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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung plasmaaktivierter Aerosole. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Erzeugung plasmaaktivierter Aerosole nach dem Verfahren.
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STAND DER TECHNIK
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Aus der
EP 3 415 069 A1 ist es bekannt, plasmaaktiviertes Wasser zum Desinfizieren von Haushaltsgeräten zu verwenden. Konkret wird ein Haushaltsgerät mit einem Wasserkreislauf, wie beispielsweise ein Geschirrspüler, eine Waschmaschine oder ein Wäschetrockner, beschrieben, bei dem ein Plasmagenerator zum Erzeugen eines kalten Atmosphärendruckplasmas in den Wasserkreislauf integriert ist, so dass in dem Wasserkreislauf zirkulierendes Wasser aktiviert werden kann. Nähere Angaben dazu, wie das kalte Atmosphärendruckplasma erzeugt wird, werden nicht gemacht. Zur angewandten Plasmachemie ist dargestellt, dass ein Austausch verschiedener Spezies zwischen dem Plasma und einem größeren Wasservolumen über eine ebene Wasseroberfläche erfolgt. Das plasmaaktivierte Wasser kann verdampft werden, um mit dem plasmaaktivierten Wasser alle Bereiche eines Innenraums des Haushaltsgeräts zu erreichen und zu desinfizieren.
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WO 2016 / 096 751 A1 offenbart ein Reaktorsystem zum Erzeugen von mit nicht-thermischem Plasma aktiviertem Wasser. In einer teilweise gasgefüllten Reaktionskammer wird ein Wirbel aus strömendem Wasser erzeugt. Ein gleichzeitig durch elektrische Entladung zwischen Elektroden erzeugtes Plasma aktiviert das durch die Reaktionskammer strömende Wasser über dessen durch den Wirbel vergrößerte Oberfläche.
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Aus der
DE 10 2018 209 735 A1 ist eine Plasmaeinrichtung zur Behandlung von Körperoberflächen mit einer Plasmaquelle zur Erzeugung eines nicht-thermischen Plasmas bekannt. Ein Abstandhalter der Plasmaeinrichtung weist einen geschlossen umlaufenden Rand auf, der beim Verwenden der Plasmaeinrichtung zur Behandlung einer Körperoberfläche gemeinsam mit der Körperoberfläche und der Plasmaquelle ein zu behandelndes Volumen einschließt. Auf diese Weise wird ein Verwender der Plasmaeinrichtung vor der Inhalation toxischer Substanzen geschützt, die in dem geschlossenen Volumen entstehen. Insbesondere wird eine Inhalation von Ozon vermieden.
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Aus der
EP 0 465 783 A1 ist ein lonisator zur Ionisierung von Sauerstoff bei einer Sauerstofftherapie bekannt. Der lonisator weist an ein Hochspannungskabel angeschlossene Ionisationsnadeln und diesen gegenüberliegend ein Berührungsschutzgitter in einem Gehäuse auf, das einen Luftstrom zu einer Atemmaske führt. Durch die über das Hochspannungskabel angelegte Hochspannung wird die Luft zwischen den lonisierungsnadeln und dem Berührungsschutzgitter ionisiert.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung plasmaaktivierter Aerosole und eine Vorrichtung zur Erzeugung plasmaaktivierter Aerosole nach dem Verfahren aufzuzeigen, mit denen für verschiedene, auch für medizinische Anwendungen geeignete Aerosole mit hoher Plasmaaktivierung erzeugbar sind.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 9 gelöst. In den abhängigen Patentansprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung definiert.