DE102022122800A1

DE102022122800A1 - CAPACITOR CAPABILITY OF RELEASE REACTIVE OXYGEN SPECIES AND REACTIVE NITROGEN SPECIES AFTER SUPPLYING ENERGY

Info

Publication number: DE102022122800A1
Application number: DE102022122800.2A
Authority: DE
Inventors: Chung-Tai Chang; Chia-Hao Chang; Ting-Yi Chang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-09-08
Filing date: 2022-09-08
Publication date: 2024-03-14

Abstract

Ein Kondensator, der fähig ist, reaktive Sauerstoffspezies und reaktive Stickstoffspezies nach dem Versorgen mit Energie freizusetzen, nach Anspruch 1 besteht aus dielektrischem Material. Eine Vielzahl von Durchbohrungen ist auf dem Kondensator vorgesehen, wobei die Durchbohrungen als Luftspalten verwendet werden, um Plasmagas zuzuführen, und ein Ventilator bläst, um die Gasströmung zu erhöhen, und Spannung an die zwei entsprechenden Elektrodenkanten angelegt wird, sodass der Kondensator eine Heiztemperatur (unter 200 Grad Celsius) erzeugt. Dadurch, nachdem der Kondensator perforiert wurde, um eine Wabenform zu bilden, und mit Energie versorgt ist, wird die Luft, die den Kondensator umgibt und durch den Kondensator strömt, durch Erwärmen und Ladung-Entladung in Sauerstoffionen und Stickstoffionen ionisiert, erzeugt Plasma bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck und setzt die reaktiven Sauerstoffionen und reaktiven Stickstoffionen zur Heilung frei, die die Körperheilung unterstützen.A capacitor capable of releasing reactive oxygen species and reactive nitrogen species after energization according to claim 1 is made of dielectric material. A plurality of vias are provided on the capacitor, the vias are used as air gaps to supply plasma gas, and a fan blows to increase the gas flow, and voltage is applied to the two corresponding electrode edges so that the capacitor has a heating temperature (below 200 degrees Celsius). Thereby, after the capacitor is perforated to form a honeycomb shape and is energized, the air surrounding and flowing through the capacitor is ionized into oxygen ions and nitrogen ions by heating and charge-discharge, producing plasma at room temperature and atmospheric pressure and releases the healing reactive oxygen ions and reactive nitrogen ions that support the body's healing.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kondensator und genauer einen Kondensator, der perforiert ist, um eine Wabenform zu bilden, und mit Energie versorgt ist, wobei die Luft, die den Kondensator umgibt und durch den Kondensator strömt, durch Erwärmen und Ladung-Entladung in Sauerstoffspezies und Stickstoffspezies ionisiert wird, Plasma bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck erzeugt und die reaktiven Sauerstoffspezies und reaktiven Stickstoffspezies zur Heilung freisetzt, die die Körperheilung unterstützt.The present invention relates to a capacitor, and more particularly to a capacitor which is perforated to form a honeycomb shape and is energized, wherein the air surrounding and flowing through the capacitor is converted into oxygen species by heating and charge-discharge Nitrogen species is ionized, creating plasma at room temperature and atmospheric pressure and releasing the reactive oxygen species and reactive nitrogen species for healing that supports body healing.

