JP6845009B2 - 光及び超音波トランスデューサデバイス - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年３月１５日に出願された米国仮出願第６１／７９９，１５３号（これは参照によりその全体が本明細書の一部となる）に基づいており、その優先権を主張する。

治療又は美容目的で患者の皮膚に光及び／又は超音波を送達するための様々なデバイスが本技術分野において知られている。一般に、これらのデバイスは、デバイスの表面にわたって均一の光及び／又は均一の超音波フィールドを提供しない。例えば、従来の発光ダイオード（ＬＥＤｓ）が光源として用いられるとき、各ＬＥＤは、患者の皮膚に近づきすぎるとホットスポットを生じる可能性がある、点源として動作する。また、典型的なＬＥＤｓは比較的大きいビーム発散（例えば、両側に約６５度、計１３０度）を有するため、ＬＥＤが組織から十分な距離に位置しない限り、光フィールドは均一ではない。別の例としては、多くの従来の超音波トランスデューサは、５〜６又はそれより高いビーム不均一性比（すなわち、ビームにおけるピーク強度と平均強度との間の比）を有する。結果として、超音波の強度はデバイスの表面にわたって異なる。

皮膚表面にわたって光及び超音波を送達するためのデバイスが提供される。このデバイスは、基板により支持された光源及び超音波トランスデューサを含む層状構造を有する。光源は、第１の導電性層及び第２の導電性層に電気的に結合している可撓性発光体層を含み、この第１の及び第２の導電性層のうち少なくとも１つが透明である。超音波トランスデューサは、第３の導電性層及び第４の導電性層に電気的に結合している可撓性超音波エミッタ層を含む。典型的な実施形態において、光源は有機発光ダイオード又は複数の印刷された発光ダイオードのうち１つを含み、超音波トランスデューサは圧電コーティング（膜又は塗料）を含む。デバイスは、可撓性透明ヒータ層及び／又は電気刺激層を任意に含んでよい。好ましくは、デバイスは非常に薄く、約３ｍｍ以下の厚さを有し、可撓性及び適合可能性を有し、そのため皮膚表面に対して非平面接触表面を形成する。

光源は、デバイスの表面にわたって実質的に均一の強度の光を生成する。同様に、超音波トランスデューサは、デバイスの表面にわたって実質的に均一の強度の超音波を生成する。好ましくは、デバイスの表面にわたって生成された超音波が、３以下のビーム不均一性比を有する。超音波トランスデューサは、周波数２ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲の低周波数超音波及び／又は５００ｋＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲の周波数の高周波数超音波を生成する。一つの実施形態において、超音波トランスデューサは、低周波数超音波と高周波数超音波の両方を、同時にか又は順次に生成する、２周波数超音波トランスデューサである。光源及び超音波トランスデューサは、パルスモード又は連続モードにおいて、それぞれ、光及び超音波を送達することができる。

いくつかの実施形態において、デバイスはコントローラーに電子的に結合しており、このコントローラーはまた１又は複数のセンサーに電気的に結合している。コントローラーは、センサーからのセンサーデータを受け取り、受け取られたセンサーデータに応じてデバイスを動的に制御するよう作動可能である。一つの実施形態において、コントローラーは、受け取られたセンサーデータに応じて、デバイスの動作パラメーターを動的に調整する。例えば、コントローラーは、光源の始動及び停止、電圧、電流、光波長、パルス幅、変調周波数、デューティファクタ、又は光処置時間を調整することにより、光源を独立して制御してよい。別の例としては、コントローラーは、トランスデューサの始動及び停止、超音波処置時間、超音波周波数、又は超音波変調周波数を調整することにより、超音波トランスデューサを独立して制御してよい。

いくつかの実施形態において、コントローラーは、外部制御デバイスとの有線又は無線通信を可能にする通信モジュールに電気的に結合している。外部制御デバイスは、例えば、スマートフォン、タブレット型コンピューター、又はラップトップコンピューターを含んでよい。外部制御デバイスは、コントローラーを外部から制御するための制御アプリケーションを実行することができる。外部制御デバイスは同様に、リモートサーバーにホストされたアプリケーション又はデータにアクセスし、リモートサーバーに格納された情報に基づいて１又は複数の処置パラメーターを修正するために、通信ネットワーク（例えば、インターネットクラウド）を通じて通信してよい。

好ましい態様において、デバイスから発せられた光及び超音波は、皮膚表面を通り抜けて治療用又は美容用組成物を経皮的輸送させる。一つの実施形態において、治療用又は美容用組成物は、高分子量又は低分子量ヒアルロン酸、アスコルビン酸（ビタミンＣ）又はα−トコフェロール（ビタミンＥ）又はそれらの誘導体又はそれらの医薬的に許容される塩及びエステルのうち１又は複数を含む。

図１は、本発明に係る、非常に薄い層状構造の形の、光及び超音波を提供するデバイスの一般的な構造を示す。 図２は、本発明のデバイスの様々な典型的な形状の平面図である。 図３Ａは、本発明のデバイスにおいて使用するための典型的なＯＬＥＤ構造を示す。 図３Ｂは、本発明のデバイスにおいて使用するための典型的な印刷可能なＬＥＤ構造を示す。 図４は、本発明に係るデバイスの第１の典型的な実施形態を示す。 図５は、本発明に係るデバイスの第２の典型的な実施形態を示す。 図６は、本発明に係るデバイスの第３の典型的な実施形態を示す。 図７は、本発明に係るデバイスの第４の典型的な実施形態を示す。 図８は、本発明に係るデバイスの第５の典型的な実施形態を示す。 図９は、本発明に係るデバイスの第６の典型的な実施形態を示す。 図１０は、本発明に係るデバイスの第７の典型的な実施形態を示す。 図１１は、アレイ状に配置された本発明の複数のデバイスを含むシステムの第８の典型的な実施形態を示す。 図１２は、本発明のデバイスを制御するための第１の典型的な電子回路のブロック線図であり、一定の適用量を提供するように予めプログラムされている内部制御モジュールを備えている。 図１３は、本発明のデバイスを制御するための第２の典型的な電子回路のブロック線図であり、デバイスパラメーターの手動調整を可能にする外部制御モジュールを備えている。 図１４は、本発明のデバイスを制御するための第３の典型的な電子回路のブロック線図であり、フィードバックを与えてデバイスパラメーターの自動調整を可能にするセンサーを備えている。 図１５は、アレイ状に配置された本発明の複数のデバイスを制御するための第４の典型的な電子回路のブロック線図である。

典型的な実施形態の詳細な説明
本発明は、光エネルギー及び／又は超音波を提供する、非常に薄い層状構造の形の可撓性デバイスを対象とする。このデバイスの全体の厚さは、典型的には約１０ｍｍ以下（例えば、約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、１、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０５ｍｍ又はそれより小さい）である。デバイスは、光を提供するための少なくとも１つの可撓性光源及び／又は超音波を提供するための少なくとも１つの可撓性超音波トランスデューサを含む。中でも、このデバイスは、経皮的な薬物送達、美容用用途、及び皮膚／創傷治癒に用いることができる。このデバイスの利点は、デバイスにより生成される光エネルギー及び／又は超音波が、デバイスの表面にわたって実質的に一定であることである。別の利点は、デバイスの光源及び／又は超音波トランスデューサを形成する膜／層の積層された／積み重ねられた性質に起因して、このデバイスが可撓性であり、いかなる形状及びサイズの外形にも沿うことができ、そのためデバイスがいかなる体表面にも適合することができることである。このデバイスのさらなる利点は、比較的低コストで製造することができ、それ故に、このデバイスを使い捨てにすることができることである。閉ループで動作して適用量制御のためにマイクロコントローラーにフィードバックを提供する、１又は複数のセンサーを備える電子回路により、デバイスを任意に制御することができる。

図１は、薄い層状構造の形状の、本発明のデバイスの基本要素を示している。デバイス１０は、光源１２及び超音波トランスデューサ１４を含む。光源１２は、アノード５０とカソード６０との間に位置する可撓性発光体４０を含む。超音波トランスデューサ１４は、カソード６０とアノード７０との間に位置する可撓性超音波エミッタ３０を含む。カソード６０は、光源１２と超音波トランスデューサ１４の両方に共通のカソードである。適した電源がデバイス１０に接続される。好ましくは、光源１２に電力を供給するのには直流（ＤＣ）又はパルスＤＣが用いられ、一方、超音波トランスデューサ１４に電力を供給するのには交流（ＡＣ）が用いられる。

本発明の光源は、デバイスの表面にわたって実質的に一定の強度の光を生成するため、デバイスが患者の皮膚に接触する際に、実質的に均一の発光を提供する。以下により詳細に説明するように、光源は、例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤｓ）又は印刷可能な発光ダイオード（ＬＥＤｓ）（有機又は無機）（通称ＬＥＤインク）を含んでよい。ＯＬＥＤｓを用いると、ＯＬＥＤの製造の間、基板上の有機材料の堆積が比較的均一であることに起因して、光の強度はデバイスの表面にわたって実質的に一定になる。ＬＥＤインクを用いると、各光源は非常に小さくなり、このことによりＬＥＤｓは互いに非常に近く近接して位置することができる。製造の間、ＬＥＤｓは均一に印刷されてよく、それにより各ＬＥＤは点源として動作し、ここで、個々のＬＥＤｓからのビームは互いに実質的に平行であり、デバイスの表面にわたって実質的に均一の光を提供する。従来のＬＥＤｓとは異なり、本発明の光源は、実質的に均一の適用量の光を送達するために患者の皮膚から十分な距離に位置させる必要がない。本発明の光源が、患者の皮膚の表面上のホットスポットを減らし、患者により安全な送達を提供することができる、ということもまた理解できる。また、デバイスの表面にわたる実質的に均一の適用量の光は、治療効果のある同じ適用量で、組織の全てを効果的に処置することを保証する。

本発明の超音波トランスデューサは、デバイスの表面にわたって実質的に一定の強度の超音波を生成し、そのため実質的に均一の超音波フィールドを提供する。一態様において、超音波トランスデューサは、３以下の（例えば、約３、２．８、２．６、２．４、２．２、２、１．８、１．６、１．４、１．２、１又はそれより小さい）ビーム不均一性比（ＢＮＲ）（すなわち、ビームにおけるピーク強度と平均強度との間の比）を有する。以下により詳細に説明するように、超音波トランスデューサは、例えば、可撓性圧電コーティング（膜又は塗料）を含んでよい。この超音波トランスデューサが、患者の皮膚の表面上のホットスポットを減らし、患者により安全な送達を提供できる、ということが理解できる。また、デバイスの表面にわたって実質的に均一の適用量の超音波は、治療効果のある同じ適用量で、組織の全てを効果的に処置することを保証する。

デバイスは例えば、パッチ、パッド、マスク、ラップ、繊維、包帯又は円筒の形状であってよい。デバイスは、様々な形状及びサイズを有してよい。例えば、デバイスは、図２において一般的に示されているデバイス１０ａ〜１０ｆのような、正方形、長方形（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ）、円形、楕円形（ｅｌｌｉｐｔｉｃａｌ）、クローバー形、縦長形（ｏｂｌｏｎｇ）、又は三日月／月形であってよい。デバイスの片面の全体の表面面積は、例えば、１ｃｍ²〜１ｍ²であってよいが、典型的には表面面積は約１〜２０００ｃｍ²（例えば、約１、４、９、１６、２５、３６、４９、６４、８１、１００、１２１、１４４、１６９、１９６、２２５、２８９、３２４、３６１、４００、４４１、４８４、５２９、５７６、６２５、６７６、７２９、７８４、８４１、９００、９６１、１０２４、１０８９、１１５６、１２２、１２９６、１３６９、１４４４、１５２１、１６００、１６８１、１７６４、１８４９、１９３６又は２０００ｃｍ²又はそれらの間の又はそれらの間のある範囲）である。デバイスははそれ故に、患者の体の様々なエリア、例えば、顔、まぶた、まゆ、ひたい、唇、口、鼻、耳、首、及び胸、腕、脚、手、指、足、足指、腹部、などに適用されるのに、よく適合する。

デバイスの全体の厚さは、好ましくは約１ｃｍ以下（例えば、約１、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１ｃｍ又はそれより小さい）である。最も好ましくは、デバイスの全体の厚さは、約５ｍｍ以下（例えば、約５、４．８、４．６、４．４、４．２、４、３．８、３．６、３．４、３．２、３ｍｍ又はそれより小さい）である。

一態様において、デバイスはその形状において実質的に平面状であるが、好ましくは可撓性及び／又は適合可能性を有する。デバイスは、体の外形に適合できるように、好ましくは可撓性を有し、より好ましくは適合可能性を有する。

別の態様において、デバイスは、様々な療法及び美容用用途のために、皮膚表面に適用される。デバイスは、ゲルパッド（ヒドロゲルパッドなど）、ローション、ゲル、クリーム、軟膏、フォーム、ロールオン製剤、ムース、エアゾール及びノンエアゾールスプレーを含む、皮膚に適用される治療用及び／又は美容用組成物と共に用いてよい。

デバイスは、例えば、スピンコート、ナイフコート、スピンキャスト、ドロップキャスト、蒸着又はスパッタリング、結晶成長、パターン化エッチング、ディップコートを含む既知の方法により、又はスクリーン印刷、フレキソ印刷、凹版印刷、インクジェット印刷、３Ｄ印刷、オフセット法、転写プロセスなどの印刷技術により、又はスプレー塗布により、製造することができる。

本明細書中における記述の目的上、明示的に逆に特定されている場合を除いては、本発明は、様々な代わりの構成、位置付け及びステップシーケンスをとってよいということが理解されるべきである。本明細書中に記載されている及び添付の図面に示されている具体的なデバイス及びプロセスは、本発明の典型的な実施形態であることもまた理解されるべきである。従って、本明細書中に開示されている実施形態についての具体的な寸法及び他の物理的特性は、限定とみなすべきではない。

本明細書において用いられるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈上明確に別異に指図されない限り、複数形の言及を含む。それ故に、例えば、「層」（ａ 「ｌａｙｅｒ」）への言及は、文脈上明確に別異を表していない限り、２つ以上の当該層を有する態様を含む。

加えて、開示の特徴又は態様がマーカッシュグループで記述されている場合、当業者は、この開示はそれにより、マーカッシュグループの任意の個々の要素又は要素のサブグループでも記述される、ということを理解するだろう。

当業者に理解されるように、任意の及び全ての目的上（例えば、明細書を提供するという点から）、本明細書中に開示されている全ての範囲はまた、任意の及び全ての可能な部分範囲及びその部分範囲の組み合わせを包含する。任意の列記された範囲は、その範囲が少なくとも２等分、３等分、４等分、５等分、１０等分、などに分けられることを、十分に記述し及び可能にするものとして、容易に理解されることができる。非限定的な例として、本明細書中で議論される各範囲は、下の方の３分の１、中間の３分の１、及び上の方の３分の１にたやすく分けることができる。これもまた当業者に理解されるように、「〜まで（ｕｐ ｔｏ）」、「少なくとも（ａｔ ｌｅａｓｔ）」、などの全ての用語は、記載された数を含み、かつ上述のように、引き続いて部分範囲に分けることのできる範囲を指している。最終的に、当業者に理解されるように、範囲は各個々の要素を含む。それ故に、例えば、１〜３層についての言及は、１、２、又は３層を有するグループを指している。

本明細書において用いられるとき、「任意の」又は「任意に」という用語は、続いて記載された成分又は要素が存在してもしなくてもよいこと、及びその記載が前記成分又は要素が存在する例及び存在しない例を含むこと、を意味する。

本発明のデバイスの様々な要素／層について、ここでより詳細に説明する。

基板
いくつかの典型的な実施形態において、本発明のデバイスは、デバイス基板を含む。基板は、デバイスの様々な層／膜を支持することのできる任意の物質であってよい。デバイス基板は、好ましくは、可撓性を有する及び／又はデバイスが用いられる表面（例えば、患者の体の外形）に適合することができる。デバイス基板は、例えば、無機材料、有機材料、又は無機及び有機材料の組み合わせを含むことができる。デバイス基板は、例えば、金属、プラスチック又はガラスから作られてよい。デバイス基板は、デバイスの他の部品を支持する任意の形状であってよく、例えば、デバイス基板は、実質的に平ら又は平面状、湾曲状であってよく、又は実質的に平らな部分及び湾曲状の部分を有してよい。最も好ましくは、デバイス基板は本質的に、透明であり、可撓性であり、かつ適合可能性を有する。理想的には、材料は、ＵＶ、日光及びたいていの感染制御製品に耐性がある、ラテックスフリー、非毒性、非アレルゲン性材料である。

典型的な実施形態において、基板は、シリコン系材料、ゴム、熱可塑性エラストマー（ＴＴＰ）、又はポリエステル、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、などの他の高分子材料から構成されてよい。透明基板は、例えば、ポリエチレン、エチレン−ビニルアセテートコポリマー、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ＰＶＣ、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、及びフッ素化エチレン−プロピレン（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−エチレンコポリマー、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライドなどのフルオロポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリイミド又はポリエーテルイミドを含んでよい。

別の典型的な実施形態において、透明基板は、Ｍｙｌａｒなどのポリエステル膜である。別の態様において、基板は、ＡＰＴＩＶの名前でＶｉｃｔｒｅｘから市販されているポリエーテルエーテルケトン膜を含む。さらに別の態様において、基板は、Ｆｌｅｘｅｎｔの名前でＫｏｎｉｃａ Ｍｉｎｏｌｔａにより販売されている薄膜又はＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇにより販売されているＷｉｌｌｏｗ Ｇｌａｓｓなどの可撓性ガラスである。理想的には、有機層と直接又は間接に接触している基板は、熱に耐える並外れたバリア性能を有し、可撓性を提供し、一貫した信頼性を有することとなり、大量生産することができる。

導電性層（電極）
本発明のデバイスは、複数の導電性層（すなわち、電極）、すなわち、光源のカソード及びアノード並びに／又は超音波トランスデューサのカソード及びアノード、を含む。カソード又はアノードは、同一の導電性層が、光源及び超音波トランスデューサの両方に共通のカソード又は共通のアノードの役目を果たすような、共通電極を含んでよい。典型的な実施形態において、光源及び超音波トランスデューサは、それぞれアノードを有し、共通のカソードを共有している。この実施形態において、光源のアノードは、例えば、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を含み、ＴＣＯにはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、などがあるがこれらに限定されない。超音波トランスデューサのアノード及び共通のカソードはそれぞれ、例えば、アルミニウム、銅、金、モリブデン、イリジウム、マグネシウム、銀、リチウムフルオライド及びそれらの合金などの金属薄膜、又は非金属導電性層を含む。

光源は、１又は複数の電極を通して光を発さなければならないため、電極のうち少なくとも１つは透明である。透明電極は、皮膚に面するように設計された光源の面に位置付けられる。下部電極（すなわち、皮膚に面する電極）を通してのみ光を発するように意図されたデバイスにとって、上部電極（すなわち、皮膚とは逆側に面する電極）が透明である必要はない。上部電極は、それ故に、高い電気伝導率を有する不透明又は光反射金属層を有してよい。上部電極が透明である必要がない場合、より厚い層を用いてよりよい伝導率を提供することができ、反射電極を用いて、透明電極のほうに光を反射させることにより、透明電極を通して発される光の量を増加させることができる。両方の電極が透明である、完全に透明の光源もまた製造することができる。

各電極の厚さは、典型的には約２００ｎｍ以下（例えば、約２００、１８０、１６０、１４０、１２０、１００、９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０ｎｍ又はそれより小さい）である。好ましくは、各電極の厚さは１０ｎｍ未満（例えば、約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、１、０．８、０．６、０．４、０．２ｎｍ又はそれより小さい又はそれらの間のある範囲）である。

電極は、好ましくは本質的に可撓性である。典型的な実施形態において、１又は複数の電極の導電性材料は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープスズ酸化物（ＦＴＯ）、ＺｎＯ−−Ｇａ₂Ｏ₃、ＺｎＯ−−Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂−−Ｓｂ₂Ｏ₃、及びポリチオフェンなどの透明導電性ポリマー材料を含んでよいが、これらに限定されない。加えて、電極は、透明基板上にめっきされた銀若しくは銅のグリッド若しくはブッシュバー（ｂｕｓｈｂａｒｓ）又はポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）コーティングを備えた基板上に堆積された銀ナノワイヤ若しくはナノ粒子から構成されてよい。伝導率を向上させるために追加の導電性ポリマー層を追加してよい。

一態様において、透明導電性電極は、炭素系、例えば、炭素ナノチューブ、炭素ナノワイヤ、又はグラフェン、などであってよい。１つの好ましい電極（典型的には赤外線用）はグラフェンを含む。１又は２層のグラフェンが好ましいが、電極は約１〜２０層のグラフェンを含んでよい（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０層又はそれらの間のある範囲）。（１又は複数の）グラフェン電極はまた、それらの間に挟まれた光活性層を酸化から保護する効果を有する。それ故に、デバイスの環境安定性を向上させることができる。グラフェン電極は、複数のプラズモンナノ構造を任意に有してよく、この構造は様々な形態（球形、ロッド、ディスク、プリズム、など）を有してよい。典型的なナノ構造は、金、銀、銅、ニッケル、及び他の遷移金属で作られたものを含み、例えば金ナノ粒子、銀ナノ粒子、銅ナノ粒子、ニッケルナノ粒子、及び他の遷移金属ナノ粒子がある。一般に、可視スペクトルにおける表面プラズモン共振周波数の、酸化物及び窒化物などの任意の電気的に導電性の材料は、同一の目的のために、プラズモンナノ構造に作ることができる。典型的な実施形態において、プラズモン粒子は、約１ｎｍ〜約３００ｎｍ（例えば、約１、１０、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００ｎｍ、又はそれらの間のある範囲）のサイズを有する。

光源
いくつかの典型的な実施形態において、本発明のデバイスは、例えば、ＯＬＥＤｓ又は印刷可能なＬＥＤｓ（有機又は無機）を含んでよい、薄い光源を含む。一般的な言葉で言えば、光源は、アノード及びカソードを含む２つの導電性層（すなわち、電極）の間に位置する可撓性発光体を含み、ここで可撓性発光体は、アノード及びカソードに印加された電流に応じて光を発する。１つの典型的な光源は、透明基板、透明アノード、可撓性発光体、及び反射カソードを用いる。可撓性発光体から生じた光は、透明アノード及び透明基板を通して発せられる。これは通称、底面発光型光源である。あるいは、光源は、基板、反射アノード、可撓性発光体、透明カソード、及び透明封止カバーを含んでよい。可撓性発光体から生じた光は、透明カソード及び透明封止カバーを通して発せられる。これは通称、上面発光型光源である。本発明は、底面発光型構成及び上面発光型構成の両方を有する光源を含む。もちろん、当業者は、本発明に従って他のタイプの光源もまた用いてよいということを理解するだろう。

