CN102098992A - 便携式湿热系统 - Google Patents

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Abstract

一种包括水蒸汽产生部分和水蒸汽-空气调节部分的便携式湿热递送系统，所述水蒸汽产生部分包括水蒸汽源和热源，所述水蒸汽-空气调节部分包括水蒸汽-空气混合层和水蒸汽-空气分配层；所述水蒸汽产生部分和所述水蒸汽-空气调节部分流体连通；且所述水蒸汽-空气调节部分具有与所述水蒸汽-空气调节部分相邻设置的潜热递送表面，其在预选温度范围递送湿热，其中大约15％至大约95％的湿热为冷凝的潜热。方法包括递送改善的疼痛缓解、血流量、放松、和减少心脏作功负荷。

Description

便携式湿热系统
技术领域
本申请要求2008年5月15日提交的美国临时申请61/053,480和2008年8月29日提交的美国临时申请61/093,009的优先权，在此将二者以整体引入作为参考。
本发明涉及一种便携式热递送系统。具体地，本发明涉及一种产生水蒸汽和提供热的便携式热递送系统。本发明还包括制造便携式热递送系统的方法以及提供疼痛缓解、深层肌肉加热、血流量增加、心脏作功减少、放松、创伤愈合、湿气递送、活性剂递送、暖身、呼吸缓解、皮肤水化、睡眠增强和物理治疗的方法。
发明背景
一次性热包裹物(heat wrap)已经成为运用热缓解暂时不适或慢性身体疼痛(body ache and pain)的普遍方法。一次性热包裹物典型地包括用于产生热的放热组合物，其中放热组合物典型地包括金属粉末、盐和使得放热组合物在金属粉末氧化时释放热量的水。其它的一次性或可重复使用的装置可以使用通过酸碱中和产生的能量；无机盐的水合热；可重复加热的凝胶；和电能，来产生热量。已经发现此类装置一般适用于治疗与肌肉和关节僵硬、神经痛、背痛、风湿病、呼吸症状等相关的疼痛。此类装置通常产生热却含有很少水分。
一些一次性加热装置可以提供持久的热，从大约1小时至大约24小时的时间，并且通常认为其比其它常规热源如涡流器(whirlpool)、热毛巾、蒸气加热敷料整理器(hydrocollator)、加热垫和弹性压迫带(elastic compressionband)更简单和更方便使用。然而，同时递送热和水分具有益处，例如通过涡流器或热毛巾。湿热常常让人觉得更安抚和舒适，并且比干热更迅速地递送热量和缓解疼痛。然而，递送湿热的常规方法如热毛巾或涡流器可能麻烦和不便，并通常不可便携。另外，某些方法，如热毛巾和声称递送蒸汽热的一些目前的产品，仅能短时间递送热，有时15分钟或更短。
多种增强便携式热包裹物装置中放热反应以提供更长加热时间和/或提供热和水分的方法包括，在放热组合物中加入多种和不同的碳材料如活性炭和非活性炭材料。其它方法包括向放热组合物加入保水剂或持水材料以使存在过量水和产生水蒸汽。
生产提供热量和水分的加热装置的其它方法包括尝试调节放热反应的速度和程度、产生水蒸汽、调节水蒸汽的温度、和隔绝使用者的皮肤防止水蒸汽的温度可能损伤皮肤。例如，参见Ono的美国专利6,629,964。然而，大多数已知的用于提供热和水分的加热方法和装置提供了不足量的水蒸汽，因为已知的装置不能产生有效提供充足热和水分的水蒸汽量，特别在深层肌肉组织中；或不能长时间产生水蒸汽，一般少于约4至8小时，常常少于1小时，以及典型地约15分钟。而且，现有技术的此类装置设计为递送蒸气(steam)或热蒸汽(hot vapor)本身。
另外，已知技术的装置典型地通过在放热组合物中蒸发水产生水蒸汽。然而，已经知道包含活性炭和铁的典型放热组合物的热性能(thermalperformance)对组合物中的水位高度敏感和依赖。具体地，放热室(exothermicheat cell)内的过度水位(water level)可以导致加热速度缓慢。这是由于水限制了放热反应发生所需的空气的可用性。因此，空气的限制导致加热缓慢和很少或没有水蒸汽产生。然而，通过试图降低该组合物中的水位以达到快速的加热速度，却可能显著减少放热反应的持续时间；即反应将快速结束，因为活性炭由于干燥丧失了吸附氧的能力。
另外，对于高的水蒸发速度，放热组合物必须变得相当热(＞65℃)。而且，为了提供深层肌肉加热以及有效、持久的在深层肌肉中缓解疼痛，深层肌肉温度应当超过38℃。然而，由于在提高的皮肤温度下(本领域技术人员认为超过大约43℃)人体皮肤可能损伤，加热装置必须能够保持人类使用者的皮肤温度低于大约43℃同时向皮肤和深层肌肉提供大量的热。因此湿热装置必须通过保持皮肤温度低于大约43℃而防止皮肤经受放热组合物的高温，同时递送大量的热。
因此，虽然提供热和水分的技术中有进步，但是仍然存在对便携式加热装置的需求，其能够提供快速水蒸汽产生和加热、提供持久的水蒸汽产生、递送有效量的热以提供深层肌肉加热、和维持皮肤温度低于大约43℃。
发明内容
本发明包括便携式湿热递送系统，包括：
(a)包括水蒸汽源和热源的水蒸汽产生部分；和
(b)水蒸汽-空气调节部分，所述水蒸汽-空气调节部分包括水蒸汽-空气混合层，和水蒸汽-空气分配层；
所述水蒸汽产生部分和所述水蒸汽-空气调节部分流体连通；和
所述水蒸汽-空气调节部分具有与所述水蒸汽-空气调节部分相邻设置的潜热递送表面，其在预选温度范围递送湿热，其中大约15％至大约95％的湿热为冷凝(condensation)的潜热(latent heat)。
该湿热递送系统可以向潜热递送表面提供水蒸汽-空气混合物，其中所述水蒸汽-空气混合物具有大约30℃至大约50℃的露点温度(dew pointtemperature)。
本发明还包括提供治疗装置，其包括：便携式湿热递送系统，所述便携式湿热系统包括水蒸汽产生部分，其包括水蒸汽源和热源；和水蒸汽-空气调节部分，所述水蒸汽-空气调节部分包括水蒸汽-空气混合层，和水蒸汽-空气分配层；所述水蒸汽产生部分和所述水蒸汽-空气调节部分流体连通；而且所述水蒸汽-空气调节部分具有与所述水蒸汽-空气调节部分相邻设置的潜热递送表面，其在预选温度范围递送湿热，而且大约15％至大约95％的湿热为冷凝的潜热。所述装置可为选自以下的制品：背包裹物、膝包裹物、颈包裹物、月经包裹物、关节包裹物、手/腕包裹物、颈臂包裹物、面包裹物、脚包裹物、体包裹物、覆盖层(blankets)、绷带、多用途包裹物、贴片(patches)、垫及其组合。
本发明包括提供一种治疗装置，其中水蒸汽产生部分包括多个产生水蒸汽的热室(heat cell)、所述热室包括颗粒状放热组合物。
本发明还包括提供一种治疗装置，其中热源包括多个热室，且至少一部分所述热室排列成行；且其中泡沫材料条覆盖所述热室的行，其提供平行于所述热室的行的气隙(air space)。
本发明还包括提供治疗装置，其包括，(a)便携式湿热递送系统，所述系统包括水蒸汽产生部分，其包括水蒸汽源和热源，其中所述水蒸汽源为在水管理物上吸收的水，且所述热源为包括铁的颗粒状放热组合物；(b)水蒸汽-空气调节部分，所述水蒸汽-空气调节部分包括至少一个水蒸汽-空气混合层，和至少一个水蒸汽-空气分配层，其中所述水蒸汽-空气混合层为通气结构，其包括至少一层选自以下的材料：织造材料、非-织造材料及其组合，且所述水蒸汽分配层包括至少一层泡沫材料；所述水蒸汽产生部分和所述水蒸汽-空气调节部分流体连通；且所述水蒸汽-空气调节部分具有与所述水蒸汽-空气调节部分相邻设置的潜热递送表面，其在预选温度范围递送湿热。大约15％至大约95％的湿热为冷凝的潜热。
本发明还包括向使用者提供益处的方法，包括：提供包括水蒸汽产生部分的便携式湿热递送系统，其包括水蒸汽源和热源；和水蒸汽-空气调节部分，所述水蒸汽-空气调节部分包括水蒸汽-空气混合层，和水蒸汽-空气分配层；所述水蒸汽产生部分和所述水蒸汽-空气调节部分流体连通；且所述水蒸汽-空气调节部分具有与所述水蒸汽-空气调节部分相邻设置的潜热递送表面，其在预选温度范围递送湿热；向使用者的表面应用所述系统，其中潜热递送表面位于紧邻使用者的表面；开始加热所述系统；且在预选温度范围向使用者的皮肤转移湿热，其中湿热的大约15％至大约95％为冷凝的潜热。
提供湿热的本发明的装置和方法，可以改善疼痛缓解的速度、增加深层肌肉温度、增加血流量以及减少心脏作功。另外，本发明的装置和方法可以帮助创伤愈合、提供暖身、递送活性剂、递送水分至皮肤、提供放松、提供呼吸缓解、增强睡眠、帮助加热区域的物理治疗、促进或增强术后恢复、促进或增强损伤恢复及其组合。本发明的装置和方法还可以用于向皮肤和粘膜(mucus membranes)以及遍及皮肤和粘膜改善地、可控地和均匀地施加化妆和治疗组合物。
附图简述
申请文件包括至少一幅彩色附图。当请求和支付必要费用时，Patent andTrademark Office将提供本专利含彩色附图的复印件。
图1为本发明实施方案简化的横截面示意图。
图2为本发明实施方案简化的示意图。
图3为本发明实施方案的横截面示意图。
图4为本发明实施方案的俯视图。
图5a和5b为激活的便携式湿热递送系统实施方案的红外照片。图5a为外表面视图且图5b为潜热递送表面的视图。
发明详述
本发明包括一种便携式湿热递送系统，包括：水蒸汽产生部分，其包括水蒸汽源和热源；水蒸汽-空气调节部分，该水蒸汽-空气调节部分包括水蒸汽-空气混合层和水蒸汽-空气分配层，并具有与水蒸汽调节部分相邻设置的潜热递送表面。所述水蒸汽产生部分和所述水蒸汽-空气调节部分流体连通且空气和水蒸汽可以在水蒸汽产生部分和水蒸汽-空气调节部分内以及在二者之间流动。所述潜热递送表面与水蒸汽-空气调节部分相邻设置。湿热系统的潜热递送表面在预选温度范围递送湿热且大约15％至大约95％的湿热为冷凝的潜热。对于用于人体皮肤的便携式湿热系统，预选温度应当为不损伤或烫伤皮肤的温度，优选低于大约43℃。
本发明的便携式湿热递送系统安全和迅速地向人体递送热。本发明还包括安全和迅速地向身体递送热的方法，提供深层组织加热、疼痛缓解、创伤愈合、心脏作功减少、放松、血流量增加、递送水分、睡眠增强、物理治疗、和递送活性剂的方法。本发明的装置和方法可递送持久的湿热长达大约8小时。本系统可为单次使用的一次性系统或可整合为可重复使用或部分可重复使用的系统。
在此将描述在用于人体情况下的便携式湿热递送系统。然而，作为本领域熟练技术人员应当理解，此处所述的便携式湿热系统和方法也同样适用于其他动物、植物或无生命物体，且认识到潜热递送表面的最高温度和递送的热量总量可使用此处所讨论的方法进行调节以最优化用于预期使用者的性能。例如，动物体温和大小会显著区别于人，因此选择的温度范围和/或将转化为水蒸汽的水分的量和/或使用的热室的数量可能需要改变以适应所选物种的生理和/或解剖构造。
本发明可以包括、由以下组成、或基本上由以下组成：此处所述的发明元素和限定，以及任何另外的或任选的成分、组分或此处所述的限定。
此处所用的“水蒸汽”是指气态的水。“水蒸汽-空气混合物”和“水蒸汽-空气混合”是指向此处定义的“水蒸汽”添加空气。必须添加能量以完成将液态水变化为水蒸汽的相变。在此处讨论的示例性实施方案中，使用了热能。为完成从液态水至水蒸汽的相变添加的能量为蒸发的潜热。潜热的蒸发能在水蒸汽冷凝为液态水的相变时得以释放，且称为冷凝的潜热。此处所用术语“蒸气”也指气态的水且术语水蒸汽和“蒸气(steam)”可以在此处互换使用，需要理解“蒸气”仅指水蒸汽而非水蒸汽和液态水滴的混合物。
此处所用的“露点”温度是指此处所述的水蒸汽开始冷凝前水蒸汽-空气混合物必须冷却至的温度。
“湿度比”是水蒸汽的重量与干燥空气的重量的比率。
此处所用的“潜热”是指在相变(即变为或变自固体、液体或气体)过程中，物质以热形式释放或吸收的能量的量。
此处所用的“水分(moisture)”是指水。
此处所用的“湿热”是指热，其中大约15％至大约95％的可转移热能是水蒸汽的冷凝潜热的形式。由于水蒸汽和水蒸汽冷凝与湿热相关，湿热包括水分成分。湿热递送系统还可以转移水蒸汽和液态水(当冷凝发生和潜热释放时)。由于湿热递送系统可在一些实施方案中与另一种类型的热递送系统结合操作，因此应当理解大约15％至95％的潜热形式的可转移热能是指对于湿热递送系统，且产生湿热的该水平应当通过湿热递送系统维持至少大约10分钟，或者，至少20分钟，或者，至少30分钟。
此处所用的“预选温度”可包括规定温度加或减1℃或者加或减2℃，或最高温度(即不超过规定温度的温度)或温度范围，需要理解预选温度是指在规定条件下温度情况是可预测和可重现的。
术语“活性物(active)”或“活性剂”和“治疗剂”可在此处互换使用并包括药物活性物以及具有需要或有益效果的物质，例如，美容剂或芳香治疗剂。
此处所用术语“表面”可包括表面本身或一层或多层材料。
此处所用术语活性剂的″有效量″或″治疗有效量″是定义为至少足以提供所需治疗效果的试剂的量。
术语“中值颗粒尺寸(median particle size)”是指存在的比指定的中值尺寸更小的颗粒与存在的比指定的中值尺寸更大的颗粒同样多。
其它定义在其出现在本发明的说明书中时视需要给出。
此处公开的所有测径器测量的厚度均根据ASTM方法No.D5729进行测量，除非另外指明。
此处公开的所有基本重量均根据ASTM方法No.D3776进行测量，除非另外指明。
此处公开的所有空气渗透性均根据ASTM方法No.D737进行测量，除非另外指明。
此处公开的所有水蒸汽透过率(MVTR)均根据ASTM方法No.E96进行测量，除非另外指明。
所有百分率、分数和比率均为重量比，除非另外指明。所有此类重量当其关于所列成分和组分时是基于具体成分水平，因此，不包括市售可获得材料中可能包括的载体或副产物，除非另外指明。
湿热递送系统
湿热的生理益处，例如快速疼痛缓解、深层肌肉加热和血流量增加，仅在湿热装置递送了特别的、有效量的湿热时达到。为了促进方便使用，需要湿热递送系统便携化。本发明提供在便携的、方便的、安全的湿热递送系统中递送有效量的湿热。本发明的便携式湿热递送系统包括水蒸汽产生部分，其包括水蒸汽源和热源；水蒸汽-空气调节部分，所述水蒸汽-空气调节部分包括水蒸汽-空气混合层和水蒸汽-空气分配层和潜热递送表面。具体的，设计该结构用于提供水蒸汽和空气混合和分配，以提供快速、安全、有效和持久的湿热产生和转移。
在图1中提供了示例性湿热系统的横截面示意图。参考图1，该系统包括水蒸汽产生部分10，和水蒸汽-空气调节部分20。所述水蒸汽-空气调节部分20包括水蒸汽-空气混合层24和水蒸汽-空气分配层22。如图1所示，水蒸汽-空气调节部分20插入水蒸汽产生部分10和潜热递送表面30之间。图1所示的湿热递送系统还包括外表面层40。外表面40位于紧邻水蒸汽产生部分10处并与潜热递送表面30相对。
