EP4091188A1 - Vorrichtung zur erzeugung einer dielektrischen barriereentladung und verfahren zur behandlung eines zu aktivierende objekts - Google Patents

Vorrichtung zur erzeugung einer dielektrischen barriereentladung und verfahren zur behandlung eines zu aktivierende objekts

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EP4091188A1
EP4091188A1 EP20841894.7A EP20841894A EP4091188A1 EP 4091188 A1 EP4091188 A1 EP 4091188A1 EP 20841894 A EP20841894 A EP 20841894A EP 4091188 A1 EP4091188 A1 EP 4091188A1
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EP
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dielectric
activated
active
metallization
chamber
Prior art date
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Application number
EP20841894.7A
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Dariusz Korzec
Stefan Nettesheim
Florian Freund
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TDK Electronics AG
Original Assignee
TDK Electronics AG
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Publication date
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    • H10N30/40—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and electrical output, e.g. functioning as transformers

Definitions

  • the present invention relates to a device for generating a dielectric barrier discharge for treating an object to be activated with non-thermal atmospheric pressure plasma and a method for treating an object to be activated with non-thermal atmospheric pressure plasma.
  • the object to be activated can be, for example, an implant that is intended to be inserted in a human or animal body. However, it can also be another object in which a hydrophilization of the surface is desired.
  • hydrophilic implants have significantly increased stability during the healing process and better ingrowth behavior (osseointegration).
  • Implants are usually made of materials that have hydrophilic surfaces, for example titanium, for example grade 4, or zirconium oxide.
  • organic contamination can make the surface of the implant hydrophobic. These organic contaminants can arise, for example, during the manufacture or storage of the implants.
  • the hydrophilization of the surface is intended to achieve that Replace hydrocarbon groups that arise on the surface through organic contamination with hydrophilic OH groups. Since such a hydrophilization in air is not permanently stable, it should take place shortly before the implant is inserted. It is advantageous if the hydrophilization can be carried out within a short time in order to change the workflow when inserting the implant as little as possible.
  • a method for hydrophilizing implants is known from WO 2015/087326 A1, in which a plasma is ignited in a completely closed container or packaging in which an implant is delivered. After the plasma process, the container is opened and the implant is transplanted into a biological environment. It is very costly for the manufacturers of implants to develop, approve and manufacture a packaging or a container that is sterile, tight and compatible with the plasma generator. Only implants that come from manufacturers who use this packaging are compatible with the device. The device can therefore not be used for any implant.
  • the object of the present invention is now to provide an improved device for plasma treatment of objects to be activated which, for example, does not require any specific packaging of the object to be activated. Another object is to provide an improved method for plasma treatment.
  • a device for generating a dielectric barrier discharge for treating an object to be activated with non-thermal atmospheric pressure plasma has a dielectric active chamber and a high voltage source.
  • the effective dielectric chamber has a wall made of a dielectric material, which encloses an effective space, with a metallization being applied to an outer side of the wall facing away from the effective space.
  • the active space is an open volume.
  • the high voltage source is designed to apply a high voltage to the metallization or to the object to be activated.
  • a non-encapsulated volume or a non-closed volume can be referred to here as an “open volume”.
  • An open volume can be characterized in that gases, for example air, can escape from the volume and that gases, for example air, can escape from the Environment can enter the volume.
  • An open volume can be described as a volume that is not hermetically sealed by a packaging or a container.
  • the device can carry out a plasma treatment on any object which is dimensioned in such a way that it can be introduced into the active chamber.
  • the device is not limited to specific implants, which are arranged, for example, in a specific packaging. As a result, the device can be used universally. Since the active space is an open volume and a plasma ignition can be generated between the metallization and the object to be activated itself, no special requirements need to be met for encapsulation of the object to be activated. Rather, such encapsulation can be dispensed with.
  • the effective space of the dielectric effective chamber is not a closed volume. Rather, the active space can have an inlet and an outlet, so that an air stream can flow through the active space. Alternatively, the active space can only have one entrance.
  • the metallization can be a metal layer applied to the wall with a material fit.
  • the metallization can be separated from the wall by a gap with a small gap.
  • the metallization can be applied to the wall, for example, by means of a plug connection.
  • the wall made of the dielectric material separates the metallization and the object to be activated, the high-voltage source being designed to apply a high voltage between the metallization and the object.
  • the wall can act as a dielectric barrier and thus ensure that the plasma is ignited by a dielectric barrier discharge between the metallization and the object to be activated.
  • the metallization can act as an electrode. In the case of a dielectric barrier discharge, the plasma is largely ignited directly at the dielectric barriers.
  • a surface of the object to be activated can also act as a dielectric barrier.
  • Plasma can thus be ignited directly on the surface of the object to be activated.
  • the plasma can activate and hydrophilize the surface of the object with a high efficiency.
  • Plasma ignition by means of a dielectric barrier discharge offers several advantages for the hydrophilization of an object. With the dielectric barrier discharge, a large part of the plasma is ignited directly on the dielectric barriers. Accordingly, a lot of plasma is ignited on the surface of the object and activates this surface in the process. In the case of dielectric barrier discharges, the plasma ignition takes place in distributed micro-discharges so that the object can be activated evenly over its entire surface. Dielectric barrier discharges generate oxygen species that contribute to the hydrophilization of the surface of the object. In the case of dielectric barrier discharges, local energy densities that are too high are not achieved, so that damage to the object to be activated can be avoided.
  • the object to be activated can be treated at ambient pressure.
  • An ambient pressure can be present in the active chamber. Accordingly, the pumping out of a low-pressure chamber can be dispensed with.
  • the devices used are accordingly more compact, more mobile and cheaper than devices based on a device with a low-pressure chamber.
  • the method can be carried out significantly faster, since the step of pumping out the low-pressure chamber, which usually takes several minutes, can be dispensed with. Since the plasma can also burn directly on the object to be activated, the plasma treatment step can also be significantly shorter. Overall, the device thus enables the object to be activated to be treated quickly. This makes it possible to integrate the plasma treatment for hydrophilization into work processes. Intermediate storage of the object to be activated can be avoided.
  • the device can also have a receptacle which is designed to receive the object to be activated and to move it into the active space.
  • the device can be designed in such a way that the object to be activated only comes into direct mechanical contact with the receptacle. A contamination of the object by the wall of the dielectric active chamber or by the high voltage source can be excluded.
  • the receptacle can be a mechanical element that is designed to grip and hold the object to be activated.
  • the receptacle can be designed to move the object to be activated along a defined path.
  • the receptacle can also be designed to apply an electrical potential to the object to be activated.
  • the receptacle can be designed to move the object to be activated in the active space in a rotational movement and / or in a translational movement.
  • the receptacle can either be moved by hand or by a mechanical drive, for example a motor. Due to the rotational and translational movement of the object to be activated within the active space, ensure that the object to be activated is treated evenly with plasma.
  • the object to be activated can be an implant that is treated with non-thermal atmospheric pressure plasma before medical treatment. It can be a dental implant, for example.
  • the plasma treatment of the implant is carried out before the medical treatment.
  • the device makes it possible to carry out the plasma treatment of the implant in a short period of time, so that the plasma treatment can be carried out immediately before the start of the medical treatment and there is no need for intermediate storage.
  • the high-voltage source can be designed to generate a dielectric barrier discharge between the object to be activated and the metallization.
  • Atmospheric pressure is preferably present in the active space.
  • the pressure in the active space can be less than 1 atm. Atmospheric pressure in the active space offers the advantage that the step of pumping out the active space can be dispensed with and the method can thereby be carried out more quickly.
  • the device is designed to hydrophilize a surface of the object to be activated by treatment with non-thermal atmospheric pressure plasma.
  • the device can have a base unit which has an opening for receiving the active dielectric chamber. All elements of the device which are reusable, ie which can be used for several plasma treatments of various objects, can be arranged in the base unit. In particular, the high-voltage source can be arranged in the base unit.
  • the base unit can have a closed housing in which the opening for receiving the active dielectric chamber is formed.
  • the active dielectric chamber can be designed to be inserted into the opening of the base unit before the plasma treatment and to be removed from the opening of the base unit after the plasma treatment has been carried out. Accordingly, the active dielectric chamber is a disposable product that is only used for a single plasma treatment. A correspondingly configured dielectric active chamber can be selected for each plasma treatment. For example, the device can have a set of different dielectric active chambers which enable different plasma treatments.
  • the wall of the dielectric active chamber can have a region which is arranged at an entrance of the dielectric active chamber and in which the wall has a greater thickness than in another region. This area can form a collar.
  • the entrance of the dielectric active chamber can be an opening of the dielectric active chamber through which the object to be activated can be introduced into the active space.
  • the area of increased thickness can serve several purposes. It can form a support for the active dielectric chamber on the base unit and thereby enable the active dielectric chamber to be positioned in a defined manner on the base unit.
  • the area of increased thickness can also form a support surface for the receptacle and thus make it possible for the receptacle and the object to be activated held by the receptacle to be arranged at a defined position relative to the active dielectric chamber.
  • the area of increased thickness can also provide insulation between the metallization and the receptacle.
  • the metallization can be a continuous sleeve-shaped metallization or have a plurality of annular sections separated from one another.
  • a sleeve-shaped metallization can enable a uniform plasma treatment of a large implant and thereby further reduce the treatment time.
