CN106975158A

CN106975158A - 一种美容仪及使用该美容仪进行皮肤美容的方法

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Publication number: CN106975158A
Application number: CN201710235888.0A
Authority: CN
Inventors: 仓勇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2017-04-12
Publication date: 2017-07-25

Abstract

本发明公开了一种美容仪及使用该美容仪进行皮肤美容的方法。该美容仪和方法利用特定波长的低能量光波、特别的释放频率、特定的照射强度和特定的照射时间，按照特定的程序释放时，能穿透面部皮肤表皮层，激活真皮层的纤维细胞产生胶原蛋白，并促进代谢残余物质的清除。试验发现，该美容仪和方法相比起现有技术，能够更好地达到面部皮肤去皱纹，增强弹性和消除眼袋和黑眼圈的长期效果。

Description

一种美容仪及使用该美容仪进行皮肤美容的方法

技术领域

本发明涉及光技术领域，更具体而言，涉及一种用于直接照射皮肤的光学仪器，以及使用该美容仪进行皮肤美容的方法。

背景技术

人的衰老不可逆转，面部皮肤皱纹特别是眼角鱼尾纹的出现往往是衰老的第一外在标记；许多环境因素比如太阳光紫外线会显著恶化皮肤皱纹的密度和深度。现代美容手段致力于降低衰老的种种表现尺度，特别是减少面部皮肤皱纹，其最终目标是通过调控皮肤真皮层的成纤维细胞产生新的胶原蛋白。胶原蛋白是皮肤内最主要的结构蛋白，占真皮层干重的75％以上。现代分子皮肤学研究证明皮肤的皱纹，弹性，质地，光泽等在很大程度上决定于胶原蛋白水平的高低；随着年龄的增长或者皮肤的老化，人们皮肤内胶原蛋白的含量逐渐减少。因此，促进胶原蛋白生成的多寡成为衡量众多美容手段的有效性的最重要的指标。

当前这些美容手段大体可归类为生物激活和物理治疗两种。其中，将含有生物活性的霜剂直接敷于皮肤表面的化学方法占据了主流大众市场，这些生物活性物质主要包括维生素A，C，E以及它们的衍生物，软骨多糖，a-和b-羟酸和其它抗氧化剂；而物理手段则常用于专业美容院或诊所里，主要包括机械磨皮，硅胶去皮以及日益普及的激光手术除皱。另外，直接往皱纹密集的皮肤内注射纯化的胶原蛋白或者肉毒素(Botox)则是两个极端的除皱手段，然而这些注射法经常会伴随头痛，晕眩，眼沉以及可能的心血管后遗症。

激光作为具有独特的相干性和单色性的高能光源，其用于皮肤除皱的原理是：激光发出高能量的光子，造成皮肤深层细胞的热损伤或者直接在表皮层引进创伤，从而激活皮肤内在的伤口修复功能，导致产生包括胶原蛋白在内的许多伤口修复所必需的结构和调控蛋白。虽然产生的胶原蛋白能够改善皮肤的皱纹状况，但是高能激光同时也会破坏许多正常细胞组织，并释放相当的有害皮肤健康的副产物。近来,一种以长波(>550nm)为主的高强度脉冲光(Intense Pulse Light，IPL)被用来替代激光治疗面部皱纹。尽管高强度脉冲光对皮肤的伤害远不及激光严重，但它的工作能量太低，难以激活成纤维细胞生成修复皱纹的胶原蛋白。所以，高强度脉冲光作为替代激光的光学疗法并不成功，它在皮肤除皱领域仍有很大争议(Dermatological Surgery 20:p835-843，2000；Lasers in Surgery andMedicine 26:p196-200，2000；Lasers in Surgery and Medicine 30:82-85，2002；Lasersin Surgery and Medicine 30:298-325，2002)。

