KR101170809B1 - 탈모 장치 및 탈모 방법 - Google Patents

Abstract

불필요한 모발을 처리하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 모낭, 진피 유두, 모팽대부 및/또는 모발의 발아 기질에서 열을 발생하도록 모발을 통해 음파를 전송하는 단계를 포함한다. 상기 열은 모낭, 진피 유두, 모팽대부 및/또는 모발의 발아 기질을 손상시키거나 파괴시키는데 충분한 열이다.

모발, 탈모, 트랜스듀서, 웨이브, 콘덴서, 음파

Description

탈모 장치 및 탈모 방법{METHOD AND DEVICE FOR REMOVING HAIR}

본 발명은 심미적 케어, 특히 탈모 방법 및 탈모 장치에 관한 것이다.

모발은 외층인 모소피(cuticle), 중간층인 모피질(cortex) 및 중심층인 모수질(medulla)의 3개의 층으로 배열된 케라틴 단백질로 구성되어 있다. 모발은 피하에 매몰되어 있는 소형 컵 형상의 모낭으로부터 성장한다. 모낭의 벽은 모발의 외모근초(outer root sheath of hair)를 형성한다. 진피 유두(dermal papilla)라고 부르는 모낭의 기부에는 혈류에 의해 자양물(예, 영양소 및 산소)이 공급되어 새로운 모발을 생성한다. 상기 혈류는 이 과정에서 형성된 노폐물을 제거한다. 모낭의 하부는 모발 성장의 근원이 되는 배아 매트릭스를 함유하는 확대된 모구(hair bulb)를 형성한다. 모발의 성장은 모구에서 출발한다. 모구는 모낭의 소형 팽대부로서, 이 소형 팽대부는 기모근(arrector pili muscle)이라고 부르는 소형 평활근의 부착 부위를 형성한다. 생장기(모발의 성장 단계)에서, 진피 유두는 모구 내의 간세포에 신호를 보내어 간세포를 모낭을 따라 하향 이동시킨다. 진피 유두에 의해 트리거 된 간세포는 증식을 개시하고, 세포 분화를 진행함으로써 새로운 모간(hair shaft)을 생성한다.

현재 불필요한 모발을 제거하기 위한 다양한 탈모 방법 및 장치가 존재한 다[Hwang Liew, Dermatologic Surgery 25:6, June 1999, 431-439]. 공지의 모발 제거 장치는 다양한 형식의 그리핑(gripping), 풀링(pulling) 및/또는 커팅(cutting) 수단을 이용하여 조직에 부착되어 있는 모발을 뽑아낸다. 공지의 기술은 크게 나누면 단기 모발 제거 기술 및 장기 모발 제거 기술의 2가지로 나눌 수 있다.

단기 모발 제거 기술에 있어서, 모발은 각 모발의 기부에서 발견되는 생물학적 재생 기구 및/또는 재성장 기구를 크게 손상시키기 않고 제거된다. 상기 모발 제거 기술은 피부의 외측에 위치하는 모간의 일부에만 영향을 미치고, 모발의 생존부(진피 유두에 부착되어 있는 모낭 내의 부분)는 성장을 계속한다. 단기 모발 제거 기술에는 통상 면도, 회전 기계식 탈모법, 왁싱법 및 화학적 탈모법이 포함된다.

면도는 벤 상처가 생길 수 있고, 모발의 재성장 속도가 증가하는 인식이 있다. 면도는 또 불필요하게 까칠까칠한 털 부분을 남길 수 있다. 회전 기계식 탈모 장치는 다소 고통스럽게 모발을 집어서 뽑아내는 회전식 핀칭(pinching) 기구를 구비한다.

왁싱법은 왁스에 부착된 대부분의 모발을 제거해 내고 그 모낭 및 진피 유두로부터 모발을 분리하지만 진피 유두의 적어도 일부가 살아남게 된다. 따라서, 생세포(living cell)는 새로운 모발 발아 영역을 형성하고, 그 결과 모발 성장이 재발된다. 왁싱법은 모발 진피 유두 및 피부 모공의 통증을 남기고, 감염에 노출될 수 있고, 정맥류, 사마귀 등이 있는 경우에는 사용할 수 없다.

화학적 탈모법은 통상 칼슘 티오글리콜레이트인 고농도의 알칼리성 화합물을 사용한다. 알칼리성 화합물은 모발의 단백질 구조를 용해하여 진피 유두로부터 모발을 분리해 낸다. 화학적 탈모법은 때때로 피부 자극을 동반한다. 화학적 탈모법은 진피 유두 자체를 적어도 부분적으로 살려둠으로써 모발의 재성장이 가능해 진다.

상기 단기 모발 제거 기술과 반대로, 장기 모발 제거 기술은 제거된 모발의 생물학적 재성장 기구에 영향을 준다. 따라서, 처리된 기관으로부터 불필요한 모발의 재성장을 억제하는 가능성이 있다. 장기 모발 제거 기술은 통상 전기분해, 레이저 및 레이저가 아닌 초단펄스 광(intense pulsed light)을 포함한다.

전기 분해법은 모낭의 발아 세포를 전기 화학적으로 파괴하는 히드록실 이온을 형성하기 위해 모근에 직류 전류를 급전함으로써 수행된다. 또, 전기 분해법은 모낭의 물을 가열하여 발아 모발 세포를 응고시키는 무선주파 전류를 이용하여 수행할 수도 있다. 전기 분해법은 영구 발모 방법으로 생각되지만, 여전히 발모 후 제거된 모발의 15 내지 50%가 재성장한다. 더욱이, 전기 분해법은 모낭 내에 바늘을 삽입하므로 다소 고통스럽고 감염이 일어나기 쉽다. 전기 분해법의 처리 결과는 전기 분해장치를 다루는 작업자의 숙련도에 크게 좌우하고, 미숙한 처리는 색소 침착, 피부의 흉터, 감염 및 소규모의 전기 충격의 원인이 된다.

미국특허 US 5,632,741 및 US 5,752,948에는 레이저 조사에 의한 모발 제거 방법이 개시되어 있다. 이 기술에서는 모낭을 집광 레이저 비임이 조사하여 모낭의 온도를 상승시켜 파괴한다. 그러나 상기 기술은 개인의 모발의 색상에 의존하 고, 대부분 모발의 색이 짙고 피부의 색이 밝은 경우에 만족스러운 결과를 달성한다. 모발의 색이 밝은 사람은 레이저 에너지의 흡수를 촉진하기 위해 카본 로션(carbon lotion)을 바른 후에 레이저를 조사할 수 있으나, 그 결과는 만족스럽지 못하다. 짙은 색의 모발 및 밝은 색의 피부를 가진 최적의 지원자에 있어서도 처리 후 12주 내에 40 - 80%의 모발이 재성장한다. 더욱이, 레이저 기법은 자극, 피부 색소 변화 및 때때로 흉터 발생과 같은 심각한 부작용을 가진다.

상기 초단펄스 광 조사법에 있어서는 필터링 된 광 에너지가 진피 내에서 열로 전환되고, 이 열은 모발 색소에 의해 흡수되어 모발의 구조를 파괴하고, 모발의 재성장을 약화시킨다. 이 초단파펄스 광 조사법은 공지의 레이저 조사법에 비해 조사 면적(spot size)이 넓다. 따라서, 처리 속도가 빠르고 처리 횟수를 줄일 수 있다. 반면에 이 초단파펄스 광 조사법은 피부의 넓은 부위에 열상 및 색소 변화와 같은 부작용을 일으킬 위험성이 있다. 피부에 가해지는 위험은 광 조사 사이의 간격을 길게 함으로써 어느 정도 줄일 수 있다. 그러나, 광 조사 사이의 간격이 길어지면 모낭이 냉각될 수 있으므로 발모 처리의 효율성이 불가피하게 감소된다.

미국특허 US 4,566,454에는 무선주파 에너지 전도에 대한 임피던스가 다른 무선주파 주파수보다 실질적으로 낮도록 선택된 라디오파(radiofrequency wave)를 가하는 기술이 개시되어 있다. 일반적으로, 상기 기술의 주요 원리는 임피던스를 감소시키기 위해, 해당 모발의 무선주파 공진 주파수를 탐색하고 선택하는 단계로 구성된다. 공진 주파수가 모발마다 다르기 때문이다. 미국특허 US 5,470,332는 전자기 에너지를 가하지 전에 모발을 전처리(pre-treatment)하는 단계로 구성된다. 상기 전처리에 의해 전자기 에너지가 모근에 도달하기 전에 수용하는 능력이 증대된다.

국제특허출원 공개 WO 01/13757 및 WO 01/033991에는 탈모시킬 모발에 저주파 진동을 가하여 모발을 제거하는 방법이 개시되어 있다. 상기 저주파 진동은 모발을 통해 모근에 전송(WO 01/13757)되거나, 처리 부위에 조사(WO 01/033991)됨으로써 모근을 주변 조직으로부터 절단하는 힘을 발생한다. 상기 모근은 주로 모간(hair shaft)의 비교적 대규모의 진동 진폭(진동 발생장치에 따라 수십 마이크로미터 내지 수 밀리미터)에 의해 절단된다. 상기 국제특허출원 공개 WO 01/13757 및 WO 01/033991은 4자리 수의 주파수 범위(10 Hz 내지 100 kHz)를 인용하지만, 바람직한 진동 주파수는 kHz 이하의 범위의 주파수임을 교시하고 있다. 상기 기술에는 2가지 주요한 결점이 있다. 첫째, 저주파 진동에 의해 모간에 의한 에너지 흡수가 저조하고, 모간 내에서 열이 발생하는 단점이 있고, 둘째, 대규모 진동 진폭에 의해 모간이 취약해지고, 모근에 파동을 전송하는 효율이 감소되는 단점이 있다.

국제특허출원 공개 WO 01/26735에는 제거할 모발에 인접한 처리 부위에 공진 초음파를 가하여 불필요한 모발을 제거하는 기법이 개시되어 있다.

