可调施放器组件以及等离子体灭菌设备制造技术

本发明专利技术提供了一种可调施放器组件以及等离子体灭菌设备。施放器组件包括：柔性电缆组件，用于提供微波能量和气体；以及等离子体施放器，连接至柔性电缆组件的远端以从柔性电缆组件接收微波能量和气体，其中，柔性电缆组件包括位于单独的管内的同轴电缆，同轴电缆和管连接至等离子体施放器的近端以用于分别提供微波能量和气体，其中，等离子体施放器包括被连接以从提供微波能量的同轴电缆接收微波功率的同轴天线，同轴天线具有阻抗变压器，阻抗变压器被布置为增加在柔性电缆组件末端处存在的电压，以在施放器中生成电场以用于从提供给等离子体施放器的气体撞击等离子体，以及其中，同轴电缆具有用于向/从等离子体施放器运送走气体的空心中心导体。

【技术实现步骤摘要】
可调施放器组件以及等离子体灭菌设备本申请是于2010年6月25日向中国专利局提交的申请号为“200880123007.5”、专利技术名称为“微波等离子体灭菌系统及其施放器”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉参考本申请要求于2007年11月6日提交的UK专利申请GB0721714.4“Asystemtotreatand/orkillbacteriaandviraldiseasesusingmicrowaveatmosphericplasma”、2008年3月15日提交的UK专利申请GB0804885.2“Manoeuvrableflexibleantennaeandsystemsforproducingcontrollableatmosphericplasmaforkillingorreducingbacteriaand/orvirusesmanifestedinsidenaturalorificeswithinthehumanbodyorotherregions”、2008年4月23日提交的UK专利申请GB0807347.0“Anon——thermalmicrowaveplasmasterilisationsystemusingautomatictuningcontainedwithinthehand——pieceoftheapplicator”、和2008年10月17日提交的UK专利申请GB0819030.8“Plasmaapplicatorsforsterilisation”的优先权，其全部内容通过参考结合于此。
本专利技术涉及适合于在例如人体或动物体上或中的临床应用的灭菌系统。例如，本专利技术可以提供了一种可以用于消灭或处理与人体或动物生物系统和/或周围环境相关联的细菌和/或病毒的系统。具体地，本专利技术可以适用于伤口和创面的灭菌。
技术介绍
细菌是几乎随处可发现的单细胞生物，大量存在，并且能够快速分裂和繁殖。大多数细菌是无害的，但是存在三组有害的细菌；即，球菌、螺旋菌和杆菌。球菌是圆形细胞，螺旋菌是螺线形细胞，以及杆菌是杆状的。有害细菌引起诸如破伤风和伤寒的疾病。病毒仅可以通过取代其他细胞而生存和繁殖，即，它们不能靠自身存活。病毒引起诸如感冒、流感、流行性腮腺炎和艾滋病的疾病。真菌袍子和称为原生动物的微生物可以引起疾病。灭菌是消灭或消除所有形式的生物(特别是微生物)的行动或处理。在等离子体灭菌的处理期间，产生活性剂。这些活性剂是高强度紫外光子和自由基，其是原子或者原子与化学上不成对电子的集合。等离子体灭菌的引人注目的特征在于，它可以在诸如体温的较低温度实现灭菌。等离子体灭菌还具有对于操作者和患者都安全的益处。低温大气压等离子体可以用于替代传统的灭菌方法，并且在其非毒性、瞬间治疗效应、以及在能级范围内及在不同形式的范围内产生等离子体的能力方面提供了明显优于现有灭菌措施的优点。在室温环境下，等离子体通常由电磁(EM)场支持。