CN101500647B - 包括膏药和辐射器件的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种小型的、可舒适配带的系统,该系统包括膏药(2)和在膏药上面堆叠位置的辐射器件(3)。辐射器件(3)包括光连接并由辐射源(10)边缘照射的光导9。辐射源(10)与能量源(11)电连接,所述辐射源堆叠在光导(9)的上面。设置反射器(12),以沿着目标区域(6)的方向反射辐射。由于光导(9)内部的全内反射(TIR)和多次反射,得到由辐射源(10)产生的每条辐射射线(15)的扩展,这产生了均匀照射的目标区域。

Description

包括膏药和辐射器件的系统
技术领域
本发明涉及根据权利要求1前序的包括膏药(plaster)和辐射器件的系统。
本发明还涉及适于在这种系统中使用的膏药和辐射器件。
背景技术
在伤口愈合过程中,通常分成三个阶段,1)炎症阶段,当受伤后伤口由布覆盖并通过白血细胞抵制细菌时;2)新组织形成阶段,当生成新生组织并且伤口开始收缩时,以及3)组织重新塑造阶段,当新生组织变成成熟疤痕组织时。从文献中已知,在三个阶段的任何一个中,辐射治疗(例如,光治疗)可能是有益的,也就是,因为它可以在前两个阶段中加速并增强伤口愈合过程,且它能在组织重新塑造的最后阶段中保持该过程处于控制之中,这阻碍了产生过多的疤痕组织,由此产生好的疤痕。
从专利申请WO02/100484中获知根据前序的系统。为了保证伤口和环境保持隔离且发光部分不受到来自伤口的细菌的感染或者伤口不受到来自辐射器件的细菌的感染,系统包括所述两个互相可分离的部分。在已知的系统中,膏药覆盖伤口,并将辐射器件和目标区域物理分隔。因此,当预期或者必要时,通过替换或者从膏药去除掉辐射器件来更换发光部分能够使辐射器件得到再次利用。膏药包括粘附到皮肤的粘性表面,和开口,其使光线可光到达目标区域(即,具有伤口的皮肤)。辐射装置是设置在该开口上的发光器件,该发光器件直接照射到目标区域上。已知系统的缺点在于它在目标区域上提供了相当不均匀的辐射分布。已知系统的另一个缺点在于它是比较宽敞的结构,其致使这种设计不太适于在膏药中应用,因为由于这一点,已知的系统使得病人在配带已知系统时不舒服。
发明内容
本发明的目的是提供一种开头段落提到的克服了缺陷的系统。另外,开头段落的系统的特征在于权利要求1的特征部分。为了保证均匀地辐射目标区域,而不需要使用太多和太厚的漫射层,系统设置有边光式(edge lit)光导,该光导能够在预定的表面区域上均匀地分布光。优选地,设置光提取装置,以从光导提取光并优选朝向目标区域引导光。这是类似于例如在LCD计算机屏幕中所使用的背光设计的设计。由此实现了系统的相对小型,因此改善了人对系统的可配带性。优选地,光导具有小于0.2的纵横(厚度和直径或者宽度的)比。优选地,系统具有小于0.3的厚度和直径的纵横比。能进一步降低系统尺寸的合适辐射源是LED、有机LED(OLED)或者激光二极管。由此,能够获得更小型、完整的系统,该系统位于目标区域的附近,也就是,仅仅在目标区域上或者与目标区域相邻,由此进一步改善了系统的可配带性。
系统的辐射器件优选地包括:具有安装在光导边缘的LED的侧发光光导配置。在所述的设计中,辐射例如具有630nm波长的光首先利用全内反射耦合到光导中,且最终均匀地从光导耦合出去并供给目标区域。由此实现的是,在整个目标区域上得到相对均匀的光分布。在一个实施例中,膏药的该窗口和辐射器件的光导至少部分地光接触,由此,光接触引起来自光导的一种光提取,也就是,通过光接触,局部没有发生全内反射,以及辐射透射进入窗口,而没有与光导的阻隔,并随后通过在膏药的窗口中或者上的光提取装置传送到目标区域。
