BR112014023757B1

BR112014023757B1 - Sistema para tratamento de uma camada de tecido de pele humana

Info

Publication number: BR112014023757B1
Application number: BR112014023757-3A
Authority: BR
Inventors: Aliaksandr Bratchenia; Rieko Verhagen
Original assignee: Koninklijke Philips N.V.
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2021-09-28
Also published as: EP2804659A1; CN104302347A; BR112014023757A8; US9999784B2; BR112014023757A2; JP2015516848A; JP5948488B2; RU2635477C2; RU2014144665A; WO2014006535A1; CN104302347B; EP2804659B1; US20150133848A1

Abstract

sistema para tratamento de uma camada do tecido epitelial e método para tratamento de uma camada do tecido epitelial. um sistema (101) para tratamento de uma camada do tecido epitelial (3) é provido. o sistema compreende um reservatório (107), para conter uma quantidade de um meio fluido, disposto a permitir que o meio, quando contido no reservatório, esteja em contato com uma superfície (5) da camada do tecido epitelial, uma fonte de luz (109) para gerar um feixe de laser (11) durante pelo menos um tempo de pulso predeterminado, e um sistema óptico para focalizar o feixe de laser em um ponto focal (15), e para posicionar o ponto focal em uma posição-alvo. a posição-alvo do ponto focal está dentro do reservatório e dentro do meio, quando contido no reservatório, e a dimensão do ponto focal e a energia do feixe de laser gerado são de modo que, no ponto focal, o feixe de laser tem uma densidade de energia, que está acima do valor de limiar característico para o meio, acima do qual, para o tempo de pulso predeterminado, um evento de ruptura óptica induzida por laser ocorre no meio. um método para tratamento de uma camada do tecido epitelial também é provido.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente revelação refere-se ao tratamento de tecido epitelial, em particular, o tratamento de pele. Mais em particular, a presente revelação refere-se às melhorias no transporte de formulações tópicas para dentro da pele, melhorias na indução do rejuvenescimento da pele e/ou melhorias na cicatrização da pele.

HISTÓRICO

[002] Tecido epitelial do mamífero, em particular, o tecido da pele, forma uma barreira entre o corpo do mamífero e o mundo exterior. Uma pele saudável e jovem é geralmente desejada e há uma demanda contínua para melhorias no campo de cuidado da pele e/ou rejuvenescimento da pele, ambas para fins curativos e cosméticos. O sistema e método presentemente providos abordam tais exigências.

[003] O tecido da pele humana compreende camadas de derme e epiderme, em que o extrato córneo é a camada mais externa da epiderme. Técnicas adequadas para tratamento do tecido epitelial podem compreender aplicação de uma ou mais formulações tópicas, e, para tratamentos particulares, formulações topicamente aplicadas são usadas, que deve atravessar o extrato córneo e/ou camadas epiteliais inferiores.

[004] Uma maneira para prover transporte aumentado de formulações tópicas para dentro da pele e através do extrato córneo é conhecida de US 2002/0062101, que divulga um método e um aparelho para liberação dos compostos através das camadas da célula epitelial, usando transientes de impulso. O método envolve aplicar um composto, por exemplo, no extrato córneo de um paciente e então induzir transientes de impulso para criar aumentos transientes na permeabilidade do tecido epitelial, facilitando assim do composto através da camada celular epitelial. O transiente de impulso pode ser gerado pela exposição de um material-alvo para um feixe de laser pulsado e a ablação e o aquecimento rápido do material-alvo.

[005] Esse método conhecido é criticamente dependente no acoplamento mecânico entre o material, o alvo e o meio, em que o transiente de impulso deve ser induzido. Por isso, a quantidade do composto que é liberado através da camada da célula epitelial não é conhecida com precisão nem confiável e/ou controlável. Além disso, a ablação do material-alvo inevitavelmente produz detritos, os quais podem contaminar o aparelho e/ou o indivíduo que está sendo tratado.

[006] DE 101 44 102 A1 divulga um método e um dispositivo para injeção transdérmica de alta pressão de um medicamento dentro da pele. O dispositivo compreende uma câmara de fluido cônico que tem uma pequena abertura em sua extremidade distal, em que o medicamente deve ser mantido durante a operação. O dispositivo também compreende um guia de ondas óptico que tem uma lente de focagem em sua extremidade. A luz de laser emitida pelo guia de ondas óptico é focalizada por meio da lente em um foco na câmara de fluido. A densidade de energia no foco está acima de um limiar para ruptura óptica induzida por laser, que gera um onda de pressão no medicamento presente na câmara, forçando o medicamento para fora da câmara de fluido cônica através de uma pequena abertura na extremidade distal da câmara de fluido cônica, penetrando, assim, o medicamento dentro da pele.

[007] US 2011/0230826 A1 e WO 2011/115422 A2 ambos divulgam um dispositivo para liberação do fármaco dentro da pele. O dispositivo compreende uma câmara de pressão, contendo um líquido de geração de pressão e uma microcâmara cônica de fármaco, contendo uma solução do fármaco, que compreende uma saída de micro bocal em sua extremidade distal. A câmara de pressão e a microcâmara de fármaco são mutuamente separadas e vedadas por um membrana elástica. O dispositivo ainda compreende um dispositivo a laser e uma lente objetiva para focalizar um feixe de laser em um ponto focal no líquido de geração de pressão na câmara de pressão. Em operação, o feixe de laser focalizado provoca o crescimento de bolha e uma expansão do volume na câmara de pressão vedada, que deforma a membrana elástica de modo que a pressão instantânea é aplicada através da membrana para a solução do fármaco na microcâmara de fármaco, para permitir que a solução de fármaco seja injetada na pele na forma de um microjato líquido, emitido através da saída do microbocal.

