特表2023-512464誘電バリア放電を生成する装置及び活性化すべき対象物を処理する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-27
(54)【発明の名称】誘電バリア放電を生成する装置及び活性化すべき対象物を処理する方法
(51)【国際特許分類】
H05H 1/24 20060101AFI20230317BHJP
B01J 19/08 20060101ALI20230317BHJP
A61K 6/818 20200101ALN20230317BHJP
A61K 6/84 20200101ALN20230317BHJP
【ＦＩ】
H05H1/24
B01J19/08 E
A61K6/818
A61K6/84
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022543071
(86)(22)【出願日】2020-12-17
(85)【翻訳文提出日】2022-09-13
(86)【国際出願番号】 EP2020086796
(87)【国際公開番号】W WO2021144111
(87)【国際公開日】2021-07-22
(31)【優先権主張番号】102020100828.7
(32)【優先日】2020-01-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】518379278
【氏名又は名称】テーデーカー エレクトロニクス アーゲー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】コルゼック，ザリウス
(72)【発明者】
【氏名】ネッテスハイム，ステファン
(72)【発明者】
【氏名】フロイント，フロリアン
【テーマコード（参考）】
2G084
4C089
4G075
【Ｆターム（参考）】
2G084AA05
2G084AA07
2G084AA24
2G084CC03
2G084CC19
2G084CC34
2G084DD13
2G084DD17
2G084DD22
2G084DD25
2G084DD49
2G084EE15
2G084FF04
2G084FF07
2G084FF38
4C089AA06
4C089BA05
4C089BB07
4G075AA30
4G075BA05
4G075CA47
4G075DA02
4G075DA18
4G075EB41
4G075EC21
4G075ED01
4G075ED13
4G075FB02
4G075FB06
4G075FC11
4G075FC15
(57)【要約】
本発明は、非熱的大気圧プラズマで活性化すべき対象物（１）を処理するための誘電バリア放電を生成するための装置であって、誘電材料製の壁部（３）を有し、作用空間（４）を取り囲む誘電作用チャンバ（２）であり、作用空間（４）の反対側を向いた壁部（３）の外面上に金属化部（６）が設けられており、作用空間（４）は開放容積である、誘電作用チャンバ（２）と、活性化すべき対象物（１）が作用空間（４）に配置された場合に、金属化部（６）に又は活性化されるべき対象物（１）に高電圧を印加するように設計された高電圧源（９）と、を備える。さらなる態様によれば、本発明は、非熱的な大気圧プラズマで活性化すべき対象物（１）を処理するための方法に関するものである。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
非熱的大気圧プラズマで活性化すべき対象物を処理するための誘電バリア放電を生成するための装置であって、－ 誘電材料製の壁部を有するとともに作用空間を取り囲む誘電作用チャンバであり、前記作用空間の反対側を向いた前記壁部の外面上に金属化部が設けられており、前記作用空間は開放容積である、誘電作用チャンバと、
－ 前記活性化すべき対象物が前記作用空間に配置された場合に、前記金属化部に又は前記活性化されるべき対象物に高電圧を印加するように設計された高電圧源と、
を備える装置。
【請求項2】
前記活性化すべき対象物を収容して、前記作用空間に移動するように設計されたレセプタクルをさらに備える、請求項１記載の装置。
【請求項3】
前記レセプタクルは、前記活性化すべき対象物を前記作用空間内で回転運動及び／又は並進運動で移動するように設計されている、請求項２記載の装置。
【請求項4】
前記活性化すべき対象物は、医療処理の前に非熱的大気圧プラズマで処理されるインプラントである、請求項１乃至３いずれか１項記載の装置。
【請求項5】
前記高電圧源は、前記活性化されるべき対象物と金属化部との間で誘電バリア放電を生成するように設計されている請求項１乃至４いずれか１項記載の装置。
【請求項6】
前記作用空間が大気圧であるか又は１気圧未満である、請求項１乃至５いずれか１項記載の装置。
【請求項7】
前記装置は、非熱的大気圧プラズマによる前記処理によって、前記活性化すべき対象物の表面を親水化するように設計されている、請求項１乃至６いずれか１項記載の装置。
【請求項8】
前記誘電作用チャンバを収容するための開口を有するベースユニットをさらに備える、請求項１乃至７いずれか１項記載の装置。
