等离子体装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种用于向人体施加等离子体的等离子体生成装置，所述装置包括：包含气体的贮存器，与所述贮存器流体连接的等离子体区，用于通过在所述等离子体区中放电来生成等离子体的器件，以及第一激光生成装置,其中所述等离子体区具有用于分配等离子体的出口，并且其中所述第一激光生成装置被布置来生成激光以用于同时用等离子体和激光处理表面。
【专利说明】
等离子体装置
技术领域
[0001] 本公开设及非热等离子体处理装置和方法。具体地说，本公开设及一种用于治疗 皮肤真菌病及其他皮肤病和指甲病的装置。
【背景技术】 [0002] 近年来，已经提出许多提议来提供用于在工业领域、牙科领域、医学领 域、化妆品领域和兽医领域中生成非热（也称为非平衡)气体等离子体的系统。可采用非热 气体等离子体生成来促进血液凝固、清洗、灭菌、污染物从表面的清除、消毒、组织的重新连 接W及组织病变的治疗而不引起显著的热组织损伤。等离子体本身可被施加给待被处理的 表面或可充当用于生成被施加给所述表面的改进的气态物质的前体。
[0003] US2003/144654设及一种用于电外科的装置，所述电外科依赖于放电的使用。此放 电的生成具有烧灼和/或切割效应。所述放电在电极(32)与患者的待被处理的表面之间产 生；患者利用接地板(34)接地。所述装置还包括用来在外科手术部位中激发气态原子的激 光器(25)。运产生了电外科电弧的最小阻力路径并且允许更加准确地祀向所述切割部和/ 或烧灼部。然而，没有使用等离子体流和激光来同时地对处理表面进行处理的公开。
[0004] US6387088设及一种用于控制人体表面的烧蚀的方法。运种设备依赖于使用UV能 量源来通过选择的中性气体环境产生福射束。UV能量源引起具有烧蚀效应的等离子体的生 成。等离子体的生成由在UV装置与待被烧蚀的表面之间存在的电场辅助。没有使用等离子 体流来同时处理身体的同一部分的公开。
【发明内容】
[0005] 本发明的目标是提供一种用于治疗皮肤病和指甲病的改进的装置，并且具体地， 一种改进的方法，并且解决与现有技术相关联的缺点或至少对其提供商业上可行的替代方 案。
[0006] 根据第一方面，提供用于向人体施加等离子体的等离子体生成装置，所述装置包 括：
[0007] 包含气体的胆存器，
[000引与所述胆存器流体连接的等离子体区，
[0009] 用于通过在所述等离子体区中放电来生成等离子体的器件，W及第一激光生成装 置，
[0010] 其中所述等离子体区具有用于分配等离子体的出口，并且其中所述第一激光生成 装置被布置来生成激光W用于同时用等离子体和激光处理表面。
[0011] 现将进一步描述本公开。在下面的段落中，更加详细地限定本公开的不同方面/实 施方案。除非明确有相反的说明，否则如此限定的每个方面/实施方案都可W与任何其他方 面/实施方案或各方面/各实施方案组合。具体地说，被指示为优选的或有利的任何特征可 与被指示为优选的或有利的任何其他一个或多个特征组合。
[0012] 本发明设及等离子体生成装置。也就是说，所述装置被设计来从气体的电离产生 等离子体。所述装置尤其用于产生非热等离子体，如本文所讨论的。所产生的等离子体优选 地具有小于50°C，更优选地小于45°C并且最优选地37°C至42°C的溫度。应理解，对于某些处 理而言，尤其对于头发处理而言，溫度可适当地在甚至更高的溫度下。所述装置适于将等离 子体施加到人体，因为热等离子体产生装置显然不合适，所W运施加了许多约束条件。此 夕huv、电刺激和活性物质的产生水平必须在不会对患者引起过度伤害的水平下。
[0013] 本文所述的装置是优选手持式的。手持式的意思是至少处理施加头的大小被设定 并且被配置成使得其可用一只手容易地操纵和控制。手持式装置的实例包括发刷、吹风机、 足部水疗机、烫发器、牙刷等。可将处理施加头拴系到电源和/或气体胆存器上。
[0014] 供消费者家庭使用的理想形式是完全独立成套的手持式装置。运将具有内部电池 作为电源，并且依赖于可夹到装置中的可更换的胆气罐。尽管如此，出于功率要求，可能更 容易将电源引线附接到所述装置。
[0015] 尤其当装置(诸如在发廊或美甲店中）由专业人员或者由医生、足科医生等使用 时，更容易将手持式装置拴系到电源和更大的储气罐上。运使得装置对于专业人员来说更 容易使用，因为他们不需要经常更换储气罐/储气筒/胆气罐。