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung plasmaaktivierter Aerosole wird eine Flüssigkeit zu einem Aerosol aus Flüssigkeitströpfchen in einem Arbeitsgas zerstäubt. Innerhalb des Aerosols wird in dem Arbeitsgas eine dielektrisch behinderte elektrische Entladung hervorgerufen. Die dielektrisch behinderte elektrische Entladung führt zur Bildung reaktiver Spezies und zur Einlagerung der reaktiven Spezies an die Oberflächen der Flüssigkeitströpfchen und/oder zur Einlagerung der reaktiven Spezies in die Flüssigkeitströpfchen. Mit anderen Worten, wird direkt in dem Aerosol ein kaltes Plasma gezündet, mit dem die Flüssigkeitströpfchen direkt in dem Aerosol plasmaaktiviert werden. Überraschenderweise kann bei geeigneter Ausbildung des Aerosols verhindert werden, dass die Flüssigkeitströpfchen das Hervorrufen der dielektrisch behinderten elektrischen Entladung in dem Arbeitsgas innerhalb des Aerosols wesentlich beeinträchtigen oder gar verhindern. Die in dem Plasma entstehenden reaktiven Spezies entstehen in unmittelbarer Nähe zu den Flüssigkeitströpfchen und können sich so in großer Zahl an die Oberflächen der Flüssigkeitströpfchen anlagern und/oder in die Flüssigkeitströpfchen einlagern. Daher ist die Effektivität der Plasmaaktivierung der Flüssigkeitströpfchen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders hoch. Dies gilt insbesondere im Vergleich zu Verfahren, bei denen zunächst eine plasmaaktivierte Flüssigkeit, wie plasmaaktiviertes Wasser, erzeugt und dieses anschließend zerstäubt oder verdampft wird, aber auch gegenüber Verfahren, bei denen reaktive Spezies, die zunächst durch eine dielektrisch behinderte elektrische Entladung in einem reinen Arbeitsgas erzeugt wurden, erst anschließend mit einer zu aktivierenden Substanz, wie beispielsweise Wassertröpfchen, in Kontakt gebracht werden. Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte plasmaaktivierte Aerosol kann sofort ausgebracht und angewandt werden. Seine Stabilisierung als Aerosol kann vor dem Hervorrufen der dielektrisch behinderten elektrischen Entladung erfolgen. Eine dabei erreichte Stabilität des Aerosols geht durch das Hervorrufen der dielektrisch behinderten elektrischen Entladung zur Bildung der reaktiven Spezies grundsätzlich nicht verloren.
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Die Größe der Flüssigkeitströpfchen in dem Aerosol liegt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem typischen Bereich von 1 µm bis 100 µm. Tröpfchengrößen bis maximal 50 µm sind bevorzugt, und Tröpfchengrößen bis maximal 10 µm sind noch mehr bevorzugt. Kleinere Tröpfchengrößen ergeben stabilere Aerosole, und die Oberfläche der Flüssigkeitstropfen, über die ihre Plasmaaktivierung erfolgt, ist bezogen auf das Volumen der zerstäubten Flüssigkeit besonders groß.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Flüssigkeit mit Hilfe eines Piezoaktuators zerstäubt werden. Die Verwendung von Piezoaktuatoren zur Erzeugung von Aerosolen ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der jeweilige Piezoaktuator zumindest mit einem Anteil einer Spannung beaufschlagt werden, die auch zum Hervorrufen der dielektrisch behinderten elektrischen Entladung verwendet wird. Anders gesagt reicht eine einzige Spannungsquelle für das Bereitstellen der sich ändernden Spannung für das Hervorrufen der dielektrisch behinderten elektrischen Entladung und die Ansteuerung des Piezoaktuators zum Zerstäuben der Flüssigkeit aus.
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Die sich ändernde Spannung kann insbesondere eine höherfrequente Wechselspannung, die gepulst, sinusförmig oder unregelmäßig sein kann, oder auch eine sich beispielsweise pulsförmig ändernde Gleichspannung sein. Günstig sind schnelle Spannungsänderungen von mindestens 5.000 V/µs. Die Gesamtänderung der Spannung kann insbesondere in einem Bereich von 10.000 V bis 30.000 V liegen. Dem Fachmann sind die Anforderungen an die sich ändernde Spannung zum Erzeugen dielektrisch behinderter elektrischer Entladungen bekannt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die dielektrisch behinderte elektrische Entladung typischerweise bei Atmosphärendruck, d. h. also bei etwa 1 × 105 Pa hervorgerufen, und das Aerosol weist nach der dielektrisch behinderten elektrischen Entladung eine Temperatur von 5 bis 35 °C und bevorzugt von 10 bis 30 °C sowie am meisten bevorzugt von 15 bis 25 °C, d. h. von Raumtemperatur, auf. Die erfindungsgemäße Plasmaaktivierung des Aerosols erfolgt also bevorzugt bei Normalbedingungen.
