JP2005524423A - 皮膚および爪感染の予防および処置のための方法 - Google Patents

Abstract

皮膚および爪の上または真下で生じた微生物感染の予防および処置の方法であって、微生物を実質的に不活性化し、複製不能にするのに十分な時間および近さおよび強度で皮膚または爪の感染部分に電磁波放射線を適用することからなる方法。

Description

本発明は電磁波放射線を用いる皮膚および爪感染の予防および処置に関する。

電磁波放射線の殺菌効果は長年にわたって知られている。現在では、電磁波放射線は上下水道処理施設でさらに頻繁に用いられ、水系病原体を無害なものにしている。加えて、電磁波放射線は、特に研究室および医学機関で空気の滅菌および精製に用いられている。これはまたこのような機関で装置の滅菌にも用いられている。電磁波放射線は何年もの間、食品の滅菌および消毒に用いられ、そして細菌が別のヒトに拡散するのを防ぐために手の消毒にも用いられている。

しかしながら、電磁波放射線の殺菌効果は、皮膚および爪感染の予防および処置のための方法としては認識されていない。既存の乾癬、発疹およびその他の非感染性皮膚障害を処置するために、電磁波放射線はしばしばその他のさらなる化学組成物と組み合わされている。この型の処置は光線療法と称され、肉体を自然治癒させる免疫抑制効果を有しているために効果的であると考えられている。最近では、局在する慢性斑を一掃することにより乾癬を処置するためにレーザーを単独で用いて成功を収めている。光線療法を用いて非感染性障害でもある黄疸も処置される。しかしながら、電磁波放射線を単独で用いて既存の微生物感染をうまく処置する方法は見出されておらず、また電磁波放射線が感染の予防的処置として用いられたこともない。

［殺菌性放射線は皮膚および爪へ透過できないと考えられていた］
電磁波放射線（本出願では「放射線」とも称する）が皮膚および爪感染の予防および処置に単独で使用されたことがない主な理由は、一般に殺菌性であると考えられている放射線はＵＶＣ範囲であり、そして感染を引き起こす微生物を不活性化するのに十分な深度まで皮膚および爪を透過することができないと考えられていたことである。電磁波放射線は、特にこのように放射線の波長が短い場合、固体対象を容易に透過することはできないことは周知である。非常に短い波長の光は比較的透明な媒体、例えば空気により吸収されてしまう。紫外光はこれの最も重要な実例であり、太陽により生成される紫外光Ｃ（波長１００から２８０ｎｍ）は全て地球に到達する前に大気に吸収される。細片(debris)およびその他の物(item)もまた放射線が物を透過するのを妨げることができる。しかしながら、電磁波放射線は、十分な時間および強度で適用(apply)された場合、微生物を不活性化するのに十分な深度まで透過することができる。保健物理学会は1998年7月の論文で「紫外線放射および公衆衛生」と題して、殺菌ランプで使用されるＵＶＣはその皮膚透過性が低いために、ほとんど何ら損傷を引き起こさない」と記している。国連により委託された全世界ＵＶプロジェクト、INTERSUNはＵＶＣ（２５４ｎｍで）の５％のみが表皮のおよそ４分の１の深度まで透過でき、そして表皮の２分の１以上透過できるのは１％未満であることを示すグラフを保有している。多くのその他の情報源が、ＵＶＣが皮膚を透過できないか、または非常に限定された深度までしか透過できないことを示している。しかしながら、微生物は特に殺菌性放射線に鋭敏に反応するので、この深度は感染を処置するのに十分である。また、爪感染に関しては、爪は死んだケラチンから成るので、爪を透過するのに必要なさらなる放射線は爪に有害ではない。

［微生物を不活性化するのに必要なＵＶＣの量］
ＵＶの使用が企図されていない第２の主要な理由は、ある種の微生物を死滅させるのに比較的高量の照射量が必要であるということである。しかしながら、微生物を無害にするために、微生物を死滅させることが必ずしも必要ではないということが解っている。微生物を死滅させるのに必要な放射線よりもはるかに少ない放射線を用いて微生物を不活性化し、そして無害にすることができることが示されている。従って、処置としてのその使用は従来見落とされてきたが、十分な強度の電磁波放射線を用いてヒトおよび動物の感染を処置することができる。

微生物を死滅させるのに必要なエネルギーよりも少ないエネルギーで微生物を無害にできることを記した出版物はいくつか存在する。ＲＮＡおよびＤＮＡを損傷させ、複製を妨げることによる微生物の不活性化は高度に透明な飲料水の消毒に用いられる方法であり、特許第6,129,893号(Bolton、2000年)でさらに詳細に論じられている。その特許では、紫外光を用いるクリプトスポリジウム・パルヴム(Cryptosporidium parvum)の複製を妨げる方法が記載されている。この特許は、実際に微生物を死滅させるのに必要な照射量の３％から１０％の照射量で紫外光が細菌を不活性化できることを示している。不活性化の方法は、微生物の複製を妨げるＤＮＡおよびＲＮＡに対する損傷として記載されている。微生物はそれ自体長生きしないので、複製不能である場合、感染を引き起こし続けることができない。この発見は、飲料水を安全に摂取できるようにするために飲料水中の病原体の不活性化に適用される。しかしながら、この方法は１つの型の微生物にのみ照射することであり、その上高度に透明な飲料水においてのみである。

代用消毒薬およびオキシダントに関する環境保護庁（ＥＰＡ）の指導手引書(1999年4月)は第８章を飲料水の消毒剤としての殺菌ＵＶの議論に充てている。手引書には、２４０から２８０ｎｍのＵＶ波長は微生物のＲＮＡおよびＤＮＡにより高度に吸収されることが記されている。微生物によるＵＶの吸収は微生物の複製能力の損傷に至る。損傷はしばしばピリミジン分子の二量化を引き起こす。これはＤＮＡのらせん構造を変形させる。環境保護庁（ＥＰＡ）の指導手引書はまた、たいていの型の微生物の９０％を不活性化する照射量は非常に低く、典型的には２から６ｍＪ／ｃｍ²の範囲であると記している。手引書は、２５４ｎｍで発光する低圧水銀ランプ、１８０から１３７０ｎｍで発光する中圧ランプ、または強力なパルス様式の別の波長で発光するランプなどの多くの供給源により殺菌性放射線を作製することができると記している。