在一个实施方案中，水蒸汽产生部分产生水蒸汽，该水蒸汽在大约50℃至大约70℃的温度。由于形成了水蒸汽，不仅水蒸汽被温热，而且热以蒸发的潜热得以保存。为了产生水蒸汽、水蒸汽源必须迅速加热且提供高的水蒸发速度达至少大约10分钟的时间，优选大约30分钟或更长。当水蒸汽冷凝时，保存的蒸发热得以释放。水蒸汽是理想的转移热量的候选物，因为当其冷凝时通过潜热进行的热转移的程度，以及因为水蒸汽容易产生和获得。在此处所述的示例性实施方案中，使用放热组合物(exothermic thermalcomposition)如美国申请系列号11/233916公开的基于铁的热组合物(thermalcomposition)生成用于产生水蒸汽的热。然而，作为本领域熟练技术人员将理解，同样可使用其他热材料组合物和/或热源和/或其它能量源，以在本发明实践中产生热。
在示例性实施方案中，水蒸汽产生部分包括用于产生热的热组合物(thermal composition)和可用于蒸发的水。任选，可以相互混合这些组分。
湿热系统的水蒸汽-空气调节部分具有多种用途和功能。第一个功能是允许充足的空气进入水蒸汽产生部分，以支持放热反应。提供充足空气以支持放热反应是重要的，因为该便携式湿热递送系统的可渗透部分穿戴在身体上(is worn against the body)。为了蒸发放热组合物中的水，组合物的温度可以高至大约70℃。然而，由于人体皮肤在大约43℃时可被烫伤，必须保护其隔离热的放热组合物。因此，在本湿热递送系统中，由于产生了水蒸汽，其离开水蒸汽产生部分经过/进入水蒸汽-空气调节部分。由于水蒸汽经过水蒸汽-空气调节部分，水蒸汽与空气混合并分配，使得蒸汽空气混合物的露点温度低至预选温度范围。对于人体的一般性使用，这优选为不伤害皮肤或其它组织的温度。通常，认为大约43℃或更低为不烫伤皮肤的温度。然而，应当认识到用高温源接触皮肤导致烫伤仅发生在当皮肤不能消散其接受的能量时。因此，能量转移以及温度决定组织损伤的可能性。典型地在干燥的或有传导性的热转移中，当皮肤温度超过大约43℃时发生烫伤。然而，不希望局限于理论，认为在湿热的情况下，多数能量通过冷凝的潜热转移。因此，水蒸汽空气混合物的温度可以更高如大约50℃，而且如果通过水蒸汽转移的能量的量不足时，和/或在不足以将皮肤温度升高超过43℃的速率下转移时，和/或在足以维持皮肤温度在大约43℃或更低的速率下消散时，皮肤不会被烫伤。
本发明的系统能够使使用者使用高于大约43℃的温度而且不伤害人体组织。之前认为为了防止皮肤烫伤，离开湿热装置的水蒸气的温度本身必须降低至低于大约50℃，其通过干球温度计或热电偶测量。然而，本发明者已经发现组织损伤的可能性和/或能量转移并非可靠地在用常规的干球或热电偶测量的温度中反映出来，而更可靠地与水蒸汽的露点温度有关。不同于干球温度，露点温度与气体混合物中水蒸汽的量有关。露点温度通过水蒸汽-空气混合物的湿度比确定，其为空气中水分的绝对水平。露点温度和湿度比的关系为露点温度随着湿度比增加而增加。水蒸汽-空气混合物的能量含量更容易受到水蒸汽的量(即保存的潜热)影响，而非受其干球温度(即可感觉的热)影响。当调节水蒸汽-空气比时，可能存在水蒸汽-空气混合物的干球温度的偶然降低。然而，不必调节水蒸汽-空气混合物的干球温度，因为在温度变化中得到或失去的能量显著低于以潜热存在的能量。因此，通过潜热转移的能量的量可以通过调节水蒸汽与干燥空气的比例来控制。该比例可以表示为水蒸汽的磅数/干燥空气的磅数或表示为水蒸汽的千克数/干燥空气的千克数。
作为对调节露点温度而非调节干球温度点的重要性的说明，考虑示例性条件A和B，其中条件A和B具有相同的焓或能含量和不同的水蒸汽量。条件A为在其饱和点(最大水蒸汽)的水蒸汽-空气混合物并具有大约43.3℃(大约110°F)的干球温度。由于该混合物为饱和的，因此干球温度和露点温度是相同的。在条件A的水蒸汽-空气比为大约0.06磅水蒸汽/磅干燥空气。
条件B具有较低的湿度，或较低饱和的水蒸汽-空气混合物且水蒸汽-空气比为大约0.052磅水/磅。为了具有与条件A相同的能含量，条件B需要在比条件A显著更高的干球温度(大约60℃)下。条件B的水蒸汽-空气比为大约0.052磅水/磅干燥空气，对应于大约40.6℃的露点温度。当如条件B的水蒸汽-空气混合物接触皮肤时，将不会在60℃烫伤皮肤，因为热量转移速度非常低。当其接触皮肤时，水蒸汽-空气混合物将在大约40.6℃(大约105°F)下冷却和冷凝在皮肤上。当其冷凝时，能量转移速度将非常高但不会烫伤皮肤，因为其冷凝温度或露点温度仅为40.6℃。相反，条件A的水蒸汽-空气混合物将在大约43.3℃(大约110°F)下冷凝在皮肤上并迅速转移其潜热含量。因此，条件A形成了比条件B更大的导致皮肤烫伤的风险，尽管其干球温度显著低于在条件B的水蒸汽-空气混合物的温度。
因此，不同于现有技术，本发明调节水蒸汽-空气混合物比，与调节水蒸汽-空气混合物的干球温度完全不同。通过调节水蒸汽-空气比，冷凝温度或露点温度得以控制。当水蒸汽-空气比调节至低于大约0.085磅水蒸汽/磅干燥空气时，露点温度低于50℃。优选地，调节水蒸汽-空气比低于大约0.060磅水蒸汽/磅干燥空气将降低水蒸汽-空气混合物的露点温度至低于43℃。控制湿热包裹物的露点温度的一个优点为系统的热力学提供了温度调节，其中潜热的转移通过皮肤温度得以调节(即潜热在露点转移。因此，转移将不会发生，除非皮肤温度等于或低于水蒸汽的露点)。这对于皮肤不能消散热量的危险人群，以及由于低血流量、高脂肪含量等的正常人群特别有用。通过将露点温度控制至低于43℃，可以避免危险人群的皮肤烫伤，因为当皮肤温度达到露点温度时通过潜热的转移将会停止。
因此，为了避免皮肤烫伤，必须调节水蒸汽对比干燥空气的量或比，以使水蒸汽在不会导致组织伤害的温度下冷凝。例如对于人体皮肤，如果露点温度低于例如大约43℃，不会发生对组织的伤害。
对于需要在更高露点温度时的应用，例如一些治疗应用，水蒸汽-空气比可以更高。在这些应用中，皮肤温度可以仍然低于43℃，因为本发明者已经惊讶地发现使用本发明的湿热系统时，血液流注显著增加。任选地，假如高水蒸汽-空气混合物与皮肤的接触时间短和/或仅一部分水蒸汽允许在皮肤上冷凝时，还可以使用高露点温度。短的接触时间限制可用于接触皮肤的水蒸汽的量。或者，可以设计本系统使得一部分水蒸汽导向皮肤而且使得一部分水蒸汽逸出系统远离皮肤。接触时间和或允许接触皮肤的水蒸汽-空气混合物的量可以通过包裹物的设计和通过包裹物中热室的位置而影响。
本发明的便携式湿热递送系统选择性引导(direct)水蒸汽。在既定用于人的系统中，水将引导至使用者的皮肤。对于人使用，达到皮肤的水蒸汽将具有在所需的治疗露点温度的露点，所述所需的治疗露点温度大约36℃至大约50℃，或者大约36℃至大约45℃，或者大约36℃至大约43℃，或者大约36℃至大约42℃，或者大约38℃至大约42℃和或者大约38℃至大约40℃。该系统可以引导水蒸汽至所选目标达大约二十秒至大约八(8)小时的时间，或者大约二十分钟至大约五(5)小时，和或者大约半(1/2)小时至大约二(2)小时。对于人使用，最高的皮肤温度和在最高的皮肤温度下维持皮肤温度的时间长度可以适当选择用于需要该治疗的人，使得达到所需的质量益处却不具任何副作用如皮肤烫伤。水蒸汽-空气调节部分确保向使用者的皮肤递送了治疗量的湿热却不具副作用。
湿热系统的水蒸汽-空气调节部分具有水蒸汽-空气混合层和水蒸汽-空气分配层。另外，由于水蒸汽-空气调节器的一个功能为调节水蒸汽与空气的比例，水蒸汽-空气调节部分必须与水蒸汽产生部分流体连通，并且水蒸汽在水蒸汽-空气产生部分和水蒸汽-空气调节器部分之间自由通过。在示例性实施方案中，水蒸汽-空气调节部分与水蒸汽产生部分相邻。另外，水蒸汽-空气调节部分需要空气供给以完成水蒸汽-空气比的调节，但是当需要特殊比例或比例范围时，空气供给的调节是需要的。可以调节空气供给，例如，通过控制用于构造该系统的材料的密度和/或孔隙率，或者，通过在水中和/或空气不可渗透材料中使用通道和孔口。
水蒸汽-空气调节部分和终端用户之间的接触面为潜热递送表面。在示例性人应用的情况下，这将是湿热递送系统紧邻人皮肤的表面。在一些实施方案中，潜热递送表面可以接触或部分接触皮肤表面。在其它的实施方案中，在潜热递送表面和皮肤之间可能需要小的空隙。在湿热递送系统中，将产生的水蒸汽优先导向潜热递送表面。水蒸汽可经过潜热递送表面达到使用者，水蒸汽可在将潜热能转移至使用者的潜热递送表面冷凝，或者，可能同时发生水蒸汽冷凝和水蒸气转移。
已经选择了潜热递送“表面”的术语。然而，表面并非有意限制为任何特殊的几何形状，并且包括但不限于，平面表面、波状轮廓表面和不规则表面。潜热递送表面可以包括一层材料。任选地，潜热递送表面可整合附着至水蒸汽-空气调节器部分，和/或水蒸汽-空气调节器部分的一部分的表面。或者例如，潜热递送表面可作为该系统可重复使用的固定器(holder)的一部分。
水蒸汽产生部分
本发明的水蒸汽产生部分包括至少一个水蒸汽源和一个热源。水蒸汽源可以以任意种数量的方式产生能量和水蒸汽。热源的非-限制示例包括通过化学能；通过酸和碱中和产生的能量；无机盐的水合热；可再加热凝胶和电能。水蒸汽源可以合并热源。例如放热室可以包括燃料(即热源)和水和/或在水管理物(water manager)中保存的水的混合物，作为湿热递送系统的水蒸汽产生部分。或者，水和燃料(即热源)可以分离，且水从贮器供应或施用至表面如皮肤，然后接触热量产生源产生的热。在包括与水不相容的能量源(如电元件)的水蒸汽产生部分中，能量源可用于加热分离的含水单元以产生水蒸汽。用于本发明的水蒸汽产生部分的非-限制示例使用放热组合物，并在至少一个产生水蒸汽的热室中形成的水管理物中包含水。湿热递送系统可以包括一个热室或多个热室。多个热室特别有用于本发明的系统。多个热室可提供各种尺寸和形状的灵活系统。另外，多个热室的使用可提供水蒸汽-空气混合比例的简单控制，用于控制露点。例如，用于固定的水蒸汽混合和通气(aeration)设计的露点温度可以通过增加/减少热室的数量升高/降低。令人惊奇的，本发明者还发现加热的持续期和递送的总能量可以通过改变水蒸汽产生部分每单位面积使用的热室的数量得以控制。每单位面积热室的数量越多，提供的加热的持续期越久。每单位面积热室的数量越少，提供的加热的持续期越短。在一些实施方案中，可能需要使用湿热递送系统和其它类型的热室如干热室的组合。
放热组合物
在一个示例性实施方案中，通过包括颗粒状放热组合物的放热室提供用于产生水蒸汽的热能。放热组合物包括可流动颗粒状预混合物和盐水溶液。在美国专利申请系列号11/233,916中公开的放热组合物为合适的放热燃料组合物的示例。
颗粒放热组合物同时具有期望的特征以及实现所期望特征而需要解决的某些考虑事项。例如，放热室的性能可以两种主要方式受到放热组合物的颗粒成分的颗粒尺寸影响。首先，放热组合物的颗粒成分的颗粒尺寸的改变可导致放热组合物中颗粒的分离或离析(segregation)。颗粒尺寸直接影响颗粒的流动性而且颗粒成分的流动性可改变，导致颗粒分离或离析。放热组合物中由于颗粒离析的变化可导致低于最佳的和/或期望的反应表现。
此处定义的放热组合物包括具有限定的中值颗粒尺寸范围的颗粒成分，使得放热组合物抵抗颗粒分离或离析。然而，认为具有中值颗粒尺寸范围高于或低于此处所限定的范围的颗粒成分适用于此处所定义的放热组合物。
放热室的性能可受到放热组合物的颗粒成分的颗粒尺寸影响的第二种方式为，颗粒尺寸影响通过颗粒放热组合物的空气的可达性。为了支持和维持剧烈的用于释放水蒸汽的放热反应，颗粒放热组合物应为多孔的，以允许空气自由进入颗粒放热组合物的反应物中。颗粒放热组合物应为多孔的，即使在最初的高水含量时(用于高水蒸汽产生)，并在整个反应过程中维持多孔的。为了成为和维持多孔，颗粒放热组合物需要具有有效的水管理物部分且放热组合物部分的颗粒尺寸应显示疏松的颗粒装填表现。不希望局限于理论，认为合适的孔隙率和维持孔隙率是创造具有长时间热量产生(即热量产生达大约8-24小时)的热室和在多个热室中创造具有一致的、可再现的表现的组合物的重要因素。
在一个实施方案中，本发明的热室包括颗粒放热组合物，当热室包括在便携式湿热递送系统中时，该放热组合物提供可靠的加热，并因此提供可靠和大量的水蒸汽产生达几分钟至几小时的时间范围。示例性颗粒放热组合物包括颗粒预混合组合物和盐水溶液。
颗粒预混合组合物的成分可包括铁粉、碳、吸收胶凝材料(absorbentgelling material)和水，其成分在下文详细描述。盐水溶液的成分可包括金属盐、水和任选的氢气抑制剂如硫代硫酸钠。此处所定义的颗粒放热组合物通常通过如下方法制备：构造颗粒预混合组合物并将预混合物与盐水溶液迅速混合(dosing)以致形成放热组合物。
对于用于湿热装置中，颗粒放热组合物应具有提供快速开始加热和提供热量达持久的时间的能力。本领域已知的典型放热装置通常可迅速提供高程度的热量但仅持续几分钟，或其可提供热量达持久的时间，但可能需要长达大约30分钟来加热。本发明同时提供迅速和持久的加热，其部分通过选择颗粒放热组合物中的成分达成。通过非-限制示例的方式，通过改良成分颗粒尺寸，可控制加热速度、加热持续期和放热反应的温度。
通过例证的方式，一个改良放热反应的具体方法包括使用具有中值颗粒尺寸为大约200μm的铁粉和具有中值颗粒尺寸大约300μm的吸收胶凝材料，其中吸收胶凝材料与铁粉的中值颗粒尺寸比为大约1.5∶1。该吸收胶凝材料与铁粉的特别比例提供了显示快速开始加热和水蒸汽产生的放热组合物，其难于用常规的放热组合物达成。不希望局限于理论，认为在常规的放热组合物中尝试加入高含量水分，导致水进入间隙的颗粒空隙中，其限制了氧气流动并减慢开始加热的速度。为了保持水不进入间隙的颗粒空隙容积中，常常将水管理物(water manager)加入放热组合物以吸收过量水分。然而，大多数水管理物如蛭石和吸收胶凝材料具有显著大于铁颗粒的颗粒尺寸，因为根据铁氧化反应受到铁颗粒的表面积限制的观点，本领域的常规实践中使用非常细的铁颗粒。因此，照惯例认为小的铁颗粒增加铁的表面积。
然而，如美国专利申请号11/233916中发明者发现和描述，孔隙率为反应速度的重要因素。因此，水管理物和铁颗粒的尺寸不一致性可促进颗粒离析和紧密颗粒装填，抑制反应。例如，当水管理物与铁颗粒的颗粒尺寸比大于大约7∶1时，可以发生紧密的颗粒装填和抑制反应。
因此，就本发明，使用了具有吸收胶凝材料与铁粉的特别的中值颗粒尺寸比例的放热组合物以达成期望的装填。所选的颗粒尺寸分布和比例促进防止过量水进入间隙的颗粒空隙容积，并防止颗粒离析和装填空隙容积，使得达到更快的开始加热速度。本发明中吸收胶凝材料与铁粉的中值颗粒尺寸比为大约10∶1至大约1∶10，或者大约7∶1至大约1∶7，或者大约5∶1至大约1∶5，和或者大约3∶1至大约1∶3。
铁
认为此处定义的示例性颗粒放热组合物根据铁粉的氧化释放热量。对于铁粉的纯度、种类、尺寸等没有特别的限制，只要其可通过与水和空气的氧化反应产生热。
本发明的颗粒放热组合物包括一种或多种铁粉成分，其浓度范围大约10％至大约90％，或者，大约30％至大约88％，或者，大约50％至大约87％，以干燥预混合组合物的重量计。另外，本发明的系统可包括大于大约0.1g铁粉/cm3热室。
铁粉的适合来源的非-限制示例包括铸造铁粉、还原铁粉、电解铁粉、碎铁粉(scrap iron powder)、海绵铁、生铁、熟铁、各种钢、铁合金、这些铁来源的处理的品种及其组合。