Beschreibung der verwandten TechnikDescription of the related technique

In den letzten Jahren haben viele Studien gezeigt, dass zum Zeitpunkt der Entstehung eines Plasmas, die Reaktionen von Ultraviolettstrahlen, neutrale Teilchen, aktive Teilchen, Elektronen und Ionen generiert werden. Diese Hochenergieteilchen können Sauerstoff in der Atmosphäre in reaktive Sauerstoffspezies (ROS) umwandeln. ROS ist für Zellen und lebende Körper sehr wichtig, das heißt, sie sind ein Ionen-Nebenprodukt, das erzeugt wird, während der lebende Körper mit einem aeroben Metabolismusprozess fortfährt. Es wird vermutet, dass die Generierung von ROS direkt zu Schäden an Zellstrukturen führt, was als oxidativer Stress bezeichnet wird. Diese Reaktanten stören den Metabolismusprozess der biologischen Gewebe und blockieren Zellteilungen, wodurch die Behandlungswirkungen erzielt werden. Ferner haben Forschungen ergeben, dass Krebszellen leichter durch diese Wirkungen beeinflusst werden als gesunde Zellen.In recent years, many studies have shown that at the time a plasma is formed, the reactions of ultraviolet rays generate neutral particles, active particles, electrons and ions. These high-energy particles can convert oxygen in the atmosphere into reactive oxygen species (ROS). ROS is very important for cells and living bodies, that is, they are an ionic byproduct generated as the living body continues an aerobic metabolic process. The generation of ROS is thought to directly lead to damage to cellular structures, which is referred to as oxidative stress. These reactants disrupt the metabolic process of the biological tissues and block cell divisions, thereby achieving the treatment effects. Furthermore, research has shown that cancer cells are more easily affected by these effects than healthy cells.

Viele Studien sind mit Plasmaanwendungen in der Medizin verbunden, zum Beispiel Sterilisation und Krebstherapie. Im Jahr 2002 erforschte Richardsons Team Themen in Bezug auf Plasma, das bei Sterilisation, Wundheilung und Krebs- und Tumortherapie angewandt wurde, und die Ergebnisse zeigten, dass die heilende Wirkung des Plasmas stark mit der Bakterienspezies verbunden war. Im Jahr 2003 wendeten Laroussi et al. ein System, genannt Widerstandsbarrierenentladung (RBD), an, um Plasma bei Atmosphärendruck zu erzeugen und weitere Forschungen durchzuführen, und dann stellten sie fest, dass die Differenz der Sterilisationswirkung von Plasma von den unterschiedlichen Zugfestigkeiten abhängt, die von der Oberfläche der Zellenwand von unterschiedlichen Zellenspezies als Reaktion auf das elektrische Feld des Plasmas induziert werden. Die Oberfläche jeder Art von Bakterien umfasst wahrscheinlich jedoch wenige oder viele Protuberanzen, daher ist die Aussicht von Plasmaanwendungen zur Sterilisation optimistisch, falls der Operationszustand hinreichend angemessen ist, um die Wirkung einer Unterbrechung in der statischen Elektrizität des Bakterienplasmas zu erzielen. In Bezug auf seine Anwendung bei der Krebstherapie wiesen vor Kurzem einige Studien (z. B. Studien von der George Washington Universität und der Universität Nagoya) darauf hin, dass Plasma bei geringen Temperaturen Zielkrebszellen töten oder verhindern kann und weniger Wirkung auf die benachbarten normalen Zellen zeigt. Es wurde sogar festgestellt, dass Plasma eine Absorption von Medizinmolekülen durch die Zellen erhöhen kann. Dieses ideale Merkmal macht Plasma zu einem guten Adjuvanskandidaten für Behandlungen mit chemischen Verbindungen. Darüber hinaus machen Merkmale wie Transportfähigkeit, einstellbare Zusammensetzung, minimale Verletzung des menschlichen Körpers und der gasförmige Zustand für einfachen Zugang zu engen Durchbohrungen Plasma zu einem möglichen Hilfsmittel bei der Krebsbehandlung.Many studies are related to plasma applications in medicine, for example sterilization and cancer therapy. In 2002, Richardson's team researched topics related to plasma used in sterilization, wound healing, and cancer and tumor therapy, and the results showed that the healing effects of plasma were strongly linked to the bacterial species. In 2003, Laroussi et al. used a system called resistance barrier discharge (RBD) to generate plasma at atmospheric pressure and conducted further research, and then they found that the difference in the sterilization effect of plasma depends on the different tensile strengths produced by the surface of the cell wall of different cell species are induced in response to the electric field of the plasma. However, the surface of each type of bacteria is likely to include few or many protuberances, so the prospect of plasma applications for sterilization is optimistic if the operating condition is sufficiently adequate to achieve the effect of breaking the static electricity of the bacterial plasma. Regarding its application in cancer therapy, some recent studies (e.g. studies from George Washington University and Nagoya University) indicated that plasma at low temperatures can kill or prevent target cancer cells and have less effect on the neighboring normal cells shows. It has even been found that plasma can increase absorption of medicine molecules by cells. This ideal feature makes plasma a good adjuvant candidate for chemical compound treatments. In addition, features such as transportability, adjustable composition, minimal injury to the human body, and gaseous state for easy access to narrow penetrations make plasma a potential tool in cancer treatment.

