CN110251841B - 用于光治疗的波长配置方法、光源配置方法、一种光源 - Google Patents
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Abstract
本发明提供用于光治疗波长的配置方法，包括如下步骤：选取若干种波长的光用于杀菌；配置光源装置得到若干组波长数据；当真菌细胞在一定时间的存活率小于等于设定阈值时，记录真菌细胞的存活率与光刺激时间；当试验时间达到所述光刺激时间时，记录人体细胞的存活率；确定从获得的若干组数据组合中筛选出人体细胞存活率最高且真菌存活率较低的数据组合，所述数据组合所对应的波长为优选波长。本发明还涉及应用该方法的一种光治疗的光源配置方法。本发明还涉及应用该方法的一种光源。本发明通过优选波长的配置方法来确定对杀菌有效，且对正常的人体细胞安全杀菌的光剂量。
Description
技术领域
本发明涉及医疗、保健、康复、理疗设备领域，尤其涉及用于光治疗的波长配置方法、光源配置方法、一种光源。
背景技术
常见的真菌包括白色念球菌、金色葡萄球菌、大肠杆菌、牙龈卟啉单胞菌等等。
金黄色葡萄球菌在自然界中无处不在，空气、水、灰尘及人和动物的排泄物中都可找到，是人类化脓感染中最常见的病原菌，可引起局部化脓感染。大肠杆菌是寄生在人体或动物大肠和小肠里无害的一种单细胞生物，但是一旦移居到肠道以外的地方，例如胆囊、尿道、膀胱、阑尾等部位，就会造成相应部位的感染或全身播散性感染。由这两种真菌引起的常见疾病包括肺炎，败血症等。
白色念珠菌广泛存在于自然界，也存在于正常人口腔，上呼吸道，肠道及阴道。易造成急性、亚急性或慢性感染，是最常见的真菌病之一。白色念珠菌常侵犯皮肤、粘膜，也可引起内脏或全身感染。临床症状错综复杂，急缓不一。皮肤念珠菌病常发于腋窝、乳房下、腹股沟、肛周、臀沟、会阴等处。生殖器念珠菌病分为念珠菌性阴道炎和念珠菌性龟头炎。真菌性阴道炎是一种常见的妇科炎症，影响75％孕期妇女，其中5-8％会出现病情反复。白色念球菌是一种主要的致病源。
目前抗生素(如青霉素类、头孢菌素和抗真菌药物)是细菌和真菌感染的主要治疗手段。以真菌性阴道炎为例，传统方法基于抗菌药物(如甲硝唑)治疗。药物治疗的副作用包括恶心、呕吐、食欲不振、腹部绞痛；神经系统症状有头痛、眩晕，偶有感觉异常、肢体麻木、共济失调、多发性神经炎等；大剂量可致抽搐、及对甲硝唑的过敏症状(如皮疹,荨麻疹,瘙痒等)。另外，甲硝唑是一种2B类致癌物，不适于有活动性中枢神经系统疾患和血液病者、及妊娠期妇女及哺乳期妇女。此外，所有菌类都有一定的抗药性。抗生素药物的滥用更将导致超级细菌的出现，即几乎对所有抗生素有抗药性的细菌。
作为一种物理治疗手段，可见光治疗具有无痛、非介入、无副作用等优点，可以有效克服药物治疗的不足；既可以用于对人体患处的杀菌消炎，又可以用于对患者的衣物、生活空间进行杀菌。
现有技术中多数以保护杀菌仪器的机械结构设计为主，没有具体提出杀菌的方法和确定安全有效剂量的方法。
对杀菌最有效的光为短波长的紫外光，特别是UVC和UVB波段的光。然而，紫外光可导致DNA断裂，并诱发皮肤癌。从使用安全性的角度出发，本发明选用光子能量较低的非电离光，即蓝紫光和蓝光进行杀菌。蓝光杀菌的机制是在真菌内产生氧化毒性，造成真菌细胞膜破坏并干扰内部细胞器，但不会造成DNA断裂。然而，过高剂量的蓝光对正常的人体细胞也有可能造成伤害。因此，必须通过适当的方法来确定对杀菌有效，同时也对正常的人体细胞安全的杀菌光剂量。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供用于光治疗波长的配置方法，该方法通过选取不同波长的光刺激真菌细胞一定时间，当真菌细胞存活率小于等设定阈值时，记录真菌细胞的存活率；用同一种波长的光对人体细胞进行光刺激，当达到上述光刺激时间时，记录人体细胞的存活率；选取人体细胞存活率最高且真菌细胞存活率较低的数据所对应的波长，即为优选波长。
