JP6915139B1 - 照射器具、プラズマ照射装置 - Google Patents

照射器具、プラズマ照射装置 Download PDF

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Abstract

【課題】照射対象に照射される活性ガスに含まれる活性種の密度を高くすることができる照射器具、および照射器具を備えるプラズマ照射装置を提供する。【解決手段】電圧が印加されることでプラズマを発生させる電極6、7と、活性ガスを照射対象に照射する照射口1cと連通し、前記電極6の照射口1c側の先端から照射口1cに延びる導入路3と、を備え、導入路3は、活性ガスを照射対象に導出する導出方向に向かって内径が小さくなっている縮径部3Bを有し、縮径部3Bの内面3bの少なくとも一部が非金属材料で構成される、照射器具10。【選択図】図1

Description

本発明は、照射器具、および照射器具を備えるプラズマ照射装置に関する。
従来、例えば、歯科治療等の医療を用途とするプラズマ照射装置が知られている。プラズマ照射装置は、創傷等の患部(照射対象)にプラズマまたは活性ガスを照射することで、患部を治癒する。前記活性ガスは、プラズマ照射装置の照射器具内の放電部でプラズマによって発生させられる。プラズマ照射装置は、放電部で発生した短い寿命の活性ガスを、ガス流で照射器具の先端から照射対象に向けて吹き出す。照射対象の治癒促進のためには、生じた活性ガスを効率よく患部に届ける必要がある。
プラズマ照射装置の照射器具の先端に設けられるノズルにおいて、種々の形状が検討されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の発明によれば、照射対象の状況に応じて、プラズマを照射できる。
特開2013−128681号公報
プラズマ照射装置において、ノズルを長くしてノズル先端の照射口を照射対象に近づける、又は、ノズル先端の照射口の開口径を小さくして活性ガスの噴き出し速度を高めることで、照射対象に活性ガスを効率よく患部に届けられると考えられる。
しかしながら、プラズマ照射装置において、単にノズルを長くしたり、照射口の開口径を小さくしたりすると、活性ガス中の活性種が減じてしまうという課題を生じた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、照射対象に照射される活性ガスに含まれる活性種の密度を高くすることができる照射器具、および照射器具を備えるプラズマ照射装置を提供することを目的とする。
本発明者等が鋭意検討した結果、照射器具内に設けられ、活性ガスと接する流路の内面は金属で構成されていると、プラズマによって発生させた活性ガスは荷電粒子を含むため、活性ガスが金属に触れると失活し、対象に輸送される活性種量が減少するということを見出した。
上記課題を解決するために、本発明は以下の態様を有する。
[1]電圧が印加されることでプラズマを発生させる電極と、
活性ガスを照射対象に照射する照射口と連通し、前記電極の前記照射口側の先端から前記照射口に延びる導入路と、を備え、
前記導入路は、前記活性ガスを照射対象に導出する導出方向に向かって内径が小さくなっている縮径部を有し、
前記縮径部の内面の少なくとも一部が非金属材料で構成される、照射器具。
[2]少なくとも前記縮径部の内面が非金属材料で構成される、[1]に記載の照射器具。
[3]前記電極を含むプラズマ発生部を覆う外筒部材と、前記外筒部材から突出し、前記活性ガスを照射対象に導出する照射管と、を有し、
前記導入路は、前記照射管の内部の流路を含む、[1]または[2]に記載の照射器具。
[4]前記照射管は、屈曲している、[3]に記載の照射器具。
[5]前記照射管は、前記外筒部材と着脱可能な着脱機構を有する、[3]または[4]に記載の照射器具。
[6]前記プラズマ発生部は、管状誘電体と、前記管状誘電体内に配置され、プラズマ発生用ガスに露出する面を有する内部電極と、前記内部電極の外周に配置される外部電極と、を有し、
前記内部電極の外径は、前記縮径部の内径よりも大きい、[3]〜[5]のいずれかに記載の照射器具。
[7]前記導入路の内径は、先端よりも後端が大きい、[1]〜[6]のいずれかに記載の照射器具。
[8]前記導入路の内径は、後端から先端に向けて段階的に小さくなる、[1]〜[6]のいずれかに記載の照射器具。
[9]前記導入路の内径は、後端から先端に向けて縮径する、[1]〜[6]のいずれかに記載の照射器具。
[10][1]〜[9]のいずれかに記載の照射器具を備える、プラズマ照射装置。
本発明によれば、照射対象に照射される活性ガスに含まれる活性種の密度を高くすることができる照射器具、および照射器具を備えるプラズマ照射装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る照射器具を模式的に示し、照射器具における軸線に沿う面の断面図である。 本発明の一実施形態に係る照射器具を模式的に示し、照射器具における軸線に沿う面の断面図である。 本発明の一実施形態に係る照射器具を模式的に示し、照射器具における軸線に沿う面の断面図である。 本発明の一実施形態に係る照射器具を模式的に示し、照射器具における軸線に沿う面の断面図である。 本発明の一実施形態に係る照射器具を模式的に示し、照射器具における軸線に沿う面の断面図である。 本発明の一実施形態に係る照射器具を模式的に示し、照射器具における軸線に沿う面の断面図である。 本発明の一実施形態に係る照射器具を模式的に示し、照射器具における軸線に沿う面の断面図である。 本発明の一実施形態に係る照射器具を模式的に示し、照射器具における軸線に沿う面の断面図である。 本発明の一実施形態に係る照射器具を模式的に示し、照射器具における軸線に沿う面の断面図である。 本発明の一実施形態に係る照射器具を模式的に示し、照射器具における軸線に沿う面の断面図である。 本発明の一実施形態に係る照射器具を模式的に示し、照射器具における軸線に沿う面の断面図である。 本発明の一実施形態に係るプラズマ照射装置を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るプラズマ照射装置の概略構成を示すブロック図である。 実施例および比較例において、照射口から吹き出した活性ガスに含まれるヒドロキシルラジカルの密度の測定結果を示す図である。 実施例および比較例において、照射口から吹き出した活性ガスに含まれる一重項酸素の密度の測定結果を示す図である。 実施例および比較例において、照射口から吹き出した活性ガスに含まれる一重項酸素の密度の測定結果を示す図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態による照射器具および照射器具を備えるプラズマ照射装置について説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、便宜上、特徴となる部分を拡大して示しており、各構成要素の寸法比率等は、実際とは異なる場合がある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更できる。