국제특허출원 공개 WO 00/21612에는 제거할 모발에 인접한 처리 부위에 초음파력을 가하여 불필요한 모발을 제거하는 기법이 개시되어 있다. 이 기법에는 비임의 면적이 최소이고 비임의 강도가 최대인 음향 초점(acoustic focal point)을 가지는 초음파 집속 비임이 생성된다. 상기 초음파 비임은 피부를 통해 조사되어 모발 유두 상측의 피부층을 침투하고, 그 초점이 모발 유두에 미친다. 상기 비임의 파라메터는 피부의 단위 면적당 가해지는 비임의 강도가 모발 유두 상측의 피부를 손상시키지 않을 정도로 충분히 작도록 하고, 초점에서의 초음파 에너지는 생세포를 파괴하기 위해 충분한 크기라고 한다. 상기 국제특허출원 공개 WO 00/21612은 3자리수 크기의 초음파 주파수(20 kHz 내지 25 MHz)를 인용하고 있으나, 바람직한 초음파 주파수는 3000 kHz 내지 7000 kHz의 범위임을 교시하고 있다. 그러나, 고주파는 모간 물질(hair shaft material)에 의해 다량 흡수되고 소량 안내되므로, 상기 초음파는 모근에 정확하게 유도시켜야 한다. 초음파 비임의 초점이 모근으로부터 벗어나면 처리 효율이 낮아지고, 대상자에게 불필요한 고통을 준다. 상기 WO 00/21612는 또 모간을 1 MHz 내지 50 MHz 범위의 주파수 및 특히 15 MHz 내지 25 MHz 범위의 주파수를 위한 도파체(wave guide)로서 사용하는 초음파 조사를 교시하고 있다. 위와 같은 초음파 주파수에서 모간에 의한 에너지 흡수율은 모발을 통한 모낭으로의 에너지 수송을 방해한다. 또, 상기 WO 00/21612는 1kHz 내지 5MHz의 주파수 범위의 초음파를 이용한 조사에 의해 모근 내에 공동이 형성되는 것을 교시하고 있다. 초음파는 피부를 통해 모근에 조사된다. 다른 실시예는 1kHz 내지 5MHz의 주파수 범위, 바람직하게는 2MHz 내지 5MHz의 주파수 범위의 공명력(resonance force) 및 토오크에 의해 모낭에 미치는 피로 효과를 이용하여 모발을 발취하는 것을 목표로 한다.

국제특허출원 공개 WO 02/09813에는 모발의 제거 대상 부위에 초음파 충격을 가하고, 상기 모발의 제거 대상 부위의 조직의 온도를 초음파에 의해 운반된 에너 지를 흡수시킴에 의해 모낭을 손상시킬 수 있는 충분한 온도까지 상승시킴으로써 모발을 제거하는 모발 제거방법이 개시되어 있다. 전술한 WO 00/21612와 마찬가지로, 상기 WO 02/09813 역시 수십 밀리미터 크기의 횡방향 치수 및 수 밀리미터의 종방향 신장(longitudinal extension)을 구비하는 초점을 얻도록 초음파를 집속시켜야 한다는 것을 교시하고 있다. 상기 작은 초점은 원하는 파괴 효과를 얻기 위해 모낭 상에 정밀하게 지향시켜야 한다.

국제특허출원 공개 WO 03/065347에는 초음파 진동 집속 비임에 의해 조직을 처리하는 방법이 개시되어 있다. 상기 WO 03/065347은 처리 부위에 초음파 진동을 집중시키는 평요 렌즈(plano-concave lens)를 채용한다.

미국특허출원 공개 2002/016529에는 모발 제거 치료 효과를 달성하기 위해 피하 조직을 처리하는 방법이 개시되어 있다. 상기 치료 효과는 피하 조직에 초음파 에너지를 전송함으로써 달성할 수 있다. 출력이 소정의 피하 위치에 건설적으로 간섭함과 동시에 집중될 수 있도록 하나의 어레이(array) 내에 2개이상의 초음파 송출 소자를 설치한다.

국제특허출원 공개 WO 99/029245에는 2단계의 처리 단계를 구비하는 영구 모발 제거방법이 개시되어 있다. 제1단계에서, 초음파를 이용하여 피부 내 및 모낭 주위에 알칼리 이온을 도입하고, 제2단계에서, 가시 영역의 복사 에너지를 이용하여 상기 알칼리 이온과 모낭 사이에 파괴적 화학 반응을 가능케 한다.

미국특허 US 6,544,259에는 선택된 피부 부위에 모낭을 파괴하기 위해 고주파를 조사하는 모발 제거방법이 개시되어 있다. 따라서, 선택된 피부 부위에 초음 파를 조사하여 모낭이 파괴된 모발을 진동시키고, 이에 의해 모발과 피부 영역 및 하부 영역 사이의 결합력을 이완시킨다. 일단 상기 결합력이 이완되면, 모낭으로부터 모발을 뽑아낸다.

미국특허 US 6,200,326에는 피부를 관통하여 개개의 모낭 내에 삽입된 니이들(needle)에 초음파 에너지를 송출함에 의한 모발의 장기 제거 방법 및 장치가 개시되어 있다. 그 결과 모낭을 둘러싼 부위 내에 공동이 형성되고, 이 공동에 의해 모낭이 붕괴 된다.

모발의 제거를 위해 초음파를 사용하는 다른 선행 기술에는 일본국 특허 JP 2001029126 및 JP 8154728이 포함된다.

본 발명은 종래의 모발 제거 기술에 관련된 문제점들의 해결책을 제공한다.

종래의 기술은 모간을 통한 음파의 전송에 의해 모근을 파괴하는데 충분한 열을 발생하는 모발 제거 방법을 제공하지 못하였다.

종래의 기술은 불필요한 모발을 제거하기 위해 음파를 사용하는 것을 인용하고 있으나, 모간을 통해 모낭 내로 음파를 전송하는데 적합한 주파수 범위를 제공하지 못하였다.

또, 종래의 기술은 모간을 통해 음파를 전송할 수 있는 음파와 모간 사이의 효과적인 결합 방법을 제공하지 못하였다.

또, 종래의 기술은 모간의 진동을 최소화함으로써 모간을 통한 음파의 전송을 향상시키는 모발 제거 방법을 제공하지 못하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 모간을 통해 적어도 모낭 내로 음파를 효과적으로 전송함으로써 모발을 제거하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 음파가 모근을 파괴시키는데 충분한 열을 발생하는 모발을 제거하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 상기 모간과 음파 사이의 결합이 향상된 모발을 제거하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 모간의 진동을 최소화함으로써 모간을 통한 음파의 전송이 향상된 모발을 제거하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명의 일 관점에 따르면, 불필요한 모발을 처리하는 방법이 제공된다. 이 방법은 모낭, 진피 유두, 모팽대부 및/또는 모발의 발아 기질에서 열을 발생하기 위해 모발을 통해 음파를 전송하는 단계를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 열은 그 자체로서 모낭, 진피 유두, 모팽대부 및/또는 발아 기질을 손상 또는 파괴시키는데 충분하다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 불필요한 모발을 처리하는 방법이 제공된다. 이 방법은 모발의 일부를 그리핑하는 단계 및 상기 모발을 통해 음파를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 모발의 상기 부분의 길이는 상기 모발과 상기 음파 사이의 음향 결합을 향상시키도록 선택된다.

본 발명의 추가의 관점에 따르면, 불필요한 모발을 처리하는 방법이 제공된다. 이 방법은 모발을 통해 음파를 전송하는 단계를 포함하고, 여기서 음파의 주파수, 전력 밀도 및 전송 지속 시간 중의 적어도 하나는 상기 모발의 진동을 최소화하도록 선택된다.

후술하는 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파의 주파수, 전력 밀도 및 전송 지속 시간은 상기 모발의 종방향 진동을 최소화하도록 선택된다.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 불필요한 모발을 처리하는 방법이 제공된다. 이 방법은 약 150 kHz 내지 약 1300 kHz의 범위의 주파수를 가지는 음파를 모발을 통해 전송하는 단계를 포함한다.

후술하는 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 방법은 모발을 통해 음파를 전송하기 전에, 상기 음파를 집속시키기 위한 음파 집속장치를 사용하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 그리핑 단계는 상기 음파 집속장치 내로의 진입 중에 상기 음파의 전파 방향이 상기 모발의 종축선에 대체로 평행한 방향이 되도록 상기 모발 및/또는 상기 음파 집속장치를 위치시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 그리핑 단계는 상기 음파 집속장치 내로의 진입 중에 상기 음파의 전파 방향이 상기 모발의 종축선에 대체로 수직인 방향이 되도록 상기 모발 및/또는 상기 음파 집속장치를 위치시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 그리핑 단계는 상기 음파 집속장치 내로의 진입 중에 상기 음파의 전파 방향이 상기 모발의 종축선에 대체로 경사진 방향이 되도록 상기 모발 및/또는 상기 음파 집속장치를 위치시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 모발을 통해 음파를 전송하기 전에, 상기 모발과 상기 음파 사이의 음향 결합을 향상시키기 위해 상기 모발을 그리핑하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 모발을 탈락시키기 위해 상기 모발을 풀링하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 열의 발생은 상기 모낭, 상기 진피 유두, 상기 모팽대부 및/또는 상기 발아 기질에서 발생된 열에 의해 적어도 20 ℃의 온도 증가, 바람직하게는 30 ℃의 온도 증가, 가장 바람직하게는 40 ℃의 온도 증가가 발생하도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파는 초음파를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파의 전송 기간은 약 5초 이하이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파의 전송 기간은 약 1초 이하이다.

