(57)【要約】      （修正有）【課題】電源、イオン化媒体源、および前駆体源に連結されたプラズマ装置を含むプラズマシステムを提供する。【解決手段】操作の間、イオン化媒体源１６はイオン化媒体を提供し、前駆体１８のイオン化媒体源は、１つ以上の化学種、特定波長の光子を提供するとともに、相乗効果と一致して作用させることにより、選択的に組織被処理対象の表面を処置するさまざまな反応性官能基および／または要素も含有する。化学種およびイオン化ガスは、プラズマ装置１２の点火点の上流または中流のどちらかで混合され、混合されると、電源１４からの電気エネルギーの適用下においてその中で点火される。結果として、プラズマ放出物および光子源が形成され、点火されたプラズマ原料および反応性種の混合物が、所定の反応を実行するように被処理対象の表面に搬送される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織へのプラズマの適用のための電気外科手術用システムであって、
内部表面上に光学反射性の被覆を有する誘電性チューブを含む筐体と、
活性電極と、
を含む電気外科手術用ペンシルと、
前記電気外科手術用ペンシルにイオン化媒体を供給するように構成されたイオン化媒体源と、
前記電気外科手術用ペンシルに少なくとも１つの前駆体原料を供給するように構成された前駆体源と、
前記活性電極に連結され、かつ、プラズマ体積を形成するために、前記電気外科手術用ペンシルで前記イオン化媒体および前記前駆体原料を点火させるように構成された電源であって、前記少なくとも１つの前駆体原料および前記イオン化媒体が同時に混合および点火される、電源と、
を備える、電気外科手術用システム。
【請求項２】
前記イオン化媒体および前記前駆体原料の流動を制御するためのマイクロコントローラをさらに備える、請求項１に記載の電気外科手術用システム。
【請求項３】
前記電気外科手術用システムが、前記イオン化媒体源に連結される第１調節弁、および前記前駆体源に連結される第２調節弁をさらに備え、前記第１調節弁および前記第２調節弁が、前記マイクロコントローラに連結される、請求項２に記載の電気外科手術用システム。
【請求項４】
前記イオン化媒体が、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、ラドン、窒素、水素、酸素、二酸化炭素、亜酸化窒素、およびそれらの混合物から成る群から選択される、請求項１に記載の電気外科手術用システム。
【請求項５】
前記前駆体原料が、ハロゲン化アシル、アルコール、アルデヒド、アルカン、アルケン、アミド、アミン、ブチル、カルボン酸、シアン酸塩、イソシアン酸塩、エステル、エーテル、エチル、ハロゲン化物、ハロアルカン、ヒドロキシル、ケトン、メチル、硝酸塩、ニトロ、ニトリル、亜硝酸塩、ニトロソ、過酸化物、ヒドロ過酸化物、酸素、水素、窒素、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される官能基を有する化合物である、請求項１に記載の電気外科手術用システム。
【請求項６】
前記前駆体原料が、水、ハロゲノアルカン、過酸化物、アルコール、アミン、アルキル、アルケン、アルカリ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１に記載の電気外科手術用システム。
【請求項７】
前記前駆体源が、バブラー、マイクロ流体素子、ネブライザー、マイクロポンプ、圧電ポンプ、および超音波噴霧器のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の電気外科手術用システム。
【請求項８】
前記電気外科手術用ペンシルが、前記誘電性チューブの外側表面上に配置されたリターン電極を含む、請求項１に記載の電気外科手術用システム。
【請求項９】
前記活性電極および前記リターン電極が、前記プラズマ体積に容量的に結合される、請求項８に記載の電気外科手術用システム。
【請求項１０】
