JP2017510316A - 非熱プラズマ - Google Patents

Abstract

本発明は人体にプラズマを適用するためのプラズマ生成装置に関し、装置は、ガスを含むタンク、タンクと流体接続するプラズマゾーン、及びプラズマゾーンでの放電によりプラズマを生成するための手段を含み、ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを含む、又はガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を含む、又はガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を含む。【選択図】図４

Description

本開示は、非熱プラズマ治療装置及び方法に関する。特に、本開示はいわゆる「コールドプラズマ」の生成、及び多様な状態を治療するためのコールドプラズマの応用に関する。治療は、好適には医療環境若しくは職業環境において、又はユーザの自宅環境にいながらにして実行される。

ガスは通常、電気絶縁体である。しかしながら、十分な熱エネルギーがガスに供給されるとき、あるいは十分に大きい電位差がガスを含んだ隙間全体に適用されるとき、ガスは次いで分解され、電気を伝導する。これは、ガスの電気的に中性の原子又は分子が電離されて電子及び正電荷イオンを形成するためである。この電離されたガスがプラズマである。

電離が大きな電位差により駆動されるとき、発光電子と、より重いガス分子及びプラズマイオンとの間の運動量移動はあまり効率的ではない。したがって、プラズマを形成するために供給されるエネルギーの大部分は電子に供給される。結果として、特に低いガス圧力及び荷電粒子密度で電離されたガスは「コールド」つまり非熱として説明される。これは、例えば、電子、イオン、及びガス分子等の成分はそれぞれ類似した質量の種とだけ熱的平衡状態にある。

係る非熱プラズマは、微生物を死滅させる際に使用されることが周知である。このため、多様な形態の歯科手術で非熱プラズマを使用することが知られている。患者の口の中で手術するときの制限により、係るプラズマ装置は、通常、治療領域の上に導くことができるプラズマを生成するために、２つの電極間のガスの流れに依存する。プラズマの非熱生成は、患者にとって耐えうる温度を有するプラズマガスを提供する。国際公開公報第ＷＯ２０１３０４０４７６は、ヘリウムの流れを使用するプラズマを生成するための装置を開示する。

同様に、国際公開公報第ＷＯ２０１２／０４２１９４は、経口治療のためのプラズマの生成用のプラズマ生成器の使用に関する。プラズマ生成器は、アルゴン、クリプトン、ネオン、及びキセノンから選択される、より容易に電離可能な希ガスを最高で４０％まで有するヘリウムキャリアガスを使用してプラズマを生成する。

皮膚感染症の治療のためにプラズマ装置を使用することも知られている。係る応用では、患者の皮膚は、通常、第２電極を提供するために使用される。このようにして、第１電極は治療される領域の上に保持することができ、電極と患者の皮膚との間に大きな電圧差が形成される。これが電極と患者の皮膚との間のガスからのプラズマの形成につながる。これは、大きな電極の使用により広い領域の治療を可能にするが、気層からのプラズマの形成に依存する。例えば、ＵＳ８１０３３４０は患者の皮膚を治療するために係る装置を使用する。

これが発生する分解及び電圧の性質はガス、ガス圧力、材料及び性質、電位差が維持される表面の幾何学形状及び分離、電極の分離距離、並びに高圧電源の性質を含んだ幅広い数のパラメータで変わることが知られている。

歯科応用で使用するためにプラズマを生成するときには、多様なガスを使用することが知られている。通常、ヘリウム又はアルゴン等の希ガスを使用することが知られている。これは、これらのガスが形成されるプラズマを安定化するためである。これらのガスは反応性ではないが、比較的長く持続するプラズマを形成するために励起され、一重項酸素、水酸ラジカル等の空気との反応種を形成するためにも役立つ。

ＤＥ１０２００７０４０４３４は、治療プローブとヒト又は動物の体との間に形成される電場又は電磁場を生成するための装置を開示する。プローブは、アルゴン及びネオンの希ガス混合物で満たされる。

ＷＯ２０１２１７２２８５は、周囲の大気圧で、治療領域の治療のための活性種を含んだガスプラズマを形成するための装置を開示する。

ＵＳ２０１３２３３８２８は、不活性ガスの誘導結合プラズマから形成される一次プラズマを排出するための排出管、及び一次プラズマの第２不活性ガス及び反応性ガスの混合ガス領域との衝突によりプラズマ化した混合ガスから形成される二次プラズマを生成するための混合器を有する大気プラズマ照射ユニットを開示する。

多様な治療のためのプラズマの使用に改善された手法を提供し、先行技術に関連する欠点に取り組み、又は先行技術に対する商業的に実現可能な代替策を少なくとも提供することが本発明の目的である。

第１の態様において、人体にプラズマを適用するためのプラズマ生成装置が提供され、装置は、
ガスを含んだタンクと、
タンクと流体接続するプラズマゾーンと、
プラズマゾーンでの放電によりプラズマを生成するための手段と
を含み、
ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを含む、又は
ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を含む、又は
ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を含む。

本開示について、より詳細に説明する。以下の文では、本開示の異なる態様／実施形態がより詳細に明示される。そのように明示されたそれぞれの態様／実施形態は、これに反するとの明記なき限り、任意の他の態様／実施形態（単数又は複数）と組み合わされ得る。特に、好適又は有利であると示された任意の特徴は、好適又は有利であると示された任意の他の特徴（単数又は複数）と組み合わされ得る。

本発明者は、プラズマ治療の効能が、少量の特定の追加ガスによる基本的なプラズマガスの不純物添加によって強化されることを発見した。これらは、特にハンドヘルド治療装置の制約の範囲内で治療のレベルの強化につながることが判明している。

発明者は、０．５％〜５％の水素をアルゴンに包含することが本明細書に開示される治療で驚くべき効能を有することに気付いた。より好適には、水素は１〜２．５％、より好適には１〜２％、及び最も好適には約１．５％の量で存在する。

特に、アルゴンはより低いイオン化ポテンシャルを有するため、アルゴンは分解してより容易にプラズマを形成し、電離率が上昇すると、ヘリウム等のプラズマガスに比べてより高温のキャリアガスが生じる。これは、生きている細胞又は患者に適用される大部分の治療でアルゴンを使用に不適切にしてきた。さらに、アルゴンのプラズマガスとしての使用は、高圧で励起されるときに安定したグロー放電の（アーク放電を含む）フィラメント状の状態への不必要な分解を生じさせることが分かっている。これが生体医学分野で使用されるプラズマで発生する場合、それは許容できるよりも高い放電電流が被験者に送達されることにつながることがある。

驚くべきことに、低レベルの水素をアルゴンの中に導入することがこれらの問題を軽減するのに役立つことが判明した。いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、プラズマを部分的に急冷することによって、水素はプラズマ温度が許容できないレベルに達するのを防ぐのに役立つと考えられる。したがって、それは電離速度を調整する。関連する利点として、水素は高い熱伝導率のガスであるので、高温プラズマ領域から熱を取り除くのにさらに役立つ。対照的に、純アルゴンは低い導電率を有する。

発明者は、水素のレベルが低すぎた場合には、水素の添加が温度を安全なレベルに低下させるには不十分であったことを見出した。また、発明者は、分子水素のアルゴンへの混合のレベルが大きすぎたときには、それが生成されるプラズマを完全に急冷するだろうことも見出した。本明細書に説明される有利な範囲では、水素がアルゴンの非常に高いエネルギー状態を物理的に和らげるだろうが、応用の現場で空気と混合され、治療部位に影響を及ぼしたプラズマプルームで原子水素を生成することも見出した。水素の存在により試験された治療プロセスの効能が増したので、水素が水酸ラジカルの形成に有利に役立つことがあることは理論化されていた。

水素及びアルゴンの混合物を使用することの特定の利点は、アルゴンがヘリウム（既知の代替プラズマガス）よりも費用効果の高いガスである点である。したがって、プラズマが使用可能な温度となるように部分急冷される場合、アルゴンの使用はより安価であり、プラズマガスと少なくとも同程度に効果的なヘリウムの使用となる。

さらに、プラズマプルームがＯＨラジカル形成によって表面を漂白するための酸化過程を供給するために利用されなければならないとき、プルームで利用できる原子状の水素の余分な供給は、空気から入手可能な分子酸素に接触するときに、より多くのＨＯ_２及びＯＨのラジカルを形成し、さらにＮＯを形成できるようにする。
Ｈ＋Ｏ_２−＞ＨＯ_２
ＨＯ_２＋ＮＯ−＞ＯＨ＋ＮＯ_２

