KR20210038930A - 저온 플라즈마 발생 디바이스들, 시스템들, 및 방법들 - Google Patents

저온 플라즈마 발생 디바이스들, 시스템들, 및 방법들 Download PDF

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KR20210038930A
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티 홍 리엔 플라나드-루옹
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Abstract

저온 대기 플라즈마(cold atmospheric plasma)를 사용하여 생물학적 표면(biological surface)의 영역(region)에 대한 미용 처리(cosmetic treatment)를 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 일 실시예에서, 생물학적 표면의 영역을 저온 플라즈마로 처리하는 방법은, 후처리 제제(post-treatment formulation)를 선택하는 단계, 및 저온 플라즈마에 의해 전처리된(pre-treated) 영역에 후처리 제제를 적용하는 단계를 포함한다.

Description

저온 플라즈마 발생 디바이스들, 시스템들, 및 방법들
본 출원은 2018년 7월 31일에 출원된 미국 임시 출원 제62/712,812호, 2018년 7월 31일에 출원된 미국 임시 출원 제62/712,849호, 2018년 7월 31일에 출원된 미국 임시 출원 제62/712,860호, 2018년 7월 31일에 출원된 미국 임시 출원 제62/712,873호, 2018년 7월 31일에 출원된 미국 임시 출원 제62/712,876호의 이익을 주장하며, 그 출원들의 각각의 전체가 참조로서 여기에 명백하게 포함된다.
본 요약은 아래의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 더 자세히 설명되는 단순화된 형태로 개념 선택을 소개하기 위해 제공된다. 본 요약은 청구된 주제의 주요 특징들을 식별하기 위한 것이 아니며, 청구된 주제의 범위를 결정하는데 도움을 주기 위한 것도 아니다.
현재 이용 가능한, 저온 대기 플라즈마(cold atmospheric plasma)(“저온 플라즈마” 또는 “플라즈마”로도 지칭됨)가 통합된 휴대용 미용(cosmetic) 디바이스들은 제한된 처리(treatment) 방식들(modalities)을 구현한다. 대부분은 사람 피부의 영역에 근접하여, 그 영역에 대한 처리를 위한 수단으로, 플라즈마를 발생시키는 데에만 초점을 둔다. 그러한 접근은 다중-방식(multi-modal) 처리의 치료(therapeutic) 장점들 및 이점들을 활용하지 않으며, 개별적인 처리 방식들의 효과를 초과하는 상승(synergistic) 테라피 결과들을 생성하지 않는다. 본 기술의 일부 실시예들에서, 다중-방식 저온 플라즈마 디바이스는 저온 플라즈마를 발생시키는 것에 더하여, 하나 이상의 보조 또는 추가 메커니즘들(진동, 열 등)을 포함한다.
상승 처리 효과들의 이점들을 취하는 다중-방식 플라즈마 디바이스는 단일-모드 플라즈마 디바이스에 비해, 단축된 처리 기간(treatment duration) 및 감소된 전력 수요(power demand)에 걸친 향상된 결과들을 달성할 것이다. 또한, 다중-방식 디바이스는, 플라즈마-생성 종(plasma generated species)의 투과성을 향상시키거나 효능(efficacy)을 위해 플라즈마-생성 종에 의존하지 않는 이차(secondary) 처리를 제공함으로써, 산화 종(oxidizing species) 또는 반응성 라디칼들(reactive radicals)과 같은 플라즈마 내에 생성되는 잠재적으로 유해한 종에 대한 과도한 노출의 잠재적 위험들을 완화시킨다.
결점들(blemishes)은 여러 가지 이유들로 발생하며, 그중 일부는 유해한 박테리아, 막힌 모공들, 자극, 수분 또는 오일의 불균형 등을 포함한다. 일반적으로, 결점들은 쉽게 처리할 수 있는 초기 단계에서, 새로운 결점을 처음 감지한 후 하루 만에, 종종 수 시간 내에 고통스럽고 어려운 상태로 발전한다. 이론에 얽매이지 않고, 저온 대기 플라즈마 및 그에 생성된 종에 대한 노출은 결정들을 효과적으로 처리할 것으로 추정된다. 또한, 즉시 결점 부위에서의 신속한 처리는 영구적인 흉터를 남길 수 있는 보기 흉한 결점들의 성장을 방지할 것으로 추정된다.
장기간 사용하기에 충분한 내부 전원들이 통합되어 피부의 넓은 영역들을 처리하도록 설계되는 저온 플라즈마 디바이스들은 정기적으로 편리하게 휴대하기에 너무 크고 너무 무겁다. 가정에서 일어나는 미용 루틴(routine)에는 적합하지만, 그 사이즈와 무게는 가정에서 멀리 떨어져 있을 때 발견되는 결점이나 여드름 궤양에 대한 신속한 대응에는 그들을 적합하지 않게 한다. 개별 결점들에 대한 신속한 처리(소위 “스폿 처리들(spot treatments)”로 지칭됨)를 위해 설계되는 국소 면적 플라즈마 디바이스는 초기 단계들에서 결점을 효과적으로 처리할 것이며, 휴대가 가능하고 편리할 것으로 추정된다.
저온 대기 플라즈마에 대한 생물학적 표면의 영역의 직접적인 노출은 테라피 요법들(therapy regimes)(“제제들(formulations)”또는 “치료 제제들”로도 지칭됨)로 보완될 수 있다. 예를 들어, 자외선 광자들(ultraviolet photons) 또는 반응성 산소 종과 같은 플라즈마-생성 종은 생물학적 표면들을 손상시킬 수 있다. 따라서, 치료 제제들은 생물학적 표면들에 대한 손상을 방지하거나 최소화하는 데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 전처리(pre-treatment) 제제는 잠재적으로 유해한 플라즈마-생성 종에 대해 영역을 보호한다. 다른 실시예에서, 후처리(post-treatment) 제제는 처리 후에 생물학적 표면을 손상시킬 수 있는 플라즈마-생성 산들(acids)을 중화시킨다. 일 실시예에서, 플라즈마-활성화 매체(media)는, 플라즈마에 대한 직접적인 노출 없이 영역에 적용될 때, 효과적인 테라피를 제공한다. 이론에 얽매이지 않고, 저온 대기 플라즈마는 플라즈마에 노출된 후에 액체 매체에 남아있는 반응성 종 및 이차 반응 생성물들을 생성할 것으로 추정된다.
기본적인 플라즈마 처리는 생물학적 시스템들에 유익한 영향을 미치는 것으로 생각되지만, 과도한 노출과 부주의한 손상의 위험들은 무시할 수 없다. 따라서, 기존의 플라즈마 디바이스들은 맞춤형 처리를 실행하는 데 있어서 소비자의 능력을 제한한다. 이러한 처리 위험들은 찾고 있는 특정 치료 결과를 위해 플라즈마를 맞춤화함으로써 완화될 수 있다. 일부 실시예들에서, 타겟(target) 처리 영역의 사이즈는 선택 가능하다. 다른 실시예들에서, 화학 매개체(intermediary)는 플라즈마에서 생성된 잠재적으로 유해한 종의 농도들을 변경시킬 수 있다.
실제로, 표면 상태들과 플라즈마 파라미터들이 결합되어, 하나의 변화가 다른 변화들을 유도한다. 예를 들어, 표면 수분의 갑작스러운 변화는 표면의 전기 전도도에 영향을 미치고, 플라즈마 강도의 증가로 이어질 수 있다. 반대로, 플라즈마 강도의 갑작스러운 증가는 표면으로부터 수분을 증발시킬 수 있고, 결국 플라즈마의 특성들을 변화시킬 수 있다. 이러한 가변성과 다중-파라미터 결합은 플라즈마 처리 디바이스의 제어를 필요로 한다.
플라즈마로부터의 빛 방출, 플라즈마-생성 종, 및 생물학적 표면들 고유의 생물학적 화학 물질들(chemicals) 사이의 복잡한 상호작용들은 저온 플라즈마 테라피(therapy)를 더욱 복잡하게 만든다. 어떤 경우들에, 플라즈마-생성 종은 생물학적 표면을 산성화할 수 있고, 이로써, 예컨대, 빛 방출에 의해, 또는 상처 치유를 자극하거나 그렇지 않으면 생물학적 표면에 존재하는 유해한 박테리아를 변성시키는 플라즈마-생성 종에 대한 노출에 의해, 기존 상태들을 악화시키고, 플라즈마 처리의 어떤 유익한 결과들을 능가할 수 있다. 그러나, 생물학적 표면에 대한 플라즈마 처리의 측정은 플라즈마의 조절을 가능하게 하고, 이에 따라 처리를 더 효과적이고 더 안전하게 한다.
처리 동안의 저온 플라즈마의 균일하고 꾸준한 적용은 여러 가지 이유들로 바람직하다. 비제한적인 예시들은, 생물학적 표면에 예측가능한 용량의 플라즈마-생성 종을 제공하는 것, 생물학적 표면의 상태들에 대한 가변성에도 불구하고 일관된 처리 결과를 제공하는 것, 생물학적 표면의 영역에 걸쳐 저온 플라즈마에 대한 균일한 노출을 유지하는 것 등을 포함한다.
저온 플라즈마 테라피 디바이스들
비열적(non-thermal) “저온” 대기 플라즈마는 다양한 방식들로의 치료 상의 처리 동안 살아있는 조직 및 세포들과 상호작용할 수 있다. 가능한 응용들 중에서, 저온 대기 플라즈마는 살균, 소독, 오염 제거, 및 플라즈마-매개 상처 치유를 위해 생물학 및 의학에서 사용될 수 있다.
현재, 여러 상용화된 디바이스들이 의학적 처리를 위해 인증되어 있다. 이들 디바이스들은 소비자들에 의한 가정용으로 설계되지 않았다. 대신에, 그들은 의학적 처리 기술들에 대한 전문적 지식을 갖고 교육을 받은 의료 기술자들에 의한 사용을 위해 설계되었다. 이러한 디바이스의 예로는, 국소 피부과 처리들을 위한 플라즈마 제트(jet) 도구(tool)인 리텍 포트레이트®(Rhytec Portrait®)가 있다. 이 디바이스는 무선 주파수 전원들을 사용하는, 엄격하게 조정되는 파라미터들을 갖는 복잡한 전원 공급 장치들을 갖추고 있다. 또한, 보비 제이-플라즈마®(Bovie J-Plasma®), 캐내디 헬리오스 저온 플라즈마(Canady Helios Cold Plasma), 및 하이브리드 플라즈마 티엠 스칼펠(Hybrid PlasmaTM Scalpel)은 모두 의학적 처리 디바이스들로서 사용 가능하다. 독일에서, 플라즈마 제트 디바이스인 kINPen®와 유전체 배리어 방전(dielectric barrier discharge; DBD) 디바이스인 플라즈마덤®(PlasmaDerm®)는 둘 다 최근 몇 년 동안 시장에 출시된 인증된 의료 디바이스들이다. 이들 디바이스들은 플라즈마덤®에서와 같이 외부적으로 또는 내부적으로 인체 조직들의 의학적 처리들을 목표로 한다. 의료용 플라즈마 디바이스들과 달리, 미용용 디바이스들이 소비자들에 의한 일반적으로 직관적 사용을 위해 설계되고, 잘 제어되고 인증 가능한 치료 효과와는 대조적으로, 미용 관리와 쾌적한 감각을 제공한다.
도 1은 종래 기술에 따른 플라즈마 제너레이터(generator)(10)의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 저온 플라즈마(18)는, 플라즈마 가스(gas)의 더 큰 핵에 대한 전기장의 더 가벼운 여기(excitation) 효과에 비례하여, 전기장에 의한 플라즈마 가스에서의 전자들의 이종(disparate) 여기를 통해 형성된다. 라이브 전극(live electrode)(14)이 전원(12)에 의해 그라운드 전극(ground electrode)(15)에 대해 활성화될 때, 저온 플라즈마(18)는 라이브 전극(14)과 그라운드 전극(15)(카운터-전극으로도 지칭됨) 사이에 형성된다. 전원(12)은 교류 소스(an alternating current source) 또는 진폭 변조된 직류 소스(direct current source)이다. 플라즈마 제너레이터(10)가 라이브 전극(14)에 대향하여(against) 배치되는 유전체 배리어(16)를 포함하는 경우, 저온 플라즈마(18)는 유전체 배리어 방전이다. 저온 플라즈마(18)는 고온 전자들(19), 저온 이온들(19) 및 중간 종들을 모두 포함한다. 기존의 시스템들에서, 플라즈마 가스는 헬륨(helium)이나 아르곤(argon)과 같은 불활성 가스들(noble gases), 및 반응성 산소 및 질소 종(reactive oxygen and nitrogen species; RONS)을 형성하기 위한 산호 및 질소 포함 가스들을 포함한다. 어떤 경우들에서, 플라즈마덤®과 마찬가지로, 플라즈마가 공기 내에 직접 형성된다.
도 2는 종래 기술에 따라 작동하는 유전체 배리어 방전들(20)의 이미지이다. 도 2는 투명 전극을 통한 평면도로서 획득되었다. 플라즈마(18)는 전극들 사이를 이동하도록 이온들과 전자들(19)을 위한 전도성 브리지들(bridges)을 개별적으로 형성하는 다중 개별(discrete) 필라멘트(filamentary) 방전들로 형성된다.
