CN1787849A - 透皮吸收超声波护肤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了通过使用超声施用设备经皮肤渗透皮肤活性剂至人体的装置，该超声施用设备经皮肤施用超声至人体，其包括：(1)组合物，所述组合物包含：(a)安全有效量的皮肤活性剂；(b)提供组合物粘度为约1,000mPas至约1,000,000mPas的增粘剂；(c)约0.1％至约30％的水溶性湿润剂；和(d)含水载体；其中该组合物基本上不含表面活性剂；和(2)超声施用设备，该装置包括：(e)以约3MHz至约10MHz的频率和约0.1W/cm2至约2W/cm2的强度将超声施用于所述皮肤上的施用元件；和(f)控制所述施用元件的施用条件的控制元件。

Description

透皮吸收超声波护肤装置
发明领域
本发明涉及一种包括组合物和超声施用设备的护肤装置。该装置提供皮肤活性剂对皮肤改善的渗透，同时对普通消费者的使用也是安全的。本发明还涉及一种通过施用组合物及一定频率的超声来处理皮肤的方法。
发明背景
提出了多种皮肤处理方法来延缓、最小化或甚至消除皮肤色素沉着过度(老年斑、雀斑、疹斑、颜色变深、不平均色调等)、褶皱和其它典型与皮肤老化或环境对人类皮肤损害有关的慢性变化。此类处理范围包括从涂敷专业化妆品如贴剂和面膜、口服维生素到化学换肤、激光手术、光子嫩肤等等。通常，据信那种有效的处理需要投入更多的时间、体力和财力。因此，高度期望这样的处理，其不仅有效，而且使用安全并价格合理，使得消费者本身可提供该处理。PCT申请WO98/51255提出一种超声施用设备，该装置具有多个安全特征，适于外行在没有专家的帮助下使用。此类处理可吸引普通消费者，因为这种处理可由消费者在家中随意提供。
使用超声经皮递送试剂，通常术语为“透皮吸收超声波”或“透皮吸收超音波”，是本领域已知的，例如在GB公布1577551、PCT公布WO 88/00001、PCT公布WO 91/12772、PCT公布WO 94/08655、美国专利 5267985、PCT公布WO 97/04832、美国专利 5445611、PCT公布WO 97/40679、PCT公布WO 99/51295、美国专利 6066123、日本专利公布A-11-335271、美国公布2002-55702和PCT公布WO00/21605中所述。超声渗透进入皮肤的深度与频率成反比。据信较低频率的超声在组织深处提供影响，因此可有效地用于诊断，而据信较高频率对皮肤表面提供更多影响。PCT公布WO 88/00001提出使用频率不超过约2.5MHz的超声来有效递送药物至循环系统。为向皮肤表皮提供正面影响，例如改善有益于皮肤表皮的活性成分的渗透，较高频率的超声是有效的。共同未决的日本专利申请2002-012143描述了使用较高频率来递送皮肤活性剂。
为提供对普通消费者安全有效的护肤处理，仍需进一步改进。例如，已提出用于超声施用的含水凝胶载体在有效递送皮肤活性剂至表皮基底层方面并不令人满意，并且与化妆品相比在向皮肤提供好的美学/感官有益效果方面也不令人满意。在另一个实施例中，超声施用设备在提供安全特征方面不能令人满意，该安全特征使得即使在较高频率下施用超声时仍能有效操作。
基于前文所述，需要这样一种护肤装置或方法，其通过皮肤活性剂和超声施用的联合使用来提供安全有效的护肤处理有益效果。具体地讲，需要这样一种稳定组合物，当其与超声施用设备联合使用时可有效地递送超声至皮肤，同时向皮肤提供光滑度和润湿感，且没有发粘的皮肤感觉。同时，需要一种具有控制元件的超声施用设备，该控制元件用于提供安全有效水平的超声频率和强度。
没有任何现有技术能提供本发明的全部优点和有益效果。
发明概述
本发明涉及通过使用超声施用设备经皮肤渗透皮肤活性剂至人体的装置，该超声施用设备施用超声经皮肤至人体，其包括：
(1)一种组合物，该组合物包含：
(a)安全有效量的皮肤活性剂；
(b)提供组合物粘度为约1,000mPas至约1,000,000mPas的增粘剂；
(c)约0.1％至约30％的水溶性湿润剂；和
(d)含水载体；
其中该组合物基本上不含表面活性剂；且
(2)该超声施用设备包括：
(e)以约3MHz至约10MHz的频率和约0.1W/cm2至约2W/cm2的强度将超声施用于所述皮肤上的施用元件；和
(f)用于控制施用元件的施用条件的控制元件。
本发明还涉及一种处理皮肤的方法，该方法包括以下步骤：将上述组合物涂敷到所述皮肤上；并通过上述超声施用设备向皮肤表面施用超声；其中所述组合物用作通过超声施用设备向皮肤施用超声的介质。
对于本领域技术人员来说，通过阅读本说明书的公开内容和附加权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得显而易见。
附图概述
尽管本说明书通过特别指出并清楚地要求保护本发明的权利要求书作出结论，但应该相信通过下列优选的说明、非限制性实施方案以及与附图结合起来的陈述，可更好地理解本发明：
图1是依照本发明的优选实施方案的超声施用护肤装置的前剖面图；
图2A至2C示出上述装置不正确的使用条件；
图3是上述装置电路的方框图；
图4是图示说明上述电路的驱动电路、负载检测电路、运动检测电路的电路图；
图5A至5F是图示说明负载检测电路和运动检测电路操作的波形图；
图6是图示说明上述电路的温度读出电路的电路图；
图7是图示说明所述装置操作的流程图；
图8是上述装置的施用头的顶部平面视图；
图9是所述施用头的剖面图；
图10至12是图示说明所述施用头改进结构的部分视图；
图13是图示说明不同频率的超声波长和所述施用头组合振动体之间关系的示意图；
为了比较的目的，图14是图示说明在没有减少寄生谐振的结构下分别在正常负载条件、无负载条件和异常负载条件下给定的振动体的电当量阻抗图；
图15是所述振动元件的顶部平面视图；
图16是所述振动元件的剖面图；
图17是对于依照本发明实施方案的组合振动体，图示说明分别在正常负载条件、无负载条件和和异常负载条件下给定的振动体的电当量阻抗图；
图18和19是依照上述实施方案的一个修正所述振动元件的顶视图和剖面图；
图20和21是依照上述实施方案的另一个修正所述振动元件的顶视图和剖面图；
图22和23是图示说明对上述实施方案进一步修正的顶视图；
图24和25是依照上述实施方案的进一步修正所述振动元件的顶视图和剖面图；
图26和27是图示说明对上述实施方案进一步修正的顶视图；
图28和29是依照上述实施方案的更多修正所述振动元件的顶视图和剖面图；
图30和31是图示说明对上述实施方案修正的剖面图；
图32和33是依照上述实施方案的进一步修正所述振动元件的顶视图和剖面图；
图34和35是依照上述实施方案的更多修正所述振动元件的顶视图和剖面图。
发明详述
虽然本说明书通过特别指出并清楚地要求保护本发明的权利要求书作出结论，但据信通过下列说明将更好地理解本发明。
所有引用的参考文献均全文引入本文以供参考。任何文献的引用并不是认可其可作为要求保护的本发明的现有技术获得。
本文“包括”是指可加入不影响最终结果的其它元件。该术语包括术语“由...组成”和“基本上由...组成”。
除非另外指明，所有的百分比、份数和比率均以本发明的组合物的总重量计。所有涉及所列出成分的重量均是以其活性物质含量计，并且因此不包括可能包含在市售产品中的载体或副产物。
可用于本发明的所有成分如活性物质和其它成分可根据其化妆和/或治疗有益效果或其假定的作用方式来分类或描述。然而应当理解，在某些情况下，可用于本发明的活性物质和其它成分可以提供一种以上的美容和/或治疗有益效果或通过一种以上的作用方式起作用。因此，本文的分类只是为了方便，而非旨在将成分限制在所列的特别指出的一个应用或几个应用中。
护肤装置及使用方法
本发明装置包括组合物和超声施用设备，并以安全有效的方式提供护肤有益效果。该装置提供皮肤活性剂对皮肤改善的渗透，同时对普通消费者的使用也是安全的。包含在组合物内的皮肤活性剂的护肤有益效果通过施用频率为约3MHz至约10MHz的超声得以增强，因此处理功效大于与本发明组合物的独立使用相比的功效。