[0016] 优选地，电源包括集成到手持式装置中的电池。也就是说，优选地，等离子体生成 装置是完全独立的，并且不需要栓系到电源。因为装置可更加准确地应用并且可用于更大 范围的环境(诸如浴室）中，所W运增加了所述装置的实用性。
[0017] 使用如本文所讨论的手持式装置具有许多优点。提供等离子体使装置保持无菌， 并且所述装置可容易地供多名患者再次使用。此外，等离子体产生提供本文所讨论的处理 的活性气体物质的现成供应。所述活性气体物质进一步由与等离子体产生过程相关联的溫 度、UV光和电刺激来补充。
[0018] 等离子体处理装置包括含有气体的胆存器。所述胆存器充当生成等离子体的气体 源。所述胆存器包含加压气体源，所述加压气体可供应给作为装置的处理施加部分的等离 子体区。所述气体将通常存储在供专业人员使用的罐中（高达约20化），或者存储在供家庭 使用的储气筒的可置换和/或可再充电的胆气罐中。运类气体源的使用、设计和要求在本领 域中是众所周知的。
[0019] 所述气体优选氮气、氣气、氛气、氯气或氨气、或其两种或更多种的混合物。
[0020] 所述胆存器与在其内产生等离子体W用于处理的等离子体区流体连通。所述等离 子体区包括用于通过其中的放电来生成等离子体的器件。所述等离子体区具有出口，等离 子体经过所述出口来处理表面。所述出口优选喷嘴。等离子体由进入等离子体区的气体动 量输送。
[0021] 所述装置包括用于由通过气体放电来生成等离子体的器件。优选地，用于生成等 离子体的器件包括电源W及第一电极和第二电极，并且其中在使用时，在第一电极与第二 电极之间形成等离子体区，并且其中从胆存器穿过等离子体区的气流提供了接触人体表面 的等离子体流。在两个电极之间提供高电压降将引起通过将所提供的气体电离而产生等离 子体。在运个实施方案中，气流将通常更大，W使得等离子体从电极之间流出并且可将其施 加到处理区域。
[0022] 优选地，用于生成等离子体的器件在2-15kV，优选地3kV至lOkV，并且最优选地大 约化V的电压下操作。运些电压水平可在手持式装置中实现，并且仍产生合适水平的等离子 体生成。所述装置的功率范围在10-60Ifflz的高频率下优选地为1 -100瓦特AC。可替代地，功 率可作为高频脉冲DC快速上升时间方波形来递送。
[0023] 优选地，所述气体通过用于生成等离子体的器件W小于51/min，优选小于2.51/ min，更优选小于1.51/min，优选0.11/min到11/min，优选0.011/min到0.51/min的流速进行 供应。如上文所讨论的用于区域处理的气流速率将通常低于点处理所需的气流速率，所述 点处理需要产生等离子体的目标喷射流。在介电电极与患者处理部位之间产生等离子体的 处理的流速优选地为0.011/min至0.11/min。在两个电极之间产生等离子体的并且依赖于 气流W将等离子体携带到处理部位的处理的流速优选地为0.51/min至2.51/min。
[0024] 优选地，所述装置采用直发器、牙刷、足部水疗机或发刷的形式。在运些可识别的 形式中，消费者已经熟悉了采用所述装置所需的使用要求和施加技术。运避免任何施加障 碍。更具体地说，运些施加装置适于将等离子体施加到特别需要处理的区，诸如使用者的头 发或牙齿。所述装置可W是供足科医师或患者使用的手持件。
[0025] 所述装置还包括第一激光生成装置，和任选地第二激光生成装置。激光为本领域 熟知。一个激光生成装置或多个激光生成装置被布置来生成激光W用于同时用等离子体和 激光处理表面。优选地，所述激光具有在lOnm至635nm，更优选405nm至635nm的范围中的波 长下的操作频率。运特别适于治疗各种皮肤病，如本文所述。当所述装置包括第一激光器和 第二激光器时，可独立选择每种激光的波长。优选地，第一激光生成装置被布置来生成与喷 嘴的纵向轴线共线的激光。
[00%]
【发明人】已经发现他们可将激光处理与等离子体处理组合在一起来提供对某些皮 肤病的高功效治疗。此外，他们提供了处理装置的特定设计，所述特定设计允许将组合的激 光和等离子体聚焦到同一处理部位上。
[0027]有利地，
【发明人】已经发现激光可对等离子体处理提供补充处理。例如，等离子体用 来杀死造成表皮寄生菌甲癖的红色毛癖菌、病原体，所述红色毛癖菌、病原体可同时用在 635nm至405nm的频率范围中的激光处理。因此，单个装置提供同时一起递送两种处理的器 件。足科医生将能够使用所述装置来用等离子体增强已知的激光对甲癖的处理，并且能够 局部且准确地引导所述处理，因而提高两种处理的效率。
