使用非热等离子体治疗皮肤的装置的制作方法

本发明涉及一种使用非热等离子体治疗皮肤的装置。本发明还涉及一种用于在使用非热等离子体治疗皮肤的装置中使用的电极头组件。

背景技术：

等离子体通常被定义为包含未结合的正离子颗粒和负离子颗粒(例如离子和电子)的整体电中性气体，并且对于其杀菌性能特别是众所周知的。当这样的气体以非常高的温度存在于稳定状态时，即离子和电子彼此热平衡的状态时，其被称为热等离子体(或“热的等离子体”)。也可能存在非热等离子体(也称为“冷的等离子体”、“低温等离子体”或“非平衡等离子体”)，其中离子的温度比自由电子(例如人体温度)低得多。非热等离子体因此适合许多应用，例如从人体表面去除污染物而不引起显著的热组织损伤。

使用非热等离子体治疗皮肤的装置是已知的。这种装置通常包括非热等离子体源，该非热等离子体源包括一对电极和高压电源。其中一个电极位于装置的前端。为了产生非热等离子体，通过高压电源在电极之间施加高电压，由此在电极之间产生放电。这种放电使位于电极之间的空气电离，由此产生非热等离子体。为了治疗人体的某个区域，例如为了对伤口消毒，装置的前端被放置成与伤口接触或靠近伤口。然后，激活非热等离子体源，以在伤口上产生非热等离子体，并从而对伤口消毒。在us2011/0306006a1中公开了这种装置。

一个问题是，这种装置需要高压电气部件以在电极之间产生高电压，从而产生非热等离子体。这种高电压的产生通常需要昂贵的电气部件。此外，这些电气部件必须用大的气隙和爬电距离隔开，这导致过大的电路。此外，在个人护理装置中使用这样的高电压可能对用户不安全。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种使用非热等离子体治疗皮肤的装置，其基本上减轻或克服了上述问题。特别地，至少在某些实施例中，本发明着手于提供一种使用非热等离子体治疗皮肤的装置，该装置对用户而言是紧凑、便宜且安全的。

根据本发明，提供了一种使用非热等离子体治疗皮肤的装置，其包括：

电极头组件，其具有：用于在治疗期间施用于皮肤的皮肤接口电极；配置成将低压电信号改变为高压电信号的变压器；以及接收所述高压电信号并在所述皮肤接口电极处产生非热等离子体的发生器；以及

包含驱动装置的手柄部分，所述驱动装置包括用于产生所述低压电信号的电源，

其中电极头组件和驱动装置包括协作元件，以将电极头组件可释放地安装到驱动装置，并将电源电连接到变压器。该装置因此被配置为使得没有高压电信号被传输通过协作元件。用户可以毫无风险地将电极头组件从驱动装置分离。因此该装置对用户是安全的。此外，由于高压电信号是通过电极头组件中的变压器产生，所以在驱动装置中不需要高压电气部件。由于这样的高压电气部件通常是昂贵的，所以这允许装置的低成本制造。此外，由于这样的高压电气部件通常会导致过大的电路，所以这确保了装置保持紧凑。

协作元件可以包括插头和插座，插头被配置为可释放地与插座接合，以将电极头组件可释放地安装到驱动装置并且将电源电连接到变压器。这提供了这样的优点，即：例如如果用户想要更换电极头组件或者清洗电极头组件，则电极头组件可以容易地从装置的其余部分拆下。

插头可以是电极头组件的一部分，并且插座可以是驱动装置的一部分。

协作元件可以包括一对插头和一对插座，每个插头被配置为分别可释放地与插座接合，以将电极头组件可释放地安装到驱动装置，并且将电源电连接到变压器。

电极头组件可以包括主体，并且变压器可以嵌入主体中的绝缘材料内。在使用期间，绝缘材料提供了与在电极头组件内(例如在变压器中)产生的高电压的电绝缘，从而使得电极头组件对用户是安全的。这也提供了可以无任何风险地清洗电极头组件的优点。

绝缘材料可以是可硬化的并且适于在变压器周围固化。绝缘材料可以是热固性聚合物。这提供了电极头组件保持紧凑的优点。

发生器可以包括主电极和设置在主电极与皮肤接口电极之间的介电材料。主电极可以连接到变压器，使得高压电信号被施加到主电极。高压电信号是被施加在主电极与皮肤接口电极之间。皮肤接口电极保持在低电位或零电位。这确保了在用户不小心碰到皮肤接口电极的情况下，很少的电流或没有电流通过，因而避免了任何伤害。