[008] US 2011/0257584 divulga um método para substâncias de injeção a laser no tecido da pele. Nesse método, um ou mais microfuros são ablacionados em uma primeira etapa na superfície da pele, por meio de energia de laser. Em uma segunda etapa, um recipiente contendo substância é colocado na superfície da pele provida com os microfuros, com a substância em contato com a superfície da pele. A substância é inserida a partir desse recipiente dentro da pele, através de microfuros, previamente aplicados pela aplicação de energia de laser para a substância presente no recipiente, pelo qual há um aumento na pressão dentro do recipiente com pele pelo menos um pouco da substância dentro dos microfuros.

[009] JP 2006 325700 A divulga um aparelho de introdução de medicamento, em que uma solução de medicamento a ser introduzida em um tecido biológico é mantida e fixada entre uma sonda e o tecido biológico adjacente usando tensão de superfície e capilaridade. Um pulso ultracurto de um feixe de laser é focalizado por meio de uma lente convergente na superfície da solução do medicamento mantida dentro da sonda. O pulso do feixe de laser gera um pulso de onda de choque ultracurto, como um resultado da transpiração e formação de plasma da solução de medicamento, que é radiado para o tecido biológico através da solução de medicamento e transfere e introduz a solução de medicamento nas células vivas do tecido biológico.

[010] WO 00/71038 A1 divulga um dispositivo de microfluidos pulsados capazes de produzir microjatos pulsados em uma ambiente fluido e compreendendo uma câmara cônica de microfluido que tem uma pequena abertura em sua extremidade distal com um diâmetro suficiente para produzir um microjato de dimensões desejadas e propriedades. Um meio de produção de pressão é localizado na câmara de microfluido suficiente para aumentar a pressão dentro da câmara de microfluido para produzir o microjato. Qualquer meio de produção de pressão conveniente pode estar presente na câmara de microfluido, tal como sistema de bombeamento, ou meios de produção de bolha (baseados em ruptura óptica), absorção óptica, ruptura elétrica, aquecimento Joule e formação de bolha acústica.

[011] Portanto, melhorias no transporte de formulações tópicas para dentro da pele são particularmente desej adas.

SUMÁRIO

[012] Um sistema para o tratamento de uma camada de tecido epitelial de acordo com as reivindicações anexas é provido aqui. O sistema compreende um reservatório, para conter uma quantidade de um meio fluido, disposta a permitir que o meio, quando contido no reservatório, esteja em contato com uma superfície da camada do tecido epitelial, uma fonte de luz para gerar um feixe de laser durante, pelo menos, um tempo de pulso predeterminado, e um sistema óptico para focalizar o feixe de laser em um ponto focal para posicionar o ponto focal em uma posição-alvo. A posição-alvo do ponto focal está dentro do reservatório e dentro do meio, quando contida no reservatório. Uma dimensão do ponto focal e uma energia do feixe de laser gerado são, de modo que, no ponto focal, o feixe de laser tenha uma densidade de energia que está acima de um valor do limiar característico para o meio, acima do qual, para o tempo de pulso predeterminado, um evento de ruptura óptica induzida por laser (LIOB) ocorre no meio. De acordo com a invenção, em operação, a posição-alvo está localizada a uma distância menor que 3 mm da superfície da camada do tecido epitelial. De acordo com a invenção, em operação, a posição alvo está localizada a uma distância menor que 3 mm da superfície da camada de tecido epitelial.

[013] Assim, o sistema é configurado para liberar pelo menos um pulso de luz da fonte de luz dentro do reservatório e para gerar um evento de LIOB dentro do meio, quando contido no reservatório, causando um transiente de impulso dentro do meio para afetar a superfície da camada do tecido epitelial. O transiente de impulso pode compreender uma onda de compressão que tem um tempo de elevação contínuo, uma onda de choque que tem um tempo de elevação descontínuo, uma série de ondas de compressão ou choque e/ou um jato de fluido. As ondas de choque e a série de ondas de choque e/ou jatos podem ser produzidos por valores adequados da dimensão do ponto focal, a energia do feixe de laser gerado, a posição-alvo no meio, e a viscosidade do meio, escolhidas de modo que o evento de LIOB cause a formação de uma bolha no meio, que pode exibir cavitação, sofrer colapso (repetido), e/ou exibir formação de jato. Em distâncias da superfície da camada do tecido epitelial menores que 3 mm, os efeitos na camada do tecido se tornam mais marcados e um jato formado pode penetrar a superfície da camada. Também o sistema pode ter um tamanho de fácil utilização. Em uma realização particular, em operação, a posição-alvo está localizada em uma distância de uma faixa entre 300 e 900 micrômetros da superfície da camada do tecido epitelial.

[014] O sistema facilita a criação de um transiente de impulso diretamente no meio, de modo que o transiente de impulso e seus efeitos na camada do tecido epitelial podem ser providos de forma confiável e podem ser controlados. O impacto faz com que a camada do tecido epitelial se torne localmente em desordem e/ou para ser danificado, de modo que sua função de barreira seja corrompida e a substância possa ser capaz de passar através dela (mais facilmente ou em tudo).

