Dispositivo y procedimiento para la generación de una descarga eléctrica en cuerpos huecos.

Dispositivo para la generación de un plasma físico en el interior de mangueras largas dieléctricas con diámetro interior pequeño, que comprende:

Al menos un electrodo a alta tensión

(3) eléctricamente conductor y un electrodo (2) puesto a tierra eléctricamente conductor, así como un suministro a alta tensión (6) y una unidad de suministro para los medios de proceso (7), caracterizado porque los dos electrodos están introducidos en la pared de la manguera.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/051035.

Solicitante: Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Felix-Hausdorff-Strasse 2 17489 Greifswald ALEMANIA.

Inventor/es: STIEBER,MANFRED, WELTMANN,KLAUS-DIETER, EHLBECK,JOERG, WINTER,JOERN, WINTERWEBER,KIM.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > PROCEDIMIENTOS O APARATOS PARA ESTERILIZAR MATERIALES... > Procedimientos o aparatos para desinfectar o esterilizar... > A61L2/14 (Plasma, es decir gases ionizados)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > TECNICA DEL PLASMA (tubos de haz iónico H01J 27/00;... > Producción del plasma; Manipulación del plasma... > H05H1/24 (Producción del plasma)

PDF original: ES-2528724_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo y procedimiento para la generación de una descarga eléctrica en cuerpos huecos.

La invención se refiere a un dispositivo y un procedimiento para la generación uniforme de un plasma físico en lúmenes largos y simultáneamente estrechos, mangueras dieléctricas, flexibles o rígidas, tubos u otros cuerpos huecos (designados a continuación como mangueras) en el rango de baja presión, presión normal o sobrepresión, que están llenos o irrigados parcialmente o totalmente con gas o mezclas de gases, uno o varios líquidos, líquidos que contienen burbujas de gas, mezclas de gas y líquido, aerosoles y/o espuma (designado a continuación como 1 medio de proceso), con la finalidad de la limpieza, activación, revestimiento, modificación y descontaminación biológica (desgerminación, desinfección, esterilización) de las paredes interiores de estas mangueras y/o del medio de proceso mismo, así como con la finalidad de la aplicación terapéutica mediante una descarga de barrera dificultada dieléctricamente o mediante los componentes terapéuticos originados por la descarga eléctrica de gas en el medio de proceso.

Antecedentes de la invención

Para una multiplicidad de aplicaciones, especialmente en el sector de los biomateriales para aparatos médicos, es necesario modificar las paredes interiores de mangueras largas y simultáneamente delgadas que se componen de 2 un material dieléctrico. Entre ellas figuran la limpieza, activación, revestimiento, modificación y descontaminación biológica. Típicamente estas modificaciones no se pueden realizar durante la fabricación de los materiales, en muchos sectores y en función del campo de aplicación también se debe renovar regularmente la modificación después del proceso de fabricación realizado. Los plasmas físicos ofrecen una multiplicidad de ventajas para este tipo de aplicación. Las modificaciones así generadas están distribuidas de forma homogénea sobre la superficie, son 25 muy delgadas (rango nm), muy adherentes y sólo modifican ligeramente la composición y las propiedades del material base. Las diferentes modificaciones se pueden conseguir mediante la selección apropiada del medio de proceso y los parámetros físicos del plasma. Por motivos de costes y para una integración sencilla en etapas de proceso presentes, las modificaciones deberían tener lugar mediante un plasma físico a ser posible bajo presión normal. No obstante, hasta ahora resultar ser muy difícil la generación de un plasma homogéneo sobre la longitud 3 de la manguera bajo presión normal en el caso de gran variabilidad del rango de parámetros y gran relación de aspecto de la manguera. Especialmente en productos médicos complejos, como por ejemplo endoscopios, es difícil acoplar los campos eléctricos desde el exterior del endoscopio en el interior de los canales de trabajo, a fin de encender con ello un plasma físico. En el lado del usuario también es desventajoso introducir los electrodos para el acoplamiento de la línea para el plasma en los canales de trabajo, dado que se podrían deteriorar las superficies de 35 los canales.