発明者は、アルゴンに０．５〜８％の亜酸化窒素を含有すると、本明細書に開示される治療で驚くべき効能を有することを見出した。好適には、ガスは２％〜６％の亜酸化窒素を含む。いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、亜酸化窒素が、空気から入手可能な分子水及び酸素に接触するときに、より多くのＨＯ_２及びＯＨを形成できるようにしてよいことが考えられる。

発明者は、アルゴンに０．１〜８％のクリプトンを含有すると、本明細書に開示される治療で驚くべき効能を有することを見出した。より好適には、クリプトンは、０．５〜６％、より好適には１〜５％、及び最も好適には約４％の量で存在する。

アルゴン中のクリプトンの存在は、実験で試験された。この混合が漂白試験で最も効率的な不活性ガス混合物であったことを見出した。０．１％未満のクリプトンでは、アルゴンはスパーク及びアーク放電を引き起こす。８％超のクリプトンでは、プラズマは迅速に急冷されるので、形成が止まる。いずれにしても、クリプトンのコストは高いため、過剰なクリプトンガスの使用を回避することが望ましい。

亜酸化窒素又はクリプトンの存在が、プラズマガスとして使用されているアルゴンと関連付けられたアーク放電を削減する効果を有することも考えられる。

いかなる他のガス種も存在しない状態で上記のガスが使用のために供給されることが好ましい。つまり、好適には、ガスは、あらゆる不可避の不純物とともに、本質的にアルゴン及びクリプトン、アルゴン及び亜酸化窒素、又はアルゴン及び水素から成る。不可避の不純物とは、５％未満、より好適には１％未満、及びより好適には実質的に他のガス種が全くないことを意味する。使用時、治療ゾーン内の空気の存在が利用されるプラズマガスを希釈することが理解されなければならない。

上記の有益な効果は、以下に説明される装置の制約の中で立証された。理解されるように、係る装置は、目的に適って用いることのできる電位及び治療領域だけではなく、提供できる現実的なガス圧力及び流速に対する制限を有する。

本発明はプラズマ生成装置に関する。すなわち、本装置はガスの電離からプラズマを生成するよう設計されている。本装置は特に本明細書に説明される非熱プラズマを生成するためのものである。生成されるプラズマは、好適には５０℃より低い温度、より好適には４８℃より低い温度、より好適には４５℃より低い温度、及び最も好適には３７〜４２℃の温度を有する。特定的な治療、特に毛髪治療に対しては、好適には温度がさらに高温であり得ることは理解されるであろう。温度に対する人間の痛覚閾値は、通常約４８℃であることが留意される。

本装置は人体に対してプラズマを適用するにあたり好適であり、熱プラズマ発生装置が明らかに不適であるため人体に対するプラズマの適用に対しては多くの制約が存在する。さらに、ＵＶ、電気的刺激、及び活性種の発生レベルは、患者に対して過度の支障を生じさないレベルでなければならない。

本明細書に説明される装置は好適にはハンドヘルド型である。ハンドヘルド型とは、少なくとも治療適用ヘッド部が、当該ヘッド部の操作及び制御が片手で容易に行うことが可能となるようなサイズ及び構成を有することを意味する。ハンドヘルド型装置の例としては、ヘアブラシ、ヘアドライヤ、フットスパ、ヘアアイロン、歯ブラシ等が挙げられる。治療適用ヘッド部は電源及び／又はガスタンクに接続され得る。あるいは、治療ヘッド部は治療領域に対して固定される又は枢動可能であってよい。また、装置は、例えば、感染した足の容易な治療を可能にするため、フットスパ等の形態をとってもよい。

消費者による家庭内使用のための理想的形態は完全内蔵型のハンドヘルド型装置である。係る形態は内蔵バッテリーを電源として有し、装置に対してクリップ留めが可能である相互交換可能なガスボンベに依存するであろう。それにも関わらず、電力要件の理由のために、電源コードを装置に取り付けるほうがより容易となる場合もある。

特に本装置が、ヘアサロン又はネールサロンなどの職業人により、又は医師及び足病医等により使用される場合には、電源及び大型ガスタンクに接続された装置を使用するほうが容易であり得る。これにより、職業人による使用がより容易となり、それは職業人がガスタンク／カートリッジ／ボンベを頻繁に交換する必要がないためである。

好適には、電源はハンドヘルド型装置に組み込まれたバッテリーを含む。すなわち、好適には、プラズマ生成装置は完全に独立的であり、電源への接続を必要としない。より正確に装置を適用することが可能となり、浴室などのより広範囲の環境での使用が可能となれば装置の有用性が大きくなる。

本明細書に説明される装置の使用は多くの利点を有する。プラズマを提供することにより、装置は無菌状態に保たれ、複数の患者に対する装置の再利用が容易となり得る。加えて、プラズマにより、本明細書に説明される治療を提供する活性ガス種の供給が容易となる。活性ガス種は、プラズマ発生プロセスに関連付けられた温度、ＵＶ光、及び電気的刺激によりさらに補われる。

プラズマ治療装置は上述のガスを含むタンクを含む。タンクは、プラズマが生成されるガスの供給源として機能する。タンクは加圧ガスの供給源を含み、この加圧ガスは、本装置の治療適用部分としてプラズマゾーンに供給され得る。ガスは通常、業務用ではタンク（最大およそ２００Ｌ）に格納され、家庭用では交換可能及び／又は充填可能なカートリッジのボンベに格納されるであろう。係るガス供給源に対する使用、設計、及び要件は当該技術分野において周知である。

タンクは、その中でプラズマが治療のために作り出されるプラズマゾーンと流体連通する。いくつかの実施形態では、プラズマゾーンは装置の中にあり、作り出されるプラズマ流は治療を提供するために装置を離れる。他の実施形態では、プラズマは治療される部位で直接的に形成される。プラズマゾーンは、プラズマゾーンの中での放電によりプラズマを生成するための手段を含む。

本装置は、ガスを通る放電によりプラズマを生成するための手段を含む。これは、いくつかの異なるアプローチのうちの１つによって達成できる。

第１のアプローチにおいて、プラズマを生成するための手段は電源及び人体に近接して設置するための誘電電極を含み、使用時、プラズマゾーンは誘電電極と人体の表面との間に形成される。誘電電極と人体との間の高圧降下の提供は、誘電電極と体との間のプラズマの生成につながる。これは広い領域を治療するのに効果的な方法である。本発明の装置は、好適には、本明細書で説明されるガスが誘電電極と体との間に形成された空間の中に流入し、好適には電極の実質的に全領域に亘って相対的に低い流速で流入することができるように構成されるだろう。

第２のアプローチによると、プラズマを生成するための手段は、電源と、第１電極及び第２電極とを含み、使用時、プラズマゾーンは第１電極と第２電極との間に形成され、プラズマゾーンを通るタンクからのガス流は、人体の表面と接触するプラズマ流を提供する。２つの電極間に高い電圧降下が提供されると、提供されたガスの電離により、プラズマが発生を引き起こすであろう。この実施形態では、プラズマがこれらの電極間から流れ出て治療領域に適用されることが可能となるよう、通常、ガス流はより大きいものとなるであろう。

第３のアプローチによると、プラズマを生成するための手段は、いわゆる表面微小放電装置である。これは電源並びに誘電体材料を挟む第１電極及び第２電極を含む。使用時、プラズマゾーンは人体の表面の近くに保持できる表面電極に隣接して形成される。電極間の高圧降下の提供は領域全体でのプラズマの生成につながり、実際には治療領域に近い電極は、通常、ワイヤ製網である。これは、広い領域を治療するのに効果的な方法である。本発明の装置は、好適には、本明細書で説明されるガスが、装置上の外部電極と体との間で形成される空間の中に、好適には電極の実質的に全領域に亘って、相対的に低い流速で流入することができるように構成されるだろう。

好適には、プラズマを生成するための手段は、２〜１５ｋＶの、好適には３〜１０ｋＶの、及び最も好適には約５ｋＶの電圧で動作する。このレベルの電圧は、ハンドヘルド型装置でも達成が可能であり、さらに、好適なレベルのプラズマを生成させる。本装置の出力範囲は好適には、１０〜６０ＫＨｚの高周波数において１〜１００ワットＡＣである。代替的に、出力は、高周波数パルス化ＤＣ高速立ち上がり時間の方波形として供給され得る。

