Atmosphärendruckplasma in der Medizintechnik – Teil 2

Von Christine Härtel¹), Dorothee Maier¹), Astrid Wagner²) und Volker Bucher^1,2)

¹) Hochschule Furtwangen

²) NMI Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut in Reutlingen

Die Erzeugung des Plasmas bei den zahlreichen unterschiedliche Quellen kann durch induktiv gekoppelte Hochfrequenzentladung, Spannungsanregung über das gesamte Spektrum von gleich- bis hochfrequenter Wechselspannung oder durch Mikrowellenanregung erfolgen. Für den medizinischen Bereich sind die entsprechenden Plasmaelektroden meist in kleiner Ausführung von wenigen Millimetern bis zu einigen Zentimetern verfügbar. Zur Verwendung wird das Plasma in einem speziell ausgeführten Bereich mit unterschiedlichen Arten von Elektroden durch einen Gasstrom auf die eigentliche Wirkfläche gebracht. Zum Ausblasen eignen sich neben den Edelgasen auch Sauerstoff oder Stickstoff. Deutlich unterschiedlich sind die Plasmatemperaturen, die von Raumtemperatur bis zu 400 °C reichen. Dementsprechend müssen die Plasmen für verschiedene Einsatzfälle in der Medizintechnik ausgewählt werden.

Atmospheric Pressure Plasma in Medical Technology: Part 2

Plasmas can be formed from numerous different sources. These can range from inductively coupled high-frequency discharges with high-voltage excitation over an entire range from DC to high-frequency AC voltages or use of microwave excitation. In the medical field, plasma electrodes are usually small-scale in size, from a few millimetres to 1 or 2 cm. In their application, such plasmas with specially-designed electrodes are fed, via a gas stream onto the surface to be treated. Suitable purge gases may be noble gases, oxygen or nitrogen. Plasma temperatures can vary widely from ambient up to 400°C. It follows that careful consideration must be given to selection of optimum plasmas for their application in medical technology.

Fortsetzung aus WOMag 12/2014

3.4 Induktiv gekoppelte Hochfrequenzentladungen (ICP)

Plasmen können nicht nur kapazitiv mit Elektroden, sondern auch induktiv erzeugt werden. Es werden hierzu ein oder mehrere Drähte um eine Röhre oder andere Struktur gewickelt (Abb. 30). Durch den Stromfluss in dieser Spule entsteht ein zeitlich variables Magnetfeld, das wiederum ein elektrisches Feld induziert. Auf diese Weise werden die Elektronen beschleunigt und eine Entladung im durchströmenden Gas gezündet und aufrechterhalten. Werden ein großer Strom und eine hohe Anregungs­frequenz verwendet, so ändert sich das Magnetfeld schneller und die Induktion ist effektiver. Daher werden meist Frequenzen im RF-Bereich oder höher verwendet (in der Medizintechnik sind dies Frequenzen ab 1 kHz und höher).

Bei Plasmaquellen auf Basis dieses Prinzips werden in der Regel Gleichgewichtsplasmen oder Nichtgleichgewichtsplasmen mit sehr hohen Gastemperaturen erzeugt, sodass sie für eine Anwendung in der Medizin zumindest auf den ersten Blick weniger geeignet erscheinen und daher auch wenig erforscht wurden.

Traditionell werden induktiv gekoppelte Plasmen (ICP) für die Massenspektroskopie verwendet. Die hierbei genutzten hochdichten Plasmen haben Gastemperaturen von mehreren tausend Kelvin [33]. Darüber hinaus werden ICP zur Pulverbehandlung (Verdichtung, Sphärodisierung) [34], zur Behandlung giftiger Abfälle [4] oder auch zur Diamantensynthese verwendet [9].

Die Plasmaquellen für diese etablierten ­Anwendungen sind verhältnismäßig groß. Um in der Medizintechnik einsetzbare ICP zu schaffen, wäre eine Reduzierung der Größe auf wenige Millimeter denkbar, sodass durch den geringeren Energieeintrag und den verstärkten Temperaturaustausch mit der Umgebung niedrigere Plasmatemperaturen entstehen würden. Zudem könnte die Plasmaquelle so konstruiert werden, dass nur die Spitze des Plasmas verwendet wird, das aus dem Spulenende in die Umgebung hinausragt, also im Sinne einer Düse beziehungsweise eines Plasmajets. An der Spitze des Plasmastrahls kann die Plasmatemperatur nahe der Raumtemperatur liegen, auch wenn der Plasmakern um ein Vielfaches heißer ist. Dies könnte sich allerdings nachteilig auf die Effektivität auswirken, da ein Teil der reaktiven Komponenten und geladenen Teilchen auf dem Weg zum Objekt verloren gehen. Die entsprechenden Mechanismen müssen jedoch noch genau untersucht werden [9].