본 발명의 다른 추가의 관점에 따르면, 불필요한 모발을 처리하는 장치가 제공된다. 이 장치는 음파를 발생하는 트랜스듀서; 및 상기 음파를 집속함과 동시에 상기 모낭, 상기 진피 유두, 상기 모팽대부 및/또는 상기 모발의 발아 기질에서 열을 발생하기 위해 모발을 통해 상기 음파를 전송하는 음파 집속장치를 포함하고, 상기 열은 그 자체로서 상기 모낭, 상기 진피 유두, 상기 모팽대부 및/또는 상기 발아 기질을 손상 또는 파괴시키는데 충분하다.

본 발명의 다른 추가의 관점에 따르면, 불필요한 모발을 처리하는 장치가 제공된다. 이 장치는 음파를 발생하는 트랜스듀서; 및 상기 음파를 집속함과 동시에 상기 모발을 통해 음파를 전송하는 음파 집속장치를 포함하고, 상기 음파 집속장치는 상기 모발과 상기 음파 사이의 음향 결합을 향상시키기 위해 상기 모발을 그리핑하도록 설계 및 구성된다.

본 발명의 다른 추가의 관점에 따르면, 불필요한 모발을 처리하는 장치가 제공된다. 이 장치는 음파를 발생하는 트랜스듀서; 및 상기 음파를 집속하여 모발을 통해 상기 음파를 전송하는 음파 집속장치를 포함하고, 상기 음파의 주파수, 전력 밀도 및 전송 지속 시간 중의 적어도 하나는 상기 모발의 진동을 최소화하도록 선택된다. 후술하는 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 최소화의 대상은 종방향 진동이다.

본 발명의 다른 추가의 관점에 따르면, 불필요한 모발을 처리하는 장치가 제공된다. 이 장치는 약 150 kHz 내지 약 1300 kHz의 범위의 주파수를 가지는 음파를 발생하기 위한 트랜스듀서; 및 상기 음파를 집속함과 동시에 상기 모발을 통해 음파를 전송하는 음파 집속장치를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파 집속장치는 상기 음파 집속장치 내로의 진입 중에 상기 음파의 전파 방향이 상기 모발의 종축선에 대체로 평행한 방향이 되도록 설계 및 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파 집속장치는 상기 음파 집속장치 내로의 진입 중에 상기 음파의 전파 방향이 상기 모발의 종축선에 대체로 수직인 방향이 되도록 설계 및 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파 집속장치는 상기 음파 집속장치 내로의 진입 중에 상기 음파의 전파 방향이 상기 모발의 종축선에 대체로 경사진 방향이 되도록 설계 및 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파 집속장치는 상기 모발과 상기 음파 사이의 음향 결합을 향상시키기 위해 상기 모발을 그리핑하도록 설계 및 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음향 결합은 상기 모낭, 상기 진피 유두, 상기 모팽대부 및/또는 상기 발아 기질에서 발생된 열에 의해 적어도 20 ℃의 온도 증가가 발생하도록 선택된 결합 길이를 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 결합 길이는 약 1 mm 보다 길다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 결합 길이는 약 6 mm 보다 짧다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 트랜스듀서 및 상기 음파 집속장치는 상기 모낭, 상기 진피 유두, 상기 모팽대부 및/또는 상기 발아 기질에서 발생된 열에 의해 적어도 20 ℃의 온도 증가가 발생하도록 설계 및 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파의 주파수, 전력 밀도 및/또는 전송 지속 시간은 상기 모발의 상기 종방향 진동을 최소화하도록 선택된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파의 주파수, 전력 밀도 및/또는 전송 지속 시간은 상기 모발의 상기 종방향 진동의 특성 진폭이 10 마이크로미터 이하가 되도록 선택된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 주파수는 비공명 주파수이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 트랜스듀서는 제1부분 및 제2부분을 포함하고, 상기 제1부분 및 상기 제2부분은 각각 적어도 하나의 능동 소자를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파 집속장치는 상기 트랜스듀서의 상기 제1부분에 결합되는 제1부분, 및 상기 트랜스듀서의 상기 제2부분에 결합되는 제2부분을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 트랜스듀서는 초음파를 발생하는 초음파 트랜스듀서이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 트랜스듀서는 압전 세라믹 소자, 및 압전 복합체 소자로 구성된 그룹으로부터 선택된 능동 소자를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 트랜스듀서는 평면형 능동 소자를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 트랜스듀서는 오목형 능동 소자를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 트랜스듀서는 하나의 표면 상에 배치된 복수의 능동 소자를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 표면은 평면이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 표면은 오목면이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 트랜스듀서 및 상기 음파 집속장치를 연결하는 집속 요소를 더 포함하고, 상기 집속 요소는 상기 음파를 상기 음파 집속장치 내로 집속시키기 위해 설계 및 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파 집속장치 및 집속 요소는 각각 제1부분 및 제2부분을 포함하고, 상기 집속 요소의 제1부분 및 제2부분은 각각 트랜스듀서의 제1부분 및 제2부분 및 음파 집속장치의 제1부분 및 제2부분에 연결된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 집속 요소는 테이퍼형 하우징을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 테이퍼형 하우징의 외관은 단이 형성된 외관, 직선상 외관, 분절식 선형 외관 및 지수형 외관으로 구성된 그룹으로부터 선택된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 복수의 집속 요소 중의 각 집속 요소는 상기 복수의 능동 소자 중의 하나의 능동 소자에 연결되고, 상기 음파의 각 부분을 상기 음파 집속장치 내로 집속시키도록 설계 및 구성되도록 배열된 복수의 집속 요소를 더 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파 집속장치는 상기 음파의 에너지가 복수의 반경 방향으로부터 상기 모발에 전송되도록 상기 모발을 수용하도록 구성된 체임버를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 체임버는 초음파 전송 겔을 수용하고 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파 집속장치는 약 1 mm 내지 약 10 mm의 곡률 반경을 특징으로 하는 표면을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 표면의 형상은 구면, 원통면, 타원면, 포물면, 쌍곡면 및 이들의 임의의 조합 또는 그 일부로 구성된 그룹으로부터 선택된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파 집속장치는 분할되어 상기 모발을 수용하는 갭을 형성하도록 작동할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파 집속장치 및 상기 트랜스듀서는 분할되어 상기 모발을 수용하는 갭을 형성하도록 작동할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파 집속장치, 및 상기 트랜스듀서와 상기 집속 요소 중의 적어도 하나는 분할되어 상기 모발을 수용하는 갭을 형성하도록 작동할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 모발에 대한 상기 음파 집속장치의 운동을 부여하기 위한 구동 기구를 더 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 음파 집속장치는, 상기 음파 집속장치가 분할되었을 때 상기 모발이 상기 갭에 결합되고, 상기 음파 집속장치가 재조립되었을 때 상기 모발이 상기 음파 집속장치에 의해 그리핑되고, 상기 음파에 의해 조사를 받도록, 주기적으로 분할 및 재조립이 가능하도록 작동할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 구동 기구는 상기 음파 집속장치에 회전 운동을 부여하도록 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 구동 기구는 상기 음파 집속장치에 왕복 직선 운동을 부여하도록 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 모발을 캡처링하기 위해 상기 음파 집속장치와 작동이 가능하게 결합되는 모발 캡처링 장치를 더 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 모발 캡처링 장치는 브러시, 네트 및 클램프로 구성된 그룹으로부터 선택된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 모발 캡처링 장치는 초음파 전송 겔로 상기 모발을 윤활시키도록 작동할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 장치는 초음파 전송 겔을 더 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 모발 캡처링 장치는 상기 모발을 탈락시키기 위해 상기 모발을 풀링하도록 작동할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 초음파는 적어도 150 kHz의 주파수를 가진다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 초음파는 약 150 kHz 내지 약 1300 kHz의 범위의 주파수를 가진다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 초음파는 약 500 kHz 내지 약 1000 kHz의 범위의 주파수를 가진다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 추가의 특징에 따르면, 상기 트랜스듀서는 적어도 1 와트/cm²의 전력 밀도를, 더욱 바람직하게는 약 1 와트/cm² 내지 약 100 와트/cm²의 전력 밀도를 가지는 상기 음파를 발생하도록 구성된다.

본 발명은 종래의 기술에 비해 탁월한 특성을 구비하는 모발 제거 방법 및 장치를 제공함으로써 종래의 구성에 존재하는 단점들을 성공적으로 해결한다.

본 명세서에서 사용하는 기술 용어 및 과학 용어는 다른 정의가 없는 한 본 발명이 속하는 기술분야의 통상적인 전문가에 의해 이해되는 통상적인 의미를 가진다. 본 발명의 실시 또는 실험시에 본 명세서에 기술되어 있는 것과 유사하거나 등가의 방법 및 재료를 사용할 수 있으나, 후술되어 있는 방법 및 재료가 적합하다. 의미 상의 충돌이 있는 경우, 본 명세서에 기재된 것이 우선한다. 또, 본 명세서에 기재된 재료, 방법, 실시예는 단지 설명을 위한 것일 뿐 이것이 본 발명을 제한하지 않는다.