Estado de la técnica

Los dispositivos y procedimientos para la generación de plasmas físicos en el interior de mangueras llenas del medio de proceso se describen en numerosos documentos. Pero las soluciones técnicas aquí citadas están unidas al menos con una o varias de las desventajas siguientes:

3=- El dispositivo sólo funciona con mangueras en el estado bruto y no en el estado instalado 3» El dispositivo necesita electrodos interiores especiales 3» El dispositivo necesita electrodos exteriores especiales 3- El dispositivo no funciona con presión normal

3=- El dispositivo presenta costes de mantenimiento elevados debido a, por ejemplo, flujos de gas elevados 3- El dispositivo está limitado al tramo de tratamiento

3» El dispositivo no puede garantizar un tratamiento homogéneo sobre la longitud de la manguera 3» El dispositivo está limitado a gases nobles, por lo que se limita el campo de aplicación 3» El dispositivo no es apropiado para procesar materiales termolábiles

3»- La descontaminación biológica se realiza con medios agresivos lo que trae consigo deterioros del material.

Existe un procedimiento en el que una manguera larga y delgada se conduce a través de un campo generado 55 exteriormente. En este caso la intensidad de campo se vuelve suficientemente grande para encender un plasma físico en el interior de la manguera (DE 69 52 185 T2 = EP 745 149 B1). No obstante, este procedimiento sólo se puede usar para mangueras no instaladas. Este procedimiento no se podría usar en por ejemplo los endoscopios habituales en el mercado.

Otro procedimiento introduce una aguja corta en la manguera, por lo que se genera un plasma de tipo chorro. Mediante un flujo de gas elevado se puede impulsar el plasma luego sobre un cierto tramo en la manguera. (Phys. Plasmas 14, 7452 (27)) No obstante, en este procedimiento no se garantiza la homogeneidad del plasma sobre toda la longitud de la manguera. Además, aquí también se debe trabajar con un electrodo interior adicional.

Se conoce un procedimiento en el que la manguera se conduce a una cámara de proceso, estando en vacío una parte de la cámara de proceso. 2 electrodos fuera de la manguera generan el campo eléctrico en el interior para la generación del plasma. (EP 348 69 A2). No obstante, en esta estructura se usa parcialmente el vacío. Además, la cámara de proceso sólo es apropiada para el tratamiento de mangueras no instaladas.

Otra estructura se realiza a través de un electrodo interior en la manguera y un electrodo exterior por debajo de la manguera. (Plasma Process. Polym. 28, 5, 66-614) El plasma físico sólo se genera por ello entre los electrodos y no llena todo el volumen de la manguera. Además, en esta estructura también se necesitan electrodos adicionales lo que limita el uso en productos médicos terminados.

Se conoce una dispositivo para la descontaminación biológica seca de las paredes interiores de tubos y otros cuerpos huecos mediante un plasma a presión atmosférica generado por una descarga de barrera dificultada dieléctricamente en una atmósfera de gas circulante, que comprende un electrodo a tierra conductor, así como un electrodo a alta tensión eléctricamente conductor en la pared de la manguera, discurriendo los electrodos en 2 paralelo en la dirección axial (EP 1 933 65 A1). La desventaja de este dispositivo se sitúa en la disposición axial paralela de los electrodos, por lo que se condiciona, por un lado, una configuración de plasma no homogénea dentro del cuerpo hueco y aparecen, por otro lado, fuerzas de tracción y empuje, que deterioran el material en el caso de una flexión de la manguera, en los electrodos. Especialmente el último punto hace imposible la implementación del dispositivo descrito en las disposiciones en las que es necesario obligatoriamente el mantenimiento de la flexibilidad 25 (por ejemplo canales de endoscopios).

Se conoce un dispositivo para el calentamiento de las mangueras de plástico flexibles (WO 28/5829 A2). En este caso al menos un elemento calefactor está embebido helicoidalmente en una capa de polímero. La finalidad del dispositivo es el calentamiento de medios gaseosos o líquidos en el interior de la manguera. La estructura 3 representada no se usa en este caso para la generación de una descarga eléctrica.

