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FR3144899A1 - Plasma jet device - Google Patents

Plasma jet device
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FR3144899A1
FR3144899A1FR2300132AFR2300132AFR3144899A1FR 3144899 A1FR3144899 A1FR 3144899A1FR 2300132 AFR2300132 AFR 2300132AFR 2300132 AFR2300132 AFR 2300132AFR 3144899 A1FR3144899 A1FR 3144899A1
Authority
FR
France
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plasma
capillary tube
diffuser
electrical signal
rare gas
Prior art date
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Pending
Application number
FR2300132A
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French (fr)
Inventor
Antoine Rousseau
Joseph Youssef
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ECOLE POLYTECH
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Ecole Polytechnique
Sorbonne Universite
Original Assignee
ECOLE POLYTECH
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Ecole Polytechnique
Sorbonne Universite
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Publication date
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Translated fromFrench

Dispositif à jet de plasma Dispositif à jet de plasma froid à pression atmosphérique comportant : - au moins un tube capillaire comportant au moins une entrée d’alimentation en gaz rare, une zone de génération de plasma, et au moins une sortie de plasma ;- au moins un diffuseur plasma disposé sur le trajet de sortie du tube capillaire positionné de sorte que le plasma généré dans la zone de génération de plasma traverse le diffuseur plasma, le diffuseur plasma étant en un matériau poreux dont le diamètre médian des pores est compris entre 1 µm et 5 mm Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Plasma jet device Cold plasma jet device at atmospheric pressure comprising: - at least one capillary tube comprising at least one rare gas supply inlet, a plasma generation zone, and at least one plasma outlet; - at least one plasma diffuser arranged on the exit path of the capillary tube positioned so that the plasma generated in the plasma generation zone passes through the plasma diffuser, the plasma diffuser being made of a porous material whose median pore diameter is between 1 µm and 5 mm Figure for abstract: Fig. 2

Description

Translated fromFrench
Dispositif à jet de plasmaPlasma jet device

La présente invention concerne les dispositifs à jet de plasma froid à pression atmosphérique. En particulier, la présente invention concerne le domaine des plasmas froids dans des applications cosmétiques ou médicales notamment pour des applications cutanées telles que le traitement de cellules cancéreuses, la cicatrisation ou la stérilisation de plaies, par exemple de plaies chroniques ou aiguës post-opératoires, ou dans le cadre de greffe, en post-greffe pour favoriser la cicatrisation et prévenir des infections ou en pré-greffe pour préparer la peau.The present invention relates to atmospheric pressure cold plasma jet devices. In particular, the present invention relates to the field of cold plasmas in cosmetic or medical applications, in particular for skin applications such as the treatment of cancer cells, the healing or sterilization of wounds, for example chronic or acute post-operative wounds, or in the context of grafting, post-grafting to promote healing and prevent infections or pre-grafting to prepare the skin.

L’utilisation de plasma froid, produit à partir d’un gaz rare, classiquement l’hélium ou l’argon, soumis à une décharge électrique délivrée par une alimentation à haute tension, à température ambiante, est bien connue dans le domaine des applications médicales cutanées. Le plasma se propage sous forme impulsionnelle, et éventuellement périodique jusqu’à la sortie du capillaire, et au contact avec l’air ambiant produit des espèces réactives de l’oxygène et de l’azote, qui, avec le champ électrique, sont responsables des effets biologiques des plasmas froids.The use of cold plasma, produced from a rare gas, typically helium or argon, subjected to an electrical discharge delivered by a high-voltage power supply, at room temperature, is well known in the field of cutaneous medical applications. The plasma propagates in a pulsed form, and possibly periodic until the capillary exit, and on contact with the ambient air produces reactive species of oxygen and nitrogen, which, with the electric field, are responsible for the biological effects of cold plasmas.

Le traitement de la peau avec la technique de plasma froid à pression atmosphérique a montré ses preuves dans les traitements de blessures cutanées, prurit et d’infections de la peau. Notamment, il est connu que le plasma accélère la cicatrisation de plaies en favorisation la ré-épithélialisation, en réduisant l’inflammation par le biais d’activation des mécanismes de protection du corps et de recrutement des cellules immunitaires dans la zone de la plaie, en activant les fibroblastes qui induisent le réarrangement du cytosquelette actine et favorise la synthèse matricielle, en activant des cytokines cicatrisantes et des facteurs de croissance dans les fibroblastes et les kératinocytes, en induisant une néovascularisation et la production de protéines pro-angiogéniques chez les cellules endothéliales.Skin treatment with atmospheric pressure cold plasma technique has proven its effectiveness in the treatment of skin wounds, pruritus and skin infections. In particular, plasma is known to accelerate wound healing by promoting re-epithelialization, reducing inflammation through activation of the body's protective mechanisms and recruitment of immune cells to the wound area, activating fibroblasts that induce actin cytoskeleton rearrangement and promote matrix synthesis, activating healing cytokines and growth factors in fibroblasts and keratinocytes, inducing neovascularization and the production of pro-angiogenic proteins in endothelial cells.

L’utilisation de plasma froid a l’avantage d’être sans contact direct et sans douleur pour les patients. De plus, les temps de traitement sont relativement courts, et aucune réaction allergique, résistance bactérienne, ou autres effets secondaires n’a été observé jusqu’à présent.The use of cold plasma has the advantage of being without direct contact and without pain for patients. In addition, treatment times are relatively short, and no allergic reactions, bacterial resistance, or other side effects have been observed so far.

En outre, plusieurs études ont montré que les bactéries, les champignons, des biofilms, des virus et des spores peuvent être tués très efficacement au moyen de plasma froid (activité biocide).Additionally, several studies have shown that bacteria, fungi, biofilms, viruses and spores can be killed very effectively using cold plasma (biocidal activity).

Cependant, les dispositifs de génération de plasma de conformité européenne actuellement sur le marché ne permettent pas de contrôler la puissance et la dose de plasma à appliquer sur une surface de peau déterminée. De plus, ces dispositifs ne permettent pas non plus de modifier la surface d’application du plasma. En particulier, les dispositifs actuellement connus permettent uniquement aux praticiens de contrôler la durée d’application du plasma, car la puissance délivrée ainsi que la distribution du plasma sont non homogènes. La réalisation d’un traitement fondée principalement sur un critère de durée induit une forte incertitude et la non-reproductibilité du traitement.However, the plasma generation devices currently on the market with European compliance do not allow the power and dose of plasma to be applied to a specific skin surface to be controlled. Furthermore, these devices do not allow the plasma application surface to be modified. In particular, the devices currently known only allow practitioners to control the duration of plasma application, because the power delivered and the distribution of the plasma are non-homogeneous. Carrying out a treatment based primarily on a duration criterion leads to significant uncertainty and non-reproducibility of the treatment.

US 8 961 888 décrit un générateur de plasma à pression atmosphérique ayant une zone de génération de plasma accrue afin de traiter une grande surface, la zone de génération de plasma étant en un matériau isolant, permettant de stabiliser la formation de plasma dans toute la zone de génération de plasma. US 8 961 888 précise que le matériau de la zone de génération de plasma peut être en céramique frittée, matériau présentant des qualités mécaniques de résistance permettant de supporter le plasma ainsi généré.US 8,961,888 describes an atmospheric pressure plasma generator having an increased plasma generation zone in order to treat a large surface area, the plasma generation zone being made of an insulating material, making it possible to stabilize the plasma formation throughout the plasma generation zone. US 8,961,888 specifies that the material of the plasma generation zone can be made of sintered ceramic, a material having mechanical strength qualities making it possible to support the plasma thus generated.

US 2011/0042008 décrit un générateur de plasma pour générer un plus grand volume de plasma et stabiliser la décharge électrique à l’origine de la génération du plasma.US 2011/0042008 describes a plasma generator for generating a larger volume of plasma and stabilizing the electrical discharge causing the plasma generation.

US 2010/0147464 décrit un appareil de traitement par plasma comportant entre autres une électrode formée d’une couche conductrice recouverte d’un substrat isolant, le substrat étant en céramique frittée. L’appareil décrit dans US 2010/0147464 permet d’obtenir un appareil de traitement par plasma plus résistant aux instabilités de décharges électriques, à moindre coût.US 2010/0147464 describes a plasma treatment apparatus comprising, among other things, an electrode formed of a conductive layer covered with an insulating substrate, the substrate being made of sintered ceramic. The apparatus described in US 2010/0147464 makes it possible to obtain a plasma treatment apparatus that is more resistant to electrical discharge instabilities, at a lower cost.

US 2009/0016941 décrit un dispositif d’électrode de décharge de plasma permettant un rendement énergétique amélioré.US 2009/0016941 describes a plasma discharge electrode device enabling improved energy efficiency.

Il existe un besoin permanent pour un dispositif facilitant le traitement par application de plasma froid pour le traitement de tout type de plaies. En particulier, il existe un besoin pour un dispositif garantissant la reproductibilité d’un traitement cutané et permettant l’adaptation du traitement à chaque type de plaie, notamment de grande surface. Il existe également un besoin permanent pour un dispositif permettant de minimiser la durée d’un traitement par application de plasma froid et de garantir son innocuité.There is a continuing need for a device facilitating cold plasma treatment for the treatment of all types of wounds. In particular, there is a need for a device ensuring the reproducibility of a skin treatment and allowing the adaptation of the treatment to each type of wound, particularly large wounds. There is also a continuing need for a device making it possible to minimize the duration of a cold plasma treatment and to guarantee its safety.

L’invention vise à répondre à tout ou partie de ces besoins.The invention aims to meet all or part of these needs.

Diffuseur plasmaPlasma diffuser

Selon un premier aspect de l’invention, l’invention porte sur un dispositif à jet de plasma froid à pression atmosphérique comportant :
- au moins un tube capillaire comportant au moins une entrée d’alimentation en gaz rare, une zone de génération de plasma, et au moins une sortie de plasma ;
- au moins un diffuseur plasma disposé sur le trajet de sortie du tube capillaire positionné de sorte que le plasma généré dans la zone de génération de plasma traverse le diffuseur plasma, le diffuseur plasma étant en un matériau poreux dont le diamètre médian des pores est avantageusement compris entre 0,1 µm et 5 mm, mieux supérieur à 1 µm et inférieur à 1 mm, encore mieux supérieur à 10 µm et inférieur à 500 µm.
According to a first aspect of the invention, the invention relates to an atmospheric pressure cold plasma jet device comprising:
- at least one capillary tube comprising at least one rare gas supply inlet, a plasma generation zone, and at least one plasma outlet;
- at least one plasma diffuser arranged on the outlet path of the capillary tube positioned so that the plasma generated in the plasma generation zone passes through the plasma diffuser, the plasma diffuser being made of a porous material whose median pore diameter is advantageously between 0.1 µm and 5 mm, better still greater than 1 µm and less than 1 mm, even better still greater than 10 µm and less than 500 µm.

Un dispositif selon l’invention permet une diffusion homogène du plasma. Il permet également de traiter aisément des plaies de grande surface, et de réduire la durée d’application.A device according to the invention allows homogeneous diffusion of the plasma. It also makes it possible to easily treat large wounds and to reduce the application time.