光电子吸收来自电场的能量，并且将该能量的一部分传输至等离子体中的重粒子。如果没有给予电子传送其能量的充分机会，则比电子重的等离子体成分在非常低的温度仍然遗留。这种等离子体被称为非热等离子体，并且其气体温度可以与室温一样低。活性等离子体粒子(电子、离子、基、和其他化学活性种类)和UV射线可以用于对活组织、位于活组织内部的生物插入物、外表面或外科器械进行消毒和灭菌。等离子体源相对于活组织(或其他表面)越近并且在等离子体中的电场越强，非热等离子体灭菌治疗过程的强度和功效越高。对于身体的表面内部或上的实际应用，即，对于伤口灭菌用以杀灭伤口内的细菌或存在于伤口的表面上的细菌，消灭或减少身体内部的自然腔道(naturalorifice)内所包含的细菌用以杀灭位于人体内部的插入物上所包含(并且出现在插入物附近的生物组织内)的细菌、或用以杀灭在给患者开刀前可能存在于皮肤以及在温度令人不快地过快上升时的情况下需要灭菌的其他表面(即，床、窗帘、器械、枕头和某些塑料)上的细菌(并且在闭合前再灭菌)，由等离子体在表面或在治疗地点(生物组织或环境)处产生的温度不应该超过正常的人体温度。可以期望将由等离子体流在表面产生的的最大温度限制为比室温高10℃的最大值，即，Tr≤Tt≤Tr+10，其中，Tr是室温(℃)，以及Tt是治疗温度(℃)。非热等离子体的额定温度是37℃。尽管对于一些应用，期望在这些界限内进行操作，但是本文所述的本专利技术可以不限于此。例如，可以期望，当考虑医院环境内可以容忍超过体温的温度的医院地板、病床或其他普通材料的灭菌时，使温度恰当地增大到体温以上。可以使用能量平衡(即，重粒子的电子感应加热相对热传导所导致的能量损耗)来求出等离子体的长度和在表面处产生的温度。可以如下计算等离子体流的长度：其中，mi是原子质量，Ki是导热率，Vi是有效的电子——原子碰撞频率，ND是电子密度，△T是温度变化，Te是能量级。表格1和表格2列出了用于计算某些气体内的等离子体长度的参数。表格3列出在对于那些气体的室温处的典型等离子体长度。AtCO2HeN2Ki(Wm-1K-1)16.214.5146.1024.3vi(s-1)6.3117×1073.22×1092.27×1081.497×108mi(kg)39.948u44.01u4.002602u14.0067u表格1：用于计算在温度300K及压强1托(133.3Pa)处的等离子体长度的参数，其中，u是原子质量单位(＝1.66×10－27kg)。参数值ND3.22×1022m-3me9.109×10-31kgk1.380622×10-23Te3eVΔT10K表格2：计算中使用的其他参数ArCO2HeN2等离子体长度(m)5.35×10-47.438×10-58.478×10-44.337×10-4表格3：所计算出的在温度300K、压强1托(133.3Pa)处的等离子体长度可以使用非热等离子体来产生被称为自由基的高活性分子，其可以用于分解杂质。自由基是具有不成对电子的原子或分子。非热等离子体单元可以使用高压电场来产生大量的高活性自由基。自由基可以用于与危险的有机化学物起化学反应并使其分解，以将它们转换成不危险的物质，诸如二氧化碳或水。等离子体中的紫外光子通过使胸腺嘧啶二聚体形成在DNA中来影响细菌细胞。这适当地抑制了细菌繁殖的能力。该影响可以特别用在治疗性传播疾病的应用中，其中，可以期望减少细菌数量，但不全部消灭细菌，即，不破坏身体的天然菌群。还认识到，在等离子体中产生的活性种类在灭菌中起到重要作用。具体地，包括氧气的排出物可以具有强杀菌效果。例如，等离子体通常包含带电电子和离子以及化学活性种类，诸如臭氧、一氧化氮和羟基。作为使用这些系统可以产生的临床效果，可以使用氦气和空气来产生一氧化氮等离子体，从而氦气有助于以低能量有效地由空气形成等离子体；如果可以将等离子体插入身体，则其可以用于帮助抗感染和发炎——这对于微创或锁孔应用尤其有用，例如，治疗性传播疾病或身体插入物灭菌。