DE102022205543A1 - DEVICE FOR GUIDING PLASMA JET-GENERATED SPECIES - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufsetzen auf eine Plasmaquelle mit einem Gehäuse welches einen Raum zwischen einer Plasmaquelle und dem Gehäuse begrenzt. Das Gehäuse hat eine Austrittsöffnung und eine Einlassöffnung. Um die Einlassöffnung, auf der die Plasmaquelle aufgesetzt wird, ist ein Dichtelement angeordnet. Das Dichtelement schließt den Raum zwischen der Plasmaquelle und der Einlassöffnung ab. Ein Applikator befindet sich an der Austrittsöffnung des Gehäuses. Am proximalen Ende des Applikators ist ein Applikatorrohr befestigt, das mit der Austrittsöffnung des Gehäuses fluidverbunden ist.The invention relates to a device for placing on a plasma source with a housing which delimits a space between a plasma source and the housing. The housing has an outlet opening and an inlet opening. A sealing element is arranged around the inlet opening on which the plasma source is placed. The sealing element closes the space between the plasma source and the inlet opening. An applicator is located at the exit opening of the housing. An applicator tube is attached to the proximal end of the applicator and is fluidly connected to the outlet opening of the housing.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, zur Führung plasmastrahlerzeugter Spezies direkt an einen Behandlungsort.The present invention relates to a device for guiding plasma jet-generated species directly to a treatment location.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Plasmaquellen für medizinische Anwendungen finden mehr und mehr Verwendung, dies gilt sowohl für humanmedizinische als auch für veterinärmedizinische Anwendungsgebiete.Plasma sources for medical applications are being used more and more, both in human and veterinary applications.

Unter einem Plasma ist ein Gas mit einem Anteil freier Elektronen, Radikalen, Ionen und Neutralteilchen zu verstehen. Je nach Art des Arbeitsgases werden durch das Plasma reaktive Spezies erzeugt, beispielsweise reaktive Sauerstoffspezies wie Ozon (O3). Reaktive Spezies können eine antimikrobielle Wirkung haben. Daher kann eine Behandlung mit einem Plasma die Wundheilung unterstützen.A plasma is a gas with a proportion of free electrons, radicals, ions and neutral particles. Depending on the type of working gas, reactive species are generated by the plasma, for example reactive oxygen species such as ozone (O 3 ). Reactive species can have an antimicrobial effect. Therefore, treatment with a plasma can support wound healing.

Im Stand der Technik werden unterschiedliche Technologien bei der Erzeugung von medizinisch wirksamen Plasmen verwendet. Grundsätzlich kann hierbei zwischen dielektrisch behinderten Entladungen (DBE) und Jet-Plasmen unterschieden werden.In the prior art, different technologies are used to produce medically effective plasmas. In principle, a distinction can be made between dielectrically hindered discharges (DBE) and jet plasmas.

Eine dielektrisch behinderte Entladung wird durch Anlegen einer hohen Spannung zwischen zwei Elektroden erzeugt, wobei mindestens eine der Elektroden durch ein Dielektrikum isoliert ist. Durch das Verwenden der Isolierung wird das Entstehen einer Bogenentladung verhindert. Stattdessen bilden sich in der Regel viele feine Plasmafilamente zwischen den Elektroden aus. DBE können sowohl im Niederdruck als auch bei Atmosphärendruck erzeugt werden, wobei deren besonderen Eigenschaften vor allem bei Atmosphärendruck zur Geltung kommen. Bei der DBE handelt es sich daher um ein nichtthermisches „kaltes“ Plasma, bei dem die Elektronen eine hohe Temperatur besitzen, das Neutralgas und die Ionen jedoch bei etwa Raumtemperatur liegen.A dielectrically impeded discharge is created by applying a high voltage between two electrodes, at least one of the electrodes being insulated by a dielectric. Using insulation prevents arcing from occurring. Instead, many fine plasma filaments usually form between the electrodes. DBE can be produced both at low pressure and at atmospheric pressure, although their special properties are particularly effective at atmospheric pressure. DBE is therefore a non-thermal “cold” plasma in which the electrons are at a high temperature, but the neutral gas and ions are at around room temperature.

