[go: up one dir, main page]

RU2832940C2 - Apparatus and method for plasma activation of liquid - Google Patents

Apparatus and method for plasma activation of liquid Download PDF

Info

Publication number
RU2832940C2
RU2832940C2 RU2021109921A RU2021109921A RU2832940C2 RU 2832940 C2 RU2832940 C2 RU 2832940C2 RU 2021109921 A RU2021109921 A RU 2021109921A RU 2021109921 A RU2021109921 A RU 2021109921A RU 2832940 C2 RU2832940 C2 RU 2832940C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plasma
liquid
sensor device
installation according
control device
Prior art date
Application number
RU2021109921A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021109921A (en
Inventor
Кристин БРУНЕККЕР
Александер НОЙГЕБАУЭР
Original Assignee
Эрбе Электромедицин Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эрбе Электромедицин Гмбх filed Critical Эрбе Электромедицин Гмбх
Publication of RU2021109921A publication Critical patent/RU2021109921A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2832940C2 publication Critical patent/RU2832940C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to an apparatus and a method for plasma activation of a liquid for use on a patient. Plasma (30) is generated by means of plasma generator (34). Liquid (F) is brought into contact with plasma (30) in device (25) of plasma action and liquid is supplied to tool (11). During and/or after exposure to plasma on liquid in device (25) of plasma exposure by means of sensor device (36) at least one chemical or physical parameter of liquid (F) is recorded. Control device (19) connected at the input to sensor device (36) and at the output to plasma generator (34) controls the operation of plasma generator (34) with respect to the amplitude coefficient or the shape of the curve of the current output by it or the voltage output by it depending on the recorded parameter of the liquid (F) for the effect on said parameter. Thus, it is possible to obtain a plasma-treated liquid (F) with given characteristics for treating a patient.
EFFECT: plasma discharge control in order to obtain liquid with specified parameters.
14 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к установке и способу для плазменной активации жидкости с целью ее применения на пациенте.The invention relates to an apparatus and method for plasma activation of a liquid for the purpose of its use on a patient.

Воздействуя плазмой на жидкость, такую, например, как раствор NaCl, лактатный раствор Рингера или иную жидкость, можно переводить эту жидкость в плазменно-активированное состояние. В этом случае жидкость будет содержать обладающие медицинской эффективностью реакционноспособные агенты, например радикалы с повышенным окислительно-восстановительным потенциалом, а также такие вещества, как пероксиды, пероксинитриты, нитраты, нитриты, оксиды азота (кислород- или азотцентрированные реакционноспособные агенты). Активированные таким образом жидкости могут использоваться для опосредованного лечения плазмой. Воздействие на подвергаемую лечению ткань может быть дезинфицирующим. Такой жидкостью можно инактивировать микробные и бактериальные организмы. Кроме того, лечение может основываться на том, что плазменно-активированная жидкость действует на патогенные и здоровые клетки по-разному. В основе такого различия в действии лежит природа химических агентов, содержащихся в плазменно-активированной жидкости.By acting on a liquid, such as a NaCl solution, lactated Ringer's solution or another liquid, plasma can convert this liquid into a plasma-activated state. In this case, the liquid will contain reactive agents with medical effectiveness, such as radicals with an increased oxidation-reduction potential, as well as substances such as peroxides, peroxynitrites, nitrates, nitrites, nitrogen oxides (oxygen- or nitrogen-centered reactive agents). Liquids activated in this way can be used for indirect plasma therapy. The effect on the tissue being treated can be disinfectant. Such a liquid can inactivate microbial and bacterial organisms. In addition, the treatment can be based on the fact that the plasma-activated liquid acts differently on pathogenic and healthy cells. The basis for this difference in action is the nature of the chemical agents contained in the plasma-activated liquid.

Для получения плазменно-активированных жидкостей в публикации WO 2015/123720 А1 предлагается воздействовать плазмой на поверхность геля. При этом упоминаются, в частности, нетермические, так называемые холодные плазмы, содержащие высокоактивную смесь радикалов кислорода, азота и водорода, ионов, электронов, фотонов и ультрафиолетового излучения.In order to obtain plasma-activated liquids, publication WO 2015/123720 A1 proposes to act on the gel surface with plasma. In particular, non-thermal, so-called cold plasmas containing a highly active mixture of oxygen, nitrogen and hydrogen radicals, ions, electrons, photons and ultraviolet radiation are mentioned.

В публикациях US 2012/0111721 А1 и WO 2007/117634 А2 предлагается устройство для плазменной обработки жидкости. Плазменная обработка осуществляется во вращательно-симметричном сосуде, по стенке которого течет тонкая жидкостная пленка. При этом между двумя графитовыми электродами происходит разряд, возникающее при котором излучение воздействует на жидкость.Publications US 2012/0111721 A1 and WO 2007/117634 A2 propose a device for plasma treatment of liquid. Plasma treatment is carried out in a rotationally symmetric vessel, along the wall of which a thin liquid film flows. In this case, a discharge occurs between two graphite electrodes, the resulting radiation acting on the liquid.

В публикации ЕР 1702678 А1 предлагается обрабатывать жидкостную пленку электронными пучками в вакуумном сосуде. В качестве альтернативы в этой публикации рассматривается обработка жидкостной пленки излучением от УФ-источника, предусмотренного вместо источника электронных пучков или в дополнение к нему.Publication EP 1702678 A1 proposes to treat a liquid film with electron beams in a vacuum vessel. As an alternative, this publication discusses treating the liquid film with radiation from a UV source provided instead of or in addition to the electron beam source.

В публикации ЕР 2937103 А1 предлагается активировать плазмой действующую среду, например раневую накладку. Для этого раневая накладка может содержать активируемый плазмой гель, активируемую плазмой жидкость или активируемую плазмой подложку, пропитанную текучей средой. За счет плазменной обработки действующей среды в ней образуется или выделяется действующее вещество. В качестве действующих сред могут выступать жидкости на водной основе, физиологические растворы и получаемые из них гели. Для плазменной обработки предусмотрен плазменный генератор, вырабатывающий, например, холодную плазму при атмосферном давлении. Эту плазму подают на поверхность действующей среды. После активации раневую накладку можно наложить на пациента.In the publication EP 2937103 A1 it is proposed to activate the active medium, for example a wound pad, with plasma. For this purpose, the wound pad may contain a plasma-activated gel, a plasma-activated liquid or a plasma-activated substrate impregnated with a fluid medium. Due to the plasma treatment of the active medium, the active substance is formed or released in it. The active media may be water-based liquids, physiological solutions and gels obtained from them. For plasma treatment, a plasma generator is provided that produces, for example, cold plasma at atmospheric pressure. This plasma is supplied to the surface of the active medium. After activation, the wound pad can be applied to the patient.

В публикациях US 2019/0110933 А1 и WO 2017/167748 А1 предлагается лечить раны комбинированным применением плазмы и разрежения. Для этого устройство вакуумной терапии связано с атмосферным источником антимикробактериальной и ранозаживляющей плазмы, причем для регистрации процесса заживления раны может быть предусмотрено сенсорное устройство. С этой целью сенсорная система может регистрировать на поверхности тела пациента по меньшей мере один физический параметр. На основании этого регистрируемого параметра судят о состоянии раны. Регистрируемыми параметрами могут быть, в частности, температура, давление, влажность и/или значение водородного показателя рН.The publications US 2019/0110933 A1 and WO 2017/167748 A1 propose to treat wounds by the combined use of plasma and vacuum. For this purpose, a vacuum therapy device is connected to an atmospheric source of antimicrobacterial and wound-healing plasma, and a sensor device can be provided to record the wound healing process. For this purpose, the sensor system can record at least one physical parameter on the surface of the patient's body. Based on this recorded parameter, the state of the wound is judged. The recorded parameters can be, in particular, temperature, pressure, humidity and/or the pH value.

Из публикации WO 2017/074979 А1 известна проблематика ухудшения медицинской эффективности плазменно-активированных жидкостей при длительном хранении. Для обеспечения пригодности таких плазменно-активированных жидкостей к более длительному хранению предлагается использовать для плазменной активации жидкости с пониженным содержанием в их составе цистеина, метионина, фенилаланина и фенолового красного и с добавлением в них 3-нитро-L-тирозина.The problem of deterioration of the medical effectiveness of plasma-activated liquids during long-term storage is known from the publication WO 2017/074979 A1. In order to ensure the suitability of such plasma-activated liquids for longer storage, it is proposed to use liquids with a reduced content of cysteine, methionine, phenylalanine and phenol red in their composition and with the addition of 3-nitro-L-tyrosine for plasma activation.