本明細書において用いられるとき、用語「透明」は一般に、光に対して透明であることを意味し、明確に透明であることと、半透明であることとの両方を含む。一般に、材料を照らす光の少なくとも約５０％、好ましくは約６０％、より好ましくは約７０％、より好ましくは約８０％及びさらにより好ましくは約９０％が、その材料を通り抜けることができる場合に、その材料は透明であると見なされる。逆に、用語「不透明」は一般に、光が実質的に吸収される又は反射される、例えば、光の少なくとも９０％が吸収される又は反射される、及び典型的には光の少なくとも９５％が吸収される又は反射される、材料を指す。

光源の全体の厚さは、好ましくは約３ｍｍ以下（例えば、約３、２．８、２．６、２．４、２．２、２、１．８、１．６、１．４、１．２、１、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０９、０．０８、０．０７、０．０６、０．０５、０．０４、０．０３、０．０２、０．０１ｍｍ又はそれより小さい）である。光源中の可撓性発光体の厚さは、好ましくは約２ｍｍ以下（例えば、約２、１．８、１．６、１．４、１．２、１、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０９、０．０８、０．０７、０．０６、０．０５、０．０４、０．０３、０．０２、０．０１ｍｍ又はそれより小さい）である。最も好ましくは、可撓性発光体の厚さは約１０〜２００ｎｍ（例えば、約２００、１８０、１６０、１４０、１２０、１００、９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、１０ｎｍ、又はそれらの間のある範囲）である。

ＯＬＥＤｓ
前述のとおり、本発明の光源は、可撓性発光体が有機薄膜であるＯＬＥＤｓを含んでよい。本明細書において用いられるとき、ＯＬＥＤｓに関する用語「有機（の）（ｏｒｇａｎｉｃ）」は、有機電気光学デバイスを製造するのに用いることのできる高分子材料及び小分子の有機材料を包含する。このような材料は、本技術分野において周知である。「小分子」は、ポリマーではない任意の有機材料を指し、「小分子」が実際はかなり大きいことがある、ということが理解されるだろう。「小分子」は、いくつかの状況では反復単位を含んでよい。例えば、長鎖アルキル基を置換基として用いることは、分子を「小分子」クラスから排除しない。「小分子」はまた、例えばポリマー骨格上のペンダント基として、又は骨格の一部分として、ポリマー中に組み込まれてもよい。「小分子」はまた、デンドリマーのコア部分としての役目を果たしてもよく、このデンドリマーは、コア部分の上に形成された一連の化学的シェルから成る。デンドリマーのコア部分は、蛍光又はりん光小分子エミッタであってよい。デンドリマーは「小分子」であってよく、ＯＬＥＤｓの分野で現在用いられている全てのデンドリマーは、小分子であるとされている。一般に、「小分子」は、分子量が単一の、はっきりと定義された化学式を有する一方で、ポリマーは、分子によって異なり得る化学式及び分子量を有する。

一般的に言えば、可撓性発光体において、電子及び正孔は再結合し、フォトンを放射する。可撓性発光体から発せられた放射フォトンエネルギーは、有機材料の最低空分子軌道（ｌｏｗｅｓｔ ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ（ＬＵＭＯ））レベルと最高占有分子軌道（ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ（ＨＯＭＯ））レベルとの間のエネルギー差に対応する。より低いエネルギー／より長い波長のフォトンは、より高エネルギーのフォトンにより、蛍光又はりん光プロセスを通じて、生じさせることができる。

以下に記載されるように、可撓性発光体は、１又は複数の正孔注入材料（ＨＩＭ）、正孔輸送材料（ＨＴＭ）、正孔阻止材料（ＨＢＭ）、電子注入材料（ＥＩＭ）、電子輸送材料（ＥＴＭ）、電子阻止材料（ＥＢＭ）、及び／又はエキシトン阻止材料（ＥｘＢＭ）を任意に含んでよい。

一態様において、発光エレクトロルミネセント層は、正孔注入材料（ＨＩＭ）を含んでよい。ＨＩＭは、アノードから有機層への正孔（すなわち、正の電荷）の注入を促進することができる材料又は単位を指す。典型的には、ＨＩＭのＨＯＭＯレベルは、アノードの仕事関数と同等又はそれより高く、すなわち、−５．３ｅＶ以上である。

別の態様において、発光エレクトロルミネセント層は、正孔輸送材料（ＨＴＭ）を含んでよい。ＨＴＭは、それが、正孔注入材料又はアノードから注入された正孔（すなわち、正の電荷）を輸送することができる材料又は単位であることを特徴とする。ＨＴＭのＨＯＭＯは通常高く、典型的には−５．４ｅＶより高い。多くの場合において、ＨＩＭは、隣接層に応じて、ＨＴＭとしての機能を果たすこともできる。

別の態様において、発光エレクトロルミネセント層は、正孔阻止材料（ＨＢＭ）を含んでよい。ＨＢＭは一般に、多層構造において発光層又は正孔輸送層に隣接して配置されるとき、正孔が素通りするのを妨げる材料を指す。これは通常、隣接層のＨＴＭのＨＯＭＯレベルと比較してより低いＨＯＭＯを有する。正孔阻止層は頻繁に、光発光層と電子輸送層との間に挿入される。

別の態様において、発光エレクトロルミネセント層は、電子注入材料（ＥＩＭ）を含んでよい。ＥＩＭは一般に、カソードから有機層への電子（すなわち、負の電荷）の注入を促進することができる材料を指す。ＥＩＭのＬＵＭＯレベルは通常、カソードの仕事関数（ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）と同等又はそれより低い。典型的には、ＥＩＭのＬＵＭＯは−２．６ｅＶより低い。

別の態様において、発光エレクトロルミネセント層は、電子輸送材料（ＥＴＭ）を含んでよい。ＥＴＭは一般に、ＥＩＭ又はカソードから注入された電子（すなわち、負の電荷）を輸送することのできる材料を指す。ＥＴＭのＬＵＭＯは通常低く、典型的には−２．７ｅＶより低い。多くの場合において、ＥＩＭも同様に、隣接層に応じて、ＥＴＭとしての役割を果たすことができる。

別の態様において、発光エレクトロルミネセント層は、電子阻止材料（ＥＢＭ）を含んでよい。ＥＢＭは一般に、多層構造において発光又は電子輸送層に隣接して配置されるとき、電子が素通りするのを妨げる材料を指す。これは通常、隣接層のＥＴＭのＬＵＭＯと比較してより高いＬＵＭＯを有する。

別の態様において、発光エレクトロルミネセント層は、エキシトン阻止材料（ＥｘＢＭ）を含んでよい。ＥｘＢＭは一般に、多層構造において発光層に隣接して配置されるとき、エキシトンが拡散するのを妨げる材料を指す。ＥｘＢＭは、発光層又は他の隣接層と比較して、より高い三重項レベル又は一重項レベルを有するべきである。

典型的なＯＬＥＤ材料は、Ｈａｍｍｏｎｄらの米国公開特許出願第２０１０／０１７９４６９号公報；Ｐａｎらの米国公開特許出願第２０１３／０００６１１９号公報；ＢｕｃｈｈｏｌｚらのＰＣＴ公開特許出願ＷＯ２０１２／０１０２３８号；及びＡｄａｍｏｖｉｃｈらの米国公開特許出願第２００７／０２４７０６１号公報に記載されており、これらの全ては参照により本明細書の一部となる。

図３Ａを参照すると、ＯＬＥＤのアノードとカソードとの間の可撓性発光体に見られる典型的な一連の材料は、ＨＩＭ、ＨＴＭ、発光層、ＨＢＭ、及びＥＴＭである。他の典型的な一連の材料は、ＨＴＭ、発光層、及びＥＴＭである。もちろん、他の一連の材料もまた、可能であり、本発明の範囲内である。さらに、ＯＬＥＤは１又は複数の中間層を含んでよい。

一態様において、可撓性発光体は単一層を含む。可撓性発光体は、例えば、発光性の共役ポリマー、電子輸送分子及び発光材料がドープされた正孔輸送ポリマー、又は正孔輸送分子及び発光材料がドープされた不活性ポリマーを含んでよい。可撓性発光体は、他の発光分子でドープすることのできる発光性有機低分子のアモルファス膜を含んでもよい。

別の態様において、可撓性発光体は、同一の発光層又は異なる（複数の）発光層のどちらかに、１又は複数の異なる発光材料を含んでよい。例えば、可撓性発光体は、５、４、３、２、又は１の放射光放出材料を含んでよい。様々な異なる発光材料は、上記の参考文献に記載された発光材料から選択してよいが、任意の他の適した発光材料を使うことができる。２つの発光材料が１つの発光層において用いられる場合、２つの発光材料のうちの１つの吸収スペクトルは、好ましくはもう片方の発光材料の発光スペクトルと重なる。発光材料は、積み重ねられた層又は横に並んだ構成に配置されてよい。発光層は、単一の発光体又は複数の発光体を形成する連続領域を含んでよい。複数の発光体は、実質的に異なる波長の光を発してよい。複数の発光体は発光層内で縦に積み重ねられてよく、又は複数の発光体は混合物を形成してよい。いくつかの実施形態において、ドーパントが有機ホストマトリクス内に分散される。一つの実施形態において、量子ドットの層が２つの有機薄膜の間に挟まれる。

別の態様において、可撓性発光体は、共通のアノード及び／又はカソードを共有する複数の層を含んでよい。この場合、個々の層は積み重ねられる。この積み重ねられた構成は一般に、連続する層が中間電極を共有するように、すなわち、積み重ねにおいて１つの層の上部電極が、もう１つの層の下部電極になるように、隣接層の間に配置された中間電極を含んでよい。積み重ねられた層は、異なる材料、及びそれ故に異なる発光スペクトル、から形成されてよい。

ＯＬＥＤｓは、可視範囲（３８０〜７００ｎｍ）、紫外範囲（ＵＶＡ：３１５〜４００ｎｍ；ＵＶＢ：２８０〜３１５ｎｍ；ＵＶＣ：１００〜２８０ｎｍ）、近赤外光（７００〜１５００ｎｍ）及び／又は遠赤外光（約１５００〜１１，０００ｎｍ）の光を生成してよい。可視光はおよそ３８０〜７００ｎｍの波長範囲に対応し、通常紫〜赤の色範囲として説明される。ヒトの眼は、紫外又は赤外範囲などの、この可視スペクトル外の波長の放射線を見ることができない。最も短い波長から最も長い波長までの可視スペクトルは一般に、紫色〜藍色（およそ４００〜４５０ｎｍ）、青色（およそ４５０〜４９０ｎｍ）、緑色（およそ４９０〜５６０ｎｍ）、黄色（およそ５６０〜５９０ｎｍ）、橙色（およそ５９０〜６３０ｎｍ）、及び赤色（およそ６３０〜７００ｎｍ）として説明される。紫外線は、可視の紫色光よりも短い波長を有し、赤外線は、可視の赤色光よりも長い波長を有する。発光スペクトルは、ＮＩＲ、ＵＶ、白色、赤色、緑色、青色、黄色、橙色、シアン、又はマゼンダスペクトル又はそれらの組み合わせから選択されるものであってよい。治療用及び／又は美容用目的での波長の選択は、同一のデバイスが多数の波長又は結合された波長を提供することができるように、適切な材料及び層を選択することによってなされてよい。異なる材料及び層を適切に混合することにより、出力スペクトルは、視覚的に実質的に白色になることもできる。個々の層の広帯域のスペクトルを混合して、ヒトの眼にとって自然な白色光に非常に近くなることのできる、又は治療用及び／又は美容用効果に必要とされる、出力スペクトルを形成することができる。

本発明のデバイスにおいて、発光層を用いる白色光を生成する多数の方法が存在する。１つの方法は、赤色範囲、緑色範囲、及び青色範囲の可視光を発する個々の発光層を使用することである。この発光層は単一層又は層状構造であってよい。他の方法は、青色又はＵＶからの単色光を広域スペクトル白色光に変換することのできるりん光性材料の使用、又は青色光の一部分のみを黄色発光りん光性材料で変換することによるものを含む。

一態様において、デバイスは、個々のスペクトルの半値全幅（ＦＷＨＭ）が５０ｎｍより大きく、１００ｎｍより大きく、１５０ｎｍより大きく、又は２００ｎｍより大きくなることのできるような、比較的広帯域のスペクトルを発する。別の態様において、デバイスは、約５０ｎｍより小さいＦＷＨＭの狭帯域スペクトルを生成してよい。このことは、組織又は光感作薬剤が狭い波長範囲に応答する、ある光線療法用途において有利となり得る。

可撓性発光体は実質的に透明であってよい。主に透明の層を用いる場合、個々の層からの発光を実質的に阻止することなく、複数の発光層を縦に積み重ねることができる。可撓性発光体は、単一又は多数の層、例えば、ｐ型及びｎ型の材料の組み合わせ、を含んでよい。ｐ型及びｎ型の材料は、層中で互いに結合してよい。この結合は、例えば、イオン結合又は共有結合であってよい。可撓性発光体の多数の層は、その間にヘテロ構造を形成してよい。

印刷可能なＬＥＤｓ
前述のとおり、本発明の光源は、印刷可能なＬＥＤｓ（有機又は無機）を含んでよい。以下に記載されるように、このようなＬＥＤｓを印刷するためのいくつかの既知の方法が存在する。

一つの方法において、光源は、可撓性基板上に（例えば、スクリーン印刷、フレキソ印刷などにより）印刷されることのできるダイオードインクを形成するために、１又は複数の溶媒及び粘度調整剤を含む、液体又はゲル中に懸濁及び分散された、複数の個々のＬＥＤｓを含む。一態様において、ＬＥＤｓの平均表面面積濃度は、約２５〜５０，０００ＬＥＤｓ毎平方センチメートルである。一般に、各ＬＥＤは、発光領域、発光領域の第１の面に位置する第１の金属端子、及び発光領域の第２の面上に位置する第２の金属端子を含む。各ＬＥＤの第１の及び第２の金属端子は、導電性層（すなわち、電極）に電気的に結合し、励磁されたときに発光領域が光を発することを可能にすることができる。

典型的な光源が図３Ｂに一般的に示されており、ここでは記載を平易にするため、５つのＬＥＤｓのみが備えられている。ここから分かるように、この光源は、可撓性基板８２上に配置された複数の導体８０ａ〜８０ｅを含む。複数のＬＥＤｓ８４ａ〜８４ｅは、ＬＥＤｓ８４ａ〜８４ｅの第１の金属端子が導体８０ａ〜８０ｅに電気的に結合するように、導体８０ａ〜８０ｅ上に配置されている。当業者は、ＬＥＤｓ８４ａ〜８４ｅが様々な形状に形成されてよいことが分かるだろう。好ましくは、ＬＥＤｓ８４ａ〜８４ｅは、それらが、ＬＥＤｓの形状に基づいてそれらの極性を維持するように、導体８０ａ〜８０ｅの上の位置に収まる。示されているように、次に、複数の絶縁層８６ａ〜８６ｅが、ＬＥＤｓ８４ａ〜８４ｅ及び導体８０ａ〜８０ｅの上に配置される。もう１つの導体８８が次に、ＬＥＤｓ８４ａ〜８４ｅの第２の金属端子が導体８８に結合するように、ＬＥＤｓ８４ａ〜８４ｅ及び絶縁層８６ａ〜８６ｅの上に配置される。当業者は、デバイスの底面から光が発せられるように、基板８２及び導体８０ａ〜８０ｅが透明であってよいこと、及び／又はデバイスの上面から光が発せられるように、導体８２が透明であってよいこと、が分かるだろう。

上記の方法に従って製造することのできる、印刷可能なＬＥＤｓの様々な構成は、Ｌｏｗｅｎｔｈａｌらの、米国特許第８，４１５，８７９号公報に記載されており、これは参照により本明細書の一部となる。

別の方法において、光源は印刷プロセスを通じて作成されたＬＥＤｓを含む。この方法において、複数の離間したチャネルを含む基板を設ける。複数の第１の導体は、各第１の導体がチャネルのうちの１つに位置するように、基板上に形成される。次に、複数の実質的に球形の基板粒子が第１の導体に結合し、次に実質的に球形の基板粒子が複数の実質的に球形のダイオードに変換される。この実質的に球形のダイオードは、例えば、半導体ＬＥＤｓ、有機ＬＥＤｓ、封止有機ＬＥＤｓ、又はポリマーＬＥＤｓを含んでよい。次に複数の第２の導体が実質的に球形のダイオード上に形成される。最終的に、ポリマー中に懸濁された複数の実質的に球形のレンズ（ここで、レンズ及び懸濁ポリマーは異なる屈折率を有する）は、実質的に球形のダイオード及び第２の導体の上に配置される。それ故に、この方法において、ＬＥＤｓは、基板上にマウント（ｂｅｉｎｇ ｍｏｕｎｔｅｄ）されるのではなく、基板上にビルドアップ（ｂｕｉｌｔ ｕｐ）される。上記の方法に従って製造することのできる、印刷可能なＬＥＤｓの様々な構成は、Ｒａｙらの、米国特許第８，３８４，６３０号公報に記載されており、これは参照により本明細書の一部となる。

マイクロレンズアレイ
本発明において、デバイスは、マイクロレンズアレイなどの光分散層を任意に含んでよい。ＯＬＥＤデバイスの効率を制限する主要な要素のうちの１つは、電子−正孔再結合によりＯＬＥＤデバイスから生じたフォトンの取り出しにおける非効率性であることが分かった。用いられる有機材料の高い光学指数に起因して、再結合プロセスにより生じたフォトンのほとんどは、内部全反射のために、実際はデバイス内にトラップされる。これらのトラップされたフォトンはＯＬＥＤデバイスから決して出ず、これらのデバイスからの光出力に全く貢献しない。ＯＬＥＤｓからの光の取り出し又はアウトカップリングを向上させるために、デバイスは、透明フォトレジスト内のＴｉＯｘなどの高指数粒子の内部散乱層又はマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）層を備えてよい。典型的なＭＬＡｓ及びその形成方法は、Ｇａｒｄｎｅｒらの米国公開特許出願第２００４／０１２１７７０２号公報；Ｃｈａｒｉらの米国特許第７，７７７，４１６号公報；Ｘｕらの米国特許第８，３７３，３４１号公報；Ｙａｍａｅら、ビルドアップ型アウトカップリング基板を用いる高効率白色ＯＬＥＤｓ（Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｗｈｉｔｅ ＯＬＥＤｓ ｗｉｔｈ Ｂｕｉｌｔ−ｕｐ Ｏｕｔｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ、ＳＩＤ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、４３ ６９４（２０１２）；及びＫｏｍｏｄａら、照明のための高効率光ＯＬＥＤＳ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｌｉｇｈｔ ＯＬＥＤＳ ｆｏｒ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ、Ｊ．Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌ．２５、Ｎｏ．３ ３２１−３２６（２０１２）、に記載されている。

超音波トランスデューサ
いくつかの典型的な実施形態において、本発明のデバイスは超音波を生成するための超音波トランスデューサを含む。一態様において、デバイスは低周波数超音波を生成する。別の態様において、デバイスは高周波数超音波を生成する。さらに別の態様において、デバイスは低周波数超音波と高周波数超音波の両方を生成し（すなわち、２周波数超音波デバイス）、以下に述べるとおり、ユニモルフ設計又はバイモルフ設計を有してよい。低周波数及び高周波数超音波は、同時に、順次に又は別々に（例えば、順次にとは、低周波数及び高周波数超音波の単一の適用がいくつか交互に起こることであり、又は別々にとは、低周波数超音波の一連の適用が、高周波数超音波の一連の適用と交互に起こることである）適用することができる。

本明細書において用いられるとき、「超音波」は超音波近傍を含み、約２ｋＨｚ超〜約２０ＭＨｚ又はそれ以上の周波数の音を一般に指す（例えば、２、５、１０、２０、３０、４０、５０、１６０、７０、８０、９０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、２０００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００、８０００、９０００、１０，０００、１１，０００、１２，０００、１３，０００、１４，０００、１５，０００、１６，０００、１７，０００、１８，０００、１９，０００、２０，０００ｋＨｚ、又はそれらの間のある範囲）。本明細書において用いられるとき、「低周波数超音波」は超音波近傍を含み、約２ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲の周波数を一般に有する（例えば、約２、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２２０、２４０、２６０、２８０、３００、３２０、３４０、３６０、３８０、４００、４２０、４４０、４６０、４８０、５００ｋＨｚ又はそれらの間のある範囲）。好ましい低周波数超音波範囲は、約２ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ、１５ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚ、１５ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、３５ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、及びより好ましくは約５０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚである。本明細書において用いられるとき、「高周波数超音波」は、約５００ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ又はそれ以上の範囲の周波数を一般に有する超音波を含む（例えば、約５００、６００、７００、８００、９００、１０００、２０００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００、８０００、９０００、１０，０００、１１，０００、１２，０００、１３，０００、１４，０００、１５，０００、１６，０００、１７，０００、１８，０００、１９，０００、２０，０００ｋＨｚ又はそれらの間のある範囲）。好ましい高周波数超音波範囲は、約０．５〜１５ＭＨｚ、０．５〜１０ＭＨｚ、０．５ＭＨｚ〜５ＭＨｚ、０．５ＭＨｚ〜３．５ＭＨｚ、１ＭＨｚ〜５ＭＨｚ、１ＭＨｚ〜３．５ＭＨｚ、１．５ＭＨｚ〜３．５ＭＨｚ、及び１〜３ＭＨｚである。

一態様において、デバイスは、低周波数超音波（好ましくは約２ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ、さらにより好ましくは約３５ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、及びさらにより好ましくは約５０〜１００ｋＨｚ）及び高周波数超音波（好ましくは約０．５ＭＨｚ〜５ＭＨｚ、より好ましくは約０．５ＭＨｚ〜３．５ＭＨｚ、さらにより好ましくは約１〜３ＭＨｚ）を生成する。高周波数又は低周波数超音波は、様々なデューティファクタ、好ましくは５〜５０％の範囲（例えば、約５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０％又はそれらの間のある範囲）のデューティファクタ、典型的には１０％〜２０％の範囲のデューティファクタで、０．１Ｈｚ〜５ｋＨｚの周波数に、好ましくは約１０〜１０００Ｈｚの範囲の（例えば、１０、５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００Ｈｚ又はそれらの間のある範囲）周波数に変調された、連続モード又はパルスモードで提供されてよい。

本発明において、超音波トランスデューサのもっとも単純なものは、１対の薄い導電性電極の間に挟まれた、薄い、可撓性超音波エミッタ（例えば、圧電コーティング（膜又は塗料）又は圧電セラミック材料）を含む。可撓性超音波エミッタの電極は透明である必要がないことが理解されるだろう。さらに、いくつかの実施形態において、光源のカソードはまた、超音波トランスデューサのカソードとしての機能も果たすことができることが理解されるだろう。超音波トランスデューサは低周波数及び／又は高周波数を含む様々な周波数で動作することができる。