국소(topical) 처리를 위해, 여러 형태들의 플라즈마가 사용된다. 첫 번째는, 일반적으로 수 밀리미터보다 큰 거리들에서 변하는 거리들에 걸쳐 타겟을 향할 수 있는 이온들 및 반응성 종들의 제트를 제공하는 가스 제트 플라즈마이다. 앞 단락에서 설명된 의료 플라즈마들은 일반적으로 가스 제트 플라즈마를 특징으로 한다. 두 번째 형태는, 플로팅 전극 유전체 배리어 방전(Floating Electrode Dielectric Barrier Discharge; FE-DBD) 디바이스들이고, 여기서 타겟 기판(target substrate)(종종 인체임)은 플로팅 그라운드 전극 역할을 한다. 세 번째 형태는 DBD 플라즈마 완드(wand)이고, 여기서 유전체 배리어는 라이브 전극 대신 플로팅 그라운드에 대향하여 배치되고, 형광 튜브(fluorescent tube)의 형태를 취할 수 있다. 네 번째 형태는 조정된 복수의 유전체 배리어 방전 소스들이다. 이러한 배열에서, 다수의 대기 FE-DBD 플라즈마 소스들은 핸드헬드(handheld) 또는 플렉서블(flexible) 디바이스에 통합된 다음, 하나 이상의 해부학적 영역들을 처리하는 데 사용된다.
도 3a 및 도 3b는 종래 기술에 따른 저온 플라즈마 시스템에 대한 두 개의 도면들이다. 피부 처리 디바이스(30)는 헤드(head)(31) 및 바디(body)(34)를 포함하는 단일 구조를 통해 저온 플라즈마(18)를 제공한다. 디바이스는 플라즈마 전원 스위치(32) 및 라이트 스위치(light switch)(33)를 포함하는 하나 이상의 사용자 컨트롤들(user controls)을 포함한다. 헤드(31)는 하나 이상의 발광 다이오드들(light emitting diodes; LEDs)(35)을 포함한다. 피부 처리 디바이스(30)는 플라즈마 펄스 컨트롤(37)을 더 포함하며, 플라즈마 펄스 컨트롤(37)은 플라즈마 펄스 컨트롤(37)이 눌러지는 동안 헤드(31)에서 플라즈마(18)를 생성하도록 구성된다. 피부 처리 디바이스(30)는 동봉된(enclosed) 배터리를 충전하기 위한 충전 포트(charging port)(36)를 포함한다. 피부 처리 디바이스(30)는 플라즈마(18)를 구동하는 내부 전자 부품들(electronic components)을 포함한다.
도 4는 종래 기술에 따른 저온 플라즈마 시스템의 블록도이다. 전자 부품들(40)은 DBD 헤드(47) 및 바디(42)를 갖는 단일 구조를 포함한다. 저온 플라즈마(18)는 처리 부위로서 기능하는 DBD 헤드(47) 내에 포함되는 전극들 사이에서 제공된다. DBD 헤드(47)는 DBD 헤드(47)에 전력을 공급하는 고전압 유닛(high voltage unit)(45)에 전기적으로 연결된다. 플라즈마(18)를 구동하는 데 필요한 전력은 바디(42) 내에 동봉된 충전식 배터리 팩(43)에 의해 공급된다. 시스템은 메인 PC 보드(board) 및 제어 회로(44)를 통해 시스템에 연결되는 하나 이상의 LED들(46)을 포함한다. 메인 PC 보드 및 제어 회로(44)는 LED(46) 및 고전압 유닛(45)으로의 전기 흐름을 제어하고, 충전식 배터리 팩(43)을 충전하기 위해 하나 이상의 사용자 컨트롤들(48) 및 외부 전력(external power in)(49)으로부터의 입력을 수신한다.
이론에 얽매이지 않고, 저온 대기 플라즈마 테라피의 효과는 RONS 및 생물학적 시스템들 사이의 상호작용에 기인한다고 믿어진다. RONS의 비제한적인(non-exhaustive) 목록은, 히드록실(hydroxyl)(OH), 산소 원자(atomic oxygen)(O), 싱글렛 델타 산소(singlet delta oxygen)(O2(1Δ)), 슈퍼옥사이드(superoxide)(O2 -), 과산화수소(hydrogen peroxide)(H2O2), 및 산화질소(nitric oxide)(NO)를 포함한다. 히드록실 라디칼(radical) 공격(attack)은 세포막 지질들(cell membrane lipids)의 과산화를 초래하여, 결국 세포 간 상호작용, 막-단백질 발현(expression) 조절, 및 기타 많은 세포 프로세스들에 영향을 미칠 것으로 여겨진다. 과산화수소는 강력한 산화제이며, 생물학적 시스템들에 유해한 영향을 미칠 것으로 여겨진다. 산화질소는 세포 간 시그널링(signaling) 및 생체 조절(bio-regulation)에 중요한 역할을 할 것으로 여겨진다. 세포 레벨에서, 산화질소는 면역 결핍들, 세포 증식, 식세포 작용(phagocytosis), 콜라겐 합성, 및 혈관신생(angiogenesis)의 조절에 영향을 미칠 것으로 여겨진다. 시스템 레벨에서, 산화질소는 강력한 혈관확장제(vasodilator)이다.
또한, 저온 대기 플라즈마들은 생물학적 표면들을 1-10 kV/cm정도의 전기장에 노출시킨다. 세포들은 막 투과 포어들(transmembrane pores)을 열어 그러한 전기장에 반응할 것으로 추정된다. 그러한 전기장 유도 세포 전기 천공(electroporation)은 세포 막들을 가로지르는 분자들의 투입에서 역할을 할 것으로 추정된다. 이론에 얽매이지 않고, 처리의 효능은 적어도 부분적으로 수명이 긴 플라즈마-생성 종에 기인한다고 알려져 있으며, 이는 공기 플라즈마(air plasma)에서 저온 대기 플라즈마 소스의 작동 파라미터들에 특정한 농도들에서 다양한 RONS가 될 것이다.
또한, 저온 대기 플라즈마는 높은 전력 및 강도로 작동될 때 매우 짧은 시간에 조직을 절제하거나 처리를 수행하는 데 사용될 수 있지만, 그러한 처리는 주변 조직에 유해하고 처리되는 부위를 훨씬 넘어서까지 침투할 것으로 추정된다. 이론에 얽매이지 않고, 낮은 강도의 저온 대기 플라즈마 처리는 세포들의 손상을 방지할 것으로 추정된다.
이론에 얽매이지 않고, 직접 저온 대기 플라즈마 처리 및 플라즈마 처리 매체(media)를 사용하는 간접 처리 둘 다에 대해 중요한 파라미터는 처리 표면에 부여되는 플라즈마 종의 용량이라고 추정된다. 일반적으로, 이것은 단위 시간에 걸쳐 처리되는 표면의 단위 면적에 부여되는, 저온 대기 플라즈마 소스에 의해 제공되는 주어진 플라즈마 종의 농도로서 표현된다.
대안적으로, 처리가 결정되고 저온 대기 플라즈마 소스의 거동이 잘 이해된다면, 용량은 단순한 시간 길이로 표현될 수 있다. 예를 들어, 안정된 저온 대기 플라즈마 소스 및 균일한 표면의 경우, 주어진 RONS의 특정 용량은, 저온 대기 플라즈마가 주어진 시간 길이 동안 균일한 표면을 처리한 후에, 달성될 것이다. 실제로, 표면 상태들 및 플라즈마 특성들이 결합되어, 하나의 변화가 다른 변화들을 유도한다. 예를 들어, 표면 수분의 갑작스러운 변화는 표면의 전기 전도도에 영향을 미치고, 플라즈마 강도의 증가로 이어질 수 있다. 반대로, 플라즈마 강도의 갑작스러운 증가는 표면으로부터 수분을 증발시켜, RONS와 표면의 변화들을 발생시킬 수 있다. 이러한 가변성은 더 상세하게 후술되는 바와 같이, 플라즈마 처리 디바이스의 제어를 필요로 한다.
이론에 얽매이지 않고, 저온 대기 플라즈마 처리는 전기 천공, 플라즈마-생성 종의 투과성(permeability), 및 세포 간 시그널링의 상승 효과를 통해 처리 표면으로 침투할 것으로 추정된다. 소위 “방관자 효과(bystander effect)”는 플라즈마 유도된 세포 변화들을 처리 표면으로부터 이격되어 그 아래 볼륨(volume)으로 전파하는 역할을 하는 것으로 여겨진다. 방관자 효과는 생물학적 활성 화학 물질의 도입에 대한 반응으로 세포들 사이에 전달되는 화학적 신호들을 통해 발생하여, 잠재적으로 처리 효과의 규모(magnitude)를 증폭시키는 것으로 여겨진다.
실험들에서, RONS는 다양한 생물학적 표면들에 대해 서로 다른 방식들로 상호작용하는 것으로 알려져 있는 반응성 질소 종(reactive nitrogen species; RNS) 및 반응성 산소 종(reactive oxygen species; ROS)을 포함하는 것으로 나타났다. 예를 들어, 아가로스(agarose) 필름들에서, RONS가 필름 아래의 볼륨을 투과하는 반면, 살아있는 조직들에서는, RNS만 그렇게 할 것이다. 한편, ROS는 젤라틴(gelatin) 및 다른 액체들에 침투한다. RNS보다 반응성이 더 높은 ROS는 수명이 짧으며, 일부 상황들에서, 앞서 과산화수소에 대해 설명한 바와 같이, 생물학적 표면들에 공격적이거나 유해한 영향들과 연결될 것으로 추정된다.
추가 처리 디바이스들로의 저온 플라즈마 처리
일부 실시예들에서, 생물학적 표면의 영역을 처리하기 위한 저온 플라즈마 시스템은, 전극(electrode), 및 전극을 향하는 제1 면과 전극으로부터 멀리 향하는 제2 면을 갖는 유전체 배리어(dielectric barrier)를 포함하는 플라즈마 처리 디바이스를 포함한다. 시스템은 영역에 대한 저온 플라즈마의 효과들을 향상시키도록 구성되는 보조(auxiliary) 처리 디바이스를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 보조 처리 디바이스는, 진동 디바이스, 영역을 조명하도록 구성되는 광원(light source), 영역으로 향하는 공기 소스(source of air)로 구성되는 그룹으로부터 선택된다.
일 양태에서, 진동 디바이스는 다축 편심 질량 진동기(multi-axis eccentric mass vibrator)를 포함한다. 진동 디바이스는 압전 액추에이터(piezo-electric actuator)를 포함할 수 있다.
일 양태에서, 광원은 400-500 nm 범위의 파장을 갖는 빛이 영역을 향하게 하도록 구성되는 하나 이상의 발광 다이오드들을 포함한다.
일 양태에서, 공기 소스는, 공기 스트림이 영역을 향하게 하도록 구성되는 도관(conduit), 도관 내에 배치되는 공기 무버(air mover), 및 공기 스트림의 온도를 조절하도록 구성되는 하나 이상의 온도 제어 엘리먼트들을 포함한다. 공기 무버는 팬(fan)을 포함할 수 있다. 온도 제어 엘리먼트들은 내열성 가열 코일(thermal-resistive heater coil) 및 펠티에 쿨러(Peltier cooler) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 양태에서, 플라즈마 처리 디바이스는, 영역의 생물학적 표면을 반복적으로 변형 및 이완시키도록 구성되는 하나 이상의 작동 부재들(actuating members)을 더 포함한다.
일 양태에서, 플라즈마 처리 디바이스는 유전체 배리어 위에 배치되는 커버(cover)를 더 포함하고, 커버는 접촉 손상 또는 오염으로부터 유전체 배리어를 보호하도록 구성된다. 커버는 유리, 플라스틱, 또는 석영을 포함할 수 있다.
일 양태에서, 생물학적 표면은 피부, 모발, 및 손톱들 중 적어도 하나를 포함한다.
일 양태에서, 플라즈마는 생물학적 표면으로 적어도 부분적으로 방출된다.
일부 실시예들에서, 생물학적 표면의 영역을 저온 플라즈마 시스템으로 처리하는 방법은, 플라즈마 제너레이터(plasma generator)를 포함하는 플라즈마 처리 디바이스에 의해, 플라즈마를 발생시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 방법은, 생물학적 표면에 플라즈마를 적용하는 단계, 보조 처리 디바이스를 활성화시키는 단계, 생물학적 표면을 보조 처리 디바이스로 처리하는 단계, 및 플라즈마를 끄는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 생물학적 표면을 보조 처리 디바이스로 처리하는 단계는, 플라즈마 처리 디바이스를 진동시키는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 생물학적 표면을 보조 처리 디바이스로 처리하는 단계는, 영역에서 또는 그 근처에서 생물학적 표면을 진동시키는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 생물학적 표면을 보조 처리 디바이스로 처리하는 단계는, 플라즈마 처리 디바이스 상에 배치되는 광원으로부터의 빛으로 영역을 조사하는(irradiating) 단계를 포함한다. 광원은 가시광선(visible light)을 방출할 수 있다. 광원은 적외선(infrared light)을 방출할 수 있다.
일 양태에서, 생물학적 표면을 보조 처리 디바이스로 처리하는 단계는, 플라즈마 처리 디바이스 내에 배치되는 도관 및 도관 내에 배치되는 공기 무버를 통해 영역으로 흐르는 공기 스트림을 제공하는 단계를 포함한다. 일 양태에서, 방법은, 도관 내에 구성되는 하나 이상의 온도 제어 엘리먼트들로 흐르는 공기 스트림을 냉각시키거나 가열하는 단계를 포함한다.
외부 서포트(support) 디바이스들을 갖는 저온 플라즈마 처리 시스템
일부 실시예들에서, 생물학적 표면의 영역을 처리하기 위한 저온 플라즈마 시스템은, 전극, 및 전극을 향하는 제1 면과 전극으로부터 멀리 향하는 제2 면을 갖는 유전체 배리어를 포함하는 플라즈마 처리 디바이스를 포함한다. 일 양태에서, 플라즈마 처리 디바이스는, 전극에 전기적으로 연결되고, 충전 링크(charging link)를 통해 파워 셀(power cell)에 작동 가능하게(operabley) 결합되는 충전식 배터리(rechargeable battery)를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 시스템은, 플라즈마 처리 디바이스 외부의 서포트 디바이스를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 서포트 디바이스는, 플라즈마 처리 디바이스에 전기적으로 연결되는 파워 셀, 및 파워 셀과 플라즈마 처리 디바이스에 작동 가능하게 결합되는 컨트롤러(controller)를 포함한다. 일 양태에서, 서포트 디바이스는 플라즈마 처리 디바이스에 무선으로 연결된다. 일 양태에서, 서포트 디바이스는 분리 가능한 케이블(detachable cable)을 통해 플라즈마 처리 디바이스에 전기적으로 연결된다.