海绵铁是一种铁粉来源，由于海绵铁的高内表面积其可能特别有利。由于内表面积比外表面积大几个数量级，反应性可能不受颗粒尺寸控制。市售购得的海绵铁的非-限制示例包括M-100和F-417，其均购自位于New Jersey，USA的Hoeganaes Corporation。
具有大约50μm至大约400μm、或者大约100μm至大约400μm、或者大约150μm至大约300μm中值颗粒尺寸的铁粉为适用于此处的尺寸的示例。其它尺寸也可适用，只要铁的中值颗粒尺寸与吸收胶凝材料的中值尺寸的比例使得颗粒的尺寸和分布提供的颗粒装填具有充足的空隙容积以使得空气基本上自由进入。
此处定义的铁粉和任何其它颗粒成分的中值颗粒尺寸可使用筛法如ASTM方法B214中公开的方法确定。通常，将颗粒通过一系列由不同尺寸组成的筛，并测量保留在各筛上的颗粒的重量分数。然后使用在各筛中的颗粒的重量分数构造累计重量分布曲线。通过绘制颗粒尺寸相对颗粒尺寸小于保留在下一个最大筛上的颗粒尺寸的颗粒的累加重量百分比的图构建累计重量分布曲线。由累计重量分布曲线确定中值直径，其中中值直径定义为对应于50％累计重量的颗粒尺寸。构建累计重量分布曲线的详细方法在ParticleSize Measurement，153-156页，第四版，Terrence Allen，(1990)中的“Methodsof Presenting Size Analysis Data”中描述。
碳
在本发明的一个实施方案的示例性颗粒放热组合物中，包括一种或多种碳成分，其浓度大约1％至大约25％、或者大约1％至大约15％、或者大约1％至大约10％，以组合物的重量计。
适用于此处的碳的非-限制示例包括活性炭、非-活性炭及其混合物。碳成分具有大约25μm至大约200μm、或者大约50μm至大约100μm的中值颗粒尺寸。活性炭特别有用。另外，各种碳的组合也有用。
活性炭在内部结构中非常多孔，给予其特别优良的氧气吸咐能力。实际上，活性炭在其湿润时具有非常良好吸收氧气的能力，因此使得活性炭作为氧化反应中的催化剂起作用。当存在高吸水材料如吸收胶凝材料或蛭石时，可以限制水对于碳的可得性。因此，加入高吸水材料前将活性炭预先润湿是重要的。不受理论限制，认为活性炭应预先润湿，因为当颗粒预混合物与盐水混合时活性炭不能有效完成对抗高吸水材料。当活性炭预先润湿时，吸附的热量得以释放，使得通过活性炭吸收的水处于热力学上低能量状态，因此水不从活性炭迁移至高吸水材料。因此，当加入高吸水材料时活性炭保持湿润，并能作为吸附氧气的催化剂起作用。
除了其催化性能，活性炭可作为用于放热反应的辅助的水管理物提供益处和/或吸收如铁粉氧化产生的气味。
适合的碳的非-限制示例包括由椰子壳、木材、木炭、煤、骨煤等制得的活性炭，且其组合适用于此处使用，但是由其它原材料如动物产品、天然气、脂肪、油、树脂制得的那些及其组合也有用。对于所用活性炭的种类没有限制。然而，优选的活性炭具有良好的氧气吸收能力。市售来源的活性炭的示例为由位于Covington，VA，USA的MeadWestvaco购得的活性炭。
另外，此处定义的颗粒放热组合物中的碳的量应最小化，以最大化间隙的颗粒空隙容积。碳为典型的最细颗粒成分且过量的碳可导致碳填满其它材料的较大颗粒之间的间隙的颗粒空隙容积。因此，用于产生湿热的放热组合物中所需的碳的量通常显著少于用于常规的放热组合物中的碳的量，因为此处使用了相对高水平的吸收胶凝材料。因此，此处的碳主要以其催化活性使用并最少的因其水保留性能。
低水平的预先润湿的碳对于高速生产本发明的热室也是高度需要的，因此低水平的预先润湿的碳能使预混合物容易吸收盐水溶液。使用高水平的碳，盐水吸收速率因为碳的润湿而较慢。因此，低水平的预先润湿的碳显著增加此处定义的热室的生产速度。
吸收胶凝材料
本发明的颗粒放热组合物包括一种或多种吸收胶凝材料，其浓度为大约1％至大约25％、或者大约1％至大约15％、或者大约1％至大约10％，以组合物的重量计。
适用于此处的吸收胶凝材料(“AGM’)使得水以物理或化学方式保留在本发明的颗粒放热组合物内。具体地，吸收胶凝材料提供保存用于释放的水的功能并以控制的方式释放水。一旦加热，保存的水从AGM释放并通过吸收热量转化为水蒸汽，因此，将热能保存为水蒸汽中蒸发的潜热。另外，部分保存的水可用于维持活性炭湿度水平。通过在AGM中而非间隙的颗粒空隙容积中保存过量的水，热室中的放热组合物能迅速氧化铁并产生足够高的内部温度，以从保存在AGM中的水产生水蒸汽。由于AGM的高水保存能力，热室中的放热组合物维持高度的反应性达持久的时间。希望不局限于理论，认为AGM可防止或抑制液态水进入和/或维持在颗粒放热化合物的间隙空隙内，借此促进防止放热组合物的“溢流(flooding)”。
适合的吸收胶凝材料的非-限制示例包括具有液体吸收性质且与水接触时可形成水凝胶的吸收胶凝材料。该吸收胶凝材料的示例为基于多元酸如聚丙烯酸的水凝胶-形成、吸收胶凝材料。此类的水凝胶-形成聚合材料为一旦与液体如水接触即吸取该液体并因此形成水凝胶的材料。这些特别有用的吸收胶凝材料通常包括基本上水-不溶的、轻度交联的、部分中和的、水凝胶-形成聚合材料，其由可聚合的、不饱和的、含酸单体制得。在该材料中，由不饱和的、含酸单体形成的聚合成分可构成(comprise)整个胶凝剂或可接枝到其它类型的聚合物部分如淀粉或纤维素上。丙烯酸接枝的淀粉材料即为后一类型。因此，特别的适合的吸收胶凝材料包括水解的丙烯腈接枝的淀粉、丙烯酸接枝的淀粉、聚丙烯酸酯、基于马来酸酐的共聚物及其组合。聚丙烯酸酯和丙烯酸接枝的淀粉材料特别有用。市售来源的聚丙烯酸酯的非-限制示例包括由位于Chattanooga，Tennessee，USA的Nippon Shokubai购得的聚丙烯酸酯。
所述吸收胶凝材料具有的中值颗粒尺寸为大约300μm至大约800μm、或者大约400μm至大约800μm、或者大约500μm至大约800μm。具有中值颗粒尺寸为300μm或更大的吸收胶凝材料已经显示有助于最小的或无颗粒离析效应。减少离析效应提供了改善的持久的温度，使得达到所需的治疗热量益处却无副作用如皮肤烫伤。减少离析效应还使得包括多个热室并提供长达五小时的润湿治疗热量的便携式热量递送装置的高速产生。
如上所述，此处定义的颗粒放热组合物具有特别的吸收胶凝材料与铁粉的中值颗粒尺寸比。已经发现包括限定选择的这些成分的中值颗粒尺寸比的放热组合物显示了最小的或无离析效应，其使得放热组合物满足所需的治疗湿热益处的既定热性能。
除了吸收胶凝材料，本发明的颗粒放热组合物可任选包括具有毛细功能(capillary function)和/或亲水性质的其它持水材料。这些任选的持水材料可包括在颗粒放热组合物中，其浓度为大约0.1％至大约25％、或者大约0.5％至大约20％、和或者大约1％至大约15％，以组合物的重量计。该任选的持水材料的非-限制示例包括蛭石、多孔硅酸盐、木粉(wood powder)、木屑(woodflour)、棉花、纸、植物物质、羧甲基纤维素盐、无机盐及其组合。吸收胶凝材料和任选的持水材料进一步在美国专利号5,918,590和5,984,995中描述。
金属盐
本发明的颗粒放热组合物包括一种或多种金属盐，其浓度为大约0.5％至大约10％、或者大约0.5％至大约7％、和或者大约1％至大约5％，以组合物的重量计。
适合用于此处的金属盐的非-限制示例包括作为反应促进剂的那些金属盐，用于活化铁粉的表面以促进与空气的氧化反应和提供电传导至放热组合物以维持腐蚀(即氧化)反应。通常，可以单独或组合使用几种适合的存在的碱、碱土和过渡金属盐，以维持铁的腐蚀反应。
适合的金属盐的非-限制示例包括硫酸盐、氯化物、碳酸盐、醋酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐及其组合。硫酸盐具体的非-限制示例包括硫酸铁、硫酸钾、硫酸钠、硫酸锰、硫酸镁及其组合。氯化物具体的非-限制示例包括氯化铜、氯化钾、氯化钠、氯化钙、氯化锰、氯化镁、氯化亚铜及其组合。氯化铜、氯化钠及其混合物为特别有用的金属盐。市售来源的氯化钠的示例包括由位于Chicago，Illinois(USA)的Morton Salt购得的氯化钠。
水
本发明的颗粒放热组合物包含水，其浓度为大约1％至大约50％、或者大约1％至大约35％、以及或者大约5％至大约33％，以组合物的重量计。适合用于此处的水可来自任何合适的来源，其非-限制示例包括自来水、蒸馏水、去离子水或其任意混合物。
已知放热室的热性能对水分水平高度敏感，少量水仅得到短时间的反应，而太多水减慢了期望的加热速度和/或“溢流”该热室并终止反应。在产生湿热的装置中，由于需要供给水以产生湿热的水蒸汽，因此难度更大。然而，已经发现通过选择本发明的铁和AGM的颗粒尺寸的大小和分布形成的具有间隙空间的颗粒放热组合物不仅提供了在反应过程中高效产生大量水蒸汽(超过0.25克水蒸汽每室)的热室，还提供了具有快速初始加热时间以迅速达到所需温度的热室。这通过包括水与吸收胶凝材料的足够重量比而达成，使得颗粒放热组合物具有高的内部水保留(优选将AGM作为主要的贮藏室)和高的间隙颗粒空隙容积。本发明的颗粒放热组合物包括水与吸收胶凝材料的重量比为大约3∶1至大约9∶1、以及或者大约4∶1至大约7∶1，以放热组合物的重量计。
本发明的颗粒放热组合物可包括高含量的水且还以比现有热室更低的室重量水平构建。因此，本发明的放热组合物更有效地利用了高水浓度，且需要更少放热组合物以达到所需量和持续时间的水蒸汽产生。
任选成分
本发明的放热组合物还可包括一种或多种已知的或另外有效用于放热组合物的任选成分，条件是任选成分在物理上和化学上与上文所述组成成分相容，或不过度地影响产品稳定性、美观或性能。
适合用于此处的任选成分包括以下材料：如用于颗粒凝聚的凝聚助剂，其非-限制示例包括玉米糖浆、麦芽糖醇糖浆、结晶山梨醇糖浆和无定型山梨醇糖浆；干粘合剂(dry binders)，其非-限制示例包括维晶纤维素、微粉纤维素、麦芽糖糊精、喷雾乳糖(sprayed lactose)、共晶蔗糖和糊精、改良的右旋糖、甘露醇、预胶凝淀粉、磷酸二钙和碳酸钙；氧化反应增强剂，其非-限制示例包括元素铬、锰、铜和包括所述元素的化合物；氢气抑制剂，其非-限制示例包括无机和有机碱性化合物和碱性弱酸盐，其具体非-限制示例包括硫代硫酸钠、亚硫酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钙、碳酸钙和丙酸钠；填充剂，其非-限制示例包括天然纤维素碎片，包括木尘、棉绒和纤维素、以碎片形式的合成纤维，其包括聚酯纤维、泡沫状合成树脂如泡沫状聚苯乙烯和聚氨酯，无机化合物，其包括二氧化硅粉末、多孔硅胶、硫酸钠、硫酸钡、氧化铁和氧化铝；防结块剂，其非-限制示例包括磷酸三钙和铝硅酸钠；及其混合物。
该成分还包括增稠器，其非-限制示例包括玉米淀粉、马铃薯淀粉、羧甲基纤维素和α-淀粉；和表面活性剂，其非-限制示例包括阴离子、阳离子、非离子、两性离子和两性表面活性剂。其它任选成分可视需要包括在此处的组合物或系统中，包括延展剂(extending agents)，其非-限制示例包括硅酸盐(metasilicates)、锆和陶瓷及其混合物。可包括在颗粒放热组合物中的任选成分浓度大约0.01％至大约35％、以及或者大约0.1％至大约30％，以组合物的重量计。
需要氧以用于发生氧化反应。然而，在此处呈现的示例性实施方案中不需要内部氧源。任选地，在本发明范围内的其它实施方案中，在其制备时可在颗粒放热组合物中掺入产生氧的化学材料。适合用于本发明的氧来源的非-限制示例包括空气和各种纯度的人造氧。空气特别有用因为其方便和廉价。
热室
本发明的水蒸汽产生部分的热室可包括颗粒放热组合物，其利用放热的铁氧化反应系统以提供水蒸汽源。包括颗粒放热组合物并用作水蒸汽源以递送湿热的热室应具有即使在高水含量时能维持高反应性的颗粒放热组合物。高水含量提供高速率的水蒸汽产生达延长的时间。当被加入便携式湿热递送系统的水蒸汽产生部分时，颗粒放热组合物提供快速的水蒸汽产生。水蒸汽产生部分与水蒸汽-空气调节部分连通，后者通过调节水蒸汽空气混合物中水蒸汽和空气的比例调节水蒸汽露点至预选温度。对于人用，预选的露点温度优选不伤害人组织的温度。
本发明的放热组合物为颗粒放热组合物。此处所用的“颗粒”是指包含在组合物中的分离的颗粒。此处定义的颗粒放热组合物包含分离的颗粒，其中各颗粒具有大约25μm至大约800μm的中值颗粒尺寸。优选颗粒尺寸的范围得到具有间隙的孔隙空间(pore space)的组合物。
在示例性实施方案中，通过制备湿润的碳、铁和AGM的预混合物，然后用盐水溶液处理制备放热组合物。在一个示例性实施方案中，组合物包括大约10％至大约90％重量的铁粉；大约1％至大约25％重量的碳，其选自活性炭、非-活性炭及其混合物；大约1％至大约25％或者大约2％至大约12％重量的吸收胶凝材料；和大约1％至大约50％、或者大约1％至大约35％或者大约15％至大约35％重量的水。本发明的示例性单个热室可包括大约0.4g预混合物/室至大约2.5g预混合物/室，和大约0.4g盐水溶液/室至大约1.5g盐水溶液/室。本发明的热室可包括的每室的总室重量，为大约0.8g至大约10.0g、或者大约1.5g至大约3.5g、以及或者大约2.5g至大约3.0g。在湿热递送系统的示例性实施方案中，可以使用多个热室构建系统。
如上所述，颗粒成分尤其是放热组合物的铁和AGM的颗粒尺寸的选择对于最小化放热组合物内的颗粒分离或离析是至关重要的。颗粒尺寸直接影响颗粒的流动性且颗粒成分的流动性可改变，导致颗粒分离或离析。此处定义的放热组合物优选包括具有限定中值颗粒尺寸范围的颗粒成分，使得放热组合物抗颗粒分离或离析。然而，认为具有中值颗粒尺寸范围高于或低于此处定义的范围的颗粒成分适合用于此处定义的放热组合物。
本发明的热室比最常规的商品热室小，因为颗粒尺寸选择将用于补偿颗粒离析效应的过量水平的放热组合物的需求最小化。如上所述，在本发明的颗粒放热组合物中通过使用与吸收胶凝材料成特别比例的铁粉减少颗粒离析效应。另外，不受理论限制，认为该放热组合物的氧化反应速度受放热组合物的孔隙率控制。氧经过颗粒放热组合物的可达性(accessibility)受颗粒装填状态(即间隙的空隙容积)和放热组合物中存在的水的量的影响。颗粒装填状态至少部分通过颗粒的相对颗粒尺寸和尺寸分布确定。
在示例性实施方案中，热室以统一的结构形成，其包括至少两个相对表面，优选一个基本非-空气-渗透和非-水分-渗透表面如薄膜层底物材料，和一个高空气-渗透和水分-渗透的通气表面如聚合物非-织造材料。为了将水蒸汽导向皮肤，热室的空气和水分可渗透侧设置朝向湿热递送系统的潜热递送表面侧。在一个实施方案中，该空气和水分可渗透表面插入热室和湿热递送系统的水蒸汽-空气调节部分之间，且水蒸汽-空气调节部分插入热室和潜热递送表面之间。该基本非-空气-渗透表面可为外表面或定向的紧邻外表面。
