurchlässige Abdichtung um die Wunde herum auf die Haut aufgeklebt wird und einen Hohlraum über der Wunde begrenzt, in dem ein Plasma mittels Flächenelektroden erzeugt werden kann. Über Anschlussleitungen wird ein die Plasmaerzeugung begünstigendes Gas in den Hohlraum befördert. Durch die auf die Haut des Patienten aufgebrachte flexible und gasundurchlässige Abdichtung wird das eingeleitete Gas mit dem darin erzeugten Plasma daran gehindert, aus dem Hohlraum auszuströmen. Durch die Notwendigkeit einer im Wesentlichen gasdichten Abdeckung eines Hohlraums über der Wunde ist die Durchführung einer Plasmabehandlung mit einer derartigen Plasmabehandlungseinrichtung für den Patienten umständlich und unangenehm. Zudem sind großflächige Behandlungen mit einer derartigen Plasmabehandlungseinrichtung nicht einfach durchführbar, da eine gasdichte Abdeckung der Behandlungsfläche erforderlich ist.
Es wird deshalb als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen, eine Plasmabehandlungseinrichtung der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, dass in möglichst einfacher Weise möglichst großflächige Behandlung von Wunden oder erkrankten Hautbereichen ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die beiden Flächenelektroden jeweils aus mindestens einem elektrisch isolierten Leiter bestehen und die Leiter miteinander verwoben sind, dass auf einer der zu behandelnden Oberfläche zugewandten Außenseite der Flächenelektroden eine Wundkontaktschicht lösbar befestigt ist, und dass auf einer der zu behandelnden Oberfläche abgewandten Außenseite der Flächenelektrode eine ozonmindernde Schicht lösbar befestigt ist. Die beiden miteinander verwobenen Flächenelektroden bilden eine flexible Plasmaelektrodenanordnung, mit welcher sehr effizient eine dielektrisch behinderte Entladung bewirkt und ein nichtthermisches Plasma erzeugt werden kann. Zu diesem Zweck wird an die beiden Flächenelektroden eine geeignete elektrische Spannung angelegt. Die beiden Flächenelektroden können mit der mit der Wundkontaktschicht bedeckten Außenseite direkt auf eine Wunde oder eine erkrankte Hautfläche aufgelegt werden.
Durch die Wundkontaktschicht wird einerseits verhindert, dass Keime oder Bakterien von der Plasmabehandlungseinrichtung in die Wunde gelangen, und andererseits verhindert, dass die Plasmabehandlungseinrichtung von der Wunde oder den erkrankten Hautbereichen verunreinigt wird. Die Wundkontaktschicht ist lösbar befestigt und kann nach jeder Behandlung ausgewechselt werden.
Um zu vermeiden, dass größere Mengen Ozon austreten, die durch das nichtthermische Plasma in der Luft erzeugt werden, ist auf der der zu behandelnden Oberfläche abgewandten Außenseite der Flächenelektroden eine ozonmindernde Schicht angeordnet. Das während einer Behandlung durch das Plasma in der unmittelbaren Umgebung der beiden Flächenelektroden erzeugte Ozon wird in der ozonmindernden Schicht aufgefangen und zersetzt oder gebunden.
Die Abmessung der flexiblen Flächenelektroden können ebenso wie die daran angepassten Abmessungen der Wundkontaktschicht und der ozonmindernden Schicht nahezu beliebig groß gewählt und vorgegeben werden, sodass auch eine großflächige Behandlung von Wunden beziehungsweise erkrankten Hautbereichen möglich ist. Da die flexiblen Flächenelektroden lediglich auf die zu behandelnde Oberfläche aufgelegt werden müssen und keinerlei zusätzliche gasdichte Abdeckung und keinerlei weitere Gerätschaften wie beispielsweise Ionisierungsbehälter erforderlich sind, kann eine Plasmabehandlung nach einer nur kurzen Vorbereitungszeit und ohne größere Beeinträchtigung des Patienten durchgeführt werden. Durch die unmittelbar auf der Haut aufliegenden oder gegebenenfalls über eine nur dünne und permeable Wundkontaktschicht von der Haut getrennten Flächenelektroden kann mit geringem Aufwand ein für die Behandlung geeignetes Plasma effizient, in unmittelbarer Nähe der zu behandelnden erkrankten Hautfläche und an den Umfang der erkrankten Hautfläche angepasst erzeugt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass zwischen den Flächenelektroden und der Wundkontaktschicht ein Abstandselement angeordnet ist. Das Abstandselement kann beispielsweise ein Gewebe oder ein Gitter aus einem möglichst ozonbeständigen Material sein. Ein geeignetes Material ist beispielsweise ein ozonbeständiges Kunststoffmaterial wie Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Perfluorkautschuk. Das Abstandselement kann entweder dauerhaft oder lösbar mit den Flächenelektroden verbunden sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass das Abstandselement zusammen mit der Wundkontaktschicht nach jeder Anwendung von den Flächenelektroden gelöst und ausgewechselt wird. Das Abstandselement kann dazu verwendet werden, einen für die Behandlung vorteilhaften Abstand zwischen den beiden Flächenelektroden und der zu behandelnden Oberfläche vorzugeben.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Wundkontaktschicht und die ozonmindernde Schicht seitlich über die Flächenelektroden hinausragen und miteinander verbindbar sind. Sowohl die Wundkontaktschicht als auch die ozonmindernde Schicht können jeweils ein beispielsweise textiles Trägermaterial aufweisen, in oder an dem Wirkstoffe oder zusätzliche Materialien angeordnet sind, welche die jeweilige Funktion unterstützen.