本発明の照射器具は、プラズマを発生し、発生したプラズマにより生じた活性ガスを照射口から照射対象に照射する器具である。プラズマにより発生した活性種を含む活性ガスは、金属壁面に衝突すると、励起した電子等が元に戻り、活性種濃度が低下すると考えられる。
なお、本明細書において、活性ガスとは、ラジカル等の活性種、励起した原子、励起した分子、イオン等のいずれかを含む化学活性の高いガスをいう。
[照射器具]
図1〜図5は、本発明の一実施形態に係る照射器具を模式的に示し、照射器具における軸線に沿う面の断面(縦断面)図である。
図1に示すように、本実施形態の照射器具10は、電圧が印加されることでプラズマを発生させる電極(内部電極6、外部電極7)と、活性ガスを照射対象に照射する照射口1cと連通し、前記電極の照射口1c側の先端から照射口1cに延びる導入路3と、を備える。本実施形態の照射器具10は、長尺状のカウリング1(筐体)と、前記電極(内部電極6、外部電極7)を含み、前記電極を介して電圧が印加されることでプラズマを発生するプラズマ発生部2と、プラズマ発生部2によって発生させた活性ガスを照射口1cに導く導入路3と、を備える。
カウリング1は、円筒形の胴体部1aと、胴体部1aの先端を塞ぐヘッド部1bとを備える。胴体部1aは、プラズマ発生部2を内蔵する。胴体部1aは、円筒形に限らず、四角筒、六角筒、八角筒等の多角筒形でもよい。
ヘッド部1bは、先端に活性ガスを照射対象に照射する照射口1cを有する。ヘッド部1bは、管軸O1方向に延びる導入路3の一部(導入路3の縮径部3B)を内部に有している。管軸O1は、胴体部1aの管軸である。
胴体部1aは、外周面に操作スイッチ4(操作部)を備えていてもよい。
図1に示すように、プラズマ発生部2は、管状誘電体5(誘電体)と、内部電極6と、外部電極7とを備える。
管状誘電体5は、管軸O1方向に延びる円筒状の部材である。管状誘電体5は、管軸O1方向に延び、内部電極6と外部電極7を含む領域であり、プラズマ発生用ガスやプラズマによって生じる活性ガスが通流する流路8を内部に有している。流路8と導入路3とは連通している。導入路3は、活性ガスを照射対象に照射する照射口1cと連通し、電極(内部電極6または外部電極7。例えば、図1では、内部電極6)の照射口1c側の先端(例えば、図1では、内部電極6の先端6a)から照射口1cに延びる流路である。なお、管状誘電体5の管軸O1は、カウリング1の管軸O1と同じである。導入路3は、カウリング1のヘッド部1b内部において、管軸O1方向に延びるように設けられている。流路8は、カウリング1の胴体部1a内部において、電極(内部電極6または外部電極7。例えば、図1では、内部電極6)の照射口1c側の先端(例えば、図1では、内部電極6の先端6a)から後端側に設けられている。
プラズマ発生部2は、管状誘電体5と、管状誘電体5内に配置され、プラズマ発生用ガスに露出する面を有する内部電極6と、内部電極6の外周に配置される外部電極7と、を有する。言い換えれば、プラズマ発生部2は、流路8内に配置される内部電極6を備えている。内部電極6は、管軸O1方向に延びる略円柱状の部材である。内部電極6は、管状誘電体5の内面と離間している。内部電極6は、プラズマ発生用ガスに露出する面を有する。内部電極6の外径d1は、導入路3の縮径部3Bの内径d2よりも大きい。
管状誘電体5の外周面の一部には、内部電極6に沿う外部電極7を備えている。外部電極7は、管状誘電体5の外周面に沿って周回する環状の電極である。
管状誘電体5と内部電極6と外部電極7とは、管軸O1を中心として同心円状に位置している。
本実施形態において、内部電極6の外周面と外部電極7の内周面とは、管状誘電体5を挟んで互いに対向している。管状誘電体5を挟んで対向する内部電極6の外周面と外部電極7の内周面によって形成される領域は、放電部2Aである。
本実施形態では、導入路3が、流路8と内径が等しい第1導入路3Aと、活性ガスを照射対象に導出する導出方向(流路8から導入路3に向かう方向)に向かって内径が小さくなっている縮径部(第2導入路)3Bを有する。なお、照射器具10における前記導出方向側の先端を照射器具10(カウリング1)の先端、その反対側を照射器具10(カウリング1)の後端とする。
詳細には、図2に示すように、縮径部3Bの内径が、先端よりも後端が大きくなっていてもよい。この例では、縮径部3Bの先端において内方に延びる壁によって、照射口1cの内径d5は、縮径部3Bの後端(ヘッド部1bの流路8側の端面)の内径d4よりも小さくなっている。すなわち、縮径部3Bの後端の内径d4が、縮径部3Bの先端(照射口1c)の内径d5よりも大きくなっている。
また、図3に示すように、縮径部3Bの内径は、後端から先端に向けて段階的に小さくなっていてもよい。この例では、縮径部3Bは、後端から先端に向けて順に、第1縮径部3B1、第2縮径部3B2および第3縮径部3B3を有する。すなわち、第1縮径部3B1の内径は第2縮径部3B2の内径よりも大きく、第2縮径部3B2の内径は第3縮径部3B3の内径よりも大きい。図3に示す例では、縮径部3Bが、後端から先端に向けて段階的に小さくなる3つの部位から構成される場合を例示したが、本実施形態はこれに限定されない。本実施形態では、縮径部3Bが、後端から先端に向けて段階的に小さくなる2つまたは4つ以上の部位から構成されていてもよい。
また、図4に示すように、縮径部3Bの内径は、後端から先端に向けて縮径していてもよい。すなわち、縮径部3Bはテーパーの形状を有していてもよい。縮径部3Bでは、第1縮径部3B1の後端の内径d6が最も大きく、第2縮径部3B2の先端(照射口1c)の内径d7が最も小さくなっている。
また、図5に示すように、縮径部3Bは、後端から先端に向けて縮径するテーパーの形状を有する第1縮径部3B1と、第1縮径部3B1よりも先端側に設けられ、管軸O1方向に沿って内径が一定の第2縮径部3B2とを有する。この例では、基端1eにおいて、第1導入路3Aの内径と縮径部3Bの内径が等しい。
本実施形態では、プラズマ発生部2は、誘電体バリア放電によりプラズマを発生する。
プラズマ発生部2は、例えば、窒素を用いてプラズマを発生する。
プラズマ発生部2は、カウリング1から離脱可能である。プラズマ発生部2は、例えば、カウリング1から管軸O1方向に引き抜かれる。例えば、カウリング1を胴体部1aとヘッド部1bとに分解した後、プラズマ発生部2が、胴体部1aに対して前側に引き抜かれるようにプラズマ発生部2を構成してもよい(なお、管軸O1方向に沿ってヘッド部1b側を前側、胴体部1a側を後側とする)。