可通过使用多个热室提供均匀的加热和水蒸汽产生。通过使用多个热室，可以减小单个热室的尺寸。热室的相对小的尺寸及其在本发明的系统中的间距使得均等的空气流至热室。另外，产生的水蒸汽可通过使用的热室的数量及其间距控制。通过非-限制示例的方式，在一个示例性实施方案中，两个相同尺寸和组成(例如除了热室的数量和热室间的间距外，其它所有方面都相同)的便携式热递送系统，一个系统由24个热室制成，其水蒸汽产生速率低于由12个热室制成的系统的水蒸汽产生速率的两倍，而持续其四倍长的时间。不受理论限制，认为非-线性的水蒸汽产生和持续时间的关系是由于空气可接近的系统的固定的表面积。因此，反应速率、水蒸汽产生速率和热量产生的持续时间可通过使用的热室的数量及其在给定面积内的间距控制。
通气表面
热室的通气表面(aerated surface)(例如“通气的热室表面”)可具有双重功能，提供空气至水蒸汽产生部分中的颗粒放热组合物和防止颗粒放热组合物从热室中渗漏，以及形成水蒸汽-空气混合层作为水蒸汽-空气调节部分的一部分。通气表面影响水蒸汽和空气混合的调节，尤其当系统在相对皮肤的垂直方向使用时，因为通气表面在示例性实施方案中定向至皮肤。因此可使用通气的面向皮肤的表面的变化以调节与产生的水蒸汽混合的空气量，以帮助降低水蒸汽-空气混合物的露点温度。然而，由于其高空气渗透性，通气表面对系统的反应速度，尤其是水蒸汽产生速度无限制作用。
通气的热室表面可由SMMS(纺粘布(spun bond)-熔喷布(meltblown)-熔喷布-纺粘布)材料、SMS(纺粘布-熔喷布-纺粘布)材料、纺粘布材料、熔喷布材料、网、织物(woven fabric)及其组合形成，其基本重量可改变，从大约15gsm(克每平方米)至大约90gsm、以及或者大约15gsm至大约76gsm。在SMMS材料中，结构中的“S”层提供强度和空气进入，而两个“M”层由更细的登尼尔丝(denier filaments)制成，其功能为防止更小的碳颗粒从室中渗漏。用于SMMS层的适合的材料的非-限制示例包括聚丙烯、聚乙烯、聚酯或其它本领域熟练的技术人员已知的适合的聚合物材料。
通气的热室表面可具有大于大约25cm3/cm2/秒的空气渗透性和可具有大于大约5,000g/m2/24H的湿气渗透速率。通气表面可具有大约0.05mm至大约1mm、或者大约0.1mm至大约0.8mm、以及或者大约0.4mm的厚度。
热室的相对表面
热室的相对、非-空气或半-空气渗透/非-水分或半-水分渗透表面可由薄膜或薄膜层压至非-织物(non-woven fabrics)形成的薄膜层底物制成。通常，适合的薄膜为具有热封性能并能容易热熔的薄膜。非-织造材料(若使用)提供支持并整合到薄膜层底物。适合的薄膜的非-限制示例包括聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚氯乙烯、偏二氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、皂化的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、天然橡胶、再生橡胶、和合成橡胶及其组合。薄膜层底物具有大约1至大约300μm范围的厚度，可为非-空气至半-空气渗透和非-水分至半-水分-渗透。对于非-织物(若使用)，具有优选的轻重量和高拉伸强度的特征性质的材料如尼龙、人造丝(rayon)、纤维素酯、聚乙烯衍生物、聚烯烃、聚酰胺、或聚酯是适用的。
优选的非-织造材料的非-限制的示例为SMMS压层结构，其具有大约15gsm至大约100gsm(克每平方米)的基本重量。该非-织造材料通常在Riedel″Nonwoven Bonding Methods and Materials″，Nonwoven World，(1987)中描述。市售来源的非-织造片的示例为材料编号W502FWH，其购自位于HaxleTownship，PA，U.S.A的FQN(First Quality Nonwoven))。
有用的薄膜层底物的非-限制示例包括压层至聚(乙烯-醋酸乙烯酯)或低-密度聚乙烯(LDPE)薄膜的聚丙烯非-织造片，其具有大约5μm至大约100μm的厚度。市售来源聚丙烯/乙烯醋酸乙烯酯(PP/EVA)薄膜的示例为材料编号DH245，其购自Cincinnati，OH U.S.A的Clopay Plastics。
热室可通过围绕其周围将通气表面材料和非/半-渗透薄膜的相对表面结合在一起从而形成囊(pouch)、封套(envelope)或袋(pocket)来制成。袋还可在非/半-空气和非/半-水分渗透底物中通过真空、热成型、机械雕花、真空雕花或其它可取方式制成。优选用于此处的为热成型，其在″Thermoforming″，TheWiley Encyclopedia of Packaging Technology，pp.668-675(1986)，MarilynBakker，Ed中描述。
当填充颗粒放热组合物时，各热室具有填充容积、空隙容积和室容积。此处所用的填充容积指在填充的热室中的颗粒组合物的体积。此处所用的空隙容积指在最终热室中未被颗粒组合物填充的室的容积，其在无热室中压差和无底物材料的额外伸拉或变形时测得。此处所用的室容积指填充容积加热室的空隙容积。填充容积与室容积的比为大约0.7至大约1.0、或者大约0.75至大约1.0、尤其或者大约0.8至大约1.0、或者大约0.85至大约1.0、或者大约0.9至大约1.0。
热室还可以在最大厚度处测量热室的重量或厚度。在示例性实施方案中，在最大厚度处热室的厚度由大于大约0.2cm(厘米)至大约1.0cm，优选由大于大约0.3cm至大约0.9cm、或者大约0.4cm至大约0.8cm、或者大约0.5cm至大约0.7cm。
所得热室可具有任何几何形状，如盘状。三角形、角锥形、圆锥形、球形、正方形、立方形、矩形、直角平行六面体、圆筒状、椭圆形等。热室的形状可以其几何形状伸长，且长轴平行于底物，具有大约0.2cm至大约5cm、或者由大于大约0.5cm至大约1cm的高度，和大约0.2cm至大约20cm、或者大约5cm至大约10cm的宽度、和大约1cm至大约20cm、或者大约5cm至大约10cm的长度，以致室容积为大约0.04cm3至大约30cm3、或者大约1.25cm3至大约10cm3。
或者，形状可为盘状几何形状，具有大约0.2cm至大约5cm、大约1cm至大约4cm、或者大约2cm至大约3cm的室直径，和大约0.2cm至大约1cm、或者大约0.3cm至大约0.9cm、或者大约0.4cm至大约0.8cm、和或者大约0.5cm至大约0.7cm的高度，以致室容积为大约0.0045cm3至大约20cm3、或者大约0.2cm3至大约1cm3。
热室可具有平面视图表面积，每室大约0.03cm2至大约20cm2、或者大约0.1cm2至大约20cm2、或者大约1cm2至大约20cm2。每室具有该面积的热室容易掺入柔软装置中，该装置提供了改良的与体型的一致性；提供均匀、一致的热至目标区域；并改善佩带者舒适度。
热室可具有重量大约0.4g预混合物/室至大约2.5g预混合物/室、或者大约1.0g预混合物/室至大约2.4g预混合物/室、或者大约1.5g预混合物/室至大约2.3g预混合物/室的预混合物。具有该预混合物/室的重量的热室也容易掺入柔软装置和系统中，该装置提供了改良的与体型的一致性；提供均匀、一致的热至目标区域；并改善佩带者舒适度。
在湿热系统的一个示例性实施方案中，使用了多个热室。所有的热室可为湿热产生器或湿热产生器的组件，或者热室的一部分可为湿热产生器或与干热室组合使用的湿热产生器的组件。
在包括一个或多个湿热递送系统(其中水蒸汽源掺入热室中)的示例性湿热包裹物中，水蒸汽源的平面面积可占包裹物总平面面积的大约25％至大约90％、或者大约25％至大约75％、或者大约25％至大约60％。
水蒸汽-空气调节部分
本发明的湿热递送系统包括如上所述的水蒸汽产生部分。所述水蒸汽产生部分优选选择性地将水蒸汽导向水蒸汽-空气-调节部分。如上所述，在示例性实施方案中，这可通过在水蒸汽产生装置的一侧使用渗透薄膜并在水蒸汽产生装置的另一侧使用不渗透薄膜达成。水蒸汽-空气调节器部分提供了露点温度的调节。水蒸汽产生部分与水蒸汽-空气调节部分流体连通并降低离开系统的水蒸汽-空气混合物的露点温度至安全温度，以将潜热递送至目标使用者。在此处所述的实施方案中，流体连通通过渗透材料如薄膜或其它渗透材料达成。然而，作为本领域熟练技术人员将理解，提供流体连通的其它设置如通道或孔口也可适用于促进流体连通。
任选地，水蒸汽-空气调节部分可将水蒸汽产生部分产生的水蒸汽定向至潜热递送表面且最终定向至使用者目标。在人治疗和美容应用的情况下，这指的是定向至使用者的身体表面。优选潜热递送表面舒适地保持接触皮肤，或者保持在非常接近皮肤处并具有控制的和预选量的表面和皮肤之间的间隙。因此，湿热递送系统可通过粘附在皮肤上保持就位、或者置于固定器(holder)如袋、包裹物或波状轮廓装置(contoured device)中，其至少部分通过与身体表面轮廓一致设置就位。固定器可在贴着所需的身体部分固定水蒸汽产生部分和/或水蒸汽-空气调节部分就位。在一个示例性实施方案中，水蒸汽-空气调节部分或者水蒸汽-空气调节部分的一部分包括在固定器的结构中。固定器可为单次使用的一次性固定器或重复使用的固定器。固定器可通过本领域中许多种已知的方式中任何一种设置就位，包括但不限于粘附、紧固、捆绑、互锁零件、钮扣、搭扣(snaps)及其组合。
在示例性实施方案中，水蒸汽-空气调节部分可包括至少一个水蒸汽-空气混合层和至少一个水蒸汽-空气分配层。各层的布置使得水蒸汽和空气能通过各层和水蒸汽产生部分。水蒸汽-空气调节部分还可促进均匀的空气流进和水蒸汽流出水蒸汽产生部分，尤其当系统以压缩该系统的方式使用时。为了最小化压缩效应，需要使用耐压的水蒸汽混合层。该材料的示例为针穿孔的非织造材料。水蒸汽-空气调节部分还可包括一个或多个潜热递送表面。潜热递送表面可为水蒸汽-空气调节部分的一部分的表面自身或者包括一层或多层材料。
包括水蒸汽-空气混合层、水蒸汽-空气分配层和潜热递送表面的水蒸汽-空气调节部分的空气渗透性为大约25cm3/cm2/秒至大约8000cm3/cm2/秒、或者大约300cm3/cm2/秒至大约8000cm3/cm2/秒、以及或者大约500cm3/cm2/秒至大约7000cm3/cm2/秒，使用ASTM方法No.D737测量。水蒸汽-空气调节部分的水蒸汽透过率为大约500g/m2/24H至大约2,500g/m2/24H、或者大约1,000g/m2/24H至大约2,000g/m2/24H、特别是大于大约1400g/m2/24H，使用ASTM方法No.E96测量。在示例性实施方案中，水蒸汽-空气调节部分可包括一个或多个水蒸汽-空气混合层和一个或多个水蒸汽-空气分配层。
在一个示例性实施方案中，特别有用的布置为使用单个水蒸汽-空气分配层和单个水蒸汽-空气混合层。在该实施方案中，湿热系统包括在湿热包裹物和/或包中。湿热包裹物或包的周边被热封是关键的，以使湿热系统的单个水蒸汽-空气分配层和单个水蒸汽-空气混合层的周边密封在湿热包裹物或包的周边内。在优选的实施方案中，水蒸汽空气分配层可由泡沫材料构建，其中泡沫的基底材料基本不渗透空气和水蒸汽，但其具有通道和/或孔口，允许空气和/或水蒸汽通过。包括穿孔的泡沫层的水蒸汽-空气分配层(其热封在周边)限制空气进入湿热包裹物的周边。因此，水蒸汽分配层中孔口和/或通道的尺寸和数量通过以下调节该系统：允许充足空气以产生水蒸汽同时还允许离开的水蒸汽容易地从包裹物移向皮肤，从而调节反应速率并因此调节产生的水蒸汽的量。通过调节产生的水蒸汽的量，包裹物的水蒸汽调节部分可简化。另外，对于使用热室的实施方案，调节用于反应的空气的量也促进控制热室的加热，使得室不达到过高的温度。在一个示例性实施方案中，仅需要一层1/32英寸的泡沫，以允许良好的湿热产生和转移性能，以及允许可替换的湿热包的安全操作，其用手从气密包装中取出包，其开始激活并安装在可重复使用的热包裹物或固定器中。需要容易处理的薄湿热包，用于半-耐用的湿热包裹物或其它半-耐用的湿热装置，因为其允许一次性湿热包的安全操作和一部分包裹物的方便重复使用。
在一个示例性实施方案中，特别有用的设置为使用两个水蒸汽-空气混合层和两个水蒸汽-空气分配层，二者相互交替，且第一个水蒸汽-空气混合层邻近水蒸汽产生部分。或者水蒸汽-空气分配层可与水蒸汽产生部分相邻设置。任选地，如上所述，水蒸汽-空气混合层还可与水蒸汽产生部分以整合相连的方式以物理方式形成。
本发明的系统设计为允许放热水蒸汽源在高温下操作，所述温度大约50℃至大约70℃，以最大化水蒸汽产生同时在用于人的所选温度下递送潜热和水分至使用者。对于人类使用者，选择的温度典型地为不伤害皮肤的温度。由于水蒸汽和水蒸汽冷凝以释放潜热对湿热系统的能量转移是重要的，在优选的实施方案中，湿热系统的预选温度为临近潜热递送表面的水蒸汽-空气混合物的露点温度。在人使用的示例性实施方案中，露点温度可为大约45℃、或者大约43℃、或者大约40℃，其中大约包括温度改变+/-1℃或者+/-2℃。因此，该系统提供防止使用者受到热伤害并维持保存和随后释放热能的理想的水蒸汽产生环境。
本发明者已经惊奇地发现高于大约43℃的露点温度可在一些情况下使用且不伤害人体组织。不希望局限于理论，认为这可能是因为递送至使用者身体的充足的潜热能量刺激了循环并促进热能的消散以避免伤害。或者，包裹物的设计可改良水蒸汽与皮肤的接触时间，使接触时间不足以冷凝所有水蒸汽；因此减少能量转移至皮肤。
在示例性实施方案中，通过调节水蒸汽和空气的混合物中水蒸汽与干燥空气比低于大约0.085磅水蒸汽/磅干燥空气，使得水蒸汽对皮肤接触安全。通过调节水蒸汽与空气比，水蒸汽-空气混合物中的水蒸汽将在露点温度下冷凝，使得热量可最佳和安全地转移至使用者的皮肤且无热伤的风险。此处所用的“干燥空气”是指不含可感知的水含量的空气。
此处的说明书包括使用两对水蒸汽-空气混合层和两对水蒸汽-空气分配层的示例性实施方案。然而，作为本领域熟练技术人员将理解，一个或两个、或多个水蒸汽-空气混合层和一个或两个、或多个水蒸汽-空气分配层或其一些组合也可用于本发明的实践。可能需要调整各层的位置、厚度、空气渗透性和水蒸汽透过率和/或材料的类型，以在具有多个混合层和/或分配层的实施方案中创建适合的热和空气混合环境。
在一个示例性实施方案中，可以通过利用一个或多个与多个热室的行平行设置的纵向条(strips)调节水蒸汽与干燥空气的比例。所述条可作为水蒸汽-空气调节部分的一部分起作用。对于图2中的简化示意图，在示例性实施方案中，热室50在包裹物52的本体上成行排列。泡沫条54纵向覆盖热室50的各行，形成空气通道56。优选条54设置在湿热系统中的热室50和湿热系统的潜热递送表面之间。纵向条可用于创造平行于多个热室的行的气隙。所述气隙可帮助提供均匀空气流进入水蒸汽产生部分，和帮助水蒸汽-空气混合。可调节纵向条的高度使得水蒸汽与干燥空气的比低于0.085磅水/磅干燥空气、或者低于大约0.060磅水/磅干燥空气。不希望局限于理论，认为多个热室上的条使多数热室被条覆盖，以协同作用和/或影响。不必所有热室成组和/或成行排列并被条覆盖。在一些实施方案中，仅一行或组或一部分行或组的热室被条覆盖。