[00%]所述装置还可用于牙科领域W用于牙齿卫生，消灭口腔中的细菌并且治疗口臭。 具体地说，牙科领域中的潜在使用是激光UV光谱（lOnm至400nm，优选300nm至35化m)用来固 化在补牙和牙冠中使用的聚合物材料，所述聚合物材料比常规的隶合金隶更接近于牙齿的 自然颜色。所述装置可允许牙科医生不但通过选择适当频率(在所述频率下补牙聚合物聚 合)的激光来固化牙冠材料或补牙材料，而且使用等离子体喷射流来激活牙基质W形成更 好的粘结。
[0029] 此外，当牙医在开始进行补牙之前，可用等离子体喷射流对口腔或牙表面灭菌时， 大气冷等离子体的抗菌效果被很好地建立，并且运还可在组合装置中具有进一步的益处。 运将意味着牙医将具有在一个手持件中能够具有许多不同应用的工具的优点。
[0030] 所述装置允许同时用等离子体和激光处理表面。应理解，在一个实施方案中，所述 装置设及在等离子体处理与激光处理之间进行转换。也就是说，所述处理可W在处理表面 上按顺序进行并且在激光与等离子体之间交替进行。运类交替处理将优选是快速交替，诸 如1-60化。优选地，施加激光和等离子体，使得处理次数重叠，并且至少使一部分处理时同 时进行。
[0031] 优选地，所述装置还包括第二激光生成装置，并且其中所述第一激光生成装置和 所述第二激光生成装置被布置来生成在距出口的预定义间距处相交的激光。运在图2中示 出。有利地，此配置允许等离子体羽流被准确地保持在距待被处理的表面的希望间距处。因 此，例如，等离子体处理可针对最适合于给定皮肤病的治疗强度而被优化。运特别有利，因 为等离子体羽流可能相当微弱并且操作者可努力准确地布置所述装置W便进行处理。此 夕h使用两种单独激光容许使用用来治疗处理区域的两种不同波长的光。例如，运可允许意 图刺激血流的一种波长和意杀死真菌的另一种波长。
[0032] 当使用两种激光时，所述激光中的一种或没有一种激光可与等离子体喷嘴共线。
[0033] 根据第二方面，提供用于在治疗中使用的本文所述的装置。
[0034] 根据第Ξ方面，提供用于在皮肤病（具体地说，皮肤真菌病或甲癖)治疗中使用的 本文所述的装置。
[0035] 甲癖是脚趾和手指的通常由生物体白假丝酵母菌(Candida a化ican)、须癖毛癖 菌（Trichophyton men1:ag;rophyte)、红色毛癖菌（Trichophyton rubrum)或絮状表皮癖菌 化pidermpophyton floe州sum)所引起的指甲疾病。指甲变厚且无光泽，并且碎屑在指甲自 由边缘下累积。甲板变得分离并且指甲可毁坏。应了解，甲癖的治疗困难且拖时。利用抗真 菌剂进行的口服治疗需要数月施用，并且必须对副作用进行密切监测。
[0036] 局部用组合物已长期用于治疗甲癖的目的。然而，运些基于化学药品的局部施用 已很大程度上是不成功的，因为指甲对于抗真菌化合物的穿透而言是困难的屏障。为了有 效，对甲癖的局部治疗应对病原体表现出强有力的效力。所述局部治疗还必须可渗透地穿 过指甲屏障，并且对于患者使用是安全的。本领域中存在对将运些特质高程度地组合的局 部施加的需要。
[0037] 非热等离子体已长期为人所知能够表现出杀生特性，然而没有一种现有技术已解 决针对指甲下的感染的问题和相关联的渗透性问题。他们也没有发现，对尚未治疗的感染 周围的病原体的处理可导致手指的感染或重新感染的传播。
[0038] 因此，本领域中仍然需要局部施加，所述局部施加可安全地施加到手指和脚趾的 指甲并且组合表现出对有效治愈或防止甲癖传播所需的对病原体的渗透性和效力。
[0039] 本发明的装置提供用于治疗甲癖的独特器件。有利地，运类手段组合提供迄今为 止没有的某些特性，包括安全性、有效性、便利性和无毒性。通过体外微生物测试，现发现使 用本文所述的装置的等离子体的局部施加，可向患者提供局部施加方案，W便有效地穿透 指甲并杀死引起疾病的细菌。
[0040] 在不希望受到理论束缚的情况下，进一步认为，向处理部位施加激光可刺激血流， 同时还向已被处理的部位提供高能量剂量的光能。例如，运可具有强的抗真菌效果。实际 上，热激光可用于治疗痛、瘦疮及其他皮肤问题。
【附图说明】
[0041] 本公开将关于W下非限制性附图进行描述，在附图中：
[0042] 图1是根据本发明的装置的示意图。
