CN113521554A - 一种红外理疗灯防灼伤灯罩及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种红外理疗灯防灼伤灯罩及其制备方法，属于医疗器械技术领域，具体方案如下：一种红外理疗灯防灼伤灯罩，包括光学层和透明基底，所述光学层附着在透明基底上，所述光学层材料为钨青铜材料、ITO、LaB6、ATO中的一种或多种的组合。本发明可有效屏蔽掉85％以上的波长大于1300nm的光，并且选择性透过80％以上800‑1300nm波段的光，用以保证理疗效果，红外理疗过程中可有效降低10℃以上的皮肤升温，进而避免出现红外理疗过程中所产生的“烤皮”现象，降低红外理疗的副作用。通过简单的外加灯罩、无需改变原有理疗光源的方式可对任一理疗灯进行升级改造，简单且通用性高。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种红外理疗灯防灼伤灯罩及其制备方法。
背景技术
临床医学中，红外线理疗灯常用于辅助治疗风湿痛、神经痛、肌肉酸痛、关节炎、关节劳损、肌腱扭伤等各种骨科疾病。红外线理疗灯一般是以600-2800nm的宽谱复合、发散光作为光源，能量发射方式是以红外辐射为主。光的反射、透射和折射均发生在皮肤、脂肪、血液之间，皮肤层、脂肪与血液对于600-1300nm的光透过性较高，可有效穿透皮肤、脂肪和血液，抵达病灶后刺激病患细胞分化，增加血流量，加快治愈。然而理疗红外灯中同时涵盖波长超过1300nm的近红外光，可被皮肤组织中水吸收，导致皮肤温度上升，极容易出现烤皮现象，进而造成真皮深层及皮下组织受损，如皮肤红肿、水泡、脱皮、发白、坏死、溃烂等现象，引发人体免疫系统的异常工作，产生过多白细胞引发炎症，导致体细胞破裂，组织液渗出，甚至损坏真皮层下方的毛细血管，引发内出血等症状。每年红外理疗灯灼伤案例频发，常发生于治疗颈椎、鼻窦炎等距离表层组织薄且含水量高的面部、眼球等部位太近，容易出现灼伤烫伤、大面积红肿起水泡。对温度不敏感但对理疗灯需求量大的中老年人容易在操作不规范或睡时出现灼伤烫伤。
发明内容
本发明的目的是为了解决理疗过程中红外灯中波长高于1300nm射线对表皮造成灼伤、炎症、病变的问题，提供一种红外理疗灯防灼伤灯罩。
本发明的第二个目的是提供一种红外理疗灯防灼伤灯罩的制备方法。
为实现上述目的，采取的技术方案如下：
一种红外理疗灯防灼伤灯罩，包括光学层和透明基底，所述光学层附着在透明基底上，所述光学层材料为钨青铜材料、ITO、LaB6或ATO中的一种或几种的组合。
进一步的，所述钨青铜材料包括KxWO3、RbxWO3、LixWO3、NaxWO3、CsxWO3、SnxWO3、BixWO3、HxWO3、FexWO3、CuxWO3、(NH4)xWO3或WO3-x中的一种或几种的组合，其中，0<x<1。
优选的，所述透明基底为玻璃、石英、PET、聚乙塑料板、ABS板或PVC透明塑料板材。
一种红外理疗灯防灼伤灯罩的制备方法：将光学层材料通过热蒸镀、溅射或涂膜的方式附着在透明基底上。
本发明相对于现有技术的有益效果：
本发明开发了一系列高效特种滤光薄膜可用于红外理疗防皮肤灼伤灯罩材料，可有效屏蔽掉85％以上的波长大于1300nm的光，并且选择性透过80％以上800-1300nm波段的光，用以保证理疗效果，红外理疗过程中可有效降低10℃以上的皮肤升温，进而避免出现红外理疗过程中所产生的“烤皮”现象，降低红外理疗的副作用。通过简单的外加灯罩、无需改变原有理疗光源的方式可对任一理疗灯进行升级改造，简单且通用性高。
附图说明
图1为ITO为光学材料的灯罩光学透过率曲线；
图2为ITO为光学材料的灯罩仿灼伤温升情况；
图3为CsxWO3为光学材料的灯罩光学透过率曲线；
图4为KxWO3为光学材料的灯罩光学透过率曲线；
图5为NaxWO3为光学材料的灯罩光学透过率曲线；
图6为RbxWO3为光学材料的灯罩光学透过率曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1：
本实施例以ITO为灯罩材料光学活性物质，通过磁控溅射方式获得以玻璃为基底ITO玻璃，阻抗为5Ω/□，其对800-1300nm理疗波段光透过率为81％，对波长1300nm以上光透过率为0％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为2℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了18℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的82％。
实施例2：
本实施例以ITO为灯罩材料光学活性物质，通过磁控溅射方式获得以玻璃为基底ITO玻璃，阻抗为10Ω/□，其对800-1300nm理疗波段光透过率为93％，对波长1300nm以上光透过率为30％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为5℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了15℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的92％。
实施例3：
本实施例以CsxWO3为灯罩材料光学活性物质，本实施例中使用涂膜法，CsxWO3做填料，Cs/W原子比为0.32，填料在膜中的质量比为无水乙醇:火棉胶:铯钨青铜＝1.0:0.93:0.15，厚度约2μm的薄膜于玻璃基底；其对800-1300nm理疗波段光透过率为80％，对波长1300nm以上光透过率为5％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为3.2℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了16.8℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的72％。
实施例4：
本实施例以RbxWO3为灯罩材料光学活性物质，本实施例中使用涂膜法，RbxWO3做填料，Rb/W原子比为0.28，填料在膜中的质量比为无水乙醇:火棉胶:铷钨青铜＝1.0:0.93:0.15，厚度约2μm的薄膜于玻璃基底；其对800-1300nm理疗波段光透过率为70％，对波长1300nm以上光透过率为9％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为5.2℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了14.8℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的69％。
实施例5：