除了频率之外，超声的强度也是重要的。由于较高频率超声的能量在皮肤的较浅部分消耗掉，所以该区域的热量产生较多。因此，较大强度产生较多热量，皮肤病症例如灼伤引起关注。另一方面，一定水平的强度对于增强皮肤有益剂的皮肤渗透是必需的。在本发明中，超声强度为每皮肤表面积约0.1W/cm2至约2W/cm2。
在本发明的装置中，本发明组合物用作通过本发明装置向皮肤施用超声的介质。因此，当通过本发明装置施用超声时，本发明组合物存在于本发明装置和皮肤之间的空间内，本发明组合物的用量应足以基本填充此类空间，并使得本发明装置沿着皮肤的表面移动。优选地，本发明装置和皮肤之间的空间没有空气。不受理论的约束，据信由于超声施用使角质层的细胞间类脂松散，本发明组合物的渗透得以增强。此外，据信本发明组合物的流变特性尤其适于沿皮肤表面移动本发明装置，同时还有效地递送超声并保持稳定的凝胶结构，尽管施用超声会产生振动和热量。
(1)组合物
(a)皮肤活性剂
本发明组合物包含安全有效量的皮肤活性剂。本文所用术语“皮肤活性剂”是指为皮肤、毛发或指甲上的施用区域提供化妆和/或治疗效果的活性成分。可用于本发明的皮肤活性剂包括亮肤剂、抗痤疮剂、润肤剂、非甾族抗炎剂、局部麻醉剂、人工晒黑剂、防腐剂、抗微生物和抗真菌活性物质、皮肤抚慰剂、防晒剂、皮肤阻挡层修复剂、抗皱剂、抗皮肤萎缩活性物质、类脂、皮脂限制剂、皮脂限制剂、皮肤增感剂、蛋白酶限制剂、紧肤剂、抗痒剂、毛发生长限制剂、脱屑酶增强剂、抗糖化作用剂以及它们的混合物。通常，本发明组合物包含约0.001％至约30％，优选约0.001％至约10％的至少一种皮肤活性剂。
选择皮肤活性剂的类型和用量，使得具体试剂的包含不会影响组合物的稳定性。例如，虽然从组合物稳定性观点上看水溶性试剂是优选的，但也可在一定程度上包括水不溶性试剂，其含量为可被增粘剂和/或非必需的低级烷基醇载体分散，从而不会影响本发明组合物的稳定性。本文皮肤活性剂的术语“水溶性”涉及当在环境温度下溶于足量水中时可完全溶解形成透明溶液的化合物。
可用于本发明的亮肤剂是指与预处理相比可改善色素沉着过度的活性成分。不受理论的约束，本发明组合物使用亮肤剂尤其有用，这是因为由本发明装置提供的频率可有效刺激表皮，尤其是其中产生黑素的黑素细胞区。亮肤剂和超声波施用的联合使用据信可提供增效的亮肤有益效果。
可用于本发明的亮肤剂包括抗坏血酸化合物、维生素B3化合物、壬二酸、丁基羟基苯甲醚、没食子酸及其衍生物、甘草酸、对苯二酚、曲酸、熊果苷、桑树提取物以及它们的混合物。据信，亮肤剂的组合使用是有利的，因为它们可以通过不同机理提供亮肤有益效果。优选地，亮肤剂包含水溶性亮肤剂，该亮肤剂选自抗坏血酸化合物、维生素B3化合物、壬二酸、没食子酸及其衍生物、对苯二酚、曲酸、熊果苷、桑树提取物以及它们的混合物。在一个优选的实施方案中，可使用抗坏血酸化合物和维生素B3化合物的组合。
可用于本发明的抗坏血酸化合物包括，本身为L-型的抗坏血酸、抗坏血酸盐以及它们的衍生物。可用于本发明的抗坏血酸的盐包括钠盐、钾盐、锂盐、钙盐、镁盐、钡盐、铵盐和精蛋白盐。可用于本发明的抗坏血酸衍生物包括，例如，抗坏血酸的酯和抗坏血酸的酯盐。尤其优选的抗坏血酸化合物包括2-o--D-吡喃葡萄糖基-L-抗坏血酸(其为抗坏血酸和葡萄糖的酯，且通常称为L-抗坏血酸-2-葡糖苷，或抗坏血酸基葡糖苷)及其金属盐，和L-抗坏血酸磷酸酯盐(如抗坏血酸磷酸钠、抗坏血酸磷酸钾、抗坏血酸磷酸镁和抗坏血酸磷酸钙)。市售的抗坏血酸化合物包括：购自Showa Denko的抗坏血酸磷酸镁、购自Hayashibara的2-o-D-吡喃葡萄糖基-L-抗坏血酸和以商品名STAY C购自Roche的抗坏血酸磷酸钠。
可用于本发明的维生素B3化合物包括，例如，具有下式的那些：
Figure A0382662500121
其中R是-CONH2(如烟酰胺)或-CH2OH(如烟醇)；它们的衍生物；以及它们的盐。前述维生素B3化合物的示例性衍生物包括烟酸酯(包括非血管舒张性烟酸酯)、烟基氨基酸、羧酸的烟醇酯、烟酸N-氧化物和烟酰胺N-氧化物。优选的维生素B3化合物是烟酰胺和生育酚烟酸酯，更优选烟酰胺。在一个优选的实施方案中，该维生素B3化合物包含有限量的盐形式，更优选为基本上不含维生素B3化合物的盐。优选地，该维生素B3化合物包含小于约50％的此类盐，更优选基本上不含盐形式。高度可用于本发明的市售维生素B3化合物包括购自Reilly的烟酰胺USP。
可用于本发明的其它皮肤活性剂包括选自以下的那些：泛醇、生育酚烟酸酯、过氧化苯甲酰、3-羟基苯甲酸、类黄酮(例如，黄烷酮、查耳酮)、金合欢醇、植烷三醇、乙醇酸、乳酸、4-羟基苯甲酸、乙酰基水杨酸、2-羟基丁酸、2-羟基戊酸、2-羟基己酸、顺式-视黄酸、反式-视黄酸、视黄醇、视黄基酯(如视黄基丙酸酯)、植酸、N-乙酰基-L-半胱氨酸、硫辛酸、生育酚及其酯(如生育酚乙酸酯)、壬二酸、花生四烯酸、四环素、布洛芬、萘普生、酮洛芬、氢化可的松、扑热息痛、间苯二酚、苯氧基乙醇、苯氧基丙醇、苯氧基异丙醇、2，4，4′-三氯-2′-羟基二苯醚、3，4，4′-三氯碳酰苯胺、羟甲辛吡酮、利多卡因盐酸盐、克霉唑、咪康唑、酮康唑、硫酸新霉素、茶碱以及它们的混合物。优选的是水溶性的那些。
(b)增粘剂
本发明组合物包含增粘剂，该增粘剂提供组合物的粘度为约1,000mPas至约1,000,000mPas，优选约3,000mPas至约100,000mPas。用于提供本文增粘剂的聚合物是水溶性或水混溶性聚合物。本文增粘剂的术语“水溶性或水混溶性”涉及无论有无升高的温度和/或混合的辅助，当溶于足量水中时可溶解成透明溶液的化合物。
在一个优选的实施方案中，增粘剂包含羧酸/羧酸酯共聚物以及纤维素衍生物聚合物。据信，这些聚合物的组合可提供透明或半透明的组合物，同时可向皮肤提供光滑感和润湿感，且没有发粘的皮肤感觉。还可包括与羧酸/羧酸酯共聚物以及纤维素衍生物聚合物相容的其它聚合物。在一个高度优选的实施方案中，增粘剂基本仅由羧酸/羧酸酯共聚物以及纤维素衍生物聚合物制成。
本发明组合物优选包含羧酸/羧酸酯共聚物。羧酸/羧酸酯共聚物能使组合物保持相对透明并具有适当的粘度，而不会在使用后使组合物变得发粘或油腻。不受理论的约束，据信羧酸/羧酸酯共聚物还为本发明组合物提供了剪切稀释性质。剪切稀释性质是指存在于典型的可由手施用到皮肤上的剪切压力内的屈服点，超过屈服点的组合物粘度显著减小至可被消费者注意到的程度。
此外，当在本发明组合物中包括水不溶性组分时，羧酸/羧酸酯共聚物能够分散和稳定水不溶性组分，如液体形式的水不溶性亮肤剂。
本文羧酸/羧酸酯共聚物是羧酸和羧酸烷基酯的疏水改性交联共聚物，并具有两亲性质。这些羧酸/羧酸酯共聚物可通过以下物质共聚获得：1)羧酸单体，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、富马酸、巴豆酸或α氯代丙烯酸，2)具有1至约30个碳原子的烷基链的羧酸酯，和优选地3)具有下式的交联剂：
Figure A0382662500141
其中R52为氢或具有约1至约30个碳原子的烷基；Y1独立地为氧、CH2O、COO、OCO、
Figure A0382662500142
或
其中R53为氢或具有约1至约30个碳原子的烷基；Y2选自(CH2)m″、(CH2C2O)m″或(CH2CH2CH2O)m″，其中m″为1至约30的整数。据信，由于烷基包含在共聚物中，所以羧酸/羧酸酯共聚物不会使组合物产生不可取的发粘。
本发明的适宜羧酸/羧酸酯共聚物是具有下式的丙烯酸/丙烯酸烷基酯共聚物：
其中R51独立地为氢或具有1至30个碳原子的烷基，其中至少一个R51为氢，R52如上定义，n、n′、m和m′为整数，其中n+n′+m+m′为约40至约100，n″为1至约30的整数，并且l被限定为使得共聚物的分子量为约500,000至约3,000,000。
用于本发明的市售羧酸/羧酸酯共聚物包括：CTFA名称为丙烯酸酯/C10-30丙烯酸烷基酯交联共聚物，其商品名为Pemulen TR-1、Pemulen TR-2、Carbopol 1342、Carbopol 1382和Carbopol ETD 2020，这些物质均可购自B.F.Goodrich Company。
