RU2526810C1 - Plasma disinfector for biological tissues - Google Patents
Plasma disinfector for biological tissues Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526810C1 RU2526810C1 RU2013105956/15A RU2013105956A RU2526810C1 RU 2526810 C1 RU2526810 C1 RU 2526810C1 RU 2013105956/15 A RU2013105956/15 A RU 2013105956/15A RU 2013105956 A RU2013105956 A RU 2013105956A RU 2526810 C1 RU2526810 C1 RU 2526810C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- output
- electrode
- storage capacitor
- discharge
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 abstract 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 7
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 7
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 6
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 230000005495 cold plasma Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 2
- 208000034656 Contusions Diseases 0.000 description 1
- 208000032843 Hemorrhage Diseases 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 206010051373 Wound haemorrhage Diseases 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 208000034526 bruise Diseases 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к плазменной и медицинской технике и может быть использовано для дезинфекции раневых поверхностей биологических тканей, а также стимулирования процессов их заживления.The invention relates to plasma and medical equipment and can be used to disinfect wound surfaces of biological tissues, as well as stimulate the healing processes.
Известны плазменные устройства коагуляции раневых кровоточащих тканей и сосудов, которые основаны на разных принципах работы. Чаще всего в этих устройствах применяется высокотемпературная плазма дугового разряда горящего в струе воздуха или инертного газа [1, 2, 3].Known plasma coagulation devices for wound bleeding tissues and blood vessels, which are based on different principles of operation. Most often, these devices use high-temperature plasma of an arc discharge of air or inert gas burning in a jet [1, 2, 3].
Описанное в [4] устройство для коагуляции и стимуляции заживления раневых дефектов биологических тканей воздействует на обрабатываемую ткань низкотемпературной плазмой импульсно-периодического разряда. Это позволяет избежать вредного воздействия высокой температуры на обрабатываемей объект. Однако сложная конструкция системы подачи рабочего газа в разрядный промежуток затрудняет широкое использование устройства.The device described in [4] for coagulation and stimulation of the healing of wound defects of biological tissues affects the treated tissue with a low-temperature pulse-periodic discharge plasma. This avoids the harmful effects of high temperature on the workpiece. However, the complex design of the system for supplying working gas to the discharge gap makes it difficult to widely use the device.
Известно устройство для обеззараживания поверхностей посредством холодной плазмы [5], которое является наиболее близким по решаемой задаче и принято в качестве прототипа. Известное устройство воздействует на обрабатываемую биологическую ткань низкотемпературной плазмой барьерного разряда и состоит из малогабаритного корпуса, в котором размещены источник постоянного напряжения, высоковольтный преобразователь переменного напряжения и покрытый слоем диэлектрика высоковольтный электрод. Общим у известного устройства и заявляемого изобретения является то, что зажигаемый разряд горит в воздухе и отсутствует система подачи рабочего газа в разрядный промежуток.A device for disinfecting surfaces by means of a cold plasma [5], which is the closest in terms of the problem to be solved and adopted as a prototype. The known device acts on the processed biological tissue with a low-temperature plasma of a barrier discharge and consists of a small-sized housing in which a constant voltage source, a high voltage AC converter and a high voltage electrode coated with a dielectric layer are placed. Common to the known device and the claimed invention is that the ignited discharge burns in the air and there is no system for supplying the working gas to the discharge gap.
Недостатком известного устройства является сложность его конструкции, которая может быть реализована только при условии выполнения достаточно высоких требований, предъявляемых к электрическим и механическим параметрам диэлектрического слоя высоковольтного электрода. Существенным недостатком является нестабильность его работы, что приводит к некачественным воздействиям в силу того, что такая сложная конструкция при механическом или электрическом повреждении диэлектрического слоя, разряд немедленно меняет свою структуру, а в месте повреждения изоляции формируется высокотемпературная дуга, которая может даже нанести вред обрабатываемой биологической ткани. Кроме того, ток барьерного разряда сильно зависит от емкости разрядного промежутка, которая в свою очередь определяется расстоянием между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью. Эта нестабильность параметров плазмы барьерного разряда с изменением расстояния приводит к неоднородной обработке поверхности биологической ткани.A disadvantage of the known device is the complexity of its design, which can be realized only if the sufficiently high requirements for the electrical and mechanical parameters of the dielectric layer of the high-voltage electrode are met. A significant drawback is the instability of its operation, which leads to poor-quality effects due to the fact that such a complex structure, when the dielectric layer is mechanically or electrically damaged, the discharge immediately changes its structure, and a high-temperature arc is formed in the place of insulation damage, which can even harm the processed biological tissue. In addition, the current of the barrier discharge strongly depends on the capacity of the discharge gap, which in turn is determined by the distance between the high-voltage electrode and the surface to be treated. This instability of the parameters of the plasma of the barrier discharge with a change in distance leads to an inhomogeneous treatment of the surface of the biological tissue.
Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение устройства с одновременным повышением стабильности его работы и обеспечение более равномерного и эффективного дезинфицирующего воздействия низкотемпературной плазмы на раневые поверхности биологической ткани. Кроме того, техническим результатом заявленного изобретения является уменьшение габаритов устройства с целью удобства его «карманного» использования, что особенно важно для его применения в полевых и/или иных экстремальных условиях (экспедициях, горных переходах, бытовых условиях в малонаселенных пунктах и т.п.), когда требуется срочное оказание помощи.The technical result of the claimed invention is to simplify the device while increasing the stability of its operation and providing a more uniform and effective disinfecting effect of low-temperature plasma on the wound surfaces of biological tissue. In addition, the technical result of the claimed invention is to reduce the dimensions of the device for the convenience of its "pocket" use, which is especially important for its use in field and / or other extreme conditions (expeditions, mountain transitions, living conditions in sparsely populated areas, etc. ) when emergency assistance is required.
Указанный технический результат заявленного изобретения достигается тем, что в устройстве для обеззараживания поверхностей посредством холодной плазмы, содержащем корпус, выполненный из диэлектрического материала, с установленными на его поверхности высоковольтным и заземленным электродами, расстояние между которыми не менее 50 мм, размещенные внутри корпуса источник постоянного напряжения, высокочастотный преобразователь напряжения, имеющий регулятор выходного напряжения, в соответствии с заявленным изобретением, к выходу высокочастотного преобразователя напряжения подсоединены накопительный конденсатор и последовательно соединенные между собой коммутатор, контурный резистор и импульсный трансформатор, входная низковольтная обмотка которого соединена с накопительным конденсатором и контурным резистором, при этом выходная высоковольтная обмотка импульсного трансформатора соединена одним из выходов с ограничительным резистором, который соединен с высоковольтным электродом, а другим с заземленным электродом, коммутатор выполнен в виде газонаполненного разрядника, который имеет величину пробойного напряжения 100-1000 В, а высоковольтный электрод имеет форму конуса со скруглением на конце радиуса 2-10 мм.The specified technical result of the claimed invention is achieved by the fact that in the device for disinfecting surfaces by means of cold plasma, comprising a housing made of dielectric material with high voltage and grounded electrodes installed on its surface, the distance between which is at least 50 mm, a constant voltage source placed inside the housing , a high-frequency voltage converter having an output voltage regulator, in accordance with the claimed invention, to output high a frequency converter, a storage capacitor is connected and a switch, a loop resistor and a pulse transformer are connected in series, the input low-voltage winding of which is connected to a storage capacitor and a loop resistor, while the output high-voltage winding of the pulse transformer is connected to one of the outputs with a limiting resistor that is connected to the high-voltage the electrode, and the other with a grounded electrode, the switch is made in the form of a gas-filled azryadnika which has a value of breakdown voltage 100-1000 V and the high voltage electrode has a cone shape with a rounded end at the radius of 2-10 mm.