好適には、ガスは、プラズマを生成するための手段を通って、５ｌ／分より低い流速、好適には２．５ｌ／分より低い流速、より好適には１．５ｌ／分より低い流速、好適には０．１〜１ｌ／分の流速、好適には０．０１〜０．５ｌ／分の流速で供給される。上述の領域治療のためのガス流速は、通常、ターゲティングされたプラズマ噴出が要求されるポイント治療に対して要求されるガス流速よりも、低い値となるであろう。誘電電極と患者の治療領域との間でプラズマを生成する治療に対する流速は、好適には０．０１〜０．１ｌ／分の範囲である。２つの電極間でプラズマを生成し、プラズマを治療へと搬送するためにガス流に依存する治療に対する流速は、好適には０．５〜２．５ｌ／分の範囲である。

好適には、本装置は、ヘアアイロン、歯ブラシ、フットスパ、又はヘアブラシの形態を取る。これらの扱い慣れた形態において、消費者はすでに、本装置を用いる上で要求される使用要件及び適用技術に慣れ親しんでいる。このことにより、適用に対する障害は回避される。より詳細には、これらの適用装置は、ユーザの毛髪又は歯などの治療を特に要求する領域にプラズマを適用することに対して好適である。本装置は、足病医又は患者により使用されるハンドピースであり得る。

追加の態様によると、上述されたプラズマ生成装置、特にハンドヘルド型装置で使用するための詰め替え可能なキャニスタが提供される。キャニスタはタンク内の圧力下で本明細書に説明されるガス混合物を含む。適切な圧力は１〜２００バール、より詳細には２０〜１００バールである。使用中、蓄えられているガス混合物の圧力は、ガスが治療に必要とされるプラズマを形成するために使用されるにつれて減少する。

追加の態様によると、本明細書に説明される装置、及び本明細書に説明される詰め替えキャニスタを含んだキットが提供される。

追加の態様によると、爪の中の真菌感染症を治療する方法で使用するためのプラズマが提供され、プラズマはガスを通る放電によって生成され、
ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを含む、又は
ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を含む、又は
ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を含む。

本発明の態様は、感染した爪の治療に関する。理解されるように、選択されるプラズマ生成装置の種類に応じて、治療は爪全体又は爪の一部分に適用されてよい。

治療は、感染した皮膚領域全体に、又は一部分だけに適用されてよい。結果として、爪又は皮膚領域の一部だけを治療する場合、いくつかの連続プラズマ治療を実行することが必要になることがある。上述されたように、本方法で使用されるプラズマはコールドプラズマ、つまり「非熱」プラズマである。熱プラズマは非常に重篤な損傷を引き起こす恐れがあるため、非熱プラズマは人体を治療するときには絶対不可欠である。

発明者は、ガス混合物が爪の治療に特に効果のあることを見出した。特に、細菌、真菌、及び他の病原菌によって引き起こされる爪の感染症又は爪白癬を治療し、拡大を妨げるために非熱プラズマの効果のある局所的な適用を提供するためにガス混合物を使用できる。本明細書で説明される真菌は、例えば、アスリートの足等の状態などの原因となる真菌種を含む。プラズマ治療の使用は、感染した足指及び周囲の領域を改善し、病気の拡大及び再発のリスクを削減するために役立つ。

治療は、特に人間の指の爪及び足の指の爪の治療に関し、より詳細には、細菌、真菌、及び他の病原菌により引き起こされる爪甲真菌症等の爪の感染症を治療する又は拡大を防ぐための局所的な適用及び方法に関する。理解されるように、治療は爪の中及び爪の周りの爪白癬に対して行われるが、特に従来の治療では到達が困難な爪の下にも行われる。

爪白癬は、通常、微生物のカンジダ・アルビカンス、毛瘡白癬菌、紅色白癬菌、又は鼠径表皮菌により生じる足及び手の爪の疾患である。爪は厚くなり、光沢が失われ、残屑が自由縁部の下方に蓄積する。爪甲は分離され、爪は破壊され得る。爪白癬の治療は困難で長期にわたることが認識されている。抗真菌薬を用いた経口治療は、数ヶ月にわたる投与を必要とし、副作用を注意深く監視しなければならない。

爪白癬を治療する目的のために局所用組成物が長く使用されてきた。しかし、爪は抗真菌性化合物が貫通するには困難な障壁であるため、これらの薬剤ベースの局所的適用は、大部分が失敗に終わった。効果を発揮するには、爪白癬に対する局所的治療は、病原菌に対して強力な効能を示すものでなければならない。また局所的治療は爪という障壁に浸透しなければならず、患者の使用に対して安全性が確保されなければならない。当該技術分野では、これらの特徴が高い度合いで組み合わされた局所的適用が必要とされる。さらに、迅速な治療時間に対する要望がある。

非熱プラズマは殺生物性特性を示すものとして長い間周知されてきたが、先行技術のうちのいずれも、爪下の感染に対するターゲティングの問題及びそれに関連する浸透性に関する問題についてさらに解決したものはなかった。感染を包囲する病原菌の治療についても着目されてこなかった。係る病原菌が治療されない場合、指の感染の拡大又は再感染がもたらされることになり得る。

したがって、当該技術分野では、手及び足の爪に安全に適用可能であり、且つ、爪白癬を効果的に治療するために、又は爪白癬の拡大を防止するために、必要とされる浸透性および効能の組み合わせを病原菌に対して示す、局所的適用が依然として必要とされる。

本発明の構成及び方法は爪白癬を治療するための特有の手段を提供する。有利なことに、係る手段は、従来は不可能であった安全性、有効性、利便性、及び非毒性を含む特定的な特徴を組み合わせて提供する。本明細書に説明されるガス混合物及び装置を使用するプラズマの局所的適用、すなわち局所的適用方式を患者に適用し、効果的に爪を貫通し、疾患の原因となるバクテリアを殺すことができることが、現在、インビトロな微生物学的試験を通して見出されている。

いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、本発明は、感染した爪又は皮膚領域のプラズマ治療が、プラズマ誘導活性酸素種及び活性窒素種（ＲＯＮＳ）の生成により刺激された多数の機構によって誘導されると推測している。特に、プラズマ治療が、浸透性の増加による細胞外部の破裂を通してその殺菌作用を行使することが提案され、膜の完全性の損失及び細胞内成分の漏れを生じさせる。壊死によるこの細胞死は複数の機構によりもたらされる。
・プラズマ誘導活性酸素種及び活性窒素種（ＲＯＮＳ）により誘発される脂質及び多糖過酸化による過渡的細孔の生成
・その劣化につながる細胞膜及び細胞壁におけるタンパク質チオール基のＲＯＮＳによる酸化
・電場が約５０ｋＶ／ｃｍを超える場合、装置から放出される残留電流に起因する電気空孔法

電離されたガス噴出が空気と相互作用して生じるＲＯＮＳは、爪の中の水と相互に作用し、最終的にＯＨＯＮＯ（ペルオキシ亜硝酸）を作成すると仮定される。この分子は爪を浸透し、真菌細胞に作用する最終的な活性種であるＯＨを放出する仲介物質として作用する可能性が最も高いだろう。

プログラミングされた細胞死又はアポトーシス、つまり概してプラズマ治療の別の認識されている細胞の影響は、おそらく真菌胞子の場合を除いて、より関連性が低い殺菌剤の作用モードであると考えられている。アポトーシスは、妥協した膜構造（例えば、過酸化）又は膜結合タンパク質（例えば、イオンチャネルタンパク質）の変化が細胞内の信号経路を活性化し、最終的にアポトーシスとなる複雑な細胞応答につながるときに発生することがある。他方、プラズマ生成ＲＯＮＳ自体が細胞質の中を貫通し、細胞の中の機能酵素及び他の構成要素を不活性化し、アポトーシスにつながるＤＮＡの直接的な損傷を誘発することがある。

ＵＶ放射は、殺菌作用において控えめな役割を有する可能性がある。誘発表面温度は熱細胞傷害を引き起こす温度より低いため、熱はプラズマの効能に関連性があると考えられていない。

爪の治療のための好適な装置はフットスパである。係る装置はユーザの爪を治療するためのプラズマの１つ又は複数のプルームを提供するように設計されるだろう。プラズマを生成するための手段は、プラズマゾーンの周辺に離間される第１電極及び第２電極並びにプラズマを形成するためのタンクからプラズマゾーンへのガスの流れを含むだろう。プラズマを形成するガスの推進力が所望される治療領域の上にプラズマを導くだろう。あるいは、装置は単一の誘導可能なノズル装置の形をとってもよい。

追加の態様によると、爪の美容ライトニングのためにプラズマの使用が提供され、プラズマはガスを通る放電によって生成され、
ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを含む、又は
ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を含む、又は
ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を含む。

