JP2011516201A - 薬剤、医療又は精製された炭酸ガスの分散及び経皮的な投与のための可動な装置 - Google Patents

Abstract

医療又は治療用ガスによる装置の使用者の処置において使用するための可動な処置装置は、水を含み且つ動きのない混合手段を有するための混合ユニットと；カートリッジ穴開けモジュールを介して、混合ユニットに取り外し可能に設置されるガスカートリッジユニットであって、圧力調整弁が混合手段を介してカートリッジからのガスの流量を調整して、ガスを使用者に経皮的に投与するために効果的である、規定されたガス−水混合物を実現する、ガスカートリッジユニットと；処置されるべき使用者の体の少なくとも１つの部位の周りに空間を形成するための着用可能な収容スーツであって、前記スーツが、ガスを、経皮的投与により部位を処置するように投与するために、混合ユニットに接続する、着用可能な収容スーツと；を具備する。

Description

本発明は、一般的には、種々の治療又は医療ガスによる非侵襲性処理のための装置に係り、より特別には、治療処理のために使用者に、薬剤、医療又は精製された炭酸ガスを経皮的に投与することにより、二酸化炭素（ＣＯ₂）ガス温泉治療法の積極的な効果を人工的に模倣し、向上させるための可動な装置に関する。

天然に発生する炭酸を含む水（ＣＯ₂を含む泉）を使用する温泉治療法（入浴による処理）は、応用温泉療学において最も十分に研究された技術である。古くから、医者は、入浴及び飲料に関する「二酸化炭素泉」の積極的な効果を観察してきた。系統的な温泉療法学は、副作用のない状態での心臓血管（高血圧）、糖尿病、関節炎、骨粗しょう症の治療に関して、１２０年以上の間、実践されてきた。

最近では、その様な治療は、特には、ヨーロッパにおける研究により、自然科学にしっかりと根付いている。例えば、欧州連合において、健康保険会社は、１９９８年以来、医師により指示されたその様な治療を補償してきた。しかし、ミネラル豊富な泉は、世界中の幾つかの地域において干上がり始めている。報道によれば、その様な水は、１０年前に自然の色を失い始めた。

独立した研究によれば、治療の目的のためには、水中のＣＯ₂ガスの濃度は、少なくとも600−1000ppm（１万分の１）以上のレベルに達することが必要であるとされている。更には、所望の長期の効果は、連続の適用によってのみ得られることが決められている。

人工的炭酸を含む水の効果的な治療における使用に関する重要なチャレンジは、治療期間において水中にＣＯ₂を保持することである。即ち、濃縮速度を適切に調整することにより、ＣＯ₂が放出することを防止すること、及び均一にＣＯ₂を分散することが、技術的な障壁を提示してきた。

この問題は、ＣＯ₂が容易に水に解け、また容易に水から放出されることにより生じる。これらの特徴は、ビールやコーラ等の炭酸飲料を開放することにおいて明らかに分かる。もしＣＯ₂のより高い濃度（1000ppm）を人工的に実現できたならば、上記のＣＯ₂温泉療法としての生理学的な機能における同様な効果による受益を期待できる。

一般的にはしかし、医学の分野におけるＣＯ₂等の種々のガスの使用は、最少の範囲で研究されてきた。ガスが重要な生物学的伝達分子であり、既知のガスと新規なガスの予混合は、期待できる生物学的な効果を示すことが知られている。更に、自然に発生するガスは、低毒性性質を有すると思われる。更に、多くの科学者及び研究者は、ＣＯ₂、別の医療的ガス等の薬剤を、皮膚を介して投与することにおける問題に増加的に取り組むようになった。その様な投与は、例えば、皮膚の自然の障壁機能を破壊することに関連する副作用を生じないで実施される必要がある。

種々の従来の方法が、炭酸を含む泉及び炭酸水を人工的に製造するために使用されてきた。米国特許第7,152,850号は、吸い込みポンプにより圧送された浴槽の熱い水と共に、ＣＯ₂ガスシリンダから供給されて膜モジュールを有するＣＯ₂ガス溶解機に導入されるＣＯ₂ガスを使用して、炭酸を含む泉を製造する装置を開示する。ガス流量調整手段が、高いＣＯ₂濃度を有する炭酸を含む泉を得るために使用される。

米国特許第6,905,111号は、循環式装置を開示しており、その装置は、循環ポンプと炭酸ガス溶解装置を具備しており、その装置において、循環ポンプは、初期自己給水能力を有する膜式メタリングポンプである。同様な特徴を有する携帯式脚浴槽もまた図示される。しかし、上記の装置は、ポンプと膜式溶解機等の比較的複雑な構造を使用しており、その構造は、製造費用が高く、商業的及び家庭の治療の両者において使用するのに不便である。

日本国特許出願第2000-058745A2は、二酸化炭素処置装置を開示しており、その装置は、二酸化炭素シリンダと、処理される領域の周りに空間を形成するバッグと、前記シリンダと前記バッグとの間のチューブに配置された三方弁とを有する。バッグ内のガスを吸引してそのガスを外部に吐出する、吸い込みポンプは、弁に配置される。しかし、開示された変形形態と共にその様な装置は、副作用なしでＣＯ₂の最適な経皮的投与のために均一に分配される高濃度のＣＯ₂を繰り返して生成するために、最小限の部品を必要とする便利で高度に単純な装置を提供しない。