膏药的窗口对于辐射是透射或至少半透射的,其和目标区域接触并优选隔离目标区域和环境。例如,窗口可以是常规的、已知凝胶膏药,其漫射辐射并在可见区中具有~50%的透射。可替换地,窗口可以是用在封闭式负压引流(VAC)器件中的箔。在VAC中,将实际上完全透光的箔涂敷在目标区域/伤口上,并在箔下产生和维持真空,这保持了伤口和环境的隔离。膏药的第一部分还可以是在可视区中具有特定透射的特别研制的膏药。目标区域可以是皮肤的受伤部分、皱纹、痤疮或者遭受例如牛皮癣、白癫风等疾病的皮肤区域。目标区域可以是待处理的更大区域的一部分,这可以是和例如牛皮癣等的情况一样,或者可以限制到后来整体处理的局部伤口。
为了再进一步改善系统的可配带性和舒适性,膏药和光导都应该由柔性材料制成,例如,硅树脂。
为了增加供给给目标区域的辐射量,系统的特征在于,光导在窗口的位置处设置有辐射提取装置。辐射提取装置例如可以是在光导外表面上的散射点,大量/大块光导中的锥形形状、凹槽或者散射颗粒。由此能够将辐射传递到覆盖目标区域的部分,而不需要和膏药的窗口材料光接触。这里,“光接触中的部分”意味着该部分具有类似的折射系数,并且它们是直接互相接触,使得辐射经过的折射系数没有明显的跳跃,如果在两个固体部分之间发现空气层将是这种情况。
在本发明的另一个实施例中,系统的特征在于,光导在背向目标区域的侧面上设置有反射器。设置有反射器的光导反射由LED发射的辐射并增强朝向目标区域引导辐射。该反射器可以是例如设置有诸如铝等金属的聚合物箔的镜面反射,或者二向色涂层,或者可替换的是例如特氟纶箔的漫反射,这取决于发到目标区域的辐射预期分布。在另一个实施例中,反射器可分离地安装到辐射器件上,以使得能够调节反射辐射的光谱或者图案,图案例如取决于治愈过程的阶段。在替换实施例中,反射器至少部分地和光导光接触,并包括光提取装置。反射器可以包括漫射和镜面反射部分。在特定实施例中,以图案设置至少部分光接触,来获得构图的光提取。
在本发明的另一个实施例中,系统的特征在于,辐射提取装置和/或反射器设置在构图结构中。相邻/相对于窗口,光导设置有辐射提取特征,例如,漫射体点、凹槽、空气泡、粗糙表面,以便于在预定区域内得到目标区域(也就是,皮肤/伤口)基本均匀的照射。当光导设置有凹槽或者点的图案时,还可以获得不同的辐射图案。可替换地,光导在朝向目标区域或者与目标区域相反的侧面可以设置有可移动箔,其可能是(部分地)反射的,或者光导可以设置有局部修改/变化的辐射提取装置,以改变辐射图案。仍然还是替换地,在背向目标区域的光导侧面上,可以提供光提取装置的变化。该特征可以有利地用在需要用不同辐射强度处理目标区域的部分的情形中。光导和/或反射器和窗口可以设置有观察窗口,以使得能够连续监控治愈过程的阶段。
在优选实施例中,系统的特征在于,辐射器件包括至少两个用于产生至少两种不同辐射光谱的辐射源。在至少两类LED以基本不同的波长发射时,例如,UV-A辐射和红色,可以同时导致例如消毒和治愈等的不同功能的组合,UV-A辐射是具有320-400nm范围内波长的辐射。
在优选实施例中,系统的特征在于,辐射器件向目标区域供给大约2.5mW/cm2的辐射密度。在窗口大约50%的透光度的情形中,这意味着接近5mW/cm2将从辐射器件发射。在大约1小时中提供的对应于大约10J/cm2能量的2.7mW/cm2的辐射密度可以加速治愈过程。根据本发明的实施例能够实现这种加速治愈过程,而没有目标区域太干燥而导致其中细菌更快速繁殖的干燥伤口的缺点。小于2.5mW的辐射密度(例如,1.0mW)也是可用的,但是占用相对长时间的治愈过程。
在优选实施例中,系统的特征在于,辐射源在相对于膏药耦合装置或者窗口区域的堆叠位置。由此实现了系统尽可能保持小/小型化。因此,和已知系统相比,仍然进一步改善了病人对于系统的可配带的舒适性,由此尽可能地减小了对病人正常机能的负面影响的危险。相同的推理适用于能量源。因此,系统的另一个优选实施例的特征在于,能量源包括相对于膏药耦合装置在堆叠位置、并背向衬底和膏药耦合装置的单元电池、柔性太阳能电池或者柔性电池组。基底包括:例如皮肤组织表面,或者是健康的皮肤组织、受感染的皮肤组织、受损害的皮肤组织、指甲组织,或者是头发组织,等等。柔性电池还可以和反射器箔组合在一起。系统优选地包括:用于为光源提供调节电流的电路。