可包括中和剂以中和本文的羧酸/羧酸酯共聚物。此类中和剂的非限制性实施例包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二异丙醇胺、氨基甲基丙醇、氨基丁三醇、四羟基丙基乙二胺以及它们的混合物。
本发明组合物优选包含纤维素衍生物聚合物。不受理论的约束，据信组合物中受控量的纤维素衍生物聚合物向皮肤提供了改善的润湿感和光滑感，而不会产生不可取的粘稠感或粘感。
可用于本发明的纤维素衍生物聚合物包括甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、硝化纤维、纤维素硫酸钠、羧甲基纤维素钠、结晶纤维素、纤维素粉末以及它们的混合物。尤其优选的是羟乙基纤维素、羧甲基纤维素以及它们的混合物。高度可用于本发明的市售化合物包括商品名为NatrosolHydroxyethylcellulose的羟乙基纤维素，和商品名为AqualonCellulose Gum的羧甲基纤维素，两者均购自Aqualon。
本发明的组合物还可包含用于增粘剂的附加水溶性聚合物。
可用于本发明的附加水溶性聚合物包括阴离子聚合物和非离子聚合物。可用于本发明的有乙烯基聚合物，如CTFA名为卡波姆的交联丙烯酸聚合物、普鲁兰、甘露聚糖、小核菌葡聚糖、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、瓜耳胶、羟丙基瓜耳胶、黄原胶、金合欢胶、阿拉伯胶、黄蓍胶、半乳聚糖、长豆角胶、刺梧桐树胶、刺槐豆胶、角叉菜胶、果胶、支链淀粉、琼脂、温柏树籽(榅桲子)、淀粉(水稻、玉米、马铃薯、小麦)、海藻胶(海藻提取物)、微生物聚合物如葡聚糖、琥珀酰葡聚糖；基于淀粉的聚合物如羧甲基淀粉、甲基羟丙基淀粉；基于藻酸的聚合物如藻酸钠、藻酸丙二醇酯；丙烯酸酯聚合物如聚丙烯酸酯钠、聚乙基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺；和无机水溶性物质如膨润土、硅酸铝镁、合成锂皂石、锂蒙脱石和无水硅酸。
分子量大于约1000的聚亚烷基二醇可用于本发明。可使用具有下式的那些：
Figure A0382662500161
其中R95选自H、甲基以及它们的混合物。当R95为H时，这些物质为环氧乙烷的聚合物，它们也已知为聚环氧乙烷、聚氧乙烯和聚乙二醇。当R95为甲基时，这些物质为环氧丙烷的聚合物，它们也已知为聚环氧丙烷、聚氧丙烯和聚丙二醇。当R95为甲基时，也可理解为可以存在所得聚合物的各种位置异构体。在上述结构中，x3的平均值为约1500至约25,000，优选约2500至约20,000、更优选约3500至约15,000。其它有用的聚合物包括聚丙二醇和混合的聚乙二醇-聚丙二醇，或聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物聚合物。可用于本发明的聚乙二醇聚合物是PEG-2M，其中R95为H，且x3的平均值为约2,000(PEG-2M也已知为Polyox WSRN-10，购自Union Carbide，也已知为PEG-2,000)；PEG-5M，其中R95为H，且x3的平均值为约5,000(PEG-5M也已知为Polyox WSRN-35和Polyox WSRN-80，二者均购自Union Carbide，也已知为PEG-5,000和聚乙二醇300,000)；PEG-7M，其中R95为H，且x3的平均值为约7,000(PEG-7M也已知为Polyox WSRN-750，购自Union Carbide)；PEG-9M，其中R95为H，且x3的平均值为约9,000(PEG-9M也已知为Polyox WSRN-3333，购自Union Carbide)，和PEG-14M，其中R95为H，且x3的平均值为约14,000(PEG-14M也已知为Polyox WSRN-3000，购自UnionCarbide)。
高度适用于本发明的市售附加水溶性聚合物包括黄原胶，商品名为Keltrol系列，购自Kelco；卡波姆，商品名为Carbopol 934、Carbopol 940、Carbopol 950、Carbopol 980和Carbopol 981，均购自B.F.Goodrich Company；丙烯酸酯/硬脂基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯共聚物，商品名为ACRYSOL 22，购自Rohm和Hass；小核菌葡聚糖，商品名为Clearogel SCll，购自Michel Mercier ProductsInc.(NJ，USA)；基于环氧乙烷和/或环氧丙烷的聚合物，商品名为CARBOWAX PEGs、POLYOX WASRs和UCON FLUIDS，均由Amerchol供应。
可用于本发明的附加水溶性聚合物包括两性聚合物。可用于本发明的两性聚合物为包括至少一个阳离子单体和至少一个阴离子单体的那些物质；阳离子单体为季铵离子，优选二烷基二烯丙基氯化铵或酰胺烷基三烷基氯化铵；阴离子单体为羧酸。本文的两性调理聚合物可包括非离子性单体，如丙烯酰胺、甲基丙烯酸酯或乙基丙烯酸酯。
可用于本发明的有CTFA名为聚季铵盐22、聚季铵盐39和聚季铵盐47的聚合物。此类聚合物为例如由二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酸组成的共聚物、由二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺组成的三元共聚物和由丙烯酸甲基丙烯酸氨基丙基三甲基氯化铵和丙烯酸甲酯组成的三元共聚物，如具有下式的那些物质，其中n6∶n7∶n8的比率是45∶45∶10。
Figure A0382662500181
本文高度优选的市售两性聚合物包括聚季铵盐22，商品名为MERQUAT 280、MERQUAT 295；聚季铵盐39，商品名为MERQUAT PLUS3330、MERQUAT PLUS 3331；和聚季铵盐47，商品名为MERQUAT 2001、MERQUAT 2001N，均购自Calgon Corporation。
还适用于本发明的聚合物包括由带有至少一个羧基(如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、富马酸、巴豆酸、或α氯丙烯酸)的乙烯基单体与碱性单体共聚而得到的聚合物，所述碱性单体为含有至少一个碱性氮原子的取代的乙烯基化合物，例如二烷基氨基烷基的甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯，以及二烷基氨基烷基的甲基丙烯酰胺和丙烯酰胺。
还可用于本发明的是包含衍生自以下物质的单元的聚合物：
i)至少一种选自丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的单体，其中氮原子被烷基取代，
ii)至少一种包含一个或多个反应性羧基的酸共聚单体，和
iii)至少一种碱性共聚单体，例如具有伯、仲和叔胺取代基以及季铵取代基的丙烯酸和甲基丙烯酸的酯，以及二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯与硫酸二甲酯或硫酸二乙酯进行季铵化反应而得到的产品。
最特别优选的N-取代的丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺是其中烷基包含2至12个碳原子的那些物质，特别是N-乙基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-叔辛基丙烯酰胺、N-辛基丙烯酰胺、N-癸基丙烯酰胺和N-十二烷基丙烯酰胺以及相应的甲基丙烯酰胺。更具体地讲，上述酸共聚单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸和富马酸以及马来酸或富马酸的烷基单酯，其中烷基具有1至4个碳原子。
优选的碱性共聚单体有氨基乙基、丁基氨基乙基、N，N′-二甲基氨基乙基和N-叔丁基氨基乙基甲基丙烯酸酯。
(c)水溶性湿润剂