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Wie schon angedeutet wurde, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Flüssigkeit vorzugsweise zu einem stabilen Aerosol zerstäubt. Insbesondere kann die Flüssigkeit zu einem stabilen Aerosol zerstäubt werden, aus dem binnen einer Minute höchsten 50 %, bevorzugt höchstens 35 % und mehr bevorzugt höchstens 10 % der Flüssigkeitströpfchen ausfallen. Dabei kann sich der jeweilige Prozentsatz auf die Masse oder das Volumen der betrachteten Flüssigkeitströpfchen beziehen.
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Bei einem stabilen Aerosol, aus dem nur wenig Flüssigkeitströpfchen ausfallen, besteht eine nur geringe Gefahr, dass dem Aerosol zugewandte Oberflächen, an denen beim Hervorrufen der dielektrisch behinderten elektrischen Entladung die Spannung anliegt, von der Flüssigkeit benetzt werden, wodurch sich ihre (di)elektrischen Eigenschaften in unerwünschter Weise ändern können. Um eine solche Benetzung der Oberflächen mit der Flüssigkeit sicher zu verhindern, kann jede dem Aerosol zugewandte Oberfläche, an der beim Hervorrufen der dielektrisch behinderten elektrischen Entladung eine Spannung anliegt, beheizt werden. Die Beheizung kann direkt durch einen elektrischen Strom oder auch indirekt durch Bestrahlung, beispielsweise mit Infrarotlicht, erfolgen.
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In einer konkreten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Flüssigkeit in einem Becken zerstäubt, so dass sich das Aerosol in dem Becken oberhalb einer Flüssigkeitsoberfläche der Flüssigkeit ausbildet. Dann wird die dielektrisch behinderte elektrische Entladung durch Anlegen einer Spannung zwischen einer Elektrode mit dielektrischer Abschirmung und der Flüssigkeitsoberfläche hervorgerufen. Wie bereits ausgeführt wurde, handelt es sich bei der Spannung typischerweise um eine sich in wechselnden Richtungen ändernde Spannung, wie beispielsweise eine Wechselspannung oder eine gepulste Gleichspannung.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Aerosol durch einen Entladungsbereich, in dem die dielektrisch behinderte elektrische Entladung hervorgerufen wird, hindurchgefördert werden. Dies kann mit Hilfe von Förderorganen, wie beispielsweise einem Gebläse und/oder die Einstellung eines Druckgefälles über dem Entladungsbereich bewirkt werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Aerosol durch eine Austragsdüse ausgegeben werden, um beispielsweise ein mit dem plasmaaktivierten Aerosol zu behandelndes Objekt zu um- oder benebeln, oder um das Aerosol in ein zu behandelndes Volumen einzubringen. In einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Aerosol durch ein Inhalationsmundstück oder eine Inhalationsmaske ausgegeben. Das erfindungsgemäße Verfahren kann also zur Bereitstellung eines Aerosols für eine Inhalationstherapie angewendet werden.