3.5 Plasmajets

Unter Plasmajets oder Plasmadüsen werden verschiedenartige Geräte mit einer Austrittsdüse verstanden, aus denen Plasma unterschiedlicher Temperaturen durch einen Gasstrom ausgetrieben wird. Verwendet werden hierbei sehr unterschied­liche Techniken mit unterschiedlichen Elektrodenanordnungen, Spannungen und Frequenzen. Die Anregungsarten reichen von gepulster Gleichspannung über Wechselspannung bis hin zu Spannungen im RF-Bereich. Viele der Geräte erzeugen einen Plasmastrahl mit geringem Durchmesser, sodass sich mit ihnen auch kleine Bereiche und Vertiefungen gezielt behandeln lassen.

Nachfolgend werden zunächst einige Plasmajets mit gepulster Gleichspannung beschrieben. Die Spannungen liegen hierbei meist im Kilovoltbereich, die Pulsweiten reichen vom Nano- bis in den Mikrosekundenbereich bei Wiederholungsfrequenzen im Kilohertzbereich. Es werden verschiedenste Gase – Luft, Argon, Helium, Stickstoff und Mischungen mit Sauerstoff – verwendet. Einige der Geräte basieren auch auf dem Prinzip der dielektrischen Barriere­entladung. So etwa das in Abbildung 31 gezeigte Gerät von Förster et al. [35], das hier stellvertretend für andere Geräte seiner Art beschrieben werden soll. Hierbei wird als geerdete Elektrode ein Messingstift verwendet, der radial mittig in einer dielektrischen Röhre aus Quarzglas platziert ist. Der Abstand zwischen geerdeter Elektrode und Dielektrikum beträgt 0,75 mm. Außen um die dielektrische Röhre herum befindet sich ein Messingring, der als Hochspannungselektrode dient. Es wurden Hochspannungspulse (15 kV, 600 ns Pulsweite, Wiederholung mit 25 kHz) und ein Volumenfluss des Gases (Argon) unter 4,2 l/min verwendet. Das Gas erreicht zwar Temperaturen bis 100 °C, kann an der Spitze jedoch mit der Hand ohne Gefahr berührt werden. Das Gerät wird beispielsweise zur Erhöhung der Oberflächenspannung von Holz benutzt [35].

Ein gleichspannungsbetriebenes Gerät, das vollständig anders aufgebaut ist, ist der von Laroussi und Mitarbeitern für biomedizinische Anwendungen entwickelte­ Plasma Pencil (Abb. 32 und 33). Er besitzt zwei Elektroden, die jeweils aus einem dünnen Kupferring bestehen, der auf der Oberfläche einer Aluminiumoxidscheibe mit Durchmesser 2,5 cm platziert ist. Diese beiden Elektrodenscheiben besitzen in der Mitte ein Loch mit Durchmesser 3 mm. Sie befinden sich mit 0,3 cm bis 1 cm Abstand voneinander in einer dielektrischen Röhre. An die Elektroden wird eine gepulste Hochspannung (bis zu 10 kV, Pulsweite 200 ns bis Gleichspannung, Pulsfrequenz bis zu 10 kHz) angelegt. Das durch die Röhre strömende Gas (in der Regel Helium oder Argon) wird durch eine Entladung im Spalt zwischen den beiden Elektroden in den Plasmazustand gebracht und durch das Loch der äußeren Elektrodenscheibe nach außen gestrahlt [36, 9].

Weitere interessante Plasmajets unter Verwendung von medizinischen Injektionsspritzen wurden von Lu und Mitarbeitern an der HuaZhong University of Science and Technology in China entwickelt. Sie wurden insbesondere für zahnmedizinisch relevante Untersuchungen eingesetzt. Die erste dieser Plasmaquellen besitzt eine einzige Elektrode in Form eines 2 mm dicken Kupferdrahts, der von einer 4 cm langen, an einem Ende geschlossenen Quarzröhre umgeben ist. Diese mit gepulster Hochspannung versorgte Elektrode befindet sich im Zylinder einer Injektionsspritze (Abb. 34). Der Spritzenzylinder wird mit Helium (ca. 0,03 l/s) durchströmt, wobei sich am Ende der Quarzröhre ein homogenes Plasma bildet, das durch die Spritzendüse in die Umgebung reicht. Da eine Entladung zwischen der einzelnen Elektrode und der Umgebung stattfindet, ist bei dieser Quelle, anders als bei vielen anderen Plasmajets, ein relativ hoher Entladungsstrom (360 mA) im Plasmastrahl messbar [9, 37].