例えば、プラズマ発生部2が破損した場合などには、カウリング1からプラズマ発生部2を離脱させた後、新たなプラズマ発生部2をカウリング1に装着することができる。このとき、新たなプラズマ発生部2は、カウリング1に対して管軸O1方向に差し込むことができる。
本実施形態では、図1〜図5に示すように、照射器具10がプラズマ発生部2を覆う外筒部材9を有していてもよい。
外筒部材9は、カウリング1に外側から嵌合されている。外筒部材9は、カウリング1の胴体部1aを覆う部分とカウリング1のヘッド部1bを覆う部分とが一体に設けられている。外筒部材9は、カウリング1に対して着脱自在に装着されている。なお、外筒部材9の着脱性を向上させるため、外筒部材9の内面に、凹凸部を設けてもよい。凹凸部を設けることにより、外筒部材9とカウリング1との接触面積を低減させ、着脱時の摩擦抵抗を軽減させることができる。
胴体部1aの材料は、外部電極7を絶縁する観点から、絶縁性を有する材料が好ましい。胴体部1aは、絶縁材料とその表面に金属材料の層を有する多層構造でもよい。
胴体部1aの大きさは、特に制限はなく、手指で把持しやすい大きさとすることができる。
ヘッド部1bの材料は、特に制限はなく、絶縁性を有してもよいし、絶縁性を有しなくてもよい。ヘッド部1bの材料は、耐摩耗性、耐腐食性に優れる材料が好ましい。耐摩耗性、耐腐食性に優れる材料としては、ステンレス等の金属、非金属材料を例示できる。胴体部1aとヘッド部1bの材料は、同じでもよく、異なってもよい。
本実施形態では、縮径部3Bの内面3bの少なくとも一部が非金属材料で構成される。ヘッド部1bの全体が非金属材料で構成されていてもよく、ヘッド部1bにおける縮径部3Bの内面3bの少なくとも一部に、非金属材料で構成される層(保護層)を有していてもよい。
非金属材料としては、特に限定されないが、例えば、樹脂、セラミックス等の絶縁体が挙げられる。
樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ユニレート、フッ素樹脂等が挙げられる。
セラミックスとしては、例えば、アルミナが挙げられる。
管状誘電体5の材料としては、公知のプラズマ装置に使用する誘電体材料を適用できる。管状誘電体5の材料としては、ガラス、セラミックス、合成樹脂等を例示できる。管状誘電体5の誘電率は高いほど好ましい。
内部電極6は、管軸O1方向に延びる軸部と、軸部の外周面のねじ山とを備える。軸部は、中実でもよいし、中空でもよい。なかでも、軸部は中実が好ましい。軸部が中実であれば、加工が容易であり、かつ機械的な耐久性を高められる。内部電極6のねじ山は、軸部の周方向に周回する螺旋状のねじ山である。内部電極6の形態は、雄ねじと同様の形態である。内部電極6のねじ山の高さは、内部電極6の外径d1を勘案して適宜決定できる。
内部電極6は、外周面にねじ山を有することで、ねじ山先端部の電界が局所的に強くなり、放電開始電圧が低くなる。このため、低電力でプラズマを生成し、維持できる。
なお、内部電極6は、外周面にねじ山等の凹凸を有しなくてもよい。すなわち、内部電極6は、外周面に凹凸を有しない円柱の部材でもよい。
内部電極6の材料は、導電材であれば特に制限はなく、公知のプラズマ装置の電極に使用できる金属を適用できる。内部電極6の材料としては、ステンレス、銅、タングステン等の金属、カーボン等を例示できる。
内部電極6としては、JIS B 0205:2001のメートルねじの規格品(M2、M2.2、M2.5、M3、M3.5等)、JIS B 2016:1987のメートル台形ねじの規格品(Tr8×1.5、Tr9×2、Tr9×1.5等)、JIS B 0206:1973のユニファイ並目ねじの規格品(No.1−64UNC、No.2−56UNC、No.3−48UNC等)等と同等の仕様が好ましい。これらの規格品と同等の仕様であれば、コスト面で優位である。
外部電極7の材料は、導電材であれば特に制限はなく、公知のプラズマ装置の電極に使用する金属を適用できる。外部電極7の材料としては、ステンレス、銅、タングステン等の金属、カーボン等を例示できる。
外筒部材9は、プラズマ発生部2および電気配線(ケーブル等)から発生する電磁波を遮断する観点から、金属製材料であることが好ましい。金属製材料としては、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅等が挙げられる。
本実施形態の照射器具10によれば、導入路3が前記導出方向に向かって内径が小さくなっている縮径部3Bを有するため、照射口1cから吹き出す活性ガスの流速を速くすることができる。また、縮径部3Bの内面3bの少なくとも一部が非金属材料で構成されるため、導入路3内部で活性ガスが失活することを抑制することができる。その結果、照射対象に照射される活性ガスに含まれる活性種の密度を高くすることができる。なお、活性ガスを照射する、とは、活性ガスを照射対象に向けて吹き付ける(輸送する)と言い換えることができる。
本実施形態の照射器具10によれば、少なくとも縮径部3Bの内面3bが非金属材料で構成されることにより、導入路3内部で活性ガスが失活することを抑制する効果を向上することができる。
本実施形態の照射器具10によれば、縮径部3Bが、後端から先端に向けて縮径するテーパーの形状を有する第1縮径部3B1と、第1縮径部3B1よりも先端側に設けられ、管軸O1方向に沿って内径が一定の第2縮径部3B2とを有することにより、導入路3内部で乱流等が発生せず、照射口1cから吹き出す活性ガスの流速を速くすることができる。
本実施形態の照射器具10によれば、プラズマ発生部2が、管状誘電体5と、管状誘電体5内に配置され、プラズマ発生用ガスに露出する面を有する内部電極6と、内部電極6の外周に配置される外部電極7と、を有し、内部電極6の外径d1が縮径部3Bの内径d2よりも大きいことにより、流路8から導入路3への活性ガスの通流を円滑にして、照射口1cから吹き出す活性ガスの流速を速くすることができる。
本実施形態の照射器具10によれば、前記導出方向において、内部電極6の先端6aと導入路3の縮径部3Bの基端1eが離間している。
ヘッド部1bが金属製である場合、内部電極6の先端6aと導入路3の縮径部3Bの基端1eとが近付いていると、内部電極6に高電圧がかかった際に、絶縁破壊を生じて、ヘッド部1bと内部電極6との間で放電して、意図した場所(放電部2A)で放電が発生しないことがある。そこで、内部電極6の先端6aと導入路3の縮径部3Bの基端1eを離間することにより、絶縁破壊を生じ難くする。また、ヘッド部1bが非金属材料であり、かつ、外筒部材9が金属製である場合は、上記と同様に、内部電極6と外筒部材9との間で放電が発生することがある。
本実施形態の照射器具10によれば、導入路3の内径が先端よりも後端が大きいことにより、導入路3内部における活性ガスの通流を円滑にして、照射口1cから吹き出す活性ガスの流速を速くすることができる。