En particulier, la présence du diffuseur plasma sur le trajet de sortie du tube capillaire permet de traiter des surfaces allant de 1 à 50 cm2, de façon homogène, en une seule impulsion de plasma. La présence du diffuseur plasma en sortie du tube capillaire peut permettre en effet de multiplier par un facteur 1000 la surface sur laquelle le plasma généré peut être appliqué, par rapport à un dispositif ne comportant aucun élément diffuseur.In particular, the presence of the plasma diffuser on the capillary tube outlet path makes it possible to treat surfaces ranging from 1 to 50 cm2 , homogeneously, in a single plasma pulse. The presence of the plasma diffuser at the capillary tube outlet can in fact make it possible to multiply by a factor of 1000 the surface area on which the generated plasma can be applied, compared to a device not comprising any diffuser element.

Enfin, l’utilisation d’un dispositif selon l’invention permet une consommation en gaz rare réduite. Notamment, un tel dispositif permet avantageusement de limiter les pertes lors de l’éjection du plasma hors du dispositif.Finally, the use of a device according to the invention allows reduced consumption of rare gas. In particular, such a device advantageously makes it possible to limit losses during the ejection of the plasma from the device.

On entend par tube capillaire, un tube dans lequel le jet de plasma froid est créé et se propage.A capillary tube is a tube in which the cold plasma jet is created and propagates.

Un diffuseur plasma favorise l’augmentation de la section du jet de plasma.A plasma diffuser helps increase the section of the plasma jet.

Le diamètre médian des pores du diffuseur plasma peut être supérieur à 0,1 µm et inférieur à 5 mm, mieux supérieur à 1 µm et inférieur à 1 mm, encore mieux supérieur à 10 µm et inférieur à 500 µm, encore mieux supérieure à 40µm et inférieur à 100 µm, encore mieux supérieur à 50 µm et inférieur à 80 µm.The median pore diameter of the plasma diffuser may be greater than 0.1 µm and less than 5 mm, more preferably greater than 1 µm and less than 1 mm, more preferably greater than 10 µm and less than 500 µm, more preferably greater than 40 µm and less than 100 µm, more preferably greater than 50 µm and less than 80 µm.

Le diffuseur plasma peut présenter une épaisseur comprise entre 100 µm et 5 cm, mieux comprise entre 500 µm et 1 cm, encore mieux comprise entre 800 µm et 0,5 cm.The plasma diffuser can have a thickness between 100 µm and 5 cm, better between 500 µm and 1 cm, even better between 800 µm and 0.5 cm.

L’épaisseur du diffuseur plasma peut être variable.The thickness of the plasma diffuser can be variable.

De préférence, l’épaisseur du diffuseur plasma est constante.Preferably, the thickness of the plasma diffuser is constant.

Le diffuseur plasma peut être en un matériau diélectrique, semiconducteur, métallique ou métallique recouvert d’un matériau diélectrique, ou une combinaison de ces matériaux, de préférence le diffuseur plasma est en un matériau diélectrique.The plasma diffuser may be made of a dielectric, semiconductor, metallic or metallic material coated with a dielectric material, or a combination of these materials, preferably the plasma diffuser is made of a dielectric material.

Dans un mode de réalisation de l’invention, le diffuseur plasma est en céramique frittée, de préférence en verre fritté, comportant par exemple des matériaux à forte constante diélectrique comme l’alumine ou les pérovskites.In one embodiment of the invention, the plasma diffuser is made of sintered ceramic, preferably sintered glass, comprising for example materials with a high dielectric constant such as alumina or perovskites.

Le diffuseur plasma peut s’étendre dans un plan perpendiculaire au sens de propagation du plasma dans le tube capillaire.The plasma diffuser can extend in a plane perpendicular to the direction of propagation of the plasma in the capillary tube.

Dans un mode de réalisation, plusieurs diffuseurs plasma sont disposés sur le trajet de sortie du tube capillaire et sont positionnés de sorte que le plasma généré dans la zone de génération de plasma traverse les diffuseurs plasma successivement.In one embodiment, a plurality of plasma diffusers are disposed along the exit path of the capillary tube and are positioned such that plasma generated in the plasma generation zone passes through the plasma diffusers in succession.

Le tube capillaire peut comporter une partie distale, comportant la sortie de plasma, qui est évasée. La partie distale évasée peut s’étendre sur une longueur, dans le sens de propagation du plasma, inférieure ou égale à 20 cm, de préférence inférieure ou égale à 10 cm, mieux inférieure ou égale à 5 cm. Le ratio du diamètre maximal de la partie distale sur le diamètre minimal de la partie distale peut être compris entre 1 et 100.The capillary tube may comprise a distal portion, comprising the plasma outlet, which is flared. The flared distal portion may extend over a length, in the direction of propagation of the plasma, less than or equal to 20 cm, preferably less than or equal to 10 cm, better still less than or equal to 5 cm. The ratio of the maximum diameter of the distal portion to the minimum diameter of the distal portion may be between 1 and 100.

Les diamètres sont mesurés perpendiculairement au sens de propagation du plasma et sont intérieurs, c’est-à-dire que les parois du tube ne sont pas prises en compte pour la mesure du diamètre.The diameters are measured perpendicular to the direction of plasma propagation and are internal, i.e. the walls of the tube are not taken into account for the diameter measurement.

De préférence, le diffuseur plasma est positionné dans la partie distale évasée du tube capillaire, perpendiculairement au sens de propagation du plasma dans le tube capillaire.Preferably, the plasma diffuser is positioned in the flared distal portion of the capillary tube, perpendicular to the direction of plasma propagation in the capillary tube.

Le diffuseur plasma ainsi positionné permet une stabilisation du plasma sur une plus grande dimension. Par ailleurs, le diffuseur plasma permet d’éviter une rétrodiffusion de l’air vers la partie distale évasée, améliorant ainsi la stabilité et l’homogénéité du plasma traversant le diffuseur.The plasma diffuser thus positioned allows stabilization of the plasma over a larger dimension. In addition, the plasma diffuser prevents backscattering of air towards the flared distal part, thus improving the stability and homogeneity of the plasma passing through the diffuser.

Le diffuseur plasma peut être positionné à l’extrémité de la partie distale évasée, autrement dit le diffuseur plasma peut être positionné au niveau de la partie distale du tube capillaire présentant le diamètre le plus grand.The plasma diffuser can be positioned at the end of the flared distal portion, i.e. the plasma diffuser can be positioned at the distal portion of the capillary tube with the largest diameter.

Le tube capillaire peut comporter une paroi d’épaisseur fixe ou d’épaisseur variable. Dans le cas particulier d'une paroi d'épaisseur variable, la paroi de la partie distale peut être plus large que la paroi de la zone de génération de plasma. La paroi de la partie distale peut avoir une épaisseur comprise entre 0,1 mm et 5 mm. Le ratio de l’épaisseur de la paroi de la zone de génération de plasma sur l’épaisseur de la partie distale peut être compris entre 0,1 et 10.The capillary tube may have a wall of fixed thickness or of variable thickness. In the particular case of a wall of variable thickness, the wall of the distal portion may be wider than the wall of the plasma generation zone. The wall of the distal portion may have a thickness of between 0.1 mm and 5 mm. The ratio of the thickness of the wall of the plasma generation zone to the thickness of the distal portion may be between 0.1 and 10.

Un dispositif selon l’invention peut comporter plus de deux sorties de plasma et/ou plus de deux tubes capillaires. De préférence, le nombre de sorties de plasma est compris entre 1 et 100, de préférence entre 1 et 50, mieux entre 1 et 10.A device according to the invention may comprise more than two plasma outlets and/or more than two capillary tubes. Preferably, the number of plasma outlets is between 1 and 100, preferably between 1 and 50, better still between 1 and 10.

Dans un mode de réalisation de l’invention, le dispositif comporte un tube capillaire comportant 3 sorties de plasma, chaque sortie de plasma comportant un diffuseur plasma.In one embodiment of the invention, the device comprises a capillary tube having 3 plasma outlets, each plasma outlet having a plasma diffuser.

Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, le dispositif comporte plusieurs tubes capillaires, chaque tube capillaire comportant 3 sorties de plasma, chacune des sorties de plasma comportant un diffuseur plasma, de préférence chaque tube capillaire comportant une entrée d’alimentation en gaz rare.In a preferred embodiment of the invention, the device comprises several capillary tubes, each capillary tube comprising 3 plasma outlets, each of the plasma outlets comprising a plasma diffuser, preferably each capillary tube comprising a rare gas supply inlet.

Un diffuseur plasma peut être positionné sur le chemin de sortie de chaque sortie de plasma, le dispositif plasma comportant autant de diffuseurs plasma que de sorties de plasma. Alternativement, un diffuseur plasma peut être positionné sur le chemin de sortie de plusieurs sorties plasma.A plasma diffuser may be positioned on the output path of each plasma outlet, the plasma device having as many plasma diffusers as there are plasma outlets. Alternatively, a plasma diffuser may be positioned on the output path of multiple plasma outlets.

Selon une autre variante de l’invention, plusieurs diffuseurs plasma successifs peuvent être positionnés sur le chemin de sortie de chaque sortie de plasma.According to another variant of the invention, several successive plasma diffusers can be positioned on the exit path of each plasma outlet.

Le diffuseur plasma peut être porté à un potentiel prédéterminé. De préférence, le diffuseur plasma peut être à un potentiel flottant ou relié à une électrode active ou passive, permettant de moduler la propagation du plasma.The plasma diffuser can be brought to a predetermined potential. Preferably, the plasma diffuser can be at a floating potential or connected to an active or passive electrode, allowing the plasma propagation to be modulated.

Volume tamponBuffer volume

Selon un deuxième aspect de l’invention, l’invention porte sur un dispositif à jet de plasma froid à pression atmosphérique comportant :
- au moins un tube capillaire comportant au moins une entrée d’alimentation en gaz rare, une zone de génération de plasma, et au moins une sortie de plasma ;
le tube capillaire comportant en aval de la zone de génération du plasma et en amont d’une partie distale du tube capillaire, une portion de section transversale élargie, de préférence la portion de section transversale élargie présentant un ratio largeur/hauteur compris entre 0,1 et 1000, de préférence entre 0,5 et 100, mieux entre 0,8 et 10, la largeur correspondant au diamètre intérieur maximal de la portion de section transversale élargie.
According to a second aspect of the invention, the invention relates to an atmospheric pressure cold plasma jet device comprising:
- at least one capillary tube comprising at least one rare gas supply inlet, a plasma generation zone, and at least one plasma outlet;
the capillary tube comprising downstream of the plasma generation zone and upstream of a distal part of the capillary tube, a portion of widened cross-section, preferably the portion of widened cross-section having a width/height ratio of between 0.1 and 1000, preferably between 0.5 and 100, better still between 0.8 and 10, the width corresponding to the maximum internal diameter of the portion of widened cross-section.

La largeur correspond au diamètre intérieur maximal de la portion de section transversale élargie, le diamètre étant mesuré perpendiculairement au sens de propagation du plasma dans le tube. Le diamètre est dit intérieur, c’est-à-dire que les parois du tube ne sont pas prises en compte.The width corresponds to the maximum internal diameter of the enlarged cross-sectional portion, the diameter being measured perpendicular to the direction of propagation of the plasma in the tube. The diameter is said to be internal, that is to say that the walls of the tube are not taken into account.

