皮膚狀況的照射輻射治療的製作方法
2023-05-20 19:19:46
專利名稱：皮膚狀況的照射輻射治療的製作方法
技術領域：
本發明涉及皮膚狀況，例如尋常痤瘡的美容治療。
尋常痤瘡是影響在11至30歲之間80％的人的皮脂腺狀況。但是它不僅局限在該年齡組，而是可影響從新生兒到中老年所有年齡的人。被認為是出現該狀況的主要的因素包括皮脂分泌增加、毛囊角質化異常、存在丙酸菌屬和隨後的炎症。
取決於發炎痤瘡損傷的尺寸、內容物和深度，我們將痤瘡定義為丘疹(直徑小於0.5cm)、小結(凸起固體損傷大於0.5cm)、膿瘡(包含膿性物質的丘疹)或囊腫(包含流體或半固體物質的小結)。
毛囊是皮膚中的微小通道，它允許毛髮生長並從包含在毛囊中的皮脂腺中分泌皮脂。由於雄性激素水平增高或皮脂腺過度反應而產生雄性激素，皮脂腺增大，導致皮脂分泌增多，它伴隨上皮細胞角質化，因而毛囊被堵塞。開始時這些堵塞是微小的，之後發展出現白頭或黑頭粉刺。充血的毛囊是細菌生長的理想介質。當皮脂水平增高時，與皮膚共生的丙酸菌屬攝取皮膚下的堵塞皮脂並產生化學物質，該化學物質引起免疫系統開始出現與痤瘡相關的炎症變化和紅斑點。
發炎是人體對病原體侵入的反應，而與痤瘡損害相關的紅色是血流增加的結果，從而白細胞吞噬細菌細胞並且損傷組織和產生膿。其它液體也流到該區域並聚集在發炎組織處。
目前用於對付尋常痤瘡的方法包括藥物治療(全身性抗生素、可的松注射、黛安特(Dianette)(僅女性使用的避孕丸劑、Roaccutane、類維生素A(Retinoids))、PUVA(補骨脂素和超紫光，A型)、UVB光線療法、Dermalux(聯合使用紅光和蘭光的組合治療痤瘡的系統)、去屑劑、雷射表面重整、換膚術和微晶換膚術(Microdermabrasion)。
例如在GB2356570、WO00/32272和US5549660中公開了採用輻射治療痤瘡的已有設備。本發明提供用於美容治療皮膚狀況(特別是痤瘡)的改進設備和方法。
按照本發明，提供一種美容治療皮膚狀況(特別是痤瘡)的方法，該方法包括直接照射輻射，包括按照預定傳遞方式以預定波長對著皮膚的靶區照射輻射，以便在該靶區引起多種相互作用，包括a)至少部分抑制或根除引起皮膚狀況的病因的反應；以及b)組織進行非燒蝕加熱刺激其發生炎症反應，其程度足以引起膠原生成。
由照射輻射產生的雙重相互作用系統提供十分有效的美容效果在於相互作用用於清理皮膚狀況並刺激膠原生成，以改善皮膚外觀(使由該狀況引起的疤痕外觀為最小)。本發明的技術的特徵是不需局部塗敷其它任何試劑或進行任何創傷性或燒蝕治療即可達到效果。
優選地上面定義的相互作用a)和b)基本上同時出現。
輻射通常為低強度的(避免燒蝕皮膚表面或其下部)，並且通常主波長在黃光波長(585nm)或其左右，原因後面將詳述。光的吸收是通過皮膚的脈管，在表皮沒有不利影響。
最好是，導致至少部分根除或抑制皮膚狀況的病因的反應為光化學反應。
有益地，熱相互作用是通常由預選的發色團對預定波長的光的選擇吸收引起的光熱效應。
對於尋常痤瘡，瞄準對抗丙酸菌屬的發色團是結締組織中的卟啉。當從一定波長的光(黃光的波長大約585nm)激勵時，這種組織約束光敏劑，產生導致產生單純氧從而摧毀細菌的光化學反應。
丙酸菌屬是厭氧的(厭氧性)並依賴於皮膚組織中的稱之為卟啉的化學物質。在無光狀態下卟啉通常是無害的。但它是光敏的，當暴露於所需波長的光中時，發生光化學反應。這導致出現從卟啉的基礎狀態到反應性三聯體狀態的轉換。在此水平上，與氧分子的反應產生單純氧。通過合適的光源介質來激活卟啉以產生單純氧，就可以以美容、無痛、無創傷和有效的方式清除導致尋常痤瘡的細菌。
卟啉分子包含在血紅蛋白的血紅素中，這樣任何發炎或傳染性病灶包含天然卟啉的聚集。例如採用黃光(585nm)激活這種卟啉釋放摧毀相鄰毒素，如痤瘡中的細菌的物質。