前記電気外科手術用ペンシルが手持ち式の電気外科手術用ペンシルであり、前記電源が電気外科手術用発生器であり、前記プラズマ体積が、生物組織表面の表面終端種を置換および／または交換するように構成される、請求項１に記載の電気外科手術用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、Ｍｏｏｒｅらにより２００８年５月３０日に出願された、「プラズマに基づく化学源装置およびその使用方法」と題する米国特許仮出願番号第６１／０５７，６６７号の利益および優先権を主張し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、プラズマ装置、並びに表面処理および物質の除去または堆積の処理に関する。より詳細には、本開示は、選択した成分に特有な、励起状態の種（例えばエネルギー光子）とともに、プラズマ装置において化学反応性のプラズマ発生種を発生および指向させる装置、並びに方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
大気圧または大気圧の近似値で、液体およびガスのような高密度媒体において放電することにより、適切な条件下のもと、プラズマを形成させることができる。プラズマは、イオン、ラジカル、電子、励起状態（例えば準安定）の種、分子断片、光子などのような大量の化学種を生み出す独特な能力を有する。プラズマ種は、プラズマの電子温度および電子密度を調整することにより、さまざまな内部のエネルギー状態または外部の運動エネルギー分布に発生し得る。さらに、プラズマの空間的、時間的、および温度的特性を調節することにより、プラズマ種および関連のある光子束により放射される物質の特有の変化を成し遂げることができる。プラズマは、プラズマ光子により放射される生物学的物質および他の物質において、光化学的および光触媒的な反応路を引き起こすに十分なエネルギーを有するエネルギー紫外線光子を含む光子を発生させることもできる。
【発明の概要】
【０００４】
プラズマは広範な利用可能性を有し、産業的、科学的、および医療的な必要性、特に低温での被処理対象の表面処理に対し、別の解決手段を提供する。プラズマが被処理対象に送達され、それによりプラズマが非常に影響を与える物質特性に多くの変化を与える。生成される独特な化学種の１つの適した適用は、被処理対象における非平衡的または選択的な化学反応を引き起こすことである。そのような選択的な処理は、特に生物組織の処理に求められ、この処理では、異なる選択性を用い、下層および隣接する組織を低温で切除および除去することができる。すなわち、プラズマは、被処理対象の異なる上層を除去し得るが、被処理対象の異なる下層にはほとんど影響がないか、全く影響がなく、あるいは混合性組織領域から特定の組織を選択的に除去するか、または異種組織の隣接器官にはわずかに影響するだけで組織を選択的に除去するように使用され得る。より具体的には、プラズマ種は、蒸発、ガス化、または表面物質の溶解（例えばエッチング）により、化学結合を断絶するか、表面終端種（例えば表面官能基）を置換または交換することで、組織表面の化学的性質を変更することができる。適切な条件を選択することで、プラズマ化学の選択性が高度に調整されると、ある種類の組織全体を除去できるが、近辺の異種組織には全く影響がない。
【０００５】
一態様では、本開示により電源、イオン化媒体源、および前駆体源に連結されたプラズマ装置を含むプラズマシステムを提供する。操作の間、イオン化媒体源がプラズマの生成と維持に適したイオン化媒体を提供し、前駆体源が表面処置に望ましい、反応性のさまざまな官能基および／または要素を有する１つ以上の化学種を提供する。化学種およびイオン化媒体は、プラズマ装置の上流または点火点で混合され、混合されると、電源からの電気エネルギーの適用により点火される。点火された媒体は、電気エネルギーが送達される領域に活性プラズマの体積を形成する。活性プラズマ体積は、被処理対象に送達される放出物としてそこから流動するさまざまな種を含んでいる。別の手段として、種およびイオン化媒体は、別々に励起されてよい（例えば、一方が上流で励起され、他方が中流または下流で追加されてよく、その時、被処理対象への送達前に混合される）。
【０００６】