可撓性超音波エミッタの厚さは、音波の周波数に相関している。可撓性超音波エミッタ（例えば、圧電コーティング（膜又は塗料））に好ましい厚さは、約５０〜２００μｍ（例えば、約５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００μｍ、又はそれらの間のある範囲）である。他の実施形態において、可撓性超音波エミッタ（例えば、圧電セラミック材料）は、約３ｍｍ以下の（例えば、約３、２．８、２．６、２．４、２．２、２、１．８、１．６、１．４、１．２、１、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０９、０．０８、０．０７、０．０６、０．０５、０．０４、０．０３、０．０２、０．０１ｍｍ又はそれより小さい）厚さを有してよい。

一つの実施形態において、デバイスは低周波数超音波を生じる。デバイスは、少なくとも３つの様式で、低周波数超音波を生じることができる。

第１に、デバイスは、約２ｋＨｚ〜５００ｋＨｚ、好ましくは約２ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの周波数を有する超音波を生じることのできる超音波トランスデューサを含んでよい。

第２に、デバイスは、約１００ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ（例えば、約１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１５００、２０００、２５００、３０００、３５００、４５００、５０００、６０００、７０００、８０００、９０００、１０，０００、１１，０００、１２，０００、１３，０００、１４，０００、１５，０００、１６，０００、１７，０００、１８，０００、１９，０００、２０，０００ｋＨｚ又はそれらの間のある範囲）の周波数で、約２ｋＨｚ〜５００ｋＨｚ、好ましくは約２ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの周波数で変調される、超音波を生じることのできる超音波トランスデューサを含んでよい。すなわち、超音波信号は、２ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの周波数、好ましくは約２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの周波数で「オン／オフ」である。

第３に、デバイスは、約１０Ｈｚ〜１０００Ｈｚ（例えば、約１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１５０、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００Ｈｚ又はそれらの間のある範囲）の周波数で、約２ｋＨｚ〜５００ｋＨｚ、好ましくは約２ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの周波数で変調される、振動エネルギーを生じることのできる超音波トランスデューサを含んでよい。すなわち、トランスデューサにより生成された振動エネルギーは、２ｋＨｚ〜５００ｋＨｚ、好ましくは約２ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの周波数で「オン／オフ」である。一つの実施形態において、デバイスは約１０Ｈｚ〜１０００Ｈｚ、好ましくは約１０Ｈｚ〜１００Ｈｚ、より好ましくは約１０Ｈｚ〜５０Ｈｚ、及び最も好ましくは約１５Ｈｚ〜３０Ｈｚの振動を生成する。この振動はトランスデューサ表面上で感じられ、パルス変調電流を用いて同調させ、約１５ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、より好ましくは約１５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ、及び最も好ましくは約１５ｋＨｚ〜３５ｋＨｚの範囲のより高い周波数の高調波を最適化することができる。

低周波数超音波の強度は、好ましくは約０〜３．０Ｗ／ｃｍ²の範囲（例えば、約５、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、１０００、１５００、２０００、２５００、３０００ｍＷ／ｃｍ²又はそれらの間のある範囲）であり、より典型的には約５ｍＷ／ｃｍ²〜２００ｍＷ／ｃｍ²である。処置部位への暴露は、典型的には約１〜１５分間の時間（例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、又は１５分間）であるが、より短く又はより長くてもよく、及び／又はパルスされてもよい。他の超音波トランスデューサのパラメーター（振幅、デューティサイクル、処置部位からの距離、及び適用時間を含むがこれらに限定されない）を変えて、経皮的輸送の十分な強化を達成することができる。圧力振幅は約０超〜５０ｋＰａで変えてよい。デューティサイクルは、約１％〜１００％で変わることができる。変位は約２５ピコメートル〜数百ナノメートルで変わってよい。

超音波トランスデューサは、可撓性圧電コーティング（膜又は塗料）、セラミックトランスデューサ、又はポリマーブロックトランスデューサなどの任意の適した超音波トランスデューサ材料で作られてよい。トランスデューサは、石英、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ＰＺＴ及びスクリーン印刷されたセラミックを含むセラミック、磁歪材、又は成形セラミック及びベンダーを含む複合材料、から構成されてよい。例えば、圧電材料は、ＰＺＴ、ＰＶＤＦ、ジルコン酸チタン酸鉛 Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、メタニオブ酸鉛 Ｐｂ（Ｎｂ２Ｏ６）、修飾されたチタン酸鉛 ＰｂＴｉ３、（Ｐｂ，Ｃａ）ＴｉＯ３、（Ｐｂ，Ｓｍ）ＴｉＯ３、チタン酸バリウム ＢａＴｉＯ３、ＰＭＮ−ＰＴ（１−ｘ）Ｐｂ（Ｍｇ１／３，Ｎｂ２／３）Ｏ３−ｘＰｂＴｉＯ３、ＰＺＮ−ＰＴ／ＢＴ Ｐｂ（ＺＮ１／３，Ｎｂ２／３）Ｏ３−ｘ ＰｂＴｉＯ３−ＢａＴｉＯ３、（１−ｘ）Ｐｂ（ＺＮ１／３，Ｎｂ２／３）Ｏ３−ｘ（ｙＰｂＴｉＯ３−（１−ｙ）ＰｂＺｒＯ３、から成る群から選択してよい。

好ましい態様において、トランスデューサは、ＰＶＤＦ又はそのコポリマーなどの可撓性圧電コーティング（膜又は塗料）から構成される。Ｍｅｇｇｉｔｔ ＰＬＣから入手可能なＰｉｅｚｏＰａｉｎｔ（商標）材料などの、可撓性圧電コーティングにおける近年の発展が、様々な基板上に適用することのできる圧電材料を提供することが、当業者には理解されるだろう。例えば、ＰｉｅｚｏＰａｉｎｔ（商標）ＰＰ−５０Ｂ材料は、可撓性であり、印刷可能であり（例えば、スクリーン印刷、パッド印刷又は孔版印刷技術を用いて）、比較的高い感度（４５ｐＣ／Ｎまでのｄ₃₃係数）を示し、そして極めて低い温度（１５０℃未満）で処理することができる。もちろん、他の可撓性圧電コーティングを本発明のデバイスにおいて用いてもよい。

前述のとおり、デバイスは低周波数超音波と高周波数超音波の両方を生じてよく（すなわち、２周波数超音波デバイス）、そしてユニモルフ設計又はバイモルフ設計のいずれかを有してよい。

ユニモルフ設計では、単一超音波エミッタが、２ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲の低周波数超音波及び５００ｋＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲の高周波数超音波を送達するのに用いられる。一態様において、超音波エミッタは、低周波数及び高周波数の両方で動作することのできる可撓性圧電コーティング（例えば、Ｍｅｇｇｉｔｔ ＰＬＣのＰｉｅｚｏＰａｉｎｔ（商標）材料）を含む（すなわち、広帯域のデバイス）。

一つの実施形態において、超音波エミッタは、低周波数及び高周波数超音波の両方を生じるような様式で、弾性基板（例えば、金属基板）に結合する。この場合、デバイスは、低周波数共振を最適化し、低周波数機械的曲げ共振モードを提供し、また同時に厚み共振モードが高周波数動作を提供するのを可能にするために、基板と組み合わせて、超音波エミッタの横方向の共振を用いるように設計される。このように、超音波エミッタは、超音波エミッタが使用時に、低周波数の振動成分を含む電圧により励起される場合は、低周波数機械的曲げ共振モードを有し、また、超音波エミッタが使用時に、比較的高周波数の振動成分を含む電圧により励起される場合には、比較的高周波数の厚み共振モードを有する。このようなデバイスの例は、Ｇａｌｌｕｚｚｏらの、米国公開特許出願第２０１２／０２６７９８６号公報に記載されており、これはその全体が参照により組み込まれる。この実施形態において、基板は、超音波トランスデューサのカソード（又はアノード）としての機能、及び光源の共通のカソードとしての機能を果たしてよい。

あるいは、超音波エミッタは、従来の横方向の共振モードで動作してより低い周波数の超音波を送達し、厚み共振モードで動作してより高い周波数の超音波を送達する。この場合、超音波エミッタは上述のように基板に結合されていない。このような設計は、横方向の共振モードと厚み共振モードとの間で生成した周波数の範囲が、約６：１の比に限定される限り、好ましくない。このように、デバイスは、例えば、５０ｋＨｚの低周波数超音波及び３ＭＨｚの高周波数超音波を提供することができるようにはならない。そのため、このような超音波エミッタを低周波トランスデューサ又は高周波トランスデューサのどちらかとして用いることができ、それにより追加の動作周波数が治療効果を提供する。

バイモルフ設計では、２つの異なる超音波エミッタが、２ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲の低周波数超音波及び５００ｋＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲の高周波数超音波を送達するのに用いられる。好ましい実施形態において、低周波数及び高周波数超音波エミッタのそれぞれは、可撓性圧電コーティング（例えば、Ｍｅｇｇｉｔｔ ＰＬＣのＰｉｅｚｏＰａｉｎｔ（商標）材料）を含み、ここで１つの超音波エミッタは低周波数で駆動し、もう片方の超音波エミッタは高周波数で駆動する。これらの材料は、広い範囲の周波数の超音波、例えば、５０ｋＨｚの低周波数超音波及び３ＭＨｚの高周波数超音波を送達することができる。このようなデバイスの例は、Ｌｕｅｂｅｃｋｅの、米国公開特許出願第２００８／００５１５８０号公報に記載されており、これはその全体が参照により組み込まれる。

低周波数超音波は、皮膚を通る分子の送達を促進するのに有用であると考えられている（「ソノフォレーシス」というプロセス）。低周波数超音波エネルギーは、皮膚においてキャビテーション効果を提供し、これは皮膚内への及び皮膚を通る薬物送達を向上させる。具体的には、低周波数超音波（例えば、約２ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ）の適用は、薬物の経皮的輸送を劇的に強化する。キャビテーションは、角質層脂質の不規則化を引き起こすことができる。加えて、キャビテーションバブルの振動は、不規則化された脂質領域内への顕著な水の浸透を引き起こすことができる。このことにより、角質層の細胞間脂質を通る水チャネルの形成を引き起こすことができる。このことにより、不規則化された脂質領域を越えて、そしてケラチノサイト及び角質層全体を越えて、浸透性物質を輸送することができる。この輸送経路によって、受動輸送と比較して強化された経皮的輸送をすることができる。なぜなら、水（水は超音波により生じたチャネルを最初に占有しがちである）を通る浸透性物質の拡散係数は、規則正しい脂質二重層を通る浸透性物質の拡散係数よりも最大１０００倍大きく、そしてこれらの水チャネルの輸送経路の長さは、受動輸送の場合における、曲がりくねった細胞間脂質を通る経路の長さよりも、かなり短く（例えば、最大約２５倍）なる可能性があるからである。

高周波数超音波のソノフォレーシス効果は、低周波数超音波のものよりも小さいが、小分子（典型的には約５００ダルトン未満）をソノフォレーシスすることができる。しかしながら、高周波数超音波は、線維芽細胞（真皮）及びケラチノサイト（表皮）において、熱的及び機械的刺激により、線維芽細胞増殖を刺激し、コラーゲン及び他の細胞外マトリクス（ＥＣＭ）成分の形成（例えば、フィブリリン）を刺激し、血液供給を刺激し、年齢とともに硬くなるＥＣＭの弾性の質を取り戻し、ヒートショックタンパク質（ＨＳＰｓ−−細胞内分子シャペロン）の発現を刺激するという点において、皮膚に有益な多くの他の効果を有する。

当業者によりたやすく決定することのできる他の超音波パラメーターには、振幅、デューティサイクル、皮膚からの距離、カップリング剤組成物、及び適用時間が含まれるが、これらには限定されず、これらは経皮的輸送及び治療用量の十分な強化を達成するために変えられてよい。

整合層
本発明のデバイスは、音響インピーダンス整合層を任意に含んでよい。整合層は、典型的には、皮膚に面するデバイスの表面と超音波トランスデューサとの間に位置する。最も好ましくは、整合層は本質的に、透明であり、可撓性であり、及び／又は適合可能性を有する。理想的には、材料は、ラテックスフリー、非毒性、非アレルゲン性材料であり、この材料は、ＵＶ、日光及びたいていの感染制御製品に耐性がある。

デバイスは必要に応じ、多数の整合層を備えてよいということも理解されるだろう。２つの層（それらのそれぞれの音響インピーダンスにおける分散が比較的大きい）の間の境界に音波が遭遇するとき、音波は境界で反射される。複数の整合層を用いると、各層の音響インピーダンスを徐々に変化させ反射を最小にすることができる。治療用及び／又は美容用組成物とトランスデューサとの音響インピーダンスの差が大きいほど、反射を最小にするためにより多くの整合層が用いられる可能性がある、ということも理解されるだろう。

一つの実施形態において、治療用及び／又は美容用組成物の音響インピーダンスは、皮膚層境界での反射が最小になるように、皮膚境界の音響インピーダンスに十分に近く合わせられている。前述のとおり、いくらかの音響エネルギーを、皮膚層境界を通り組織内へ通過させて、キャビテーション又は治療効果を提供することが望ましい。（１又は複数の）整合層はそれ故に、トランスデューサからの超音波音響エネルギーを治療用及び／又は美容用組成物に向かわせる。そして治療用及び／又は美容用組成物は、いくらかの超音波を真皮又は表皮組織の上層内へ向かわせる整合層としても働くことができる。

典型的な実施形態において、整合層は、シリコン系材料、ゴム、熱可塑性エラストマー（ＴＴＰ）、又はポリエステル、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、などの他の高分子材料、から構成されてよい。透明整合層は、例えば、ポリエチレン、エチレン−ビニルアセテートコポリマー、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ＰＶＣ、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、及びフッ素化エチレン−プロピレン（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−エチレンコポリマー、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライドなどのフルオロポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリイミド、及びエポキシなどの熱硬化性物質を含んでよい。多くの高分子材料の音響インピーダンスが、好ましい範囲よりも小さいため、ＰＺＴ、タングステン、シリカガラス、チタン、タングステンカーバイド及びガラス粉末などのフィラーを組み込むことにより、音響インピーダンスを大きくすることが必要である可能性がある。典型的には、０．５〜５マイクロメートルの粒子サイズが用いられ、かつ５〜３０容積％の範囲のフィラーが用いられるが、材料及び粒子サイズに基づき、他のパーセンテージが適切である可能性もある。

別の典型的な実施形態において、整合層は、Ｍｙｌａｒなどのポリエステル膜である。別の態様において、基板は整合層の役目を果たし、ＡＰＴＩＶの名前でＶｉｃｔｒｅｘから市販されているポリエーテルエーテルケトン膜を含む。さらに別の態様において、整合層は、Ｆｌｅｘｅｎｔの名前でＫｏｎｉｃａ Ｍｉｎｏｌｔａにより販売されている薄膜又はＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇにより販売されているＷｉｌｌｏｗ Ｇｌａｓｓなどの可撓性ガラスである。

透明ヒータ層
本発明のデバイスはまた、任意のヒータ層を備えてよく、それは好ましくは透明であり、可撓性であり及び／又は適合可能性を有する。一つの実施形態において、可撓性透明ヒータ層は、（１又は複数の）整合層に隣接して形成される。あるいは、可撓性透明ヒータ層は、（１又は複数の）整合層の一部であってよい。例えば、整合層に埋設された又は整合層に結合されたポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）膜にグラフェンを組み込んで、可撓性透明ヒータ層を形成してよい。ヒータ層は、ヒータ層の印刷又は堆積に起因して、表面全体に均一な加熱を提供する。このことは、ホットスポットを減少させること及び組織表面にわたり均一な加熱を提供することにとって重要である。可撓性透明ヒータ層を形成するための典型的な材料及び方法は、Ｋａｎｇら、高性能グラフェン系透明可撓性ヒータ（Ｈｉｇｈ−ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｇｒａｐｈｅｎｅ−ｂａｓｅｄ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｈｅａｔｅｒｓ）、Ｎａｎｏ Ｌｅｔｔ １１（１２）：５１５４−８（２０１１）；Ｓｕｉら、グラフェン材料系の可撓性及び透明伝熱膜ヒータ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｈｅｒｍａｌ Ｆｉｌｍ Ｈｅａｔｅｒｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｇｒａｐｈｅｎｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）、Ｓｍａｌｌ、Ｖｏｌ．７、Ｉｓｓｕｅ ２２、３１８６−３１９２（２０１１年１１月１８日）に記載されている。可撓性透明ヒータ層は、ＡＣ、ＤＣ、又はパルスＤＣにより駆動させてよい。抵抗加熱要素を用いて組織温度を約１〜４℃上昇させるために、典型的には、低電圧及び低電流が必要とされる。

一態様において、本発明のデバイスは、光エネルギー、超音波、及び約１〜２℃の穏やかな加熱を提供するのによく適合される（例えば、光源からの光エネルギー、超音波トランスデューサからの超音波、及び可撓性透明ヒータ層からの熱、又はそれらの組み合わせを介して）。低周波数超音波は、治療用及び／又は美容用薬剤（例えばアスコルビン酸を含有するものなど）が皮膚を通って移動するのを援助する、キャビテーション効果を引き起こすと理論上想定される。中でも、光エネルギーは、線維芽細胞の活性化により、コラーゲン再生及び産生を誘発する。皮膚を加熱することはさらに、経皮的な透過性の増加を援助し、微小血管灌流を増加させ、皮膚の真皮及び表皮層及びその下にある組織に栄養物を提供する。

別の態様において、本発明のデバイスは、光エネルギー、超音波、及び約２〜４℃の穏やかな加熱を提供するのによく適合される（例えば、光源からの光エネルギー、超音波トランスデューサからの超音波、及び可撓性透明ヒータ層からの熱、又はそれらの組み合わせを介して）。低周波数超音波が、治療用及び／又は美容用薬剤（例えばアスコルビン酸を含有するものなど）が皮膚を通って移動するのを援助する、キャビテーション効果を引き起こすと理論上想定される。中でも、光エネルギーは、線維芽細胞の活性化により、コラーゲン再生及び産生を誘発する。加熱は血流を増加させ、コラーゲンリモデリングを援助する。コラーゲン繊維の加熱はまた、加熱と伸張を用いる塑性変形を可能にし、コラーゲンを再形成して、瘢痕組織、シワ及び真皮病変などの組織の凸凹のエリアを平らにする。

電気刺激層
本発明のデバイスは任意の電気刺激層を備えてよい。電気刺激層は、荷電した治療用及び／又は美容用薬剤を皮膚にイオン泳動的に送達するのに、筋肉のけいれん又は筋肉過緊張を減少させるのに、又は筋肉緊張低下の場合には筋肉の緊張を向上させるのに、よく適している。

イオン泳動の間、治療用又は美容用薬剤のイオンを皮膚の表面を越えて移動させ、その下にある組織内に拡散させるために、電流（これは典型的にはＤＣ又はパルスＤＣ）が用いられる。イオン泳動の回路を作成するために、制御可能な波形発生装置の陽極及び陰極が正極及び負極にそれぞれ電気的に接続され、患者の皮膚に適用される。正に荷電した薬物をイオン泳動的に送達するために、その薬物を含有する組成物は、正極であるデバイスの電気刺激層に結合している。負のリターン電極が、離れた場所で皮膚の表面に適用される。一方で、負に荷電した薬物をイオン泳動的に送達するために、その薬物を含有する組成物は、負極であるデバイスの電気刺激層に結合している。正のリターン電極が、離れた場所で皮膚の表面に適用される。電流は、波形発生装置から正極へ流れ、そして患者の皮膚を通り負極に流れる。正極と負極との間の起電の差動は、負の極性薬物を、負のイオンとして、患者の皮膚の表面を通って、正極の方向に、移動させる。

別の態様において、リターン電極は、デバイスそれ自体に組み込まれる。例えば、１又は複数のリターン電極は、皮膚に接触したデバイスの表面の周囲に位置付けられてよく、例えば、デバイスの整合層に隣接してよい。

一態様において、電流はＤＣ電流である。別の態様において、電気刺激層に印加される電流は、ＡＣ電流又はパルスＤＣ電流のどちらかで重畳されたＤＣ電流を含む。好ましくは、電流は約１〜１０ｍＡの範囲であり（例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０ｍＡ、又はそれらの間のある範囲）、約２〜４ｍＡが最も好ましい。電圧は典型的には１００Ｖ以下である（例えば、約１００、９０、８０、７０、６０、５０又は４０Ｖ又はそれより小さい）。典型的には、処置時間あたりの適用量が約４０〜８０ｍＡ＊ｍｉｎ（例えば、約４０、５０、６０、７０又は８０ｍＡ＊ｍｉｎ）になるように、処置時間は約１０〜２０分間である。

この実施形態において、治療用及び／又は美容用組成物は、本明細書中に記載したような、１又は複数の治療用及び／又は美容用薬剤を含んでよい。一態様において、治療用及び／又は美容用組成物は、皮膚の表面に適用されるゲル又はゲルパッド（例えばヒドロゲル又はヒドロゲルゲルパッドなど）に組み込まれる。Ｋｏｓｔらの、米国特許第７，４８０，２１２号におけるように、治療用及び／又は美容用組成物を、デバイスにより生じた超音波の暴露で膜を通る分子の輸送を制御する、膜を含む装置に組み込んでよい。導電性ゲル又はゲルパッドは、例えば、アルミニウムなどの金属、炭素膜又は銀などの導体でコーティングされた炭素膜、又は塩化銀、を含み、電流の印加からの皮膚の表面組織の火傷の可能性を低減してよい。治療用及び／又は美容用薬剤は、イオン泳動の送達システムで患者に経皮的に投与することのできる任意の導電性イオン性分子又は化合物を含んでよい。一般的な正の活性薬剤の例には、塩酸ブピバカイン及びリドカインなどのアミン含有薬物が含まれる。一般的な負の活性薬剤の例には、アスコルビン酸、酢酸、サリチル酸、などの酸性薬物が含まれる。もちろん、他の活性薬剤の送達もまた、本発明の範囲内である。

本発明のデバイスに電気刺激層を含めることによって、患者の皮膚に電気刺激を適用することができる。一態様において、デバイスは電気麻酔を患者に提供することができる。このような場合において、デバイスは、レーザーリサーフェイシング、フラクタルレーザー適用、プラッシュ（ｐｌａｓｈ）光線療法、超音波、光及びメス又は他の切開又はリモデリングデバイスを用いる手術などの美容処置と共に用いるのによく適している。もちろん、他のタイプの美容処置もまた、本発明の範囲内である。