В заявленном устройстве между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью зажигается импульсно-периодический разряд, который генерируется в процессе разряда накопительного конденсатора через последовательно соединенные резистор и импульсный высоковольтный трансформатор. Наличие резистора в разрядной цепи уменьшает добротность колебательного контура, образованного накопительным конденсатором и импульсным трансформатором. Это позволяет сократить длительность генерируемых высоковольтных импульсов и ограничить величину протекающего тока до безопасных значений.In the claimed device between the high-voltage electrode and the workpiece, a pulse-periodic discharge is ignited, which is generated during the discharge of the storage capacitor through a series-connected resistor and a pulse high-voltage transformer. The presence of a resistor in the discharge circuit reduces the quality factor of the oscillating circuit formed by the storage capacitor and the pulse transformer. This allows you to reduce the duration of the generated high-voltage pulses and limit the amount of flowing current to safe values.
Кроме того, указанный технический результат достигается также тем, что процесс разряда накопительного конденсатора инициируется пробоем последовательно включенного газоразрядного коммутатора, который значительно надежнее и дешевле аналогичных полупроводниковых приборов, а наличие в разрядном контуре резистора способствует уменьшению времени восстановления газового разрядника. Это в свою очередь позволяет увеличить частоту следования высоковольтных импульсов до 1000 Hz и выше.In addition, this technical result is also achieved by the fact that the discharge process of the storage capacitor is initiated by the breakdown of a series-connected gas discharge switch, which is much more reliable and cheaper than similar semiconductor devices, and the presence of a resistor in the discharge circuit helps to reduce the recovery time of the gas discharge This in turn allows increasing the repetition rate of high voltage pulses up to 1000 Hz and higher.
Помимо этого, технический результат достигается тем, что последовательно с высоковольтным электродом включен дополнительный защитный резистор.In addition, the technical result is achieved in that an additional protective resistor is connected in series with the high-voltage electrode.
Сущность заявляемого изобретения поясняется Фиг.1-Фиг.6.The essence of the invention is illustrated in Fig.1-Fig.6.
На Фиг.1 представлена схема плазменного дезинфектора для биологических тканей.Figure 1 presents a diagram of a plasma disinfector for biological tissues.
На Фиг.2 представлена зависимость величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления менее 1 Ω и при отсутствии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью.Figure 2 shows the dependence of the value of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of less than 1 Ω and in the absence of a discharge between the high-voltage electrode and the surface to be treated.
На Фиг.3 представлена зависимость величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления менее 1 Ω и при наличии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью.Figure 3 shows the dependence of the value of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of less than 1 Ω and in the presence of a discharge between the high-voltage electrode and the workpiece.
На Фиг.4 представлена зависимость величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления 15 Ω и при отсутствии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью.Figure 4 shows the dependence of the value of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of 15 Ω and in the absence of a discharge between the high-voltage electrode and the treated surface.
На Фиг.5 представлена зависимость величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления 15 Ω и при наличии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью.Figure 5 shows the dependence of the value of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of 15 Ω and in the presence of a discharge between the high-voltage electrode and the treated surface.
На Фиг.6 представлена зависимость величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления 1 kΩ и при отсутствии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью.Figure 6 shows the dependence of the value of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of 1 kΩ and in the absence of a discharge between the high-voltage electrode and the treated surface.
Заявленное изобретение (Фиг.1) содержит выполненный из диэлектрического материала корпус (1) с установленными на его поверхности высоковольтным (2) и заземленным (3) электродами, расстояние между которыми не менее 50 мм, размещенные внутри корпуса (1) источник постоянного напряжения (4), снабженный регулятором выходного напряжения (5), высокочастотный преобразователь напряжения (6), к выходу которого подсоединены накопительный конденсатор (7) и последовательно соединенные между собой коммутатор (8), контурный резистор (9) и импульсный трансформатор (10), входная низковольтная обмотка которого соединена с накопительным конденсатором (7) и контурным резистором (9), при этом выходная высоковольтная обмотка импульсного трансформатора соединена одним из выходов с ограничительным резистором (11), который соединен с высоковольтным электродом (2), а другим выходом с заземленным электродом (3).The claimed invention (FIG. 1) comprises a housing (1) made of dielectric material with a high voltage (2) and grounded (3) electrodes installed on its surface, the distance between which is at least 50 mm, and a constant voltage source placed inside the housing (1) 4) equipped with an output voltage regulator (5), a high-frequency voltage converter (6), to the output of which a storage capacitor (7) and a commutator (8), a loop resistor (9) and a pulse transformer are connected in series p (10), the input low-voltage winding of which is connected to the storage capacitor (7) and the loop resistor (9), while the output high-voltage winding of the pulse transformer is connected by one of the outputs to the limiting resistor (11), which is connected to the high-voltage electrode (2), and another output with a grounded electrode (3).