本実施形態の照射器具10によれば、導入路3の内径が後端から先端に向けて段階的に小さいことにより、導入路3内部における活性ガスの通流を円滑にして、照射口1cから吹き出す活性ガスの流速を速くすることができる。
本実施形態の照射器具10によれば、導入路3の内径が後端から先端に向けて縮径することにより、導入路3内部における活性ガスの通流を円滑にして、照射口1cから吹き出す活性ガスの流速を速くすることができる。
<他の実施形態>
なお、本発明は、上記の実施形態に限定するものではない。
例えば、図6〜図11に示すような変形例に係る照射器具20(20A〜20E)を採用してもよい。なお、変形例に係る照射器具20(20A〜20E)では、前記実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
図6〜図11に示す変形例に係る照射器具20は、照射管(ノズル)21を有する点で、図1に示す上記の照射器具10とは異なっている。
照射器具20は、プラズマ発生部2を覆う外筒部材9と、外筒部材9から突出し、活性ガスを照射対象に導出する照射管21とを有する。
また、ヘッド部1bは、先端に嵌合孔(雌ネジ)1dを有している。嵌合孔1dは、照射管21を受け入れる孔である。照射管21は、外筒部材9と着脱可能な着脱機構を有する。より詳細には、照射管21は、ヘッド部1bの先端に設けられた嵌合孔1dに嵌合する嵌合凸部(雄ネジ)21aを有する。
導入路3の縮径部3Bは、ヘッド部1bの内部に設けられた第1縮径部3B1と、外筒部材9から突出し、活性ガスを照射対象に導出する照射管21の内部の第2縮径部3B2と、を有する。すなわち、導入路3の縮径部3Bは、流路8側の基端1eから照射管21の照射口21bまで設けられている。
照射管21は、ステンレス等の金属で構成されていてもよく、上記非金属材料で構成されていてもよい。照射管21とヘッド部1bの材料は、同じでもよく、異なってもよい。すなわち、照射管21およびヘッド部1bが、金属で構成されていてもよく、上記非金属材料で構成されていてもよい。
照射管21およびヘッド部1bが、金属で構成されている場合、第1縮径部3B1の内面3bおよび第2縮径部3B2の内面3cの少なくとも一部が上記非金属材料で構成される。すなわち、照射器具20は、第1縮径部3B1の内面3bおよび第2縮径部3B2の内面3cの少なくとも一部に、非金属材料で構成される層(保護層)を有する。
本変形例の照射器具20によれば、プラズマ発生部2を覆う外筒部材9と、外筒部材9から突出し、活性ガスを照射対象に導出する照射管21とを有し、縮径部3Bは、ヘッド部1bの内部に設けられた第1縮径部3B1と、照射管の内部の第2縮径部3B2と、を有することにより、照射対象に活性ガスを照射する作業が行い易くなる。
本変形例の照射器具20によれば、照射管21が外筒部材9と着脱可能な着脱機構を有することにより、照射管21を使い捨てにすることができる。これにより、照射管21を介して、感染症が発生すること等を抑制することができる。
本変形例の照射器具20は、導入路3が図7〜図11に示すような構造を有する。
図7に示す変形例に係る照射器具20A(20)は、照射管21を有する点で、図2に示す上記の照射器具10とは異なっている。
縮径部3Bは、ヘッド部1bの内部に設けられた第1縮径部3B1と、外筒部材9から突出し、活性ガスを照射対象に導出する照射管21の内部の第2縮径部3B2と、を有する。
図7に示すように、縮径部3Bの内径が、先端よりも後端が大きくなっている。本変形例では、縮径部3Bの後端の内径d8が、縮径部3Bの先端(照射口21b)の内径d9よりも大きくなっている。
本変形例においても、ヘッド部1bにおける第1縮径部3B1の内面3bおよび照射管21における第2縮径部3B2の内面3cの少なくとも一部が上記非金属材料で構成される。
図8に示す変形例に係る照射器具20B(20)は、照射管21を有する点で、図3に示す上記の照射器具10とは異なっている。
縮径部3Bは、ヘッド部1bの内部に設けられた第1縮径部3B1と、外筒部材9から突出し、活性ガスを照射対象に導出する照射管21の内部の第2縮径部3B2および第3縮径部3B3と、を有する。
図8に示すように、縮径部3Bの内径は、後端から先端に向けて段階的に小さくなっている。本変形例では、縮径部3Bは、後端から先端に向けて順に、第1縮径部3B1、第2縮径部3B2および第3縮径部3B3を有する。すなわち、第1縮径部3B1の内径は第2縮径部3B2の内径よりも大きく、第2縮径部3B2の内径は第3縮径部3B3の内径よりも大きい。図8に示す変形例では、縮径部3Bが、後端から先端に向けて段階的に小さくなる3つの部位から構成される場合を例示したが、本変形例はこれに限定されない。本変形例では、縮径部3Bが、後端から先端に向けて段階的に小さくなる2つまたは4つ以上の部位から構成されていてもよい。
本変形例においても、ヘッド部1bにおける第1縮径部3B1の内面3b、照射管21における第2縮径部3B2の内面3cおよび第3縮径部3B3の内面3dの少なくとも一部が上記非金属材料で構成される。
図9に示す変形例に係る照射器具20C(20)は、照射管21を有する点で、図4に示す上記の照射器具10とは異なっている。
縮径部3Bは、ヘッド部1bの内部に設けられた第1縮径部3B1と、外筒部材9から突出し、活性ガスを照射対象に導出する照射管21の内部の第2縮径部3B2と、を有する。
図9に示すように、縮径部3Bの内径は、後端から先端に向けて縮径している。すなわち、縮径部3Bはテーパーの形状を有している。縮径部3Bでは、第1縮径部3B1の後端の内径d10が、第2縮径部3B2の先端(照射口21b)の内径d11よりも大きくなっている。
本変形例においても、ヘッド部1bにおける第1縮径部3B1の内面3bおよび照射管21における第2縮径部3B2の内面3cの少なくとも一部が上記非金属材料で構成される。
図10に示す変形例に係る照射器具20D(20)は、照射管21を有する点で、図5に示す上記の照射器具10とは異なっている。
縮径部3Bは、ヘッド部1bの内部に設けられた第1縮径部3B1と、外筒部材9から突出し、活性ガスを照射対象に導出する照射管21の内部の第2縮径部3B2と、を有する。
図10に示すように、縮径部3Bは、後端から先端に向けて縮径するテーパーの形状を有する第1縮径部3B1と、第1縮径部3B1よりも先端側に設けられ、管軸O1方向に沿って内径が一定の第2縮径部3B2とを有する。
図11に示す変形例に係る照射器具20E(20)は、照射管21が屈曲している。なお、照射管21が屈曲するとは、照射管21の先端に向かうに従い照射口21bが管軸O1から離れることである。