Auf Grundlage der vorgenannten Forschungsergebnisse bietet Plasma eine Sterilisations- und Heilwirkung, und der Erfinder schlägt die vorliegende Erfindung nach umfangreichen Studien und praktischen Verbesserungen vor.Based on the above research results, plasma provides sterilization and healing effects, and the inventor proposes the present invention after extensive studies and practical improvements.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kondensator bereitzustellen, der fähig ist, reaktive Sauerstoffspezies und reaktive Stickstoffspezies freizusetzen, nachdem er mit Energie versorgt wurde.The primary object of the present invention is to provide a capacitor capable of releasing reactive oxygen species and reactive nitrogen species after being energized.

Das primäre Merkmal der Erfindung ist, dass, nachdem der Kondensator perforiert wurde, um eine Wabenform zu bilden, und mit Energie versorgt ist, die Luft, die den Kondensator umgibt und durch den Kondensator strömt, durch Erwärmen und Ladung-Entladung in Sauerstoffionen und Stickstoffionen ionisiert wird, Plasma bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck erzeugt und die reaktiven Sauerstoffionen und reaktiven Stickstoffionen zur Heilung freisetzt, die die Körperheilung unterstützen.The primary feature of the invention is that after the capacitor is perforated to form a honeycomb shape and is energized, the air surrounding and flowing through the capacitor is converted into oxygen ions and nitrogen ions by heating and charge-discharge is ionized, generating plasma at room temperature and atmospheric pressure and releasing the reactive oxygen ions and reactive nitrogen ions for healing that support the body's healing.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

1 is a perspective view of a single capacitor according to an embodiment of the invention.
2 is a cross-sectional view of a single capacitor according to an embodiment of the invention.
3 is a side view of the embodiment of the invention consisting of multiple capacitors connected in series or parallel.
4 is a diagram of the electrical characteristics - i(t), V(t) and t - of the reactor of an embodiment of the invention shown on the oscillometer during actual operation.
5 is a geometric structural view of symmetrical and asymmetrical electrodes according to embodiments of the invention.
6 is an illustrative view of an example of application of the invention to wound healing.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Wie in 1 und 2 gezeigt, besteht ein Kondensator 1 aus einem dielektrischen Material 10, das ein stark dielektrisches Material umfasst, wie zum Beispiel BaTio3, HfO₂, Blei-Zirkonat-Titanat (PbZrxTi1-xO3), PZT, Strontium-Bismut-Tantalat (SrBi2Ta2O9 oder SBT), AlN und ein daraus abgeleitetes Material oder ein anderes stark dielektrisches Material. Der Kondensator 1 ist mit einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen 11 konstruiert, wobei der Durchmesser jeder Bohrung 11 0,5-1,5 mm betragen kann, sodass die Bohrungen 11 als Luftspalt zum Zuführen von Plasmagas verwendet werden können, und ein Ventilator 2 (wie in 3 gezeigt) ist vorgesehen, um Luft zum Kondensator 1 zu blasen, um die Gasströmung zu erhöhen. Eine Spannung wird an die zwei entsprechenden Elektrodenkanten des Kondensators 1 angelegt (kann kommunale Elektrizität mit 110 V/60 Hz oder Wechselstromelektrizität mit höheren Spannungen und Frequenzen sein).As in 1 and 2 shown, a capacitor 1 consists of a dielectric material 10 comprising a highly dielectric material such as BaTio3, HfO ₂ , lead zirconate titanate (PbZrxTi1-xO3), PZT, strontium bismuth tantalate (SrBi2Ta2O9 or SBT) , AlN and a material derived therefrom or another highly dielectric material. The capacitor 1 is constructed with a plurality of through holes 11, the diameter of each hole 11 can be 0.5-1.5 mm, so that the holes 11 can be used as an air gap for supplying plasma gas, and a fan 2 (as in 3 shown) is intended to blow air to the condenser 1 to increase the gas flow. A voltage is applied to the two corresponding electrode edges of the capacitor 1 (may be municipal electricity at 110 V/60 Hz or AC electricity at higher voltages and frequencies).