本发明提供用于光治疗波长的配置方法，包括如下步骤：
选取若干种波长的光用于杀菌，所述若干种波长的光的辐照度相同；
配置光源装置对样品进行光刺激，所述光源装置发出所述若干种波长的光，得到若干组光的波长数据；
选取所述若干组光的波长数据中的一种波长的光对真菌样品进行一定时间的光刺激试验，检测被光刺激后真菌细胞的活性，当真菌细胞的存活率小于等于设定阈值时，记录真菌细胞的存活率与光刺激时间；
利用同一种波长的光对人体细胞进行光刺激试验，当试验时间达到所述光刺激时间时，检测被光刺激后人体细胞的活性并记录人体细胞的存活率；
试验完成所述若干组波长数据，获得若干组真菌细胞存活率与人体细胞存活率的数据组合；
从若干组所述数据组合中筛选出人体细胞存活率最高且真菌存活率较低的数据组合，并利用所述数据组合所对应的波长对所述光源装置进行配置。
优选地，将所述数据组合中的数据构成以真菌细胞存活率为横坐标，以人体细胞存活率为纵坐标的若干个二维坐标点；将若干个二维坐标点进行直线拟合得到若干条直线，其中斜率最小的直线所对应的波长为优选波长。
优选地，所述若干种波长的光包括紫外光、可见光和近红外光。
用于光治疗的光源配置方法，包括如下步骤：
选取光的若干个光治疗参数，所述光治疗参数包括优选光剂量、光的辐照度，光刺激时间、用于光治疗波长的配置方法所得的所述优选波长；
配置所述光源装置对样品进行光刺激，所述光源装置发出包括所述若干个光治疗参数的光，得到若干组光治疗参数数据；
选取所述若干组光治疗参数数据中的一组数据的光对真菌样品进行光刺激实验，检测被光刺激后真菌细胞的活性，并记录真菌细胞存活率；
利用同一组光治疗参数的光对正常人体细胞样品进行光刺激实验，检测被光刺激后人体细胞的活性，并记录人体细胞存活率；
实验完成所述若干组光治疗参数数据，获得若干组真菌细胞存活率与人体细胞存活率的数据组合；
从若干组所述数据组合中筛选出人体细胞存活率最高且真菌细胞存活率较低的数据组合，即为优选光治疗参数组合完成所述光源装置的配置。
优选地，所述检测被光刺激后真菌细胞或人体细胞的活性的方法包括菌落计数法，即培养光刺激后的菌液24小时后得出的菌落数。
优选地，所述光源装置配置所述优选波长对真菌样品进行光刺激，当真菌细胞的存活率小于等于设定的真菌存活率时，获得所述光源装置进行光刺激的时间，记为t1；
确定优选光剂量包括如下公式：
He＝Ee*T*d,其中，T为光照射的时间，d为光的占空比，Ee为光的辐照度，He为光的剂量；
所述光的辐照度为设定值，将所述时间t1代入公式中得出所述优选光剂量。
一种光源，包括LED芯片、恒流驱动组件、控制组件、发光组件和上位机；所述上位机电性连接所述控制组件，所述上位机配置所述LED芯片，以输出如权利要求5所述的用于光治疗的光源配置方法所筛选的优选光治疗参数的光，所述控制组件控制所述恒流驱动组件驱动所述LED芯片以使得所述发光组件。
优选地，所述恒流驱动组件包括恒流驱动模块、微处理器模块和恒压驱动模块，所述恒压驱动模块将直流电压输入所述微处理器模块与恒流驱动模块，所述微处理器模块连接所述恒流驱动模块，所述微处理器模块输出PWM信号给所述恒流驱动模块以调节驱动电流的幅值。
优选地，所述LED芯片的波长范围为380-420nm。
优选地，所述LED芯片的波长对应的光的剂量范围为80J/cm2-100J/cm2。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供的用于光治疗的配置方法，该方法通过选取不同波长的光刺激真菌细胞一定时间，当真菌细胞的存活率小于等于设定阈值时，记录真菌细胞的存活率与光刺激时间；用同一种波长的光对人体细胞进行光刺激，当试验时间达到所述光刺激时间时，记录人体细胞的存活率；选取人体细胞存活率最高且真菌细胞存活率较低的数据对应的波长即为优选波长。