本開示の一実施形態による、プラズマシステムを開示する。システムは、活性電極、およびプラズマ装置にイオン化媒体を供給するように構成された、イオン化媒体源を有するプラズマ装置を含む。イオン化媒体源は、活性電極の上流の第１接続部でプラズマ装置に連結される。システムは、プラズマ装置に少なくとも１つの前駆体原料を供給するように構成された前駆体源も含む。前駆体源は、活性電極またはその上流の第２接続部でプラズマ装置に連結される。システムはさらに、プラズマ体積を形成するために、活性電極に連結され、プラズマ装置でイオン化媒体および前駆体原料を点火させるように構成された電源を含む。
【０００７】
プラズマを発生させる方法も本開示により検討する。方法は、プラズマ装置にイオン化媒体を供給するステップと、活性電極またはその上流でプラズマ装置に少なくとも１つの前駆体原料を供給するステップと、プラズマ放出物を形成するために、プラズマ装置でイオン化媒体および前駆体原料を点火させるステップとを含む。
【０００８】
本開示の別の実施形態による、プラズマシステムを開示する。システムは、活性電極、およびプラズマ装置にイオン化媒体を供給するよう構成されたイオン化媒体源を有するプラズマ装置を含む。イオン化媒体源は、活性電極の上流の第１接続部でプラズマ装置に連結される。システムは、複数の前駆体源も含み、各前駆体源は、プラズマ装置に少なくとも１つの前駆体原料を供給するよう構成される。各前駆体源も、活性電極またはその上流の第２接続部でプラズマ装置に連結される。システムは、活性電極に連結され、プラズマ体積を形成するために、プラズマ装置でイオン化媒体および前駆体原料を点火するように構成された電源も含む。
【０００９】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図は、開示の例示的な実施形態とともに先に伝えた開示の概要、また以下に伝える実施形態の詳細な説明を示し、開示の原理を説明するのに役立つものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示によるプラズマシステムの概略図である。
【図２】本開示の一実施形態による、プラズマシステムおよびプラズマハンドピースの概略図である。
【図３】本開示による例示的な方法のフロー図である。
【図４】本開示の一実施形態による、プラズマシステムおよびプラズマハンドピースの概略図である。
【図５】本開示の別の例示的な実施形態によるプラズマシステムおよびプラズマハンドピースの概略図である。
【図６】本開示の一例示的な実施形態により発生したプラズマのスペクトルグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
プラズマは一般的に、適切な発生器、電極、およびアンテナを使用した、高周波（約０．１ＭＨｚ〜約１００ＭＨｚの「ＲＦ」）、およびマイクロ波（約０．１ＧＨｚ〜約１００ＧＨｚの「ＭＷ」）のバンドを含む、約０．１ヘルツ（Ｈｚ）〜約１００ギガヘルツ（ＧＨｚ）の周波数で、直流（ＤＣ）電気または交流電流（ＡＣ）の電気のどちらかの電気として送達される電気エネルギーを使用して発生する。励起周波数の選択により、プラズマ、被処理対象とともに、回路に電気エネルギーを送達するように使用される電気回路の多くの特性および必要条件が決定される。プラズマの化学的発生および送達システムの動作、並びに電気的励起回路の設計は、作動電圧、周波数、および電流レベルとともに位相全てが、電子温度および電子密度に影響を与えるので、相互に関係している。さらに、電気的励起およびプラズマ装置のハードウェアの選択も、どのように所定のプラズマシステムがホストプラズマガスまたは液体媒体に対する新しい成分の導入に動的に反応するかを決定し、電気回路からプラズマに移送する制御された電力を維持する動的に整合したネットワーク、または電圧、電流、もしくは励起周波数の調節を介するような、対応する電気駆動の動的調節性を決定する。
【００１２】
まず図１を参照してプラズマシステム１０を開示する。システム１０は、電源１４に連結されるプラズマ装置１２、イオン化媒体源１６、および前駆体源１８を含む。電源１４は、プラズマ装置１２に電力または整合するインピーダンスを送達する任意の必要な要素を含む。より詳細には、電源１４は、プラズマを発生させるためにイオン化媒体を点火させる電力を生成することができる、任意の高周波発生器または他の適した電源でよい。前駆体源１８は、装置１２内へのその導入前に前駆体原料を噴霧させるバブラーまたはネブライザーでよい。前駆体源１８は、約１フェムトリットル〜約１ナノリットル量の所定の正確な液滴量の前駆体原料を発生させることができる極めて小さな液滴または注入システムでもよい。前駆体源１８は、微小流体素子、圧電ポンプまたは超音波噴霧器も含む。
