等離子體裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于向人體施加等離子體的等離子體生成裝置，所述裝置包括：包含氣體的貯存器，與所述貯存器流體連接的等離子體區(qū)，用于通過在所述等離子體區(qū)中放電來生成等離子體的器件，以及第一激光生成裝置,其中所述等離子體區(qū)具有用于分配等離子體的出口，并且其中所述第一激光生成裝置被布置來生成激光以用于同時用等離子體和激光處理表面。
【專利說明】
等離子體裝置
技術領域
[0001] 本公開設及非熱等離子體處理裝置和方法。具體地說，本公開設及一種用于治療 皮膚真菌病及其他皮膚病和指甲病的裝置。
【背景技術】 [0002] 近年來，已經提出許多提議來提供用于在工業(yè)領域、牙科領域、醫(yī)學領 域、化妝品領域和獸醫(yī)領域中生成非熱（也稱為非平衡)氣體等離子體的系統(tǒng)?？刹捎梅菬?氣體等離子體生成來促進血液凝固、清洗、滅菌、污染物從表面的清除、消毒、組織的重新連 接W及組織病變的治療而不引起顯著的熱組織損傷。等離子體本身可被施加給待被處理的 表面或可充當用于生成被施加給所述表面的改進的氣態(tài)物質的前體。
[0003] US2003/144654設及一種用于電外科的裝置，所述電外科依賴于放電的使用。此放 電的生成具有燒灼和/或切割效應。所述放電在電極(32)與患者的待被處理的表面之間產 生；患者利用接地板(34)接地。所述裝置還包括用來在外科手術部位中激發(fā)氣態(tài)原子的激 光器(25)。運產生了電外科電弧的最小阻力路徑并且允許更加準確地祀向所述切割部和/ 或燒灼部。然而，沒有使用等離子體流和激光來同時地對處理表面進行處理的公開。
[0004] US6387088設及一種用于控制人體表面的燒蝕的方法。運種設備依賴于使用UV能 量源來通過選擇的中性氣體環(huán)境產生福射束。UV能量源引起具有燒蝕效應的等離子體的生 成。等離子體的生成由在UV裝置與待被燒蝕的表面之間存在的電場輔助。沒有使用等離子 體流來同時處理身體的同一部分的公開。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目標是提供一種用于治療皮膚病和指甲病的改進的裝置，并且具體地， 一種改進的方法，并且解決與現有技術相關聯(lián)的缺點或至少對其提供商業(yè)上可行的替代方 案。
[0006] 根據第一方面，提供用于向人體施加等離子體的等離子體生成裝置，所述裝置包 括：
[0007] 包含氣體的膽存器，
[000引與所述膽存器流體連接的等離子體區(qū)，
[0009] 用于通過在所述等離子體區(qū)中放電來生成等離子體的器件，W及第一激光生成裝 置，
[0010] 其中所述等離子體區(qū)具有用于分配等離子體的出口，并且其中所述第一激光生成 裝置被布置來生成激光W用于同時用等離子體和激光處理表面。
[0011] 現將進一步描述本公開。在下面的段落中，更加詳細地限定本公開的不同方面/實 施方案。除非明確有相反的說明，否則如此限定的每個方面/實施方案都可W與任何其他方 面/實施方案或各方面/各實施方案組合。具體地說，被指示為優(yōu)選的或有利的任何特征可 與被指示為優(yōu)選的或有利的任何其他一個或多個特征組合。
[0012] 本發(fā)明設及等離子體生成裝置。也就是說，所述裝置被設計來從氣體的電離產生 等離子體。所述裝置尤其用于產生非熱等離子體，如本文所討論的。所產生的等離子體優(yōu)選 地具有小于50°C，更優(yōu)選地小于45°C并且最優(yōu)選地37°C至42°C的溫度。應理解，對于某些處 理而言，尤其對于頭發(fā)處理而言，溫度可適當地在甚至更高的溫度下。所述裝置適于將等離 子體施加到人體，因為熱等離子體產生裝置顯然不合適，所W運施加了許多約束條件。此 夕huv、電刺激和活性物質的產生水平必須在不會對患者引起過度傷害的水平下。
