CN106999717A - 甲癣治疗设备和方法 - Google Patents

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T·C·格拉默
M·P·奥尼尔
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Abstract

系统和方法包括递送氧化还原气体溶液以治疗甲癣，其中所述氧化还原气体溶液包含溶于全氟碳液体中的活性物种，并且其中所述活性物种可单独或组合包括活性氧、活性氮、活性氯或活性溴物种中的一或多者，并且所述全氟碳液体可包括全氟萘烷。

Description

甲癣治疗设备和方法
相关申请案
本申请涉及并主张2014年12月10日申请的标题为甲癣治疗设备和方法(Onychomycosis Treatment Apparatus and Method)的待决美国临时专利申请第62/089,945号和2015年12月9日申请的待决美国专利申请第14/963,552号的优先权，所述申请各自出于所有目的通过引用并入本文中。
关于联邦资助的研究或开发的声明
本发明是根据由国家科学基金会(National Science Foundation)和国立卫生研究院(National Institute of Health)授予的NSF奖号1343994和NIH奖号1R43GM112196-01在政府支持下进行。政府具有本发明的某些权利。
技术领域
本发明在一个方面中大概来说涉及用于治疗甲癣的系统和方法。
背景技术
甲癣(还称为“皮霉菌性甲癣”或“甲癣(tinea unguium)”)是指甲的真菌感染。它是指甲的最常见病并且占所有指甲异常的大约一半。这种病状可影响脚趾甲或手指甲，但脚趾甲感染特别常见。其发生在约10％的成人群体中。
真菌性指甲感染的最常见症状是指甲变厚且变色。随着感染进展，指甲可变脆，并且指甲碎片折断或完全离开脚趾或手指。如果不予治疗，指甲下方和周围的皮肤会发炎并疼痛。还可存在甲床上的白色或黄色斑块或指甲附近的肌肤甲错，并且可产生气味。除非疾病严重，否则通常没有疼痛或其它身体症状。甲癣患者可因指甲外观而经历重大精神社会问题，特别是在手指(其通常始终可见)而不是脚趾甲被感染时。
皮真菌疹是无真菌皮肤病灶，其有时因为身体另一部分的真菌感染而形成。此可在未感染真菌的身体区域中呈皮疹或疥疮形式。皮真菌疹可视为对真菌的过敏性反应。
甲癣的成因性病原体包括皮肤真菌、念珠菌属(Candida)和非皮霉菌性霉菌。皮肤真菌是在温带西方国家最常引起甲癣的真菌；而念珠菌属和非皮霉菌性霉菌在具有湿热气候的热带和亚热带更常涉及。
红色毛癣菌(Trichophyton rubrum)是甲癣中所涉及的最常见皮肤真菌。可涉及的其它皮肤真菌是指间毛癣菌(T.interdigitale)、絮状麦皮癣菌(Epidermophytonfloccosum)、紫色毛癣菌(T.violaceum)、石膏样小孢子菌(Microsporum gypseum)、断发毛癣菌(T.tonsurans)和苏丹毛癣菌(T.soudanense)。指间毛癣菌的可能仍有报道的常见过时名称是须毛癣菌(Trichophyton mentagrophytes)。名称须毛癣菌现在受限于小鼠的黄癣皮肤感染因子；但这种真菌可以从小鼠或其毛皮垢屑传播到人类，其通常感染皮肤且不感染指甲。
其它成因性病原体包括念珠菌属和非皮霉菌性霉菌，特别是霉菌世代柱霉属(Scytalidium)(最近更名为新柱霉属(Neoscytalidium))、帚霉属(Scopulariopsis)和曲霉菌属(Aspergillus)。念珠菌属主要引起手经常浸没于水中的人的手指甲甲癣。柱霉属主要影响热带人群，但是如果所述人群之后搬到温带气候地区，所述影响仍会持续。