В публикациях US 2014/0322096 А1 и WO 2014/055812 А1 описана дезинфекционная система, в частности для дезинфекции рук хирургов. Для этого предусмотрен реакционный сосуд, в котором между двумя изолированными электродами происходит барьерный разряд. Через образующуюся в результате этого плазму пропускают распыленную моющую жидкость, которая собирается на дне сосуда и затем может выдаваться через насадки для дезинфекции рук.The publications US 2014/0322096 A1 and WO 2014/055812 A1 describe a disinfection system, in particular for disinfecting the hands of surgeons. For this purpose, a reaction vessel is provided in which a barrier discharge occurs between two insulated electrodes. A sprayed cleaning liquid is passed through the resulting plasma, which collects at the bottom of the vessel and can then be dispensed through nozzles for hand disinfection.

В публикации US 2015/0306258 А1 описывается способ стерилизации ткани роговой оболочки перед ее трансплантацией. Для этого ткань подвергают воздействию плазменно-активированной текучей среды. Для плазменной активации текучей среды ее перед нанесением на роговую оболочку пропускают в распыленном состоянии в виде конуса распыла через холодный плазменный разряд.Publication US 2015/0306258 A1 describes a method for sterilizing corneal tissue before transplantation. To do this, the tissue is exposed to a plasma-activated fluid. To plasma-activate the fluid, it is passed in a sprayed state in the form of a spray cone through a cold plasma discharge before being applied to the cornea.

В публикации WO 2017/091534 А1 описываются способ и система для уничтожения или инактивирования спор путем нанесения на стерилизуемую поверхность содержащей добавку жидкости для поддержания плазменной активации в течение периода времени, составляющего по меньшей мере 30 секунд. Добавкой может быть, например, нитрит, биоактивное масло, кислота, переходный металл или фермент.Publication WO 2017/091534 A1 describes a method and system for killing or inactivating spores by applying a liquid containing an additive to a surface to be sterilized to maintain plasma activation for a period of at least 30 seconds. The additive may be, for example, a nitrite, a bioactive oil, an acid, a transition metal, or an enzyme.

В отличие от этих решений, в публикациях WO 2014/145570 А1 и WO 2014/152256 А1 предлагается воздействовать плазмой непосредственно на поверхность воды, в результате чего в воде образуются радикалы. Такая плазменно-активированная вода может использоваться для дезинфекции поверхностей.In contrast to these solutions, publications WO 2014/145570 A1 and WO 2014/152256 A1 propose to directly affect the water surface with plasma, resulting in the formation of radicals in the water. Such plasma-activated water can be used for disinfecting surfaces.

Публикация WO 2017/083323 А1 также посвящена получению плазменно-активированной жидкости. Для этого предусмотрено устройство, в котором состоящий из газа и жидкости аэрозоль пропускают мимо одного или нескольких плазменных генераторов для активации газа и/или жидкости. Для разделения газа и жидкости после плазменной обработки предусмотрено отделительное устройство. Жидкость может использоваться в целях дезинфекции. Для создания плазмы служит барьерный разряд.Publication WO 2017/083323 A1 is also devoted to obtaining a plasma-activated liquid. For this purpose, a device is provided in which an aerosol consisting of a gas and a liquid is passed by one or more plasma generators to activate the gas and/or liquid. A separating device is provided to separate the gas and liquid after plasma treatment. The liquid can be used for disinfection purposes. A barrier discharge is used to create plasma.

Публикация WO 2018/089577 А1 посвящена системам и способам для плазменной активации жидкостей, причем активация должна обеспечивать особенно высокие концентрации, и активировать требуется большие количества жидкости. Для этого предусмотрено устройство, переводящее жидкость в тонкий слой, вблизи которого создается плазма.Publication WO 2018/089577 A1 is devoted to systems and methods for plasma activation of liquids, wherein the activation must provide particularly high concentrations, and large quantities of liquid must be activated. For this purpose, a device is provided that transfers the liquid into a thin layer, near which plasma is created.

Из публикации US 2019/0279849 А1 известна плазменная активация жидкости разрядом, при которой ток течет от электрода к жидкости.From the publication US 2019/0279849 A1, plasma activation of liquid by discharge is known, in which current flows from the electrode to the liquid.

Предлагаются промежутки от 6 до 10 мм. Кроме того, предусмотрено световоспринимающее устройство, способное методом спектроскопии оптического излучения (оптической эмиссионной спектроскопии) регистрировать характерные спектральные линии образующихся при активации радикалов или ионов.The offered intervals are from 6 to 10 mm. In addition, a light-receiving device is provided, capable of recording the characteristic spectral lines of radicals or ions formed during activation using the method of optical radiation spectroscopy (optical emission spectroscopy).

Прямое воздействие электрического разряда на жидкость и протекание тока через нее раскрыто также в публикации CN 109121278 А. Используемый разряд также может быть электрическим барьерным разрядом.The direct action of an electric discharge on a liquid and the flow of current through it is also disclosed in the publication CN 109121278 A. The discharge used can also be an electric barrier discharge.

В публикации WO 2017/192618 А1 описывается устройство и способ для получения плазменно-активированного химиотерапевтического средства на водной основе. Для этого предусмотрен разрядный сосуд, в котором расположен по меньшей мере один полый игольчатый электрод, причем сосуд имеет внутри электроизоляционную футеровку. Электроды закреплены на вращающемся полом валу, в который подается воздух. Между электродами и стенкой сосуда возникает барьерный разряд. Подаваемая в сосуд жидкость входит в тесный контакт с барьерным разрядом и выводится в активированном состоянии у нижнего края сосуда.Publication WO 2017/192618 A1 describes a device and method for producing a plasma-activated aqueous chemotherapeutic agent. For this purpose, a discharge vessel is provided in which at least one hollow needle electrode is located, wherein the vessel has an electrically insulating lining inside. The electrodes are fixed on a rotating hollow shaft into which air is supplied. A barrier discharge occurs between the electrodes and the vessel wall. The liquid supplied to the vessel comes into close contact with the barrier discharge and is discharged in an activated state at the lower edge of the vessel.

Приведенные выше способы позволяют получать плазменно-активированные водные жидкости. Известно также, что такие активированные жидкости могут храниться, по крайней мере в течение ограниченного времени. Активированные жидкости имеют при этом широкий спектр действия, причем их эффективность со временем меняется. Это может представлять собой фактор неопределенности при использовании плазменно-активированных жидкостей.The above methods allow obtaining plasma-activated aqueous liquids. It is also known that such activated liquids can be stored, at least for a limited time. Activated liquids have a wide range of action, and their effectiveness changes over time. This may be an uncertainty factor when using plasma-activated liquids.

Исходя из этого, задача изобретения заключается в том, чтобы улучшить воспроизводимость успешности лечения при медицинском применении плазменно-активированных жидкостей.Based on this, the objective of the invention is to improve the reproducibility of the success of treatment in the medical use of plasma-activated liquids.

Предлагаемая в изобретении установка для снабжения медицинского инструмента плазменно-активированной жидкостью содержит плазменный генератор и устройство плазменного воздействия, посредством которого плазма, создаваемая плазменным генератором, вводится в контакт с жидкостью. Жидкость может непрерывно или порционно выводиться через выход устройства плазменного воздействия и подаваться к инструменту. При этом жидкость может выводиться в инструмент сразу или может временно храниться в накопительном сосуде в течение некоторого периода времени.The proposed device for supplying a medical instrument with plasma-activated liquid comprises a plasma generator and a plasma action device, by means of which the plasma created by the plasma generator is brought into contact with the liquid. The liquid can be continuously or in portions withdrawn through the outlet of the plasma action device and fed to the instrument. In this case, the liquid can be withdrawn into the instrument immediately or can be temporarily stored in a storage vessel for a certain period of time.