일 양태에서, 유전체 배리어 및 전극은 인입식 지지체(retractable support) 상에 배치되고, 그 연장부(extension)는 영역의 처리를 위해 유전체 배리어의 제2 면에 위치하고, 인입식 지지체는 하우징(housing) 내에 배치된다. 일 양태에서, 플라즈마 처리 디바이스는 립스틱 사이즈의 디바이스이다.
일 양태에서, 서포트 디바이스는 스마트 디바이스(smart device)이다. 스마트 디바이스는, 스마트 폰(smart phone), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 전자 헤어-스타일링(hair-styling) 디바이스, 및 충전 도크(charging dock)를 포함하는 플라즈마 디바이스로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
일 양태에서, 플라즈마는 생물학적 표면으로 적어도 부분적으로 방출된다.
일 양태에서, 생물학적 표면은, 피부, 모발, 또는 손톱들 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예들에서, 생물학적 표면의 영역을 처리하기 위한 저온 대기 플라즈마 시스템은 플라즈마 처리 디바이스를 포함한다. 플라즈마 처리 디바이스는, 전극, 및 전극을 향하는 제1 면과 전극으로부터 멀리 향하는 제2 면을 갖는 유전체 배리어를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 유전체 배리어 및 전극은 인입식 지지체 상에 배치고, 그 연장부는 영역의 처리를 위해 유전체 배리어의 제2 면에 위치하고, 인입식 지지체는 하우징 내에 배치된다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 디바이스는, 전극에 전기적으로 연결되는 배터리, 및 배터리 및 전극에 작동 가능하게 결합되고, 데이터를 수신하고 제어 입력들을 전송하도록 구성되는 컨트롤러를 포함한다. 시스템은 립스틱 사이즈의 시스템일 수 있다.
일부 양태들에서, 배터리는 디바이스 내에 동봉되는 충전식 배터리이다.
일부 양태들에서, 플라즈마 처리 디바이스는 분리 가능한 케이블을 통해 플라즈마 처리 디바이스 외부의 서포트 디바이스에 연결되도록 구성된다. 서포트 디바이스는 플라즈마 처리 디바이스에 전력 및 제어 입력들을 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 생물학적 표면의 영역을 저온 대기 플라즈마 시스템으로 처리하는 방법은, 플라즈마 시스템에 분리 가능한 케이블을 부착하는 단계, 및 분리 가능한 케이블을 통해 서포트 디바이스로부터 플라즈마 시스템으로 전력 및 제어 입력들을 전달하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 방법은, 플라즈마 시스템과 영역 사이에 저온 대기 플라즈마를 발생시키는 단계, 저온 대기 플라즈마를 끄는 단계, 및 플라즈마 시스템으로부터 분리 가능한 케이블을 분리하는 단계를 더 포함한다.
일부 양태들에서, 방법은, 전극과 유전체 배리어를 운반하는 인입식 지지체를 연장시키는 단계를 포함하고, 지지체는 플라즈마 처리 디바이스 내에 배치되고, 연장될 때, 유전체 배리어가 영역에 근접하여 저온 대기 플라즈마를 발생시키는 위치에 배치된다. 방법은, 인입식 지지체를 철회하는(retracting) 단계를 포함할 수 있다.
일부 양태들에서, 방법은 플라즈마 시스템에 무선으로 전력을 전달하는 단계를 포함하고, 플라즈마 시스템은 충전식 배터리르 포함한다.
제제 제공을 갖는 저온 플라즈마 처리 시스템
일부 실시예들에서, 생물학적 표면의 영역을 처리하기 위한 저온 플라즈마 시스템은, 플라즈마 제너레이터 및 전처리 제제를 포함한다. 일부 실시예들에서, 저온 플라즈마 시스템은, 전극, 및 전극을 향하는 제1 면과 전극으로부터 멀리 향하는 제2 면을 갖는 유전체 배리어를 포함한다. 일 양태에서, 시스템은 생물학적 표면의 영역 상에 적용하기 위해 구성되는 후처리 제제를 더 포함한다.
전처리 제제는 생물학적 표면의 영역 상에 적용하기 위해 구성될 수 있다. 일 양태에서, 전처리 제제는 플라즈마-처리(plasma treated) 종을 포함한다. 일 양태에서, 전처리 제제는 향료(fragrance), 에센셜 오일(essential oil), 안료(pigment), 및 활성 성분(active ingredient) 중 하나 이상을 포함한다.
일 양태에서, 생물학적 표면은 피부, 모발, 및 손톱들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 양태에서, 플라즈마는 전처리 제제로 적어도 부분적으로 방출된다.
일부 실시예들에서, 생물학적 표면의 영역을 저온 플라즈마로 처리하는 방법은, 전처리 제제를 선택하는 단계, 영역에 전처리 제제를 적용하는 단계, 플라즈마 처리 디바이스와 전처리 제제 사이에 저온 플라즈마를 발생시키는 단계, 및 저온 플라즈마를 끄는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 방법은, 영역으로부터 전처리 제제를 제거하는 단계를 포함한다. 방법은, 영역에 전처리 제제를 적용하기 전에, 전처리 제제로 저온 플라즈마를 방출함으로써, 전처리 제제를 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
일 양태에서, 방법은, 후처리 제제를 선택하는 단계, 및 저온 플라즈마를 끈 후에, 영역에 후처리 제제를 적용하는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 방법은, 영역으로 후처리 제제를 제거하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 생물학적 표면의 영역을 저온 플라즈마로 처리된 제제로 처리하는 방법은, 제제를 선택하는 단계, 제제에 저온 플라즈마를 적용하는 단계, 저온 플라즈마를 끄는 단계, 및 영역에 제제를 적용하는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 방법은 제제를 제거하는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 방법은, 영역에 제제를 적용한 후에, 제제로 저온 플라즈마를 방출하는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 방법은, 제제의 적용 후에, 후처리 제제를 선택하는 단계, 및 영역에 후처리 제제를 적용하는 단계를 포함한다. 방법은, 영역으로부터 후처리 제제를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
모듈형 시스템으로 저온 플라즈마 처리
일부 실시예들에서, 생물학적 표면의 영역을 처리하기 위한 모듈형 저온 대기 플라즈마 시스템은 플라즈마 제너레이터 바디(body), 및 플라즈마 제너레이터 바디에 제거 가능하게 부착되는 헤드(head)를 포함한다. 헤드는 제너레이터 바디를 향하는 장착면, 및 생물학적 표면을 향하도록 구성되는 적용면을 가질 수 있다. 헤드의 적용면은, 전극, 및 전극을 향하는 제1 면과 전극으로부터 멀리 향하는 제2 면을 갖는 유전체 배리어를 운반할 수 있다.
일부 양태들에서, 플라즈마는 생물학적 표면으로 적어도 부분적으로 방출된다.
일부 양태들에서, 생물학적 표면은 피부, 모발, 또는 손톱들 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 양태들에서, 헤드는 장착면에서의 제1 디멘션(dimension)으로부터 적용면에서의 제2 디멘션으로 테이퍼진다(tapered). 제2 디멘션은 제1 디멘션보다 작을 수 있다. 일부 양태들에서, 제2 디멘션은 제1 디멘션보다 크고, 전극 및 유전체 배리어는 적용면의 사이즈에 대해 생물학적 표면 상의 처리 영역의 확대된 부분에 걸쳐 저온 대기 플라즈마를 생성하도록 구성된다.
일부 양태들에서, 헤드는, 액체 제형(formula)을 위한 저장소(reservoir), 및 하나 이상의 도관들을 통해 저장소에 연결되는 삼출 표면(exuding surface)을 포함하는 제형-적용 헤드이고, 삼출 표면은 영역 상으로 액체 제형을 허용하도록 구성된다.
일부 양태들에서, 헤드는 헤드의 적용면에 플렉서블 스커트를 포함하고, 플렉서블 스커트는 생물학적 표면과 헤드 사이에서 플렉서블 스커트를 압축함으로써 생물학적 표면에 맞춰지도록 구성된다. 플렉서블 스커트는 헤드의 적용면과 생물학적 표면 사이에서 플렉서블 스커트의 압축을 제한하는 리지드 스페이서(rigid spacer)를 포함할 수 있다.
일부 양태들에서, 헤드는, 유전체 배리어와 영역 사이에 배치되는 플라즈마 필터를 포함한다. 플라즈마 필터는 화학적 필터, 자외선 광자들의 투과를 차단하도록 구성되는 자외선 필터, 및 음이온들, 양이온들 및 자유 전자들을 중화시키도록 구성되는 도전성 표면을 포함하는 하전된(charged) 종 필터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일부 양태들에서, 화학적 필터는, 활성탄(activated carbon), 그래핀(graphene), 촉매(catalyst), 및 라디칼-소거 재료(radical-scavenging material) 중 적어도 하나를 포함한다. 플라즈마 필터는 생물학적 표면의 영역을 적어도 부분적으로 덮도록 구성될 수 있다.
일부 양태들에서, 헤드의 적용면은 유전체 배리어 재료를 적어도 부분적으로 둘러싸는 순응성 재료(conformable material)를 포함하고, 순응성 재료는 영역의 윤곽들(contours)에 순응할 수 있다. 전극 및 유전체 배리어는 영역의 윤곽들에 순응할 수 있다.
일부 양태들에서, 헤드는, 유전체 배리어 주위에 흐르는 공기의 쿠션(cushion)을 제공하도록 구성되는, 헤드의 적용면 상의 하나 이상의 공기 출구들, 및 공기 쿠션 헤드 내에 동봉되고 공기 출구로 흐르는 공기를 제공하도록 구성되는 공기 무버를 포함한다.
일부 양태들에서, 전극은 저온 플라즈마를 발생시킬 수 있는 개별적으로 활성화되는 영역들(activated areas)로 픽셀화된다(pixelated). 시스템은 전극의 활성화되는 영역들에 전력을 공급하도록 구성되는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 생물학작 표면의 영역을 모듈형 저온 대기 플라즈마 시스템으로 처리하는 방법은, 복수의 제거 가능하게 부착 가능한 헤드들 중에서 헤드를 선택하는 단계, 제너레이터 바디에 헤드를 부착하는 단계, 플라즈마 시스템과 영역 사이에 저온 플라즈마를 발생시키는 단계, 및 저온 플라즈마를 끄는 단계를 포함한다.
일부 양태들에서, 방법은, 헤드가 제너레이터 바디의 장착면에서의 제1 디멘션으로부터 헤드의 적용면에서의 제2 디멘션으로 테이퍼지는 것을 포함한다.
일부 양태들에서, 헤드가 제형을 수송하는 경우, 방법은, 삼출 오프닝(opening)을 통해 헤드의 적용면에서 제형을 제공하는 단계, 및 생물학적 표면으로 액체 제형을 적용하는 단계를 더 포함한다.
일부 양태들에서, 헤드가 플라즈마를 필터링하도록 구성되는 경우, 방법은, 플라즈마 필터를 통해 저온 플라즈마를 발생시키는 단계, 및 필터를 통해 생물학적 표면의 영역 상으로 저온 플라즈마를 적용하는 단계를 더 포함한다.
일부 양태들에서, 방법은, 생물학적 표면의 영역으로 적용되는 액체 제형을 통해 플라즈마를 필터링하는 단계를 포함한다.
일부 양태들에서, 헤드가 공기 쿠션 헤드인 경우, 방법은, 헤드 내에 위치되는 공기 무버를 활성화시키는 단계, 및 헤드의 유전체 배리어 주위에 흐르는 공기의 쿠션을 제공하는 단계를 포함한다.
일부 양태들에서, 헤드는 영역에서 생물학적 표면에 순응할 수 있는 플렉서블 헤드이다.
일부 양태들에서, 플라즈마 시스템과 영역 사이에 저온 대기 플라즈마를 발생시키는 단계는, 영역에 대해, 헤드의 유전체 배리어를 둘러싸는 플렉서블 스커트를 적용하는 단계, 및 영역, 플렉서블 스커트 및 헤드 사이의 공간에 저온 대기 플라즈마를 포함시키는(containing) 단계를 포함한다.
센서들 및 제어되는 플라즈마 발생으로 저온 플라즈마 처리
일부 실시예들에서, 생물학적 표면의 영역을 처리하기 위한 저온 플라즈마 시스템은, 전극, 및 전극을 향하는 제1 면과 전극으로부터 멀리 향하는 제2 면을 갖는 유전체 배리어를 포함하는 플라즈마 처리 디바이스를 포함한다. 시스템은 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 센서들은 저온 플라즈마, 시스템 주위의 주변 환경, 및 생물학적 표면 중 적어도 하나의 특성들을 측정할 수 있다. 시스템은 플라즈마 처리 디바이스 및 센서들 중 적어도 하나에 작동 가능하게 결합되는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 컨트롤러는, 플라즈마 처리 디바이스를 위한 제어 데이터를 결정하고 플라즈마 처리 디바이스로 제어 데이터를 전송하기 위해, 센서들로부터의 입력을 수신할 수 있다.
일 양태에서, 전극은 컨트롤러에 의해 개별적으로 자체 주소를 가질 수 있는(addressable) 복수의 영역들로 픽셀화된다.
일 양태에서, 하나 이상의 센서들은 생물학적 표면의 영역 상에 또는 그 근처에 배치되는 센서를 포함한다.