水蒸汽-空气混合层
在一个示例性实施方案中，至少一个水蒸汽-空气混合层可包括通气结构，其在大约18gsm至大约430gsm(克每平方米)、或者大约50gsm至大约150gsm之间。该至少一个水蒸汽-空气混合层可具有测径器-测量的厚度，根据ASTM方法No.D5729为大约1mm至大约19mm、或者大约0.1mm至大约4mm、或者大约0.1mm至大约5mm、或者大约1mm至大约4mm。
适合用于水蒸汽-空气混合层的材料的非-限制示例包括织造材料；非-织造材料，其包括湿法成网的(wet-laid)、气流成网的(air-laid)、点粘合的(point-bonded)、针穿孔的(needle-punched)和热粘合的(thermally bonded)非-织造材料；织物；聚乙烯；聚丙烯；聚酯；木浆；人造丝；纤维状基于植物的材料，其包括纤维素、羊毛、丝、黄麻、大麻、棉、亚麻、剑麻、苎麻及其组合。
该至少一个水蒸汽-空气混合层具有的空气渗透性为大约400cm3/cm2/秒至大约17,000cm3/cm2/秒、或者大约1,000cm3/cm2/秒至大约1,500cm3/cm2/秒，通过ASTM方法No.D737测量，且水蒸汽透过率为大约5,000g/m2/24H至大约7,000g/m2/24H、或者大约5,500g/m2/24H至大约6,500g/m2/24H，通过ASTM方法E96测量。
水蒸汽-空气分配层
在一个示例性实施方案中，该至少一个水蒸汽-空气分配层可包括一层具有测径器-测量厚度的绝缘材料，根据ASTM方法No.D5729，其为大约0.1mm至大约13mm、或者大约0.5mm至大约6mm、或者大约1mm至大约2mm。该至少一个水蒸汽-空气分配层可具有的基本重量为大约5gsm至大约430gsm、或者大约5gsm至大约50gsm、或者大约5gsm至大约25gsm，通过ASTM方法No.D3776测量。水蒸汽-空气分配层的材料基本为空气和水分不渗透的，且可耐压。
适合用于水蒸汽-空气分配层的材料的非-限制示例包括基于聚乙烯的泡沫、基于聚丙烯的泡沫、基于聚酯的泡沫、基于聚苯乙烯的泡沫、基于聚氨酯的泡沫、泡沫状塑料片、塑料薄膜、箔、纸-箔层压品、纸、非-织造物、海绵、玻璃棉、玻璃纤维、及其组合。
空气和水分不渗透材料可具有的空气渗透性为低于大约0.025cm3/cm2/秒，使用ASTM方法No.D737测量，且水蒸汽透过率为低于大约200g/m2/24H，使用ASTM方法No.E96测量。所述材料还可具有热导率为大约0.5W/m*K至大约285W/m*K(K凯氏度数)和密度为大约5kg/m3至大约150kg/m3。该材料的热导率可从以下来源获得：“For ComputerHeat-Conduction Properties Data”A.L.Edwards，UCRL-505 Copyright K&KAssociates 1997。
在一些实施方案中，可能需要选择性穿孔该空气和水分不渗透材料以形成水蒸汽-空气分配层并允许空气和水蒸汽通过达到使用者，并允许空气进入和到达水蒸汽产生部分，尤其当放热氧化反应用作水蒸汽产生的机理。或者可使用孔口和/或通道以允许空气和空气-水蒸汽混合物通过。
虽然用于水蒸汽-空气分配层的材料可能基本对空气和水蒸汽不渗透，但应当对其进行组装、构造或配置，使得蒸汽-空气分配层的总体空气渗透性为大约500cm3/cm2/秒至大约2500cm3/cm2/秒、或者大约1000cm3/cm2/秒至大约2500cm3/cm2/秒、或者大约1500cm3/cm2/秒至大约2300cm3/cm2/秒，通过ASTM方法D737测量。蒸汽-空气分配层的水蒸汽透过率为大约6,000g/m2/24H至大约9,000g/m2/24H、或者大约7,000g/m2/24H至大约8,500g/m2/24H、或者大约7,500g/m2/24H至大约8,500g/m2/24H、并优选大约8,100g/m2/24H，通过ASTM方法E96测量。
纵向条(LONGITUDINAL STRIPS)
如上所述，对于一个实施方案，水蒸汽-空气调节部分还可包括纵向条。纵向条可用于向系统提供额外的空气用于反应和提供额外的水蒸汽-空气混合。纵向条可包括任何柔韧和非-可压缩的材料。可调节纵向条的高度以达到所需的水蒸汽与空气比低于大约0.085磅水/磅干燥空气、或者低于大约0.060磅水蒸汽/磅干燥空气。适合用于纵向条的材料的非-限制示例包括基于聚乙烯的泡沫、基于聚丙烯的泡沫、基于聚苯乙烯的泡沫、基于聚氨酯的泡沫、泡沫状塑料片、塑料薄膜、箔、纸-箔层压品、非-织造物、海绵、玻璃棉、玻璃纤维及其组合。纵向条可与系统的潜热递送表面相邻设置，无论系统为单次使用的一次性系统，还是为重复使用的系统。任选地，对于其中一部分的系统为一次性的重复使用的系统，纵向条可为一次性或重复使用部分的一部分。
潜热递送表面
潜热递送表面与水蒸汽-空气调节部分连通，并当系统在使用中时与目标使用者表面接触或邻近。潜热递送表面可接触使用者表面(例如在人用情况下的皮肤)或者设置为在潜热递送表面和使用者表面之间具有预定的间隙。潜热递送表面可为水蒸汽-空气调节器部分的一部分上的表面或者单独的层。在示例性实施方案中，潜热递送表面可为，例如一层材料，其基本重量为大约20gsm至大约100gsm、或者大约40gsm至大约90gsm和尤其大约80gsm至大约82gsm。在示例性实施方案中，潜热递送表面可具有，例如测径器-测量的厚度，其为大约0.05mm至大约12mm、或者大约0.1mm至大约5.0mm、或者大约0.2mm至大约2mm。潜热表面可具有空气渗透性，其为大约200cm3/cm2/秒至大约500cm3/cm2/秒、或者大约300cm3/cm2/秒至大约400cm3/cm2/秒、尤其为大约314cm3/cm2/秒，使用ASTM方法No.D737测量。潜热表面可具有水蒸汽透过率，其为大于大约5,000g/m2/24H，使用ASTM方法No.E96测量。
适合用于潜热递送表面的材料的非-限制示例包括尼龙、人造丝、纤维素酯、聚乙烯衍生物、聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚丙烯、纤维素、羊毛、丝、黄麻、大麻、棉、亚麻、剑麻、苎麻及其组合。
系统的外表面层
优选与潜热递送表面侧(即在示例性实施方案中，对于人用，水蒸汽产生部分的外侧或离皮肤最远的表面)相对的系统的外表面层可包括绝缘层，其防止系统的非-皮肤面向侧变得过热，且其还将热向下传导至系统的皮肤面向侧。绝缘层可设置在邻近热室或其它形成水蒸汽产生部分的水蒸汽源的相对侧。
适合的绝缘层材料的非-限制示例包括基于聚乙烯的泡沫、基于聚丙烯的泡沫、基于聚苯乙烯的泡沫、基于聚酯的泡沫、基于聚氨酯的泡沫、泡沫状塑料片、塑料薄膜、箔、纸-箔层压品、非-织造物、海绵、玻璃棉、玻璃纤维及其组合。
该绝缘层可具有测径器-测量的厚度，根据ASTM方法No.D5729，为大约0.1mm至大约3mm、或者大约0.5mm至大约2.5mm、或者大约1mm至大约2mm、或者为大约1mm。
该绝缘层具有空气渗透率为低于大约0.025cm3/cm2/秒，使用ASTM方法No.D737测量，且水蒸汽透过率为低于大约250g/m2/24H，使用ASTM方法No.E96测量。绝缘层还具有热导率为大约0.5W/m*K至大约285W/m*K(K凯氏度数)和密度为大约5kg/m3至大约150kg/m3。该材料的热导率可从以下来源获得：“For Computer Heat-Conduction Properties Data”A.L.Edwards，UCRL-505 Copyright K&K Associates 1997。
可加入任选一种或多种最外层材料与绝缘层相邻。该最外层材料的非-限制示例包括如上所述的用于皮肤接触层的层。绝缘层和最外层材料还可形成为预组合的层压品。任选地，该最外层材料可作为覆盖物和/或在使用中用于固定装置就位的结构的一部分。
热量产生和/或水蒸汽-空气调节部分和/或潜热递送表面的各层可以任何对本领域熟练技术人员已知的任何方法粘合在一起。适合的连接方法的非-限制示例包括围绕各层的周边热封；在各层间热熔粘附或粘合；喷射粘合；超声结合/焊接；加压结合；折叠及其组合。在一些实施方案中，可能需要选择性仅粘合其中的一些层。
可模塑部分
任选地，本发明的系统还可包括可模塑部分和/或被放置在模制结构中。可模塑部分可提供另外的柔性和稳定性，以使该系统在身体的一部分上使用，所述身体部分指难以达到良好适应的部分，如脸部和/或头部。
可以形成可模塑部分的材料的非-限制示例包括金属箔、金属线框结构、软塑料结构、软层压板结构及其组合。该可模塑部分可包括在系统的结构中，或可为可移去地或非-可移去地连接至外表面的外部结构。
热包裹物
包括湿热系统的包裹物、包或片可为自含式的或者放置在固定器中。自含式的实施方案可直接连接至使用者，例如通过粘附或通过材料伸展形成可通过缠绕、捆绑或紧扣而固定的包裹物。还应当理解本装置可为单次使用装置或重复使用或部分重复使用装置。对于重复使用的装置，可替换的部件如热源，应便于移去，但使用时可确保在合适位置。
固定器的适合的材料包括但不限于，适合用于潜热递送表面和/或外表面层所列的材料。
制造方法
放热组合物热室
本发明的颗粒放热组合物可通过任何已知的或其它适合的提供放热组合物的有效技术制备，以提供治疗性湿热益处。本发明的颗粒放热组合物优选使用常规的混合技术如此处所述的混合技术制备。混合本发明的颗粒放热组合物的成分的其它适合的方法更完整地在1987年3月17日授权的Yasuki等的美国专利4,649,895中描述。
在优选的实施方案中，混合颗粒放热组合物的成分的具体技术包括将碳加至搅拌器(blender)或混合器(mixer)中，然后加入总水量的一少部分，然后混合和碳/水组合。通常加入足量的水以帮助混合并避免过早的放热反应。停止混合并添加吸收胶凝材料至碳/水组合中。继续混合直至所有成分完全混合，然后添加铁粉并混合。然后搅拌组合物直至完全混合以形成颗粒预混合物。分别混合氯化钠、任选的氢气抑制剂如硫代硫酸钠和剩余的水以形成盐水溶液，然后将其加至铁粉预混合物中以形成有用于构建本发明的热室的颗粒放热组合物。
在示例性实施方案中，具有两个相对表面的热室可通过将固定量的颗粒预混合组合物添加至薄膜层底物片中的袋如聚丙烯/聚(乙烯-醋酸乙烯酯)(EVA)的共挤压的薄膜层底物片中的袋而制备。在该过程中，将水或盐水迅速加至预混合组合物的上面，并将通气结构如由聚丙烯SMMS非-织造底物形成的结构放置在室上面，作为相对和面向完成的含袋片的EVA薄膜侧的表面。使用低热量将薄膜层和非-织造层粘合在一起，形成统一结构。所得热室包括密封在薄膜层和通气结构之间的袋中的颗粒放热组合物。
已经发现通过此处所述的方法制备的热室在开始和整个所需的热处理中特别有效地提供高水蒸汽产生，条件是所述热室包含放热组合物，所述组合物包括此处定义的吸收胶凝材料与铁粉的选择的中值颗粒尺寸比。
或者，可以通过使用真空以形成袋制备各个热室。即，使用真空将薄膜层底物表面吸进模具中，且颗粒预混合物组合物放置在直接在模具上的薄膜层底物表面之上。颗粒预混合组合物落入真空形成的袋，所述袋通过在模具底部施加在薄膜上的真空而固定就位。然后，迅速将盐水溶液加至预混合组合物的上面。然后将通气结构如SMMS聚丙烯非-织造底物表面放置在第一层薄膜层底物表面上，以形成与第一薄膜层底物表面相对的表面，使得颗粒放热组合物包含在两层相对表面之间。然后将颗粒放热组合物密封在第一和第二相对表面之间。一旦形成和密封了热室，即将真空撤去。该特别结构和制备多个热室的方法对湿热包裹物尤其有利，因为其排除了对具有独立的水分-不渗透薄膜以维持将产生的水蒸汽导向装置的面向皮肤侧的需求。
所得热室可单独使用或以多个热室使用。对于治疗热处理，典型地需要多个室。单个热室的使用可用于例如药物递送应用。热室可包含在多种便携式装置中，如一次性和/或重复使用的体包裹物、多用途包裹物、绷带、覆盖层等。一些可包括湿热递送系统的体包裹物如背包裹物、膝包裹物、颈包裹物、月经包裹物、关节包裹物、手/腕包裹物、颈臂包裹物、面包裹物、脚包裹物、体包裹物、覆盖层、绷带、片、包、多用途包裹物及其组合，可具有将所述包裹物保持在身体各部分周围/近处的手段。保持方法包括但不限于，粘附和/或紧固系统如可重复闭合的两部分钩和环状紧固系统、捆绑、紧固件等。
或者，例如由多个热室形成的水蒸汽产生部分可一次性使用，并可安装在重复使用装置内，使得一部分装置为一次性的且一部分为重复使用的。作为非-限制示例，水蒸汽产生部分可为一次性的且水蒸汽-空气调节部分可为重复使用的。
在添加盐水溶液后1至5分钟内，将所得热室包装在第二空气-不渗透包装内以防止氧化反应在需要前发生，如在上文所述的美国专利4,649,895中描述。热室还可在更晚时候包装，条件是使用对本领域熟练技术人员已知的方法如充氮气(nitrogen blanketing)将其保存在不含氧的环境中。
需要时可以在装置的面向皮肤侧、相对侧或二者同时添加额外层或改良已有层，用于各种效应和性能。示例包括但不限于，可具有非织造面向皮肤层结构以给予柔软性或可用芳香剂或活性剂浸渍层。
作为非-限制示例，如下所述，可以在面向皮肤侧或相对侧加入一个或多个绝缘层。或者或另外，可以在装置的面向皮肤侧加入各种其它层，如下所述。最终结构可使用周边封条(perimeter seal)经过所有层围绕周边密封，或可使用密封系统将各层密封至相邻层，其非-限制示例包括喷洒粘合、超声粘合、聚合物焊接系统、各层之间热熔粘合或粘附、压力结合、折叠及其组合。
在一个示例性实施方案中，热室可具有不同的加热输出。例如，可存在高湿热/短时间热室与低湿热/长时间热室的组合。可控制热室的加热持续时间的方式的示例包括但不限于，包含在室中的放热颗粒组合物材料的量和/或可用于形成水蒸汽的水分的量。另一个示例性方案为在单个装置中组合使用一种或多种湿热递送系统热室与一种或多种常规的传导热室。
本发明的系统可任选包括穿越皮肤递送的治疗成分，其中任选的治疗成分包括芳香化合物、非-活性芳香化合物、美容活性剂、药用活性剂、增加水分活性剂、健康活性剂、营养补充剂、芳香治疗剂、其它治疗剂及其组合。
可以根据特别的活性剂改变该活性剂的量。通过本发明的实施方案给出的量通常低于在干燥环境下如使用干热机械装置给予皮肤所需的量。
任选的治疗成分可包含在水蒸汽产生部分中作为独立的底物层，包含在形成热室的至少一个底物层中，包含在热室中包括的化学物质中，包含在独立的含活性剂的室中，或包含在待与水蒸汽产生部分和水蒸汽-空气调节部分一起使用的、独立的、分离的装置中。热室还可包括独立的底物层，或包括在至少一个相对表面中、自-粘附成分和/或吸汗成分内。
本发明适应广泛的活性材料类型，包括但不限于，挥发性材料、水溶性材料、在室温下水中溶解度有限的材料及其组合。另外，在一些情况下，可在系统中利用水不溶材料，例如，当与适合的溶剂或增溶剂组合用于本系统时。