[0043] 图2描绘使用两种激光生成装置W允许所述装置距待被处理的表面具有最佳间 距。
【具体实施方式】
[0044] 具体地，图1示出组合的处理装置1。所述装置1是手持式的并且并入高压电池电源 组5。电源组5用于给激光二极管模块10供能并且用于在等离子体腔室15中生成等离子体。
[0045] 装置1还包括气体供应汽缸20,所述气体供应汽缸20在190己的压力下包含合适气 体。汽缸20通过气体压力调节器25与等离子体腔室15流体连接，所述气体压力调节器25与 手动按钮30和等离子体馈送气体通道35-起操作。等离子体腔室15包括用于生成等离子体 的电极(未示出）。
[0046] 电源组5和汽缸20被完全包含在外壳40内。
[0047] 激光二极管模块10由激光操作按钮45控制并且通过激光导管50将激光引导至等 离子体腔室15。所述激光与等离子体出口同屯、对准。
[004引在使用中，等离子体在等离子体腔室15中生成并且从石英/棚娃酸盐等离子体递 送喷嘴55流出到达待被处理的表面上。将同屯、对准的激光施加到待被处理的同一表面。
[0049] 图2示出等离子体递送喷嘴55W及第一激光60和第二激光65的配置。当两种激光 60、65会聚时，喷嘴55产生等离子体羽流70,所述等离子体羽流70与待被处理的表面80隔开 最佳距离85。喷嘴55和激光60、65被夹具75保持在希望取向上。
[0050] 图2进一步示出处理表面上的激光点的实例。在(A)中，装置1距处理部位要么太近 要么太远。在(B)中，装置1接近最佳间距。在(C)中，所述间距是最佳的。
[0051 ] 实施例
[0052]本公开现将参照W下非限制性实例进行描述。
[0版3] 部分A-获得恰当距离的重要性
[0054] 目的是在等离子体喷嘴出口与目标之间发现最有效距离，并且理解等离子体效果 对距离有多敏感。
[0055] 运通过测量对化rasure等离子体指示物条带的漂白效果来完成，方式为在施加不 同气体混合等离子体30分钟之后，测量L柄冲*颜色变化。
[0056] 使用"PF4"装置和实验装备来执行W下测试，由此基座控制单元通过厮带式电缆 (umbilical cord)向手持式单元提供所需的气流和电力供应。所述手持式单元由安装在石 英管上的同屯、的内部势垒电极和外部势垒电极组成，高电压被施加到所述石英管并且气体 在所述石英管间流动。放电等离子体气体沿着敞开的石英流管流动并进入大气环境中。主 放电跨内部电极与外部电极之间的窄间隙进行撞击，但是次级放电沿着流管发生，进入由 在所述流管的端部处与空气混合的等离子体气体的流动所形成的羽流中。
[0057] 所使用的气体流速为2.化PM，功率设定为8.25kV，并且气体混合物借助于两个质 量流控制器而发生变化。使用分光光度计测量条带的L柄冲*颜色。
[0化引测试Al-Kr/Ar混合物
[0059] 在下表中示出在等离子体处理30分钟之后，等离子体条带在不同距离和气体浓度 下的A L*颜色变化。
[0060]
[0061 ] 数据示出：
[0062] ?两种等离子体在6mm左右处具有效力峰值。
[0063] ?当所述距离在此最佳距离左右减少或增加时，两种等离子体的效力快速下降。
[0064] 部分B-组合的等离子体和激光的有利的生物杀灭效果
[0065] 目的是理解通过将已知的冷激光治疗与新的等离子体处理组合在一起对甲癖的 治疗是否存在任何有利的增效作用。
[0066] 使用Me化harm Ltd的受感染的指甲模型(ChubTur?)来执行所有W下测试，由此 完整厚度的人指甲样本接种有红色毛癖菌的抱子，并且在含水的溫暖环境中培育14天，W 允许真菌在指甲中生长。所述指甲样本被设置在细胞设备中并且暴露于等离子体处理和激 光处理化rchoniatm非热激光)两者下。施加等离子体1分钟，因为我们知道运具有可测定但 不完整的效果，并且施加激光12分钟，因为运是用于单次观看的制造商推荐剂量(推荐6-8 剂量）。
[0067] 在24小时的培育之后，由ATP测定得到有效性的测量结果。在运个模型中，所测量 的发光量与存在的ATP的量成正比，其中所检测的ATP的水平是红色毛癖菌的活力的指示。 实验基于样本量4。
[0068] 使用"PF4"装置和实验装备再次执行W下测试。
[0069] 测试B1-用组合的激光和等离子体处理受感染的指甲
[0070] 下表示出在单次处理之后剩余可见真菌的百分比。 「ηπ7?1