根据本发明的另一方面，提供了一种能够安装到包括电源的驱动装置的电极头组件，所述电极头组件包括：皮肤接口电极；变压器，其被配置为将从所述电源接收的低压电信号改变为高压电信号；以及发生器，其接收所述高压电信号并在所述皮肤接口电极处产生非热等离子体，

其中所述电极头组件包括协作元件，以将所述电极头组件可释放地安装到所述驱动装置并将所述电源电连接到所述变压器。

协作元件可以包括插头，该插头被配置为可释放地与驱动装置中的插座接合，以将电极头组件可释放地安装到驱动装置，并且将电源电连接到变压器。

协作元件可以包括一对插头，每个插头被配置为分别与驱动装置中的插座可释放地接合，以将电极头组件可释放地安装到驱动装置并将电源电连接到变压器。

电极头组件可以包括主体，并且变压器可以位于主体中并嵌入主体中的绝缘材料内。

绝缘材料可以是可硬化的并且适合在变压器周围固化。绝缘材料可以是热固性聚合物。

发生器可以包括主电极和设置在主电极与皮肤接口电极之间的介电材料。主电极可以连接到变压器，使得高压电信号被施加到主电极。

参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并将被阐明。

附图说明

现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的实施例，其中：

图1示出了可以包括本发明的实施例的使用非热等离子体治疗皮肤的装置的分解图；

图2示出了图1的皮肤治疗装置的透视图；

图3示出了可以包括本发明的实施例的皮肤治疗装置的示意性横截面图；

图4示出了图3的皮肤治疗装置的示意性电路图；

图5a示出了图1的皮肤治疗装置的俯视图；

图5b示出了图1的皮肤治疗装置沿图5a中所示的线a-a截取的横截面图；

图5c示出了图5b的皮肤治疗装置的细节的放大图；

图5d示出了图1的皮肤治疗装置沿图5a中所示的线b-b截取的横截面图；

图5e示出了图5d的皮肤治疗装置的细节的放大图；

图6示出了图1的皮肤治疗装置的电极头组件的局部示意性横截面图；

图7a示出了可以包括本发明的实施例的使用非热等离子体治疗皮肤的装置的示意性透视图；以及

图7b示出了图7a的皮肤治疗装置的示意性横截面图。

具体实施方式

参照图1至图6，示出了根据本发明第一实施例的皮肤治疗装置10。装置10被配置为使用非热等离子体治疗皮肤。

在本申请的上下文中，术语“非热等离子体”、“冷等离子体”、“低温等离子体”或“非平衡等离子体”是等同的。非热等离子体具有低于约40℃的温度，即人或用户可耐受而不会造成伤害或不适的温度。在本申请的上下文中，术语“杀菌”、“消毒”和“净化”是指存在于皮肤表面上的至少一些微生物被杀死和/或变得无感染性。本文中的术语“远端”和“近端”分别意指相对更靠近待治疗的皮肤以及相对更远离待治疗的皮肤。

在本布置中，装置10配置为对人体或动物体表面、例如要去除细菌的身体部位(例如腋窝或伤口)进行消毒、杀菌或净化。装置10被配置为手持式的。因此，装置10具有使得用户能够操作装置10以用于治疗皮肤的质量、尺寸和形状。

如图1所示，装置10包括电极头组件11和手柄部分12。装置10包括远端14和近端15。电极头组件11具有位于远端14的皮肤接口13，皮肤接口13适合在治疗期间施用于皮肤。

手柄部分12包括具有侧壁17的壳体16。壳体16容纳电极头组件11和用于驱动电极头组件11的驱动装置18。如下面将更详细解释的，电极头组件11可释放地安装到驱动装置18。应当注意的是，在此仅为了清楚的目的描述了图1，其示出了电极头组件11固定地安装到驱动装置18的布置。

如图4所示，驱动装置18包括诸如电池的dc电压源19、以及电路20。在本布置中，电路20包括与金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)22组合的晶体管-晶体管逻辑(ttl)电路21。ttl电路21的输出连接到mosfet22的栅极。驱动装置18被配置为产生低压电信号。由驱动装置18产生的低压电信号的电压范围在大约15v至大约30v之间，具体地大约等于24v。开关(未示出)设置在壳体16的侧壁17上，以使用户能够接通或断开驱动装置18。

电极头组件11包括主体23，主体23具有第一主体部分23a和第二主体部分23b，并且容纳用于产生非热等离子体的发生器24和向发生器24供应高压电信号的变压器25。