Bei Jet-Plasmen kann in einem Entladungsraum in einem elektromagnetischen Feld ein Plasma erzeugt werden, welches in Form eines Plasmastrahls bzw. Plasmajets mit einem Gasstrom aus der Vorrichtung, insbesondere dem Entladungsraum, hinaustransportiert wird. Anwendung von derartigen Jet-Plasmen wird in der Patentschrift des Anmelders „ DE 10 2006 019 664 A1" und „ EP 2 462 785 B1 " beschriebenen Art. Dort wird eine handliche HF-Plasmadüse beschrieben, bei der aufgrund der speziellen Bauweise auf ein HF-Anpassungsnetzwerk in Form einer separaten Matchbox verzichtet werden kann. Dadurch ist es möglich, eine handliche Bauform der HF-Plasmadüse als Plasma-Handgerät zu realisieren, die manuell geführt werden kann. Bei einer Plasmabehandlung mittels eines Plasma-Handgeräts werden insbesondere reaktive Spezies (Radikale) und Strahlung (VUV/UV) erzeugt, die wichtig für den Behandlungseffekt sind. Zum anderen wird das Plasma durch Verlustprozesse aufgeheizt und die Temperatur in der Spitze beträgt etwa 50°C, was unter Plasmabedingungen als „kalt“ zu betrachten ist.With jet plasmas, a plasma can be generated in an electromagnetic field in a discharge space, which is transported out of the device, in particular the discharge space, in the form of a plasma jet or plasma jet with a gas stream. The application of such jet plasmas is described in the applicant’s patent specification “ DE 10 2006 019 664 A1" and " EP 2 462 785 B1 "Described type. A handy HF plasma nozzle is described there, in which, due to the special design, an HF matching network in the form of a separate matchbox can be dispensed with. This makes it possible to have a handy design of the HF plasma nozzle as a hand-held plasma device realize that can be carried out manually. During plasma treatment using a hand-held plasma device, reactive species (radicals) and radiation (VUV/UV) are generated in particular, which are important for the treatment effect. On the other hand, the plasma is heated up by loss processes and the temperature at the peak is about 50°C, which is considered “cold” under plasma conditions.

Die dielektrisch behinderte Entladung (DBE) reagiert relativ unempfindlich auf unebene Oberflächen, ist aber durch die zur Verfügung stehenden Hochspannungen auf Materialdicken in der Größenordnung von einigen Zentimetern limitiert. Daher werden DBEs oft direkt auf die Oberfläche platziert und nutzen diese in vielen Fällen als Gegenelektrode. Jet-Plasmen können dagegen in der Regel ohne direkten Kontakt zur Oberfläche eine Wirkung erzielen. Der Vorteil der Jet-Plasmen gegenüber den DBEs liegt daher in einer ausgeprägten Unabhängigkeit gegenüber der Oberflächenformen. Des Weiteren sind Jet-Plasmen im Gegensatz zu DBEs spaltgängig, d.h. Jet-Plasmen können auch direkt in Spalten wirksam sein ohne zwangsläufig eine gesättigte Plasmaatmosphäre zu erzeugen, wie es von DBEs bekannt ist.The dielectrically hindered discharge (DBE) reacts relatively insensitively to uneven surfaces, but is limited to material thicknesses of the order of a few centimeters due to the high voltages available. Therefore, DBEs are often placed directly on the surface and in many cases use it as a counter electrode. Jet plasmas, on the other hand, can usually achieve an effect without direct contact with the surface. The advantage of jet plasmas over DBEs is their pronounced independence from surface shapes. Furthermore, in contrast to DBEs, jet plasmas are gap-permeable, i.e. jet plasmas can also be effective directly in gaps without necessarily generating a saturated plasma atmosphere, as is known from DBEs.