本发明涉及膏药应用,用于伤口治愈(尤其是外科伤口),以加速伤口治愈过程并保证治愈过程结束后疤痕看上去好看,以及用于比如腿溃疡、糖尿病的溃疡和褥疮溃疡等的溃疡(非治愈伤口)。膏药还可以用于皱纹处理,可能和防皱面霜相结合,或者如果使用UV(360nm)或者蓝光(430nm),膏药可用于伤口的消毒。另外,蓝光(400-440nm)可用于痤疮(丘疹)的局部处理,以及UV辐射(312nm)可用于牛皮癣和白癜风的(局部)处理。
本发明还涉及适于在根据本发明的任何系统中使用的膏药和辐射器件。
US6,096,066公开了一种柔性膏药,其设置有阵列安装的光源,由透光聚合物材料覆盖,并设置有提供用于空气和湿气通过柔性衬底的通风路径的开口。通风开口使得系统没有被相对保护来免受环境和细菌的侵害。如果期望目标区域均匀照射,则需要非常高的光源密度,这是昂贵的,或者系统需要相对较厚,而这是不舒适的。
而且,包含在本发明的范围内的是,系统适于和医学乳剂、油脂、香液等等组合使用,并且光导任意地设置有一个或者多个通风孔。
附图说明
借助于附图将进一步阐明本发明的更多方面,其中:
图1示出了根据本发明系统的第一个实施例的横截面;
图2示出了图1的系统的俯视图;
图3示出了根据本发明系统的第二个实施例的横截面;
图4示出了用于半透明膏药的多种类型窗口的典型透射曲线。
具体实施例
图1示出了根据本发明的第一个实施例的系统1。系统1包括膏药2,且在堆叠位置(也就是,在膏药上面),辐射器件3通过第一粘合剂8粘附到膏药。系统1通过第二粘合剂4固定到人的皮肤表面5,皮肤表面5限定平面P。皮肤表面受到伤害,产生了伤口,该伤口限定了是伤口外侧顶面区域的目标区域6。目标区域6由膏药2的辐射可透射窗口7覆盖。辐射器件3包括光导9,其通过诸如透光或者半透光粘合剂等的耦合介质17、或者诸如硅胶等的耦合胶与窗口7光接触,并由辐射源10边缘照射。辐射源和光导在边缘18处互相光接触,但是光接触不是必须的。辐射源10通过连接器13与作为能量源11的太阳能电池电连接,该辐射源相对于光导9在堆叠位置,也就是,在光导9之上,而图中在太阳能电池和光导9之间的反射器12由铝制成。反射器12还覆盖光导9的端面14以及和粘合剂8相接触的光导部分,以防止从窗口7区域外部的光提取。辐射源产生辐射射线15,辐射射线15由于全内反射(TIR)停留在光导9内部。在替换实施例中,这种效果可以通过菲涅耳反射和/或在反射涂层处的反射获得。由于多次反射,获得每条辐射射线的扩展。当射线照射在散射装置16上时,射线进入窗口7,所述散射装置16存在于窗口的松散材料(bulk material)中和在表面处,也就是,在窗口7和光导9之间的分界面处。在窗口的松散材料(bulk material)中,由于散射装置16,射线在大部分窗口中漫射,并随后漫射地发射到目标区域6上。在图中,散射装置16包括:存在于窗口的硅橡胶材料中的空气/气体气泡。系统1具有大约5mm的平均厚度T和具有大约30mm的直径D(参见图2),这使得系统具有小于0.2的厚度直径比。系统1的俯视图(也就是,垂直于由皮肤表面限定的平面P)示出了圆形膏药2,和堆叠在其上的辐射器件3。为了清楚起见,用虚线表示窗口7和辐射源10的位置。
在图4中,示出了用于半透明凝胶膏药窗口的典型透射曲线,曲线A和B分别表示窗口中心和窗口边缘附近。因此通过选择窗口的漫射特性也能调节目标区域的照射图案/曲线。
图3示出了根据本发明的第二个实施例的系统1,其中系统粘附到人皮肤的皮肤表面5上。系统1包括膏药2和在堆叠位置(也就是,在膏药上面)的辐射器件3,辐射器件3通过维克罗粘扣带(Velcro)28与膏药可分离地连接。辐射器件包括作为能量源11的单元电池,该单元电池与作为辐射源10的第一LED 10a和第二LED 10b电连接。在操作过程中,LED产生相互不同的发射光谱,也就是,LED 10a产生UV-A辐射,也就是,具有大约360nm波长的辐射,以及LED 10b产生其峰值波长在大约610到660nm范围中的红光辐射。LED与光导9光连接。