【請求項9】
前記誘電作用チャンバは、プラズマによる前記処理の前に、前記ベースユニットの前記開口内に装入され、プラズマによる前記処理を実行した後に前記ベースユニットの前記開口から取り外される、ように設計されている請求項８記載の装置。
【請求項10】
前記高電圧源は前記ベースユニットに配置されている、請求項８又は９項記載の装置。
【請求項11】
前記誘電作用チャンバの前記壁部は、他の領域よりも厚い厚さを有する領域を備え、前記領域は、前記誘電作用チャンバの入口に配置されている、請求項１乃至１０いずれか１項記載の装置。
【請求項12】
前記金属化部は連続したスリーブ状の金属化部であるか、又は、前記金属化部は互いに分離したリング状のセクションを有する、請求項１乃至１１いずれか１項記載の装置。
【請求項13】
前記高電圧源は圧電トランスを有する、請求項１乃至１２いずれか１項記載の装置。
【請求項14】
前記装置は換気部及び／又はフィルタを有する、請求項１乃至１３いずれか１項記載の装置。
【請求項15】
前記作用空間は空気で充填されている、請求項１乃至１４いずれか１項記載の装置。
【請求項16】
前記誘電作用チャンバは交換可能な使い捨てアイテムである、請求項１乃至１５いずれか１項記載の装置。
【請求項17】
前記誘電作用チャンバの前記壁部の内径は４ｍｍ以上７ｍｍ以下の範囲内にある、請求項１乃至１６いずれか１項記載の装置。
【請求項18】
前記装置は、複数の高電圧源を有する、請求項１乃至１７いずれか１項記載の装置。
【請求項19】
非熱的大気圧プラズマで活性化すべき対象物を処理するための方法であって、－ 無菌パッケージから誘電作用チャンバを取り出すステップであって、前記誘電作用チャンバは作用空間を取り囲む誘電材料製の壁部を有し、前記作用空間の反対側を向いた前記壁部の外面上に金属化部が設けられてる、ステップと、
－ 前記誘電作用チャンバをベースユニットの開口内に装入するステップであって、前記ベースユニットは高電圧源を有する、ステップと、
－ 前記活性化すべき対象物を前記作用空間内に導入するステップと、
－ 前記活性化すべき対象物又は前記金属化部に高電圧を印加し、それにより、前記対象物と前記金属化部との間に誘電プラズマ放電を発生させるステップと、
を含む、方法。
【請求項20】
前記処理は２０秒未満かかる、請求項１９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、非熱的大気圧プラズマで活性化すべき対象物を処理するための誘電バリア放電生成装置及び非熱的大気圧プラズマで活性化すべき対象物を処理する方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
活性化されるべき対象物は、例えば、人体や動物の体内に設置されることを意図したインプラントであり得る。ただし、親水性の表面が所望される他の対象物であり得る。
【0003】
例えば歯科分野などの、インプラントの場合、親水性である場合に生着期間が大幅に短縮されることが知られている。さらに、親水性インプラントは疎水性インプラントと比較して、生着プロセスでの安定性が著しく向上し、生着挙動（オッセオインテグレーション又は骨結合）も良好であることが分かっている。インプラントは通常、表面が親水性の材料、例えばグレード４などのチタンや酸化ジルコニウムなどで作られている。しかしながら、有機不純物はインプラントの表面を疎水化することがある。これらの有機不純物は、例えば、インプラントの製造時や保管時に発生することがある。表面を親水化することで、表面の有機物汚染に起因する炭化水素基を親水性のＯＨ基に置換できるはずである。かかる親水化は空気中では長期安定的ではないため、インプラント装入の直前に実施する必要がある。インプラント装入時のワークフローをなるべく変えないために、親水化を短時間で実行できると有利である。
【0004】
インプラントを親水化するための方法は、ＷＯ ２０１５／０８７３２６ Ａ１から知られており、インプラントが送達される完全に密閉された容器又はパッケージ内でプラズマが点火される。プラズマプロセス後、容器を開封し、インプラントを生体環境内に移植する。インプラントメーカーにとって、無菌・密封・プラズマ発生装置との適合性を考慮したパッケージや容器の開発・承認・製造は大変な労力を要するものである。このパッケージを使用するメーカーのインプラントしか、その装置と互換性がない。したがって、その装置はあらゆるインプラントに使用できるわけではない。
【発明の概要】
【0005】
そこで、本発明の課題は、例えば、活性化されるべき対象物に特定のパッケージを必要としない、活性化されるべき対象物のプラズマ処理のための改良された装置を提供することである。さらなる課題は、プラズマ処理のための改良された方法を提供することである。
【0006】
これらの課題は、請求項１による装置と、第２の独立請求項による方法によって解決される。
【0007】