Работа заявляемого изобретения осуществляется следующим образом.The operation of the claimed invention is as follows.
На высокочастотный преобразователь напряжения (6) подается питание. В результате работы преобразователя на его выходе возбуждается напряжение, величина которого может составлять от 10 В до 1 кВ. От этого напряжения заряжается накопительный конденсатор (7) до напряжения пробоя газонаполненного коммутатора (8). После пробоя газонаполненного коммутатора (8) возникает быстрозатухающий импульс тока, который возбуждает высоковольтный импульс величиной 3-30 кВ на выходе импульсного трансформатора (10). Регулятором выходного напряжения (5) высокочастотного преобразователя напряжения (6) можно изменять частоту следования высоковольтных импульсов. При приближении высоковольтного электрода (2) к поверхности обрабатываемого объекта, например к кожному покрову человека, загорается слабый разряд, сопровождающийся едва заметным сине-голубым свечением холодной плазмы. При этом цепь протекания разрядного тока образуется за счет наличия электропроводимости у обрабатываемого объекта и оператора, который держит это миниатюрное устройство в руке. Ультрафиолетовое излучение и компоненты плазмы (электроны ионы, возбужденные атомы, молекулы и радикалы) оказывают дезинфицирующее действие на обрабатываемую поверхность. Если необходима обработка поверхности площадью большей, чем площадь контакта разряда с обрабатываемой поверхностью, то оператор осуществляет сканирование над поверхностью объекта, поддерживая тем самым "горение" плазмы.Power is supplied to the high frequency voltage converter (6). As a result of the operation of the converter, a voltage is excited at its output, the value of which can be from 10 V to 1 kV. The storage capacitor (7) is charged from this voltage to the breakdown voltage of the gas-filled switch (8). After the breakdown of the gas-filled switch (8), a rapidly damping current pulse arises, which excites a high voltage pulse of 3-30 kV at the output of the pulse transformer (10). The output voltage regulator (5) of the high-frequency voltage converter (6) can change the repetition rate of high voltage pulses. As the high-voltage electrode (2) approaches the surface of the treated object, for example, to the skin of a person, a weak discharge lights up, accompanied by a barely noticeable blue-blue glow of cold plasma. In this case, the circuit for the discharge current is formed due to the conductivity of the treated object and the operator who holds this miniature device in his hand. Ultraviolet radiation and plasma components (electrons, ions, excited atoms, molecules and radicals) have a disinfecting effect on the treated surface. If surface treatment is required with an area larger than the contact area of the discharge with the surface being treated, the operator scans over the surface of the object, thereby supporting the “burning” of the plasma.
Заявленное изобретение было апробировано в лабораторных условиях Санкт-Петербургского государственного университета в режиме реального времени.The claimed invention was tested in laboratory conditions of St. Petersburg State University in real time.
В результате экспериментов было подтверждено достижение указанного технического результата: обеспечение более равномерного и эффективного дезинфицирующего воздействия низкотемпературной плазмы на раневые поверхности.As a result of the experiments, the achievement of the indicated technical result was confirmed: providing a more uniform and effective disinfecting effect of low-temperature plasma on wound surfaces.
Тестовые режимы работы плазменного дезинфектора для биологических тканей.Test modes of plasma disinfector for biological tissues.
Во всех тестовых режимах работы устройства использовался накопительный конденсатор (7) емкостью 10 nF, который заряжался до 100 V. Номинальное значение ограничительного сопротивления 15 МΩ. Амплитудное значение выходного напряжения не превышало 10 kV.In all test operating modes of the device, a storage capacitor (7) with a capacity of 10 nF was used, which was charged up to 100 V. The nominal value of the limiting resistance is 15 MΩ. The amplitude value of the output voltage did not exceed 10 kV.