所有成因性病原体都对某些毒性气体(例如臭氧、氮氧化物和类似活性物种)敏感。应理解，流体和固体物质也可具有类似的有益抗病原性性质。然而，使用所述抗病原性物质治疗甲癣存在多种相关问题。甲床自身会对治疗性气体和有益的抗病原性物质起屏障作用。因此，仍然需要用于治疗甲癣的系统和方法，其允许物质横过、围绕和/或进入甲床和类似的生理结构以实现有益效应。
医学上仍然还需要用于甲癣的局部治疗装置和治疗方法，其有效，所需治疗时间短并且不产生现有技术的非所需副作用。多种化学化合物展现抗真菌(抑制真菌或杀真菌)性质，并且可纳入乳霜、洗剂、凝胶、溶液等中。然而，局部施加(即，直接施加至指甲)的抗真菌化合物无法充分且一致地穿透甲床以在其根源杀灭真菌，并且因此并非始终有效。
因此，需要用于治疗甲癣的另一或改良设备和方法。
发明内容
本揭示内容提供包括递送氧化还原气体溶液以治疗甲癣的系统和方法，其中氧化还原气体溶液包含溶于全氟碳液体中的活性物种。
在一个实例性实施例中，活性物种可单独或组合包括活性氧、活性氮、活性氯或活性溴物种中的一或多者。全氟碳液体可包括全氟萘烷。
自下列详细说明可了解本揭示内容的其它益处和优点。
附图说明
系统和方法的实例性实施例显示于附图中。
图1通过流程图说明根据本揭示内容的实例性方法。
图2是根据本揭示内容的实例性系统的一部分的横断面视图。
图3A是包括根据本揭示内容的实例性全氟碳液体的容器的横断面视图。
图3B是图3A中所示容器的盖的横断面视图，所述盖包括用于将全氟碳液体提供至指甲/组织的施加器。
图3C是使用图3B中所示的施加器实例性施加全氟碳液体至指甲/组织的透视图。
图4是根据本揭示内容贴近已施加有全氟碳液体的指甲/组织的实例性等离子体生成装置的部分示意性视图。
图5A是根据本揭示内容的实例性踏脚套(toe-clip)施加器的透视图。
图5B是图5A中所示的实例性踏脚套施加器的部分横断面视图。
图6是根据本揭示内容的替代性实例性治疗系统实施例的透视图。
具体实施方式
阐述本发明实施例和多种替代方案。所属领域技术人员在考虑本文中的教示后将认识到，存在不背离本发明的多种替代方案和等效方案。因此，本发明不受限于此处或下文中所述的说明。
下文将描述系统和方法的一或多个具体实施例。这些所述实施例仅为本揭示内容的实例。另外，为了力图提供对这些实例性实施例的简明描述，可不在说明书中描述实际实施方案的所有特征。应了解，在任何所述实际实施方案的研发中，如在任何工程化或设计项目中，必须做出多个实施方案的专门决策以实现研发者的特定目标，例如，符合系统相关和商业相关的约束条件，所述约束条件可随实施方案而变。此外，应了解，所述研发工作可能复杂且耗时，但对于获益于本揭示内容的所属领域技术人员，其仍是一项常规的设计、制作和制造任务。
此外，仅为了清晰和方便起见，并且无限制地，本揭示内容(包括图式)阐述与本揭示内容相关的事件和/或情况的仅某些方面的实例性代表。所属领域技术人员在考虑本文中的教示后将认识到与本揭示内容相关的其它所述方面、事件和/或情况，例如所述装置的其它元件；与甲癣治疗相关发生的事件；等。与本揭示内容相关的所述方面不背离本发明，并且因此本发明不受限于阐述与本揭示内容相关的事件和情况的某些方面。
现在转向图式，图式显示实例性治疗系统和方法。如图1中所述，系统提供递送氧化还原气体溶液以治疗甲癣，其中氧化还原气体溶液包含溶于全氟碳液体中的活性物种。全氟碳液体是在步骤10施加至指甲/组织。然后，在步骤20，贴近指甲/组织生成等离子体气体。等离子体气体形成活性物种，所述活性物种溶于全氟碳液体中形成氧化还原气体溶液。所述工艺可重复或继续直到产生足够氧化还原气体溶液为止以根除指甲/组织真菌。见步骤30。
在一个实例性实施例中，活性物种可单独或组合包括活性氧、活性氮、活性氯或活性溴物种中的一或多者。活性物种可通过使用非热等离子体装置形成或以其它方式提供。
如图2中所示，等离子体40可贴近接地电极50形成。等离子体形成活性物种60、70。活性物种60、70溶于全氟碳液体80中并施加至指甲/组织100的表面90。包括活性物种60、70的氧化还原气体溶液扩散至指甲/组织床中以根除位于其中的真菌。如图2中所示，等离子体生成装置包括接地电极50。另外，装置包括在两个电极之间施加的足够高的电压脉冲，其中一个电极是接地电极50，其中所述电极中的至少一个经绝缘用于生成等离子体(为清晰起见，在图2中未显示)。