  • Annular metallizations have the advantage that their capacitance and thus the parasitic load between the electrode and the implant are reduced.
  • the field strength at the edges of the annular metallization is particularly high.
  • Another alternative is a single ring-shaped segment, the size of which is smaller than the dimensions of the object to be treated.
  • the object to be treated can be moved relative to the ring-shaped segment in such a way that it is ensured that all surfaces of the object to be treated are adequately treated with plasma.
  • the high voltage source can have a piezoelectric transformer.
  • a high voltage can be applied from an output side of the piezoelectric transformer either tapped via a mechanical contact and applied to the electrode or the object to be activated, or transmitted from the output area of the piezoelectric transformer to the electrode or the object to be activated by means of a contactless spark gap.
  • Piezoelectric transformers have the advantage, among other things, that they can be operated with a low input voltage, even with a battery, and can accordingly be configured as mobile devices.
  • the device can have a fan and / or a filter element.
  • the fan and the filters can be arranged in the base unit.
  • the fan can be arranged in such a way that it generates an air flow through the active space through which the object to be activated is cooled.
  • the filter can be an ozone filter that can prevent an excessive ozone concentration outside the base unit.
  • the active space can be filled with air.
  • the device can be designed to carry out a plasma treatment with air as the process gas.
  • the active dielectric chamber can be a replaceable, disposable item.
  • An inside diameter of the wall of the dielectric active chamber can be between 4 mm and 7 mm.
  • the wall should not have an inside diameter that is larger than necessary to achieve the highest possible field strengths inside the pipe.
  • To Activation of the surface of the object to be activated should have a field strength of at least 5 kV / mm inside the pipe.
  • the present invention relates to a method for treating an object to be activated with a non-thermal atmospheric pressure plasma, which has the following steps:
  • a dielectric active chamber Removing a dielectric active chamber from a sterile packaging, wherein the dielectric active chamber has a wall made of a dielectric material which encloses an active space, and a metallization is applied to an outside of the wall facing away from the active space,
  • the process can last less than 90 seconds, preferably less than 60 seconds, in particular less than 30 seconds.
  • the active space can be an open volume.
  • the object to be activated can be removed from a sterile sleeve immediately before it is introduced into the active space.
  • the object to be activated can be gripped with a receptacle and inserted into the active space by means of the receptacle.
  • the method according to the second aspect can be carried out with the device described above.
  • FIG. 1 schematically shows a device for generating a dielectric barrier discharge.
  • FIG. 2 shows the device shown in FIG. 1 in a higher degree of detail.
  • FIG. 3 shows a dielectric active chamber in a sterile packaging.
  • FIGS. 4, 5 and 10 show alternative exemplary embodiments of a dielectric active chamber.
  • FIGS. 6 to 9 show alternative exemplary embodiments of the device for generating a dielectric barrier discharge.
  • FIG. 1 shows schematically a device for generating a dielectric barrier discharge which is designed to treat an object 1 to be activated with a non-thermal atmospheric pressure plasma.
  • the object 1 to be activated is an implant which is designed to be used in a human or animal body. In particular, it is a dental implant. However, the device is also designed to treat other objects with the non-thermal atmospheric pressure plasma.
  • the object 1 to be activated can be made of titanium, in particular titanium, for example grade 4, or zirconium oxide. Both materials are common for implants.
  • the object 1 to be treated can have a metal, a plastic or a ceramic.
  • the surface of the object 1 is hydrophilized by the treatment with non-thermal atmospheric pressure plasma. It is known that the healing time of an implant is significantly shortened and that its ingrowth behavior (osseointegration) is significantly improved if the surface of the implant is hydrophilic. In addition, the healing process for hydrophilic objects is more stable.
  • Pure titanium surfaces are hydrophilic and can therefore be wetted very well with water or blood.
  • organic contamination can make the surface hydrophobic.
  • Such impurities can arise, for example, during manufacture or during storage of the implant.
  • the device has a dielectric active chamber 2.
  • the effective dielectric chamber 2 has a wall 3 made of a dielectric material, which encloses an effective space 4.
  • the active space 4 is an open volume.
  • the wall 3 is sleeve-shaped in the embodiment shown in FIG.
  • the dielectric active chamber 2 has an entrance 2a through which the object 1 to be treated is introduced into the active space 4 can be, and an output 2b.
  • the output 2b is opposite the input 2a.
  • An air stream can flow through the active space 4 from the inlet 2a to the outlet 2b.
  • the material of the wall 3 is chemically inert, so that chemical contamination of the object 1 to be activated is avoided during the plasma treatment.
  • the wall 3 can for example have a quartz, a glass or aluminum oxide.
  • a thickness D of the wall 3 is between 0.5 mm and 3.0 mm, preferably between 1.0 mm and 2.0 mm.
  • the thickness D of the wall can be 1.5 mm.
  • Such thicknesses D of the wall 3 make it possible for the wall 3 to act as a dielectric barrier during the plasma discharge.
  • the thickness D indicates the distance from an inside 7 of the wall 3 and an outside 5 of the wall 3.
  • the wall 3 encloses the active space 4. Atmospheric pressure can be present in the active space 4. With the device it is not necessary to lower the pressure in the active space 4 to a low pressure before the plasma treatment. In alternative exemplary embodiments of the device, however, the pressure in the active space 4 can be lowered so that the pressure in the active space 4 is less than one atmosphere.
  • the active space 4 is filled with air.
  • the active space 4 is filled with a different process gas.
  • An outer side 5 of the wall pointing away from the active space 4 can be partially or completely covered with a metallization 6 be coated.
  • the metallization 6 forms an electrode.
  • the metallization 6 consists of an electrically conductive material, for example copper or silver.
  • the metallization 6 can be sputtered on or applied by electroplating. Further possibilities for applying the metallization 6 are the use of an adhesive film, a metal hose pressed onto the pipe or a conductive spray paint.
  • the metallization 6 completely encloses the cylindrical wall 3 along the outer circumference of the wall 3.
  • the length L of the metallization 6 indicates the extent of the metallization 6 in a longitudinal direction.
  • the longitudinal direction runs along the axis of symmetry of the cylindrical wall 3 of the active dielectric chamber.
  • the length L of the metallization 6 should be adapted to the length of the object 1 to be treated.
  • the length L of the metallization 6 can be between 10 mm and 30 mm.
  • a length of the metallization 6 of 20 mm can be selected.
  • Metallizations 6 with such lengths L are sufficient to completely enclose conventional dental implants and thus to ensure that the entire implant is treated at the same time.
  • the metallization 6 can also be made longer, since plasma ignitions only occur between the electrode and the implant.
  • the length L of the metallization 6 can also be selected to be significantly smaller than the length of the object 1 to be treated.
  • the object 1 to be treated must be moved in the longitudinal direction relative to the metallization 6 in such a way that it is ensured that the object 1 is completely treated with plasma.
  • the metallization 6 is connected to a high-voltage source 9 via a contact 8.
  • the high voltage source 9 is designed to generate a high voltage and to apply this to the metallization 6.
  • the high-voltage source 9 can be a piezoelectric transformer. A high voltage generated in the output area of the piezoelectric transformer is tapped and applied to the metallization 6 via the contact 8. Also alternative
  • High-voltage sources 9 which provide a high-voltage alternating voltage can be used.
  • the device has a receptacle 10 which is designed to grip the object 1 to be treated and to introduce it into the active space 4.
  • the object 1 to be treated is connected to a reference potential, in particular a ground potential, via the receptacle 10.
  • the receptacle 10 is designed to introduce the object 1 to be treated into the active space 4 in a linear movement.
  • the receptacle 10 can be designed to move the object 1 to be treated in a linear movement within the active space 4. For example, it can be an up and down movement.
  • the receptacle 10 is designed to rotate the object 1 to be treated in a rotational movement within the active space 4. The linear and rotational movement of the object 1 to be treated within the active space 4 can ensure that the surface of the object 1 to be treated is treated uniformly with the plasma.
  • the object 1 to be treated acts as a counter electrode the plasma discharge, the electrode being formed by the metallization 6 of the wall 3.
  • the wall 3 acts as a dielectric barrier between the metallization 6 and the object 1 to be treated.
  • a plasma ignition occurs through a dielectric barrier discharge, in which the plasma is generated directly on the surface of the object 1 to be treated.
  • the receptacle 10 can be a tool that is either moved by hand or that is connected to a mechanical drive. It can also be a torque ratchet or a key, for example.
  • FIG. 2 shows the device shown in FIG. 1 in a higher degree of detail.
  • the device also has a base unit 11 with a housing 12 into which the active dielectric chamber 2 is inserted.
  • the active dielectric chamber 2 is designed as a sterile interchangeable unit. It is inserted into the housing 12 immediately before the plasma treatment.
  • the base unit 11 has an opening into which the dielectric active chamber 2 is inserted.
  • the high-voltage source 9 and possibly further elements are arranged in the base unit 11.
  • a control unit 13 for controlling the high-voltage source 9 is arranged in the base unit 11.
  • the control unit 13 has interfaces for interaction with a user.
  • the control unit 13 has a display and function keys.
  • the base unit 11 can have a fan 14.
  • the fan 14 can ensure a constant flow of air through the active chamber 2. This can ensure that the object to be treated 1 through the air flow is cooled and is not overheated during the plasma treatment.