可撓性透明導電性層（グラフェン含有のものなど）が、電気刺激層としての役目を果たすことができることもまた理解されるだろう。グラフェンはリターン電極に電気的に結合してよい。さらに、このようなデバイスは、本質的に導電性及び典型的にはイオン性の治療用及び／又は美容用組成物と共に用いることができる。デバイスから、処置を受けている人の体の上に、リターン電極が設けられる。典型的には、適切な極性のパルス単相性又はＤＣ電流が用いられて、治療用及び／又は美容用組成物の皮膚を通るイオン性輸送を強化するイオン泳動の効果を提供する。組成物はまた、導電性整合層（グラフェンを含有する）と皮膚層との間のインピーダンス整合層の役目も果たす。イオン泳動の組成物を緩衝するために、銀又は塩化銀ナノ粒子などの追加の材料が、電極表面上にコーティングされてもよく、又は組成物及び／又はヒドロゲル層中に含まれてもよい。本発明のデバイスの追加の特徴として、パルスＤＣ又はＡＣ電流を、筋肉過緊張を低減する又は筋肉廃用性萎縮を低減するパターンにおいて用いてよい。これらの電流は、作動筋及び拮抗筋のＥＭＧ発火パターン、又は筋肉の強さ、パワー及び持久力の強化における自発運動と同様の様式で作動する一連の刺激、に基づいてよい。オン及びオフの時間、ランプ、デューティファクタ、波形、電流レベル及びインピーダンス要求が本技術分野において周知であり、これに関しては確立されている。

超音波反射層又は超音波吸収性バッキング層
本発明のデバイスは、超音波反射層又は超音波吸収性バッキング層を任意に含んでよい。超音波反射層又は超音波吸収性バッキング層は、皮膚とは逆側に面するデバイスの表面と超音波トランスデューサとの間に位置する。超音波反射層は、患者からの望ましくない後方への超音波の漏れを防ぐために設計される。超音波反射層は典型的には２分の１波長又は４分の１波長反射板であり、銅、他の金属又はセラミックなどの高音響インピーダンス材料で作られている。超音波反射層は、超音波の位相関係が累積的になるように、好ましくは構成される。

いくつかのデバイスでは、超音波を患者の方へ反射させることは望ましくない可能性がある。さらに、反射は、出力を低減し得るキャンセル位相を提供する可能性がある。それ故に、デバイスは超音波吸収性バッキング層を含んでよい。吸収性バッキング層は、圧電共振子に近い音響インピーダンス及び非常に高い減衰係数を有する材料で通常作られる。バッキング層材料の音響インピーダンスが圧電材料のものと似ているため、後方へ伝送された波の大部分は、迅速に減衰して熱になり、ほんのわずかな部分のみがはね返る可能性がある。一般に用いられるバッキング層材料には、タングステン負荷エポキシ、熱分解物、真ちゅう及び炭素、などが含まれる。後方への波がなお、減衰の役割を果たしているとしても、適正な整合層が、より少ないエネルギーが反射されるように、フロントエンドからのエネルギー伝送効率を増加させることができる。整合層が最適化されると、バッキング層は必要ない可能性がある。実際に、本技術分野において知られているように、エアーバッキング設計を用いることができる。

封止層又は他のカバー
本発明のデバイスは、光源及び／又は超音波エミッタ（又は他の層）を周囲環境から隔離する、１又は複数の封止又はバリア層を任意に含んでよい。この封止又はバリア層は好ましくは、水分及び酸素に実質的に不透過性である。一般に、水分及び酸素感受性成分は、ガス透過特性を有する材料によって囲まれるべきである。このバリアは好ましくは、１０^-4ｇ／ｍ²／日以下の、１０^-5ｇ／ｍ²／日以下の、及びさらにより好ましくは約１０^-6ｇ／ｍ²／日以下の、低い水蒸気透過率を達成する。

封止又はバリア層は、例えばガラス又はプラスチックであってよい。典型的な材料としては、ＡＰＴＩＶの名前でＶｉｃｔｒｅｘから市販されている、ポリエーテルエーテルケトン膜が含まれる。さらに別の態様において、基板は、Ｆｌｅｘｅｎｔの名前でＫｏｎｉｃａ Ｍｉｎｏｌｔａにより販売されている薄膜又はＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇにより販売されているＷｉｌｌｏｗ Ｇｌａｓｓなどの可撓性ガラスである。理想的には、有機層に直接接触する基板は、熱に耐える並外れたバリア性能を有し、可撓性を提供し、一貫した信頼性を有することとなり、大量生産することができる。

デバイスは、透明又は半透明カバーでさらに覆われてよい。カバーすることにより、特に、患者がデバイスの上に横たわる場合に、デバイスを用いる患者に快適さを提供することができる。カバーすることにより、デバイスを保護することができ、ごみ及び流体をデバイスに寄せ付けず、デバイスを衝撃から保護するクッションを提供する。

アレイ
別の態様において、本発明は、アレイ状に配置され、可撓性の、好ましくは透明の材料により互いに近接して保持された、複数のデバイス（それぞれ、本明細書中に記載の光源及び／又は超音波トランスデューサを含む）を含む光及び／又は超音波システムを対象とする。可撓性材料は、アレイ中のデバイスの超音波トランスデューサと、音響的に整合してよい。可撓性材料は、典型的には、熱可塑性プラスチック、熱硬化性物質、ゴム、又はそれらの混合物から選択される高分子材料を含む。可撓性の音響的に整合した材料は、高分子材料、及び任意に、フィラー、から通常形成されることとなる。高分子材料は、トランスデューサの部品との良好な適合性、生体適合性、及び可撓性を有するべきである。適した高分子材料としては、熱可塑性プラスチック（高密度ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタラート、ポリカーボネート、Ｍｏｒｔｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手可能なＣＡ１１８及びＣＡ１２８及びエステン（ｅｓｔａｎｅ）ポリエステルなどのポリウレタン、など）；エポキシなどの熱硬化性物質（Ｓｐｕｒｒエポキシ及びＳｔｙｃａｓｔ８０、Ｓｔｙｃａｓｔ１３６５−６５などを含む）；及びシリコーンゴム（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇから入手可能なｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ２３６及びＲｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃ，Ｉｎｃ．から入手可能なＲＴＶ−１４１など）などのゴム、などが含まれる。可撓性材料はまた、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）ポリイミド膜を含んでもよく、これは、安定した機械的、物理的及び熱的特性だけでなく、人体に巻きつけられる際の使用に適した、高い引張り強さ及び耐折強度を有する。必要に応じて、高分子材料の音響インピーダンスは、１又は複数のフィラーを組み込むことにより増加させることができる。適したフィラーとしては、ＰＺＴ、タングステン、アルミナ、シリカガラス、タングステンカーバイド、チタン、ガラス粉末などが含まれ、ガラス粉末が好ましい。フィラー粒子のサイズは、約０．１〜約５０マイクロメートルの範囲にあるべきであり、好ましくは約０．５〜約５マイクロメートルである。用いられるフィラーの量は、所望の音響インピーダンスを付与するのに必要な量となる。標準的には、約２〜約５０容積パーセントのフィラー、及び好ましくは約５〜約３０容積パーセントのフィラーが用いられる。好ましい高分子材料はシリコーンゴムである。

アレイ内のデバイスは、例えば形状、サイズ、光出力及び／又は超音波出力の観点から、同一又は異なっていてよい。アレイ内のデバイスは、異なる周波数、パワー密度、デューティファクタ及び変調周波数の超音波を生成してよい。デバイスのこのようなパラメーターは、電子制御モジュール内にあらかじめプログラムされてよい。アレイ内のそれぞれのデバイスは、制御モジュールにより独立して制御されてよい。アレイのそれぞれのデバイス内にある各光源及び／又は超音波トランスデューサは、各デバイスが、光及び超音波を、パルスモード又は連続モードで、同時に又は順次に送達することができるように、制御モジュールにより独立して制御されてよい。

アレイは、所望の一連の光及び／又は超音波周波数を、パルスモード又は連続モードで、セットされたパターンで送達するように、プログラムすることができ、それにより、皮膚の過熱を引き起こす可能性のある、光及び／又は超音波に対する皮膚の暴露過度又は暴露不足の問題を避ける。アレイは、プリセット、疑似ランダム又はランダムパターンで、及びプリセット、疑似ランダム、又はランダムスピードで、光及び／又は超音波フィールドがアレイにわたり移動するように、光及び／又は超音波周波数を駆動させることができるよう制御可能であり、例えば光及び／又は超音波フィールドは、アレイの全幅（例えば、５〜１０ｃｍ）にわたり、左から右に２〜３秒で移動し、次に２〜３秒で元に戻る（すなわち、４〜６秒のサイクル時間）；又はアレイの中心へ移動し、そして次に外に戻る（特にアレイが円形の幾何学的形状を有する場合）。パターンは、同一の処置セッション内で、例えば、左から右に、次に上下に、変えることができる。パターンは、臨床医により処置表面にわたって移動される単一又は多数のヘッドトランスデューサの手動の適用を模倣する、ランダム又は疑似ランダムであってよい。パターンは、実施されている処置に依存するセンサー入力に基づいて変化してよい。例えば、エリアが熱くなりすぎる場合は、その組織エリアにわたって時間又は暴露を減少させるように、パターンを変更してよい。

光及び超音波フィールドが、プリセットパターンで、及びプリセットスピードで、アレイにわたり移動するようなアレイの使用は、いくつかの利点を提供する。皮膚への潜在的な損傷の主原因は、高密度の膠原組織が位置する表面皮膚における過熱である。このエリアは速やかに超音波を吸収し、光及び超音波フィールドが連続的に移動されない場合に過熱する可能性がある。また、光及び超音波フィールドのプリセットスピードは、デバイスの寸法表面面積の２倍の典型的な処置部位にわたる、単一光／トランスデューサアセンブリの典型的な移動に、好ましくは対応するべきである。このことにより、デバイスを恒常的に移動させる必要なく、付き添いのない安全な処置をすることができる。さらに、光及び超音波フィールドの移動は、組織における熱的損傷を引き起こす可能性のある不安定なキャビテーションがフィールドにおいて形成されるのを低減し、おそらくは妨ぐこととなる。

活性治療用及び／又は美容用薬剤を含有する組成物
一態様において、本発明のデバイスは、皮膚に適用される治療用及び／又は美容用薬剤を含む治療用及び／又は美容用組成物と共に用いてよく、その組成物としては、ローション、ゲル、クリーム、軟膏、フォーム、ロールオン製剤、ムース、エアゾール及びノンエアゾールスプレーが含まれる。組成物は、その成分が、過度の毒性、非適合性、不安定性、刺激、アレルギー反応、などがなく、バリア膜（例えば、皮膚又は粘膜）に接触して使用するのに適するような、医薬的に許容されるものである。治療用及び／又は美容用組成物は、デバイスの光源により生じた光の伝達のため、好ましくは透明である。

治療用及び／又は美容用組成物は、ゲルパッド又はヒドロゲルパッドなどのパッドに含有されてよい。組成物は、デバイスを用いた処置より前に適用してよく、又はデバイスを用いた処置の後に適用してよい。好ましくは、組成物は、デバイスにより生じた光及び／又は超音波が皮膚に適用されている間、皮膚上に存在する。本明細書において用いられるとき、用語「美容用組成物」は、ヒトの皮膚への局所適用のための組成物を記述することを意図しており、リーブオン及びウォッシュオフ製品が含まれる。例えば、液体の場合は注ぐこと、滴下すること、又はスプレーすることにより；軟膏、ローション、クリーム、ゲル、などの場合はこすりつけることにより；粉末の場合はふりかけることにより；液体又はエアゾール組成物の場合はスプレーすることにより；又は任意の他の適切な方法により、組成物を適用してよい。用語「皮膚」は、本明細書において用いられるとき、顔、まぶた、まゆ、ひたい、唇、口、鼻、耳、首、及び腕、脚、手、指、足、足指、背中、腹部、頭皮、などの皮膚を包含する。

本発明のデバイスで処置することのできる又は別のやり方で扱うことのできる状態には、様々な皮膚又は美容状態が含まれ、皮膚老化、セルライト、拡大した毛穴、脂性肌、毛包炎、前癌性日光角化症、皮膚病変、老化、シワの寄った及び日光により損傷した皮膚、目じりの小じわ（カラスの足跡）、皮膚潰瘍（糖尿病性、圧迫性、静脈うっ血）、酒さ性ざ瘡病変、セルライト；皮脂腺及び周囲組織の光変調；シワの低減、ざ瘡瘢痕及びアクネ菌の低減、炎症、痛み、傷、浮腫、パジェット病、原発腫瘍及び転移性腫瘍、結合組織病、哺乳類の組織におけるコラーゲン、線維芽細胞、及び線維芽細胞由来細胞のレベルの操作、網膜の照射、新生物疾患、血管新生疾患及び肥厚性疾患、炎症及びアレルギー反応、エクリン（汗）又はアポクリン腺からの蒸散、発汗及び発汗過多、黄疸、白斑、眼血管新生疾患、神経性過食症、ヘルペス、季節性情動障害、気分障害、睡眠障害、皮膚がん、クリグラー・ナジャー症候群、アトピー性皮膚炎、糖尿病性皮膚潰瘍、圧迫潰瘍、筋肉の痛みの軽減、痛み、関節の硬直、細菌の低減、歯肉炎、歯のホワイトニング、口内の歯及び組織の処置、創傷治癒、が含まれる。本明細書において用いられるとき、用語「処置すること（ｔｒｅａｔｉｎｇ）」又は「処置（ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）」は、状態の処置（例えば、症状の全体の又は部分的な緩和又は除去及び／又は治癒）及び／又は予防又は抑制を意味する。

一態様において、本発明のデバイスで扱うことのできる美容状態は、ざ瘡、皮膚の若返り及び皮膚のシワ、セルライト、肝斑（皮膚の褐色斑点又は変色）、及び白斑から選択される。多くの治療用処置はまた、美容的な要素を有する。例えば、乾癬は、軽度、軽度から中程度、中程度、中程度から重度、及び重度になる可能性がある。これらのカテゴリーのいずれも、患者の重度の心理的問題の原因となり得る美容的な要素を有する。

本発明の治療用及び／又は美容用組成物に含まれてよい治療用及び／又は美容用薬剤の例は、Ｌｕｅｂｅｃｋｅの米国公開特許出願第２００８／００５１６８０号公報及びＣａｓｔｅｌの米国公開特許出願第２０１１／００４０２３５号公報に記載されており、これらは両方とも参照により本明細書の一部となる。

別の態様において、治療用及び／又は美容用組成物は、抗グリケーション薬剤を含む。抗グリケーション薬剤の例には、アラニル−Ｌ−ヒスチジン（Ｌ−カルノシン）、Ｎ−アセチルシステイン、アミノグアニジン、Ｄ−ペニシラミン、アセチルサリチル酸（アスピリン）、パラセタモール、インドメタシン及びイブプロフェン及び／又はそれらの機能的誘導体又はプロドラッグのうち１又は複数が含まれる。他の例には、β−アラニルヒスタミン（カルシニン）、Ｎ−アセチル−β−アラニルヒスタミン（Ｎ−アセチルカルシニン）、Ｌ−プロリルヒスタミン、Ｎ−アセチル−Ｌ−カルノシン、及びそれらの組み合わせが含まれる。

一態様において、本発明のデバイスで扱うことのできる美容状態には、ざ瘡様発疹の処置が含まれる。ざ瘡様発疹という用語は、尋常性ざ瘡、酒さ、毛包炎、及び口囲皮膚炎を含む皮膚疾患の群を指す。ざ瘡様発疹は、一般的に言って、毛嚢脂腺単位における変化により引き起こされ、夏期ざ瘡（マヨルカざ瘡（Ｍａｌｌｏｒｃａ ａｃｎｅ））、集簇性ざ瘡、化粧品性ざ瘡、電撃性ざ瘡（急性熱性潰瘍性ざ瘡）、ケロイドざ瘡（項部ケロイドざ瘡（ａｃｎｅ ｋｅｌｏｉｄａｌｉｓ ｎｕｃｈａｅ）、頭部乳頭状皮膚炎、ケロイド毛包炎、項部ケロイド毛包炎、項部ケロイドざ瘡（ｎｕｃｈａｌ ｋｅｌｏｉｄ ａｃｎｅ））、機械的ざ瘡、薬物性ざ瘡、壊死性粟粒性ざ瘡（痘瘡状座瘡）、尋常性ざ瘡、顔面浮腫を有するざ瘡（充実性顔面浮腫）、ざ瘡様発疹、眼瞼瘤腫、紅斑性（ｅｒｙｔｈｒｏ）毛細血管拡張性酒さ（紅斑性（ｅｒｔｈｅｍａｏ）毛細血管拡張性酒さ）、表皮剥離性ざ瘡（若年性女子表皮剥離性ざ瘡、Ｐｉｃｋｅｒざ瘡）、腺性酒さ、顎瘤腫、グラム陰性酒さ、肉芽腫性顔面皮膚炎、肉芽腫性口囲皮膚炎、ハロゲンざ瘡、化膿性汗腺炎（反対性ざ瘡、Ｖｅｒｎｅｕｉｌ病）、突発性顔面無菌性肉芽腫、小児ざ瘡（ｉｎｆａｎｔｉｌｅ ａｃｎｅ）、狼瘡様酒さ（肉芽腫性酒さ、微小丘疹性結核疹、Ｌｅｗａｎｄｏｗｓｋｙの酒さ様結核疹）、顔面播種状粟粒性狼瘡、額瘤腫、新生児ざ瘡（小児ざ瘡（ａｃｎｅ ｉｎｆａｎｔｕｍ）、新生児ざ瘡（ａｃｎｅ ｎｅｏｎａｔｏｒｕｍ））、職業性ざ瘡、眼部酒さ（ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ ｒｏｓａｃｅａ）（眼部酒さ（ｏｃｕｌａｒ ｒｏｓａｃｅａ）、眼部酒さ（ｏｐｈｔｈａｌｍｏｒｏｓａｃｅａ））、耳瘤腫、酒さの持続的な浮腫（慢性上部顔面紅斑性浮腫、Ｍｏｒｂｉｈａｎ病、酒さ性リンパ浮腫）、ポマードざ瘡、丘疹膿疱性酒さ、膿瘍性穿掘性頭部毛包周囲炎（頭皮の解離性蜂巣炎、解離性毛包炎、Ｈｏｆｆｍａｎの膿瘍性穿掘性頭部毛包周囲炎）、口囲皮膚炎、眼窩周囲皮膚炎（眼周囲皮膚炎）、顔面膿皮症（電撃性酒さ）、鼻瘤腫、酒さ（酒さ性ざ瘡）、集簇性酒さ、電撃性酒さ、ＳＡＰＨＯ症候群、ステロイド酒さ、熱帯性ざ瘡、から選択される。

一つの実施形態において、治療用及び／又は美容用組成物は、抗ざ瘡及び／又は抗酒さ薬剤を含む。抗ざ瘡及び抗酒さ薬剤の例としては、トレチノイン、イソトレチノイン、モトレチニド、アダパレン、タザロテン、アゼライン酸、及びレチノールなどのレチノイド；トリクロサン；クロルヘキシジングルコネート；サリチル酸；過酸化ベンゾイル；レゾルシノール；硫黄；スルファセタミド；尿素；テトラサイクリン、クリンダマイシン、メトロニダゾール、エリスロマイシンなどの抗生物質；副腎皮質ステロイド（例えば、ヒドロコルチゾン）、イブプロフェン、ナプロキセン、及びヘトプロフェン（ｈｅｔｐｒｏｆｅｎ）などの抗炎症剤；ケトコナゾール及びエルビオールなどのイミダゾール；及びそれらの塩及びプロドラッグが含まれるが、これらに限定されない。抗ざ瘡活性薬剤の他の例としては、全ての形態のビタミンＣ（Ｄ−アスコルビン酸、Ｌ−アスコルビン酸又はアスコルビン酸の誘導体）、全ての形態のトコフェロール（ビタミンＥ）又はその誘導体、精油、α−ビサボロール、グリチルリチン酸二カリウム、樟脳、β−グルカン、アラントイン、ナツシロギク、大豆イソフラボンなどのフラボノイド、ノコギリヤシ、ＥＤＴＡなどのキレート剤、銀及び銅イオンなどのリパーゼ阻害剤、植物タンパク質加水分解物、塩化物、ヨウ化物、フッ化物の無機イオン及びそれらの非イオン性誘導体である塩素、ヨウ素、フッ素、及び他の原子価、アラシルク（商標）リン脂質ＣＤＭ、ＳＶ、ＥＦＡ、ＰＬＮ、及びＧＬＡ（Ｕｎｉｑｅｍａ、ＩＣＩ Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｃｏｍｐａｎｉｅｓ、Ｗｉｌｔｏｎ、ＵＫ）などの合成リン脂質及び天然リン脂質が含まれる。前述の組み合わせもまた、本発明の範囲内である。

別の態様において、治療用及び／又は美容用組成物は、抗酸化剤を含む。一般に、抗酸化剤は、酸化を抑制する又は酸素又は過酸化物により促進された反応を抑える物質である。抗酸化剤、特に脂溶性抗酸化剤は、細胞膜内に吸収されて酸素ラジカルを打ち消し、それにより膜を保護することができる。一態様において、抗酸化剤は、アルギニン、アスコルビン酸、アスコルビン酸のプロドラッグ又は誘導体、アスコルビン酸パルミテート、アスコルビン酸リン酸マグネシウム、アスコルビン酸リン酸三ナトリウム、アンセリン、カルノシン、オピジン（ｏｐｉｄｉｎｅ）、ホモカルノシン及び／又はアセチルアンセリンのうち、１又は複数からなる群から選択される。本発明において有用な抗酸化剤は、好ましくは、黒茶、紅茶、及び緑茶を含む、全ての形態の茶又はその抽出物、全ての形態のビタミンＡ（レチノール、パルミテート）、全ての形態のビタミンＡ_２（３，４−ジデヒドロレチノール）、α−カロテン、β−カロテン、γ−カロテン、δ−カロテンなどの全ての形態のカロテン、全ての形態のビタミンＣ（Ｄ−アスコルビン酸、Ｌ−アスコルビン酸、又はアスコルビン酸の誘導体）、ビタミンＥ又はその誘導体（α−トコフェロール、３，４−ジヒドロ−２，５，７，８−テトラメチル−２−（４，８，１２−トリメチルトリ−デシル）−２Ｈ−１−ベンゾピラン−６−オール）、β−トコフェロール、γ−トコフェロール、δ−トコフェロール、トコキノン、トコトリエノールなどの全ての形態のトコフェロールから成る群から選択される。好ましい態様において、治療用及び／又は美容用組成物は、アスコルビン酸（ビタミンＣ）又はα−トコフェロール（ビタミンＥ）又はそれらの医薬的に許容される塩及びエステルのうち１又は複数を含む。