全氟碳液体(PFC)/其它促进剂
全氟碳液体可包括全氟萘烷。全氟萘烷和其它适宜全氟碳液体具有所需的润湿、气体吸收和扩散性质。
全氟碳(PFC)、氟碳化合物或全氟化学物质(这些术语可互换使用)液体是通过用氟原子置换所有氢原子从液体烃正式获得。这类化学化合物的特征在于其性质极端惰性(化学上、生物上和生理上)，这是因为C-F键非常稳定。C-F键是在有机化学中遇到的最强键，并且其强度在同一碳原子上存在多个氟原子时进一步提高。氟的存在甚至会增强C-C键的强度。
PFC液体通常透明、无色、无味、不导电并且不易燃。其密度约为水的两倍，并且通常能溶解大量生理上重要的气体。对于其气体吸收功能，PFC仅起气体载体的作用并且不与气体反应或产生气体。PFC通常是化学上极端稳定的化合物，在身体组织中不代谢。其在生理上是惰性的，因为没有酶系统能将液体PFC改质，不管是以代谢方式还是异化方式。液体PFC既是疏水性的也是疏脂性的，即其可同时与水和亲脂液体混溶并且通常与它们形成乳液。
PFC用于多种工业中。其于1920年代首次合成并在1940年代经研发用于工业。PFC目前用于视网膜剥离手术、肺的液体通气疗法、用作血液代用品以及用作超声和放射性成像剂。其用于化妆品和涂料二者中以促进产品更容易地散布，并且在纺织品制造中用作织物保护剂。
如本文所用术语“全氟碳液体”或“PFC液体”可包括有机化合物，其中所有(或基本上所有)氢原子都被氟原子置换。代表性全氟化液体包括环状和非环状全氟烷烃、环状和非环状全氟胺、环状和非环状全氟醚、环状和非环状全氟氨基醚以及其任何混合物。
全氟化液体的具体实例包括以下：全氟戊烷、全氟己烷、全氟庚烷、全氟辛烷、全氟萘烷、全氟甲基环己烷、全氟三丁胺、全氟三戊胺、全氟-N-甲基吗啉、全氟-N-乙基吗啉、全氟异丙基吗啉、全氟-N-甲基吡咯烷、全氟-1,2异(三氟甲基)六氟环丁烷、全氟-2-丁基四氢呋喃、全氟三乙胺、全氟二丁醚以及这些和其它全氟化液体的混合物。
全氟碳通常改良气体交换且为携带氧化还原气体的所需介质。PFC在1个大气压下可携带的氧比盐水能容纳的多20倍。PFC是可降低指甲上的表面张力的低粘度表面活性剂，因此PFC可均匀快速地散布在指甲结构上方。低表面张力有助于改良表面的润湿。在25℃下测量时，PFC的表面张力通常小于20达因/cm并且通常介于10至20达因/cm之间。在用于ARDS患者的肺损伤中时，肺中的表面张力记录为67至75达因/cm。在使用PFC的肺中，表面张力仅为18达因/cm，这有助于防止肺泡塌陷并降低肺泡开放压力。
PFC可置换水并循环到那些气体交换减小的区域。如果碎屑比所用的PFC轻，PFC还可洗出碎屑。PFC不被身体吸收并且不会分解为有毒代谢物。
全氟碳液体可为含有高水平碳结合氟的化合物，其在106°F或更低温度下为液体。在操作条件下，通常在约0℃至约50℃的温度范围内，这些氟化流体能溶解大量氧化还原气体。全氟碳液体可在局部施加前通过以下方式全部或部分转化为氧化还原气体溶液：在制造设施将活性气态物种溶解至全氟碳液体中，并将局部组合物以可用形式递送给客户，使得客户可将所述溶液作为治疗施加至感染区域。在一个实例性实施例中，在1atm和25℃下，PFC流体可溶解至少500mL气态氯/100mL流体。在另一实例性实施例中，在1atm和25℃下，PFC流体可溶解至少1200mL气态氯。所述方法中所用的氧化气体溶液可经所需氧化气体饱和。在另一实例中，PFC中臭氧的浓度可大于1ppm但小于500ppm。FluorinertTM流体(产品公告号98-0211-8301-1(65.05)R，5/95发行，可自3M公司(3M Co.)获得，圣保罗，明尼苏达州)提供多种氧化气体在FluorinertTM电子流体中的溶解性。
