CN1353621A - 辐射照射使组织复生 - Google Patents

Abstract

本发明采用照射辐射来照射一靶结构,引起该靶结构的温度升高,从而刺激具有结构形式的胶原。照射到靶标处的辐射的特定剂量受到控制,以便诱使靶组织产生精确的、预定的炎症反应。靶组织结构被直接照射,而该照射辐射不会明显透过无关组织。

Description

辐射照射使组织复生

本发明涉及组织复生，特别是涉及通过在靶位置选择产生胶原使组织复生。

人体具有各种不同类型的胶原，这些胶原基本上构成了人体细胞外的基体。该基体为粘合和支撑细胞的材料，并且是多细胞器官生存的基础。胶原使组织具有拉伸强度。

各种胶原在体内具有一定的结构形式，该结构形式包括骨、牙质、软骨、子宫以及循环系统中的较大血管。随着年龄的增加，体内胶原含有率自然下降，将导致组织和器官的结构被破坏，功能丧失。胶原的生成受到抑制还会带来其它的问题或使组织或器官的结构被摧毁。

从第一方面说，本发明涉及刺激包含一定结构的胶原的技术，该技术包括采用辐射照射靶结构，使靶结构的温度上升。照射到靶结构处的辐射剂量受到控制，以诱使靶组织产生预期的、精确的炎症反应。

靶结构吸收的辐射在预定的低量受控剂量下(其结果是使靶结构组织产生炎症反应)能够刺激胶原再生。

重要的是辐射剂量需受到控制，以确保不会使靶组织结构过热。能量(辐射)剂量过大会导致热损伤，从而抑制了炎症期的发展，因而不能得到最适宜的胶原形成。因此，重要的是使发射的辐射能量剂量具有足够低的强度和能量，以避免组织受损。所以，受控的辐射剂量的大小取决于受照射的身体结构和组织，但总的来说照射辐射的强度和维持时间为相对较低，以防止靶结构或组织受损。

照射辐射的波长的选择为至少能够被靶结构或组织部分吸收。

在优选实施例中，发射的辐射为电磁能，优选为光能，希望其带宽基本上为400-1500nm(更优选的是其带宽基本上为500-1000nm)。

照射辐射可由激光、激光二极管、光发射二极管或宽带白光源产生。照射辐射最好具有离散波长或相对较窄的波长带宽。对宽带白光源而言，最好采用一适当的滤光器。

当照射辐射为激光辐射时，激光例如包括脉冲染料激光(585nm)，氩铁激光(514nm)，钛：蓝宝石激光(400nm-1100nm)，红宝石激光(694nm)，Nd：YAG激光(1064nm)或倍频Nd：YAG激光(532nm)。

合适的激光二极管可以是在630-690nm或790-980nm下的砷化镓激光二极管。

波长基本上在550-1000nm范围内的LED较为合适。

上述技术可以在各种人体组织结构中采用，可直接外照射所述结构，或将照射辐射引导到被照射的体内(例如沿一合适的波导)，直达内部靶结构位置。

从第二方面来说，本发明提供一种用于有效地使组织和/或组织结构整旧如新的器械，该器械包括：

i)一照射辐射源；以及

ii)用于引导照射辐射至靶位置的装置。

用于将照射辐射引导至靶位置的装置最好包括聚焦装置(例如光学聚集装置)。用于将照射辐射引导至靶位置的装置最好包括一柔韧光缆，该光缆有一远端，辐射通过该远端发射出去，以照射靶结构。光缆可包括有一光波导，如一段光纤。

用于将照射辐射引导至靶位置的装置最好构造成允许手工操作，以允许人工选择靶位置处受辐射侵犯的区域。备选的是，所述器械可提供有自动驱动装置。

照射辐射最好是脉冲式的，优选的是脉冲持续时间基本上在1μs-100ms的范围内。另外，扫描式照射辐射可产生类似的效果，此时仅局部组织在所需短时间内受照射，以输送合适的能量剂量。