本发明组合物包含约0.1％至约30％，优选约0.1％至约10％的水溶性湿润剂。可用于本发明的水溶性湿润剂包括多元醇如丁二醇(1，3丁二醇)、戊二醇(1，2-戊二醇)、甘油、山梨醇、丙二醇、己二醇、乙氧基化葡萄糖、1，2-己二醇、1，2-戊二醇、己三醇、双丙甘醇、赤藓醇、海藻糖、双甘油、木糖醇、麦芽糖醇、麦芽糖、葡萄糖、果糖；和其它水溶性化合物如软骨素硫酸钠、透明质酸钠、腺苷磷酸钠、乳酸钠、吡咯烷酮碳酸盐、葡糖胺、环糊精以及它们的混合物。还可用于本发明的包括水溶性烷氧基化非离子聚合物如分子量高达约1000的聚乙二醇和聚丙二醇，如CTFA名为PEG-200、PEG-400、PEG-600、PEG-1000的那些以及它们的混合物。
在一个优选的实施方案中，水溶性湿润剂基本上仅选自丁二醇、戊二醇以及它们的混合物。这些湿润剂可向皮肤提供保湿效果，而不会显著破坏本发明亮肤剂的渗透性。
本文市售湿润剂包括：丁二醇，以商品名1，3-Butylene glycol购自Celanese；戊二醇，以商品名HYDROLITE-5购自Dragoco；甘油，以商品名STAR和SUPEROL购自The Procter & GambleCompany，以CRODEROL GA7000购自Croda Universal Ltd.，以PRECERIN系列购自Unichema，以与该化学名称相同的商品名购自NOF；丙二醇，以商品名LEXOL PG-865/855购自Inolex，以1，2-PROPYLENE GLYCOL USP购自BASF；山梨醇，以商品名LIPONIC系列购自Lipo，以SORBO、ALEX、A-625和A-641购自ICI，以UNISWEET 70、UNISWEET CONC购自UPI；双丙甘醇，以相同商品名购自BASF；双甘油，以商品名DIGLYCEROL购自Solvay GmbH；木糖醇，以相同商品名购自Kyowa和Eizai；麦芽糖醇，以商品名MALBIT购自Hayashibara；软骨素硫酸钠，以相同商品名购自Freeman和Bioiberica，和以商品名ATOMERGIC SODIUM CHONDROITIN SULFATE购自Atomergic Chemetals；透明质酸钠，购自Chisso Corp，也可以商品名ACTIMOIST购自Active Organics，以AVIAN SODIUMHYALURONATE系列购自Intergen，HYALURONIC ACID Na购自Ichimaru Pharcos；腺苷磷酸钠，以相同商品名购自Asahikasei、Kyowa和Daiichi Seiyaku；乳酸钠，以相同商品名购自Merck、Wako和Showa Kako；环糊精，以商品名CAVITRON购自American Maize，以RHODOCAP系列购自Rhone-Poulenc，以及以DEXPEARL购自Tomen；聚乙二醇，以商品名CARBOWAX系列购自Union Carbide；以及甘油基聚甲基丙烯酸酯、丙二醇和PVM/MA共聚物的混合物，以商品名Lubrajel Oil购自Guardian Lab。
(d)含水载体
本发明组合物包含含水载体，以提供透明或半透明组合物，其被适当地称为凝胶。本发明组合物不具有与众不同的不连续相，其既不是乳液，也不是液晶。本发明基本上不含表面活性剂。当水不溶性组分包括在本发明中时，此类组分被保持在可被例如羧酸/羧酸酯共聚物或低级烷基醇溶解/分散的含量。
根据与其它组分的相容性和产品所需的其它特性来选择载体的含量和种类。用于本发明的载体包括水和低级烷基醇的水溶液。用于本发明的低级烷基醇是具有1至6个碳原子的一元醇，更优选乙醇和异丙醇。优选地，本发明组合物包含至少约70％的水。优选使用去离子水。根据产品所需的特性，也可使用包括矿物阳离子的天然来源的水。
根据亮肤剂的活性和稳定性以及所需的产品特性，选择本发明组合物的pH值。在一个优选的实施方案中，其中亮肤剂包含抗坏血酸化合物和维生素B3化合物的组合，该pH值优选为约5至约8。可包括缓冲剂和其它pH调节剂，以获得所需的pH值。
不含表面活性剂
本发明组合物基本上不含表面活性剂。优选地，有少于约1％的表面活性剂存在，更优选地有少于约0.5％的表面活性剂存在，还优选地特意不将表面活性剂加入到组合物中。本文表面活性剂是指当加入到组合物中时，可显著降低表面张力并在临界胶束浓度以上形成胶束或逆转胶束的任何化合物。本文中可包括阴离子、两性、两性离子、非离子和阳离子表面活性剂，其在施用于皮肤后可提供清洁和泡沫作用。
本文阴离子表面活性剂包括乙氧基化烷基硫酸盐、烷基乙氧基羧酸盐、烷基甘油基醚磺酸盐、酰基肌氨酸盐、烷基乙氧基磺基琥珀酸盐、α-磺化脂肪酸以及它们的盐和/或它们的酯、乙氧基化烷基磷酸酯、乙氧基化烷基甘油基醚磺酸盐、链烷磺酸盐和烷氧基酰胺磺酸盐、烷基硫酸盐以及它们的混合物。
本文两性表面活性剂包括椰油基两性羧基丙酸盐、椰油基两性羧基丙酸、N-椰油酰胺基乙基-N-羟乙基乙酸盐、N-椰油酰胺基乙基-N-羟乙基二乙酸盐(另外被称为椰油基两性羧基甘氨酸盐)、N-月桂酰胺基乙基-N-羟乙基乙酸钠(另外被称为月桂基两性羧基甘氨酸钠)。
本文两性离子表面活性剂包括烷基甜菜碱和酰氨基甜菜碱。
本文非离子表面活性剂不仅包括提供清洁和泡沫作用的那些，而且包括主要提供乳化有益效果的非离子表面活性剂。上述非离子表面活性剂包括烯化氧与脂肪酸的缩合产物，如脂肪酸的烯化氧酯；烯化氧与2摩尔脂肪酸的缩合产物，如脂肪酸的烯化氧二酯；烯化氧与脂肪醇的缩合产物，其实施例包括PEG 40氢化蓖麻油、硬脂基聚氧乙烯醚-2、异十六烷基聚氧乙烯醚-20和油基聚氧乙烯醚-20。本文其它非离子表面活性剂是烯化氧与脂肪酸和脂肪醇的缩合产物，其中聚烷基氧化物部分的一端被脂肪酸酯化，而另一端被脂肪醇醚化。本文其它非离子表面活性剂是烷基葡糖苷和烷基多苷、多羟基脂肪酸酰胺表面活性剂、烷氧基化糖酯和聚酯以及脂肪酸酰胺。
本文阳离子表面活性剂包括：卤化铵化合物，其包括具有亲水性取代基的那些。
油性组分
在一个优选的实施方案中，本发明组合物包含油性组分，其可用于向皮肤提供保湿功效。本文油性组分是水不溶性组分，因此必须被保持在一定含量，以可被例如羧酸/羧酸酯共聚物或低级烷基醇溶解/分散。当含有油性组分时，该油性组分在整个组合物中的含量为约0.1％至约15％，优选约0.5％至约10％。
多种合适的油性化合物是已知的，并可用于本文中，并且大量的实施例可见于Sagarin的Cosmetics，Science and Technology第2版，第1卷，第32至43页(1972)。适宜油性组分的非限制性实施例包括C1-30羧酸的C1-30醇酯和C2-30二羧酸的C1-30醇酯、烃油、C1-30羧酸的甘油一酯、甘油二酯和甘油三酯、硅氧烷油、矿物油和凡士林、植物油和氢化植物油、动物脂和油、硅氧烷油、芳香油以及它们的混合物；优选烃油、脂肪酸酯、硅氧烷油以及它们的混合物。
可用于本发明的烃油包括具有约7至约40个碳原子的那些。这些烃物质的实施例包括十二烷、异十二烷、角鲨烷、氢化聚异丁烯、二十二烷(即C22烃)、十六烷和异十六烷。还可用的是C7-40异链烷烃，其是C7-40支链烃。优选的烃油是以商品名Permethyl 101A购自Presperse的异十六烷、角鲨烷、轻石蜡、轻异链烷烃、轻液态石蜡、轻液态异链烷烃(以商品名Isoper G由Exxon市售、以商品名Isoparaffin2028由Idemitsu市售、以商品名AmocoMineral Spirits由Ashland市售的烃)。
可用于本发明的脂肪酸酯包括肉豆蔻酸鲸蜡基-2-乙基己酯、肉豆蔻酸异丙酯、肉豆蔻酸十四烷基酯、棕榈酸异丙酯、胆固醇；更优选为肉豆蔻酸鲸蜡基-2-乙基己酯和肉豆蔻酸异丙酯；和甘油三酯，如辛酸/癸酸甘油三酯、PEG-6辛酸/癸酸甘油三酯、和PEG-8辛酸/癸酸甘油三酯、池花籽油。