Die Wundkontaktschicht und die ozonmindernde Schicht können beispielsweise längs eines umlaufenden Rands miteinander verbunden sein und gemeinsam eine verschließbare Tasche bilden, in der die Flächenelektroden angeordnet sind. Auf diese Weise sind die Flächenelektroden beidseitig umhüllt und vor Verunreinigung während einer Behandlung geschützt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Wundkontaktschicht aus einem antiseptisch behandelten textilen Material besteht. Bei dem Material kann es sich auch um Gaze oder Mull handeln. Die Wundkontaktschicht kann bei Bedarf vor jeder Behandlung mit einem Desinfektionsmittel besprüht oder mit geeigneten Wirkstoffen oder Arznei- beziehungsweise Pflegemitteln behandelt werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die ozonmindernde Schicht ein Aktivkohle enthaltendes Gewebe, Gewirke oder Vlies ist. Durch die Aktivkohle wird das während der Plasmabehandlung erzeugte Ozon gebunden beziehungsweise zersetzt.
Um auch außerhalb von Krankenhäusern oder dafür vorgesehenen Behandlungsräumen eine Plasmabehandlung mit der Plasmabehandlungseinrichtung zu ermöglichen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Plasmabehandlungseinrichtung eine transportable steuerbare Energieversorgungseinrichtung aufweist. Die Energieversorgungseinrichtung kann beispielsweise ein Transformator aufweisen, der an das elektrische Versorgungsnetz angeschlossen werden kann und eine geeignete Wechselspannung mit einer Amplitude von einigen kV, beispielsweise von 1 kV bis 5 kV erzeugt. Derartige Transformatoren sind handelsüblich erhältlich und weisen ein niedriges Eigengewicht und einen geringen Raumbedarf auf.
Durch die Verwendung einer transportablen Energieversorgungseinrichtung ist es möglich, die Plasmabehandlungseinrichtung einschließlich der Energieversorgungseinrichtung in einem Koffer aufzubewahren und zu transportieren. Sollte kein elektrisches Versorgungsnetz zur Verfügung stehen, ist es ebenfalls denkbar, die Energieversorgungseinrichtung der Plasmabehandlungseinrichtung mit geeigneten leistungsstarken Batterien oder Akkumulatoren zu betreiben.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben der vorangehend beschriebenen Plasmabehandlungseinrichtung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von der angestrebten Behandlungstiefe und der Behandlungsstärke bei der Behandlung einer Wunde oder einer erkrankten Hautfläche eine Amplitude und/oder eine Frequenz einer zwischen den beiden Flächenelektroden erzeugten Wechselspannung vorgebbar ist. Es hat sich gezeigt, dass in Abhängigkeit von der Amplitude und der Frequenz der an die Flächenelektroden angelegten Wechselspannung die Behandlungsstärke beziehungsweise die Wirkungstiefe vorgegeben werden können. Zudem werden bei bestimmten vorgebbaren Amplituden und Frequenzen der Wechselspannung selektiv Bakterien und Keime im Wesentlichen gleicher Art abgetötet.
Es ist ebenfalls denkbar, dass für die Erzeugung des nichtthermischen Plasmas eine gepulste Wechselspannung mit veränderbaren Pulseigenschaften vorgebbar ist. So kann mit handelsüblichen Komponenten beispielsweise die Pulsform oder die Pulsfrequenz verändert und an die jeweils für die Behandlung erforderlichen Eigenschaften angepasst werden. Beispielsweise kann es sich bei der gepulsten Wechselspannung um eine frequenzvariable, pulsweitenmodulierte Rechteckwechselspannung handeln.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer Plasmabehandlungseinrichtung,
2 eine Schnittansicht der in der 1 dargestellten Plasmabehandlungseinrichtung längs der Linie II-II in 1,
3 eine schematische Darstellung eines Anwendungsbeispiels für eine Behandlung einer Wunde auf einem Unterarm eines Patienten mit der in den 1 und 2 dargestellten Plasmabehandlungseinrichtung.