发生器24包括主电极26和皮肤接口电极27或反电极。主电极26位于第一主体部分23a中。主电极26是以导电材料板的形式。皮肤接口电极27位于装置10的皮肤接口13处，并且适于在治疗期间施用于皮肤。皮肤接口电极27安装到主体23上。如在图5d和图5e中能够看到的，皮肤接口电极27包括一对凸耳42，凸耳42插入在形成于第一主体部分23a中的相应的槽43中。凸耳42紧配合在槽43中，使得皮肤接口电极27牢固地安装到第一主体部分23a。每个凸耳42包括与第一主体部分23a的内表面45抵接的突出元件44，从而防止皮肤接口电极27与主体23分离。皮肤接口电极27呈导电材料的网格或网的形式。皮肤接口电极27的网格或网的形状可以适于控制施加到皮肤的非热等离子体的流量。介电材料层28沿主电极26设置在主电极26与皮肤接口电极27之间。介电材料层28例如由ptfe、聚甲醛、氧化铝或石英制成。介电材料层28和皮肤接口电极27以这样的方式相对于彼此布置，即，使得气隙29位于介电材料层28与皮肤接口电极27之间。

变压器25被配置为接收由驱动装置18产生的低压电信号，并且被配置为将接收到的低压电信号转换为高压电信号。根据变压器25的绕组比，低压电信号的电压在约15v至约30v之间，并且高压电信号的电压在约6kv至约7kv之间。低压电信号的电压具体地近似等于24v，并且高压电信号的电压具体地近似等于7kv。变压器25包括初级绕组线圈30和次级绕组线圈31。初级绕组线圈30连接到驱动装置18的输出端。次级绕组线圈31连接到主电极26，并且皮肤接口电极27保持在低电位或零电位，从而高压电信号被施加在主电极26和皮肤接口电极27之间。当皮肤接口电极27保持在低电位或零电位时，如果用户不小心碰到皮肤接口电极，很少的电流或没有电流通过，从而避免了任何伤害。

如图3所示，变压器25和主电极26被嵌入本体23中的封装材料32内。封装材料32是被配置为使变压器25与主电极26电绝缘的电绝缘材料。封装材料32是可硬化的，并且适于在变压器25和主电极26周围固化。例如，封装材料32是热固性聚合物，例如聚氨酯、硅树脂或环氧树脂。在使用期间，封装材料32提供了与在电极头组件11内产生的高电压的电绝缘，从而使得电极头组件11对用户来说同时是紧凑而安全的。

电极头组件11和驱动装置18包括协作元件，以将电极头组件11可释放地安装到驱动装置18，并将驱动装置18电连接到变压器25。协作元件呈一对插头33和一对相应的插座34的形式。插头33是电极头组件11的一部分，并且电连接到变压器25的初级绕组线圈30。插座34布置在驱动装置18中并且电连接到驱动装置18。每个插头33被配置为分别与插座34中的一个插座接合，以将电极头组件11可释放地安装到驱动装置18。当彼此接合时，成对的插头33和插座34将驱动装置18电连接到初级绕组线圈30，使得由驱动装置18产生的低压电信号被传输到初级绕组线圈30。装置10因此被配置为使得没有高压电信号传输通过插头33，即传输通过驱动装置18和电极头组件11之间的接口。用户因此可以毫无风险地将电极头组件11从驱动装置18分离。

装置10包括呈一对螺钉46和一对相应的孔47的形式的附加固定元件。如图1和图5b所示，螺钉46被附接到驱动装置18的侧壁48上，并且孔47被布置在主体23中。每个螺钉46被配置为分别与孔47中的一个孔接合，以将电极头组件11附加地固定到驱动装置18。

在图6中能够看到，在装置10的皮肤接口13处设置有隔离元件35。在本实施例中，隔离元件35呈帽35的形式。帽35被配置为与壳体协作。如在图5b和图5c中能够看到的，帽35包括一对突起37，突起37被配置为接合在形成于壳体16的侧壁17中的相应的凹部38中，使得在帽35与壳体16之间形成气密的密封。帽35被配置为定位在隔离位置，在该隔离位置，帽35隔离出围绕皮肤接口电极27的区域，以在皮肤接口电极27周围形成封闭室36。

当帽35处于隔离位置，并且当在皮肤接口电极27处产生非热等离子体时，非热等离子体被包含在围绕皮肤接口电极27的封闭室36内。以这种方式，捕获在封闭室36中并且围绕皮肤接口电极27的空气在离子化的自由粒子中饱和，皮肤接口电极27由此被清洁和消毒。

帽35包括隔离表面39，当帽35处于隔离位置时，隔离表面39面向皮肤接口电极27。在隔离位置，隔离表面39与皮肤接口电极27之间的距离d至多为3毫米，并且优选地在约0.2毫米至约1毫米之间的范围内。这允许使形成在皮肤接口电极27周围的封闭室36的容积最小化。以这种方式，封闭室36中捕获的空气在离子化的自由粒子中被更高效地饱和，并且由此能够增强皮肤接口电极27的清洁。