可用的其它全氟碳包括例如全氟碳，例如全氟庚烷、氟代环庚烷、氟代甲基环庚烷、氟代己烷、氟代环己烷、氟代戊烷、氟代环戊烷、氟代甲基环戊烷、氟代二甲基环戊烷、氟代甲基环丁烷、氟代二甲基环丁烷、氟代三甲基环丁烷、氟代丁烷、氟代环丁烷、氟代丙烷、氟醚、氟代聚醚、氟代三丁胺、氟代三乙胺、全氟己烷、全氟戊烷、全氟丁烷、全氟丙烷、硫六氟化物、甲基全氟丁醚(GransilSiW 7100)或全氟(叔丁基环己烷)。本发明中还可利用全氟碳的混合物，其组合不同全氟碳和全氟碳组合物，例如PFC乳液或PFC凝胶。
其它液体可实现穿透增强剂/气体载体的机制并且可从等离子体浓缩抗真菌物种。除了PFC以外，可使用同时浓缩并促进气体交换的替代性分子并且其包括但不限于神经珠蛋白、脱辅基肌红蛋白、血红蛋白、肌红蛋白和合成血液或血液代用品(例如呼吸细胞(respirocyte))。
在另一实例性实施例中，如需要，全氟碳或其它液体可包括共溶剂以改良流体的特定物理性质。可将具有非氟化烃区段的半氟化烷烃(SFA)添加至PFC液体。在另一实例性实施例中，液体组合物可包含多于一种PFC和/或多于一种SFA的组合。可有用地组合PFC与SFA以例如实现特定的所需目标性质，例如某一密度、粘度、亲脂性或对特定活性成分(例如染料)的溶解能力。SFA可基本上不与氧化还原气体反应。SFA还可降低氧化还原气体在PFC中的溶解度。在一个实例性实施例中，一或多种可用SFA可选自包括F4H5、F4H6、F4H8、F6H6和F6H8的SFA群组。
氧化还原气体溶液
在一个实例性实施例中，全氟碳液体吸收由等离子体生成装置生成的抗病原性物质。例如，参见图2。在一个实例性方面中，甲癣治疗是使用含有溶解于全氟碳液体中的气态活性氧或活性氮或活性氯/溴物种的溶液来增强。
仅为方便起见并且无限制地，含有溶于全氟碳液体中的气态活性氧或活性氮或活性氯/溴物种的溶液在本文中应称为“氧化还原气体溶液”。
根据另一实例性实施例，甲癣治疗系统和方法包括局部组合物以克服当前局部真菌治疗的一或多个缺点。在一个方面中，局部组合物可包括氧化还原气体溶液。
在另一方面中，另一实例性实施例提供治疗真菌感染(如甲癣)的方法，其包含使皮肤或指甲表面与全氟碳液体接触，且将全氟碳液体的至少一部分转化为氧化还原气体溶液。在另一方面中，所述方法包括贴近要治疗的真菌感染(如甲癣)部位将氧化还原气体溶解于全氟碳液体中的步骤。在另一实例性实施例中，氧化还原气体是在非热等离子体治疗步骤期间形成。
根据另一实例性实施例，提供用于真菌感染(如甲癣)的第一和第二治疗媒介，其中第一媒介包括作为非热等离子体治疗步骤的结果形成的氧化还原气体，并且第二媒介包括氧化还原气体溶液。
等离子体生成装置
根据一个实例性实施例，等离子体生成装置可贴近要治疗的指甲或皮肤区域产生抗微生物等离子体物种。
如本文所用术语“抗微生物”意指倾向于破坏微生物，防止其发展，或抑制其病原性作用，且包括提到但不限于抗细菌和抗真菌性质。
等离子体是物质的类气相，通常含有多种比气体反应性更强的化学物种。等离子体生成装置将电能和预先选择的气体(通常是空气、氩或氦)转变为电场、高能电子和对抗微生物疗法有利的化学物质。
已有多种技术用于在大气压和温度下的等离子体生成装置。在大气压下的非热等离子体气体是通过以下系统来生成：微波诱导的等离子体系统、电介质阻挡放电(DBD)、电晕放电、滑动弧放电和大气压等离子体射流。美国专利第7,572,998号是出于所有目的全文通过引用方式明确并入本文中。所述‘998专利阐述一些代表性但并非排他性的可用等离子体生成器。
如图4中所示，等离子体生成装置110电连接到电源120和电控制电路二者以控制等离子体气体流出物150的持续时间和强度二者。电系统可生成高电压交流电，通常介于2至20kV之间，频率介于1至60kHz之间。功率消耗可在0.05W至10.0W之间。高电压电极130可包括由薄石英板135(例如，大约1mm厚度)覆盖的圆柱状铜块。不锈钢编织线网可紧靠石英板135定位且用作接地电极140。例如，可使用0.5mm的线直径和8×8目/cm2的网格密度。