Además, se ha desarrollado un procedimiento en el que en el interior de una manguera se introduce un electrodo cilindrico corto, el contraelectrodo se sitúa en el exterior de la manguera. (JP 2233721) también en esta estructura se necesitan electrodos adicionales en el interior y en el exterior de las mangueras, lo que hace imposible 35 el uso en productos médicos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

I. Dispositivo para la generación de un plasma físico en el interior de mangueras largas dieléctricas con diámetro interior pequeño, que comprende:

Al menos un electrodo a alta tensión (3) eléctricamente conductor y un electrodo (2) puesto a tierra eléctricamente conductor, así como un suministro a alta tensión (6) y una unidad de suministro para los medios de proceso (7), caracterizado porque los dos electrodos están introducidos en la pared de la manguera.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los electrodos

a) Discurren helicoidalmente a lo largo del eje de la manguera, o

b) discurren en paralelo en la dirección axial o

c) Se introducen junto con fibras no conductoras como una red.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los electrodos se sitúan en la pared

de manguera dieléctrica y una rejilla eléctricamente conductora se sitúa exteriormente con precisión de ajuste alrededor del tubo.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en la manguera se sitúan

cuerpos dieléctricos y/o gotas de líquido dieléctricas, preferentemente bolas de vidrio y/o gotas de aceite, pero en particular bolas con un diámetro mayor de 1 pm y menor que un diámetro interior de la manguera, sólo o junto con el medio de proceso.

5. Dispositivo según la reivindicación 1 a 4, caracterizado porque contiene dispositivos para la

generación de un plasta de tipo chorro en el extremo de la manguera.

6. Procedimiento para la generación de un plasma en el interior de mangueras largas dieléctricas con diámetro interior pequeño, caracterizado por las etapas siguientes:

-> Fijación de los electrodos para ello en una manguera interior, preferentemente con adhesivos, sobre los que a continuación se contrae una manguera exterior o aplicación de los electrodos mediante procesos de grabado o revestimiento especiales o embebido de los electrodos directamente en la pared de la manguera,

-> Adición de un medio de proceso en la manguera y aplicación de una alta tensión alternante, generándose un 35 plasma físico en el medio de proceso al sobrepasarse la intensidad de campo de ignición.

7. Procedimiento para la generación de un plasma según la reivindicación 6, caracterizado porque una señal rectangular con una pendiente de flanco de típicamente 1 kV/ns se usa para la generación de la alta tensión.

4 8. Procedimiento para la generación de un plasma según una de las reivindicaciones 6 ó 7,

caracterizado porque la alta tensión se aplica en el modo de ráfagas.

9. Procedimiento para la generación de un plasma según una de las reivindicaciones 6 a 8,

caracterizado porque el medio de proceso y efecto de plasma se aplican sobre la superficie exterior de la

manguera.

1. Procedimiento para la generación de un plasma según una de las reivindicaciones 6 a 9,

caracterizado porque la etapa de generación de plasma comprende la introducción de cuerpos dieléctricos y/o gotas de líquido dieléctricas, como por ejemplo bolas de vidrio y/o gotas de aceite, pero en particular bolas con un

diámetro mayor de 1 pm y menor que un diámetro interior de la manguera, sólo o junto con el medio de proceso en la manguera.

II. Procedimiento para la generación de un plasma según una de las reivindicaciones 6 a 1,

caracterizado porque el plasma generado en el lumen se puede extraer del lumen mediante un flujo de gas o un

potencia a tierra virtual y se puede usar como instrumento de tratamiento y para finalidades terapéuticas.

12. Procedimiento para la generación de un plasma según una de las reivindicaciones 6 a 1,

caracterizado porque la etapa de generación de plasma comprende la limpieza o modificación superficial de la pared de la manguera

y/o

la limpieza o modificación superficial del medio de proceso.

13. Procedimiento para la generación de un plasma según una de las reivindicaciones 6 a 1,

caracterizado porque la etapa de generación de plasma comprende el revestimiento de la pared de la manguera o

el revestimiento de los cuerpos sólidos suministrados al medio de proceso.

14. Procedimiento para la generación de un plasma según una de las reivindicaciones 6 a 1,

caracterizado porque la etapa de generación de plasma comprende la descontaminación biológica

(desgerminación, desinfección, esterilización) de la pared de manguera o del medio de proceso.

15. Procedimiento para la generación de un plasma según una de las reivindicaciones 6 a 1,

caracterizado porque la etapa de generación de plasma comprende la generación de un plasma de tipo chorro en el extremo de la manguera.