激光用于除皱的局限性是显而易见的：激光装置极其昂贵，运作需要大量能量，而且必须由专业医务人员来操作；激光束一次能照射的皮肤非常有限，给大规模皮肤均匀除皱带来困难；治疗会对皮肤组织造成伤害，病人会感到严重不适或疼痛，并需要很长时间恢复；创伤性的激光手术还可能引发伤口感染，愈后留下疤痕，不仅达不到美容的预期目的，相反还可能在皮肤上遗留下永久破坏。除皱的效果优劣很大程度上取决于接受治疗者的个体差异，所以对于每个人来讲，接受激光治疗皱纹需要承担相当的风险。

如同激光，发光二极管发出的也是狭窄波长范围内的单色光。尽管发光二极管早已被广泛应用于各种电子元件的发光装置以及日用和商用灯具上，它们在医疗领域的用途直到最近几年才开始逐渐被人们认识。这些用途主要包括促进伤口愈合，减轻疼痛，以及和光激活化学药物同步使用来治疗癌症。美国NASA的航天项目研究小组发现用发光二极管发出的近红外的单色光(主要波长包括680nm,730nm,880nm)直接照射局部缺血性伤口，能够大大缩短伤口愈合所需的时间(Journal of Clinical Laser Medicine&Surgery 19:p305-314，2001)。他们将几十个单色的发光二极管排成平面序列，持续照射伤口，使得每平方厘米皮肤在0。5-1小时内接受4-8焦耳的能量。这些发光二极管与高压氧气同步使用效果尤佳。几家美国公司正在积极开发红光和红外光二极管在止痛上的应用，它们已经获得美国食品和药品管理局的首肯，很快将有用来治疗手，腕，和其它肌肉疼痛的发光二极管装置推向市场。在所谓的光动力疗法中(Photodynamic Therapy)，发光二极管甚至可以成为定点消除肿瘤细胞的工具。比如由罗氏(Roche)公司开发的Porphyrin可以被发光二极管发出的680nm红光激活，然后将获得的能量传递给血液里的氧气分子，从而生成有害的单氧基团和游离基。这些单氧基团和游离基会破坏周围细胞内的蛋白质，脂类，核酸等重要组分。用发光二极管激活聚集在肿瘤部位的Porphyrin，就可以非常特异性的杀死肿瘤细胞，达到治疗的目的。这种Porphyrin光动力疗法在许多国家已被用来治疗膀胱癌,食道癌和肺癌，在美国正在临床III期试验中。

发光二极管之所以能够成功地用于人体治疗，主要因为科学研究发现二极管发出的非相干性的单色光可以有效地穿透皮肤表皮到达真皮层和更深层的体内组织。一项报道宣称630-800nm范围内的光子可以进入人体皮肤内部达23厘米(p.552Space Technologyand Applications International Forum 200，edited by M.S.El-Genk，2001)。进入体内的二极管的光能够刺激细胞内部的能量工厂线粒体，产生大量能量，从而加速各种修复机制，提高细胞活性和代谢，加快血液循环，其结果是体内的有害物质和代谢副产物从受伤或衰老的组织内被清除掉，同时促进生成的活性物质使组织得到更新。细胞内接受光能的具体分子并不清楚，但科学家发现一些发色基团(Chromophores)和细胞色素系统(Cytochrome Systems)对红光和红外光有反应。

在二极管的单色光穿透皮肤的过程中，光能逐渐被各种细胞组织吸收和损耗。大部份的被有效吸收的光子作用于真皮层的成纤维细胞。成纤维细胞是皮肤的动力机器，生产各种皮肤调节成份和主要结构蛋白比如胶原蛋白。从原理角度讲，发光二极管的单色光不仅仅可以促进成纤维细胞产生大量能量物质ATP，而且更重要的是能够起动胶原蛋白的生物合成。因此，用发光二极管的单色光替代激光来促进皮肤生成胶原蛋白而修补皱纹是一个创新又极富挑战性的工作。和激光手术除皱相比，发光二极管除皱的优越性很多：它工作能量低，通过激发成纤维细胞的潜能达到美容目的，对皮肤内外均无伤害；它使用方便安全，光源寿命远长于激光，并且价钱合理，易于家庭普及；更重要的是，通过选择恰当波长，具有生物调节功效的输出强度和频率，发光二极管能够达到传统激光美容除皱的效果。

