FI118723B

FI118723B - Use of piezoelectric materials to stimulate human endorphin production

Info

Publication number: FI118723B
Application number: FI20055680A
Authority: FI
Inventors: Hans Hede; Bo Nordell
Original assignee: Crystal Plaster Ltd
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2008-02-29
Also published as: FI20055680A; FI20055680A0

Description

118723118723

Användning av piezoelektriska material för framstallning av en produkt for stimulering av endorfinproduktionen i människanUse of piezoelectric materials to produce a product for stimulating endorphin production in humans

Uppfinningens omräde Föreliggande uppfmning avser användning av ett piezoelektriskt 5 material för framstallning av en produkt med egenskaper som stimulerar endorfinproduktionen i människan.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the use of a piezoelectric material for the manufacture of a product having properties which stimulate endorphin production in man.

Uppfinningens bakgrundBackground of the invention

Piezoelektriska material eller kristaller alstrar elektricitet da de deformeras eller utsätts för mekaniskt tryck. Piezoelektriska egenskaper 10 uppträder t.ex. i kristaller som saknar symmetricentrum. Ifall dessa kristaller utsätts för en kraft (tryck, vridning eller tänjning m.m.) som deformerar den fysiska formen hos kristallen, bildas en spanning i kristallen som kan inducera en elektrisk Ström. Omvänt om piezoelektriska kristaller utsätts för en elektrisk spanning deformeras kristalleina. Det piezoelektriska fenomenet upptäcktes 15 1880 av Pierre ocb Jacques Curie. Kvarts, bariumtitanat, blyzirkonat, turmalin och siegenit är exempel pä kristaller som uppvisar piezoelektriska egenskaper. Den piezoelektriska effektens styrka varierar i de olika kristallerna. Den piezoelektriska effekten utnyttjas i bl.a. klockor, tryckgivare och mikrofoner.Piezoelectric materials or crystals generate electricity as they are deformed or subjected to mechanical pressure. Piezoelectric properties 10 occur e.g. in crystals lacking center of symmetry. If these crystals are subjected to a force (pressure, torsion or strain, etc.) which deforms the physical shape of the crystal, a voltage is formed in the crystal which can induce an electric current. Conversely, if piezoelectric crystals are subjected to an electrical voltage, the crystal wire is deformed. The piezoelectric phenomenon was discovered in 1880 by Pierre and Jacques Curie. Quartz, barium titanate, lead zirconate, tourmaline and siegenite are examples of crystals exhibiting piezoelectric properties. The strength of the piezoelectric effect varies in the different crystals. The piezoelectric effect is utilized in clocks, pressure sensors and microphones.

Även människans och djurs benstomme har visat sig ha 20 piezoelektriska egenskaper. Dessa egenskaper beskrevs redan 1957 av Fukada och Yasuda [Fukada, E., Yasuda, I., J. Physiol. Soc. Jpn. 12, ss 1158-1169, (1957)]. Pä senare tid har bl.a. Nordell [Nordell, B., Dept. Water Res. Eng. Internal Report 1988:1, Luleä University of Technology, (1988)] fortsatt forskningen kring piezoelektriska effekter i ben. Nordell uppmätte en elektrisk 25 spänning pä upp till 5 V i grisben efter att de hade utsätts för pulserande mekaniska belastningar. Den piezoelektriska effekten i benstommen används inom läkemedelskonsten vid bl.a. elektriskt stimulerad benläkning. Dä ett benbrott läker däligt eller längsamt kan en pulserande elektrisk spänning läggas over benbrottet för att päskynda transporten av benmaterial tili omrädet 30 och förbättra läkningen av brottet.Human bone and animal bone structures have also been found to have 20 piezoelectric properties. These properties were already described in 1957 by Fukada and Yasuda [Fukada, E., Yasuda, I., J. Physiol. Soc. Jpn. 12, pp. 1158-1169, (1957)]. More recently, Nordell [Nordell, B., Dept. Water Res. Eng. Internal Report 1988: 1, Luleä University of Technology, (1988)] continued research on piezoelectric effects in bone. Nordell measured an electrical voltage of up to 5 V in pig bones after being subjected to pulsating mechanical loads. The piezoelectric effect in the bone body is used in the art of medicine, among other things. electrically stimulated bone healing. Where a bone fracture heals poorly or slowly, a pulsating electrical voltage may be applied across the bone fracture to expedite the transport of bone material to the area 30 and improve the healing of the fracture.