La portion de section transversale élargie forme un volume tampon permettant la diminution d’environ 20% de la tension d’amorçage du plasma, c’est-à-dire la tension nécessaire à appliquer à une électrode pour permettre la formation du plasma dans la zone de génération de plasma du tube capillaire. La propagation du plasma nécessite moins d’énergie. De plus, le bruit électromagnétique généré est réduit.The enlarged cross-sectional portion forms a buffer volume that allows the plasma ignition voltage to be reduced by about 20%, i.e. the voltage required to be applied to an electrode to enable plasma formation in the plasma generation zone of the capillary tube. Less energy is required for plasma propagation. In addition, the generated electromagnetic noise is reduced.

La portion de section transversale élargie débouche avantageusement sur un goulot d’étranglement en direction de la sortie de plasma.The enlarged cross-sectional portion advantageously opens into a bottleneck towards the plasma outlet.

En outre, une telle portion de section transversale élargie permet de mieux contrôler la dose de plasma, c’est-à-dire la quantité d’énergie plasma, transférée hors du dispositif et ainsi contrôler l’application du plasma sur la surface à traiter.Furthermore, such an enlarged cross-sectional portion allows for better control of the plasma dose, i.e. the amount of plasma energy, transferred out of the device and thus control the application of the plasma to the surface to be treated.

Le dispositif peut comporter un capteur mesurant la pression dans la portion de section transversale élargie et/ou la vitesse de propagation du plasma dans le tube capillaire.The device may include a sensor measuring the pressure in the enlarged cross-sectional portion and/or the plasma propagation speed in the capillary tube.

La portion de section transversale élargie peut être située à une distance comprise entre 0 cm et 10 cm de la sortie de plasma, de préférence entre 0 cm et 7 cm, mieux entre 0 cm et 5 cm.The enlarged cross-section portion may be located at a distance of between 0 cm and 10 cm from the plasma outlet, preferably between 0 cm and 7 cm, more preferably between 0 cm and 5 cm.

Le diamètre de la portion de section transversale élargie peut être variable, en particulier il peut augmenter puis diminuer de l’amont vers l’aval.The diameter of the enlarged cross-sectional portion can be variable, in particular it can increase and then decrease from upstream to downstream.

Le volume intérieur de la portion de section transversale élargie peut présenter une forme adaptée à l’écoulement du gaz, sensiblement sphérique, mieux sphérique, sensiblement ellipsoïdale, mieux ellipsoïdale, ou sensiblement cylindrique, mieux cylindrique, sensiblement parallélépipédique, mieux parallélépipédique.The internal volume of the enlarged cross-sectional portion may have a shape adapted to the flow of the gas, substantially spherical, better spherical, substantially ellipsoidal, better ellipsoidal, or substantially cylindrical, better cylindrical, substantially parallelepipedal, better parallelepipedal.

Bien entendu, cette liste n’est pas limitative. Le volume intérieur de la portion de section transversale élargie peut présenter d’autres formes géométriques. En particulier, la forme peut comporter, ou non, un axe ou un centre de symétrie, peut être une combinaison des formes précitées.Of course, this list is not exhaustive. The internal volume of the enlarged cross-sectional portion may have other geometric shapes. In particular, the shape may or may not include an axis or center of symmetry, and may be a combination of the aforementioned shapes.

Le volume intérieur de la portion de section transversale élargie peut être compris entre 0,2 cm3et 250 cm3, de préférence entre 0,5 cm3et 200 cm3, mieux entre 1 cm3et 25cm3.The internal volume of the enlarged cross-sectional portion may be between 0.2 cm3 and 250 cm3 , preferably between 0.5 cm3 and 200 cm3 , more preferably between 1 cm3 and 25cm3 .

Le diamètre minimal du tube capillaire peut être le diamètre du goulot d’étranglement, c’est-à-dire le diamètre de la sortie de la portion de section transversale élargie, dans le sens de propagation du plasma.The minimum diameter of the capillary tube can be the diameter of the bottleneck, i.e. the diameter of the outlet of the enlarged cross-sectional portion, in the direction of plasma propagation.

De préférence, le diamètre de l’entrée de la portion de section transversale élargie est supérieur au diamètre du goulot d’étranglement.Preferably, the diameter of the inlet of the enlarged cross-sectional portion is greater than the diameter of the bottleneck.

Le goulot d’étranglement peut être porté à un potentiel prédéterminé. Le potentiel prédéterminé peut être choisi de sorte à maintenir le plasma froid dans la portion de section transversale élargie, le potentiel prédéterminé étant modifié pour permettre le déplacement du plasma froid vers la sortie de plasma.The bottleneck may be raised to a predetermined potential. The predetermined potential may be chosen so as to maintain the cold plasma in the enlarged cross-sectional portion, the predetermined potential being modified to allow the cold plasma to move toward the plasma outlet.

Dans un mode de réalisation particulier, le tube capillaire comporte plusieurs sorties de plasma, la portion de section transversale élargie comportant plusieurs goulots d’étranglement menant chacun vers une sortie de plasma.In a particular embodiment, the capillary tube has a plurality of plasma outlets, the enlarged cross-sectional portion having a plurality of bottlenecks each leading to a plasma outlet.

Alternativement, le tube capillaire comporte plusieurs sorties de plasma, pour chacune des sorties de plasma, une portion de section transversale élargie étant ménagée dans le tube capillaire.Alternatively, the capillary tube has several plasma outlets, for each of the plasma outlets, a portion of enlarged cross-section being provided in the capillary tube.

Le ratio du diamètre maximum de la portion de section transversale élargie sur le diamètre de l’entrée d’alimentation et/ou du diamètre maximum de la portion de section transversale élargie sur le diamètre du goulot d’étranglement peut être compris entre 1 et 1000, de préférence entre 1 et 500, mieux entre 1 et 50.The ratio of the maximum diameter of the enlarged cross-sectional portion to the diameter of the feed inlet and/or the maximum diameter of the enlarged cross-sectional portion to the diameter of the bottleneck may be between 1 and 1000, preferably between 1 and 500, more preferably between 1 and 50.

Le ratio du diamètre maximum de la portion de section transversale élargie sur le diamètre minimal du tube capillaire peut être compris entre 2 et 40.The ratio of the maximum diameter of the enlarged cross-sectional portion to the minimum diameter of the capillary tube can be between 2 and 40.

Dans un mode de réalisation particulier, la partie distale est évasée. Le tube capillaire peut comporter une section transversale de diamètre minimal entre la portion de section transversale élargie et la partie distale évasée.In a particular embodiment, the distal portion is flared. The capillary tube may have a minimum diameter cross-section between the widened cross-section portion and the flared distal portion.

Alternativement, le diamètre de la partie distale du tube capillaire est constant.Alternatively, the diameter of the distal part of the capillary tube is constant.

La portion de section transversale élargie peut comporter une paroi d’épaisseur plus faible qu’une paroi de la partie distale.The enlarged cross-sectional portion may have a wall of lesser thickness than a wall of the distal portion.

Le ratio de l’épaisseur de la paroi de la partie distale sur l’épaisseur de la paroi de la portion de section transversale élargie peut être compris entre 1 et 4.The ratio of the wall thickness of the distal portion to the wall thickness of the enlarged cross-sectional portion can be between 1 and 4.

La portion de section transversale élargie peut être en un matériau distinct du tube capillaire. De préférence, la portion de section transversale élargie est venue de matière avec le tube capillaire.The enlarged cross-section portion may be of a material distinct from the capillary tube. Preferably, the enlarged cross-section portion is integral with the capillary tube.

Le tube capillaire comportant au moins une entrée d’alimentation en gaz rare, au moins une sortie de plasma, une zone de génération de plasma et une portion de section transversale élargie peut être fabriqué par moulage ou soufflage, ou encore par fabrication additive.The capillary tube having at least one rare gas supply inlet, at least one plasma outlet, a plasma generation zone and an enlarged cross-sectional portion can be manufactured by molding or blow molding, or by additive manufacturing.

Le tube capillaire comportant au moins une entrée d’alimentation en gaz rare, au moins une sortie de plasma, une zone de génération de plasma et une portion de section transversale élargie peut être en verre ou en tout matériau isolant avec une constante diélectrique élevée.The capillary tube having at least one rare gas supply inlet, at least one plasma outlet, a plasma generation zone and a portion of enlarged cross-section may be made of glass or any insulating material with a high dielectric constant.

Le tube capillaire comportant au moins une entrée d’alimentation en gaz rare, au moins une sortie de plasma, une zone de génération de plasma et une portion de section transversale élargie peut être monolithique.The capillary tube having at least one rare gas supply inlet, at least one plasma outlet, a plasma generation zone and an enlarged cross-sectional portion may be monolithic.

Le diamètre maximal du tube capillaire est de préférence inférieur à 3 mm, de préférence encore inférieur à 1 mm.The maximum diameter of the capillary tube is preferably less than 3 mm, more preferably less than 1 mm.

Le tube capillaire peut être en partie amovible. En particulier, la partie distale peut être amovible. De préférence, la partie en aval de la zone de génération de plasma est amovible, c’est-à-dire qu’elle peut être désengagée, dévissée de la partie comportant la zone de génération de plasma et l’entrée d’alimentation en gaz rare.The capillary tube may be partly removable. In particular, the distal portion may be removable. Preferably, the portion downstream of the plasma generation zone is removable, i.e. it can be disengaged, unscrewed from the portion comprising the plasma generation zone and the rare gas supply inlet.

La partie en aval amovible et la partie en amont comportant la zone de génération de plasma et l’entrée d’alimentation en gaz rare peut comporter une complémentarité de forme. En particulier, la partie en amont peut comporter une complémentarité de forme avec plusieurs parties en aval amovibles différentes.The removable downstream portion and the upstream portion comprising the plasma generation zone and the rare gas supply inlet may comprise a form complementarity. In particular, the upstream portion may comprise a form complementarity with several different removable downstream portions.

AmorçagePriming

Un dispositif selon l’invention peut comporter une électrode haute tension fixée sur la paroi extérieure et/ou sur la paroi intérieure du tube capillaire, le dispositif étant configuré de sorte que l’électrode délivre un premier signal électrique et un deuxième signal électrique ayant deux fréquences distinctes, la fréquence du premier signal électrique étant définie de sorte que lorsque l’électrode délivre ce premier signal électrique, le gaz rare introduit dans le tube capillaire et soumis à la tension du premier signal électrique génère le plasma, la fréquence du deuxième signal électrique étant définie de sorte à générer une impulsion d’amorçage de propagation du plasma vers la sortie de plasma, la fréquence du deuxième signal électrique étant plus faible que la fréquence du premier signal électrique, de préférence dans un rapport fréquence premier signal/fréquence deuxième signal supérieur à 1 et inférieur ou égal à 1000, de préférence compris entre 3 et 100, mieux compris entre 5 et 50.A device according to the invention may comprise a high-voltage electrode fixed to the outer wall and/or to the inner wall of the capillary tube, the device being configured so that the electrode delivers a first electrical signal and a second electrical signal having two distinct frequencies, the frequency of the first electrical signal being defined so that when the electrode delivers this first electrical signal, the rare gas introduced into the capillary tube and subjected to the voltage of the first electrical signal generates the plasma, the frequency of the second electrical signal being defined so as to generate a pulse for initiating propagation of the plasma towards the plasma outlet, the frequency of the second electrical signal being lower than the frequency of the first electrical signal, preferably in a first signal frequency/second signal frequency ratio greater than 1 and less than or equal to 1000, preferably between 3 and 100, better still between 5 and 50.