従って、炭酸を含む泉及び炭酸水を、やはり製造するのに費用的に効果的である、種々の別の医療及び治療のガスを含む混合物と共に、人工的に製造するための、効果的で単純で便利な手段に関する必要性が存在する。上記のように、ＣＯ₂温泉治療法は、骨粗しょう症、関節炎、糖尿病、種々の心臓血管の疾患等の、世界中の数億の人々に影響する、主要な疾患を処理するために使用されてきた。更に、ＣＯ₂は、それに限定される訳ではないが、免疫学的反応及び神経学的機能の改善と、腫れ物の縮小と、細血管循環、皮膚かん流圧力及び筋力の強化と、片頭痛の除去とを含む、多くの別の自然の治療効果を有し得る。

従って、必要なものは、多岐の分野における広範な用途における使用の可能性に関してのために、ＣＯ₂の多くの積極的な効果を模倣し且つ促進すると共に、別の薬剤的医療用又は精製されたガスを投与するための、便利で低コストの手段である。

医療又は治療用ガスによる装置の使用者の処置において使用するための可動な処置装置は、水を含み且つ動きのない混合手段を有するための混合ユニットと；カートリッジ穴開けモジュールを介して、混合ユニットに取り外し可能に設置されるガスカートリッジユニットであって、圧力調整弁が混合手段を介してカートリッジからのガスの流量を調整して、ガスを使用者に対して経皮的に投与するために効果的である、規定されたガス−水混合物を実現する、ガスカートリッジユニットと；処置されるべき使用者の体の少なくとも１つの部位の周りに空間を形成するための着用可能な収容スーツであって、前記スーツが、ガスを経皮的投与を介して部位を処置するように投与するために、混合ユニットに接続する、着用可能な収容スーツと；を具備する。

本発明が具体化される別の状態は、医療又は治療用ガスによる個別の使用者の部位を処置する処置方法であり、該処置方法は、動きのない混合手段を含む混合ユニットを有する可動な治療装置を、水で充填する手順と；混合ユニットに接続して、処置されるべき使用者の体の少なくとも１つの部位の周りに空間を形成するための着用可能な収容スーツを取り付ける手順と；ガスカートリッジを混合ユニットに、カートリッジ穴開けモジュールを介して取り外し可能に設置する手順であって、圧力調整弁が、混合手段を介してカートリッジからのガスの流量を調整して、ガスを使用者に対して経皮的に投与するために効果的である、規定されたガス−水混合物を実現する、手順と；ガスを収容スーツに吐出して、経皮的投与を介して部位を処置する手順と；を具備する。

図１は、本発明の可動な処置装置の吐出ユニットの立体図である。 図２は、本発明の完全な可動な処置装置の吐出ユニットの立体図であり、使用者により装着される吸収スーツに接続する吐出ユニットを示す。 図３は、図１に示される吐出ユニットの側断面図であり、ガスカートリッジは、部分的に押し込まれた状態にある。 図４は、図１に示される吐出ユニットの分解図である。 図５は、本発明の吐出ユニットの別の小型の実施の形態の部分的に透視可能な組み立て立体図である。 図６は、図５に示される別の実施の形態の吐出ユニットの分解図である。 図７は、本発明の可動な処置装置の小型実施の形態の立体図である。 図８は、患者の右足つま先及び前足をカバーする小型実施の形態の部分的な処置スーツを示す立体図である。

図１〜６を全体的に参照すると、本発明の形態による装置は、以下のように形成され且つ作動される。図１〜４を詳細に参照すると、装置は、容器３内に設置された静的な混合チャンバ又はユニット４を有する、細長い充填容器３を含む吐出ユニット２を有する可動な処置装置１を具備する。混合ユニット４は一般的に、多数の円錐形状のバッフル又は混合要素５を具備しており、前記混合要素５は、各バッフルが別のものの上に部分的に重なり更にそれらの円形のベース側部は上方に面する状態で、柱構成で配置される。この柱の周囲にある狭い接続片６は、これらのバッフルを所定位置に配置する。混合チューブ７は、充填容器３内の流体の流入を可能にする種々の開口を有しており、これらの混合要素５を囲んでおり、吐出チューブ８は、円錐形状のバッフル５内の中央地点開口を通り伸張して、充填容器３の底に向かってジェット吐出アセンブリ９で終了する。

吐出チューブ８は、適切なガスカートリッジ１１をそこに受容し且つ配置するために、カートリッジホルダチューブ１０に接続する。本発明に使用可能な典型的なガスカートリッジは、例として、８MPaの充填圧力を有していて且つ70〜93ｇの純粋な医療等級のＣＯ₂を含むガスカートリッジであっても良い。ＣＯ₂ガスは一般的に、90％を超える純度レベルを有さなければならない。当然に、別の適切な等級及び量のＣＯ₂ガスの使用、又は従来技術で通常既知なように治療に使用可能な別のガスの使用はまた、本開示の範囲内に含まれることが意図される。ガスカートリッジは、使い捨て可能なタイプであっても良く、ガスの流れを放出するように穴開けられる出口を有する。それは、炭酸を含む飲料又はセルツァー炭酸水を生成するため又はペイントボールガンの推進力を提供するためにソーダサイホンにおいて一般的に使用されるものと同様な特別注文の特別なタイプ又は標準のカートリッジであっても良い。例えば、ガスカートリッジは、首部寸法が16mm長さｘ1.5mm直径であって、200mm長さｘ35mm直径の寸法を有しても良い。

その様なガスカートリッジは、カートリッジホルダチューブ１０内に挿入されて、ホルダ１０のフランジ又はリム１５の上で、カートリッジホルダ１０の上部においてネジ１４と係合するためのネジ１３を有する、キャップ１２により所定位置に保持されても良い。キャップ１２は、カートリッジ１１の底端部を取り外し可能に囲んで保持するように形成されても良く、使用者により容易に握れるように人間工学的に形成されて、使用者がカートリッジ１１をカートリッジホルダチューブ１０内に捩りながら挿入することを可能にし、カートリッジ１１を吐出ユニット２内にネジ１３，１４を介してねじ込んでも良い。