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Durch die Plasmaaktivierung einer Flüssigkeit, insbesondere einer wässrigen Flüssigkeit, kommt es regelmäßig zu einer signifikanten Absenkung des pH-Werts der Flüssigkeit, d. h. einem Ansäuern der Flüssigkeit. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann verhindert werden, dass das plasmaaktivierte Aerosol sauer ist, indem als Flüssigkeit eine Pufferlösung verwendet wird. Konkret kann es sich um eine wässrige Pufferlösung handeln. Bevorzugt ist eine Pufferlösung mit einem Ausgangs-pH-Wert im Bereich von größer pH 7,0 bis maximal pH 9,0, so dass der pH-Wert der Flüssigkeitströpfchen in dem plasmaaktivierten Aerosol neutral ist. In einem konkreten Ausführungsbeispiel enthält die Pufferlösung TRIS. Mit einer wässrigen TRIS-Pufferlösung kann bei Verwendung des Arbeitsgases Luft ein plasmaaktiviertes Aerosol mit neutralem pH-Wert erzeugt werden, das physiologisch unbedenklich ist und entsprechend bei einer Inhalationstherapie zum Einsatz kommen kann.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung plasmaaktivierter Aerosole weist einen Flüssigkeitszerstäuber auf, der zum Zerstäuben einer Flüssigkeit zu einem Aerosol aus Flüssigkeitströpfchen in einem Arbeitsgas ausgebildet ist. Weiterhin ist ein Plasmagenerator zum Hervorrufen einer dielektrisch behinderten elektrischen Entladung in dem Arbeitsgas innerhalb des Aerosols vorhanden.
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Der Flüssigkeitszerstäuber kann einen Piezoaktuator aufweisen. Dieser Piezoaktuator kann in ein Becken für die Flüssigkeit eintauchen, um die ihn benetzende Flüssigkeit an einer Flüssigkeitsoberfläche in die Flüssigkeitströpfchen zu zerstäuben. Alternativ kann der Piezoaktuator an einem mit der Flüssigkeit tränkbaren porösen Körper angreifen und die an der Oberfläche dieses Körpers befindliche Flüssigkeit in die Flüssigkeitströpfchen zerstäuben. Weiterhin kann der Piezoaktuator an einer Düse angreifen, aus der die Flüssigkeit in das Arbeitsgas versprühbar ist, wobei die der Düse mit dem Piezoaktuator vermittelte Bewegung die Zerstäubung der Flüssigkeit in die Flüssigkeitströpfchen unterstützt.
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Wie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angedeutet wurde, können der Plasmagenerator und der Piezoaktuator an eine selbe Spannungsquelle angeschlossen sein oder anschließbar sein.
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In einer speziellen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind der Flüssigkeitszerstäuber und der Plasmagenerator derart in einem Becken für die Flüssigkeit angeordnet, dass die Flüssigkeit in dem Becken zerstäubt wird, so dass sich das Aerosol in dem Becken oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche der Flüssigkeit ausbildet. Der Plasmagenerator ruft die dielektrisch behinderte elektrische Entladung dann durch Anlegen einer sich ändernden Spannung zwischen einer Elektrode mit dielektrischer Abschirmung und der Flüssigkeitsoberfläche hervor. Dabei kann eine Gegenelektrode in die Flüssigkeit eintauchen. Die Flüssigkeit kann aber auch als kapazitive Gegenelektrode wirksam sein.
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Eine Fördereinrichtung der Vorrichtung kann das Aerosol durch einen Entladungsbereich hindurchfördern, in dem die dielektrisch behinderte elektrische Entladung hervorgerufen wird. Die Fördereinrichtung kann eine Pumpe oder ein Gebläse für das Trägergas aufweisen.
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In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist jede dem Aerosol zugewandte Oberfläche des Plasmagenerators, an der beim Hervorrufen der dielektrisch behinderten elektrischen Entladung eine Spannung anliegt, mit einer Heizung der Vorrichtung beheizbar, um eine Benetzung der Oberfläche mit der Flüssigkeit zu verhindern. Zu den beheizbaren Oberflächen zählt dann insbesondere diejenige der dem Aerosol zugewandten dielektrischen Abschirmung der Elektrode, an die die Spannung angelegt wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Austragsdüse oder eine Inhalationsmaske oder ein Inhalationsmundstück aufweisen die/das zum Ausgeben des Aerosols ausgebildet und angeschlossen ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es sich also insbesondere um einen Aerosolinhalator handeln. Ein solcher Aerosolinhalator kann zur Verabreichung von plasmaaktiviertem Aerosol zur Bekämpfung von Krankheitserregern in den Atemwegen eines Patienten eingesetzt werden. Bei einer praktischen Erprobung konnte eine erhebliche antimikrobielle Wirkung von plasmabehandelten Aerosolen auf Basis von TRIS-Pufferlösung gegenüber Escherichia coli und Bacillus pumilus nachgewiesen werden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen.