非熱的大気圧プラズマで活性化するべき対象物を処理するための誘電バリア放電を生成する装置が提案されている。装置は、誘電作用チャンバ及び高電圧源を備える。誘電作用チャンバは、作用空間を取り囲む、誘電材料製の壁部を有し、作用空間の反対側を向いた壁部の外面上に（ａｕｆ ｅｉｎｅｒ ｖｏｍ Ｗｉｒｋｒａｕｍ ｗｅｇｗｅｉｓｅｎｄｅｎ Ａｕｓｓｅｎｓｅｉｔｅ ｄｅｒ Ｗａｎｄ）金属化部が設けられている。作用空間は開放容積である。高電圧源は、金属化部に又は活性化されるべき対象物に高電圧を印加するように設計されている。
【0008】
本明細書ではカプセル化されていない容積又は閉鎖されていない容積を「開放容積（ｏｆｆｅｎｅｓ Ｖｏｌｕｍｅｎ）」と称することができる。開放容積は、気体、例えば空気が容積から出ることができ、環境からの気体、例えば空気、が容積に入ることができるという事実によって特徴付けられることができる。パッケージ又は容器で密閉されていない容積は開放容積と称されることができる。
【0009】
本装置は、作用チャンバに導入可能なようにサイズ決定された対象物であれば、プラズマ処理を行うことができる。本装置は、例えば特定のパッケージ内に配置された特定のインプラントに限定されるものではない。したがって、この装置は汎用的に使用することができる。作用チャンバは開放容積であり、金属化部と活性化すべき対象物物との間のプラズマの自己点火が可能であるため、活性化すべき対象物のカプセル化に特別な要件はない。むしろ、そのようなカプセル化を省くことも可能である。
【0010】
誘電活性チャンバの作用空間は、閉じた体積ではない。むしろ、空気の流れが作用空間を通過できるように、作用空間には入口と出口を設けることができる。あるいは、作用空間には入口だけを設けることができる。
【0011】
金属化部は、壁部に材料結合的に塗布された金属層であることができる。あるいは、金属化部は、ギャップ寸法の小さい隙間によって壁部から分離されることも可能である。さらに、金属化部は、例えばプラグイン接続によって壁部に設けられることができる。
【0012】
誘電材料製の壁部が、金属化部と活性化すべき対象物とを隔て、高電圧源は金属化部と対象物との間に高電圧を印加するように設計されている。その際、壁部が誘電バリアとして機能するため、金属化部と活性化すべき対象物との間で誘電バリア放電によってプラズマを確実に点火することができる。金属化部は電極として機能できる。プラズマは、誘電バリア放電の際に大部分が誘電バリアに直接点火される。壁部の内側面だけでなく、活性化すべき対象物の表面も誘電バリアとして機能することができる。そのため、活性化すべき対象物の表面で直接プラズマを点火できる。相応に、プラズマは対象物の表面を高い効率で活性化し、親水化することができる。
【0013】
対象物の親水化のために、誘電バリア放電によるプラズマ点火は複数の利点をもたらす。誘電バリア放電の際に、プラズマの大部分が誘電バリアで直接点火される。相応に、プラズマの多くは対象物の表面で点火され、その表面を活性化する。誘電バリア放電の際に、プラズマ点火が面状に分布するマイクロ放電で行われるため、対象物を表面全体にわたって均一に活性化させることができる。誘電バリア放電の際に、対象物の表面の親水化に寄与する酸素種が生成される。誘電バリア放電の際に、過剰な局所エネルギー密度が得られないため、活性化すべき対象物の損傷を回避することができる。
【0014】
活性化すべき対象物の処理は、雰囲気圧力で行うことができる。作用チャンバ内には雰囲気圧力が存在することができる。相応に、低圧チャンバのポンプ排気を省略することができる。相応に、使用される機器は、低圧チャンバを有する装置をベースとした装置と比較して、小型化、モバイル化、低コスト化を実現することができる。さらに、通常数分かかる低圧チャンバの排気ステップを省くことができるため、方法は顕著に早く行うことができる。さらに、プラズマを活性化すべき対象物に直接焼き付けることができるため、プラズマ処理ステップを大幅に短縮することもできる。
【0015】
全体として、この装置は、活性化すべき対象物を素早く処理することを可能にする。これにより、親水化のためのプラズマ処理をワークフローに組み込むことが可能になる。活性化すべき対象物の中間貯蔵を回避することができる。
【0016】
さらに、装置は、活性化すべき対象物を収容し、作用チャンバ内に移動させるように設計されたレセプタクルを有することができる。
【0017】
装置は、活性化すべき対象物がレセプタクルのみに直接機械的にコンタクトするように設計することができる。そのため、誘電チャンバの壁部や高電圧源による対象物の汚染を防ぐことができる。
【0018】
レセプタクルは、活性化すべき対象物を把持して保持するように設計された機械的要素であり得る。レセプタクルは、定義された経路に沿って活性化すべき対象物を移動させるように設計することができる。また、レセプタクルは、活性化すべき対象物に電位を印加するように設計することもできる。
【0019】
レセプタクルは、活性化するべき対象物を作用空間内で回転運動及び／又は並進運動で移動するように設計されていることができる。レセプタクルは手動で動かすことも、モーターなどの機械駆動で動かすことも可能である。作用空間内で活性化すべき対象物を回転及び並進運動させることで、活性化すべき対象物にプラズマを均一に作用させることができる。
