[发明专利]用于通过低压等离子体处理生物组织的设备和方法

说明书

本发明涉及一种用于通过低压等离子体处理生物组织(G)的设备，包括：变压器(1)，用于生产高频电磁场；探针，与所述变压器(1)电耦合；以及控制装置(3)，用于控制由所述变压器(1)所产生的高频电磁场；其中，所述变压器(1)具有初级线圈(4)和与所述初级线圈(4)同轴设置的次级线圈(5)；其中，在两个线圈(4、5)的重叠区域(8)中，所述初级线圈(4)和所述次级线圈(5)之间的中间间距在所述探针(2)的耦合件(7)的方向上从第一间距(d1)增加到更大的第二间距(d2)。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于通过低压等离子体(plasma)处理生物组织的设备和方法。本发明进一步涉及一种用于通过低压等离子体处理生物组织的方法。

背景技术

已知等离子体具有抗菌性能。等离子体的抗菌作用由热量、脱水、剪切应力、UV辐射、自由基以及电荷所导致。在低压等离子体(也称为冷等离子体)的例子中，由于这些等离子体在室温下进行操作，因此热量仅起次要作用。在这样的低压等离子体中尤其产生活性粒子(reactive particle)，这些活性粒子具有足够长的使用寿命以通过间接暴露(exposure)来破坏组织化合物；其中，这些活性粒子例如不同的含氧或氮物质。这些颗粒尤其(inter alia)包括氧原子、超氧游离基、臭氧、羟基自由基、一氧化氮和二氧化氮。这些颗粒在最多变的细胞组分中展现出破坏性作用。

如果细菌、病菌、病毒、真菌或其他类似的微生物的细胞壁直接暴露在等离子体中，通过使用等离子体中存在的电子轰击以使这些细胞壁带有负电荷。由于静电排斥的作用，将导致机械应力超过细胞壁的抗张强度，并破坏细胞壁。然而，这些细胞壁不仅可通过由电荷引起的机械应力而受到破坏，还可以通过由不同的其他的静电相互作用导致的细胞壁电荷平衡的破坏以使得细胞壁受到破坏，以及通过例如改变细胞壁的渗透率引起的电解作用以使得细胞壁受到破坏。微生物的失活机理也通过非常高能的离子来产生；其中，在电容耦合系统中，这些离子的能量超过100eV。通过使用这些物质进行轰击可以改变或破坏细胞的结构完整性。然而，用于产生这样的离子束的装置非常复杂，并仅适用于处理活的生物组织，尤其是人体组织或动物组织，且设备的成本很高。

因此，低压等离子体尤其非常适用于人体组织或动物组织的处理，尤其是皮肤组织、开放性创伤、牙龈、口腔等等的处理，以实现这些组织的灭菌，尤其是杀灭位于这些组织中或组织上的细菌、病菌、病毒、真菌或其他类似的微生物等。

DE 10 2005 000 950 B3已知一种用于通过臭氧处理生物组织的设备和方法。该设备大体上由变压器组成；其中，该变压器可通过控制装置来改变其电压和/或电流强度；该控制装置用于产生具有最变特性(most varied characteristic)的特定的直流电压或电流脉冲；这些直流电压或电流脉冲具有或不具有直流电压分量。在这种情况下，直流电压分量通过在待处理的生物组织上的额外的电极，借助于外电压电源或电路来形成。变压器的初级线圈为阻尼振荡电路的线圈，高频交流电流流经该阻尼振荡电路。次级线圈与待充电的电容一起形成共振电路，该共振电路的频率与变压器的频率相对应。共振的变压器通常用作电源。在放电路径上的振荡频率例如大约为100kHz。在这样的频率下，流经整个放电路径的电流较低，且对器官组织无害。为了实现初级线圈和次级线圈之间良好的磁性耦合，在初级线圈和次级线圈之间的间距较小。在这种情况下，电压在线圈的整个长度上并在探针的方向上将会升高。因此，在线圈的一端，在线圈之间将不能免除产生飞弧的危险。通过用户形成额外的电容量，也使产生飞弧(flashover)的危险增大；其中，额外的电容量将干扰由次级线圈以及与该次级线圈相关的电容组成的共振电路，由此使得在线圈之间更容易产生飞弧。如果初级线圈和次级线圈，例如DE 36 18 412 A1和WO 2006/1199971 A1的主题中的初级线圈和次级线圈具有不同的长度，结合图1a和图1b也可以更清楚的看到，危险将再次增大。在这种情况下，图1b示出了图1a的等效电路，并再次示出了由于用户的手指F的电容CF而使得共振电路SK的总电容K发生改变。其中，图1a的图表概略性地示出了在次级线圈5的整个长度L上的电压U。

发明内容