波长，强度和频率的选择和正确组合是决定发光二极管除皱装置有效性的关键。首先，只有特定波长的发光二极管光波能够穿透表皮层而最大限度地被成纤维细胞吸收，并转化成能量，刺激细胞生成胶原蛋白，而其它波长的光波即使能到达这些细胞也不会有效激活细胞内的光敏蛋白。其次，只有狭窄范围内的输出强度具有生物调节的功效：强度低于生物激活阈值的光波不能提供足够的能量启动成纤维细胞的修复机制；而过高强度的光波则会在皮肤内主要转化成热能，并激发成纤维细胞的保护机制，最终导致胶原蛋白合成的抑制。最后，发光二极管的电磁光波在皮肤内的频率只有与成纤维细胞的内在生物频率发生共振时，才能特异性地将光能传送到成纤维细胞，并且最大限度地降低其它细胞组织的激活所生成的无用甚至有害的副产品。

现有技术CN1618480A中已经公开了一种结合光物理和生物化学的皮肤美容方法。该方法利用特定波长的低能量光波，按照特定的程序释放时，能穿透面部皮肤表皮层，激活真皮层的纤维细胞产生胶原蛋白，并促进代谢残余物质的清除。同时，被破坏的代谢平衡诱发皮肤内的自然修复机制，使光活化的结果不能保持。为此，CN1618480A还包含一类以脂溶性的胶原酶抑制物为核心的外敷用品，它与上述光学仪器同步使用，可使皮肤内的胶原蛋白维持在高水平，从而达到面部皮肤去皱纹，增强弹性和消除眼袋和黑眼圈的长期效果。具体而言，CN1618480A公开的皮肤美容仪中发光二极管产生波长为590nm，630nm和660nm，频率为1Hz-50Hz，强度为每平方厘米50微瓦到50毫瓦之间的单色光。

现有技术CN102076706A也公开了类似的方案。

但经过我们后续的研究发现，在波长不变的情况下，不同的频率和强度对皮肤美容的效果并不一样。为了找到能够获得最佳美容效果的组合，申请人进行了大量的研究，进而获得了本发明。

发明内容

本发明涉及一种皮肤美容仪，所述皮肤美容仪包括一系列发光二极管和控制电路，能够产生特定频率、波长和强度的单色光，从而达到面部皮肤去皱纹，增强弹性和消除眼袋和黑眼圈的长期效果；其中所述发光二极管产生波长为590-660nm，频率为15Hz-30Hz，强度为700-900Lux的单色光。

进一步地，其中包括由共同电路控制的800到3000个发光二极管，所述发光二极管组成可调节的平面，每个发光点与皮肤表面的距离基本相同。

进一步地，其中所述控制电路可以控制发光二极管产生的光的波长、频率、强度和时间。

进一步地，其中单色光的波长为590nm，630nm和660nm或其组合。

进一步地，其中单色光的频率为15Hz、20Hz、30Hz或其组合。

进一步地，其中单色光的强度为700Lux、800Lux、900Lux或其组合。

进一步地，其中单色光的强度为800Lux。

进一步地，其中单色光的照射时间为2min、5min、10min、15min、17min或其组合。

进一步地，其中照射参数设定为590nm，15Hz，800Lux，17min。

进一步地，其中照射参数设定为590nm，15Hz，800Lux，10min。

进一步地，其中照射参数设定为630nm，20Hz，800Lux，15min。

进一步地，其中照射参数设定为630nm，20Hz，800Lux，5min。

进一步地，其中照射参数设定为660nm，30Hz，800Lux，17min。

进一步地，其中照射参数设定为660nm，30Hz，800Lux，2min。

进一步地，其中照射参数设定为590nm，15Hz，800Lux，10min；630nm，20Hz，800Lux，5min；660nm，30Hz，800Lux，2min。