[0072] ~数据显示由于更有效杀死率(83%相较于75% )|，激光与等离子体的组合是有利的I 并且优于单独的等离子体。
[0073] 前述实例证实用激光和等离子体协同处理表面具有有利的治疗性效果。此外，由 于治疗功效很大程度上取决于等离子体源距处理部位的间距，因而使用等离子体装置距处 理表面的激光辅助的间距可W是惊人地有利的。
[0074] 前述详细描述已经W解释和说明的方式来提供，并且不欲限制所附权利要求书的 范围。本文说明的目前优选的实施方案的许多变化对本领域的普通技术人员来说将是显而 易见的，并且仍然在所附权利要求书和它们的等效物的范围之内。
【主权项】
1. 一种用于向人身体施加等离子体的等离子体生成装置，所述装置包括： 包含气体的贮存器； 与所述贮存器流体连接的等离子体区； 用于通过在所述等离子体区中放电来生成等离子体的器件；以及第一激光生成装置， 其中所述等离子体区具有用于分配等离子体的出口，并且其中所述第一激光生成装置 被布置来生成激光以用于同时用等离子体和激光处理表面。2. 如权利要求1所述的装置，其中所述出口是喷嘴。3. 根据权利要求2所述的装置，其中所述第一激光生成装置被布置来生成与所述喷嘴 的纵向轴线共线的激光。4. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第一激光生成装置与所述出口对 准以用于同时用等离子体和激光处理表面。5. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其还包括第二激光生成装置，并且其中所 述第一激光生成装置和所述第二激光生成装置被布置来生成在距所述出口的预定义间距 处相交的激光。6. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中由所述第一激光生成装置和/或所述 第二激光生成装置生成的所述激光具有在l〇nm至635nm，优选405nm至635nm范围中的操作 频率。7. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中用于生成等离子体的所述器件包括电 源以及第一电极和第二电极，并且其中在使用时，在所述第一电极与所述第二电极之间形 成所述等离子体区，并且其中从所述贮存器穿过所述等离子体区的气流提供了接触人体表 面的等离子体流。8. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置是手持式的。9. 如权利要求8所述的装置，其中所述电源包括集成到所述手持式装置中的电池。10. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其中用于生成等离子体的所述器件在2-15kV的电压下操作。11. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置是直发器、牙刷、足部水疗机 或发刷。12. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述气体包括氦气、氩气、氖气、氪气或 氢气、或其两者或更多者的混合物。13. -种用于使用根据前述权利要求中任一项所述的装置处理表面的方法，所述方法 包括： 使气体从所述贮存器流到所述等离子体区并且通过在所述等离子体区中放电来生成 等离子体;以及 同时使表面接触所述等离子体和来自所述激光器的激光辐射。14. 如权利要求13所述的方法，其中所述气体通过用于生成等离子体的所述器件以小 于51/min的流速进行供应。15. 如权利要求13或权利要求14所述的方法，其中所述气体在1巴至2巴的压力下流到 所述等离子体区。16. -种根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其用于治疗。17. -种根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其用于治疗皮肤病和指甲病。18. 根据权利要求17所述的装置，其中所述皮肤病为皮肤真菌病或甲癣。
【文档编号】A61B18/04GK106028991SQ201580009953
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年1月22日
【发明人】T·B·胡比彻
【申请人】兰德股份公司