  • the base unit 11 can have a filter 15 which is arranged between the dielectric active chamber 2 and an air outlet of the fan 14.
  • the filter 15 can in particular be designed to filter out ozone. Ozone is a by-product of plasma treatment and can be harmful to health if the concentration is too high. By adding the ozone filter 15, it can be ensured that excessive ozone concentrations outside the housing 12 cannot occur.
  • the components of the device which do not have to be immersed after each plasma treatment of an object 1 to be activated are permanently arranged in the base unit 11. These include the high voltage source 9, the control unit 13, the fan 14 and the filter 15.
  • the active dielectric chamber 2 is inserted into the base unit 11.
  • the dielectric active chamber 2 is arranged in such a way that the metallization 6 with the
  • High voltage supply 9 is electrically contacted, so that the high voltage supply 9 applies a high voltage to the metallization 6.
  • the metallization 6 is connected to the contact 8.
  • the object 1 to be treated can then be introduced into the active space 4 by means of the receptacle 10.
  • the object 1 to be treated is gripped by the receptacle 10 and through the entrance 2a of the dielectric active chamber 2 used.
  • the plasma treatment now begins, the object 1 to be treated being moved by means of the receptacle 10 during the plasma treatment.
  • the plasma treatment lasts less than 90 seconds, preferably less than 60 seconds, in particular less than 30 seconds.
  • the object 1 to be activated and then the active dielectric chamber 2 are first removed from the base unit 11.
  • the object 1 to be activated can be removed from the active dielectric chamber 2 and, for example, the medical treatment with the step of inserting the implant can be started immediately. Interim storage of the object 1 to be treated is not necessary. Due to the short duration of the plasma treatment, the plasma treatment can be carried out immediately before the medical treatment for the insertion of the implant.
  • the wall of the active dielectric chamber 2 has an area 16 in the area of the entrance 2a, the thickness of which is greater than the thickness of the wall 3 in the remaining area of the active dielectric chamber 2. Due to the increased thickness, the area 16 forms a collar of the active dielectric chamber 2. The area 16 forms a support which rests on the housing 12 when the dielectric active chamber 2 is arranged in the opening of the base unit 11. In this way, the effective dielectric chamber 2 can be stably positioned on the base unit 11. This ensures that the dielectric active chamber 2 is arranged in a defined position. Furthermore, the area 16 of increased thickness serves as a support for the receptacle 10 when an object 1 to be activated is inserted from the receptacle 10 into the heating chamber 2.
  • the area 16 of increased thickness also serves to isolate between the metallization 6 and the receptacle 10. Furthermore, the area 16 of the increased thickness ensures a seal for the housing 12, so that at the opening of the housing 12 into which the electrical active chamber 2 is inserted is, only a little ozone escapes.
  • FIG. 3 shows the dielectric active chamber 2 in a sterile packaging 17.
  • the dielectric active chamber 2 is only used once in the plasma treatment and must be disposed of after the plasma treatment has been carried out. Before the next plasma treatment, a new dielectric active chamber 2 must be inserted into the base unit 11. In this way, it can be made possible that cleaning of the high-voltage source 9, which would be very expensive, can be avoided.
  • the active dielectric chamber 2 is removed from the sterile packaging 17. This ensures that the active dielectric chamber 2 is not contaminated.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of the dielectric active chamber 2.
  • the wall 3 additionally has a base 18 which closes the exit of the active chamber.
  • This active dielectric chamber can also be inserted into the housing.
  • FIG. 5 shows a further alternative exemplary embodiment of the dielectric active chamber 2.
  • an active substance 19 is additionally arranged on the bottom of the active chamber 2.
  • the Active substance 19 can be a process gas or a liquid. If the active substance 19 is supplied with a given vapor pressure in the case of a dielectric barrier discharge, new species can arise in the gas phase that have a strong oxidizing character or that have a reducing character, or chemically reactive fragments can be released, with rough glass-like layers forming on the object to be activated be able.
  • the active substance 19 can comprise water or hydrogen peroxide, as a result of which an oxidation can be brought about during the dielectric barrier discharge.
  • the active substance 19 can contain hydrogen, which has a reducing effect on the dielectric barrier discharge.
  • the active substance 19 can be HMDSO or TEOS organosilicon compounds which are applied by means of PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) and which release chemically reactive fragments.
  • the metallization 6 has an outwardly protruding projection 6 a, which enables contact to be made with the metallization 6. Furthermore, the metallization 6 is covered by an insulation 6b, the projection 6a protruding from the insulation 6b and thus remaining free from the insulation 6b. The insulation 6b protects the metallization 6. The projection 6a enables contact to be made with the metallization 6 despite the insulation 6b.
  • the active chambers 2, which are shown in the previous figures, can also have a metallization 6 with the outwardly protruding projection 6a and the insulation 6b.
  • Figure 6 shows an alternative embodiment of the device.
  • the high voltage source 9 in this case a piezoelectric transformer, is not connected directly to the metallization 6 on the dielectric active chamber 2 via a line or the contact 8. Instead, the energy transfer between the high-voltage source 9 and the metallization 6 takes place without contact, for example via a discharge or a spark gap.
  • Figure 7 shows a further alternative embodiment.
  • the high-voltage source 9 is not connected to the metallization 6 on the active dielectric chamber 2, but to the object 1 to be treated. Accordingly, a high voltage is applied to the object 1 to be treated.
  • the metallization 6 on the dielectric active chamber 2 is connected to the reference potential. Exactly as in the previous exemplary embodiments, a dielectric discharge and a plasma ignition occur due to the potential difference between the surface of the object 1 to be treated and the metallization 6.
  • the wall 3 of the active dielectric chamber 2 also acts here as a dielectric barrier.
  • FIG. 8 shows a further embodiment.
  • several, for example three, piezoelectric transformers are arranged as high-voltage sources 9 around the active dielectric chamber 2.
  • the piezoelectric transformers are operated openly, i.e. the energy is transferred, as also shown in Figure 5, via a spark gap or a discharge.
  • High-voltage sources 9 can reduce the energy loss that inevitably occurs with contactless energy transmission, be balanced.
  • the object 1 to be activated is rotated in the active space 4 during the plasma treatment.
  • FIG. 9 shows a further alternative exemplary embodiment in which a first high-voltage source 9, which is a piezoelectric transformer, is arranged on a longitudinal side of the active chamber 2 and transfers energy to the metallization 6 in a contactless manner.
  • a second high-voltage source in particular a second piezoelectric transformer, is arranged under the base 18 of the active dielectric chamber 2.
  • a metallization 6 is applied and the piezoelectric transformer transmits a high voltage 9 to it.
  • the second high-voltage source 9 could be electrically connected to the metallization 6 via a contact 8.
  • FIG. 10 shows a further exemplary embodiment of the active dielectric chamber 2.
  • the metallization 6 is not continuous, but consists of several separate annular metallizations 6.
  • Each ring of the metallizations 6 can, for example, have a length in a range of 1 mm to 3 mm, with a surface with an extension in the longitudinal direction between 0.5 mm and 2.0 mm free of a metallization 6 being arranged between two rings.
  • the ring-shaped configuration of the metallization 6 leads to a reduction in the capacitance, as a result of which a parasitic load is reduced. This reduces the energy consumption of the device and fewer reactive currents flow.
  • the field strength at the edges of the rings is particularly high, which enables particularly efficient plasma treatment.
  • only a single ring could be used as the metallization 6 and the object 1 to be treated could be moved sufficiently in the longitudinal direction to ensure that it is treated over its entire surface.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung zur Behandlung eines zu aktivierenden Objekts (1) mit nichtthermischem Atmosphärendruckplasma, aufweisend eine dielektrische Wirkkammer (2), die eine Wand (3) aus einem dielektrischen Material aufweist und die einen Wirkraum (4) umschließt, wobei auf einer vom Wirkraum (4) wegweisenden Außenseite (5) der Wand (3) eine Metallisierung (6) aufgebracht ist, wobei der Wirkraum (4) ein offenes Volumen ist, und eine Hochspannungsquelle (9), die dazu ausgestaltet ist, an die Metallisierung (6) oder an das zu aktivierende Objekt (1) eine Hochspannung anzulegen, wenn das zu aktivierende Objekt (1) im Wirkraum (4) ist. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung eines zu aktivierende Objekts (1) mit einem nichtthermischen Atmosphärendruckplasma.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung und Verfahren zur Behandlung eines zu aktivierende Objekts
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung zur Behandlung eines zu aktivierenden Objektes mit nicht thermischem Atmosphärendruckplasma sowie ein Verfahren zur Behandlung eines zu aktivieren Objekt mit nicht-thermischem Atmosphärendruckplasma .
Bei dem zu aktivierenden Objekt kann es sich beispielsweise um ein Implantat handeln, das dazu vorgesehen ist in einem menschlichen oder tierischen Körper eingesetzt zu werden. Es kann sich jedoch auch um ein anderes Objekt handeln, bei dem eine Hydrophilisierung der Oberfläche gewünscht ist.
