提供等離子體流的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及提供常壓等離子體流的裝置。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 產(chǎn)生非熱氣體等離子體的系統(tǒng)已為人所知且被用于許多領(lǐng)域，如工業(yè)、牙科、醫(yī) 學(xué)、美容和獸醫(yī)領(lǐng)域，供治療人類或動物身體。非熱氣體等離子體可用于促進(jìn)血液凝固、對 表面進(jìn)行清潔、滅菌并移除污染、消毒、組織重連和組織疾病治療而不導(dǎo)致顯著熱組織損 傷。為了使患者可耐受，常壓等離子體流，包括離子和未離子化氣體應(yīng)維持在可接受溫度， 優(yōu)選低于約40°c。
[0004] 在這種等離子體裝置中，尤其希望節(jié)省能量并增大等離子體中遞送至治療區(qū)的活 性物質(zhì)（例如，0H基）的量，同時節(jié)省氣體消耗。 發(fā)明概要
[0005] 本發(fā)明提供形成環(huán)境大氣壓力氣態(tài)等離子體的裝置，所述等離子體包括用于治療 區(qū)治療的活性物質(zhì)，所述裝置包括：至少一個等離子體單元，用于形成供治療所述治療區(qū)用 的所述氣態(tài)等離子體，所述至少一個等離子體單元包括：用于從源接收氣體的入口和用于 排放單元中所產(chǎn)生活性物質(zhì)的出口；介電基材，圍封在從入口向出口輸送的氣體的流動路 徑周圍；電極，形成于所述介電基材上或中用于沿所述流動路徑給氣體通電以形成活性物 質(zhì)；和保護(hù)性涂層，由形成于所述介電基材的內(nèi)表面上的介電材料制成，用于保護(hù)所述介電 基材免于與所述活性物質(zhì)反應(yīng)，所述裝置還包括：接地電極，其包括介電基材和形成于所述 介電基材上或中的電極，其中所述接地電極基本上包圍且至少部分上覆所述至少一個等離 子體單元。
[0006] 本發(fā)明的裝置之所以有利是因為由所述至少一個等離子體單元所產(chǎn)生的場與所 述接地電極相互作用，以減小給所述非熱等離子體供電所需的能量。
[0007] 所述至少一個等離子體單元和/或所述接地電極的介電基材由聚酰亞胺制成。聚 酰亞胺具有的優(yōu)點(diǎn)是其輕質(zhì)、柔性、耐熱且耐化學(xué)品，具有高介電強(qiáng)度且能夠用作印刷電組 件的基材。
[0008] 優(yōu)選地，所述保護(hù)性涂層由選自與活性物質(zhì)通常不反應(yīng)的PTFE、FEP或硅酮橡膠 之一的材料制成。所述保護(hù)性涂層可由與單元中所產(chǎn)生活性物質(zhì)通常不反應(yīng)的材料制成。
[0009] 在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，所述至少一個等離子體單元和/或所述接地電極的電極 是通過在各自介電基材上圖案化導(dǎo)電材料形成。電極優(yōu)選可被印刷或可由轉(zhuǎn)移至各自介電 基材上的纖維基質(zhì)形成。
[0010] 優(yōu)選地，所述至少一個等離子體單元的介電基材是柔性的且被成形以界定所述流 動路徑。在優(yōu)選實(shí)施方案中，所述至少一個等離子體單元的介電基材通過圍封所述流動路 徑的柔性管形成。
[0011] 保護(hù)性護(hù)套優(yōu)選形成在所述至少一個等離子體單元的介電基材和電極周圍以保 護(hù)所述電極。
[0012] 在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，所述裝置包括具有多個等離子體單元的等離子體單元陣 列。
[0013] 在另一方面，本發(fā)明涉及用于在前述權(quán)利要求中任一項所要求的裝置的等離子體 單元。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的裝置可通過將電極形成于由聚酰亞胺制成的介電基材上、構(gòu)造所述 介電基材以形成從單元入口向單元出口的氣體流動路徑，和將保護(hù)性介電涂層形成于所述 介電基材的內(nèi)表面上用于保護(hù)所述基材免于與活性物質(zhì)反應(yīng)制成。
[0015] 所述電極可以被圖案化至所述介電基材上。