Пример 1.Example 1
Номинальное значение контурного сопротивления выбиралось менее 1 Ω, что соответствует очень большой добротности колебательного контура, образованного накопительным конденсатором (7) и импульсным трансформатором (10). На Фиг.2 и на Фиг.3, как было указано выше, представлены зависимости величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления менее 1 Ω и при отсутствии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью (Фиг.2) и при наличии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью (Фиг.3). В первом случае (Фиг.2) такая зависимость показывает, что выходное напряжение при низком значении контурного сопротивления и отсутствии разряда имеет вид слабозатухающего колебания, а во втором случае (Фиг.3) такая зависимость показывает, что выходное напряжение при низком значении контурного сопротивления и наличии разряда имеет вид сильнозатухающего колебания.The nominal value of the circuit resistance was chosen less than 1 Ω, which corresponds to a very large Q factor of the oscillatory circuit formed by the storage capacitor (7) and the pulse transformer (10). Figure 2 and Figure 3, as mentioned above, presents the dependence of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of less than 1 Ω and in the absence of a discharge between the high-voltage electrode and the workpiece (Figure 2) and in the presence of a discharge between a high voltage electrode and a machined surface (Figure 3). In the first case (Figure 2), this dependence shows that the output voltage at a low value of the circuit resistance and the absence of discharge has the form of a slightly damped oscillation, and in the second case (Figure 3), this dependence shows that the output voltage at a low value of the circuit resistance and the presence of a discharge has the form of a strongly damped oscillation.
По представленным на Фиг.2 и Фиг.3 зависимостям выходного напряжения от времени можно видеть сильное отличие в длительности импульсов при наличии и отсутствии разряда между высоковольтным электродом (2) и обрабатываемой поверхностью. Это различие вызвано тем, что при наличии разряда добротность колебательного контура резко падает.According to the dependences of the output voltage on time presented in FIG. 2 and FIG. 3, one can see a strong difference in the pulse duration in the presence and absence of a discharge between the high-voltage electrode (2) and the treated surface. This difference is due to the fact that in the presence of a discharge, the quality factor of the oscillating circuit drops sharply.
Пример 2.Example 2
Номинальное значение контурного сопротивления выбиралось 15 Ω, что соответствует добротности колебательного контура, образованного накопительным конденсатором (7) и импульсным трансформатором (10) порядка нескольких единиц. При таком значении контурного сопротивления заявленное устройство работает наиболее оптимально. Как было указано выше, на Фиг.4 и на Фиг 5 представлены в качестве примера конкретной реализации заявленного изобретения зависимости величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления 15 Ω и (Фиг.4) при отсутствии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью значение контурного сопротивления соответствует наиболее оптимальным параметрам генерируемых высоковольтных импульсов, а и при наличии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью (Фиг.5) хорошо видно, что зависимости, представленные на Фиг.4 и Фиг.5, практически совпадают.The nominal value of the loop resistance was selected 15 Ω, which corresponds to the quality factor of the oscillating circuit formed by the storage capacitor (7) and the pulse transformer (10) of the order of several units. With this value of the circuit resistance of the claimed device operates most optimally. As mentioned above, in Fig. 4 and Fig. 5, as an example of a specific implementation of the claimed invention, the dependences of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of 15 Ω and (Fig. 4) in the absence of a discharge between the high-voltage electrode and the surface to be treated are presented circuit resistance corresponds to the most optimal parameters of the generated high-voltage pulses, and in the presence of a discharge between the high-voltage electrode and the workpiece (Figure 5) osho seen that depending shown in Figures 4 and 5 substantially coincide.
Этот режим работы устройства характерен тем, что форма генерируемого высоковольтного импульса слабо зависит от выходного тока (Фиг.4 и Фиг.5). В результате экспериментов при данном режиме работы устройства было подтверждено достижение указанного технического результата. Так, например, после воздействия устройством на кровоточащую раневую поверхность небольшой площади (в несколько мм2) наблюдался значительный рост скорости процессов ее заживления. Кроме того, размер возникшей, например, при ушибе (укусе) опухоли, существенно быстрее уменьшался при использовании заявленного для заживления устройства, чем это наблюдалось обычно при аналогичных повреждениях биологической ткани другими устройствами.This mode of operation of the device is characterized in that the shape of the generated high-voltage pulse weakly depends on the output current (Fig. 4 and Fig. 5). As a result of experiments at this operating mode of the device, the achievement of the indicated technical result was confirmed. So, for example, after the device exposed to a bleeding wound surface of a small area (several mm 2 ), a significant increase in the speed of its healing processes was observed. In addition, the size of a tumor that has arisen, for example, with a bruise (bite), decreased significantly faster when using the device claimed for healing than was usually observed with similar damage to biological tissue by other devices.