Beim Anlegen einer Spannung an die zwei Elektrodenkanten des Kondensators 1 erhitzt und erwärmt sich das dielektrische Material 10 des Kondensators 1 und bleibt auf einer bestimmten Temperatur (z. B. 200°C oder so). Der Kondensator 1 reduziert effektiv die Ionisationsschwelle der Luftmoleküle aufgrund der Wärmewirkung des Aufheizens. Die winzigen Bohrungen 11 des Kondensators 1 erhöhen die Stärke des elektrischen Felds im Spalt durch den Prozess des Ladens und Wiederaufladens des Kondensators 1, sodass die vom Kondensator 1 erwärmte Luft in Sauerstoffionen und Stickstoffionen ionisiert wird, wodurch Plasma auf Atmosphärendruck mit Raumtemperatur aus reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und reaktiven Stickstoffspezies (RNS) freigesetzt wird, die für den menschlichen Körper nützlich sind, und der Ventilator bläst weiter, um kontinuierlich Gas zuzuführen, sodass das Plasma kontinuierlich erzeugt werden kann. Darüber hinaus umfasst der Kondensator 1 eine Vielzahl von winzigen Wabenbohrungen 11, die in Reihe mit dem Plasmastrom verbunden sind, wodurch minimaler Plasmastrom für eine hohe Plasmastärke akkumuliert wird, wodurch die Dichte des ausgegebenen Plasmas erhöht wird.When a voltage is applied to the two electrode edges of the capacitor 1, the dielectric material 10 of the capacitor 1 heats up and heats up and remains at a certain temperature (e.g. 200 ° C or so). The capacitor 1 effectively reduces the ionization threshold of the air molecules due to the thermal effect of heating. The tiny holes 11 of the capacitor 1 increase the strength of the electric field in the gap through the process of charging and recharging the capacitor 1, so that the air heated by the capacitor 1 is ionized into oxygen ions and nitrogen ions, producing plasma at room temperature atmospheric pressure from reactive oxygen species ( ROS) and reactive nitrogen species (RNS), which are useful for the human body, are released, and the fan continues blowing to continuously supply gas so that the plasma can be continuously generated. In addition, the capacitor 1 includes a plurality of tiny honeycomb holes 11 connected in series with the plasma flow, thereby accumulating minimal plasma current for high plasma strength, thereby increasing the density of the output plasma.

In Produktion, wie in 3 gezeigt, sind mehrere Kondensatoren 1 in Reihe oder parallel verbunden, um eine Vorrichtung zu bilden, um die Ausgabemenge von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und reaktiven Stickstoffspezies (RNS) zu erhöhen, die zu verwenden sind.In production, as in 3 As shown, a plurality of capacitors 1 are connected in series or parallel to form a device for increasing the output amount of reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS) to be used.