活性芳香化合物的非-限制示例包括芳香治疗剂、薄荷醇、樟脑、桉树及其混合物。非-活性芳香化合物的非-限制示例包括苯甲醛、柠檬醛、正癸醛、乙醛(aldehyde)及其组合。美容活性剂的非-限制示例包括水分-增强活性剂、抗皱活性剂、肤色增强(skin-tone enhancing)活性剂、肤色增亮活性剂、肤色变暗活性剂及其组合。药用活性剂/治疗剂的非-限制示例包括抗生素、维生素、营养补充剂、草药剂、抗病毒剂、镇痛药、抗炎药、止痒剂、退热剂、麻醉剂、解充血药、粘液溶解药、止咳剂、抗组胺剂、疼痛缓解活性剂、抗真菌药、抗微生物剂及其组合。具体地，疼痛缓解活性剂的非-限制示例包括阿司匹林、双水杨酯、二氟尼柳、布洛芬、酮洛芬、萘丁美酮、吡罗昔康、萘普生、双氯芬酸、吲哚美辛、舒林酸、托美丁、依托度酸、酮咯酸、奥沙普秦(oxaproxin)、塞来考昔及其组合。
本发明具有许多用途，其非-限制示例包括递送一致的、安全的、有效的和持久的湿热、疼痛缓解、深层肌肉加热、血流量增加、心脏作功减少、创伤愈合、暖身、活性剂递送、湿气递送、呼吸缓解、皮肤水化、睡眠增强、物理治疗及其组合。可以改变系统的形状、尺寸和形式以促进特别的所选用途，即体包裹物、面包裹物、多用途包裹物、绷带、覆盖层等。
对于人用，本系统安全和有效地递送大量潜热同时维持皮肤表面温度为大约36℃至大约50℃、或者大约36℃至大约45℃、或者大约36℃至大约42℃、或者大约36℃至大约43℃、或者38℃至大约42℃、或者大约38℃至大约40℃。本系统还在开始加热的大约5分钟内提供皮肤表面温度为大约36℃。另外，在一个实施方案中，本系统提供皮肤表面温度为至少38℃达至少大约60分钟，通过热电偶测量。
在一个实施方案中，本系统能够通过调节递送至皮肤表面的水蒸汽-空气混合物的露点温度以递送安全的热量。通过调节水蒸汽与空气的比例或湿度比调节露点。在示例性实施方案中，水蒸汽-空气混合物具有低于0.065磅水蒸汽/磅干燥空气，或者低于大约0.060磅水蒸汽/磅干燥空气的水蒸汽与空气的湿度比，其对应于大约40℃至大约50℃的露点温度。
由于使用中系统的水蒸汽-空气混合物在身体上的温度仅比正常皮肤温度高几度，其为大约32℃至大约35℃，且水蒸汽-空气混合物的露点温度近似于正常皮肤温度，当其到达皮肤时，热量可通过水蒸汽-空气混合物中的水冷凝的潜热安全地转移至皮肤。因此，该系统能安全地递送大量热量至皮肤，其中大约15％至大约95％、或者大约20％至大约80％、或者大约40％至大约75％的热量以潜热递送。在一个实施方案中，湿热系统递送大约15％至大约95％作为冷凝的潜热的热量达至少10分钟、或者至少30分钟、或者达至少大约1小时、或者达至少大约3小时、或者达至少大约5小时。
除了递送热量，本湿热系统还可以提供水分至组织，因为水蒸汽冷凝至水并递送冷凝的潜热至组织。
皮肤表面温度可通过以下方法进行测量。可使用热电偶进行温度测量。可通过设置热电偶在皮肤和潜热递送表面之间进行温度测量。在示例性实施方案中，使用K-型热电偶(Omega，part#5SRTC-TT-K-40-72)进行温度测量并通过温度数据记录仪(Omega，HH84)记录。为了测量使用者的皮肤表面温度，使用者坐在大约22℃的房间内达大约20分钟，以将皮肤温度标准化为室温和条件。期间，放置热电偶并将其用胶带粘在皮肤表面，注意胶带不可放置在热电偶的传感区域之上。一旦经过平衡期，可经所需时间测量和记录温度。
为了促进测试结果的标准化，在一些实施方案中，需要构建待测量的湿热系统，将其密封在不渗透容器中并放置24小时以在测试前平衡。当系统需要测试时，将其从不渗透容器/保护包装中取出，以激活热室并放置在使用者的身体部位，典型地为前臂或背部，且温度测量装置如热电偶和/或热通量传感器接触身体部位和测量装置之间的身体部位。可进行单一测量或者随时间的一组测量。典型地，可在应用待测试系统前和/或应用系统后测量皮肤温度，用于对照。这可通过将测量装置放置在皮肤上达成。
优选在周围环境条件下进行所有测量，即温度范围为大约21℃至大约23℃和相对湿度范围为大约38％至大约42％，在进行测量的实验室或区域中。
优选当湿热系统被激活和在使用者身上时测量露点温度，因为特别感兴趣的露点温度与身体和湿热包裹物之间水蒸汽的量有关。身体和湿热包裹物之间水蒸汽的量取决于包裹物产生的水蒸汽的量减去冷凝的水蒸汽的量和逸出包裹物的水蒸汽的量。
可使用具不锈钢HM47453SP滤器的Vaisala
Figure BDA0000044026480000361
HMT337露点传感器(Vaisala)测量露点温度。该元件由Vaisala生产并通过其在美国的营业处获得，地址电话为：10 D Gill St.，Woburn，Massachusetts 01801 Tel1-888-824-7252。该仪器具有加热的湿度探针，其避免在高湿度环境下冷凝在探针上。为了记录露点温度，将湿热包裹物激活以开始产生热和水蒸汽，并放置在使用者表面。对于人类使用者，背部或前臂的皮肤较为方便，但可在任何该装置可使用的表面测量。优选允许1-5分钟以使系统在开始测量前“稳定”。为了进行测量，将湿度探针插在湿热包和使用者表面之间并使其稳定。在测量装置的传感器上显示露点温度。当其稳定大约90秒后读取露点温度测量值。该探针测量非常局限的环境，因此可能需要在包裹物和表面之间的多个位置进行多次测量。
此处所述的本发明的系统可在安全的皮肤温度下产生和递送大约75W/m2约500W/m2、或者大约100W/m2至大约200W/m2、或者大约200W/m2至大约500W/m2、或者大约300W/m2至大约500W/m2的热通量。
产生的和/或转移的热可任选使用红外成像监测和/或测量。FLIR系统生产的FLIR系统SC660红外线摄影机，并安装FLIR ExaminIR软件用于图像分析和MX 350 24”桌面三角架等。
湿热系统产生和递送热量至皮肤表面，其中大约15％至大约95％、或者大约20％至大约80％、和大约40％至大约75％的递送至皮肤表面的热是以水蒸汽-空气混合物的冷凝的潜热递送的。不希望局限于理论，认为转移至使用者的剩余热量为通过传导转移的热量。由于大多数热转移是经过在体表/体内冷凝，通过水蒸汽-空气混合而控制露点温度，因此本发明的系统可递送峰值加热水平至身体，其高达常规的干热包裹物的两至五倍，同时维持恒定的皮肤温度为大约43℃或更低，借此为使用者提供安全的使用体验。
本系统在反应过程中以不同速度产生热量。开始，该系统以非常高的速度(接近2.0mg/min/cm2的水蒸汽产生)产生水蒸汽。在此期间，热量转移至皮肤的速度非常高，因为在系统使用的大约前30分钟，该量的水蒸汽的冷凝潜热导致流向皮肤的热通量大量增加，借此非常迅速地增加深层肌肉和皮肤温度。通过在应用系统的大约10-60分钟内出现稳定的皮肤温度，然后在皮肤表面的水蒸汽和冷凝的水蒸汽之间的平衡露点温度稳定，证明热量是通过冷凝的潜热进行递送。在恒温下流向皮肤的高热通量的持续增加，证明潜热占据转移至深层肌肉组织的热量的至少大约15％且高至大约95％，同时维持在恒定的所选温度，该温度低于将导致皮肤伤害或损伤的温度。在示例性实施方案中，对于人用，使用低于大约43℃、或者低于大约41℃，或者低于大约39℃温度。
皮肤增加的水分含量还改善了皮肤的热导率和改善了热量经过皮肤并深入下面组织的转移速度。一旦开始的水蒸汽产生速度将深层组织和皮肤温度增加至治疗的水平，则将水蒸汽产生部分设计成使得水蒸汽产生速度降低至大约0.05mg/min/cm2和大约1.0mg/min/cm2之间的较低水平。在该较低的持久速度，系统继续产生水蒸汽，以提供充足的潜热使得在系统使用期间，将皮肤和深层组织温度维持在需要的治疗温度，即系统使用的前10-30分钟内达到的温度。
由于大量的热通量，潜热可递送系统的热量益处至使用者，例如提供充足热量以在系统加热开始的10-30分钟内将身体组织块的温度升高至治疗温度，且未将皮肤暴露在伤害温度的能力；即维持低于大约43℃的皮肤温度。这与常规的干热包裹物不同，后者依靠传导的热转移，需要在少于一小时内将皮肤温度升高至超过50℃以递送38℃的深层肌肉温度。
在一个示例性实施方案中，相比于典型地递送大约50W/m2至大约100W/m2热通量的常规干包裹物，本发明的湿热递送系统的能量输出为大约75W/m2至大约500W/m2热通量、或者大约100W/m2至大约300W/m2热通量、或者大约150W/m2至大约250W/m2。在安全的应用温度下，在相同的时间内，其递送至身体的热量的差异为大约3倍。
通过使用PU_22(Huksaflux，HuksefluxUSA，Inc.P.O.Box 850，Manorville，New York 11949，热通量传感器)可测量热通量。用OM-DAQPRO-5300记录器(Omega Engineering Inc.，address：One Omega DR.，Box 4047 Stamford，CT，USA，phone(203)359-1660)读取来自热通量传感器的信号。编程该单元以将其从热通量传感器接收的毫伏信号转化为W/m2。使用USB接触面以将来自记录器的数据转移至电脑。在一次示例性测量中，以10秒的间隔记录数据1小时。在进行测量时，首先将热通量传感器连接至记录器，并在软件中开启数据记录。将待测的湿热系统从其密封的包装袋或容器中取出，然后通过接触空气激活。放置湿热系统，使释放水蒸汽侧位于热通量传感器的上面。一旦将加热装置放置在热通量传感器上，即开始获取数据然后记录所需的时间内的测量值。将热通量结果制成表并可对比时间绘图。该图尤其有用于帮助限定表示最大热通量、稳定状态热通量的时间区间以及具有降低的热通量的区间。
潜热的测量
可使用热通量和水损耗/产生速度测量释放的潜热。为了确定湿热系统的总热量中潜热的百分比，当将系统以其渗透侧面向上放置时，测量湿热包裹物的热输出(例如热通量)。这是为了允许水分自由从包裹物逸出，且不再被包裹物的重吸收。为了测量总热通量，将湿热包裹物放置在热通量传感器的上面，该热通量传感器与在23℃的温度和40％的相对湿度环境下维持在36℃的恒温板的表面相连。该板温度通过购自VWR Scientific，Suwanee，GA，USA，model 1157的控温循环水浴中的速度为1.3L/min的循环水维持恒温。可以使用的恒温板在JIS S 4100(日本标准化协会)中描述。
通过测量湿热系统的重量变化确定水蒸汽的产生速度。用于测定水蒸汽产生速度的方法如下所述。为了计算潜热，将水损耗速度乘以水的潜热(其为2.261kJ/克水)。
将热通量和水损耗速率绘图。可通过检查热通量和水蒸发速率的图计算由于潜热的总热通量的百分比，以确定具有最大热通量和最长稳定状态情况的时间区间。可以使用多个时间点用于计算提供的热通量的范围，因为在一个实施方案中，同时提供了迅速的加热和水蒸汽产生以及持久的加热和水蒸汽产生。因此，热通量和水蒸汽产生可随着放热反应的过程改变。
对于一个示例性24室的湿热包裹物，其中在60分钟的时间内，以五个有规律隔开的间隔测量热量，作为潜热的总热量的百分比在大约42％至大约61％的范围内。更具体地，对于测量一至五，作为潜热的总热量的百分比分别为49％、61％、61％、42％和47％。对于测量一至五，热量总量分别为大约750W*min/m2、大约2400W*min/m2、大约5000W*min/m2、大约3400W*min/m2、和大约1500W*min/m2。提供该实施例仅作为阐明目的，并不应视为限制，因为本发明可能有许多其它的变化。
在各时间间隔，使用热通量和水蒸汽损耗速率计算由于潜热的热通量％。使用的等式如下所示：
Figure BDA0000044026480000391
Figure BDA0000044026480000392
本发明的系统和方法转移大约15％至大约95％、或者大约20％至大约80％、或者大约40％至大约75％作为潜热产生的热量至使用者。
通过湿热系统转移的潜热的产生和量有别于作为“蒸气”热装置销售的现有装置，后者典型地通过此方法测试时，不显示可检测量的潜热转移。
当应用于身体时，本发明的便携式湿热递送系统还显著影响皮肤和肌肉温度，导致应用系统区域血液循环/流速增加。尽管局部血流量显著增加，但是体内心血管做功由于应用系统而降低。
在将系统应用至使用者的皮肤区域的时间内，该系统提供的血流速度是应用系统前皮肤区域的静止血流速度的大约3至大约9倍。在一个示例性24湿热室实施方案中，对比干热包裹物，该系统增加了血流量，为干热包裹物的大约5倍，且在一个示例性12湿热室实施方案中，对比干热包裹物，该系统增加了血流量，为干热包裹物的大约2倍。使用本系统的示例性24湿热室实施方案1小时，增加的血流量与常规的蒸气热敷加热器(hydrocollator)处理相当并高于常规的涡流器处理。提供该实施例仅作为阐明目的，并不应视为限制，因为本发明可能有许多其它的变化。
当心脏作功负荷以一段时间内平均血压与平均心率的乘积而测量时，应用本发明的便携式热递送系统至人类使用者的皮肤将降低心脏作功负荷至少大约4％。应用干热包裹物或其它典型加热方式如蒸气热敷加热器将心脏作功基本维持恒定。在旋涡浴的情况下，心脏作功负荷显著增加，在应用15分钟内增加20％。本发明提供的心脏放松方式是便携式湿热装置先前难以达到的。
本湿热递送系统可将深层肌肉温度升高至明显高于皮肤表面以下2.5cm处大约36℃的典型静止温度，达到大约38℃的温度。在开始加热的大约60分钟内，本系统还在使用者皮肤外表面以下至少大约2.5cm处提供至少大约38℃的组织温度，并维持皮肤外表面低于大约43℃的温度。
而且，本系统在使用者皮肤外表面以下至少大约2.5cm处提供组织温度升高，其在开始加热的大约20分钟内比开始的组织温度测量值高至少大约1℃，并维持皮肤外表面低于大约43℃的温度；在开始加热的大约40分钟内比开始的组织温度测量值高至少大约2℃，并维持皮肤外表面低于大约43℃的温度；以及在开始加热的大约60分钟内比开始的组织温度测量值高至少大约3℃，并维持皮肤外表面低于大约43℃的温度。
在使用本发明的湿热系统的示例性12热室和24热室实施方案过程中，使用者的深层肌肉温度和皮肤温度与常规的干热热室装置的深层肌肉和皮肤温度进行比较。示例性24室湿热室装置将深层肌肉加热至大约38℃，同时最高皮肤温度为大约40℃。示例性12室湿热室装置将深层肌肉加热至大约37.5℃，同时最高皮肤温度为大约40℃。常规的干热室装置在加热60分钟后将深层肌肉加热至低于大约36.5℃，同时最高皮肤温度为大约35℃。提供该实施例仅作为阐明目的，并不应视为限制，因为本发明可能有许多其它的变化。
该深层组织温度典型为热加热类型，先前仅可使用旋涡浴达到。本发明提供的加热能力的类型是先前便携湿热装置不可达到的。
可以通过以下方法测量皮肤温度和深层组织温度。
使用BIOPAC，Inc.，Goleta，CA生产的热敏电阻探针TSD202A测量皮肤温度。该探针为“快反应”探针，其反应时间为0.6秒且其直径为1.7mm。使用MP100 16 bit A/D转换器将探针的输出数字化并保存在电脑中。