[0013] 本文所述的裝置是優(yōu)選手持式的。手持式的意思是至少處理施加頭的大小被設定 并且被配置成使得其可用一只手容易地操縱和控制。手持式裝置的實例包括發(fā)刷、吹風機、 足部水療機、燙發(fā)器、牙刷等?？蓪⑻幚硎┘宇^拴系到電源和/或氣體膽存器上。
[0014] 供消費者家庭使用的理想形式是完全獨立成套的手持式裝置。運將具有內部電池 作為電源，并且依賴于可夾到裝置中的可更換的膽氣罐。盡管如此，出于功率要求，可能更 容易將電源引線附接到所述裝置。
[0015] 尤其當裝置(諸如在發(fā)廊或美甲店中）由專業(yè)人員或者由醫(yī)生、足科醫(yī)生等使用 時，更容易將手持式裝置拴系到電源和更大的儲氣罐上。運使得裝置對于專業(yè)人員來說更 容易使用，因為他們不需要經常更換儲氣罐/儲氣筒/膽氣罐。
[0016] 優(yōu)選地，電源包括集成到手持式裝置中的電池。也就是說，優(yōu)選地，等離子體生成 裝置是完全獨立的，并且不需要栓系到電源。因為裝置可更加準確地應用并且可用于更大 范圍的環(huán)境(諸如浴室）中，所W運增加了所述裝置的實用性。
[0017] 使用如本文所討論的手持式裝置具有許多優(yōu)點。提供等離子體使裝置保持無菌， 并且所述裝置可容易地供多名患者再次使用。此外，等離子體產生提供本文所討論的處理 的活性氣體物質的現成供應。所述活性氣體物質進一步由與等離子體產生過程相關聯(lián)的溫 度、UV光和電刺激來補充。
[0018] 等離子體處理裝置包括含有氣體的膽存器。所述膽存器充當生成等離子體的氣體 源。所述膽存器包含加壓氣體源，所述加壓氣體可供應給作為裝置的處理施加部分的等離 子體區(qū)。所述氣體將通常存儲在供專業(yè)人員使用的罐中（高達約20化），或者存儲在供家庭 使用的儲氣筒的可置換和/或可再充電的膽氣罐中。運類氣體源的使用、設計和要求在本領 域中是眾所周知的。
[0019] 所述氣體優(yōu)選氮氣、氣氣、氛氣、氯氣或氨氣、或其兩種或更多種的混合物。
[0020] 所述膽存器與在其內產生等離子體W用于處理的等離子體區(qū)流體連通。所述等離 子體區(qū)包括用于通過其中的放電來生成等離子體的器件。所述等離子體區(qū)具有出口，等離 子體經過所述出口來處理表面。所述出口優(yōu)選噴嘴。等離子體由進入等離子體區(qū)的氣體動 量輸送。
[0021] 所述裝置包括用于由通過氣體放電來生成等離子體的器件。優(yōu)選地，用于生成等 離子體的器件包括電源W及第一電極和第二電極，并且其中在使用時，在第一電極與第二 電極之間形成等離子體區(qū)，并且其中從膽存器穿過等離子體區(qū)的氣流提供了接觸人體表面 的等離子體流。在兩個電極之間提供高電壓降將引起通過將所提供的氣體電離而產生等離 子體。在運個實施方案中，氣流將通常更大，W使得等離子體從電極之間流出并且可將其施 加到處理區(qū)域。
[0022] 優(yōu)選地，用于生成等離子體的器件在2-15kV，優(yōu)選地3kV至lOkV，并且最優(yōu)選地大 約化V的電壓下操作。運些電壓水平可在手持式裝置中實現，并且仍產生合適水平的等離子 體生成。所述裝置的功率范圍在10-60Ifflz的高頻率下優(yōu)選地為1 -100瓦特AC?？商娲兀?率可作為高頻脈沖DC快速上升時間方波形來遞送。
[0023] 優(yōu)選地，所述氣體通過用于生成等離子體的器件W小于51/min，優(yōu)選小于2.51/ min，更優(yōu)選小于1.51/min，優(yōu)選0.11/min到11/min，優(yōu)選0.011/min到0.51/min的流速進行 供應。如上文所討論的用于區(qū)域處理的氣流速率將通常低于點處理所需的氣流速率，所述 點處理需要產生等離子體的目標噴射流。在介電電極與患者處理部位之間產生等離子體的 處理的流速優(yōu)選地為0.011/min至0.11/min。在兩個電極之間產生等離子體的并且依賴于 氣流W將等離子體攜帶到處理部位的處理的流速優(yōu)選地為0.51/min至2.51/min。