照射管21の内径は、先端よりも後端が大きくなっていてもよい。また、照射管21の内径は、後端から先端に向けて段階的に小さくなっていてもよい。また、照射管21の内径は、後端から先端に向けて縮径していてもよい。すなわち、照射管21はテーパーの形状を有していてもよい。このように、照射管21の内径が後端から先端に向けて小さくなっている場合、照射口21bの内径d12は、0.5mm以上1.0mm以下であることが好ましい。
本変形例の照射器具20E(20)によれば、上述の第1の変形例の照射器具20と同様の効果が得られる。また、本変形例の照射器具20E(20)によれば、照射管21が屈曲していることにより、照射対象に活性ガスを照射する作業が行い易くなる。
[プラズマ照射装置]
本発明の一実施形態に係るプラズマ照射装置は、プラズマジェット照射装置または活性ガス照射装置である。
プラズマジェット照射装置は、プラズマを発生させる。プラズマジェット照射装置は、発生したプラズマと、活性種と、を照射対象に直接照射する。前記活性種は、プラズマ中の気体またはプラズマ周辺の気体とプラズマとが反応して生成される。活性種としては、活性酸素種や活性窒素種を例示できる。活性酸素種としては、ヒドロキシルラジカル、一重項酸素、オゾン、過酸化水素、スーパーオキシドアニオンラジカル等を例示できる。活性窒素種としては、一酸化窒素、二酸化窒素、ペルオキシナイトライト、過酸化亜硝酸、三酸化二窒素等を例示できる。
活性ガス照射装置は、プラズマを発生させる。活性ガス照射装置は、活性種を含む活性ガスを照射対象に照射する。前記活性種は、プラズマ中の気体またはプラズマ周辺の気体とプラズマとが反応して生成される。
以下、本発明の一実施形態に係るプラズマ照射装置の一実施形態について説明する。
本実施形態のプラズマ照射装置は、活性ガス照射装置である。
図12は、本実施形態のプラズマ照射装置を示す模式図である。図13は、本実施形態のプラズマ照射装置の概略構成を示すブロック図である。
図12および図13に示すように、本実施形態のプラズマ照射装置100は、照射器具10と、供給ユニット110と、ガス管路120と、電気配線130と、供給源140と、報知部150と、制御部160(演算部)と、を備える。
供給ユニット110は、照射器具10に電力およびプラズマ発生用ガスを供給する。供給ユニット110は、供給源140を収容している。供給源140は、プラズマ発生用ガスを収容している。供給ユニット110は、例えば、100Vの家庭用電源等の電源(不図示)と接続されている。ガス管路120は、照射器具10と供給ユニット110とを接続している。電気配線130は、照射器具10と供給ユニット110とを接続している。本実施形態において、ガス管路120と電気配線130とは、各々独立しているが、ガス管路120と電気配線130とは一体でもよい。
図12に示すような供給ユニット110は、照射器具10に電気およびプラズマ発生用ガスを供給する。供給ユニット110は、内部電極6と外部電極7との間に印加する電圧および周波数を調節できる。供給ユニット110は、供給源140を収容する筐体111を備えている。
筐体111は、供給源140を離脱可能に収容する。これにより、筐体111に収容された供給源140内のプラズマ発生用ガスがなくなったとき、供給源140を交換することができる。
供給源140は、プラズマ発生部2にプラズマ発生用ガスを供給する。供給源140は、内部にプラズマ発生用ガスが収容された耐圧容器である。図13に示すように、供給源140は、筐体111内に配置された配管145に対して着脱可能に装着されている。配管145は、供給源140とガス管路120とを接続している。
配管145には、電磁弁141、圧力レギュレータ143、流量コントローラ144および圧力センサ142(残量センサ)が取り付けられている。
電磁弁141が開状態となると、供給源140から配管145およびガス管路120を介して照射器具10にプラズマ発生用ガスが供給される。図示の例では、電磁弁141は、弁開度が調節できる構成ではなく、開閉の切り替えのみができる構成である。なお、電磁弁141は、弁開度が調節できる構成であってもよい。
圧力レギュレータ143は、電磁弁141と供給源140との間に配置されている。圧力レギュレータ143は、供給源140から電磁弁141に向かうプラズマ発生用ガスの圧力を低下(プラズマ発生用ガスを減圧)させる。
流量コントローラ144は、電磁弁141とガス管路120との間に配置されている。流量コントローラ144は、電磁弁141を通過したプラズマ発生用ガスの流量(単位時間当たりの供給量)を調整する。流量コントローラ144は、プラズマ発生用ガスの流量を、例えば、3L/minに調整する。
圧力センサ142は、供給源140におけるプラズマ発生用ガスの残量V1を検出する。圧力センサ142は、前記残量V1として、供給源140内の圧力(残圧)を測定する。圧力センサ142は、圧力レギュレータ143と供給源140との間(圧力レギュレータ143よりも一次側)を通過するプラズマ発生用ガスの圧力を、供給源140の圧力として測定する。圧力センサ142としては、例えば、キーエンス社のAP−V80シリーズ(具体的には、例えばAP−15S)等を採用することができる。
配管145の供給源140側の端部には、継手146が設けられている。継手146には、供給源140が着脱可能に装着されている。供給源140を継手146に着脱させることで、電磁弁141、圧力レギュレータ143、流量コントローラ144および圧力センサ142(以下、「電磁弁141等」という。)を筐体111に固定したまま、供給源140を交換することができる。
この場合、交換前の供給源140、交換後の供給源140のいずれについても共通の電磁弁141等を使用することができる。
図12に示すように、ガス管路120は、供給ユニット110から照射器具10にプラズマ発生用ガスを供給する経路である。ガス管路120は、照射器具10の管状誘電体5の後端部に接続している。ガス管路120の材料は、特に制限はなく、公知のガス管に用いる材料を適用できる。ガス管路120の材料としては、例えば、樹脂製の配管、ゴム製のチューブ等を例示でき、可撓性を有する材料が好ましい。
電気配線130は、供給ユニット110から照射器具10に電気を供給する配線である。電気配線130は、照射器具10の内部電極6、外部電極7および操作スイッチ4に接続している。電気配線130の材料は、特に制限はなく、公知の電気配線に用いる材料を適用できる。
電気配線130の材料としては、絶縁材料で被覆した金属導線等を例示できる。
図13に示すような制御部160は、情報処理装置を用いて構成される。すなわち、制御部160は、バスで接続されたCPU(Central Processor Unit)、メモリおよび補助記憶装置を備える。制御部160は、プログラムを実行することによって動作する。制御部160は、例えば、供給ユニット110に内蔵されていてもよい。制御部160は、照射器具10、供給ユニット110および報知部150を制御する。