이하, 본 발명의 예시를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 도면은 본 발명의 예시로서 그리고 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한 목적에서 도시한 것으로서, 가장 유용한 것으로 생각되는 것 및 본 발명의 원리 및 개념을 용이하게 이해할 수 있는 것을 도시한 것임을 강조한다. 따라서, 본 발명의 기본적인 이해를 위해 필요한 정도로만 본 발명을 구조를 설명하였고, 본 기술분야의 전문가는 도면을 참조한 설명으로부터 본 발명의 복수의 다양한 실시예를 실시하는 방법을 명확히 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 다양한 예시적 실시예에 따라 불필요한 모발을 처리하기 위한 방법의 플로차트;

도 2는 본 발명의 다양한 예시적 실시예에 따라 불필요한 모발을 처리하기 위한 장치의 도식도;

도 3a 내지 도 3b는 음파 집속장치(wave condenser)에의 진입시 음파의 전송 방향이 모발의 종축선에 대체로 평행한 바람직한 실시예의 음파 집속장치의 도식도;

도 4a 내지 도 4b는 음파 집속장치에의 진입시 음파의 전송 방향이 모발의 종축선에 대해 대체로 수직한 바람직한 실시예의 불필요한 모발을 처리하기 위한 장치의 도식도;

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다양한 예시적 실시예에 따른 집속 요소(focusing element)의 테이퍼 하우징(tapered housing)의 다양한 형태의 도식도;

도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 다양한 예시적 실시예에 따른 음파 트랜스듀서 및 집속 요소의 도식도;

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다양한 예시적 실시예에 따라, 모발 캡처(capturer)를 구비하는 불필요한 모발을 처리하기 위한 장치의 도식도;

도 8은 본 발명의 다양한 예시적 실시예에 따른 단순화된 모발의 기하학적 모델을 도시한 도면;

도 9는 본 발명의 다양한 예시적 실시예에 따라, 초음파에 의해 처리된 모간(hair shaft)의 적외선 이미지;

도 10은 연결 길이의 함수로서의 모간의 온도를 도시한 도면;

도 11은 본 발명의 다양한 예시적 실시예에 따라, 초음파에 의해 처리된 모간과 모구(hair bulb)의 적외선 이미지;

도 12a 내지 도 2c는 초음파 처리 전(도 12a) 및 처리 후(도 12b 내지 도 12c)의 모구를 비교한 광학현미경 이미지이다.

본 발명은 불필요한 모발 또는 복수의 모발을 처리하는데 사용할 수 있는 방 법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 모발의 재성장을 임시로 또는 영구적으로 방지하기 위해 모근(hair root)을 파괴하는데 사용할 수 있다. 또, 본 발명은 모발 제거 대상 표면으로부터 모발을 제거하는데 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 방법 및 장치의 원리 및 작용은 도면을 참조하여 기술한 상세한 설명에 의해 더 완전하게 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 적어도 하나의 실시예를 상세히 설명하기 전에, 본 발명은 후술하는 설명 또는 첨부 도면에 기술된 부품의 상세한 구성 및 부품의 배열에 제한되지 않음을 이해해야 한다. 본 발명은 다른 실시예가 가능하고, 또는 다양한 방법으로 실시될 수 있다. 또, 본 명세서에 사용된 어법 및 기술용어는 설명을 위한 것일 뿐, 이것이 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 불필요한 모발을 처리하기 위한 방법의 플로우차트이다. 후술하는 단계들은 다른 정의가 없으면 많은 조합에 있어서 동시에 또는 순차적으로 실시하거나 실행 순서에 따라 실시할 수 있다. 특히, 도 1의 플로우차트의 순서나 숫자는 제한적인 의미로 간주되지 않는다. 예를 들면, 후술하는 설명이나 도 1의 플로우차트에 기술된 처리 단계는 다른 순서(예를 들면, 역순) 또는 실질적으로 동시에 실시할 수 있다.

상기 처리 방법은 단계 10에서 출발하고, 필요에 따라 및 바람직하게 단계 12로 진행하여, 여기서 모발을 그리핑 또는 캡처링(gripping/capturing)한다. 상기 모발의 그리핑 또는 캡처링은 후속 단계(단계 14)에서 모발과 송출되는 음파 사 이의 음향 결합(acoustic coupling)을 향상시키기 위해 실시하는 것으로서, 본 기술분야에 공지된 모든 도구, 예를 들면 브러시, 네트(net), 클램프 등을 이용하여 실시할 수 있다.

상기 처리 방법은 단계 14로 진행하여, 여기서 음파(예를 들면, 초음파)가 모발을 통해 송출된다. 후술하는 실시예란에서 증명되는 바와 같이, 음파에 의해 반송된 에너지는 모간 자체를 통해 모근에 이송될 수 있다. 상기 모간은 본 발명의 다양한 예시적인 실시예에서 음파 도파로(acoustic waveguide)로서의 역할을 한다. 모발을 통해 음파가 전송되면 모발의 방향을 따라 입자가 순간적으로 이동하게 되고, 그 결과 모발의 종축선에 평행한 방향으로 전송되는 국부적인 압축 응력 및 인장 응력의 파가 발생한다.

단계 14는 모낭(follicle), 진피 유두(dermal papilla), 모팽대부(hair bulge) 및/또는 모발의 발아 기질(germinal matrix)에서 충분한 열이 발생하도록 실시하는 것이 바람직하다. 발생된 열만으로 모낭, 진피 유두, 모팽대부 및/또는 모발의 발아 기질를 충분히 파괴시키도록 하는 것이 바람직하다.

WO 01/26735의 교시에 따른 음파의 전송에 의해 모낭 내의 조직을 충분히 파괴하거나 손상시킬 수 없다. 그러나, 후술하는 실시예란에서 증명되는 바와 같이, 본 발명은 성공적으로 모근 조직의 손상 및 파괴를 유발한다.

본 명세서에서 사용된 파괴(destruction)라는 용어는 적어도 임시로 바람직하게는 영구적으로 모발의 재성장을 방지하는 발열요법(hyperthermia), 괴사(necrosis) 및/또는 모낭(진피 유두, 모팽대부, 발아 기질 등) 내의 세포의 기타 의 손상을 의미한다. 모발의 재성장 방지는 예를 들면 1개월 이상, 바람직하게는 6개월 이상, 더욱 바람직하게는 1년 이상, 가장 바람직하게는 영구적으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 발생열에 의해 적어도 20 ℃, 보다 바람직하게는 적어도 30 ℃, 가장 바람직하게는 적어도 40 ℃ 만큼의 온도가 상승된다. 상기의 발생열만으로 적어도 임시로, 바람직하게는 영구적으로 모낭, 진피 유두, 모팽대부 및/또는 발아 기질를 파괴하거나 적어도 손상시키는데 충분하다. 모낭 내의 연조직(soft tissue)의 온도가 충분한 기간 동안 높은 수준에 도달해 있으면, "단백질 변성(protein denaturing)"이라고 알려진 현상이 발생하여 조직이 괴사된다는 사실이 알려져 있다.

모발을 음향 에너지의 도파로로서 사용함으로써, 본 실시예는 피치료자의 피부 색조, 모발 색조 및 피부 색조와 모발 색조 사이의 콘트라스트 수준(level of contrast)을 포함하는 피치료자의 생리학적 파라메터(그러나, 이들 파라메터에 제한되지 않음)에 대해 최소의 민감성 및/또는 완전한 비민감성을 가진다. 다른 형식의 에너지(예, 광, 레이저, 전자선, 고주파선, X선)를 사용하는 선행기술의 모발 제거 기술은 상기 색조 파라메터에 상당히 민감하다. 따라서, 본 실시예는 종래의 다른 모발 제거 기술에 비해 더 많은 사람들을 치료할 수 있는 장점을 가진다. 본 실시예는 피부 색조가 어두운 사람, 모발 색조가 매우 밝은 사람, 및 모발에 최소량의 멜라닌을 가지는 사람에 적합하다(그러나, 이에 한정되지 않음).

본 실시예는 진피 유두, 모팽대부 및 발아 기질이 모간의 근접하여 위치해 있는 것을 이용한다. 특히, 상기 근접성은 모발의 생장기(anagen growth phase) 동안에 활용된다. 여기서, 도파로인 모간을 통해 송출된 음향 에너지가 모낭, 진피 유두, 모팽대부 및 발아 기질 내에서 열 에너지로 전환된다. 온도 상승이 모발 기부(hair base) 내에 집중되었을 때, 그리고 모낭, 진피 유두, 모팽대부 및 발아 기질의 체적이 극히 작은 것(수백 입방 마이크로미터)을 고려할 때, 음향 에너지의 흡수함으로써 발생하는 신속하고 단기간의 온도 상승에 의해 세포의 파괴를 유도하는데 충분한 열 효과가 발생된다. 상기 열 효과는 모낭 또는 모간 주위의 다른 생리학적 연조직을 최소로 손상시키고, 또는 전혀 손상시키지 않고, 모낭, 진피 유두, 모팽대부 및 발아 기질만을 선택적으로 파괴할 수 있도록 충분히 짧은 기간 동안만 발휘되는 것이 바람직하다. 본 기술분야의 전문가에 의해 이해되는 바와 같이, 단기간의 열효과 발생 및 도파로로서 모간을 이용하는 조합에 의하면 모간 및 모구의 주위의 다른 중요 조직 및 하부 기관을 실질적으로 손상시키지 않고 모낭 내의 세포를 선택적으로 손상시킬 수 있다.

음파의 파라메터는 치료 대상자 및/또는 신체 기관의 특성을 보여주는 다음의 생리학적 파라메터 중 하나 이상의 파라메터에 따라 적용할 수 있다: 모발 성장 단계(생장기(anagen), 휴지기(catagen), 퇴행기(telogen)), 피하 모발 기부의 깊이, 모발 기부와 모발 유두 사이의 거리, 총 모발의 길이(피하 부분 및 피부 외측 부분), 모발 커플링 각(hair coupling angle), 모발의 색, 모발의 직경, 미처리된 살아 있는 모발 기부로부터 미처리된 살아 있는 모발을 분리시키는데 필요한 힘, 부분적으로 처리된 모발 기부로부터 한 올의 모발을 분리시키는데 필요한 힘, 및 완전히 처리가 완료되어 실질적으로 파괴된 모발 기부로부터 한 올의 모발을 분리하는데 필요한 힘.

전술한 세포가 파괴된 후, 상기 처리 방법은 필요에 따라 및 바람직하게 단계 16으로 진행한다. 이 단계에서 모발을 당겨서(풀링; pulling) 뽑아낸다. 상기 풀링에 의해 모낭으로부터 모간을 분리시키는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 모낭으로부터 모간 및 그 내측의 모근초(root sheath)를 분리시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 음파가 모발의 특정 부분에 충돌하여, 그 특정 부분과 상호 작용하고, 도파로의 역할을 하는 모발을 통해 전송되는 방식으로 음파의 송출이 이루어진다. 본 발명의 다양한 예시적 실시예에 있어서, 음파와 모발 사이의 음향 결합(acoustic coupling)은 점결합(point-like coupling)이 아니다. 음향 결합은 예를 들면, 음파가 충돌하는 특정 부분의 길이인 소정의 결합 길이 h를 특징으로 한다. 상기 결합 길이는 예를 들면 그리핑(gripping) 단계에서 정의할 수 있다. 그리핑 단계에서의 모간의 그리핑 길이는 결합 길이와 같다.