Es ist bekannt, dass bei Implantaten, beispielsweise im Dentalbereich, eine Einheilzeit wesentlich verkürzt wird, wenn das Implantat hydrophil ist. Zusätzlich weisen hydrophile Implantate gegenüber hydrophoben Implantaten eine wesentlich erhöhte Stabilität während des Einheilprozesses und ein besseres Einwachsverhalten (Osseointegration) auf. Implantate werden üblicherweise aus Materialien gefertigt, die hydrophile Oberflächen aufweisen, beispielsweise Titan, z.B. vom Grad 4, oder Zirkonoxid. Durch organische Verunreinigungen kann die Oberfläche des Implantates jedoch hydrophob werden. Diese organischen Verunreinigungen können beispielsweise während der Herstellung oder der Lagerung der Implantate entstehen. Durch die Hydrophilisierung der Oberfläche soll es erreicht werden, die Kohlenwasserstoffgruppen, die durch die organische Verunreinigung an der Oberfläche entstehen durch hydrophile OH-Gruppen zu ersetzen. Da eine solche Hydrophilisierung an Luft nicht dauerstabil ist, sollte sie kurz vor dem Einsetzen des Implantats erfolgen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Hydrophilisierung innerhalb einer kurzen Zeit durchgeführt werden kann, um den Arbeitsablauf beim Einsetzen des Implantates möglichst wenig zu verändern.
Aus WO 2015/087326 Al ist ein Verfahren zur Hydrophilisierung von Implantaten bekannt, bei dem ein Plasma in einem vollständig verschlossenen Behälter oder einer Verpackung, in der ein Implantat angeliefert wird, gezündet wird. Nach dem Plasmaprozess wird der Behälter geöffnet und das Implantat wird in eine biologische Umgebung verpflanzt. Es ist für die Hersteller von Implantaten mit hohem Aufwand verbundenen, eine Verpackung bzw. einen Behälter zu entwickeln, zuzulassen und zu fertigen, die bzw. der steril, dicht und kompatibel mit dem Plasmagenerator ist. Nur Implantate, die von Herstellern kommen, die diese Verpackung verwenden, sind mit der Vorrichtung kompatibel.Die Vorrichtung kann somit nicht für jedes beliebige Implantat verwendet werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, eine verbesserte Vorrichtung zur Plasmabehandlung von zu aktivierenden Objekten anzugeben, die beispielsweise keine spezifische Verpackung des zu aktivierenden Objekts erfordert. Eine weitere Aufgabe ist es ein verbessertes Verfahren zur Plasmabehandlung anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß dem zweiten unabhängigen Anspruch gelöst. Es wird eine Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung zur Behandlung eines zu aktivierenden Objektes mit nicht-thermischen Atmosphärendruckplasma vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist eine dielektrische Wirkkammer und eine Hochspannungsquelle auf. Die dielektrische Wirkkammer weist eine Wand aus einem dielektrischen Material auf, die einen Wirkraum umschließt, wobei auf einer vom Wirkraum wegweisenden Außenseite der Wand eine Metallisierung aufgebracht ist. Der Wirkraum ist dabei ein offenes Volumen. Die Hochspannungsquelle ist dazu ausgestaltet, an die Metallisierung oder an das zu aktivierende Objekt eine Hochspannung anzulegen.
Als „offenes Volumen" kann hier ein nicht-verkapseltes Volumen bzw. ein nicht-verschlossenes Volumen bezeichnet werden. Ein offenes Volumen kann sich dadurch auszeichnen, dass Gase, z.B. Luft, aus dem Volumen austreten können und dass Gase, z.B. Luft, aus der Umgebung in das Volumen eintreten können. Als offenes Volumen kann ein Volumen bezeichnet werden, das nicht durch eine Verpackung oder ein Behälter luftdicht abgeschlossen ist.
Die Vorrichtung kann eine Plasmabehandlung an jedem Objekt durchführen, das derart dimensioniert ist, dass es in die Wirkkammer eingeführt werden kann. Die Vorrichtung ist nicht auf bestimmte Implantate, die beispielsweise in einer bestimmten Verpackung angeordnet sind, begrenzt. Dadurch ist die Vorrichtung universell einsetzbar. Da der Wirkraum ein offenes Volumen ist und eine Plasmazündung zwischen der Metallisierung und dem zu aktivierenden Objekt selbst erzeugt werden kann, sind keine besonderen Anforderungen an eine Verkapselung des zu aktivierenden Objekts zu erfüllen. Vielmehr kann auf eine derartige Verkapselung verzichtet werden.
Der Wirkraum der dielektrischen Wirkkammer ist kein abgeschlossenes Volumen. Vielmehr kann der Wirkraum einen Eingang und einen Ausgang aufweisen, so dass ein Luftstrom durch den Wirkraum hindurchfließen kann. Alternativ kann der Wirkraum nur einen Eingang aufweisen.
Die Metallisierung kann eine materialschlüssig auf der Wand aufgebrachte Metallschicht sein. Alternativ kann die Metallisierung von der Wand durch einen Spalt mit einem geringen Spaltmaß getrennt sein. Dazu kann die Metalliserung beispielsweise mittels einer Steckverbindung auf der Wand aufgebracht sein.
Die Wand aus dem dielektrischen Material trennt die Metallisierung und das zu aktivierende Objekt, wobei die Hochspannungsquelle dazu ausgelegt ist, zwischen der Metallisierung und dem Objekt eine Hochspannung anzulegen. Dabei kann die Wand als dielektrische Barriere wirken und so dafür sorgen, dass Plasma durch eine dielektrische Barriereentladung zwischen der Metallisierung und dem zu aktivierenden Objekt gezündet wird. Die Metallisierung kann dabei als Elektrode wirken. Das Plasma wird bei einer dielektrischen Barriereentladung zu einem Großteil unmittelbar an den dielektrischen Barrieren gezündet. Neben der Innenseite der Wand kann auch eine Oberfläche des zu aktivierenden Objekts als dielektrische Barriere wirken.
Somit kann unmittelbar auf der Oberfläche des zu aktivierenden Objektes Plasma gezündet werden.
Dementsprechend kann das Plasma die Oberfläche des Objektes mit einem hohen Wirkungsgrad aktivieren und hydrophilisieren. Für die Hydrophilisierung eines Objekts bietet die Plasmazündung mittels einer dielektrischen Barriereentladung mehrere Vorteile. Bei der dielektrischen Barriereentladung wird ein Großteil des Plasmas unmittelbar auf den dielektrischen Barrieren gezündet. Dementsprechend wird viel Plasma auf der Oberfläche des Objekts gezündet und aktiviert diese Oberfläche dabei. Bei dielektrischen Barriereentladungen erfolgt die Plasmazündung in flächig verteilten Mikroentladungen, so dass das Objekt gleichmäßig über seine gesamte Oberfläche aktiviert werden kann. Bei dielektrischen Barriereentladungen werden Sauerstoffspezies erzeugt, die zur Hydrophilisierung der Oberfläche des Objekts beitragen. Bei dielektrischen Barriereentladungen werden keine zu hohen lokalen Energiedichten erreicht, so dass eine Beschädigung des zu aktivierenden Objekts vermieden werden kann.
Die Behandlung des zu aktivierenden Objektes kann dabei bei Umgebungsdruck stattfinden. In der Wirkkammer kann ein Umgebungsdruck vorliegen. Dementsprechend kann auf das Abpumpen einer Niederdruckkammer verzichtet werden. Die verwendeten Geräte sind dementsprechend gegenüber Geräten, die auf einer Vorrichtung mit einer Niederdruckkammer basieren, kompakter, mobiler und kostengünstiger. Außerdem kann das Verfahren deutlich schneller durchgeführt werden, da auf den Schritt des Abpumpens der Niederdruckkammer verzichtet werden kann, der üblicherweise mehrere Minuten dauert. Da zudem das Plasma direkt auf dem zu aktivierenden Objekt brennen kann, kann auch der Plasmabehandlungsschritt wesentlich kürzer sein. Insgesamt ermöglicht es die Vorrichtung somit eine schnelle Behandlung des zu aktivierenden Objektes durchzuführen. Dadurch wird es ermöglicht, die Plasmabehandlung zur Hydrophilisierung in Arbeitsabläufe zu integrieren. Eine Zwischenlagerung des zu aktivierenden Objektes kann vermieden werden.
Die Vorrichtung kann ferner eine Aufnahme aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, das zu aktivierende Objekt aufzunehmen und in den Wirkraum zu bewegen.
Die Vorrichtung kann dabei derart ausgestaltet sein, dass das zu aktivierende Objekt nur mit der Aufnahme in direkten mechanischen Kontakt kommt. Eine Verunreinigung des Objektes durch die Wand der dielektrischen Wirkkammer oder durch die Hochspannungsquelle können dadurch ausgeschlossen werden.
Bei der Aufnahme kann es sich um ein mechanisches Element handeln, das dazu ausgestaltet ist, das zu aktivierende Objekt zu greifen und festzuhalten. Die Aufnahme kann dazu ausgestaltet sein, das zu aktivierende Objekt entlang eines definierten Weges zu bewegen. Die Aufnahme kann zusätzlich dazu ausgestaltet sein, ein elektrisches Potential an das zu aktivierende Objekt anzulegen.
Die Aufnahme kann dazu ausgestaltet sein, das zu aktivierende Objekt in dem Wirkraum in einer Rotationsbewegung und/oder in einer Translationsbewegung zu bewegen. Dabei kann die Aufnahme entweder von Hand bewegt werden oder durch einen mechanischen Antrieb, beispielsweise einen Motor, bewegt werden. Durch die Rotations- und die Translationsbewegung des zu aktivieren Objektes innerhalb des Wirkraums kann sichergestellt werden, dass das zu aktivierende Objekt gleichmäßig mit Plasma behandelt wird.