Le deuxième signal permet avantageusement d’amorcer et/ou d’accélérer la propagation du plasma dans le tube capillaire.The second signal advantageously allows to initiate and/or accelerate the propagation of the plasma in the capillary tube.

Le deuxième signal permet en particulier d’adapter la dose de plasma éjectée hors du dispositif.The second signal makes it possible in particular to adapt the dose of plasma ejected from the device.

On entend par dose de plasma, la quantité d’énergie plasma transmise sur la cible.Plasma dose is the amount of plasma energy delivered to the target.

Dans un mode de réalisation de l’invention, le premier signal électrique est une onde porteuse modulée par le deuxième signal. Un tel mode de réalisation permet avantageusement de diminuer sensiblement le bruit électromagnétique d’un dispositif à jet plasma.In one embodiment of the invention, the first electrical signal is a carrier wave modulated by the second signal. Such an embodiment advantageously makes it possible to significantly reduce the electromagnetic noise of a plasma jet device.

Dans un autre mode de réalisation, les premier et deuxième signaux électriques sont délivrés via une première électrode et une deuxième électrode respectivement, la première électrode étant positionnée en amont de la deuxième électrode, dans le sens de propagation du plasma.In another embodiment, the first and second electrical signals are delivered via a first electrode and a second electrode respectively, the first electrode being positioned upstream of the second electrode, in the direction of propagation of the plasma.

La deuxième électrode peut être positionnée en aval de la portion de section transversale élargie dans le sens de propagation du plasma.The second electrode can be positioned downstream of the portion of cross-section widened in the direction of plasma propagation.

La deuxième électrode peut être positionnée dans la partie distale du tube capillaire.The second electrode can be positioned in the distal part of the capillary tube.

Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif peut comporter au moins deux deuxièmes électrodes, par exemple positionnées au goulot d’étranglement d’un dispositif selon l’invention comportant une portion de section transversale élargie et dans la partie distale du tube capillaire.In a particular embodiment, the device may comprise at least two second electrodes, for example positioned at the bottleneck of a device according to the invention comprising a portion of enlarged cross-section and in the distal part of the capillary tube.

Les première et/ou deuxième(s) électrodes peuvent être positionnées à l’extérieur ou à l’intérieur de la paroi du dispositif.The first and/or second electrodes may be positioned outside or inside the wall of the device.

Le dispositif peut comporter un interrupteur, le deuxième signal électrique étant émis lorsque l’interrupteur est en position fermée. Ainsi, le deuxième signal électrique peut être délivré uniquement lorsqu’un interrupteur est ouvert, par exemple lorsqu’un bouton poussoir est enclenché.The device may comprise a switch, the second electrical signal being emitted when the switch is in the closed position. Thus, the second electrical signal may be delivered only when a switch is open, for example when a push button is pressed.

Le premier signal peut être un signal continu, alternatif ou pulsé ou mixte.The first signal can be a continuous, alternating or pulsed or mixed signal.

Le deuxième signal peut être un signal continu, alternatif ou pulsé.The second signal can be a continuous, alternating or pulsed signal.

Avantageusement, un dispositif selon l’invention permet de mieux contrôler la dose de plasma en sortie du dispositif.Advantageously, a device according to the invention makes it possible to better control the plasma dose leaving the device.

Contrôle de paramètresParameter control

Un dispositif selon l’invention peut comporter un ou plusieurs capteurs, par exemple choisi parmi : un capteur de tension, un capteur de puissance, un capteur de fréquence, un capteur de débit, un capteur de distance ou un capteur thermique.A device according to the invention may comprise one or more sensors, for example chosen from: a voltage sensor, a power sensor, a frequency sensor, a flow sensor, a distance sensor or a thermal sensor.

Un capteur peut être configuré pour mesurer la puissance du plasma délivré en sortie du diffuseur plasma et/ou en sortie du générateur de plasma.A sensor can be configured to measure the power of the plasma delivered at the output of the plasma diffuser and/or at the output of the plasma generator.

Un capteur peut être configuré pour mesurer une tension entre le plasma délivré en sortie du diffuseur plasma et une surface sur laquelle le plasma est destiné à être appliqué ou entre le plasma délivré en sortie du générateur de plasma et une surface sur laquelle le plasma est destiné à être appliqué.A sensor may be configured to measure a voltage between the plasma output from the plasma diffuser and a surface to which the plasma is intended to be applied or between the plasma output from the plasma generator and a surface to which the plasma is intended to be applied.

Un capteur peut être configuré pour mesurer la température lors de l’application du plasma froid sur la surface sur laquelle le plasma est destiné à être appliqué.A sensor can be configured to measure the temperature when applying the cold plasma to the surface to which the plasma is intended to be applied.

De préférence, le dispositif selon l’invention comporte en outre un module de contrôle configuré pour analyser les mesures issues d’un ou plusieurs capteurs.Preferably, the device according to the invention further comprises a control module configured to analyze the measurements from one or more sensors.

Le module de contrôle peut être configuré pour modifier, en fonction de mesures analysées issues d’un ou plusieurs capteurs, une tension ou une fréquence d’un signal électrique délivré pour la génération du plasma dans la zone de génération du plasma, une tension ou une fréquence d’un signal électrique délivré pour déclencher ou accélérer la propagation du plasma dans le tube capillaire, une dose de plasma éjectée par le dispositif sur la cible, la cible correspondant à la surface sur laquelle le plasma est destiné à être appliqué, une température du plasma en sortie de plasma du tube capillaire, une pression dans la zone de génération du plasma, une pression du gaz rare dans le tube capillaire, une pression dans une portion de section transversale élargie, un débit du gaz rare à l’entrée d’alimentation.The control module may be configured to modify, based on analyzed measurements from one or more sensors, a voltage or frequency of an electrical signal delivered for the generation of the plasma in the plasma generation zone, a voltage or frequency of an electrical signal delivered to trigger or accelerate the propagation of the plasma in the capillary tube, a dose of plasma ejected by the device onto the target, the target corresponding to the surface on which the plasma is intended to be applied, a temperature of the plasma at the plasma outlet of the capillary tube, a pressure in the plasma generation zone, a pressure of the rare gas in the capillary tube, a pressure in a portion of enlarged cross-section, a flow rate of the rare gas at the supply inlet.

Dans un mode de réalisation, le module de contrôle présente sur une interface digitale, les mesures et/ou les analyses des mesures. Un opérateur peut alors aisément modifier une fréquence, une tension, une pression et/ou un débit pour adapter la dose de plasma voulue en sortie du dispositif et/ou sélectionner un mode particulier de régime plasma.In one embodiment, the control module presents on a digital interface, the measurements and/or the analyses of the measurements. An operator can then easily modify a frequency, a voltage, a pressure and/or a flow rate to adapt the desired plasma dose at the output of the device and/or select a particular plasma regime mode.

Les plasmas froids existent dans une grande variété de régimes et leurs décharges revêtent différentes typologies en fonction des conditions de production (décharges par jets diffusifs, décharges filamentaires, décharge à cathode creuse).Cold plasmas exist in a wide variety of regimes and their discharges have different typologies depending on the production conditions (diffusive jet discharges, filamentary discharges, hollow cathode discharge).

On entend par mode de régime plasma, un mode de fonctionnement du plasma permettant d’atteindre une typologie particulière de la décharge.Plasma regime mode is understood to mean a mode of plasma operation allowing a particular type of discharge to be achieved.

Un dispositif selon l’invention permet avantageusement une adaptation de la dose de plasma délivrée en temps réel, facilitant l’application et garantissant l’innocuité d’un traitement.A device according to the invention advantageously allows an adaptation of the dose of plasma delivered in real time, facilitating the application and guaranteeing the safety of a treatment.

De préférence, un dispositif selon l’invention comporte plusieurs tubes capillaires, un module de contrôle et des capteurs, et éventuellement une interface digitale, le dispositif étant de préférence configuré de sorte que les tubes capillaires sont contrôlés indépendamment les uns des autres.Preferably, a device according to the invention comprises several capillary tubes, a control module and sensors, and optionally a digital interface, the device preferably being configured so that the capillary tubes are controlled independently of each other.

Procédé d’utilisationMethod of use

L’invention porte encore selon un autre de ses aspects sur l’utilisation d’un matériau poreux, comportant des pores de diamètre médian compris entre 0,1 µm et 5 mm comme diffuseur plasma, de préférence dans un dispositif à jet de plasma froid.The invention also relates, according to another of its aspects, to the use of a porous material, comprising pores with a median diameter of between 0.1 µm and 5 mm as a plasma diffuser, preferably in a cold plasma jet device.

Le matériau poreux peut comporter des pores de diamètre médian compris entre 1 µm et 1 mm, mieux compris entre 10 µm et 500 µm, encore mieux compris entre 40 µm et 100 µm, encore mieux compris entre 50 µm et 80 µm.The porous material may have pores with a median diameter of between 1 µm and 1 mm, better still between 10 µm and 500 µm, even better still between 40 µm and 100 µm, even better still between 50 µm and 80 µm.

Le matériau poreux peut présenter une épaisseur comprise entre 100 µm et 5 cm.The porous material can have a thickness between 100 µm and 5 cm.

Le matériau poreux peut être d’épaisseur variable. De préférence, le matériau poreux comporte une épaisseur constante.The porous material may be of variable thickness. Preferably, the porous material has a constant thickness.

Le matériau poreux peut être en un matériau diélectrique, semi-conducteur, métallique ou métallique recouvert d’un matériau diélectrique, de préférence le matériau poreux est en un matériau diélectrique.The porous material may be a dielectric, semiconducting, metallic or metallic material coated with a dielectric material, preferably the porous material is a dielectric material.

De préférence, le matériau poreux est en céramique frittée, de préférence en verre fritté, comportant par exemple des matériaux à forte constante diélectrique comme l’alumine ou les pérovskites.Preferably, the porous material is made of sintered ceramic, preferably sintered glass, comprising for example materials with a high dielectric constant such as alumina or perovskites.

L’utilisation d’un matériau poreux selon l’invention en tant d’un diffuseur plasma peut être exploité dans tout domaine d’application utilisant les plasmas froids et notamment pour des applications de traitement de surface ou de greffage ou de collage ou propulsion.The use of a porous material according to the invention as a plasma diffuser can be used in any field of application using cold plasmas and in particular for surface treatment or grafting or bonding or propulsion applications.

De préférence, l’invention porte sur l’utilisation d’un matériau poreux selon l’invention en tant que diffuseur plasma dans des dispositifs d’applications médicales.Preferably, the invention relates to the use of a porous material according to the invention as a plasma diffuser in medical application devices.

Les différents aspects de l’invention peuvent être combinés entre eux. En particulier, un dispositif selon l’invention peut comporter un diffuseur plasma et une portion de section transversale élargie.The various aspects of the invention may be combined with each other. In particular, a device according to the invention may comprise a plasma diffuser and a portion of enlarged cross-section.