Предлагаемая в изобретении установка также содержит сенсорное устройство и управляющее устройство. Сенсорное устройство предусмотрено для регистрации по меньшей мере одного химического или физического параметра жидкости во время и/или после воздействия на нее плазмы. Регистрируемый сенсорным устройством параметр используется управляющим устройством для управления характеристиками выдаваемой в инструмент плазменно-активированной жидкости. Управляющее устройство имеет вход, связанный с сенсорным устройством. На выходе управляющее устройство может быть связано, например, с плазменным генератором для воздействия на параметры плазменного разряда. Управляющее устройство выполнено с возможностью управления плазменным генератором в отношении коэффициента амплитуды или формы кривой выдаваемого им тока или выдаваемого им напряжения. Кроме того, управляющее устройство может быть выполнено с возможностью управления плазменным генератором дополнительно в отношении выдаваемого им напряжения, тока или мощности.The device proposed in the invention also contains a sensor device and a control device. The sensor device is provided for recording at least one chemical or physical parameter of the liquid during and/or after exposure to plasma. The parameter recorded by the sensor device is used by the control device for controlling the characteristics of the plasma-activated liquid supplied to the tool. The control device has an input connected to the sensor device. At the output, the control device can be connected, for example, to a plasma generator for influencing the parameters of the plasma discharge. The control device is configured to control the plasma generator with respect to the amplitude factor or the shape of the curve of the current supplied by it or the voltage supplied by it. In addition, the control device can be configured to control the plasma generator additionally with respect to the voltage, current or power supplied by it.

Дополнительно управляющее устройство может быть связано с устройством плазменного воздействия, насосами, клапанами или иными регулирующими органами для воздействия на параметры плазменной обработки. Например, на длительность пребывания жидкости в плазме или рядом с ней. Если жидкость вводится в контакт с плазмой в компактной (связной) форме, в виде тонкой пленки или в виде капель, управляющее устройство может воздействовать на скорость течения жидкости, размер капель жидкости, толщину слоя жидкости и иные аналогичные параметры. В качестве дополнения или альтернативы, управляющее устройство может быть связано с органами управления накопительного сосуда, такими, например, как клапаны или насосы, чтобы воздействовать на длительность пребывания активированной жидкости в накопительном сосуде.Additionally, the control device may be connected to the plasma treatment device, pumps, valves or other control elements to influence the plasma treatment parameters. For example, the residence time of the liquid in or near the plasma. If the liquid is introduced into contact with the plasma in a compact (coherent) form, in the form of a thin film or in the form of drops, the control device may influence the flow rate of the liquid, the size of the liquid droplets, the thickness of the liquid layer and other similar parameters. As a supplement or alternative, the control device may be connected to the control elements of the storage vessel, such as, for example, valves or pumps, to influence the residence time of the activated liquid in the storage vessel.

Плазменный генератор предпочтительно имеет газовый канал и по меньшей мере один электрод, находящийся в контакте с газом из газового канала. Этот электрод может быть изолированным электродом, чтобы питать барьерный разряд. Он также может быть электродом с электрически проводящей поверхностью, чтобы обеспечивать возможность непосредственного перехода электронов из электрода в плазму. В газовый канал может подаваться газ, в частности инертный газ, такой, например, как аргон. Таким образом на электроде может происходить ионизация газа, а значит образование плазмы, в частности струи плазмы, контактирующей с жидкостью. Жидкость может находиться в электрическом контакте с еще одним электродом. При этом речь предпочтительно идет о неизолированном электроде. В этом случае электрод имеет электрически проводящую поверхность, что делает возможным переход электронов из жидкости в электрод и из электрода в жидкость. Активация жидкости плазмой предпочтительно осуществляется воздействием струи плазмы на жидкость. Жидкость при этом может образовывать компактное тело, имеющее соответствующую поверхность, например, горизонтальную жидкую поверхность. Струя плазмы также может вводиться в жидкость, чтобы части плазмы поднимались в жидкости в виде пузырей. Кроме того, также можно вводить распыленную жидкость в струю аргоновой плазмы. Вместе с тем, вместо струи аргоновой плазмы также могут использоваться другие виды плазмы, в частности воздушная плазма. Плазма может быть холодной плазмой или же плазмой, температура газа которой является "теплой", т.е. превышающей температуру тела человека.The plasma generator preferably has a gas channel and at least one electrode in contact with the gas from the gas channel. This electrode can be an insulated electrode in order to supply the barrier discharge. It can also be an electrode with an electrically conductive surface in order to enable the direct transfer of electrons from the electrode into the plasma. A gas, in particular an inert gas such as argon, can be supplied into the gas channel. In this way, the gas can be ionized at the electrode, and thus a plasma can be formed, in particular a plasma jet in contact with the liquid. The liquid can be in electrical contact with another electrode. In this case, it is preferably a non-insulated electrode. In this case, the electrode has an electrically conductive surface, which enables the transfer of electrons from the liquid into the electrode and from the electrode into the liquid. The activation of the liquid by the plasma is preferably carried out by the action of the plasma jet on the liquid. The liquid can then form a compact body having a corresponding surface, for example a horizontal liquid surface. A plasma jet can also be injected into a liquid so that parts of the plasma rise in the liquid as bubbles. In addition, it is also possible to inject sprayed liquid into an argon plasma jet. However, other types of plasma, in particular air plasma, can also be used instead of an argon plasma jet. Plasma can be cold plasma or plasma whose gas temperature is "warm", i.e. exceeding the temperature of the human body.

В частности, для плазменной активации жидкости пригоден плазменный генератор с неизолированным электродом, обеспечивающим возможность протекания тока через жидкость.In particular, a plasma generator with a non-insulated electrode, which allows current to flow through the liquid, is suitable for plasma activation of liquid.

В результате плазменной обработки в жидкости образуются агенты, т.е. химические соединения с различными временем жизни и реакционной способностью, которые в общем называются создаваемыми плазмой агентами. Такими создаваемыми плазмой агентами могут быть ионы гидроксония, гидроксидные ионы, пероксид водорода и/или нитритные ионы и/или нитратные ионы и/или пероксинитрит и/или синглетный кислород и/или озон и/или кислород и/или ионы супероксидных радикалов и/или гидроксильные радикалы и/или гидропероксильные радикалы и/или оксиды азота, такие как монооксид азота и диоксид азота. Сенсорным устройством, предусмотренным для регистрации (определения) таких агентов, может быть сенсорное устройство, пригодное для оптической спектроскопии, например для спектроскопии поглощения ультрафиолетового света, видимого света или инфракрасного света. В качестве дополнения или альтернативы, сенсорным устройством может быть может устройство, пригодное для регистрации фосфоресценции, в частности фосфоресценции в ближней инфракрасной области. В качестве дополнения или альтернативы, сенсорное устройство может быть выполнено с возможностью проведения оптической эмиссионной спектроскопии для УФ-света, видимого света и/или ближнего инфракрасного света. В качестве дополнения или альтернативы, сенсорное устройство может быть устройством для спектроскопии электронного спинового резонанса.As a result of the plasma treatment, agents, i.e. chemical compounds with different lifetimes and reactivities, are formed in the liquid, which are generally referred to as plasma-generated agents. Such plasma-generated agents may be hydronium ions, hydroxide ions, hydrogen peroxide and/or nitrite ions and/or nitrate ions and/or peroxynitrite and/or singlet oxygen and/or ozone and/or oxygen and/or superoxide radical ions and/or hydroxyl radicals and/or hydroperoxyl radicals and/or nitrogen oxides such as nitrogen monoxide and nitrogen dioxide. The sensor device provided for recording (determining) such agents may be a sensor device suitable for optical spectroscopy, such as ultraviolet light absorption spectroscopy, visible light absorption spectroscopy or infrared light absorption spectroscopy. As a supplement or alternative, the sensor device may be a device suitable for detecting phosphorescence, in particular phosphorescence in the near infrared region. As a supplement or alternative, the sensor device may be designed with the possibility of performing optical emission spectroscopy for UV light, visible light and/or near infrared light. As a supplement or alternative, the sensor device may be a device for electron spin resonance spectroscopy.