Das zu aktivierende Objekt kann ein Implantat sein, das vor einer medizinischen Behandlung mit nicht-thermischem Atmosphärendruckplasma behandelt wird. Es kann sich beispielsweise um ein dentales Implantat handeln. Durch die Behandlung des Implantats mit nicht-thermischem Atmosphärendruckplasma kann die Benetzbarkeit des Implantates mit Wasser beziehungsweise Blut erhöht werden, wodurch das Einwachsverhalten des Implantates verbessert wird. Die Plasmabehandlung des Implantates wird dabei vor der medizinischen Behandlung durchgeführt. Die Vorrichtung ermöglicht es, die Plasmabehandlung des Implantates in einer kurzen Zeitspanne durchzuführen, so dass die Plasmabehandlung unmittelbar vor Beginn der medizinischen Behandlung durchgeführt werden kann und auf eine Zwischenlagerung verzichtet werden kann.
Die Hochspannungsquelle kann dazu ausgestaltet sein, eine dielektrische Barriereentladung zwischen dem zu aktivierenden Objekt und der Metallisierung zu erzeugen.
In dem Wirkraum liegt vorzugsweise ein Atmosphärendruck vor. In alternativen Ausführungsbeispielen kann der Druck in den Wirkraum kleiner als 1 Atm sein. Ein Atmosphärendruck in dem Wirkraum bietet dem Vorteil, dass auf den Schritt des Abpumpens des Wirkraums verzichtet werden kann und dadurch das Verfahren schneller durchgeführt werden kann.
Die Vorrichtung ist dazu ausgestaltet, durch die Behandlung mit nicht-thermischen Atmosphärendruckplasma eine Oberfläche des zu aktivierenden Objekts zu hydrophilisieren. Die Vorrichtung kann eine Basiseinheit aufweisen, die eine Öffnung zur Aufnahme der dielektrischen Wirkkammer aufweist. Dabei können in der Basiseinheit sämtliche Elemente der Vorrichtung angeordnet sein, die wiederverwendbar sind, d.h. die für mehrere Plasmabehandlungen verschiedener Objekte verwendet werden können. Insbesondere kann die Hochspannungsquelle in der Basiseinheit angeordnet sein. Die Basiseinheit kann ein geschlossenes Gehäuse aufweisen, in dem die Öffnung zur Aufnahme der dielektrischen Wirkkammer ausgebildet ist.
Die dielektrische Wirkkammer kann dazu ausgestaltet sein, vor der Plasmabehandlung in die Öffnung der Basiseinheit eingesetzt zu werden und nach der Durchführung der Plasmabehandlung aus der Öffnung der Basiseinheit entfernt zu werden. Dementsprechend ist die dielektrische Wirkkammer ein Einwegprodukt, das lediglich für eine einzige Plasmabehandlung verwendet wird. Für jede Plasmabehandlung kann eine entsprechend ausgestaltete dielektrische Wirkkammer ausgewählt werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung ein Set verschiedener dielektrischer Wirkkammern aufweisen, die unterschiedliche Plasmabehandlungen ermöglichen.
Die Wand der dielektrischen Wirkkammer kann einen Bereich aufweist, der an einem Eingang der dielektrischen Wirkkammer angeordnet ist und in dem die Wand eine höhere Dicke aufweist als in einem anderen Bereich. Dieser Bereich kann einen Kragen bilden. Der Eingang der dielektrischen Wirkkammer kann dabei eine Öffnung der dielektrischen Wirkkammer sein, durch die das zu aktivierende Objekt in den Wirkraum eingeführt werden kann. Der Bereich der erhöhten Dicke kann mehrere Zwecke erfüllen. Er kann eine Auflage der dielektrischen Wirkkammer auf der Basiseinheit ausbilden und dabei eine definierte Positionierung der dielektrischen Wirkkammer auf der Basiseinheit ermöglichen. Der Bereich der erhöhten Dicke kann auch eine Auflagefläche für die Aufnahme bilden und es so ermöglichen, dass die Aufnahme und das von der Aufnahme gehaltene zu aktivierende Objekt an einer definierten Position zu der dielektrischen Wirkkammer angeordnet werden. Der Bereich der erhöhten Dicke kann zudem eine Isolierung zwischen der Metallisierung und der Aufnahme bieten.
Die Metallisierung kann eine durchgehende hülsenförmige Metallisierung sein oder mehrere voneinander getrennte ringförmige Abschnitte aufweisen. Eine hülsenförmige Metallisierung kann eine gleichmäßige Plasmabehandlung eines großen Implantates ermöglichen und die Behandlungszeit dadurch weiter reduzieren. Ringförmige Metallisierungen weisen den Vorteil auf, dass ihre Kapazität und damit die parasitäre Last zwischen der Elektrode und dem Implantat reduziert sind. Zudem ist die Feldstärke an den Rändern der ringförmigen Metallisierung besonders hoch. Eine weitere Alternative ist ein einzelnes ringförmiges Segment, dessen Ausdehnung kleiner ist als die Dimensionierung des zu behandelnden Objektes. Hierbei kann das zu behandelnde Objekt derart relativ zu dem ringförmigen Segment bewegt werden, dass sichergestellt ist, dass sämtliche Flächen des zu behandelnden Objektes ausreichend mit Plasma behandelt werden.
Die Hochspannungsquelle kann einen piezoelektrischen Transformator aufweisen. Dabei kann eine Hochspannung von einer Ausgangsseite des piezoelektrischen Transformators entweder über einen mechanischen Kontakt abgegriffen und an die Elektrode oder das zu aktivierende Objekt angelegt werden oder mittels einer kontaktlosen Funkenstrecke vom Ausgangsbereich des piezoelektrischen Transformators auf die Elektrode oder das zu aktivierende Objekt übertragen werden. Piezoelektrische Transformatoren weisen unter anderem den Vorteil auf, dass sie mit einer geringen Eingangsspannung, sogar mit Batterie, betrieben werden können und dementsprechend als mobile Geräte ausgestaltet werden können.
Die Vorrichtung kann einen Lüfter und/oder einen Filterelemente aufweisen. Der Lüfter und die Filter können in der Basiseinheit angeordnet sein. Der Lüfter kann derart angeordnet sein, dass er einen Luftstrom durch den Wirkraum erzeugt, durch das zu aktivierende Objekt gekühlt wird. Der Filter kann ein Ozonfilter sein, der eine zu hohe Ozonkonzentration außerhalb der Basiseinheit verhindern kann.
Der Wirkraum kann mit Luft gefüllt sein. Die Vorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, eine Plasmabehandlung mit Luft als Prozessgas durchzuführen. Der Einsatz von teuren Spezialgasen, beispielsweise Argon, ist nicht erforderlich.
Die dielektrische Wirkkammer kann ein austauschbarer Einwegartikel sein.
Ein Innendurchmesser der Wand der dielektrischen Wirkkammer kann zwischen 4 mm und 7 mm liegen. Derartige
Innendurchmesser erlauben die Aufnahme von üblichen dentalen Implantaten. Die Wand sollte keinen Innendurchmesser aufweisen, der größer als nötig ist, um möglichst hohe Feldstärken im Inneren des Rohres zu erreichen. Zur Aktivierung der Oberfläche des zu aktivierenden Objektes sollte eine Feldstärke von zumindest 5 kV/mm im Inneren des Rohres herrschen.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung eines zu aktivierende Objektes mit einem nicht-thermischen Atmosphärendruckplasma, das die folgenden Schritte aufweist:
- Entnehmen einer dielektrischen Wirkkammer aus einer sterilen Verpackung, wobei die dielektrische Wirkkammer eine Wand aus einem dielektrischen Material aufweist, die einen Wirkraum umschließt, und wobei auf einer vom Wirkraum wegweisenden Außenseite der Wand eine Metallisierung aufgebracht ist,
- Einsetzen der dielektrischen Wirkkammer in eine Öffnung einer Basiseinheit, wobei die Basiseinheit eine Hochspannungsquelle aufweist,
- Einführen des zu aktivierenden Objekts in den Wirkraum, und
- Anlegen einer Hochspannung an dem zu aktivierenden Objekt oder an der Metallisierung und dadurch Generierung einer dielektrischen Plasmaentladung zwischen dem Objekt und der Metallisierung. Das Verfahren kann weniger als 90 Sekunden dauert, vorzugsweise weniger als 60 Sekunden, insbesondere weniger als 30 Sekunden.
Der Wirkraum kann dabei ein offenes Volumen sein. Das zu aktivierende Objekt kann unmittelbar vor dem Einführen in den Wirkraum aus einer sterilen Hülle entnommen werden. Das zu aktivierende Objekt kann dabei mit einer Aufnahme gegriffen werden und mittels der Aufnahme in den Wirkraum eingesetzt werden. Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt kann mit der oben beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der beiliegenden Figuren erläutert.
Figur 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung.
Figur 2 zeigt die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung in einem höheren Detailgrad.
Figur 3 zeigt eine dielektrische Wirkkammer in einer sterilen Verpackung .
Die Figuren 4, 5 und 10 zeigen alternative Ausführungsbeispiele einer dielektrischen Wirkkammer.