确定优选波长后，根据存活率的设定值得出光刺激样品的时间，将光刺激样品的时间代入公式即可得出优选剂量；本发明中最先确定光治疗参数中的优选波长，根据优选波长确定其他光治疗参数，缩短试验周期，节约试验成本。
本发明通过优选波长的配置方法来确定对杀菌有效，且对正常的人体细胞安全杀菌的光剂量。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的用于光治疗的光源配置方法的流程图；
图2为本发明的一种光治疗优选参数的配置方法的流程图；
图3为本发明用于光治疗的光源配置方法中用一种波长试验得到真菌与人体细胞存活率随时间变化的柱状图；
图4为本发明用于光治疗的光源配置方法中不同波长对应的真菌与人体细胞存活率的线性图；
图5为本发明用于光治疗的光源配置方法中光源装置的LED芯片阵列示意图；
图6为本发明用于光治疗的光源配置方法中LED芯片阵列的串并联电路图；
图7为本发明用于光治疗的光源配置方法中大功率LED光源的电驱动方案原理图；
附图标记：a、优选波长，b、LED芯片，c、驱动电流输入端子，d、串并联电路中的LED芯片。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
用于光治疗波长的配置方法，如图1所示，包括如下步骤：
S11、选取若干种波长的光用于杀菌，所述若干种波长的光的辐照度相同；在一个实施例中，选取紫外光、可见光和近红外光这三种波段的光，并设定相同的辐照度。
S12、配置光源装置对样品进行光刺激，所述光源装置发出所述若干种波长的光，得到若干组光的波长数据；在一个实施例中，光源装置可以为所选波长的一个集成的或多个单独的光源装置，配置光源装置得到若干组光的波长数据。
S13、选取所述若干组光的波长数据中的一种波长的光对真菌样品进行一定时间的光刺激试验，检测被光刺激后真菌细胞的活性，当真菌细胞的存活率小于等于设定阈值时，记录真菌细胞的存活率与光刺激时间；在一个实施例中，在数据集中的任一波长的光对真菌样品进行一定时间的光刺激试验，对被光刺激的真菌细胞进行检测，当真菌细胞的存活率优选小于等于10％时，记录光刺激样品的时间以及真菌细胞的存活率。
S14、利用同一种波长对人体细胞进行光刺激试验，当试验时间达到所述光刺激时间时，检测被光刺激后人体细胞的活性并记录人体细胞的存活率；在一个实施例中，用与步骤S13中相同的波长的光对人体细胞进行光刺激试验，光对人体细胞进行光刺激的时间达到与步骤S13中的光对真菌细胞进行光刺激的时间时，记录人体细胞的存活率。
一般地，检测被光刺激后的真菌细胞与人体细胞的方法采用菌落计数法即培养光刺激后的菌液24小时后数出菌落数，以及采用细胞计数试剂盒优选CCK8试剂盒来确定真菌活性与人体细胞活性。
S15、试验完成所述若干组波长数据，获得若干组真菌细胞存活率与人体细胞存活率的数据组合；在一个实施例中，同一波长，分别对真菌样品与人体细胞样品进行光刺激时间相同的，记录的真菌细胞的存活率与人体细胞存活率的数据为一组数据组合；如图3所示，同一种波长的光对真菌细胞与人体细胞进行光刺激在不同时间段上的作用的结果对比图，即当一种波长的光对真菌细胞与人体细胞进行光刺激，在5分钟、10分钟、15分钟、20分钟和25分钟时真菌细胞与人体细胞的存活率的对比。
S16、从若干组所述数据组合中筛选出人体细胞存活率最高且真菌存活率较低的数据组合，并利用所述数据组合所对应的波长对所述光源装置进行配置。
在一个实施例中，将所述数据组合中的数据构成以真菌细胞存活率为横坐标，以人体细胞存活率为纵坐标的若干个二维坐标点；将若干个二维坐标点进行直线拟合得到若干条直线，其中斜率最小的直线为优选波长。在本实施例中，对于一种波长光在一段杀菌的时间段内真菌细胞存活率与人体细胞存活率构成若干个二维坐标点并拟合成直线，如图4所示，横轴与纵轴分别代表真菌存活率与人体细胞存活率，图4中包括3种波长在一段时间内的真菌细胞与人体上皮细胞存活率的拟合直线的对比图，直线a的斜率最小，随着真菌存活率的增加人体的上皮细胞存活率变化范围较小，即随着杀菌时间变长，真菌存活率变小而人体细胞的存活率变化较小，直线a为优选波长。