カートリッジホルダチューブ１０の下端部において、カートリッジホルダ１０に比べて著しくより小さい直径を有する、カートリッジヘッドホルダ１６が挿入される。カートリッジヘッドホルダ１６の内壁は、O−リング又はそこに設置される類似品（図示されない）を有しても良く、カートリッジヘッド／ネック１７を更に保持し支持して、ガスがカートリッジホルダチューブ１０の台部に流入することを防止するためのシール（封鎖部）を提供する。細い管状の中空穴開けピン１８は、吐出チューブ８を通り、このカートリッジヘッドホルダ１６内へ伸張しており、カートリッジ１１のヘッドの出口端部１９に穴を開けるよう形成されており、ガスがガスカートリッジ１１から排出可能である、孔を開け、製作する。しかし、ガスを排出するための別の手段は、押して弁をひび割れさせるか、又は通常に既知なようにカートリッジからのガスの流れを放出するための別の手段が使用されても良いことが理解されるべきである。

規定された又は所望のレベルの流れまで、カートリッジ１１からの流れの圧力を制御及び／又は減少させるために圧力調整弁（図示されない）が、カートリッジヘッドホルダ１６内に配設されても良い。圧力作動式ロック又は追加的ネジ等の、吐出ユニット２内にカートリッジを保持し、ねじ込み又は固定するための安全手段は、上記のキャップ１２内又はカートリッジヘッドホルダ１６内のいずれかに設置されて、吐出ユニット２からの偶発的な飛び出しを防止し、使用者等を傷つけることを防止する。加圧されたガスが偶発的に放出されて使用者に接触することを防止するためのガス放散形態が提供されても良い。その様な方法は、孔をリム１５又はカートリッジホルダ１０の側部に形成してガスジェットを逃がすこと、又はフレキシブルな管をカートリッジホルダ１０に取り付けて故意ではなく放出されたガスジェットの方向を修正することを具備しても良い。システムの事故発生時におけるその様な意図しない噴射又はガスの吐出を防止するための別の手段が、従来技術において普通に既知であるように、使用されても良い。従来技術において既知な全てのその様な安全手段は、本開示の範囲内に含まれることが意図される。

充填容器３は、充填キャップ２０で閉鎖可能である入口開口３ａを有する。充填キャップ２０は、吐出ユニット２の過剰加圧を回避するための別の安全手段として、その中に設置された、13.8KPa（２psi）弁（図示されない）等の圧力逃がし弁を有しても良い。充填容器３の出口開口３ｂは、接続パイプ２１ａを介してフレキシブルチューブ２１に接続する。チューブ２１は順に、図２に示すように、装着可能な受容器又は吸収スーツ２２に接続可能に形成される。チューブ２１の上記の接続点にある逆止弁は、スーツ２２から充填容器３への逆流を防止可能である。

吸収スーツ２２は、使用者の体の一部に適合し、密封して包むように設計される。それは、治療等級の廃棄可能なプラスティック等の、治療／医療用途のための密封可能で装着可能な材料で製造されても良い。本実施の形態において、スーツ２２は、足又は脚を含む使用者の下半身をカバーするためのパンツ又はズボンのタイプからなり、それは、腹部の任意の過剰な材料を折りたたむこと及びその開口を用意された紐で結ぶことにより、使用者の腹部において密封可能である。

吐出ユニット２はまた、調整可能で拡張可能な細い形状の脚部２３と共に関連する調整可能なハンドル２４を具備しても良いので、ユニットは容易に運搬され、床の上に独立して（支柱なしで）立つように固定される。

作動において、本発明の可動な処置装置１は、以下のように機能する。使用者は先ず、充填キャップ２０を取り外し、充填容器３を水で決められたレベルまで充填する。本明細書の記載は、流体として通常の水道水を使用することを指定するが、従来技術で一般的に既知な別の可能性のある流体の使用は、本発明の範囲内に含まれることが意図される。水道水は一般的に、35〜70℃の間の温度を有しても良い。穴開けピン１８及びカートリッジホルダチューブ１０の下端部にある圧力調整弁が、前述の温度で水に浸漬されることは、本発明において重要である。その様な水レベルは、ＣＯ₂ガスの流出中において、ガスカートリッジ１１の穴開けられた出口１９において及び圧力調整弁における可能性のある氷の形成を防止するため重要である。その様な氷結は、ガスの流れを減少させるか又は停止させる可能性があり、圧力が形成されて、装置１の爆発に導くおそれがある。

使用者はその後、充填キャップ２０を安全に交換し、収容器又は吸収スーツ２２を載せる。使用者は、体に対してスーツを適切に密封し、フレキシブルチューブ２１を接続し、スーツ２２が損傷されていないことを確保する。

使用者はその後、キャップ１２をねじ回して外し、ガスカートリッジ１１の底端部をキャップ１２の中空の受容領域に取り外し可能に固定する。吐出ユニット２が、脚２３を開き離れて静止位置に直立した状態で、カートリッジ１１は、吐出ユニット２内にヘッドを先に、キャップ１２のそれぞれのネジ１３，１４とカートリッジホルダ１０が係合するまで挿入される。

使用者はその後、カートリッジヘッド１７がカートリッジヘッドホルダ１０により支持されて、穴開けピン１８がカートリッジ出口１９を穴開けするまで、カートリッジ１１をユニット２内に多数回転回して優しくねじ込むことができる。カートリッジ１１からのガスの結果的な流れは、水の中に泡立ち効果を発生し、それは、充填容器３において使用者により可視であっても良い。

