皮肤表面处理应用的阻抗匹配式柔性SDBD电极

专利2025-12-28  5


本发明属于柔性sdbd电极领域,涉及一种皮肤表面处理应用的阻抗匹配式柔性sdbd电极。


背景技术:

1、在我们的日常生活中,经常会因为出现各种各样的状况,导致我们的皮肤出现损伤,这些损伤可能是潜在的毁灭性伤害,甚至可能导致死亡。对于这种损伤创面的及时处理就成为了一个非常重要的问题。早期的处理方法多基于经验和传统疗法,例如使用草药、酒精等来清洁伤口,简单的布类或植物纤维包扎等。随着医学的发展,特别是无菌技术和抗生素的发现,创面处理取得了显著进展。抗生素自20世纪初被发现以来,极大地改变了医学领域,使得许多传染病得以控制。然而,几乎在抗生素开始广泛使用之初,细菌耐药性问题就已经显现。最早的例子可以追溯到1940年代,青霉素被引入临床后不久,耐青霉素的金黄色葡萄球菌迅速出现。此后,随着新型抗生素的发明和使用,各类耐药菌株也在不断涌现。由于细菌耐药性的发展速度极快,现有的抗生素在一些情况下已无法有效治疗感染。尽管新药研发是应对这一问题的关键,但近年来抗生素新药的研发进展缓慢,主要受高成本和低回报率的限制,应对细菌耐药性问题需要多学科协作。等离子体最初在生物医学领域的应用是对食物和器械的灭菌消毒,1996年laroussi证实了大气压辉光放电等离子体对细菌有很强的灭活作用。随后,等离子体在生物医学领域上的应用越来越多,尤其是冷等离子体接近或略高于室温,不会对人体和生物组织造成明显的热伤害,不污染周围环境,对医疗器械也不会造成热变形和损坏,且能有效地灭活各种细菌、真菌以及病毒等致病微生物,弥补了高压蒸汽灭菌、化学以及核辐射等方法的不足,目前,等离子体在灭菌消毒、材料表面改性、牙科治疗、美容、止血消炎、伤口愈合、皮肤病治疗以及肿瘤治疗方面已经取得了非常好的研究成果,而且没有副作用或并发症的迹象。因此,将等离子体与临床医学领域相结合,可以作为辅助手术,或者协助药物来治疗疾病。

2、介质阻挡放电(dbd)放电作为一种常见的等离子体放电方式,能够在常温、常压下产生稳定的等离子体,因其装置结构简单、能量利用率高,已成为最常用的等离子体生产方法之一。其原理是在放电空间内放置一层或多层的绝缘介质,绝缘介质可以悬挂在放电空间或覆盖在电极上,由于介质的存在,会阻止直流电流通过,因此介质阻挡放电通常使用交流和脉冲电源驱动。当正负电极两端施加交变电场的强度达到气体击穿强度时,电极之间的气体发生击穿同时产生放电通道。介质阻挡放电(dbd)目前已经被广泛用于臭氧合成、材料表面改性、环境污染物处理等领域的应用及研究。介质阻挡放电(dbd)是最常用的产生低温等离子体的方式,但直接对生物体进行体相放电(vdbd)等离子体处理可能会对生物体造成损害。沿面介质阻挡放电(sdbd)是一种简单、灵活、可移植和可扩大的低温等离子体产生方法,能够均匀、有效的处理创伤表面,非常适合用于处理生物体表面。

3、 sdbd电极可以基于不同基底材料设计为柔性电极材料,其高压金属电极和低压金属电极以打印压接的加工形式形成可弯曲的,从而匹配人体不同复杂部位的皮表处理能力。然而,当前柔性sdbd电极在不断推广应用的过程中,存在放电不均匀(尤其在弯折条件下),电极发热严重,常态运行频繁击穿,处理人体皮肤电气安全性差等应用问题。


技术实现思路

1、 1. 所要解决的技术问题:

2、当前柔性sdbd电极存在放电不均匀,尤其在弯折条件下,电极发热严重,常态运行频繁击穿,处理人体皮肤电气安全性差等应用问题。

3、 2. 技术方案:

