JP2749721B2 - レーザーを使用して皮膚表面を剥す方法 - Google Patents

レーザーを使用して皮膚表面を剥す方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、現在1993年７月13日に付与された特許第5,
226,907号である1991年10月29日出願の出願番号第07/78
3,789号の一部継続出願であった、1993年１月19日に出
願の出願番号第08/005,810号の、一部継続出願である。
本発明は、人間の皮膚の表皮層を取り除く方法であり、
特に、レーザーを利用する方法に、関連する。
発明の背景 人間の皮膚の表皮は、複数の明確な皮膚組織層を含
む。これら組織層は、図１に、ブロック図の形式で示さ
れている。最も奥の層は、柱細胞から構成される基底層
である。上方向に次の層は、多面体の細胞から構成され
る有棘層である。
有棘層から押し上げられた細胞は、平らに伸ばされ、
かつケラトヒアリン顆粒を合成することによって、顆粒
層を形成する。これら細胞が、外方向に移動する際に、
その核を解き、ケラトヒアリン顆粒は、張原線維と溶融
し、かつこれらと混ざる。これによって、淡明層という
透明の層が形成される。淡明層の細胞は、密に詰められ
ている。
細胞は、淡明層から上方に移動する際に、多層の不透
明な鱗屑に圧縮される。これら細胞は、すべて細胞の平
らな残存物であり、かつ完全にケラチンで満たされ、核
を含むすべてのその他の内部構造を失っている。これら
鱗屑は、表皮の外側の層である角質層を構成する。角質
層の底には、細胞は密に詰まっており、相互に強く粘着
しているが、外側の層においては、細胞は緩く詰ってお
り、最終的には表面においてはがれ落ちる。例えば、50
才の顔における頬の皮膚においては、角質層の外側の層
は、特徴的に、約15層から構成されており、この層は、
毎月約１または２層の速さではがれ落ちる。その結果と
して、我々は、１年に約２回完全に新しい角質層を得
る。
人間の皮膚の表面層をいくつか取り除くだけで、一般
的に、より若く見える皮膚が得られることが、公知であ
る。多くの技術によって、この効果を得ることが試みら
れている。軽い日焼けによって、皮膚はわずかに水泡を
形成し、その後、皮膚の外側の層がはがれ落ちる。この
結果は一般的に、より若く見える皮膚表面である。類似
の結果は、剥離方法によって得られ、ここでは、例え
ば、実際に、細かい紙やすり等の剥離素材で表面層をこ
すり取る。
最近の試みにおいては、レーザー光線を用いて、皮膚
の表面の層が「熱にさらされる」。このように熱にさら
すことによって、皮膚は水泡を形成し、その後表面の層
をこすり取ることが可能になる。また、別の者は、外側
表面を気化するレーザーで試験を行ってきた。これらの
従来技術による方法は、多少の有利な結果を提供する
が、同時に、患者を潜在的な危険にさらす。わずかな日
焼けによって、皮膚への長期損傷の基礎が提供される危
険がある。剥離方法によって、多くの場合、傷と痛み、
そして時には感染、かさぶた、およびわずかな瘢痕を引
き起こす。
発明の概要 本発明は、人間の皮膚における、表面に近い表皮細胞
を取り除くための方法を提供する。光の少なくとも一つ
の波長において、高度の吸収力を有する不純物が、皮膚
の表面に局所的に湿布される。不純物のいくらかは、表
面に近く位置する表皮細胞の間のすき間に浸潤すること
が強いられる。この皮膚の部分には、上記の波長の短い
レーザーパルスが照らされ、そのうち少なくとも一つの
パルスは、多少の粒子を破裂させるために充分なエネル
ギーを有し、これによって、表面に近い表皮の皮膚細胞
がはぎ取られる。好適な実施例においては、１ミクロン
の黒鉛粒子およびNd:YAGレーザーを使用する。
図面の簡単な説明 本発明の好適な実施例は、図面を参照して説明し得
る。
第一好適実施例−ND:YAG 表皮の外側の層 本発明の第一好適実施例は、図２乃至10を参照して説
明され得る。図２は、例えば50才の女性の皮膚におけ
る、人間の表皮の外部（上部三層）の一部分の特徴的な
断面図である。図示されているものは、15細胞の厚さを
有する角質層１と、３細胞の厚さを有する淡明層２と、
３細胞の厚さを有する顆粒層である。全体の厚さは、約
100ミクロン（0.10mm）である。
角質層の個別の細胞は、約10乃至15ミクロンの長さ、
約５ミクロンの幅と、最高２ミクロンの厚さを有する。
上層の細胞は、緩く相互に粘着している。細胞間のすき