Der Prozess des Generierens von Plasma durch das System der vorliegenden Erfindung kann durch Beobachten der Änderungen der angelegten Spannung V(t), des Stroms i(t) und des Betrags an elektrischer Ladung Q(V) verstanden werden. (Die folgende Beschreibung nimmt auf die theoretischen Feststellungen von A. V. Pipa und R. Brandenburg, Atoms 7010014 und Atoms 2019, 7, 14, Bezug.) 4 zeigt die elektrischen Eigenschaften - i(t), V(t) und t - des Reaktors der Erfindung auf dem Oszillator während des tatsächlichen Betriebs. Wie ersichtlich ist, wenn die angelegte Sinusspannung V(t) allmählich vom Ausschaltpunkt am linken Ende erhöht wird, vergrößert sich die Wellenform des Stroms i(t) allmählich. Wenn V(t) jedoch zum Einschaltpunkt ansteigt, steigt i(t) rasch auf einen Spitzenwert an. Das bedeutet, dass die Entladung aktiviert ist und Plasma wird erzeugt. Wenn der Spannungswert jedoch weiter ansteigt, fällt i(t) vom Spitzenwert ab. Wenn V(t) ein Maximum Vmax erreicht, wird i(t) stattdessen minimal. Der Ausschaltpunkt in 4 gibt das Verschwinden der Entladungswirkung und das Erlöschen des Plasmas an. Wenn V(t) wiederum allmählich abnimmt und zur anderen Polarität wechselt, wiederholt die Wellenform des Stroms i(t) die vorherige Änderung, nur mit geänderter Polarität. Beim Erreichen des Einschaltpunkts steigt der Strom -i(t) zum Spitzenwert in der entgegengesetzten Richtung an, und das Plasma ist wieder aktiviert. Wenn die Spannung jedoch wieder zum Punkt -Vmax ansteigt, wird das Plasma wieder deaktiviert und nun wird i(t) wieder reduziert. Dies geschieht wiederholt und die obige Reaktion findet zyklisch statt. Dementsprechend wird der Reaktor wiederholt geladen und entladen und das Plasma wird zyklisch deaktiviert und aktiviert.The process of generating plasma by the system of the present invention can be understood by observing the changes in the applied voltage V(t), current i(t), and amount of electric charge Q(V). (The following description refers to the theoretical findings of AV Pipa and R. Brandenburg, Atoms 7010014 and Atoms 2019, 7, 14.) 4 shows the electrical characteristics - i(t), V(t) and t - of the reactor of the invention on the oscillator during actual operation. As can be seen, when the applied sinusoidal voltage V(t) is gradually increased from the turn-off point at the left end, the waveform of the current i(t) gradually increases. However, as V(t) increases toward the switch-on point, i(t) rises rapidly to a peak value. This means that the discharge is activated and plasma is generated. However, as the voltage value continues to increase, i(t) falls from the peak value. When V(t) reaches a maximum Vmax, i(t) becomes minimum instead. The switch-off point in 4 indicates the disappearance of the discharge effect and the extinction of the plasma. When V(t) again gradually decreases and changes to the other polarity, the waveform of current i(t) repeats the previous change, only with the polarity changed. When the switch-on point is reached, the current -i(t) increases to the peak value in the opposite direction and the plasma is activated again. However, when the voltage increases again to the point -Vmax, the plasma is deactivated again and now i(t) is reduced again. This happens repeatedly and the above reaction occurs cyclically. Accordingly, the reactor is repeatedly charged and discharged and the plasma is deactivated and activated cyclically.

Die obigen Elektroden können wie (a) oder (b) in 5 konfiguriert sein, die symmetrische bzw. asymmetrische geometrische Strukturen sind. Unterschiedliche Positionen der Elektroden verursachen eine unterschiedliche Verteilung des elektrischen Felds und beeinflussen daher die Erzeugung des Plasmas. Wenn ein ungleichmäßiges elektrisches Feld auf ein unebenes dielektrisches Material 10 angelegt wird, wird Streuinduktanz im dielektrischen Material 10 erzeugt, was zu einem instabilen und ungleichmäßig verteilten Plasma führt. Das in 5 gezeigte Beispiel der Elektrodenplatzierung beeinflusst die Menge an elektrischer Ladung, die vom dielektrischen Material 10 induziert wird.The above electrodes can be as (a) or (b) in 5 be configured, which are symmetrical or asymmetrical geometric structures. Different positions of the electrodes cause a different distribution of the electric field and therefore influence the generation of the plasma. When a non-uniform electric field is applied to an uneven dielectric material 10, leakage inductance is generated in the dielectric material 10, resulting in an unstable and non-uniformly distributed plasma. This in 5 Example of electrode placement shown affects the amount of electrical charge induced by the dielectric material 10.