感染を治癒させるために全ての微生物を死滅および不活性化する必要はないことも留意すべきである。感染を引き起こした微生物の実質量が破壊されるかまたは不活性化される場合、肉体の天然の防御がしばしば作動して感染を一掃する。従って、感染を治癒させるのに必要な放射線の照射量は、全ての微生物を完全に破壊することによりある部分を滅菌するのに必要な量よりもかなり低量でよい。

［別の型の殺菌性放射線］
特許第5,900,211号(Dunn、1999年)はまた水および食品を滅菌するために用いることができるのはＵＶＣだけではないことを記している。Dunnは微生物を不活性化するためのパルス多色灯の使用について論じている。Dunnは、微生物を不活性化するために、過剰な熱によりそれを破壊するのに必要な量よりもかなり低量のエネルギーを使用する。しかしながら、Dunnはこの技術を食品およびその他の材料の滅菌にのみ適用し、そして皮膚または爪感染の処置用には企図していない。これは恐らく、光が皮膚または爪へ透過できないと考えられていたためであろう（Dunnは光の有効性が媒体を効果的に透過する能力に依存することを示唆している。）

［微生物を死滅および不活性化するためにＵＶＣを用いる先行技術］
特許第6,254,625号(Rosenthal、2001年)は感染性微生物の拡散を防止するための手を滅菌する装置である。この装置は、人から人への感染の拡散を防止するために手の表面を消毒するために光を利用する。その実施形態の全てにおいてその装置は少なくとも２つの項目から成る。その装置は、照射された皮膚を治癒、回復させるさらなる光か、または微生物を死滅させる効率を上げるためのオゾンの使用のいずれかを伴って、微生物を死滅させる光を利用する。治癒、回復させる光は光回復の現象を使用し、それにより、損傷を受けた細胞および微生物は異なる波長のこのような光を使用して損傷を修復することができる。装置の一部としてのこの光の供給源を含めることは、疾患の原因微生物を、単に不活性化するだけではなく死滅させることを示している。さもないと、微生物もまた、光回復により損傷を修復できてしまう。加えて、特許は皮膚の感染部分を処置するための装置の使用を企図しておらず、電磁波放射線を用いる爪のいずれかの感染の処置に言及していない。爪の下や、細片により遮蔽されたいずれの微生物を死滅させるためにも、装置はオゾンを使用することに依存し、ＵＶＣ放射線は爪を透過しないと不正確に記している。Rosenthalは殺菌性ＵＶが皮膚および爪を透過し、感染の処置に使用されることに気づかなかったようである。

特許第6,283,986号(Johnson、2001年)は外傷を処置するためのＵＶＣ放射線の使用について論じている。しかしながらJohnsonは放射線を容易に暴露できる開口した外傷に適用しただけであり、そして「与えた短い波長のＵＶＣは下層組織を透過しないと予測される」と記している。当該特許は皮膚感染に言及しておらず、また、爪感染は全皮膚感染の大部分を含むにもかかわらず、爪についての記載は当該出願には全く記載されていない。恐らく、特許が外傷にのみ適用された理由は、外傷は本質的に開口しており、そして従って、その表面を照射することが可能であるからである。Johnsonもまた皮膚および爪を透過する殺菌照射の能力に気付いていないようである。

殺菌光が皮膚および爪を透過できないというのは誤解であり、これは一部でＵＶＣなどの殺菌性放射線が皮膚および爪感染の処置に用いて成功を収めるのに十分な深度まで実際に透過できるという発見を妨げてきた。皮膚および爪が大部分のパーセンテージのＵＶＣを吸収するというのは真実であるが、十分に透過して、感染の処置および予防に成功することができる。

［爪感染および処置］
全集団の推定５％（およそ１５００万人）が罹患する爪感染は一般集団の特に重大な問題である。このパーセンテージは老齢者群で、並びに運動選手およびその足の部分が非常に湿った状態にあるその他の個体の中で有意に高い。爪感染はしばしば真菌により引き起こされ、そしてこの型の感染は爪甲真菌症と称される。現在では、皮膚および爪感染の予防および処置のための好ましい方法は局所用医薬品の適用または医薬品の摂取に依存している。これらの医薬品を用いて既存の感染を処置するが、感染の予防用ではない。医薬品を使用する処置の経費は一連の処置あたり６００ドルと１２００ドルの間になり、そして３から６か月持続する可能性がある。これは医薬品を爪に取り込むのにかかる時間である。次いで爪の感染がなくなるまでにさらに１から６か月が必要である。前記で記した経費は医者の巡回または患者が医薬品に耐えることができるかどうか（多くの医薬品は肝臓またはその他の損傷を引き起こす可能性がある）を決定するための診断試験を考慮に入れていないことに留意すべきである。

経口抗真菌医薬品に随伴される問題は、1996年に米国で最も多く処方された抗真菌薬であるイトラコナゾールカプセル（Janssen Pharmaceutica,Inc.により製造された商品名SPORANOX(登録商標)として販売されている）に関する臨床試験結果からのいくつかの引用により説明することができる。足指の爪の爪甲真菌症の処置の成功率は以下のように報告されている−「これらの研究の結果により、５４％の患者において・・・・菌学的治癒が実証された。３５％の患者は全般的に成功したと考えられ（菌学的治癒に加えて、爪は一掃されているか、またはわずかに徴候の有意な減少に関わっている）、そして１４％の患者は菌学的治癒が実証された（爪の変形を伴うかまたは伴わない、全ての徴候の一掃。」副作用に関しては、「稀な症例でSPORANOX(登録商標)は肝不全および死亡を含む重篤な肝毒性に随伴された。その症例のいくつかは既存の肝疾患も重篤な潜在する医学的症状もなかった。」全身性真菌性疾患の処置を受けた患者６０２人の研究では、「１０．５％の患者が副作用のために処置を中止した。」