本发明还涉及一种非治疗目的的皮肤美容方法，包括用所述皮肤美容仪照射待处理的皮肤。

本发明揭示了只有以特定的频率15Hz-30Hz，优选15Hz、20Hz、30Hz或其组合和特定的强度700-900Lux，优选700Lux、800Lux、900Lux或其组合，任选地以及特定的时间和/或步骤，释放时才能达到更佳的嫩化皮肤的效果。其中，照射时间在15min至17min之间时，效果更佳；单一波长照射时尽管也可取得较佳的效果，但不同的波长以特定的步骤照射可获得最佳的效果，经过筛选获得最佳步骤如下：步骤一：590nm LED光用15Hz，800Lux照射10min；步骤二：630nm LED光用20Hz，800Lux照射5min；步骤三：660nm LED光用30Hz，800Lux照射2min。

根据本发明所揭示的单色光波长，频率和强度参数，我们把近800-3000个同种类的LED灯泡连接并组装成可调节的平面，所有的LED都用共同的电路控制，邻近的任何两个LED之间的距离都是相等的。这样的LED平板可以根据所要活化皮肤部位而进行调整，最终保证每个LED光源距离照射的皮肤表面都相对接近。这里我们主要显示这样的LED光板能够非常有效地改变眼睛周围皮肤的皱纹和质地，但我们并不限制我们的LED光用于其它部位皮肤。

本发明的一个主要应用实例是轻便家用型LED除皱美肤眼罩。附图5显示两种样品的结构示意图，主要包括密集的高级LED灯泡的点阵板块(板块可以有1块到20块)和电路控制调节中心。每个LED发出本发明所揭示的特定程序的单色光。裸露的LED点阵板块背面的焊接电路和连接电线整合进如附图6所显示弧形眼罩内，由此组合的LED眼罩可以用弹力绳带或者眼镜架或者头箍固定在眼镜上方，如附图6中的示范者所示。

本发明也可以用于其它部位的皮肤的除皱和改善，比如脖子，手部，脚背，胸部，腹部等。附图7显示我们所设计并制造的LED手背除皱嫩肤装置，作为其中一个实例。在这个装置中，近2000个同样规格的LED排列成手背弧形，当手背朝上放入装置内后，每个发光点与皮肤表面的距离保持均等，从而保证皮肤内的细胞受到一致刺激。

总之，本发明的方法仅采用光学原理就可以获得良好的美肤除皱效果。本发明的家用LED除皱美肤眼罩体积小，轻便，使用简单，易于家庭使用。

附图说明

图1：该实验女性每次接受590nm LED光用15Hz，800Lux照射17min，观察其皱纹变化。实验过程及其结果：1周1次，共4次；40％眼周皮肤变紧有弹性；眼周皮肤鱼尾纹无明显改进或消失；眼袋无明显变化；黑眼圈改善不明显。

图2：该实验女性每次接受630nm LED光用20Hz，800Lux照射15min，观察其皱纹变化。实验过程及其结果：1周1次，共4次；60％眼周皮肤变紧有弹性；眼周皮肤鱼尾纹无明显改进或消失；眼袋无明显变化；黑眼圈改善不明显。

图3：该实验女性每次接受660nm LED光用30Hz，800Lux照射15min，观察其皱纹变化。实验过程及其结果：1周1次，共4次；80％眼周皮肤变紧有弹性；眼周皮肤鱼尾纹有稍许改进或消失；眼袋无明显变化；黑眼圈改善不明显。

图4：该实验女性每次按步骤顺序接受三种特定波长组合的LED光照射治疗，观察其皱纹变化。步骤一：590nm LED光用15Hz，800Lux照射10min；步骤二：630nm LED光用20Hz，800Lux照射5min；步骤三：660nm LED光用30Hz，800Lux照射2min。实验过程及其结果：1周1次，共4次；100％眼周皮肤变紧有弹性；91％眼周皮肤减少皱纹，鱼尾纹明显改进或消失；75％眼袋减小；67％黑眼圈显著改善。