発明者は、上述されたプラズマガスを使用して生成されるプラズマが、治療された爪を漂泊する効果を有することをさらに発見した。感染した爪がなんらかの変色を示し、黄色になるのが普通である。また、喫煙者の爪は変色することがあり、マニキュアが塗られた爪でさえ、マニキュアが取り除かれると、なんらかの不必要な着色を保持することも知られている。発明者は、係る爪が明るくなりより自然な着色を回復できるように、ガスが係る爪の着色を減少させることができると見出した。特に、発明者は、ヘリウム単独の使用と比較して、特に所定の治療期間中にガスが強化されたライトニング効果を有することを見出した。

追加の態様において、歯の美容ホワイトニング用のプラズマの使用が提供され、プラズマはガスを通る放電によって生成され、
ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを含む、又は
ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を含む、又は
ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を含む。

追加に態様において、歯の美容ホワイトニングのための方法が提供され、方法は、
ガスを通る放電によって生成されるプラズマで歯の表面をプラズマ治療することを含み、
ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを含む、又は
ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を含む、又は
ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を含む。

発明者は、固定治療時間の範囲内で、特にハンドヘルド型装置の使用により課される条件及び制限下では、歯をホワイトニングするためのガス混合物の使用効能は、ヘリウム単独の使用有効性よりも大きいことを見出した。特に、治療時間の所与の長さにおいて、エナメル質の色は、従来の歯のホワイトニングプロセスとしてのヘリウム単独の治療よりも、より多くの数の陰影により改善された。

歯を清掃する現在のプロセスは、経時的に歯の上に堆積された歯垢（柔らかく粘着性のある細菌が寄生した膜）及び歯石（歯石）沈着物を除去する機械的なプロセスを含む。歯の上のこの蓄積は細菌が歯肉の隣で成長するのに適した状態を提供し、歯肉の病気につながることがある。歯垢を取り除くことによって、細菌の住処を取り除くが、細菌の多くは残る。住処を奪い、身体の正常な防御及び歯磨き粉で使用される活性成分が残された細菌を全滅させて、歯肉の病気を防ぐことが期待される。しかしながら、これは多くの場合当てはまらない。

一態様では、本発明は、清掃／予防プロセスに消毒特徴を提供することによって清掃治療を生き残る細菌の数を削減するための装置を提供しようとする。

発明者は、必ずしも追加のツール又はステップを追加する必要なく、この目標を達成できることを見出した。細菌集団はつねに回復し得るのに対し、本明細書で説明されるプラズマは、特に重篤感染症の場合に細菌量を著しく削減し、したがって体及び一日に二回の歯みがきが歯肉の病気を防ぐ上で効果的となる確率を大幅に改善する。

したがって、本明細書に説明される装置は、超音波スケーラヘッドを有する歯ブラシの形態で提供される。このように、プラズマの提供は超音波スケーリングプロセスと結合される。統合されたツールは、プラズマで歯及び歯肉を「洗浄」しながら、同時に歯垢及び歯石を取り除くことによって予防プロセスをサポートする。プラズマプルームに含まれるラジカルが、歯垢とともに取り除かれなかった細菌を殺し清掃するだろう。

好適には、超音波スケーラヘッドは、同時に超音波を提供し、その中に１つ又は複数のプラズマガス出口を組み込むための圧電装置を含むだろう。係る装置は小型で便利だろう。

まず、係る装置はハンドヘルド部分及び基本ユニットを含むことが予期される。基本ユニットはガスと電源の両方を提供するだろう。ヘッドは小型変圧器及び電極を単に組み込むだろう。このようにして、ハンドヘルド型装置はその使用目的にとって扱いにくくはないだろう。

好適には、変圧器はプラズマチャンバに同軸で巻かれて、受容されるハンドピース範囲の中に全体的な直径を保つだろう。プラズマチャンバはオートクレーブからの密閉を可能にし、チャンバの汚染を防ぐのに役立つ自動閉鎖バルブ構成を含むだろう。ハンドピースの端部は好適には標準的なＩＳＯ取付け部品に係合し、ガス送達経路及びその中の電気接点と整列するだろう。高圧生成部分は、取外し可能なハンドピース部分に含まれ、オートクレーブ温度及び湿気の進入に抵抗する適切な樹脂／シリコン化合物で埋め込まれるだろう。

係る装置は、該装置が予防プロセスの「抗菌」作用を著しく増加させるので、プロセスでの大幅な改善策を表す。したがって、歯肉の病気のリスクを大幅に削減する。歯科医又は歯科衛生士が口に活性消毒剤を適用するとき、活性消毒剤はこのステップ及び口の中で化学薬品を使用することに関連するあらゆるリスクを排除するだろう。装置は歯肉ポケットの奥の細菌を治療するために拡張できるだろう。上述された装置はポケットのなんらかの消毒を提供し、さらにはこれらの領域のさらに奥に進入し、特定のポケットプローブを含むことができる。

また、プラズマは水噴霧も生じさせ、水を霧化するための超音波の必要性を排除できるだろう。これは、抗菌特性を強化するために水を「活性化」する追加の利点を有することがある。

追加の態様において、髪の美容漂白のためのプラズマの使用が提供され、プラズマはガスを通る放電によって生成され、
ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを含む、又は
ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を含む、又は
ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を含む。

追加の態様において、髪の美容脱色のための方法が提供され、方法は、
ガスを通る放電によって生成されるプラズマで髪の表面をプラズマ治療すること
を含み、
ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを含む、又は
ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を含む、又は
ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を含む。

爪のライトニング及び歯の漂白と同様に、発明者は、固定治療時間内で特にハンドヘルド装置の使用によって課される条件及び制限下において、髪を漂泊するためのガス混合物の使用有効性はヘリウム単独の使用効能よりも大きかったことを見出した。特に、治療の所与の長さの間、髪はヘリウム単独の治療下よりも、より明るくなった。

追加の態様に従って、美容毛染めのための方法が提供され、方法は、
ガスを通る放電によって生成されるプラズマで髪の表面をプラズマ治療することであって、
ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを含み、又は
ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を含み、又は
ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を含む、
プラズマ治療することと、
プラズマ治療された髪に毛髪染料を適用すること
を含む。

発明者は、特に本明細書で説明されるガスを用いるプラズマ前治療の使用が、毛髪染料の長持ちの改善につながることを見出した。特に、典型的な３回洗浄の染料の使用は、同等の半恒久的な毛髪染料に匹敵するほど延びるだろう。同様に、典型的な２８回洗浄の染料は４０回洗浄の恒久染料に匹敵するほど延びるだろう。これは特に、より長持ちする髪染めプロセスに必要とされる刺激の強い化学薬品を回避でき、より損傷が少ない化学薬品を使用して同様の長持ちする色を達成できるため、有利である。

理解されるように、本明細書に説明されるガス混合物のすべては、上述の態様、治療、及び用法のそれぞれでの使用に適している。したがって、ガス混合物に関する好適な特徴のすべてが態様のそれぞれに等しく適用する。

さらに理解されるように、上述の用法、方法、及び治療はすべて本明細書に説明されるような装置を使用して適切に行われる。特に、装置は、適切な量のプラズマが標的場所に提供され、それによって本発明を実施することを保証するために、上記の用法、方法、及び治療のそれぞれにおける使用に容易に適応できる。

上述の方法と組み合わせて、本明細書に説明されるプラズマガスで爪を治療するとき、爪表面を事前に治療することが可能であり、望ましいことがある。これは、爪やすりを用いて表面を磨耗させること、又は爪の表面に孔、溝、若しくは経路を開けることによって実行されてよい。これは治療される爪の厚さを削減し、活性種が爪の中を貫通し、爪床により近づくのに役立つことがある。係る前治療の例は、Ｃｌｅａｒａｎａｉｌ（登録商標）による制御ミクロ貫通（ＣＭＰ）により提供される。爪に孔を開けるとき、感染のリスク又は爪床への損傷を回避するために爪の全厚さが貫通されないことが望ましい。典型的な孔は２〜３ｍｍ離れて開けられてよい。孔又は溝は、爪の構造的硬直性の著しい削減を防ぐために離間される。前治療は治療の効能を高める。好適には、プラズマによる治療の後、爪は、薄くなった部分を通る感染を防ぎ、爪の完全性に対するサポートを提供するためにラッカーでコーティングされてよい。