Die Figuren 6 bis 9 zeigen alternative Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung .
Figur 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung, die dazu ausgestaltet ist, ein zu aktivierendes Objekt 1 mit einem nicht thermischen Atmosphärendruckplasma zu behandeln. Bei dem zu aktivierenden Objekt 1 handelt es sich um ein Implantat, das dazu ausgestaltet ist, in einem menschlichen oder tierischen Körper eingesetzt zu werden. Es handelt sich insbesondere um ein dentales Implantat. Die Vorrichtung ist jedoch auch dazu ausgestaltet, andere Objekte mit dem nicht-thermischen Atmosphärendruckplasma zu behandeln. Das zu aktivierende Objekt 1 kann beispielsweise aus Titan, insbesondere Titan vom Grad 4, oder Zirkonoxid bestehen. Beide Materialien sind für Implantate üblich. Alternativ oder ergänzend kann das zu behandelnde Objekt 1 ein Metall, einen Kunststoff oder eine Keramik aufweisen.
Durch die Behandlung mit nicht-thermischem Atmosphärendruckplasma wird die Oberfläche des Objektes 1 hydrophilisiert . Es ist bekannt, dass eine Einheilzeit eines Implantats wesentlich verkürzt wird und dass sein Einwachsverhalten (Osseointegration) wesentlich verbessert wird, wenn die Oberfläche des Implantats hydrophil ist. Zusätzlich weist der Einheilprozess bei hydrophilen Objekten eine erhöhte Stabilität auf.
Reine Titanoberflächen sind hydrophil und lassen sich dementsprechend sehr gut mit Wasser bzw. mit Blut benetzen. Durch organische Verunreinigungen kann die Oberfläche allerdings hydrophob werden. Derartige Verunreinigungen können beispielsweise bei der Herstellung oder bei der Lagerung des Implantats entstehen. Durch die Behandlung des Implantats in der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung kann unmittelbar vor dem Einsetzen des Implantats in einen Körper sichergestellt werden, dass die Oberfläche hydrophilisiert ist. Eine gute Benetzbarkeit des Implantats mit Blut führt zu einer kurzen Einheilzeit und stabilisiert den Einheilprozess.
Die Vorrichtung weist eine dielektrische Wirkkammer 2 auf.
Die dielektrische Wirkkammer 2 weist eine Wand 3 aus einem dielektrischen Material auf, die einen Wirkraum 4 umschließt. Der Wirkraum 4 ist ein offenes Volumen. Die Wand 3 ist in dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel hülsenförmig. Die dielektrische Wirkkammer 2 weist einen Eingang 2a, durch den das zu behandelnde Objekt 1 in den Wirkraum 4 eingeführt werden kann, und einen Ausgang 2b auf. Der Ausgang 2b liegt dem Eingang 2a gegenüber. Ein Luftstrom kann durch den Wirkraum 4 vom Eingang 2a zum Ausgang 2b fließen.
Das Material der Wand 3 ist chemisch inert, so dass eine chemische Verunreinigung des zu aktivierenden Objektes 1 während der Plasmabehandlung vermieden wird. Die Wand 3 kann beispielsweise ein Quarz, ein Glas oder Aluminiumoxid aufweisen .
Eine Dicke D der Wand 3 liegt zwischen 0,5 mm und 3,0 mm, vorzugsweise zwischen 1,0 mm und 2,0 mm. Beispielsweise kann die Dicke D der Wand 1,5 mm betragen. Derartige Dicken D der Wand 3 ermöglichen es, dass die Wand 3 als dielektrische Barriere bei der Plasmaentladung wirkt. Die Dicke D gibt dabei den Abstand von einer Innenseite 7 der Wand 3 und einer Außenseite 5 der Wand 3 an.
Die Wand 3 schließt den Wirkraum 4 ein. In dem Wirkraum 4 kann ein Atmosphärendruck vorliegen. Es ist bei der Vorrichtung nicht erforderlich, den Druck in dem Wirkraum 4 vor der Plasmabehandlung auf einen Niederdruck abzusenken. In alternativen Ausführungsbeispielen der Vorrichtung kann jedoch der Druck in dem Wirkraum 4 abgesenkt werden, sodass in dem Wirkraum 4 ein Druck von weniger als einer Atmosphäre vorliegt .
Der Wirkraum 4 ist mit Luft gefüllt. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Wirkraum 4 mit einem anderen Prozessgas gefüllt.
Eine von dem Wirkraum 4 wegweisende Außenseite 5 der Wand kann teilweise oder vollständig mit einer Metallisierung 6 beschichtet sein. Die Metallisierung 6 bildet eine Elektrode. Die Metallisierung 6 besteht aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise Kupfer oder Silber. Die Metallisierung 6 kann aufgesputtert oder galvanisch aufgebracht werden. Weitere Möglichkeiten zur Aufbringung der Metallisierung 6 sind die Verwendung einer Klebefolie, eines auf das Rohr aufgepressten Metallschlauchs oder eines leitfähigen Sprühlacks.
Die Metallisierung 6 umschließt die zylinderförmige Wand 3 vollständig entlang des Außenumfangs der Wand 3. Die Länge L der Metallisierung 6 gibt die Ausdehnung der Metallisierung 6 in einer longitudinalen Richtung an. Die longitudinale Richtung verläuft dabei entlang der Symmetrieachse der zylinderförmigen Wand 3 der dielektrischen Wirkkammer.
Die Länge L der Metallisierung 6 sollte an die Länge des zu behandelnden Objektes 1 angepasst werden. Die Länge L der Metallisierung 6 kann zwischen 10 mm und 30 mm liegen. Beispielsweise kann eine Länge der Metallisierung 6 von 20 mm gewählt werden. Metallisierungen 6 mit derartigen Längen L sind ausreichend um übliche Dentalimplantate vollständig zu umschließen und somit sicherzustellen, dass das gesamte Implantat gleichzeitig behandelt wird. Die Metallisierung 6 kann auch länger ausgeführt werden, da Plasmazündungen nur zwischen der Elektrode und dem Implantat entstehen.
Alternativ kann die Länge L der Metallisierung 6 auch deutlich kleiner als die Länge des zu behandelnden Objekts 1 gewählt werden. In diesem Fall muss das zu behandelnde Objekt 1 in longitudinaler Richtung derart relativ zu der Metallisierung 6 bewegt werden, dass sichergestellt ist, dass das Objekt 1 vollständig mit Plasma behandelt wird. In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Metallisierung 6 über einen Kontakt 8 mit einer Hochspannungsquelle 9 verbunden. Die Hochspannungsquelle 9 ist dazu ausgestaltet, eine Hochspannung zu erzeugen und diese an die Metallisierung 6 anzulegen. Beispielsweise kann es sich bei der Hochspannungsquelle 9 um einen piezoelektrischen Transformator handeln. Eine im Ausgangsbereich des piezoelektrischen Transformators erzeugte Hochspannung wird abgegriffen und über den Kontakt 8 an die Metallisierung 6 angelegt. Auch alternative
Hochspannungsquellen 9, die eine Hochspannungswechselspannung bereitstellen, können verwendet werden.
Ferner weist die Vorrichtung eine Aufnahme 10 auf, die dazu ausgestaltet ist, das zu behandelnde Objekt 1 zu greifen und in den Wirkraum 4 einzuführen. Das zu behandelnde Objekt 1 ist über die Aufnahme 10 mit einem Referenzpotential, insbesondere einem Massepotential, verbunden. Die Aufnahme 10 ist dazu ausgestaltet, das zu behandelnde Objekt 1 in einer linearen Bewegung in den Wirkraum 4 einzuführen. Ferner kann die Aufnahme 10 dazu ausgestaltet sein, das zu behandelnde Objekt 1 in einer linearen Bewegung innerhalb des Wirkraums 4 zu bewegen. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Auf- und Abbewegung handeln. Ferner ist die Aufnahme 10 dazu ausgestaltet, das zu behandelnde Objekt 1 in einer Rotationsbewegung innerhalb des Wirkraums 4 zu drehen. Durch die Linear- und Rotationsbewegung des zu behandelnden Objektes 1 innerhalb des Wirkraums 4 kann sichergestellt werden, dass die Oberfläche des zu behandelnden Objektes 1 gleichmäßig mit dem Plasma behandelt wird.
Das zu behandelnde Objekt 1, an dem über die Aufnahme 10 ein Referenzpotential angelegt ist, wirkt als Gegenelektrode bei der Plasmaentladung, wobei die Elektrode durch die Metallisierung 6 der Wand 3 gebildet wird. Die Wand 3 wirkt als dielektrische Barriere zwischen der Metallisierung 6 und dem zu behandelnden Objekt 1. Es kommt somit zu einer Plasmazündung durch dielektrische Barriereentladung, bei der das Plasma unmittelbar auf der Oberfläche des zu behandelnden Objektes 1 erzeugt wird.
Bei der Aufnahme 10 kann es sich um ein Werkzeug handeln, das entweder per Hand bewegt wird oder das mit einem mechanischen Antrieb verbunden ist. Es kann sich auch beispielsweise um eine Drehmomentratsche oder einen Schlüssel handeln.