反射器12,图3中设置有二向色涂层的箔,通过粘合剂29可分离地堆叠在单元电池、LED和光导上面。反射器对可见的和UV-A辐射是可反射的,然而,其局部地设置有可透射可见辐射的观察窗口30,由此能够连续地监控目标区域的治愈过程。另外,反射器和光导光接触,并将构图结构作为辐射提取装置31。如图3所示,辐射提取装置31是朝向光导的反射器表面中的蚀刻点,并以变化的密度散布在所述表面上,这产生了目标区域预期、变化的照射图案。可以替换/可另外地,可以优化LED的辐射轮廓和接收光的光导边缘的形状,以获得均匀照射,尤其是当膏药的(漫散)窗口用于光提取时,例如来阻止(counteract)大部分光将在LED的位置或者与LED相邻处提取。膏药是VAC箔,其覆盖受伤皮肤表面,即目标区域6。VAC具有作为窗口7的箔,所述箔实际上可完全透射可见辐射和UV-A。VAC箔维持受伤皮肤和环境之间的真空,由此保持伤口隔离。

Claims (21)

1.包括堆叠的、互相可分离的膏药和辐射器件的系统,
所述辐射器件包括:
至少一个用于产生辐射的辐射源,
至少一个用于向辐射源供给能量的能量源,
用于朝着目标区域引导辐射的透射装置;
所述膏药覆盖至少所述目标区域,并包括:
用于将膏药和与目标区域相邻的衬底相耦合的膏药耦合装置,
用于使辐射可到达目标区域的窗口;
其特征在于,透射装置包括至少一个辐射扩展光导,且该辐射扩展光导是柔性的。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,辐射器件柔性的。
3.如权利要求1所述的系统,其特征在于,光导在窗口的位置处设置有光提取装置。
4.如权利要求1所述的系统,其特征在于,光导设置有漫射装置。
5.如权利要求1所述的系统,其特征在于,光导在背向目标区域的侧面上设置有反射器。
6.如权利要求5所述的系统,其特征在于,光导在基本上垂直于目标区域的侧面上设置有反射器。
7.如权利要求5或6所述的系统,其特征在于,光导在面向所述窗口区域外部的目标区域的侧面上设置有反射器或者反射涂层。
8.如权利要求5或5所述的系统,其特征在于,辐射提取装置和/或反射器具有构图结构。
9.如权利要求4或5所述的系统,其特征在于,反射器可分离地设置在辐射器件上。
10.如权利要求1所述的系统,其特征在于,辐射器件包括至少两个用于产生至少两种不同发射光谱的辐射源。
11.如之前任一权利要求所述的系统,其特征在于,辐射器件提供至少2.5mW/cm2的辐射密度。
12.如权利要求1所述的系统,其特征在于,膏药包括作为窗口的封闭式负压引流箔。
13.如权利要求1所述的系统,其特征在于,膏药包括半透明凝胶或者半透明橡胶窗口。
14.如权利要求1所述的系统,其特征在于,辐射器件与膏药可以分离,同时膏药维持对于目标区域的覆盖。
15.如权利要求1所述的系统,其特征在于,辐射源相对于膏药耦合装置或者窗口区域在堆叠位置。
16.如权利要求1所述的系统,其特征在于,辐射源包括半导体发光器件,例如LED、OLED和/或激光二极管。
17.如权利要求1所述的系统,其特征在于,能量源包括相对于膏药耦合装置在堆叠位置、且背向衬底和膏药耦合装置的太阳能电池。
18.如权利要求1所述的系统,其特征在于,能量源包括堆叠的柔性电池组。
19.如权利要求1所述的系统,其特征在于,辐射器件包括用于向辐射源提供调节电流的电路。
20.如权利要求1所述的系统,其特征在于,其具有小于0.2的厚度和宽度/直径比。
21.适于在权利要求1-20中的任一项所述的系统中使用的辐射器件,所述辐射器件包括:
至少一个用于产生辐射的辐射源,
至少一个用于向辐射源供给能量的能量源,
用于朝着目标区域引导辐射的透射装置;
所述膏药覆盖至少所述目标区域,并包括:
用于将膏药和与目标区域相邻的衬底相耦合的膏药耦合装置,
用于使辐射可到达目标区域的窗口;
其特征在于,透射装置包括至少一个辐射扩展光导,且该辐射扩展光导是柔性的。
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