CN110446430A - 用于使节肢动物窒息的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是涉及旋转护卫和保护某些节肢动物免受其外部环境侵害的气态包膜。本发明教导了对节肢动物的身体施加辐射，以破坏维持这一保护包膜所需的精确几何形状。因此，这种吸收的辐射使节肢动物容易受到杀虫剂和其他化学试剂的伤害。还通过迫使节肢动物通过该吸收的辐射来提高其新陈代谢速度来干扰节肢动物通过其气盾包膜充分呼吸的能力。

Description

用于使节肢动物窒息的方法和装置
1.技术领域
本发明涉及施加辐射能量以通过超过节肢动物存活的体温调节极限和其伴随的存活呼吸极限(这两者在吸收的辐射环境中都固有地受到应力)来对有气盾的节肢动物进行热损伤。更具体地说，本发明涉及通过利用气态气盾包膜的固有物理特征来破坏有气盾的节肢动物，该气态气盾包膜护卫和保护节肢动物免受其外部环境因光照射节肢动物而造成的伤害。
2.背景技术
气盾是一种封闭的表皮空气包膜，其保护许多节肢动物不与外界环境直接接触，形成凯西-巴克斯特(Cassie-Baxter)状态。这种空气护盾特别出现在蜱螨亚纲(蜱类、螨类)和异翅亚目(臭虫)以及虱目(虱子)的节肢动物中(Eileen Hebets,ReginaldF.Chapman,Surviving the flood:plastron respiration in the nontracheatearthropod.DigitalCommons@University of Nebraska-Lincoln,Journal of InsectPhysiology 46:1(2000年1月)，第13页至第19页)、(Susan M.Villarreal,Truman StateUniversity,Plastron respiration in ticks,The 2005Ecological Society ofAmerica Annual Meeting and Exhibition.2005年12月15日至18日)、(Perez-Goodwyn,P.J.2007Anti-wetting surfaces in Heteroptera(Insecta):Hairy solutions to anyproblem.在Functional Surfaces in Biology.Springer中)、(Maria SoledadLeonardia,Claudio R.Lazzarib,Uncovering deep mysteries:The underwater life ofan amphibious louse.Journal of Insect Physiology第71卷，2014年12月，第164页至第169页)。在一些节肢动物物种中，气盾作为表皮衍生的外部鳃允许气体交换。在其他节肢动物物种中，由节肢动物表皮组织成的气盾被认为既有助于保护节肢动物免受干燥影响，又允许节肢动物呼吸，既可以通过其整个表皮扩散，也可以通过其气盾保护的气门(呼吸器官)进行呼吸，同时仍然浸于各种外部环境介质中。
具有这种气盾能力的寄生节肢动物很难根除，因为它们的气盾通过赋予它们无法润湿的凯西-巴克斯特状态，在很大程度上保护它们免受任何有害化学品例如杀虫剂的影响。蜱类、螨类和虱类属于具有气盾的节肢动物，它们给人类带来许多直接或间接问题，直接问题例如成年人中酒渣鼻和不可避免的睫毛毛囊螨感染以及伴随的干眼症/眼睑炎症，间接问题例如莱姆病、疥癣、节肢动物传播的病毒性疾病、作物和家畜感染、以及(也许是最重要的)目前急需授粉的蜜蜂种群的灭绝(瓦螨病)，(Parvaiz Anwar Rather,IffatHassan,Human Demodex Mite:The Versatile Mite of DermatologicalImportance.Indian J Dermatol.2014年1月至2月；59(1):60-66)(另外参见,ButovichIA,Lu H,McMahon A，Ketelson H，Senchyna M，Meadows D，Campbell E,Molai M，Linsenbardt E.,Biophysical and morpbological evaluation of human normal anddry eye meibum using hot stage polarized light microscopy.Invest OphthalmolVis Sci.2014年1月7日；55(1):87-101)。