本開示は、以下の非制限的な図面に関して説明される。

プラズマガス流の生成のための装置を示す図である。装置は図１Ａに完全に示され、図１Ｂに接写断面で示される。装置は内側導体、及びプラズマガス混合物の通過用のガス経路を有する内側導体を挟む外側伝導性シースを有する。 図２Ａ及び図２Ｂは、プラズマガス流の生成のための装置を示す図である。装置は下部にある蛇行したガス導管によって提供されるガスの通過用の貫通孔を有する単一の電極を含む。さらに、アセンブリ全体を加熱するためにガス導管の下方に加熱器が設けられてよい。係る構成はヘアアイロンに適しているだろう。 図２に示されるプラズマ装置プレートを利用する例示的なヘアストレートツールを示す図である。 治療用のプラズマ流れを確立するために必要とされることがある構成部品の概略図である。 本明細書に説明されるＰＦ４試験リグの多様な図である。リグは、リグの本体の中でガス供給源５０１に接続されたハンドヘルド型アプリケータ５００を含む。リグの本体は特定の制御電気装置を含む。 図５に示されるハンドヘルド型アプリケータ５００の２つの接写図である。これは、バルブを介して、及びプラズマの生成のための１組の電極間のガス供給源５０１からノズルへのガス流経路を含んだ装置の構成を示す。

上記に述べられた本発明の原理を適用する装置の好適な実施形態を、添付の図面を参照して説明する。

プラズマ適用装置１００、３００、４００は、１つ又は複数のガス出口１２５、３２５、４２５と連通するガスの源、及び第１電極１１０、３１０、４１０を含む。また、任意には、第２電極１３０、３３０、４３０も設けられてよい。あるいは、第２電極は、プラズマが適用される物体により形成されてよい（その場合、装置の一部を形成することは考慮されない）。

ガス源はプラズマ適用装置の中に封入されるガスタンクであることもあれば、個別のガス源と連通する導管であることもある。

図１及び図３は、装置がその中で第２電極１３０、３３０を含む物体にプラズマを適用するためのプラズマ適用装置１００、３００を示す。物体は、第１電極１１０、３１０と第２電極１３０、３３０との間に位置しなければならない。このため、第２電極１３０、３３０は第１電極１１０、３１０に対して可動であってよい。

髪をカールさせるための装置を形成してよい図１の実施形態では、少なくとも２つの第２電極１３０ａ、１３０ｂが設けられ、これにより第１電極１１０と第２電極（複数の場合がある）１３０ａ、１３０ｂのどちらか（又は両方）の間に電場が確立されてよい。

好適には、該少なくとも２つの第２電極１３０ａ、１３０ｂは実質的には第１電極１１０を取り囲む。該少なくとも２つの電極１３０ａ、１３０ｂは導電性ポリマーを含んでよく、又は導電性ポリマーから形成されてよい。

ハウジング１２０は、１つ又は複数のガス出口１２５がハウジング１２０に形成された状態で第１電極１１０を取り囲む。係るハウジングはセラミック等の誘電体材料を含んでよく、又は誘電体材料から形成されてよい。図１の配置の代わりに、ハウジング１２０は、１つ又は複数のガス出口１２５が第１電極１１０に貫通孔を形成する第１電極１１０をそれ自体で形成してよい。

好適には、複数のガス出口１２５は、ハウジング１２０の表面の一部分上に離間されて設けられる。好適には、ガス出口１２５は、ガス出口１２５を通過するガスが第２電極１３０に接触するように配置される。

該少なくとも２個の電極１３０ａ、１３０ｂは、複数のガス出口１２５と合うようにハウジング１２０を実質的に取り囲んでよい。該少なくとも２つの第２電極１３０ａ、１３０ｂはその間に物体（例えば、髪）を固定するためのハウジング１２０に対して可動であってよい（例えば、枢動可能であってよい）。第２電極１３０ａ、１３０ｂが第１電極３１０に対して所定の位置となるときに、装置１００をトリガしてプラズマを提供するためにスイッチ又はセンサが設けられてよい。

ハウジング１２０は、概して形状が円筒形又は概して円錐形若しくは円錐台形であってよい。該少なくとも２つの第２電極１３０ａ、１３０ｂは、ハウジング１２０で形状を補完してよい。

装置１００はハンドル１４０を含んでよい。ガス源はハンドル１４０の中に位置するタンクであってよい。

使用時、物体はハウジング１２０と該少なくとも２つの電極１３０ａ、１３０ｂとの間を通過してよい。プラズマは、第１電極１１０と第２電極１３０との間の位置で１つ又は複数のガス出口１２５を介してガス源から物体にガスを通過させることによって物体に適用されてよい。電圧は第１電極と第２電極１１０、１３０との間で適用され、このようにしてガスを電離してプラズマを形成する。好適には、第２電極１３０はアースに接続され、一方で高周波信号は第１電極１１０に適用される。

髪をストレートにするための装置を形成してよい図３の実施形態では、第１電極３３０は、装置３０１のハウジングの第１構成部品上に実装されてよく、又は第１構成部品を形成してよい。一方、第２電極３３０は装置３０２のハウジングの第２構成部品上に取り付けられてよく、又は装置３０２のハウジングの第２構成部品を形成してよい。ハウジング３０１、３０２の第１構成部品及び第２構成部品は枢着されてよく、それによって第１電極と第２電極１１０、３１０との間の相対的な移動を可能にする。係る移動は、装置のユーザがその間に物体（例えば、髪）を固定できるようにしてよい。第２電極３３０が第１電極３１０に対して所定の位置にあるときに、装置１００をトリガしてプラズマを提供するためにスイッチ又はセンサが設けられてよい。

好適には、少なくとも１つのガス出口３２５は、第１電極３１０を貫通する貫通孔として形成される。係る電極の適切な例は図２Ａに示され、以下に詳細に説明される。

装置３００はハンドル３４０を含んでよい。ガス源はハンドル３４０の中に位置するタンクであってよい。

図２はプラズマガス流の生成のための電極２００を示す。電極はガスの通過のための複数の貫通孔２２５を含む。

電極２００は、第１導電プレート２０１及び第２導電プレート２０２により形成されてよい。使用時、第１プレート２０１は電極の面に向く物体を形成する。プレート２０１、２０２は、窒化アルミニウム等のセラミックを含んでよい。

貫通孔２２５は第１プレート２０１に形成されてよい。溝２３０は第２プレート２０２に形成されてよい。溝２３０はスルーホール２２５と一致するように配置される。第１プレート２０１は第２プレート２０２に（例えば、ファスナー又は接着剤を使用し）固着されてよい。溝２３０は第２プレート２０２の縁部から延在し、その縁部で溝２３０は電極２００のためのガス入口２０３を形成する。好適には、溝２３０は第１プレートと第２プレート２０１、２０２との間に単一の連続導管を形成する。

任意には、電極２００を加熱するために第２プレート２０２の下方に（例えば、導管の下方に）熱源が設けられてよい。加熱器の使用はプラズマを形成するためにガスに必要とされるエネルギーを下げる。

図１及び図３に示される特有の実施形態は、好適には２つの電極間に位置する物体にプラズマを適用するためであるのに対し、上述された発明はプラズマ噴出を作り出すために適用されてよい。図４は、係るプラズマ適用装置４００の例を示す。装置は、手又は皮膚の領域等の物体の表面にプラズマを適用するために使用されてよい。

プラズマ適用装置４００はガス源を含む。ガス源は直列で、ニードル弁４０１、圧力調整器４０２、マスフローメータ４０３、及び焼結要素４０４を含む。

ガス源は、２つの電極４１０、４３０間にガスの流れを提供するように配置される。電極４１０、４３０は、流れの方向がその分離に対し垂直になるように分離されているとして示されているが、これは必須ではない。実際には、電極４１０、４３０はガス流の方向で分離されてよい。ガスは１つ又は複数のガス出口４２５を介して装置４００から排出されてよい。１つ又は複数のガス出口４２５は、電極４１０、４３０の下流に位置してよい。ノズルは電極４１０、４３０の下流に設けられてよい。代わりに、電極４１０、４３０の内の１つはノズルを形成してよい。

代替的な実施形態では、単一の電極４１０は第２電極として作用する物体を具備してよい。したがって、ガス源は単一の電極４１０を通過してガスの流れを提供するように構成される。ガスは１つ又は複数のガス出口４２５を介して装置４００から排出されてよい。１つ又は複数のガス出口４２５は、電極４１０の下流に位置してよく、又は（例えば、図２に示されるように電極４１０の孔を通るように形成されてよい。ノズルは電極４１０の下流に設けられてよい。あるいは、電極４１０はノズルを形成してよい。
実施例