基本的に、ガス流れは、吐出チューブ８を通過し、ジェット吐出アセンブリ９を出て、水に流入する。放出されたガスは上方向に泡立つので、その様な動作は、ガス及び水の両者を、混合ユニット４の円錐状バッフル５を通り流れさせる。独特で効果的な幾何学的形態及び混合ユニット４内の円錐状混合要素５の配置は、流体の流れを案内し、促進して、水によるガスの効率的な混合及び実質的に均一な分散を生じる。その様な混合は、非常に単純で経済的な部品を使用して、任意の可動部分を必要としないで効率的に実施される。ガス流の圧力は、上記の圧力調整弁により、所定の圧力まで制御又は減少されて、所望の混合効率を実現しても良い。

効率的な混合及び適正な分散は、大部分において、充填容器３の底部にある水へのガスの放出及び混合ユニット４を介しての放出ガスの上方向への泡立ちにより、静的に実現されることが認識されるべきである。従って、吐出ユニット２は、有利な面へ容易に運搬され設置可能であるが、ユニットの厳しい傾斜及び上下逆転は、水充填レベルに依存して、この混合工程を一般的に妨げるか又は阻止する可能性がある。図１に示すように、充填容器が垂直な位置に対して３０度以下の傾斜を有することが好ましくても良い。

静的に混合されたガス−水の分散は、充填容器３の頂部に向かって流れる軽く霞んだ霧状の混合物を生成しており、該混合物は通常高濃度のＣＯ₂を含む。従って、霧状の混合物は、「乾燥した」低湿度の性質を有するが、しかし緩く付加された水（充填された水の約５％程度だけのものが実際に使用されても良い）の分散さえ含んでおり、使用者に対してのＣＯ₂の経皮的投与に関して正に所望のバランスを提供する。

生成された混合物の水蒸気濃度は理想的には、40,000ppmの範囲にあるべきである。ガスの効果的な経皮投与及びガスによる治療に関するＣＯ₂と水との適正な均衡の実現は、本発明の重要な特徴である。16ｇのカートリッジを使用する本発明の「ミニ（小型）」バージョン（下記する）を使用するその後のテストにおいて、圧力調整弁が約３から１５分間、カートリッジからＣＯ₂を分散可能にするように調整された場合に、処置（治療）は健康上の利益を旨く提供したが、しかしＣＯ₂の流れが３分未満又は１５分より長く持続した場合に、処置（治療）はその様な健康上の利益を提供しなかったことが認識された。この発見は、ＣＯ₂が過剰に速く分散されると、水で過飽和になることを示している。ＣＯ₂が遅過ぎる速度で分散されると、治療的に効果がある、必要な水の飽和レベル又は「スイートスポット」（上記したように、約40,000ppm）に到達する十分な推進力が存在しない場合が有り、更に吸収スーツ内へＣＯ₂を効果的に移動させるのに十分な推進力が存在しない場合があることを更に示している。ガスカートリッジに関して８MPaの同じ典型的な充填圧力を有する変化する寸法のガスカートリッジにより、流れ時間は、ガスカートリッジのそれぞれの寸法に従がって比例的に増減して、約40,000ppmのこのスイートスポットを実現可能であることは想到可能である。例えば、時間は、より小さい８ｇカートリッジに関して半減されても良く、あるいは93ｇカートリッジに関して約６倍増大しても良い、等である。

充填容器３内の充填水の暖かさは、ガス流れ及び結果として起こる分散を更に促進しても良い。温度ラベル（紙片）、温度計又は従来技術で通常の既知な別の手段は、装置１において又は装置１により具備されて、適切な暖かい温度の水の使用を確保することが出来る。

霞んだ霧状の混合物はその後、フレキシブルチューブ２１を介して密封された吸収スーツ２２まで流れており、そこ（吸収スーツ２２）では、それは、正確なガス−水混合物バランスにより、皮膚を介して、使用者の体の非常に効果的で効率的な治療処理を提供する。

処理期間の終了において、ガスの泡の流れが、充填容器３においてもはや見られることが出来ない場合に、使用者は、スーツ２２からチューブ２１を容易に外して、廃棄のために、吐出ユニット２から空のガスカートリッジ１１を除去可能である。残った充填水は、その後の処理のために再利用させられても良く、又は吐出ユニット２は、水で容易に洗浄して再充填しても良い。

小型形態
本発明の可動な処置装置の別のよりコスト効果的な実施の形態において、より小さな吐出ユニット２５は、図５と６において示されるように、使用されても良い。このより小型な形態は、その高さが単に数インチであっても良く、上記の形態に比べて、より便利に携帯可能であっても良い。この実施の形態は、上記の実施の形態と同じ思想を基本的に使用する。しかし、必要なガスカートリッジ２６は、より小さな寸法及び容量で構成される。例えば、ガスカートリッジは、各々に関して、８MPaの充填圧力において、16g、８g又は単に1.3gのＣＯ₂ガスを含む、標準寸法で構成されても良い。その様なカートリッジは、約101.6mm（４インチ）長さｘ12.7mm（0.5インチ）直径の寸法、約76.2mm（３インチ）長さｘ12.7mm（0.5インチ）直径の寸法、又は約38.1mm（1.5インチ）長さｘ6.35mm（0.25インチ）直径の寸法をそれぞれ有しても良い。この実施の形態のための水温度は一般的に、10−70℃の範囲にあっても良い。

この場合における円錐状の混合要素２７は、２つの円錐形状の要素であって、そこでは、要素のベース（基礎）は、お互いに対面していて良く、しかし従来技術で通常既知な円錐状の要素の別の配置もまた可能である。円錐形状の要素の中央の地点の孔は、ガス／水がそこを通り流れることを可能にし、それにより、ガスと水の静的な混合を実現する。

このケースにおけるガスカートリッジ２６は、使用者が握るための保護スリーブ２８により包囲可能であり、カートリッジは、吐出ユニット２５の底部において水平に挿入されて、ガス流れがバッフル２７の中央を通り上昇して、水と均一に混合しても良く、結果として起こるガス−水の混合物が頂部において吐出ユニット２５から流出しても良い。

再度、上記の形態に関して記述されたように、放出されたガスは、吐出ユニット２５の底部において、充填された水に流入して、上方向に泡立ち、ガスと水とを静的に混合して、実質的に均一に分散する。従って、ユニットの厳しい傾斜又は逆転は、本工程を妨げ且つ阻止する可能性があり、吐出ユニット２５は、図５に示されるような垂直位置にあるか、又は垂直位置から最大約３０度まで傾斜することが好ましくても良い。

この「小型」形態に接続する吸収スーツは一般的に、より小さな寸法及び容量を有しており、同様に、手、足又は肘等の、体のより小さな一部分の処置に特に適当であるように形成されても良い。これは、単にその様な一部分が、下半身全体よりむしろ、例えば、手等だけに関節炎の痛みを有する患者等の治療を必要とする場合に、もちろん非常に有利である。

例として、その様な「部分的」処置スーツは、矩形形状で透明なポリエチレン材料により形成されても良い。処置スーツは、使い捨て可能であっても良く、使用者の手、足、指、腰、腹部、頭皮、等を必要に応じて、収容するために異なる寸法を有しても良い。図７は、小型装置の形態の吐出ユニット２５ａに接続する、その様な部分的処置スーツ３２の例を示しており、図８は、処理（又は、処置）のための準備において、使用者の右足のつま先をカバーする、処置スーツ３２を示す。開口３３は、より厚いポリエチレン材料で補強された開口を有する、処置スーツ３２に穴開けされても良いので、吐出ユニット２５ａからのフレキシブルな吐出チューブ３４は、ガス−水混合物をスーツ３２へ吐出するために、開口３３内に差し込まれても良い。小型のフラップ（図示されない）は、開口３３の内側に配設されても良く、その場合、フラップは、同じ補強された材料で形成されても良いので、フラップは、吐出チューブ３４の差し込み及び引き抜きにおいて、それぞれ開閉する。

吐出ユニット２５は、軽量なスタンド２９を備えても良く、円形スタンド３０を有して、図６に示されるように装備されても良い、追加的小型ガスカートリッジ３１を保持する。

二酸化炭素の皮膚を介する吸収
上記のシステムにより、治療用、医療用又は精製されたＣＯ₂ガスの使用者への効果的で効率的な吐出を実現可能である。ＣＯ₂温泉治療法の積極的な効果を人工的に促進するためのその様なシステムは、ヨーロッパ、日本及び主にドイツにおいて、既知の治療法として長い歴史を有する。これらの治療は、心臓血管の健康状態（高血圧及びアテローム性動脈硬化）、糖尿病、関節炎及び骨粗しょう症等の主要健康状態を副作用なしで処置するために、健康管理機関において、少なくとも120年成功を収めてきた。

更に、上述のように、科学者及び研究者は近年、医療用ガス等の薬剤を、皮膚を介して患者に投与する投与方法を研究しており、前記投与方法は、より安全で非浸襲性の投与方法であり得る。経皮的な薬剤投与は、より伝統的な薬剤投与形態に関して多数の利点を提示する。それは、胃腸炎症、薬物代謝問題、食物の存在による干渉等の経口投薬量により引き起こされる問題を回避可能であり、更に吐き気を催したり又は意識不明の患者に投与されても良い。経皮的な方法は、静脈注射手段に比べて非浸襲性であり、皮膚を介する薬剤の安定した拡散により、該方法は、数日にわたり局部的部分においてさえも、より確実な薬剤の注入を提示しており、それにより副作用を引き起こす可能性のある「ピーク」を減少させる。経皮的投与は、患者にとってより簡単で痛みのないものであり、従って、治療ビタミン摂取に関して患者は、順守し易い。その様な利点により、経皮的薬剤投与方法における革新は、近年増大されつつある。

しかし、その様な薬剤投与の短所は、皮膚は一般的に、異物物質が体内に侵入することを防止する、自然の「障壁機能」を有することである。実際、皮膚は、毒や微生物等の不要な物質に対する防御目的のために進化した。従って、皮膚を介する薬剤の吸収は困難であり、効果的な経皮的投与システムは、この障壁を効率的に通過する方法を見つけなければならない。

ＣＯ₂ガスは他方で、局所的な炎症等の副作用なしで、その様な経皮的薬剤投与に特に適している。これは、ＣＯ₂が酸素の浸透性に比べて、２５倍大きい細胞膜への浸透性を有するからである。ＣＯ₂はまた、油に容易に溶解する。皮膚は、水及び油の構造と同様な構造を有しており、そのことは、皮膚がまたＣＯ₂を容易に吸収可能である理由を説明しても良い。

経皮的に吸収された炭素は、「二酸化炭素ガス」として呼ばれても良いがしかし、事実、吸収されたＣＯ₂は実際には、可視可能な泡の形ではない。代わりに、経皮的に吸収された二酸化炭素は、可視可能ではない水溶解した分子ＣＯ₂の形で存在する。上記の積極的な医療効果は、この分子ＣＯ₂への暴露を介して獲得される。例えば、もしＣＯ₂の泡をチューブから皮膚に単に吹きつけるならば、ＣＯ₂は泡の形で皮膚に吸収されることは殆どないので、表面的な効果も得ることは出来ない。

本発明において、上記のガスと水の混合物は一般的に、約４pHの弱酸性を有するはずである。これは、pHがより低ければ、より多くのＣＯ₂が上記の分子状態で存在することによるからであり、そのことは、その優れた経皮的吸収特性のために所望される。代わりに、もし混合物のpHが高ければ、水中のＣＯ₂は炭酸（Ｈ₂ＣＯ₃）及び２つの炭素イオンに変化する傾向にあり、それらは、皮膚を介して容易に吸収されることはない。この炭酸（炭酸水）と分子状態のＣＯ₂を区別することは、本発明の特徴的形態にとって重要である。

もしpHが８ならば、例えば、溶解されたＣＯ₂の98％は、分離してイオンを生成可能であり、単に少量のＣＯ₂が経皮的に吸収される。他方で、pHが低すぎると、ＣＯ₂は分子状態に溶解することが困難であり、更に混合物は、強酸性の炭酸水になり、それは、治療している皮膚の任意の外傷を活性化させる可能性がある。

ＣＯ₂は、ボーア効果と同様に、赤血球に含まれるヘモグロビンと呼ばれる酸素輸送たんぱく質により、組織酸素を増大させる。生物の活動を支援するための酸素の供給は主に、赤血球中のヘモグロビンにより実施される。酸素が肺内のヘモグロビンを結合した後に、それは組織内に放出される。組織内の血液の増大されたＣＯ₂の存在において、組織内のpHは、ＣＯ₂の重炭酸塩分子及び酸性の水素原子への変換により減少する。pHが減少することにより、酸素は、ヘモグロビンからより容易に分離する。酸素のヘモグロビンへの親和性におけるこの減少は、ボーア効果と呼ばれている。この効果により、増大された酸素の組織への投入は、上記の多くの積極的な医療効果をもたらす。

ヨーロッパで実施された種々の調査研究において、この様に吸収されたＣＯ₂は、より健康な皮膚に導く血管の拡張、細胞代謝の活性化及び皮膚構造の改善をもたらす細胞へのより多くの酸素の供給、および抗老化と外傷治癒効果等の積極的な効果を有することが確認されてきた。更に、研究は、無機塩及び／又はエッセンシャルオイル（精油）、又は別の添加物質の水への添加が、ＣＯ₂温泉治療法の積極的効果を更に促進する可能性があることを示している。

地球上の数百万の人々に影響する主要な健康状態の治療（処置）に加えて、上記の精製されたＣＯ₂ガス治療は、人間の器官への多くの別の積極的な効果を有しており、その効果は、体の鍛錬及びリフレッシュ（元気回復）と、内部器官機能の強化と、緊張緩和及びストレス低減利得と、抗細菌及び血液洗浄性向と、筋肉及び神経系刺激と、皮膚美容効果、等を含む。

本発明はこの様に、製造し使用するために非常に単純でコスト的に効果的である、装置を使用して、ＣＯ₂又は別のその様な生物学的に利益のあるガスの経皮的投与のための非常に単純な手段を提供する。本発明の装置は、作動するために電気又は技術的な支援を必要とせず、余剰物を残さず、更に清掃及び保守が容易である。それは、便利には寸法が小型で、可動である。それは、商業的用途及び家庭での用途の両者に等しく適用可能であり、暖かく入浴するのと同様に、容易で楽しくリラックスして治療処理できる。

医療テストの結果
上記のＣＯ₂処置の前及び後の両方において、小型装置実施の形態において上記したような装置を使用して医療テストが実施された。テストに使用された診断ツールは、四肢における循環のテストのためのSensiLase（登録商標）システム及び循環テストのためのAcQtrac（登録商標）システムであり、それらは、ＦＤＡ承認のＣＥマークが付けられた、Vasamed（登録商標）による非浸襲性ツールである。

第１のセットのテストにおいて、上記の小型実施の形態は、pH、温度及び一般的に上記され且つ図７に示されるような別の条件の下で、16gＣＯ₂カートリッジと共に使用された。患者は、右脚下部全体に皮膚移植を有し、悪化した負傷だが良好な皮膚状態を示した。部分的処置スーツ３２は、図８に示されるように、患者の右つま先及び前肢上で密封されており、SensiLase（登録商標）システムは、右足の中央つま先において、微小循環を評価する皮膚かん流圧力（ＳＰＰ）と、微小循環を評価する脈容量記録（ＰＶＲ）との両者を計測するように使用された。ＳＰＰの第１の計測は、ＣＯ₂処置の直前に実施され、その後に、16gのＣＯ₂は、装置内に流入させられ、ガス−水混合物を処置スーツに充填して、処置スーツを膨張させた。ガスカートリッジが空になり、処置スーツは収縮した後に、第２の計測が実施される。ＳＰＰのための第３の計測は、ＣＯ₂処置の後の約12分実施された。

30より低いＳＰＰは、可能な重篤な肢局所貧血（ＣＬＩ）及び非治療外傷を指示する。30より高いＳＰＰは、外傷治癒が出来得ることを指示する。下記で表Ｉにまとめられるように、ＳＰＰ計測は、処置の前に19mmHgのＳＰＰの潜在的に健康ではない微小循環を示した。しかし、ＳＰＰは、処置直後に、29 mmHgの殆ど通常な値に到達するように著しく改善し、１２分後に、ＳＰＰは、目覚しい52 mmHgまで上昇し続ける。その後のテストは、ＳＰＰ値が一つのＣＯ₂処置後の数日においてもその様な改善を継続する可能性があることを示した。同様に、ＣＯ₂処置前後の両方で実施されたＰＶＲ評価もまた、外傷非治癒状態から外傷治癒状態まで目覚しい改善を示した。従って、上記のＣＯ₂投与システムの単一の適用は、患者の血管健康状態における非常に著しい改善を生成可能であるとの結論を出すことが出来た。