Объектом изобретения является также способ получения плазменно-активированной жидкости, используемой для лечения, характеризующийся тем, что посредством плазменного генератора создают плазму, в контакт с которой в устройстве плазменного воздействия вводят жидкость, и эту жидкость подают к инструменту, во время и/или после воздействия плазмы на жидкость в устройстве плазменного воздействия посредством сенсорного устройства регистрируют по меньшей мере один химический или физический параметр жидкости, и посредством управляющего устройства, связанного на входе с сенсорным устройством и на выходе с плазменным генератором, управляют работой плазменного генератора в отношении коэффициента амплитуды или формы кривой выдаваемого им тока или выдаваемого им напряжения в зависимости от регистрируемого параметра жидкости для воздействия на указанный параметр.The subject of the invention is also a method for producing a plasma-activated liquid used for treatment, characterized in that by means of a plasma generator a plasma is created, into contact with which a liquid is introduced in a plasma action device, and this liquid is supplied to the instrument, during and/or after the action of the plasma on the liquid in the plasma action device by means of a sensor device at least one chemical or physical parameter of the liquid is recorded, and by means of a control device connected at the input to the sensor device and at the output to the plasma generator, the operation of the plasma generator is controlled in relation to the amplitude factor or the shape of the curve of the current it produces or the voltage it produces depending on the recorded parameter of the liquid for influencing the said parameter.

Другие подробности предпочтительных вариантов осуществления изобретения рассматриваются ниже в описании или на чертежах, на которых показано:Other details of the preferred embodiments of the invention are discussed below in the description or in the drawings, which show:

на фиг. 1 - функциональная схема, иллюстрирующая конструктивные и функциональные элементы предлагаемой в изобретении установки для снабжения медицинского элемента плазменно-активированной жидкостью,Fig. 1 is a functional diagram illustrating the structural and functional elements of the installation proposed in the invention for supplying a medical element with plasma-activated liquid,

на фиг. 2 - устройство плазменного воздействия для получения обработанных плазмой жидкостей.Fig. 2 - a plasma treatment device for obtaining plasma-treated liquids.

На фиг. 1 представлена установка 10 для снабжения плазменно-активированной жидкостью медицинского инструмента 11, при помощи которого можно проводить лечение по меньшей мере одним из различных методов. Методы лечения представлены на фиг. 1 функциональными блоками, причем блок 13 обозначает инъекцию плазменно-активированной жидкости под ткань. Блок 14 обозначает попеременное лечение ткани, или воздействие на ткань, плазмой, например аргоновой плазмой, и/или высокочастотным током, а также плазменно-активированной жидкостью. Блок 15 обозначает смачивание или орошение ткани плазменно-активированной жидкостью.Fig. 1 shows a device 10 for supplying a medical instrument 11 with a plasma-activated liquid, with the aid of which it is possible to carry out treatment by at least one of various methods. The treatment methods are shown in Fig. 1 by functional blocks, wherein block 13 denotes the injection of a plasma-activated liquid under the tissue. Block 14 denotes the alternating treatment of the tissue, or the effect on the tissue, by plasma, for example argon plasma, and/or high-frequency current, as well as by plasma-activated liquid. Block 15 denotes the wetting or irrigation of the tissue with a plasma-activated liquid.

Под инструментом 11 понимается любой инструмент, способный осуществлять лечение по меньшей мере одним из вышеназванных методов, представленных блоками 13-15, а также другие инструменты для иного применения плазменно-активированной жидкости на пациенте или биологической ткани.Instrument 11 is understood to mean any instrument capable of performing treatment using at least one of the above-mentioned methods, represented by blocks 13-15, as well as other instruments for other applications of plasma-activated liquid on a patient or biological tissue.

Установка 10 содержит обрабатывающий сосуд 16, в котором плазмой должна обрабатываться жидкость, например раствор хлорида натрия, раствор Рингера, лактатный раствор Рингера или иная жидкость, применяемая на пациенте. Жидкость поступает из накопительного сосуда 17, связанного с обрабатывающим сосудом 16 посредством управляемого насоса 18. Насос 18 служит для того, чтобы под управлением управляющего устройства 19 подавать жидкость из накопительного сосуда 17 в обрабатывающий сосуд 16, как показано стрелками 20, 21. Дополнительно насос 18 может быть выполнен, по меньшей мере в качестве опции, с возможностью перекачивания жидкости из обрабатывающего сосуда 16 обратно в накопительный сосуд 17, как показано стрелками 22, 23. Направление подачи, а при необходимости и производительность насоса 18 при его работе, задается управляющим устройством 19, как это показано стрелкой 24.The device 10 comprises a treatment vessel 16 in which a liquid, such as a sodium chloride solution, Ringer's solution, lactated Ringer's solution or another liquid applied to the patient, is to be treated with plasma. The liquid comes from a storage vessel 17 connected to the treatment vessel 16 by means of a controlled pump 18. The pump 18 serves to supply liquid from the storage vessel 17 to the treatment vessel 16 under the control of a control device 19, as shown by arrows 20, 21. Additionally, the pump 18 can be designed, at least as an option, with the possibility of pumping liquid from the treatment vessel 16 back to the storage vessel 17, as shown by arrows 22, 23. The direction of supply and, if necessary, the performance of the pump 18 during its operation are set by the control device 19, as shown by arrow 24.

Обрабатывающим сосудом 16 может быть сосуд, в котором обрабатываемая жидкость F, как это эскизно показано на фиг. 2, содержится в виде компактного (связного) жидкого тела с по существу горизонтальной поверхностью. Вместе с тем, обрабатывающим сосудом 16 может служить любой другой сосуд, в котором возможно введение жидкости в контакт с плазмой. Такими сосудами являются, например, оросительные сосуды, в которых жидкость может стекать в виде капельной завесы через плазму или слой жидкости может стекать вдоль плазмы, сосуды с распылительным устройством, вводящим жидкость в распыленном виде в плазму, с центробежными устройствами, вводящими жидкость в виде тонкой пленки в контакт с плазмой, или иные подобные сосуды. Обрабатывающий сосуд 16 вместе с создаваемой в нем плазмой 30 (фиг. 2) образует устройство 25 плазменного воздействия.The processing vessel 16 may be a vessel in which the liquid F to be processed, as shown sketched in Fig. 2, is contained in the form of a compact (connected) liquid body with a substantially horizontal surface. At the same time, any other vessel in which it is possible to introduce liquid into contact with the plasma may serve as the processing vessel 16. Such vessels are, for example, irrigation vessels in which liquid can flow in the form of a drop curtain through the plasma or a layer of liquid can flow along the plasma, vessels with a spray device introducing liquid in sprayed form into the plasma, with centrifugal devices introducing liquid in the form of a thin film into contact with the plasma, or other similar vessels. The processing vessel 16 together with the plasma 30 (Fig. 2) created in it forms a plasma action device 25.

Кроме того, на фиг. 1 показаны различные смесительные устройства, представленные обведенными прерывистой линией функциональными блоками 26-28, из которых в состав установки входит, по меньшей мере предпочтительно, по меньшей мере одно, и которые служат для обеспечения однородного распределения образующихся в обрабатывающем сосуде реакционноспособных агентов. Этой цели может служить конвектор 26, который за счет воздействия на жидкость теплоты или холода создает конвекционное течение. В качестве альтернативы может быть предусмотрено перемешивающее устройство 27, служащее для приведения жидкости F в движение в обрабатывающем сосуде 16. Функциональным блоком 28 представлено газозавихряющее устройство для введения жидкости в обрабатывающем сосуде в тесный контакт с плазмой 30. Каждое из представленных функциональными блоками 26, 27, 28 устройств может быть расположено в или на обрабатывающем сосуде 16 в одиночку или в комбинации с одним или несколькими вышеназванными устройствами.In addition, Fig. 1 shows various mixing devices, represented by the functional units 26-28 outlined by a broken line, of which the installation preferably includes at least one, and which serve to ensure a uniform distribution of the reactive agents formed in the processing vessel. This purpose can be served by a convector 26, which creates a convection current by acting on the liquid with heat or cold. Alternatively, a mixing device 27 can be provided, which serves to set the liquid F in motion in the processing vessel 16. The functional unit 28 is a gas swirler for introducing the liquid in the processing vessel into close contact with the plasma 30. Each of the devices represented by the functional units 26, 27, 28 can be located in or on the processing vessel 16 alone or in combination with one or more of the above-mentioned devices.