可用于本发明的硅氧烷油可以是挥发性的、非挥发性的，或挥发性和非挥发性硅氧烷的混合物。本文所用术语“非挥发性”是指在环境条件下为液体、并且闪点(在一个大气压下)为约100℃或更高的那些硅氧烷。本文所用术语“挥发性”是指所有其它硅氧烷油。适宜的硅氧烷油选自挥发性和粘度跨度很大的多种硅氧烷。虽然非挥发性聚硅氧烷是优选的，但也可使用少量挥发性聚硅氧烷。适宜硅氧烷的非限制性实施例公开于1991年12月3日公布的授予Orr的美国专利5,069,897中，该专利被全文引入本文以供参考。适宜硅氧烷油的实施例包括聚烷基硅氧烷、环状聚烷基硅氧烷和聚烷基芳基硅氧烷。市售的聚烷基硅氧烷包括聚二甲基硅氧烷，其还被称为聚二甲基硅氧烷，它的实施例包括售自General Electric Company的Vicasil系列和售自Dow Corning Corporat ion的Dow Corning200系列。适宜的聚二甲基硅氧烷包括烷基取代的二甲基聚硅氧烷，如鲸蜡基聚二甲硅氧烷和月桂基聚二甲硅氧烷。市售的聚二甲基硅氧烷醇典型以与聚二甲基硅氧烷或环状聚甲基硅氧烷(cyclomethicone)的混合物出售(如Dow Corning1501和1503流体)。市售的环状聚烷基硅氧烷包括Dow Corning244流体、Dow Corning344流体、DowCorning245和Dow Corning345流体。
附加组分
本文组合物还可包含其它附加组分，由技术人员根据最终产品的所需特性选择，并且所述附加组分适于使组合物在美容学或审美学上更容易接受，或者为其提供附加用途的有益效果。
除了亮肤剂之外，本发明组合物还可包括皮肤有益剂。本文所用术语“皮肤有益剂”是指为皮肤、毛发或指甲上的施用区域提供化妆品和/或治疗效果的活性成分。可用于本发明的附加皮肤有益剂包括抗痤疮剂、润肤剂、非甾族抗炎剂、局部麻醉剂、人工晒黑剂、防腐剂、抗微生物和抗真菌活性物质、皮肤抚慰剂、防晒剂、皮肤阻挡层修复剂、抗皱剂、抗皮肤萎缩活性物质、类脂、皮脂限制剂、皮脂限制剂、皮肤增感剂、蛋白酶限制剂、紧肤剂、抗痒剂、毛发生长限制剂、脱屑酶增强剂、抗糖化作用剂以及它们的混合物。
本发明组合物还可包括防腐剂和防腐增强剂，如水溶性或可增溶性防腐剂，包括Germall 115；羟基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯和丁酯；苄醇；偏亚硫酸氢钠；咪唑烷基脲；EDTA及其盐；溴代硝基丙二醇(2-溴-2-硝基丙烷-1，3-二醇)和苯氧基丙醇；消泡剂；粘合剂；生物添加剂；增量剂；着色剂；香料；精油及其增溶剂；其它天然提取物；刺激胶原产生的化合物；酵母发酵滤液以及其它物质。
(2) 超声施用设备
本发明使用的超声施用设备包括带有施用头的外壳以向使用者的皮肤施用超声，并包括驱动电路以提供促使施用头向皮肤传送超声的电脉冲。施用头由产生超声的振动元件和触角组成，该触角具有安装面和皮肤相对面以用于和皮肤接触。该触角运送安装面上的振动元件以向皮肤传送超声。将振动元件和触角结合成组合振动体，该组合振动体与来自驱动电路的电脉冲共振，因此向皮肤传送所得振动。当该组合振动体通过与皮肤接触而正常负载时，其会给出第一电当量阻抗，当其无负载时会给出第二电当量阻抗。该装置包括负载检测电路，该电路监测组合振动体是否给出第一或第二电当量阻抗，并只在看到第一电当量阻抗时才提供负载检测信号。也包括在装置内的是控制电路，当在预定时段内没有接收到负载检测信号时，该电路会限制或阻止电脉冲。组合振动体具有限制该振动体中心部分振动的结构以减弱寄生谐振，从而可将第一电当量阻抗与第二电当量阻抗区分开来。因此，负载检测电路能成功地判断施用头是否与皮肤接触或者不接触，据此当施用头无负载时，控制电路能可靠地限制超声振动产生。设计控制电路以接收第一电当量阻抗并构成控制元件，该控制元件根据第一电当量阻抗的大小改变在振动元件处产生的超声强度。由于第一电当量阻抗将根据触角或组合振动体对使用者皮肤保持的压力而改变，所述装置可根据压力改变施用于皮肤的超声效果和强度，从而可将超声最佳地施用于使用者皮肤以增强护肤效果。
优选地，振动元件由具有平坦上下端面的圆盘形式的压电元件组成，该上下端面分别提供有上下电极，沿着该电极可施加电脉冲。上电极、下电极和压电元件中的至少一个具有中心开口，其负责限制组合振动体中心处的振动。
除了中心开口之外，还可使至少上下电极之一具有的直径尺寸小于压电元件的直径，以使压电元件的周边部分不被覆盖，这也是为了减弱压电元件周边附近不可取的振动。
可供选择地，上下电极中的至少一个被至少一个狭缝分成多个完全相同的部分。为了限制振动体中心处的振动，狭缝沿着直径延伸以使压电元件的中心和直径延伸带部分不被覆盖。
同样为了限制振动体中心处的振动，不是提供沿直径延伸狭缝，而是上下电极中的至少一个被配置成具有至少一个不覆盖压电元件中心部分的狭缝。
与在上电极、下电极和压电元件中的至少一个内提供的中心开口组合或者分开，可将触角配置成具有通孔或腔体形式的中心孔以限制振动体中心处的振动。
此外，不是形成中心开口，而是上电极可被覆盖吸收振动体中心处振动的弹性构件，以减弱寄生谐振。
另外，上电极中心可覆盖焊接体以电连接上电极至来自驱动电路的导线。该焊接体增加了组合振动体中心的重量以限制其中心部分的振动。
此外，触角优选与围绕该触角并适于固定该触角至外壳的边缘形成其整体部分。限定在触角和边缘之间的是限流器，其限制超声向边缘传播，从而集中超声于触角以有效地通过该触角传送声波至皮肤。该限流器可为沿着触角和边缘之间边界形成的腔体形式。
另外，所述装置优选包括运动检测电路，其用来监测组合振动体是否运动并当振动体如此运动时提供运动检测信号。连接控制电路以接收运动检测信号，并且当运动检测信号经临界持续时间不连续时，即使可在预定时段内检测到负载检测信号也要控制驱动电路停止或限制电脉冲。
现在，将参考附图详细讨论上述装置中利用的超声施用设备。
如图1所示，该超声施用设备具有手持把手外壳10，在其一端提供有施用头100，应用的施用头适于接触使用者皮肤以在其上施用超声。施用头100由产生超声的压电元件形式的振动元件110和传送超声至皮肤S的触角120组成。将压电元件成型为具有平坦上表面和平坦下表面的圆盘，该上下表面分别覆盖有上下电极111和112，沿着该电极可施加电脉冲以产生超声振动。将振动元件110和触角120结合成组合振动体M，其可通过电脉冲发生谐振以产生并施加谐振超声振动至皮肤S。优选地，将所述装置设计成产生频率为3MHz至10MHz的超声并以0.1W/cm2至2.0W/cm2的强度传送到皮肤。如图1所示，在施用超声之前，将组合物F分散在皮肤上以占据触角120和皮肤S之间的空间。
如后面将详细解释的，所述装置配备有安全防护装置，从而当施用头100不在图1的正常负载条件下时，即当该施用头保持在任何一个不适当条件之一时，该安全防护装置可限制或阻止将超声振动传送至皮肤上。如图2A至2C所示，不适当条件包括无负载条件，其中施用头100远离皮肤(图2A)；部分接触条件，其中施用头100只是部分靠着皮肤放置(图2B)；和直接接触条件，其中施用头100靠着皮肤放置，但在两者之间的界面处没有使用组合物F(图2C)。
如图3所示，所述装置包括沿着压电元件110的电极111和112提供电脉冲的驱动电路20，检测施用头100负载条件的负载检测电路40，检测施用头100运动的运动检测电路50，感应压电元件110温度的温度读出电路60，显示所述装置操作条件的显示驱动电路170，以及控制以上电路的控制电路80。通过电源1向驱动电路20施加电压，该电源容纳在单独的电源组2内以将商业交流线电压转换成直流电压。也包括在装置内的是监控电路90，其基于组合振动体M的电当量阻抗监测产生并施用于使用者皮肤的超声。
将装置10设计成产生超声，同时触角120基本保持与使用者皮肤接触。为此目的，提供负载检测电路40以检测是否由于触角120经组合物F与使用者皮肤接触而施加合适负载。当触角120因没有与皮肤接触而不能成功传送超声时，负载检测电路40测定出触角120或振动体M未被负载并限制超声的产生。本发明中实现的负载检测的细节将在以后讨论。应用时，需要移动施用头100，即当施用超声时组合体沿着皮肤慢慢移动。否则，当施用头100长期待在某一部分时，会有造成皮肤冷灼伤的潜在危险。鉴于此，提供运动检测电路50，从而当施用头100正以适宜速度移动时能够连续施用超声，否则将使超声不能产生或限制其产生。此外，控制电路80包括定时器，当装置被利用超过预设时间后该定时器将停止产生超声。也就是说，只有当来自负载检测电路40的负载检测信号显示施用头100保持与皮肤正常接触时，并且当来自运动检测电路90的运动检测信号显示施用头100没有长时间待在某一部分时，定时器才会计时。开动定时器以在预设时间内连续产生超声。还有，预设时间过去后，控制电路80会发出指令以停止向驱动电路20提供电力，终止超声产生。