[015] Em geral, a ruptura óptica induzida por laser (LIOB) ocorre em meios que são transparentes ou semitransparentes para o comprimento de onda do feixe de laser usado, quando a densidade de energia do feixe de laser no ponto focal excede um valor de limiar que é característico do meio particular. Abaixo do valor de limiar, o meio particular tem propriedades de absorção lineares relativamente baixas para o comprimento de onda particular do feixe de laser. Acima do valor de limiar, o meio tem propriedades de absorção fortemente não lineares para o comprimento de onda particular do feixe de laser, que são o resultado de ionização do meio e a formação do plasma. O fenômeno de LIOB resulta em vários efeitos mecânicos, tais como cavitação e a geração de ondas de choque, que afetam o meio na vizinhança da posição do fenômeno de LIOB e que pode ser usado para quebrar (pelo menos a superfície de) a camada do tecido epitelial.

[016] O dito valor de limiar é dependente do tempo de pulso do feixe de laser. Em particular, o valor de limiar da densidade de energia requerida (em W/cm2) diminui quando o tempo do pulso aumenta. Para meios adequados, parece que, a fim de alcançar os efeitos mecânicos como um resultado do fenômeno de LIOB que são suficientemente eficazes de modo a provocar dano significativo, um tempo de pulso da ordem de, por exemplo, 10 ns satisfaz. Para tal valor do tempo de pulso, o valor de limiar da densidade de energia do feixe de laser no ponto focal pode ser da ordem de 2*1010 W/cm2. Para o tempo de pulso descrito e com um tamanho de ponto focal suficientemente pequeno obtido, por exemplo, através de uma lente ou um sistema de focalização tendo uma abertura numérica suficientemente grande, esse valor de limiar pode ser alcançado com uma energia de pulso total de apenas alguns décimos de um mJ, que pode ser provido com lasers relativamente de baixo custo. Como uma vantagem adicional, a chamada absorção de plasma ressonante pode ocorrer no ponto focal, que significa que, como um resultado do fenômeno de LIOB, substancialmente toda a energia do feixe de laser é absorvida no ponto focal. Como um resultado, os sistemas e métodos providos aqui podem exibir uma eficácia relativamente alta.

[017] Preferencialmente, o meio é biocompatível para a introdução no corpo. O meio pode ser um gel ou um líquido em condições de operação normais (por exemplo, à temperatura ambiente ou à temperatura do corpo do mamífero ou da pele). Isso facilita o controle sobre o transiente de impulso e permite a criação de uma pluralidade de eventos de LIOB sob condições substancialmente idênticas, uma vez que o meio que foi afetado por um evento de LIOB pode ser substituído pelo material fluindo para o local afetado a partir de outra porção da quantidade do meio de modo que eficazmente o meio na posição-alvo original é restaurado. Note que isso supera uma desvantagem da LIOB em ou perto de um objeto sólido que sofre de ablação ou uma forma diferente de destruição, por exemplo, como no documento US 2002/0062101, em que inerentemente o objeto sólido altera sua geometria de modo que os pulsos de luz subsequentes podem produzir diferentes efeitos.

[018] O meio pode compreender uma substância terapêutica, em que a liberação da substância na camada do tecido epitelial é facilitada pela força do transiente de impulso. Também, ou alternativamente, a substância pode ser provida como uma substância separada na camada do tecido epitelial, por exemplo, em uma formulação tópica, que pode ser aplicada após a liberação do(s) pulso(s) de luz, ou antes, dele(s), em que no último caso, o meio pode estar em contato com a superfície da camada do tecido epitelial através de uma substância e/ou formulação tópica. Entretanto, é possível que a formulação tópica compreenda a susbtância terapêutica como uma mistura com o mesmo material como o meio para o evento de LIOB.

[019] Um jato de fluido pode ocorrer no caso de um meio líquido de baixa viscosidade, por exemplo, água, álcool, etc. Um jato pode ser provocado pela formação e implosão de uma bolha de cavitação, em particular, formada dentro do meio perto de uma fronteira com um material substancialmente rígido em relação ao meio suportando a bolha de cavitação, tal como provida pela pele humana em relação a um fluido de baixa viscosidade. Tipicamente, os jatos de fluido são produzidos pelas bolhas de cavitação criadas dentro do meio em distâncias de tais fronteiras da mesma ordem de magnitude como o tamanho máximo da bolha de cavitação antes de sua implosão, que está relacionada à energia do evento de LIOB provocando a formação da bolha de cavitação e das propriedades do fluido suportando a bolha de cavitação, conforme conhecida na técnica. Um evento de LIOB pode ser gerado em meios viscosos como cremes. Para sustentar e/ou promover a formação de jato, o meio pode, preferencialmente, ser um líquido com uma viscosidade de cerca de 100 centiPoise ou abaixo, tal como óleos leves, preferencialmente, abaixo de cerca de 10 centiPoise ou abaixo, por exemplo, a cerca da viscosidade de sangue humano total; em alguns casos, o meio pode ter uma viscosidade de cerca de 2 centiPoise ou abaixo, por exemplo, a cerca da viscosidade de água ou ainda menor tal como cerca de 0,1 centiPoise no caso dos fluidos com base nos espíritos particulares e/ou alcoóis.

[020] Foi descoberto que tal jato de fluido cavitacional pode penetrar dentro/através de uma camada do tecido epitelial de mamífero, em particular o tecido da pele, e que pode ser usado para criar cavidades e/ou canais abertos em e/ou através da camada do tecido epitelial. Além disso, um jato provê transferência de massa injetando diretamente no tecido o material que forma o jato. A profundidade de penetração de um jato de fluido depende do seu volume e impulso, que, por sua vez, depende dos fatores, tais como pressão do meio, as características de fluxo do meio, o tamanho e pressão da bolha de cavitação, provocando o jato e a distância entre o início do jato (tipicamente, a posição na qual a parede traseira da bolha de cavitação rompe mediante colapso da bolha e dentro do volume interior da bolha) e o alvo do jato (isto é, a camada do tecido epitelial), e a quantidade do meio disponível para formação e manutenção do jato. O volume injetado no tecido epitelial pode ser controlado pela criação de uma série de jatos sucessivos substancialmente na mesma localização...