这种不可润湿的状态更多地是由于产生气盾的各种组分之间精确的几何关系，而不是由于组分本身的任何固有不可润湿性(即，两种单独可润湿的组分在以相互适当的精确排列一起使用时，成为不可润湿的组合)，(Thierry Darmanin,Frédéric Guittard,Superhydrophobic and superoleophobic properties in nature.Materials Today,第18卷，第5期，2015年6月，第273页至第285页)。此外，由于达到这样的凯西-巴克斯特物理状态需要精确的物理限制，共享这种不可润湿性质的植物和节肢动物的表皮之间几乎没有什么不同(Song Ha Nguyen,Hayden K.Webb,Peter J.Mahon,Russell J.Crawford和ElenaP.Ivanova,Natural Insect and Plant Micro-/Nanostructsured Surfaces:AnExcellent Selection of Valuable Templates with Superhydrophobic and Self-Cleaning Properties.Molecules 2014,19(9),13614-13630)。
所有试图根除目前蜜蜂种群中正在进行的有气盾的螨虫感染的治疗方法本身对蜜蜂都是有毒的，因此即使蜜蜂设法熬过了治疗，也会使蜂群衰弱(David R.Tarpy,JoshuaSummers,Managing Varroa Mites in Honey Bee Colonies.Department of EntomologyApicultural Program,North Carolina State University，2006年四月)。最近被EPA批准用于控制蜜蜂体内的瓦螨属螨虫感染的草酸是一种非常强的酸，这意味着除非将它大大稀释，否则它不能被使用，因此其效果可能会较差除非它的浓度能够更高。由于草酸酸度高，对人类和蜜蜂都非常危险(毒性等级I级，其表示毒性最高)，因此在处理和施用时必须使用特殊设备。
蠕形螨是一种专性寄生虫，长期寄生在所有人的眼睑毛囊和眼睑油腺中(在玫瑰痤疮、皮肤的皮脂腺的情况下)，像蜜蜂螨一样，蠕形螨也有气盾。它们的气盾的一个特征是允许它们以人类宿主为食，但保持浸没在老年人的随年龄增厚的眼睑睑板腺的油中同时仍能呼吸。睑板腺与年龄相关的渐增性功能障碍被认为是中老年人干眼的主要原因，其被称为睑板腺功能障碍(MGD)。许多医生认为，睑板腺与年龄相关的渐增性慢性蠕形螨感染是MGD的根本原因，因为这些螨不间断地存在于每一个16岁或16岁以上的人的眼睑上，并随后终生增加(Jingbo Liu,Hosam Sheh,Scheffer C.G.Tseng,Pathogenic role of Demodexmites in blepharitis.Curr Opin Allergy Clin Immunol.2010年10月；10(5):505-510)。
再润湿眼药水通常用于对抗干眼症，但充其量只能接近天然眼泪的成分。此外，他们只是治疗症状，而不是治疗干眼的根本病因，该病因超过70％的情况是由于睑板腺功能障碍MGD(其中睑板腺的睑脂油产物太黏稠而不能从腺体自由流入眼泪，因此睑脂不能密封在眼睛的水分中)。此外，在常用的保存形式中，在给定的一天中使用太多的滴剂后，保存的滴剂的累积毒性成为问题。综合这些问题，滴剂的使用通常持续不确定时长的时间，因此对患者来说是一个沉重的负担。