現在の爪感染の好ましい処置方法は経口医薬品の使用であるが、いくつかのその他の処置も用いられている。爪の真菌感染を処置するために用いられるいくつかの局所適用がある。しかしながら、これらは経口医薬品よりも成功率が低く、そして感染が再発する傾向がある。

特許第6,090,788号(Lurie、2000年7月8日)は色素を感染部分に導入し、そして次に感染部分の色素をレーザーで加熱して、過剰な過熱により感染を引き起こしている微生物を死滅させるのに十分な温度まで上昇させることにより爪の真菌感染を破壊する特許である。好ましい実施形態に列挙されたエネルギーは５から１５Ｊ／ｃｍ²であり、そして爪を透過するために相対的に長い波長（概して５００から７００ｎｍ）を有している。高量のエネルギーは周辺部位の過剰な加熱、従って微生物の破壊を引き起こすのに十分である。しかしながら、このような高エネルギーレベルはまた周辺組織で望ましくない影響、例えば発赤および腫脹を生じさせる。

Lurieは、典型的な菌類が色素を有しておらず、そして従って光を吸収できないと誤解して記している。しかしながら、微生物のＤＮＡは２４０と２８０ｎｍの間の波長の光を吸収するので、全ての細胞はこの波長の光を吸収する。Lurieはまた、過剰な熱により微生物を破壊するのに必要な量であるかなりの低い照射量で微生物を不活性化できるという事実を認識していない。処置の複雑な特性のために、特許第6,090,788号は、感染の予防ではなく、感染の処置のための方法として提起されている。

Lurieは「皮膚および爪の病原体を処置するための光治療方法および同様に作用する医薬用組成物の必要性は広く認識されており、それを有することは非常に利点である」と記している。特に殺菌性放射線がさらに低い照射量で有効であり、高エネルギーレーザーに随伴される副作用を有していない場合、該放射線のみを用いて皮膚および爪感染を処置することには非常に大きな必要性があると付け加えることができる。

［発明の背景−目的および利点］
従って、本発明のいくつかの目的および利点は以下のとおりである。

感染部分を直接処置する手段であって、これにより全身に影響し、重篤な副作用を有している可能性があり、そして感染処置の成功率が非常に限定されている経口医薬品の使用の必要性を排除する手段。

３か月以上定期的に経口医薬品を摂取する必要性とは対照的に、短期間（概して１か月未満）にわたって非常に少ない回数の処置（１回から恐らく１２回）を用いる感染部分を処置する手段。

一連の処置あたり６００ドルから１２００ドルにさらに副作用等をモニター観察する経費を加えた現在の経費よりもかなりコスト効率のよい感染を処置する手段。

医薬品の効果を奏するのに３から６か月待たなければならなかったのとは対照的に、かなり短期間（概して１か月未満）で感染を処置する手段。

過剰な熱により感染を破壊するために多量のエネルギーを用いる放射線処置の代わりに、最低量の放射線を用いて微生物を不活性化する、感染を処置する手段。これはまた過剰量のエネルギーを用いることから生じる合併症の可能性を大いに低減させる。

処置しようとする部分に最初に人工色素を導入する必要なく、放射線を用いて感染を直接処置する手段。これは時間、経費を節約し、そして色素を導入することにより生じる副作用の機会を排除する。

感染が確立される前に感染を予防する手段。高い経費、副作用の可能性、および作用するのにかかる長い時間のために、その他の方法を予防的に用いることはできない。

感染に対する素因がある者、またはこのような感染が重大な脅威をもたらす者に特に貴重である、感染が確立される前に感染を予防する手段。

さらに別の目的および利点は以下の記載および図面を考慮することにより明らかになろう。

［発明の概要］
皮膚および爪感染を予防および処置するための方法である本発明は、感染を引き起こす微生物を不活性化するために電磁波放射線を使用する。処置の方法は、殺菌特性のある電磁波放射線を用いて処置すべき皮膚および爪の部分を照射することからなる。方法は、以前は認識されていなかった、感染の処置および予防に成功するのに十分に皮膚および爪を透過する殺菌性放射線の能力を利用する。該電磁波放射線は皮膚および爪感染を引き起こす微生物に損傷を与え、そして複製する能力を不能にする。複製する能力がなければ、微生物は皮膚および爪の感染を維持できない。複製が始まらなければ、それにより感染は防止され、そして感染が既に存在する場合、感染は治癒される。該発明はまた本出願において「感染を処置するための方法」とも称される。

［操作−図１、２および３］
皮膚および爪感染を処置および予防するための本発明を以後、添付の図面を参照してさらに十分詳細に記載し、ここで本発明の好ましい実施形態を示す。しかしながら本発明は多くの異なる実施形態を具体化することができ、そして本明細書で記載する実施形態に限定されると解釈してはならない；これらの実施形態はむしろ、本開示が綿密で、そして完全であり、並びに本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように提供される。

本発明の好ましい実施形態を図１に示す。本発明は皮膚および爪感染を予防し、そして存在する皮膚および爪感染を処置するための方法である。この方法は爪感染を予防および処置するのに十分に皮膚および爪を透過する殺菌性放射線の、以前には見落とされていた能力を用いる。処置の方法は電磁波放射線の供給源１０を用いて、そして放射線１２は処置される皮膚１４および爪１６の部分に照射される。該放射線１２がその他の処置を必要としない皮膚２０および爪２２の部分に照射されるのを妨げるために、手段１８を提供することができる。開口部２４により、該放射線１２は感染部分１４および１６に到達することができる。また電磁波放射線の影響から眼を保護するために手段２６を提供することもできる。

2001年夏に生じた爪感染に本発明を適用することにより処置を説明することができる。図２は左足親指３０の爪３２の感染のスケッチであり、これはおよそ１か月後の2001年9月1日であり、爪のおよそ２０％にまで広がっている。左足親指３０は罹患していないが、足指の爪３２は主に３箇所、３２、３４および３６の感染がある。左上の感染部分３４は黒色であり、そして比較的小さい。中央の感染部分３６は赤褐色であり、そして爪のおよそ２０％を覆っている。爪床３８もまた感染しており、そして該感染は一部皮膚の下まで延びている。