類似地，皮膚的任何急性發炎狀況如酒齄鼻是有幫助的，儘管可能不知道確切的毒素。
其次，瞄準皮膚脈管系統叢中的發色團血紅蛋白以產生熱損傷刺激生成纖維原細胞，該纖維原細胞形成膠原。受刺激生成的膠原是皮膚的天然填充材料，它將美容化地改善皮膚的質地和外觀。暴露在光(相關選定的波長)中導致靶發光團產生選擇的、非燒蝕光熱效應，即得到氧基血紅素。在皮膚脈管系統叢中的輻射(光)的相互作用引起炎症/生長響應。這導致炎症介質通過血管壁從內皮細胞中釋放出來，並進入皮膚空隙中，在此它們刺激纖維原細胞的活性。纖維原細胞是靜息的，除非它們受到炎症介質的刺激。這樣由纖維原細胞發生反應，開始進行組織修復工作，進而產生增強的新膠原，這種新膠原是皮膚的天然填充材料並將改進皮膚的質地和外觀。
傳輸能量的能量密度應精確控制和監視，使之不超過預定閾值。
為了刺激纖維原細胞的活性，入射光必須在微脈管系統中被吸收，以釋放需要的介質，該介質引發纖維原細胞的活性，並由此生成膠原。
例如，超過600nm的特定波長(例如660nm的紅光)用來刺激膠原不是最佳的，因為紅光在血紅蛋白/氧基血紅素中不被優先地吸收。替代的選擇是使用兩個波長，一個波長在卟啉中具有高度吸收，其吸收峰在黃光區域以外，並且至少一個波長在黃光範圍(570-590nm)。
在皮膚狀況為尋常痤瘡處，因此最好照射輻射的波長包括基本上在570-590nm範圍內的主波長或窄波長頻帶。
有利地傳輸的輻射是脈衝，該脈衝周期最好是小於靶結構的熱弛緩時間。這限制和控制對靶結構的熱損傷，並根據要求控制得到正確的熱響應和化學響應。
光化學相互作用典型地取決於入射光子的數量，因此光子可以脈衝或連續波的模式傳輸。但是，用於刺激膠原，優選採用脈衝操作，以確保傳輸所需攝入的能量，從而產生觸發釋放炎症介質。
光(輻射)源可包括雷射源(如雷射二極體)或發光二極體(LED)，如果需要採用適當的濾光器促進要求選定的波長(或窄波長頻帶)的傳播。
而且使用脈衝操作，可以驅動發光器件(特別是LED)更難產生更多的光輸出。典型的LED可在驅動電流為50mA的情況下以連續模式工作，同時在脈衝操作中，在短時間內，同樣的二極體可以在200mA左右的電流以脈衝模式工作。這種脈衝操作可以是在1μs至100ms(優選為1μs至5ms)。對於給定輸出功率要求這可以使用較少的二極體或者以相同數量的二極體治療更大的面積。
光源的照射靶必須是吸收特定的波長而不考慮其它波長的物質(發色團)。根據本發明，對尋常痤瘡而言，發色團可以是皮膚組織中的卟啉和皮膚脈管系統中的氧基血紅素。
本發明的優選波長(或多個波長)取決於被治療的皮膚狀況，但典型地包括在400nm至1500nm範圍內的波長，優選範圍為500-650nm。
根據本發明的方法是無創傷和非燒蝕式的，並且可以由非醫護人員容易地進行。傳輸到皮膚表面的輻射的能量密度是足以進行所要求的加熱組織來刺激炎症反應，該炎症反應的程度足以達到膠原的生成而不會產生皮膚的不希望的作用，例如燒蝕和/或其它損害。因此在脈衝的或連續波下能量密度優選地為大致在0.5-5J/cm2範圍內(更優選的基本上在1.5-3.5J/cm2範圍內)。對於脈衝操作而言，其範圍為10μs至100ms，優選範圍是50μs至10ms。
根據本發明的又一方面，本發明提供用於美容治療皮膚狀況(特別是尋常痤瘡)的設備，該設備包括用於將照射輻射傳輸到靶皮膚區或結構處的照射輻射傳輸裝置。
該設備優選地安排成輸出大致在400nm-1500nm範圍內或左右的離散波長(或窄主波長頻帶)的輻射，取決於被治療的皮膚狀況。對於治療尋常痤瘡，優選的範圍是500nm-650nm，最優選的是570nm-595nm。