일양태에서, 하나 이상의 센서들은 하나 이상의 모션 센서들을 포함한다. 일 양태에서, 하나 이상의 센서들은 주변 공기의 습도를 측정하도록 구성되는 습도 센서를 포함한다. 일 양태에서, 하나 이상의 센서들은 반응성 산소 센서를 포함한다. 일 양태에서, 하나 이상의 센서들은 광 센서를 포함한다. 일 양태에서, 하나 이상의 센서들을 플라즈마 전도도 센서를 포함한다. 일 양태에서, 하나 이상의 센서들은 표면 온도 센서를 포함한다. 일 양태에서, 하나 이상의 센서들을 거리 센서를 포함한다. 일 양태에서, 하나 이상의 센서들은 이온 농도 센서를 포함한다.
일 양태에서, 플라즈마는 생물학적 표면으로 적어도 부분적으로 방출된다.
일 양태에서, 생물학적 표면은 피부, 모발, 및 손톱들 중 적어도 하나를 포함한다.
일 양태에서, 저온 플라즈마 시스템은 전극에 연결되는 밸러스트(ballast) 회로를 더 포함한다.
일 양태에서, 저온 플라즈마 시스템은, 컴퓨팅 디바이스의 하나 이상의 프로세서들에 의한 실행에 응답하여, 컴퓨팅 디바이스가 시간의 함수로서 플라즈마의 균일성을 결정하는 동작, 하나 이상의 플라즈마-생성 종의 용량을 결저하는 동작, 및 균일성과 용량을 제어하기 위해 시간의 함수로서 플라즈마를 변조하는 동작을 수행하게 하는, 컴퓨터 실행 가능 명령어들이 저장된 비일시적(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능 매체를 더 포함한다.
일 양태에서, 저온 플라즈마 시스템은, 컨트롤러와 통신하여, 플라즈마의 타겟 용량 및 적용 용량을 제공하기 위해 필요한 플라즈마 파라미터들의 세트를 결정하는 제제 엔진(formulation engine), 및 적용 용량과 관련된 데이터를 저장하는 데이터 저장 시스템을 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 생물학적 표면의 영역을 저온 플라즈마로 처리하는 방법은, 플라즈마 소스와 영역 사이에 저온 플라즈마를 발생시키는 단계, 및 하나 의상의 센서들로 하나 이상의 처리 파라미터들을 측정하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 방법은, 처리 파라미터들로부터 플라즈마 용량을 결정하는 단계, 플라즈마 용량을 조절하기 위해, 처리 파라미터들 중 하나 이상을 변조하는 단계, 및 저온 플라즈마를 끄는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 방법은, 플라즈마 소스에 의해 운반되는 적어도 하나의 센서를 포함한다.
일 양태에서, 방법은, 생물학적 표면에 의해 운반되는 적어도 하나의 센서를 포함한다.
일 양태에서, 방법은, 플라즈마 소스가 저온 플라즈마를 발생시키는 동안, 플라즈마 소스를 이동시키는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 방법은, 플라즈마 용량이 안전 범위 또는 유효 범위 밖에 있을 때, 감지 가능한(perceptible) 신호를 제공하는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 방법은, 시간의 함수로서 방전 전압을 결정하는 단계, 시간의 함수로서의 방전 전류를 결정하는 단계, 시간의 함수로서의 플라즈마 온도를 결정하는 단계, 및 시간의 함수로서의 영역 근처의 가스 온도를 결정하는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 방법은, 영역에서 또는 그 근처에서 생물학적 표면 상에 센서들 중 적어도 하나를 배치하는 단계, 플라즈마에 적어도 하나의 센서를 노출시키는 단계, 및 플라즈마를 발생시킨 후에, 적어도 하나의 센서를 제거하는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 방법은, 데이터 저장 시스템과 통신하는 제제 엔진을 통해 처리 용량을 결정함으로써, 처리 용량의 결정을 자동화하는 단계, 영역에 대한 처리 동안 처리 용량을 달성하기 위한 플라즈마 파라미터들의 세트를 결정하는 단계, 및 플라즈마 소스로 처리 용량 및 플라즈마 파라미터들의 세트를 제공하는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 방법은, 저온 플라즈마 처리 동안 플라즈마 파라미터들을 재측정함으로써, 처리 용량을 간헐적으로 재정의하는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 방법은, 플라즈마의 균일성에 대한 지표(indicator)를 결정하는 단계, 및 지표의 변화들에 응답하여 플라즈마 파라미터들 중 하나 이상을 변조하는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 방법은, 방전으로 제공되는 전류, 구동 주파수, 전압 파형, 피크-피크 전압(peak to peak voltage), 실효치 전압(root mean square voltage), 플라즈마 온도, 가스 온도, 및 플라즈마로부터의 광 방출을 포함하는 그룹으로부터 플라즈마 파라미터들을 측정하는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 방법은, 매트릭스(matrix)로 배열되는 복수의 픽셀화된 전극들에 의해 플라즈마를 발생시키는 단계, 및 주어진 픽셀화된 전극에 대한 방전 전력을 결정하는 단계를 포함한다. 일 양태에서, 방법은, 플라즈마가 주어진 픽셀화된 전극에 국한되는 경우, 주어진 픽셀화된 전극에 대한 방전 전력을 변조하는 단계를 포함한다.
본 발명의 기술에 대해 전술된 양태들 및 장점들은 첨부된 도면과 함께 아래의 상세한 설명을 참조하여 더 잘 이해됨에 따라 보다 쉽게 인식될 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 플라즈마 제너레이터의 개략도이다;
도 2는 종래 기술에 따라 작동하는 유전체 배리어 방전 표면의 이미지이다;
도 3a 및 도 3b는 종래 기술에 따른 저온 플라즈마 시스템에 대한 두 개의 도면들이다;
도 4는 종래 기술에 따른 저온 플라즈마 시스템의 블록도이다;
도 5는 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다;
도 5a는 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다;
도 6은 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다;
도 7은 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다;
도 8은 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다;
도 9는 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다;
도 9a는 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다;
도 10은 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 방법의 순서도이다;
도 11은 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다;
도 11a는 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다;
도 11b는 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다;
도 11c는 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다;
도 11d는 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다;
도 12는 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다;
도 13은 본 개시에 따른 저온 플라즈마 전극 시스템의 개략도이다; 그리고
도 14는 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 방법의 순서도이다.
여러 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 기술의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경들이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.
추가 처리 디바이스들을 갖는 저온 플라즈마 시스템
도 5는 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도를 제공한다. 일부 실시예들에서, 저온 플라즈마 처리 시스템은 소비자(200)의 생물학적 표면(210)의 영역에 대해 미용 처리를 제공한다. 일부 실시예들에서, 시스템은 전극(114) 및 유전체 배리어(116)를 갖는 플라즈마 제너레이터를 포함하는 저온 대기 플라즈마 처리 디바이스(100)를 포함한다.
일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 디바이스(100)는 진동 디바이스(130)를 포함한다. 이론에 얽매이지 않고, 진동 디바이스(130)의 작동은 소비자(200)에게 향상된 처리 경험을 제공하고, 영역에 걸쳐 불균일한 플라즈마(118)를 완화시킴으로써 처리 효능을 향상시킨다. 일부 실시예들에서, 진동 디바이스(130)는 초음파 진동들을 방출할 수 있다. 작동 시, 초음파는 조직으로의(또는, 일반적으로 확산 배리어들을 가로지르는) 활성 플라즈마 종의 수송을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 저온 플라즈마 처리의 효능을 증가시킬 수 있다.
진동 디바이스(130)는 처리 디바이스(100)를 진동시킬 수 있고, 이로써 유전체 배리어(116)의 제2 면과 생물학적 표면(210) 사이의 거리(L)에 영향을 미칠 수 있다. 일부 실시예들에서, 진동 디바이스(130)는 처리 디바이스(100)를 다수의 축들로 동시에 진동시킨다. 다른 실시예들에서, 진동 디바이스(130)는 처리 디바이스(100)를 오직 하나의 축을 따라 진동시킨다. 플라즈마(118)가 하나 또는 두 개의 축들에서 생물학적 표면(210)에 평행하게 이동하도록, 진동 디바이스(130)는 처리 디바이스(100)를 진동시킬 수 있다. 그러한 움직임은 플라즈마(118)를 영역에 걸쳐 분포시키고, 이로써 플라즈마(118) 균일성을 향상시킬 것으로 추정된다. 진동 디바이스(130)는, 압전 액추에이터(piezoelectric actuator) 또는 다축 편심 질량 진동기(multi-axis eccentric mass vibrator)와 같은 하나 이상의 진동 소스들을 포함할 수 있다.
도 5a는 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템을 도시한다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 디바이스(100)는 하나 이상의 작동 부재들(actuating members)(120)에 의해 생물학적 표면(210)을 직접 작동시킨다. 이론에 얽매이지 않고, 생물학적 표면(210)의 반복되는 긴장 및 압축은 플라즈마-생성 종의 투과성 및 소비자(200)의 처리 경험의 상승 효과를 자극함으로써 다중-방식 처리의 효능을 향상시킬 것으로 추정된다. 작동 부재들(120)은 영역에서 또는 그 근처에서 생물학적 표면(210)과 직접 접촉할 수 있다. 일부 실시예들에서, 작동 부재들(120)은 생물학적 표면(210)과 평행하게, 서로 반대 방향들로 이동한다. 작동 부재들(120)은 서로를 향해 이동할 수 있고, 결국 생물학적 표면(210)을 압축시키고 해제시킬 수 있다. 작동 부재들(120)은 서로로부터 멀어지도록 이동할 수 있고, 결국 생물학적 표면(210)을 신장시키고 해제시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 작동 부재들(120)은 서로를 향하고 서로로부터 멀어지도록 이동하고, 이에 따라 생물학적 표면(210)을 신장시키고 압축시킨다. 일부 실시예들에서, 작동 부재들(120)이 생물학적 표면(210)을 작동시키는 동안, 플라즈마(118)가 영역을 향해 발생된다.
작동은 진동 디바이스(130)에 의해 방출되는 초음파의 형태일 수 있다. 다른 실시예들에서, 초음파는, 초음파를 발생시킬 수 있는 작동 부재들(120)을 통해 타겟 생물학적 표면(210)으로 전달된다. 일부 실시예들에서, 작동 부재들(120)은, 전극(114) 및 유전체 배리어(116)로 환형 형상(annular shape)을 형성하고, 전극(114) 및 유전체 배리어(116) 환형 형상 내에 포함된다. 다른 실시예들에서, 초음파 소스는 생물학적 표면(210)을 향해 저온 플라즈마를 향하게 하기 위한 다수의 애퍼처들(apertures)을 포함할 수 있다. 작동 시, 어쿠스틱(acoustic) 결합 매체가 초음파 소스(예컨대, 작동 부재들(120))를 생물학적 표면(210)과 결합시킬 수 있다. 그러한 결합 매체에 대한 비제한적인 예시들에는, 하이드로겔들(hydrogels), 고체 겔 패드들(solid gel pads) 등이 있다. 결합 매체는, 플라즈마에 의해 활성화되고/되거나 그것과 함께 작동할 수 있는 전구체들(precursors) 및 성분들, 향료들 등과 같은, 경험을 향상시키기 위한 추가 성분들 및 특성들을 갖도록 제형화될 수 있다. 일부 실시예들에서, 결합 겔이 사용되지 않고, 초음파 소스가 결합 매체 없이도 생물학적 표면에 충분한 에너지를 결합한다.
작동 부재들(120)은 플라즈마(118) 노출 없이 표면을 작동시킬 수 있으며, 이로써 소비자(200)에게 촉각 경험(tactile experience)을 제공할 수 있다.
도 6은 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다. 플라즈마(118)에 의한 처리에 더하여, 플라즈마 처리 디바이스(100)는 광원(150)을 포함할 수 있고, 광원(150)은 특성 디멘션(T)으로 설명되는 구역 내의 빛(152)으로 영역을 조명하도록 구성된다. 전술된 바와 같이, 400-500 nm 범위의 파장을 갖는 빛으로의 생물학적 표면(210)에 대한 조사(irradiation)는 결정들에 대한 미용 처리를 위한 바람직한 치료 결과들을 제공한다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 디바이스(100)는 다수의 광원들을 포함한다. 광원(150)은 타겟 범위 내에 파장을 갖는 빛을 개별적으로 방출하는 하나 이상의 발광 다이오드들을 포함할 수 있다.
광원(150)은 생물학적 표면(210)에 복사 가열(radiative heating)을 제공하는 적외선 광 엘리먼트를 포함할 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, 생물학적 표면에 대한 복사 가열은, 플라즈마-생성 종에 대한 생물학적 표면(210)의 반응을 유발하고 소비자(200)에게 향상된 경험을 제공함으로써, 플라즈마 처리의 치료 효과를 향상시킬 것으로 추정된다.
플라즈마 처리 디바이스(100)는 유전체 배리어(116) 상에 또는 그 위에 배치되는 커버(117)를 포함할 수 있다. 비제한적으로, 커버(117)은 플라스틱, 유리, 또는 석영을 포함할 수 있고, 플라즈마-생성 종이 생물학적 표면(210)에 도달하는 것을 차단할 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, 플라즈마(118)는 특정 조건들 하에서 자외선 광자들(photons)을 방출할 수 있다고 추정된다. 따라서, 커버(117)를 사용하여 자외선 광자들의 투과를 차단하는 것이 바람직할 수 있다.