本開示は、以下の非制限的な実施例に関して説明する。

コールド大気プラズマにおいて考えられる多くの使用法がある。これらの試験の目的は、生成されるオゾン及び亜酸化窒素のレベルを測定し、「Ｗｅｔ Ｈｕｍａｎ」試験モードでの電圧沈着を記録し、プルームの温度を決定する一方で、異なる濃度のさまざまなガス混合物の漂白効能を分析することである。特定の準安定状態及び励起ラジカルのレベルを分析するために光学スペクトルも採取された。
第Ａ部−ＰａｒａＳｕｒｅプラズマインジケータ片を使用するガス混合物の比較試験

目的は、商業的に実現可能な装置のための必要な安全性限界の中で最も効率的なプラズマガス混合物を見つけることであった。これは、オゾン及びＮＯｘの望ましくない副生成物並びにプルーンを下げる温度及び漏電も測定する一方で、異なる濃度でのさまざまなガス混合物の漂白有効性を評価することによって行われた。

以下の試験がＰＦ４の内部参照と共に、実験リグを使用して実行された。当該試験では、ベース制御ユニットは要求されるガス流及び電気供給をアンビリカルコードを介してハンドヘルド型ユニットに提供した。ハンドヘルド型ユニットは、石英管上に取り付けられた同心円状の内側障壁電極及び外側障壁電極からなる。高電圧がこれらの電極に適用され、これらの電極間でガスが流される。放電プラズマガスは開放石英流通管を下流側に流れ、大気中に流れ出る。主要放電は、内側電極と外側電極との間の狭いガスを直撃するが、２次放電は、流通管の下流で、流通管の端部において空気と混合するプラズマガス流により形成されるプルームに発生する。

使用されたガス流速は１．５Ｌ／分であった。電力設定は異なるレベルのプラズマ励起を作り出すために変更され、ガス混合物は２台のマスフローコントローラによって変更された。ストリップのＬ＊ａ＊ｂ＊色は、分光光度計を使用して測定され、漂白速度は２．５又は５％のＬ＊ＳＣＩの変化を達成するための測定時間に標準化された。

ガス混合／電力設定の組み合せごとの最善の結果が提示される。

データは以下を示す。
・不活性ガスのＨｅへのさまざまな添加は、Ｈｅ単独で考えられる酸化的効果を超えてプラズマの酸化効果を著しく改善できる。
・異なるガス混合物が著しく異なる酸化結果を生じさせる。
・ガス混合物の異なる濃度は異なる結果を生じさせ、異なる濃度が異なるガスにより良く機能することが分かる。
・Ｋｒ、Ｏ_２、及びＮｅは、濃度にあまり影響を受けないＮｅ混合物への最も有効な添加物である。

データは以下を示す。
・純Ａｒは容易にアークを成し、制御するための不必要に高いガス流速を必要とするだろう。
・より遅く経済的に許容可能且つ現実的な流量では、純Ａｒは安定したプラズマを形成するより、分子ガスによりアークを成す傾向を和らげるのに有利である。Ｎ_２又はＮ_２Ｏの添加は許容できないレベルのＮＯｘを生じさせた。したがって、最も効果的な分子ガス混合物はＡｒ／Ｈ２混合物であった。
・ＡｒにＫｒを添加すると、許容できる安全性限界の中で最も効率的且つ効果的な結果が生じる。
第Ｂ部−出芽酵母を紅色白癬菌のモデルとして使用するガス混合物の比較試験

目的は、第Ａ部のガス混合物のいずれかが、さまざまな条件下で培養された酵母に対して殺菌効果を示すことができるかどうかを見出すことであった。

以下の試験が、１．５Ｌ／分のガス流速のプラズマ試験装置を使用して実施された。
試験Ｂ１−寒天プレートに対する直接暴露の定性的評価

出芽酵母の懸濁液が寒天プレートから３ｍｌのＰＢＳにコロニーを添加することによって調製された。これは、ブランクのみのＰＢＳと共に、分光光度計を使用して測定された光学密度０．２に調製された。

麦芽抽出寒天培地の表面で出芽酵母の均等な成長を得るために、２００ｕｌの０．２ＯＤ懸濁液が寒天にピペットで取られた。これは、プラスチックのスプレッダを使用してプレートの表面付近で均等に拡散された。

プラズマプルームは、指定された持続時間に接種された寒天プレートの中心に向けられ、殺菌効果の定性観察は４８時間の培養に続いて行われた。

データは以下を示す。
・ガス混合物プラズマは適用の持続時間に比例した抑制ゾーンを示した。
・４％のＫｒ／Ａｒ混合物が同じ時間内に１％のＡｒ／Ｈｅ混合物よりも大きい抑制ゾーンを生じさせた。
・ガスだけの対照は抑制ゾーンを生じさせなかった。
試験Ｂ２−肉汁培養への直接暴露の定量的評価

出芽酵母を含むプレートからのコロニーが掴み取られ、肉汁培養を作り出すためにセフタジダイムを含んだ１０ｍｌの麦芽抽出培養液に添加された。４８時間培養された３０ｕＬの１．０ＯＤ濃縮培養液を含有するマイクロタイターウェルが次いでさまざまな期間でプラズマに暴露された。ウェルは次いでＰＢＳで再水和され、連続的に希釈され、培養液で培養されて細胞数を入手した。

１０^−１の希釈で９個の個別のウェルの平均からプラズマ治療前後に行われた細胞数

データは以下を示す。
・Ａｒ４％Ｋｒ混合物は、Ｈｅ／１％Ａｒ混合物が削減できたよりも迅速にコロニー数をゼロに削減するため、その優れた殺菌特性が認められる。
試験Ｂ３−爪を通した肉汁培養への暴露の定量的評価

上記に使用された４０ｕＬの同じ肉汁培養が、切り落とした人間の爪が中に固定されている改良されたフランツセルに添加された。フランツセルは、培養液が爪の下側と接触したままになるように反転され、プラズマが爪表面にさまざまな持続時間において適用された。細胞は次いで培養され、１００ｕＬのＰＢＳを使用して洗浄され、連続して希釈され、コロニー計数法のために培養された。

爪の縁部の周りのシールは、培養液中のコロニー計数法で測定されたいかなる削減もプラズマが爪を通って作用した結果としてでなければならないことを意味していた。

試験は、爪貫通を評価するために単にＨｅ／１％／Ａｒ混合物だけを使用し、１５分間プラズマを適用することによって行われた。各データポイントは３つのレプリカの平均細胞数である。

細胞数は、異なる肉汁培養開始濃度でのプラズマ治療の前後に取られた。

データは以下を示す。
・１５分の持続時間に、Ｈｅ／１％Ａｒプラズマは、人間の爪のさまざまな厚さを通して作用でき、細胞数を約９５％削減した。
第Ｃ部−紅色白癬菌を使用する、Ｍｅｄｐｈａｒｍ社の感染爪モデルを使用したガス混合物の比較試験

目的は、業界で認識されている爪白癬爪モデルに第Ｂ部の成功したガス混合物を適用して、大多数の感染の原因となる実際の病原菌を使用し最も有効な混合物を識別し、効能を最大限にするために混合物及び適用方式を最適化することであった。

以下の全ての試験は、Ｍｅｄｐｈａｒｍ社の感染爪モデル（Ｃｈｕｂ Ｔｕｒ（登録商標））を使用して実行され、ここでは、完全な厚さの人間の爪試料に紅色白癬菌の胞子が植菌され、真菌が爪の内部へと成長することが可能となるよう、湿潤された温かい環境で１４日間にわたり培養された。爪はＣｈｕｂＴｕｒ（登録商標）細胞装置にセットされ、異なるガス混合物を使用して、多様な方式のプラズマ治療に暴露された。

有効性の測定は、２４時間の培養の後、ＡＴＰアッセイから導き出される。このモデルでは、測定された発光の量は存在するＡＴＰの量に正比例する。検出されたＡＴＰのレベルは紅色白癬菌の生存能力を示す。大部分の実験は６の試料サイズに基づくものである。
試験Ｃ１−ガス混合物比較

多数の試験を通して、モデルにより測定可能な最大結果は有機体の９５％の死滅であった。したがって、多様なガス混合物がこのレベルを達成するために要した時間は、６分の適用を通して達成可能な死滅レベルと並行して評価された。

データは以下を示す。
・多数のガス混合物は、十分な時間を与えられれば、爪を通して菌類の９５％の死滅を達成できる。
・最速の結果は、Ｈｅ／１％Ａｒ混合物よりも１０倍速いＡｒ／４％／Ｋｒ混合物によって達成される。
試験Ｃ２−市販製品との比較

研究の目的は、多様なプラズマを単一で６分間適用して得られるインビトロ効能を、製造メーカの指示に従った市販の比較測定器、つまり局所的な抗真菌性のクリーム及びコールドレーザー装置を単一で適用する場合と比較することであった。