Как показано на фиг. 2, к обрабатывающему сосуду 16 примыкает плазменный аппликатор 29, выполненный с возможностью создания плазмы 30. Например, плазменный аппликатор 29 может быть аргоно-плазменным аппликатором. Он содержит газоподводящий канал 31, по которому подается инертный газ, например азот или благородный газ, такой как аргон или гелий, либо иной пригодный для создания плазмы газ, например реакционноспособный газ, в частности кислородсодержащий газ. Газовый канал 31 подключен к источнику 32 газа. Источник газа, как показано на фиг. 1, может быть выполнен управляемым и может быть подключен к управляющему устройству 19, способному управлять источником газа в отношении времени выдачи газа и/или в отношении расхода выдаваемого газа, т.е. величины газового потока.As shown in Fig. 2, a plasma applicator 29 is adjacent to the processing vessel 16, which is designed to generate plasma 30. For example, the plasma applicator 29 can be an argon-plasma applicator. It comprises a gas supply channel 31, through which an inert gas is supplied, for example nitrogen or a noble gas, such as argon or helium, or another gas suitable for generating plasma, for example a reactive gas, in particular an oxygen-containing gas. The gas channel 31 is connected to a gas source 32. The gas source, as shown in Fig. 1, can be made controllable and can be connected to a control device 19, capable of controlling the gas source with respect to the gas output time and/or with respect to the flow rate of the output gas, i.e. the amount of gas flow.

Плазменный аппликатор также содержит электрод 33, предпочтительно выполненный неизолированным, т.е. имеющим электрически проводящую поверхность, и контактирующий с газовым потоком в газоподводящем канале 31 или омываемый этим потоком.The plasma applicator also contains an electrode 33, preferably made non-insulated, i.e. having an electrically conductive surface, and in contact with the gas flow in the gas supply channel 31 or washed by this flow.

Этот электрод подключен к одному полюсу плазменного генератора 34, другой полюс которого соединен, например, с омываемым жидкостью F электродом 35. Плазменный генератор предпочтительно представляет собой высокочастотный генератор, выполненный с возможностью выдачи высокочастотного напряжения и высокочастотного тока. Генератор предпочтительно является управляемым в отношении величины выдаваемого напряжения и/или выдаваемой мощности и/или тока и/или в отношении формы кривой, модуляции коэффициента заполнения импульса, коэффициента амплитуды или других параметров. Для этого плазменный генератор 34 может быть соединен с управляющим устройством 19 и может управляться им, как это показано на фиг. 1.This electrode is connected to one pole of the plasma generator 34, the other pole of which is connected, for example, to the electrode 35 washed by the liquid F. The plasma generator is preferably a high-frequency generator, designed with the possibility of outputting a high-frequency voltage and a high-frequency current. The generator is preferably controllable with respect to the magnitude of the output voltage and/or the output power and/or the current and/or with respect to the shape of the curve, the modulation of the pulse duty cycle, the amplitude factor or other parameters. For this purpose, the plasma generator 34 can be connected to the control device 19 and can be controlled by it, as shown in Fig. 1.

Установка 10 также содержит сенсорное устройство 36, предназначенное и выполненное для того, чтобы проводить анализ обрабатываемой жидкости F в отношении образующихся в ней химических агентов. Такими агентами в самом широком смысле являются вещества, а также ионы, радикалы, фрагменты молекул и т.п., образующиеся в результате плазменной обработки жидкости F. Сенсорное устройство 36 может быть расположено вне обрабатывающего сосуда 16, как это схематически показано на фиг. 2, и может снабжаться жидкостью F из обрабатывающего сосуда 16, например посредством циркуляционного контура 37.The installation 10 also comprises a sensor device 36, intended and constructed to analyze the liquid F being processed with respect to the chemical agents formed therein. Such agents in the broadest sense are substances, as well as ions, radicals, molecular fragments, etc., formed as a result of the plasma processing of the liquid F. The sensor device 36 can be located outside the processing vessel 16, as shown schematically in Fig. 2, and can be supplied with liquid F from the processing vessel 16, for example by means of a circulation circuit 37.

На фиг. 2 схематически представлено сенсорное устройство 36 для оптической спектроскопии поглощения. Для этого сенсорное устройство 36 содержит светоизлучающее устройство 38 и световоспринимающее устройство 39. Светоизлучающее устройство 38 выполнено, например, с возможностью испускания в жидкость F ультрафиолетового, видимого и/или инфракрасного света с известным спектральным составом. Световоспринимающее устройство 39 предпочтительно выполнено с возможностью регистрации спектрального состава ультрафиолетового, видимого и/или инфракрасного света, прошедшего через жидкость F. Управляющее устройство 19 выполнено с возможностью определения присутствия и концентрации выбранных агентов по различию между спектрами света, испускаемого светоизлучающим устройством 38, и света, принимаемого световоспринимающим устройством 39.Fig. 2 schematically shows a sensor device 36 for optical absorption spectroscopy. For this purpose, the sensor device 36 comprises a light-emitting device 38 and a light-receiving device 39. The light-emitting device 38 is designed, for example, with the possibility of emitting ultraviolet, visible and/or infrared light with a known spectral composition into the liquid F. The light-receiving device 39 is preferably designed with the possibility of recording the spectral composition of the ultraviolet, visible and/or infrared light that has passed through the liquid F. The control device 19 is designed with the possibility of determining the presence and concentration of selected agents based on the difference between the spectra of the light emitted by the light-emitting device 38 and the light received by the light-receiving device 39.

Вместо сенсорного устройства 36, реализующего метод оптической спектроскопии поглощения, также может быть предусмотрено любое другое сенсорное устройство, выполненное с возможностью регистрации присутствия и/или концентрации в жидкости одного или нескольких агентов. Такие сенсорные устройства могут представлять собой устройства эмиссионной спектроскопии (спектроскопии излучения) для ультрафиолетового, видимого и/или инфракрасного света. Сенсорное устройство также может представлять собой устройство регистрации фосфоресценции для ультрафиолетового, видимого и/или инфракрасного света, в частности для света в ближней инфракрасной области. Кроме того, сенсорное устройство 36 может представлять собой устройство для измерения водородного показателя рН, в частности одностержневую измерительную цепь. Сенсорное устройство 36 может включать в себя одно или несколько из вышеназванных сенсорных устройств.Instead of the sensor device 36 implementing the method of optical absorption spectroscopy, any other sensor device may also be provided, which is capable of registering the presence and/or concentration of one or more agents in the liquid. Such sensor devices may be emission spectroscopy devices (radiation spectroscopy) for ultraviolet, visible and/or infrared light. The sensor device may also be a phosphorescence registration device for ultraviolet, visible and/or infrared light, in particular for light in the near infrared region. In addition, the sensor device 36 may be a device for measuring the hydrogen index pH, in particular a single-rod measuring chain. The sensor device 36 may include one or more of the above-mentioned sensor devices.

Управляющее устройство 19 может управлять плазменным генератором 34 для регулирования концентрации и/или состава различных агентов в жидкости F. Управляющее устройство 19 может управлять, например, выдаваемыми плазменным генератором 34 током и/или напряжением в отношении мощности, величины, формы кривой, коэффициента амплитуды, частоты, модуляции и т.п., чтобы тем самым управлять плазмой, а значит - образованием агентов.The control device 19 can control the plasma generator 34 to regulate the concentration and/or composition of various agents in the liquid F. The control device 19 can control, for example, the current and/or voltage output by the plasma generator 34 in terms of power, magnitude, curve shape, amplitude factor, frequency, modulation, etc., in order to thereby control the plasma, and hence the formation of agents.

Обрабатывающий сосуд 16 может быть посредством насоса 40 связан непосредственно с инструментом 11 для его снабжения плазменно-активированной жидкостью. Как возможный вариант, между насосом 40 и инструментом 11 также может быть предусмотрен сосуд 41 для хранения, в котором плазменно-активированная жидкость может храниться в течение заданного или выбираемого времени.The processing vessel 16 can be connected directly to the tool 11 by means of a pump 40 for supplying it with plasma-activated liquid. As a possible variant, a storage vessel 41 can also be provided between the pump 40 and the tool 11, in which the plasma-activated liquid can be stored for a given or selectable time.