下面将在特定的实施例中结合附图来进一步介绍本发明，该实施例仅作为举例，其中：

图1为本发明技术中第一实施例的示意图；

图2为本发明技术中第二实施例的示意图；

图3为本发明技术中又一实施例的示意图；

图4为本发明技术中又一实施例的示意图；

图5为本发明技术中又一实施例的示意图；以及

图6为本发明技术中又一实施例的示意图。

请参阅附图，并且首先参阅图1，图中示出了组织复生技术，其中装置1包括光源2，例如为LED、激光二极管或其它激光、或者为白光源(提供一合适的滤光器)，该光源的波长在范围为550-1000nm的窄带宽内，并且通过聚焦光学透镜4将一光束3发射到光纤波导5内。从光纤波导5的远端发射出的光穿过校准透镜6，并在此处被引导而照射组织结构7的表面。

在图2所示的实施例中，从光源2发射出的光束3直接穿过聚焦透镜16，该透镜将光束聚焦到组织结构7上。

在图3所示的实施例中，从光源2发射出的光束3被引导至一扫描光学装置中，该装置包括旋转扫描镜9、10，该扫描镜布置成用于扫描直角X-Y方向的光束，并将其反射到组织7上。

在图1至3所示的每个实施例中，相应的组织结构7均是从体外直接照射的(体外照射)。

照射到组织7上的光束强度和持续时间受到控制，这样，照射到组织上的能量剂量处于促进胶原生成的水平，而组织的“损伤”没有达到使其恶化到结构整体性受影响的程度。照射促进胶原生成表现在使伤口愈合，即使伤口处于发炎、增生和重塑阶段，最终生成胶原，并增强了组织的结构整体性。

适当选择照射组织的光的波长，使得至少有一种成分可被组织选择吸收到期望的程度，这一问题是很重要的。适当选择被组织或在组织表面或低于该表面的生色团吸收的波长能够使在组织表面或低于该表面的离散靶位置被选中为靶标。

图4至6中所示的装置涉及间质复生技术，其中一体外光源2产生光束3，该光束可穿过身体表面界面，以一体内细胞组织11、12为靶标。

在图4所示的实施例中，光束3聚焦到光纤波导5内，该光纤波导延伸穿过外壳导管13。从该光纤波导5的端部发射出的光照射到身体表面14下面的靶结构11上。

在图5和6所示的实施例中，光纤波导5延伸至靶血管12并沿其继续延伸，其中所述靶血管包含在身体的循环系统中(例如为一动脉)。

在图5所示的实施例中，光由镜端15被反射，以照射到内部血管壁12的期望“靶”部分。

在图6所示的实施例中，光纤波导5上设有散射端16，该散射端用于使光散射，以便呈放射状照射到血管壁12的整个“靶”部分。

用所期望的照射辐射的波长和剂量来照射相应组织靶结构会产生发炎/伤口愈合的结果，从而促进最大程度地生成胶原。在靶位置促进胶原生成有效地使靶组织/结构复生。

为了测试本发明的效果，例如已采用激光辐射来进行了试验，并测量III型胶原生成的终端。

当形成III型胶原时，分子为长链形式，并在每个端部有两个终端。当已形成了三个胶原分子时，分子彼此粘接，并且长链的每个端的终端分隔开来，最终断离成真皮间质流体。通过测量流体内终端的数量可测量胶原的生成率。

作为该技术的例子，生化研究已表明，采用下述激光参数可提高皮肤真皮区域III型胶原的生成率：

波长：            585nm

脉冲持续时间：    350usec

能量强度：    2.4J/cm²

点尺寸：      直径5mm

上述试验通过一柔韧光纤将光照射到皮肤表面。

当采用上述参数来照射皮肤时，皮肤内III型胶原的生成率提高84％。

类似的试验采用倍频Nd：YAG激光以下述参数进行：

波长：         532nm

脉冲持续时间： 2msec至20msec

能量强度：     2-20J/cm²

点尺寸：       3mm(直径)

上述试验显示，III型胶原生成率提高22％至44％。

上述试验均是以前面所列的激光参数处理所选皮肤区域而进行的，并在经处理和未处理的控制区域内凸起被抽吸的水疱之前等待72小时。采用萤光免疫检验法技术对从被抽吸的水疱中收集到的间质流体进行分析，从而测量出III型胶原分子的氨基-前肽终端的数量(PIIINP)。