본 기술분야의 전문가에 의해 이해되는 바와 같이, 상기 결합 길이는 모간으로 이송된 에너지(음파의 형태)의 양과 상호 관련된다. 본 발명의 발명자들은 모낭의 조직에서의 온도 증가는 상기 결합 길이에 직접 의존한다는 사실을 발견했다(후술하는 실시예란의 도 10 참조).

따라서, 본 발명은 점결합을 사용하지 않는 점에서 집속 초음파 비임이 실질적으로 일점에 지향되는 종래의 기술(예, 국제특허출원 공개 WO 00/21612 및 공개 WO 02/09813)과 분명한 차이가 있다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 1 mm 이상의 결합 길이, 더 바람직하게는 2 mm 이상의 결합 길이에 의해 발생된 열에 의해 20 - 40 ℃의 온도 증가가 발생하도록 상기 결합 길이 h를 선택한다. 본 발명의 다양한 예시적 실시예에 있어서, 상기 결합 길이는 6 mm 이하이다. 전형적인 결합 길이는 약 5 mm이다.

본 명세서에서 사용하는 "약(about)"이라는 용어는 ±10 %를 의미한다.

음파와 물질이 상호작용하면, 음파에 의해 반송된 에너지는 그 물질에 의해 흡수되거나, 반사되거나, 그 물질을 투과한다. 파동을 안내하는 도파로(waveguide)의 성능은 통상 흡수나 반사되지 않고 도파로를 통해 성공적으로 이송된 에너지의 비율에 상당하는 투과 계수(transmission coefficient)에 의해 특징이 부여된다. 모발은 본질적으로 음파가 모간을 통해 안내됨으로써 처리되므로, 처리 효율은 모간의 투과 계수에 의존하고, 투과 계수가 더 크면 모간을 통해 모낭 내의 세포에 전송되는 에너지 전송 효율도 더 양호해진다.

음파가 대상물체(본 발명의 경우에는 모간)와 상호 작용하면, 대상물체는 음파의 주파수 및 대상물체의 고유 주파수(이 대상물체의 고유 주파수는 대상물체의 재료, 구조, 기하학적 형태 등과 같은 대상물체의 많은 파라메터에 의존한다.)에 따라 달라지는 진폭으로 진동을 개시한다는 것은 공지되어 있다. 상기 음파는, 대상물체에 작용하는 그리고 대상물체의 외부로의 에너지 손실을 보상하는, 시간 의존성 외력(time-dependent external force)의 역할을 한다. 상기 음파와의 상호 작용에 대한 상기 대상물체의 반응은 통상 대상물체의 진동의 진폭을 주파수의 함수로 나타낸 그래프인 주파수 반응 곡선을 이용하여 기술한다. 특히 음파의 주파수가 대상물체의 고유 주파수와 동일한 경우를 공명이라고 부른다. 통상, 공명 상태의 반응 곡선은 공명 주파수 부근에서 날카로운 피이크(peak)를 가진다.

본 발명의 발명자들은 모간의 종방향 진동에 의해 모발이 에너지를 모낭에 전송하는 능력이 상당히 감소된다는 사실을 발견했다. 모발의 종방향 진동은 모발의 강도를 약화시키는 것 이외에도 모발의 종방향을 따라 압축 응력 및 인장 응력을 감소시키고, 그 결과 그 전송 능력을 감소시킨다. 상기 종방향 진동의 진폭이 극히 큰 경우(예를 들면, 공명 주파수와 동일하거나 공명 주파수에 근접한 진동의 경우), 모간은 붕괴되어 모낭으로 에너지를 전송하는 능력을 완전히 상실한다.

또, 모간의 종방향 진동이 지나치게 크면 횡방향 진동이 유발될 가능성이 있다. 모간의 횡방향 진동은 종방향 진동에 비해 진폭이 더 작지만, 상지 횡방향 진동은 모근에 도달하기 전에 모간 주위의 조직에서 에너지를 손실하기 때문에 큰 문제가 되는 것으로 알려져 있다. 상기 에너지 손실의 부산물로서 모간 주위의 조직에 열 형태의 에너지가 전송된다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 음파의 주파수, 출력 밀도(power density) 및/또는 지속시간은 모간의 진동을 최소화하도록 선택된다. 또, 상기 최소화에는 종방향 진동 및/또는 횡방향 진동을 최소화하는 것도 포함시킬 수 있다. 상기 음파 파라메터는 종방향 진동을 최소화하도록 선택하는 것이 바람직하다. 상기 종방향 진동은 상기 횡방향 진동이 본질적으로 감소되도록 최소화 시키는 것이 가장 바람직하다. 본 실시예는 일반적으로 모간 내에 큰 종방향 진동을 발생시키는 종래의 기술(예를 들면, 적어도 수십 마이크로미터의 진동을 사용하는 국제특허출원 공개 WO 01/13757 및 WO 01/033991 참조)에 대비하여 극명하게 차별화된다.

모발이 종방향 진동의 특성 진폭(characteristic amplitude)은 10 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 5 ㎛ 이하, 가장 바람직하게는 1 ㎛ 이하로 한다. 작은 종방향 진동은 음파에 대한 비공명 주파수(off-resonance frequency)를 선택함으로써 얻을 수 있다.

본 발명의 발명자들은 저 초음파 주파수에서 모간에 의한 에너지 흡수는 극히 저조하며, 모간 및 모낭의 주위 조직의 많은 부분을 과열에 의해 손상시키지 않고는 효과적으로 모낭을 발열시킬 수 없다는 것을 발견하였다. 반면, 고 초음파 주파수에서는 모간에 의해 고수준의 에너지 흡수가 발생하고, 그 결과 모간이 과열되어 모간의 손상, 파괴 및/또는 부러짐(broken)이 발생하고, 모낭으로의 효과적인 에너지 전송이 지속될 수 없다.

발명의 배경란에서 설명한 바와 같이, 종래의 기술 문헌(예를 들면, 국제특허출원 공개 WO 01/13757, WO 01/033991 및 WO 00/21612)은 극히 광범위한 주파수 범위(3 내지 4 자리수의 크기)를 인용한다. 이들 주파수 범위에는 불가피하게 저 주파수 및 고 주파수가 포함된다. 저 주파수는 저흡수에 의해 모낭이 불충분한 발열 효율을 가지고, 고 주파수는 과흡수에 의해 모낭이 불충분한 전송 효율을 가진다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 주파수는 음파가 모낭에 최적의 상태로 전송됨과 동시에 모낭에 의해 최적의 에너지 흡수를 달성할 수 있도록 선택된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 주파수는 적어도 150 kHz, 또는 더욱 바람직하게는 500 kHz이다. 대표적인 주파수 범위는 약 150 kHz 내지 약 1300 kHz이고(그러나, 이것에 한정되지 않음), 및 약 500 kHz 내지 약 1000 kHz의 범위를 포함한다. 상기 모간에 보강용 화학 첨가제를 첨가하면 주파수는 1300 kHz 이상으로 구성할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 있어서, 음파의 전송 지속 기간은 5초 이하이고, 다른 바람직한 실시예에서는 지속 기간이 1초 이하, 즉 10 내지 100 밀리초이다. 전술한 바와 같이, 모낭의 연조직 내에 생성된 열에 의해 전술한 손상 또는 파괴를 유발하는데 충분한 온도의 증가가 발생한다. 후술하는 실시예란에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 모구(hair bulb) 내에서 수 밀리와트의 전력 흡수에 의해 온도를 소망의 수준까지 상승시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 예시적인 실시예에 있어서, 모구 내에서 흡수된 전력이 적어도 1 밀리와트가 되도록, 바람직하게는(그러나, 필수사항은 아님) 약 10 밀리와트를 초과하지 않도록 선택된 전력 밀도에서 음파를 발생시킨다. 본 발명의 다양한 예시적인 실시예에 있어서, 모구 내에서의 흡수된 전력은 약 1 와트/cm² 내지 약 100 와트/cm²의 전력 밀도에서 동작하는 음파 트랜스듀서를 이용하여 얻는다.

도 2는 예를 들면, 전술한 처리 방법 중 하나 이상의 단계를 실행함으로써 불필요한 모발을 처리하기 위해 사용할 수 있는 장치(20)의 도식도이다. 상기 장치(20)는 음파를 발생하는 트랜스듀서(22) 및 상기 음파를 집속(condensing)하여 모발을 통해 이송시키는 음파 집속장치(wave condenser; 24)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 음파는 모간(28)을 경유하여 피부면(30)을 통과하고, 모낭(31), 진피 유두(32), 모팽대부(35) 및/또는 발아 기질(33)에서 충분한 양의 열을 발생시킴으로써 조직의 손상 및/또는 조직의 파괴를 유발시킨다.

트랜스듀서(22)는 압전 세라믹 소자 또는 압전 복합체 소자로 구성할 수 있는 능동 소자(active element; 23)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 능동 소자는 적절한 평판상 표면이나 비평판상 표면 상에 설치된 평판상 또는 비평판상(예, 오목한 형상)의 단일 소자 또는 복수의 소자의 배열로 구성할 수 있다. 상기 트랜스듀서(22)의 후측면(도 2에서 참조번호 21로 표시된 것)은 초음파 에너지 손실을 최소화하기 위해 대기 중에 노출시키는 것이 바람직하다. 초음파 에너지의 대부분은 공기-압전 물질의 계면으로부터 압전 소자 내로 반사된다. 또는, 상기 후측면(21)은 예를 들면 공기의 경계 특성(boundary characteristics)과 유사한 경계 특성을 제공하는 폴리스티렌(polystyrene)과 같은 중합 발포체를 이용하여 시일처리할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 음파 집속장치(24)는 모발과 음파 사이에 전술한 음향 결합(acoustic coupling)을 형성하도록 설계 및 구성된다. 상기 음파 집속장치(24)는 소정의 음향 결합을 형성하도록 모발을 그리핑(gripping)하는 것이 바람직하다. 상기 음파 집속장치(24)의 그리핑 깊이를 다르게 함으로써 상이한 결합 길이를 형성할 수 있다.