已经尝试通过加热睑脂油，以试图降低其黏度，从而使其能够更好地流入眼泪中，从而再次起到防止眼泪蒸发的作用来治疗由MGD引起的干眼的病因。2002年，Goto使用带有眼罩的弹性头带向外眼睑提供传导热量，尽管眼罩本身的热源是通过红外辐射热来实现的。该技术还设想了随后可能使用各种机械手段从睑板腺中提取现已软化的睑脂油(Goto,E.等人,Treatment of Non-Inflamed Obstructive Meibomian Gland dysfunction byan Infrared Warm Compression Device,British Journal of Ophthalmology,第86卷(2002年)，第1403页至第1407页)。虽然这种技术优于单纯使用热敷，但它的缺点是：只使用少量的能量，因为否则会造成白内障；使用传导热而不是固有的更好的穿透气盾的辐射热；仅使用足够的热量来热软化睑脂，而不是为了加热到足以实际损坏或杀死感染睑板腺的蠕形螨；并且，仅加热眼睑外侧，可是睑板腺位于眼睑内侧表面正下方时，因此更好地从内侧加热或者更好地同时从内侧和外侧加热。它没有教导如何将辐射用于任何非眼部情况，例如皮肤感染，也没有教导目前如何控制杀灭蜜蜂种群的蠕形螨感染，也没有教导通过固有地增加定向攻击节肢动物的药物对节肢动物的反应焓变率将这种节肢动物/气盾定向辐射与这些的药物结合使用的有益效果，药物例如氯菊酯和PCT/US2016/000014中公开的那些药物。
2015年，Korb等人提交了部分延续专利(美国专利申请第20150283402号)，要求名称为Method and Apparatus for Treating Gland Dysfunction Employing HeatedMedium的专利(美国专利第8915253号)的优先权，其用于通过使睑板腺及其封闭的睑脂油经历各种热、光、振动和现在的射频能量，同时对睑板腺开口进行清创，使用真空力和位于眼睑内侧和外侧的脉动气囊以复杂的“挤奶”方式提取刚软化的睑脂，来治疗由于MGD引起的干眼的方法和装置。这种治疗方法的一个弱点是其治疗的是干眼的症状，而并非治疗干眼的根本病因，睑板腺蠕形螨感染。此外，除了使用这种复杂装置的费用之外，这种技术的另一个弱点是其引导和限制辐射热，以便热软化睑脂，但其足够弱以使得不会通过将治疗皮肤温度限制在37摄氏度到47摄氏度来烧伤患者，而不是为了引导足以实际损伤或杀灭感染睑板腺的蠕形螨的辐射节肢动物可吸收能量。Korb等人的另一个缺点是，其将辐射限制为仅用于提高睑脂温度的那些辐射，因此固有地使用了向用于红到红外波长范围的辐射能量的偏移。然而，如果辐射的目的是伤害节肢动物而不是使用辐射热本身，那么，例如，在红色节肢动物的情况下，蓝色辐射光虽然不是辐射热的一种形式，也不用于加热睑脂，但是会热损伤红色节肢动物的身体，因为这种蓝色波长的能量将被吸收，而不是被节肢动物的红色/棕色身体反射，由于变性、膜稳定性的丧失、神经元功能障碍和与上述有气盾的节肢动物的热相关缺氧而导致蛋白质功能障碍引起的损伤和/或死亡。此外，Korb等人的各种部分延续专利的另一个弱点是，通过使用任何现有技术的冷却方法，可以将睑脂和其中任何可能的障碍物稍微冷却到37摄氏度以下，然而，通过足够的节肢动物可吸收的辐射能，仍然可以由于变性、膜稳定性的丧失、神经元功能障碍和与有气盾节肢动物热相关的缺氧而导致蛋白质功能障碍引起的损伤和/或死亡。Korb等人的另一个弱点是，出于对发生白内障的担心，它教导不要治疗在睁开眼睛前方的有限空间，即使这可能是治疗蠕形螨感染和干眼的最佳方法。最后，和Goto一样，其没有教导在任何非眼睛例如皮肤感染情况下使用辐射，也没有教导目前如何控制杀灭蜜蜂种群的蠕形螨感染，也没有教导通过固有地增加这些药物对节肢动物的反应焓变率，将这种气盾导向的辐射与也用于攻击节肢动物的药物结合使用的有益效果，药物例如氯菊酯和那些在PCT/US2016/000014中公开的药物。
同样在2015年，Toyos提交了一份专利申请(美国专利申请第20150174425号)，其要求两项临时专利申请(2012年7月25日提交的美国临时申请第61/675490号和2013年3月15日提交的美国临时申请第61/792863号)的优先权，并提供了一种通过激活眼睑区域的成纤维细胞，从而通过使用强脉冲光来改善眼睑张力和伴随的睑板腺功能来治疗因MGD引起的干眼症的方法。他的技术是基于治疗眼眶周围皮肤病的皮肤科医生的观察，他们注意到强烈的脉冲光似乎间接地帮助了他们的病人解决干眼症问题。也许是因为担心对患者眼睛和睫毛造成损伤，为了不侵犯Korb等人的专利，Toyos的专利描述教导人们不要在睑板腺区域直接使用这种强脉冲光，尽管并非其权利要求。