Der Nachteil, der beide Technologien ist, dass sie beide oberflächenbezogen sind, d.h. die Oberfläche oder die Vertiefung muss direkt zugänglich sein. Verdeckte oder zu tief liegende Behandlungsorte sind nicht ohne konkrete Beeinflussung, beispielsweise durch Freilegen des Behandlungsortes, behandelbar.The disadvantage of both technologies is that they are both surface-related, i.e. the surface or depression must be directly accessible. Covered or deep-lying treatment sites cannot be treated without concrete influence, for example by exposing the treatment site.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Aufsetzen auf eine Plasmaquelle zu schaffen, die eine Plasmabehandlung für bisher schwerzugänglich Behandlungsorte ermöglicht.The present invention is therefore based on the object of creating a device for placing on a plasma source, which enables plasma treatment for treatment locations that were previously difficult to access.

LÖSUNG DER AUFGABESOLUTION OF THE TASK

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.This object is achieved according to the invention with the features of the independent claim. Advantageous refinements are the subject of the subclaims and the following description.

Die Lösung besteht darin, dass die Vorrichtung derart über eine Plasmaquelle positioniert wird, dass die durch einen Plasmastahl erzeugte reaktive Spezies bzw. plasmaprozessiertes Gas auffängt und mittels eines Applikatorrohrs direkt an den Behandlungsort leitet.The solution is that the device is positioned over a plasma source in such a way that the reactive species or plasma-processed gas generated by a plasma steel is collected and directed directly to the treatment site using an applicator tube.

Die Erfindung kann vorteilhaft für die Plasmabehandlung für schwerzugängliche Behandlungsorte sowohl im veterinärmedizinischen als auch im humanmedizinischen Bereich sein.The invention can be advantageous for plasma treatment for treatment locations that are difficult to access in both the veterinary and human medical fields.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufsetzen auf eine Plasmaquelle umfasst ein Gehäuse, welches einen Raum zwischen einer Plasmaquelle und dem Gehäuse begrenzt. Das Gehäuse umfasst eine Austrittsöffnung und eine Einlassöffnung. Die Einlassöffnung umfasst ein Dichtelement das dafür konfiguriert ist, den Raum zwischen der Plasmaquelle und der Einlassöffnung abzuschließen. Die Einlassöffnung des Gehäuses wird auf eine Plasmaquelle konstruiert. Die durch die Plasmaquelle erzeugte Spezies bzw. das plasmaprozessierte Gas kann somit in den Raum zwischen der Plasmaquelle und der Einlassöffnung gelangen. Das Gehäuse umfasst ferner ein Applikator mit einem proximalen Ende. Das proximale Ende des Applikators umfasst ein Applikatorrohr, das fluidverbunden mit der Austrittsöffnung des Gehäuses ist.A device according to the invention for placing on a plasma source comprises a housing which delimits a space between a plasma source and the housing. The housing includes an exit opening and an inlet opening. The inlet opening includes a sealing element configured to seal the space between the plasma source and the inlet opening. The inlet opening of the housing is designed for a plasma source. The species generated by the plasma source or the plasma-processed gas can thus reach the space between the plasma source and the inlet opening. The housing further includes an applicator with a proximal end. The proximal end of the applicator includes an applicator tube fluidly connected to the exit opening of the housing.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass der Raum zwischen Plasmaquelle und der Einlassöffnung des Gehäuses mittels Dichtelement abgeschlossen ist, und somit eine Führung des plasmaprozessierten Gases bzw. durch die Plasmaquelle erzeugte Spezies durch die konisch zulaufende Austrittsöffnung des Gehäuses über den Applikator und das Applikatorrohr an den Behandlungsort erfolgt. Die konisch zulaufende Austrittsöffnung ermöglicht die axial symmetrische Bündelung des plasmaprozessierten Gases bzw. die durch die Plasmaquelle erzeugte Spezies vor Eintritt in den Applikator und des Applikatorrohrs. Durch das Dichtelement wird ein Austreten des plasmaprozessierten Gases bzw. der durch die Plasmaquelle erzeugten Spezies zwischen Plasmaquelle und der Einlassöffnung des Gehäuses minimiert. Des Weiteren verhindert das Dichteelement, dass das Gehäuse der Vorrichtung aufgrund von Gegendruck durch das Bündeln des plasmaprozessierten Gases bzw. der durch die Plasmaquelle erzeugten Spezies vor Eintritt in den Applikator von der Plasmaquelle rutscht.The advantage of the device according to the invention is that the space between the plasma source and the inlet opening of the housing is closed by means of a sealing element, and thus the plasma-processed gas or species generated by the plasma source is guided through the conically tapered outlet opening of the housing via the applicator and the applicator tube to the place of treatment. The conically tapered outlet opening enables the axially symmetrical bundling of the plasma-processed gas or the species generated by the plasma source before entering the applicator and the applicator tube. The sealing element minimizes the escape of the plasma-processed gas or the species generated by the plasma source between the plasma source and the inlet opening of the housing. Furthermore, the sealing element prevents the housing of the device from slipping from the plasma source before entering the applicator due to back pressure caused by the bundling of the plasma-processed gas or the species generated by the plasma source.