Les termes « amont », « aval », « entrée », « sortie » sont définis relativement au sens de propagation du gaz rare et du plasma. Les termes « intérieur », « extérieur » sont définis relativement au positionnement du plasma par rapport au dispositif, le plasma étant à l’intérieur du dispositif.The terms “upstream”, “downstream”, “input”, “output” are defined relative to the direction of propagation of the rare gas and the plasma. The terms “interior”, “exterior” are defined relative to the positioning of the plasma relative to the device, the plasma being inside the device.

L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel :The invention may be better understood by reading the detailed description which follows, non-limiting examples of its implementation, and by examining the attached drawing, in which:

laschématise une vue d’une coupe longitudinale d’un dispositif de génération de plasma illustrant la génération d’un plasma froid,there schematizes a view of a longitudinal section of a plasma generation device illustrating the generation of a cold plasma,

laschématise une vue d’une coupe longitudinale d’un dispositif à jet de plasma comportant un diffuseur plasma selon l’invention,there schematizes a view of a longitudinal section of a plasma jet device comprising a plasma diffuser according to the invention,

lareprésente une vue d’une coupe longitudinale d’un dispositif à jet de plasma comportant un diffuseur plasma selon l’invention,there represents a view of a longitudinal section of a plasma jet device comprising a plasma diffuser according to the invention,

,,,etles figures 4a, 4b, 4c, 4d et 4e illustrent différents modes de réalisation d’un dispositif comportant un diffuseur plasma selon l’invention,, , , And Figures 4a, 4b, 4c, 4d and 4e illustrate different embodiments of a device comprising a plasma diffuser according to the invention,

laschématise l’application d’un plasma sur une surface au moyen d’un dispositif à jet de plasma,there schematizes the application of a plasma to a surface using a plasma jet device,

laest un graphe illustrant la propagation et la diffusion d’un plasma au moyen d’un dispositif selon la;there is a graph illustrating the propagation and diffusion of a plasma by means of a device according to the ;

lareprésente un dispositif à jet de plasma comportant entre autres une portion de section transversale élargie,there represents a plasma jet device comprising, among other things, a portion of enlarged cross-section,

lareprésente un dispositif à jet de plasma comportant une portion de section transversale élargie selon l’invention,there represents a plasma jet device comprising a portion of enlarged cross-section according to the invention,

laest un schéma représentant une vue de dessous, en transparence, d’un dispositif comportant une portion de section transversale élargie selon l’invention, etthere is a diagram showing a view from below, in transparency, of a device comprising a portion of enlarged cross-section according to the invention, and

laest un exemple de dispositif selon l’invention comportant une portion de section transversale élargie et un diffuseur plasma.there is an example of a device according to the invention comprising a portion of enlarged cross-section and a plasma diffuser.

Dans la suite de la description, les éléments identiques ou de fonctions identiques portent le même signe de référence. Leur description n’est par reprise en regard de chacune des figures, seules les principales différences entre les modes de réalisations étant mentionnées.In the remainder of the description, elements which are identical or have identical functions bear the same reference sign. Their description is not repeated with respect to each of the figures, only the main differences between the embodiments being mentioned.

Description détailléeDetailed description

On a illustré à la, le fonctionnement d’un dispositif à jet de plasma 1 de l’art antérieur.It has been illustrated in the , the operation of a plasma jet device 1 of the prior art.

Classiquement, le plasma froid est créé dans un tube diélectrique 10 comprenant un gaz rare 12 à température ambiante, une électrode 14 fixée sur le tube diélectrique 10 crée un champ électromagnétique. Le gaz rare 12, soumis à ce champ électromagnétique est à l’origine de la génération du plasma froid 16. Un jet de plasma froid 16 est éjecté du dispositif 1.Conventionally, the cold plasma is created in a dielectric tube 10 comprising a rare gas 12 at room temperature, an electrode 14 fixed on the dielectric tube 10 creates an electromagnetic field. The rare gas 12, subjected to this electromagnetic field, is at the origin of the generation of the cold plasma 16. A jet of cold plasma 16 is ejected from the device 1.

Laschématise une vue d’une coupe longitudinale d’un dispositif à jet de plasma 2 selon l’invention comportant un diffuseur plasma 28.There schematizes a view of a longitudinal section of a plasma jet device 2 according to the invention comprising a plasma diffuser 28.

Le dispositif 2 comporte entre autres un tube capillaire 20 comportant au moins une entrée d’alimentation 22 en gaz rare 12, une zone de génération de plasma 24, et au moins une sortie de plasma 26, et un diffuseur plasma 28 disposé sur le trajet de sortie du tube capillaire positionné de sorte que le plasma 16 généré dans la zone de génération de plasma 24 traverse le diffuseur plasma 28, le diffuseur plasma étant en un matériau poreux dont le diamètre médian des pores est compris entre 0,1 µm et 5 mm, de préférence entre 1 µm et 1 mm, mieux entre 10 µm et 0,5 mm.The device 2 comprises, among other things, a capillary tube 20 comprising at least one supply inlet 22 for rare gas 12, a plasma generation zone 24, and at least one plasma outlet 26, and a plasma diffuser 28 arranged on the outlet path of the capillary tube positioned so that the plasma 16 generated in the plasma generation zone 24 passes through the plasma diffuser 28, the plasma diffuser being made of a porous material whose median pore diameter is between 0.1 µm and 5 mm, preferably between 1 µm and 1 mm, better still between 10 µm and 0.5 mm.

En sortie du tube, le plasma 16 se propage de façon homogène sur une grande surface d’application.At the tube outlet, the plasma 16 propagates homogeneously over a large application surface.

Le gaz rare 12 peut être de l’hélium, de l’argon, du néon ou un mélange de gaz, par exemple de l’argon avec 5% d’oxygène. De préférence, le gaz rare est de l’hélium.The noble gas 12 may be helium, argon, neon or a mixture of gases, for example argon with 5% oxygen. Preferably, the noble gas is helium.

Le débit en gaz rare peut être compris entre 0,2 L/min et 5 L/min, de préférence environ 1 L/min.The flow rate of the rare gas can be between 0.2 L/min and 5 L/min, preferably around 1 L/min.

Au moins une électrode haute tension 14 est fixée sur la paroi extérieure du tube capillaire, permettant la génération du plasma dans la zone de génération du plasma 24 à partir du gaz rare 12 introduit par l’entrée d’alimentation 22.At least one high voltage electrode 14 is fixed on the outer wall of the capillary tube, allowing the generation of plasma in the plasma generation zone 24 from the rare gas 12 introduced by the supply inlet 22.

L’électrode peut délivrer un signal électrique sinusoïdale d’une fréquence comprise entre 50 Hz à 100 kHz, de préférence environ 10 kHz, et d’une tension comprise entre 1 kV et 30 kV, de préférence comprise entre 2kV et 4 kV.The electrode can deliver a sinusoidal electrical signal with a frequency of between 50 Hz and 100 kHz, preferably around 10 kHz, and a voltage of between 1 kV and 30 kV, preferably between 2 kV and 4 kV.

Une deuxième électrode 30 peut être fixée sur la paroi du tube capillaire 20, en aval de la première électrode 14, dans le sens de propagation du plasma.A second electrode 30 can be fixed on the wall of the capillary tube 20, downstream of the first electrode 14, in the direction of propagation of the plasma.

La deuxième électrode peut être une électrode basse tension ou haute tension. De préférence, la deuxième électrode est une électrode basse tension, limitant ainsi le bruit électromagnétique induit par le dispositif 2.The second electrode may be a low voltage or high voltage electrode. Preferably, the second electrode is a low voltage electrode, thereby limiting the electromagnetic noise induced by the device 2.

La deuxième électrode permet avantageusement d’amorcer ou d’accélérer la propagation du plasma froid 16 par capillarité dans le tube capillaire 20.The second electrode advantageously makes it possible to initiate or accelerate the propagation of the cold plasma 16 by capillarity in the capillary tube 20.

La deuxième électrode peut être contrôlée par un module de contrôle (non représenté).The second electrode can be controlled by a control module (not shown).

En particulier, le module de contrôle peut être configuré pour permettre à un utilisateur d’adapter la dose de plasma en sortie du dispositif, en contrôlant la tension délivrée par la ou les électrodes. Par exemple, le module de contrôle peut être configuré de sorte que lorsqu’un interrupteur est fermé, une tension est délivrée via la deuxième électrode, et lorsque l’interrupteur est ouvert, aucune tension n’est délivrée via la deuxième électrode.In particular, the control module may be configured to allow a user to adjust the plasma dose output from the device by controlling the voltage delivered by the electrode(s). For example, the control module may be configured such that when a switch is closed, a voltage is delivered via the second electrode, and when the switch is open, no voltage is delivered via the second electrode.

Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, une seule électrode 14, délivre un premier signal électrique et un deuxième signal électrique, par exemple via un signal modulé, comportant une porteuse de fréquencefet un signal de plus faible fréquence, la fréquence du signal de plus faible fréquence.In a particular embodiment of the invention, a single electrode 14 delivers a first electrical signal and a second electrical signal, for example via a modulated signal, comprising a carrier of frequencyf and a signal of lower frequency, the frequency of the signal of lower frequency.

La porteuse de haute fréquence permettant la génération du plasma froid, et le signal de plus faible fréquence permettant d’enclencher la propagation et/ou l’accélération de la propagation du plasma froid.The high frequency carrier allowing the generation of cold plasma, and the lower frequency signal allowing the triggering of the propagation and/or the acceleration of the propagation of the cold plasma.

La ou les électrodes 14 ; 30 sont de préférence positionnées contre la surface extérieure de la paroi du tube capillaire. Le plasma ainsi produit est isolé de la ou des électrodes par l’épaisseur de la paroi du tube capillaire et peut être mis en contact avec un organisme vivant sans danger de choc électrique, ni échauffement.The electrode(s) 14; 30 are preferably positioned against the outer surface of the wall of the capillary tube. The plasma thus produced is isolated from the electrode(s) by the thickness of the wall of the capillary tube and can be brought into contact with a living organism without danger of electric shock or heating.

Le matériau poreux 28 peut comporter des pores dont le diamètre médian est compris entre 1 µm et 5 mm.The porous material 28 may comprise pores whose median diameter is between 1 µm and 5 mm.

L’épaisseur du matériau poreux e28peut être comprise entre 100 µm et 5cm.The thickness of the porous material e28 can be between 100 µm and 5cm.

L’épaisseur du matériau poreux e28peut être variable. De préférence, l’épaisseur du matériau poreux e28est constante.The thickness of the porous material e28 may be variable. Preferably, the thickness of the porous material e28 is constant.

Laillustre un autre mode de réalisation d’un dispositif 2 selon l’invention. Le dispositif diffère de l’exemple représenté à lanotamment en ce qu’il comporte une partie distale 20a évasée, le diffuseur plasma 28 étant positionné dans cette partie distale évasée 20a. La combinaison d’une partie distale évasée et d’un diffuseur plasma en un matériau poreux selon l’invention, permet d’accroître de manière considérable la surface d’application du plasma froid en sortie du dispositif.There illustrates another embodiment of a device 2 according to the invention. The device differs from the example shown in in particular in that it comprises a flared distal portion 20a, the plasma diffuser 28 being positioned in this flared distal portion 20a. The combination of a flared distal portion and a plasma diffuser made of a porous material according to the invention makes it possible to considerably increase the application surface of the cold plasma at the outlet of the device.