[0024] 優(yōu)選地，所述裝置采用直發(fā)器、牙刷、足部水療機或發(fā)刷的形式。在運些可識別的 形式中，消費者已經熟悉了采用所述裝置所需的使用要求和施加技術。運避免任何施加障 礙。更具體地說，運些施加裝置適于將等離子體施加到特別需要處理的區(qū)，諸如使用者的頭 發(fā)或牙齒。所述裝置可W是供足科醫(yī)師或患者使用的手持件。
[0025] 所述裝置還包括第一激光生成裝置，和任選地第二激光生成裝置。激光為本領域 熟知。一個激光生成裝置或多個激光生成裝置被布置來生成激光W用于同時用等離子體和 激光處理表面。優(yōu)選地，所述激光具有在lOnm至635nm，更優(yōu)選405nm至635nm的范圍中的波 長下的操作頻率。運特別適于治療各種皮膚病，如本文所述。當所述裝置包括第一激光器和 第二激光器時，可獨立選擇每種激光的波長。優(yōu)選地，第一激光生成裝置被布置來生成與噴 嘴的縱向軸線共線的激光。
[00%]
【發(fā)明人】已經發(fā)現他們可將激光處理與等離子體處理組合在一起來提供對某些皮 膚病的高功效治療。此外，他們提供了處理裝置的特定設計，所述特定設計允許將組合的激 光和等離子體聚焦到同一處理部位上。
[0027]有利地，
【發(fā)明人】已經發(fā)現激光可對等離子體處理提供補充處理。例如，等離子體用 來殺死造成表皮寄生菌甲癖的紅色毛癖菌、病原體，所述紅色毛癖菌、病原體可同時用在 635nm至405nm的頻率范圍中的激光處理。因此，單個裝置提供同時一起遞送兩種處理的器 件。足科醫(yī)生將能夠使用所述裝置來用等離子體增強已知的激光對甲癖的處理，并且能夠 局部且準確地引導所述處理，因而提高兩種處理的效率。
[00%]所述裝置還可用于牙科領域W用于牙齒衛(wèi)生，消滅口腔中的細菌并且治療口臭。 具體地說，牙科領域中的潛在使用是激光UV光譜（lOnm至400nm，優(yōu)選300nm至35化m)用來固 化在補牙和牙冠中使用的聚合物材料，所述聚合物材料比常規(guī)的隸合金隸更接近于牙齒的 自然顏色。所述裝置可允許牙科醫(yī)生不但通過選擇適當頻率(在所述頻率下補牙聚合物聚 合)的激光來固化牙冠材料或補牙材料，而且使用等離子體噴射流來激活牙基質W形成更 好的粘結。
[0029] 此外，當牙醫(yī)在開始進行補牙之前，可用等離子體噴射流對口腔或牙表面滅菌時， 大氣冷等離子體的抗菌效果被很好地建立，并且運還可在組合裝置中具有進一步的益處。 運將意味著牙醫(yī)將具有在一個手持件中能夠具有許多不同應用的工具的優(yōu)點。
[0030] 所述裝置允許同時用等離子體和激光處理表面。應理解，在一個實施方案中，所述 裝置設及在等離子體處理與激光處理之間進行轉換。也就是說，所述處理可W在處理表面 上按順序進行并且在激光與等離子體之間交替進行。運類交替處理將優(yōu)選是快速交替，諸 如1-60化。優(yōu)選地，施加激光和等離子體，使得處理次數重疊，并且至少使一部分處理時同 時進行。
[0031] 優(yōu)選地，所述裝置還包括第二激光生成裝置，并且其中所述第一激光生成裝置和 所述第二激光生成裝置被布置來生成在距出口的預定義間距處相交的激光。運在圖2中示 出。有利地，此配置允許等離子體羽流被準確地保持在距待被處理的表面的希望間距處。因 此，例如，等離子體處理可針對最適合于給定皮膚病的治療強度而被優(yōu)化。運特別有利，因 為等離子體羽流可能相當微弱并且操作者可努力準確地布置所述裝置W便進行處理。此 夕h使用兩種單獨激光容許使用用來治療處理區(qū)域的兩種不同波長的光。例如，運可允許意 圖刺激血流的一種波長和意殺死真菌的另一種波長。