爪３２の最初の照射を2001年9月5日に行った。電磁波放射線の供給源は、American Ultraviolet Company of Murray Hill（ニュージャージー州）で製造された低圧水銀ランプ（Ｇ６Ｔ５モデル）であった。ランプは２５４ｎｍの波長で、１ｍで１１ｕｗ／ｃｍ²を提供することができる。爪３２から４インチの距離で３分間、およそ３７，０００ｕｗ秒／ｃｍ²の照射量でランプを用いた。爪３６の大部分の感染の処置において、その処置が成功したように思われた。しかしながら、爪の感染部分、主に感染した爪床３８は次の２ヶ月間成長し続け、さらなる処置が必要であった。最初の処置と同一の処置を2001年10月6、7、8、30および31日、並びに11月1日に行った。最後の１回の処置は2001年11月8日に行い、全照射量およそ１００，０００ｕｗ秒／ｃｍ²であった（爪から４インチの距離でおよそ８分間ランプを使用した）。全部で８回の処置を行い、全照射量およそ３６０，０００ｕｗ秒／ｃｍ²（３６０ｍｗ秒／ｃｍ²または３６０ｍＪ／ｃｍ²）を適用した。

全ての処置に関して、皮膚および爪の処置しない部分２２および２４を、暴露を防止するために布で覆った。処置の後、非常に軽微な紅斑（Ｅ０からＥ１）が認められただけであり、そしていずれの処置の間または後にも痛みはなかった。爪床３８（ここで爪が皮膚に繋がっている）は著しく感染しており、そして最も処置が困難な部分であったことに注目される。2001年12月18日までに、感染はもはや活動的ではないようであった。

図３は最後の処置後およそ９か月の爪３２を示す。爪先３０は変化がなかった。死んだ感染の最後の部分が伸びている爪の右上４４の小部分以外は、足指の爪３２は今や完全に感染がなくなっている。以前の感染のこの部分４４は白墨のように白く、そして活動的な感染の証拠はない。

［発明の詳細な説明］
皮膚および爪感染を予防および処置するための方法を殺菌性電磁波放射線の使用と組み合わせ、該放射線は以前には認識されていなかった、微生物を不活性化するのに十分に皮膚および爪を透過する能力を有している。

現在企図されている本発明を実施する最良の実施形態の以下の記載は、限定の意味でとるべきではなく、単に本発明の一般的な原理を説明する目的で行われている。本発明の範囲は請求の範囲を参照して決定すべきである。

前記したように、本発明は皮膚および爪感染を予防および処置するために殺菌性放射線を用いる。これらの感染の処置に成功するために、殺菌性の特性で、そして感染の部位を透過でき、そして微生物を不活性化するのに十分な時間および強度で分配される放射線を提供する必要がある。皮膚および爪感染を引き起こす微生物を不活性化するのに十分に皮膚および爪を透過する殺菌性放射線の、以前には認識されていなかった能力を用いて処置を達成する。また、本発明の記載はヒト対象について論じているが、ヒトおよび動物対象の双方に関して処置を用いることができることを企図している。

皮膚および爪の全ての感染を処置および予防するために該方法を用いることができる。これには、黄色ブドウ球菌、Streptococcus pyrogenes、Psuedomonas aeriginosa、および皮膚感染を引き起こすその他の全ての微生物により引き起こされる最も一般的な皮膚感染が含まれる。細菌、真菌（皮膚生菌類、酵母、カビおよび皮膚生菌類以外のカビなど）、ウイルスおよびその他の微生物により引き起こされる爪感染もまた含まれる。特に、該感染が爪甲真菌症と称される爪の真菌感染を引き起こす微生物は本発明により処置される微生物のリストに含まれる。特に、爪甲真菌症の主要な原因である、Apergillus種、トリコフィトン・ルブルム、トリコフィトン・メンタグロフィテス、トリコフィトン・シェーンライニ、断髪性白癬菌、Epidermophyton floccsum、Microsporum種、Cadida種、フザリウム・オキシスポルム、スコプラリオプシス・ブレビカウリス、Acremmonium種、およびScytalidium dimadiaturnなどが含まれる。

［ＵＶＣ］
殺菌性放射線の最も知られている形態は２４０から２８０ｎｍの範囲のＵＶＣ放射線である。この範囲の放射線は細胞のＲＮＡおよびＤＮＡにより吸収され、そして細胞が複製する能力に損傷を与える。１８０から１３７０ｎｍの供給源および高度に強力なパルス様式で発光する供給源を含むその他の形態の放射線もまた微生物を不活性化することが解っている。著者はいずれの動作理論に縛られることも望まないが、殺菌光はその遺伝物質に損傷を与えるかまたは、細胞に生存および複製ができないように損傷を与えることにより、細胞の複製能力に影響すると考えられている。

微生物は殺菌性放射線の影響に対してその抵抗性において変動することが観察されている。たいていの微生物では、５から１０，０００ｍｗ秒／ｃｍ²（５ｍＪ／ｃｍ²から１０Ｊ／ｃｍ²）の照射量が微生物を完全に不活性化するのに十分である。この照射量をいくつかの別個のセッションで適用できるが、微生物が回復せず、そして処置部分と処置部分の間に再度侵入しないように注意を払わなければならない。

放射線の選択は優先的には、低圧水銀ランプまたはレーザーにより容易に生成できる２５４ｎｍの範囲であるＵＶＣである。この型の放射線供給源（一般に水銀ランプ）は容易に多くの製造者から入手可能であり、そしてこの型の光に関して多くの微生物の不活性化照射量の詳しいリストがある。この型の放射線は建物、例えば病院の空気の消毒および飲料水の消毒に好ましい放射線の形態である。２５４ｎｍでの出力を有するレーザーはもう１つの好ましい放射線の供給源である。レーザーは隣接する部分に影響を及ぼすことなく、規定の照射量または放射線を正確に分配できるので、低圧水銀ランプよりもさらに有効であろう。この型のレーザーは現在市販により入手可能であり、そして特に集積回路を製造するために用いられている。