【0020】
活性化すべき対象物は、医療処理に先立って非熱的大気圧プラズマで処理されるインプラントであることができる。例えば、歯科用インプラントであることができる。インプラントを非熱的大気圧プラズマで処理することにより、水や血液との濡れ性を向上させ、インプラントの生着挙動（ｄａｓ Ｅｉｎｗａｃｈｓｖｅｒｈａｌｔｅｎ）を改善することができる。インプラントのプラズマ処理は、医療的処理に先立って行われる。この装置によれば、インプラントのプラズマ処理を短時間で行うことができるため、医療処理の開始直前にプラズマ処理を行うことができ、中間貯蔵を省くことができる。
【0021】
高電圧源は、活性化すべき対象物と金属化部との間に誘電バリア放電を生成するように設計することができる。
【0022】
作用空間は、好ましくは大気圧である。代替的な実施形態では、作用空間の圧力は１気圧未満とすることができる。作用空間が大気圧であることは、作用空間を排気するステップを省くことができ、より短時間で処理を行うことができるという利点をもたらす。
【0023】
この装置は、非熱的な大気圧プラズマで処理することにより、活性化すべき対象物の表面を親水化するように設計されている。
【0024】
装置は、誘電作用チャンバを受け入れるための開口を有するベースユニットを有することができる。再利用可能な、すなわち、異なる対象物の複数のプラズマ処理に使用できる、装置のすべての要素は、ベースユニットに配置することができる。特に、高電圧源は、ベースユニットに配置することができる。ベースユニットは、誘電作用チャンバを受け入れるための開口が形成された閉鎖されたハウジングを有することができる。
【0025】
誘電作用チャンバは、プラズマ処理の前にベースユニットの開口内に装入され、プラズマ処理を実行した後にベースユニットの開口から取り外されるように設計されることができる。相応に、誘電作用チャンバは、１回のプラズマ処理にのみに使用される使い捨てアイテムである。プラズマ処理ごとに、適切に構成された誘電作用チャンバを選択することができる。例えば、装置は、異なるプラズマ処理を可能にする一組の異なる誘電作用チャンバを有することができる。
【0026】
誘電作用チャンバの壁部は、誘電作用チャンバの入口に配置され、他の領域よりも厚い厚さを有する領域を備える。この領域はカラーを形成することができる。誘電作用チャンバの入口は、活性化すべき対象物を作用空間に導入することができる誘電作用チャンバの開口であることができる。
【0027】
肉厚領域には、いくつかの目的がある。肉厚領域によれば、誘電作用チャンバをベースユニットに支持することで、誘電作用チャンバをベースユニット上の所定の位置に位置決めすることができる。肉厚領域は、レセプタクルのための支持面を形成することもでき、それによって、レセプタクル及びレセプタクルによって保持される活性化すべき対象物を誘電作用チャンバに対して所定の位置に位置決めすることができる。また、肉厚領域は、金属化部とレセプタクルとの間のアイソレーション（Ｉｓｏｌｉｅｒｕｎｇ）となることもできる。
【0028】
金属化部は、連続するスリーブ状の金属化部であっても、互いに分離した複数のリング状の部分を有するものであってもよい。スリーブ状の金属化部は、大型インプラントのプラズマ処理を均一に行うことができるため、処理時間をさらに短縮することができる。リング状の金属化部は、静電容量が小さく、電極とインプラントとの間の寄生負荷が小さいという利点がある。また、リング状の金属化部のエッジ部分の電界強度が特に高いことがわかる。さらなる選択肢は、個別のリング状のセグメントであり、被処理対象物の寸法よりも小さい広がりを有する。この場合、被処理対象物の全表面を十分にプラズマ処理できるように、リング状セグメントに対して被処理物を移動させることができる。
【0029】
高電圧源は、圧電トランスを有することができる。高電圧は、圧電トランスの出力側から機械的コンタクトを介して取り出され、電極又は活性化すべき物体に印加されることができるか、あるいは、非接触スパークギャップ（Ｆｕｎｋｅｎｓｔｒｅｃｋｅ）によって、圧電トランスの出力領域から電極又は活性化すべき対象物に伝達されることができる。圧電トランスは、とりわけ、電池などの低い入力電圧でさえ動作できるため、モバイル機器として設計できるという利点がある。
【0030】
本装置は、換気部（Ｌｕｅｆｔｅｒ）及び／又はフィルタ要素を有することができる。換気部やフィルタがベースユニットに配置されることができる。換気部は、活作用空間を通る空気流を生成し、それによって活性化すべき対象物が冷却されるように、配置されることができる。ベースユニット外部での過剰なオゾン濃度を防ぐことができるオゾンフィルタであることができる。
【0031】
作用空間には、空気で充填されることができる。装置は、空気を処理ガスとしてプラズマ処理を行うように設計されることができる。アルゴンなどの高価な特殊ガスを使用する必要はない。
【0032】