さらに別の態様において、治療用及び／又は美容用組成物は、ヒアルロン酸（ＨＡ）又はその塩又は誘導体を含む。組成物は、高分子量ＨＡ（１ｘ１０⁶Ｄａより大きい）、低分子量ＨＡ（約１ｘ１０⁶Ｄａ未満）、又はそれらのいくつかの組み合わせを含んでよい。ＨＡは、約５０Ｄａ〜約２ｘ１０⁷Ｄａの範囲の分子量を有してよい（例えば、約５０、１００、５００、１０００、５０００、１０，０００、５０，０００、１ｘ１０⁵、２ｘ１０⁵、３ｘ１０⁵、４ｘ１０⁵、５ｘ１０⁵、６ｘ１０⁵、７ｘ１０⁵、８ｘ１０⁵、９ｘ１０⁵、１ｘ１０⁶Ｄａ、５ｘ１０⁶Ｄａ、１ｘ１０⁷Ｄａ、１．５ｘ１０⁷Ｄａ、２ｘ１０⁷又はそれらの間のある範囲）。治療用及び／又は美容用組成物は、低分子量ＨＡ（例えば、約１０、５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１０，０００、２０，０００、３０，０００、４０，０００、５０，０００、６０，００、７０，０００、８０，０００、９０，０００、１ｘ１０⁵、２ｘ１０⁵、３ｘ１０⁵、４ｘ１０⁵、５ｘ１０⁵、６ｘ１０⁵、７ｘ１０⁵、８ｘ１０⁵、９ｘ１０⁵、１ｘ１０⁶Ｄａ又はそれらの間のある範囲）を、高分子量ＨＡ（例えば、約１ｘ１０⁶Ｄａ、５ｘ１０⁶Ｄａ、１ｘ１０⁷Ｄａ、１．５ｘ１０⁷Ｄａ、２ｘ１０⁷Ｄａ又はそれらの間のある範囲）と組み合わせて含んでよい。

一態様において、デバイスは、ホルモンを含む治療用及び／又は美容用組成物と共に用いてよい。適したホルモンは、例えば、エストロゲン、プロゲストゲン、エストロゲン及びプロゲストゲンの組み合わせ、シプロテロン、エストロゲン（ｏｅｓｔｒｏｇｅｎ）、シプロテロン及びエストロゲンの組み合わせ、ドロスピレノン、スピロノラクトン、及びコルチゾンから選択される。別の態様において、治療用及び／又は美容用組成物は、イソトレチノイン、トレチノイン、アダパレン、タザロテン、イソトレチノイン、及びレチノールなどのビタミンＡ誘導体などのレチノイドを含む。

一態様において、デバイスは、アンチエイジング剤を含む治療用及び／又は美容用組成物と共に用いてよい。適したアンチエイジング剤の例には、二酸化チタン及び酸化亜鉛などの無機の日焼け止め；オクチル−メトキシシンナメートなどの有機の日焼け止め；レチノイド；ジメチルアミノエタノール（ＤＭＡＥ）、銅含有ペプチド、ビタミン（ビタミンＥ、ビタミンＡ、ビタミンＣ、及びビタミンＢなど）及びビタミン塩又はそれらの誘導体（アスコルビン酸ジグルコシド及びビタミンＥアセテート又はパルミテートなど）；アルファヒドロキシ酸及びそれらの前駆物質（グリコール酸、クエン酸、乳酸、リンゴ酸、マンデル酸、アスコルビン酸、α−ヒドロキシブチル酸、α−ヒドロキシイソブチル酸、α−ヒドロキシイソカプロン酸、アトロ（ａｔｒｒｏ）乳酸、α−ヒドロキシイソ吉草酸、エチルピルベート、ガラクツロン酸、グルコヘプトン酸、グルコヘプトノ１，４−ラクトン、グルコン酸、グルコノラクトン、グルクロン酸、グルクロノラクトン、イソプロピルピルベート、メチルピルベート、ムチン酸、ピルビン酸、サッカリン酸、サッカリン酸１，４−ラクトン、酒石酸、及びタルトロン酸など）；ベータヒドロキシ酸（β−ヒドロキシブチル酸、β−フェニル−乳酸、及びβ−フェニルピルビン酸など）；亜鉛及び亜鉛含有化合物（酸化亜鉛など）；及び植物抽出物（緑茶、大豆、オオアザミ、藻類、アロエ、アンゼリカ、ダイダイ、コーヒー、黄連、グレープフルーツ、茯苓（ｈｏｅｌｌｅｎ）、ハニーサックル、ジュズダマ、ムラサキ、クワ、シャクヤク、クズ（ｐｕｅｒａｒｕａ）、ナイス（ｎｉｃｅ）、及びベニバナなど）；及びそれらの塩及びプロドラッグ、が含まれるが、これらに限定されない。

一態様において、デバイスは、色素脱失薬剤を含む治療用及び／又は美容用組成物と共に用いてよい。適した色素脱失薬剤の例には、大豆抽出物；大豆イソフラボン；レチノールなどのレチノイド；コウジ酸；コウジ酸ジパルミテート；ハイドロキノン；アルブチン；トラネキサム酸（ｔｒａｎｓｅｘａｍｉｃ ａｃｉｄ）；ビタミン（ナイアシン及びビタミンＣなど）又はそれらの誘導体；アゼライン酸；リノレン酸及びリノール酸；プラセルチア（ｐｌａｃｅｒｔｉａ）；カンゾウ；及びカモミール及び緑茶などの抽出物；及びそれらの塩及びプロドラッグ、が含まれるが、これらに限定されない。

一態様において、デバイスは、植物抽出物を含む治療用及び／又は美容用組成物と共に用いてよい。植物抽出物の例には、ナツシロギク、大豆、ツルマメ、オートミール、コムギ（ｗｈａｔ）、アロエベラ、クランベリー、マンサク（ｈａｚｅｌ ｗｉｔｃｈ）、ハンノキ、アルニカ、カワラヨモギ、細辛、カバノキ、キンセンカ、カモミール、ハマゼリ、コンフリー、フェンネル、ゴバイシ、サンザシ、ドクダミ、オトギリソウ、ナツメ、キウイ、カンゾウ、モクレン、オリーブ、ペパーミント、フィロデンドロン、サルビア、クマザサ、天然イソフラボノイド、大豆イソフラボン、及び天然精油、が含まれるが、これらに限定されない。

一態様において、デバイスは、他の活性薬剤を含む治療用及び／又は美容用組成物と共に用いてよく、活性薬剤としては、局所処置のために及び皮膚組織の美容用処置において一般に用いられるものが含まれ、傷用の局所抗生物質、皮膚及び爪の真菌感染を処置するための局所抗真菌薬物、及び皮膚及び乾癬爪の乾癬病巣を処置するための抗乾癬薬物、などがある。

抗真菌薬物の例には、ミコナゾール、エコナゾール、ケトコナゾール、セルタコナゾール、イトラコナゾール、フルコナゾール、ボリコナゾール、クリオキノール、ビフォコナゾール（ｂｉｆｏｃｏｎａｚｏｌｅ）、テルコナゾール、ブトコナゾール、チオコナゾール、オキシコナゾール、スルコナゾール、サペルコナゾール、クロトリマゾール、ウンデシレン酸、ハロプロジン、ブテナフィン、トルナフテート、ナイスタチン、シクロピロクスオラミン、テルビナフィン、アモロルフィン、ナフチフィン、エルビオール、グリセオフルビン、及びそれらの医薬的に許容される塩及びプロドラッグ、が含まれるが、これらに限定されない。

抗生物質（又は防腐薬）の例には、ムピロシン、ネオマイシン硫酸塩、バシトラシン、ポリミキシンＢ、１−オフロキサシン、テトラサイクリン（クロルテトラサイクリン塩酸塩、オキシテトラサイクリン−１０塩酸塩、及びテトラサイクリン塩酸塩（ｔｅｔｒａｃｈｃｙｃｌｉｎｅ ｈｙｄｒｏｃｈｏｒｉｄｅ））、クリンダマイシンリン酸塩、ゲンタマイシン硫酸塩、メトロニダゾール、ヘキシルレゾルシノール、塩化メチルベンゼトニウム、フェノール、４級アンモニウム化合物、ティーツリーオイル、及びそれらの医薬的に許容される塩及びプロドラッグ、が含まれるが、これらに限定されない。

抗菌剤の例には、ブチルカルバミン酸ヨウ化プロピニル、ジアゾリジニル尿素、クロルヘキシジンジグルコネート、クロルヘキシジンアセテート、クロルヘキシジンイセチオネート、及びクロルヘキシジン塩酸塩などの、クロルヘキシジンの塩が含まれるが、これらに限定されない。他のカチオン性抗菌剤（塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、トリクロカルバン、ポリヘキサメチレンビグアニド、塩化セチルピリジウム、及び塩化メチルベンゼトニウムなど）もまた用いてよい。他の抗菌剤としては、２，４，４’，−トリクロロ−２−ヒドロキシジフェニルエーテル（トリクロサン）などのハロゲン化フェノール化合物；パラクロロメタキシレノール（ＰＣＭＸ）；及びエタノール、プロパノールなどの短鎖アルコール、などが含まれるが、これらに限定されない。

抗乾癬薬物又は脂漏性皮膚炎処置のための薬物の例としては、副腎皮質ステロイド（例えば、ジプロピオン酸ベタメタゾン、吉草酸ベタメタゾン、プロピオン酸クロベタゾール、ジフロラゾンジアセテート、ハロベタゾールプロピオネート、トリアムシノニド（ｔｒｉａｍｃｉｎｏｎｉｄｅ）、デキサメタゾン、フルオシノニド、フルオシノロンアセトニド、ハルシノニド、酢酸トリアムシノロン、ヒドロコルチゾン、ヒドロコルチゾンバレレート、ヒドロコルチゾンブチレート、ジプロピオン酸アルクロメタゾン、フルランドレノリド、フランカルボン酸モメタゾン、酢酸メチルプレドニゾロン）、メトトレキサート、シクロスポリン、カルシポトリエン、アントラリン（ａｎｔｈｒａｌｉｎｅ）、シェール油及びその誘導体、エルビオール、ケトコナゾール、コールタール、サリチル酸、ジンクピリチオン、硫化セレン、ヒドロコルチゾン、硫黄、メントール、及び塩酸プラモキシン、及びそれらの塩及びプロドラッグ、が含まれるが、これらに限定されない。

抗炎症剤の例には、副腎皮質ステロイドなどの適切なステロイド系抗炎症剤（ヒドロコルチゾン、ヒドロキシルトリアムシノロンαメチルデキサメタゾン、リン酸デキサメタゾン、ジプロピオン酸ベクロメタゾン、吉草酸クロベタゾール、デソニド、デスオキシメタゾン、デスオキシコルチコステロンアセテート、デキサメタゾン、ジクロリゾン、ジフロラゾンジアセテート、吉草酸ジフルコルトロン、フルアドレノロン（ｆｌｕａｄｒｅｎｏｌｏｎｅ）、フルクラロロンアセトニド（ｆｌｕｃｌａｒｏｌｏｎｅ ａｃｅｔｏｎｉｄｅ）、フルドロコルチゾン、ピバル酸フルメタゾン、フルオシノロンアセトニド（ｆｌｕｏｓｉｎｏｌｏｎｅ ａｃｅｔｏｎｉｄｅ）、フルオシノニド、フルコルチンブチルエステル（ｆｌｕｃｏｒｔｉｎｅ ｂｕｔｙｌｅｓｔｅｒ）、フルオコルトロン、フルプレドニデン（フルプレドニリデン（ｆｌｕｐｒｅｄｎｙｌｉｄｅｎｅ））アセテート、フルランドレノロン、ハルシノニド、酢酸ヒドロコルチゾン、酪酸ヒドロコルチゾン、メチルプレドニゾロン、トリアムシノロンアセトニド、コルチゾン、コルトドキソン、フルセトニド（ｆｌｕｃｅｔｏｎｉｄｅ）、フルドロコルチゾン、ジフルオロゾン（ｄｉｆｌｕｏｒｏｓｏｎｅ）ジアセテート、フルラドレナロン（ｆｌｕｒａｄｒｅｎａｌｏｎｅ）アセトニド、メドリゾン、アムシアフェル（ａｍｃｉａｆｅｌ）、アムシナフィド、ベタメタゾン、クロルプレドニゾン（ｃｈｌｏｒｐｒｅｄｎｉｓｏｎｅ）、クロルプレドニゾン（ｃｈｌｏｒｐｒｅｄｎｉｓｏｎｅ）アセテート、クロコルトロン（ｃｌｏｃｏｒｔｅｌｏｎｅ）、クレシノロン（ｃｌｅｓｃｉｎｏｌｏｎｅ）、ジクロリゾン（ｄｉｃｈｌｏｒｉｓｏｎｅ）、ジフルプレドナート、フルクロロニド（ｆｌｕｃｌｏｒｏｎｉｄｅ）、フルニソリド、フルオロメトロン（ｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｌｏｎｅ）、フルペロロン、フルプレドニゾロン、吉草酸ヒドロコルチゾン、ヒドロコルチゾンシクロペンチルプロピオネート、ヒドロコルタメート、メプレドニゾン、パラメタゾン、プレドニゾロン、プレドニゾン、ジプロピオン酸ベクロメタゾン、ジプロピオン酸ベタメタゾン、トリアムシノロン、及びそれらの塩及びプロドラッグ、など）が含まれるが、これらに限定されない。本発明で使用するのに好ましいステロイド系抗炎症剤はヒドロコルチゾンである。本発明の組成物において有用である抗炎症剤の第二のクラスは、非ステロイド系抗炎症剤を含む。

他の活性薬剤としては、創傷治癒促進剤（組換えヒト血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）及び他の成長因子など）、ケタンセリン、イロプロスト、プロスタグランジンＥ_１及びヒアルロン酸、マンノース−６−リン酸などの瘢痕縮小剤、鎮痛剤、麻酔薬、ミノキシジルなどの発毛促進剤、エフロルニチン塩酸塩などの発毛阻害剤、血圧降下剤、冠動脈疾患を治療するための薬物、抗がん剤、内分泌および代謝性薬剤、神経性薬剤、化学薬品添加の中止のための薬剤、乗り物酔い、タンパク質及びペプチド薬、が含まれるが、これらに限定されない。

治療用及び／又は美容用組成物における活性薬剤の量は、活性薬剤及び／又はデバイスの意図された用途に依存するだろう。一つの実施形態において、キャリアは、安全な及び効果的な量の活性薬剤を含み、例えば、キャリアの約０．００１質量パーセント〜約２０質量パーセント、約０．０１質量パーセント〜約５質量パーセント、などがある。本明細書において用いられるとき、「安全な及び効果的な量」は、所望の利益を所望のレベルで提供するのに十分であるが、重い副作用を避けるのに十分に低い、成分の量又は組成物の量を意味する。成分又は組成物の安全な及び効果的な量は、処置されるエリア、エンドユーザーの年齢及び皮膚タイプ、処置の持続時間及び性質、用いられる具体的な成分又は組成物、利用される特定の医薬的に許容されるキャリア、及び同様の因子、により変わるだろう。

一態様において、ざ瘡の処置のために、本発明のデバイスは好ましくは、約３５０〜９００ｎｍ、好ましくは約３８０〜８５０ｎｍ、より好ましくは約４００〜８５０ｎｍ、及びさらにより好ましくは約４００〜８３０ｎｍの範囲の光を発する。さらに、ざ瘡の処置のために好ましい光は、紫色光である。好ましい紫色光は、約３９０、３９１、３９２、３９３、３９４、３９５、３９６、３９７、３９８、３９９、４００、４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８、４０９、４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４２９及び４３０ｎｍの、ざ瘡の処置のための発光波長を有する。例えば、４１４及び４１５ｎｍは、プロピオニバクテリウムアクネス（Ｐ． ａｃｎｅｓ）細菌を殺すため、及び存在する傷を治すのを助けるため、及び更なる発生を防止するために、特に適している。ざ瘡を処置するための光線療法の適用についての研究により、異なる波長又は波長の範囲の組み合わせが、効率よくざ瘡を処置するのに特に適していることが分かった。一態様において、赤色光及び紫色光の組み合わせが、ざ瘡を処置するのに用いられる。赤色光は、好ましくは約５９０〜７５０ｎｍ、より好ましくは約６００〜７２０ｎｍ、及びさらにより好ましくは６２０〜７００ｎｍの範囲から選択される。ざ瘡の処置のための２つのさらに好ましい波長は、６３３及び６６０ｎｍである。約６３３〜６６０ｎｍの光は、細胞代謝を増加させ、瘢痕修復及びリモデリングのためのコラーゲン合成を誘発し、及び炎症を減少させる酸素ラジカル捕捉剤として機能するスーパーオキシドジスムターゼを増加させる。さらなる効果は、微小血管灌流を増加させる一酸化窒素（ＮＯ）合成の増加であり、炎症性物質が凝集している組織の洗浄及びウォッシュアウトにさらに影響を与える。上述の波長から紫色光を選択することができる。

超音波エネルギーは、処置部位（ざ瘡菌感染皮膚など）にわたって、好ましくは約２ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの範囲、及びより好ましくは４５〜９０ｋＨｚの範囲で適用すべきである。これらの周波数は、角質層を貫いてチャネルを開き治療用活性薬剤を通過させながら、細菌プラークの崩壊を提供してさらに組織を清潔にする。このように、光、超音波及び活性治療用／美容用薬剤の効果は、相乗的に作動し、補足的（ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙ）である。加えて、ざ瘡発疹を効果的に処置するために、皮膚に接触したヒータ層を用いて熱を提供してよい。イオン泳動成分を添加して、治療用活性薬剤（これらはイオン性であると仮定する）の駆動を補助するために、電流を適用してもよい。

ホワイトヘッドの処置のために、デバイスは好ましくは、約５００ｎｍの光又は５００〜７００ｎｍの範囲の光を発する。ホワイトヘッドは、閉鎖面皰とも呼ばれ、同一の物質、皮脂で満たされた小胞である。しかし、皮膚表面に微細な開口部を有する。空気は小胞に到達できないため、物質は酸化されず、白色のままである。これは、本発明の加熱要素が特に効果的である用途である。

別の態様において、セルライトの処置又は予防のために、デバイスは、好ましくは、４００〜１０００ｎｍの範囲、好ましくは４００〜９００ｎｍの範囲、より好ましくは４５０〜９００ｎｍの範囲、及びさらにより好ましくは５００〜８５０ｎｍの範囲の光を発する。セルライトの処置又は予防のために、デバイスは、好ましくは、約２５ｋＨｚ〜８０ｋＨｚの周波数で超音波を適用し、セルライトマトリクスの崩壊を引き起こす。セルライトは、ほとんどの女性に発生すると言われている状態であって、下肢、腹部、および骨盤領域の皮膚がくぼんでいるところ、を表す。約１〜５ＭＨｚでの高周波数超音波の使用もまた、セルライトのエリアを加熱して構造を液化するのに効果的であり、その構造はその後、逆行性の（ｒｅｔｒｏｇｒａｄｅ）マッサージによりリンパ管に再吸収されることができる。低周波数超音波は、角質層を貫いてチャネルを開き、セルライトマトリクスの崩壊及び再吸収を補助する治療用活性薬剤を通過させる。このように、光、超音波及び活性治療用及び／又は美容用薬剤の効果は、相乗的に作動し、補足的（ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙ）である。加えて、熱は、セルライトマトリクスの液化を補助する、皮膚に接触したヒータ層を用いて提供してよい。

皮膚の老化及び小じわ及びシワの処置又は予防のために、デバイスは、好ましくは、４００〜９５０ｎｍの範囲の光を発する。好ましくは、波長は、５５０〜９００ｎｍの範囲であり、例えば６００、６３０、６６０又はそれらの間のある範囲である。別の態様において、皮膚老化の処置及び／又は予防のために、デバイスは、７８０〜１０６０ｎｍの範囲の赤外光を発する。約６３３〜６６０ｎｍの光は、細胞代謝を増加させ、瘢痕修復及びリモデリングのためのコラーゲン合成を誘発し、及び炎症を減少させる酸素ラジカル捕捉剤として機能するスーパーオキシドジスムターゼを増加させる。さらなる効果は、微小血管灌流を増加させるＮＯ合成の増加であり、炎症性物質が凝集している組織の洗浄及びウォッシュアウトにさらに影響を与え、一方で組織栄養を向上させる。約１〜５ＭＨｚで、２０％のデューティファクタで、０．５ｗ／ｃｍ²のレンジで、パルスサブサーマル（ｓｕｂｔｈｅｒｍａｌ）高周波数超音波を使用することはまた、組織再生を刺激するのにも効果的であり、本出願においてよく用いられる。低周波数超音波は、角質層を貫いてチャネルを開き、コラーゲン及びエラスチンマトリクスの再構築を補助する治療用活性薬剤（ビタミンＣ、高分子ヒアルロン酸、及び他の活性薬剤など）を通過させる。このように、光、超音波及び活性治療用及び／又は美容用薬剤の効果は、相乗的に作動し、補足的（ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙ）である。加えて、熱は、加熱及び伸張メカニズムを介して、シワの処置をさらに補助する、皮膚に接触したヒータ層を用いて提供してよい。すなわち、ひとたび組織が約４０〜４１℃の粘弾性の温度に到達すると、手によるシワの伸張は、シワをのばすのに役立つ。クールダウンの間に応力が維持される場合、シワは平らになり、コラーゲンの新たな伸長を維持することとなる。別の態様において、活性薬剤をさらに浸透させるために、低周波数超音波と組み合わせて、電流を適用して追加のイオン泳動の駆動を提供することができる。電流がＡＣ又はパルス電流の場合、それを用いて筋肉廃用性萎縮又は筋肉過緊張を減少させ、その下にある筋肉構造を改造し、それにより、ボトックス又は筋肉運動が組織構造に作用するのと（美的な結果の点で）同様の様式で、シワを減少させることができる。

一態様において、組成物は、光線療法処置で使用するための光感作薬を含む。この場合、デバイスは光感作薬を活性化する。光感作薬は、液体、クリーム又は静脈薬物であることが可能である。前がん又はがんの処置のために、例えば、光感作薬は、好ましくは、異型又はがん細胞により吸収される。光感作薬が光に照射されると、周辺の細胞を破壊することができる活性化された酸素分子が生成する。局所適用とは対照的に、超音波フィールドは、角質層を通る治療用薬剤の輸送を提供し、その効能を増大させる。

別の態様において、組成物は、光源から生じた光の作用下で重合する、重合可能な組成物である（Ｓａｍａｉｎの、欧州特許第２２５２２５６号公報など）。このように、典型的な実施形態において、本発明は、（ａ）光刺激の作用下で重合可能である組成物を皮膚の上に配置すること；（ｂ）本発明のデバイス（パッチ、包帯、などの形状）を該組成物を覆って設置すること；及び（ｃ）該デバイスからの光に該組成物の重合を引き起こさせること、を含む美容用処置方法を対象とする。

経皮的輸送のための周波数の変調
前述の通り、デバイスにより提供された低周波数超音波は、皮膚内への及び皮膚を通りぬける薬物送達を改善する、キャビテーション効果を皮膚において提供する。組成物中の様々な治療用及び／又は美容用薬剤の輸送を、最大化する又は別のやり方で向上させるために、超音波源は、異なる周波数で動作させることのできる超音波トランスデューサを含む、ということが理解されるだろう。例えば、治療用及び／又は美容用薬剤「Ａ」は、超音波周波数ｆ_Aで、任意の超音波変調周波数ｆ_MAで、最適に輸送されることができ、一方で、治療用及び／又は美容用薬剤「Ｂ」は、超音波周波数ｆ_Bで、任意の超音波変調周波数ｆ_MBで、最適に輸送されることができることが理解されるだろう。異なる超音波周波数（及び任意の超音波変調周波数）は、異なるキャビテーション効果を引き起こし、異なるサイズのひずみを角質層に作成し、異なるサイズの分子及び化合物が皮膚を通過するのを可能にする。それ故に、本発明は、超音波周波数及び／又は変調周波数を、動作の間に、連続的に又は段階的に変化させることができることを予期している。すなわち、本発明は、トランスデューサが、多数の周波数で（例えば、選択された範囲の周波数にわたり連続的に、又は１又は複数の既定の周波数で）動作することができる、ということを予期している。