【００１３】
システム１０は、装置１２を介して被処理対象「Ｗ」（例えば組織）にプラズマの流動を提供する。イオン化媒体および前駆体原料を含むプラズマ原料は、イオン化媒体源１６および前駆体源１８から、それぞれプラズマ装置１２に供給される。駆動する間、前駆体原料およびイオン化媒体がプラズマ装置１２に提供され、プラズマ原料は、被処理対象「Ｗ」またはその表面に所望の化学反応を引き起こすように内部エネルギーを運搬する特有の励起種および準安定原子のイオン、ラジカル、光子を含有するプラズマ放出物を形成するために点火される。原料は、図１で示され、以下でより詳細に説明されるように、プラズマ放出物の点火点の上流またはその中流（例えば点火点）で混合されてよい。
【００１４】
イオン化媒体源１６は、プラズマ装置１２にイオン化原料を提供する。イオン化媒体源１６は、貯蔵タンクおよびポンプ（明確に示さない）を含んでよく、プラズマ装置１２に連結される。イオン化媒体は、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、ラドン、二酸化炭素、窒素、水素、酸素などのような液体もしくはガス、およびそれらの混合物など、または液体でもよい。これらまたは他のガスは、初めは液体の状態でもよく、適用の間にガス化される。
【００１５】
前駆体源１８は、プラズマ装置１２に前駆体原料を提供する。前駆体原料は、固体、気体または液体のいずれかの形態でよく、固体、液体（例えば粒子または液滴）、ガス、およびそれらの混合物のような任意の状態のイオン化媒体と混合されてよい。前駆体源１８は、前駆体原料が液体の場合など、イオン化媒体と混合する前に気体の状態に加熱されるヒーターを含んでよい。一実施形態では、前駆体は、電源１４からの電気エネルギーにより点火されるとき、またはイオン化媒体１６から形成される素粒子（限定された選択的化学反応性を持つ電子、光子または他のエネルギーに耐える種）との衝突を受けるとき、イオン、電子、励起状態（例えば準安定原子）の種、分子断片（例えばラジカル）などのような、反応性の種を形成することができる任意の化学種でよい。より具体的には、前駆体は、ハロゲン化アシル、アルコール、アルデヒド、アルカン、アルケン、アミド、アミン、ブチル、カルボン酸、シアン酸、イソシアン酸、エステル、エーテル、エチル、ハロゲン化物、ハロアルカン、ヒドロキシル、ケトン、メチル、硝酸、ニトロ、ニトリル、亜硝酸塩、ニトロソ、過酸化物、ヒドロペルオキシド、酸素、水素、窒素およびそれらの組み合わせのような、さまざまな反応性官能基を含んでよい。実施形態では、化学的前駆体は、水、ジクロロメタン、トリクロロメタン、四塩化炭素、ジフルオロメタン、トリフルオロメタン、四フッ化炭素などのようなハロゲン化アルキル；過酸化水素、過酸化アセトン、過酸化ベンゾイルなどのような過酸化物；メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、アミン、アルキル、アルケンのようなアルカリ属などのようなアルコールでよい。そのような化学的前駆体は、実質的にそれだけか、混合されて適用されてよく、または可溶型で適用されてよい。
【００１６】
前駆体およびそれらの官能基は、被処理対象「Ｗ」の表面種（例えば分子）と反応するために表面に送達され得る。換言すれば、官能基は、被処理対象「Ｗ」に存在する表面終端を変更または置換するために使用され得る。官能基は、それらの高い反応性およびプラズマによりそれらに付与された反応性に起因して、すぐさま表面種と反応する。さらに、官能基は、被処理対象にプラズマ体積を送達する前にプラズマ体積の中でも反応する。
【００１７】
プラズマ内で生成された幾つかの官能基は、ｉｎ  ｓｉｔｕにおいて物質を合成するように反応することができ、続いて表面に堆積物を形成する。この堆積物は、回復を刺激し、細菌を死滅させ、水和反応性（例えば、被処理対象においでカルボキシル基を生成するためのヒドロキシル基の添加）を高め、親水性または水を含むという特性を高めるために使用され得る。さらに、特定の官能基の堆積により、所定のガス／液体の拡散、例えば結合または表面結合を刺激するように、気体は透過させるが液体の交換は阻むことを成し遂げるように、表面のカプセル化が可能となってもよく、または物理的な保護層となってもよい。