此外，类似于它衍生而来的皮肤病学的教导，Toyos教导将用于改善干眼和眼睑外观的光波长限制在600nm至700nm(黄色至红色)。因此，像Korb一样，Toyos的弱点为，由于蠕形螨是褐色的，照射身体以获得最大能量吸收的最佳光的波长是在可见光谱的蓝紫色端，而不是可能被反射的红光。此外，的另一个缺点是它教导不要用辐射能直接和有效地瞄准睑板腺和眼睑。相反，Toyos教导低效地靶向眼眶周围区域，而不是睑板腺和蠕形螨所在的眼睑边缘，希望在足够的强度下，这种光脉冲会以某种方式到达睑板腺。此外，Toyos教导通过根除潜在的、普遍存在的损害眼睑的蠕形螨感染来改善眼睑外观和健康。最后，和Goto和Korb一样，Toyos没有教导在任何非眼睛例如皮肤感染情况下使用辐射，也没有教导目前如何控制杀灭蜜蜂种群的蠕形螨感染，也没有教导将这种气盾导向的辐射与也用于攻击节肢动物的药物结合使用的有益效果，药物例如氯菊酯和那些在PCT/US2016/000014中公开的药物。Toyos也没有教导固有地增加针对节肢动物的这些药物反应焓变率，或者通过热变形节肢动物气盾的化学成分的几何形状，该气盾对于保护节肢动物免受周围环境，包括药物的影响至关重要。
哺乳动物和蜜蜂都没有气盾。考虑到这一点，人们希望通过使用一种或一组基于气盾固有物理特性的药剂来损伤有气盾的节肢动物，从而帮助控制它们的感染，因为该药剂本身对哺乳动物或蜜蜂没有毒性。螨虫的完全死亡实际上并非这种气盾相关攻击能够成功的必要条件。仅仅将寄生螨驱离其宿主或充分减少节肢动物对其宿主的损伤仍然是成功的(例如，蠕形螨眼睑感染，尽管在青少年中无症状存在，但通常不会严重到足以在晚年出现症状)。
凯西-巴克斯特状态是指当由于固体表面的分级结构粗糙度(覆盖有纳米粗糙度的微米粗糙度)和角度，(在表面张力意义上)液体分子彼此黏附在一起比填充粗糙表面的谷部并实际接触固体表面在能量上是更有利的时，产生的不可润湿的表面状态。
基尔霍夫定律是指任意物体在热力学平衡中发射和吸收热辐射，发射率等于吸收率。
空腔辐射是指吸收入射到其上的辐射并以仅这种辐射系统特有的方式重新辐射这种能量，而不取决于入射到其上的辐射类型的物体或系统。
反应焓是指当物质被给定的化学反应转化时，系统中发生的焓变化。
生物过程是指生物体生存的重要过程。生物过程由许多化学反应组成，例如细胞氧气呼吸或其他与生命形式的持续和转变有关的事件。
气盾是指保护许多节肢动物不与其外部环境直接接触的表皮气泡，外部环境由多种含脂(酯、类固醇和单环萜烯)的化学成分组成，该化学成分包围着蛋白质，该蛋白质由用钙硬化的多层几丁质构成，其在化学和几何上都非常精确地相互关联，产生不可润湿的凯西-巴克斯特物理状态。
细胞呼吸是指使用分子氧(O2)作为用于发生在生物体的细胞中一组代谢反应和过程的电子受体，以将生化能量从营养物转化为化学能，从而为细胞活动提供燃料。细胞氧气呼吸需求是细胞为促进给定水平的细胞呼吸而需要的分子氧水平，该给定水平的细胞呼吸为给定水平的细胞活性提供燃料。
发明内容
在一个实施方案中，本发明提供了通过用足以损害/干扰节肢动物的生物过程的节肢动物可吸收的辐射照射节肢动物来破坏具有气盾、功能性蛋白质、膜、神经元和细胞氧气呼吸需求的节肢动物的生物过程的方法。这种节肢动物应用的实例包括但不限于蜜蜂、皮肤、眼睑和睑板腺的蠕形螨感染，以及蜱虫、螨虫、臭虫和虱子感染。
本发明还包括使用节肢动物可吸收的辐射以通过节肢动物可吸收的辐射在节肢动物内产生的热量来破坏节肢动物。
本发明还包括使用节肢动物可吸收辐射在节肢动物内产生的热量，通过由于变性、膜稳定性丧失和神经元功能障碍而导致的蛋白质功能障碍来损害/干扰节肢动物的生物过程。
本发明还包括在可见光谱的紫-绿色部分(380nm至550nm波长)使用节肢动物可吸收的辐射来破坏/干扰节肢动物的生物过程。
在一个优选的实施方案中，本发明还包括通过使用节肢动物可吸收的辐射产生的热量来破坏/干扰节肢动物的生物过程，以通过将节肢动物的细胞氧气呼吸需求提高到高于氧气通过节肢动物的气盾扩散而能够供应至细胞的氧气量来对节肢动物造成缺氧损伤。任选地，该优选实施方案还包括将非氧气体引入被照射的节肢动物周围的环境中，以取代节肢动物可用的正常空气，强化由该吸收的热量施加于节肢动物导致的气盾受限的呼吸/氧气供应问题。任选地，该优选实施方案包括使用降低的辐射强度，但增加辐射暴露的持续时间，因为这里使用的辐射的目的是通过其气盾受限的呼吸能力使节肢动物窒息，而不是通过热引起的蛋白质变性和膜损伤来损伤节肢动物。