さらに、電子制御モジュールを用いて、様々な治療用及び／又は美容用薬剤に関連する周波数に対応する、異なる周波数のサイクルで動作するように、デバイスをプログラムしてよい。例えば、超音波周波数ｆ_Aで、第１の時間（治療用及び／又は美容用薬剤Ａの輸送を最大化する目的で）動作し、次に超音波周波数ｆ_Bで、第２の時間（治療用及び／又は美容用薬剤Ｂの輸送を最大化する目的で）動作するように、デバイスをプログラムしてよい。別の例としては、超音波周波数ｆ_Aで、ｆ_MAの超音波変調周波数で、第１の時間（治療用及び／又は美容用薬剤Ａの輸送を最大化する目的で）動作し、次に超音波周波数ｆ_B-USで、超音波変調周波数ｆ_MBで、第２の時間（治療用及び／又は美容用薬剤Ｂの輸送を最大化する目的で）動作するように、デバイスをプログラムしてよい。さらに別の例としては、デバイスは、第１の時間については超音波周波数ｆ_Aで、ｆ_MAの超音波変調周波数で動作させ、続いて第２の時間については超音波変調周波数のみをｆ_MBに変化させて、動作させてよい。周波数のサイクル及びパターンは、多数の治療用及び／又は美容用薬剤を含有する組成物を、皮膚表面を通り抜けて輸送するのに、顕著な利益を提供する。各周波数での時間の量もまた、治療用及び／又は美容用薬剤の組成パーセンテージ及び治療用及び／又は美容用薬剤の皮膚を通るときの拡散速度に基づいて、電子制御モジュール内にプログラムしてよい。多数の治療用及び／又は美容用薬剤を、各治療用及び／又は美容用薬剤を最適化する同様の技術を用いて送達してよいことが理解されるだろう。

別の態様において、光源は、超音波トランスデューサの変調又は基本周波数を含む、様々な周波数でパルスしてよい。パルセーションは、細胞膜及び角質層に対するキャビテーション効果を最大化するために、好ましくは同調される。光の波長は、組織における治癒及び生体刺激効果を最適化するように選択され、光変調周波数は、超音波変調の周波数又は超音波トランスデューサの基本周波数に同調される。この相乗的効果は、光源が超音波変調に同調的にパルスされると、組織におけるせん断波及びキャビテーション効果を増強する。

このように、組成物中の様々な治療用及び／又は美容用薬剤の輸送を最大化するために、デバイスの光源を、異なる周波数で変調された異なる波長で動作させてよいことが理解されるだろう。例えば、治療用及び／又は美容用薬剤「Ａ」は、光波長λ_Aで及び任意の光変調周波数ｆ_MAでパルスされて、最適に輸送されることができ、一方で、治療用及び／又は美容用薬剤「Ｂ」は、波長λ_Bで任意の光変調周波数ｆ_MBで最適に輸送されることができることが理解されるだろう。異なる光波長（及び任意の光変調周波数）は、異なるキャビテーション効果を引き起こし、異なるサイズのひずみを角質層に作成し、異なるサイズの分子及び化合物が皮膚を通過するのを可能にする。それ故に、本発明は、様々な波長を有する光及び変調周波数を、動作の間に連続的に又は段階的に変化させることができることを予期している。すなわち、本発明は、光源が、多数の波長で（例えば、選択された範囲の波長にわたり又は１又は複数の既定の波長で）動作することができる、ということを予期している。さらに、電子制御モジュールを用いて、様々な治療用及び／又は美容用薬剤に関連する周波数に対応する、異なる波長のサイクルで動作するように、デバイスをプログラムしてよい。例えば、光波長λ_Aで、第１の時間（治療用及び／又は美容用薬剤Ａの輸送を最大化する目的で）動作し、次に光波長λ_Bで、第２の時間（治療用及び／又は美容用薬剤Ｂの輸送を最大化する目的で）動作するように、デバイスをプログラムしてよい。別の例としては、光波長λ_Aで、ｆ_MAの光変調周波数で、第１の時間（治療用及び／又は美容用薬剤Ａの輸送を最大化する目的で）動作し、次に光波長λ_Bで、光変調周波数ｆ_MBで、第２の時間（治療用及び／又は美容用薬剤Ｂの輸送を最大化する目的で）動作するように、デバイスをプログラムしてよい。さらに別の例としては、デバイスは、第１の時間については光波長λ_Aで、ｆ_MAの光変調周波数で動作させ、続いて第２の時間については、光変調周波数のみをｆ_MBに変化させて、動作させてよい。他の活性薬剤について、第３の時間、第４の時間、第５の時間、などでこれを繰り返してよい。光エネルギー波長及び変調周波数のサイクル及びパターンは、多数の治療用及び／又は美容用薬剤を含有する組成物を、皮膚表面を通り抜けて輸送するのに、顕著な利益を提供する。各波長及び／又は変調周波数での時間の量もまた、治療用及び／又は美容用薬剤の組成パーセンテージ及び治療用及び／又は美容用薬剤の皮膚を通るときの拡散速度に基づいて、電子制御モジュール内にプログラムしてよい。

所与の治療用及び／又は美容用薬剤について、超音波の適切な変調を確実にするために、マイクロダイアリシスを用いることができる。同様に、様々な変調周波数で光をパルスすることの効果を、この方法を用いて測定することもできる。一般に、治療用及び／又は美容用薬剤を含有する組成物は、導電性超音波ゲル中で、皮膚又は組織表面上に設置される。超音波トランスデューサは、組成物及び皮膚又は組織を覆って設置され、このトランスデューサは適切な適用量及びテスト周波数で始動される。無菌水が、トランスデューサの下の皮膚の下のおよそ２ｍｍに埋め込まれたマイクロダイアリシスプローブの中に注入される。例えば、Ｋｌｉｍｏｗｉｃｚ、皮膚のマイクロダイアリシスによりヒトに局所適用された薬物の皮膚浸透の評価（Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｋｉｎ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｏｐｉｃａｌｌｙ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｄｒｕｇｓ ｉｎ Ｈｕｍａｎｓ ｂｙ Ｃｕｔａｎｅｏｕｓ Ｍｉｃｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ）、Ｊ Ｃｌｉｎ Ｐｈａｒｍ Ｔｈｅｒ． Ａｐｒ；３２（２）：１４３−８（２００７）；及びＡｕｌｔら、真皮薬物輸送の調査のためのマイクロダイアリシスサンプリング（Ｍｉｃｒｏｄａｌｙｓｉｓ Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｅｒｍａｌ Ｄｒｕｇ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）、Ｐｈａｒｍ Ｒｅｓ． Ｏｃｔ９（１０）：１２５６−６１（１９９２）を参照のこと。

目的の各治療用及び／又は美容用薬剤の経皮的な送達に最適化された超音波周波数、超音波変調周波数、光波長、及び光変調周波数は、電子制御モジュール内にプログラムされる。それ故に、デバイスは、各治療用及び／又は美容用薬剤についての周波数（超音波及び光）を適用することができることが予期される。すなわち、治療用及び／又は美容用薬剤Ａの経皮的な送達が、第１の超音波周波数ｆ_A（任意の超音波変調周波数ｆ_MAを伴う）及び第１の光波長λ_A（任意の光変調周波数ｆ_MAでパルスすることを伴う）で最適であり、治療用及び／又は美容用薬剤Ｂの経皮的な送達が、第２の超音波周波数ｆ_B（任意の超音波変調周波数ｆ_MBを伴う）及び第２の光波長λ_B（任意の光変調周波数ｆ_MBでパルスすることを伴う）で最適であるとしたときに、デバイスは少なくとも両方の方式で動作するようにプログラムされる。一態様において、超音波及び光は、同一の周波数で変調される。

光線療法
本発明のデバイスを用いて光線療法を患者に提供することができる。光の波長、及びパルセーションの周波数、及び光源からのエネルギー送達の結果として、体において多くの生理学的反応が生じる。これらの生理学的反応としては、例えば、転写レベルでのコラーゲン遺伝子発現に対する選択的作用を介してコラーゲン合成を増強する、プロコラーゲンの産生の加速が含まれる。これは、クロマチン構造の改変を引き起こすプロコラーゲンｍＲＮＡレベルの上昇から起こりそうな結果である。ここで、存在するコラーゲン分子の架橋の増加及び機能的コラーゲン線維の組織化の向上もまた、理論上想定される。また、デバイスがマクロファージ（白血球の一種）を刺激し、線維芽細胞の複製及び増殖を刺激する因子（例えば、モノカイン）を放出する、ということが理論上想定される。発生する細胞効果としては、ミトコンドリアの増生、細胞質ミクロフィラメント束の出現、及び細胞周囲の領域における豊富な線維状マトリクスの堆積が含まれる。線維芽細胞の細胞表現型、筋線維芽細胞、が生じる。この細胞は肉芽組織において見られる。そして、その主な役割は創傷治癒のリモデリング期において発生し、コラーゲンの合成に加えて収縮活動を含む。光熱処置デバイスはそれにより、機能的瘢痕の形成を加速する。一般に、Ｓｈａｐｉｒｏの、米国特許第６，１８７，０２９号公報を参照のこと。パルス光又はパルス超音波の刺激はまた、その下にある神経組織（交感、副交感及び感覚神経を含む）を刺激する能力を有する。選択するパルスパラメーターに応じて、循環及び血流を増加又は減少させて、組織修復の処置又は炎症反応の調節又は浮腫の阻止又は再吸収を補助するために、神経を選択的に刺激してよい。本明細書中に述べられている所望の生理学的効果を達成するために、本発明のデバイスを、様々な波長、超音波周波数、デューティファクタ、パルスレート及び振幅でプログラムしてよい。

別の態様において、デバイスは、光エネルギー、超音波、及び約１〜４℃の加熱を提供するように、よく適合される（例えば、光源からの光エネルギー、高周波数超音波トランスデューサからの超音波、及び可撓性透明ヒータ層からの熱、又はそれらの組み合わせを介して）。高周波数超音波は皮膚及び表面組織において、熱的効果を引き起こすことが知られている。組織に適用されたこの熱は、紫外光暴露に起因する細胞死を低減する働きをするＨＳＰｓを誘発する。中でも、近赤外領域及び赤色可視領域における光エネルギーは、ＵＶ光に対する暴露の後続致死効果に、光防護効果を提供する。この組み合わせは、ＵＶ光による老化の低減及びその効果の修復に高度に相乗的に作用する。デバイスを低周波数超音波とも一緒に用いると、ビタミンＣ及び他の物質のフォノフォレーシスがもたらされ、修復及び光防護プロセスをさらに加速させることができる。

電源、駆動回路及び制御モジュール
本発明の各デバイスは、電源、駆動回路及び制御モジュールを含む電子回路により駆動及び制御される。電子回路は、デバイスに電気的に接続された別個のハウジング内に備えられてよく、又はデバイス又はデバイスのアレイをマウントする可撓性材料内に構築されてよい。

電源は、各デバイスの光源、（１又は複数の）超音波トランスデューサ、ヒータ層及び／又は電気刺激層を始動するのに十分な電力を供給するこのとのできる、任意の電源であってよい。電源は、使い捨て又は充電式バッテリ、太陽電池、燃料電池、アダプターを含んでよく、又は送電網により電力を供給されてもい。光源は、好ましくは、ＤＣ又はパルスＤＣにより駆動される；しかしながら、光源は代わりにＡＣにより駆動されてもよい。（１又は複数の）超音波トランスデューサは、好ましくはＡＣにより駆動され、低周波数及び／又は高周波数超音波を送達する。しかし、パルスＤＣを用いて低周波数超音波を送達してよい。ＡＣ、ＤＣ又はパルスＤＣによりヒータ層を駆動させて、デバイスにわたり抵抗加熱を引き起こしてよい。電気刺激層は、好ましくは、ＤＣ又はパルスＤＣにより駆動されてイオン泳動を提供する。又は電気刺激層は、パルスＡＣ又はパルスＤＣにより駆動されて、筋肉の弛緩又は緊張（ｔｏｎｉｎｇ）を提供してよい。電気刺激層は、典型的には、導電性電極としての機能を果たし、導電性リターン電極と組み合わせて用いられて、前述の通り、所望の電気刺激を提供する、ということが理解されるべきである。当業者は、上記で言及されたＤＣ、ＡＣ、パルスＤＣ及びパルスＡＣの出力電圧及び電流レベルが、デバイスの各層のピーク出力を制御し、このことが処置時間と共同して適用量を制御する、ということを理解するだろう。

一つの実施形態において、制御モジュールはデバイスに接続された電子回路に組み込まれるか、又はデバイスをマウントする可撓性材料内に構築される（「内部制御モジュール」と呼ばれる）。図１２は、この実施形態のための典型的な電子回路のブロック線図である。ここから分かるように、デバイスは、光源、超音波トランスデューサ（低周波数及び／又は高周波数）、ヒータ層、及び導電性／電気刺激層を含む。もちろん、デバイスは、これらの要素のうちの１つのみ又は任意の組み合わせを含みうるということが理解されるべきである。一態様において、デバイスは光源のみを含む。別の態様において、デバイスは低周波数超音波トランスデューサのみを含む。別の態様において、デバイスは高周波数超音波トランスデューサのみを含む。さらに別の態様において、デバイスは２周波数超音波トランスデューサのみを含む。他の組み合わせが当業者に自明であろう。

デバイスの各要素は、マイクロコントローラーにより独立して制御される（後述）。いくつかの要素は、マイクロコントローラーに直接接続されてよく（マイクロコントローラーからのＤＣ出力）、いくつかの要素は、マイクロコントローラーに、増幅器を介して接続されてよく（マイクロコントローラーからのＡＣ出力）、及びいくつかの要素は、増幅器と組み合わせて、マイクロコントローラーに、ＤＣをＡＣに変換する発振器を介して接続されてよい（マイクロコントローラーからのＤＣ出力）。様々な他の回路設計が、可能であり、当業者の知識の範囲内である、ということが理解されるべきである。マイクロコントローラーは、デバイスがオン／オフであるかどうかの表示を提供するＬＥＤ又は特定の処置の完了時にユーザーに注意喚起するオーディオブザーなどの、１又は複数のＩ／Ｏデバイスに接続される。デバイスに電力を供給するためのオン／オフスイッチを備えてもよい。

デバイスの各要素は、一連の光、超音波、熱及び／又は電気刺激を一定の適用量で提供する、予めプログラムされた処置サイクルに従って、マイクロコントローラーにより独立して制御される。例えば、マイクロコントローラーは、特定の美容的な病気（ざ瘡、乾癬、など）の処置のために予めプログラムされてよい。マイクロコントローラーは、光源の始動及び停止、電圧、電流、光波長、パルス幅、変調周波数、デューティファクタ、及び光処置時間を調整することにより、光源を独立して制御してよい。同様に、マイクロコントローラーは、トランスデューサの始動及び停止、超音波処置時間、超音波周波数、超音波変調周波数、などを調整することにより、超音波トランスデューサを独立して制御してよい。加えて、マイクロコントローラーは、イオン泳動のための電気刺激出力、及びヒータ層の温度を、層に埋め込まれたグラフェンへの駆動電流を調整することにより、制御してよい。当業者は、本発明に従い、他の動作パラメーターもまたマイクロコントローラーにより制御してよいことを理解するだろう。

別の実施形態において、制御機能性の全て又は一部分は、ユーザーの入力に基づいて、デバイスの動作パラメーターの手動調整を可能にする、外部制御デバイス（「外部制御モジュール」と呼ばれる）により提供される。図１３は、この実施形態のための典型的な電子回路のブロック線図である。ここから分かるように、この電子回路は、マイクロコントローラー内に制御機能性が予めプログラムされていないこと以外は、図１２に関連して示され説明されているものと類似している。その代わりに、マイクロコントローラーは、外部制御デバイスとの有線又は無線通信を可能にする通信モジュールに接続されている。外部制御デバイスは、適した制御アプリケーションを実行することのできる、移動通信デバイス（例えば、スマートフォン）、タブレット型コンピューター、ラップトップコンピューター又は任意の他のデバイスを含んでよい。外部制御デバイスは同様に、リモートサーバーにホストされたアプリケーション又はデータにアクセスするために、通信ネットワーク（例えば、インターネットクラウド）を通じて通信することができる。通信モジュールは、任意の適した通信システムを通じて外部制御デバイスと通信してよく、通信システムとしては、ネットワーク、ＵＳＢ及びシリアルポート通信、カスタムコネクタ及びプロトコル（ｉＰｈｏｎｅ又はｉＰａｄコネクタなど）、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）、ＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔ、専用狭域通信（ＤＳＲＣ）、ＥｎＯｃｅａｎ、近接通信（ＮＦＣ）、無線センサーネットワーク、ＺｉｇＢｅｅ、ＥｎＯｃｅａｎ、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）（ＩｒＤＡなど）、無線ＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚ−Ｗａｖｅ、ＺｉｇＢｅｅ、又はボディエリアネットワーク、無線センサーネットワーク（ＷＳＮ）、ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）（ＷｉＭｅｄｉａ ＡｌｌｉａｎｃｅからのＵＷＢなど）、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）（ＩＥＥＥ ８０２．１１規格に基づくＷｉ−Ｆｉ製品など）、高性能無線ＬＡＮ（ＨｉｐｅｒＬＡＮ）、無線メトロポリタンエリアネットワーク（ＷＭＡＮ）、ローカルマルチポイント配信サービス（ＬＭＤＳ）、ワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷｉＭＡＸ）、及び高性能無線メトロポリタンエリアネットワーク（ＨｉｐｅｒＭＡＮ）、が含まれる。好ましい態様において、通信モジュールは、低エネルギーＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続を介して外部制御デバイスと通信する。ここから分かるように、マイクロコントローラーは、１又は複数のＩ／Ｏデバイスにも接続され（上述のように）、Ｉ／Ｏデバイスとしては、デバイスの直接制御を可能にする、又は外部制御デバイスのスレーブとして動作する、タッチスクリーンディスプレイが含まれる。このように、制御モジュールは、外部制御モジュール（外部制御デバイスをを介する）及び内部制御モジュール（タッチスクリーンディスプレイを介する）の組み合わせを含んでよい。外部制御デバイスはまた、インターネットクラウド（外部制御デバイスがそのユーザー又は他のユーザーによるデバイスの以前の使用からの格納されたデータにアクセスすることのできるところであり、より集中的にコンピュータ計算して処置パラメーターを評価するものであり、及びユーザーデータ管理のためのものである）にも接続されてよい。外部制御デバイスはまた、ユーザーの皮膚又は他の体部位の写真を撮影し、外部制御デバイスに存在するセンサーを用いて、デバイス内又はクラウド内に保持することのできるユーザーデータのためのデータソースをさらに提供するために、用いてもよい。

この実施形態において、制御モジュールは、入力デバイスを介して制御され、デバイスのそれぞれの要素の動作パラメーターの手動調整を可能にする。入力デバイスは、外部制御デバイス（キーボード、キーパッド、マウス、タッチスクリーンディスプレイ、ボタン、又は他の入力デバイスを介して）に、又は電子回路のＩ／Ｏデバイスのうちの１つ（例えば、タッチスクリーンディスプレイ）に、備えられてよい。入力デバイスは、提供されるべき処置、処置時間、処置の強度、処置適用量、デバイスのスペクトル出力、患者の年齢及び／又は美容用用途、の選択を可能にすることができる。入力デバイスは、システム診断、インターフェース型の検証（すなわち、治療用及び／又は美容用組成物（ゲル又はゲルパッド中に存在するものなど）が、デバイスに調和されていること、及び要求される仕様及び信頼性を満たすものと認証されていること、及び皮膚に適切に接触していること、の妥当性確認）を示してよい。入力デバイスは、治療前後の効能に関するセンサー情報及び動作の間の安全性情報を示してよい。入力デバイスはまた、所望の制御ポイントのエントリ又は設定の手動調整（対象、最大及び／又は最小温度、光強度、超音波強度、及び処置の時間、など）を可能にすることもできる。システムソフトウェアは、アーカイブされた患者／顧客データ（処置記録、センサーデータ、処置のお勧め（例えば、患者が脱水状態であれば患者は水を飲むべきである、患者は皮膚メラニン含量に基づいて、ある特定の治療用及び／又は美容用組成物を患者の皮膚に適用すべきである）、写真及び入力デバイスから得ることのできる他のユーザーデータ、を含む）を保持してよい。

制御モジュールはまた、適用量情報を伝える、デバイス性能についての情報を表示する、及びデバイスのある特定の動作パラメーターを設定するために用いることのできる、スクリーン又は他のタイプの出力デバイスも含む。スクリーンはまた、処置に関する情報、患者上の１又は複数の位置の温度、患者の暴露エリア、処置サイクルの長さ、処置サイクルの残り時間、光源の光強度設定、トランスデューサの超音波強度設定、デバイスによる多数の処置の累積時間、及びデバイスの設定及び動作に関する他の情報を提供してもよい。スクリーンはまた、様々な光線療法処置のための、予めプログラムされた処置サイクルに関する情報を提供してもよい。

デバイスは、共に全体の処置時間をもたらす多数の処置セッションにおいて、用いてよい。このような場合、制御モジュールは、セッション時間及び全体の処置時間又は両方を測定するように構成された少なくとも１つのタイマーを備えてよい。タイマーは、セッション時間又は全体の処置時間を単にモニターするのに用いられてよく、又はセッション又は全体の処置の完了後にデバイスを停止するのに用いられてよい。

別の実施形態において、制御モジュールは、予めプログラムされた処置サイクルに基づいて動作してよく、又はユーザー入力又は制御モジュールに接続された様々なセンサーからの入力に基づいて、処置サイクルの動的制御を可能にしてよい。図１４は、この実施形態のための典型的な電子回路のブロック線図である。ここから分かるように、この電子回路は、図１３に関して示され説明されているものと類似しており、閉ループで動作してフィードバックをマイクロコントローラーに提供する、１又は複数のセンサーが追加されている。フィードバックは、感知されるパラメーターに対応する様々なタイプの信号（例えば、電気的、化学的、機械的、又は空気圧の）を含んでよい。典型的なセンサーには、インピーダンス測定センサー、ＲＦＩＤセンサー、デジタル署名センサー、温度センサー、発光スペクトルセンサー、圧力センサー、光強度センサー、赤外線温度センサー、電気的インピーダンスセンサー、超音波送受信装置、皮膚水和センサー、皮膚皮脂レベルセンサー、皮膚メラニン含量センサー、皮膚弾性センサー、皮膚ｐＨセンサー、皮膚色センサー、皮膚光沢センサー、皮膚摩擦センサー、及び皮膚蛍光センサー、及び本技術分野において既知の他のセンサー、が含まれるが、これらに限定されない。ある特定のセンサーを、デバイスの層内に構築してよく、一方で他のセンサーを組織表面に適用し、ヒドロゲルを貫いて突き出させてよい。