도 7은 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 디바이스(100)는 특성 디멘션(T)으로 설명되는 구역 내의 영역으로 공기 스트림(air stream)(162)을 향하게 하는 공기 소스를 포함한다. 공기 소스는, 영역의 표면에 공기 스트림(162)을 제공하도록 형상화된 공기 도관(164) 내에 배치되는, 팬(fan) 또는 블로어(blower)와 같은 공기 무버(160)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 디바이스(100) 내에 배치되는 하나 이상의 온도 제어 엘리먼트들(168)은 공기의 온도를 조절한다. 온도 제어 엘리먼트들(168)에 대한 비제한적인 예시들은, 펠티에 쿨러들(Peltier coolers)을 포함하는 열전 냉각 엘리먼트들, 저항 가열 코일들을 포함하는 전기 가열 엘리먼트들 등을 포함한다. 일부 실시예들에서, 휘발성 오일이 향기를 함유하는 공기 도관(164) 내에 배치되어, 공기 무버(160)가 활성화될 때, 오일이 영역으로 쾌적한 향기를 부여한다.
소형 디바이스
도 8은 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도를 제공한다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 디바이스(100)는 파워 셀(power cell)(310) alc 컨트롤러(320)를 갖는 외부 디바이스(300)에 전기적으로 연결된다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 디바이스(100)는 케이블(111)을 통해 외부 디바이스에 전기적으로 연결된다. 일부 실시예들에서, 케이블(111)은 플라즈마 처리 디바이스(100)에 제어 입력들 및 전력을 전달한다. 일부 실시예들에서, 케이블(111)은 플라즈마 처리 디바이스(100), 외부 디바이스(300), 또는 둘 다로부터 분리 가능하다. 파워 셀(310)은, 예컨대 리튬 이온 배터리(lithium ion battery)를 포함하는 충전식 배터리일 수 있다. 컨트롤러(320)는 데이터를 수신하고, 플라즈마 처리 디바이스(100)로 제어 신호들을 전송할 수 있다.
일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 디바이스(100)는 전극(114)에 전기적으로 연결되는 배터리(119)를 포함한다. 배터리(119)는, 플라즈마 처리 디바이스(100)와 전원으로 케이블(111)을 연결함으로써 충전되는 충전식일 수 있다. 그러한 전원에 대한 일부 비제한적인 예시들에는, 외부 디바이스(300), 전기를 공급하는 표준 벽면 콘센트(wall outlet)에 연결된 어댑터(adaptor), 태양 전지 등이 있다. 일부 실시예들에서, 배터리(119)는 무선으로(330) 충전된다. 일부 실시예들에서, 배터리(119)는, A-시리즈 타입들(“A”, “AA”또는 “AAA”) 중 하나의 배터리와 같은 상업적으로 이용 가능한 배터리이다.
일부 실시예들에서, 외부 디바이스(300)는 스마트 폰(smart phone)이다. 일부 실시예들에서, 외부 디바이스(300), 플라즈마 처리 디바이스(100)와 호환 가능하고 외부 디바이스(300)로 전력과 제어 입력들을 제공하도록 구성되는 랩탑(laptop) 또는 태블릿(tablet)이다. 일부 실시예들에서, 외부 디바이스(300)는 전기 면도기(electronic beard trimmer), 헤어 아이론(hair iron), 헤어 드라이어(hair drier), 전기 제모기(electronic epilator) 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 미용 도구이다. 외부 디바이스(300)는 전술된 바와 같이 플라즈마 처리 디바이스(100)에 전기적으로 연결되는 충전 도크(charging dock)를 더 포함하는 대 면적 플라즈마 처리 디바이스일 수 있다. 일부 실시예들에서, 충전 도크는 플라즈마 처리 디바이스(100)를 수용하도록 구성되고, 이는 플라즈마 제너레이터로서의 소형 충전 및 작동을 위한 대 면적 플라즈마 디바이스에 작동 가능하게 장착될 수 있다.
일부 실시예들에서, 전극(114) 및 유전체 배리어(116)는 커버(117) 뒤에 배치된다. 커버(117)는 제거 가능할 수 있다. 커버(117)는, 플라즈마 처리 디바이스(100)가 사용되지 않을 때, 유전체 배리어(116)에 대한 보호를 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, 전극(114) 및 유전체 배리어(116)는 플라즈마 처리 디바이스(100) 내에 동봉되는 인입식(retractable) 지지체 상에 배치된다. 인입식 지지체는, 인입될 때, 유전체 배리어(116) 및 전극(114)이 시야로부터 가려지도록 구성될 수 있고, 플라즈마 처리 디바이스(100)는 활성화되지 않을 수 있다. 인입식 지지체는 유전체 배리어(116)의 반대편에 있는 플라즈마 처리 디바이스(100)의 단부에 배치되는 메커니즘의 작용을 통해 회전할 수 있으며, 이에 따라 유전체 배리어(116)는 립스틱(lipstick)과 유사한 방식으로 플라즈마 처리 디바이스(100)의 반대쪽 단부로부터 나온다. 플라즈마 처리 디바이스(100)는 인입식 립스틱 튜브와 유사하거나 동일한 폼 팩터(form factor)를 가질 수 있으며, 이에 따라 비활성일 때 립스틱 튜브와 유사하다. 일부 실시예들에서, 인입식 지지체는 사용되지 않을 때 쉴드(shield)(119) 뒤에서 전극(114) 및 유전체 배리어(116)를 슬라이드시키도록 구성되는 선형 슬라이드이다.
일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 디바이스(100)는 외부 디바이스(300)의 사용자 인터페이스(user interface)를 통해 제어된다. 일부 실시예들에서, 외부 디바이스(300)는, 배터리, 범용 컴퓨터, 및 컴퓨터에 의해 실행될 때 저온 대기 플라즈마에 의해 생물학적 표면의 영역을 처리하는 방법을 구현하는 명령어들이 저장된 컴퓨터 판독 가능 메모리를 포함하는 어떤 유형의 디바이스이다.
일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 디바이스(100)는 전원 스위치, 플라즈마 강도 선택기, 및 안전 스위치를 포함하지만 이에 제한되지 않는 하나 이상의 사용자 컨트롤들을 포함한다. 플라즈마 처리 디바이스(100)는 플라즈마 처리 디바이스(100) 상에 배치되는 전원 스위치를 사용하여 스위치 온 또는 스위치 오프될 수 있으며, 플라즈마 처리 디바이스(100)가 온 상태인 동안, 플라즈마(118)가 발생된다. 일부 실시예들에서, 안전 스위치는, 안전 스위치가 헤제될 때까지, 플라즈마 처리 디바이스(100)가 켜지는 것을 방지한다. 일부 실시예들에서, 안전 스위치는 지문 판독기이다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 강도 선택기는, 전극(114)에 공급되는 전력의 관점에서, 플라즈마 강도의 부드럽고 연속적인 변조를 허용한다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 강도 선택기는, 전극(114)에 공급되는 전력의 증분 단계들의 관점에서, 플라즈마 처리 디바이스(100)를 다수의 개별 강도 설정들 중 하나로 제한한다.
일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 디바이스(100)는 생물학적 표면(210)에 치료용 빛을 제공하는 하나 이상의 발광 다이오드들(도시되지 않음)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 발광 다이오드들은 400-500 nm 범위의 청색광을 제공한다.
제제를 통한 저온 플라즈마 제공
도 9는 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도를 제공한다. 일부 실시예들에서, 유전체 배리어(116) 및 전극(114)을 포함하는 플라즈마 처리 디바이스(100)는 제제(410)를 통해 생물학적 표면(210) 내로 플라즈마(118)를 방출한다. 제제(410)는 항산화제들(anti-oxidants), 라디칼 소거 화합물들(radical scavenging compounds), 자외선 흡수 화합물들(ultraviolet absorbing compounds), 재생 화합물들(rejuvenating compounds) 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 하나 이상의 활성 성분들(active ingredients)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 라디칼 소거 화합물은 아스코르브 산(ascorbic acid) 및 아스코르빌 글루코시드(ascorbyl glucoside)를 갖는 무수의(angydrous), 실리콘 중 글리콜(glycol-in-silicone) 제형(formula)이다. 일부 실시예들에서, 라디칼 소거 화합물은 수용성 활성 성분들을 포함하는 큰 내부 수성 상(aqueous phase)을 갖는 실리콘 중 수(water-in-silicone) 에멀젼(emulsion)이다. 이론에 얽매이지 않고, 수성 상은 활성 성분들을 포함하는 캡슐화들을 형성할 것이라고 추정된다. 재생 화합물들은 콜라겐(collagen), 엘라스틴(elastin) 등을 포함할 수 있다. 제제는, 염료들(dyes), 안료들(pigments), 향료들(fragrances), 에센셜 오일들(essential oils), 유화제들(emulsifiers), 점도 조절제들(viscosity modifiers) 등과 같은 비활성 성분들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 염료는 화학적 반응성일 수 있고, 플라즈마(118)로의 노출에 의해 유도된 pH의 변화들에 반응할 수 있다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 플라즈마(118)는, 영역에서 또는 그 근처에서 생물학적 표면(210)에의 적용 전에, 컨테이너(container)(415) 내의 제제(410) 내로 방출된다. 이론에 얽매이지 않고, 플라즈마(118)는 이온들, 라디칼들, 및 수명이 긴 RONS를 포함하는, 플라즈마 내에서 유익한 종을 생성할 것으로 추정된다. 컨테이너(415) 내에 있는 동안 제제(410)의 노출된 표면 근처에 플라즈마 처리 디바이스(100)를 배치함으로써, 플라즈마 처리 디바이스(100)는 제제(410) 근처에 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 전처리 제제는 RONS를 생성하기 위한 시약(reagent) 화합물들을 포함함으로써, 플라즈마(118)에 대한 노출의 효과들을 향상시킨다. 일부 실시예들에서, 후처리 제제는 플라즈마-생성 종에 대한 장기간 노출의 잠재적으로 유해한 영향들을 감소시킨다. 예를 들어, 후처리 제제는 완충 화합물들(buffer compounds)을 포함함으로써, 플라즈마-생성 종에 대한 노출 후에 영역의 pH 시프트를 제어할 수 있다.
도 10은 플라즈마 처리 디바이스(100)와 적어도 하나의 제제(410)를 포함하는 생물학적 표면(210) 사이에서 플라즈마를 발생시키기 위해 플라즈마 처리 디바이스(100)를 사용하는 처리 방법(500)을 도시한다. 일부 실시예들에서, 방법은 추가 단계들을 포함하거나, 순서도에 도시된 모든 단계들 없이 실행될 수 있다.
방법은 블록 510에서 시작하여, 블록 520에 도시된 바와 같이 제제를 선택하는 단계 및 블록 530에 도시된 바와 같이 영역에 제제를 적용하는 단계를 포함하는 전처리 단계로 진행한다. 전술된 바와 같이, 제제(410)는 플라즈마(118)에 대한 노출 후의 치료 결과들을 개선하는 보호 또는 강화 특성들을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 제제(410)는 플라즈마에서 생성된 자외선 광자들에 대한 영역의 노출을 감소시키거나, RONS 등의 생성을 향상시키기 위해 선택된다.
일부 실시예들에서, 전처리 제제는 플라즈마(118)에 대한 노출 전에 영역에 적용된다. 다음으로, 방법은 블록 540으로 진행하며, 이는 플라즈마(118)를 발생시키는 단계를 포함한다. 플라즈마 처리 디바이스(100)는 영역에 근접하여 플라즈마(118)를 발생시킬 수 있다. 블록 540에서의 플라즈마 처리는 플라즈마(118)가 꺼질 때까지 계속될 수 있다. 다음으로, 일부 실시예들에서, 방법은 블록 550으로 진행하고, 여기서 후처리 제제가 선택된다. 후처리 제제는 플라즈마(118)에 대한 노출 후에 영역에 적용될 수 있다. 전처리 제제 및 후처리 제제는 동일하거나 상이할 수 있고, 영역에 대해 상이한 효과들을 제공하도록 선택될 수 있다. 방법은 블록 570에서 종료된다. 일부 실시예들에서, 방법은 플라즈마 처리(540) 후에 전처리 제제를 제거하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 방법은 후처리 제제를 적용하는 단계(560) 후에 후처리 제제를 제거하는 단계를 포함한다.
모듈형 저온 플라즈마 발생 디바이스
도 11은 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템(100)의 개략도이다. 일부 실시예들에서, 시스템은 처리 디바이스 바디(100) 및 처리 디바이스 바디(100)에 제거 가능하게 부착되는 헤드(110)를 포함한다. 도시된 헤드(110)는 처리 디바이스 바디(100)를 향하는 장착면과 전극(114)을 운반하는 적용면을 갖고, 유전체 배리어(116)는 전극(114)을 향하는 제1 면과 전극(114)으로부터 멀리 향하는 제2 면을 갖는다. 저온 플라즈마 시스템(100)은 생물학적 표면(210)의 영역에 걸쳐 미용 처리를 위한 복수의 부착 가능한 헤드들(110)을 포함할 수 있다. 생물학적 표면(210)은 피부, 모발, 손톱들 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
일부 실시예들에서, 헤드(110-x)는 특정 처리를 실행하기 위해 저온 플라즈마(118)를 제공하도록 선택된다. 예를 들어, 생물학적 표면(210) 상의 상대적으로 작은 영역을 처리할 때, 플라즈마(118)의 사이즈는 생물학적 표면(210)의 비타겟(non-target) 부분이 플라즈마-생성 종에 노출되는 것을 방지하도록 선택될 수 있다. 여기서, “플라즈마의 사이즈”라는 용어는 플라즈마의 특성 또는 설명적 디멘션을 의미한다. 예를 들어, 원형 전극(114)에 의해 발생되는 플라즈마의 경우, 플라즈마의 특성 디멘션은 전극(114)의 직경과 관련된다.
도 11a에 도시된 바와 같이, 헤드(110a)는 선택되어, 처리 디바이스 바디(100)에 부착될 수 있다. 헤드(110a)는 장착면의 더 큰 사이즈로부터 적용면의 더 작은 사이즈로 테이퍼진다. 따라서, 도시된 헤드(110a)는, 헤드(110a)의 장착면의 직경과 다른 특성 사이즈를 갖는 플라즈마(118)를 발생시킨다. 도 11a는 장착면보다 작은 적용면을 갖는 헤드(110a)를 도시하고 있으나, 그 반대도 가능함을 이해해야 한다. 예를 들어, 헤드(110a)는 생물학적 표면(210)의 영역에 걸쳐 낮은 강도의 처리를 야기하기 위해, 장착면보다 큰 적용면을 가질 수 있다.