Пример 3.Example 3
Номинальное значение контурного сопротивления выбиралось 1 Ω, что соответствует очень малой добротности колебательного контура, образованного накопительным конденсатором (7) и импульсным трансформатором (10). В этом случае длительность высоковольтного импульса почти не зависит от наличия разряда между высоковольтным электродом (2) и обрабатываемой поверхностью, а определяется произведением величины накопительного конденсатора (7) на значение контурного сопротивления. Однако при таком режиме работы устройства большая часть энергии накопительного конденсатора (7) рассеивается на контурном сопротивлении. На упомянутой выше Фиг.6, зависимость выходного напряжения от времени имеет вид экспоненциального убывания с максимальным значением, не превышающим нескольких сотен вольт.The nominal value of the loop resistance was chosen 1 Ω, which corresponds to a very low Q factor of the oscillating circuit formed by the storage capacitor (7) and the pulse transformer (10). In this case, the duration of the high-voltage pulse is almost independent of the presence of a discharge between the high-voltage electrode (2) and the treated surface, and is determined by the product of the value of the storage capacitor (7) by the value of the loop resistance. However, with this mode of operation of the device, most of the energy of the storage capacitor (7) is dissipated by the circuit resistance. In the above-mentioned FIG. 6, the dependence of the output voltage on time has the form of an exponential decrease with a maximum value not exceeding several hundred volts.
Кроме основного режима работы заявленного устройства, большой интерес представляет режим, при котором основным токоограничительным элементом является не ограничительный резистор (11), а контурный резистор (9). Ток во вторичной обмотке импульсного трансформатора не может превысить значения Uc/(R·K) (Uc - напряжение накопительного конденсатора; K - коэффициент трансформации; R - сопротивление контурного резистора). Это потребует большого значения сопротивления контурного резистора (9) (более 100 Ω). Чтобы добротность колебательного контура оставалась порядка нескольких единиц, нужно использовать импульсный трансформатор (10) с большим значением индуктивности, что в свою очередь скажется на его размерах. При таком режиме работы устройства длительность высоковольтных импульсов будет зависеть от выходного тока и изменяться в пределах 
Как показали результаты апробации, заявленное устройство позволяет эффективно в разных бытовых и экстремальных условиях проводить дезинфекцию раневых поверхностей биологических тканей, а также стимулировать процессы их заживления простым способом. В отличие от большинства дорогостоящих, громоздких и нуждающихся в постоянном источнике рабочего газа и сетевого напряжения плазменных стерилизаторов, заявленное устройство представляет собой малогабаритный прибор, который может работать от маломощного элемента питания (например, небольшого аккумулятора или батарейки).As shown by the results of testing, the claimed device allows you to effectively disinfect wound surfaces of biological tissues in various domestic and extreme conditions, as well as stimulate the healing process in a simple way. Unlike most expensive, bulky and needing a constant source of working gas and mains voltage plasma sterilizers, the claimed device is a small-sized device that can operate on a low-power battery (for example, a small battery or battery).
Особая значимость заявленного устройства состоит в существенном упрощении, миниатюризации, компактности, удешевлении по сравнению с известными аналогами с одновременным повышением стабильности работы и обеспечения равномерного и эффективного дезинфицирующего воздействия на раневые поверхности биологической ткани.Of particular importance of the claimed device is a significant simplification, miniaturization, compactness, cheapening compared with known analogues, while increasing stability and ensuring a uniform and effective disinfecting effect on wound surfaces of biological tissue.
