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Plasma em superfícies biológicas

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  • 1. DISPOSITIVO PORTÁTIL DE PLASMA PARA SUPERFÍCIES BIOLÓGICAS Extraído: Kangil Kim, Geunyoung Kim, Yong Cheol Hong, Sang Sik Yang Microelectronic Engineering,2010 (no prelo) Adaptação: Clodomiro Alves Junior Departamento de Engenharia Mecânica - UFRN Nos últimos anos tem-se observado uma forte tendência do uso do plasma em aplicações biomédicas. Dentre as aplicações mais recentes se encontram aquelas direcionadas para coagulação do sangue, apoptose de células cancerígenas e o tratamento de cárie dentária. Para isso é importante que o plasma aqueça a superfície a ser tratada em temperaturas que não cause danos no tecido biológico. Uma solução para essa necessidade pode ser encontrada através de um dispositivo denominado de jato de micro-plasma. Esse dispositivo é construído conforme ilustrado na figura 1. Figura 1. Desenho esquemático de um jato de micro-plasma usado para aplicações biomédicas. Na parte inferior é mostrado detalhe da microestrutura da alumina. Ele consiste basicamente de quatro componentes: um anodo de níquel, isolante de alumina porosa, cátodo de aço inoxidável e uma capa de alumínio. O anodo possui 8 furos com diâmetro de 200 m e profundidade de 60 m. A alumina porosa foi obtida através da sinterização de uma mistura de pó de alumina com carbono (para controlar a porosidade) e etanol, na temperatura de 1300 oC e atmosfera de N2, durante 3h, resultando num disco de alumina com porosidade de 30% em vol., cujos poros tinham um diâmetro médio de 100 m. O cátodo de aço inoxidável possui um diâmetro 1,5 mm e está revestido por um tubo de quartzo para evitar fugas de corrente durante a descarga. Esses três componentes são introduzidos numa capa de alumínio como ilustrado na figura 2.
  • 2. (a) (b) Figura 2 – (a) Aspecto visual do jato de micro-plasma após introdução dos componentes na capa de alumínio e (b) parte frontal sob condições de descarga Uma diferença de potencial de corrente alternada, com freqüência de 20 kHz, é aplicada entre cátodo e ânodo. Uma descarga surge a partir de uma voltagem de 5 kVp-p, devido um fluxo de nitrogênio de 4 l/min introduzida no cátodo (tubo de aço inoxidável), na pressão atmosférica. Uma descarga nessas condições pode ser aplicada diretamente sobre a pele humana sem causar danos, como mostrado na figura 3. Figura 3 – Aplicação de uma descarga do jato de micro-plasma sobre a superfície de um dedo humano

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