どの微生物が感染を引き起こしているかを知らないで放射線を用いて爪または皮膚感染を処置することが可能である。しかしながらそうすれば、十分な放射線が適用されないか、または逆に過剰の放射線が適用される危険性を冒すことになる。従って、感染を処置する場合、どの微生物が感染を引き起こしているかの診断を行うのが最もよい。一度、一連の感染が決定されると、医師はＵＶ殺菌ランプの製造者から入手可能なＵＶＣチャートを参考にすることができる。多くのチャートリストは、５０種以上の異なる型の微生物を、それを不活性化するのに必要な２５４ｎｍでのＵＶの照射量と一緒に載せている。チャートはAmerican Ultraviolet Company(Murray Hill、ニュージャージー州)から、Atlantic Ultraviolet Corporation(Hauppauge、ニューヨーク州)、その他の製造者、および研究機関から入手可能である。American Ultraviolet CompanyおよびAtlantic Ultraviolet Corporationにより提供された不活性化チャートを参考のために本明細書で十分に説明しているかのように本明細書の一部とする。

一度感染の原因微生物が決定され、そして２５４ｎｍでの必要なＵＶ照射量がチャートから得られると、医師はランプを固定すべき皮膚からの距離、および必要な照射量を分配するためにその部分が照射されるべき時間を決定しなければならない。殺菌ランプの製造者はこれらのパラメーターを決定するための式を提供している。

［皮膚感染を処置する実例］
皮膚感染を処置するために、医師は一般的に、
可能な場合、感染の原因を決定する。
感染を処置するのに必要な殺菌性放射線の照射量を決定する。
１回または複数回の放射線の照射量の適用方法を決定する。
１回または複数回の放射線の照射量を適用する。
感染が停止しているかどうかを決定するために処置後に追跡調査を行う。
必要な場合さらなる処置を提供する。

感染の原因を決定するために、医師はサンプルに由来する微生物を培養するか、または肉眼的観察に基づいて臨床決定を行う。

次に医師は必要な殺菌性放射線の照射量を決定しなければならない。皮膚感染を引き起こす多くの微生物に関してチャートの不活性化照射量を利用でき、例えば黄色ブドウ球菌（不活性化するために６，６００ｕｗ秒／ｃｍ²）、Streptococcus pyrogenes（不活性化するために４，２００ｕｗ秒／ｃｍ²）、およびPsuedomonas aeriginosa（不活性化するために１０，５００ｕｗ秒／ｃｍ²）である。加えて、さらに多くの研究がＵＶＣ光の殺菌効果に志向されているので、始終新たな微生物が加えられている。微生物がチャートに載っていない場合、予測される不活性化照射量を推定することが可能である。例えば、５０種以上の型の細菌が製造者チャートに列挙されており、全ての不活性化照射量は２，５００から２６，４００ｕｗ／ｃｍ²の範囲である（特に処置が困難であり、そして不活性化するために確立されている範囲が９，４００から１３５，０００ｕｗ／ｃｍ²であるAnthrax胞子は例外である）。従って、ヒトが細菌感染を有しており、そしてその原因を決定できない場合、医師は感染を不活性化するためにその範囲の最高照射量で感染に照射することができる。感染の殺菌処置はより一般的になってきているので、主要微生物の全ての不活性化照射量が非常に正確に決定されると予測される。

皮膚感染は瘡蓋および細片のために、およびその部分の過敏症のためにしばしば処置が困難である。殺菌性放射線は瘡蓋および細片により弱められるが、適量の照射量が適用された場合、放射線は有益な効果を得るために十分に透過できなければならない。しかしながら、優れた実践方法では放射線の利益を最大にするためにできるだけ全ての瘡蓋および細片を除去するように指示している。感染の表面が治癒でき、そしてより深部レベルまでの放射線の適用を容易にするために、特に深部の感染で処置を展開する必要もあろう（清浄な皮膚は肥厚し、そして不透明な瘡蓋よりもさらに容易に放射線を通過させることができる）。

医師が、感染は黄色ブドウ球菌（皮膚感染の一般的な原因）により引き起こされたと決定した場合、医師はチャートを参考にして、そして不活性化照射量が６，６００ｕｗ秒／ｃｍ²であると決定することができる。これはAmerican Ultraviolet Company(AUC)から入手可能なＧ６Ｔ５低圧水銀ランプを用いて達成することができる。ランプは蛍光灯に類似する固定装置およびバラストを用いる。ランプは１ｍの距離で１１ｕｗ／ｃｍ²を提供する。ランプを感染から６インチに固定する場合、１ｍで適用される放射線を６インチで適用される量に変換するための増倍率はAmerican Ultraviolet Companyにより提供されるチャートから得られる。この因子は１２である。従って感染から６インチに固定したＧ６Ｔ５ランプは１３２ｕｗ／ｃｍ²を照射する（１１ｕｗ／ｃｍ²に変換因子の１２を掛ける）。従って、医師は微生物を不活性化するために、ヒトに感染から６インチの距離で５０秒間（６，６００ｕｗ／ｃｍ²を１３２ｕｗ／ｃｍ²で割る）照射する必要がある。しかしながら、実際には安全性因子として微生物を不活性化するのに必要な放射線の名目値のおよそ２倍を用いてヒトに照射するのが望ましい。また安全性因子２を適用して、放射線の１日照射量を最低にするために、各６，６００ｕｗ秒／ｃｍ²を２回のセッションで全放射線を適用するのも望ましい。

一度放射線を適用すると、医師は感染の状態をモニター観察するために規則的に追跡治療の予約をとる。感染が広がり続けた場合、感染を引き起こす微生物を不活性化するために医師はさらなる照射量の放射線を適用する。