帽35由诸如热塑性聚合物的刚性材料制成。例如，帽35由丙烯腈丁二烯苯乙烯或聚碳酸酯制成。将注意到的是，可以使用适于保护皮肤接口电极27免受机械损伤的任何其他类型的材料。

装置10可以附加地包括支架44，支架44被配置为当装置10被放置在例如桌子上的直立位置时使装置10稳定。支架44接收装置10的近端15。

现在将描述根据本发明第一实施例的皮肤治疗装置10的操作。

首先，将变压器25电连接到驱动装置18，并且将电极头组件11经由插头和插座33、34安装到驱动装置18。通过将螺钉46固定在孔47中而将电极头组件11附加地固定到驱动装置18。在使用中，驱动装置18通过开关而由用户接通，并且装置10的皮肤接口13被定位成抵靠或接近要被消毒的皮肤区域，例如伤口。可替代地，或者更一般地，装置10被定位成抵靠或接近身体将要去除细菌的部位，例如腋窝。一旦驱动装置18接通，驱动装置18便生成低压电信号，该低压电信号经由插头和插座33、34被传输到变压器25的初级绕组线圈30。变压器25将低压电信号改变为施加在主电极26和皮肤接口电极27之间的高压电信号。这产生了放电，该放电使位于主电极26和皮肤接口电极27之间的空气电离，并且在皮肤接口电极27处产生非热等离子体。产生的非热等离子体扩散到皮肤上，从而对皮肤消毒。

在皮肤治疗期间，皮肤接口电极27被定位成接近或直接抵靠身体将要去除细菌的部位，并且因此可能被污染。因此，在治疗之后，用户可能希望在重新使用装置10之前清洁皮肤接口电极27。为此，用户将帽35定位在隔离位置，使得帽35卡合在壳体16上并形成围绕皮肤接口电极27的封闭室36。然后，用户通过开关接通驱动装置18。在皮肤接口电极27处产生非热等离子体，并且非热等离子体被包含在围绕皮肤接口电极27的封闭室36内。因此，捕获在封闭室36中并围绕皮肤接口电极27的空气在离子化的自由粒子中变得饱和，由此皮肤接口电极27被清洁和消毒。

可替代地或附加地，用户可能想要更换电极头组件11或者可能想要清洗电极头组件11。为此，用户将帽35从壳体16上拆下，并且通过将插头33从插座34上移除以及将螺钉46从孔47中移除，而将电极头组件11从驱动装置18分离。由于没有高压电信号被传输通过驱动装置18和电极头组件11之间的插头和插座33、34，所以电极头组件11可以从驱动装置18移除而不会对用户造成危险。

图7a和7b示出了根据本发明的皮肤治疗装置的第二实施例110。第二实施例与第一实施例紧密对应，并且相同的附图标记用于相同的部件。

如图7a所示，隔离元件呈壁49的形式，壁49一体地形成为接收和支撑装置110的接口41的一部分。接口41被配置为接收装置110的远端14。当装置110被放置在接口41中，壁49与壳体16协作以在接口41和壳体16之间形成气密密封。如图7b所示，壁49包括突起37，突起37被配置为接合在形成于壳体16中的相应的凹部38中，以在壳体16和接口41之间形成气密的密封，并且在皮肤接口电极27周围形成封闭室36。

将理解的是，根据第二实施例的皮肤治疗装置110的操作与第一实施例的操作没有变化。然而，在第二实施例中，当用户想要对皮肤接口电极27消毒时，用户将装置110的远端14定位在接口41中，使得壁49的突起37接合壳体16中的凹部38，以在皮肤接口电极27周围形成封闭室36。驱动装置18继而被接通，并且非热等离子体被在封闭室36内的皮肤接口电极27处产生，使得皮肤接口电极27被消毒。

尽管在附图和前面的描述中已经详细图示和描述了本发明的实施例，但是这样的图示和描述将被认为是说明性的或示例性的，而不是限制性的，并且本发明不限于这些实施例。

将理解的是，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器可以实现权利要求中记载的多个项目的功能。在相互不同的从属权利要求中记载了某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制权利要求的范围。

尽管在本申请中已经将权利要求阐述为特征的特定组合，但是应当理解的是，本发明的公开内容的范围还包括明确地或隐含地公开于此的任何新颖特征或特征的任何新颖组合或其任何概括，不管它是否涉及与任何权利要求中目前所要求的相同的发明，也不管它是否减轻了与本发明相同的技术问题中的任何一个或全部。申请人在此告知，在本申请或由此衍生的任何另外的申请的处理期间，新的权利要求可以被规划为这些特征和/或特征的组合。