В дополнение к связи сенсорного устройства с циркуляционным контуром 37 или в качестве альтернативы такой связи, сенсорное устройство 36 может быть связано с сосудом 41 для хранения. Таким же образом сосуд 41 для хранения может быть связан с собственным сенсорным устройством, которое тогда связано, в свою очередь, с управляющим устройством 19. Путем управления насосом 40 и/или не показанным на чертежах насосом, который может быть расположен между сосудом 41 для хранения и инструментом 11, управляющее устройство 19 может задавать длительность хранения обработанной плазмой жидкости F. Поскольку после плазменной обработки жидкости F концентрация агентов, образовавшихся в обработанной плазмой жидкости, уменьшается различными темпами, управляющее устройство 19 путем задания определенной длительности хранения, при необходимости - под контролем сенсорного устройства 36, может выдавать обработанную плазмой жидкость F, в которой, например, короткоживущие агенты практически исчезли, но долгоживущие агенты содержатся в высокой концентрации. С другой стороны, если требование к лечению прежде всего предусматривает наличие короткоживущих агентов, то посредством сенсорного устройства 36 можно определить, выработались ли такие агенты в достаточной концентрации, чтобы подавать их к инструменту 11 немедленно. Кроме того, при необходимости может быть предусмотрена возможность подачи жидкости из сосуда 41 для хранения в обрабатывающий сосуд 16 для деактивации (дополнительной или последующей активации). Эта возможность отражена на фиг. 1 двусторонними стрелками 42, 43.In addition to the connection of the sensor device with the circulation circuit 37 or as an alternative to such a connection, the sensor device 36 can be connected to the storage vessel 41. In the same way, the storage vessel 41 can be connected to its own sensor device, which is then connected in turn to the control device 19. By controlling the pump 40 and/or a pump not shown in the drawings, which can be arranged between the storage vessel 41 and the instrument 11, the control device 19 can set the storage duration of the plasma-treated liquid F. Since after the plasma treatment of the liquid F the concentration of the agents formed in the plasma-treated liquid decreases at different rates, the control device 19, by setting a certain storage duration, if necessary under the control of the sensor device 36, can deliver the plasma-treated liquid F in which, for example, short-lived agents have practically disappeared, but long-lived agents are contained in a high concentration. On the other hand, if the treatment requirement primarily requires short-lived agents, then the sensor device 36 can determine whether such agents have been produced in sufficient concentration to be supplied to the instrument 11 immediately. Furthermore, if necessary, the possibility can be provided for supplying liquid from the storage vessel 41 to the processing vessel 16 for deactivation (additional or subsequent activation). This possibility is shown in Fig. 1 by double-headed arrows 42, 43.

Описанные установка 10 и инструмент 11 работают следующим образом: Сначала накопительный сосуд 17 заполняют через заправочный патрубок 44 (фиг. 1) подлежащей активации жидкостью, например раствором хлорида натрия. Затем управляющее устройство 19 приводит в действие насос 18 и обеспечивает подачу жидкости F в обрабатывающий сосуд 16, например, с заполнением обрабатывающего сосуда 16 жидкостью F. Кроме того, управляющее устройство 19 приводит в действие плазменный генератор 34, а также при необходимости источник 32 газа, в результате чего плазменный аппликатор 29 создает плазму 30, воздействующую на жидкость F (фиг. 2). Сенсорное устройство 36 непрерывно находится в активном состоянии или активизируется через дискретные интервалы для регистрации качества жидкости F, т.е. качества ее плазменной активации. При этом качество плазменной активации измеряется, в частности, по концентрации выбранного агента, например, по содержанию ионов гидроксония, гидроксильных ионов, пероксида водорода, нитрита, нитрата, пероксинитрита, синглетного кислорода, озона, гидроксипероксида, кислорода, ионов супероксидных радикалов, гидроксильных радикалов и/или гидропероксильных радикалов. Для регистрации таких агентов сенсорное устройство 36 выполнено в виде так называемой одностержневой измерительной цепи для измерения рН, в виде спектроскопа для анализа излучаемого света (инфракрасного, видимого и/или ультрафиолетового), в виде абсорбционного спектроскопа (как показано на фиг. 2), в виде сенсора фосфоресценции, например для излучения с длиной волны 1275 нм с целью измерения синглетного кислорода, или в виде спектроскопа для анализа по методу электронного спинового резонанса. Сенсорное устройство 36 также может включать в себя несколько вышеназванных измерительных устройств.The described installation 10 and instrument 11 operate as follows: First, the storage vessel 17 is filled through the filling pipe 44 (Fig. 1) with the liquid to be activated, for example, a sodium chloride solution. Then the control device 19 activates the pump 18 and ensures the supply of liquid F into the processing vessel 16, for example, with filling the processing vessel 16 with liquid F. In addition, the control device 19 activates the plasma generator 34, and also, if necessary, the gas source 32, as a result of which the plasma applicator 29 creates a plasma 30, which acts on the liquid F (Fig. 2). The sensor device 36 is continuously in the active state or is activated at discrete intervals to record the quality of the liquid F, i.e. the quality of its plasma activation. In this case, the quality of the plasma activation is measured, in particular, by the concentration of the selected agent, for example, by the content of hydronium ions, hydroxyl ions, hydrogen peroxide, nitrite, nitrate, peroxynitrite, singlet oxygen, ozone, hydroxyperoxide, oxygen, superoxide radical ions, hydroxyl radicals and/or hydroperoxyl radicals. For recording such agents, the sensor device 36 is designed as a so-called single-rod measuring chain for measuring pH, as a spectroscope for analyzing the emitted light (infrared, visible and/or ultraviolet), as an absorption spectroscope (as shown in Fig. 2), as a phosphorescence sensor, for example for radiation with a wavelength of 1275 nm for the purpose of measuring singlet oxygen, or as a spectroscope for analysis using the electron spin resonance method. The sensor device 36 can also include several of the above-mentioned measuring devices.

На основании концентрации выбранного агента, определенной сенсорным устройством, управляющее устройство 19 может устанавливать, продлевать или сокращать длительность плазменной обработки жидкости, может регулировать параметры выдаваемого плазменным генератором 34 тока или напряжения и/или может воздействовать на расход газа, поступающего из источника 32 газа. В качестве дополнения или альтернативы, управляющее устройство 19 может устанавливать или ограничивать длительность хранения обработанной плазмой жидкости в сосуде 41 для хранения и/или может управлять одним или несколькими устройствами 26-28.Based on the concentration of the selected agent determined by the sensor device, the control device 19 can set, extend or shorten the duration of plasma treatment of the liquid, can regulate the parameters of the current or voltage supplied by the plasma generator 34 and/or can affect the flow rate of gas supplied from the gas source 32. As a supplement or alternative, the control device 19 can set or limit the duration of storage of the plasma-treated liquid in the storage vessel 41 and/or can control one or more devices 26-28.

Управляющее устройство 19 может быть выполнено таким образом, чтобы воздействовать на качество жидкости F в контексте одной или нескольких следующих взаимосвязей:The control device 19 may be designed to influence the quality of the liquid F in the context of one or more of the following relationships:

- воздействие на силу эффекта плазмы, т.е. на превращаемую в плазме электрическую мощность или иные параметры, в зависимости от требуемого значения рН. При более высокой мощности достигается более низкое значение рН.- impact on the strength of the plasma effect, i.e. on the electrical power converted in the plasma or other parameters, depending on the required pH value. At higher power, a lower pH value is achieved.

- задание длительности воздействия плазмы на жидкость в зависимости от требуемого значения рН. При большей длительности воздействия достигается более низкое значение рН.- setting the duration of plasma exposure to liquid depending on the required pH value. A lower pH value is achieved with a longer duration of exposure.

- задание силы эффекта плазмы, т.е. превращаемой в плазме электрической мощности или иных параметров, в зависимости от требуемого отношения водорода к нитрату.- setting the strength of the plasma effect, i.e. the electrical power converted in the plasma or other parameters, depending on the required ratio of hydrogen to nitrate.

- выбор обрабатываемой жидкости в зависимости от требуемого отношения водорода к нитрату. Располагаемыми для выбора жидкостями могут быть, например, раствор NaCl и фосфатный буферный раствор NaCl.- selection of the liquid to be processed depending on the required hydrogen to nitrate ratio. Liquids available for selection may be, for example, a NaCl solution and a phosphate buffer solution of NaCl.