도 11b에 도시된 바와 같이, 헤드(110b)는 제형 저장소(180) 및 헤드(110b)의 적용면 상의 삼출 표면(exuding surface)(186)을 포함할 수 있다. 삼출 표면(186)은 하나 이상의 도관들(184)을 통해 제형 저장소(180)에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제형 삼출 표면(186)은 헤드(110b)의 적용면 상의 하나 이상의 노즐들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제형 삼출 표면(186)은 제형 삼출 표면으로부터 제형의 흐름을 완충하기 위한 보이드 볼륨(void volume)을 갖는 다공성 재료이다. 다공성 재료는 경화된 젤, 연질 플라스틱 폼(soft plastic foam), 경질 플라스틱 폼(rigid plastic foam), 부석(pumice)과 같은 천연 다공성 재료 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제형 삼출 표면(186)은 하나 이상의 그릴들(grills), 와이어 메쉬 스크린(wire mesh screen), 패터닝된 천공 스크린(patterned perforated screen) 등에 의해 차단된 통풍구(vent)를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제형 저장소(180)는, 헤드(110b)의 적용면이 생물학적 표면(210)에 적용될 때, 압력에 의해 압축된다. 일부 실시예들에서, 제형 저장소(180)는 전기 액추에이터, 서보(servo), 수동 조작 레버, 롤러(roller), 한 쌍의 롤러들 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 헤드(110b) 내에 동봉되는 메커니즘에 의해 압축된다. 일부 실시예들에서, 제형 저장소(180)는 제거 가능하고 교환 가능하며, 원하는 치료 또는 미용 결과에 맞춰 제조된 제형을 포함한다.
일부 실시예들에서, 제형은 하나 이상의 미용 성분들을 포함한다. 미용 성분들은 향료, 안료, 크림(cream), 오일, 천연 추출물, 보습제 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제형은 하나 이상의 약제들(medicaments), 예컨대 수렴제들(astringents), 약학적 활성 화합물들, 산 중화 크림들, 항산화제들 등을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제형은 플라즈마(118)에 대한 노출의 잠재적으로 유해한 영향들로부터 생물학적 표면을 보호하기 위해, 하나 이상의 보호 화합물들을 포함한다. 그러한 보호 화합물들에 대한 어떤 비제한적인 예시들로는, 항산화제, 보습제, 정화 크림(clarifying cream), 산도 완충 크림(acidity buffering cream) 등이 있다.
일부 실시예들에서, 헤드(110b)는 헤드(110b)의 적용면에 플렉서블 스커트(flexible skirt)(170)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 플렉서블 스커트(170)는 주름진 플라스틱(corrugated plastic) 또는 연질 고무로 제조되고, 헤드(110b)의 적용면에 부착된다. 일부 실시예들에서, 플렉서블 스커트(170)는 생물학적 표면(210)과 접촉함으로써 압축된다. 일부 실시예들에서, 플렉서블 스커트(170)는 리지드 스페이서(rigid spacer)(174)를 포함하고, 리지드 스페이서(174)는 스커트(170)의 압축을 제한하고, 이로써 헤드(110b)와 생물학적 표면(210) 사이의 최소 간격을 정의한다. 일부 실시예들에서, 플렉서블 스커트(170)는 가스들에 대해 불투과성이고, 압축될 때, 플라즈마(118)가 내부에 형성될 수 있는 포함되는 환경을 생성한다. 리지드 스페이서(174)는 플렉서블 스커트(170)에 의해 동봉되거나 그 외부에 있을 수 있고, 추가되거나 제거될 수 있다. 일부 실시예들에서, 리지드 스페이서(174)는 금속을 포함하지만 이제 제한되지 않는 전도성 재료를 포함한다. 일부 실시예들에서, 리지드 스페이서(174)는 0 이상의 전압에서 바이어스된다. 이론에 얽매이지 않고, 그렇게 바이어스된 리지드 스페이서(174)는 헤드(110b)와 리지드 스페이서(174) 사이에 플라즈마를 형성하도록 허용하고, 이로써 생물학적 표면(210)으로 향하는 이온들 및 전자들의 용량을 감소시킬 수 있다고 추정된다. 일부 실시예들에서, 리지드 스페이서(174) 내로 방출되는 플라즈마(118)는 플렉서블 스커트(170)에 의해 정의되는 볼륨 내에 포함되는 RONS를 제공한다.
일 실시예에서, 헤드(110b)는 플라즈마(118)를 필터링하기 위한 필터(190)를 포함한다. 필터(190)는 헤드(110b)와 생물학적 표면(210) 사이에, 예컨대 생물학적 표면에 적용되는 플라즈마(118)의 경로 상에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에서, 필터(190)는 플라즈마(118)로부터 생물학적 표면(210)으로의 자외선 광자들의 경로를 차단하도록 적어도 부분적으로 배치되는 자외선 필터이다. 일부 실시예들에서, 필터(190)는 UV-차단 필름으로 처리된 플라스틱, 유리 또는 석영 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 UV 흡수 또는 UV 산란 재료로 제조되기 때문에, 필터가 자외선 광자들을 차단한다.
일부 실시예들에서, 필터(190)는 하나 이상의 플라즈마-생성 종을 격리하거나 변환시키도록 설계된 화학적 필터이며, 그렇지 않으면 생물학적 표면에 도달할 것이다. 일부 실시예들에서, 필터(190)는 탄소질 재료를 포함하고, 그 비제한적인 예시들은 그래핀(graphene), 탄소 나노튜브들(carbon nanotubes), 활성탄 페이퍼(activated carbon paper), 탄소 섬유 등을 포함한다. 다른 실시예들에서, 필터(190)는 촉매 재료를 포함하고, 그 비제한적인 예시들은 다공성 매트릭스에 매립된(embedded) 금속 입자들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 필터(190)는 라디칼 소거 재료들, 예컨대 카탈라아제(catalases), 글루타티온 퍼옥시다아제(glutathione peroxidase), 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제(superoxide dismutase; SOD), α-토코페롤(tocopherol)(Vit. E), 아스코르브 산(ascorbic acid)(Vit. C), β 카로틴(carotene)(Vit. A), 셀레늄(selenium) 등을 포함하는 항산화제들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 필터는 다공성, 표면 특성들, 디멘션들 등을 변경하는 것에 의해 양성자 농도의 변화들에 반응하는 pH 민감성 폴리머를 포함한다. 그러한 pH 민감성 폴리머들에 대한 어떤 비제한적인 예시들은 폴리산들(polyacids)과 폴리염기들(polybases), 키토산(chitosan), 히알루론산(hyaluronic acid), 및 덱스트란(dextran)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 필터는 포어들을 열고 전술된 라디칼 소거 재료들 중 하나 이상을 방출함으로써, pH의 변화들에 반응한다.
일부 실시예들에서, 필터(190)는, 접촉 시 생물학적 표면(210)에 적용되는 액체 제형을 포함한다. 액체 제형은 크림 또는 오일을 포함하지만 이에 제한되지 않는 액체 에멀젼 내에서 운반되는 전술된 어떤 필터 재료들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 액체 제형 필터(190)는, 미용 성분들, 의료 성분들 등과 같은 추가 재료들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 액체 제형은 플라즈마-생성 종에 대한 노출의 비색 지표(colorimetric indicator)를 제공하는 지표 재료를 포함한다. 일부 실시예들에서, 지표 재료는, 생물학적 표면(210)이 염료의 분자 구조를 변경하기에 충분한 플라즈마-생성 산성화 또는 알칼리화 종의 농도에 노출되었을 때, 색상을 변화시킬 pH 민감성 염료이다. pH 민감성 염료에 대한 비제한적인 예시들은 젠티안 바이올렛(Gentian violet), 메틸 옐로우(Methyl yellow), 메틸 레드(Methyl red), 크레졸프탈레인(Cresolphthalein), 인디고 카민(Indigo carmine) 등을 포함한다.
일부 실시예들에서, 필터(190)는 플라즈마(118)에 존재하는 하전 입자들(charged particles)을 끌어당기고 중화시키는 생물학적 표면(210)과 플라즈마(118) 사이에 배치되는 하전 입자 필터를 포함한다. 일부 실시예들에서, 하전 입자 필터는, 0이 아닌 전압에서 개별적으로 바이어스되는 하나 이상의 도전성 엘리먼트들을 포함한다. 도전성 엘리먼트에 대한 비제한적인 예시들은, 헤드(110b)의 적용면 상의 유전체 재료(116) 근처 또는 주위에 배치되는, 금속 스크린, 금속 프로브(probe), 금속 링(ring) 등을 포함한다. 일부 실시예들에서, 하전 입자 필터는 음의 극성을 가짐으로써 양이온들을 선택적으로 걸러내고, 이에 따라 필러(190)의 표면에 접근하는 양이온들을 중화시킨다. 일부 실시예들에서, 하전 입자 필터는, 다수의 도전성 엘리먼트들, 예컨대 음의 극성을 지닌 적어도 하나의 도전성 엘리먼트 및 양의 극성을 지닌 적어도 하나의 도전성 엘리먼트를 결합시킴으로써, 모든 하전 입자들을 걸러낸다.
도 11c에 도시된 바와 같이, 생물학적 표면(210)은 플라즈마(118)에 대한 영역의 노출의 균일성에 영향을 미칠 수 있는 윤곽들(contours)을 포함한다. 윤곽이 있는 생물학적 표면들(210)에 대한 비제한적인 예시들은, 광대뼈들, 턱, 눈썹들, 코, 넉클들(knuckles), 발목들, 팔꿈치들, 무릎들 증과 같은 볼록한 표면들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 얼굴 및 신체의 영역들을 포함한다. 이와 유사하게, 윤곽이 있는 생물학적 표면들(210)은 턱 아래의, 귀들 주위의, 목을 따르는 등의 영역들에서와 같이 오목한 표면들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 헤드(110c)는 적용면 상의 순응성 재료(conformable material)를 포함한다. 순응성 재료는 영역의 윤곽들에 가역적으로(reversibly) 순응하도록 구성된다. 순응성 재료에 대한 비제한적인 예시들은 젤, 경화된 폼, 고무, 플라스틱 등을 포함한다. 일부 실시예들에서, 헤드(110c) 상의 순응성 재료는 소비성 재료, 예컨대 건조 고체, 보습 젤, 수용성 크림 등을 포함한다.
일부 실시예들에서, 헤드(110c)의 적용면은 생물학적 표면(210)에 대해 가역적으로 순응할 수 있다. 일부 실시예들에서, 유전체 배리어(116)는, 유리 섬유(glass cloth), 세라믹 섬유(ceramic cloth) 등과 같은 직조된(woven) 유전체 섬유를 포함하지만 이에 제한되지 않는 플렉서블 표면을 포함한다. 일부 실시예들에서, 전극(114)은, 직조된 금속 섬유, 구리 메쉬(copper mesh), 스테인리스 스틸 메쉬(stainless steel mesh) 등과 같은 플렉서블 도전성 표면을 포함한다. 일부 실시예들에서, 유전체 배리어(116)에 포함되는 플렉서블 표면은, 플라즈마 처리 동안 생물학적 표면(210)으로부터 마모되는(abraded) 재료의 축적을 방지하기 위해 밀봉된다. 플렉서블 표면은, 테프론(Teflon), SiOx 필름, 그래핀(graphene) 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 코팅(coating)으로 밀봉될 수 있다.
도 11d에 도시된 바와 같이, 헤드(110d)는 헤드(110d)와 생물학적 표면(210) 사이에 공기 쿠션(air cushion)을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 헤드(110d)는 전극(114)과 유전체 배리어(116)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 복수의 공기 도관들(164)을 포함한다. 작동 시, 공기 무버(160)는, 벡터화된 공기 흐름이 헤드(110d)로부터 멀어지도록 향하게 하는 공기 도관들(164)(예컨대, 노즐들, 통풍구들 등)에 공기를 제공한다. 공기 흐름은 헤드(110d)와 생물학적 표면(210) 사이의 접촉을 방지하거나 적어도 최소화하는 공기 쿠션을 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 공기 무버(160)는 헤드(110d)에 위치되는 전기 팬(fan)이다. 공기 무버(160)는 전극(116)으로부터 독립적으로 작동할 수 있고, 플라즈마(118)의 상태를 변경하지 않고 켜지고 꺼질 수 있다.
센서들을 갖는 저온 플라즈마 디바이스
도 12는 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다. 일부 실시예들에서, 저온 플라즈마 처리 디바이스(100)는 플라즈마 파라미터들을 측정하기 위한 하나 이상의 센서들(140)을 포함한다. 측정되는 플라즈마 파라미터들에 기반하여, 컨트롤러(142)는 저온 대기 플라즈마(118)를 제어할 수 있고, 생물학적 표면(210)의 영역에 걸쳐 미리 결정된 미용 처리를 유지할 수 있다.
전술된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 저온 대기 플라즈마(118)는 생물학적 표면(210)을 플로팅 기준 전극(floating reference electrode)으로서 사용하여 형성된다. 이론에 얽매이지 않고, 그러한 배열은 생물학적 표면(210)에 걸친 수분 및 이온 농도들의 불균일한 분포에 민감할 것으로 추정된다. 땀샘(sweat gland)과 같이 상대적으로 이온들이 풍부한 국소 영역은 플라즈마-생성 하전된 종을 위해 바람직한 도전성 경로를 제공할 수 있고, 저온 대기 플라즈마(118)는 생물학적 표면(210) 상의 그러한 위치에서 우선적으로(preferentially) 형성될 수 있다. 결국, 생물학적 표면(210) 상에서 특정 위치에 대한 다른 위치보다 높은 플라즈마 선호는 플라즈마(118)에 의해 처리되는 영역에 걸쳐 처리에서 잘 제어되지 않는 불균일성 및 플라즈마 용량의 가변성을 도입한다. 균일성은 저온 대기 플라즈마 소스의 작동에서 중요한기준일 것으로 추정된다. 따라서, 적어도 일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 디바이스(100)의 설계는 표면(210)의 특성들의 변화들에 대한 저온 대기 플라즈마(118)의 민감도를 고려한다.