さらに、データは以下を示す。
・さまざまなガス混合物からのプラズマの単一の服用量は、市販の局所的な比較測定器及びコールドレーザー比較測定器の単一の服用量よりも著しく効果的である。
・市販の比較測定器に優る最も重要な利点はＡｒ／４％Ｋｒ混合物によって達成される。
第Ｄ部−歯の美容ホワイトニング

目的は、成功したガス混合物を適用し、歯の美容ホワイトニングで使用するための可能性を立証することであった。
試験Ｄ１−着色したＨＡＰディスク

ヒドロキシアパタイトディスクは、一貫性及び利用可能性のためのエナメル代用品として使用される。ディスクは塩酸でエッチングされ、次いで４日間、茶／コーヒー溶液に浸漬され、濯がれ、拭き取られ、乾燥されて、ディスクまで貫通した染みだけを残した。Ｌ＊ａ＊ｂ＊色は分光光度計を使用して測定され、次いでプラズマが次いで５×２分間ディスクの覆われていない領域に適用され、この覆われた領域の色は脱水の結果として一時的な色の効果を記録するのを回避するために蒸留水中でのディスクの再水和に続いて再測定された。

ガス流速は２．５ＳＬＰＭであった。装置電圧７．５ｋＶ、出口管から標的までの距離１０ｍｍ。

データは以下を示す。
・プラズマはエナメル状の材料を貫通し、外因性の染み及び浅い内因性の染みで色変化を生じさせる。
・ガス混合物はＨｅ単独よりも大きい色変化を生じさせる。
・Ｏ２／Ｈｅ混合物及びＫｒ／Ａｒ混合物が最も効果的である。
・Ｌ＊（明るさ）及びｂ＊（黄色さ）のサイズはともに歯の色に最も重要である著しい改善を示す。
試験Ｄ２−人間のエナメル質

人間の歯全体は清掃され、潤った状態に保たれ、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色は、プラズマ治療に暴露される前に分光光度計を使用し測定された。余分な着色は適用されなかった。色は、脱水の結果としての一時的な色の影響を記録するのを回避するために蒸留水中で少なくとも２時間の再水和の後に測定し直された。

ガス流速は２．５ＳＬＰＭであった。装置電圧７．５ｋＶ、出口管から標的までの距離は１０ｍｍ、ガス混合物は１％／Ａｒ／Ｈｅ

２分間のプラズマ治療の増加するラウンドに続く着色されていない人間の歯のデルタＬ＊色変化は以下の表に示される。

データは以下を示す。
・人間の歯のＬ＊の変化は、（１％Ａｒ／Ｈｅを使用する１０分の治療後の）着色されたＨＡＰディスクでのＬ＊の変化と一致している。
・歯のエナメル質での持続可能な色変化が考えられる。
・最大効果は８〜１０分後に達成される。
試験Ｄ３−エナメル貫通

厚さ約１ｍｍの人間の歯のエナメルのスライスが、プラズマによる漂白効果のインジケータとしてメラニンを用いて前部及び後部で着色された。スライスの着色面は上述されたように色測定され、次いで清潔なヒドロキシアパタイトディスクに置かれ、縁部が側面の周りでのプラズマの漏れを防ぐために密封された。

２分間のプラズマ治療の複数回のラウンドが、上述のように適用された。

２分間のプラズマ治療のラウンドに続くメラニンで着色された上部及び下部のエナメル質表面でのデルタＬ＊色変化が、以下の表に示される。

データは以下を示す。
・プラズマベースのガス混合物は厚さ１ｍｍの人間の歯のエナメル質を貫通し、したがって歯の色の大部分を有する象牙質に到達できる。
・上側はきわめて迅速に漂白され、大部分の効果がわずか８分後に見られる。
・下側の効果は蓄積するのに遅く、上側よりは効果が少ないが、依然として著しい効果を有する。
試験Ｄ４−人間の象牙質の漂白

切断された人間の歯の暴露された象牙質サンプルが上述のように色測定され、上述のようにプラズマ治療され、再水和され、再測定された。

２分間のプラズマ治療のラウンドに続く象牙質でのデルタＬ＊色変化は、以下の表に示される。

データは以下を示す。
・プラズマベースのガス混合物は、一度プラズマがエナメル質を通過すると象牙質での物質の色変化を生じさせることがある。
追加の実施例

プラズマ装置リグは、２つの異なるガスに接続され、ガス濃度は以下の方法論に説明されるように、コンピュータを介して操作される２台のマスフローコントローラを介して測定された。プラズマプルームは、ＰａｒａＳｕｒｅプラズマインジケータストリップの漂白を試みる前に、まず温度、オゾン排出物及び亜酸化窒素排出物、並びに電圧沈着について測定された。装置ヘッドはストリップから１０ｍｍの距離に残され、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色は最大１時間までの所与の間隔で測定された。何らかの分子ガス及び不活性ガスの混合物に加え、いくつかの不活性ガス混合物について結果が見出された。

装置：
プラズマ装置
２台のＡｌｉｃａｔ製マスフローコントローラＭＣ−１０ＳＬＰＭ−Ｄ
Ａｌｉｃａｔ製ＵＳＢバスＢＢ９
ＦｌｏｗＶｉｓｉｏｎＭＸ制御ソフトウェア搭載ラップトップ
Ｋｏｎｉｃａ製Ｍｉｎｏｌｔａ分光光度計ＣＭ−２６００ｄ
Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ製オシロスコープＴＤＳ２０２４Ｃ
ＴＩＭ製ＵＳＢ温度カメラ
Ｆｌｕｋｅ製温度計５２ Ｋ／Ｊ
２ＢＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製オゾンモニタ１０６−Ｌ
ＥｎｖｉｒｏＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ製亜酸化窒素化学ルミネセンスモニタ２００Ｅ
Ｏｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ製ＵＶ−ＮＩＲ分光計ＨＲ４０００ＣＧ
「Ｗｅｔ Ｈｕｍａｎ」試験モデル

１）マスフローコントローラで正しいガスを選択し、ＦｌｏｗＶｉｓｉｏｎＭｘ制御ソフトウェアを使用して適切なガス濃度を選択する。
２）亜酸化窒素モニタをセットアップする。ポンプが作動して、システムを通してサンプルガスを引き出し、サンプル管が可能な限りプルームに近いことを確認する。
３）オゾンモニタをセットアップし、プラズマ治療中に１０分平均を記録する。オゾンモニタサンプル管は、可能な限りプルームの近くにも設置される必要がある。
４）１．５１／分の流速を使用して選択したガス混合物でプラズマ装置をセットアップする。ガスを２０〜３０分流す。
５）電力をＤＣ電圧９．００ｋＶに設定した状態で、電源をオンに切り替えてプラズマを生成する。次いで、以下を測定する。
ａ．人間の試験モデルでのピークツーピークの間の電圧
ｂ．人間の試験モデルでのＲＭＳ電圧
ｃ．人間の試験モデルでの周波数
ｄ．ハンドピースの周波数
６）１０分後、亜酸化窒素及びオゾンの平均示度を記録する。
７）人間の試験モデルでのプルームの温度を見つけるために熱探知カメラをセットアップする。記録前に示度が安定化するための十分な時間を与える。
８）温度計を使用して人間の試験モデルで温度を記録し、熱電対が直接的にプルーム内にないことを確認する。
９）光ファイバを位置合わせし、スペクトルデータのために最大示度を確認し、電気的なダークスペクトルで１秒以上スペクトルを記録する。後の分析のために、ｓｐｃ形式でスペクトルを保存する。
１０）７．００ｋＶ及び５．００ｋＶで５〜９を繰り返す。
１１）すべての必要なガス濃度について１〜１０を繰り返す。
１２）ガス混合物ごとに測定マトリックスを完了後、漂白試験のために最善の２つ又は３つのガス濃度を選択する。
１３）分光計を較正し、較正データを記録する。
１４）プラズマインジケータ上の３ｍｍの標的領域を記す。
１５）分光計を使用して、標的のＬ＊ａ＊ｂ＊を測定する。サンプルごとに３つの測定値を採取し、毎回サンプルを９０度回転し、これらの示度の平均を引用する。
１６）１５分、３０分、及び６０分で、１５を繰り返す。

Ｌ＊ａ＊ｂ＊値を観察するために、分光計を使用する色測定は当技術分野において周知である。

ガス濃度ごとのスペクトル放射が測定され、どの化学種が各電圧でプラズマプルームによって励起されていたのかを示した。水酸ラジカルに帰することができる顕著な漂白効果があるが、これらの試験での主要な漂白剤は一重項酸素であることが発見された。