Eine weitere von dieser Forschergruppe entwickelte Quelle (Abb. 35) besteht ebenfalls aus einer Spritze, bei der jedoch die Spritzennadel als Elektrode fungiert. Angelegt wird eine hohe gepulste Gleichspannung unter Zwischenschaltung eines Widerstands und einer Kapazität, welche die an der Nadel anliegende Spannung und den Entladungsstrom kontrollieren [39].

Ein mit gepulster Gleichspannung betriebenes, industriell etabliertes Gerät ist die Openair-Technologie von Plasmatreat (Abb. 36). Es kann für eine Vielzahl von Oberflächenbehandlungen wie etwa zum Reinigen, Aktivieren und Beschichten (Abschnitt 4.1 und 4.2) eingesetzt werden.

Das Gerät unterscheidet sich insofern von den anderen beschriebenen Plasmajets als hierin eine Lichtbogenentladung stattfindet. Es wird mittels Hochspannungsentladung (5 kV–15 kV, 10 kHz–100 kHz) ein gepulster Lichtbogen erzeugt. Das Prozessgas strömt mit hoher Geschwindigkeit an dieser Entladungsstrecke vorbei, wird so in den Plasmazustand überführt und gelangt anschließend durch einen Düsenkopf auf die Oberfläche des zu behandelnden Materials. Der Düsenkopf ist elektrisch geerdet, sodass das austretende Plasma weitgehend potentialfrei ist. Die Plasmaquelle kann mit Luft oder auch mit einem anderen Prozessgas betrieben werden, wobei der Volumenstrom zwischen 10 l/min und 40 l/min beträgt.

Das Plasma lässt sich in zwei Bereiche unterteilen. An der Elektrode ist es sehr energiereich und weist hohe Temperaturen auf. Das aus der Düse austretende, relaxierende Plasma hat bereits mit der Umgebungsatmosphäre reagiert; es handelt sich um ein energieärmeres nichtthermisches Plasma. Je nach eingekoppelter Leistung und Bauform der Quelle beträgt die Temperatur des austretenden Plasmas zwischen 300 °C und 1500 °C, sodass es für eine Anwendung am Menschen nicht geeignet ist. Die Form und Größe des Plasmastrahls wird durch den gewählten Düsenkopf bestimmt. Neben Einzeldüsen stehen hierbei auch Rotationssysteme zur Verfügung (Abb. 36, rechts). Sie beinhalten zum Teil mehrere Plasmaerzeuger, die mit hoher Drehzahl rotieren [40–42] (Daten bestätigt durch Christian Buske, Plasmatreat).

Es wurden in den letzten Jahren auch einige­ mit Wechselstrom betriebene Plasmajets entwickelt; so etwa die 2006 an der Bergischen Universität Wuppertal untersuchte Quelle, bei der zwei röhrenförmige Elektroden auf einer langen dielektrischen Röhre montiert wurden. Bei Anlegen einer sinusförmigen Spannung (einige kV, 5 kHz–50 kHz) und einem Heliumstrom mit 16,5 m/s in der Röhre wurde am Röhren­ende Plasma ausgestrahlt [43].

In einem sehr großen Teil der Plasmajets erfolgt die Anregung jedoch durch Spannungen mit RF-Frequenzen im Megahertz­bereich.

Das erste derartige Gerät wurde bereits 1992 von Koinuma et al. entwickelt (Abb. 37). Die hochfrequente Spannung (13,56 MHz) wird hierbei an eine 1 mm dicke Nadelelektrode angelegt. Diese befindet sich in einem Metallzylinder, der als geerdete Elektrode fungiert. Zwischen den beiden befindet sich eine Quarzröhre als Dielektrikum, sodass die Anordnung auch Merkmale einer dielektrischen Barriereentladung trägt. Die Konfiguration wurde von Helium mit einem typischen Gasmengenstrom von 70 sccm durchströmt, sodass ein 2 mm dicker Plasmastrahl entstand [44]. Später wurden die Materialien und das Gas variiert, sodass unterschiedliche Plasmamerkmale und Plasmatemperaturen zwischen Raumtemperatur und 450 °C erreicht wurden [9].

