提供等离子体流的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及提供常压等离子体流的装置。
[0002] 发明背景
[0003] 产生非热气体等离子体的系统已为人所知且被用于许多领域，如工业、牙科、医 学、美容和兽医领域，供治疗人类或动物身体。非热气体等离子体可用于促进血液凝固、对 表面进行清洁、灭菌并移除污染、消毒、组织重连和组织疾病治疗而不导致显著热组织损 伤。为了使患者可耐受，常压等离子体流，包括离子和未离子化气体应维持在可接受温度， 优选低于约40°c。
[0004] 在这种等离子体装置中，尤其希望节省能量并增大等离子体中递送至治疗区的活 性物质（例如，0H基）的量，同时节省气体消耗。 发明概要
[0005] 本发明提供形成环境大气压力气态等离子体的装置，所述等离子体包括用于治疗 区治疗的活性物质，所述装置包括：至少一个等离子体单元，用于形成供治疗所述治疗区用 的所述气态等离子体，所述至少一个等离子体单元包括：用于从源接收气体的入口和用于 排放单元中所产生活性物质的出口；介电基材，围封在从入口向出口输送的气体的流动路 径周围；电极，形成于所述介电基材上或中用于沿所述流动路径给气体通电以形成活性物 质；和保护性涂层，由形成于所述介电基材的内表面上的介电材料制成，用于保护所述介电 基材免于与所述活性物质反应，所述装置还包括：接地电极，其包括介电基材和形成于所述 介电基材上或中的电极，其中所述接地电极基本上包围且至少部分上覆所述至少一个等离 子体单元。
[0006] 本发明的装置之所以有利是因为由所述至少一个等离子体单元所产生的场与所 述接地电极相互作用，以减小给所述非热等离子体供电所需的能量。
[0007] 所述至少一个等离子体单元和/或所述接地电极的介电基材由聚酰亚胺制成。聚 酰亚胺具有的优点是其轻质、柔性、耐热且耐化学品，具有高介电强度且能够用作印刷电组 件的基材。
[0008] 优选地，所述保护性涂层由选自与活性物质通常不反应的PTFE、FEP或硅酮橡胶 之一的材料制成。所述保护性涂层可由与单元中所产生活性物质通常不反应的材料制成。
[0009] 在一个优选实施方案中，所述至少一个等离子体单元和/或所述接地电极的电极 是通过在各自介电基材上图案化导电材料形成。电极优选可被印刷或可由转移至各自介电 基材上的纤维基质形成。
[0010] 优选地，所述至少一个等离子体单元的介电基材是柔性的且被成形以界定所述流 动路径。在优选实施方案中，所述至少一个等离子体单元的介电基材通过围封所述流动路 径的柔性管形成。
[0011] 保护性护套优选形成在所述至少一个等离子体单元的介电基材和电极周围以保 护所述电极。
[0012] 在一个优选实施方案中，所述装置包括具有多个等离子体单元的等离子体单元阵 列。
[0013] 在另一方面，本发明涉及用于在前述权利要求中任一项所要求的装置的等离子体 单元。
[0014] 根据本发明的装置可通过将电极形成于由聚酰亚胺制成的介电基材上、构造所述 介电基材以形成从单元入口向单元出口的气体流动路径，和将保护性介电涂层形成于所述 介电基材的内表面上用于保护所述基材免于与活性物质反应制成。
[0015] 所述电极可以被图案化至所述介电基材上。
[0016] 图案化电极可通过印刷沉积于介电基材上或由传递至所述介电基材上的纤维基 质形成。
[0017] 所述介电基材是柔性的且在将电极形成于基材上后，所述基材被成形以围封入口 与出口之间的流动路径。
[0018] 介电基材可被成形以符合在装置内侧的前部的形状。
[0019] 所述保护性涂层可由与单元中所产生活性物质通常不反应的材料制成。
[0020] 所述方法可包括将由介电材料制成的保护性护套形成在介电基材和图案化电极 周围。
[0021] 附图简述
[0022] 为了更清晰理解本发明，现将参考附图更详细描述仅以举例方式给出的其几个实 施方案，其中：
[0023] 图1示出用于形成等离子体的装置；
[0024] 图2更详细示出所述装置的等离子体单元；
[0025] 图3在图3a按透视示出等离子体单元，在图3b按纵切面示出等离子体单元，在图 3c按横切面示出，且在图3d示出单元的电极；
[0026] 图4在图4a按透视示出等离子体单元，在图4b按纵切面示出等离子体单元，在图 4c按横切面示出，且在图4按平面示出等离子体单元；
[0027] 图5示出部分切除的等离子体单元；
[0028] 图6示出具有等离子体单元阵列的装置；
[0029] 图7示出具有替代布局的装置；且
[0030] 图8示出图7的喷嘴部分的详细视图。
【具体实施方式】
[0031] 参考图1，其示出用于提供供治疗区治疗用的等离子体流的装置10,所述治疗区 可以是人类或动物身体的一部分，如牙齿。所述装置包括等离子体单元12,其用于在环境大 气压力下形成气态等离子体，其包括经喷嘴14排出以治疗所述治疗区的活性物质。压力需 加以控制以维持严格的环境大气压力，但在图1的实例中通常应避免显著正或负压。
[0032] 等离子体单元12包括用于从源18接收气体的入口16和用于排出单元中所产生 活性物质的出口20。介电基材22围封在从入口向出口输送的气体的流动路径24周围。电 极26被形成于介电基材的外表面上并通过电连接器30连接至电源28的源极用于沿流动 路径给气体通电以形成活性物质。可将电极26嵌入介电基材22中或夹在基材之间。电源 的源极被设计以使用适宜给单元中的气体通电的高电压和频率，例如2. 5kVRMS，100MHz驱 动电极，然而，所述电压不应超过介电基材的介电强度以避免形成穿过基材的导电通路。所 述源极还应被构造成不过载电极构造，导致图案化电极构造的迹线熔化和最终短路。外壳 29容置装置的组件。
[0033] 图2示出穿过等离子体单元取得的放大区段II。这个实例中的电极26呈现螺旋 形式且被转移至通常圆柱体介电基材22的外表面上。电极具有规则图案以在等离子体单 元中产生通常均匀的电场。保护性衬里32位于介电基材的内表面上用于阻止单元12中所 产生活性物质与介电基材22反应。如果允许，这种反应可降解介电基材并降低其电绝缘性 质，或介电强度，且导致电极与单元中的气体之间电传导。这种传导可导致加热等离子体、 消耗电力的电弧且可产生非所需活性物质。保护性护套34包围电极和介电基材且保护内 部单元组件免于物理损坏。这个实例中的护套34由介电材料制成，其保护等离子体单元外 部的区域免于暴露于高电压。等离子体单元外部的区域含有空气，且如果不由护套保护，那 么高电压可通过给空气中的氧气通电而产生臭氧。
[0034] 保护性衬里32所提供的保护意味着介电基材22的材料选择范围大于不存在保护 性衬里32的情况。在不存在保护性衬里的情况中，除了其所需的电学性质外，还要求基材 22与单元中所产生的活