电介质阻挡放电(DBD)的变化形式表面微放电(SMD)可证实可有利地作为在环境条件下点燃稳定等离子体的应用中的等离子体生成装置。SMD是DBD的配置，其中高电压电极通过电介质层与接地电极分开。可使用术语电介质阻挡放电，因为迫使电流穿过电绝缘体(例如，玻璃)以产生等离子体。在SMD中，带电颗粒可限制于接地金属电极周围的等离子体生成区域中。出于多个原因，SMD可为所需的活性化学物种来源：所治疗身体部分由于接地电极而与高电压电极电隔开；放电并非热放电，略微提高相邻的气体温度，例如仅提高几度；装置可简单地改变规模，例如通过改变电极大小和输入功率；并且放电可在环境空气中操作，例如无需稀有气体混合物。SMD装置已进一步阐述于格雷夫斯(Graves)等人和墨菲尔(Morfill)等人的一系列文章中。
多种活性氧物种(ROS)和活性氮物种(RNS)可在非热等离子体中生成。等离子体流出物在治疗表面的活性内容物可包括例如单态氧(1O2)、氢氧根(OH)、过氧化氢(H2O2)、臭氧(O3)、氧化亚氮(N2O)、二氧化氮(NO2)和空气成分的其它激发分子，包括其它活性氮和活性氧物种，例如HNO2、NO3、HNO3和N2O5。这些化学物质的副反应也可生成有益液体和固体，因为指甲中的指甲角蛋白和水可在治疗完成后长时间维持抗真菌性质。带电颗粒、电场和UV光也可由等离子体生成。离子化气体一般持续极短时间段(例如，短于1秒)，但自由基以及电中性的活性氧和氮物种可持续足够长时间(可能远离来源多达数米)以有效破坏真菌、细菌和其孢子。这些自由基使微生物的关键脂质、蛋白质和核酸变性，最终引起细胞死亡。研究已显示，等离子体气体以及氮和氧自由基(例如臭氧或过氧化氢气体或这些的组合)可有效引起真菌生长减慢和真菌死亡。等离子体方法的副产物是水(H2O)和二氧化碳(CO2)。科格尔沙茨(Kogelschatz)和同事已对空气DBD的放电特征和化学进行了早期研究。最近，Y.崎山(Y.Sakiyama)等人建立SMD装置的等离子体化学模型以测定其产生的活性中性物种的动力学。
非热等离子体气体流出物可以两种方式引导到治疗部位：直接模式或间接模式。直接模式(参见图4)将治疗区域置于可见等离子体区域放电或羽流内，对于大多数装置，其可在约0.0mm与约5.0mm之间。在直接模式中，除了活性中性物种以外，UV光、一些带电颗粒和电场可直接到达可向其施加全氟碳170的治疗表面160。间接模式的治疗表面可远离约5.0mm与约1.0米之间。因此，带电颗粒和电场可散逸或衰减并且可能不到达治疗表面。间接模式可受益于气体递送系统，其中可将等离子体气体流出物用管道、直列式风扇、连接器、端口等引导至治疗表面以将抗微生物剂输入、递送并输出至治疗表面。也就是说，简单扩散或强迫空气流可促进将活性物种递送至甲床，其中非热等离子体流出物或气体组合物起抗微生物剂的作用。
治疗可进行预定或所需时间段。抗微生物剂可施加足够时间以实现指甲结构内全部或部分真菌的有效杀死。例如，足够施加时间可为约10秒至约4小时的时间。在一个实例性实施例中，抗微生物剂可施加约1分钟至约15分钟的时间。在又一实例性实施例中，抗微生物剂可施加约5分钟至约20分钟的时间。在又一实例性实施例中，抗微生物剂可施加约30分钟至约1小时的时间。在其它实例性实施例中，抗微生物剂的施加可为循环性，其中电控制电路循环开关所述装置例如预定时间段(例如50％工作循环(1分钟开/1分钟关)，进行30分钟至1小时的治疗期)。
气态物种
并非由非热等离子体生成器产生的其它反应性气体可用于制备氧化还原气体溶液。所述其它反应性气体可包括任何能直接引发或活跃地触发根除物质(例如，皮肤或指甲)内或表面上的病原体的反应的气体，其中所述气体也易溶于全氟碳流体中。所述气体包括例如甲硫醇、溴、氯、一氧化氮、臭氧、二氧化氯和/或二氧化硫。活性氧和活性氮物种在氧化还原生物化学(也称为氧化还原生物学)中起关键作用并且在动物和植物二者的免疫应答中起作用。表1中所列示的活性氧/氮/氯/溴或硫物种可用于制备氧化还原气体溶液。
表1.各种活性氧、氮、卤素和硫物种的列表[10、22、23].