Figur 2 zeigt die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung in einem höheren Detailgrad. Die Vorrichtung weist ferner eine Basiseinheit 11 mit einem Gehäuse 12 auf, in das die dielektrische Wirkkammer 2 eingesetzt ist. Die dielektrische Wirkkammer 2 ist als eine sterile Wechseleinheit ausgestaltet. Sie wird unmittelbar vor der Plasmabehandlung in das Gehäuse 12 eingesetzt. Die Basiseinheit 11 weist eine Öffnung auf, in die die dielektrische Wirkkammer 2 eingesetzt ist.
In der Basiseinheit 11 sind die Hochspannungsquelle 9 und gegebenenfalls weitere Elemente angeordnet. In der Basiseinheit 11 ist eine Steuereinheit 13 zur Ansteuerung der Hochspannungsquelle 9 angeordnet. Die Steuereinheit 13 weist Schnittstellen zur Interaktion mit einem Nutzer auf. Beispielsweise weist die Steuereinheit 13 ein Display und Funktionstasten auf. Ferner kann die Basiseinheit 11 einen Lüfter 14 aufweisen. Der Lüfter 14 kann für einen ständigen Luftstrom durch die Wirkkammer 2 sorgen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das zu behandelnde Objekt 1 durch den Luftstrom gekühlt wird und bei der Plasmabehandlung nicht zu stark erhitzt wird. Ferner kann die Basiseinheit 11 einen Filter 15 aufweisen, der zwischen der dielektrischen Wirkkammer 2 und einem Luftauslass des Lüfters 14 angeordnet ist. Der Filter 15 kann insbesondere dazu ausgestaltet sein, Ozon auszufiltern. Ozon entsteht bei der Plasmabehandlung als Nebenprodukt und kann bei zu hoher Konzentration gesundheitsschädlich sein. Durch die Ergänzung des Ozonfilters 15 kann sichergestellt werden, dass zu hohe Ozonkonzentrationen außerhalb des Gehäuses 12 nicht auftreten können.
In der Basiseinheit 11 sind die Bestandteile der Vorrichtung dauerhaft angeordnet, die nicht nach jeder Plasmabehandlung eines zu aktivierenden Objekts 1 ausgetaucht werden müssen. Hierzu gehören die Hochspannungsquelle 9, die Steuereinheit 13, der Lüfter 14 und der Filter 15.
Unmittelbar vor der Plasmabehandlung wird die dielektrische Wirkkammer 2 in die Basiseinheit 11 eingesetzt. Bei dem Einsetzen der dielektrischen Wirkkammer 2 in die Öffnung der Basiseinheit 11 wird die dielektrische Wirkkammer 2 derart angeordnet, dass die Metallisierung 6 mit der
Hochspannungsversorgung 9 elektrisch kontaktiert wird, sodass die Hochspannungsversorgung 9 eine Hochspannung an die Metallisierung 6 anlegt. Bei dem Einsetzen der dielektrischen Wirkkammer 2 in die Basiseinheit 11 wird die Metallisierung 6 mit dem Kontakt 8 verbunden.
Anschließend kann das zu behandelnde Objekt 1 mittels der Aufnahme 10 in den Wirkraum 4 eingeführt werden. Dazu wird das zu behandelnde Objekt 1 von der Aufnahme 10 gegriffen und durch den Eingang 2a der dielektrischen Wirkkammer 2 eingesetzt. Nun beginnt die Plasmabehandlung, wobei das zu behandelnde Objekt 1 während der Plasmabehandlung mittels der Aufnahme 10 bewegt wird. Die Plasmabehandlung dauert weniger als 90 Sekunden, vorzugsweise weniger als 60 Sekunden, insbesondere weniger als 30 Sekunden.
Nach der Plasmabehandlung wird zunächst das zu aktivierende Objekt 1 und anschließend die dielektrische Wirkkammer 2 aus der Basiseinheit 11 entfernt. Nach dem Ende der Plasmabehandlung kann das zu aktivierende Objekt 1 aus der dielektrischen Wirkkammer 2 entnommen werden und beispielsweise unmittelbar die medizinische Behandlung mit dem Schritt des Einsetzens des Implantats begonnen werden. Eine Zwischenlagerung des zu behandelnden Objektes 1 ist nicht nötig. Aufgrund der kurzen Dauer der Plasmabehandlung kann die Plasmabehandlung unmittelbar vor der medizinischen Behandlung des Einsetzens des Implantats durchgeführt werden.
Die Wand der dielektrischen Wirkkammer 2 weist im Bereich des Eingangs 2a einen Bereich 16 auf, dessen Dicke höher ist als die Dicke der Wand 3 im übrigen Bereich der dielektrischen Wirkkammer 2. Durch die erhöhte Dicke bildet der Bereich 16 ein Kragen der dielektrischen Wirkkammer 2. Der Bereich 16 bildet eine Auflage, die auf dem Gehäuse 12 aufliegt, wenn die dielektrische Wirkkammer 2 in der Öffnung der Basiseinheit 11 angeordnet ist. Auf diese Weise kann die dielektrische Wirkkammer 2 stabil auf der Basiseinheit 11 positioniert werden. Dabei wird sichergestellt, dass die dielektrische Wirkkammer 2 in einer definierten Position angeordnet ist. Ferner dient der Bereich 16 der erhöhten Dicke als Auflage für die Aufnahme 10, wenn ein zu aktivierendes Objekt 1 von der Aufnahme 10 in die Wrikkammer 2 eingesetzt wird. Dadurch wird das zu aktivierende Objekt 1 in einer definierten Position innerhalb des Wirkraums 4 angeordnet. Der Bereich 16 der erhöhten Dicke dient ferner zur Isolierung zwischen der Metallisierung 6 und der Aufnahme 10. Ferner sorgt der Bereich 16 der erhöhten Dicke für eine Abdichtung des Gehäuses 12, so dass an der Öffnung des Gehäuses 12, in die die dieelektrische Wirkkammer 2 eingesetzt ist, nur wenig Ozon austritt.
Figur 3 zeigt die dielektrische Wirkkammer 2 in einer sterilen Verpackung 17. Die dielektrische Wirkkammer 2 wird lediglich einmalig bei der Plasmabehandlung verwendet und ist nach Durchführung der Plasmabehandlung zu entsorgen. Vor der nächsten Plasmabehandlung ist eine neue dielektrische Wirkkammer 2 in die Basiseinheit 11 einzusetzen. Auf diese Weise kann es ermöglicht werden, dass eine Reinigung der Hochspannungsquelle 9, die sehr aufwendig wäre, vermieden werden kann. Unmittelbar vor dem Einsetzen in die Basiseinheit 11 wird die dielektrische Wirkkammer 2 aus der sterilen Verpackung 17 entnommen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die dielektrische Wirkkammer 2 nicht verunreinigt ist.
Figur 4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der dielektrischen Wirkkammer 2. In dem in Figur 4 gezeigten alternativen Ausführungsbeispiel die Wand 3 zusätzlich einen Boden 18 auf, der den Ausgang der Wirkkammer verschließt.
Auch diese dielektrische Wirkkammer kann in das Gehäuse eingesetzt werden.
Figur 5 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der dielektrischen Wirkkammer 2. Bei dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist auf dem Boden der Wirkkammer 2 zusätzlich eine Wirksubstanz 19 angeordnet. Bei der Wirksubstanz 19 kann es sich um ein Prozessgas oder eine Flüssigkeit handeln. Wird die Wirksubstanz 19 mit gegebenem Dampfdruck bei einer dielektrischen Barriereentladung zugeführt, können in der Gasphase neue Spezies entstehen, die stark oxidierenden Charakter haben oder die einen reduzierenden Charakter oder es können chemisch reaktive Fragmente freigesetzt werden, wobei raue glasartige Schichten auf dem zu aktivierenden Objekt entstehen können. Beispielsweise kann die Wirksubstanz 19 Wasser oder Wasserstoffperoxid aufweisen, wodurch eine Oxidation bei der dielektrischen Barriereentladung bewirkt werden kann. Alternativ oder ergänzend kann die Wirksubstanz 19 Wasserstoff aufweisen, welcher bei der dielektrischen Barriereentladung reduzierend wirkt. Bei der Wirksubstanz 19 kann es sich alternativ oder ergänzend um HMDSO oder TEOS siliziumorganische Verbindung handeln, die mittels PECVD (Plasma enhanced Chemical vapor deposition) aufgetragen werden, und die chemisch reaktive Fragmente freisetzen.
Die Metallisierung 6 weist einen nach außen ragenden Vorsprung 6a auf, der eine Kontaktierung der Metallisierung 6 ermöglicht. Ferner ist die Metallisierung 6 von einer Isolation 6b bedeckt, wobei der Vorsprung 6a aus der Isolation 6b herausragt und somit frei von der Isolation 6b bleibt. Die Isolation 6b schützt die Metallisierung 6. Der Vorsprung 6a ermöglicht ein Kontaktieren der Metallisierung 6 trotz Isolation 6b. Auch die Wirkkammern 2, die in den vorherigen Figuren gezeigt sind, können eine Metallisierung 6 mit dem nach außen ragenden Vorsprung 6a und der Isolierung 6b aufweisen.
Figur 6 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Vorrichtung. Bei dem in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Hochspannungsquelle 9, in diesem Fall ein piezoelektrischer Transformator, nicht über eine Leitung bzw. den Kontakt 8 unmittelbar mit der Metallisierung 6 auf der dielektrischen Wirkkammer 2 verbunden. Stattdessen erfolgt die Energieübertragung zwischen der Hochspannungsquelle 9 und der Metallisierung 6 kontaktlos, z.B. über eine Entladung oder eine Funkenstrecke.