Ein weiterer sehr bekannter RF-Plasmajet ist der ebenfalls in den 1990er Jahren von Forschern der University of California, Los Angeles, vorgestellte Atmospheric Pressure Plasma Jet (APPJ). Die Anordnung besteht aus zwei konzentrischen Elektroden, durch die das Gas mit 12 m/s strömt (Abb. 38). Die Entladung wird durch das Anlegen einer Hochfrequenzspannung an die innere Elektrode (100 V–250 V mit 13,56 MHz) gezündet; die äußere Elektrode ist geerdet. Das ionisierte Gas wird durch die Gasströmung aus der Düse ausgetrieben. Die Temperatur des Plasmastrahls liegt je nach Leistungseintrag zwischen 100 °C und 275 °C. Die Anordnung wurde für eine Vielzahl von Anwendungen getestet [9, 45].

Eine Vielzahl von biomedizinischen Experimenten wurde mit der von Stoffels und ihren Mitarbeitern an der Universität Eindhoven in den Niederlanden entwickelten Plasmaquelle durchgeführt [9]. Die als Plasma Needle bezeichnete Ausführung ähnelt obiger Anordnung von Koinuma et al. In der ersten Version des Geräts diente eine 5 cm lange und 1 mm dicke Stahlnadel als treibende Elektrode. Sie befand sich in einem geerdeten Metallzylinder mit Durchmesser 1 cm. Das angelegte RF-Signal hatte eine Frequenz von 13,56 MHz. Als Arbeitsgas wurde vor allem Helium mit einem Volumenstrom von einigen hundert ml/min verwendet [46]. Die Konfiguration wurde später abgewandelt, wobei die Metallnadel dünner, länger und mit Ausnahme der Spitze mit Glas ummantelt war. Sie befand sich in einer heliumdurchströmten Plexiglasröhre und ragte ein wenig über die Röhre hinaus (Abb. 39). Der etwa 1 mm dicke Plasmastrahl erreichte hierbei maximale Temperaturen von 35 °C bis 37 °C [47].

Auch am INP Greifswald sowie in dessen Ausgründungen neoplas GmbH und neoplas tools GmbH sind im Rahmen von langjährigen Entwicklungstätigkeiten mehrere­ Plasmajets entstanden. Hierbei wurden in vielen Fällen eine gasdurchströmte Dielek­trikumkapillare und RF-Spannungen im Megahertzbereich verwendet [48, 49]. In einer Version des Geräts wurden um die dielektrische Röhre zwei Ringelektroden gelegt, von denen die eine spannungsgespeist und die andere geerdet war [48]. Bei anderen Konfigurationen befand sich eine Stab- beziehungsweise Nadelelektrode in der gasdurchströmten Dielektrikumkapillare. Es wurden zwei grundlegende Versionen dieser Stabelektrodenform entwickelt (Abb. 40).

In einer Ausführung des Geräts dient das Substrat als virtuelle geerdete Elektrode, sodass das Plasma sich von der Nadelspitze­ in die Umgebung ausbreitet. Bei anderen Versionen befindet sich zusätzlich eine geerdete Ringelektrode am Düsenausgang. Hierdurch ist die Länge des Plasmas außerhalb der Düse geringer, sodass Beimischungen der Umgebungsluft eine geringere Rolle spielen [49].

Dieser Aufbau wurde zunächst für Versuche zur Dünnschichtabscheidung und Oberflächenbehandlung verwendet [48] und später durch Temperaturabsenkung auch für die medizinische Anwendung zugänglich gemacht [50]. In einer entsprechend angepassten Ausführung hat das Gerät unter dem Namen kINPen Med bereits 2013 die Zulassung als Medizinprodukt erhalten [51].