【００１８】
図２を参照すると、プラズマ装置１２の例示的な実施形態は、液体または気体のどちらかの状態でプラズマ放出物を通過させるように構成された、近位端２５および遠位端２７を有する誘電性の内側チューブ２２を包囲する筐体２０を含む。プラズマ装置１２は、組織にプラズマを適用する電気外科手術用ペンシルとして使用され得、電源１４は、約０．１  ＭＨｚ〜約１，０００  ＭＨｚ、並びに別の実施形態では、約１  ＭＨｚ〜約１３．６  ＭＨｚの周波数の電力を装置１２に供給するように適合された、電気外科手術用発生器であり得る。
【００１９】
前駆体源１８およびイオン化媒体源１６は、チューブ１３ａおよびチューブ１３ｂそれぞれを介し、第１接続部においてプラズマ装置１２に連結される。チューブ１３ａおよびチューブ１３ｂは、装置１２にイオン化媒体および前駆体原料の混合物を送達するように、チューブ１３ｃ内で混合され得る。これにより、その混合物の点火前に、同時にプラズマ装置１２にプラズマ原料、例えば前駆体原料およびイオン化ガスを送達することができる。
【００２０】
別の実施形態では、イオン化媒体源１６および前駆体源１８は、点火点の上流の内側チューブ２２の中で原料の混合が生じるように、チューブ１３ａおよびチューブ１３ｂを介して、別個の接続部、例えば第１接続部３１および第２接続部２９それぞれにおいてプラズマ装置１２に連結されてよい。換言すれば、プラズマ原料は点火点に近い方で混合され、被処理対象に特有の各表面処置を行うように、所望に混合されるプラズマ放出物種を生み出すプラズマ原料の点火前であれば、各源１６および源１８と、プラズマ装置１２との間の任意の位置でよい。
【００２１】
さらなる実施形態では、プラズマ原料は中流で、例えばプラズマ放出物の点火点または下流で混合され、直接プラズマになってよい。より具体的には、第１接続部３１および第２接続部２９は、活性電極２３で装置１２に連結されてよく、前駆体原料およびイオン化媒体が混合されると同時に点火される（図１）。イオン化媒体が活性電極２３の近位方向の装置１２に供給される一方で、前駆体原料が点火点で混合されてよいことも想定される。換言すれば、混合を成すために活性電極で装置１２に連結される第２接続部２９は、点火と同じ場所にある。
【００２２】
さらなる例示的な実施形態では、イオン化媒体は、混合されていない状態で点火されてよく、前駆体が、点火したプラズマの中で直接混合されてよい。プラズマ原料は、混合前に個別に点火されてよい。プラズマ原料は、装置１２を通る媒体の流動を生み出すように所定の圧力で供給され、これによりプラズマ原料の反応が支援され、プラズマ放出物を生成する。
【００２３】
装置１２は、チューブ２２の周囲または内部に伸長する活性電極２３も含む。装置１２は、チューブ２２の外面に配置された随意のリターン電極３３を含んでもよい。電極２３および電極３３は、そこに容量結合され、チューブ２２の中で形成されたプラズマに連結される。電極２３および電極３３は、プラズマの点火を支援するように適合され得る導電性材料から形成される。特に、電極２３は、局所の電場を最大化させ、所定の点火点を形成するように促す針または他の尖った形状を有してよい。電極２３および電極３３が電源１４に連結され、電源１４からのエネルギーは内側チューブ２２を通って流動するプラズマ原料を点火させるように使用され得る。別の実施形態では、電極２３は、プラズマ種を点火させるエネルギーを移送する別個の点火回路（不図示）に接続される。
【００２４】
さらに別の例示的な実施形態では、内側チューブ２２は導電性材料から形成されてもよい。この実施形態では、内側チューブ２２は電源１４に連結され、点火用の電気エネルギーは内側チューブ２２を通って直接的に、またはチューブ２２と電極２３との間に送達される。内側チューブ２２および電極２３は、ワイヤ、ケーブル、アンテナなどのような、さまざまな連結要素を介して電源１４に連結されてよい。別の手段として、チューブ２２および／または電極２３は、少なくともその一部分を覆って絶縁層が形成される導電性材料から製造されてよい。一例示的な実施形態では、これは導電性金属上に金属酸化物を形成するか、または導電性材料に絶縁層を被覆することにより成し遂げられ得る。