[0032] 當使用兩種激光時，所述激光中的一種或沒有一種激光可與等離子體噴嘴共線。
[0033] 根據第二方面，提供用于在治療中使用的本文所述的裝置。
[0034] 根據第Ξ方面，提供用于在皮膚?。ň唧w地說，皮膚真菌病或甲癖)治療中使用的 本文所述的裝置。
[0035] 甲癖是腳趾和手指的通常由生物體白假絲酵母菌(Candida a化ican)、須癖毛癖 菌（Trichophyton men1:ag;rophyte)、紅色毛癖菌（Trichophyton rubrum)或絮狀表皮癖菌 化pidermpophyton floe州sum)所引起的指甲疾病。指甲變厚且無光澤，并且碎屑在指甲自 由邊緣下累積。甲板變得分離并且指甲可毀壞。應了解，甲癖的治療困難且拖時。利用抗真 菌劑進行的口服治療需要數月施用，并且必須對副作用進行密切監(jiān)測。
[0036] 局部用組合物已長期用于治療甲癖的目的。然而，運些基于化學藥品的局部施用 已很大程度上是不成功的，因為指甲對于抗真菌化合物的穿透而言是困難的屏障。為了有 效，對甲癖的局部治療應對病原體表現出強有力的效力。所述局部治療還必須可滲透地穿 過指甲屏障，并且對于患者使用是安全的。本領域中存在對將運些特質高程度地組合的局 部施加的需要。
[0037] 非熱等離子體已長期為人所知能夠表現出殺生特性，然而沒有一種現有技術已解 決針對指甲下的感染的問題和相關聯(lián)的滲透性問題。他們也沒有發(fā)現，對尚未治療的感染 周圍的病原體的處理可導致手指的感染或重新感染的傳播。
[0038] 因此，本領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腳趾的 指甲并且組合表現出對有效治愈或防止甲癖傳播所需的對病原體的滲透性和效力。
[0039] 本發(fā)明的裝置提供用于治療甲癖的獨特器件。有利地，運類手段組合提供迄今為 止沒有的某些特性，包括安全性、有效性、便利性和無毒性。通過體外微生物測試，現發(fā)現使 用本文所述的裝置的等離子體的局部施加，可向患者提供局部施加方案，W便有效地穿透 指甲并殺死引起疾病的細菌。
[0040] 在不希望受到理論束縛的情況下，進一步認為，向處理部位施加激光可刺激血流， 同時還向已被處理的部位提供高能量劑量的光能。例如，運可具有強的抗真菌效果。實際 上，熱激光可用于治療痛、瘦瘡及其他皮膚問題。
【附圖說明】
[0041] 本公開將關于W下非限制性附圖進行描述，在附圖中：
[0042] 圖1是根據本發(fā)明的裝置的示意圖。
[0043] 圖2描繪使用兩種激光生成裝置W允許所述裝置距待被處理的表面具有最佳間 距。
【具體實施方式】
[0044] 具體地，圖1示出組合的處理裝置1。所述裝置1是手持式的并且并入高壓電池電源 組5。電源組5用于給激光二極管模塊10供能并且用于在等離子體腔室15中生成等離子體。
[0045] 裝置1還包括氣體供應汽缸20,所述氣體供應汽缸20在190己的壓力下包含合適氣 體。汽缸20通過氣體壓力調節(jié)器25與等離子體腔室15流體連接，所述氣體壓力調節(jié)器25與 手動按鈕30和等離子體饋送氣體通道35-起操作。等離子體腔室15包括用于生成等離子體 的電極(未示出）。
[0046] 電源組5和汽缸20被完全包含在外殼40內。
[0047] 激光二極管模塊10由激光操作按鈕45控制并且通過激光導管50將激光引導至等 離子體腔室15。所述激光與等離子體出口同屯、對準。
[004引在使用中，等離子體在等離子體腔室15中生成并且從石英/棚娃酸鹽等離子體遞 送噴嘴55流出到達待被處理的表面上。將同屯、對準的激光施加到待被處理的同一表面。