4、为了解决以上问题,本发明提供了一种皮肤表面处理应用的阻抗匹配式柔性sdbd电极,包括三个电极,高压电极和地电极在sdbd电极层上交错排布,高压电极和地电极之间留有气隙,所述高压电极与驱动电源的正脉冲高压电位接口相接,所述地电极与驱动电源的地电位接口相接,同时地电极线包裹高压电极线,并处于sdbd电极同一层,所述高压电极和地电极表面先压接聚酰亚胺,然后在聚酰亚胺上再压接人体可接触薄膜材料,所述sdbd电极层底层设有调控电极,所述调控电极为一整层铜皮,面积包裹住整个高低压电极所形成的等离子体放电区域面积,所述调控电极和地电极接入匹配式阻抗网络。

5、进一步地,还设有通孔,所述通孔贯穿所述人体可接触薄膜材料和sdbd电极层。

6、进一步地,所述通孔的位置在电极组与组之间,所述通孔的边沿要与电极组之间有一定的距离,所述电极组包括多个高压电极和地电极。

7、进一步地,所述人体可接触薄膜材料为聚氨酯薄膜。

8、进一步地,所述匹配式阻抗网络是电阻r、电容c、电感l中一种或多种的组合。

9、 3. 有益效果:

10、本发明解决了柔性电极放电不均匀和常态运行击穿的问题,尤其是在实际应用过程中,柔性电极随意弯折工况条件下,也可保证均匀放电,同时可稳定常态运行,电极表面温度低,电气安全可靠。



技术特征:

1.一种皮肤表面处理应用的阻抗匹配式柔性sdbd电极,包括三个电极,其特征在于:高压电极和地电极在sdbd电极层上交错排布,高压电极和地电极之间留有气隙,所述高压电极与驱动电源的正脉冲高压电位接口相接,所述地电极与驱动电源的地电位接口相接,同时地电极线包裹高压电极线,并处于sdbd电极同一层,所述高压电极和地电极表面先压接聚酰亚胺,然后在聚酰亚胺上再压接人体可接触薄膜材料,所述sdbd电极层底层设有调控电极,所述调控电极为一整层铜皮,面积包裹住整个高低压电极所形成的等离子体放电区域面积,所述调控电极和地电极接入匹配式阻抗网络。

2.如权利要求1所述的皮肤表面处理应用的阻抗匹配式柔性sdbd电极,其特征在于:还设有通孔,所述通孔贯穿所述人体可接触薄膜材料和sdbd电极层。

3.如权利要求2所述的皮肤表面处理应用的阻抗匹配式柔性sdbd电极,其特征在于:所述通孔的位置在电极组与组之间,所述通孔的边沿要与电极组之间有一定的距离,所述电极组包括多个高压电极和地电极。

4.如权利要求1所述的皮肤表面处理应用的阻抗匹配式柔性sdbd电极,其特征在于:所述人体可接触薄膜材料为聚氨酯薄膜。

5.如权利要求1所述的皮肤表面处理应用的阻抗匹配式柔性sdbd电极,其特征在于:所述匹配式阻抗网络是电阻r、电容c、电感l中一种或多种的组合。


技术总结
本发明提供了一种皮肤表面处理应用的阻抗匹配式柔性SDBD电极,高压电极和地电极在SDBD电极层上交错排布,高压电极和地电极之间留有气隙,高压电极与电源的正脉冲高压电位接口相接,地电极与电源的地电位接口相接,地电极线包裹高压电极线高压电极和地电极表面先压接聚酰亚胺,然后在聚酰亚胺上再压接人体可接触薄膜材料,设于SDBD电极层底层的调控电极为一整层铜皮,面积包裹住整个等离子体放电区域面积,调控电极和地电极接入匹配式阻抗网络。本发明解决了柔性电极放电不均匀和常态运行击穿的问题,尤其是在实际应用过程中,柔性电极随意弯折工况条件下,也可保证均匀放电,同时可稳定常态运行,电极表面温度低,电气安全可靠。

技术研发人员:金珊珊,路海鑫,赵亚军,张丽,方志
受保护的技术使用者:南京工业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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