誘電作用チャンバは、交換可能な使い捨てアイテムであることができる。
【0033】
誘電作用チャンバの壁部の内径は、４ｍｍ以上７ｍｍ以下とすることができる。この内径は、一般的な歯科用インプラントの収容を可能にする。壁部は、管内の可能な限り高い電界強度を得るために、必要以上の内径を有するべきではない。活性化すべき対象物の表面を活性化するために、管内には少なくとも５ｋＶ／ｍｍの電界強度が必要である。
【0034】
さらなる態様によれば、本発明は、非熱的な大気圧プラズマで活性化すべき対象物を処理する方法であって、以下のステップを含む方法に関する：
－ 無菌パッケージから誘電作用チャンバを取り外すステップであって、誘電作用チャンバは、作用空間を取り囲む誘電材料製の壁部を有し、作用空間の反対側を向いた壁部の外面上に金属化部が設けられてる、ステップと、
－ 誘電作用チャンバを前記ベースユニットの開口内に装入するステップであって、ベースユニットは高電圧源を有する、ステップと、
－ 活性化すべき対象物を作用空間内に導入するステップと、
－ 活性化すべき対象物又は金属化部に高電圧を印加し、それにより、対象物と金属化部との間に誘電プラズマ放電を発生させるステップと、を含む方法。
方法は、９０秒未満、好ましくは６０秒未満、特に３０秒未満を要する。
－ 無菌パッケージから誘電作用チャンバを取り外すステップであって、誘電作用チャンバは、作用空間を取り囲む誘電材料製の壁部を有し、作用空間の反対側を向いた壁部の外面上に金属化部が設けられてる、ステップと、
－ 誘電作用チャンバを前記ベースユニットの開口内に装入するステップであって、ベースユニットは高電圧源を有する、ステップと、
－ 活性化すべき対象物を作用空間内に導入するステップと、
－ 活性化すべき対象物又は金属化部に高電圧を印加し、それにより、対象物と金属化部との間に誘電プラズマ放電を発生させるステップと、を含む方法。
方法は、９０秒未満、好ましくは６０秒未満、特に３０秒未満を要する。
【0035】
作用空間は、その際、開放容積であり得る。活性化すべき対象物は、作用空間に装入する直前に、滅菌カバーから活性化する対象物を取り出すことができる。活性化すべき対象物をレセプタクルで把持し、レセプタクルによって作用空間に装入することができる。
【0036】
第２態様による方法は、上述した装置を用いて実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
以下、添付図を参照しながら、本発明を説明する。
【図3】３は、無菌パッケージに入った誘電作用チャンバを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0038】
図１は、誘電バリア放電を生成する装置を模式的に示したもので、活性化すべき対象物１を非熱的な大気圧プラズマで処理するように設計されている。活性化すべき対象物１は、人体又は動物の体内に装入されるように設計されたインプラントである。特に、歯科用インプラントである。しかしながら、この装置は、非熱的な大気圧プラズマで他の対象物を処理することもできるように設計されている。例えば、活性化すべき対象物１は、チタン、特にグレード４のチタン、又は酸化ジルコニウム製であり得る。これらの材料は、通常インプラント用のものである。代替的又は付加的に、処理すべき対象物１は、金属、プラスチック又はセラミックを含み得る。
【0039】
非熱的大気圧プラズマによる処理により、対象物１の表面が親水化される。インプラントの表面が親水性であれば、インプラントの生着期間が大幅に短縮され、インプラントの生着性（オッセオインテグレーション又は骨結合）が大幅に改善することが知られている。また、親水性の対象物の際の生着プロセスは向上した安定性を有する。
【0040】
純チタンの表面は親水性であり、相応に、水や血液に非常によく濡れることができる。しかしながら、有機不純物によって表面が疎水化されることがある。このような不純物は、例えば、インプラントの製造時や保管時に発生することがある。図１の装置内でインプラント処理することにより、インプラントを体内に装入する直前に、表面が親水性であることを確実にすることができる。インプラントの血液との良好な濡れ性は、短い生着期間と安定した生着プロセスをもたらす。
【0041】
装置は、誘電作用チャンバ２を有する。誘電作用チャンバ２は、活性空間４を取り囲む誘電材料製の壁３を有する。作用空間４は、開放容積である。図１に示す実施形態例では、壁部３はスリーブ状である。誘電作用チャンバ２は、被処理対象物１を作用チャンバ４内に導入することができる入口２ａと、出口２ｂとを有している。出口２ｂは、入口２ａの反対側にある。空気流は、入口２ａから出口２ｂまで作用チャンバ４を通って流れることができる。
【0042】
壁部３の材料は化学的に不活性であるため、活性化すべき対象物１の、プラズマ処理中の化学的汚染を回避することができる。壁部３は、例えば、石英、ガラス、又は酸化アルミニウムを含むことができる。
【0043】