センサーを単独又は組み合わせで用い、例えば、時間あたりの光波長及び超音波周波数の強度、及び時間あたりの全ての光及び超音波の全体の暴露を感知することにより、処置への患者の全体の暴露を測定してよい。センサーを正の又は負のフィードバックループで用いて、適用量を制御し、所望の用途についてのデバイスの有効性をモニターしてよい。

一例として、皮膚蛍光を測定することにより、アクネ菌の生存をモニタリングすることが可能となり、それにより殺菌率に基づいて適用量が変えられる又は終了されるだろう。アクネ菌は、およそ４００〜４５０ｎｍ（典型的には４１５ｎｍ）の紫色光を照射されると、６００〜７００ｎｍ（典型的には６３０ｎｍ）の赤色スペクトルの蛍光を発する。赤色波長を検知するのにフォトセンサーが用いられる場合、フィードバックを用いて適用量を制御することができる、すなわち、所望の殺菌率になるまで、適用量を長くする。検知の目的で、印刷されたダイオードインクを用いる検知ダイオードをアセンブリに埋設することもできる。この場合、システムは紫色光をパルスし、続いて検知モードでアレイをすぐに始動させて赤色光を探すだろう。当業者は、このコンセプトを他のフォトニクス組織相互作用を検知するのにも用いることができる、ということを理解するだろう。

赤外線センサーを用いて、表面又は深部皮膚温度を検知し、デバイスの動作の間に適用量制御パラメーターとして機能することによって、皮膚火傷からの患者の安全性を維持することができる。組織が熱くなりすぎた場合、光及び／又は超音波の強度を低下させることができる。赤外線センサーでの温度測定を用いて、目標組織温度（例えば、穏やかな加熱の３８℃、中程度の加熱の３９℃、又は激しい加熱の４１℃）に到達する又は目標組織温度を維持することもできる。光及び／又は超音波の適用量は、目標組織温度に到達する又は目標組織温度を維持するように、処置の間に調整することができる。固定したレベルのエネルギー（例えば、２ジュール／ｃｍ²）を組織に送達することが望ましい場合、適用量の減少に応じて処置時間を増加させることができる。温度安全限界まで又は最大限界組織温度までは、その反対もまたあてはまる。

インピーダンス測定センサーを用いて、適用量を制御することもできる。例えば、炎症を起こした組織は、炎症を起こしていない組織よりも導電性が高い。このデータを用いて、光及び／又は超音波の適用量を制御してよい。典型的には、組織がより炎症を起こしている場合、光及び／又は超音波の適用量は減少させられるだろう。インピーダンス測定センサーを用いて、皮膚水和レベルを測定することもでき、それにより、所望の水和レベルが達成されるまで、光及び／又は超音波が作動される。

インピーダンス測定センサーを用いて、ヒドロゲル層が正確に皮膚に付着しているかどうか、及び／又はヒドロゲル層が乾燥していないかどうかを定めることもできる。インピーダンス測定センサーを用いて、処置において用いられるヒドロゲルが特定の専用ブレンドであるかどうかを識別することもできる。これは、安全性の見地から、及び／又は正しいヒドロゲルが処置で用いられていることを保証するのに、重要となりうる。

皮膚接触及び導電性媒体センサーを設置して、真正な媒体が適用されていること及びそれがデバイス及び皮膚表面に適正に接触し、適切な治療成果を保証すること、を確認してよい。

超音波送受信装置を用いて、真皮及び表皮の厚さ、組織浮腫、及び組織における超音波減衰を測定することができる。この情報を、デバイスにより適用される超音波及び光の適用量制御に用いることができる。

別の実施形態において、制御モジュールは、アレイ状に配置された本発明の複数のデバイスを制御するよう作動可能である。図１５は、この実施形態のための典型的な電子回路のブロック線図である。ここから分かるように、この電子回路は、図１３に関して示され説明されているものと類似しており、アレイ中の各デバイスを制御するメインコントローラーが追加されている。好ましくは、アレイ中の各デバイスは論理アドレスを割り当てられており、それにより、メインコントローラーは、それらの論理アドレスを通してデバイスを個別に制御する。このように、メインコントローラーは、例えばデバイスの駆動電圧又は駆動電流を選択的に変化させることにより、各デバイスを他のデバイスとは異なるように、選択的に駆動させてよい。加えて、前述の通り、各デバイスの各要素は、付属のマイクロコントローラーにより独立して制御されてよい。それ故に、アレイは、光及び／又は超音波フィールドがプリセットパターンで及びプリセットスピードでアレイにわたり移動するように、パルスモード又は連続モードで、所望の一連の光及び／又は超音波周波数を送達するようにプログラムすることができる。加えて、アレイは、光及び／又は超音波フィールドと組み合わせて、所望の一連の熱及び／又は電気刺激を送達するようにプログラムすることができる。

本発明のデバイスの様々な典型的な実施形態をここで説明する。

第１の典型的な実施形態
図４は、本発明のデバイスの第１の典型的な実施形態を示している。デバイス１１０は、透明基板１２０の上に形成された光源及び光源の上面の上に形成された超音波トランスデューサを含む。光源は、アノード１５０とカソード１６０との間に位置する可撓性発光体１４０を含む。超音波トランスデューサは、カソード１６０（可撓性発光体との共通のカソード）とアノード１７０との間に位置する可撓性超音波エミッタ１３０を含む。ＤＣ又はパルスＤＣが光源に電力を供給するのに用いられ、一方ＡＣが超音波トランスデューサに電力を供給するのに用いられるように、様々な電源が備えられる。さらに、透明バリア層１８０は、可撓性発光体１４０を水分及び酸素から保護する。

この典型的な実施形態において、可撓性発光体１４０は、ＯＬＥＤ又は印刷可能なＬＥＤｓを含み、可撓性超音波エミッタ１３０はＰｉｅｚｏＰａｉｎｔ（商標）材料（Ｍｅｇｇｉｔｔ ＰＬＣ）を含む。基板１２０及びアノード１５０の両方は透明である。基板は透明シリコンゴムから構成され、超音波の整合層の役目も果たす。アノード１５０はＩＴＯから構成される。可撓性発光体１４０から生じた光は、デバイスが「底面」発光構成を有するように、透明アノード１５０及び基板１２０を通して発せられる。また、共通のカソード１６０及びアノード１７０は、銀などの導電性金属から構成される。バリア層は、Ｆｌｅｘｅｎｔ膜（Ｋｏｎｉｃａ Ｍｉｎｏｌｔａ）から構成される。上述したような治療用及び／又は美容用組成物を、基板１２０と患者の皮膚の間とに配置してよい。

第２の典型的な実施形態
図５は、本発明のデバイスの第２の典型的な実施形態を示している。デバイス２１０は、基板２２０の第１の表面２２２ａ（すなわち、患者の皮膚の方に面する表面）の上に形成された光源、及び基板２２０の第２の表面２２２ｂ（すなわち、患者の皮膚とは逆側に面する表面）の上に形成された超音波トランスデューサを含む。光源は、アノード２５０とカソード２６０ａとの間に位置する可撓性発光体２４０を含む。超音波トランスデューサは、カソード２６０ｂとアノード２７０との間に位置する可撓性超音波エミッタ２３０を含む。ＤＣ又はパルスＤＣが光源に電力を供給するのに用いられ、一方でＡＣが超音波トランスデューサに電力を供給するのに用いられるように、様々な電源が備えられる。さらに、透明バリア層２８０は、可撓性発光体２４０を水分及び酸素から保護する。バリア層２８０は光源の上に形成される、しかし、図示されているように、超音波トランスデューサを任意に覆ってもよい。

この典型的な実施形態において、可撓性発光体２４０はＯＬＥＤ又は印刷可能なＬＥＤｓを含み、可撓性超音波エミッタ２３０はＰｉｅｚｏＰａｉｎｔ（商標）材料（Ｍｅｇｇｉｔｔ ＰＬＣ）を含む。基板２２０はＭｙｌａｒ膜を含み、銀ナノ層が両側にコーティングされて、光源のカソード２６０ａ及び超音波トランスデューサのカソード２６０ｂを形成する。銀ナノ層は、光が患者の皮膚の方に向けられるように、可撓性発光体２４０により生じた光に対して高度に反射性である。バリア層２８０及びアノード２５０の両方は透明である。バリア層２８０は、Ｗｉｌｌｏｗ透明可撓性ガラス（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ）から構成される。アノード２５０はＩＴＯから構成される。可撓性発光体２４０から生じた光は、デバイスが「上面」発光構成を有するように、透明アノード２５０及びバリア層２８０を通して発せられる。アノード２７０は、銀などの導電性金属から構成される。上述したような治療用及び／又は美容用組成物を、バリア層２８０と患者の皮膚との間に配置してよい。

第３の典型的な実施形態
図６は、本発明のデバイスの第３の典型的な実施形態を示しており、ここでは、簡単にするために、デバイスの様々な層／部品を非スタガードの積み重ねられた配置で示している。このデバイスは、図５に示されたデバイスと同一である、しかし、後述するように、４つの任意の様式のうち、１又は複数の様式でさらに改変されている。

図５に示されているデバイスと同様に、デバイス３１０は、基板３２０の下方に形成された光源及び基板３２０の上方に形成された超音波トランスデューサを備える。光源は、アノード３５０とカソード３６０ａとの間に位置する可撓性発光体３４０を含む。超音波トランスデューサは、カソード３６０ｂとアノード３７０との間に位置する可撓性超音波エミッタ３３０を含む。ＤＣ又はパルスＤＣが光源に電力を供給するのに用いられ、一方でＡＣが超音波トランスデューサに電力を供給するのに用いられるように、様々な電源が備えられる。簡単にするために、電源及び配線は示されていない。さらに、透明バリア層３８０は、可撓性発光体３４０を水分及び酸素から保護する。

この典型的な実施形態において、デバイス３１０は超音波トランスデューサと皮膚との間に位置する透明整合層３３５を備えるよう任意に改変される。前述の通り、１又は複数の整合層がデバイス内に組み込まれてもよいことが理解されるだろう。さらに、整合層３３５は皮膚の加熱を提供するグラフェン要素（示されていない）を含んでよい。他の選択肢として、この実施形態において、超音波反射層３７５は、トランスデューサの上方、すなわち、皮膚とは逆側に面するデバイスの表面と超音波トランスデューサとの間に、位置する。加えて、この実施形態において、デバイスは、光源の出力効率を向上させるためのマイクロレンズアレイ又は散乱層３４５を任意に備える。最後に、この実施形態において、デバイスは可撓性ポリマー又はシリコンゴム３９０中に任意に封止される。上述したような治療用及び／又は美容用組成物を、整合層３３５と患者の皮膚との間に配置してよい。

第４の典型的な実施形態
図７は、本発明のデバイスの第４の典型的な実施形態を示しており、ここでは、簡単にするために、デバイスの様々な層／部品を非スタガードの積み重ねられた配置で示している。デバイス４１０は透明基板４２０の上方に形成された光源及び光源の上方に形成された２つの超音波トランスデューサを含む。光源は、アノード４５０と共通のカソード４６０ａとの間に位置する可撓性発光体４４０を含む。第１の超音波トランスデューサは、カソード４６０ａ（光源との共通のカソード）と共通のアノード４７０との間に位置する可撓性低周波数超音波エミッタ４３０ａを含む。第２の超音波トランスデューサは、カソード４６０ｂとアノード４７０（低周波数超音波エミッタとの共通のアノード）との間に位置する可撓性高周波数超音波エミッタ４３０ｂを含む。ＤＣ又はパルスＤＣが光源に電力を供給するのに用いられ、一方でＡＣが超音波トランスデューサのそれぞれに電力を供給するのに用いられるように、様々な電源が備えられる。

この典型的な実施形態において、可撓性発光体４４０はＯＬＥＤ又は印刷可能なＬＥＤｓを含み、可撓性低周波４３０ａ及び高周波４３０ｂ超音波エミッタはそれぞれ、ＰｉｅｚｏＰａｉｎｔ（商標）材料（Ｍｅｇｇｉｔｔ ＰＬＣ）を含む（すなわち、この材料は異なる周波数で駆動される）。超音波反射層４７５は、超音波トランスデューサの上方、すなわち、皮膚とは逆側に面するデバイスの表面と超音波トランスデューサとの間に位置し、超音波を患者の皮膚の方に向ける。超音波反射層４７５はセラミックから構成される。アノード４７０並びにカソード４６０ａ及び４６０ｂはそれぞれ、銀などの導電性金属から構成される。デバイスは、超音波トランスデューサと皮膚との間に位置する整合層４３５をさらに備える。整合層４３５は、その中に形成されたグラフェン４３５ａを有し、可撓性ヒータ層としての役目を果たす。グラフェン４３５ａはまた、イオン泳動のための電気刺激層としての役目を果たしてもよい。

アノード４５０、基板４２０、及びグラフェン４３５ａを備えた整合層４３５は、全て透明である。基板４２０は透明シリコンゴムから構成され、超音波の整合層の役目も果たす。アノード４５０はＩＴＯから構成される。可撓性発光体４４０から生じた光は、デバイスが「底面」発光構成を有するように、透明アノード４５０、基板４２０及びグラフェン４３５ａを備えた整合層４３５を通して発せられる。上述したような治療用及び／又は美容用組成物を、グラフェン４３５ａを備えた整合層４３５と患者の皮膚との間に配置してよい。

第５の典型的な実施形態
図８は、本発明のデバイスの第５の典型的な実施形態を示している。デバイス５１０は、光／トランスデューサ構造（例えば、先の実施形態のうちの１つにおいて図示されているような積層された構成を有する）に加えて、整合層５３５及び任意の電気刺激を患者に与えるための電気刺激層５９５ａの役目を果たす透明負極を含む。電気刺激層は、離れた場所で皮膚の表面に適用された正のリターン電極５９５ｂに、電気的に結合している。電流は、電源から正のリターン電極５９５ｂに流れ、患者の皮膚を通り負極５９５ａに流れる。電流は、好ましくは約１〜１０ｍＡ（例えば、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０ｍＡ）のＤＣ電流であり、約２〜４ｍＡが最も好ましい。電圧は、典型的には１００Ｖ以下（例えば、約１００、９０、８０、７０、６０、５０又は４０Ｖ又はそれ以下）である。上述のような治療用及び／又は美容用組成物５００は、電気刺激層５９５ａと患者の皮膚との間に配置される。

第６の典型的な実施形態
図９は、本発明のデバイスの第６の典型的な実施形態を示しており、ここでは、簡単にするために、デバイスの様々な層／部品を非スタガードの積み重ねられた配置で示している。デバイス６１０は透明基板６２０の上方に形成された光源を含み、これは以下に記載されるように、整合層としても機能する。２つの超音波トランスデューサは光源の上方に形成される。光源は、アノード６５０と共通のカソード６６０ａとの間に位置する可撓性発光体６４０を含む。第１の超音波トランスデューサは、カソード６６０ａ（光源との共通のカソード）と共通のアノード６７０との間に位置する可撓性高周波数超音波エミッタ６３０ｂを含む。第２の超音波トランスデューサは、カソード６６０ｂとアノード６７０（高周波トランスデューサとの共通のアノード）との間に位置する可撓性低周波数超音波エミッタ６３０ａを含む。ＤＣ又はパルスＤＣが光源に電力を供給するのに用いられ、一方でＡＣが超音波トランスデューサのそれぞれに電力を供給するのに用いられるように、様々な電源が備えられる。

この典型的な実施形態において、超音波吸収層６７７は、超音波トランスデューサの上方、すなわち、皮膚とは逆側に面するデバイスの表面と超音波トランスデューサとの間に位置し、この方向の超音波を吸収する。共通のアノード６７０並びにカソード６６０ａ及び６６０ｂはそれぞれ、銀などの導電性金属から構成されている。前述のとおり、超音波トランスデューサと皮膚との間に位置する基板６２０はまた、整合層の役目も果たす。基板／整合層６２０はその中に形成されたグラフェン６２０ａを有し、ヒータ層としての役目を果たす。さらに、デバイスは、任意の電気刺激を患者に与えるための電気刺激層６９５ａの役目を果たす正極を備える。電気刺激層６９５ａは、離れた場所で皮膚の表面に適用された負のリターン電極６９５ｂに電気的に結合している。電流は、電源から正極６９５ａに流れ、患者の皮膚を通り負のリターン電極６９５ｂに流れる。絶縁層６９３を、グラフェン６２０ａを備えた基板／整合層６２０と電気刺激層６９５ａとの間に配置してよい。上述のような治療用及び／又は美容用組成物６００は、電気刺激層６９５ａと患者の皮膚との間に配置される。

この典型的な実施形態において、可撓性発光体６４０はＯＬＥＤ又は印刷可能なＬＥＤｓを含み、可撓性低周波数及び高周波数超音波エミッタ６３０ａ、６３０ｂはそれぞれ、ＰｉｅｚｏＰａｉｎｔ（商標）材料（Ｍｅｇｇｉｔｔ ＰＬＣ）を含む（すなわち、この材料は異なる周波数で駆動される）。アノード６５０、グラフェン６２０ａを備えた基板／整合層６２０、絶縁層６９３及び電気刺激層６９５ａは、全て透明である。アノード６５０はＩＴＯから構成される。基板／整合層６２０は透明シリコンゴムから構成される。絶縁層６９３は透明シリコンから形成され、電気刺激層６９５ａは導電性透明シリコン、グラフェン、又は透明銀ファイバから形成される。可撓性発光体６４０から生じた光は、デバイスが「底面」発光構成を有するように、透明アノード６５０、グラフェン６２０ａを備えた基板／整合層６２０、絶縁層６９３及び電気刺激層６９５ａを通して発せられる。

また、この典型的な実施形態において、可撓性プリント回路板（ＰＣＢ）６９７は、患者の皮膚とは逆側に面するデバイスの表面に印刷される。可撓性ＰＣＢ ６９７は、図１４に一般に示されている電気部品（マイクロコントローラー（光源、超音波トランスデューサ、及び電気刺激層のための駆動回路を備えた）、無線通信モジュール（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、センサーエレクトロニクスを含む）を含む。可撓性ＰＣＢ ６９７は、患者の皮膚に接触したフォトセンサーに電気的に結合している。光源は患者の皮膚を紫色光（例えば、４１５ｎｍ）でパルスし、フォトセンサーはアクネ菌から発せられた赤色光（例えば、６３０ｎｍ）を検知することによってアクネ菌の存在を測定する。フォトセンサーにより与えられたフィードバックは、可撓性ＰＣＢ ６９７により用いられて、殺菌率に基づき、適用量を変化させる又は終了させる。

第７の典型的な実施形態
図１０は、本発明のデバイスの第７の典型的な実施形態を示している。デバイス７１０は透明基板７２０の上方に形成された光源、及び光源の上方に形成された２周波数超音波トランスデューサ（すなわち、前述のようなユニモルフ設計を有する２周波トランスデューサ）を含む。光源は、アノード７５０と共通のカソード７６０との間に位置する可撓性発光体７４０を含む。２周波数超音波トランスデューサは、Ｇａｌｌｕｚｚｏらの、米国公開特許出願第２０１２／０２６７９８６号公報に記載されているように、金属基板７６０に結合した可撓性超音波エミッタ７３０を含む。金属基板７６０は、可撓性超音波エミッタ７３０のカソードとして機能し（光源との共通のカソード）、アノード７７０もまた備えられる。ＤＣ又はパルスＤＣが光源に電力を供給するのに用いられ、一方でＡＣが２周波数超音波トランスデューサに電力を供給するのに用いられるように、様々な電源が備えられる。簡単にするために、電源及び配線は示されていない。さらに、透明バリア層７８０は、可撓性発光体７４０を水分及び酸素から保護する。

この典型的な実施形態において、可撓性発光体７４０はＯＬＥＤ又は印刷可能なＬＥＤｓを含み、可撓性超音波エミッタ７３０はＰｉｅｚｏＰａｉｎｔ（商標）材料（Ｍｅｇｇｉｔｔ ＰＬＣ）（これはユニモルフ設計を有する２周波トランスデューサとしての機能を果たすことができる）を含む。基板７２０及びアノード７５０の両方は透明である。基板は透明シリコンゴムから構成され、超音波の整合層の役目も果たす。アノード７５０はＩＴＯから構成される。可撓性発光体７４０から生じた光は、デバイスが「底面」発光構成を有するように、透明アノード７５０及び基板７２０を通して発せられる。金属基板７６０（光源及びトランスデューサに共通のカソード）はステンレス鋼から作られ、アノード７７０は銀などの導電性金属から構成される。バリア層はＦｌｅｘｅｎｔ膜（Ｋｏｎｉｃａ Ｍｉｎｏｌｔａ）から構成される。上述したような治療用及び／又は美容用組成物は基板７２０と患者の皮膚との間に配置される。

第８の典型的な実施形態
図１１は、本発明に係る光／超音波トランスデューサシステム８００の第８の典型的な実施形態を示している。光／超音波トランスデューサシステム８００は複数のデバイス８１０ａ〜８１０ｆを含み、それらはそれぞれ、先の典型的な実施形態のうち任意の１つに従って構成されてよい。デバイスはアレイ状に配置され、可撓性の、好ましくは透明の、材料８１２（シリコン又はプラスチック、又は他のポリマーなど）によって、互いに近接して保持される。この典型的な実施形態において、６つのデバイスが一般的に図示されている。しかしながら、システムは、アレイ状に配置された任意の数のデバイス（例えば、２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、３０、４０、５０、など）を含んでよいことが理解されるだろう。デバイスは、１又は複数の電源（示されていない）に個別に接続される。各アレイ素子は、アレイの各セクションの下にある組織から記録されたセンシング情報に基づいて、超音波及び光のための異なる出力パラメーターを有することができる、ということに注意すべきである。

デバイス８１０ａ〜８１０ｆは、例えば形状、サイズ、光出力及び／又は超音波出力の観点において、同じか又は異なっていてよい。デバイスは、異なる波長、強度、持続時間、デューティファクタ、及び変調周波数の光を発してよい。デバイスは、異なる周波数、パワー密度、変調周波数、及びデューティファクタの超音波を生成してよい。それぞれのデバイスは、マイクロコントローラーにより独立して制御されてよく、そして、それぞれのデバイス内の各光源及び／又は超音波トランスデューサは、マイクロコントローラーにより独立して制御されてよい。このように、それぞれのデバイスは、光及び／又は超音波を同時に又は順次に又は別々に送達することができる。