[021] Além disso, os jatos tendem a produzir dano no tecido de tamanho muito pequeno, que é adequado para provocar o rejuvenescimento pela incitação de uma resposta da cicatrização do tecido. Injeção de um meio resfriado, por exemplo, água fria, pode aliviar sentimentos de irritação que pode, de outra forma, acompanhar o tratamento do tecido epitelial compreendendo o dano do tecido.

[022] A fonte de luz compreende um laser, que provê benefícios como energia óptica controlável, formação de feixe coerente e largura de banda espectral baixa, que facilita a confiabilidade, direção e focalização da luz em um ponto pequeno, e respectivamente, transmissão previsível e/ou absorção em ópticos e/ou no meio.

[023] A fonte de luz pode ser configurada para emitir um feixe de laser em um comprimento de onda em uma faixa de cerca de 250 a 3000 nm, onde lasers adequados estão disponíveis, e a faixa de comprimento de onda range que é apropriada para provocar os eventos de LIOB em meios de fluido biocompatível prontamente disponível. Preferencialmente, o comprimento de onda está em uma faixa de cerca de 800 a 1350 nm, que reduz o perigo de prejudicar o tecido epitelial humano, como a pele, pela luz que passou não absorvida através do reservatório e do meio. Mais preferencialmente, o comprimento de onda está em uma faixa de cerca de 900 a 1100 nm, onde a profundidade de penetração da pele humana é maior, prevenindo acúmulo acidental de energia dentro da pele.

[024] Vantajosamente, o laser é um laser de estado sólido, que pode prover, inter alia, grande energia óptica em uma embalagem pequena enquanto a energia de entrada requerida é baixa comparada a outros tipos de lasers. Séries de alta energia adequada, os pulsos de laser de curta duração podem ser providos em uma maneira controlada por um laser Q- comutado.

[025] O sistema pode vantajosamente ser configurado de modo que, em uso, o evento de LIOB no meio provoque um jato do meio, que propaga em uma direção para a camada do tecido epitelial, tal como mencionado acima. Em particular, a dimensão do ponto focal, a energia do feixe de laser gerado, a posição-alvo no meio, e a viscosidade do meio são controladas de modo que o evento de LIOB no meio provoque a formação de um jato do meio, propagando em uma direção para a camada do tecido epitelial.

[026] Para aumentar a versatilidade do sistema, o sistema pode compreender um controlador para controlar a operação da fonte de luz e/ou o sistema óptico de modo a controlar pelo menos um dos parâmetros a seguir: energia de pulso de luz, duração do pulso de luz e taxa de repetição do pulso de luz da fonte de luz e/ou da posição-alvo do ponto focal com respeito ao reservatório e/ou, quando em uso, com respeito à superfície da camada do tecido epitelial. A energia de pulso de luz, a duração do pulso de luz e a taxa de repetição do pulso de luz da fonte de luz podem ser controladas para prover vários transientes de impulso e/ou várias sequências dos mesmos, de acordo com um ou mais tratamentos desejados.

[027] O controle de posição da posição-alvo do ponto focal pode compreender controle da posição-alvo com respeito à posição axial e/ou lateral do ponto focal com respeito à direção de propagação do feixe de laser e em relação ao reservatório e/ou, em particular, em uso, relativo à (a superfície de) camada do tecido epitelial (superfície). O controle de posição axial refere-se à determinação da separação entre a posição-alvo e a camada do tecido epitelial, que pode ser usada para provocar tipos diferentes de transientes de impulso, por exemplo, as características de subida e descida de uma onda de choque, formação de um jato, etc. A determinação da posição lateral pode se relacionar ao posicionamento de uma ou mais posições focais em posições desejadas, distribuídas sobre a camada do tecido epitelial, por exemplo, facilitando o tratamento de diversas localizações adjacentes. O controle pode ser constante ou variável entre pulsos subsequentes de modo a manter uma configuração de parâmetro ou em vez de mudar entre as diferentes configurações de parâmetro.

[028] O sistema óptico pode compreender um ou mais elementos ópticos adequados tais como espelhos, lentes, prismas, divisores de feixes, diafragmas, interruptores ópticos, persianas, etc.

[029] Em uma realização, o reservatório compreende uma janela e/ou uma ou mais lentes para transmitir luz da fonte de luz para dentro do reservatório e, quando o meio está contido no reservatório, dentro do meio. Assim, (parte do) reservatório pode formar uma parte do sistema óptico. Isso facilita a focalização da luz no meio com uma grande abertura numérica, levando a um foco apertado e facilitando prover uma bolha de cavitação substancialmente esférica.

[030] O sistema pode compreender um sistema de abastecimento para prover uma quantidade do meio para o reservatório, por exemplo, de um recipiente de armazenamento. Isso é útil, em particular para operação do sistema com um meio líquido que tem uma viscosidade baixa a meio-alta como água, um álcool, creme ou óleo. O sistema de abastecimento pode compreender um ou mais bocais conectados ao reservatório e/ou um sistema de medição para prover uma ou mais doses medidas do meio no reservatório.