間は、０間隔から、約１から２ミクロンの範囲に亘る。
炭素溶液の湿布 この好適な実施例の第一工程においては、図３で示す
ように、皮膚表面に炭素溶液の層を局所的に湿布する。
この溶液には、ベビーオイルに１ミクロンの黒鉛粉末を
含む。黒鉛対オイルの比率としては、重量で計って、黒
鉛20％を、オイル80％に懸濁する。図４に示す次の工程
においては、多少の炭素粒子を、角質層の表面下に押し
込むことである。これは、好適には、1cm2につき0.2ワ
ットおよび10MHzで作動する超音波ユニットによって行
われる。
ここにおいては、ヒューレット・パッカード（Hewlet
t Packard）社のモデル3325Aパルス発生器およびモデル
A5525パラメーター変換器を使用する。この周波数にお
ける超音波処理を約５分行うことによって、多量の炭素
粒子が、下方向に角質層のいくつかの層を通って押し込
められることが認められた。超音波処理の結果は、図５
に示される。この炭素粒子の配分は、豚の皮膚において
実証された。この豚の皮膚の生検材料の顕微鏡による検
査によって、図５に示される配分が示された。図５で示
すように、黒鉛粒子の層が２層表面上に残され、粒子６
の一部分が、表面下に配分される。
パルス照射 次の工程では、皮膚表面に、1.06μｍの周波数におい
て、約3J/cm2のNd:YAGレーザーパルスを照射する。パル
ス周波数は約5Hzであるが、各区域が、約1Hzの周波数の
パルスを受けるよう、光線を走査する。黒鉛は、この1.
06μｍの波長のレーザーエネルギーを非常に吸収し易
い。気化の潜熱は、冷たい固体の黒鉛について、約104J
/cm3である。よって、１ミクロンの立方体（10-12cm3）
を気化するためには、約10-8Jを必要とする。3J/cm2の
パルスで、かかる１ミクロンの粒子（１×10-8cm2）の
表面に当たるエネルギーは、３×10-8Jであり、粒子を
気化するために必要なエネルギーの約３倍である。この
エネルギーは、数ナノ秒間に加えられるため、熱が拡散
する時間はなく、パルスが照らされた際に激しく破裂
（explodes）する。一パルスの効果は、多少の黒鉛（特
に、より小さい粒子）を気化し、かつより大きい黒鉛粒
子を壊すことであり、これによって生じるより小さい粒
子は、高エネルギーで飛び散る。（後続のパルスは、以
前のパルスによって造られたより小さい粒子を気化す
る。） よって、第一パルス７の結果、黒鉛粒子の第一層は、
図６において８で示すように、破裂する。第２層および
皮膚表面は、効果的に第一パルス７から、第一層によっ
て保護される。皮膚の上の多少の炭素粒子は、第一層に
おける粒子の破裂から生じる衝撃波の結果、皮膚の中に
押し込まれている。１秒後の第二パルス９は、図７にお
いて10で示すように、第二層を気化する。以前と同様、
追加の粒子が皮膚の中に押し込まれる。皮膚は、かなり
効果的に第二層によってパルス９から保護されている。
しかし、第三パルス11は、皮膚および皮膚の下の炭素粒
子と作用する。1.06波長のレーザーのエネルギーは、人
間の皮膚における消衰の長さが数センチメートルである
ため、パルスのエネルギーのうちわずかな部分しか皮膚
組織に吸収されないが、表面下の黒鉛粒子はこれを多く
吸収し、また図８に示すように、第三パルス11からのエ
ネルギーの吸収の際に、粒子は激しく破裂し、これによ
って、図８に示すように、破裂する細胞の上にある角質
層の死んだ細胞をはぎ取る。わずかな粒子は、パルス11
から保護される可能性はあるが、４つの追加のパルス13
のうち３つは、図９に示すように、実質的にすべての黒
鉛粒子が破裂するよう、確保する。
図10は、レーザー照射後の皮膚表面の断面図である。
この図は、上記のように処理された、豚の皮膚の生検結
果に基づく。この皮膚は、アルコールに浸した布で軽く
洗い、乾燥させることによって、図11に示す表面が得ら
れる。図11に示す図は、図２のものと比較可能である。
角質層の死んだ細胞の層が約３層、取り除かれているこ
とがみられる。これは痛みを伴わず、熱の感触もなく、
皮膚組織に大きな損傷を与えない。
炭素に吸収されなかったNd:YAGレーザーエネルギー
は、害を生じることなく、皮膚および皮膚の下の組織に
消散する。好適には、わずかにそれる光線が提供され、
これによって、光線が皮膚に当たった後に、分散するこ
とが確保される。この好適な実施例においては、表面の