Die Plasmaquelle kann eine Vorrichtung für die Erzeugung eines kalten Plasmastrahls sein. Vorzugsweise ist die Plasmaquelle ein Plasma-Handgerät wie in der Patentschrift des Anmelders „ DE 10 2006 019 664 A1" und „ EP 2 462 785 B1 " beschrieben.The plasma source can be a device for generating a cold plasma jet. Preferably, the plasma source is a handheld plasma device as described in the applicant's patent specification “ DE 10 2006 019 664 A1" and " EP 2 462 785 B1 " described.

Das Dichteelement kann ein Dichtungsring sein.The sealing element can be a sealing ring.

Das Applikatorrohr kann lösbar an dem Applikator befestigt werden. Das proximale Ende des Applikators kann eine Steckverbindung umfassen, die dazu geeignet ist, den Applikator mit dem Applikatorrohr zu verbinden. Die Steckverbindung kann ein Luer-Lock-Anschluss sein, der aus dem Stand der Technik bekannt ist.The applicator tube can be detachably attached to the applicator. The proximal end of the applicator may include a plug-in connection that is suitable for connecting the applicator to the applicator tube. The plug connection can be a Luer lock connection, which is known from the prior art.

Das Applikatorrohr ist so konfiguriert, dass die durch die Plasmaquelle erzeugten reaktiven Spezies zum Behandlungsort geleitet werden können. Durch die Konfiguration des Applikatorrohrs können tiefe oder verdeckte Behandlungsorte erreicht werden. Das Applikatorrohr kann ein Schlauch oder ein Katheter sein.The applicator tube is configured to direct the reactive species generated by the plasma source to the treatment site. The configuration of the applicator tube allows deep or hidden treatment locations to be reached. The applicator tube can be a tube or a catheter.

Ausführungsbeispiele:Examples:

Mit der nachfolgend in 1 dargestellten Zeichnung wird die Erfindung detailliert erläutert. Für die Kennzeichnung der einzelnen Elemente des Aufbaus der Vorrichtungen werden folgende Bezugszeichen verwendet:With the following in 1 The invention is explained in detail in the drawing shown. The following reference numbers are used to identify the individual elements of the structure of the devices:

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

11
Applikatorrohr zur Führung des plasmaprozessierten GasesApplicator tube for guiding the plasma-processed gas
22
ApplikatorrohrfixierungApplicator tube fixation
33
Gehäuse zum Bündeln und Führen des plasmaprozessierten GasesHousing for bundling and guiding the plasma-processed gas
44
DichtelementSealing element
55
PlasmaquellePlasma source
66
Reaktive SpeziesReactive species
77
Plasmastrahl bzw. EffluentPlasma jet or effluent

1 zeigt beispielhaft den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung der auf einer Plasmastrahl- bzw. Plasmajetquelle (5) aufgesetzt ist. 1 shows an example of the basic structure of the device according to the invention, which is placed on a plasma jet or plasma jet source (5).