本发明还包括通过使用节肢动物可吸收的辐射产生的热量来热变形保护节肢动物免受其周围环境影响所需的气盾的化学成分的精确几何相互关系，从而减少气盾的功能，以使节肢动物更容易受到环境诱导的损害，从而破坏/干扰节肢动物的生物过程。本发明还包括先前或同时将氯菊酯和/或PCT/US2016/000014中公开的那些化学试剂引入节肢动物环境中以强化这种环境诱导的损害。此外，本发明包括通过增加由节肢动物随后或伴随暴露于节肢动物可吸收的辐射所产生的热量引起的氯菊酯和那些在PCT/US2016/000014中公开的化学试剂的反应焓变率，来加强这些药物对节肢动物的生物过程的损害/干扰。
本发明还包括使用所有已知的节肢动物可吸收的辐射源，包括灯泡、发光二极管(LED)、分布式反馈激光器(DFB)和布拉格反射器激光器(DBR)。
在另一个优选的实施方案中，本发明还包括在被节肢动物吸收之前将节肢动物可吸收的辐射从表面反射。
本发明还包括使用装置来损害带有气盾的节肢动物。该装置包括具有至少一个部分的壳体。该一个或几个部分的形状限定了受限的空间，节肢动物可吸收的辐射和任选的未经氧化的气体被引入该空间中，以最大化对具有气盾的节肢动物的损害。该壳体具有内表面和外表面，该内表面和外表面任选地穿孔，以允许将未经氧化的气体引入受限的内部空间。在用于动物眼睛的实施方案中，这些表面中的至少一个能够相对于动物的角膜、眼睑边缘和睑板腺具有前后取向。该眼部实施方案的表面能够相对于彼此和相对于眼睛移动。此外，在优选实施方案中，该眼部实施方案可以简单到具有任选的作为壳体的后表面的反射性金属接触镜，和由医生的手握在眼睛前面的作为前表面的辐射发射器例如灯泡、发光二极管(LED)、分布式反馈激光器(DFB)、或布拉格反射器激光器(DBR)，其中这两个表面限定了有限的治疗空间。
在所有实施方案中，本发明包括具有依赖于壳体的至少一个内部表面的辐射发射器。这些发射器将发射的辐射从内部引导到壳体表面之间限定的受限空间中。
本发明包括用于治疗蠕形螨相关的皮肤病例如玫瑰痤疮的实施方案。在该实施方案中，皮肤本身是壳体的表面之一。发射器安装在壳体的另一个内表面上，并将它们的辐射引导至动物的皮肤。该发射表面可以像灯泡、发光二极管(LED)、分布式反馈激光器(DFB)或布拉格反射器激光器(DBR)一样简单地握在医生的手中，或者安装在靠在被治疗的皮肤上的支架上，形成的空间是由这两个表面限定的受限的治疗空间。该实施方案任选地包括先前或伴随使用的氯菊酯和PCT/US2016/000014中公开的那些化学试剂，并且任选地，在辐射发射期间伴随地将未经氧化的气体引入壳体表面之间的受限内部空间中。
本发明包括具有至少一个孔的壳体。
本发明包括使该孔能够传输气体。
本发明包括使该气体是未经氧化的。
本发明包括使壳体的孔足够大，使得当辐射在壳体的受限空间内部发射时，壳体的向前取向部分和向后取向部分在物理上彼此分离。
本发明包括使壳体的向后取向部分是佩戴在动物角膜上的金属接触镜。
本发明包括使壳体的至少一个表面是反射性的。
本发明包括使发射的辐射在可见光谱的紫色-绿色部分(380nm至550nm波长)内。
本发明包括在辐射发射之前或同时将氯菊酯和PCT/US2016/000014中公开的那些化学试剂或其他化学试剂放置在壳体内部。
本发明包括将放置在壳体内部的氯菊酯或其他化学试剂仅在发射壳体辐射之前放置在动物的眼睑边缘、皮肤或睑板腺上。
具体实施方式
如上所述，节肢动物的气盾是包覆节肢动物身体和/或气孔的充气盾。与任何其他充气、封闭的物理结构(例如，ThermosTM杯或StyrofoamTM杯)一样，节肢动物的气盾对于对流热或传导热是隔热的，但对辐射能量不具有隔热性。因此，假设合理的光谱吸收，通过气盾传播的任何辐射能量都被节肢动物的身体吸收，并且至少部分地固有地转换成传导热(参见，基尔霍夫定律；另参见以上的空腔辐射)。