スポットの寸法は0.5cm（直径）であり、10度の角度で
分散する。
第二好適実施例（制限付） 第二好適実施例は、第一好適実施例と同じであるが、
異なる点は、炭素とオイルの懸濁液が皮膚表面に置かれ
た後、薄い、平らなガラス片（例えば、顕微鏡ガラス）
が懸濁液の上にしっかりと置かれることによって、小さ
い破裂を制限し、またレーザー光線のいくつかのパルス
（好適には、１つまたは２つ）は、このガラスを通し
て、懸濁液の各部分に当てる。さらに、超音波ユニット
は使用されない。その効果は、表皮の上部層が、その表
面下において、黒鉛の微粒子によって汚染されるよう、
大幅に促進することである。この効果は、図12および13
に図示される。１つまたは２つのパルスが、炭素微粒子
による実質的な表面下夾雑を達成するために充分であ
る。この処理の後、ガラスは取り除かれ、第一実施例に
ついて上記に説明した方法が、ほとんどすべての黒鉛が
気化するまで継続される。別の実施例においては、レー
ザー光線が透過可能な使い捨て式プラスチック版が、こ
のガラス版の代わりに使用され得る。使い捨て式プラス
チック版は、レーザーの関節アーム、または関節アーム
に連結した手の部分として、構成され得る。
皮膚組織に物質を押し込むこの方法は、皮膚に入れ墨
をし、または皮膚を通して薬物を投与するために使用さ
れ得る。本発明の発明者のうち少なくとも一人は、特に
かかる方法を請求の範囲とするCIP出願を行うことを予
定している。
第三好適実施例−CO2 第三の好適実施例は、CO2パルスレーザーを利用す
る。好適な作用パラメーターは、波長10.6ミクロン、パ
ルス毎のエネルギー密度2.5J/cm2、パルス直径1cm、パ
ルス時間50ns。10.6ミクロンのレーザー光線は、約40ミ
クロンの皮膚内の消衰距離を有するが、その理由は、パ
ルスエネルギーが水に大きく吸収されるためである。炭
素は、これをより大きく吸収する。消衰距離は、１ない
し２ミクロンと見積もられる。
この方法は、上記に説明したものに非常に類似する。
黒鉛が、上記と同様、超音波を用いて湿布され、多少の
炭素を表面下に押し込む。レーザーパルスは、上記と同
様に当てられ、最初の２つのパルスまでは、類似の結果
を生じ、炭素の層を２層を取り除く。第三パルスは、し
かし、皮膚表面下の炭素を気化することに加えて、組織
の薄い面を気化する。よって、（１）表面下の粒子の破
裂に起因する組織の機械的取り除きと、（２）約２乃至
３ミクロンの厚さの表皮組織の表面層の気化との、両効
果が得られる。
第四好適実施例−液体汚染物 染料１対水50の割合で、黒色の食品用染料で染めた温
水溶液を準備する。ガーゼで、10分間、皮膚表面に湿布
する。黒色の温水は、角質層の上部層のすき間に浸潤す
る。（このすき間は、通常、空気で満たされている。）
ガーゼを取り除き、１サイトにつき１または２パルス
を、10.6ミクロンおよび50ナノ秒のパルス時間で作用
し、パルスが1cm2につき2Jのエネルギー密度を有する、
CO2レーザーを用いて、照らす。これら短いパルスは、
選択的に染料水溶液に充分なエネルギーを加えることに
よって、瞬間的に水を気化し、皮膚部分における最上部
角質細胞をはぎ取る。
この実施例の代わりに、黒色食品用染料の代わりにイ
ンドシアニングリーンを温水に加えることが可能であ
る。インドシアニングリーンは、例えば、Nd:YAG、C
O2、アレクサンドライト、Ti:サファイヤおよびGa:Asダ
イオードレーザーから発生するような赤外線を、吸収す
る。水は、CO2レーザーエネルギーを非常によく吸収す
るため、水をベースとした多くのスキン・ローション
が、CO2レーザーとともに使用され得る。
他の実施例 レーザー媒体技術（laser−mediucian）の当業者は、
他に数多くのレーザーと汚染物（夾雑物:contaminant）
の組み合わせが、本発明を実施するために使用され得る
ことを認めるであろう。この組み合わせの重要な特質
は、以下のものである。
１）汚染物は、レーザー光線の波長にてエネルギーを非
常によく吸収可能であることを要する。
２）レーザー光線は、非常に短いパルス（パルス時間が
１ミクロ秒未満）を有するパルス光線であることを要す
る。
３）汚染物は、表皮の上部層に浸潤可能であることを要
する。
４）汚染物は、レーザーエネルギーの吸収時に表皮細胞
をはぎ取るために充分なエネルギーで破裂することを要
する。
本発明の出願人は、FDAに入れ墨用に承認されたアク
リルの入れ墨インクを試験的に採用した。スポールディ