在水疱流体中发现的PIIINP数量与在研究位置处生成的III型胶原数量相关。被引证的增加的百分比数字与相邻受控位置有关。

Claims (27)

1.一种刺激包含结构的胶原的方法，该方法包括用照射辐射来照射一靶结构，引起该靶结构的温度升高，照射靶结构的照射剂量受到控制，从而在靶组织处产生炎症反应。

2.如权利要求1所述的方法，其中靶组织结构被直接照射，不使照射辐射明显地穿过无关组织。

3.如权利要求2所述的方法，其中与靶组织结构无关的组织被绕过。

4.如前述任一项权利要求所述的方法，其中照射辐射由体外照射辐射装置发射，上述组织结构为体外的一部分。

5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中照射辐射由体内或器官内照射辐射装置发射，上述组织结构为体内或所述器官内的一部分。

6.如权利要求5所述的方法，其中照射辐射由照射辐射装置向靶组织结构内发射。

7.如前述任一项权利要求所述的方法，其中由靶结构吸收的辐射量为预定低水平受控剂量，以刺激胶原再生。

8.如前述任一项权利要求所述的方法，其中照射辐射剂量控制在确保不会发生靶组织结构被过量的辐射照射。

9.如前述任一项权利要求所述的方法，其中照射辐射的波长选择成该辐射至少部分被靶结构或组织吸收。

10.如前述任一项权利要求所述的方法，其中被传输的辐射为光，其波长带宽基本上为400-1500nm。

11.如前述任一项权利要求所述的方法，其中被传输的辐射为光，其波长带宽基本上为500-1000nm。

12.如前述任一项权利要求所述的方法，其中照射辐射具有离散波长或具有相对较窄的波长带宽。

13.如前述任一项权利要求所述的方法，其中照射辐射为相应的宽带光源经滤光成为具有离散的或相对较窄的波长带宽。

14.如前述任一项权利要求所述的方法，其中照射辐射为激光辐射。

15.如前述任一项权利要求所述的方法，其中照射辐射从LED获得。

16.如前述任一项权利要求所述的方法，其中照射辐射从宽带白光源获得。

17.如前述任一项权利要求所述的方法，其中通过直接对结构进行外部照射而使人体组织结构被照射。

18.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中照射辐射为直接传输进入到体内的内部靶组织结构位置。

19.如前述任一项权利要求所述的方法，其中被传输到靶结构的照射辐射能量强度基本上在2至20Jcm^-2范围内。

20.如前述任一项权利要求所述的方法，该方法使下述一种或多种具有结构形式的胶原产生受控炎症反应：

骨

牙质

软骨

子宫

大静脉和动脉。

21.用于刺激具有结构形式的胶原的器械，该器械包括：

i)一照射辐射光源；以及

ii)将照射辐射引导到靶标位置的装置。

22.如权利要求21所述的器械，其中用于将照射辐射引导至靶标位置的装置包括：

(a)聚集装置；以及/或

(b)一传输光缆；以及

(c)一发射器部分，包括所述传输光缆或与之结合使用，该发射器发射辐射，以照射靶结构。

23.如权利要求21或22所述的器械，其中用于将照射辐射引导至靶标位置的装置构造成允许手工操作，从而能够人工选择靶位置处受辐射侵犯的区域。

24.如权利要求21至23中任一项所述的器械，其中该器械具有自动驱动设置。

25.如权利要求21至23中任一项所述的器械，该器械包括产生脉冲照射辐射的脉动装置，该装置优选具有一脉冲持续时间，该持续时间基本上在1毫秒至10毫秒范围内。

26.如权利要求21至25中任一项所述的器械，该器械包括将照射辐射扫描至靶组织结构的扫描装置。

27.一种照射辐射光束，具有：

i)基本上在400nm至1100nm范围内的波长和离散的或相对较窄的带宽；

ii)2至20Jcm^-2光束能量强度；

所述光束用于直接照射一靶组织结构，其中与靶组织结构无关的组织被绕过，光束在组织上产生照射点尺寸的直径基本上在1至10mm范围内。

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