Список использованной литературыList of references
1. Бочкарев С.Г.; Волчек С.В.; Гвиниашвили Г.Г.; Данов Г.А.; Дрожжев В.В.; Китаев Н.П.; Фролов В.Н. // электрокоагулятор // Патент России RU 2008829, 15.03.1994.1. Bochkarev S.G .; Volchek S.V .; Gviniashvili G.G .; Danov G.A .; Drozhev V.V .; Kitaev N.P .; Frolov V.N. // electrocoagulator // Patent of Russia RU 2008829, 03.15.1994.
2. Дубинин B.C.; Егошин Е.И.; Китаев Н.П.; Орищенко В.Д.; Фролов В.Н. // Способ электрохирургии в полых органах // Патент России RU 2034518, 10.05.1995.2. Dubinin B.C .; Egoshin E.I .; Kitaev N.P .; Orishchenko V.D .; Frolov V.N. // Method of electrosurgery in hollow organs // Russian Patent RU 2034518, 05/10/1995.
3. Журавлев В.Н.; Пушин В.Г.; Лоран О.Б.; Баженов И.В. // электрокоагулятор // Патент России RU 2080825,10.06.1997.3. Zhuravlev V.N .; Pushin V.G .; Laurent O.B .; Bazhenov I.V. // electrocoagulator // Patent of Russia RU 2080825,10.06.06.1997.
4. Абрамов О. И., Настич Ю. Н., Лащинский А. Г., Хрупкий В. И., Писаренко Л. В. // устройство для коагуляции и стимуляции заживления раневых дефектов биологических тканей // Патент России RU 2138213,27.09.1999. 4. Abramov O. I., Nastich Yu. N., Lashchinsky A. G., Khrupky V. I., Pisarenko L. V. // device for coagulation and stimulation of healing of wound defects of biological tissues // Russian Patent RU 2138213, 09/27/1999.
5. Коровин В.Н. // устройство для обеззараживания поверхностей посредством холодной плазмы // Патент России RU 94038376, 10.08.1996. (Прототип).5. Korovin V.N. // device for disinfecting surfaces by means of cold plasma // Russian Patent RU 94038376, 08/10/1996. (Prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013105956/15A RU2526810C1 (en) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | Plasma disinfector for biological tissues |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013105956/15A RU2526810C1 (en) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | Plasma disinfector for biological tissues |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013105956A RU2013105956A (en) | 2014-08-20 |
| RU2526810C1 true RU2526810C1 (en) | 2014-08-27 |
Family
ID=51384215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013105956/15A RU2526810C1 (en) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | Plasma disinfector for biological tissues |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2526810C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2638797C1 (en) * | 2016-12-19 | 2017-12-15 | Александр Михайлович Астафьев | Gas-discharge device for processing heat-sensitive surfaces |
| RU2737280C2 (en) * | 2016-09-30 | 2020-11-26 | Сайноджи Гмбх | Electrode structure for formation of dielectric barrier plasma discharge |
| RU201271U1 (en) * | 2020-09-08 | 2020-12-07 | Общество с ограниченной ответственностью ТНГ Групп | Disinfectant gateway |
| RU2796645C2 (en) * | 2019-01-16 | 2023-05-29 | Сайноджи Гмбх | Plasma treatment device and method for adjusting the size of the contact surface of the plasma treatment device to the dimensions of the surface to be treated |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2083227C1 (en) * | 1994-10-11 | 1997-07-10 | Виктор Николаевич Коровин | Apparatus for disinfecting surfaces |
| RU2138213C1 (en) * | 1998-06-15 | 1999-09-27 | Всероссийский электротехнический институт им.В.И.Ленина | Device for coagulation and stimulation of healing of wound defects of biological tissues |
| RU2261682C2 (en) * | 2003-05-15 | 2005-10-10 | Кармазин Александр Николаевич | Method and device for carrying out tissue coagulation with plasma |
| US6958063B1 (en) * | 1999-04-22 | 2005-10-25 | Soring Gmbh Medizintechnik | Plasma generator for radio frequency surgery |
| RU2413551C2 (en) * | 2009-05-14 | 2011-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Импульсные наукоемкие технологии" - ООО "НПП ИНТЕХ" | Device for influence on bioobject |
-
2013