壁部３の厚さＤは、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、好ましくは１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。例えば、壁の厚さＤは１．５ｍｍであることができる。このような壁部３の厚さＤにより、プラズマ放電の際に壁部３が誘電バリアとして機能することができる。厚さＤは、壁部３の内側面７と壁３の外側面５との間の距離を示す。
【0044】
壁部３は、作用空間４を取り囲んでいる。作用チャンバ４内には大気圧が存在することができる。この装置によれば、プラズマ処理前に作用チャンバ４内を減圧する必要がない。しかしながら、装置の代替的実施形態では、作用空間４内の圧力が１気圧未満になるように、作用空間４内の圧力を下げることができる。
【0045】
作用空間４には、空気が満たされている。代替的実施形態では、作用空間４は、異なるプロセスガスで満たされる。
【0046】
作用空間４の反対側を向いている外側面５を、部分的又は完全に金属化部６で覆うことができる。金属化部６は、電極を形成する。金属化部６は、例えば銅や銀などの、導電性材料で構成されている。金属化部６は、スパッタリング又は電気メッキで堆積することができる。金属化部６の堆積方法のさらなる可能性としては、接着フィルム、管にプレスされた金属ホース、又は導電性スプレー塗料の使用である。
【0047】
金属化部６は、円筒状の壁部３の外周に沿って完全に取り囲んでいる。金属化部６の長さＬは、金属化部６の長手方向の広がりを示す。長手方向は、誘電作用チャンバの円筒状の壁部３の対称軸に沿って延在する。
【0048】
金属化部６の長さＬは、被処理対象物１の長さに適合するべきである。金属化部６の長さＬは、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。例えば、金属化部６の長さは、２０ｍｍを選択することができる。このような長さＬを有する金属化部６は、一般的な歯科用インプラントを完全に包囲するのに十分であり、したがって、インプラント全体が同時に処理されることを確実にする。また、プラズマ点火は電極とインプラントとの間だけで行われるため、金属化部６を長くすることができる。代替的に、金属化部６の長さＬは、被処理対象物１の長さよりもはるかに小さくなるように選択することができる。この場合、被処理対象物１が完全にプラズマ処理されることを確実にするように、被処理物１を金属化部６に対して長手方向に移動させる必要がある。
【0049】
図１に示す実施例では、金属化部６がコンタクト８を介して高電圧源９に接続されている。高電圧源９は、高電圧を生成し、金属化部６に印加するように設計されている。例えば、高電圧源９は、圧電トランスであることができる。圧電トランスの出力領域で生成した高電圧を取り出し、コンタクト８を介して金属化部６に印加する。また、高電圧の交流電圧を供給する、代替的高電圧源９を使用することも可能である。
【0050】
さらに、本装置は、被処理対象物１を把持し、作用空間４に導入するためのレセプタクル１０を有する。被処理対象物１は、レセプタクル１０を介して基準電位、特に接地電位に接続される。レセプタクル１０は、被処理対象物１を作用空間４内に直線的移動で導入するように設計されている。さらに、レセプタクル１０は、作用空間４内で被処理対象物１を直線的移動させるように設計することができる。例えば、上下移動であることができる。さらに、レセプタクル１０は、作用空間４内で被処理対象物１を回転運動させるように設計することができる。作用空間４内での被処理対象物１の直線及び回転運動により、被処理対象物１の表面を均一にプラズマ処理することを確実にできる。
【0051】
レセプタクル１０を介して基準電位が印加されている被処理対象物１は、プラズマ放電時に対向電極として作用し、その際、電極は壁部３の金属化部６を介して形成される。壁部３は、金属化部６と被処理対象物１との間の誘電バリアとして作用する。したがって、誘電バリア放電を介してプラズマ点火され、その際、プラズマは被処理対象物１の表面の直接上で生成される。
【0052】
レセプタクル１０は、手動で動かすか、機械的な駆動部に接続された工具であることができる。たとえば、トルクラチェットやレンチであることもできる。
【0053】
図２は、図１に示した装置をより詳細に示したものである。この装置は、誘電作用チャンバ２が装入されるハウジング１２を有するベースユニット１１をさらに備える。誘電作用チャンバ２は、無菌交換ユニットとして設計されている。プラズマ処理の直前にハウジング１２に装入される。ベースユニット１１は、誘電作用チャンバ２が装入される開口を有する。
【0054】