Der kINPen09, auf dem auch das Medizinprodukt kINPen Med basiert, besteht aus einem Betriebsgerät und einem damit über eine kombinierte Versorgungsleistung verbundenen Handgerät, in dem das Plasma generiert wird. Hierbei befindet sich in einer Quarzkapillare mit Innendurchmesser 1,6 mm eine 1 mm dicke Nadelelektrode (Abb. 41). An diese wird eine hochfrequente Spannung (1,1 MHz, 2 kV–6 kV Spitze-Tal) angelegt. Das entstehende Plasma wird durch die Düse ausgeblasen. Der Gasstrom beträgt 3 slm bis 10 slm. Meist wird Argon verwendet, aber auch die Nutzung von anderen Edelgasen sowie geringe Beimischungen molekularer Gase sind möglich. Neben dem kontinuierlichen Betrieb gibt es auch die Option eines intermittierenden Betriebs, bei dem die hochfrequente Spannung (plasma on) durch Pausen (plasma off) unterbrochen wird. So lassen sich Energieeintrag und Plasmatemperatur variieren und Temperaturen unter 40 °C erreichen, wodurch der direkte Einsatz am Patienten möglich ist [19].

Ein weiterer kommerziell verfügbarer Plasmajet, der zur Aktivierung und Beschichtung von Oberflächen eingesetzt werden kann, ist die PlasmaStream-Technik (Abb. 42 und 43). Das Gerät enthält zwei parallele Nadelelektroden, die von einem dielektrischen Gehäuse umgeben sind. Es wird eine RF-Spannung von 10 kHz bis 25 kHz angelegt. Zwischen den Elektroden befindet sich ein pneumatischer Zerstäuber, über den ein Precursor als Aerosol eingebracht werden kann. Es wird in der Regel Helium als Prozessgas verwendet. Das entstehende Plasma fließt durch die Röhre und tritt durch die runde Öffnung aus [32].

Hinsichtlich der Plasmamerkmale ist bei Plasmajets zu beachten, dass je nach Aufbau des Geräts kein gleichmäßiges Plasma sondern sogenannte Plasma Bullets emittiert werden. So stellte zum Beispiel die Forschergruppe an der Bergischen Universität Wuppertal mittels ICCD-Kamera fest, dass das von ihrer Anordnung erzeugte Plasma nicht homogen ist, sondern aus 15 km/s schnellen Plasmakugeln bestand [43].

Die Entstehung von Plasma Bullets scheint vor allem dann aufzutreten, wenn das elektrische Feld in Richtung des Gasstroms liegt und sich ein Dielektrikum zwischen den Elektroden befindet. Die Konsequenz ist, dass geladene Teilchen an die zu behandelnde Oberfläche gelangen. Andere Plasmajets, insbesondere Konfigurationen, bei denen der Gasfluss senkrecht zum elektrischen Feld verläuft, zeigen hingegen ein anderes Verhalten, sodass die Menge der auftreffenden geladenen Teilchen vernachlässigbar ist [19].

Bei vielen der beschriebenen Konfigurationen ist es möglich, mehrere Plasmajets zu zwei- oder dreidimensionalen Anordnungen zu kombinieren und so größere Bereiche oder komplexere Formen zu behandeln (Abb. 44 und 45). Eine Anpassung an spezifische Anwendungen ist auch mit anderen Konstruktionen denkbar, wie etwa mit dem am INP Greifswald entwickelten T-Adapter für Katheter (Abb. 46). Durch eine Wabenanordnung (Abb. 47) lässt sich auch die ­Intensität der Plasmabehandlung steigern [53].

3.6 Mikrowellenanregung

Eine weitere Möglichkeit, dem Arbeitsgas Energie zuzuführen, besteht darin, Mikrowellen entlang des Systems zu führen, um die entsprechenden Stoßprozesse in Gang zu setzen. Für die Ausführung gibt es sehr viele verschiedene Möglichkeiten, von denen einige in Abbildung 48 gezeigt sind.

Die Mikrowellen haben typische Frequenzen um 2,45 GHz. Sie werden von einem Magnetron erzeugt und über Hohlleiter und/oder Koaxialkabel zu einer Prozesskammer geleitet. Dort befindet sich ein spezieller Entladungskopf oder eine Resonatorstruktur.

Resonatorstrukturen nutzen das Phänomen der Resonanz zur Amplitudenverstärkung der Welle. Die eintretende Welle mit der Resonanzfrequenz wird hin und her reflektiert, sodass eine stehende Welle entsteht, deren Energie durch die nachfolgend eintretenden Wellen immer weiter verstärkt wird und schließlich die Entladung zündet [4]. Ein Beispiel für eine industriell genutzte Resonatorstruktur ist die Cyrannus-Plasmaquelle (Abb. 49). Sie verwendet einen zylindrischen Resonator mit ringförmigen Schlitzen [4].