可以由等离子体产生的羟基是另一个有用源，这是因为它们在氧化空气中的污染物时远比臭氧有效，并且杀菌和杀霉菌的作用是氯气的几倍，这使它们在消灭霉菌、细菌和病毒方面非常引人注目。同时表明，带电粒子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于等离子体灭菌设备的可调施放器组件，所述施放器组件能插入到人体或动物体的自然腔道中，并且所述施放器组件包括：柔性电缆组件，所述柔性电缆组件用于提供微波能量和气体；以及等离子体施放器，所述等离子体施放器连接至所述柔性电缆组件的远端，以从所述柔性电缆组件接收所述微波能量和气体，其中，所述柔性电缆组件包括位于单独的管内的同轴电缆，所述同轴电缆和管连接至所述等离子体施放器的近端，以用于分别提供所述微波能量和气体，其中，所述等离子体施放器包括同轴天线，所述同轴天线被连接以从提供所述微波能量的所述同轴电缆接收微波功率，所述同轴天线具有阻抗变压器，所述阻抗变压器被布置为增加在所述柔性电缆组件的末端处存在的电压，以在施放器中生成电场以用于从提供给所述等离子体施放器的气体撞击等离子体，以及其中，所述同轴电缆具有用于将气体运送至所述等离子体施放器或者从所述等离子体施放器运送走气体的空心中心导体。

【技术特征摘要】
2007.11.06 GB 0721714.4;2008.03.15 GB 0804885.2;201.一种用于等离子体灭菌设备的可调施放器组件，所述施放器组件能插入到人体或动物体的自然腔道中，并且所述施放器组件包括：柔性电缆组件，所述柔性电缆组件用于提供微波能量和气体；以及等离子体施放器，所述等离子体施放器连接至所述柔性电缆组件的远端，以从所述柔性电缆组件接收所述微波能量和气体，其中，所述柔性电缆组件包括位于单独的管内的同轴电缆，所述同轴电缆和管连接至所述等离子体施放器的近端，以用于分别提供所述微波能量和气体，其中，所述等离子体施放器包括同轴天线，所述同轴天线被连接以从提供所述微波能量的所述同轴电缆接收微波功率，所述同轴天线具有阻抗变压器，所述阻抗变压器被布置为增加在所述柔性电缆组件的末端处存在的电压，以在施放器中生成电场以用于从提供给所述等离子体施放器的气体撞击等离子体，以及其中，所述同轴电缆具有用于将气体运送至所述等离子体施放器或者从所述等离子体施放器运送走气体的空心中心导体。2.根据权利要求1所述的可调施放器组件，其能通过内窥镜插入到自然腔道中。3.根据权利要求1所述的可调施放器组件，其中，所述同轴电缆悬挂在所述管中，以允许气体沿着形成在同轴电缆的外壁与所述管的内壁之间的通道流动。4.根据权利要求1所述的可调施放器组件，其中，所述阻抗变压器具有的物理长度是所述微波能量的四分之一波长的奇数倍。5.根据权利要求1所述的可调施放器组件，其中，另外的半波长变压器被添加到所述等离子施放器的所述远端，以增大所述等离子体施放器中用于撞击所述等离子体的所述电场。6.根据权利要求3所述的可调施放器组件，其中，所述同轴电缆包括柔性电介质材料的管，所述柔性电介质材料的管的内壁和外壁都涂覆有金属层；所述柔性电介质材料的管由柔性材料制成，具有比所述同轴电缆的管更薄的厚度；以及所述等离子体施放器包括用于将气体从形成在同轴电缆的外壁与所述管的内壁之间的通道馈给到所述等离子体施放器中用于撞击等离子体的所述电场的装置。7.根据权利要求1所述的可调施放器组件，其具有流量开关，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·保罗·汉科克，
申请(专利权)人：克里奥医药有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB