JP2019513438A - パルス音響波皮膚クリアリングシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、米国仮特許出願第62/312,372号(2016年3月23日出願)に対する優先権を主張し、上記出願は、その全体が参照により引用される。
本発明の実施形態は、概して、衝撃波の治療用の使用に関する。より具体的には、限定ではないが、本発明の実施形態は、皮膚クリアリングシステム(dermal clearing system)および同システムの用途で使用するための治療用衝撃波(治療用の使用を伴う衝撃波)を発生させるための装置に関する。
本発明者らのうちの1人による、米国特許出願第13/574,228号(国際公開第WO2011/091020号(特許文献1)として公開された第PCT/US2011/021692号の国内段階出願)は、変換器を使用して、高いパルスレートで衝撃波を生成するためのデバイスを開示する。そのデバイスは、1MHz〜1000MHzの少なくとも1つの周波数を有する音響波を放出するように構成される、音響波発生器と、音響波発生器に結合される衝撃波筐体と、衝撃波筐体内に配置される衝撃波媒体とを含み、本装置は、音響波発生器が、音響波を放出する場合、音響波の少なくとも一部が、衝撃波媒体を通して進行し、衝撃波を形成するであろうように構成される。そのデバイスは、患者内の粒子に患者の1つ以上の細胞を断裂させるように構成される、衝撃波を形成するように、作動されることができ、衝撃波が粒子に細胞のうちの1つ以上の細胞を断裂させるように、衝撃波は、患者の細胞に向かわせられることができる。本音響変換器デバイスは、高い周波数またはパルスレートで、高出力衝撃波を生成することができる。
従来技術の文献は、衝撃波を提供するためにEHシステムを使用する、より速いパルスレートが、組織損傷につながり得ることを示している。例えば、ある研究(Delius,Jordan,&他,1988)[2]では、腎臓が3,000発の衝撃波に暴露されたイヌの群において、正常なイヌ腎臓への衝撃波の影響が検査された。群は、それぞれ、100Hz〜1Hzであった衝撃波投与率のみで異なった。24〜30時間後に剖検が行われた。肉眼的および組織学的に、衝撃波が(1Hzと対比して)100Hzのレートで投与された場合に、有意に多くの出血が腎実質で起こった。結果は、腎臓損傷が衝撃波投与率に依存していることを示した。
従来技術で見出されるパルスレートへの感受性の1つの理由は、部分的に組織の緩和時間によるものであり得る。細胞は、弾性および粘性特性の両方を有し、したがって、粘弾性物質である。殆どの従来の物質と異なり、細胞は、印加された応力または内部応力の程度に応じて、それらの弾性係数と高度に非線形である(Kasza,2007)[6]。ある研究(Fernandez (2006)[3]は、線形領域からべき乗法則歪み硬化までの遷移を示す、架橋アクチンネットワークを有するゲルとして、線維芽細胞をモデル化できることを示唆する。
治療医学の別の分野では、レーザベースの皮膚治療の使用が、入れ墨除去、レーザ皮膚面再生、母斑のレーザ除去、皮膚病変のレーザ除去、レーザ植毛または脱毛、レーザ瘢痕除去、および多数の他の種々の手技で使用されてきた。これらの治療のそれぞれへの身体の自然な反応は、治療の有効性に課題を提起する。
実験が、皮内空胞を排除することを意図した、レーザ治療された皮膚に音響波発生器によって発生させられた高速パルス音響波の効果を観察するように、ゲッチンゲンミニブタで行われた。研究が、高速パルス電気水圧(EH)衝撃波発生器を使用したレーザ治療の結果として、皮内空胞によって引き起こされた「白化」の排除を実証するように行われた。
入れ墨は、本質的に、インク粒子の凝集体を含む、線維芽細胞、マクロファージ、および同等物等の貪食細胞である。捕捉されたインク粒子は、細胞の生物学的構造より密集しているため、入れ墨またはインク粒子を含む細胞は、その構造中の弾性に大きな差異を有する。衝撃波に曝されると、インク粒子を含む細胞は、密集粒子を含んでいない他の細胞と比較して、より大きな機械的歪みを受ける。衝撃波は、特定の弾性差異を有していない無傷線維芽細胞を残しながら、特定の細胞を断裂するために十分な最適周波数および振幅で送達され、インク粒子を加速させるように構成することができる。入れ墨および細胞から放出される粒子の除去の生物学的プロセスの詳細は、以下にさらに議論される。
従来の入れ墨(装飾、美容、および再建用)では、前述のように、顔料または染料が、真皮内に投与され、入れ墨を形成すると、顔料または染料は、概して、恒久的に定位置に残留する。
試験部位に関して、2分にわたってEH衝撃波治療を印加するステップは、入れ墨の色の復帰および「白化」の損失をもたらした。本時間周期中に、対照部位の「白化」の消散は観察されなかった。さらに、2回目のレーザパルスがEH発生器で治療された試験部位に印加されたとき、レーザパルスは、もう一度、鋭いスナップ音および黒色入れ墨部位の即時かつ実質的な「白化」をもたらした。2回目のレーザパルスをすでに「白化した」対照部位に印加するステップは、わずかな付加的「白化」のみとともに、鈍い音をもたらした。EH衝撃波を用いた3回目のレーザ治療の結果は、最初の2回に類似した。
音響波は、医用画像および薬物送達に使用される造影剤微小気泡の破壊のために以前から使用されてきた(Chatterjee D.,他,Ultrasound−medicated destruction of contrast microbubbles used for medical imaging and drug deliver,Physics of Fluid 17,100603 (2005)に示される通り)。これらの気泡の破壊は、典型的には、身体の中へのガスの拡散を可能にする、カプセル化膜を破裂させることの結果である。
入れ墨除去に加えて、本方法の実施形態は、前述で議論された表皮ならびに皮内空胞をもたらす種々のレーザベースの皮膚治療を補完および/または支援する高周波数衝撃波の印加を含み得る。本システムおよび方法のいくつかの実施形態は、表在性および深部空胞の即時形成をもたらす、任意のレーザ手技を支援するために使用され得る。入れ墨の除去と同様に、表皮および皮内空胞の形成は、空胞による後続のレーザパルスの遮蔽または遮断に起因して、反復有効レーザ治療の能力を限定する。結果として、反復レーザ治療は、通常、長い持続時間の休止周期なく投与されることができない。
Claims (32)
- 組織内の空胞を分散させるための前記組織の音響治療のための方法であって、前記方法は、
空胞を含む組織の場所を識別することと、
前記空胞を含む前記組織に音響波発生器を結合することと、
前記音響波発生器から前記空胞を含む前記組織の中へパルス音響波を向かわせることと
を含む、方法。 - 空胞を含む前記組織は、レーザを用いて前もって治療されている、請求項1に記載の方法。
- 前記音響波発生器から前記空胞を含む前記組織の中へパルス音響波を向かわせた後、レーザを用いて空胞を含む皮膚を治療することをさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 皮膚は、約0.1分〜約10分にわたって音響波発生器を用いて治療される、請求項3に記載の方法。
- 前記レーザ治療は、約1ナノ秒〜約1マイクロ秒のパルス持続時間を伴うレーザを前記標的皮膚に印加することを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記レーザは、Q−スイッチレーザまたはピコ秒レーザを備えている、請求項3に記載の方法。
- 前記レーザ治療は、入れ墨除去を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記レーザ治療は、レーザ皮膚面再生を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記レーザ治療は、母斑のレーザ除去を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記レーザ治療は、皮膚病変のレーザ除去を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記レーザ治療は、レーザ植毛を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記レーザ治療は、レーザ瘢痕除去を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記レーザ治療は、レーザ支援減毛を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記レーザ治療は、血管病変のレーザ除去を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記レーザ治療は、レーザ唇美白化を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記レーザ治療は、黒皮症のレーザ治療を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記音響波発生器から前記空胞を含む前記組織の中へパルス音響波を向かわせた後、レーザを用いて空胞を含む前記皮膚を治療することと、
単一の治療セッションにおいて少なくとも2回の反復に対して交互する様式で向かわせることおよび治療することを繰り返すことと
をさらに含む、請求項3に記載の方法。 - レーザを用いて空胞を含む前記皮膚を治療することは、前記パルス音響波を向かわせることの10分以内に実施される、請求項17に記載の方法。
- 前記パルス音響波を向かわせることの少なくとも2回の後続の反復は、10分またはそれ未満以内に実施される、請求項18に記載の方法。
- パルス音響波発生器を備えている皮膚クリアリングシステムであって、前記パルス音響波発生器は、パルス音響波を発生させ、前記発生させられた波を皮膚に向かわせ、表皮および皮内空胞をクリアにするように構成されている、皮膚クリアリングシステム。
- 前記発生させられた音響波は、約700KHz〜約100Mhzの周波数を有する、請求項20に記載の皮膚クリアリングシステム。
- 前記発生させられた音響波は、約1ナノ秒〜約1マイクロ秒のパルス持続時間を有する、請求項20に記載の皮膚クリアリングシステム。
- 前記発生させられた音響波は、約10Hz〜約1KHzのパルスレートを有する、請求項20に記載の皮膚クリアリングシステム。
- 前記発生させられた波のメカニカルインデックスMIは、約0.15〜約1.9である、請求項20に記載の皮膚クリアリングシステム。
- 前記パルス音響波発生器は、高速パルス電気水圧衝撃波発生器を含み、前記高速パルス電気水圧衝撃波発生器は、
チャンバおよび衝撃波出口を画定する筐体と、
前記チャンバの中に配置されている媒体と、
前記チャンバの中に配置され、1つ以上のスパーク間隙を画定するように構成されている複数の電極およびコンデンサと、
電圧パルスを前記チャンバの中の前記複数の電極およびコンデンサに印加するように構成されているパルス発生システムと
を備えている、請求項20に記載の皮膚クリアリングシステム。 - 前記パルス音響波発生器は、約10Hz〜約5MHzのレートのパルスで前記音響波を発生させるように構成されている、請求項20に記載の皮膚クリアリングシステム。
- 前記パルス音響波発生器は、メガソニック波発生器を含む、請求項20に記載の皮膚クリアリングシステム。
- 前記メガソニック波発生器は、約700KHz〜約20Mhzの周波数を伴うパルス音響波を生成するように構成されている、請求項27に記載の皮膚クリアリングシステム。
- 前記メガソニック波発生器は、約1ナノ秒〜約1マイクロ秒のパルス持続時間を伴うパルス音響波を生成するように構成されている、請求項27に記載の皮膚クリアリングシステム。
- 前記メガソニック波発生器は、約10Hz〜約1KHzのパルスレートを伴うパルス音響波を生成するように構成されている、請求項27に記載の皮膚クリアリングシステム。
- 前記メガソニック波発生器の電力は、前記メカニカルインデックス(MI)が約0.15〜1.8であるように設定されている、請求項27に記載の皮膚クリアリングシステム。
- 前記高速パルス電気水圧発生器は、ピーク圧力出力が約0.8MPa〜20MPaであるように設定されている、請求項27に記載の皮膚クリアリングシステム。
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