상기 음향 결합은 결합 길이 외에, 예를 들면, 음파 집속장치(24) 내로의 진입 중인 상기 음파의 전송 방향에 대한 모간의 방위(orientation)에도 의존한다. 본 발명의 발명자들은 음파 집속장치(24) 내로 진입하는 음파의 전송 방향이 모간의 종축선에 대체로 평행할 때 모발을 통한 효과적인 에너지의 전송이 이루어진다는 사실을 발견하였다. 이하, 상기 실시예를 "평행 방위(parallel orientation) 실시예"라고 칭한다.

모간을 비평행 방위로 지향시킨 다른 구성도 검토되었다. 예를 들면, 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 음파 집속장치(24)에 진입 중인 음파의 전송 방향은 모간의 종축선에 대해 대체로 수직한 방향이다. 이하, 상기 실시예를 "수직 방위(perpendicular orientation) 실시예"라고 칭한다.

본 발명의 추가의 실시예에 있어서, 음파 집속장치(24) 내로 진입하는 음파의 전송 방향은 모간의 종축선에 대해 0°또는 90°이외의 소정의 각도를 이룬다. 이하, 상기 실시예를 "경사 방위(inclined orientation) 실시예"라고 칭한다. 본 기술분야의 전문가에 의해 이해되는 바와 같이, 상기 경사 방위 실시예는 평행 방위 실시예와 수직 방위 실시예 사이의 선형 조합(linear combination)이다. 상기 경사각의 대표적인 예는 약 10°, 20°, 30°, 40°, 50°, 60°, 70° 및 80°가 포함된다(그러나, 이들 각에 한정되지 않는다).

본 발명의 다양한 예시적인 실시예에 있어서, 음파 집속장치(24)의 형태는 원하는 방위 실시예에 따라 선택된다. 또, 음파 집속장치(24)의 형태가 결정된 경우에도 본 장치(20)를 특정 방위 실시예에 대해서만 사용할 필요는 없다. 예를 들면, 음파 집속장치(24)를 평행 방위 실시예를 위해 설계 및 구성한 경우, 모간은 임의의 방위(평행 방위, 수직 방위, 경사 방위)로 음파 집속장치(24) 내에 또는 음파 집속장치(24)의 근접부에 위치시킬 수 있다. 마찬가지로, 음파 집속장치(24)를 수직 방위 실시예를 위해 설계 및 구성한 경우에도, 모간은 임의의 방위로 위치시킬 수 있다.

도 3a 내지 도 3b는 평행 방위 실시예에 사용하는 것이 바람직한 특정 구성의 음파 집속장치(24)의 도식도이다. 음파 집속장치(24)는 모간(28)을 수용하는 체임버(34)를 구비하는 것이 바람직하다. 체임버(34) 내에는 임피던스 정합(impedance matching) 및 음향 결합을 향상시키기 위한 초음파 전송 겔(transmission gel)을 충전할 수 있다. 트랜스듀서(22; 도 3에는 도시 생략)에 의해 발생된 음파는 체임버(34)의 표면(36)의 내측에서 반사되고, 따라서 음파에 의해 반송된 에너지는 체임버(34) 내에 포획된다. 모간(28)이 체임버(34) 내에 도입되어 음파와 모간(28) 사이에 결합 길이 h(전술한 바와 같이 수 밀리미터)를 형성된다. 음파는 표면(36)에서 전후방으로 반사되는 동안에 복수의 방향으로부터, 바람직하게는 모든 방사상 방향(360°)으로부터 모간(28) 내에 전송된다. 따라서, 음파 집속장치(24)에 의해 음파는 모발의 일지점에 집중되지 않고 모발의 일정 길이의 분절부분(segment)을 둘러쌀 수 있다. 본 기술분야의 전문가에 의해 이해되는 바와 같이, 위와 같은 구성에 의해 모발과 음파 사이의 음향 결합이 촉진된다.

표면(36)의 형상은 음파의 반사 및 모간(28)과의 음향 결합을 가능케 하는 모든 형상으로 형성할 수 있다. 표면(36)은 약 1 mm 내지 약 10 mm, 더욱 바람직 하게는 약 2 mm 내지 약 5 mm의 특성 곡률반경을 구비하는 비평면으로 구성하는 것이 바람직하다. 표면의 형상의 대표적인 예는 구면, 원주면, 타원원, 포물면, 쌍곡면 및 이들의 조합이나 이들의 일부분을 포함한다(그러나, 이들 예에 한정되지 않는다.). 도 3a 내지 도 3b에 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 표면(36)은 반구체형 헤드를 구비하는 원주면을 구비하고 있다.

음파 집속장치(24)에 의해 모간(28)을 그리핑(gripping) 또는 캡처링(capturing)하기 위한 하나 이상의 구성이 연구되었다. 도 3a에 도시된 일 실시예에 있어서, 모간(28)은 구멍(40)을 통해 체임버(34) 내에 도입된다. 도 3b에 도시된 다른 실시예에 있어서, 체임버(34)를 예를 들면 축선(42)을 중심으로 2개의 부분(도 3b에서 34a 및 34b로 표시됨)으로 임시로 분할하여 갭(44)을 형성하고, 이 갭(44) 내에 모간(28)을 캡처링한 다음, 모간(28) 상에 재조립한다. 트랜스듀서(22)가 음파 집속장치(24)에 부착되어 있는 경우, 트랜스듀서(22)와 음파 집속장치(24)의 양자를 분할 및 재조립시키는 것이 바람직하다(예, 도 4a - 도 4b 및 후술하는 내용 참조). 상기 분할부분(34a 및 34b)는 축선(42)를 중심으로 한 회전운동에 의해 분리되거나, 임의의 다른 방식의 운동, 예를들면 축선(42)에 대해 수직방향으로의 직선운동, 평행방향으로의 직선운동 또는 임의의 다른 방향으로의 직선운동과 같은 운동에 의해 분리될 수 있다. 예를 들면, 다른 바람직한 실시예에 있어서, 분할부분(34a 및 34b)은 상호 완전히 분리시켜 갭(44) 내에 모간(28)을 삽입할 수도 있다. 또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 분할부분(34a 및 34b)는 상호 슬라이드 이동시켜 이들 사이에 모간(28)을 캡처링할 수도 있다. 상기 분할부분(34a 및 34b)은 상호 대칭으로 구성(예를 들면, 2개의 원통체 하프(halves of a cylinder)로서 구성)하는 것이 바람직하지만 필수적인 것은 아니다.

전술한 모든 구성에 있어서, 상기 체임버 또는 그 2개의 분할부분은 부분적으로 중공체로 구성하고, 초음파 겔로 충만시킬 수 있다. 상기 체임버 또는 그 2개의 분할부분은 모든 적합한 재료, 예를 들면 금속(예, 알루미늄), 폴리머(예, Room Temperature Vulcanizing rubber; RTV) 또는 이들의 조합물로 제작할 수 있다. 그러나, 이들 재료에 제한되지 않는다. 상기 체임버 내의 초음파 겔의 충전 여부에 무관하게, 트랜스듀서를 동작시키기 전에 모간 또는 이 모간에 접촉하는 음파 집속장치의 표면에 초음파 겔을 도포함으로써 상기 음파 집속장치와 모간 사이의 음향 접촉(acoustic contact)을 더 향상시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 음파 집속장치(24) 내에서 모간은 모간의 대칭축선(도 3a - 도 3b에서 참조번호 41로 표시된 것)을 따라 배치되거나 또는 그 대칭축선에 근접하여 배치된다. 이와 같은 실시예에 있어서, 상기와 같이 대칭축선을 따라 모발을 위치시키면, 음파의 건설적인 간섭에 의해 상기 축선을 따르는 방향의 에너지 밀도가 체임버(34) 내의 다른 위치의 에너지 밀도보다 커지므로, 모간으로의 에너지 전송 효율이 향상된다. 비선대칭 형상의 체임버(34)에 있어서, 모간의 바람직한 위치는 체임버(34)의 중심 부근이다.

다시 도 2로 돌아가서, 장치(20)는 트랜스듀서(22)와 음파 집속장치(24)를 연결하는 집속 요소(focusing element; 26)를 구비하는 것이 바람직하다. 집속 요소(26)는 음파 집속장치(24) 내에 위치한 공간 영역을 향해 음파의 비임을 수렴시킴으로써 음파를 집속한다. 집속 요소(26)는 트랜스듀서(22) 및 집속 요소(26)로부터 음파가 양호하게 전송될 수 있도록 트랜스듀서(22)에 부착하는 것이 바람직하다.

상기 음파 집속장치(24)의 일시적 분할에 의해 모간이 캡처링되는 실시예(도 3b 참조)에 있어서, 집속 요소(26) 및/또는 트랜스듀서(22)는 음파 집속장치(24)와 함께 분할되는 것이 바람직하다(예, 도 4a - 도 4b 및 후술하는 내용 참조). 모간(28)의 길이 h가 체임버(34) 내에 진입된 후, 상기 분할부분은 재조립되고, 모간(28)이 체임버(34) 내에 그리핑되는 동안에 트랜스듀서(22)는 음파를 생성하기 위해 동작한다. 상기 집속 요소(26)에 의해 집속된 음파는 음파 집속장치(24) 내로 진입하여 모간(28)과 결합하고, 최소의 종방향 진동(및 횡방향 진동) 상태 하에서 상기 모간(28)을 통해 모낭(31)으로 전송된다. 모낭(31)(진피 유두(32), 모팽대부(35) 및/또는 발아 기질(33)) 내의 연조직 세포에 도달하면, 국부적인 압축 응력 및 인장 응력의 형태로 음파에 의해 반송되어온 에너지는 열 에너지로 전환됨으로써 온도 상승을 유발시키고, 세포의 손상 및/또는 파괴를 유발한다.