該設備優選地以在皮膚表面大致在0.5J/cm2-5J/cm2範圍內(更優選地大致在1.5J/cm2-3.5J/cm2範圍內)的能量密度傳輸輻射。該設備優選地構造成禁止輸出基本上高於這個範圍的能量。希望構造該設備允許在該範圍內可變的選擇能量密度。
照射的輻射可以是脈衝波或連續波。脈衝能量可能是優選的，以便避免靶組織結構的過熱(如前所述)並產生合適的炎症反應以生成膠原。脈衝持續期間優選地大致在10μs至100ms範圍內(更優選的大致在50μs至10ms範圍內)。
根據本發明的另一方面，本發明提供一種製造治療皮膚狀況(特別是尋常痤瘡)的試劑(agent)的方法，該試劑包括在靶區產生下述相互作用有效的照射輻射a)導致至少部分抑制皮膚狀況的病因的反應；以及b)非燒蝕加熱組織，刺激炎症反應，其炎症反應程度足以引起膠原生成。
本發明主要描述成涉及尋常痤瘡的美容治療，但應當理解，本發明描述的雙重作用特性潛在的相對於其它皮膚狀況，例如包括諸如酒齄鼻的急性炎症狀況，取決於合適的發色團/毒素的選擇。
下面僅通過舉例和參考附圖以特定的實施例進一步描述本發明，其中
圖1是本發明的設備的一個實施例的示意圖。
圖1所示的設備包括一個雷射輻射傳輸系統1。雷射輻射傳輸1包括一個閃光燈激勵的泵送染料雷射器，該雷射器包括一個雷射頭2、染料貯存室4和泵6。
該系統由微處理器控制器12控制，該控制器對脈衝形成網絡14進行電壓控制。脈衝形成網絡14包括一個電容和電感網絡。由脈衝形成網絡14激發的放電脈衝產生從雷射頭2輸出的脈衝束雷射。鏈路16提供電壓控制和在微處理器控制器12與脈衝形成網絡14之間的反饋。系統1中還包括用於控制流向雷射頭2中的雷射腔的染料的流量計和冷卻系統10，該冷卻系統冷卻雷射頭2和染料貯存室4。通過鏈路18在冷卻系統10和控制器12之間提供溫度監視反饋。
可選擇輻射參數以確保每個脈衝傳輸的總輻射能量密度基本上在0.5J/cm2至5J/cm2的範圍內。特別重要的是，選擇的上限閾值(5J/cm2)不得明顯超過，因為傳輸每個脈衝的較高輻射能量密度可導致在皮膚上的不期望的效果(如燒蝕和/或其它損傷)。因此設置該設備確保每個脈衝傳輸的能量的上限閾值允許值為等於或小於5J/cm2。
對於圖1的染料雷射輻射傳輸系統1，與點位置相關的雷射輸出能量確定傳輸的能量密度。傳輸給皮膚的輻射的能量密度通過調節閃光燈輸出能量控制(它又控制雷射輸出能量)。通過控制染料流通率、染料溫度和閃光燈輸出能量實現精確控制。染料流通率是很重要的，因為相同體積的染料重複脈衝不進行流通將減少雷射頭2的能量輸出。升高或降低染料溫度影響雷射頭2的能量輸出。通過變化對脈衝形成網絡14中的電容器的充電電壓控制閃光燈的輸出能量；因此通過鏈路16的電容器電壓的反饋是重要的。
所需能量密度根據每個人的情況在特定的範圍內變化，取決於皮膚顏色。
實施本發明的設備的替代實施例使用LED或半導體雷射器件產生輸出輻射。
高強度LED器件可提供能夠產生前面所描述的卟啉光化學反應的波長(大致為黃光波長585nm)。使用LED器件的輻射傳輸系統可包括濾光器，安排該濾光器使從LED傳送到達皮膚的靶區的輻射頻帶變窄。在使用雷射器的情況下，輸出可以是單色的。替代地，或者在使用LED的情況下，傳輸的輻射可以「實際上」是單色的(例如通過適當的濾光)或者相對窄的帶寬(典型地在小於15nm的帶寬內)。
權利要求
1.一種用於美容治療皮膚狀況的非手術方法，包括按照預定傳輸方式對著皮膚的靶區直接照射輻射，以便在靶區引起多種相互作用，該相互作用包括(a)導致至少部分抑制或根除引起皮膚狀況的病因的反應；以及(b)非燒蝕加熱組織，刺激炎症反應，該炎症反應程度足以引起膠原生成。
2.根據權利要求1的方法，該方法用於美容治療尋常痤瘡。
3.根據權利要求1或2的方法，其中該照射輻射是以預定波長進行。
4.根據前述任一項權利要求的方法，其中該相互作用(a)和(b)基本上同時發生。