使用Physitemp Instruments，Inc.，Clifton，NJ USA生产的T热电偶探针和导线(部件号IT-18)测量深层肌肉温度。该热电偶为24号(gauge)，时间常数为0.3秒。将热电偶置于22号针中插入组织。
测量深层肌肉温度前，受试者在22℃的房间内静坐20分钟。在20分钟期间，将热敏电阻和热电偶分别放置在皮肤上和皮肤下。使用激光Doppler图像仪扫描放置热敏电阻和热电偶的受试者的区域，以测量皮肤血流量。应用待测的加热装置或方式(例如，常规的干热包裹物、本发明的系统、涡流器、蒸汽热敷加热器等)达匹配所用加热方式的标准化临床治疗方案的时间。测试期后，再次扫描受试者的测试区域，以测量皮肤血流量。在测试期结束后，移除热敏电阻和热电偶并检查和清洁放置热电偶的地方。在实验中每5分钟，要求受试者在10-分的直观模拟标度上画圈，内容为受试者对热量的感受和对加热方式的满意程度。
使用针头穿透皮肤将热电偶放置在皮肤表面2.5cm以下处的四头肌组织中。为了将热电偶放进组织，以与皮肤成60度角插入针，并通过超声成像确定深度。一旦插入热电偶，即取出针并将无菌热电偶留在组织中。在测试期间受试者的四肢不可移动，以最小化对四肢的任何可能创伤。为了确保无菌度，使用前将热电偶装置用CIDEX灭菌一小时，然后用无菌盐水清洗。
将热电偶放进深层肌肉组织中而非脂肪层。通过受试者大腿上部的超声测量(Sonosite 180，Seattle WA USA)证实放置。
通过合格用于人和医院使用的Iso-thermex数字温度计系统转导热电偶的输出。该装置精确至0.1％且由Columbus Instruments，Columbus，OH，USA制造。
将热电偶在整个测试中放置就位且在去除加热方式后保持15分钟。本发明的系统放置就位1小时。
可使用红外激光Doppler流量计(TST 140探针，来自Biopac systems，Goleta，CA，USA)测量皮肤血流量。该装置具有3g扁平探针，其活性表面积为1平方厘米。将探针插入LDF 100C放大器并使用16比特的模拟数字转换器(Biopac systems，NP150，Goleta，CA，USA)数字化为2,000样品/秒。流量测量前将该单元预热30分钟。实验前后校正流量探针。探针采样的组织体积为1mm3。实验前受试者在22℃的房间内静坐20分钟，其间测量血流量。
应用加热方式前、刚除去加热方式后和在除去加热方式后的5、10和15分钟进行测量。
然后可以分析随时间的皮肤和肌肉温度，以及皮肤血流量。
心脏作功(Cardiac work)为在某些条件下身体消耗的心脏成就(cardiaceffort)的计算代表。心脏作功定义为心率和舒张压与收缩压算术平均值(mathematical average)的乘积。
起始心脏作功＝平均起始心率x起始平均血压。
起始平均血压＝((平均起始收缩压-平均起始舒张压)X 0.33+平均起始舒张压)/100。
最终心脏作功(Finishing Cardiac work)＝平均最终心率X最终平均血压。
最终平均血压＝((平均最终收缩压-平均最终舒张压)*0.33+平均最终舒张压)/100。
心脏作功负荷的差＝起始心脏作功负荷-最终心脏作功负荷。
心率以每分钟心跳次数测量。通过单独感觉一分钟内受试者的桡动脉搏动测量心率。
通过使用空气血压计听诊受试者右臂测量血压。根据美国心脏病协会的操作和标准确定收缩压和舒张压并以mmHg计，即收缩压为第一次轻拍(tapping)且舒张压为由轻拍变为沉音(muffle)。血压表套袖膨胀至200mmHg且压力以3mmHg间隔/秒降低。
本系统还可在系统开始加热的大约10分钟内提供舒适感觉和疼痛缓解。为了测定舒适程度和疼痛缓解，使用0-10分的直观类比标度测量主观舒适。该标度可在例如，在如上所述的深层肌肉测试过程中在测试受试者腿上使用。在应用加热方式前、第一小时内每5分钟测量舒适和疼痛缓解，然后可在之后每小时测量以用于更长的实验。除去加热方式后，在5、10和15分钟测量舒适和疼痛缓解。或者，可通过在使用湿热系统处理前后评估运动的范围来评价疼痛缓解。
本发明的系统还产生大约0.05mg水蒸汽/min/cm2至大约2.5mg水蒸汽/min/cm2的水蒸汽产生部分，或者大约0.1mg水蒸汽/min/cm2至大约2.0mg水蒸汽/min/cm2的水蒸汽产生部分，其中水蒸汽经过在皮肤表面的冷凝将水分递送至皮肤表面。
产生的水蒸汽的量，和水蒸汽产生速度可通过如下方法测量，由开始加热前至系统耗尽后，在系统使用的时间内，本发明系统或其它放热加热装置随时间的重量变化。为了测量和记录重量变化，使用RS232C接口电缆将PG503-S型Mettler-Toledo天平连接至运行Toledo BalanceLink(MettlerToledo AG，CH-8606 Greaifensee，phone+41 44 944 22 11)软件的电脑。测试前，根据使用说明校正天平。将4英寸厚的立体-泡沫(stero-foam)片设置在天平刻度上面并将天平调零。
将待测系统从生产后保存系统的气密性箔袋中去除，放置在立体泡沫片中心，并使潜热递送表面向上，使得水蒸汽可逸出并开始数据记录。记录放热加热装置的起始重量和放热加热装置之后的重量，直至系统耗尽，并借可此测量从反应开始到结束损失的水分。
损失的重量与损失的水量相关，其约为反应过程中产生的水蒸汽的量。对于放热组合物如本发明的放热组合物，由于在反应过程中放热组合物的其它成分没有损失，且水没有作为反应的一部分消耗掉，因此重量损失可与损失的水和产生的水蒸汽相关。根据重量损失的测量和产生的水蒸汽的计算近似，因为在反应过程中，产生了铁氧化物，因此在反应过程中也获得了一些重量。然而，仅很少量的铁氧化物产生，因此获得微量的重量。因此，损失的重量约为损失的水量。
可通过将系统产生的水蒸汽总量除以应用系统的皮肤面积计算使用者单位面积皮肤产生的水蒸汽量。还可通过系统产生的水蒸汽的量除以水蒸汽产生的持续时间计算单位时间产生的水蒸汽。本领域一般技术人员将理解如何进行此类计算，通过手动计算或使用计算机软件。
另外，该系统可在低于大约30分钟的时间内增加皮肤水分水平至少大约300％，相对应用系统前的皮肤水分水平。
使用皮肤保湿测定仪810电容皮肤水分计(Courage Khazaka Electronics，Cologne，DE)测量皮肤水分的量和皮肤水分的增加。皮肤保湿测定仪(corneometer)通过电容测定皮肤角质层的湿度水平。皮肤水化水平的改变导致电容的改变。以7.1N/cm2的压力将电容探针应用至皮肤达一秒钟。皮肤电容的程度显示为1-100单位。一单位表示角质层的水含量为0.02mg/cm2，测量深度为20nm。非常干燥的皮肤为低于30单位，干燥的皮肤为30-45单位且充分湿润的皮肤为大于45单位。
通过应用电磁波在100,000周/秒(Hz)的频率、20nm的深度测量组织(即该情况下的皮肤)电容，以对皮肤表面成像。将探针放置在受试者需要研究的皮肤上。测试前，受试者在大约22℃和40％相对湿度的房间静坐20分钟，以允许皮肤达到标准状态。在使用加热方式前和刚移除后测量电容，借此计算皮肤水分。
使用方法
热装置可仅为湿热系统或湿热系统与常规的传导加热系统联用。例如，热装置可包括至少一个湿热室和至少一个干热室。该配置可能有用于，例如以调节的方式提供热量和湿热，以促进递送芳香物质或治疗剂。
本发明可以便携式形式提供递送一致的、安全的、有效的和持久的热量的方法，以提供：疼痛缓解、深层肌肉加热、血流量增加、心脏作功减少、放松、创伤愈合、湿气递送、活性剂递送、暖身、呼吸缓解、皮肤水化、睡眠增强、物理治疗及其组合，取决于本系统的形状、尺寸和形式-即体包裹物、面包裹物、绷带、覆盖层等。
本发明的一个实施方案包括提供深层组织加热的方法，其包括：
(a)提供包括水蒸汽产生部分和水蒸汽-空气调节部分的便携式湿热系统，所述水蒸汽产生部分包括水蒸汽源和热源；所述水蒸汽-空气调节部分包括水蒸汽-空气混合层和水蒸汽-空气分配层；所述水蒸汽产生部分和所述水蒸汽-空气调节部分流体连通；且所述水蒸汽-空气调节部分具有与水蒸汽-空气调节部分相邻设置的潜热递送表面；
(b)对使用者的皮肤应用该系统；
(c)将系统产生的水蒸汽-空气混合物供应至使用者的皮肤；和
(d)转移热量至使用者的皮肤，其中系统转移热量至使用者的皮肤且其中大约15％至大约95％至使用者的热量为冷凝的潜热，同时维持皮肤温度低于大约43℃。
该方法可提供大约75W/m2至大约500W/m2、或者大约100W/m2至大约200W/m2、或者大约200W/m2至大约500W/m2、或者大约300W/m2至大约500W/m2的热通量。
另外，本方法可包括在系统开始加热的大约5分钟内提供皮肤表面温度为至少大约36℃的步骤。本方法还可在系统开始加热的大约60分钟内，在皮肤外表面以下至少大约2.5cm的深度，提供至少大约38℃的组织温度，并维持皮肤外表面低于大约43℃的温度。
本发明的实施方案还包括提供快速疼痛缓解的方法，其包括：
(a)提供包括水蒸汽产生部分和水蒸汽-空气调节部分的便携式湿热系统，所述水蒸汽产生部分包括水蒸汽源和热源；所述水蒸汽-空气调节部分包括水蒸汽-空气混合层和水蒸汽-空气分配层；所述水蒸汽产生部分和所述水蒸汽-空气调节部分流体连通；且所述水蒸汽-空气调节部分具有与所述水蒸汽-空气调节部分相邻设置的潜热递送表面；
(b)对使用者的皮肤应用该系统；
(c)开始加热系统；和
(d)将系统产生的水蒸汽-空气混合物供应至使用者的皮肤；其中系统在系统开始加热的大约60分钟内提供疼痛缓解，并维持皮肤温度低于大约43℃。
该方法还可包括提供疼痛缓解活性剂和透过皮肤递送活性剂的步骤；疼痛缓解活性剂可包括在水蒸汽产生部分中、在水蒸汽源中或在水蒸汽-空气调节部分中。疼痛缓解活性剂还可包括在与本发明的系统联用的单独的装置中，以递送疼痛缓解活性剂至皮肤。
本发明的实施方案还包括增加血流量的方法，其包括：
(a)提供包括水蒸汽产生部分和水蒸汽-空气调节部分的便携式湿热系统，所述水蒸汽产生部分包括水蒸汽源和热源；所述水蒸汽-空气调节部分包括水蒸汽-空气混合层和水蒸汽-空气分配层；所述水蒸汽产生部分和所述水蒸汽-空气调节部分流体连通；且所述水蒸汽-空气调节部分具有与所述水蒸汽-空气调节部分相邻设置的潜热递送表面；
(b)对使用者的皮肤应用该系统；
(c)开始加热系统；和
(d)在本系统应用至使用者的皮肤期间，在应用该系统的使用者的皮肤区域增加血流量，其为应用系统前皮肤区域的血流量的大约2至大约9倍；并维持皮肤温度低于大约43℃。
本发明还包括提供心脏作功减少和放松的方法，其包括：
(a)提供包括水蒸汽产生部分和水蒸汽-空气调节部分的便携式湿热系统，所述水蒸汽产生部分包括水蒸汽源和热源；所述水蒸汽-空气调节部分包括水蒸汽-空气混合层和水蒸汽-空气分配层；所述水蒸汽产生部分和所述水蒸汽-空气调节部分流体连通；且所述水蒸汽-空气调节部分具有与所述水蒸汽-空气调节部分相邻设置的潜热递送表面；
(b)对使用者的皮肤应用该系统；
(c)开始加热系统；和
(d)在系统应用至使用者的皮肤期间降低心脏作功至少大约4％，并维持皮肤温度低于大约43℃。系统应用至使用者的皮肤的时间可为至少大约1小时。
本发明的实施方案还包括提供水分至皮肤的方法，其包括：
(a)提供包括水蒸汽产生部分和水蒸汽-空气调节部分的便携式湿热系统，所述水蒸汽产生部分包括水蒸汽源和热源；所述水蒸汽-空气调节部分包括水蒸汽-空气混合层和水蒸汽-空气分配层；所述水蒸汽产生部分和所述水蒸汽-空气调节部分流体连通；且所述水蒸汽-空气调节部分具有与所述水蒸汽-空气调节部分相邻设置的潜热递送表面；
(b)对使用者的皮肤应用该系统；开始加热系统；
(c)产生大约0.05mg水蒸汽/min/cm2的水蒸汽产生部分至大约10mg水蒸汽/min/cm2的水蒸汽产生部分，其中水蒸汽通过在皮肤表面冷凝递送水分至皮肤的表面。
本方法还可包括在低于大约60分钟内，对比应用系统前的皮肤水分水平增加皮肤水分水平至少大约300％的步骤。本方法还可包括提供美容活性剂和递送美容活性剂至皮肤的步骤。
本发明实施方案还包括提供益处至使用者的方法，其包括：
(a)提供包括水蒸汽产生部分和水蒸汽-空气调节部分的便携式湿热系统，所述水蒸汽产生部分包括水蒸汽源和热源；所述水蒸汽-空气调节部分包括水蒸汽-空气混合层和水蒸汽-空气分配层；所述水蒸汽产生部分和所述水蒸汽-空气调节部分流体连通；且所述水蒸汽-空气调节部分具有与所述水蒸汽-空气调节部分相邻设置的潜热递送表面；
(b)应用所述系统至使用者表面，其中潜热递送表面位于靠近使用者的表面处。
(c)开始加热所述系统；和
(d)在预选温度范围转移湿热至使用者的皮肤，其中湿热为冷凝潜热的大约15％至大约95％。
本方法还可包括提供选自以下益处的步骤：在所述系统应用至使用者的皮肤的时间内降低心脏作功至少大约4％；在所述系统应用的所述使用者的皮肤区域增加血流量，其为应用所述系统前所述皮肤区域血流量的大约3至大约9倍；提供放松；提供创伤愈合；提供呼吸缓解；提供暖身；提供皮肤水化；提供睡眠增强；提供物理治疗；促进或增强术后恢复；促进或增强创伤恢复及其组合。
实施例
以下实施例在本发明的范围内进一步描述和证明了实施方案。给出实施例仅作为阐明目的并不视为对本发明的限制，因为可能存在不背离本发明精神和范围的许多变化。所有举例说明的浓度为重量-重量百分比，除非另外指明。
实施例1-3水蒸汽源
如下举例说明的水蒸汽源为放热热室，其填充了用于本发明系统的水蒸汽产生部分的颗粒放热组合物。
如下举例说明的颗粒放热组合物通过使用形成颗粒放热组合物的常规混合技术制备，其中所得组合物提供本发明的热室的构建。
通过在搅拌器或混合器如Littleford Day Mixer中加入活性炭和水并混合大约十分钟制备预混合物。然后加入聚丙烯酸酯吸收胶凝材料，并将混合物混合大约10分钟。然后加入海绵铁粉至混合器中，并将所得的预混合物混合大约5分钟。
加入大约2.2g所得预混合组合物至各完成的袋中，所述袋通过在聚丙烯/EVA共挤出薄膜(例如60％PP/40％EVA共挤出RMS#GCAS1004598924.7gsm 1.4mil(Clopay，Augusta，KY)薄膜)片中使用真空形成袋而制造。
然后，通过加入水、氯化钠、和任选的硫代硫酸钠至混合器中并混合大约十五分钟制备盐水溶液。然后迅速将所得盐水溶液加至预混合组合物上。
将100％聚丙烯、最终部件(finished part)#CTM4417064，44.1gsm SMMS(First Quality Nonwovens，McElhattan，PA)非-织造材料的通气表面放置在含预混合物和盐水的袋上，面向完成的含有袋的EVA侧。使用低热量将薄膜片和SMMS粘合在一起，形成统一的结构。所得的统一的结构包括含有颗粒放热组合物的热室，该颗粒放热组合物密封在通气表面和相对的薄膜层表面的相对的面之间的袋中。
将盐水加至颗粒组合物后不久，热室开始产生热量，因此粘合顶面和底面，且将最终的热室迅速包装在气密性的二次包装中用于将来使用。