도 4a - 도 4b는 수직 방위 실시예에 사용되는 특정 구조를 가지는 장치(20)의 도식도이다. 본 실시예에 있어서, 트랜스듀서(22)는 제1부분(22a) 및 제2부분(22b)를 구비하고, 각 부분에는 평면 또는 비평면의 하나 이상의 능동 소자(23a 및 23b)를 구비한다. 이에 대해서는 후에 상술한다. 집속 요소(26)도 또한 제1부분(26a) 및 제2부분(26b)를 구비하고, 이들 제1부분(26a) 및 제2부분(26b)은 각각 음파 집속장치(24)의 제1부분(34a) 및 제2부분(34b)과 함께 트랜스듀서(22)의 제1부분(22a) 및 제2부분(22b)에 결합된다.

모간(28)이 음파 집속장치(24)의 제1부분(34a) 및 제2부분(34b) 사이에 그리핑되면, 트랜스듀서(22)가 작동되고, 음파의 파면(wave front; 54)은 능동 소자(23)으로부터 상기 집속 요소(26)의 형상에 의해 형성된 종축선(56)에 대체로 평행하게 전송된다. 상기 파면(54)이 음파 집속장치(24) 내에서 예로써 대칭축(41)이 될 수 있는 축선(58)에 대체로 평행하게 계속 전송되도록, 집속 요소(26)는 음파를 음파 집속장치(24) 상에 집속시킨다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 축선(58)은 축선(56) 및 모간(28)에 실질적으로 수직하다. 필요하면 경사 방위 실시예를 채용할 수 있다. 이 경우, 축선(58)은 축선(56)에 대해 소정의 각도만큼 경사를 이루게 된다.

집속 요소(26)에는 확대 단면적 영역(D) 및 축소 단면적 영역(d)을 특징으로 하는 테이퍼를 이루는 하우징이 구비되어 있는 것이 바람직하다. 상기 하우징의 높이는 음파의 파장의 정수의 1/2과 동일(예, 파장의 1/2)한 것이 바람직하다. 상기 음향 에너지의 집속 장치의 형태는 원통 대칭으로 할 필요는 없다. 집속 요소(26)는 음파를 반사할 수 있는 모든 물질로 제작할 수 있다. 적절한 물질의 대표적인 예에는 금속(예, 알루미늄) 및 초음파 장치에 통상 사용되는 폴리머(예, 폴리우레탄)이 포함된다. 그러나, 이들 재료에 제한되지 않는다.

상기 집속 요소(26)의 확대 단면적 영역(D)의 치수는 약 1 mm 내지 약 20 mm가 바람직하고, 보다 바람직하게는 약 4 mm 내지 약 8 mm로 한다. 상기 축소 단면적 영역(d)의 치수는 약 0.5 mm 내지 약 5 mm가 바람직하고, 보다 바람직하게는 약 1 mm 내지 약 3 mm로 한다. 상기 테이퍼형 하우징의 형상은 에너지 손실이 최소인 상태로 음향 에너지를 효과적으로 집속하는, 바람직하게는 지수 형태(exponential form)의 하나 이상의 특성 각도를 가진다.

도 5a - 도 5d는 본 발명의 다양한 예시적인 실시예에 따른 집속 요소(26)의 테이퍼형 하우징의 가능한 다양한 형태를 도시한 도식도이다. 따라서, 상기 테이퍼형 하우징은 확경(wider) 원통부 및 축경(narrower) 원통부를 구비하는 단이 형성된 형태(도 5a)를 구비할 수 있다. 상기 확경 원통부 및 축경 원통부의 높이는 음파의 파장의 약 1/4로 하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 확대 계수(magnification factor)는 D/d의 비로 주어진다.

도 5b에 도시된 다른 실시예에 있어서, 상기 테이퍼형 하우징은 선형 외관(예, 원추대)을 가진다.

도 5c에 도시된 또 다른 실시예에 있어서, 상기 하우징은 지수형 외관(exponential profile)을 가진다. 이와 같은 디자인은 선형 외관에 비해 더 큰 확대 계수를 제공한다. 이와 같은 형상은 제작하기가 더 어렵지만, 작동단부(working end)의 소직경에 결합된 부분은 미세한 작업에 특히 적합하다.

도 5d에 도시된 또 다른 실시예에 있어서, 상기 테이퍼형 하우징은 복수의 선형 분절(linear segment)을 가지는 분절된 선형 외관을 구비한다. 예를 들면, 본 실시예에 있어서, 상기 하우징은 소형의 개방각(opening angle)을 구비한 복수의 원추대(truncated cone)로 제작할 수 있다. 상기 개방각은 상기 지수형 외관에 근접하도록 선택할 수 있다.

도 6a - 도 6b는 바람직한 실시예의 트랜스듀서(22) 및 집속 요소(26)를 도시한 도식도이다. 상기 집속 요소(26)는 테이퍼형 하우징을 구비한다. 상기 도 6a - 도 6b는 직선형 외관을 도시하고 있으나, 다른 외관도 본 발명의 범위에서 배제되지 않음은 당연하다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 트랜스듀서(22)의 능동 소자(23)는 구형상을 가진다. 능동 소자(23)에 의해 발생된 음파는 집속 요소(26)에 진입한다. 집속 요소는 음파를 집속함으로써 음파 집속장치(24)(도 6a- 도 6b에는 도시 생략) 내에서 최대 에너지 밀도를 가진 작은 체적(50)을 생성한다. 도 6b는 바람직한 실시예의 도식도로서, 여기서 트랜스듀서(22)는 도 6b에서 참조번호 23-i(i=1, 2, ..., n)으로 표시한 n 개의 능동 소자를 구비한다. 본 실시예에 있어서, 장치(20)은 n 개의 집속 요소 26-i(i=1, 2, ..., n)를 구비하는 것이 바람직하다. 여기서, 각 능동 소자는 각각의 집속 요소에 연결되고, 모든 집속 요소는 음파를 작은 체적(50)으로 집속한다.

다시 도 2로 돌아가서, 본 발명의 다양한 예시적인 실시예에 있어서, 장치(20)는 음파 집속장치(24)에 모발에 대한 상대 운동을 부여하기 위한 구동 기구(48)를 구비한다. 상기 구동 기구(48)는 필요에 따라 집속 요소(26) 및/또는 트랜스듀서(22)에도 운동을 부여하는 것이 바람직하다. 상기 구동 기구(48)는 예를 들면 모간(28)을 그리핑하는데 사용할 수 있다.

구동 기구(48)는 필요한 운동을 부여할 수 있는 공지의 모든 기구로 구성할 수 있다. 통상 구동 기구(48)는 전동 모터(47) 및 적절한 트랜스미션(48)을 이용한다. 그러나, 이것이 필수적인 것은 아니다. 구동 기구(48)는 한가지 형식 이상의 운동을 부여할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 다양한 예시적인 실시예에 있어서, 구동 기구(48)는 음파 집속장치(24), 집속 요소(26) 및/또는 트랜스듀서(22)의 주기적인 분할 및 재조립을 위한 회전 운동을 부여한다. 이에 대해서는 후에 상술한다. 다른 실시예 또는 추가의 실시예에서 구동 기구(48)는 음파 집속장치(24)에 피부를 따라 왕복 운동을 부여하고, 그 결과 하나 이상의 모발에 대한 처리 및 각 모발에 1회 이상의 처리를 반복할 수 있다.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 추가의 실시예에 따른 장치의 도식도이다. 장치(20)는 모발을 캡처링하기 위한 모발 캡처링 장치(capturer; 52)를 구비하는 것이 바람직하다. 일회용 뿐 아니라 재사용이 가능한 여러가지 종류의 모발 캡처링 장치가 검토되었다. 통상적인 모발 캡처링 장치는 탈모 장치, 예를 들면 브러시(도 7a), 네트(도 7b), 및 클램프(도 7c)를 이용한 것이다. 다른 형식의 모발 캡처링 장치 및 상기 장치를 2가지 이상 조합한 모발 캡처링 장치도 검토되었다. 또, 음파 집속장치(24)도 도 7c에 대표적 예시로서 도시된 바와 같은 모발 캡처링 장치로 사용할 수 있다. 모든 경우에 있어서, 모발 캡처링 장치(52)는 모발 캡처링 장치(52)에 회전 운동 및/또는 왕복 직선운동을 부여하는 구동 기구(48)(도 7a 내지 도 7c에는 도시 생략)에 의해 작동시키는 것이 바람직하다. 이에 대해서는 후에 상술한다.

도 7a 내지 도 7c에 도시된 실시예에 있어서, 트랜스듀서(22)는 원통형을 구비한다. 여기서, 능동 소자는 오목한 형상이므로 음파를 음파 집속장치(24) 내로 집속시킬 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 음파 집속장치(24)는 원통체의 일부(예를 들면, 반쪽)의 형상을 가진다. 모간이 트랜스듀서(22)의 초점면(focal plane)의 하측에서 모발 캡처링 장치(52)에 의해 그리핑되어 있는 동안에, 음파는 트랜스듀서(22)의 오목면과 원통체의 대칭축 사이에서 전후로 반사된다. 모발 캡처링 장치(52)는 이 캡처링 장치(52)와 모간 사이의 음향 접촉을 향상시키기 위해 캡처링 동작 중에 초음파 전송 겔로 모간을 윤활시키는 것이 바람직하다. 상기 초음파 전송 겔은 부분적으로 또는 완전히 점착성을 가질 수 있다. 캡처링 장치(52)에는 모간의 표면에 초음파 전송 겔이나 임의의 다른 화합물을 압출하는 그루우브 및/또는 구멍을 형성할 수 있다. 상기 초음파 전송 겔이 존재하면 접촉 면적이 확대되고, 그 결과 모발에의 음파의 전송이 향상된다. 캡처링 장치(52)는 또 세포가 파괴된 후에 모발을 뽑아내는 풀링 동작(pulling)을 위해 사용할 수도 있다.