［爪感染の処置の実例］
爪感染の処置は皮膚感染の処置に類似するか、さらに１つの項目を伴う。爪感染を処置する場合、爪の透明度および放射線を伝達する能力を考慮しなければならない。感染していない透明な爪はその半透明な特性のために相対的に多量の放射線を伝達することできるが、感染により暗色化するかまたは肥厚した爪は有意に少ない量しか伝達できない。従って、可能な場合、爪の小型のサンプルを入手し、それが伝達できる光の量を決定するために試験することが望ましい。異なる波長の光は爪を透過するのに異なる能力を有しているので、試験は処置に用いられる光の波長を用いるべきである。実際の爪を試験できない場合、経験のある医師が感染した爪を伝達できる光の量を推定することができる。重篤に感染した、および肥厚した爪では、１０％未満の光しか通過せず、そして電磁波放射線の照射量をそれに従って調整しなければならないという可能性がある。例えば爪が２５４ｎｍで１０％の光しか伝達できず、そして微生物は９９，０００ｕｗ秒／ｃｍ²の照射量を必要とする場合（黄色アスペルギルスはいくつかの爪感染を引き起こす真菌であり、そしてこれを不活性化するのにこの照射量のＵＶ２５４を必要とする）、微生物を不活性化するために全体でその１０倍量のエネルギー、すなわち９９０，０００ｕｗ／ｃｍ²（９９０ｍｗ秒／ｃｍ²）を適用する必要がある。また皮膚感染に関する因子に類似する安全性因子を適用する必要がある。

［皮膚および爪感染の予防］
加えて、初期感染の発生を防止するために電磁波放射線を定期的に適用することにより微生物感染を予防することができる。これは真菌感染する傾向がある集団（例えば糖尿病患者および老齢者）および継続的にモニター観察を必要とするもの（例えば病院および療養施設にいるもの）において特に望ましい。真菌感染により健康が有意に脅かされる可能性のあるもの（例えば糖尿病患者および免疫不全の個体）に関してもこれは非常に望ましい。糖尿病のヒトの爪の真菌感染は進行する可能性があり、そして合併症は指または爪先の切断に至る可能性がある。真菌感染を予防するのに必要な照射量は、全ての茶色の感染を根絶するのに必要なものよりも有意に少ない。照射量は標準的な照射量のおよそ半分の範囲内であり、そして存在し得る微生物のおよそ９９％を不活性化するのに十分であるべきである。ヒトが感染されていない状態を維持するためにこの照射量を定期的（推定される感染の危険性および適用される照射量に依存して毎日、毎週、毎月または年４回）に適用する。

前記は本発明の説明であり、そしてその限定を意図するものではない。本発明のいくつかの実施形態を記載してきたが、当業者には、本発明の新規の教示および利点から実質的に逸脱することなく、この実施形態において多くの修飾が可能であることが容易に理解されよう。

［感染を処置するための殺菌性放射線のその他の形態］
本発明の記載は感染を予防および処置するためのＵＶＣ光について論じる。しかしながら、抗微生物効果を有するいずれの電磁波放射線もまた感染を処置するためのこの方法により企図される。微生物を不活性化するために用いることができるＵＶＣ以外の電磁波放射線の実例は広域スペクトルの強力なパルス光である。Kinetics of Microbial Inactivation for Alternative Food Processing Technologies(米国食品医薬品局食品安全応用栄養、2000年6月2日)の５頁には１．２５ｍＪ／ｃｍ²ほどの弱い強度の単一パルスのこのような光（波長１７０から２６００ｎｍ）が黄色ブドウ球菌を不活性化するのに十分であると記されている。これは２５４ｎｍで必要とされた６．６ｍＪ／ｃｍ²のＵＶよりも有意に少なく、そしてこの型の放射線を特に魅力的にしている。この型の光はまたさらに容易に透過でき（波長の長い光は波長の短い光よりも容易に透過する）、そしてＵＶＣよりも耐性が良好であり、これもまた利点である。

PurePulse Technologies,Inc.はこの型の放射線を分配できるパルス光を商標PUREBRIGHT(商標)の下で販売している。この型の光は一般に蓄電器に充電する直流電源、蓄電器の放電を調節するスイッチ、蓄電器が予めプログラムされた間隔で放電するのを可能にするトリガー回路、手動放電様式、およびランプから発光される光を導くために反射体に備え付けられた１から４個のフラッシュランプを有している。皮膚および爪感染を処置する使用にさらに適するように、この構成を修飾および改良することができる。この装置を用いる方法は前記した低圧水銀ランプを使用するために前記した方法に類似する。現在、各微生物を不活性化するのに必要なエネルギーおよびこのようなエネルギーを適用するために何が最良な方法であるか（すなわち１つの大きなパルスまたは多くの小さなパルス）を決定するために広範な微生物に関して研究が行われている。

微生物を不活性化するのにマルチスペクトル殺菌光がＵＶＣ単独よりも低い全体照射量で有効であることはスペクトルのその他の部分が殺菌特性を有していることを示している。正確な不活性化メカニズムは解っていないが、恐らく細胞を不活性化するかまたは複製不能にするために一緒に作用するいくつかのメカニズムの組み合わせであろう。著者は用いた不活性化のメカニズムに関して縛られることを望まないが、いくつかの観察を行うことができる。微生物の遺伝物質を損傷する可能性に加えて、マルチスペクトル光はその生存機能に必要な微生物の別の成分を損傷し得る。高熱により微生物を死滅させないが、それにもかかわらず細胞壁の損傷および微生物の不活性化に有効である細胞の小部分の瞬間的な加熱を提供することもできる。

微生物の不活性化またはその複製の防止で他よりもさらに有効である放射線の特定の型がある可能性がある。これらの型の放射線はパルス光（１７０から２６００ｎｍ）の範囲を含有する可能性があるが、スペクトルのその他の部分もまた殺菌性でよい。従って、皮膚および爪感染を予防および処置するための提起した方法は微生物を不活性化するかまたはその複製を防止するために殺菌用に用いることができる電磁波放射線のいずれかの形態を請求する。

［好ましい実施形態の説明］
＜第１の好ましい実施形態＞
好ましい実施形態では、放射線は皮膚および爪の感染を引き起こす微生物を不活性化するために必要なものである。本発明の好ましい実施形態では、不活性化された微生物は皮膚および爪の感染を引き起こすものである。これらの微生物には、細菌、真菌（皮膚生菌類、酵母、カビおよび皮膚生菌類以外のカビなど）、ウイルスおよびその他の微生物などがある。特に、該感染が爪甲真菌症と称される爪の真菌感染を引き起こす微生物は本発明の微生物のリストに含まれる。