[031] Em um sistema preferido, o reservatório é acoplado de forma liberada com a fonte de luz e/ou com o sistema óptico, por exemplo, é anexado a uma porção de alojamento do sistema por meios de um sistema de conector adequado compreendendo um ou mais conectores pareados e conectores do contador, de modo que (o reservatório de) o sistema pode ser adaptado às propriedades da fonte de luz e/ou do meio, e/ou trocado para manutenção e/ou reparo. O sistema de conector pode definir uma ou mais posições relativas particulares do reservatório em relação ao (o restante de) sistema óptico, por exemplo, para garantir uma posição-alvo particular do ponto focal dentro do reservatório. Além disso, um reservatório pode ser provido como um cartucho unidirecional que pode ser preenchido com um meio, possivelmente compreendendo uma substância a ser liberada através de uma camada do tecido epitelial.

[032] O sistema pode compreender um ou mais detectores configurados para detectar a presença de um reservatório e/ou um tecido-alvo em uma distância particular de uma porção do sistema, da qual o feixe de laser pode ser emitido e/ou configurado para detectar as propriedades particulares do reservatório, tais como indicações de tamanho e/ou indicações de propriedades do reservatório e/ou do meio (para estar) contido no reservatório, que pode ser usado para controle de operação do sistema. Tais detectores podem ser mecânicos, elétricos, magnéticos e/ou ópticos e/ou operar em conjunto com estruturas adequadas no reservatório.

[033] Além disso, um método para tratamento de uma camada do tecido epitelial é provido aqui. O método compreende as etapas de provisão do sistema de qualquer uma das realizações aqui reveladas, organizando o reservatório compreendendo uma quantidade de um meio fluido em uma porção de superfície da camada do tecido epitelial, o meio sendo capaz de estar em contato com uma superfície da camada do tecido epitelial quando está contido no reservatório; e a geração de um feixe de laser durante pelo menos o tempo de pulso predeterminado e a focalização do feixe de laser gerado em um ponto focal em uma posição-alvo dentro do meio. Uma dimensão do ponto focal e uma energia do feixe de laser gerado são de modo que, no ponto focal, o feixe de laser tem uma densidade de energia que está acima de um valor de limiar característico para o meio, acima do qual, para o tempo de pulso predeterminado, um evento de ruptura óptica induzida por laser ocorre no meio._ De acordo com a invenção, em operação, a posição-alvo está localizada em uma distância menor que 3 mm da superfície da camada do tecido epitelial.

[034] Assim, as quantidades do método para liberar um pulso de luz na quantidade do meio, provocando um evento de LIOB no meio, de modo a provocar um transiente de impulso dentro do meio em uma direção para a camada do tecido epitelial.

[035] Conforme elucidade acima, provocar um evento de LIOB dentro do meio permite controlar o transiente de impulso, que pode compreender a geração de uma onda de choque, uma bolha de cavitação e/ou um jato do meio que propaga em uma direção para a camada do tecido epitelial para desregular a camada do tecido epitelial. Em distâncias da superfície da camada do tecido epitelial menores que 3 mm, os efeitos na camada do tecido se tornam mais acentuados e um jato formado pode penetrar a superfície da camada. Também o sistema pode ter um tamanho de fácil utilização.

[036] No método, o evento de ruptura óptica induzida por laser no meio pode ser controlado para provocar um jato do meio, que propaga em uma direção para a camada do tecido epitelial. Por exemplo, a dimensão e a posição-alvo do ponto focal, a energia do feixe de laser gerado e uma a viscosidade do meio podem ser de modo que o evento de ruptura óptica induzida por laser no meio provoque um jato do meio, que propaga em uma direção para a camada do tecido epitelial. A formação de um jato é preferida para confiabilidade aumentada de interrupção da camada do tecido epitelial.

[037] O método pode compreender injetar uma porção do meio dentro da camada do tecido epitelial, por exemplo, para penetração da camada do tecido epitelial para danificá-la e incitar o rejuvenescimento do tecido e/ou para injeção do meio como uma formulação tópica.

[038] O meio pode estar contido em um reservatório, em que o meio está em contato fluido, preferencialmente substancialmente em contato direto, com uma superfície da camada do tecido epitelial. Um reservatório facilita a realização do método com um meio de baixa viscosidade, por exemplo, para reter o meio no lugar e/ou para prevenir respingos e/ou perda de pressão do transiente de impulso. Ele também pode aumentar a higiene.

[039] O método pode compreender repetir a etapa de geração de um feixe de laser e provocar um evento de ruptura óptica induzida por laser dentro do meio uma pluralidade de vezes, em que as posições-alvo de pelo menos alguns pontos focais podem diferir uma da outra. Assim, uma pluralidade de transientes de impulso dentro do meio é provocada em uma direção para a camada do tecido epitelial, por exemplo, para aumentar a duração, intensidade, efeito e/ou extensão espacial do tratamento.

[040] Antes ou após a aplicação de um ou mais transientes de impulso, uma formulação tópica pode ser aplicada na camada do tecido epitelial tratada, formulação tópica que pode compreender uma ou mais substâncias a serem liberadas através da camada do tecido epitelial tratada, possivelmente além de uma substância presente no meio.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS NOS DESENHOS:

[041] A figura 1 indica uma etapa de um método para tratamento de uma camada do tecido epitelial e um sistema para tal método; As figuras 2 a 4 cada indicam uma etapa de um método para tratamento de uma camada do tecido epitelial; As figuras 5 (a) a 5 (d) indicam as etapas de um método para tratamento de uma camada do tecido epitelial e um detalhe de um sistema para tal método.

DESCRIÇÃO DETALHADAS DAS REALIZAÇÕES

[042] Nota-se que, nos desenhos, aspectos iguais podem ser identificados com sinais de referência iguais. Também nota-se que os desenhos são esquemáticos, não necessariamente à escala, e que os detalhes que não são requeridos para entender a presente invenção podem ter sido omitidos. Os termos “para cima”, “para baixo”, “abaixo”, “acima”, e similares referem-se às realizações conforme orientado nos desenhos. Além disso, os elementos que são pelo menos substancialmente idênticos ou que realizam pelo menos uma função substancialmente idêntica são denotados pelo mesmo numeral, levantados por 100, 200, etc., para diferentes realizações mostradas.