图5：本发明的光学装置样本示意图。该装置包括LED板块，中心控制仪，和电源接口。中心控制仪可调节发光频率，波宽，和强度。LED板块可以进行多种组合。

图6：本发明中的LED电路板块的保护和应用外壳模型之一。由此组装的装置可用于眼部周围的皮肤，也可以用于脖子等身体其它部分的皮肤。

图7：本发明中的LED电路板块的保护和应用外壳模型之二。由此组装的装置可用于手背的皮肤的除皱和保护。

具体实施方式

下面通过一些实施例来具体地说明本发明。

实验步骤：

1.招募20-55岁眼角有皱纹或眼部皮肤状况需要改进(包括眼袋，黑眼圈等)的女士，分成多组；

2.每组测试一种波长的眼罩，对于每个波长组再分小组，每小组接受不同频率和不同时间和强度的组合的LED光照射治疗；单独有一组按步骤顺序测试三种特定波长组合的LED光照射治疗；

3.每个治疗者每周治疗1次,一个疗程为12周(疗效通常在4周后才明显)；

4.专业美容师和治疗者独立地分别每周一次记录疗效；

5.美容师用我们提供的相机拍摄记录每个治疗者的眼角皱纹变化(与表格记录同步)；

6.测试结束后，统计各类指标的测试有效性；对于任何一个测试者，只有测试者本人评估和专业美容师的评估一致，我们才认为该项指标的变化是有效的。

实施例一：不同波长、频率、强度和时间的影响

为了找到最适宜的波长、频率、强度和时间的组合，申请人在单个不同的波长下进行了大量的试验，结果如表1至表3所示。

表1波长为590nm时频率、强度和时间的影响

编号	频率/Hz	强度/Lux	时间/min	效果打分^a
					1	5	800	17	4
2	10	800	17	4.5
					3	15	800	17	6.5
4	20	800	17	6
					5	25	800	17	5
6	30	800	17	6
					7	35	800	17	5
8	40	800	17	4
					9	45	800	17	3
10	50	800	17	3
					11	15	550	17	4
12	15	700	17	5
					13	15	900	17	5
14	15	1000	17	5
					15	15	1200	17	1.5
16	15	1400	17	3.5
					17	15	1600	17	1.5
18	15	1800	17	3
					19	15	800	2	1.5
20	15	800	5	1.5
					21	15	800	8	2
22	15	800	10	1.5
					23	15	800	13	2.5
24	15	800	15	4
					25	15	800	20	5
26	15	800	25	4

^a总分为10分，分数越高，表明美容效果越好，下同。具体评估方式参见CN1618480A和CN102076706A。

表2波长为630nm时频率、强度和时间的影响

表3波长为660nm时频率、强度和时间的影响

从表1至表3可以看出，不同的频率、强度和时间的组合可以获得不同的美容效果，而且并非是线性关系。波长为590nm时，频率、强度和时间的最佳组合为：频率为15Hz、强度为800Lux和时间为17min。波长为630nm时，频率、强度和时间的最佳组合为：频率为20Hz、强度为800Lux和时间为15min。波长为660nm时，频率、强度和时间的最佳组合为：频率为30Hz、强度为800Lux和时间为17min。可以看出，随着波长增加，频率也需随之增加才能获得最佳效果，但并不是线性关系。此外，无论波长是590nm、630nm或660nm，最佳强度均为800Lux，过高过低时效果变差。而对于照射时间，并不存在一定的特定关系，总体而言，需要在15min至17min之间，才能获得最佳效果。总之，申请人通过大量的研究发现了不同波长时频率、强度和时间的最佳组合，而且从结果来看，这种组合并没有一定的规律性，因而不通过大量的试验研究是无法事先预料到的。

实施例二：时间和顺序的影响

在实施例一获得的较佳的波长、频率、强度、时间的组合的基础上，为了获得更佳的美容效果，申请人对上述参数再次进行了不同的组合，对大量的受试者进行了试验，结果见表4，其中，强度均为800Lux，波长为590nm时，频率为15Hz，波长为630nm时，频率为20Hz，波长为660nm时，频率30Hz。