[0016] 圖案化電極可通過印刷沉積于介電基材上或由傳遞至所述介電基材上的纖維基 質(zhì)形成。
[0017] 所述介電基材是柔性的且在將電極形成于基材上后，所述基材被成形以圍封入口 與出口之間的流動路徑。
[0018] 介電基材可被成形以符合在裝置內(nèi)側(cè)的前部的形狀。
[0019] 所述保護(hù)性涂層可由與單元中所產(chǎn)生活性物質(zhì)通常不反應(yīng)的材料制成。
[0020] 所述方法可包括將由介電材料制成的保護(hù)性護(hù)套形成在介電基材和圖案化電極 周圍。
[0021] 附圖簡述
[0022] 為了更清晰理解本發(fā)明，現(xiàn)將參考附圖更詳細(xì)描述僅以舉例方式給出的其幾個實(shí) 施方案，其中：
[0023] 圖1示出用于形成等離子體的裝置；
[0024] 圖2更詳細(xì)示出所述裝置的等離子體單元；
[0025] 圖3在圖3a按透視示出等離子體單元，在圖3b按縱切面示出等離子體單元，在圖 3c按橫切面示出，且在圖3d示出單元的電極；
[0026] 圖4在圖4a按透視示出等離子體單元，在圖4b按縱切面示出等離子體單元，在圖 4c按橫切面示出，且在圖4按平面示出等離子體單元；
[0027] 圖5示出部分切除的等離子體單元；
[0028] 圖6示出具有等離子體單元陣列的裝置；
[0029] 圖7示出具有替代布局的裝置；且
[0030] 圖8示出圖7的噴嘴部分的詳細(xì)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 參考圖1，其示出用于提供供治療區(qū)治療用的等離子體流的裝置10,所述治療區(qū) 可以是人類或動物身體的一部分，如牙齒。所述裝置包括等離子體單元12,其用于在環(huán)境大 氣壓力下形成氣態(tài)等離子體，其包括經(jīng)噴嘴14排出以治療所述治療區(qū)的活性物質(zhì)。壓力需 加以控制以維持嚴(yán)格的環(huán)境大氣壓力，但在圖1的實(shí)例中通常應(yīng)避免顯著正或負(fù)壓。
[0032] 等離子體單元12包括用于從源18接收氣體的入口16和用于排出單元中所產(chǎn)生 活性物質(zhì)的出口20。介電基材22圍封在從入口向出口輸送的氣體的流動路徑24周圍。電 極26被形成于介電基材的外表面上并通過電連接器30連接至電源28的源極用于沿流動 路徑給氣體通電以形成活性物質(zhì)。可將電極26嵌入介電基材22中或夾在基材之間。電源 的源極被設(shè)計以使用適宜給單元中的氣體通電的高電壓和頻率，例如2. 5kVRMS，100MHz驅(qū) 動電極，然而，所述電壓不應(yīng)超過介電基材的介電強(qiáng)度以避免形成穿過基材的導(dǎo)電通路。所 述源極還應(yīng)被構(gòu)造成不過載電極構(gòu)造，導(dǎo)致圖案化電極構(gòu)造的跡線熔化和最終短路。外殼 29容置裝置的組件。
[0033] 圖2示出穿過等離子體單元取得的放大區(qū)段II。這個實(shí)例中的電極26呈現(xiàn)螺旋 形式且被轉(zhuǎn)移至通常圓柱體介電基材22的外表面上。電極具有規(guī)則圖案以在等離子體單 元中產(chǎn)生通常均勻的電場。保護(hù)性襯里32位于介電基材的內(nèi)表面上用于阻止單元12中所 產(chǎn)生活性物質(zhì)與介電基材22反應(yīng)。如果允許，這種反應(yīng)可降解介電基材并降低其電絕緣性 質(zhì)，或介電強(qiáng)度，且導(dǎo)致電極與單元中的氣體之間電傳導(dǎo)。這種傳導(dǎo)可導(dǎo)致加熱等離子體、 消耗電力的電弧且可產(chǎn)生非所需活性物質(zhì)。保護(hù)性護(hù)套34包圍電極和介電基材且保護(hù)內(nèi) 部單元組件免于物理損壞。這個實(shí)例中的護(hù)套34由介電材料制成，其保護(hù)等離子體單元外 部的區(qū)域免于暴露于高電壓。等離子體單元外部的區(qū)域含有空氣，且如果不由護(hù)套保護(hù)，那 么高電壓可通過給空氣中的氧氣通電而產(chǎn)生臭氧。
[0034] 保護(hù)性襯里32所提供的保護(hù)意味著介電基材22的材料選擇范圍大于不存在保護(hù) 性襯里32的情況。在不存在保護(hù)性襯里的情況中，除了其所需的電學(xué)性質(zhì)外，還要求基材 22與單元中所產(chǎn)生的活