Eine in den 1 bis 3 dargestellte Plasmabehandlungseinrichtung 1 weist zwei Flächenelektroden 2, 3 auf, die miteinander verwoben sind. Jede Flächenelektrode 2, 3 besteht aus einem elektrischen Leiter, der im Hinblick auf die gesundheitsrechtlichen Vorschriften eine doppelte Isolierung aus einem kohlestoffarmen Material wie beispielsweise Silikon aufweist. Der elektrische Leiter ist vorzugsweise eine aus vielen Einzeldrähten bestehende Litze, sodass die aus einer doppelt mit Silikon ummantelten Litze bestehenden Flächenelektroden 2, 3 eine äußerst flexible und leicht an verschiedene Oberflächen anpassbare Plasmaelektrodenanordnung bilden.
Die beiden miteinander verwobenen Flächenelektroden 2, 3 sind auf einer der zu behandelnden Oberfläche zugewandten Außenseite 4 mit einer Wundkontaktschicht 5 bedeckt. Die Wundkontaktschicht 5 besteht aus einer mit einem Desinfektionsmittel getränkten Gaze- oder Mullschicht. Die Wundkontaktschicht 5 ragt seitlich über die beiden Flächenelektroden 2, 3 hinaus. Längs eines umlaufenden Randes ist die Wundkontaktschicht 5 über einen Klettverschluss 6 lösbar mit einer ozonmindernden Schicht 7 verbunden. Die ozonmindernde Schicht 7 besteht aus einem Aktivkohle enthaltenden Gewebe.
Die Wundkontaktschicht 5 und die über den Klettverschluss 6 verbundene ozonmindernde Schicht 7 bilden einen taschenförmigen Zwischenraum 8, in dem die miteinander verwobenen Flächenelektroden 2, 3 angeordnet sind.
Die beiden Flächenelektroden 2, 3 sind elektrisch leitend über ein Versorgungskabel 9 mit zwei Ausgängen 10 eines steuerbaren Transformators 11 verbunden. Der Transformator 11 weist einen Drehregler 12 auf, mit dem wahlweise die Amplitude und/oder die Frequenz der mit dem Transformator 11 erzeugten und an den Ausgängen 10 anliegenden Wechselspannung verändert werden kann.
Bei dem in 3 dargestellten Anwendungsbeispiel sind die beiden miteinander verwobenen Flächenelektroden 2, 3 mit der von der Wundkontaktschicht 5 bedeckten Außenseite 4 auf einen Unterarm 13 eines Patienten aufgelegt, auf dem sich eine von den Flächenelektroden 2, 3 vollständig bedeckte großflächige Wunde befindet. Die beiden Flächenelektroden 2, 3 sind über das Versorgungskabel 9 mit dem Transformator 11 verbunden. Das während einer Behandlung entstehende Ozon wird von der außenliegenden ozonmindernden Schicht 7 aufgefangen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1765044 A1 [0003]
WO 2010/034451 [0004]

Claims

Plasmabehandlungseinrichtung zur Behandlung von Oberflächen, insbesondere von Wunden oder erkrankten Hautpartien, mit einem nichtthermischen Plasma, wobei die Plasmabehandlungseinrichtung zwei flexible Flächenelektroden aufweist, die isoliert und benachbart voneinander auf einer Oberfläche angeordnet werden können und zwischen denen mit einer geeigneten Wechselspannung eine wechselnde Potenzialdifferenz erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Flächenelektroden (2, 3) jeweils aus mindestens einem elektrisch isolierten Leiter bestehen und die Leiter miteinander verwoben sind, dass auf einer der zu behandelnden Oberfläche zugewandten Außenseite (4) der Flächenelektroden (2, 3) eine Wundkontaktschicht (5) lösbar befestigt ist, und dass auf eine der zu behandelnden Oberfläche abgewandten Außenseite der Flächenelektroden (2, 3) eine ozonmindernde Schicht (7) lösbar befestigbar ist.
Plasmabehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Flächenelektroden (2, 3) und der Wundkontaktschicht (5) ein Abstandelement angeordnet ist.
Plasmabehandlungseinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wundkontaktschicht (5) und die ozonmindernde Schicht (7) seitlich über die Flächenelektroden (2, 3) hinausragen und miteinander verbindbar sind.
Plasmabehandlungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wundkontaktschicht (5) aus einem antiseptisch behandelten textilen Material besteht.
Plasmabehandlungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ozonmindernde Schicht (7) ein Aktivkohle enthaltendes Gewebe, Gewirke oder Vlies ist.
Plasmabehandlungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmabehandlungseinrichtung (1) eine transportable steuerbare Energieversorgungseinrichtung aufweist.
Verfahren zum Betreiben der Plasmabehandlungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der angestrebten Behandlungstiefe und der Behandlungsstärke eine Amplitude und/oder eine Frequenz einer zwischen den beiden Flächenelektroden (2, 3) erzeugten Wechselspannung vorgebbar ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine gepulste Wechselspannung mit veränderbaren Pulseigenschaften vorgebbar ist.