別のサンプル医療テストにおいて、AcQtrac（登録商標）システムは、血圧（ＢＰ）を計測し、心臓血管の健康を評価するために、表IIにおいて以下でまとめられるように、種々の時間地点において使用された。患者は、50歳の男性で身長157cm（５フィート２インチ）、体重88kg（194ポンド）であった。通常の血圧が一般的に120／80mmHgより低くなければならいので、表IIは、ＣＯ₂治療の前に、患者は、162／99mmHgのBPを有する軽い高血圧を示した。しかし単一の治療（前述したように、約５分一般的に継続する）の直後に、ＢＰは、148／101mmHgで、健康な範囲内まで著しく低下した。この健康なＢＰレベルは、処置の後に30分より長くさえ継続し、実際、その点において、137／89mmHgまで下がり続けた。

従って、臨床テストは、本発明の装置を使用する単一のＣＯ₂処置でさえも、顕著な血流学的な健康及び外傷治癒の利益を、単純で安全且つ非浸襲性状態で患者に提供可能であることを示す。実際に、本発明は、薬剤／医療の物質として、ガスを皮膚障壁を介して安全に投与すること及び顕著な健康上の利益を実現することにより、手術等の別の医療処置から発生する副作用のリスクなしで、健康管理において躍進を提供できる。

別の実施の形態
加えて、上記のボーア効果からもたらされる組織酸素における増加により、上記の処置及び処理スーツは、同様な健康上の利益のために、人間と同様に動物にも適用されても良いことは想到可能である。

本発明は、インスリン等の別の薬剤の物質を、人体又は動物に投与するために、ガス−水混合物に添加する可能性を含むことを意図することが認識されるべきである。この構成において、その様な薬剤物質は、皮膚の孔を介して血液流中に進入可能で、特定の体の部分又は器官を処置するように目標を定めることができた。

例えば、インスリン微粒子は、従来の注射針により移動されるには大き過ぎることが良く知られる。しかし、殆どの人々の皮膚孔は、本発明の装置を介して、この薬物複合物を受容するのに十分大きい。従って、本発明の重要な特徴は、皮膚の孔を開口することにより、自然の皮膚障壁を安全で且つ非浸襲的に破壊して、効果的な経皮的薬物投与方法を実現することである。

装置及びその「小型」形態は拡張性のあることが、本発明の範囲内に含まれる。例えば、小型ガスカートリッジを使用する、より小型寸法の形態でさえも、単に、指等の小さな体の部分に対して上記の又は別の薬剤／医療物質を投与するために提供されても良い。インスリンに加えて、水に溶解可能で処置スーツに移送するためのＣＯ₂−水混合物と結合可能である、任意の別の合成物が使用可能であった。その様な場合において、使用者は、ＣＯ₂が体内に侵入することによりもたらされる、任意の付随的健康効果により、別の合成物によるのと同様に、自動的に利益を受ける。

装置が吸収スーツを使用しないで、霧状の混合物を皮膚に投与するように使用しても良いことも、本発明の範囲内に含まれる。ＣＯ₂の経皮的投与は、皮膚に近い（例えば、約25.4又は50.8mm（１又は２インチ）離れて）吐出（投与）チューブの開口端（もう一方の端部は吐出ユニットに繋がる状態で）を保持して皮膚に霧状にして吹きつけることにより、又は皮膚に高濃度のＣＯ₂を散布することにより実施しても良い。吸収スーツは、それらが霧状のミストを体部分の周りで制御可能な期間保持するので、より高い有効性を実現できる。しかし、ＣＯ₂の上記の高い皮膚透過性により、効果的な処置がその様なスーツなしでも実施可能である。

実際に、ＣＯ₂自体が本質的に、医療的な又は薬剤的な物質と考えられても良い。本発明の所掌範囲はまた、広範な、医療的で薬剤的又は精製されたガス及び関連する物質の使用を含む。一般的に、その様なガスは、ガスが重要な生物学的運搬分子であり、約束された生物学的効果を示しており、天然に発生するガスは低い毒性の様子を有すると分かっており、それらの特性は別の医療原理の適用を可能にして良いので、治療の革新に優れた機会を提供する。医薬におけるガスの現在の使用は、僅かに研究されてきた。従って、本発明は、医療ガスの人体器官への皮膚の孔を介する安全で非浸襲性の投射のための、有効な医療装置又は薬剤投与システムを提供可能である。

本発明の実施の形態の前述の記述は、図解及び説明目的で提示される。排他的であること、又は本発明の実施の形態を開示された形に限定することを意図せず、明らかに、多くの修正形態及び変形形態が可能である。例として、上記の実施の形態は、非常に少量の水を使用した「乾燥した」形態を使用しながら、本発明の吐出ユニット２もまた、「湿った」形態として形成可能であり、吐出ユニット２は、浴槽内等の開放水内に設置される。混合室にある種々の孔又は入口は、ＣＯ₂カートリッジからのガス流により吸引される際に、開放水が混合室へ流入することを可能にする。混合室等の壁に配置された、上記の円錐形状の片又はバッフル等の静的混合要素の組み合わせは、水とガスの流れの導入／細分割／伸張／拡散を引き起こして、開放水において所望で均一なガス−水の分散を実現しても良い。このようにして、例えば、浴槽の水は、治療入浴のためにＣＯ₂が豊富であっても良く、軽量で低価格で且つ視覚的に保守不要であって更に電気を使用しない、装置を使用する便利な治療を提供する。無機塩及びエッセンシャルオイル等の添加物はまた、処置効率を向上させるように開放水に適用されても良い。