本实施例以KxWO3为灯罩材料光学活性物质，本实施例中使用涂膜法，KxWO3做填料，K/W原子比为0.25，填料在膜中的质量比为无水乙醇:火棉胶:钾钨青铜＝1.0:0.93:0.15，厚度约2μm的薄膜于玻璃基底；其对800-1300nm理疗波段光透过率为70％，对波长1300nm以上光透过率为9％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为5.2℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了14.8℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的69％。
实施例6：
本实施例以NaxWO3为灯罩材料光学活性物质，本实施例中使用涂膜法，NaxWO3做填料，Na/W原子比为0.23，填料在膜中的质量比为无水乙醇:火棉胶:钠钨青铜＝1.0:0.93:0.15，厚度约2μm的薄膜于玻璃基底；其对800-1300nm理疗波段光透过率为75％，对波长1300nm以上光透过率为21％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为7.2℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了12.8℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的73％。
实施例7：
本实施例以LixWO3为灯罩材料光学活性物质，本实施例中使用涂膜法，LixWO3做填料，Li/W原子比为0.23，填料在膜中的质量比为无水乙醇:火棉胶:锂钨青铜＝1.0:0.93:0.15，厚度约2μm的薄膜于玻璃基底；其对800-1300nm理疗波段光透过率为78％，对波长1300nm以上光透过率为19％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为6.9℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了13.1℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的80％。
实施例8：
本实施例以HxWO3为灯罩材料光学活性物质，本实施例中使用涂膜法，HxWO3做填料，H/W原子比为0.36，填料在膜中质量比为无水乙醇:火棉胶:氢钨青铜＝1.0:0.93:0.15，厚度约2μm的薄膜于玻璃基底；其对800-1300nm理疗波段光透过率为83％，对波长1300nm以上光透过率为5％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为3.5℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了16.5℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的82％。
实施例9：
本实施例以CsxWO3为灯罩材料光学活性物质，本实施例中使用喷涂法，CsxWO3做填料，Cs/W原子比为0.32，填料在膜中含量为7wt％，厚度约1μm的薄膜于玻璃基底；其对800-1300nm理疗波段光透过率为81％，对波长1300nm以上光透过率为4％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为3.0℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了17℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的80％。
实施例10：
本实施例以CsxWO3为灯罩材料光学活性物质，本实施例中使用喷涂法，CsxWO3做填料，Cs/W原子比为0.32，填料在膜中含量为7wt％，厚度约1μm的薄膜于石英基底；其对800-1300nm理疗波段光透过率为83％，对波长1300nm以上光透过率为4％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为3.5℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了16.5℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的82％。
实施例11：
本实施例以CsxWO3为灯罩材料光学活性物质，本实施例中使用喷涂法，CsxWO3做填料，Cs/W原子比为0.32，填料在膜中含量为7wt％，厚度约1μm的薄膜于PET基底；其对800-1300nm理疗波段光透过率为85％，对波长1300nm以上光透过率为3％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为3.1℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了16.9℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的83％。
实施例12：
本实施例以CsxWO3为灯罩材料光学活性物质，本实施例中使用磁控溅射方法沉积CsxWO3于玻璃基底，Cs/W原子比为0.32，沉积密度为7g/m2，厚度约300nm；其对800-1300nm理疗波段光透过率为80％，对波长1300nm以上光透过率为10％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为6.1℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了13.9℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的77％。
实施例13：
本实施例以CsxWO3为灯罩材料光学活性物质，本实施例中使用磁控溅射方法沉积CsxWO3于玻璃基底，Cs/W原子比为0.32，沉积密度为7g/m2，厚度约300nm；其对800-1300nm理疗波段光透过率为80％，对波长1300nm以上光透过率为10％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为6.1℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了13.9℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的77％。
实施例14：
本实施例以CsxWO3为灯罩材料光学活性物质，本实施例中使用磁控溅射方法沉积CsxWO3于玻璃基底，Cs/W原子比为0.32，沉积密度为7g/m2，厚度约300nm；其对800-1300nm理疗波段光透过率为80％，对波长1300nm以上光透过率为10％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为6.1℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了13.9℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的77％。
实施例15：