플라즈마(118)의 균일성은 하나 이상의 플라즈마 파라미터들, 예컨대 방전 전력, 방전 볼륨, 플라즈마-생성 종의 농도들 등의 가변성의 관점에서 정의된다. 예를 들어, 처리 영역이 이질적인 특성들의 많은 서브-영역들(sub-regions)을 포함하는 매우 가변적인 시스템에서, 플라즈마 처리 디바이스(100)가 표면(210)의 이온이 풍부한 서브-영역들과 이온이 부족한 서브-영역들 사이를 이동하기 때문에, 플라즈마 처리 디바이스(100)는 방전 전류 및 방전 전압에서 불연속성을 나타낼 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, 도전성 서브-영역을 통과하는 플라즈마 소스는 방전 전류의 스파이크(spike)와 이에 대응하여 방전 전압의 강하(drop)를 나타낼 수 있을 것으로 추정된다.
일부 실시예들에서, 컨트롤러(142)는 전극(114)에 연결되는 전자 밸러스트(ballast) 회로를 작동시킨다. 이론에 얽매이지 않고, 전자 밸러스트 회로는 컨트롤러(142)가 전극(142)에 대한 전류를 조절하도록 허용하고, 이로써 생물학적 표면(210) 상의 저거도 하나의 국부적 스폿들(spots)에서의 플라즈마(118)의 열폭주(thermal runaway) 및 플라즈마(118)의 수축(constriction)을 방지할 수 있을 것으로 추정된다.
본 발명의 기술의 일 실시예를 보여주는 도 12에 도시된 바와 같이, 플라즈마 소스(100)는 저온 대기 플라즈마(118)의 파라미터들을 측정하기 위해 하나 이상의 센서들(140)을 통합한다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 디바이스(100)는 플라즈마 파라미터들을 측정하는 센서들(140)을 포함한다. 플라즈마 파라미터들은 생물학적 표면(210)으로 방전되는 전류, 유전체 배리어(116)와 표면(210) 사이의 전압 강하의 측정치들을 포함할 수 있다. 플라즈마 파라미터들은, 불균일한 표면 처리를 나타내는, 플라즈마(118)에 의해 방출된 빛의 스펙트럼, 플라즈마(118) 내의 이온-밀도, 또는 상기된 파라미터들에 대한 시간 변화와 같은 플라즈마(118)의 에너지 밀도를 나타내는 하나 이상의 파라미터들을 포함할 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, 하나 이상의 수명이 짧은 불연속들(discontinuities)은 표면 상에서 하나 이상의 고도로 국부화된 이온이 풍부한 영역들에 대한 선호 형태의 불균일성을 나타낸다.
일부 실시예들에서, 처리 영역에서 또는 그 근처에서 표면(210) 상에 배치되는 하나 이상의 센서들(140)은 플라즈마(1128)의 또는 생물학적 표면(210)의 파라미터들을 측정한다. 예를 들어, 플라즈마 처리 디바이스(100)는, pH 센서들 또는 염화물(chloride) 센서들, 광 센서들, 반응성 산소 센서들, 표면 온도 센서, 거리 센서, 습도 센서들 등과 같은 이온 센서들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 표면(210) 또는 플라즈마 처리 디바이스(100) 상에 배치되는 센서들(140)은 주변 환경을 측정한다. 그러한 센서들(140)은 이온 센서들, 광 센서들, 반응성 산소 센서들, 온도 센서들, 습도 센서들 등을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 디바이스(100) 상에 배치되는 위치 기준 센서는 생물학적 표면(210) 상의 거리 센서에 작동 가능하게 결합된다. 위치 기준 센서는 표면(210)으로부터의 유전체 배리어(118)의 거리를 결정한다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 처리 디바이스(100)에 포함되는 레이저 거리계(rangefinder)와 같은 거리 센서는 유전체 배리어(118)로부터 표면(210)까지의 거리를 측정한다.
일부 실시예들에서, 센서들(140)은 플라즈마 소스(110)의 일부로서, 컨트롤러(142)와 통신한다. 컨트롤러(140)는 플라즈마 처리 디바이스(100)에 작동 가능하게 결합될 수 있고, 센서들(140)로부터의 입력을 수신하고 플라즈마 처리 디바이스(100)에 대한 제어 데이터를 결정하기 위해 그 입력을 처리할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 데이터는 전극(116)에 제공되는 전류나 전압을 변조하기 위해 플라즈마 처리 디바이스(100)의 전자 부품들로 전송되는 신호들, 및 감지 가능한(perceptible) 신호를 생성하기 위해 플라즈마 처리 디바이스(100)의 다른 부품들로 전송되는 신호들을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 감지 가능한 신호는 햅틱 피드백(haptic feedback), 또는 청각적 또는 시각적 지표이다. 일부 실시예들에서, 컨트롤러(142)는 플라즈마(118)에 의해 제공되는 안전하지 않은 용량(unsafe dose)의 에너지 또는 반응성 종에 응답하여 제어 데이터를 전송한다.
전술된 바와 같이, 이론에 얽매이지 않고, 플라즈마 용량은 반응성 화학 종, 이온들과 전자들을 포함하는 에너지 종, 광자들 등과 같은 하나 이상의 플라즈마-생성 종에 대한 노출을 결정할 것으로 추정된다.
일부 실시예들에서, 플라즈마 용량은, 단위 면적당, 단위 시간당(예컨대 “제곱 센티미터 초 당(per square-centimeter seconds)”수(number)로 표현되는, 시간 구간(period of time) 동안 생물학적 표면(210) 상의 주어진 영역에 부여되는 주어진 종의 농도이다. 일부 실시예들에서, 컨트롤러(142)는, 단위 시간당 플라즈마 용량을 제공하기 위해, 유전체 배리어(116)의 영역에 걸친 플라즈마 용량을 통합함으로써, 플라즈마 처리 디바이스(100)로 전송할 처리 기간(treatment duration) 및 제어 데이터를 결정한다.
일부 실시예들에서, 플라즈마(118)가 표면(210)에 유해할 가능성이 있도록, 플라즈마 처리 디바이스(100)가 시간 길이 동안 생물학적 표면(210) 상의 주어진 영역에 걸쳐 남아 있을 때, 플라즈마 처리는 안전하지 않은 것으로 간주된다. 반대로, 일부 실시예들에서, 플라즈마(118)가 원하는 효과를 가질 가능성이 없도록, 처리 디바이스(100)가 시간 길이 동안 주어진 영역에 걸쳐 남아 있으면, 플라즈마 처리는 효과적이지 않은 용량을 제공한 것으로 간주된다. 일부 실시예들에서, 이러한 용량들은 고유한 값들이 아니라, 범위들 내에서 발생하는 것으로 생각된다. 이와 같이, 컨트롤러(142)는 안전하지 않은 범위 또는 효과적이지 않은 범위의 용량들을 결정할 수 있으며, 여기서 감지 가능한 신호를 생성하거나 플라즈마(118)를 변조하거나, 또는 둘 다를 위해, 플라즈마 처리 디바이스(100)로 제어 데이터를 전송할 것이다.
일부 실시예들에서, 컨트롤러(142)는, 소스가 생물학적 표면(210) 상의 영역으로부터 제2 영역을 향하여 멀리 이동되도록 신호를 전송함으로써, 안전하지 않은 용량에 반응한다. 컨트롤러(142)는, 플라즈마(118)를 끄도록, 또는 플라즈마(118) 내에서의 에너지 종 및 반응성 종의 생성을 감소시키기 위해 전극(114)에 제공되는 전력을 변조하도록, 플라즈마 처리 디바이스(100)의 전자 부품들에 제어 데이터를 전송함으로써, 안전하지 않은 용량에 반응할 수 있다.
일부 실시예들에서, 플라즈마(118)는 도 13에 도시된 바와 같은 매트릭스로 배열되는 복수의 픽셀화된(pixelated) 전극들(114i, j)에 의해 발생된다. 픽셀화된 전극들은 컨트롤러(142)에 의해 개별적으로 자체 주소를 가질 수 있고(addressable), 여기서 컨트롤러는 주어진 픽셀화된 전극(114)에 대한 방전 전력을 결정한다. 일부 실시예들에서, 컨트롤러는, 불균일 플라즈마(118) 수축(constriction) 또는 국소화(localization)에 대응하기 위해, 픽셀화된 전극들(114i, j)에 대해 전류 및 전압 센서들(140)로부터의 입력을 사용한다. 일부 실시예들에서, 플라즈마(118)가 이질적인 화학적 또는 물리적 특성들을 갖는 생물학적 표면(210) 상의 스폿(spot)으로 국한될 때, 컨트롤러(142)는, 매트릭스(114)에 대한 평균에 비해 어떤 픽셀화된 전극들(114i, j)이 불균형한(disproportionate) 전력 비율을 끌어내고 있는 지를 나타내는 입력을 수신한다. 컨트롤러(142)는 초과 전력을 끌어내는 전극들(114i, j)을 끔으로써 플라즈마(118)를 변조할 수 있으며, 이로써 작동 전극들(operational electrodes)(O)로 플라즈마 에너지를 분배하고, 비작동 전극들(non-operational electrodes)(NO) 근처에서 플라즈마 불균일성의 바람직하지 않은 효과들을 감소시킨다.
저온 플라즈마 시스템(100)의 부품들은 유선 및 전력 연결들을 통해 직접 통신할 수 있다. 이러한 부품들은 네트워크(도시되지 않음)를 통해 서로와 통신할 수 있으며, 네트워크는 DSL, 이더넷(Ethernet), 광 섬유(fiber optic), USB 및 파이어와이어(Firewire)와 같은 유선 기술들, 와이파이(WiFi), 와이맥스(WiMAX), 3G, 4G, LTE 및 블루투스(Bluetooth)와 같은 무선 기술들, 및 인터넷(Internet)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 적절한 통신 기술을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 컨트롤러(142)는 컴퓨팅 디바이스의 하나 이상의 프로세서들에 의한 실행에 응답하여, 컴퓨터 장치가 여기에 설명되고 도 14에 도시되는 바와 같은 처리 방법(600)을 구현하게 하는, 컴퓨터 실행 가능 명령어들 및 데이터가 저장된 비일시적(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다.
도 14는 본 개시에 따른 저온 플라즈마 처리 방법의 순서도이다. 일부 실시예들에서, 생물학적 표면(210)의 영역에 대한 저온 대기 플라즈마(118)로의 처리 방법(600)은 플라즈마 처리 디바이스(100)와 영역 사이에 저온 플라즈마를 발생시키는 단계를 포함한다. 처리 방법(600)은 하나 이상의 센서들(140)로 하나 이상의 처리 파라미터들을 측정하는 단계, 및 처리 파라미터들로부터 플라즈마 용량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 처리 방법(600)은 플라즈마 용량을 조절하기 위해 처리 파라미터들 중 하나 이상을 조정하는 단계, 및 저온 대기 플라즈마(118)를 스위치 오프시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 방법은 추가 단계들을 포함하거나, 순서도에 도시된 모든 단계들 없이 실행될 수 있다. 방법은 블록 605에서 시작하여, 하나 이상의 센서들(140)이 처리 파라미터들, 예를 들어 주변 파라미터들 및 표면 파라미터들을 측정하는 블록 610으로 진행한다. 일부 실시예들에서, 플라즈마(118)를 발생시키기 전에, 방법(600)은 영역에서 또는 그 근처에서 생물학적 표면(210) 상에 적어도 하나의 센서(140)를 배치하는 단계를 포함한다. 전술된 바와 같이, 센서들(140)은 컨트롤러(142)에 작동 가능하게 결합될 수 있으며, 효과적인 처리에 필요한 플라즈마 파라미터들을 결정하기 위해, 블록 615에서 사용되도록 컨트롤러(142)에 센서 입력을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 파라미터들은 디폴트 값들(default values)로 정의되고, 컨트롤러(142)는 플라즈마(118)가 켜질 때까지 작동하지 않는다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 파라미터들은 시간의 함수로서의 방전 전압, 시간의 함수로서의 방전 전류, 시간의 함수로서의 플라즈마 온도, 또는 시간의 함수로서의 영역 근처의 가스 온도를 포함한다. 일부 실시예들에서, 센서 측정치들은, 측정치들을 다른 센서 데이터와 함께 집계할 수 있는 데이터 저장 시스템(620)으로 제공된다. 일부 실시예들에서, 파라미터 엔진(engine)은 데이터 저장 시스템(620)에 축적되고 저장되는 총 센서 입력들에 기반하여 처리 용량을 결정하고, 컨트롤러(142)에 의해 제공되는 플라즈마 파라미터들의 세트를 더 결정한다.
블록 630에서, 미용 제제가 처리 영역에 적용된다. 일부 실시예들에서, 미용 제제는 플라즈마 처리를 향상시킨다. 일부 실시예들에서, 미용 제제는 플라즈마(118)의 유해한 측면들로부터 생물학적 표면(210)을 보호한다. 블록 625에 도시된 제제 엔진은 제제를 결정할 수 있고, 데이터 저장 시스템(620)으로부터 입력을 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제제 엔진은, 라디칼 소거, UV 흡수, 전기 전도도, 열 전도도 등과 같은 주어진 목적에 대해 제제의 성분들을 최적화하기 위해, 기계 학습(machine learning)을 적용한다.