[0049] 圖2示出等離子體遞送噴嘴55W及第一激光60和第二激光65的配置。當兩種激光 60、65會聚時，噴嘴55產生等離子體羽流70,所述等離子體羽流70與待被處理的表面80隔開 最佳距離85。噴嘴55和激光60、65被夾具75保持在希望取向上。
[0050] 圖2進一步示出處理表面上的激光點的實例。在(A)中，裝置1距處理部位要么太近 要么太遠。在(B)中，裝置1接近最佳間距。在(C)中，所述間距是最佳的。
[0051 ] 實施例
[0052]本公開現將參照W下非限制性實例進行描述。
[0版3] 部分A-獲得恰當距離的重要性
[0054] 目的是在等離子體噴嘴出口與目標之間發(fā)現最有效距離，并且理解等離子體效果 對距離有多敏感。
[0055] 運通過測量對化rasure等離子體指示物條帶的漂白效果來完成，方式為在施加不 同氣體混合等離子體30分鐘之后，測量L柄沖*顏色變化。
[0056] 使用"PF4"裝置和實驗裝備來執(zhí)行W下測試，由此基座控制單元通過廝帶式電纜 (umbilical cord)向手持式單元提供所需的氣流和電力供應。所述手持式單元由安裝在石 英管上的同屯、的內部勢壘電極和外部勢壘電極組成，高電壓被施加到所述石英管并且氣體 在所述石英管間流動。放電等離子體氣體沿著敞開的石英流管流動并進入大氣環(huán)境中。主 放電跨內部電極與外部電極之間的窄間隙進行撞擊，但是次級放電沿著流管發(fā)生，進入由 在所述流管的端部處與空氣混合的等離子體氣體的流動所形成的羽流中。
[0057] 所使用的氣體流速為2.化PM，功率設定為8.25kV，并且氣體混合物借助于兩個質 量流控制器而發(fā)生變化。使用分光光度計測量條帶的L柄沖*顏色。
[0化引測試Al-Kr/Ar混合物
[0059] 在下表中示出在等離子體處理30分鐘之后，等離子體條帶在不同距離和氣體濃度 下的A L*顏色變化。
[0060]

[0061 ] 數據示出：
[0062] ?兩種等離子體在6mm左右處具有效力峰值。
[0063] ?當所述距離在此最佳距離左右減少或增加時，兩種等離子體的效力快速下降。
[0064] 部分B-組合的等離子體和激光的有利的生物殺滅效果
[0065] 目的是理解通過將已知的冷激光治療與新的等離子體處理組合在一起對甲癖的 治療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?)來執(zhí)行所有W下測試，由此 完整厚度的人指甲樣本接種有紅色毛癖菌的抱子，并且在含水的溫暖環(huán)境中培育14天，W 允許真菌在指甲中生長。所述指甲樣本被設置在細胞設備中并且暴露于等離子體處理和激 光處理化rchoniatm非熱激光)兩者下。施加等離子體1分鐘，因為我們知道運具有可測定但 不完整的效果，并且施加激光12分鐘，因為運是用于單次觀看的制造商推薦劑量(推薦6-8 劑量）。
[0067] 在24小時的培育之后，由ATP測定得到有效性的測量結果。在運個模型中，所測量 的發(fā)光量與存在的ATP的量成正比，其中所檢測的ATP的水平是紅色毛癖菌的活力的指示。 實驗基于樣本量4。
[0068] 使用"PF4"裝置和實驗裝備再次執(zhí)行W下測試。
[0069] 測試B1-用組合的激光和等離子體處理受感染的指甲
[0070] 下表示出在單次處理之后剩余可見真菌的百分比。 「ηπ7?1
[0072] ~數據顯示由于更有效殺死率(83%相較于75% )|，激光與等離子體的組合是有利的I 并且優(yōu)于單獨的等離子體。
[0073] 前述實例證實用激光和等離子體協(xié)同處理表面具有有利的治療性效果。此外，由 于治療功效很大程度上取決于等離子體源距處理部位的間距，因而使用等離子體裝置距處 理表面的激光輔助的間距可W是驚人地有利的。
[0074] 前述詳細描述已經W解釋和說明的方式來提供，并且不欲限制所附權利要求書的 范圍。本文說明的目前優(yōu)選的實施方案的許多變化對本領域的普通技術人員來說將是顯而 易見的，并且仍然在所附權利要求書和它們的等效物的范圍之內。