Figur 7 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel. Bei dem in Figur 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Hochspannungsquelle 9 nicht mit der Metallisierung 6 auf der dielektrischen Wirkkammer 2, sondern mit dem zu behandelnden Objekt 1 verbunden. Dementsprechend wird eine Hochspannung an das zu behandelnde Objekt 1 angelegt. Die Metallisierung 6 auf der dielektrischen Wirkkammer 2 ist mit dem Referenzpotential verbunden. Genau wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen kommt es aufgrund der Potentialdifferenz zwischen der Oberfläche des zu behandelnden Objektes 1 und der Metallisierung 6 zu einer dielektrischen Entladung und einer Plasmazündung. Die Wand 3 der dielektrischen Wirkkammer 2 wirkt auch hier als dielektrische Barriere.
Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Bei dem in Figur 8 gezeigten Ausführungsbeispiel sind mehrere, beispielsweise drei, piezoelektrische Transformatoren als Hochspannungsquellen 9 um die dielektrische Wirkkammer 2 herum angeordnet. Die piezoelektrischen Transformatoren werden offen betrieben, d.h. die Energieübertragung erfolgt wie auch in Figur 5 gezeigt, über eine Funkenstrecke oder eine Entladung. Durch die Verwendung mehrerer
Hochspannungsquellen 9 kann der Energieverlust, der bei einer kontaktlosen Energieübertragung zwangsläufig entsteht, ausgeglichen werden. Das zu aktivierende Objekt 1 wird während der Plasmabehandlung im Wirkraum 4 rotiert.
Figur 9 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem eine erste Hochspannungsquelle 9, bei der es sich um einen piezoelektrischen Transformator handelt, an einer Längsseite der Wirkkammer 2 angeordnet ist und kontaktlos Energie auf die Metallisierung 6 überträgt. Ferner ist ein zweite Hochspannungsquelle, insbesondere ein zweiter piezoelektrischer Transformator, unter dem Boden 18 der dielektrischen Wirkkammer 2 angeordnet. Auf der Außenseite des Bodens 18, die von dem Wirkraum 4 weg weist, ist eine Metallisierung 6 aufgebracht und der piezoelektrische Transformator überträgt auf diese eine Hochspannung 9. Es entsteht dadurch eine Plasmazündung zwischen dem Boden 18 und dem zu aktivieren Objekt 1. Die Energieübertragung zwischen der zweiten Hochspannungsquelle 9 und der Metallisierung 6 des Bodens 18 erfolgt kontaktlos, d.h. über eine Entladung oder eine Funkenstrecke. Alternativ könnte die zweite Hochspannungsquelle 9 mit der Metallisierung 6 über einen Kontakt 8 elektrisch verbunden sein.
Figur 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der dielektrischen Wirkkammer 2. In dem in Figur 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Metallisierung 6 nicht durchgehend, sondern besteht aus mehreren voneinander getrennten ringförmigen Metallisierungen 6. Jeder Ring der Metallisierungen 6 kann beispielsweise eine Länge in einem Bereich von 1 mm bis 3 mm aufweisen, wobei zwischen zwei Ringen jeweils eine Fläche mit einer Ausdehnung in longitudinaler Richtung zwischen 0,5 mm und 2,0 mm frei von einer Metallisierung 6 angeordnet ist. Die ringförmige Ausgestaltung der Metallisierung 6 führt zu einer Reduzierung der Kapazität, wodurch eine parasitäre Last sinkt. Dadurch wird der Energieverbrauch der Vorrichtung reduziert und es fließen weniger Blindströme. Ferner ist die Feldstärke an den Rändern der Ringe besonders hoch, wodurch eine besonders effiziente Plasmabehandlung ermöglicht wird. Alternativ könnte auch nur ein einziger Ring als Metallisierung 6 verwendet werden und das zu behandelnde Objekt 1 könnte in longitudinaler Richtung ausreichend bewegt werden um sicherzustellen, dass es über seine gesamte Oberfläche behandelt wird.
Bezugszeichenliste
1 zu aktivierendes Objekt / Implantat
2 dielektrische Wirkkammer
2a Eingang
2b Ausgang
3 Wand
4 Wirkraum
5 Außenseite
6 Metallisierung
6a Vorsprung
6b Isolation
7 Innenseite
8 Kontakt
9 Hochspannungsquelle
10 Aufnahme
11 Basiseinheit
12 Gehäuse
13 Steuereinheit
14 Lüfter
15 Filter
16 Bereich / Kragen
17 Verpackung
18 Boden
19 Wirksubstanz
D Dicke der Wand
L Länge der Metallisierung

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung zur Behandlung eines zu aktivierenden Objekts (1) mit nicht-thermischem Atmosphärendruckplasma, aufweisend
- eine dielektrische Wirkkammer (2), die eine Wand (3) aus einem dielektrischen Material aufweist und die einen Wirkraum (4) umschließt, wobei auf einer vom Wirkraum (4) wegweisenden Außenseite (5) der Wand (3) eine
Metallisierung (6) aufgebracht ist, wobei der Wirkraum (4) ein offenes Volumen ist, und
- eine Hochspannungsquelle (9), die dazu ausgestaltet ist, an die Metallisierung (6) oder an das zu aktivierende Objekt (1) eine Hochspannung anzulegen, wenn das zu aktivierende Objekt (1) in dem Wirkraum angeordnet ist.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung eine Aufnahme (10) aufweist, die dazu ausgestaltet ist, das zu aktivierende Objekt (1) aufzunehmen und in den Wirkraum (4) zu bewegen.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Aufnahme (10) dazu ausgestaltet ist, das zu aktivierende Objekt (1) in dem Wirkraum (4) in einer Rotationsbewegung und/oder in einer Translationsbewegung zu bewegen.
4. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zu aktivierende Objekt (1) ein Implantat ist, das vor einer medizinischen Behandlung mit nichtthermischem Atmosphärendruckplasma behandelt wird.
5. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Hochspannungsquelle (9) dazu ausgestaltet ist, eine dielektrische Barriereentladung zwischen dem zu aktivierenden Objekt (1) und der Metallisierung (6) zu erzeugen.
6. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei in dem Wirkraum (4) ein Atmosphärendruck vorliegt, oder wobei in dem Wirkraum (4) ein Druck kleiner 1 Atm vorliegt.
7. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, durch die Behandlung mit nicht-thermischen Atmosphärendruckplasma eine Oberfläche des zu aktivierenden Objekts (1) zu hydrophilisieren.
8. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend eine Basiseinheit (11), die eine Öffnung zur Aufnahme (10) der dielektrischen Wirkkammer (2) aufweist.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die dielektrische Wirkkammer (2) dazu ausgestaltet ist, vor der Plasmabehandlung in die Öffnung der Basiseinheit (11) eingesetzt zu werden und nach der Durchführung der Plasmabehandlung aus der Öffnung der Basiseinheit (11) entfernt zu werden.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei die Hochspannungsquelle (9) in der Basiseinheit (11) angeordnet ist.
11. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Wand (3) der dielektrischen Wirkkammer (2) einen Bereich (16) aufweist, der an einem Eingang (2a) der dielektrischen Wirkkammer (2) angeordnet ist und in dem die Wand (3) eine höhere Dicke aufweist als in einem anderen Bereich.
12. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Metallisierung (6) eine durchgehende hülsenförmige Metallisierung (6) ist oder wobei die Metallisierung (6) mehrere voneinander getrennte ringförmige Abschnitte aufweist.
13. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Hochspannungsquelle (9) einen piezoelektrischen Transformator aufweist.
14. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung einen Lüfter (14) und/oder einen Filter (16) aufweist.
15. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Wirkraum (4) mit Luft gefüllt ist.
16. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die dielektrische Wirkkammer (2) ein austauschbarer Einwegartikel ist.
17. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Innendurchmesser der Wand (3) der dielektrischen Wirkkammer (2) im Bereich von 4 mm bis 7 mm liegt.
18. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung mehrere Hochspannungsquellen (9) aufweist.
19. Verfahren zur Behandlung eines zu aktivierende Objekts
(I) mit einem nichtthermischen Atmosphärendruckplasma, aufweisend die Schritte:
- Entnehmen einer dielektrischen Wirkkammer (2) aus einer sterilen Verpackung (17), wobei die dielektrische Wirkkammer (2) eine Wand (3) aus einem dielektrischen Material aufweist, die einen Wirkraum (4) umschließt, und wobei auf einer vom Wirkraum (4) wegweisenden Außenseite (5) der Wand (3) eine Metallisierung (6) aufgebracht ist,
- Einsetzen der dielektrischen Wirkkammer (2) in eine Öffnung einer Basiseinheit (11), wobei die Basiseinheit
(II) eine Hochspannungsquelle (9) aufweist,
- Einführen des zu aktivierenden Objekts (1) in den Wirkraum (4), und
- Anlegen einer Hochspannung an dem zu aktivierenden Objekt (1) oder an der Metallisierung (6) und dadurch Generierung einer dielektrischen Plasmaentladung zwischen dem Objekt (1) und der Metallisierung (6).
20. Verfahren gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei das Verfahren weniger als 90 Sekunden dauert.
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