表1举例说明了本发明热室的不同颗粒放热组合物。
表1-颗粒放热组合物
Figure BDA0000044026480000481
如下描述本发明的实施例实施方案，其参考图3和图1。相同符号自始至终代表相同的结构元素。
图3举例说明了具有两个水蒸汽-空气混合层和作为水蒸汽-空气调节部分的一部分的两个水蒸汽-空气分配层的湿热递送系统的实施方案。对于图3，水产生部分110包括热室180。热室180根据实施例1使用上表1的组合物构成。邻近水产生部分110为水蒸汽-空气调节部分120。邻近水产生部分110第二侧的为外表面140，其包括绝缘层和最外层。
热室180具有装在袋111中的颗粒放热组合物，所述袋111形成于与聚丙烯SMMS(例如100％聚丙烯34gsm SB/4gsm M/4gsm M/34gsm SB，Code W502FWH634，76gsm(Polymer Group Inc.，Waynesboro，VA))通气表面170相对的非-空气渗透、非-水分渗透的聚丙烯/EVA薄膜层(例如60％PP/40％EVA共挤出RMS#GCAS1004598924.7gsm 1.4mil(Clopay，Augusta，KY))的相对表面160中。
外表面140邻近相对表面160并包括两层，该两层包括1/16英寸的绝缘聚丙烯泡沫层162(例如100％PP 1/16”MicroFoam RMS#95818584 16gsm(Pregis，Wurtland，KY)和最外面的聚丙烯非-织造层164。
邻近通气表面170为3mm厚的第一水蒸汽-空气混合层124，其为高柔软的(loft)聚乙烯/聚酯非-织造棉絮(例如通过空气结合的70％ 9dpfPET/PEBICO/30％12dpf空心PET纤维RMS#95169555 84gsm(Libeltex，Meulebeke，Belgium)。邻近第一水蒸汽-空气混合层124为第一水蒸汽-空气分配层122，其为1/16英寸厚的穿孔聚丙烯泡沫(例如100％PP 1/16”MicroFoamRMS#95818584 16gsm(Pregis，Wurtland，KY)；经过切割模具(cutting dies)内部改变以增加穿孔)。邻近第一水蒸汽-空气分配层122为第二个3mm厚的水蒸汽-空气混合层125，其为高柔软的聚乙烯/聚酯非-织造棉絮，与用于第一水蒸汽-空气混合层124的材料相同。邻近第二水蒸汽-空气混合层125为第二水蒸汽-空气分配层123，其为1/16英寸厚的穿孔聚丙烯泡沫，与用于第一水蒸汽-空气分配层122的材料相同。邻近第二水蒸汽-空气分配层123为潜热递送表面130，其包括两个聚丙烯非-织造材料(例如50/50聚丙烯/聚乙烯BICO Part#236YLJO09P 80gsm(Fiberweb，Washougal，WA)，经过机械变形内部改变)的皮肤-接触层。将层沿着层外周密封在一起以形成系统。
对于图1，图1举例说明了仅具有一个水蒸汽-空气混合层和一个水蒸汽-空气分配层的湿热系统的实施方案。对于图1，热室80根据上述实施例1使用表1的组合物构成。热室80具有装在袋11中的颗粒放热水蒸汽产生组合物，所述袋11形成于与100％聚丙烯(即最终部件#CTM4417064，44.1gsmSMMS(Ffist Quality Nonwovens，McElhattan，PA)SMMS通气表面70相对的聚丙烯/EVA(例如60％PP/40％EVA共挤出RMS#GCAS10045989 24.7gsm1.4mil(Clopay，Augusta，KY))薄膜层60的相对表面中。
外表面40邻近相对的表面薄膜层60，且包括两层：一个1/16英寸的绝缘聚丙烯泡沫(例如MicroFoam RMS#95818584 16gsm(Pregis，Wurtland，KY))层和一个最外面的聚丙烯非-织造层。
邻近通气表面70为水蒸汽-空气混合层24，其包括3mm厚的水蒸汽-空气混合层20，其为高柔软的聚乙烯/聚酯(例如经过空气结合的70％9dpfPET/PE BICO/30％12dpf空心PET纤维RMS#95169555(Libeltex，Meulebeke，Belgium))非-织造棉絮。邻近水蒸汽-空气混合层24为水蒸汽-空气分配层22，其为1/16英寸厚的穿孔聚丙烯泡沫(例如100％PP 1/16”MicroFoam RMS#95818584 16gsm(Pregis，Wurtland，KY)；经切割模具内部改变以增加穿透)。邻近水蒸汽-空气分配层22为潜热递送表面30，其包括聚丙烯非-织造材料(例如50/50聚丙烯/聚乙烯BICO Part#236YLJO09P 80gsm(Fiberweb，Washougal，WA)，经过机械变形内部改变)的两个皮肤-接触层。将层沿着层外周密封在一起以形成系统。
对于图4，图4为具有多个热室(例如二十四(24)个热室)580的本发明治疗装置500的实施方案的顶视图(top plan view)，该热室形成包括颗粒放热组合物的水蒸汽产生部分，其包括水蒸汽源和热源。
IR图像示例
图5A和5B显示了激活的本发明的湿热递送系统治疗装置的示例性实施方案的IR图像。图5A为激活的本发明的湿热递送系统治疗装置的外表面视图。如图5A所示，各热室的轮廓可见于IR图像中的外表面上。图5B为激活的本发明的湿热递送系统治疗装置的潜热递送表面的视图。如图5B所示，水蒸汽-空气调节部分促进热量在激活的系统的潜热递送表面上分散和均匀。如图5B所示，各热室的周边形状在激活的系统的潜热递送表面的IR图像中难以识别，所述系统由于热量分散将热量递送至潜热递送表面。
此处公开的尺寸和数值不应理解为严格限定为列举的精确数值。相反，除了另外指明，此尺寸欲指列举的数值和围绕该值的功能上的等值范围(functionally equivalent range)。例如，公开为“40mm”的尺寸欲指“大约40mm”。
此处引用的每个文件包括任何交叉引用的或相关的专利或专利申请，特以其整体作用参考，除非明确地排除或另外限定。对任何文件的引用并非承认此处公开的或要求保护的任何发明是现有技术，或其单独或组合任何其它参考文献教导、建议或公开了本发明。另外，如果本文件中任何术语的意义或定义与引用作为参考的文件中相同术语的意义或定义矛盾，则以本文件中术语指定的意义或定义为准。
当阐明或描述本发明的具体实施方案时，显而易见本领域熟练技术人员可在不违背本发明的精神和范围的基础上做出各种其它变化和修改。因此欲在随附的权利要求中包括所有此类在本发明范围内的变化和修改。

Claims (37)

1.便携式湿热递送系统，其包括：
(a)包括水蒸汽源和热源的水蒸汽产生部分；和
(b)水蒸汽-空气调节部分，所述水蒸汽-空气调节部分包括水蒸汽-空气混合层和水蒸汽-空气分配层；
所述水蒸汽产生部分和所述水蒸汽-空气调节部分流体连通；且
所述水蒸汽-空气调节部分具有与所述水蒸汽-空气调节部分相邻设置的潜热递送表面，该潜热递送表面在预选温度范围递送湿热，其中大约15％至大约95％的湿热为冷凝的潜热。
2.权利要求1的系统，其中所述预选温度范围为低于大约43℃。
3.权利要求1或2的系统，其中所述系统在所述系统的所述潜热递送表面提供低于大约0.085磅水蒸汽/磅干燥空气的水蒸汽与干燥空气的比。
4.权利要求1-3中任一项的系统，其中所述水蒸汽产生部分包括至少一个产生水蒸汽的热室，所述热室包括颗粒放热组合物。
5.权利要求4的系统，其中所述产生水蒸汽的热室具有大约1cm2至大约20cm2的平面表面积。
6.权利要求1-5中任一项的系统，其中所述水蒸汽-空气混合层具有大约400cm3/cm2/秒至大约17,000cm3/cm2/秒的空气渗透率和大约5,000g/m2/24h至大约7,000g/m2/24h的MVTR。
7.权利要求1-6中任一项的系统，其中所述水蒸汽-空气混合层具有大约0.1至大约5mm的厚度。
8.权利要求1-7中任一项的系统，其中所述水蒸汽-空气分配层包括空气渗透率低于大约0.025cm3/cm2/秒的基本非-空气-渗透材料，其中所述水蒸汽-空气分配层包括多个水蒸汽分配孔口，从而导致所述水蒸汽-空气分配层具有大于大约500cm3/cm2/秒至大约2500cm3/cm2/秒的空气渗透率。
9.权利要求8的系统，其中所述水蒸汽-空气分配层选自：基于聚乙烯的泡沫、基于聚丙烯的泡沫、基于聚酯的泡沫、基于聚苯乙烯的泡沫、基于聚氨酯的泡沫、泡沫状塑料片、塑料薄膜、箔、纸-箔层压品、纸、非-织造物、海绵、玻璃棉、玻璃纤维及其组合。
10.权利要求1-9中任一项的系统，其中所述水蒸汽-空气调节部分包括多个所述水蒸汽-空气混合层和多个所述水蒸汽-空气分配层。
11.权利要求1-10中任一项的系统，其中所述系统提供水蒸汽-空气混合物至潜热递送表面，且其中所述水蒸汽-空气混合物具有大约30℃至大约50℃的露点温度。
12.权利要求1-11中任一项的系统，其中所述系统提供大约75W/m2至大约500W/m2的热通量。
13.权利要求1-12中任一项的系统，其中所述系统提供湿热至人皮肤表面，维持所述皮肤的所述表面大约38℃至大约42℃的温度，同时产生大约100W/m2至大约500W/m2的量的热通量。
14.权利要求1-13中任一项的系统，其中所述系统形成为单次使用的一次性装置。
15.权利要求1-13中任一项的系统，其中所述系统形成为多次使用的装置，其中所述水蒸汽产生部分为单次使用的一次性装置，且其中所述水蒸汽-空气调节部分为可重复使用的。
16.权利要求1-15中任一项的系统，其还包括活性剂，其选自药用活性剂、芳香活性剂、美容活性剂、增加水分活性剂、健康活性剂、草药剂、营养补充剂、芳香治疗剂及其组合。
17.权利要求1-16中任一项的系统，其还包括可模塑部分。
18.权利要求17的系统，其中所述可模塑部分选自：金属箔、金属线框结构、软塑料结构、软层压板结构及其组合。
19.治疗装置，其包括权利要求1-18中任一项所述的便携式湿热递送系统。
20.权利要求19的治疗装置，其中被所述水蒸汽源占据的面积占所述水蒸汽产生部分的总面积的大约25％至大约98％。
21.权利要求19或权利要求20的治疗装置，其中所述装置为选自以下的制品：背包裹物、膝包裹物、颈包裹物、月经包裹物、关节包裹物、手/腕包裹物、颈臂包裹物、面包裹物、脚包裹物、体包裹物、覆盖层、绷带、多用途包裹物、片、垫及其组合。
22.权利要求19-21中任一项的治疗装置，其中所述装置递送湿热至使用者，在所述装置开始加热的大约5分钟内提供至少大约36℃的皮肤温度。
23.权利要求19-22中任一项的治疗装置，其中所述装置递送湿热至使用者，提供至少大约38℃的皮肤温度达至少大约60分钟。
24.权利要求19-21中任一项的治疗装置，其中所述装置递送湿热至使用者，在所述系统开始加热的大约20分钟内，使在使用者皮肤外表面以下至少大约2.5cm处组织温度比初始组织温度测量值升高至少大约1℃，并维持所述皮肤的所述外表面温度低于大约43℃。
25.权利要求19-24中任一项的治疗装置，其中所述装置产生大约0.05mg水蒸汽/min/cm2的水蒸汽产生部分至大约10mg水蒸汽/min/cm2的水蒸汽产生部分；其中所述水蒸汽通过在皮肤表面上冷凝而递送水分至皮肤的表面。
26.权利要求19-25中任一项的治疗装置，其中所述热源包括多个热室，且至少一部分所述热室排列成行；且其中泡沫材料条覆盖所述热室的行，所述条提供平行于所述热室行的气隙。
27.包括便携式湿热递送系统的治疗装置，所述系统包括：
(a)包括水蒸汽源和热源的水蒸汽产生部分，其中所述水蒸汽源为在水管理物上吸收的水且所述热源为包括铁的颗粒放热组合物；
(b)水蒸汽-空气调节部分，所述水蒸汽-空气调节部分包括至少一个水蒸汽-空气混合层和至少一个水蒸汽-空气分配层，其中所述水蒸汽-空气混合层为通气结构，其包括至少一层选自以下的材料：织造材料、非-织造材料及其组合，且所述水蒸汽分配层包括至少一层泡沫材料；
所述水蒸汽产生部分和所述水蒸汽-空气调节部分流体连通；和
所述水蒸汽-空气调节部分具有与所述水蒸汽-空气调节部分相邻设置的潜热递送表面，该潜热递送表面在预选温度范围递送湿热，其中大约15％至大约95％的湿热为冷凝的潜热。
28.权利要求27的治疗装置，其中所述水蒸汽产生部分包括多个产生水蒸汽的热室，所述室包括颗粒放热混合物。
29.权利要求28的治疗装置，其中所述热源包括热室，且其中热量在潜热递送表面分散，使得热室的周边形状在潜热递送表面的红外图像中难以识别，因为热量被分散了。
30.对使用者提供益处的方法，其包括：
(a)提供包括水蒸汽产生部分和水蒸汽-空气调节部分的便携式湿热递送系统，所述水蒸汽产生部分包括水蒸汽源和热源；所述水蒸汽-空气调节部分包括水蒸汽-空气混合层和水蒸汽-空气分配层；所述水蒸汽产生部分和所述水蒸汽-空气调节部分流体连通；且所述水蒸汽-空气调节部分具有与所述水蒸汽-空气调节部分相邻设置的潜热递送表面，该潜热递送表面在预选的温度范围递送湿热；
(b)对使用者的皮肤表面应用该系统，其中潜热递送表面位于与所述使用者的所述皮肤表面紧邻处；
(c)开始加热所述系统；和
(d)在预选的温度范围转移湿热至所述使用者的所述皮肤，其中大约15％至大约95％的湿热为冷凝的潜热。
31.权利要求30的方法，其中所述便携式湿热系统应用至人类使用者的皮肤表面，且其中在转移湿热的过程中，所述人皮肤维持在低于大约43℃的温度。
32.权利要求30或31的方法，还包括在所述系统开始加热的大约5分钟内提供至少大约36℃的皮肤表面温度的步骤。
33.权利要求30-32中任一项的方法，还包括步骤：递送湿热至组织并在所述系统开始加热的大约60分钟内，在所述皮肤外表面以下至少大约2.5cm的深度处提供至少大约38℃的温度，同时维持所述皮肤的所述外表面温度低于大约43℃。
34.权利要求30-33中任一项的方法，其中在所述系统开始加热的大约60分钟内，该湿热提供疼痛缓解，同时维持使用者皮肤表面的温度低于大约43℃。
35.权利要求30-34中任一项的方法，还包括提供疼痛缓解活性剂和递送所述活性剂经过所述皮肤的步骤。
36.权利要求30-35中任一项的方法，还包括产生大约0.05mg水蒸汽/min/cm2的水蒸汽产生部分至大约10mg水蒸汽/min/cm2的水蒸汽产生部分的步骤；其中所述水蒸汽通过在皮肤的所述表面上冷凝而递送水分至所述皮肤的表面，同时维持皮肤温度低于大约43℃。
37.权利要求30-36中任一项的方法，还包括提供益处的步骤，所述益处选自：在所述系统应用至所述使用者的所述皮肤的时间内减少心脏作功至少大约4％；在应用所述系统的所述使用者的所述皮肤区域增加血流量，其为应用所述系统前皮肤的所述区域血流量的大约3至大约9倍；提供放松；提供创伤愈合；提供呼吸缓解；提供暖身；提供皮肤水化；提供睡眠增强；提供物理治疗，促进术后恢复，促进创伤修复，增强术后恢复，增强创伤恢复及其组合。
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