【主權項】
1. 一種用于向人身體施加等離子體的等離子體生成裝置，所述裝置包括： 包含氣體的貯存器； 與所述貯存器流體連接的等離子體區(qū)； 用于通過在所述等離子體區(qū)中放電來生成等離子體的器件；以及第一激光生成裝置， 其中所述等離子體區(qū)具有用于分配等離子體的出口，并且其中所述第一激光生成裝置 被布置來生成激光以用于同時用等離子體和激光處理表面。2. 如權利要求1所述的裝置，其中所述出口是噴嘴。3. 根據權利要求2所述的裝置，其中所述第一激光生成裝置被布置來生成與所述噴嘴 的縱向軸線共線的激光。4. 根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述第一激光生成裝置與所述出口對 準以用于同時用等離子體和激光處理表面。5. 根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其還包括第二激光生成裝置，并且其中所 述第一激光生成裝置和所述第二激光生成裝置被布置來生成在距所述出口的預定義間距 處相交的激光。6. 根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中由所述第一激光生成裝置和/或所述 第二激光生成裝置生成的所述激光具有在l〇nm至635nm，優(yōu)選405nm至635nm范圍中的操作 頻率。7. 根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中用于生成等離子體的所述器件包括電 源以及第一電極和第二電極，并且其中在使用時，在所述第一電極與所述第二電極之間形 成所述等離子體區(qū)，并且其中從所述貯存器穿過所述等離子體區(qū)的氣流提供了接觸人體表 面的等離子體流。8. 如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述裝置是手持式的。9. 如權利要求8所述的裝置，其中所述電源包括集成到所述手持式裝置中的電池。10. 如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中用于生成等離子體的所述器件在2-15kV的電壓下操作。11. 如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述裝置是直發(fā)器、牙刷、足部水療機 或發(fā)刷。12. 如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述氣體包括氦氣、氬氣、氖氣、氪氣或 氫氣、或其兩者或更多者的混合物。13. -種用于使用根據前述權利要求中任一項所述的裝置處理表面的方法，所述方法 包括： 使氣體從所述貯存器流到所述等離子體區(qū)并且通過在所述等離子體區(qū)中放電來生成 等離子體;以及 同時使表面接觸所述等離子體和來自所述激光器的激光輻射。14. 如權利要求13所述的方法，其中所述氣體通過用于生成等離子體的所述器件以小 于51/min的流速進行供應。15. 如權利要求13或權利要求14所述的方法，其中所述氣體在1巴至2巴的壓力下流到 所述等離子體區(qū)。16. -種根據權利要求1至12中任一項所述的裝置，其用于治療。17. -種根據權利要求1至12中任一項所述的裝置，其用于治療皮膚病和指甲病。18. 根據權利要求17所述的裝置，其中所述皮膚病為皮膚真菌病或甲癬。
【文檔編號】A61B18/04GK106028991SQ201580009953
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年1月22日
【發(fā)明人】T·B·胡比徹
【申請人】蘭德股份公司