制御部160には、照射器具10の操作スイッチ4が電気的に接続されている。操作スイッチ4が操作されると、操作スイッチ4から制御部160に電気信号が送られる。制御部160が前記電気信号を受け付けると、制御部160は電磁弁141および流量コントローラ144を作動させ、かつ内部電極6と外部電極7との間に電圧を印加する。
本実施形態では、操作スイッチ4が押釦であり、使用者が操作スイッチ4を1回押した(使用者が操作スイッチ4を操作した)ときに、制御部160が前記電気信号を受け付ける。すると、制御部160が、電磁弁141を所定の時間、開放して電磁弁141を通過したプラズマ発生用ガスの流量を流量コントローラ144に調整させ、かつ内部電極6と外部電極7との間に電圧を所定の時間、印加する。その結果、供給源140からプラズマ発生部2に一定量のプラズマ発生用ガスが供給され、照射器具10の照射口から活性ガスが一定時間(例えば、数秒から数十秒程度、本実施形態では30秒)、継続して吐出される。なお、操作スイッチ4は、外筒部材9に設ける形態に限定されず、照射器具10から独立し、かつ制御部160に接続したフットスイッチの形態であってもよい。
制御部160は、プラズマ発生用ガスの残回数Nを演算する。残回数Nは、供給源140に残存するプラズマ発生用ガスによって、供給源140からプラズマ発生部2にプラズマ発生用ガスを供給することができる残りの回数である。残回数Nは、供給源140におけるプラズマ発生用ガスの残量V1から算出することができる。残回数Nは、残量V1と、操作スイッチ4の操作1回あたりのプラズマ発生用ガスの供給量V2と、に基づいて演算(N=V1/V2)することができる。
報知部150は、残回数Nを報知する。報知部150は、制御部160が演算した残回数Nを数字で表示する。報知部150として、例えば、任意の数字を表示可能なディスプレイ装置を採用してもよく、機械式のカウンタを採用してもよい。なお、報知部150は、音声によって残回数Nを報知してもよい。この場合、報知部150としては、例えば、スピーカ等を採用することができる。
次に、プラズマ照射装置100の使用方法を説明する。
例えば、医師等の使用者は、照射器具10を持って移動させ、照射器具10の先端を照射対象に向ける。この際、使用者は、自身の利手(照射器具10の操作を行う手)で照射器具10を把持する。この状態で操作スイッチ4を押し、供給源140から照射器具10に電気およびプラズマ発生用ガスを供給する。
照射器具10に供給したプラズマ発生用ガスは、管状誘電体5の後端部から管状誘電体5の内空部に流入する。プラズマ発生用ガスは、内部電極6と外部電極7とが対向する位置において電離し、プラズマになる。
本実施形態においては、内部電極6と外部電極7とが、プラズマ発生用ガスの流れる方向と直交する向きに対向している。内部電極6の外周面と外部電極7の内周面とが対向する位置で発生したプラズマは、流路8と、導入路3とをこの順に通流する。この間、プラズマは、ガス組成を変化しつつ通流し、ラジカル等の活性種を含む活性ガスとなる。
生じた活性ガスは、照射口1cから吐出される。吐出された活性ガスは、照射口1c近傍の気体の一部をさらに活性化して活性種を生成する。これらの活性種を含む活性ガスを照射対象に照射する。
照射対象としては、例えば、細胞、生体組織、生物個体、有機材料(例えば、樹脂等)、無機材料(例えば、セラミックス、金属等)等を例示できる。
生体組織としては、内臓の各器官、体表や体腔の内面を覆う上皮組織、歯肉、歯槽骨、歯根膜およびセメント質等の歯周組織、歯、骨等を例示できる。
生物個体としては、ヒト、犬、猫、豚等の哺乳類;鳥類;魚類等のいずれでもよい。
プラズマ発生用ガスとしては、例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン等の希ガス、窒素、酸素、空気等が挙げられる。これらのガスは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
プラズマ発生用ガスは、窒素を主成分とすることが好ましい。ここで、窒素を主成分とするとは、プラズマ発生用ガスにおける窒素の含有量が50体積%超であることをいう。
すなわち、プラズマ発生用ガスにおける窒素の含有量は、50体積%超が好ましく、70体積%以上がより好ましく、80質量%〜100質量%がさらに好ましく、90質量%〜100質量%が特に好ましい。プラズマ発生用ガス中、窒素以外のガス成分は、特に制限はなく、例えば、酸素、希ガス等を例示できる。
プラズマ照射装置100が口腔内用治療器具である場合、管状誘電体5に導入するプラズマ発生用ガスの酸素濃度は、1体積%以下が好ましい。酸素濃度が上限値以下であれば、オゾンの発生を低減できる。
管状誘電体5に導入するプラズマ発生用ガスの流量は、1L/min〜10L/minが好ましい。
管状誘電体5に導入するプラズマ発生用ガスの流量が前記下限値以上であると、照射対象における被照射面(照射対象における活性ガスを照射する面)の温度の上昇を抑制しやすい。プラズマ発生用ガスの流量が前記上限値以下であると、照射対象の清浄化、賦活化または治癒をさらに促進できる。
内部電極6と外部電極7との間に印加する交流電圧は、3kVpp以上20kVpp以下が好ましい。ここで、交流電圧を表す単位「Vpp(Volt peak to peak)」は、交流電圧波形の最高値と最低値との電位差である。
なお、内部電極6が外周面に凹凸を有しない円柱の部材である場合、内部電極6と外部電極7との間に印加する交流電圧は、6kVpp以上が好ましい。外周面に凹凸を有さない内部電極6を用いる場合、外周面に凹凸を有する内部電極6を用いる場合に比べて、内部電極6と外部電極7との間に印加する交流電圧を高める必要がある。
印加する交流電圧が前記上限値以下であれば、発生するプラズマの温度を低く抑えられる。印加する交流電圧が前記下限値以上であれば、さらに効率的にプラズマを発生できる。
内部電極6と外部電極7との間に印加する交流の周波数は、0.5kHz以上40kHz未満が好ましく、10kHz以上30kHz未満がより好ましく、15kHz以上25kHz未満がさらに好ましく、18kHz以上22kHz未満が特に好ましい。
交流の周波数が前記上限値未満であれば、発生するプラズマの温度を低く抑えられる。
交流の周波数が前記下限値以上であれば、さらに効率的にプラズマを発生できる。
照射器具10の照射口1cから照射する活性ガスの温度は、50℃以下が好ましく、45℃以下がより好ましく、40℃以下がさらに好ましい。
照射口1cから照射する活性ガスの温度が前記上限値以下であると、被照射面の温度を40℃以下にしやすい。被照射面の温度を40℃以下にすることで、被照射部分が患部である場合にも、患部への刺激を低減できる。
照射口1cから照射する活性ガスの温度の下限値は、特に制限はなく、例えば、10℃以上である。