好ましい実施形態では、微生物を完全に不活性化するために皮膚および爪を数回照射する必要がある。好ましい実施形態における電磁波放射線は微生物を迅速に不活性化できるＵＶＣ範囲（１００から２８０ｎｍ、およびさらに具体的には２４０から２８０ｎｍの範囲）の放射線から成る。好ましい実施形態では、ＵＶＣ供給源は低圧、中圧もしくは高圧水銀ランプまたはレーザーでよい。

好ましい実施形態では、１回の処置の間に受ける放射線の照射量はおよそ５から１０，０００ｍｗ秒／ｃｍ²の範囲であろう。好ましい実施形態では、数回のセッションで放射線を適用するのが望ましい。

＜第２の好ましい実施形態＞
皮膚および爪の感染を処置する方法の別の好ましい実施形態は、２５４ｎｍを発光するランプを用いて処置あたり３７から１００ｍＪ／ｃｍ²を用いて感染部分に照射し、期間中に３５０から４００ｍＪ／ｃｍ²の全ての放射線量を適用することを含む。

電磁波放射線は皮膚および爪感染を予防および処置するために用いられる具体的な構成要素である。好ましい実施形態では、放射線をヒトおよび動物に適用することができる。好ましい実施形態における電磁波放射線は微生物を迅速に不活性化できるＵＶＣ範囲（１００から２８０ｎｍ、およびさらに具体的には２４０から２８０ｎｍの範囲）の放射線から成る。好ましい実施形態では、ＵＶＣ供給源は低圧、中圧もしくは高圧水銀ランプまたはレーザーでよい。

＜第３の好ましい実施形態＞
さらなる好ましい実施形態では、用いた電磁波放射線は多色パルス供給源、例えば食品および装置を消毒するために用いられるものからでよい。さらなる好ましい実施形態では、感染を引き起こす微生物を不活性化でき、十分に透過でき、そして企図される照射量でヒトおよび動物に暴露するのに安全であるいずれかの電磁波放射線を使用することができる。

＜その他の好ましい実施形態＞
特に困難な感染には、該処置方法を経口用および局所用医薬品の適用などの補助的な治療と組み合わせるのが有利であろう。この組み合わせは相乗的に作用して治療をより短期間に、より完全な様式で、または再発の可能性をより少なくする様式で治癒させることができる。従って、好ましい実施形態は該処置方法を、当業者により適当であると考えられる、経口用および局所用医薬品の適用などの補助的な治療と組み合わせることである。

その他の好ましい実施形態には、２４０と２８０ｎｍの間の波長を用いておよそ５０から１，０００ｍＪ／秒²の必要な全ての放射線を１回の照射量で分配することが含まれる。特に困難な感染では実質的にこれよりも多い放射線が必要であろう。

その他の好ましい実施形態には、放射線がより高量の照射量で安全に適用することができる波長である場合、５ｍＪ／ｃｍ²から５０Ｊ／ｃｍ²の照射量が含まれ得る（多スペクトル光を用いる場合、これは最も適用可能である）。光は多重波長でよく、そして干渉性または非干渉性でよく、そしてパルス化されていてよい。

＜代替の実施形態＞
代替の実施形態において電磁波放射線はＵＶＡ放射線（３１５から４００ｎｍ）からでよい。

代替の実施形態において電磁波放射線はＵＶＢ放射線（２８０から３１５ｎｍ）からでよい。

代替の実施形態において電磁波放射線はスペクトルの可視部からでよい。

代替の実施形態において電磁波放射線は赤外線からでよい。

代替の実施形態において電磁波放射線は光スペクトルの可視部および不可視部の組み合わせからの放射線からでよい。

代替の実施形態において電磁波放射線はキセノンパルス供給源またはレーザーなどのパルス供給源からでよい。

代替の実施形態において電磁波放射線は非干渉性または干渉性、例えばレーザーでよい。

代替の実施形態において電磁波放射線は単一のスペクトルまたは多スペクトルでよい。

代替の実施形態において、１回の処置の間に受ける照射量は好ましい実施形態の５から１０，０００ｍｗ秒／ｃｍ²よりも実質的に多くても少なくてもよい。あらゆる状況において、照射全量は疾患または感染の処置のために医学会により安全であると考えられている限界内である。

［要旨、結果および範囲］
従って、広範な種類の皮膚および爪感染を予防および処置するために本発明を用いることができることは理解されよう。本発明はこれらの感染の現在の処置方法に勝る以下の利点を有している。

経口医薬品を用いる処置に関して、本発明はこのような医薬品が引き起こし得る望ましくない、および危険な可能性のある副作用（例えば肝臓障害）を排除する。

経口医薬品を用いる処置に関して、本発明は感染を排除するための非常に少ない回数（１回からおそらく１２回）の処置を用いるが、医薬品は数か月継続して摂取しなければならない。

経口医薬品を用いる処置に関して、提起した処置は医薬品に関する現在の経費である６００ドルから１２００ドルよりも有意に安価になる可能性を有している。

経口医薬品を用いる処置に関して、医薬品は３から６か月摂取しなければならないが、一連の処置はおよそ１日から１か月までで変動するので、かなり短時間で感染を排除することができる。

色素を導入し、過剰の熱で感染を破壊するために高エネルギーの光を用いることによる処置に関して、本発明は処置を開始する前に、別個に色素を生物に導入する必要性を排除する。これは時間、経費を節約し、そして色素を導入することから生じる副作用の機会を排除する。

色素を導入し、そして過剰の熱で感染を破壊するために高エネルギーの光を用いることによる処置に関して、本発明は、患者にも損傷および不快を引き起こし得る過剰な熱により微生物を破壊するための高量のエネルギーの必要性を排除する。本発明は有意に少ないエネルギーを使用し、そして従って合併症の危険性もかなり低い。