当由于驱动电路20等的故障而伴随温度升高使得振动体遭受反常振动时，温度读出电路60对来自邻近触角120设置的温度传感器15的输出作出响应，从而向控制电路80提供显示反常温度升高的输出，该控制电路继而作出反应以停止驱动电路20。
如图4所示，驱动电路20包括变极器，该变极器将来自电源1的直流电压转换成交流电压。前提条件是在该变极器的输出端为带有主线圈21和次线圈22的变压器T。主线圈21与PET 23及电流传感电阻器27与电源1两端串联，并与电容器24共同形成平行谐振电路，该电路可在关掉FET 23时在主线圈21两端提供谐振电压。压电元件110与次线圈22两端连接从而通过交流电压或次线圈22处感应的电脉冲实现超声振动。将反馈线圈25连接到主线圈21从而向FET 23反馈驱动电路的输出。将双极晶体管26连接在FET 23的栅-射极通道内以控制FET 23。与电源1两端连接的是启动电阻器28与电容器29的串联组合，将此线路通过反馈线圈25连接到FET 23栅以在其上给出偏压。当电容器29被电源1充上电以形成达到FET 23阈值的电压时，FET开始导电以降低FET 23的漏电压。此时，反馈线圈25产生施加于FET 23栅的反馈电压，从而增加流过FET的电流。随后，当电流传感电阻器27两端产生的电压达到与通过FET的增加电流一致的预定标准时，晶体管26开始导电以关闭FET 23。因此，主线圈21与电容器24的谐振电路开始起作用以产生谐振。在一个谐振周期结束时，反馈线圈25处感应的反馈电压达到打开FET 23栅的电压，从而再次使FET导电。重复以上操作以维持谐振电压或电脉冲，从而可使压电元件110产生振荡。设定谐振电路的频率为3MHz至10MHz范围内的变量。
连接在晶体管26基座和电阻器27之间的是可变电阻器30，该可变电阻器值可以改变以调整开启晶体管26的定时用于调节谐振频率。要注意的是在该连接中，谐振电路被控制电路80控制以给出在邻近脉冲系列Vp之间具有休眠期的间歇振荡，如图5A和5B所示。
变压器T包括辅助线圈91，该线圈与调整辅助线圈91输出的整流器电路共同组成监控电路90，此电路给出指示施用于使用者皮肤的超声条件的监测输出。监测输出Vx包括低频部分，它们是由于移动施用头100而发出的，并且它们的频率低于超声振动的频率。更准确的讲，除了指示超声振动的高频部分之外，在辅助线圈91两端出现的电压还包括低频部分，该部分产生于接触负载时组合振动体M的电当量阻抗内的变化，还产生于对应施用头100沿使用者皮肤移动时出现的摩擦声。监测输出Vx是通过对在辅助线圈91两端出现的电压整流而获得，并被输送到负载检测电路40和运动检测电路50以进行负载检测和运动检测。
负载检测电路40具有比较器41，该比较器将来自监控电路90的监测输出Vx与基准电平Vref比较。监测输出Vx具有如图5B所示的波形图。当监测输出Vx开始低于基准电平Vref时，比较器41向控制电路80提供H-水平的负载检测信号SL以指示施用头100保持与使用者皮肤正常接触。当负载检测信号SL在预定的时段内不能被连续确认时，控制电路80将停止运行驱动电路20或者切断电源1。在这个实施方案中，当监测输出Vx低于基准电平Vref时会产生负载检测信号SL，这是考虑到由于负载存在，即组合振动体M的阻抗增加而使谐振电压降低。
此外，还将指示组合振动体M阻抗的输出Vx输送到控制电路80。当输出Vx等于或大于基准电平Vref时，控制电路80开始工作以改变电源1的输出电压反比于输出Vx的大小。也就是说，组合振动体M对使用者皮肤保持有更大的压力，控制电路80开始运转以降低施用于皮肤的超声，反之亦然。结果是，可根据组合振动体M对皮肤保持的压力调整超声，从而以最佳强度传送超声而增强护肤效果。
不同构造的谐振电路可改变组合振动体M的阻抗特性以破坏与谐振电路的阻抗匹配是可能的，从而导致监测输出在负载存在下增加。在这种情况下，会造成当监测输出Vx超过基准电平Vref时提供负载检测信号SL。还有，在无负载条件检测时限制或减少超声能量同样是可能的。
此外，如图5D所示，通过电容器51将监测输出Vx以输出Vx′的形式输送至运动检测电路50。运动检测电路50包括低通滤波器52和评价电路53。输出Vx′通过滤波器52除去高频部分以给出低频输出VL，其只含有由施用头100运动所造成的部分，如图5E所示。因此将所得低频输出VL输送至评价电路53的两个比较器55和56，并分别与各自阈值TH1及TH2(TH1＞TH2)比较，从而在输出VL高于阈值TH1或低于阈值TH2的阶段内向控制电路80提供H-水平的运动检测信号SM(如图5F所示)。TH1和TH2可通过可变电阻器57与58调整。控制电路80计算H-水平运动检测信号SM在预定持续时间Tc(例如，15秒)内的时间段，并且当在持续时间Tc内的计时加和超过预定参考值时确定施用头100已适当运动。否则，控制电路80确定没有产生适宜运动并提供限制驱动电路20的限制信号。驱动电路20包括晶体管84，其在FET 23的栅源通道两端与晶体管26并联，并通过光耦合器81连接至控制电路80。因此，一旦接收到来自控制电路80的限制信号，晶体管84被启动从而关闭FET 23以切断驱动电路20。尽管在这个实施方案中限制信号可起作用以停止驱动电路20，但本发明并不局限于该特征，并且可被布置成控制驱动电路20或电源1以减少超声振动能量。
如图6所示，温度读出电路60包括第一温度读出单元61和第二温度读出单元62，两者均接收来自用于温度感应的热敏电阻器15的输出。第一温度读出单元61具有温度控制器65，来自热敏电阻器15的输出通过电阻器63和电容器64输送到该温度控制器。当发现在热敏电阻器15感应的温度超过预定参考温度时，温度控制器65通过光耦合器66向驱动电路20发出停止信号。光耦合器66具有晶体管68，该晶体管连接在晶体管84的基极-发射极通道内，因此停止信号使晶体管84启动以停止驱动电路20的振荡。在由热敏电阻器15感应的触角120温度高于参考温度后，会向温度控制器发出一刺激，使得只有在感应温度降至低于参考温度的温度水平之下后，驱动电路20才能够恢复振荡。当感应温度低于温度水平时，温度控制器65作出反应而不发出停止信号，从而在驱动电路20处恢复振荡。第二温度读出单元62包括比较器69，当热敏电阻器15处的感应温度超过预定参考值时，该比较器开始工作以启动晶体管160，从而启动光耦合器161的晶体管163并因此切断连接到晶体管163的电源1。将比较器69的预定参考值设定为高于温度控制器65的参考温度，从而作为对触角120的反常加热作出反应的安全防护装置停止超声振荡，即使由微处理器制成的温度控制器65未能起作用。
现在参照图7解释超声装置的操作。打开电源开关后，按下起动按钮以启动驱动电路20，使得压电元件110开始产生超声，并打开定时器。这时，对触角120进行温度感应从而当第一温度读出单元61发现温度超过例如45°时，显示驱动电路70会发出触角120过热的温度警告，并使定时器以及驱动电路20停止。当在打开定时器后的某一步骤处发现感应温度低于45℃时，负载检测可利用，且随后运动检测可利用，前提条件是发出作为指示施用头100负载的负载检测信号。当发出无负载检测信号时，无负载警告将显示例如40秒的限定时段，以提示使用者将施用头100与皮肤接触。40秒的无负载检测信号过去后，将进行控制以显示停止操作的警告，并停止定时器和超声产生。在负载检测信号存在的条件下进行运动检测，从而当运动检测信号在例如15秒内发出时，显示正常操作并向定时器发出倒计数指令。当预定操作时间过去后，比方说在该条件下为10分钟，则停止驱动电路。当在10分钟内按下暂停按钮时，驱动电路将停止但定时器仍继续倒计数运行。当在10分钟内按下重新启动按钮时，驱动电路重新开始产生超声。
尽管以上实施方案被设计成当没有检测到负载或运动时控制电路将切断驱动电路，但本发明并不局限于该特征，并且可被设计成遇到此类检测时可减少超声能量。