本实施例以SnxWO3为灯罩材料光学活性物质，本实施例中使用涂膜法，SnxWO3做填料，Sn/W原子比为0.25，填料在膜中的质量比为无水乙醇:火棉胶:锡钨青铜＝1.0:0.93:0.15，厚度约2μm的薄膜于玻璃基底；其对800-1300nm理疗波段光透过率为80％，对波长1300nm以上光透过率为15％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为7.2℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了12.8℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的80％。
实施例16：
本实施例以BixWO3为灯罩材料光学活性物质，本实施例中使用涂膜法，BixWO3做填料，Bi/W原子比为0.27，填料在膜中的质量比为无水乙醇:火棉胶:铋钨青铜＝1.0:0.93:0.15，厚度约2μm的薄膜于玻璃基底；其对800-1300nm理疗波段光透过率为83％，对波长1300nm以上光透过率为20％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为8.1℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了11.9℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的82％。
实施例17：
本实施例以FexWO3为灯罩材料光学活性物质，本实施例中使用涂膜法，FexWO3做填料，Bi/W原子比为0.31，填料在膜中的质量比为无水乙醇:火棉胶:铁钨青铜
＝1.0:0.93:0.15，厚度约2μm的薄膜于玻璃基底；其对800-1300nm理疗波段光透过率为75％，对波长1300nm以上光透过率为27％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为9.2℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了11.8℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的72％。
实施例18：
本实例以CuxWO3为灯罩材料光学活性物质，本实例中使用涂膜法，CuxWO3做填料，Cu/W原子比为0.33，填料在膜中的质量比为无水乙醇:火棉胶:铜钨青铜＝1.0:0.93:0.15，厚度约2μm的薄膜于玻璃基底；其对800-1300nm理疗波段光透过率为85％，对波长1300nm以上光透过率为17％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为8.5℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了12.5℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的83％。
实施例19：
本实例以(NH4)xWO3为灯罩材料光学活性物质，本实例中使用涂膜法，(NH4)xWO3做填料，(NH4)x/W原子比为0.31，填料在膜中的质量比为无水乙醇:火棉胶:铁钨青铜＝1.0:0.93:0.15，厚度约2μm的薄膜于玻璃基底；其对800-1300nm理疗波段光透过率为80％，对波长1300nm以上光透过率为10％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为6.5℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了13.5℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的75％。
实施例20：
本实例以WO3-x为灯罩材料光学活性物质，本实例中使用涂膜法，(NH4)xWO3做填料，填料在膜中的质量比为无水乙醇:火棉胶:WO3-x＝1.0:0.93:0.15，厚度约2μm的薄膜于玻璃基底；其对800-1300nm理疗波段光透过率为77％，对波长1300nm以上光透过率为5％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为4.7℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了15.3℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的73％。
实施例21：
本实例以LaB6为灯罩材料光学活性物质，本实例中使用涂膜法，LaB6做填料，填料在膜中的质量比为无水乙醇:火棉胶:WO3-x＝1.0:0.93:0.15，厚度约2μm的薄膜于玻璃基底；其对800-1300nm理疗波段光透过率为79％，对波长1300nm以上光透过率为30％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为10.7℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了9.3℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的76％。
实施例22：
本实例以ITO为灯罩材料光学活性物质，通过磁控溅射方式获得以玻璃为基底ITO玻璃，阻抗为50Ω/□，其对800-1300nm理疗波段光透过率为85％，对波长1300nm以上光透过率为7％；加设该灯罩于飞利浦InfraredPAR38E理疗灯皮肤平衡温升为3.6℃,相对于未加灯罩皮肤平衡温升(20℃)降低了16.4℃；加设该灯罩后皮下1cm处800-1300nm理疗波段相对光强为未加设灯罩的83％。
本发明开发了一种可有效屏蔽1300nm以上近红外线，且选择性透过600-1300nm波段的光学材料作为理疗灯灯罩光学层的材料，其应用可以去除掉造成皮肤灼伤的长波长近红外线同时保证利用短波长近红外线，进而实现安全高效的红外理疗过程。
Claims (4)
1.一种红外理疗灯防灼伤灯罩，其特征在于：包括光学层和透明基底，所述光学层附着在透明基底上，所述光学层材料为钨青铜材料、ITO、LaB6或ATO中的一种或几种的组合。
2.根据权利要求1所述的一种红外理疗灯防灼伤灯罩，其特征在于：所述钨青铜材料包括KxWO3、RbxWO3、LixWO3、NaxWO3、CsxWO3、SnxWO3、BixWO3、HxWO3、FexWO3、CuxWO3、(NH4)xWO3或WO3-x中的一种或几种的组合，其中，0<x<1。
3.根据权利要求1所述的一种红外理疗灯防灼伤灯罩，其特征在于：所述透明基底为玻璃、石英、PET、聚乙塑料板、ABS板或PVC透明塑料板材。
4.一种权利要求1-3任一权利要求所述灯罩的制备方法，其特征在于：将光学层材料通过热蒸镀、溅射或涂膜的方式附着在透明基底上。
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