Die Plasmaquelle erzeugt einen Plasmastrahl bzw. Effluenten (7), der wiederum reaktiven Spezies (6) generiert. Aufgrund der Tatsache, dass die Plasmaquelle mit einem Prozessgas betrieben wird und der Raum zwischen Plasmaquelle (5) und Gehäuse (3) mittels Dichtelement (4) abgeschlossen ist, erfolgt eine Führung des plasmaprozessierten Gases durch die konisch zulaufende Austrittsöffnung des Gehäuses (3) über den Applikator und das Applikatorrohr (1) an den Behandlungsort.The plasma source generates a plasma jet or effluent (7), which in turn generates reactive species (6). Due to the fact that the plasma source is operated with a process gas and the space between the plasma source (5) and the housing (3) is closed by means of a sealing element (4), the plasma-processed gas is guided through the conically tapered outlet opening of the housing (3). the applicator and the applicator tube (1) to the treatment site.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006 [0006, 0015]DE 102006 [0006, 0015]
  • EP 2462785 B1 [0006, 0015]EP 2462785 B1 [0006, 0015]

Claims (9)

Vorrichtung zum Aufsetzen auf eine Plasmaquelle, umfassend ein Gehäuse (3), welches einen Raum zwischen einer Plasmaquelle (5) und dem Gehäuse (3) begrenzt, wobei das Gehäuse (3) eine Austrittsöffnung und eine Einlassöffnung umfasst, und wobei um die Einlassöffnung, auf der die Plasmaquelle (5) aufgesetzt wird, ein Dichtelement (4) angeordnet ist, das dafür konfiguriert ist, den Raum zwischen der Plasmaquelle (5) und der Einlassöffnung (3) abzuschließen; und ein Applikator mit einem proximalen Ende, wobei das proximal Ende des Applikators ein Applikatorrohr (1) umfasst und fluidverbunden mit der Austrittsöffnung des Gehäuses (3) ist.Device for placing on a plasma source, comprising a housing (3) which delimits a space between a plasma source (5) and the housing (3), the housing (3) comprising an outlet opening and an inlet opening, and around the inlet opening on which the plasma source (5) is placed a sealing element (4) is arranged which is configured to close the space between the plasma source (5) and the inlet opening (3); and an applicator with a proximal end, the proximal end of the applicator comprising an applicator tube (1) and being fluidly connected to the outlet opening of the housing (3). Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Plasmaquelle (5) eine Vorrichtung für die Erzeugung eines kalten Plasmastrahls ist, vorzugsweise wobei die Vorrichtung ein Plasma-Handgerät ist.Device according to Claim 1 , wherein the plasma source (5) is a device for generating a cold plasma jet, preferably wherein the device is a hand-held plasma device. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Dichtelement (4) ein Dichtungsring ist.Device according to Claim 1 or 2 , wherein the sealing element (4) is a sealing ring. Vorrichtung nach Anspruch 1-3, wobei das Applikatorrohr (1) lösbar an dem Applikator befestigt ist.Device according to Claim 1 - 3 , wherein the applicator tube (1) is detachably attached to the applicator. Vorrichtung nach Anspruch 1-4, wobei das proximale Ende des Applikators eine Steckverbindung (2) umfasst, die zum Verbinden mit dem Applikatorrohr (1) geeignet ist.Device according to Claim 1 - 4 , wherein the proximal end of the applicator comprises a plug connection (2) which is suitable for connecting to the applicator tube (1). Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Steckverbindung (2) ein Luer-Lock-Anschluss ist.Device according to Claim 5 , whereby the plug connection (2) is a Luer lock connection. Vorrichtung nach Anspruch 1-6, wobei das Applikatorrohr (1) geeignet ist, die durch die Plasmaquelle (5) erzeugten reaktiven Spezies (6) zum Behandlungsort zu leiten.Device according to Claim 1 - 6 , wherein the applicator tube (1) is suitable for directing the reactive species (6) generated by the plasma source (5) to the treatment site. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Applikatorrohr (1) so konfiguriert ist, dass tiefe oder verdeckte Behandlungsorte erreicht werden können.Device according to Claim 7 , wherein the applicator tube (1) is configured so that deep or hidden treatment locations can be reached. Vorrichtung nach Anspruch 1-8, wobei das Applikatorrohr (1) ein Schlauch oder ein Katheter ist.Device according to Claim 1 - 8th , wherein the applicator tube (1) is a tube or a catheter.
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