现在参见图8和9，将讨论施用头100(即，压电元件110和触角120的组合)的详细内容。压电元件110是由陶瓷制成并被成型为具有均匀厚度的圆盘，且在其上表面和下表面分别提供有上下电极111和112。触角120是由铝制成，并被成型为表面积稍微大于压电元件110且具有均匀厚度的圆盘。如图9所示，通过分别焊接到上电极111和触角120的导线101及102在电极111和112两端施加来自驱动电路20的电脉冲。其上具有围绕触角120的管状边缘130与该触角120形成整体部分。边缘130由触角120的周边向上凸出，并且将其上端固定到外壳10上以支持施用头100至外壳。边缘130的上端用置于其间的弹性减震环132适当地贴合至外壳10的口12内。触角120具有平的安装面121，从而以紧密接触关系将压电元件110运送至其上，并具有平的皮肤相对面122，从而通过涂敷于皮肤S的组合物F与皮肤接触。将压电元件110固定到触角120使得它们结合成组合振动体M，该振动体与来自驱动电路20的电脉冲共振以产生传送至皮肤的超声。腔体形式的限流器140在触角120和边缘130之间延伸以限制超声振动向边缘130的传播，因此可将超声有效地集中于使用者皮肤，如图9中箭头所示。换句话讲，腔体140可起作用以将边缘130与有关超声振动的压电元件110和触角120的组合振动体M基本分离开来。作为形成腔体140的结果，具有减少厚度的桥142保持触角120与边缘130的接触。选择桥142的减少厚度(t)不等于超声波长四分之一的整数倍(t≠n·λ/4，其中n是整数)，从而可有效地限制超声振动向边缘130传播。如图10和11所示，腔体140可填充有合适介质144以阻碍超声振动，或者可用圆边146实现。此外，如图12所示，可形成另外一个不同深度的腔体148，其与腔体140为同心关系。
如图13所示，选择压电元件110与触角120的组合振动体M的总厚度(T)为在基频例如3MHz振动的超声波长的一半(T＝λ/2)，因此组合振动体M也可在基频的整数倍例如基频的2倍、3倍和4倍处共振，同时在触角120的皮肤相对面122和电极111的上表面形成波腹，如在图中示意看到的。
当在谐振频率附近启动组合振动体M时，为了以最少损失将超声能量有效传送至皮肤，还为了将正常负载条件与异常负载或无负载条件区别开来，将压电元件110的结构设计成可限制组合振动体M中心的振动以减弱不可取的寄生谐振，否则该寄生谐振会使负载检测电路40难以将正常负载条件与无负载或异常负载条件区分开来。换句话说，如图14所示，当振动体M处在无负载条件或异常负载条件下时，寄生谐振会产生波动，该波动被叠加在关于不同频率的电当量阻抗曲线上，如虚线所示。结果是，基于振动体M的阻抗实际上在谐振或反谐振频率附近将正常负载条件与无负载或异常负载条件区分开来就变得困难。因此，在如图中箭头线所示的可容许的范围内提取出谐振或反谐振频率附近指示振动体M接触压力的不同阻抗几乎是不可能的，也就不能依照组合体M对使用者皮肤保持的压力来改变超声强度，尽管振动体M处于正常负载条件下。
图15和16示出一个优选结构，该结构可减弱不可取的寄生谐振至某一程度从而负载检测电路40能够参照组合振动体M的电当量阻抗将正常负载条件与无负载或异常负载条件区分开来。在该结构中，形成中心开口114以延伸上电极111、压电元件110和下电极112的中心，从而可限制压电元件110中心处的振动并因此限制振动体M的振动。结果是，组合振动体M在无负载或异常负载条件下显示具有明确的关于频率的阻抗特性曲线，如图17中虚线所示，该曲线能很好地与振动体在正常负载条件下显示具有的阻抗曲线(如同一图中表示的实线所示)区别开来。
由图17可明显看出，当经受无负载或异常负载条件时，振动体M可给出的电当量阻抗明显不同于其在正常负载条件下所给出的阻抗。通过利用这种区别，负载检测电路40仅仅通过监测反映振动体M电当量阻抗的电压便可成功地区别出异常负载或无负载条件，如上文关于监控电路90所作的解释。因此，在如图中箭头线所示的可容许的范围内提取出谐振或反谐振频率附近随振动体M的接触压力而变化的阻抗是可能的。因此，可根据组合体M对使用者皮肤保持的压力改变超声强度，只要该振动体M处于正常负载条件下。
与中心开口114组合，至少上下电极111和112之一可被成型为具有小于压电元件110直径的直径，从而也可减弱该压电元件周边的振动并因此减弱组合振动体M的振动以进一步减弱寄生谐振。中心开口114可在例如至少一个电极和压电元件内形成，如图18和19所示。
此外，如图20与21所示，电极111和112可被沿直径延伸的狭缝116分成四个完全相同的片段或部分117。这些狭缝延伸通过电极的中心以使压电元件的中心及直径延伸带部分不被覆盖，从而可限制未覆盖的中心及带状部分处的振动，并因此减弱不可取的寄生谐振以实现图17的阻抗特性。
可供选择地，如图22和23为同样的目的所示，可将电极111和112中的一个或两个分成两个或八个片段117。
此外，也在压电元件110和电极111与112内给出具有封闭端的狭缝116A是可能的，如图24与25所示，或者在至少一个电极与压电元件内给出一端开口的狭缝116B，或者给出平行狭缝116C，如图26和27所示。
图28和29显示了对上述实施方案的修正，其中在触角120内形成了与中心开口114成一直线的中心孔134，以进一步限制组合振动体M中心处的振动，并因此较大程度地减弱不可取的寄生谐振。提供的组合体M可以只在触角120内具有中心孔134，如图30所示。在这种情况下，中心孔134可为腔体形式，如图31所示。
图32和33示出一种可供选择的结构，其中将弹性构件150固定在上电极111的中心处以吸收并因此限制压电元件110中心处的振动。弹性构件150优选由硅氧烷橡胶制成。代替提供弹性构件150，同样可能的是在电极111中心处给出一重量以限制压电元件110中心处的振动并因此减弱组合振动体M中心处不可取的寄生谐振。该重量可通过用于电连接电极111至来自驱动电路20的导线101的焊接体160或连接盘给出。
要注意的是，在这种连接中，参照图15、16、18至35示出的单个结构可以适当组合以减弱不可取的寄生谐振。此外，在涉及到电极的地方，对一个电极给出上述结构以减弱振动体中心处的振动，同时使其它电极基本完全覆盖压电元件110的相应面是可能的。
实施例
下列实施例进一步描述和说明了在本发明范围内的优选实施方案。给出这些实施例仅仅是为了说明本发明，不可解释为是对本发明的限制，因为在不背离本发明精神和范围的条件下，可以对其进行许多改变。
实施例1至6
通过本文所述方法，形成下列组合物：
组合物
  组分   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5   实施例6
  抗坏血酸基葡糖苷*1   2   2   2   2   2
  烟酰胺*2   3.5   3.5   10   5   3.5   3.5
  甘草酸*3   0.5
  丙烯酸酯/C10-30丙烯酸烷基酯交联聚合物*4   0.65   1   1   1   0.5   0.5
  羟乙基纤维素*5   0.2   0.2   0.1   0.3   0.5
  羧甲基纤维素*6   0.5   0.5
  丁二醇*7   3   3   10   3   3
  戊二醇*8   4   5
  聚二甲基硅氧烷/聚二甲基硅氧烷醇*9   2   1.5
  异十六烷*10   10
  苄醇   0.2   0.2
  对羟基苯甲酸甲酯   0.15   0.15   0.15   0.15   0.15   0.15
  乙二胺四乙酸二钠   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1
  苯甲酸钠   0.05   0.05   0.05   0.05   0.05   0.05
  偏亚硫酸氢钠   0.03   0.03   0.03   0.03   0.03   0.03
  乙醇   10   10   10   10
  氢氧化钠   0.2   0.3   0.3   0.3   0.2   0.2
  去离子水   使总和为100％
组分定义
*1抗坏血酸基葡糖苷：抗坏血酸-2-葡糖苷，购自Hayashibara
*2烟酰胺：烟酰胺USP，购自Reily
*3甘草酸：甘草酸，购自Maruzen