[043] A figura 1 indica um sistema 1 para tratamento de uma camada do tecido epitelial 3, aqui uma porção de tecido da pele, que tem uma superfície 5. O sistema compreende um reservatório 7 contendo uma quantidade de um meio fluido. O reservatório 7 é geralmente em forma de copo com um fundo aberto e está disposto para permitir que o meio esteja em contato com a superfície 5 da camada do tecido epitelial 3. O sistema 1 ainda compreende uma fonte de luz 9 para gerar um feixe de laser 11 durante pelo menos um tempo de pulso predeterminado, e compreende um sistema óptico 13 para focalizar o feixe de laser 11 em um ponto focal 15 e pra posicionar o ponto focal 15 em uma posição-alvo dentro do reservatório 7, que é pelo menos parcialmente transparente para a luz da fonte de luz 9. O sistema óptico 13 esquematicamente indicado na figura 1 compreende um sistema de direção de feixe 17, um sistema de formação de feixe 19, um sistema de varredura de feixe 21 e um sistema de focalização 23, sistemas que podem compreender um ou mais espelhos, prismas, divisores de feixe, polarizadores, fibras ópticas, lentes, aberturas, persianas, etc. Entretanto, diferentes sistemas ópticos com subsistemas ópticos mais, menos e/ou diferentemente dispostos e/ou elementos podem ser adequadamente providos. Pelo menos parte do sistema óptico 13 e/ou o caminho do feixe do feixe de laser 11 pode ser fechados, por exemplo, para a segurança do olho, por exemplo, compreendendo tubos opacos e/ou uma ou mais fibras ópticas.

[044] A fonte de luz 9 é configurada para emitir um número predeterminado de pulsos de laser em um comprimento de onda predeterminado com uma duração de pulso predeterminada e taxa de repetição. O sistema 1 é configurável de modo que a posição-alvo do ponto focal 15 está dentro do reservatório 7 e dentro do meio, quando contido no reservatório 7, conforme indicado, e de modo que a dimensão do ponto focal 15 e a energia do feixe de laser gerados são de modo que, no ponto focal 15, o feixe de laser 11 tem uma densidade de energia, que está acima do valor de limiar característico para o meio, acima do qual, para o tempo de pulso predeterminado, um evento de ruptura óptica induzida por laser ocorre no meio.

[045] O sistema 1 é configurado de modo que a posição-alvo para o ponto focal 15 está localizada a uma distância em uma faixa entre cerca de 300 e 900 micrômetros da superfície 5 do tecido epitelial, que é considerado adequado para tratar a pele humana.

[046] A fonte de luz 9 é controlável com um controlador opcional 25, que pode prover uma interface do usuário. Também, um ou mais (subsistemas 17 a 23 de) do sistema óptico 13 podem ser controláveis com um controlador óptico (não mostrado), que pode ser integrado com um controlador de fonte de luz 25 para controlar uma ou mais propriedades da posição-alvo e/ou do ponto focal. Um controlador adequado pode compreender uma memória programável e pode compreender um ou mais sistemas para programar a memória, possivelmente incluindo um ou mais (conectores para) leitores das mídias de armazenamento de dados e/ou uma conexão de internet. Por exemplo, para um primeiro meio, o sistema 1 pode ser configurado para prover uma primeira densidade de pulso de laser de energia de acordo com o valor de limiar característico de LIOB do primeiro meio, e para um segundo meio, o sistema 1 pode ser configurado para prover uma segunda densidade de energia de pulso de laser de acordo com valor de limiar característico de LIOB do segundo meio, as primeira e segunda densidades de energia que podem ser determinadas por primeira e segunda energias de pulso apropriadas, durações de pulso e/ou parâmetros de focalização do feixe de laser, possivelmente também para outros meios. Os parâmetros de focalização do feixe de laser podem ser determinados pelas configurações apropriadas de um sistema de formação e/ou focalização de feixe, por exemplo, pelo ajuste da abertura numérica do sistema de focalização. Os valores adequados para a abertura numérica NA do sistema de focalização podem ser escolhidos de uma faixa de 0,05 < NA < nm, em que nm é o índice de refração do meio para o comprimento de onda de laser, durante a operação.

[047] Uma fonte de luz adequada compreende um laser Nd:YAG Q-comutado que emite pulsos de laser em um comprimento de onda de cerca de 1064 nm com uma duração de pulso de cerca de 5 a 10 ns, embora outros lasers, por exemplo, um laser de nível 3 Nd:Cr:Yag e/ou lasers de diodo também possam ser usados.

[048] As figuras 2 a 4 cada mostram uma etapa de um método para tratamento de uma camada do tecido epitelial, e indicam uma porção da pele 3 na qual um reservatório 7 é colocado. A pele 3 compreende as camadas do extrato córneo 27 que formam a camada da superfície, epiderme 29 e derme 31, abaixo da qual o tecido subdérmico se estende (não mostrado). Os reservatórios 7 são preenchidos com um meio não sólido, por exemplo, selecionado de um grupo compreendendo água, PBS (solução salina tamponada de fosfato), óleo, glicerol, carbonos fluorados, tensoativos (polietileno glicol/polipropileno glicol), alcoóis, soluções de glicose (açúcar), tópicos (cremes, géis, etc.). Mediante focalização de um pulso de laser em um ponto focal com densidade de energia suficiente dentro do meio, por exemplo, um pulso de laser do comprimento de onda À = 1064 nm em uma duração de pulso de Tp = 6 ns e uma energia de pulso de Ep = 1 mJ focalizada com uma abertura numérica NA = 0,8 no meio, um evento de LIOB é criado no ponto focal 15 em uma distância do extrato córneo 27...