格雷夫斯RONS综述论文2012
氧化还原气体可以其气态形式购买，但由于其蒸气压相对较高，所以需要昂贵的密封加压罐来存储。为提供处置方便性和成本有效性，氧化还原试剂通常以水溶液产生，例如次氯酸(从次氯酸钠生成)、过氧化氢或硝酸。然而，这些水溶液的反应性低于其气态对应物，通常需要升温和大量时间才能完成原位氧化还原反应。
可通过任何常规技术(例如，喷洒或气体注射或简单扩散)将氧化还原气体添加至全氟碳液体以产生氧化还原气体溶液。所述氧化还原气体溶液提供递送氧化或还原气体的稳定溶液的手段，所述气体呈其活性最强的非水解状态，还容许方便处置和成本有效性。
对真菌性指甲感染的有效治疗可来自组合氧化还原气体与全氟碳液体，然后局部施加氧化还原气体溶液，使得其穿透指甲板并使驻留在甲床中的病原体失活。
治疗指甲真菌的方法可包含以下步骤：制备氧化还原气体溶液并将氧化还原气体溶液施加至感染指甲。可使用施加器来涂布感染指甲。
如图3A-3C中所示，在一个实例性实施例中，氧化还原气体溶液180可包括溶于全氟萘烷中至饱和的二氧化氯气体并且可在容器190中作为用于甲癣的局部治疗来提供。所述溶液可具有最少80ppm二氧化氯作为治疗剂。用所述溶液治疗感染指甲包含使用施加器200(例如耦联至容器190的盖210)将涂层220散布于指甲230上和其周围。在一个实施例中，所述施加包括一系列连续治疗以改善指甲的美观，破坏真菌感染并促进健康指甲生长。在另一实施例中，所述溶液可一天施加一次，最少施加60天，以使真菌失活。在另一实施例中，所述溶液可一周施加一次以防止真菌或真菌孢子再次感染甲母质。
或者，氧化还原气体溶液可通过以下方式在皮肤或指甲部位生成：将全氟碳液体局部施加至治疗区域，然后用氧化还原气体(例如由等离子体生成装置产生的气体)治疗所述部位。参见图2和4。作为实例，全氟碳液体可在即将用非热等离子体装置治疗之前以足以促进抗真菌气体穿过指甲和指甲周围的量投与。非热等离子体装置容许原位生成具有抗真菌性质的气态活性氧物种和活性氮物种。
在一个实施例中，将全氟萘烷预施加至感染指甲以起氧化还原气体促进剂物质的作用。如图5A和5B中所示，随后将并入等离子体生成装置320的踏脚套300附接到感染脚趾并启动30分钟治疗方案，其使用电能和空气生成抗真菌气体310。此治疗可作为一系列连续治疗来进行，以改善指甲的外观，破坏真菌感染并促进健康指甲生长。全氟萘烷促进甲床与等离子体生成装置之间的气体交换并容许抗真菌气体更有效地穿透致密指甲板。
在另一实例性实施例中，可将预先制备的氧化还原气体溶液施加至治疗区域并可通过使用非热等离子体治疗施加额外治疗，由此将额外氧化还原气体物种补充或添加至治疗区域。如图6中所示，等离子体生成装置400可包括具有盖或门420的室410，可将足430置于所述室内以供贴近等离子体源440治疗。等离子体可使用包括计时器450的控制电路提供预定量的时间，所述计时器是通过按下开始/停止按钮或开关460来启动。
在另一实例性实施例中，方法包括涂布受影响指甲以及整个足部，以破坏其上的病原体并帮助防止驻留在足上其它地方的病原体再次感染指甲。
在治疗期间使用的氧化还原气体溶液可提供递送氧化或还原气体的稳定溶液的手段，所述气体呈其活性最强的非水解状态。另外，氧化还原气体溶液可提供以下优点：提供极低表面张力介质(通常为约15达因/cm)，由此使得氧化气体溶液能有效接触并充分穿透指甲或皮肤感染。
另外，PFC可通过改良原位产生抗微生物气体的非热等离子体装置与微生物所驻留的指甲屏障之间的气体交换而起气体促进剂作用。PFC增强活性杀真菌气体有效穿透手指甲和脚趾甲的角蛋白基质的能力，以例如在基质的甚至更深区域中产生治疗相关浓度。
实例
提供以下实例以帮助更好地理解本发明。不要把这些实例视为本发明所有实施例的穷尽合集，并且不要将其视为限制本发明的范围。
使用全氟萘烷(PFD)促进剂和SMD等离子体生成装置根除遍布牛蹄的红色毛癣菌.