ベースユニット１１には、高電圧源９と、場合によってはさらなる要素が配置される。ベースユニット１１には、高電圧源９を制御するための制御ユニット１３が配置されている。制御ユニット１３は、ユーザとの相互作用のためのインタフェースを有する。例えば、制御ユニット１３は、ディスプレイとファンクションキーとを有する。さらに、ベースユニット１１は、換気部１４を有することができる。換気部１４は、作用チャンバ２を通って一定の空気流を供給し得る。これにより、被処理対象物１が空気流によって冷却され、プラズマ処理中に加熱されすぎることを確実に防止することができる。さらに、ベースユニット１１は、誘電作用チャンバ２と換気部１４の空気出口との間に配置されたフィルタ１５を有することができる。フィルタ１５は、特に、オゾンを濾過するように設計されることができる。オゾンはプラズマ処理の際に副生成物として発生するもので、濃度が高すぎると健康に害を及ぼす可能性がある。オゾンフィルタ１５の追加により、ハウジング１２の外部で過剰なオゾン濃度が発生しないようにすることができる。
【0055】
活性化すべき対象物１をプラズマ処理するたびに交換する必要のない装置の構成要素は、ベースユニット１１に恒久的に配置されている。高電圧源９、制御ユニット１３、換気部１４、フィルタ１５などである。
【0056】
プラズマ処理の直前に、誘電作用チャンバ２をベースユニット１１に装入する。誘電作用チャンバ２をベースユニット１１の開口に装入されると、誘電作用チャンバ２は、金属化部６が高電圧源９に電気的にコンタクトするように配置されているので、高電圧源９は、金属化部６に高電圧を印加することができる。誘電作用チャンバ２がベースユニット１１に装入されると、金属化部６がコンタクト８に接続される。
【0057】
その後、レセプタクル１０により、被処理対象物１を作用チャンバ４内に導入することができる。このため、被処理対象物１をレセプタクル１０で把持し、誘電作用チャンバ２の入口２ａから装入する。ここで、プラズマ処理が開始され、これにより、プラズマ処理中に被処理対象物１がレセプタクル１０によって移動される。プラズマ処理の持続時間は、９０秒未満、好ましくは６０秒未満、特に３０秒未満である。
【0058】
プラズマ処理後、まず活性化すべき対象物１、その後誘電作用チャンバ２をベースユニット１１から取り外す。プラズマ処理の終了後、活性化すべき対象物１を誘電作用チャンバ２から取り出し、例えば、直ちに、インプラントを挿入するステップを伴う医療処理を開始することができる。被処理対象物１の中間貯蔵は必要ない。プラズマ処理の時間が短いため、インプラントを挿入する医療処理の直前にプラズマ処理を行うことができる。
【0059】
誘電作用チャンバ２の壁部は、入口２ａの領域において、領域１６を有し、その厚さは、誘電作用チャンバ２の残りの領域における壁部３の厚さよりも大きい。肉厚化した厚さにより、領域１６は、誘電作用チャンバ２のカラーを形成する。領域１６は、誘電作用チャンバ２がベースユニット１１の開口に位配置される場合に、ハウジング１２上に載せられる支持部を形成している。このようにすることで、誘電作用チャンバ２をベースユニット１１上に安定的に位置決めすることができる。これにより、誘電作用チャンバ２が所定の位置に配置されることが確実にされる。さらに、肉厚領域１６は、活性化すべき物体１をレセプタクル１０から作用チャンバ２に装入する際に、レセプタクル１０の支持部として機能する。このようにして、活性化すべき対象物１は、作用空間４内の所定位置に配置される。肉厚領域１６は、さらに、金属化部６とレセプタクル１０との間のアイソレーションを提供する役割を果たす。さらに、肉厚領域１６は、誘電作用チャンバ２が装入されるハウジング１２の開口からオゾンがほとんど逃げないようにハウジング１２に密封性を提供する。
【0060】
図３は、誘電作用チャン２を無菌パッケージ１７に入れた状態を示している。誘電作用チャンバ２はプラズマ処理の際に１回だけ使用され、プラズマ処理の実行後は廃棄するものである。次のプラズマ処理の前に、新たな誘電作用チャンバ２がベースユニット１１に装入されることになる。このようにすることで、非常にコストのかかる高電圧源９の洗浄を回避することが可能となる。ベースユニット１１に装入される直前に、誘電作用チャンバ２は無菌パッケージ１７から取り出される。このようにして、誘電作用チャンバ２が汚染されないようにすることができる。
【0061】
図４は、誘電作用チャンバ２の代替的実施形態を示す。図４に示す代替的実施形態では、壁部３は、作用チャンバの出口を閉鎖する底部１８をさらに有する。この誘電作用チャンバは、ハウジングに装入することも可能です。
【0062】
図５は、誘電作用チャンバ２の別の代替的実施形態を示す。図５に示す実施形態では、作用チャンバ２の底部に作用物質１９が追加的に配置されている。作用物質１９は、プロセスガス又は液体であることができる。誘電バリア放電時に、作用物質１９を所定の蒸気圧で供給すると、強い酸化特性を有するか又は還元特性を有する新たな種が気相で発生するか、化学的に反応するフラグメントが放出されることができ、活性化すべき対象物上に粗いガラス状の層が発生することができる。例えば、作用物質１９は、水や過酸化水素を含むことができ、誘電バリア放電の際に酸化を起こすことができる。代替的又は付加的に、作用物質１９は、誘電バリア放電の際に還元的に作用する水素を含んでいてもよい。代替的又は追加的に、活性物質１９は、ＰＥＣＶＤ（プラズマ強化化学気相堆積：ｐｌａｓｍａ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって適用されるＨＭＤＳＯ又はＴＥＯＳ有機ケイ素化合物であることができ、化学反応フラグメントを放出するものであることができる。