在一个测试例中，用于治疗念球菌感染疾病、治疗痤疮杆菌感染造成的痤疮等疾病的安全有效的最优波长范围为380-420nm。
用于光治疗的光源配置方法，如图2所示，包括如下步骤：
S1、选取光的若干个光治疗参数，所述光治疗参数包括如权利要求1所述的用于光治疗波长的配置方法中的所述优选波长、优选光剂量、光的辐照度，光刺激时间；在一个实施例中，光治疗参数包括波长、辐照度、照射时间、闪烁频率等，若干个光治疗参数构成光治疗参数集合。
S2、配置所述光源装置对样品进行光刺激，所述光源装置发出包括所述若干个光治疗参数的光，得到若干组光治疗参数数据；在一个实施例中，配置所述光源装置得到若干组包括波长、辐照度、照射时间或闪烁频率的数据。
S3、选取所述若干组光治疗参数数据中的一组数据的光对真菌样品进行光刺激实验，检测被光刺激后真菌细胞的活性，并记录真菌细胞存活率；在一个实施例中，选取光治疗参数集合中的任一组参数的光对真菌样品进行光刺激，记录真菌细胞的存活率；
S4、利用同一组光治疗参数的光对正常人体细胞样品进行光刺激实验，检测被光刺激后人体细胞的活性，并记录人体细胞存活率；在一个实施例中，选取与步骤S3中相同光治疗参数对人体细胞进行光刺激，记录人体细胞的存活率；
S5、实验完成所述若干组光治疗参数数据，获得若干组真菌细胞存活率与人体细胞存活率的数据组合；在一个实施例中，实验完成光治疗参数数据，获得相同光治疗参数检测得出的真菌细胞存活率与人体细胞存活率的数据组合。
S6、从若干组所述数据组合中筛选出人体细胞存活率最高且真菌存活率较低的数据组合，为优选光治疗参数组合完成所述光源装置的配置。在一个实施例中，从若干组数据组合中选取人体细胞存活率最高且真菌细胞存活率较低的数据组合，为优选参数组合，即优选参数组合可以对杀菌起到最佳效果同时对于正常的人体细胞杀菌光剂量具有安全性，避免了过高剂量的光对正常的人体细胞造成伤害。
该方法通过配置光源装置得到若干组光治疗参数数据的光，选取其中一组光治疗参数的光分别对真菌与人体细胞进行光刺激，得出被光刺激后的真菌细胞存活率与人体细胞存活率；将若干组光治疗参数数据的光全部进行试验得到若干组真菌细胞存活率与人体细胞存活率的数据组合；从若干组数据组合中取得人体细胞存活率最高且真菌存活率较低的数据组合。该配置方法适用于配置治疗各种由真菌感染的皮肤组织与粘膜组织的光。
在一个实施例中，所述光源装置配置所述优选波长对真菌样品进行光刺激，当真菌细胞的存活率小于等于设定的真菌存活率时，获得所述光源装置进行光刺激的时间，记为t1。在本实施例中，例如，设定真菌存活率为1％，用上述确定的优选波长对真菌样品进行光刺激，当检测被光刺激后的真菌细胞的存活率小于等于1％时，记录优选波长对真菌样品进行光刺激的时间并记为t1。
在本实施例中，确定优选光剂量包括如下公式：
He＝Ee*T*d,其中，T为光照射的时间，d为光的占空比，Ee为光的辐照度，辐照度为功率密度，其单位是mW/cm2，He为光的剂量，He为能量密度，其单位是J/cm2；所述光的辐照度为设定值，将所述时间t1代入公式中得出所述优选剂量。在本实施例中，将上述举例中当检测被光刺激后的真菌细胞的存活率小于等于1％时，记录的时间t1代入公式，得出优选光剂量值。该优选剂量的公式可准确计算对设定真菌存活率所需要的光剂量，可以准确的进行杀菌并同时确保对正常的人体细胞安全。
需要说明的是，当光为连续光输出时，d＝1；当光为一定频率的脉冲光输出时，d为脉冲的占空比。
在一个测试例中，对应于优选波长范围380-420nm,用于治疗念球菌感染疾病、治疗痤疮杆菌感染造成的痤疮等疾病的有效杀菌且对人体安全的光剂量范围是80-100J/cm2。