这种辐射能量现在转化为传导热量，由于节肢动物周围充满气体的气盾隔热包覆而不易被节肢动物消散，从而导致节肢动物身体和呼吸器官，即气门过热(D.J.Crisp,W.H.Thorpe,The water-protecting properties ofinsect hairs.Discussions of the Faraday Society,第3卷1948:210-220)。这种通过有气盾的节肢动物吸收的过多热量导致蛋白质功能障碍的损伤和/或死亡，该损伤和/或死亡是由于在热量过多的情况下经常出现的变性、膜稳定性的丧失和神经元功能障碍引起的(Somero,G.N.(1995).Proteins and temperature.Ann.Rev.Physiol.57,43-68)。此外，这种吸收的热量固有地且不利地扭曲了维持气盾不可润湿状态所需的各种组分之间的精确几何关系，从而使得有气盾的节肢动物更容易受到用于攻击节肢动物的药物的损害，药物例如在PCT/US2016/000014中所公开的那些和氯菊酯。此外，通过节肢动物的包覆气盾吸收这种辐射能量，固有地增加了反应的焓变率，从而增加了引入攻击节肢动物的药物的有效反应焓变率，药物例如PCT/US2016/000014中公开的那些和氯菊酯。
虽然如上所述，气盾使节肢动物能够在各种外部环境中生存和呼吸，但这种呼吸灵活性是以降低呼吸效率和控制为代价的(Verberk,W.C.E.P.和Bilton,D.T.(2013),Respiratory control in aquatic insects dictates their vulnerability to globalwarming.Biol.Lett.9,20130473)。此外，更高的体温总是导致更大的氧气细胞呼吸需求，以试图预防和/或修复上面提到的热诱导的蛋白质功能障碍和膜不稳定性。但是，由于有气盾的节肢动物受到呼吸限制(该呼吸限制是由可以通过它们的气盾扩散的氧气量导致的)，因此它们不如无气盾生物对这种温度上升的应对(Wilco C.E.P.Verberk,DavidT.Bilton,Oxygen-limited thermal tolerance is seen in a plastron-breathinginsect and can be induced in a bimodal gas exchanger.Journal of ExperimentalBiology 2015 218:2083-2088)。当周围的环境已经受到氧气限制时，例如在污浊的池塘中时，或者例如蠕形螨完全浸没在睑板腺囊的油中或者头朝下生活在睫毛毛囊中时，这种热易损性尤其如此(同上)。此外，如果周围的空气环境被人为地限制氧气，例如用二氧化碳或氮气等非氧气体部分或全部替代蜂箱内或眼睛前方有限空间内的正常空气，这种由吸收辐射引起的热易损性也会加剧。此外，一旦考虑到周围眼睑和皮肤组织中存在的血管和淋巴管的辐射冷却效应，或者出汗的蒸发冷却效应，有气盾的生物与无气盾的生物的这种不同的依赖氧的温度易损性在例如人类眼睑中固有地更加突出。即使是限制为覆盖在节肢动物气门的有气盾的节肢动物也容易受到施加于其上的固有的增加的热诱导的呼吸需求的影响，因为如上所述，它们的气盾限制了它们的氧气供应。由吸收的辐射诱导的这种呼吸效率低下，除了导致辐射引起的蛋白质功能障碍和膜不稳定性之外，还会导致节肢动物的损伤和缺氧死亡。
前面的描述旨在说明而不是限制。在本发明的精神和范围内的其他变化是可能的，并且对于本领域技术人员来说是明显的。
眼部装置的简介
本发明的眼部装置部分由金属接触镜组成，该金属接触镜放置在睁开的眼睛上，类似于在激光眼科手术期间设计用于保护眼睛的那些，例如参见美国专利第5918600号和第6123081号中所述的。然而，为了照射睁开的眼睛前方的受限空间以最大化地将蠕形螨/有气盾的节肢动物暴露于辐射能量，并且可能地容纳/封闭非氧气体，本发明包括两个实施方案：在第一实施方案中，短管(1mm至2mm)辐射能量产生器安装在金属接触镜的前部，该金属接触镜将产生的辐射能量向前引导通过蠕形螨感染的睑板腺/睫毛，并朝向位于眼睛前方的第二辐射能量产生表面(可能手持的)，该第二辐射能量产生表面引导其辐射能量向后通过这些蠕形螨感染的睑板腺/睫毛，并反向朝向金属接触镜；在第二实施方案中，尽管与第一实施方案相同，但是金属接触镜或前表面都是反射性的，辐射能量产生器仅安装在这两个结构中的一个上，并且蠕形螨感染的睑板腺/睫毛由安装在一个结构上的辐射能量产生器直接照射，并由从第二结构/表面的反射表面反射回来的辐射能量间接照射。