[049] As figuras 2 a 4 indicam (o uso de) eventos de LIOB causados pelos pontos focais, que são criados nas posições-alvo em distâncias exemplares D1, D2 e D3 de cerca de 0,75 mm, 0,6 mm e 0,4 mm, respectivamente, da superfície da pele 5, mas com condições idênticas diferentes. Os eventos de no meio resultam em uma onda de choque que viaja para a pele 3. Na figura 2, a onda de choque destrói localmente o extrato córneo 27, na figura 3, a onda de choque também penetra na epiderme 29 e na figura 4, o dano se estende até para dentro da camada da derme. Após tal penetração do extrato córneo, uma substância ativa pode ser prontamente absorvida pela pele de uma formulação tópica aplicada na superfície da pele, por exemplo, para fins curativos e/ou cosméticos. Dano na epiderme e/ou derme pode incitar uma resposta de cicatrização da pele que pode compreender a formação de um novo colágeno e que pode levar ao endurecimento e/ou outro rejuvenescimento da pele. A extensão do dano causado com o sistema e método presentemente providos pode ser controlada não apenas pela distância entre o ponto focal e a pele, mas também pela energia no feixe de laser e/ou o tamanho do ponto focal. Além disso, prover uma sequência de pulso de laser e/ou criação de uma bolha exibindo cavitação repetida no meio por um evento único de LIOB pode prover uma série de ondas de choque para a pele 3 e render um efeito elevado em relação a um pulso único.

[050] Um método particular é revelado nas figuras 5(a) a 5(d). As figuras 5(a) a 5(c) mostram esquematicamente uma porção de um sistema 101, compreendendo um alojamento 102. O sistema 101 compreende um reservatório 107, um laser 109 e um sistema óptico 113, que inclui aqui uma lente 114 compreendida no reservatório 107. No sistema 101, o reservatório 107 é provido com bocais opcionais 135, que se conectam a um sistema de abastecimento opcional (não mostrado) para prover uma quantidade do meio para o reservatório 107, por exemplo, o dito sistema de abastecimento, compreendendo um reservatório e uma bomba. O sistema 101 está disposto em uma porção da superfície 5 da pele 3 de um indivíduo a ser tratado. Quando o laser 109 é ativado para prover um evento de LIOB em uma posição-alvo no meio perto da superfície da pele 5 (Figura 5(a)), o evento de LIOB cria uma bolha cavitacional 137 (Figura 5(b)) dentro do meio, que cai e desenvolve um jato líquido 139 (Figura 5(c)) na lateral da bolha 137 afastada da pele. O jato 139 disparado através da bolha em colapso 137 em uma direção para a pele 3, penetrando assim a parede oposta da bolha. Dependendo da distância entre o ponto focal 115 e a superfície da pele 5, o jato 139 meramente colide na superfície da pele 5, provocando assim um choque, ou penetra através do extrato córneo 27 e possivelmente penetra na epiderme 29 ou ainda na derme 31 (conforme as figuras 2 a 4). Depois disso, uma formulação tópica, tal como um creme 141, pode ser aplicada na porção tratada (Figura 5(d)).

[051] Nas figuras 5(a) a 5(d), diferentes aspectos são indicados por meio de uma ou mais letras: L - laser; LB - feixe de laser; SB - bloco de digitalização; OL - elemento óptico de focalização (por exemplo, lente); FP - ponto focal; AM -meio aquoso (“aquoso” no sentido de: ter uma viscosidade tipo água) como um meio alvo exemplar; N - bocal para injeção-alvo do meio; CB- bolha cavitacional; JS - corrente de jato; SC - extrato córneo; E - epiderme; D - derme; C - formulação tópica (por exemplo, creme).

[052] Ao penetrar na pele 3, um jato 139 deposita uma quantidade do meio no tecido da pele, que pode compreender uma substância ativa benéfica. Os meios que compreendem as substâncias ativas que podem adequadamente ser liberadas local e superficialmente no tecido da pele por um jato podem ser selecionados de, inter alia, soluções de vitamina A, soluções de vitamina C, soluções de vitamina E, estimulantes de produção de colágeno, ácidos alfa hidróxi, hidroquinona, niacinamida e/ou ácido kojic.

[053] As substânciasubstâncias tópicas poderiam conter soluções de, por exemplo, niacinamida para tratamento de acne e para clareamento da pele, ou retinaldeído para redução de rugas. Alternativamente, uma solução de peptídeos de cobre poderia ser usada para acelerar um efeito de cicatrização após o tratamento.

[054] Os volumes de jato típicos estão na faixa de nanolitros a microlitros. Ao prover uma pluralidade de jatos, um aumento da quantidade total do meio que é injetado é alcançado; uma pluralidade de jatos pode ser provida em uma posição única em rápida sucessão, por exemplo, para injetar um jato subsequente em certa posição antes da pele poder absorver uma quantidade previamente injetada do meio naquela posição.

[055] Nota-se que um evento de LIOB pode provocar uma sequência rápida de formação de bolha e colapso de bolha, que pode compreender a formação de uma série de jatos. Entretanto, cada ciclo de formação de bolha e colapso de bolha, com ou sem formação de jato, dissipa a energia e o processo é, portanto, autoterminante se não for ativamente sustentado. Superdosagem pode assim ser prevenida.