ング・アンド・ロジャーズ（Spaulding and Rogers）か
ら市販された黒色および青色入れ墨用インクは、1Hz、
1.06ミクロンで作用し、かつパルスが3J/cm2のエネルギ
ー密度を有する、Nd:YAGレーザーとよく作用するように
みえる。他の色ではあまり成功は得られなかった。
上記説明は、多くの特定数を含むが、読者は、これら
を本発明の範囲の限定として解するべきではなく、その
好適な実施例の例示としてのみ解するべきである。当業
者においては、その範囲において多くの変形が考えられ
る。従って、読者は、本発明の範囲を、挙げられた例で
はなく、添付請求項およびその適法な等価物によって決
定することが要求される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンター，アレン，エム. アメリカ合衆国，カリフォルニア州 92122，サン ディエゴ，ブラッグ ス トリート 5435

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】人間の皮膚における、表面に近い表皮細胞
    を取り除くための方法であって、 a.居所的に、該皮膚の部分に、人間の表皮の外側の層を
    貫通する、少なくとも一つの光の周波数帯において、高
    吸収力を有する汚染物を湿布し、 b.該汚染物のいくらかが、該表面に近い表皮細胞の間の
    すき間に浸潤するよう強制し、 c.該皮膚の部分を、該少なくとも一つの光の周波数帯の
    パルスで照らし、該パルスの少なくとも一つが充分なエ
    ネルギーを有するため、該汚染物の少なくとも部分が破
    裂し、その際に該表面に近い表皮細胞の数個がはぎ取ら
    れる、 工程を備えた方法。
  2. 【請求項２】前記汚染物が多数の炭素粒子を備える、請
    求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】超音波装置を利用して、前記数個の炭素粒
    子が前記すき間に浸潤するよう強制する、請求項２記載
    の方法。
  4. 【請求項４】前記汚染物の部分の少なくとも一つの強制
    的破裂を利用して、前記いくらかの汚染物が前記すき間
    に浸潤するよう強制する、請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】前記少なくとも一つの光線の周波数帯につ
    いて透過可能である制限的手段が、前記強制的破裂時間
    につき、前記強制的破裂を制限する目的で、前記局所的
    に湿布された汚染物の上にしっかりと置かれる、請求項
    １記載の方法。
  6. 【請求項６】前記制限的手段がガラス版である、請求項
    ５記載の方法。
  7. 【請求項７】前記制限的手段がプラスチック版である、
    請求項５記載の方法。
  8. 【請求項８】前記プラスチック版が関節アームの部分で
    ある、請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】前記炭素粒子が黒鉛粒子である、請求項２
    記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記黒鉛粒子がオイルと混合される、請
    求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記オイルがベビーオイルである、請求
    項10記載の方法。
  12. 【請求項１２】前記炭素粒子が最高約１ミクロンの寸法
    を有する、請求項２記載の方法。
  13. 【請求項１３】前記パルスがNd:YAGレーザーからのパル
    スである、請求項２記載の方法。
  14. 【請求項１４】前記パルスがCO2レーザーからのパルス
    である、請求項２記載の方法。
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US08/257,021 1994-06-08
PCT/US1995/007058 WO1995033518A1 (en) 1994-06-08 1995-06-05 Skin surface peeling process using laser

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