【００２５】
内側チューブ２２は、好ましくない表面反応によるプラズマ種の損失を低下させるため、非反応性材料により被覆されてよい。別の手段として、内側チューブ２２は反応性材料により被覆されてよく、該材料は、内側チューブから除去されて調整したプラズマにより引き起こされた表面反応を介してプラズマ種を生み出し得、これは二次電子の放出または揮発チューブ構成材料（単数または複数）を含む。内側チューブ２２は、プラズマにより発生される光子を局限させる手段として機能する、光学反射性材料により被覆されてもよい。
【００２６】
内側チューブ２２は、実質的に管状構造（例えば円筒状、粒状など）を有してよい。一実施形態では、遠位端２７は、高アスペクト比の断面（例えば長円形、長方形など）を有してよい。これにより、扁平なプラズマ放出物を提供するように活性プラズマ体積を制限および局限させる。プラズマ放出物を幾何学的に閉じ込めることにより、プラズマの流動を外気に指向させ、被処理対象「Ｗ」への流出物を方向性を持って流体力学的に流動させ、流動の境界層に、高度に局所化した効果を成し遂げる。この設計は、プラズマ放出物の流体力学的な境界層という強化された制御を提供し、それにより、伸長した境界層の長さがあるので、利用者からプラズマを隔て、外気へのプラズマ種（例えばラジカル）の損失を最小限にする。
【００２７】
筐体２０は、プラズマ点火回路２４も含み、該回路は回路２４を駆動させるための、１つ以上のボタンまたはスイッチ２８を有する入力制御部２６を含む。入力制御部２６は電源１４に連結され、電源１４からのエネルギー流動を電極２３および電極３３に向けて駆動させるように適合される。より具体的には、入力制御部２６は、内側チューブ２２を通って流動するプラズマ前駆体原料を点火させるに適した最小の電圧および電流を提供するように電源１４に信号を送り、そうしてプラズマ前駆体原料が点火されて、プラズマ放出物が内側チューブ２２の遠位端２７から放出される。この処理は、ＡＣ電力送達回路の「Ｑ」値を高めることにより改善することができる。駆動回路２４は、トグルスイッチまたは連続操作スイッチのどちらかとして構成され得る。トグルモードでは、プラズマ放出物はスイッチが切り替えられるまで持続される。連続モードでは、プラズマ放出物はスイッチが押されている限り持続される。
【００２８】
一実施形態では、駆動回路２４は、イオン化媒体源１６および前駆体源１８に連結されてもよく、駆動回路２４が駆動すると、電源１４とともにプラズマ原料の流動も同時に駆動される。当業者は、同時駆動とは、プラズマ原料が内側チューブ２２に到達するまで電源１４からプラズマエネルギーを遅行させることを含み、これは内側チューブ２２のチューブ１３および／または近位端２５の中に流動センサーを含むことにより成し遂げられ得ることが理解される。別の手段として、光学センサーが、プラズマの有無を検出するか、または１つ以上の特定のプラズマ種の有無を適切に、光学的にフィルターをかけるように使用されてよい。他のさまざまな上流および下流での混合、並びにプラズマ励起により、さまざまなプラズマ種の相対濃度を調整することができる。
【００２９】
図３は、本開示によるシステム１０を操作する方法を示す。ステップ１００では、プラズマ装置１２が被処理対象「Ｗ」に近接して取り込まれると、前駆体源１８およびイオン化媒体源１６それぞれからプラズマ原料の流動を開始するように駆動回路２４が駆動される。プラズマ原料はプラズマ装置１２に供給され、該原料はその点火の前の上流か、または中流、例えば点火領域で混合される。ステップ１０２では、プラズマ装置１２は、混合されたプラズマ原料を点火させる十分なエネルギーを供給するように電源１４に信号を送る。プラズマ原料は点火され、プラズマ放出物は電気エネルギーにより持続される。点火は、反応性の高い種（例えばラジカル、イオンなど）への原料の電離（例えば、より小さな部分への分子成分の離散）のような原料中のさまざまな物理的および化学反応を誘発する。このプラズマ環境は、点火されたプラズマからそのまま、直接に電子および光子が放出されることを含む、多様な反応を介して前駆体に対して化学変化を誘発する。本開示でははるかに高い密度、はるかに高い比率で前記種が生み出されるので、これらの化学変化は、活性プラズマ体積の下流で前駆体を注入するプラズマシステムと対照的である。ステップ１０４では、プラズマ放出物は、内側チューブ２２の遠位端２７から流出して被処理対象「Ｗ」まで流動する。送達されたプラズマ体積は、前駆体原料の官能基のようなさまざまな反応種を含んでおり、該反応種は、その置換物（例えば分子）と反応するように被処理対象「Ｗ」に堆積する。