[056] Um reservatório 7, 107 pode ser permutável, por exemplo, para explicar as diferentes qualidades ópticas e/ou comprimentos de onda de laser, envelhecimento (óptico) do reservatório e/ou do meio contido aqui, meio de troca, etc. Opcionalmente, um reservatório pode ter um formato de copo geral e pode ser de um material relativamente rígido que tem uma abertura ali, que é fechada com uma aba de rasgar e tirar, um filme fino ou camada de parafina fina, etc. para vedar o reservatório que contém uma quantidade de um meio adequado, de viscosidade possivelmente baixa, mas fechamento que é prontamente fundível pelo calor do corpo do indivíduo a ser tratado e/ou destruído por (um choque gerado por) evento de LIOB sem efeitos adversos em uso. Também, diferentes reservatórios podem compreender lentes particulares e/ou matrizes de lente para prover diferentes focos.

[057] O método pode ser usado para fins cosméticos e/ou curativos, que podem depender do número de eventos de LIOB provocados pela posição-alvo e/ou a administração de uma ou mais substâncias em e/ou dentro do tecido. Por exemplo, tal diferença pode ser discernível em que até cerca de 5 eventos de LIOB são gerados para fins cosméticos e cerca de 10 ou mais eventos de LIOB em ou perto de uma posição-alvo são gerados para tratamento curativo.

[058] O sistema pode compreender uma porção portátil, por exemplo, compreendendo o reservatório, que pode compreender a fonte de luz. Também é concebível que uma porção portátil é conectada à fonte de luz através de um sistema de transferência de feixe de laser.

[059] Outras variações das realizações reveladas podem ser entendidas e afetadas pelos técnicos no assunto na prática da invenção reivindicada, a partir de um estudo dos desenhos, da revelação e das reivindicações anexas. Nas reivindicações, a palavra “compreendendo” não exclui outros elementos ou etapas, e o artigo indefinido “um” ou “uma” não exclui uma pluralidade. Um único processador ou outra unidade pode preencher as funções de diversos itens citados nas reivindicações. O simples fato que certas medidas são citadas em reivindicações dependentes mutuamente diferentes não indica que uma combinação dessas medidas não pode ser usada como vantagem. Um programa de computador pode ser armazenado/distribuído em uma mídia adequada, tal como uma mídia de armazenamento óptico ou uma mídia de estado sólido, fornecida com “ou como parte de outro hardware, mas também pode ser distribuído em outras formas, tais como através da Internet ou outros sistemas de telecomunicações com ou sem fio. Quaisquer sinais de referência nas reivindicações não devem ser interpretados como limitantes do escopo.

Claims

1. SISTEMA (1, 101) PARA TRATAMENTO DE UMA CAMADA DE TECIDO DE PELE HUMANA (3), o sistema compreendendo um reservatório (7, 107), contendo, em operação, uma quantidade de um meio fluido, disposto a permitir que o meio, quando contido no reservatório, esteja em contato com uma superfície (5) da camada do tecido epitelial, uma fonte de luz (9, 109) para gerar um feixe de laser (11) durante, pelo menos, um tempo de pulso predeterminado, e um sistema óptico (13, 113) para focalizar o feixe de laser em um ponto focal (15), e para posicionar o ponto focal em uma posição-alvo; em que a posição-alvo do ponto focal está dentro do reservatório e dentro do meio, quando contido no reservatório, e em que uma dimensão do ponto focal e uma energia do feixe de laser gerado são de modo que, no ponto focal, o feixe de laser tem uma densidade de energia que está acima de um valor de limiar característico para o meio, acima do qual, para o tempo de pulso predeterminado, um evento de ruptura óptica induzida por laser ocorre no meio; caracterizado por, em operação, a posição alvo ser localizada a uma distância menor que 3 mm da superfície (5) da camada de tecido da pele (3).

2. SISTEMA (1, 101), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela fonte de luz (9, 109) ser configurada para emitir um feixe de laser (11) em um comprimento de onda em uma faixa de cerca de 250 a 3000 nm, preferencialmente em uma faixa de cerca de 800 a 1350 nm, mais preferencialmente em uma faixa de cerca de 900 a 1100 nm.

3. SISTEMA (1, 101), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pela posição-alvo, em operação, estar localizada a uma distância em uma faixa entre 300 e 900 micrômetros da superfície (5) da camada do tecido de pele (3).

4. SISTEMA (1, 101), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo sistema ser configurado de modo que, em uso, o evento de ruptura óptica induzida por laser no meio cause um jato (139) do meio, que propaga em uma direção para a camada do tecido de pele.

5. SISTEMA (1, 101), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por compreender um controlador (25) para controlar a operação da fonte de luz (9, 109) e/ou o sistema óptico (13, 113) de modo a controlar pelo menos um de uma energia de pulso de luz, a duração do pulso de luz e taxa de repetição do pulso de luz da fonte de luz e/ou a posição-alvo do ponto focal (15) com respeito ao reservatório (7, 107) e/ou, quando em uso, com respeito à superfície (5) da camada do tecido de pele (3).

6. SISTEMA (1, 101), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por compreender uma quantidade do meio fluido no reservatório (7, 107).

7. SISTEMA (101), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por compreender um sistema de abastecimento (135) para prover uma quantidade do meio para o reservatório (107).

8. SISTEMA (101), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender uma quantidade do meio fluido no sistema de abastecimento.

9. SISTEMA (1, 101), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo reservatório (7, 107) ser liberadamene acoplado com a fonte de luz (9, 109) e/ou o sistema óptico (13, 113).