Для достижения требуемого качества жидкости F, т.е. требуемого состава содержащихся в ней агентов, управляющее устройство 19 может использовать регистрируемый(-ые) сенсорным устройством 36 химический(-ие) и/или физический(-ие) параметр(-ы) обработанной жидкости F для управления режимом работы устройства 25 плазменного воздействия или плазменного генератора 34. При управлении плазменным генератором воздействие оказывается по меньшей мере на один параметр тока и/или напряжения, выдаваемого плазменным генератором.In order to achieve the required quality of the liquid F, i.e. the required composition of the agents contained therein, the control device 19 can use the chemical and/or physical parameter(s) of the processed liquid F recorded by the sensor device 36 to control the operating mode of the plasma action device 25 or the plasma generator 34. When controlling the plasma generator, an effect is exerted on at least one parameter of the current and/or voltage produced by the plasma generator.

Изобретение обеспечивает создание установки 10 для получения плазменно-активированной жидкости F с заданными характеристиками. Установка 10 содержит снабженное плазменным аппликатором 29 устройство 25 плазменного воздействия, в котором жидкость F вводится в контакт с газовой плазмой 30. Предусмотрено сенсорное устройство 36, которое служит для анализа состава обработанной плазмой жидкости F по меньшей мере в отношении создаваемого плазменной обработкой агента. На основании регистрируемой сенсорным устройством 36 концентрации одного или нескольких агентов могут устанавливаться или изменяться параметры обработки жидкости F в устройстве 25 плазменного воздействия. Таким образом удается получить обработанную плазмой жидкость F с заданными характеристиками для лечения пациента.The invention provides for the creation of a device 10 for obtaining a plasma-activated liquid F with specified characteristics. The device 10 comprises a plasma action device 25 equipped with a plasma applicator 29, in which the liquid F is brought into contact with a gas plasma 30. A sensor device 36 is provided, which serves to analyze the composition of the plasma-treated liquid F at least with respect to the agent created by the plasma treatment. Based on the concentration of one or more agents recorded by the sensor device 36, the parameters for treating the liquid F in the plasma action device 25 can be set or changed. In this way, it is possible to obtain a plasma-treated liquid F with specified characteristics for treating a patient.

Перечень ссылочных обозначений:List of reference designations:

10 установка для получения плазменно-активированной жидкости10 Installation for obtaining plasma-activated liquid

11 инструмент11 tool

12-15 функциональные блоки, символизирующие лечение плазменно-активированной жидкостью12-15 functional blocks symbolizing treatment with plasma-activated liquid

16 обрабатывающий сосуд16 processing vessel

17 накопительный сосуд17 storage vessel

18 насос18 pump

19 управляющее устройство19 control device

20, 21 стрелки, обозначающие направление подачи насоса 1820, 21 arrows indicating the direction of pump feed 18

22, 23 стрелки, обозначающие опциональное направление подачи насоса 1822, 23 arrows indicating the optional direction of pump feed 18

24 стрелка, обозначающая управление насосом 1824 arrow indicating pump control 18

25 устройство плазменного воздействия25 plasma impact device

26 функциональный блок - конвектор26 functional block - convector

27 функциональный блок - перемешивающее устройство27 functional block - mixing device

28 функциональный блок газозавихряющее устройство28 functional block gas swirl device

29 плазменный аппликатор29 plasma applicator

30 плазма30 plasma

31 газоподводящий канал31 gas supply channels

32 источник газа32 gas source

33 электрод33 electrode

34 плазменный генератор34 plasma generator

35 электрод35 electrode

36 сенсорное устройство36 touch device

37 циркуляционный контур37 circulation circuit

38 светоизлучающее устройство38 light emitting device

39 световоспринимающее устройство39 light-receiving device

40 насос40 pump

41 сосуд для хранения41 storage vessels

42, 43 двусторонние стрелки42, 43 double-sided arrows

44 заправочный патрубок44 filling nozzle

Claims (23)