Ein Beispiel der Anwendung der vorliegenden Erfindung ist Wundheilung, wie in 6 gezeigt.An example of the application of the present invention is wound healing, as in 6 shown.

Ein unter Krebs leidender Patient muss sich einer Operation zum Platzieren eines Stents in ein Blutgefäß unterziehen. Nach der Operation wird die vorliegende Erfindung zur Wundheilung verwendet. Wie in 6 gezeigt, ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung dabei helfen kann, dass die Wunde rasch heilt, sodass die Zellen hinreichend Energie und Nahrung zur Geweberegeneration erhalten können.A patient suffering from cancer must undergo surgery to place a stent in a blood vessel. After surgery, the present invention is used for wound healing. As in 6 As shown, it can be seen that the present invention can help the wound heal quickly so that the cells can receive sufficient energy and nutrition for tissue regeneration.

Aus der obigen Beschreibung kann geschlossen werden, dass, wenn der Kondensator mit Durchbohrungen in eine Wabenform durchbohrt ist und elektrifiziert wird, die Bohrungen als die Luftspalten verwendet werden können, um Plasmagas zuzuführen, und die Luft um den Kondensator strömt durch den Kondensator und wird erwärmt, um Plasma bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck während des Ladens und Entladens durch den Kondensator zu erzeugen, und folglich werden reaktive Sauerstoffspezies und reaktive Stickstoffspezies freigesetzt, um den Körper bei der Heilung zu unterstützen.From the above description, it can be concluded that when the capacitor is pierced with holes into a honeycomb shape and is electrified, the holes can be used as the air gaps to supply plasma gas, and the air around the capacitor flows through the capacitor and is heated , to generate plasma at room temperature and atmospheric pressure during charging and discharging through the capacitor, and consequently reactive oxygen species and reactive nitrogen species are released to help the body heal.

Claims

Capacitor (1) capable of releasing reactive oxygen species and reactive nitrogen species after being energized and consisting of a dielectric material (10), a voltage being applied to two corresponding electrode edges of the capacitor (1) and the capacitor ( 1) generates a heating temperature, wherein the capacitor (1) is pierced with a plurality of through holes (11) which are used as an air space for supplying air, the air which fills the capacitor (1) after heating and charging and recharging function of the capacitor (1), is ionized into oxygen ions and nitrogen ions, thereby generating a plasma at room temperature and atmospheric pressure and releasing the reactive oxygen species and reactive nitrogen species that are helpful for healing the human body.

Capacitor (1) capable of releasing reactive oxygen species and reactive nitrogen species after being supplied with energy Claim 1 , wherein the dielectric material (10) comprises a highly dielectric material (10) such as BaTio3 or HfO ₂ or PZT or SBT or AlN or a material derived therefrom or other highly dielectric materials.

Capacitor (1) capable of releasing reactive oxygen species and reactive nitrogen species after being supplied with energy Claim 1 , in preparation for which a device consists of several capacitors (1) in the form of a parallel connection.

Capacitor (1) capable of releasing reactive oxygen species and reactive nitrogen species after being supplied with energy Claim 1 , wherein a fan is provided to blow to the condenser (1) to increase the gas flow.

Capacitor (1) capable of releasing reactive oxygen species and reactive nitrogen species after being supplied with energy Claim 1 , with a diameter of the hole (11) being less than 1.5 mm.

Capacitor (1) capable of releasing reactive oxygen species and reactive nitrogen species after being supplied with energy Claim 1 , wherein a configuration of the electrode edges includes a symmetrical or non-symmetrical geometric structure.

Capacitor (1) capable of releasing reactive oxygen species and reactive nitrogen species after being supplied with energy Claim 1 , where the electrode edges can apply alternating voltages with a variety of amplitudes and frequencies.