Endorfiner är hormoner som hör tili gruppen endogena (kroppsegna) opiatpeptider eller opiater. De kroppsegna opiaterna har liknande effekter pä kroppen som drogerna opium och moriin m.m., därav namnet, dvs de ger en kansia av njutning, relaxerar och lindrar smärta.Endorphins are hormones belonging to the group of endogenous (bodily) opiate peptides or opiates. The bodily opiates have similar effects on the body as the drugs opium and moraine, etc., hence the name, ie they give a chance of pleasure, relax and relieve pain.

35 Endorfiner utsöndras bevisligen i kroppen vid längvariga smärttillständ men 2 118723 ocksä vid längvarig fysisk ansträngning som t.ex. löpning (s.k. “runners-high") eller vid sexuell upphettsning och orgasm. Även intag av socker eller sota livsmedel har pavisats öka endorfinutsöndringen. Utöver smärtlindring motverkar endorfiner stressymptom och har lugnande effekter pä människan 5 genom att öka känslan av välbehag (eufori).Endorphins are evidently secreted in the body in prolonged pain states, but also in prolonged physical exertion such as e.g. running (so-called "runners-high") or during sexual arousal and orgasm. Even intake of sugars or sugary foods has been shown to increase endorphin secretion.

Endorfinemas inverkan pä kroppen styrs genom opioidreceptorema, samma receptorer binder även mortin och iiknande droger. Opioidreceptorema inverkar pä smärtkänslan, andningen och ger euforiska känslor. Receptorema finns främst i centrala nervsystemet men har även en lokal effekt. 10 Opioidreceptorer finns även i ändan av primära smärtnerver, dvs receptorema verkar även pä lokalnivä.The effect of endorphins on the body is controlled by the opioid receptors, the same receptors also bind to mortin and similar drugs. The opioid receptors affect the sensation of pain, breathing and give euphoric feelings. The receptors are found mainly in the central nervous system but also have a local effect. 10 Opioid receptors are also located at the end of primary pain nerves, ie the receptors also act at the local level.

Akupunktur har i hundratals är använts för att motverka smärta men ocksä för att ge en lugnande och euforisk inverkan. Akupunktur stimulerar bevisligen endorfinutsöndringen. Akupunkturens lugnande inverkan har 15 tillskrivits endorfinutsöndringen.Acupuncture has been used for hundreds of years to counteract pain but also to provide a calming and euphoric effect. Acupuncture proves to stimulate endorphin secretion. The calming effect of acupuncture has been attributed to the endorphin secretion.

Piezoelektriska material har tidigare använts i smärtlindrande syfte. Patienter med kronisk smärta tili följd av t.ex. reumatism eller bäitros har kunnat fä smärtlindring av piaster som har innehällit piezoelektriska kristailer. Dessa plaster har utvecklats för att vara möjiigast effektiva och 20 användarvänliga uttryckligen vid lokal smärtlindring. Utformningen av plästren och mekanismen för smärtlindringen finns beskriven i patent Fl 112173B.Piezoelectric materials have previously been used for pain relief purposes. Patients with chronic pain due to e.g. rheumatism or bycidrosis has been able to relieve pain of piastes that have contained piezoelectric crystals. These plastics have been developed to be most effective and user-friendly specifically in local pain relief. The design of the patches and the mechanism for the pain relief are described in patent Fl 112173B.

Nu har man tunnit att piezoelektriska material även har lugnande och euforiska inverkningar pä människor. Den lugnande effekten beror pä att den kroppsegna produktionen av endorfiner stimuleras av de strömmar som 25 piezoelektriska material ger upphov tili. Patienter som behandlats med piezoelektriska material har kunnat slappna av och uppgett att de fätt ökade känslor av väibehag tili följd av användningen. Patientema har ocksä uppgett att de har pä det omräden där det piezoelektriska materialet används upplevt en “känsiä av värme". Patienter som genomgätt akupunkturbehandling har 30 rapporterat en mycket likadan kansia. Man har nu funnit att piezoelektriska . material kan användas för att framställa produkter som stimulerar endorfinproduktionen i människan. Nämnda produkter kan användas för stresslindring och avslappning. Produktemas lugnande inverkan hjälper ocksä användaren att somna.Now it has been thinned that piezoelectric materials also have calming and euphoric effects on humans. The calming effect is due to the fact that the bodily production of endorphins is stimulated by the currents generated by piezoelectric materials. Patients treated with piezoelectric materials have been able to relax and stated that they fostered increased feelings of well-being as a result of its use. The patients have also stated that in the areas where the piezoelectric material is used they have experienced a "sensation of heat". Patients who have undergone acupuncture treatment have reported a very similar chance. It has now been found that piezoelectric material can be used to produce products that The products can be used for stress relief and relaxation, and the soothing effects of the products also help the user to fall asleep.