5.根據前述任一項權利要求的方法，其中導致至少部分抑制或根除引起皮膚狀況的病因的反應是光化學反應。
6.根據前述任一項權利要求的方法，其中傳輸的照射輻射為脈衝模式。
7.根據權利要求6的方法，其中該照射輻射的脈衝持續期間小於靶結構的熱弛緩時間。
8.根據權利要求6或7的方法，其中該照射輻射脈衝持續期間在10μs至100ms之間。
9.根據權利要求8的方法，其中該照射輻射脈衝持續期間在50μs至10ms之間。
10.根據前述任一項權利要求的方法，其中該照射輻射的波長在400nm至1500nm的範圍內。
11.根據權利要求10的方法，其中該照射輻射的波長在500nm至650nm的範圍內。
12.根據權利要求11的方法，其中該照射輻射的波長包括主波長或窄波長頻帶，其範圍大致在570nm至590nm內。
13.根據前述任一項權利要求的方法，其中該照射輻射的能量密度在0.5J/cm2至5J/cm2範圍內。
14.根據權利要求13的方法，其中該照射輻射的能量密度在1.5J/cm2至3.5J/cm2範圍內。
15.用於美容治療皮膚狀況的設備，包括傳輸照射輻射到靶皮膚區或結構的照射輻射傳輸裝置。
16.根據權利要求15的設備，該設備用於美容治療尋常痤瘡。
17.根據權利要求15或16的設備，安排該設備輸出離散波長或窄主波長頻帶的輻射，其波長範圍在400nm至1500nm範圍內或約在該範圍左右。
18.根據權利要求17的設備，安排該設備輸出離散波長或窄主波長頻帶的輻射，其波長範圍在500nm至650nm範圍內或約在該範圍左右。
19.根據權利要求18的設備，安排該設備輸出離散波長或窄主波長頻帶的輻射，其波長範圍在570nm至595nm範圍內或約在該範圍左右。
20.根據權利要求15至19的任一項權利要求的設備，安排該設備傳輸在皮膚表面的能量密度大致在0.5J/cm2至5J/cm2範圍內的輻射。
21.根據權利要求20的設備，配置該設備禁止基本上高於5J/cm2能量的輸出。
22.根據權利要求20或21的設備，配置該設備允許在0.5J/cm2至5J/cm2範圍內可變地選擇能量密度。
23.根據前述任一項權利要求的設備，安排該設備傳輸在皮膚表面的能量密度大致在1.5J/cm2至3.5J/cm2範圍內的輻射。
24.根據權利要求23的設備，配置該設備禁止輸出基本上高於3.5J/cm2的能量。
25.根據權利要求23或24的設備，配置該設備允許在1.5J/cm2至3.5J/cm2範圍內可變的選擇能量密度。
26.根據權利要求15至25的任一項權利要求的設備，安排該設備以脈衝方式傳輸照射輻射。
27.根據權利要求26的設備，其中該照射輻射的脈衝持續期間大致在10μs至100ms的範圍內。
28.根據權利要求27的設備，其中該照射輻射的脈衝持續期間大致在50μs至10ms的範圍內。
29.一種治療皮膚狀況的試劑的製造方法或設備，該試劑包括在靶區產生下述相互作用有效的照射輻射a)導致至少部分抑制該皮膚狀況的病因的反應；以及b)非燒蝕加熱組織，刺激炎症反應，其炎症反應程度足以引起膠原生成。
30.根據權利要求29的方法，該方法用於治療尋常痤瘡。
全文摘要
一種皮膚狀況(特別是尋常痤瘡)的美容治療的方法和設備。按照預定的傳輸方式對靶區進行照射輻射(包括預定波長的輻射)。在靶區進行多種相互作用，包括至少部分抑制或根除引起皮膚狀況的病因的反應，並且對組織進行非燒蝕加熱刺激其發生炎症反應，其程度足以引起膠原生成。由照射輻射產生的雙重相互作用系統提供十分有效的美容效果。
文檔編號A61B17/00GK1610570SQ01820856
公開日2005年4月27日 申請日期2001年10月18日 優先權日2000年10月18日
發明者羅伯特·馬克·克萊門特, 麥可·諾埃爾·基爾南 申請人:Eu光子學有限公司