活体外测试模型使用牛蹄盘，它是文献中已建立的替代性指甲模型。其与改良Franz型扩散槽一起用于在封闭室中分离蹄的真菌污染侧，以确保治疗路径穿过蹄屏障。将等量的红色毛癣菌吸移到由100ul悬浮液组成的每个蹄盘上。然后将每个蹄盘的真菌侧朝下置入改良Franz槽中并用O形环密封。然后将每一蹄用等离子体治疗45分钟，其中蹄盘的平均厚度为0.35mm。治疗8个蹄盘作为：
a.对照，将其不经任何处理直接置入洗涤管中。
b.2个仅PFD蹄将100ul PFD直接吸移到蹄上与真菌相对的一侧。使其在通风柜中静置45分钟，之后置于洗涤管中。
c.2个仅等离子体治疗的蹄仅进行45分钟的等离子体治疗。
d.3个等离子体治疗和PFD的蹄将100ul PFD直接吸移到蹄上与真菌相对的一侧，之后立即施用等离子体治疗(即，在湿润时)。
在治疗后，每一蹄进行真菌收集方案，所述方案由洗涤、稀释、铺平板和培育组成。培育7天后的结果是，对照蹄板的菌落计数为约24,000,000个。2个仅经PFD治疗的蹄的菌落与对照相比减少7％和28％。2个仅经45分钟等离子体治疗的蹄的菌落与对照相比减少84％和88％，而且非常意外地，3个经PFD和45分钟等离子体治疗二者治疗的蹄显示1个蹄的菌落减少94％，且另两个蹄无菌落或减少100％和100％。
将PFC施加至皮肤/指甲
感染区域与全氟碳的接触可通过多种方式进行。全氟碳可用滴管、海绵棒(foamtip swab)、棉棒(cotton tip swab)或海绵施加器来施加。可将其以泡沫或凝胶调配物形式喷雾或挤上。
用于使感染区域与全氟碳接触的另一设备由透气膜组成，所述透气膜的组成中包括全氟碳液体并且容许在等离子体装置与感染之间快速、强化且均匀地转移等离子体活性物种。感染与全氟碳膜(例如，敷料、绷带、贴剂等)的接触可限定治疗部位。透气膜组成包含至少一种选自以下的材料：陶瓷、聚合物、织造衬底、非织衬底、聚酰胺、聚酯、聚氨基甲酸酯、氟碳聚合物、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、乙烯树脂、塑料、金属、合金、矿物质、非金属矿物质、木材、纤维、布料、玻璃和水凝胶。在一个实施例中，膜屏障是硅酮组合物，其含有有效量的全氟碳并且起敷料作用。对于指甲治疗，所述膜可以趾套或指套形状制造，其可容易地滑到感染趾/指上。
用抗真菌气体加载PFC
可在制造设施中用抗真菌气体加载PFC。或者，可提供家用装置使得患者可在家“加载”PFC，然后将其施加到其脚趾甲。加载可用等离子体装置和/或纯气罐(NO、臭氧、H2O2等)等在施加治疗前由患者在家进行。如所述，有其它方式在将其施加到感染部位之后用抗真菌气体加载PFC(例如，除了等离子体装置以外)。在一个实施例中，可使用纯气罐(NO、臭氧、H2O2等)。在另一实施例中，次要化学反应可产生气体。氧化还原气体可以其气态形式购买，但由于蒸气压相对较高，所以需要昂贵的密封加压罐来储存。为提供处置方便性和成本有效性，氧化还原试剂通常以水溶液产生，例如次氯酸(从次氯酸钠生成)、过氧化氢或硝酸。然而，这些水溶液的反应性低于其气态对应物，通常需要升温和大量时间才能完成原位氧化还原反应。
同样，可通过任何常规技术(例如，喷洒或气体注射或简单扩散)将氧化还原气体添加至全氟碳液体以产生氧化还原气体溶液。所述氧化还原气体溶液提供递送氧化或还原气体的稳定溶液的手段，所述气体呈其活性最强的非水解状态，还容许方便处置和成本有效性。
灭菌和其它疗法
使用所述系统和方法还可促进伤口灭菌和愈合，可治疗耳部感染，可改良医疗装置的灭菌，可治疗牙科感染，可治疗痤疮和各种其它皮肤病感染，可促进止血，可改善手部消毒卫生，或可治疗皮肤癌、食管癌或结肠癌。其还可在兽医动物健康中用于所有所述应用。
在一个实施例中，将物项灭菌或净化的方法包含以下步骤：(a)用全氟碳液体层涂布要灭菌的物项以容许全氟碳液体足够靠近所述物项；(b)在物项周围生成气态等离子体，使得液体全氟碳和物项外部同时暴露于所述等离子体的反应性组分；和(c)将所述物项在所述等离子体中维持足够时间段以容许从等离子体生成的活性灭菌物种实现灭菌并破坏存在的任何微生物。
在另一实施例中，液体或气体的净化可使用包括活性物种的PFC进行。实例包括但不限于使用PFC/活性物种溶液在透析机帮助下清除血液中的微生物，并改良使用常规方法的空气灭菌。