- 2013-02-12 RU RU2013105956/15A patent/RU2526810C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2083227C1 (en) * | 1994-10-11 | 1997-07-10 | Виктор Николаевич Коровин | Apparatus for disinfecting surfaces |
| RU2138213C1 (en) * | 1998-06-15 | 1999-09-27 | Всероссийский электротехнический институт им.В.И.Ленина | Device for coagulation and stimulation of healing of wound defects of biological tissues |
| US6958063B1 (en) * | 1999-04-22 | 2005-10-25 | Soring Gmbh Medizintechnik | Plasma generator for radio frequency surgery |
| RU2261682C2 (en) * | 2003-05-15 | 2005-10-10 | Кармазин Александр Николаевич | Method and device for carrying out tissue coagulation with plasma |
| RU2413551C2 (en) * | 2009-05-14 | 2011-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Импульсные наукоемкие технологии" - ООО "НПП ИНТЕХ" | Device for influence on bioobject |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2737280C2 (en) * | 2016-09-30 | 2020-11-26 | Сайноджи Гмбх | Electrode structure for formation of dielectric barrier plasma discharge |
| RU2638797C1 (en) * | 2016-12-19 | 2017-12-15 | Александр Михайлович Астафьев | Gas-discharge device for processing heat-sensitive surfaces |
| RU2796645C2 (en) * | 2019-01-16 | 2023-05-29 | Сайноджи Гмбх | Plasma treatment device and method for adjusting the size of the contact surface of the plasma treatment device to the dimensions of the surface to be treated |
| RU201271U1 (en) * | 2020-09-08 | 2020-12-07 | Общество с ограниченной ответственностью ТНГ Групп | Disinfectant gateway |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013105956A (en) | 2014-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5908444A (en) | Complex frequency pulsed electromagnetic generator and method of use | |
| ES2896405T3 (en) | Cold plasma generation system | |
| RU2656333C1 (en) | Plasma device with a replacement discharge tube | |
| Woloszko et al. | Plasma characteristics of repetitively-pulsed electrical discharges in saline solutions used for surgical procedures | |
| US20160121134A1 (en) | Medical device for applying non-thermal plasma to selected targets | |
| CN104981270B (en) | Using the apparatus and method of low pressure plasma processing biological tissue | |
| EP3795105A1 (en) | Non-thermal plasma emitters and devices for controlling | |
| RU2526810C1 (en) | Plasma disinfector for biological tissues | |
| KR101662160B1 (en) | Skin treatment apparatus using plasma | |
| RU2138213C1 (en) | Device for coagulation and stimulation of healing of wound defects of biological tissues | |
| US5556418A (en) | Method and apparatus for pulsed magnetic induction | |
| Korolev et al. | Discharge in the saline solutions in a vicinity of the threshold voltages | |
| RU2638569C1 (en) | Method for sterilisation using gas-discharge plasma of atmospheric pressure and device for its implementation | |
| RU134052U1 (en) | PORTABLE PLASMA DISINFECTOR FOR USE IN EXTREME AND HOUSEHOLD CONDITIONS | |
| US9925372B2 (en) | Reduction or removal of particles within an enclosed corporeal atmosphere | |
| Xu et al. | A two-mode portable atmospheric pressure air plasma jet device for biomedical applications | |
| RU2732218C1 (en) | Apparatus for treating wounds and stopping bleeding using low-temperature atmospheric pressure plasma | |
| WO2014020584A1 (en) | System and method for treating tissue | |
| KR101748042B1 (en) | Nozzle structure for teeth whitening machine and portable teeth whitening machine | |
| JP3568531B2 (en) | Method and apparatus for pulsed magnetic induction | |
| RU2413551C2 (en) | Device for influence on bioobject | |
| KR101756686B1 (en) | Nozzle structure for teeth whitening machine and portable teeth whitening machine | |
| WO1994001176A9 (en) | Method and apparatus for pulsed magnetic induction | |
| WO2020006037A1 (en) | Use of cold atmospheric pressure plasma to treat warts | |
| KR20160139892A (en) | Scalp treatment apparatus using brush type plasma generator |