添加されたアルゴンガス混合物を有するヘリウムでは、準安定アルゴンの割合は、励起された一重項酸素の量に強く関連付けられているが、水酸ラジカルの数にはあまり関連付けられていないことが分かった。準安定アルゴンの最高レベルは９．００ｋＶで見付けられた。漂白剤と準安定ヘリウムとの間にほとんど関係がないことが判明した。

類似する関係はヘリウム／ネオンガス混合物で見出された。準安定ネオンの割合が励起された一重項酸素及び水酸ラジカルにリンクされることが分かった。準安定ネオンの最高レベルは再び９．００ｋＶで見出された。高レベルの準安定クリプトンが様々なレベルの漂白剤を引き起こすため、この傾向はアルゴン／クリプトンガス混合物には続かなかった。また、この混合物中の漂白ガス及び準安定アルゴンとの類似する相関関係もあった。

また、キセノン準安定原子は不均衡に高く、他の生成物を励起するようには見えなかったので、ヘリウム／キセノンも一般的な傾向に適合しなかった。窒素ガス混合物から得られた限られた結果は、窒素ガス混合物も代替の傾向に従っていることを示唆しているが、係るデータの小さいサンプルを示す著しい消光のため、漂白の真の方法は不明確なままである。水素ガス混合物からの結果は、水酸ラジカルがプルームでの主要な漂白剤であることを示す。ただし、これは、プラズマ自体の中の水素のレベルの高まりによる可能性がある。

漂白試験の効果は、異なるガス混合物及び組成に亘って大幅に変化した。一般に、最も効率的な不活性ガス混合物はアルゴン／クリプトンであった。ただし、ヘリウム／ネオンの１つの特定の組成はより効果的であることが分かった。最も効果的ではないガス混合物は、アルゴン／クリプトン混合物の１０倍に満たない効果のヘリウム／アルゴンであった。

分子ガス混合物の中で、最も効果的だったのはアルゴン／水素であった。分子ガスは、ヘリウムと組み合わされるときに性能がはるかに悪かった。アルゴン／水素混合物は、ヘリウム／水素混合物よりはるかに漂白している。

本書に列挙されるすべての割合及び率は、特に明記しない限り体積による。

前述の詳細な説明について、説明及び例示により提供してきた。係る詳細な説明は添付の請求項の範囲を限定することを意図するものではない。本明細書に説明される本開示に係る好適な実施形態における多数の変形形態が当業者には明らかとなるであり、これらの変形形態も添付の請求項及びそれらの均等物の範囲に含まれる。

Claims (23)

1. 人体にプラズマを適用するためのプラズマ生成装置であって、
   ガスを含むタンクと、
   前記タンクと流体接続するプラズマゾーンと、
   前記プラズマゾーンでの放電によってプラズマを生成するための手段と
   を備え、
   前記ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを備える、又は
   前記ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を備える、又は
   前記ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を備える
   プラズマ生成装置。
2. 前記ガスが９４％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜６％のクリプトンを備える、又は
   前記ガスが９７．５％〜９９％のアルゴン及び１％〜２．５％の水素を備える、又は
   前記ガスが９４％〜９８％のアルゴン及び２％〜６％の亜酸化窒素を備える
   前記請求項のいずれかに記載のプラズマ生成装置。
3. プラズマを生成するための前記手段が電源及び人体に近接して設置するための誘電電極を備え、使用時、前記プラズマゾーンが前記誘電電極と人体の表面との間に形成される、請求項１又は請求項２に記載のプラズマ生成装置。
4. プラズマを生成するための前記手段が電源、並びに第１電極及び第２電極を備え、使用時、前記プラズマゾーンが前記第１電極と前記第２電極との間に形成され、前記プラズマゾーンを通る前記タンクからのガス流が人体の表面と接触するプラズマ流を提供する、請求項１又は請求項２に記載のプラズマ生成装置。
5. プラズマを生成するための前記手段が電源、並びに誘電体材料を挟んだ第１電極及び第２電極を備え、使用時、前記プラズマゾーンが前記第１電極又は前記第２電極と人体の表面との間に形成される、請求項１又は請求項２に記載のプラズマ生成装置。
6. 前記装置がハンドヘルド型である、前記請求項のいずれかに記載のプラズマ生成装置。
7. 前記電源が前記ハンドヘルド型装置の中に内蔵バッテリーを備える、請求項６に記載のプラズマ生成装置。
8. 前記ガスが５ｌ／分未満、好適には２．５ｌ／分未満、より好適には１．５ｌ／分未満、及び最も好適には０．１〜０．５ｌ／分の流速でプラズマを生成するための前記手段を通して供給される、前記請求項のいずれかに記載のプラズマ生成装置。
9. プラズマを生成するための前記手段が２〜１５ｋＶの電圧で動作する、前記請求項のいずれかに記載のプラズマ生成装置。
10. 前記装置がヘアアイロン、歯ブラシ、フットスパ、又はヘアブラシである、前記請求項のいずれかに記載のプラズマ生成装置。
11. 前記請求項のいずれかの前記プラズマ生成装置を使用するための詰め替え可能なキャニスタであって、前記キャニスタはタンクを備え、加圧ガスを含み、
    前記ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを備える、又は
    前記ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を備える、又は
    前記ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を備える
    詰め替え可能なキャニスタ。
12. 前記ガスが、あらゆる不可避の不純物とともに、本質的にアルゴン及びクリプトン、アルゴン及び亜酸化窒素、又はアルゴン及び水素から成る、請求項１１に記載の詰め替え可能なキャニスタ。
13. 前記装置がハンドヘルド型であり、前記キャニスタが前記ハンドヘルド型装置の中に内蔵可能である、請求項９又は請求項１０に記載の詰め替え可能なキャニスタ。
14. 爪の真菌感染症を治療する方法で使用するためのプラズマであって、前記プラズマがガスを通る放電によって生成され、
    前記ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを備える、又は
    前記ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を備える、又は
    前記ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を備える
    プラズマ。
15. 爪の美容ライトニングのためのプラズマの使用であって、前記プラズマはガスを通る放電により生成され、
    前記ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを備える、又は
    前記ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を備える、又は
    前記ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を備える
    プラズマの使用。
16. 歯の美容ホワイトニングのためのプラズマの使用であって、前記プラズマはガスを通る放電によって生成され、
    前記ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを備える、又は
    前記ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を備える、又は
    前記ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を備える
    プラズマの使用。
17. 歯の前記美容ホワイトイングのための方法であって、
    ガスを通る放電によって生成されるプラズマで歯の表面をプラズマ治療すること
    を含み、
    前記ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを備える、又は
    前記ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を備える、又は
    前記ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を備える
    方法。
18. 髪の美容漂白のためのプラズマの使用であって、前記プラズマがガスを通る放電によって生成され、
    前記ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを備える、又は
    前記ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を備える、又は
    前記ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を備える
    プラズマの使用。
19. 髪の前記美容脱色のための方法であって、
    ガスを通る放電によって生成されるプラズマで髪の表面をプラズマ治療すること
    を含み、
    前記ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを備える、又は
    前記ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を備える、又は
    前記ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を備える
    方法。
20. 前記美容毛染めのための方法であって、
    ガスを通る放電によって生成されるプラズマで髪の表面をプラズマ治療すること
    を含み、
    前記ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン及び０．１％〜８％のクリプトンを備える、又は
    前記ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を備える、又は
    前記ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を備える
    プラズマ治療することと、
    前記プラズマ治療された髪に毛髪染料を適用すること
    を含む方法。
21. 前記ガスは９２％〜９９．９％のアルゴン、及び０．１％〜８％のクリプトンを備える、又は
    前記ガスは９５％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜５％の水素を備える、又は
    前記ガスは９２％〜９９．５％のアルゴン及び０．５％〜８％の亜酸化窒素を備える
    請求項１４に記載のプラズマ、又は請求項１７、請求項１９若しくは請求項２０のいずれかに記載の方法、又は請求項１５、請求項１６、若しくは請求項１８のいずれかに記載の前記使用。
22. 前記プラズマが４８℃以下、好適には４２℃以下に前記治療される表面を加熱する、請求項１４に記載のプラズマ、又は請求項１７、請求項１９、若しくは請求項２０のいずれかに記載の方法、又は請求項１５、請求項１６、若しくは請求項１８のいずれかに記載の使用。
23. 前記プラズマが、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の装置により提供される、請求項１４に記載のプラズマ、又は請求項１７、請求項１９、若しくは請求項２０のいずれかに記載の方法、又は請求項１５、請求項１６、若しくは請求項１８のいずれかに記載の使用。

Images