应理解，上文描述只是为了说明本发明。所属领域技术人员可在不背离本发明的情况下，利用本揭示内容设计多种替代和修改。因此，本发明打算包含所有这些替代、修改和变更。
可描述本揭示内容的某些实例性实施例。当然，这些实施例的形式和内容可修改，并且不具穷尽性，即可根据本文中的说明理解并陈述本揭示内容的其它方面以及其它实施例。此外，尽管可易于对本发明做出各种修改和替代，但已在图式中通过实例显示并且在本文中详细描述了具体实施例。然而，应理解，本发明不打算受限于所揭示的特定形式。相反，本发明要涵盖落在本发明的精神和范畴内的所有修改、等效内容和替代方案。

Claims (18)

1.一种治疗指甲或组织的微生物疾病的方法，其包含以下步骤：使指甲或组织的表面与氧化还原气体溶液接触足够时间，以允许活性物种穿透至所述指甲或组织中，并杀死驻留在所述指甲或组织中的病原体，其中所述氧化还原气体溶液是溶解于氟碳化合物液体中的氧化还原气体并且包括所述活性物种。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述氧化还原气体是一或多种活性氧、活性氮、活性氯或活性硫物种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述氧化还原气体溶液的一部分吸收到多孔衬底上并且将所述衬底施加到感染指甲。
4.一种治疗指甲或组织的微生物疾病的方法，其包含以下步骤：(a)使指甲或组织表面与全氟碳液体接触，和(b)将氧化还原气体施加到所述指甲或组织表面足够时间，以允许所述氧化还原气体穿透到所述全氟碳液体和所述指甲或组织二者中，并杀死驻留在所述指甲或组织中的病原体。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述氧化还原气体是通过非热等离子体装置生成。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述非热等离子体装置形成电晕放电等离子体、电介质阻挡放电等离子体、表面微放电等离子体、电感耦合等离子体、微波诱导等离子体、等离子体射流或电容耦合射频诱导等离子体。
7.根据权利要求4所述的方法，其中所述全氟碳液体的一部分吸收到多孔衬底上，并将所述多孔衬底施加到所述指甲或组织。
8.根据权利要求4所述的方法，其中所述指甲或组织表面包括整个足部。
9.一种治疗感染的方法，其包含：(a)将全氟碳液体施加到感染区域；(b)在所述感染区域上产生气态等离子体，所述等离子体包括活性物质；(c)容许所述全氟碳液体溶解气态等离子体物质足够时间，使得所述全氟碳液体含有溶解的活性物质；(d)容许所述活性物质与所述感染区域之间接触足够时间以减少或消除感染。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述全氟碳液体是以选自由以下组成的群组的形式来提供：液体、雾化、气化和气溶胶化液相、乳液、泡沫和凝胶。
11.根据权利要求9所述的方法，其进一步包含在所述全氟碳液体中溶解治疗气体以增强所述全氟碳液体的抗微生物效应。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述治疗气体选自由以下组成的群组：氧、一氧化氮和过氧化氢。
13.一种治疗动物或人类身体部分的方法，其包含：(a)通过使全氟碳液体暴露于气态等离子体用抗微生物气体加载所述全氟碳液体；(b)容许所述全氟碳液体溶解气态等离子体物质足够时间，使得所述全氟碳液体包括预定的溶解活性物质；和(c)将所述身体部分浸没于包括所述预定的溶解活性物质的所述全氟碳液体中。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述身体部分包括微生物感染。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述动物或人类身体部分的所述治疗治疗疾病或伤口。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述动物或人类身体部分的所述治疗提供美容改良。
17.根据权利要求13所述的方法，其中所述动物或人类身体部分的所述治疗凝结血液。
18.根据权利要求13所述的方法，其中使所述身体部分暴露于等离子体放电介于10秒与135分钟之间的时间。
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