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Hinsichtlich des Offenbarungsgehalts - nicht des Schutzbereichs - der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents gilt Folgendes: Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen, was aber nicht für die unabhängigen Patentansprüche des erteilten Patents gilt.
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Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einer Elektrode die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau eine Elektrode, zwei Elektroden oder mehr Elektroden vorhanden sind. Die in den Patentansprüchen angeführten Merkmale können durch weitere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, die der Gegenstand des jeweiligen Patentanspruchs aufweist.
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Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
- 1 illustriert eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- 2 illustriert eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem einen Piezoaktuator aufweisenden Flüssigkeitszerstäuber.
- 3 illustriert eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem einen Piezoaktuator aufweisenden Flüssigkeitszerstäuber in einem Becken, und
- 4 illustriert eine als Aerosolinhalator ausgebildete erfindungsgemäße Vorrichtung.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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Die in 1 dargestellte Vorrichtung 1 weist einen Plasmagenerator 23 mit einem Reaktionsröhrchen 2 aus einem Dielektrikum 3 auf. Auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten eines freien Innenraums 4 des Reaktionsröhrchens 2 sind eine Elektrode 5 und eine Gegenelektrode 6 außen auf dem Reaktionsröhrchen 2 angeordnet. Mit nicht dargestellten seitlich von dem Reaktionsröhrchen 2 abstehenden Auslegern aus Dielektrikum 3 wird ein Kriechweg zwischen den Elektroden 5, 6 so verlängert, dass eine elektrische Entladung zwischen den Elektroden 5, 6 nur in einem Entladungsbereich 24 in dem freien Innenraum 4 des Reaktionsröhrchens 2 auftritt, wo sie durch das Dielektrikum 3 dielektrisch behindert ist. Zum Hervorrufen der elektrischen Entladung legt eine Spannungsquelle 7 des Plasmagenerators 23 eine sich ändernde Spannung zwischen den Elektroden 5 und 6 an, beispielsweise eine Wechselspannung oder eine gepulste Gleichspannung. An einer Stirnseite des Reaktionsröhrchens 2 werden ein Arbeitsgas 8 eingeleitet und eine Flüssigkeit 9 eingesprüht, so dass sich in dem Innenraum 4 ein Aerosol 10 aus Flüssigkeitströpfchen der Flüssigkeit 9 in dem Arbeitsgas 8 ausbildet. Das Arbeitsgas 8 kann zum Beispiel ein Edelgas, Stickstoff oder Luft sein. In dem Entladungsbereich 24 werden durch die zwischen den Elektroden 5, 6 anliegende Spannung dielektrisch behinderte elektrische Entladungen in dem Arbeitsgas 8 innerhalb des Aerosols 10 hervorgerufen. Dadurch wird in dem Arbeitsgas 8 ein Plasma gezündet, und reaktive Spezies werden erzeugt, die sich an die Oberflächen der Flüssigkeitströpfchen aus der Flüssigkeit 9 anlagern oder die in die Flüssigkeitströpfchen übertreten. Auf diese Weise entsteht ein plasmaaktiviertes Aerosol 11, das an der anderen Stirnseite des Reaktionsröhrchens 2 austritt und dort mit Nebenluft 12 verdünnt werden kann. Bei der Flüssigkeit 9 kann es sich insbesondere um eine wässrige TRIS-Pufferlösung mit einem Ausgangs-pH-Wert von etwa 8 handeln. Hieraus resultiert ein pH-Wert der Flüssigkeitströpfchen in dem plasmaaktivierten Aerosol 11 im neutralen bis leicht alkalischen Bereich.