一种光源，如图5-7所示，包括LED芯片b、恒流驱动组件、控制组件、发光组件和上位机；所述上位机电性连接所述控制组件，所述上位机配置所述LED芯片，以输出用于光治疗的光源配置方法所筛选的优选光治疗参数的光，所述控制组件控制所述恒流驱动组件驱动所述LED芯片以使得所述发光组件。所述恒流驱动组件包括恒流驱动模块、微处理器模块和恒压驱动模块，所述恒压驱动模块将直流电压输入所述微处理器模块与恒流驱动模块，所述微处理器模块连接所述恒流驱动模块，所述微处理器模块输出PWM信号给所述恒流驱动模块以调节驱动电流的幅值。在本实施例中，若干颗由优选波长380-420nm波段的一种特征波长以串并联LED芯片d的方式连接，以保证输出足够大的光功率，每一种波段的光源由一种相同的波段的大功率LED芯片阵列构成。另外发光组件还包括光学透镜、保护罩以及散热装置等结构。
具体地，恒流驱动模块由微处理器(MCU)模块控制，MCU模块箱恒流驱动模块输出一定占空比的PWM信号以调节驱动电流的幅值，占空比与电流幅值成正比。通过恒流驱动模块对LED光源进行驱动，保证了电流幅值的稳定性。本实施例中提供了一种稳定输出杀菌光剂量的光源装置，使得光治疗优选波长的试验更加的准确有效。
需要说明的是，本发明光治疗的对象优选为人体的皮肤组织或粘膜组织，也可以以其他生物体为治疗对象。
还需要说明的是，本发明提供的配置方法还适只存在真菌而不存在人体细胞的情况，比如对物品杀菌或对环境杀菌等，此种情况下，在应用本发明的配置方法时可忽略光刺激人体细胞的实验步骤，也无需根据细胞存活率来确定优选波长及优选光剂量，只需要确定杀菌率最高的光剂量和波长即可。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (9)
1.用于光治疗波长的配置方法，其特征在于，包括如下步骤：
选取若干种波长的光用于杀菌，所述若干种波长的光的辐照度相同；
配置光源装置对样品进行光刺激，所述光源装置发出所述若干种波长的光，得到若干组光的波长数据；
选取所述若干组光的波长数据中的一种波长的光对真菌样品进行一定时间的光刺激试验，检测被光刺激后真菌细胞的活性，当真菌细胞的存活率小于等于设定阈值时，记录真菌细胞的存活率与光刺激时间；
利用同一种波长的光对人体细胞进行光刺激试验，当试验时间达到所述光刺激时间时，检测被光刺激后人体细胞的活性并记录人体细胞的存活率；
试验完成所述若干组光的波长数据，获得若干组真菌细胞存活率与人体细胞存活率的数据组合；
从若干组所述数据组合中筛选出人体细胞存活率最高且真菌存活率较低的数据组合，并利用所述数据组合所对应的波长对所述光源装置进行配置；将所述数据组合中的数据构成以真菌细胞存活率为横坐标，以人体细胞存活率为纵坐标的若干个二维坐标点；将若干个二维坐标点进行直线拟合得到若干条直线，其中斜率最小的直线所对应的波长为优选波长。
2.如权利要求1所述的用于光治疗波长的配置方法，其特征在于，所述若干种波长的光包括紫外光、可见光和近红外光。
3.用于光治疗的光源配置方法，其特征在于，包括如下步骤：
选取光的若干个光治疗参数，所述光治疗参数包括优选光剂量、光的辐照度，光刺激时间、用如权利要求1所述的用于光治疗波长的配置方法所得的所述优选波长；
配置所述光源装置对样品进行光刺激，所述光源装置发出包括所述若干个光治疗参数的光，得到若干组光治疗参数数据；
选取所述若干组光治疗参数数据中的一组数据的光对真菌样品进行光刺激实验，检测被光刺激后真菌细胞的活性，并记录真菌细胞存活率；
利用同一组光治疗参数的光对正常人体细胞样品进行光刺激实验，检测被光刺激后人体细胞的活性，并记录人体细胞存活率；
实验完成所述若干组光治疗参数数据，获得若干组真菌细胞存活率与人体细胞存活率的数据组合；
从若干组所述数据组合中筛选出人体细胞存活率最高且真菌细胞存活率较低的数据组合，即为优选光治疗参数组合完成所述光源装置的配置。
4.如权利要求3所述的用于光治疗的光源配置方法，其特征在于，所述检测被光刺激后真菌细胞或人体细胞的活性的方法包括菌落计数法，即培养光刺激后的菌液24小时后得出的菌落数。