以上に、いくつかの典型的な実施形態を参照して、本発明を説明し示してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、これらの実施形態に様々な改変をすることができる、ということが理解されるべきである。それ故に、本発明は、このような限定が以下の請求項に含まれる場合を除いては、典型的な実施形態の具体的な構成及び方法論に限定されるべきものではない。
以下に、本願発明に関連する発明の実施形態を例示する。
［実施形態１］
有機発光ダイオード又は複数の印刷された発光ダイオードのうち１つを含む、光を生成するための光源；
圧電コーティングを含む、超音波を生成するための超音波トランスデューサ；及び
該光源及び該超音波トランスデューサを支持するための基板、
を含む、皮膚表面に適合可能な光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態２］
約３ｍｍ以下の厚さを有する、実施形態１に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態３］
実施形態１に記載の光及び超音波トランスデューサデバイスであって、該デバイスは、該皮膚表面に面する表面を有し、該光源は、該デバイスの該表面にわたって実質的に均一の強度の光を生成し、該超音波トランスデューサは、該デバイスの該表面にわたって実質的に均一の強度の超音波を生成する、光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態４］
該デバイスの該表面にわたって生成された該超音波が、３以下のビーム不均一性比を有する、実施形態３に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態５］
該超音波トランスデューサが、２ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲の周波数の低周波数超音波及び５００ｋＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲の周波数の高周波数超音波のうちの１つ又は両方を生成する、実施形態１に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態６］
該超音波トランスデューサが、低周波数超音波及び高周波数超音波の両方を、同時にか又は順次に生成する２周波数超音波トランスデューサである、実施形態５に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態７］
該光源及び該超音波トランスデューサが、該光及び該超音波を、それぞれ、パルスモード又は連続モードにおいて送達する、実施形態１に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態８］
該デバイスがコントローラーに電気的に結合しており、該コントローラーが該皮膚表面に接触した少なくとも１つのセンサーに電気的に結合しており、該コントローラーが、該センサーからのセンサーデータを受け取り、該受け取られたセンサーデータに応じて該デバイスを動的に制御するよう作動可能である、実施形態１に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態９］
実施形態８に記載の光及び超音波トランスデューサデバイスであって、該コントローラーが、外部制御デバイスとの有線又は無線通信を可能にする通信モジュールに電気的に結合しており、該外部制御デバイスが、該コントローラーを外部から制御するための制御アプリケーションを実行することのできる、スマートフォン、タブレット型コンピューター、及びラップトップコンピューターのうちの１つを含み、該外部制御デバイスがさらにリモートサーバーと通信し、該リモートサーバーに格納された情報に基づいて１又は複数の処置パラメーターを修正する、光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態１０］
該デバイスから発せられた該光及び超音波が、該皮膚表面を通り抜けて治療用又は美容用組成物を経皮的輸送させる、実施形態１に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態１１］
該治療用又は美容用組成物が、低分子量又は高分子量ヒアルロン酸、アスコルビン酸（ビタミンＣ）又はα−トコフェロール（ビタミンＥ）又はそれらの誘導体又はそれらの医薬的に許容される塩及びエステルのうち１又は複数を含む、実施形態１０に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態１２］
該デバイスが該皮膚表面に対して非平面接触表面を形成するように、該デバイスが可撓性及び適合可能性を有する、実施形態１に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態１３］
薄い層状構造を有する光及び超音波トランスデューサデバイスであって、
第１の導電性層及び第２の導電性層に電気的に結合している可撓性発光体層を含む光源であって、該可撓性発光体層が、該第１の及び第２の導体に接続された第１の電源によって駆動されると光を発し、該第１の及び第２の導電性層のうち少なくとも１つが透明である、光源；
第３の導電性層及び第４の導電性層に電気的に結合している可撓性超音波エミッタ層を含む超音波トランスデューサであって、該可撓性超音波エミッタ層が、該第３の及び第４の導体に接続された第２の電源によって駆動されると超音波を発する、超音波トランスデューサ；及び
該光源及び該超音波トランスデューサを支持するための可撓性基板層、を含む、光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態１４］
さらに可撓性透明ヒータ層を含む、実施形態１３に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態１５］
皮膚表面に電気刺激を与えるための、リターン電極に電気的に結合している電気刺激層をさらに含む、実施形態１３に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態１６］
可撓性プリント回路板層であって、マイクロコントローラー、通信モジュール、及びセンサーエレクトロニクスのうち１又は複数を備え、該可撓性プリント回路板層が少なくとも１つのセンサーに電気的に結合している、可撓性プリント回路板層をさらに含む、実施形態１３に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態１７］
約３ｍｍ以下の厚さを有する、実施形態１３に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態１８］
該デバイスが皮膚表面に面する表面を有し、該光源が該デバイスの該表面にわたって実質的に均一の強度の光を生成し、該超音波トランスデューサが該デバイスの該表面にわたって実質的に均一の強度の超音波を生成する、実施形態１３に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態１９］
該デバイスの該表面にわたって生成された該超音波が、３以下のビーム不均一性比を有する、実施形態１８に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態２０］
該超音波トランスデューサが、２ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲の周波数の低周波数超音波及び５００ｋＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲の周波数の高周波数超音波のうちの１つ又は両方を生成する、実施形態１３に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態２１］
該超音波トランスデューサが、低周波数超音波及び高周波数超音波の両方を、同時にか又は順次に生成する２周波数超音波トランスデューサである、実施形態２０に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態２２］
該デバイスがコントローラーに電気的に結合しており、該コントローラーが該皮膚表面に接触した少なくとも１つのセンサーに電気的に結合しており、該コントローラーが、該センサーからのセンサーデータを受け取り、該受け取られたセンサーデータに応じて該デバイスを動的に制御するよう作動可能である、実施形態１３に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態２３］
該コントローラーが、外部制御デバイスとの有線又は無線通信を可能にする通信モジュールに電気的に結合しており、該外部制御デバイスが、該コントローラーを外部から制御するための制御アプリケーションを実行することのできる、スマートフォン、タブレット型コンピューター、及びラップトップコンピューターのうち１つを含む、実施形態２２に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態２４］
該デバイスが皮膚表面に対して非平面接触表面を形成するように、該デバイスが可撓性及び適合可能性を有する、実施形態１３に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
［実施形態２５］
（ａ）第１の導電性層及び第２の導電性層に電気的に結合している可撓性発光体層を含む光源であって、該可撓性発光体層が、該第１の及び第２の導体に接続された電源によって駆動されると光を発し、該第１の及び第２の導電性層のうち少なくとも１つが透明である、光源と；
（ｂ）第３の導電性層及び第４の導電性層に電気的に結合している可撓性超音波エミッタ層を含む超音波トランスデューサであって、該可撓性超音波エミッタ層が、該第３の及び第４の導体に接続された第２の電源によって駆動されると超音波を発する、超音波トランスデューサと；
（ｃ）該光源及び該超音波トランスデューサを支持するための可撓性基板層とを含む、光及び超音波トランスデューサデバイス；及び
皮膚表面に適用される治療用又は美容用組成物、を含むキットであって、
該光及び超音波トランスデューサデバイスから発せられた該光及び超音波が、該皮膚表面を通り抜けて該組成物を経皮的輸送させる、キット。
［実施形態２６］
該組成物が、ゲル、クリーム、軟膏、又はゲル、クリーム若しくは軟膏を組み込んだパッドの形である、実施形態２５に記載のキット。
［実施形態２７］
該治療用又は美容用組成物が、低分子量又は高分子量ヒアルロン酸、アスコルビン酸（ビタミンＣ）又はα−トコフェロール（ビタミンＥ）又はそれらの誘導体又はそれらの医薬的に許容される塩及びエステルのうち１又は複数を含む、実施形態２５に記載のキット。
［実施形態２８］
該電源をさらに含む、実施形態２５に記載のキット。
［実施形態２９］
該デバイスがコントローラーに電気的に結合しており、該コントローラーが該皮膚表面に接触した少なくとも１つのセンサーに電気的に結合しており、該コントローラーが、該センサーからのセンサーデータを受け取り、該受け取られたセンサーデータに応じて該デバイスを動的に制御するよう作動可能である、実施形態２５に記載のキット。
［実施形態３０］
該コントローラーが、外部制御デバイスとの有線又は無線通信を可能にする通信モジュールに電気的に結合しており、該外部制御デバイスが、該コントローラーを外部から制御するための制御アプリケーションを実行することのできる、スマートフォン、タブレット型コンピューター、及びラップトップコンピューターのうち１つを含み、該外部制御デバイスが、さらにリモートサーバーと通信し、該リモートサーバーに格納された情報に基づいて１又は複数の処置パラメーターを修正する、実施形態２９に記載のキット。
［実施形態３１］
皮膚表面にわたって光及び超音波のうち１つ又は両方を送達するためのシステムであって、
（ａ）第１の導電性層及び第２の導電性層に電気的に結合している可撓性発光体層を含む光源であって、該第１の及び第２の導電性層のうち少なくとも１つが透明である、光源；及び（ｂ）第３の導電性層及び第４の導電性層に電気的に結合している可撓性超音波エミッタ層を含む超音波トランスデューサ、のうち１つ又は両方を含む層状構造を有する、デバイス；
該皮膚表面に接触した少なくとも１つのセンサー；及び
該デバイス及び該センサーに電気的に結合しているコントローラーであって、該コントローラーが、該センサーからのセンサーデータを受け取り、該受け取られたセンサーデータに応じて該デバイスを動的に制御するよう作動可能である、コントローラーを含む、システム。
［実施形態３２］
該センサーが、インピーダンス測定センサー、ＲＦＩＤセンサー、デジタル署名センサー、温度センサー、発光スペクトルセンサー、圧力センサー、光強度センサー、赤外線温度センサー、電気的インピーダンスセンサー、超音波送受信装置、皮膚水和センサー、皮膚皮脂レベルセンサー、皮膚メラニン含量センサー、皮膚弾性センサー、皮膚ｐＨセンサー、皮膚色センサー、皮膚光沢センサー、皮膚摩擦センサー、及び皮膚蛍光センサーからなる群から選択される、実施形態３１に記載のシステム。
［実施形態３３］
該コントローラーが、該受け取られたセンサーデータに応じて、該デバイスの動作パラメーターを動的に調整する、実施形態３１に記載のシステム。
［実施形態３４］
該コントローラーが、該光源の始動及び停止、電圧、電流、光波長、パルス幅、変調周波数、デューティファクタ、又は光処置時間を調整することにより、該光源を独立して制御する、実施形態３３に記載のデバイス。
［実施形態３５］
該コントローラーが、該トランスデューサの始動及び停止、超音波処置時間、超音波周波数、又は超音波変調周波数を調整することにより、該超音波トランスデューサを独立して制御する、実施形態３３に記載のデバイス。
［実施形態３６］
該デバイスが、該皮膚表面に面する該デバイスの表面にわたって、実質的に均一の加熱を提供する、可撓性透明ヒータ層をさらに含み、該コントローラーが、該ヒータ層の始動又は停止、電圧、電流、又は該ヒータ層の処置時間を調整することにより、該ヒータ層を独立して制御する、実施形態３３に記載のシステム。
［実施形態３７］
該デバイスが電気刺激層をさらに含み、該コントローラーが、該電気刺激層の始動又は停止、電圧、電流、又は該電気刺激層の処置時間を調整することにより、電気刺激層を独立して制御する、実施形態３３に記載のシステム。
［実施形態３８］
該デバイスが、該コントローラーを備える可撓性プリント回路板層をさらに含む、実施形態３１に記載のシステム。
［実施形態３９］
ヒドロゲルパッド中に含まれ、該皮膚表面に適用される、治療用又は美容用組成物をさらに含み、該デバイスから発せられた該光及び超音波のうち１つ又は両方が、該皮膚表面を通り抜けて該組成物を経皮的輸送させる、実施形態３１に記載のシステム。
［実施形態４０］
該治療用又は美容用組成物が、低分子量又は高分子量ヒアルロン酸、アスコルビン酸（ビタミンＣ）又はα−トコフェロール（ビタミンＥ）又はそれらの誘導体又はそれらの医薬的に許容される塩及びエステルのうち１又は複数を含む、実施形態３９に記載のシステム。
［実施形態４１］
該コントローラーが、外部制御デバイスとの有線又は無線通信を可能にする通信モジュールに電気的に結合しており、該外部制御デバイスが、該コントローラーを外部から制御するための制御アプリケーションを実行することのできる、実施形態３１に記載のシステム。
［実施形態４２］
該外部制御デバイスが、スマートフォン、タブレット型コンピューター、及びラップトップコンピューターのうち１つを含む、実施形態４１に記載のシステム。
［実施形態４３］
皮膚表面にわたって光及び超音波のうち１つ又は両方を送達するためのシステムであって、
（ａ）有機発光ダイオード又は複数の印刷された発光ダイオードのうち１つを含む、光を生成するための光源；及び（ｂ）超音波を生成するための圧電コーティングを含む超音波トランスデューサ、のうち１つ又は両方、を含むデバイス；
該皮膚表面に接触した少なくとも１つのセンサー；及び
該デバイス及び該センサーに電気的に結合しているコントローラーであって、該コントローラーが、該センサーからのセンサーデータを受け取り、該受け取られたセンサーデータに応じて該デバイスを動的に制御するよう作動可能である、コントローラー、を含む、システム。
［実施形態４４］
該センサーが、インピーダンス測定センサー、ＲＦＩＤセンサー、デジタル署名センサー、温度センサー、発光スペクトルセンサー、圧力センサー、光強度センサー、赤外線温度センサー、電気的インピーダンスセンサー、超音波送受信装置、皮膚水和センサー、皮膚皮脂レベルセンサー、皮膚メラニン含量センサー、皮膚弾性センサー、皮膚ｐＨセンサー、皮膚色センサー、皮膚光沢センサー、皮膚摩擦センサー、及び皮膚蛍光センサーからなる群から選択される、実施形態４３に記載のシステム。
［実施形態４５］
該コントローラーが、該受け取られたセンサーデータに応じて、該デバイスの動作パラメーターを動的に調整する、実施形態４３に記載のシステム。
［実施形態４６］
該コントローラーが、該光源の始動及び停止、電圧、電流、光波長、パルス幅、変調周波数、デューティファクタ、又は光処置時間を調整することにより、該光源を独立して制御する、実施形態４５に記載のデバイス。
［実施形態４７］
該コントローラーが、該トランスデューサの始動及び停止、超音波処置時間、超音波周波数、又は超音波変調周波数を調整することにより、該超音波トランスデューサを独立して制御する、実施形態４５に記載のデバイス。
［実施形態４８］
該デバイスが、該皮膚表面に面する該デバイスの表面にわたって、実質的に均一の加熱を提供する、可撓性透明ヒータ層をさらに含み、該コントローラーが、該ヒータ層の始動又は停止、電圧、電流、又は該ヒータ層の処置時間を調整することにより、該ヒータ層を独立して制御する、実施形態４５に記載のシステム。
［実施形態４９］
該デバイスが電気刺激層をさらに含み、該コントローラーが、該電気刺激層の始動又は停止、電圧、電流、又は該電気刺激層の処置時間を調整することにより、該電気刺激層を独立して制御する、実施形態４５に記載のシステム。
［実施形態５０］
該デバイスが、該コントローラーを備える可撓性プリント回路板層をさらに含む、実施形態４３に記載のシステム。
［実施形態５１］
ヒドロゲルパッド中に含まれ、該皮膚表面に適用される、治療用又は美容用組成物をさらに含み、該デバイスにより生成された該光及び超音波のうち１つ又は両方が、該皮膚表面を通り抜けて該組成物を経皮的輸送させる、実施形態４３に記載のシステム。
［実施形態５２］
該治療用又は美容用組成物が、低分子量又は高分子量ヒアルロン酸、アスコルビン酸（ビタミンＣ）又はα−トコフェロール（ビタミンＥ）又はそれらの誘導体又はそれらの医薬的に許容される塩及びエステルのうち１又は複数を含む、実施形態５１に記載のシステム。
［実施形態５３］
該コントローラーが、外部制御デバイスとの有線又は無線通信を可能にする通信モジュールに電気的に結合しており、該外部制御デバイスが該コントローラーを外部から制御するための制御アプリケーションを実行することができ、該外部制御デバイスがさらにリモートサーバーと通信して、該リモートサーバーに格納された情報に基づいて１又は複数の処置パラメーターを修正する、実施形態４３に記載のシステム。
［実施形態５４］
該外部制御デバイスが、スマートフォン、タブレット型コンピューター、及びラップトップコンピューターのうち１つを含む、実施形態５３に記載のシステム。
［実施形態５５］
皮膚表面にわたって光及び超音波のうち１つ又は両方を送達するためのシステムであって、
アレイ状に配置され、可撓性材料により互いに近接して保持された複数のデバイスであって、各デバイスが（ａ）有機発光ダイオード又は複数の印刷された発光ダイオードのうち１つを含む、光を生成するための光源；及び（ｂ）超音波を生成するための圧電コーティングを含む超音波トランスデューサ、のうち１つ又は両方を含む、デバイス；
該デバイスを駆動させるための少なくとも１つの電源；
該皮膚表面に接触した少なくとも１つのセンサー；
複数のコントローラーであって、そのそれぞれが該デバイスのうち１つに電気的に結合している、複数のコントローラー；
該センサー及び該コントローラーのそれぞれに電気的に結合したメインコントローラーであって、該メインコントローラーが、該センサーからのセンサーデータを受け取り、該デバイスを、該コントローラーを通じて、該受け取られたセンサーデータに応じて動的に制御するよう作動可能である、メインコントローラー、
を含む、システム。
［実施形態５６］
該メインコントローラーが、各デバイスの動作パラメーターを、該受け取られたセンサーデータに応じて動的に調整する、実施形態５５に記載のシステム。
［実施形態５７］
実施形態５５に記載のシステムであって、ヒドロゲルパッド中に含まれ、該皮膚表面に適用される、治療用又は美容用組成物をさらに含み、各デバイスにより生成された該光及び超音波のうち１つ又は両方が、該皮膚表面を通り抜けて該組成物を経皮的輸送させる、システム。
［実施形態５８］
該治療用又は美容用組成物が、低分子量又は高分子量ヒアルロン酸、アスコルビン酸（ビタミンＣ）又はα−トコフェロール（ビタミンＥ）又はそれらの誘導体又はそれらの医薬的に許容される塩及びエステルのうち１又は複数を含む、実施形態５７に記載のシステム。
［実施形態５９］
該メインコントローラーが、外部制御デバイスとの有線又は無線通信を可能にする通信モジュールに電気的に結合しており、該外部制御デバイスが、該メインコントローラーを外部から制御するための制御アプリケーションを実行することができ、該外部制御デバイスが、さらにリモートサーバーと通信し、該リモートサーバーに格納された情報に基づいて１又は複数の処置パラメーターを修正する、実施形態５５に記載のシステム。
［実施形態６０］
該外部制御デバイスが、スマートフォン、タブレット型コンピューター、及びラップトップコンピューターのうち１つを含む、実施形態５９に記載のシステム。

Claims (14)

1. 皮膚表面に光及び超音波を送達するための薄い層状構造を有する光及び超音波トランスデューサデバイスであって、
   透明導電性層と少なくとも２つの他の導電性層とを含む、複数の可撓性導電性層；
   該透明導電性層と該他の導電性層の１つとの間に配置された可撓性発光体層を含む光源であって、該可撓性発光体層が有機発光ダイオード又は複数の印刷された発光ダイオードのうち１つを含み、該可撓性発光体層が、該透明導電性層と該他の導電性層の該１つに接続された第１の電源によって駆動されると、均一な発光を提供するように、該デバイスの表面にわたって一定の強度の光を発する、光源；
   該他の導電性層のうちの２つの間に配置された可撓性超音波エミッタ層を含む超音波トランスデューサであって、該可撓性超音波エミッタ層が圧電コーティングを含み、該デバイスが該皮膚表面に面する表面を有し、該デバイスの該表面にわたって生成された該超音波が３以下のビーム不均一性比を有し、該可撓性超音波エミッタ層が、該他の導電性層のうちの該２つに接続された第２の電源によって駆動されると、均一な超音波フィールドを提供するように、該デバイスの該表面にわたって一定の強度の超音波を発する、超音波トランスデューサ；及び
   該可撓性発光体層、該可撓性超音波エミッタ層、及び該可撓性導電性層を支持するための可撓性基板層、
   を含み、該デバイスは該皮膚表面に対して非平面接触表面を形成するように可撓性である、光及び超音波トランスデューサデバイス。
2. さらに可撓性透明ヒータ層を含む、請求項１に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
3. 該皮膚表面に電気刺激を与えるための、リターン電極に電気的に結合している電気刺激層をさらに含む、請求項１に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
4. 可撓性プリント回路板層であって、マイクロコントローラー、通信モジュール、及びセンサーエレクトロニクスのうち１又は複数を備え、該可撓性プリント回路板層が少なくとも１つのセンサーに電気的に結合している、可撓性プリント回路板層をさらに含む、請求項１に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
5. 約３ｍｍ以下の厚さを有する、請求項１に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
6. 該超音波トランスデューサが、２ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲の周波数の低周波数超音波及び５００ｋＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲の周波数の高周波数超音波のうちの１つ又は両方を生成する、請求項１に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
7. 該超音波トランスデューサが、低周波数超音波及び高周波数超音波の両方を、同時にか又は順次に生成する２周波数超音波トランスデューサである、請求項６に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
8. 該デバイスがコントローラーに電気的に結合しており、該コントローラーが該皮膚表面に接触した少なくとも１つのセンサーに電気的に結合しており、該コントローラーが、該センサーからのセンサーデータを受け取り、該受け取られたセンサーデータに応じて該デバイスを動的に制御するよう作動可能である、請求項１に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
9. 該コントローラーが、外部制御デバイスとの有線又は無線通信を可能にする通信モジュールに電気的に結合しており、該外部制御デバイスが、該コントローラーを外部から制御するための制御アプリケーションを実行することのできる、スマートフォン、タブレット型コンピューター、及びラップトップコンピューターのうち１つを含む、請求項８に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
10. 該デバイスが該皮膚表面に対して適合可能性を有する、請求項１に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス。
11. 請求項１に記載の光及び超音波トランスデューサデバイス；及び
    該皮膚表面に適用される治療用又は美容用組成物、
    を含むキットであって、
    該光及び超音波トランスデューサデバイスから発せられた該光及び超音波が、該皮膚表面を通り抜けて該組成物を経皮的輸送させる、キット。
12. 該治療用又は美容用組成物が、ゲル、クリーム、軟膏、又はゲル、クリーム若しくは軟膏を組み込んだパッドの形である、請求項１１に記載のキット。
13. 該治療用又は美容用組成物が、低分子量又は高分子量ヒアルロン酸、アスコルビン酸（ビタミンＣ）又はα−トコフェロール（ビタミンＥ）又はそれらの誘導体又はそれらの医薬的に許容される塩及びエステルのうち１又は複数を含む、請求項１１に記載のキット。
14. 該第１及び第２の電源の１つ又は両方をさらに含む、請求項１１に記載のキット。

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