表4时间和顺序的影响

编号	顺序(时间/min)	效果打分^a
			79	590nm(17)→630nm(15)→660nm(17)	4.5
80	590nm(15)→630nm(13)→660nm(15)	5
			81	590nm(10)→630nm(10)→660nm(10)	5
82	590nm(5)→630nm(5)→660nm(5)	6
			83	590nm(2)→630nm(2)→660nm(2)	4.5
84	590nm(10)→630nm(10)→660nm(5)	7
			85	590nm(10)→630nm(5)→660nm(10)	9
86	590nm(10)→630nm(5)→660nm(2)	10
			87	590nm(5)→630nm(10)→660nm(10)	7
88	590nm(5)→630nm(5)→660nm(10)	7.5
			89	590nm(5)→630nm(10)→660nm(5)	7.5
90	590nm(2)→630nm(10)→660nm(5)	6.5
			91	590nm(2)→630nm(5)→660nm(10)	8.5
92	590nm(10)→660nm(2)→630nm(5)	8
			93	630nm(5)→590nm(10)→660nm(2)	7.5
94	630nm(5)→660nm(2)→590nm(10)	6.6
			95	660nm(2)→590nm(10)→630nm(5)	7.5
96	660nm(2)→630nm(5)→590nm(10)	8

从表4可以看出，采用不同的照射顺序和时间可以获得不同的美容效果，其中，不同的组合中打分差别可以差别很大，总体而言，时间太长或太短时效果较差，各种组合的效果通常优于单一波长时的效果。经过筛选获得最佳步骤如下：步骤一：590nm LED光用15Hz，800Lux照射10min；步骤二：630nm LED光用20Hz，800Lux照射5min；步骤三：660nm LED光用30Hz，800Lux照射2min。

上述实施例意图仅仅是示例性的，并且本领域技术人员将认识到或将能够使用不超过常规实验来确定多种等同物。所有这些等同物被认为在所要求保护的主题的范围内，并且被所附权利要求所涵盖。因为修改对于本领域技术人员将是显而易见的，所以意图要求保护的主题仅由所附权利要求的范围限制。

Claims

1.一种皮肤美容仪，其特征在于，所述皮肤美容仪包括一系列发光二极管和控制电路，能够产生特定频率、波长和强度的单色光，从而达到面部皮肤去皱纹，增强弹性和消除眼袋和黑眼圈的长期效果；其中所述发光二极管产生波长为590-660nm，频率为15Hz-30Hz，强度为700-900Lux的单色光。

2.权利要求1的皮肤美容仪，其中包括由共同电路控制的800到3000个发光二极管，所述发光二极管组成可调节的平面，每个发光点与皮肤表面的距离基本相同。

3.权利要求1-2的皮肤美容仪，其中所述控制电路可以控制发光二极管产生的光的波长、频率、强度和时间。

4.权利要求1-3的皮肤美容仪，其中单色光的波长为590nm，630nm和660nm或其组合。

5.权利要求1-4的皮肤美容仪，其中单色光的频率为15Hz、20Hz、30Hz或其组合。

6.权利要求1-5中任一项的皮肤美容仪，其中单色光的强度为700Lux、800Lux、900Lux或其组合。

7.权利要求1-6中任一项的皮肤美容仪，其中单色光的强度为800Lux。

8.权利要求1-7中任一项的皮肤美容仪，其中单色光的照射时间为2min、5min、10min、17min或其组合。

9.权利要求1-8中任一项的皮肤美容仪，其中照射参数设定为590nm，15Hz，800Lux，17min；或590nm，15Hz，800Lux，10min；或630nm，20Hz，800Lux，15min；或630nm，20Hz，800Lux，5min；或660nm，30Hz，800Lux，17min；或660nm，30Hz，800Lux，2min；或照射参数设定为590nm，15Hz，800Lux，10min；630nm，20Hz，800Lux，5min；660nm，30Hz，800Lux，2min。

10.一种非治疗目的的皮肤美容方法，包括用权利要求1到9中任一项的皮肤美容仪照射待处理的皮肤。