两个实施方案都包括使用所有已知的辐射能量产生器，包括所有已知的LED(发光二极管)、所有已知的分布式反馈(DFB)激光器和所有已知的分布式布拉格反射器(DBR)激光器。两个实施方案都包括任选地使用所有已知的冷却方法，包括将室温气体或冷却气体吹到这两个结构上，并吹到睑板腺及其周围的眼部组织上，以防止对周围眼球结构的热损伤，例如诱导白内障形成和青光眼，并任选地保持睑脂和位于其内的任何可能的障碍物低于37摄氏度。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种损害哺乳动物、家畜和蜜蜂中/上存在的节肢动物的生物过程的方法，所述节肢动物具有气盾、功能性蛋白质、膜、神经元和细胞氧气呼吸需求，所述方法包括：用节肢动物可吸收的辐射照射节肢动物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述节肢动物可吸收的辐射通过所述节肢动物可吸收的辐射在节肢动物内产生的热量来损害节肢动物。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述节肢动物可吸收的辐射在节肢动物内产生的热量通过引起由于变性导致的蛋白质功能障碍、膜稳定性丧失和神经元功能障碍来损害/干扰节肢动物的生物过程。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述节肢动物可吸收的辐射是可见光谱的紫色-绿色部分(380nm至550nm波长)。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述节肢动物可吸收的辐射产生的热量对节肢动物的生物过程的损害/干扰是由所产生的热量引起的缺氧损害，所述热量使节肢动物的细胞氧气呼吸需求高于氧气通过节肢动物的气盾扩散而能够供应至细胞的氧气量。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述节肢动物可吸收的辐射产生的热量对节肢动物的生物过程的损害/干扰是环境诱导的损害，所述环境诱导的损害是通过使保护节肢动物免受其周围环境影响所需的气盾的化学成分的精确几何相互关系产生热变形而引起的。
7.根据权利要求6所述的方法，其中针对节肢动物的周围环境诱导的损害包括通过节肢动物暴露于所有已知的农药和所有已知的化学试剂所产生的损害。
8.根据权利要求2所述的方法，其中所述节肢动物可吸收的辐射产生的热量对节肢动物的生物过程的损害/干扰是通过增加选自所有已知的农药和所有已知的化学药剂的药物的反应焓变率来实现的。
9.根据权利要求1所述的方法，其中节肢动物可吸收的辐射源选自灯泡；发光二极管(LED)；分布式反馈激光器(DFB)；和布拉格反射激光器(DBR)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述节肢动物可吸收的辐射在被节肢动物吸收之前从表面反射。
11.一种用于损害有气盾的节肢动物的装置，其包括：壳体，其具有至少一个部分并且能够限定受限空间，并且其具有能够具有孔的内表面和外表面；所述表面中的至少一个能够相对于具有角膜、皮肤、眼睑边缘和睑板腺的动物具有前后取向；所述表面能够移动；和辐射发射器，其依赖于在内部引导发射的辐射的壳体的至少一个内表面。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述壳体具有至少一个孔。
13.根据权利要求12所述的装置，其中所述孔能够传输气体。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述气体是非氧气体。
15.根据权利要求12所述的装置，其中所述壳体的孔足够大，使得当辐射在壳体的受限空间内部发射时，所述壳体的前取向部分和后取向部分在物理上彼此分离。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述壳体的后取向部分是佩戴在动物角膜上的金属接触镜。
17.根据权利要求11所述的装置，其中所述壳体的至少一个表面是反射性的。