Le diffuseur plasma 28 peut être disposé à l’extrémité distale du tube capillaire, comme représenté par exemple sur les figures 4a, 4c et 4d.The plasma diffuser 28 may be arranged at the distal end of the capillary tube, as shown for example in FIGS. 4a, 4c and 4d.

Alternativement, le diffuseur plasma 28 peut être disposé dans la partie distale du tube capillaire, à l’intérieur du tube capillaire, et non nécessairement en périphérie, comme représenté à la. En particulier, une distance d28,26inférieure ou égale à 10 mm peut séparer la sortie de plasma 26 du matériau poreux 28.Alternatively, the plasma diffuser 28 may be disposed in the distal portion of the capillary tube, inside the capillary tube, and not necessarily at the periphery, as shown in . In particular, a distance d28.26 less than or equal to 10 mm can separate the plasma outlet 26 from the porous material 28.

Un dispositif selon l’invention peut comporter plusieurs entrées d’alimentation 22 en gaz rare, éventuellement plusieurs zones de génération de plasma 24, et une sortie de plasma 28. Un tel exemple est représenté à la.A device according to the invention may comprise several rare gas supply inlets 22, possibly several plasma generation zones 24, and a plasma outlet 28. Such an example is shown in FIG. .

Un dispositif selon l’invention peut comporter plusieurs sorties de plasma 26, un diffuseur plasma 28 peut être disposé sur le trajet de chacune des sorties 26 du tube capillaire, comme illustré à la.A device according to the invention may comprise several plasma outlets 26, a plasma diffuser 28 may be arranged on the path of each of the outlets 26 of the capillary tube, as illustrated in .

Le nombre de sorties de plasma 26 n’est pas limité à 1 ou 2. Un dispositif selon l’invention peut comporter plus de deux sorties plasmas, en particulier un tube capillaire 20 peut comporter 3 sorties plasma. De préférence, le nombre de sorties plasma est compris entre 1 et 100.The number of plasma outlets 26 is not limited to 1 or 2. A device according to the invention may comprise more than two plasma outlets, in particular a capillary tube 20 may comprise 3 plasma outlets. Preferably, the number of plasma outlets is between 1 and 100.

Un dispositif selon l’invention peut recevoir les sorties plasma, ou têtes plasma, sous forme modulaire, amovible et interchangeable. En particulier les sorties plasma peuvent être fixées mécaniquement sur le tube capillaire.A device according to the invention can receive the plasma outlets, or plasma heads, in modular, removable and interchangeable form. In particular, the plasma outlets can be mechanically fixed to the capillary tube.

Un dispositif selon l’invention peut comporter plusieurs tubes capillaires 20, comme illustré à la.A device according to the invention may comprise several capillary tubes 20, as illustrated in .

Un dispositif selon l’invention comportant plusieurs tubes capillaires 20 peut comporter des tubes capillaires qui diffèrent les uns des autres. Les tubes capillaires 20 peuvent différer les uns des autres de par leur nombre d’entrée(s) d’alimentation 22, leur nombre de sortie(s) plasma 26, la présence d’un ou plusieurs diffuseur(s) plasma 28, la présence d’une portion de section transversale élargie 60, leur diamètre maximal ou minimal du tube capillaire, l’épaisseur de la paroi du tube capillaire, ou la présence d’une portion distale 20a évasée. Cette liste n’est pas limitative.A device according to the invention comprising several capillary tubes 20 may comprise capillary tubes that differ from one another. The capillary tubes 20 may differ from one another by their number of supply inlet(s) 22, their number of plasma outlet(s) 26, the presence of one or more plasma diffuser(s) 28, the presence of a portion of enlarged cross-section 60, their maximum or minimum diameter of the capillary tube, the thickness of the wall of the capillary tube, or the presence of a flared distal portion 20a. This list is not limiting.

Laest un graphe illustrant la propagation d’un plasma dans un tube capillaire 20 comportant un matériau poreux 28’ sur le chemin de sortie de plasma.There is a graph illustrating the propagation of a plasma in a capillary tube 20 comprising a porous material 28' on the plasma outlet path.

Les résultats représentés sur ce graphe ont été obtenus par expérimentation, au moyen d’un dispositif tel que représenté à la, dans lequel le matériau poreux 28’ comporte des pores dont le diamètre médian est compris entre 40 μm et 100 μm.The results shown in this graph were obtained by experimentation, using a device such as that shown in , in which the porous material 28' comprises pores whose median diameter is between 40 μm and 100 μm.

Lors de l’expérimentation, le plasma a été généré dans un tube capillaire 20 soumis à un champ électromagnétique au moyen d’une électrode 14 annulaire haute tension en cuivre, le plasma étant appliqué sur une surface cible 4 en verre sous laquelle une bande d’aluminium a été déposée, un espace de 5 mm séparant la sortie de plasma 26 du tube capillaire de la surface cible 4, l’électrode 14 générant un signal électrique d’une tension d’environ 4,4 +/-0.30 kV, à une fréquence de 15 kHz.In the experiment, the plasma was generated in a capillary tube 20 subjected to an electromagnetic field by means of a high-voltage annular copper electrode 14, the plasma being applied to a glass target surface 4 under which an aluminum strip was deposited, a space of 5 mm separating the plasma outlet 26 of the capillary tube from the target surface 4, the electrode 14 generating an electrical signal with a voltage of approximately 4.4 +/-0.30 kV, at a frequency of 15 kHz.

Le graphe 6 a pour axes d’abscisse et d’ordonnée un nombre de pixels, un pixel étant égal à 50 μm.Graph 6 has a number of pixels as its abscissa and ordinate axes, one pixel being equal to 50 μm.

Sur ce graphe, on observe notamment une première phase 51 où le plasma se propage le long du tube capillaire 20, une deuxième phase 52 où le plasma atteint et traverse le matériau poreux 28’, et enfin une troisième phase 53 où le plasma franchit le matériau poreux 28’ et est appliqué sur la surface 4.In this graph, we observe in particular a first phase 51 where the plasma propagates along the capillary tube 20, a second phase 52 where the plasma reaches and passes through the porous material 28’, and finally a third phase 53 where the plasma passes through the porous material 28’ and is applied to the surface 4.

On observe une diffusion homogène du plasma, le plasma s’étendant sur une surface relativement plus grande.A homogeneous diffusion of the plasma is observed, with the plasma extending over a relatively larger surface area.

Lareprésente un dispositif à jet de plasma 3 selon l’invention comportant une portion de section transversale élargie 60.There represents a plasma jet device 3 according to the invention comprising a portion of enlarged cross-section 60.

Le dispositif 3 représenté à lacomporte un tube capillaire 20 comportant une entrée d’alimentation 22 en gaz rare, une zone de génération de plasma, le plasma étant généré par l’électrode 14, et une sortie de plasma 26 ; le tube capillaire comportant en aval de la zone de génération du plasma et en amont d’une partie distale du tube capillaire 20a, une portion de section transversale élargie 60.Device 3 shown in the comprises a capillary tube 20 comprising a rare gas supply inlet 22, a plasma generation zone, the plasma being generated by the electrode 14, and a plasma outlet 26; the capillary tube comprising downstream of the plasma generation zone and upstream of a distal part of the capillary tube 20a, a portion of enlarged cross-section 60.

Dans un mode de réalisation, la portion de section transversale élargie 60 peut comporter la zone de génération de plasma 24.In one embodiment, the enlarged cross-sectional portion 60 may include the plasma generation zone 24.

La portion de section transversale élargie 60 peut présenter un ratio diamètre maximal sur hauteur, Dp,max/hp, compris entre 0,1 et 100.The enlarged cross-section portion 60 may have a maximum diameter to height ratio, Dp,max /hp , of between 0.1 and 100.

La portion de section transversale élargie débouche avantageusement sur un goulot d’étranglement 62 en direction de la sortie de plasma 26.The enlarged cross-section portion advantageously opens into a bottleneck 62 in the direction of the plasma outlet 26.

La portion de section transversale élargie 60 peut être située à une distance D de la sortie de plasma, comprise entre 0 et 10 cm.The enlarged cross-section portion 60 may be located at a distance D from the plasma outlet, between 0 and 10 cm.

Le diamètre dpde la portion de section transversale élargie peut être variable, en particulier il peut augmenter puis diminuer de l’amont vers l’aval. Dans un mode de réalisation, le diamètre dpde la portion de section transversale élargie peut diminuer de l’amont vers l’aval.The diameter dp of the enlarged cross-section portion may be variable, in particular it may increase and then decrease from upstream to downstream. In one embodiment, the diameter dp of the enlarged cross-section portion may decrease from upstream to downstream.

Le volume intérieur de la portion de section transversale élargie peut présenter une forme sensiblement sphérique, mieux sphérique, sensiblement ellipsoïdale, mieux ellipsoïdale, ou sensiblement cylindrique, mieux cylindrique. Ces exemples ne sont pas limitatifs.The interior volume of the enlarged cross-sectional portion may have a substantially spherical, better spherical, substantially ellipsoidal, better ellipsoidal, or substantially cylindrical, better cylindrical, shape. These examples are not limiting.

Le volume intérieur de la portion de section transversale élargie peut être compris entre 0,2 cm3et 250 cm3.The internal volume of the enlarged cross-sectional portion can be between 0.2 cm3 and 250 cm3 .

Le diamètre minimal du tube capillaire peut être le diamètre du goulot d’étranglement ds.The minimum diameter of the capillary tube can be the diameter of the bottleneck ds .

Dans un mode de réalisation particulier, le tube capillaire comporte plusieurs sorties de plasma, la portion de section transversale élargie comportant plusieurs goulots d’étranglement 62 menant chacun vers une sortie de plasma. Un exemple d’un tel mode de réalisation est représenté à la. Lareprésente une vue de dessous d’un tube capillaire 20 comportant trois sorties plasma 26 et une portion de section transversale élargie 60.In a particular embodiment, the capillary tube has a plurality of plasma outlets, the enlarged cross-sectional portion having a plurality of bottlenecks 62 each leading to a plasma outlet. An example of such an embodiment is shown in FIG. . There represents a bottom view of a capillary tube 20 having three plasma outlets 26 and an enlarged cross-section portion 60.

Alternativement, pour chacune des sorties de plasma, une portion de section transversale élargie est ménagée dans le tube capillaire.Alternatively, for each of the plasma outlets, a portion of enlarged cross-section is provided in the capillary tube.

Le ratio du diamètre maximum de la portion de section transversale élargie sur le diamètre d’entrée de la portion de section transversale élargie depeut être compris entre 1 et 1000, de préférence entre 1 et 500,mieux entre 1 et 50.The ratio of the maximum diameter of the enlarged cross-section portion to the inlet diameter of the enlarged cross-section portion de may be between 1 and 1000, preferably between 1 and 500, more preferably between 1 and 50.

Le ratio du diamètre maximum de la portion de section transversale élargie sur le diamètre du goulot d’étranglement dspeut être compris entre 1 et 1000, de préférence entre 1 et 100, mieux entre 1 et 50.The ratio of the maximum diameter of the enlarged cross-sectional portion to the diameter of the bottleneck ds may be between 1 and 1000, preferably between 1 and 100, more preferably between 1 and 50.