活性ガスの温度は、照射口1cにおける活性ガスの温度を熱電対で測定した値である。
照射口1cから被照射面までの距離(照射距離)は、例えば、0.01mm〜10mmが好ましい。照射距離が上記下限値以上であれば、被照射面の温度を低くし、被照射面への刺激をさらに緩和できる。照射距離が上記上限値以下であれば、治癒等の効果をさらに高められる。
照射口1cから1mm以上10mm以下の距離で離れた位置の被照射面の温度は、40℃以下が好ましい。被照射面の温度が40℃以下であれば、被照射面への刺激を低減できる。被照射面の温度の下限値は特に制限はないが、例えば、10℃以上である。
被照射面の温度は、内部電極6と外部電極7との間に印加する交流電圧、照射する活性ガスの吐出量、内部電極6の先端から照射口1cまでの長さ等の組み合わせで調節できる。
被照射面の温度は、熱電対を用いて測定できる。
活性ガスに含まれる活性種(ラジカル等)としては、ヒドロキシルラジカル、一重項酸素、オゾン、過酸化水素、スーパーオキシドアニオンラジカル、一酸化窒素、二酸化窒素、ペルオキシナイトライト、過酸化亜硝酸、三酸化二窒素等を例示できる。活性ガスに含まれる活性種の種類は、例えば、プラズマ発生用ガスの種類等にさらに調節できる。
活性ガス中におけるヒドロキシラジカルの密度(ラジカル密度)は、0.1μmol/L〜300μmol/Lが好ましく、0.1μmol/L〜100μmol/Lがより好ましく、0.1μmol/L〜50μmol/Lがさらに好ましい。ラジカル密度が前記下限値以上であると、細胞、生体組織および生物個体から選ばれる照射対象の清浄化、賦活化または異常の治癒を促進しやすい。ラジカル密度が前記上限値以下であると、被照射面への刺激を低減できる。
ラジカル密度は、例えば、以下の方法で測定できる。
DMPO(5,5−ジメチル−1−ピロリン−N−オキシド)0.2mol/L溶液0.2mLに対して、活性ガスを30秒間照射する。この際、照射口1cから液面までの距離を5.0mmとする。活性ガスを照射した前記溶液について、電子スピン共鳴(ESR)法を利用してヒドロキシルラジカル濃度を測定し、これをラジカル密度とする。
活性ガス中における一重項酸素の密度(一重項酸素密度)は、0.1μmol/L〜300μmol/Lが好ましく、0.1μmol/L〜100μmol/Lがより好ましく、0.1μmol/L〜50μmol/Lがさらに好ましい。一重項酸素密度が前記下限値以上であると、細胞、生体組織および生物個体等の照射対象の清浄化、賦活化または異常の治癒を促進しやすい。前記上限値以下であると、被照射面への刺激を低減できる。
一重項酸素密度は、例えば、以下の方法で測定できる。
TPC(2,2,5,5−テトラメチル−3−ピロリン−3−カルボキサミド)0.1mol/L溶液0.4mLに対して、活性ガスを30秒間照射する。この際、照射口1cから液面までの距離を5.0mmとする。活性ガスを照射した前記溶液について、電子スピン共鳴(ESR)法を利用して一重項酸素濃度を測定し、これを一重項酸素密度とする。
照射口1cから照射する活性ガスの流量は、1L/min〜10L/minが好ましい。
照射口1cから照射する活性ガスの流量が前記下限値以上であると、活性ガスが被照射面に作用する効果を充分に高められる。照射口1cから照射する活性ガスの流量が前記上限値未満であると、活性ガスの被照射面の温度が過度に高まることを防止できる。加えて、被照射面が濡れている場合には、被照射面の急速な乾燥を防止できる。さらに、被照射面が患部である場合には、患者への刺激を抑制できる。
なお、プラズマ照射装置100において、照射口1cから照射する活性ガスの流量は、管状誘電体5へのプラズマ発生用ガスの供給量で調節できる。
プラズマ照射装置100によって生じる活性ガスは、外傷や異常の治癒を促進する効果を有する。活性ガスを細胞、生体組織または生物個体に照射することによって、その被照射部分の清浄化、賦活化、またはその被照射部分の治癒を促進できる。
外傷や異常の治癒を促進する目的で活性ガスを照射する場合、その照射頻度、照射回数および照射期間は特に制限はない。例えば、1L/min〜5.0L/minの照射量で活性ガスを患部に照射する場合、1日1〜5回、毎回10秒〜10分、1日間〜30日間、等の照射条件が、治癒を促進する観点から好ましい。
本実施形態のプラズマ照射装置100は、特に口腔内用治療器具、歯科用治療器具として有用である。また、本実施形態のプラズマ照射装置100は、動物治療用器具(例えば、ヒトを除く動物の口腔内を治療するための治療装置)としても好適である。
本実施形態のプラズマ照射装置100によれば、照射器具10を備えるため、照射対象に活性種の密度が高い活性ガスを照射することができる。
[実施例1]
図7に示すような、先端に照射管を設けた照射器具を用いて、照射器具の照射口から活性ガスを吹き出させた。
照射管としては、導入路の内径が1mm、照射口の内径が0.8mm、全体がポリプロピレンから構成されるものを用いた。
照射口から吹き出した活性ガスに含まれるヒドロキシルラジカル(活性種)の密度を上述の方法で測定した。結果を図14に示す。
照射口から吹き出した活性ガスに含まれる一重項酸素(活性種)の密度を上述の方法で測定した。結果を図15に示す。
[比較例1]
図6に示すような、先端に照射管を設けた照射器具を用いて、照射器具の照射口から活性ガスを吹き出させた。
照射管としては、導入路の内径および照射口の内径が1mm、全体がポリプロピレンから構成されるものを用いた。
実施例1と同様にして、照射口から吹き出した活性ガスに含まれるヒドロキシルラジカル(活性種)の密度および一重項酸素(活性種)の密度を測定した。結果を図14と図15に示す。
[比較例2]
照射管としては、照射口の内径が1mm、全体がステンレス鋼から構成されるものを用いたこと以外は比較例1と同様にして、照射器具の照射口から活性ガスを吹き出させた。
実施例1と同様にして、照射口から吹き出した活性ガスに含まれるヒドロキシルラジカル(活性種)の密度および一重項酸素(活性種)の密度を測定した。結果を図14と図15に示す。
[比較例3]
照射管としては、照射口の内径が0.8mm、全体がステンレス鋼から構成されるものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、照射器具の照射口から活性ガスを吹き出させた。
実施例1と同様にして、照射口から吹き出した活性ガスに含まれるヒドロキシルラジカル(活性種)の密度および一重項酸素(活性種)の密度を測定した。結果を図14と図15に示す。
図14および図15の結果から、照射管として、導入路の内径が1mm、照射口の内径が0.8mm、全体がポリプロピレンから構成されるものを用いた実施例1では、照射管として全体がステンレス鋼から構成されるものを用いた比較例2および比較例3よりも照射口から吹き出した活性ガスに含まれるヒドロキシルラジカルの密度および一重項酸素の密度が高いことが確認された。