【００３０】
図４は、プラズマシステム１１０の別の例示的な実施形態を示す。システム１１０は、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、または他の任意の適した論理回路であり得る制御器３２を含む。制御器３２は、電源１４内に組み込まれてよい。制御器３２は、システム１１０を制御するため、入力制御部２６に連結されてよい。より具体的には、制御器３２は、電源１４、イオン化媒体源１６、並びに第１調節弁３４および第２調節弁３６に連結される。第１調節弁３４はイオン化媒体源１６に連結され、プラズマ装置１２にイオン化媒体の流動を制御する。第２調節弁３６は前駆体源１８に連結され、プラズマ装置１２に前駆体の流動を制御する。
【００３１】
図４に示されるように、装置１２は、チューブ２２の外面の周囲に配置された活性電極４３およびリターン電極４５を含む。電極４３は、活性プラズマ体積を決める関連位置の範囲で、チューブ２２でイオン化媒体および前駆体の混合物に容量的に結合される。システム１１０の操作は、入力制御部２６を介して制御されてよい。使用者は、入力制御部２６を介してイオン化媒体源１６の流動を開始させ得る。次いで、入力信号は制御器３２により処理され、それにより、イオン化媒体および前駆体原料の流動を通すように第１調節弁３４および第２調節弁３６を開放する。第１調節弁３４および第２調節弁３６は、連続的または同時的に開放されてよい。次に制御器５０は、準安定原子プラズマを生成するために必要な、第１調節弁３４および第２調節弁３６からの流動物と合わせて電源１４を駆動させる。
【００３２】
図５は、各々がさまざまな種類の前駆体、またはさまざまな種類の前駆体の組み合わせを含む複合の前駆体源４０ａ、４０ｂ、および４０ｃを有する別のプラズマシステム１２０の実施形態を示す。複合の前駆体は、先に説明した任意の筺体および／または送達装置を使用して統合されてよい。入力制御部２６は、各前駆体源４０ａ、４０ｂ、および４０ｃをそれぞれ駆動させる複合のボタンまたはスイッチ４１ａ、４１ｂ、および４１ｃを含んでよい。別の実施形態では、入力制御部２６は、手動操作が望ましい場合、またはＲＦパワーの自動システム、イオン化媒体の流動、および化学的前駆体がフィードバックアルゴリズムに基づき、制御器３２により自動制御され得る場合でも、システム１２０の任意の位置に配置されてよい。
【００３３】
（実施例）
ＣＣｌ４を用いてアルゴンガスを混合し、プラズマ活性化装置の中で点火させた。図６の点線および実線グラフそれぞれで示されるように、装置の内側および外側のプラズマのスペクトルを得た。グラフは、イオン化媒体および化学前駆体から結果として生成されたプラズマのさまざまな化学種の発生を示す。さまざまな放出強度は、異なる化学種の相対濃度と一致し、プラズマは外部の空気に流動すると、いくつかの種の密度低下があるものの、他の種の密度は増加する。これは、窒素、酸素、二酸化炭素、および他の空気を構成するガスと混合するプラズマに起因する。この例示的なプラズマは、組織生地をうまく除去するように使用できた。
【００３４】
本開示の例示的な実施形態を添付の図を参照して本明細書において説明してきたが、開示は、まさにこの実施形態のみに限定されるものではないこと、当業者は、開示の範囲および精神から逸脱することなく、他のさまざまな変更および修正をもたらし得ることが理解されるべきである。特に、先に言及したように、これは、プラズマ種の関連のある集団を調整して、被処理対象の表面上または関連のあるプラズマの体積内に所望される特有の処理の要求を満足させることができるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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