De préférence, le diamètre de l’entrée de la portion de section transversale élargie deest supérieur au diamètre du goulot d’étranglement ds.Preferably, the diameter of the inlet of the enlarged cross-sectional portion de is greater than the diameter of the bottleneck ds .

Cela permet avantageusement d’augmenter la vitesse de propagation du plasma dans la portion distale du tube capillaire, par effet venturi.This advantageously makes it possible to increase the speed of propagation of the plasma in the distal portion of the capillary tube, by venturi effect.

Le diamètre de la partie distale 20a du tube capillaire peut être constant, comme représenté sur la.The diameter of the distal portion 20a of the capillary tube may be constant, as shown in the .

Dans un mode de réalisation particulier, la partie distale 20a est évasée.In a particular embodiment, the distal portion 20a is flared.

La portion de section transversale élargie peut comporter une paroi d’épaisseur epplus faible qu’une paroi de la partie distale es, comme sur l’exemple de la.The enlarged cross-sectional portion may have a wall of thickness ep less than a wall of the distal part es , as in the example of the .

Le ratio de l’épaisseur de la paroi de la partie distale essur l’épaisseur de la paroi de la portion de section transversale élargie ep, es/ep, peut être compris entre 1 et 4.The ratio of the wall thickness of the distal portion es to the wall thickness of the enlarged cross-sectional portion ep , es /ep , can be between 1 and 4.

Le diamètre maximal du tube capillaire est inférieur à 3 mm, de préférence inférieure à 1 mm.The maximum diameter of the capillary tube is less than 3 mm, preferably less than 1 mm.

Un dispositif selon l’invention peut comporter des capteurs 641,642en particulier des capteurs optiques 641, thermiques, ou de tension 642.A device according to the invention may comprise sensors 641 , 642 , in particular optical sensors 641 , thermal sensors, or voltage sensors 642 .

Les capteurs 641,642peuvent fournir des mesures à un module de contrôle 66 pouvant adapter, de façon rétroactive, la dose de plasma transmise hors du dispositif, en adaptant de préférence le temps de traitement, la puissance, via la tension et/ou la fréquence délivrée par une alimentation haute tension 70 à l’électrode 14 à l’origine de la génération du plasma, la puissance, via la tension et/ou la fréquence délivrée par l’alimentation haute tension à une autre électrode fixée sur la paroi du tube capillaire, de préférence sur la paroi extérieure, de préférence en aval de l’électrode à l’origine de la génération de plasma, par exemple configurée pour déclencher ou accélérer la propagation du plasma vers la sortie de plasma, et/ou le débit de gaz rare en entrée de l’alimentation en gaz rare 22.The sensors 641 , 642 can provide measurements to a control module 66 that can retroactively adapt the plasma dose transmitted out of the device, preferably by adapting the treatment time, the power, via the voltage and/or the frequency delivered by a high-voltage power supply 70 to the electrode 14 at the origin of the generation of the plasma, the power, via the voltage and/or the frequency delivered by the high-voltage power supply to another electrode fixed on the wall of the capillary tube, preferably on the outer wall, preferably downstream of the electrode at the origin of the generation of plasma, for example configured to trigger or accelerate the propagation of the plasma towards the plasma outlet, and/or the flow rate of rare gas at the inlet of the rare gas supply 22.

Les capteurs peuvent comprendre des capteurs de tension mesurant une différence de tensions le long du tube capillaire.The sensors may include voltage sensors measuring a difference in voltages along the capillary tube.

Les capteurs peuvent comprendre des capteurs de tension 642mesurant une différence de tensions entre le tube capillaire et la surface sur laquelle le plasma est destiné à être appliquée 4.The sensors may include voltage sensors 642 measuring a voltage difference between the capillary tube and the surface to which the plasma is intended to be applied 4.

Les capteurs peuvent comprendre des capteurs de température mesurant une température en sortie de plasma ou une température sur une surface 4 sur laquelle le plasma est destiné à être appliqué.The sensors may include temperature sensors measuring a temperature at the plasma outlet or a temperature on a surface 4 to which the plasma is intended to be applied.

Les capteurs peuvent comprendre des capteurs de débit mesurant le débit de gaz rare entrant dans l’entrée d’alimentation.Sensors may include flow sensors measuring the flow rate of noble gas entering the supply inlet.

Les capteurs peuvent comprendre des biocapteurs, c’est-à-dire des capteurs permettant de détecter et de transformer un signal biochimique en un signal physique quantifiable.Sensors may include biosensors, which are sensors that can detect and transform a biochemical signal into a quantifiable physical signal.

Les capteurs comprennent par exemple des électrocardiogrammes, fixés sur la surface 4 sur laquelle le plasma est destiné à être appliqué.The sensors include, for example, electrocardiograms, fixed on the surface 4 on which the plasma is intended to be applied.

Le module de contrôle 66 peut modifier un ou plusieurs paramètres choisis parmi le temps de traitement, une puissance, une tension et/ou une fréquence délivrée par une alimentation haute tension 70 à une électrode fixée sur la paroi du tube capillaire, de préférence sur la paroi extérieure, et/ou un débit de gaz rare en entrée de l’alimentation en gaz rare 22, permettant d’adapter la dose de plasma éjectée du dispositif.The control module 66 can modify one or more parameters chosen from the treatment time, a power, a voltage and/or a frequency delivered by a high voltage power supply 70 to an electrode fixed on the wall of the capillary tube, preferably on the outer wall, and/or a flow rate of rare gas at the inlet of the rare gas supply 22, making it possible to adapt the dose of plasma ejected from the device.

Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le module de contrôle 66 n’adapte pas rétroactivement la dose de plasma éjectée hors du dispositif mais transmet les mesures fournies par les capteurs ou une analyse des mesures fournies par les capteurs à une interface de contrôle 68, via des moyens de communication digitale 72.In a particular embodiment of the invention, the control module 66 does not retroactively adapt the dose of plasma ejected from the device but transmits the measurements provided by the sensors or an analysis of the measurements provided by the sensors to a control interface 68, via digital communication means 72.

L’interface de contrôle 72 permet à un utilisateur de contrôler manuellement la dose de plasma éjectée hors du dispositif, et de l’adapter en fonction des mesures fournies par les capteurs 641,642.The control interface 72 allows a user to manually control the dose of plasma ejected from the device, and to adapt it according to the measurements provided by the sensors 641 , 642 .

En particulier, l’utilisateur peut modifier la puissance, la tension et/ou la fréquence délivrée par l’alimentation haute tension 70 à l’électrode 14 à l’origine de la génération du plasma, la puissance, la tension et/ou la fréquence délivrée par une source de courant à une autre électrode fixée sur la paroi du tube capillaire, de préférence sur la paroi extérieure, de préférence en aval de l’électrode à l’origine de la génération de plasma, par exemple configurée pour déclencher ou accélérer la propagation du plasma vers la sortie de plasma, et/ou le débit de gaz rare en entrée de l’alimentation en gaz rare 22 , et/ou la distance de la sortie de plasma 26 à la surface 4 sur laquelle le plasma est destiné à être appliqué.In particular, the user can modify the power, voltage and/or frequency delivered by the high-voltage power supply 70 to the electrode 14 at the origin of the plasma generation, the power, voltage and/or frequency delivered by a current source to another electrode fixed on the wall of the capillary tube, preferably on the outer wall, preferably downstream of the electrode at the origin of the plasma generation, for example configured to trigger or accelerate the propagation of the plasma towards the plasma outlet, and/or the flow rate of rare gas at the inlet of the rare gas supply 22, and/or the distance from the plasma outlet 26 to the surface 4 on which the plasma is intended to be applied.

Laest un exemple de mise en œuvre d’un dispositif selon l’invention comportant un diffuseur plasma 28 et une portion de section transversale élargie 60.There is an example of implementation of a device according to the invention comprising a plasma diffuser 28 and a portion of enlarged cross-section 60.

Une comparaison de quatre dispositifs à jet de plasma a été effectuée.A comparison of four plasma jet devices was performed.

La comparaison a permis de mesurer une surface maximale sur laquelle un plasma peut s’étendre de façon homogène, via un jet de plasma, lorsque le plasma est généré et appliqué au moyen d’un des quatre dispositifs suivants : KinPen® MED (outils Neoplas GmbH, Greifswald, Allemagne), PlasmaDerm® (CINOGY GmbH, Duderstadt, Allemagne), SteriPlas (Adtec Plasma Technology, Adtec Europe, Hunslow, Royaume-Uni) et un dispositif selon l’invention comportant un diffuseur plasma.The comparison allowed to measure a maximum surface area over which a plasma can spread homogeneously, via a plasma jet, when the plasma is generated and applied by means of one of the following four devices: KinPen® MED (Neoplas GmbH tools, Greifswald, Germany), PlasmaDerm® (CINOGY GmbH, Duderstadt, Germany), SteriPlas (Adtec Plasma Technology, Adtec Europe, Hunslow, United Kingdom) and a device according to the invention comprising a plasma diffuser.

Le KinPen® MED est un dispositif portable possédant une source de plasma médical générée en continu et comprenant un applicateur en forme de stylo délivrant un jet de plasma froid à pression atmosphérique utilisant de l'argon comme gaz porteur. La longueur typique de l'effluent plasmatique est de 8 à 12 mm avec un diamètre de 1 mm. Le jet de plasma est guidé verticalement dans des mouvements 3D précis et arbitraires d'environ 5 mm/s sur la cible, ce qui entraîne un temps de traitement moyen de 30 à 60 s/cm2. Le KinPen® MED délivre donc un jet non diffus concentré en un point. La zone de traitement efficace est réduite à quelques mm2.The KinPen® MED is a portable device with a continuously generated medical plasma source and comprising a pen-shaped applicator delivering a cold plasma jet at atmospheric pressure using argon as the carrier gas. The typical length of the plasma effluent is 8 to 12 mm with a diameter of 1 mm. The plasma jet is guided vertically in precise and arbitrary 3D movements of approximately 5 mm/s over the target, resulting in an average treatment time of 30 to 60 s/cm2. The KinPen® MED therefore delivers a non-diffuse jet concentrated at a point. The effective treatment area is reduced to a fewmm2 .

Le PlasmaDerm® est un appareil plasma permettant le traitement de grande surface. Il est doté de plusieurs têtes plasma configurables permettant de couvrir une surface jusqu’à 27 cm2. La source de plasma est fondée sur le concept de la décharge à barrière diélectrique (DBD). Le gaz porteur peut être l’argon ou l’air. Cependant, dans un dispositif fondé sur le concept du DBD, le plasma généré se comporte différemment entre deux alternances de décharge de plasma et le manque d’homogénéité du plasma transféré exige une grande expertise de l’utilisateur. De plus, le dispositif est en contact direct, mécanique avec la cible.The PlasmaDerm® is a plasma device for large surface treatment. It is equipped with several configurable plasma heads to cover an area up to 27 cm2 . The plasma source is based on the dielectric barrier discharge (DBD) concept. The carrier gas can be argon or air. However, in a device based on the DBD concept, the plasma generated behaves differently between two alternations of plasma discharge and the lack of homogeneity of the transferred plasma requires great expertise from the user. In addition, the device is in direct, mechanical contact with the target.