18.根据权利要求11所述的装置，其中所述发射的辐射在可见光谱的紫色-绿色部分(380nm至550nm波长)内。

Claims (20)

1.一种损害具有气盾、功能性蛋白质、膜、神经元和细胞氧气呼吸需求的节肢动物的生物过程的方法，该方法包括：用节肢动物可吸收的辐射照射节肢动物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述节肢动物可吸收的辐射通过所述节肢动物可吸收的辐射在节肢动物内产生的热量来损害节肢动物。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述节肢动物可吸收的辐射在节肢动物内产生的热量通过引起由于变性导致的蛋白质功能障碍、膜稳定性丧失和神经元功能障碍来损害/干扰节肢动物的生物过程。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述节肢动物可吸收的辐射是可见光谱的紫色-绿色部分(380nm至550nm波长)。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述节肢动物可吸收的辐射产生的热量对节肢动物的生物过程的损害/干扰是由所产生的热量引起的缺氧损害，所述热量使节肢动物的细胞氧气呼吸需求高于氧气通过节肢动物的气盾扩散而能够供应至细胞的氧气量。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述节肢动物可吸收的辐射产生的热量对节肢动物的生物过程的损害/干扰是环境诱导的损害，所述环境诱导的损害是通过使保护节肢动物免受其周围环境影响所需的气盾的化学成分的精确几何相互关系产生热变形而引起的。
7.根据权利要求6所述的方法，其中针对节肢动物的周围环境诱导的损害包括通过使节肢动物暴露于由氯菊酯和PCT/US2016/000014中公开的那些化学试剂而产生的损害。
8.根据权利要求2所述的方法，其中所述节肢动物可吸收的辐射产生的热量对节肢动物的生物过程的损害/干扰是通过增加选自氯菊酯和PCT/US2016/000014中公开的那些化学试剂的药物的反应焓变率来实现的。
9.根据权利要求1所述的方法，其中节肢动物可吸收的辐射源选自灯泡；发光二极管(LED)；分布式反馈激光器(DFB)；和布拉格反射激光器(DBR)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述节肢动物可吸收的辐射在被节肢动物吸收之前从表面反射。
11.一种用于损害有气盾的节肢动物的装置，其包括：壳体，其具有至少一个部分并且能够限定受限空间，并且其具有能够具有孔的内表面和外表面；所述表面中的至少一个能够相对于具有角膜、皮肤、眼睑边缘和睑板腺的动物具有前后取向；所述表面能够移动；和辐射发射器，其依赖于在内部引导发射的辐射的壳体的至少一个内表面。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述壳体具有至少一个孔。
13.根据权利要求12所述的装置，其中所述孔能够传输气体。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述气体是非氧气体。
15.根据权利要求12所述的装置，其中所述壳体的孔足够大，使得当辐射在壳体的受限空间内部发射时，所述壳体的前取向部分和后取向部分在物理上彼此分离。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述壳体的后取向部分是佩戴在动物角膜上的金属接触镜。
17.根据权利要求11所述的装置，其中所述壳体的至少一个表面是反射性的。
18.根据权利要求11所述的装置，其中所述发射的辐射在可见光谱的紫色-绿色部分(380nm至550nm波长)内。
19.根据权利要求11所述的装置，其中在向壳体发射辐射之前，将选自氯菊酯和PCT/US2016/000014中公开的那些化学试剂的化学物质放置在所述壳体的内部。
20.根据权利要求19所述的装置，其中在向壳体发射辐射之前，放置在壳体内部的化学物质仅放置在：动物的眼睑边缘；皮肤；和睑板腺上。
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