また、実施例1と比較例1を比較すると、照射口の内径が小さい実施例1の方が、比較例1よりも照射口から吹き出した活性ガスに含まれるヒドロキシルラジカルの密度および一重項酸素の密度が高いことが確認された。
[実施例2]
図6に示すような、先端に照射管を設けた照射器具を用いて、照射器具の照射口から活性ガスを吹き出させた。
照射管としては、導入路の長さが51mm、導入路の後端側の内径が2.0mm、照射口の内径が0.8mm、全体がポリプロピレンから構成される直管状のものを用いた。
照射口から吹き出した活性ガスに含まれる一重項酸素(活性種)の密度を上述の方法で測定した。結果を図16に示す。
[実施例3]
図11に示すような、先端に照射管を設けた照射器具を用いて、照射器具の照射口から活性ガスを吹き出させた。
照射管としては、導入路の長さが51mm、導入路の後端側の内径が2.0mm、照射口の内径が0.8mm、全体がポリプロピレンから構成される屈曲しているものを用いた。
照射口から吹き出した活性ガスに含まれる一重項酸素(活性種)の密度を上述の方法で測定した。結果を図16に示す。
[比較例4]
図6に示すような、先端に照射管を設けた照射器具を用いて、照射器具の照射口から活性ガスを吹き出させた。
照射管としては、導入路の長さが28.4mm、導入路の後端側の内径が1.0mm、照射口の内径が1.0mm、全体がステンレス鋼から構成される直管状のものを用いた。
照射口から吹き出した活性ガスに含まれる一重項酸素(活性種)の密度を上述の方法で測定した。結果を図16に示す。
[比較例5]
図11に示すような、先端に照射管を設けた照射器具を用いて、照射器具の照射口から活性ガスを吹き出させた。
照射管としては、導入路の長さが28.4mm、導入路の後端側の内径が1.0mm、照射口の内径が1.0mm、全体がステンレス鋼から構成される屈曲しているものを用いた。
照射口から吹き出した活性ガスに含まれる一重項酸素(活性種)の密度を上述の方法で測定した。結果を図16に示す。
図16の結果から、照射管として、導入路の長さが51mm、導入路の後端側の内径が2.0mm、照射口の内径が0.8mm、全体がポリプロピレンから構成される屈曲しているものを用いた実施例2では、照射管として、導入路の長さが28.4mm、導入路の後端側の内径が1.0mm、照射口の内径が1.0mm、全体がステンレス鋼から構成される直管状のものを用いた比較例4よりも照射口から吹き出した活性ガスに含まれるヒドロキシルラジカルの密度および一重項酸素の密度が高いことが確認された。
本発明の照射器具および照射器具を備えるプラズマ照射装置は、口腔内の治療、歯科の治療、動物の治療等の用途に有用である。活性ガスの照射によって処理可能な疾患および症状としては、例えば、歯肉炎、歯周病等の口腔内の疾患、皮膚の創傷等を例示できる。
1 カウリング
1a 胴体部
1b ヘッド部
1c 照射口
2 プラズマ発生部
3 導入路
4 操作スイッチ
5 管状誘電体
6 内部電極
7 外部電極
8 流路
9 外筒部材
10,20 照射器具
21 照射管
100 プラズマ照射装置
110 供給ユニット
120 ガス管路
130 電気配線
140 供給源
150 報知部
160 制御部

Claims (9)

  1. 電圧が印加されることでプラズマを発生させる電極と、
    活性ガスを照射対象に照射する照射口と連通し、前記電極の前記照射口側の先端から前記照射口に延びる導入路と、
    前記活性ガスを照射対象に導出する照射管と、を備え、
    前記照射管は着脱可能な着脱機構を有し、
    前記導入路は、前記照射管の内部の流路を含み、
    前記導入路のうち、前記照射管の内部の流路は、前記活性ガスを照射対象に導出する導出方向に向かって内径が小さくなっている縮径部を有し、
    前記縮径部の内面の少なくとも一部が非金属材料で構成される、照射器具。
  2. 少なくとも前記縮径部の内面が非金属材料で構成される、請求項1に記載の照射器具。
  3. 前記電極を含むプラズマ発生部を覆う外筒部材をする、請求項1または2に記載の照射器具。
  4. 前記照射管は、屈曲している、請求項3に記載の照射器具。
  5. 前記プラズマ発生部は、管状誘電体と、前記管状誘電体内に配置され、プラズマ発生用ガスに露出する面を有する内部電極と、前記内部電極の外周に配置される外部電極と、を有し、
    前記内部電極の外径は、前記縮径部の内径よりも大きい、請求項3または4に記載の照射器具。
  6. 前記導入路の内径は、先端よりも後端が大きい、請求項1〜のいずれか1項に記載の照射器具。
  7. 前記導入路の内径は、後端から先端に向けて段階的に小さくなる、請求項1〜のいずれか1項に記載の照射器具。
  8. 前記導入路の内径は、後端から先端に向けて縮径する、請求項1〜のいずれか1項に記載の照射器具。
  9. 請求項1〜のいずれか1項に記載の照射器具を備える、プラズマ照射装置。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10286316A (ja) * 1997-04-15 1998-10-27 Mecs:Kk プラズマ化したガスを照射する皮膚組織改善装置
JP2013501332A (ja) * 2009-08-03 2013-01-10 ライプニッツ−インスティトゥート フュール プラズマフォルシュング ウント テヒノロギー エー.ファウ. 非熱的大気圧プラズマ発生装置
JP2017050267A (ja) * 2015-08-31 2017-03-09 積水化学工業株式会社 プラズマ装置及びその使用方法並びに窒素ガスプラズマ及びその照射方法
WO2019045054A1 (ja) * 2017-08-31 2019-03-07 積水化学工業株式会社 活性ガス照射装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10286316A (ja) * 1997-04-15 1998-10-27 Mecs:Kk プラズマ化したガスを照射する皮膚組織改善装置
JP2013501332A (ja) * 2009-08-03 2013-01-10 ライプニッツ−インスティトゥート フュール プラズマフォルシュング ウント テヒノロギー エー.ファウ. 非熱的大気圧プラズマ発生装置
JP2017050267A (ja) * 2015-08-31 2017-03-09 積水化学工業株式会社 プラズマ装置及びその使用方法並びに窒素ガスプラズマ及びその照射方法
WO2019045054A1 (ja) * 2017-08-31 2019-03-07 積水化学工業株式会社 活性ガス照射装置

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