*4丙烯酸酯/C10-30丙烯酸烷基酯交联聚合物：Pemulen TR-2，购自B.F.Goodrich Company
*5羟乙基纤维素：Natrosol羟乙基纤维素，购自Aqualon
*6羧甲基纤维素：Aqualon纤维素胶，购自Aqualon
*7丁二醇：1，3-丁二醇，购自Celanese
*8戊二醇：Hydrolite-5，购自Dragoco
*9聚二甲基硅氧烷/聚二甲基硅氧烷醇：DC-1503，购自DowCorning
*10异十六烷：Permethyl 101A，购自Presperse
制备方法
可用本领域已知的任何常规的方法，制备实施例1至6的护肤组合物。适宜地，所述组合物可如下制备：
将纤维素衍生物聚合物和丙烯酸酯/C10-30丙烯酸烷基酯交联聚合物(当包含时)加入到水中，并搅拌至溶解。将所得混合物加热到至少约70℃，并且如组合物中所包括的，加入丁二醇、戊二醇、聚二甲基硅氧烷/聚二甲基硅氧烷醇、异十六烷、苄醇、对羟基苯甲酸甲酯、乙二胺四乙酸二钠、偏亚硫酸氢钠和苯甲酸钠。将所得混合物冷却至不大于约40℃，并如所包括的，加入抗坏血酸基葡糖苷、烟酰胺、甘草酸和乙醇。用氢氧化钠中和所得最终混合物。所有组合物具有的pH值介于5和8之间。
由上述图形和实施例代表的这些实施方案可用作护肤装置。
当利用实施例1至6中的任何一种本发明组合物作为介质，通过本发明装置施用频率为约3MHz至约10MHz且强度为约0.1W/cm2至约2W/cm2的超声时，所述组合物有助于沿着皮肤表面移动装置，同时还能够有效地递送超声，并保持稳定的凝胶结构。此外，与不施用超声使用本发明组合物相比，保持每日使用该装置至少2周可提供显著的亮肤有益效果。

Claims (25)

1.一种通过使用超声施用设备经皮肤渗透皮肤活性剂至所述人体的装置，所述超声施用设备经皮肤施用超声至人体，所述装置包括：
(1)组合物，所述组合物包含：
(a)安全有效量的皮肤活性剂；
(b)提供组合物粘度为约1,000mPas至约1,000,000mPas的增粘剂；
(c)约0.1％至约30％的水溶性湿润剂；和
(d)含水载体；
其中所述组合物基本上不含表面活性剂；和
(2)所述超声施用设备包括：
(e)施用元件，所述施用元件以约3MHz至约10MHz的频率和约0.1W/cm2至约2W/cm2的强度将超声施用于皮肤；和
(f)用于控制所述施用元件的施用条件的控制元件。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述皮肤活性剂选自抗坏血酸化合物、维生素B3化合物以及它们的混合物。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述增粘剂包含羧酸/羧酸酯共聚物；以及纤维素衍生物聚合物。
4.如权利要求3所述的装置，其中所述增粘剂提供约3,000mPas至约100,000mPas的粘度。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述水溶性湿润剂选自丁二醇、戊二醇以及它们的混合物。
6.如权利要求1所述的装置，其中所述组合物包含至少约70％的水。
7.如权利要求1所述的装置，其中所述组合物还包含约0.1％至约15％的油性组分。
8.如权利要求8所述的装置，其中所述油性组分选自烃油、脂肪酸酯、硅氧烷油以及它们的混合物。
9.如权利要求1所述的装置，其中
所述超声施用设备包括：
配备施用头的外壳，所述施用头将超声施用到使用者的皮肤上；和
驱动电路，所述驱动电路发出电脉冲以启动所述施用头产生超声；
所述施用头包括：
产生所述超声的振动元件，和
具有安装面和皮肤相对面的触角，所述皮肤相对面在应用时适合与所述皮肤接触，所述触角运送所述振动器至所述安装面上以通过所述皮肤相对面传送所述超声于所述皮肤，所述振动元件和所述触角结合为组合振动体，所述组合振动体与来自所述驱动电路的谐振频率的电脉冲共振以产生所述超声，所述组合振动体限定所述施用元件，所述施用元件当其通过接触所述皮肤正常负载时给出第一电当量阻抗，当其无负载时给出第二电当量阻抗，
负载检测电路，所述负载检测电路被连接以监测所述组合振动体是否给出第一或第二电当量阻抗，并只在看到所述第一电当量阻抗时才提供负载检测信号，
控制电路，当在预定时段内没有接收到所述负载检测信号时，所述控制电路会限制或停止所述电脉冲，
所述组合振动体具有限制所述组合振动体中心部分振动的结构以减弱寄生谐振，从而可使所述第一电当量阻抗与所述第二电当量阻抗区别开来以用于两者之间的区分，
所述控制电路构成接收所述第一电当量阻抗的控制元件，从而可根据所述第一电当量阻抗的大小改变在所述振动元件处产生的超声强度。
10.如权利要求9所述的装置，其中
所述振动元件包括具有平坦上下端面的圆盘形式的压电元件，并且上下电极分别置于所述上下端面上，所述电脉冲施加于所述上下电极两端。
11.如权利要求10所述的装置，其中
所述上电极、所述下电极和所述压电元件中的至少一个具有中心开口，以限制所述组合振动体中心处的振动。
12.如权利要求10所述的装置，其中每个所述上电极、所述下电极和所述压电元件均具有中心开口，以限制所述组合振动体中心处的振动。
13.如权利要求11所述的装置，其中
所述上电极和所述下电极中的至少一个具有小于所述压电元件直径的直径，从而使所述压电元件相应端面的周边部分不被覆盖。
14.如权利要求10所述的装置，其中
所述上下电极中的至少一个被至少一个狭缝分成多个完全相同的片段，所述至少一个狭缝沿直径延伸，从而使所述压电元件的中心及直径延伸带部分不被覆盖。
15.如权利要求10所述的装置，其中
所述上下电极中的至少一个具有至少一个狭缝，所述狭缝不覆盖所述压电元件的中心部分。
16.如权利要求10所述的装置，其中
所述触角具有中心孔，所述中心孔用于限制所述组合振动体中心处的振动。
17.如权利要求11所述的装置，其中
所述触角具有中心孔，所述中心孔用于限制所述组合振动体中心处的振动。
18.如权利要求10所述的装置，其中
所述上电极在其中心被弹性构件覆盖，所述弹性构件吸收所述组合振动体在中心处的振动。
19.如权利要求18所述的装置，其中
所述弹性构件是硅氧烷橡胶。
20.如权利要求10所述的装置，其中
所述压电元件的所述上电极在其中心被焊接体覆盖，所述焊接体用于将所述上电极电连接到来自所述驱动电路的导线上，所述焊接体增加了所述压电元件的中心的重量。
21.如权利要求9所述的装置，其中
所述触角与边缘形成其整体部分，所述边缘围绕所述触角并被连接到所述外壳，
所述触角和所述边缘将限流器限定在两者之间，所述限流器限制所述超声振动向所述边缘传播。
22.如权利要求21所述的超声施用护肤装置，其中
所述限流器被在所述触角和所述边缘之间的边界处形成的腔体所限定。
23.如权利要求9所述的超声施用护肤装置，所述装置还包括：
运动检测电路，所述运动检测电路监测所述组合振动体是否运动并当所述振动体如此运动时提供运动检测信号；
所述控制电路，当在所述预定时段内没有接收到所述负载检测信号时，或者当所述运动检测信号经临界持续时间不连续，即使可在所述时段内检测到所述负载检测信号时，所述控制电路会控制所述驱动电路停止或限制所述电脉冲。
24.一种处理皮肤的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将组合物涂敷到所述皮肤上，所述组合物包含：
(a)安全有效量的皮肤活性剂；
(b)提供组合物粘度为约1,000mPas至约1,000,000mPas的增粘剂；
(c)约0.1％至约30％的水溶性湿润剂；和
(d)含水载体；
其中所述组合物基本上不含表面活性剂；和
(2)通过超声施用设备将超声施用到所述皮肤的表面上，所述超声施用设备包括：
(e)以约3MHz至约10MHz的频率和约0.1W/cm2至约2W/cm2的强度将超声施用到所述皮肤上的施用元件；和
(f)用于控制所述施用元件的施用条件的控制元件；
其中所述组合物用作通过超声施用设备向所述皮肤施用超声的介质。
25.如权利要求24所述的方法，其中所述处理用于增强所述皮肤的外观。
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