更に、本発明は、予防薬、スポーツ医薬、獣医用薬剤、空間生物医学産業（例えば、空間において筋肉及び骨が少ない）、リハビリ医薬、及び軍隊のための軍健康支援における用途を含む、多角化された用途の可能性を有しても良い。排水処理及びガス−液体分散等の分野（即ち、清涼飲料製造代替手段として）において本発明の分散技術の別の用途が予測されても良い。当業者には明白である、その様な修正形態及び変形形態は、添付する請求項の範囲により規定されるように、本発明の範囲内に含まれることが意図される。

Claims (20)

1. 医療又は治療用ガスによる装置の使用者の処置において使用するための可動な処置装置であって、
   水を含み且つ動きのない混合手段を有するための混合ユニットと；
   カートリッジ穴開けモジュールを介して、前記混合ユニットに取り外し可能に設置されるガスカートリッジユニットであって、圧力調整弁が前記混合手段を介して前記カートリッジからのガスの流量を調整して、前記ガスを前記使用者に経皮的に投与するために効果的である、規定されたガス−水混合物を実現する、ガスカートリッジユニットと；
   処置されるべき使用者の体の少なくとも１つの部位の周りに空間を形成するための着用可能な収容スーツであって、前記スーツが、前記ガスを、前記経皮的投与により前記部位を処置するように投与するために、前記混合ユニットに接続する、着用可能な収容スーツと；
   を具備することを特徴とする可動な処置装置。
2. 前記ガスは、ＣＯ₂ガスであり、生成された前記ガス−水混合物は、前記部位を処置することにおいて、経皮的投与に有効なＣＯ₂濃度を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の可動な処置装置。
3. 前記ガス−水混合物は、約40,000ppmの水蒸気濃度を有する、霧状の混合物であることを特徴とする請求項１に記載の可動な処置装置。
4. 前記ガス−水混合物は、約４pHを有することを特徴とする請求項１に記載の可動な処置装置。
5. 前記水の温度は、35−70℃の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の可動な処置装置。
6. 前記ガス−水混合物は、前記部位を処置することにおける経皮的投与に有効である、飽和レベルを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の可動な処置装置。
7. 前記動きのない混合手段は、中央地点に孔を有する少なくとも１つの円錐形状のバッフルを具備しており、
   前記ガス−水混合物が前記孔を通り流れる際に、その側壁は、ガスと水を混合する、ことを特徴とする請求項１に記載の可動な処置装置。
8. 前記動きのない混合手段は、複数の円錐形状のバッフルを具備しており、
   それらの中央地点は、１つの軸線に沿って整列することを特徴とする請求項１に記載の可動な処置装置。
9. 前記カートリッジからの前記ガスの流れは、前記混合手段を介しての前記水による混合を含み、更に着用可能な前記収容スーツに対して前記ガスを投与することを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の可動な処置装置。
10. 前記ガスカートリッジは、前記カートリッジを前記装置内にねじ込むことにより作動可能であり、前記カートリッジ穴開けモジュールにより前記ガスカートリッジに穴開けさせ得る、ことを特徴とする請求項１に記載の可動な処置装置。
11. 前記圧力調整弁は、前記ガスカートリッジからのガス流出の圧力を、規定されたアイドルレベルに調整する、ことを特徴とする請求項１に記載の可動な処置装置。
12. 前記混合ユニット内で圧力を調整するために、前記水で前記混合ユニットを充填するための充填開口において、圧力逃がし手段を更に具備する、ことを特徴とする請求項１に記載の可動な処置装置。
13. 前記ガス−水混合物は、前記ガスの均一な分散を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の可動な処置装置。
14. 前記ガス−水混合物は、前記使用者への経皮的投与のために、別の薬剤物質を更に具備する、ことを特徴とする請求項１に記載の可動な処置装置。
15. 医療又は治療用ガスによる個別の使用者の部位を処置する処置方法であって、
    動きのない混合手段を含む混合ユニットを有する可動な治療装置を、水で充填する手順と；
    前記混合ユニットに接続して、処置されるべき使用者の体の少なくとも１つの部位の周りに空間を形成するための着用可能な収容スーツを取り付ける手順と；
    ガスカートリッジを前記混合ユニットに、カートリッジ穴開けモジュールを介して取り外し可能に設置する手順と；
    を具備する、処置方法において、
    圧力調整弁は、前記混合手段を介して前記カートリッジからのガスの流量を調整して、前記ガスを前記使用者に対して経皮的に投与するために効果的である、規定されたガス−水混合物を実現しており、
    該処置方法は、前記ガスを前記収容スーツに吐出して、前記経皮的投与を介して前記部位を処置する手順を具備する、ことを特徴とする処置方法。
16. 前記ガスは、ＣＯ₂ガスであり、生成された前記ガス−水混合物は、前記部位を処置することにおいて、経皮的投与に有効なＣＯ₂濃度を含む、ことを特徴とする請求項１５に記載の処置方法。
17. 前記ガス−水混合物は、約40,000ppmの水蒸気濃度を有する、霧状の混合物であることを特徴とする請求項１５に記載の処置方法。
18. 前記吐出されたガスは、前記使用者への経皮的投与のための治療又は医療用物質である、ことを特徴とする請求項１７に記載の処置方法。
19. 該方法は、前記使用者の血液循環健康状態及び血管健康状態を改善する、ことを特徴とする請求項１７に記載の処置方法。
20. 該方法は、人体の慢性又は急性の疾病を処置する、ことを特徴とする請求項１７に記載の処置方法。

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