Darüber hinaus gibt es andere Plasmabrenner mit Mikrowellenanregung, die ein außerhalb des Geräts frei fließendes Plasma erzeugen [4]. Es sind verschiedene Möglichkeiten für die Konstruktion verfügbar, beispielsweise mit einem konventionellen Hohlleiter-Koaxial-Übergang (Abb. 50) oder mit einem Übergang zwischen Hohlleiter und Quarzröhre (Abb. 51). Außerdem wurde eine miniaturisierte Mikrowellen-Plasmaquelle entwickelt, die allerdings für die Verwendung in der Atomemissionsspektroskopie konzipiert ist [4, 9].

Je nach Leistungseintrag können sehr unterschiedliche Plasmatemperaturen von Raumtemperatur bis hin zu mehreren Tausend Kelvin erreicht werden. Die zu behandelnden Materialien können sich direkt im Plasma befinden oder auch indirekt mit Plasmakomponenten behandelt werden. Mikrowellenplasmen lassen sich auch gut mit Umgebungsluft zünden. Der Gasstrom ist meist moderat [13].

Eine für biomedizinische Versuche in vitro verwendete Plasmaquelle wurde beispielsweise an der Polytechnic University in New York entwickelt. Hierbei werden die Mikrowellen über einen Hohlleiter zu einer Entladungsvorrichtung aus Zündkerzen geleitet. Zur Zündung wurde eine zusätzliche elektrische Spannung verwendet, da das MW-Feld (2,45 GHz, 700 W) allein nicht ausreichte [54, 13].

Biomedizinische Experimente wurden auch in Japan mit einer konventionellen Mikrowellenplasmaquelle von Adtec Plasma Technology Co. durchgeführt (Abb. 52). Zur Leitung der Mikrowellen (2,45 GHz) diente hier ein Koaxialkabel. Die Plasmaerzeugung erfolgte in einer Quarzröhre. Es wurde Argon mit einem Strom von 1 slm, 3 slm und 5 slm verwendet [55].

Eine interessante in Luft betriebene Mikro­wellenplasmaquelle (Abb. 53) wurde am INP Greifswald entwickelt. Sie eignet sich beispielsweise für die Dekontamination von PET-Flaschen und anderen Hohlkörpern, die als Verpackungen für pharmazeutische Produkte dienen. Hierbei werden mikrowellenangeregte Laufentladungen verwendet. Die Prozesskammer ist ein Wellenleiter. Die vom Magnetron erzeugte Mikrowellenstrahlung (2,45 GHz) wird über eine Koppelantenne eingekoppelt. Die Zündvorrichtung befindet sich an einer Art Stab, der mithilfe eines Motors in die Flasche und nach der Zündung aus der Flasche gefahren wird. Das gezündete Plasma expandiert und bewegt sich nach oben zum Flaschenhals [49, 56].

Ein weiteres medizinisch relevantes Gerät ist das MicroPlaSter, das ebenfalls auf der Verwendung von Mikrowellen basiert. Es unterscheidet sich deutlich von den oben beschriebenen Geräten. Das Gerät besitzt in der Prozesskammer eine spezielle Elektrodenanordnung, an der sich durch Einspeisung von Mikrowellen das Plasma bildet. Es handelt sich um sechs stabförmige Stahlelektroden mit geriffelter Oberfläche, die sich in einem 135 mm langen Aluminiumzylinder befinden (Abb. 54). Der Durchmesser der Elektroden und der Abstand von der Zylinderoberfläche betragen 4 mm. Die Elektrodenspitzen befinden sich 20 mm von der Ausgabeöffnung, welche mit 35 mm einen recht großen Durchmesser hat. Der Zylinder wird von Argon mit 2,2 slm durchströmt. An die Elektroden gelangt Mikrowellenenergie mit 2,45 GHz über einen 2-Stift-Tuner und Koaxialleitungen. Das Plasma entsteht zwischen den sechs Elektrodenspitzen und der inneren Zylinderoberfläche. Der Zylinder wird durch Luft gekühlt, sodass seine Maximaltemperatur 320 K beträgt [57]. Das Plasma am Gerät erreicht eine Temperatur von 500 K, jedoch ist es nach dem Austritt bereits in einem Abstand von 17 mm auf 301 K abgekühlt, sodass es sich für Anwendungen in vivo eignet [57].

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-wird fortgesetzt-

DOI: 10.7395/2015/HaertelMaier2