【0063】
金属化部６は、外側に突出した突出部６ａを有し、金属化部６のコンタクトを可能にする。さらに、金属化部６はアイソレーション６ｂによって覆われており、突出部６ａはアイソレーション６ｂから突出しているため、アイソレーション６ｂから解放された状態を保つことができる。アイソレーション６ｂは金属化６を保護する。突出部６ａはアイソレーション６ｂにもかかわらず金属化部６のコンタクトを可能にする。また、先の図に示した作用チャンバ２は、外側に突出した突出部６ａ及びアイソレーション６ｂを備える金属化部６を有することができる。
【0064】
図６は、本装置の代替的実施形態を示す。図６に示す実施形態では、高電圧源９、この場合は、圧電トランスは、配線又はコンタクト８を介して誘電作用チャンバ２上の金属化部６に直接接続されない。その代わり、高電圧源９と金属化部６との間のエネルギー伝達は、例えば放電やスパークギャップを介して非接触で行われる。
【0065】
図７は、別の代替的実施形態を示す。図７に示す実施形態では、高電圧源９は、誘電作用チャンバ２上の金属化部６には接続されておらず、被処理対象物１に接続されている。相応に、被処理対象物１に高電圧を印加する。誘電作用チャンバ２上の金属化部６は、基準電位に接続されている。先の実施形態と同様に、被処理対象物１の表面と金属化部６との間の電位差により、誘電放電及びプラズマ点火が起こる。誘電作用チャンバ２の壁部３は、ここでは誘電バリアとしても機能する。
【0066】
図８は、実施形態のさらなる例を示す図である。図８に示す実施形態では、誘電作用チャンバ２の周囲に高電圧源９として複数の、例えば３つの圧電トランスが配置されている。圧電トランスは、図５にも示すように、オープンに動作する（ｏｆｆｅｎ ｂｅｔｒｉｅｂｅｎ）。すなわち、エネルギー伝達はスパークギャップ又は放電を介して行われる。複数の高電圧源９を使用することで、非接触エネルギー伝送で不可避的に発生するエネルギー損失を補うことができる。活性化すべき対象物１は、プラズマ処理中に作用空間４内で回転する。
【0067】
図９は、別の代替的実施形態を示し、圧電トランスである第１高電圧源９が、作用チャンバ２の長手方向面に配置され、非接触でエネルギーを金属化部６に伝達する。さらに、誘電作用チャンバ２の底部１８の下には、第２高電圧源、特に第２圧電トランスが配置されている。作用チャンバ４の反対側である底部１８の外側面には、金属化部６が設けられ、圧電トランスはこれに高電圧９を伝達する。この結果、底部１８と活性化すべき対象物１との間でプラズマ点火が起こる。第２高電圧源９と底部１８の金属化部６との間のエネルギー伝達は非接触、つまり放電又はスパークギャップを介して行われる。あるいは、第２高電圧源９は、コンタクト８を介して金属化部６と電気的に接続されることができる。
【0068】
図１０は、誘電作用チャンバ２のさらなる実施形態を示す。図１０に示す実施形態では、金属化部６は連続しておらず、互いに分離した複数のリング状の金属化部６からなる。金属化部６の各リングは、例えば、１ｍｍから３ｍｍまでの範囲の長さを有することができ、２つのリング間に、長手方向に０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の間の広がりを有する、金属化部６フリーの面積がそれぞれ配置される。
【0069】
金属化部６のリング状のデザインは、静電容量の減少をもたらし、それによって寄生負荷が減少する。これにより、装置の消費電力が減り、流れる無効電流も少なくなる。さらに、リングのエッジ部分の電界強度が特に高いため、特に効率よくプラズマ処理を行うことができる。あるいは、金属化部６として１つのリングのみを使用し、被処理対象物１を長手方向に十分に移動させて、その全体表面が処理されるようにすることも可能である。
【符号の説明】
【0070】
１ 活性化すべき対象物／インプラント
２ 誘電作用チャンバ
２ａ 入口
２ｂ 出口
３ 壁部
４ 作用空間
５ 外側面
６ 金属化部
６ａ 突出部
６ｂ アイソレーション
７ 内側面
８ コンタクト
９ 高電圧源
１０ レセプタクル
１１ ベースユニット
１２ ハウジング
１３ 制御ユニット
１４ 換気部
１５ フィルタ
１６ 領域／カラー
１７ パッケージ
１８ 底部
１９ 活性物質
Ｄ 壁部の厚さ
Ｌ 金属化部の長さ
２ 誘電作用チャンバ
２ａ 入口
２ｂ 出口
３ 壁部
４ 作用空間
５ 外側面
６ 金属化部
６ａ 突出部
６ｂ アイソレーション
７ 内側面
８ コンタクト
９ 高電圧源
１０ レセプタクル
１１ ベースユニット
１２ ハウジング
１３ 制御ユニット
１４ 換気部
１５ フィルタ
１６ 領域／カラー
１７ パッケージ
１８ 底部
１９ 活性物質
Ｄ 壁部の厚さ
Ｌ 金属化部の長さ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【国際調査報告】