블록 635에서, 플라즈마 처리 디바이스(100)는 저온 대기 플라즈마(118)를 처리 영역에서 생물학적 표면(210)으로 적용한다. 블록 640에서, 플라즈마 후(post-plasma) 제제가 생물학적 표면(210)의 처리 영역에 적용된다. 블록 630에서와 같이, 제제는 블록 625에 도시된 바와 같은 제제 엔진에 의해 결정된다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 후 제제는 블록 630의 제제와 다를 수 있다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 후 제제는 이온들을 중화시키고, 생물학적 표면(210)을 보습한다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 후 제제는 항산화 성분들을 포함함으로써 플라즈마 처리의 가능한 산화 효과들을 상쇄시킨다.
블록 645에서, 처리는 반복될 수 있다. 일부 실시예들에서, 컨트롤러(142)는, 블록 645에서 처리 용량이 충족되었는 지의 여부를 판단한다. 처리 용량이 충족되지 않은 경우, 컨트롤러(142)는 센서 측정들을 반복하고, 새로운 플라즈마 파라미터들을 결정하고, 플라즈마-생성 종의 효과적이고 안전한 용량을 제공하도록 플라즈마를 변조할 수 있다. 일부 실시예들에서, 처리는 반복되지 않고, 방법은 블록 650에서 종료된다.
컨트롤러(142)는, 전극(114)으로 제공되는 전류, 구동 주파수, 전압 파형, 피크-피크 전압(peak to peak voltage), 실효치 전압(root mean square voltage), 플라즈마 온도, 가스 온도, 플라즈마(118)로부터의 광 방출 등을 포함하는 그룹으로부터 플라즈마 파라미터들을 결정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 컨트롤러는 저온 대기 플라즈마(118)의 균일성에 대한 지표를 결정한다. 전술된 바와 같이, 균일성은, 유전체 배리어(116)의 제2 면과 생물학적 표면(210) 사이에서의 플라즈마(118)의 공간 분포뿐 아니라, 두 표면들 사이에서의 시간 평균 전류 흐름(time-averaged flow of current)이 생물학적 표면(210) 상의 처리되는 영역에 걸쳐 균일하게 확산되어 있는 지의 여부를 설명한다. 일부 실시예들에서, 컨트롤러는, 균일성에 대한 지표의 변화들에 응답하여 플라즈마 파라미터들 중 하나 이상을 변조하도록, 플라즈마 처리 디바이스(100)에 제어 데이터를 전송한다. 컨트롤러는, 컨트롤러(142)에 제공되는 센서 입력들에 기반하여, 간헐적으로(intermittently) 균일성에 대한 지표를 결정할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에 의해 이해되는 바와 같이, 여기서 설명된 “데이터 저장 시스템”은 컴퓨팅 디바이스에 의한 액세스를 위해 데이터를 저장하도록 구성되는 어떤 적합한 디바이스일 수 있다. 데이터 저장 시스템(620)에 대한 예시는 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들에서 실행되고 고속 네트워크를 통해 액세스 가능한 고속 관계형(relational) 데이터베이스 관리 시스템(database management system; DBMS)이다. 그러나, 쿼리들(queries)에 응답하여 저장된 데이터를 제공할 수 있는 다른 적절한 저장 기술들 및/또는 디바이스들이 사용될 수 있으며, 컴퓨팅 디바이스는 네트워크를 통하는 대신 로컬로(locally) 액세스할 수 있거나 클라우드 기반 서비스로서 제공될 수 있다. 또한, 클라우드 저장 시스템(620)은 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 상에 체계적으로 저장된 데이터를 포함할 수 있다.
일반적으로, 여기에서 사용되는 “엔진”이라는 용어는, C, C++, COBOL, JAVA™, PHP, Perl, HTML, CSS, JavaScript, VBScript, ASPX, Microsoft.NET™, PYTHON 등과 같은 프로그래밍 언어로 작성될 수 있는, 하드웨어 또는 소프트웨어 명령어들에 포함된 로직(logic) 소프트웨어 및 알고리즘들을 의미한다. 엔진은 실행 가능한 프로그램들로 컴파일되거나(compiled), 해석된 프로그래밍 언어들로 작성될 수 있다. 소프트웨어 엔진들은 다른 엔진들로부터 또는 자체에서 호출될 수 있다. 일반적으로, 여기에서 설명되는 엔진들은 다른 엔진들과 병합되거나 서브 엔진들로 나뉠 수 있는 로지컬 모듈들(logical modules)을 의미한다. 엔진들은 임의의 타입의 컴퓨터 판독 가능 매체 또는 컴퓨터 저장 디바이스에 저장될 수 있고, 하나 이상의 범용 컴퓨터들에 저장되고 그들에 의해 실행될 수 있으며, 이로써 엔진 또는 그의 기능을 제공하도록 구성되는 특수 목적 컴퓨터를 생성할 수 있다.
상술된 기술의 많은 실시예들이 프로그램 가능 컴퓨터 또는 컨트롤러에 의해 실행되는 루틴들(routines)을 포함하여, 컴퓨터 또는 컨트롤러 실행 가능한 명령어들의 형태를 취할 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 상기 기술이 도시되고 상술된 것 이외의 컴퓨터/컨트롤러 시스템들에서 실행될 수 있음을 인식할 것이다. 상기 기술은, 상술된 컴퓨터 실행 가능 명령어들 중 하나 이상을 수행하도록 특별히 프로그래밍되거나, 구성되거나, 또는 구축되는, 특수 목적 컴퓨터, 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit; ASIC), 컨트롤러 또는 데이터 프로세서에서 구현될 수 있다. 물론, 여기서 설명된 어떤 논리 또는 알고리즘은 소프트웨어나 하드웨어, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있다.
전술된 내용으로부터, 상기 기술의 특정 실시예들이 예시의 목적으로 여기에 설명되었지만, 본 개시로부터 벗어나지 않고 다양한 수정들이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 더욱이, 특정 실시예들과 연관된 다양한 이점들과 특징들이 이러한 실시예들의 맥락에서 위에서 상술되었지만, 다른 실시예들도 그러한 이점들 및/또는 특징들을 나타낼 수 있으며, 모든 실시예들이 반드시 그러한 이점들 및/또는 특징들을 나타낼 필요는 없다. 방법들이 설명된 경우, 방법들은 더 많거나, 더 적거나, 또는 다른 단계들을 포함할 수 있다. 또한, 단계들은 어떤 적절한 순서로 수행될 수 있다. 따라서, 본 개시는 여기에 명시적으로 도시되거나 설명되지 않은 다른 실시예들을 포함할 수 있다.
본 개시의 목적을 위해, “A, B, 및 C 중 적어도 하나”와 같은 형태의 둘 이상의 요소들의 나열은 (A), (B), (C), (A 및 B), (A 및 C), (B 및 C), 또는 (A, B, 및 C)를 의미하고, 어떤 다른 수량의 요소들이 나열될 때 모든 유사한 순열들을 추가로 포함한다.

Claims (15)

  1. 생물학적 표면(biological surface)의 영역(region)을 저온 플라즈마(cold plasma)로 처리하는 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    후처리 제제(post-treatment formulation)를 선택하는 단계; 및
    상기 저온 플라즈마에 의해 전처리된(pre-treated) 상기 영역에 상기 후처리 제제를 적용하는 단계
    를 포함하는,
    방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    플라즈마 처리 디바이스와 상기 영역 사이에 상기 저온 플라즈마를 발생시키는 단계; 및
    상기 후처리 제제를 적용하기 전에, 상기 저온 플라즈마를 끄는(switching off) 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    보조(auxiliary) 처리 디바이스를 활성화하는 단계; 및
    상기 저온 플라즈마 주위에 적어도 부분적으로 배치되는 스커트(skirt)에 의해, 상기 플라즈마 처리 디바이스와 상기 영역 사이에 상기 저온 플라즈마를 포함시키는(containing) 단계
    를 더 포함하고,
    상기 보조 처리 디바이스는,
    (i) 진동 디바이스,
    (ii) 초음파 소스,
    (iii) 상기 영역을 조명하도록 구성되는 광원(light source), 및
    (iv) 상기 영역으로 향하는 공기 소스(source of air)
    로 구성되는 그룹으로부터 선택되는,
    방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    전처리 제제를 선택하는 단계;
    상기 영역에 상기 전처리 제제를 적용하는 단계;
    플라즈마 처리 디바이스와 상기 전처리 제제 사이에 상기 저온 플라즈마를 발생시키는 단계;
    상기 저온 플라즈마를 끄는 단계; 및
    상기 영역으로부터 상기 전처리 제제를 제거하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 영역에 상기 전처리 제제를 적용하기 전에, 상기 전처리 제제로 상기 저온 플라즈마를 방출함으로써, 상기 전처리 제제를 처리하는 단계;
    플라즈마 처리 디바이스와 상기 영역 사이에 상기 저온 플라즈마를 발생시키는 동안, 하나 이상의 센서들로 하나 이상의 처리 파라미터들을 감지하는 단계;
    상기 처리 파라미터들로부터 플라즈마 용량을 결정하는 단계; 및
    상기 플라즈마 용량을 조절하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  6. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,
    기계 학습(machine learning)을 위해 구성되는 제제 엔진(formulation engine)에 의해, 상기 전처리 제제 및 후처리 제제 중 적어도 하나를 최적화하는 단계; 및
    하나 이상의 센서들로 하나 이상의 처리 파라미터들을 감지하는 것에 기반하여, 상기 제제 엔진에 의해, 플라즈마 파라미터들을 변조하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  7. 생물학적 표면의 영역에 대한 미용 처리(cosmetic treatment)를 위한 저온 플라즈마 시스템에 있어서,
    전극(electrode), 및 상기 전극을 향하는 제1 면과 상기 전극으로부터 멀리 향하는 제2 면을 갖는 유전체 배리어(dielectric barrier)를 포함하는 저온 플라즈마 제너레이터(generator); 및
    상기 영역에 대한 상기 저온 플라즈마의 효과들(effects)을 향상시키도록 구성되는 보조 처리 디바이스
    를 포함하는,
    시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 보조 처리 디바이스는,
    (i) 진동 디바이스,
    (ii) 초음파 소스,
    (iii) 상기 영역을 조명하도록 구성되는 광원,
    (iv) 상기 영역으로 향하는 공기 소스, 및
    (v) 상기 영역으로 향하는 열원(source of heat)
    으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는,
    시스템.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 저온 플라즈마 제너레이터는,
    플라즈마 제너레이터 바디(body); 및
    상기 플라즈마 제너레이터 바디에 제거 가능하게 부착되는 헤드(head)
    를 포함하고,
    상기 헤드는,
    상기 제너레이터 바디를 향하는 장착면, 및
    상기 전극과 상기 유전체 배리어를 운반하는 적용면
    을 갖는,
    시스템.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 전극은,
    상기 저온 플라즈마를 발생시킬 수 있는 개별적으로 활성화되는 영역(activated areas)들로 픽셀화되고(pixelated),
    상기 시스템은,
    상기 전극의 상기 활성화되는 영역들에 전력을 공급하도록 구성되는 컨트롤러(controller)
    를 더 포함하는,
    시스템.
  11. 생물학적 표면의 영역을 처리하기 위한 저온 플라즈마 시스템에 있어서,
    상기 시스템은,
    전극, 및 상기 전극을 향하는 제1 면과 상기 전극으로부터 멀리 향하는 제2 면을 갖는 유전체 배리어를 포함하는 플라즈마 처리 디바이스;
    저온 플라즈마, 상기 시스템 주위의 주변 환경, 및 상기 생물학적 표면 중 적어도 하나에 대한 특성들(properties)을 측정하도록 구성되는 적어도 하나의 센서; 및
    상기 플라즈마 처리 디바이스 및 상기 적어도 하나의 센서에 작동 가능하게(operably) 결합되는 컨트롤러
    를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 적어도 하나의 센서들로부터의 입력을 수신하고,
    상기 플라즈마 처리 디바이스에 대한 제어 데이터(control data)를 결정하고,
    상기 플라즈마 처리 디바이스로 제어 데이터를 전송하도록 구성되는,
    시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서는,
    모션(motion) 센서, 주변 공기의 습도(humidity)를 측정하도록 구성되는 습도 센서, 반응성 산소 종(reactive oxygen species sensor) 센서, 반응성 질소 종(reactive nitrogen species sensor) 센서, 광 센서, 플라즈마 전도도(conductivity) 센서, 표면 온도 센서, 거리 센서, 및 이온 농도 센서로 구성되는 그룹으로부터 선택되는,
    시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 적어도 하나의 센서로부터의 상기 입력에 기반하여, 상기 플라즈마 처리 디바이스의 유효성(effectiveness)을 결정하고,
    상기 적어도 하나의 센서로부터의 상기 입력에 기반하여, 안전한(safe) 플라즈마 처리를 위한 시간 길이를 결정하도록 더 구성되는,
    시스템.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 영역에 대한 상기 저온 플라즈마의 효과들을 향상시키도록 구성되는 적어도 하나의 보조 처리 디바이스
    를 더 포함하고,
    상기 보조 처리 디바이스는,
    (i) 진동 디바이스,
    (ii) 초음파 소스,
    (iii) 상기 영역을 조명하도록 구성되는 광원,
    (iv) 상기 영역으로 향하는 공기 소스, 및
    (v) 상기 영역으로 향하는 열원
    으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는,
    시스템.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 시스템은,
    클라우드 저장 시스템(cloud storage system)에 작동 가능하게 결합되고,
    상기 클라우드 저장 시스템은,
    상기 적어도 하나의 센서로부터 플라즈마 파라미터들을 결정하고,
    기계 학습을 위해 구성되는 제제 엔진에 의해, 전처리 제제 및 후처리 제제 중 적어도 하나를 최적화하도록 구성되는,
    시스템.
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