1. Установка (10) для снабжения медицинского инструмента (11) плазменно-активированной жидкостью, содержащая:1. An installation (10) for supplying a medical instrument (11) with plasma-activated liquid, containing: - плазменный генератор (34) для создания плазмы (30),- plasma generator (34) for creating plasma (30), - устройство (25) плазменного воздействия, выполненное с возможностью введения находящейся в нем жидкости (F) в контакт с плазмой (30) и имеющее выход для вывода жидкости из устройства (25) плазменного воздействия и ее подачи к инструменту (11),- a plasma action device (25) designed with the possibility of introducing a liquid (F) located therein into contact with the plasma (30) and having an outlet for removing the liquid from the plasma action device (25) and feeding it to the tool (11), - сенсорное устройство (36) для регистрации по меньшей мере одного химического или физического параметра жидкости (F) во время и/или после воздействия плазмы на жидкость в устройстве (25) плазменного воздействия, и- a sensor device (36) for recording at least one chemical or physical parameter of the liquid (F) during and/or after the action of plasma on the liquid in the plasma action device (25), and - управляющее устройство (19), связанное на входе с сенсорным устройством (36) и на выходе с плазменным генератором (34) для управления плазменным генератором (34) в зависимости от регистрируемого параметра жидкости (F),- a control device (19) connected at the input to the sensor device (36) and at the output to the plasma generator (34) for controlling the plasma generator (34) depending on the registered parameter of the liquid (F), отличающаяся тем, что управляющее устройство (19) выполнено с возможностью управления плазменным генератором (34) в отношении коэффициента амплитуды или формы кривой выдаваемого им тока или выдаваемого им напряжения.characterized in that the control device (19) is designed with the possibility of controlling the plasma generator (34) in relation to the amplitude factor or the shape of the curve of the current produced by it or the voltage produced by it. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что устройство (25) плазменного воздействия содержит плазменный аппликатор (29), имеющий газовый канал (31) и по меньшей мере один электрод (33), находящийся в контакте с газом из газового канала, а также электрод (35), находящийся в электрическом контакте с жидкостью, причем оба электрода подключены к плазменному генератору (34).2. The installation according to claim 1, characterized in that the plasma action device (25) comprises a plasma applicator (29) having a gas channel (31) and at least one electrode (33) in contact with the gas from the gas channel, as well as an electrode (35) in electrical contact with the liquid, wherein both electrodes are connected to a plasma generator (34). 3. Установка по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что выход устройства (25) плазменного воздействия подключен к накопительному сосуду (41), соединяемому с инструментом (11).3. An installation according to one of the previous points, characterized in that the output of the plasma action device (25) is connected to a storage vessel (41) connected to the instrument (11). 4. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что управляющее устройство (19) подключено по меньшей мере к одному органу управления для управления длительностью пребывания жидкости (F) в устройстве (25) плазменного воздействия.4. The installation according to item 3, characterized in that the control device (19) is connected to at least one control body for controlling the duration of the liquid (F) stay in the plasma action device (25). 5. Установка по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что управляющее устройство (19) выполнено с возможностью управления плазменным генератором (34) дополнительно в отношении выдаваемого им напряжения, тока или мощности.5. An installation according to one of the previous points, characterized in that the control device (19) is designed with the possibility of controlling the plasma generator (34) additionally with respect to the voltage, current or power it produces. 6. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что газовый канал (31) подключен к источнику (32) газа, управляемому в отношении расхода газа.6. The installation according to item 2, characterized in that the gas channel (31) is connected to a gas source (32), controlled in relation to the gas flow rate. 7. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что управляющее устройство (19) подключено к источнику (32) газа для управления расходом газа из него в зависимости от регистрируемого параметра.7. The installation according to item 6, characterized in that the control device (19) is connected to the gas source (32) to control the gas flow from it depending on the registered parameter. 8. Установка по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что сенсорное устройство (36) выполнено с возможностью регистрации температуры, и/или проводимости, и/или кислотности (значения рН), и/или химического состава, и/или концентрации определенных химических соединений.8. An installation according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the sensor device (36) is designed with the ability to record temperature and/or conductivity and/or acidity (pH value) and/or chemical composition and/or concentration of certain chemical compounds. 9. Установка по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что сенсорное устройство (36) выполнено с возможностью регистрации концентрации в плазменно-активированной жидкости создаваемых плазмой агентов в виде ионов гидроксония (Н3О+), и/или гидроксильных ионов (ОН-), и/или пероксида водорода (Н2О2), и/или нитрит-ионов (NO2 -), и/или нитрат-ионов (NO3 -), и/или гидроксильных радикалов (⋅ОН).9. An installation according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the sensor device (36) is designed with the possibility of recording the concentration in the plasma-activated liquid of agents created by the plasma in the form of hydroxonium ions (H 3 O + ), and/or hydroxyl ions (OH - ), and/or hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and/or nitrite ions (NO 2 - ), and/or nitrate ions (NO 3 - ), and/or hydroxyl radicals (⋅OH). 10. Установка по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что сенсорное устройство (36) выполнено с возможностью регистрации концентрации создаваемых плазмой агентов в плазменно-активированной жидкости (F) методом спектроскопии, например спектроскопии поглощения электромагнитного излучения, в частности света, прежде всего видимого света.10. An installation according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the sensor device (36) is designed with the possibility of recording the concentration of agents created by plasma in the plasma-activated liquid (F) using spectroscopy, for example, spectroscopy of the absorption of electromagnetic radiation, in particular light, primarily visible light. 11. Установка по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что сенсорное устройство (36) выполнено с возможностью регистрации концентрации в плазменно-активированной жидкости (F) создаваемых плазмой агентов в виде синглетного кислорода (1О2), и/или озона (О3), и/или кислорода (О2), и/или ионов супероксидных радикалов (О2 -), и/или гидропероксильных радикалов (НОО⋅), и/или пероксинитритных ионов (ONOO-), и/или оксидов азота, таких, например, как монооксид азота (NO) или диоксид азота (NO2).11. An installation according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the sensor device (36) is designed with the possibility of recording the concentration in the plasma-activated liquid (F) of agents created by the plasma in the form of singlet oxygen ( 1 O 2 ), and/or ozone (O 3 ), and/or oxygen (O 2 ), and/or superoxide radical ions (O 2 - ), and/or hydroperoxyl radicals (HOO⋅), and/or peroxynitrite ions (ONOO - ), and/or nitrogen oxides, such as, for example, nitrogen monoxide (NO) or nitrogen dioxide (NO 2 ). 12. Установка по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что сенсорное устройство (36) выполнено с возможностью регистрации концентрации создаваемых плазмой агентов в плазменно-активированной жидкости (F) посредством фосфоресценции или спектроскопии электронного спинового резонанса.12. An installation according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the sensor device (36) is designed with the possibility of recording the concentration of agents created by plasma in the plasma-activated liquid (F) by means of phosphorescence or electron spin resonance spectroscopy. 13. Способ получения плазменно-активированной жидкости, используемой для лечения, характеризующийся тем, что:13. A method for obtaining a plasma-activated liquid used for treatment, characterized in that: - посредством плазменного генератора (34) создают плазму (30),- using a plasma generator (34) create plasma (30), - вводят жидкость (F) в контакт с плазмой (30) в устройстве (25) плазменного воздействия и подают жидкость к инструменту (11),- bring the liquid (F) into contact with the plasma (30) in the plasma action device (25) and feed the liquid to the instrument (11), - во время и/или после воздействия плазмы на жидкость в устройстве (25) плазменного воздействия посредством сенсорного устройства (36) регистрируют по меньшей мере один химический или физический параметр жидкости (F),- during and/or after the action of plasma on the liquid in the plasma action device (25), at least one chemical or physical parameter of the liquid (F) is recorded by means of a sensor device (36), - посредством управляющего устройства (19), связанного на входе с сенсорным устройством (36) и на выходе с плазменным генератором (34), управляют работой плазменного генератора (34) в отношении коэффициента амплитуды или формы кривой выдаваемого им тока или выдаваемого им напряжения в зависимости от регистрируемого параметра жидкости (F) для воздействия на указанный параметр.- by means of a control device (19), connected at the input to the sensor device (36) and at the output to the plasma generator (34), the operation of the plasma generator (34) is controlled in relation to the amplitude factor or the shape of the curve of the current it produces or the voltage it produces depending on the registered parameter of the liquid (F) in order to influence the specified parameter. 14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что посредством управляющего устройства (19) дополнительно управляют длительностью пребывания жидкости (F) в устройстве (25) плазменного воздействия.14. The method according to claim 13, characterized in that the control device (19) additionally controls the duration of the liquid (F) stay in the plasma action device (25).
RU2021109921A 2020-04-16 2021-04-09 Apparatus and method for plasma activation of liquid RU2832940C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20169750.5 2020-04-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021109921A RU2021109921A (en) 2022-11-09
RU2832940C2 true RU2832940C2 (en) 2025-01-10

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2337067C2 (en) * 2003-07-30 2008-10-27 КИМ Ок Сун Device for ionized water production, using plasma discharge in water
JP2014113517A (en) * 2012-12-06 2014-06-26 Samsung R&D Institute Japan Co Ltd Water quality control apparatus and water quality control method
RU2674764C2 (en) * 2013-09-06 2018-12-13 Вилфрид КРЕМКЕР Hand disinfection device having plasma and aerosol generator
EP3488867A1 (en) * 2016-07-19 2019-05-29 Fuji Corporation Antitumor aqueous solution manufacturing device
RU2702594C1 (en) * 2018-11-28 2019-10-08 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН) Method for plasma activation of water or aqueous solutions and device for its implementation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2337067C2 (en) * 2003-07-30 2008-10-27 КИМ Ок Сун Device for ionized water production, using plasma discharge in water
JP2014113517A (en) * 2012-12-06 2014-06-26 Samsung R&D Institute Japan Co Ltd Water quality control apparatus and water quality control method
RU2674764C2 (en) * 2013-09-06 2018-12-13 Вилфрид КРЕМКЕР Hand disinfection device having plasma and aerosol generator
EP3488867A1 (en) * 2016-07-19 2019-05-29 Fuji Corporation Antitumor aqueous solution manufacturing device
RU2702594C1 (en) * 2018-11-28 2019-10-08 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН) Method for plasma activation of water or aqueous solutions and device for its implementation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ИВАНОВА И.П. и др. "Возможности получения воды, активированной излучением плазмы", Ученые записки физического факультета Московского университета, N3, 2019, с. 1930401-1 - 1930401-3. КУКАЕВ Е.Н. и др. "Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса. Методические указания к лабораторной работе", М.: МФТИ, 2016, с.3. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113573455B (en) Apparatus and method for plasma activation of liquids
JP7080252B2 (en) Atmospheric pressure plasma device
US9540262B2 (en) Plasma generating apparatus and plasma generating method
JP5305274B2 (en) Method and apparatus for supplying ions to liquid and sterilization method and apparatus
Choi et al. Plasma bioscience for medicine, agriculture and hygiene applications
KR20160098216A (en) Assembly for treating wounds
US20130062014A1 (en) Liquid-gas interface plasma device
US11517366B2 (en) Adaptive and self-adaptive plasma cancer therapeutic platform
US11771770B2 (en) Compositions for treatment of cancer, methods and systems for forming the same
JP7272390B2 (en) Sterilization method
CN111558563A (en) Efficient cleaning and disinfecting method and device for medical instruments
US20110238002A1 (en) Device for photo-dynamic therapy of a living organism's tissues
JP4915582B2 (en) Mist generator
KR101320291B1 (en) Handpiece-type plasma apparatus for local sterilization and disinfection
US20220151698A1 (en) Tattoo removal using irradiation and fluid extraction
JP5005306B2 (en) Spraying equipment
KR101171094B1 (en) Plasma tooth bleaching apparatus using gas hybrid structure
CN105271475A (en) Treatment liquid production device and treatment liquid production method
RU2832940C2 (en) Apparatus and method for plasma activation of liquid
KR20200097843A (en) Hair dryer for therapy
RU2638569C1 (en) Method for sterilisation using gas-discharge plasma of atmospheric pressure and device for its implementation
US8012415B2 (en) Sterilization method and plasma sterilization apparatus
JP2015080489A (en) Tooth brush device
RU2296585C1 (en) Object disinfecting and sterilizing apparatus
JP7154524B2 (en) Method for producing intraperitoneal washing solution