既存の感染のために用いられるその他の処置に関して、感染が確立されることを防止するためにこの処置を定期的に用いることもできる。これは皮膚および爪感染の素因を有するものまたはこのような感染が有意な脅威を与えるヒトに特に望ましい。

前記の記載は多くの限定を含有するが、これらは本発明の範囲を限定するのではなく、単に本発明の現在の好ましい実施形態のいくつかの説明を提供していると解釈すべきである。例えば放射線のその他の供給源が、微生物を不活性化するのに必要な特性を有し、十分に透過し、そしてヒトまたは動物に安全である等の場合、これを用いることができる。

従って本発明の範囲は、提示した実施例によるのではなく、添付の請求の範囲およびその合法的な等価物により決定されるべきである。

本発明により具体化された処置の方法の概略図である。 処置を適用する前の真菌感染に感染した足指の爪のスケッチである。 最後の処置を適用した後、およそ９か月の該足指の爪のスケッチである。

符号の説明

１０：電磁波放射線を提供する手段
１２：電磁波放射線
１４：感染を伴う皮膚の部分
１６：感染を伴う爪の部分
１８：皮膚および爪の非感染部分に放射線が影響を及ぼすのを防止するための手段
２０：皮膚の非感染部分
２２：爪の非感染部分
２４：非感染部分に放射線が影響を及ぼすのを防止するための手段（１８）の開口部であって、該開口部は照射が処置すべき部分に到達できるようにする開口部
２６：電磁波放射線が眼を損傷するのを防ぐための手段
３０：対象の左足の親指
３２：左足の親指（３０）の爪の非感染部分
３４：黒色であった足指の爪の感染部分
３６：赤褐色であった足指の爪の感染部分
３８：黒色であった爪床の感染部分
４４：ほとんど爪から伸びた以前に感染していた部分

Claims (22)

1. 微生物により引き起こされた爪感染の処置方法であって、微生物を実質的に不活性化するのに十分な時間および近さおよび強度で、感染した爪に電磁波放射線を適用するステップを含む方法。
2. 前記爪感染が、細菌、真菌、酵母、カビおよびウイルスからなる群から選択される微生物により引き起こされる請求項１の方法。
3. 前記電磁波放射線が、３１５から４００ｎｍのＵＶＡ、２８０から３１５ｎｍのＵＶＢ、１００から２８０ｎｍのＵＶＣ、可視光、赤外光および任意のそれらの組合せからなる群から選択される請求項１の方法。
4. 前記電磁波放射線が、干渉性、非干渉性、連続、パルス、単一スペクトル、多スペクトル、および任意のそれらの組合せからなる群から選択される請求項１の方法。
5. 前記電磁波放射線が眼および処置されない皮膚および爪のいずれかの部分に影響することを防止するための手段が提供される請求項１の方法。
6. 前記処置の全般的な効果を増強するために前記処置が経口用および局所用医薬品で補われる請求項１の方法。
7. 微生物により引き起こされる微生物爪感染の予防方法であって、微生物を実質的に不活性化し、感染を確立できないようにするのに十分な時間および近さおよび強度で、感染する可能性のある爪に電磁波放射線を適用するステップを含む方法。
8. 予防すべき前記微生物感染が、細菌、真菌、酵母、カビおよびウイルスからなる群から選択される微生物により引き起こされるものである請求項７の方法。
9. 前記電磁波放射線が、３１５から４００ｎｍのＵＶＡ、２８０から３１５ｎｍのＵＶＢ、１００から２８０ｎｍのＵＶＣ、可視光、赤外光および任意のそれらの組合せからなる群から選択される請求項７の方法。
10. 前記電磁波放射線が、干渉性、非干渉性、連続、パルス、単一スペクトル、多スペクトル、および任意のそれらの組合せからなる群から選択される請求項７の方法。
11. 前記電磁波放射線が眼および処置されない皮膚および爪のいずれかの部分に影響することを防止するための手段が提供される請求項７の方法。
12. 微生物により引き起こされた皮膚感染の処置の方法であって、微生物を実質的に不活性化するのに十分な時間および近さおよび強度で皮膚の感染した部分に電磁波放射線を適用するステップを含む方法。
13. 前記感染が、細菌、真菌、酵母、カビ、ウイルスおよび特に座瘡の原因となる微生物からなる群から選択される微生物により引き起こされる請求項１２の方法。
14. 前記電磁波放射線が、３１５から４００ｎｍのＵＶＡ、２８０から３１５ｎｍのＵＶＢ、１００から２８０ｎｍのＵＶＣ、可視光、赤外光および任意のそれらの組合せからなる群から選択され、専ら４００から６７０ｎｍの範囲による光線療法を除く請求項１２の方法。
15. 前記電磁波放射線が、干渉性、非干渉性、連続、パルス、単一スペクトル、多スペクトル、および任意のそれらの組合せからなる群から選択される請求項１２の方法。
16. 前記電磁波放射線が眼および処置されない皮膚および爪のいずれかの部分に影響することを防止するための手段が提供される請求項１２の方法。
17. 前記処置の全般的な効果を増強するために前記処置が経口用および局所用医薬品で補われる請求項１２の方法。
18. 微生物により引き起こされる皮膚感染の予防方法であって、微生物を実質的に不活性化するのに十分な時間および近さおよび強度で感染する可能性のある皮膚の部分に電磁波放射線を適用するステップを含む方法。
19. 予防すべき前記皮膚感染が、細菌、真菌、酵母、カビ、ウイルスおよび特に座瘡の原因となる微生物からなる群から選択される微生物により引き起こされるものである請求項１８の方法。
20. 前記電磁波放射線が、３１５から４００ｎｍのＵＶＡ、２８０から３１５ｎｍのＵＶＢ、１００から２８０ｎｍのＵＶＣ、可視光、赤外光および任意のそれらの組合せからなる群から選択される請求項１８の方法。
21. 前記電磁波放射線が干渉性、非干渉性、連続、パルス、単一スペクトル、多スペクトル、および任意のそれらの組合せからなる群から選択される請求項１８の方法。
22. 前記電磁波放射線が眼および処置されない皮膚および爪のいずれかの部分に影響することを防止するための手段が提供される請求項１８の方法。
    

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