# . 118723#. 118723

OO

Sammanfattning av uppfinningenSummary of the Invention

Uppfinningen avser användning av piezoelektriska material för framställning av en produkt med egenskaper, som stimulerar produktionen av endorfiner i människan.The invention relates to the use of piezoelectric materials for the manufacture of a product having properties which stimulate the production of endorphins in man.

5 Detaljerad beskrivning av uppfinningenDetailed description of the invention

Enligt uppfinningen är det piezoelektriska materialet fördelaktigt i form av partiklar. Partiklama kan vara kristaller som t.ex. bariumtitanat-, turmalin-, blyzirkonat-, siegenit- eller kvartskristaller eller i form av konstgjorda piezoelektriska keramer. Särdeles fördelaktiga är kvartskristaller. Kemiskt rena 10 kristaller ger bättre piezoelektrisk effekt än orena kristaller. Vassa kristaller, som delvis penetrerar hudens översta lager, leder den piezoelektriskt inducerade strömmen bättre tili inre delar av kroppen. Mängden kristall kan variera enligt styrkan pä den piezoelektriska effekten i kristallen. Lämpliga mängder piezoelektriska material är 10-50 mg/cm2, speciellt fördelaktigt, dä 15 kvartskristall används, är ca 30 mg/cm2.According to the invention, the piezoelectric material is advantageous in the form of particles. The particles may be crystals such as barium titanate, tourmaline, lead zirconate, siegenite or quartz crystals or in the form of artificial piezoelectric ceramics. Particularly advantageous are quartz crystals. Chemically pure crystals give better piezoelectric effect than impure crystals. Sharp crystals, which partially penetrate the top layer of the skin, better guide the piezoelectric induced current to the inner parts of the body. The amount of crystal may vary according to the strength of the piezoelectric effect in the crystal. Suitable amounts of piezoelectric materials are 10-50 mg / cm 2, especially advantageous where quartz crystal is used, is about 30 mg / cm 2.

Produkten omfattande det piezoelektriska materialet skall användas lokalt mot huden. Effekten förstärks ifall det piezoelektriska materialet är tätt pressat mot huden, sä att smä rörelser i kroppen säsom pulssiag och andningen leder tili att materialet deformeras och piezoelektrisk spänning 20 bildas. Samtidigt är det viktigt att användningen ej förorsakar oiägenheter för användaren. Produkten omfattar företrädelsevis en bärare, tili vilken det piezoelektriska materialet bundits. Bäraren kan vara utformad sä att det piezoelektriska materialet pressas tätt mot huden, och kan omfatta plaster, elastisk strumpa eller elastiskt tyg som kan tätt spännas runt en kroppsdel, 25 bandage eller elastiskt stödförband. Bäraren är företrädesvis ett självhäftande piaster.The product comprising the piezoelectric material should be used locally against the skin. The effect is enhanced if the piezoelectric material is tightly pressed against the skin, such that slight movements in the body such as pulse sag and breathing lead to the material being deformed and piezoelectric tension being formed. At the same time, it is important that the use does not cause any inconvenience to the user. The product preferably comprises a carrier to which the piezoelectric material is bonded. The carrier may be designed such that the piezoelectric material is pressed tightly against the skin, and may comprise plastics, elastic stocking or elastic fabric which can be tightly tightened around a body part, bandage or elastic support bandage. The carrier is preferably a self-adhesive ply.

Följande exempel illustrerar uppfinningen.The following examples illustrate the invention.