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Die Ausführungsform der Vorrichtung 1, die in 2 illustriert ist, weist zum Erzeugen des Aerosols 10 einen Flüssigkeitszerstäuber 13 mit einem Piezoaktuator 22 auf, der an einem mit der Flüssigkeit 9 getränkten Schwamm 14 angreift. Beaufschlagt wird der Piezoaktuator 22 mit der Spannung von der Spannungsquelle 7, die auch zwischen den Elektroden 5 und 6 anliegt. Die Elektroden 5 und 6 sind jeweils mit separaten Abschirmungen aus dem Dielektrikum 3 versehen. Die an den Elektroden 5 und 6 anliegende Spannung ruft auch hier die dielektrisch behinderte elektrische Entladung in dem Arbeitsgas 8 hervor, die die Flüssigkeitströpfchen in dem Aerosol 10 plasmaaktiviert. Das Aerosol 10 wird mit einem Gebläse 15 durch den freien Querschnitt 4 zwischen den Elektroden 5 und 6 hindurchgefördert und als plasmaaktiviertes Aerosol 11 ausgegeben.
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Die Vorrichtung 1 gemäß 3 weist ein Becken 16 auf, das teilweise mit der Flüssigkeit 9 gefüllt ist. In die Flüssigkeit 9 in dem Becken 16 taucht der Piezoaktuator 22 des Flüssigkeitszerstäubers 13 ein, der hier von einer eigenen Signalquelle 17 mit einer Spannung beaufschlagt wird. Dadurch bildet sich über der Flüssigkeitsoberfläche 18 der Flüssigkeit 9 in dem Becken 16 das Aerosol 10 aus den Flüssigkeitströpfchen der Flüssigkeit 9 in dem Arbeitsgas 8 aus. Die Elektrode 5 mit der Abschirmung aus Dielektrikum 3 ist gegenüber der Flüssigkeitsoberfläche 18 angeordnet. Die Gegenelektrode 6 taucht in die Flüssigkeit 9 in dem Becken 16 ein. Durch Anlegen der Spannung von der Spannungsquelle 7 zwischen der Elektrode 5 und der Gegenelektrode 6 wird die dielektrisch behinderte elektrische Entladung hier in dem Entladungsbereich 24 zwischen dem Dielektrikum 3 und der Flüssigkeitsoberfläche 18 hervorgerufen. Mit dem Gebläse 15 wird das plasmaaktivierte Aerosol 11 aus dem Entladungsbereich 24 abgesaugt.
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4 zeigt, dass die Vorrichtung 1 neben einer Einheit 19, in der das Aerosol 9 erzeugt und plasmaaktiviert wird, im Anschluss an das Gebläse 15, das das plasmaaktivierte Aerosol 11 ausgibt, einen Anschlussschlauch 20 aufweist, der zu einer Inhalationsmaske 21 führt. Dabei kann wie in 1 die Beimischung von Nebenluft 12 in das plasmaaktivierte Aerosol 11 vorgesehen sein. Mit Hilfe der Vorrichtung 1 gemäß 4 kann eine Inhalationstherapie mit plasmaaktivierten Aerosol 11 durchgeführt werden, beispielsweise zur Bekämpfung von Krankheitserregern in den Atemwegen eines Patienten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Reaktionsröhrchen
- 3
- Dielektrikum
- 4
- Innenraum
- 5
- Elektrode
- 6
- Gegenelektrode
- 7
- Spannungsquelle
- 8
- Arbeitsgas
- 9
- Flüssigkeit
- 10
- Aerosol
- 11
- plasmaaktiviertes Aerosol
- 12
- Nebenluft
- 13
- Flüssigkeitszerstäuber
- 14
- Schwamm
- 15
- Gebläse
- 16
- Becken
- 17
- Signalquelle
- 18
- Flüssigkeitsoberfläche
- 19
- Einheit
- 20
- Anschlussschlauch
- 21
- Inhalationsmaske
- 22
- Piezoaktuator
- 23
- Plasmagenerator
- 24
- Entladungsbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 3415069 A1 [0002]
- DE 102018209735 A1 [0004]
- EP 0465783 A1 [0005]