Le SteriPlas est un dispositif médical de grande dimension sur roulette possédant un bras articulé avec une tête de traitement qui libère le plasma froid à base d’argon vers la zone de traitement. La torche à plasma possède 6 électrodes et l'argon est utilisé comme gaz porteur pour transporter le flux de gaz vers la cible. L'ouverture de la torche à plasma a un diamètre de 3,5 cm permettant une zone de traitement pouvant aller jusqu’à 12 cm2.The SteriPlas is a large medical device on wheels with an articulated arm with a treatment head that delivers cold argon plasma to the treatment area. The plasma torch has 6 electrodes and argon is used as a carrier gas to transport the gas flow to the target. The plasma torch has a 3.5 cm diameter opening allowing a treatment area of up to 12 cm2 .

Un dispositif selon le premier aspect de l’invention permet de couvrir une surface de 1 à 50 cm2avec la propagation initiale d’un seul jet de plasma, en particulier sans nécessité de contact avec la cible.A device according to the first aspect of the invention makes it possible to cover an area of 1 to 50 cm2 with the initial propagation of a single plasma jet, in particular without the need for contact with the target.

Comme il apparait clairement à présent, un dispositif selon l’invention permet une meilleure propagation du plasma. Non seulement il est possible de traiter plus rapidement et de façon plus homogène de grandes surfaces mais le dispositif permet également une meilleure adaptabilité et une plus grande précision de dosage. Un tel dispositif est particulièrement avantageux pour le traitement des brûlures, par exemple pour soigner des grands brûlés. De façon générale, un tel dispositif est adapté pour traiter tout type de plaies, en particulier les plaies chroniques de typologies différentes.As is now clearly apparent, a device according to the invention allows for better plasma propagation. Not only is it possible to treat large areas more quickly and more homogeneously, but the device also allows for better adaptability and greater dosage precision. Such a device is particularly advantageous for the treatment of burns, for example for treating major burn victims. Generally speaking, such a device is suitable for treating all types of wounds, in particular chronic wounds of different typologies.

Il n’était pas évident de penser que le verre fritté en particulier, en tant que matériau poreux, pouvait être utilisé comme diffuseur plasma dans des dispositifs à jet de plasma froid. En effet, même si l’utilisation du verre fritté dans des dispositifs à jets de plasma est bien connue dans l’art antérieur, du fait de ses propriétés mécaniques comme sa résistance à la corrosion, à l’usure, à la compression, aux hautes températures ou aux produits chimiques lui permettant de supporter les conditions de génération du plasma, il n’a jamais été envisagé de pouvoir l’utiliser en tant que diffuseur activé par un plasma jet.It was not obvious that sintered glass in particular, as a porous material, could be used as a plasma diffuser in cold plasma jet devices. Indeed, even if the use of sintered glass in plasma jet devices is well known in the prior art, due to its mechanical properties such as its resistance to corrosion, wear, compression, high temperatures or chemicals allowing it to withstand the conditions of plasma generation, it has never been considered to be able to use it as a diffuser activated by a plasma jet.

L’invention permet un contrôle dynamique de la dose de plasma éjectée hors du dispositif à jet de plasma et ainsi permet à l’utilisateur de mieux adapter chaque traitement en fonction de la plaie ou du contexte clinique.The invention allows dynamic control of the plasma dose ejected from the plasma jet device and thus allows the user to better adapt each treatment according to the wound or clinical context.

Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d’être décrits.Of course, the invention is not limited to the exemplary embodiments which have just been described.

En particulier, un dispositif selon l’invention peut comporter un système de sécurité configuré pour contrôler la dose de plasma éjectée hors du dispositif, et/ou contrôler le courant délivré, et/ou contrôler une température du plasma en sortie du dispositif et/ou contrôler une puissance du plasma et/ou contrôler une pression de gaz rare dans une bouteille de gaz rare alimentant l’entrée de d’alimentation en gaz rare du tube capillaire et/ou contrôler une pression de gaz rare dans le tube capillaire, notamment dans la portion de section transversale élargie, lorsque le tube capillaire en comporte une. Par exemple, le système de sécurité peut être un coupe-circuit rapide, ou une commande du microcontrôleur de l’alimentation haute tension de l’électrode à l’origine de la génération du plasma.In particular, a device according to the invention may comprise a safety system configured to control the dose of plasma ejected from the device, and/or control the current delivered, and/or control a temperature of the plasma at the outlet of the device and/or control a power of the plasma and/or control a rare gas pressure in a rare gas cylinder supplying the rare gas supply inlet of the capillary tube and/or control a rare gas pressure in the capillary tube, in particular in the portion of enlarged cross-section, when the capillary tube comprises one. For example, the safety system may be a fast circuit breaker, or a control of the microcontroller of the high voltage power supply of the electrode at the origin of the generation of the plasma.

Un dispositif selon l’invention comporte de préférence une redondance, notamment afin de respecter les réglementations en matière de dispositifs médicaux.A device according to the invention preferably includes redundancy, in particular in order to comply with regulations relating to medical devices.

En particulier, un dispositif selon l’invention est de préférence configuré pour respecter tout ou partie des normes suivantes : ISO 13485:2016, ISO 14971 :2019, IEC 62304/A1:2018, IEC 62366-1 :2015, ISO 15223-1: 2016, ISO 10993, IEC 60601-1, AAMI TIR 57, 14155 :2020 (si RIPH1), DIN SPEC 91315. Cette liste n’est pas exhaustive.In particular, a device according to the invention is preferably configured to comply with all or part of the following standards: ISO 13485:2016, ISO 14971:2019, IEC 62304/A1:2018, IEC 62366-1:2015, ISO 15223-1:2016, ISO 10993, IEC 60601-1, AAMI TIR 57, 14155:2020 (if RIPH1), DIN SPEC 91315. This list is not exhaustive.

L’expression « comportant un » doit être comprise comme étant un synonyme de « comportant au moins un ».The expression “comprising a” should be understood as being a synonym for “comprising at least one”.

Claims (11)

Translated fromFrench
Dispositif à jet de plasma froid à pression atmosphérique (2) comportant :
- au moins un tube capillaire (20) comportant au moins une entrée d’alimentation (22) en gaz rare, une zone de génération de plasma (24), et au moins une sortie de plasma (26) ;
- au moins un diffuseur plasma (28) disposé sur le trajet de sortie du tube capillaire positionné de sorte que le plasma généré dans la zone de génération de plasma traverse le diffuseur plasma, le diffuseur plasma étant en un matériau poreux dont le diamètre médian des pores est compris entre 1 µm et 5 mm.
Atmospheric pressure cold plasma jet device (2) comprising:
- at least one capillary tube (20) comprising at least one rare gas supply inlet (22), a plasma generation zone (24), and at least one plasma outlet (26);
- at least one plasma diffuser (28) arranged on the outlet path of the capillary tube positioned so that the plasma generated in the plasma generation zone passes through the plasma diffuser, the plasma diffuser being made of a porous material whose median pore diameter is between 1 µm and 5 mm.
Dispositif selon la revendication immédiatement précédente, la sortie de plasma (26) du tube capillaire comportant une partie distale (20a) évasée, le diffuseur plasma (28) étant positionné dans la partie distale évasée du tube capillaire, perpendiculairement au sens de propagation du plasma dans le tube capillaire.Device according to the immediately preceding claim, the plasma outlet (26) of the capillary tube comprising a flared distal part (20a), the plasma diffuser (28) being positioned in the flared distal part of the capillary tube, perpendicular to the direction of propagation of the plasma in the capillary tube.Dispositif selon la revendication immédiatement précédente, le diffuseur plasma étant positionné à l’extrémité distale de la partie distale évasée.Device according to the immediately preceding claim, the plasma diffuser being positioned at the distal end of the flared distal portion.Dispositif selon la revendication l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le diffuseur plasma est en un matériau diélectrique, métallique ou métallique recouvert d’un matériau diélectrique.A device according to any preceding claim, wherein the plasma diffuser is made of a dielectric material, metallic or metallic coated with a dielectric material.Dispositif selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel le diffuseur plasma est en céramique frittée, de préférence en verre fritté.Device according to the immediately preceding claim, in which the plasma diffuser is made of sintered ceramic, preferably sintered glass.Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le diamètre des pores est supérieur à 1 μm et inférieur à 1 mm, encore mieux supérieur à 10 μm et inférieur à 500 μm, encore mieux supérieur à 40µm et inférieur à 100 µm, encore mieux supérieur à 50 µm et inférieur à 80 µm.A device according to any preceding claim, wherein the pore diameter is greater than 1 μm and less than 1 mm, more preferably greater than 10 μm and less than 500 μm, more preferably greater than 40 μm and less than 100 μm, more preferably greater than 50 μm and less than 80 μm.Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant plus de deux sorties de plasma et/ou plus de deux tubes capillaires, de préférence le nombre de sorties de plasma étant compris entre 1 et 100, de préférence entre 1 et 50, mieux entre 1 et 10.Device according to any one of the preceding claims, comprising more than two plasma outlets and/or more than two capillary tubes, preferably the number of plasma outlets being between 1 and 100, preferably between 1 and 50, better still between 1 and 10.Dispositif selon la revendication précédente, comportant un ou plusieurs capteurs (641; 642) et un module de contrôle (66), de préférence au moins un capteur de débit de gaz rare et un module de contrôle du débit de gaz rare, le capteur de débit mesurant le débit de gaz rare dans l’entrée d’alimentation du tube capillaire.Device according to the preceding claim, comprising one or more sensors (641 ; 642 ) and a control module (66), preferably at least one rare gas flow sensor and a rare gas flow control module, the flow sensor measuring the rare gas flow in the supply inlet of the capillary tube.Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant une électrode (14) haute tension fixée sur la paroi extérieure ou intérieure du tube capillaire, le dispositif étant configuré de sorte que l’électrode délivre un premier signal électrique et un deuxième signal électrique ayant deux fréquences distinctes, la fréquence du premier signal électrique étant définie de sorte que lorsque l’électrode délivre ce premier signal électrique, le gaz rare introduit dans le tube capillaire et soumis à la tension du premier signal électrique génère le plasma, la fréquence du deuxième signal électrique étant définie de sorte à générer une impulsion d’amorçage de propagation du plasma vers la sortie de plasma, la fréquence du deuxième signal électrique étant plus faible que la fréquence du premier signal électrique.Device according to any one of the preceding claims, comprising a high-voltage electrode (14) fixed to the outer or inner wall of the capillary tube, the device being configured so that the electrode delivers a first electrical signal and a second electrical signal having two distinct frequencies, the frequency of the first electrical signal being defined so that when the electrode delivers this first electrical signal, the rare gas introduced into the capillary tube and subjected to the voltage of the first electrical signal generates the plasma, the frequency of the second electrical signal being defined so as to generate a pulse for initiating propagation of the plasma towards the plasma outlet, the frequency of the second electrical signal being lower than the frequency of the first electrical signal.Dispositif à jet de plasma froid selon la revendication immédiatement précédente, le premier signal électrique est une onde porteuse modulée par le deuxième signal.Cold plasma jet device according to the immediately preceding claim, the first electrical signal is a carrier wave modulated by the second signal.Utilisation d’un matériau poreux dont le diamètre médian des pores est compris entre 1 µm et 5 mm en tant d’un diffuseur plasma pour des applications de traitement de surface.Use of a porous material with a median pore diameter between 1 µm and 5 mm as a plasma diffuser for surface treatment applications.
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