5.如权利要求3所述的用于光治疗的光源配置方法，其特征在于，所述光源装置配置所述优选波长对真菌样品进行光刺激，当真菌细胞的存活率小于等于设定的真菌存活率时，获得所述光源装置进行光刺激的时间，记为t1；
确定所述优选光剂量包括如下公式：
He＝Ee*T*d,其中，T为光照射的时间，d为光的占空比，Ee为光的辐照度，He为光的剂量；
所述光的辐照度为设定值，将所述时间t1代入公式中得出所述优选光剂量。
6.一种光源，其特征在于，包括LED芯片、恒流驱动组件、控制组件、发光组件和上位机；所述上位机电性连接所述控制组件，所述上位机配置所述LED芯片，以输出如权利要求4所述的用于光治疗的光源配置方法所筛选的优选光治疗参数的光，所述控制组件控制所述恒流驱动组件驱动所述LED芯片以使得所述发光组件。
7.如权利要求6所述的一种光源，其特征在于，所述恒流驱动组件包括恒流驱动模块、微处理器模块和恒压驱动模块，所述恒压驱动模块将直流电压输入所述微处理器模块与恒流驱动模块，所述微处理器模块连接所述恒流驱动模块，所述微处理器模块输出PWM信号给所述恒流驱动模块以调节驱动电流的幅值。
8.如权利要求6所述的一种光源，其特征在于，所述LED芯片的波长范围为380-420nm。
9.如权利要求8所述的一种光源，其特征在于，所述LED芯片的波长对应的光的剂量范围为80J/cm 2-100J/cm 2。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101355983A (zh) * | 2005-08-03 | 2009-01-28 | 诺密尔医药技术公司 | 结合医疗设备使用的近红外除菌激光系统(nimels) |
| EP1833502B1 (en) * | 2004-12-23 | 2011-03-02 | Council of Scientific and Industrial Research | Pharmaceutical composition for the treatment of invasive pulmonary aspergillosis |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1833502B1 (en) * | 2004-12-23 | 2011-03-02 | Council of Scientific and Industrial Research | Pharmaceutical composition for the treatment of invasive pulmonary aspergillosis |
| CN101355983A (zh) * | 2005-08-03 | 2009-01-28 | 诺密尔医药技术公司 | 结合医疗设备使用的近红外除菌激光系统(nimels) |
| CN107613895A (zh) * | 2015-06-03 | 2018-01-19 | 纽约市哥伦比亚大学托管会 | 选择性地影响和/或杀灭病毒的设备、方法及系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "Blue light rescues mice from potentially fatal Pseudomonas aeruginosa burn infection: efficacy, safety, and mechanism of action";Dai Tianhong;《Antimicrobial agents and chemotherapy》;20130331;第1238-1240页 * |
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