Exempel 1 Elastiskt tyg 30 Produkten bestär av en remsa av elastiskt velour-tyg i lämplig storlek för att läggas runt (A) en handled, (B) en armbäge eller (C) ett knä, kvartskristaller med piezoelektriska egenskaper och kardborreband för fastsattning (se tabell för detaljer). Tyget har pä ena sidan ett omräde där kvartskristaller har limmats fast. Kvartskristallema är limmade pä tyget med 35 lämpligt lim. Tyget är utformat sä, att man med hjälp av öglor, pä den motsatta 4 118723 sidan till kvartkristallema, och kardborreband kan spänna tyget runt den kroppsdel produkten är ämnad för. Produkten är även utformad sä, att oberoende av storleken pä kroppsdelen kan kvartskristallema komma at att tryckas lätt mot huden. Produktvariant (A) har ett omräde med kvartskristaller 5 och produktvariantema (B) och (C) har tvä omräden av kvartskristaller, utformade sä, att dä produkten bars ligger omrädena pä varsin sida om armbägen respektive knäet. Tyget är nägot tjockare pä de omräden, där kvartkristallema är fastlimmade, för att markera för användaren var kristalleina finns och för att enklare kunna placera omrädena med kristaller pä rätt sätt pä 10 kroppsdelen.Example 1 Elastic Fabric The product consists of a strip of elastic velor fabric of suitable size to be wrapped around (A) a wrist, (B) an armrest or (C) a knee, quartz crystals with piezoelectric properties and Velcro straps for attachment (see table for details). On the one hand, the fabric has an area where quartz crystals are glued. The quartz crystals are glued to the fabric with suitable adhesive. The fabric is designed so that by means of loops, on the opposite side to the quartz crystals, and Velcro straps can span the fabric around the body part the product is intended for. The product is also designed so that, regardless of the size of the body part, the quartz crystals may be lightly pressed against the skin. Product variant (A) has a region of quartz crystals and product variants (B) and (C) have two regions of quartz crystals, designed so that where the product is worn, the areas are located on each side of the elbow and knee respectively. The fabric is somewhat thicker in the areas where the quartz crystals are glued, to mark for the user where the crystals are located and to more easily position the areas of crystals correctly on the body part.

Produkt- Tygdimensioner Omräde med kristaller Mängd kristaller variant [cm] [cm, diameter] per omräde _____Dna]_ A 3x22 2 70-110 B__10 x 36__2x2_ 70-110 C 15x50 2x2 70-110Product Fabric dimensions Area with crystals Amount of crystals variation [cm] [cm, diameter] per area _____ Dna] _ A 3x22 2 70-110 B__10 x 36__2x2_ 70-110 C 15x50 2x2 70-110

Exempel 2Example 2

Självhäftande plaster 15 Produkten bestär av ett självhäftande pläster och fastlimmade piezoelektriska kvartskristaller. Plästret är ett 2,0 cm x 5,0 cm stort kirurgtejp av non-woven typ, med kvartskristaller (20 - 35 mg) utbrett pä ett ca 1 cm2 stort runt omräde mitt pä plästret.Adhesive resin 15 The product consists of a self-adhesive resin and glued piezoelectric quartz crystals. The patch is a 2.0 cm x 5.0 cm non-woven type surgical tape, with quartz crystals (20 - 35 mg) spread on an approximately 1 cm2 large area around the middle of the patch.

Exempel 3 20 Knapp av piezoelektrisk keramExample 3 Piezoelectric ceramic button

Produkten bestär av en polykristallin keram, formad tili en cirkulär knapp med dimensionerna 1 cm (diameter), 0,2 cm (tjocklek). Den keramiska knappen kan limmas pä ett armband eller med ett elastiskt tyg eller rem spännas runt t.ex. handleden.The product consists of a polycrystalline ceramic, formed into a circular button with the dimensions 1 cm (diameter), 0.2 cm (thickness). The ceramic button can be glued to a bracelet or with an elastic fabric or strap strapped around for example. wrist.

2525

Claims

I. Use of a piezoelectric material to produce a product having properties that stimulate endorphin production in man.

Use according to claim 1, characterized in that the piezoelectric material is in the form of particles.

Use according to claim 2, characterized in that the piezoelectric particles are crystals.

Use according to claim 3, characterized in that the crystalline crystals are selected from the group of barium titanate, tourmaline, lead zirconate, siegenite and quartz crystals.

Use according to claim 4, characterized in that the crystals comprise quartz.

Use according to claim 2, characterized in that the piezoelectric particles are made of artificial ceramics with piezoelectric properties.

Use according to any one of claims 1-6, characterized in that the product, with properties which stimulate endorphin production, also comprises a carrier.

Use according to claim 7, characterized in that the carrier is designed so that the piezoelectric material comes into immediate contact with the skin.

Use according to claim 7 or 8, characterized in that the product is used in a non-toxic manner.

Use according to any of claims 7-9, characterized in that the wearer is selected from the group of plastics, elastic stocking or elastic fabric, which can be tightly tightened around a body part, bandage, elastic support band and button of artificial ceramic. II. Use according to claim 10, characterized in that the carrier is an adhesive adhesive. 118723