본 특허의 존속 중에 음파를 발생시키고, 집속시키는 많은 관련 장치가 개발될 것으로 예상된다. 따라서, 트랜스듀서, 콘덴서 및 집속 요소의 범위에 장래에 개발될 모든 새로운 기술을 포함시키고자 한다.

본 기술분야의 통상의 전문가는 후술하는 비제한적인 실시예를 검토해 봄으로써 본 발명의 추가의 목적, 장점 및 신규의 특징에 대해 더욱 상세히 이해할 수 있을 것이다. 또, 후술되고 청구범위에 청구된 각 실시예 및 본 발명의 관점은 후술된 실시예에 의해 실험적으로 지지된다.

[실시예]

이하, 복수의 실시예에 대해 설명한다. 전술한 본 발명의 상세한 설명과 마찬가지로 이들 실시예는 본 발명은 제한하지 않는다.

계산 모델

도 8은 모발의 단순화된 기하학적 모델의 도식도로서, 이 모발 모델은 뚜렷하게 구별되는 다음과 같은 3 영역을 구비한다: (i) 피부면의 상측 및 하측의 모간, (ii) 진피 유두 및 발아 기질을 포함하는 모구, 및 (iii) 모낭의 일부로서 피부면과 모구의 사이의 모간의 인접하여 위치하는 모팽대부. 상기 모간은 실질적으로 매끈하고 길게 연장된 구조를 구비하고, 음향 임피던스(acoustic impedance)가 뚜렷하게 구별되는 공기 또는 연조직 내에 위치한다. 상기 모간은 음향 에너지를 상단부로부터 모팽대부 및 모구의 진입점(entry point)까지 안내하기 위한 양호한 체계를 제시하고 있다.

상기 모구 및 모팽대부의 형상은 모간의 형상과 상당히 다르다. 상이한 음향 임피던스 값을 가지는 복수의 만곡된 분절(segments)은 복수의 음파 반사를 위해 이상적인 구조를 제공한다. 모구 및 모팽대부의 물질의 고흡수성(약 1 MHz의 주파수에서 약 1dB/mm)은 모구 및 모팽대부 영역에서 국부적인 에너지 방출이 집중되도록 함과 동시에 일시적인 온도 상승을 유발한다.

본 발명의 발명자들에 의해 수행된 계산에 따르면 모구 및 모팽대부의 온도를 약 10 - 100 밀리초 동안에 정상 체온으로부터 약 70 ℃의 온도까지 상승시키기 위해서는 10 밀리와트 이하의 흡수율의 초음파 전력의 흡수가 필요하다는 것이 밝 혀졌다. 상기 모구 및 모팽대부에서의 약 1 MHz의 초음파 흡수는 약 10 - 20 %의 초음파 에너지가 모구 및 모팽대부 내에 전송된 것으로 평가된다. 나머지의 초음파 에너지는 주변 조직 내로 전송된다. 따라서, 상기 모구 및 모팽대부 내에 조사되어야 할 초음파 전력은 약 50 - 100 밀리와트 이하이다.

5 mm 길이(음파 집속장치(24)의 선단으로부터 모구에 이르는 길이)의 모간은 약 1 MHz의 주파수에서 약 1dB/mm를 흡수한다. 따라서, 약 10 - 100 밀리초 동안 약 150 - 300 밀리와트 이하의 초음파 전력이 모간 내에 도입되면, 모구 및 모팽대부 내의 온도가 약 70 ℃가 된다. 전술한 바와 같이, 이와 같은 온도는 모낭 내의 세포를 파괴시킬 수 있다. 150 - 300 밀리와트의 전력은 비록 높은 수준의 전력은 아니지만 그 밀도는 다소 높다. 특히, 모간의 횡단면적은 약 0.00008 cm²이므로 150 - 300 밀리와트의 전력은 약 2000 - 4000 와트/cm²에 해당한다.

전술한 바와 같이, 상기 음파 집속장치는 통상 모간의 수 밀리미터(h

2 mm 내지 h

5 mm)를 그리핑한다. 상기 모간의 길이는 수십 평방 밀리미터 내지 수 평방 밀리미터의 총면적(h

2 mm에 대해서 0.006 cm² 및 h

5 mm에 대해서 0.016 cm²)에 대응한다. 상기 모간과 음파 사이의 음향 결합에 의해, 결합 길이 h를 따르는 모간의 총 면적을 이용하여 음향 에너지를 수집할 수 있다. 따라서, 2000 - 4000 와트/cm²의 전력 밀도는 음파 집속장치 및 약 10 와트/cm² 내지 약 55 와트/cm²의 전력 밀도를 발생하는 초음파 트랜스듀서를 이용하여 모간 내에서 수집될 수 있다.

상기 모간의 종방향 진동 진폭 ε(모간의 길이 방향으로의 입자의 종방향 변위)는 다음 식을 이용하여 계산할 수 있다.

(식 1)

여기서, I는 초음파 밀도, Z는 진동 요소의 음향 임피던스, f는 초음파 주파수이다.

밀도 I가 4000 와트/cm²(4×10⁷ 와트/m²)이고, 주파수 f가 800 kHz이고, 모간의 음향 임피던스가 3.24×10⁶ kg/m²s이면, 음파 집속장치의 인접한 모간의 진동 진폭 ε는 식 1에 따르면 0.99 ㎛이다. 상기 모구 쪽의 임의의 지점 및 상기 모구 및 모팽대부의 ε값은 1 ㎛ 보다 훨씬 작은 값이다. 예를 들면, 모그의 말단부의 초음파 밀도는 음파 집속장치의 출구(exit)에 위치하는 모간의 초음파 밀도에 비해 약 5배 작은 값을 가지는 것으로 계산된다. 따라서, 위 지점에서의 진동 진폭은 약 0.44 ㎛가 된다. 이 진폭은 모발을 기계적으로 탈모시키기에는 너무 작은 값이다.

위의 고찰에서는 다소 높은 전력 밀도 값을 사용하였다. 전력 밀도가 낮으면 진동 진폭이 작아진다. 상기 진동 진폭은 초음파 주파수에 반비례한다. 본 발명의 발명자들의 실험에 의하면, 동일한 작동 조건(I = 4000 와트/cm² 및 Z = 3.24×10⁶ kg/m²s) 하에서, 초음파 주파수가 250 kHz이면, 모구의 온도는 40 ℃를 초과 하지 않았다. 상기 저주파 수에서는 경계면의 발열 효과 또는 임의의 다른 열 손상이 발생할 것으로 예상된다. 그러나, 이와 같은 주파수 값에서도 모구의 말단부의 진동 진폭은 단지 1.4 ㎛로 계산되었다. 이값은 여전히 모발을 기계적으로 탈모시키는 데는 너무 작은 값이다.

모간의 초음파 조사

실험 1

본 발명의 바람직한 실시예에 따라 음파 집속장치 시제품(prototype)을 제작하였다. 상기 음파 집속장치에는 구멍(pore)을 형성하였고, 이 구멍 내에는 초음파 전송 겔을 충만시켰다. 상기 음파 집속장치는 직경을 8 mm로 하였고, 상기 구멍은 직경을 1 mm, 길이를 5 mm로 하였다.

상기 음파 집속장치 내에 몇 사람의 모간을 도입하였다. 상기 음파 집속장치 상에 중간 집속 요소를 설치하지 않고 초음파 트랜스듀서를 직접 조립하였다. 상기 초음파 트랜스듀서를 약 0.1 초동안 1005 kHz의 주파수 및 약 5.2 와트/cm²의 표면 전력 밀도로 작동시켰다.

도 9는 처리된 모간의 적외선 이미지이다. 도 9에는 또 상기 음파 집속장치의 이미지도 보인다. 도 9에서, 모간의 말단부에 142 ℃의 고온점(hot point)이 생성됨으로써 음파에 의해 모간이 성공적으로 가열되었음을 알 수 있다.

실험 2

실험 1의 음파 집속장치 내에 4명의 모간을 도입하였다. 각 모간은 음파 집속장치 내의 삽입 깊이를 다르게 함으로써 상이한 결합 길이 h를 설정하였다. 다음의 결합 길이, 즉 h = 2 mm, h = 4 mm, h = 6 mm 및 h = 8 mm에 대해 실험을 실시하였다. 초음파 주파수는 817 kHz로 하고, 초음파 트랜스듀서의 표면의 전력 밀도는 2가지 값, 즉 약 1.2 와트/cm²의 저밀도 및 약 2.5 와트/cm²의 고밀도 값으로 하였다.

도 10은 모간의 온도를 결합 길이의 함수로서 나타낸 그래프이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 모간의 온도는 결합 길이, h에 대해 직선형 증가를 보이고 있음을 알 수 있다. 이 결과는 결합 길이의 값이 크면 클수록 모간 내로의 파의 침투 수준도 더 증가하고, 그 결과 모간 내의 초음파 에너지 전송이 증대되는 것이므로 전술한 계산 모델과 일치한다.

실험 3

모낭이 있는 사람의 모발을 음파 집속장치의 작용을 하는 6 mm 직경의 원형의 겔 벌브(gel bulb) 내에 삽입하였다. 상기 겔 벌브를 집속 요소 없이 초음파 트랜스듀서의 상측에 직접 배치하고, 모구가 대기 중에 돌출하도록 하였다. 모구 주위의 진피 조직을 시뮬레이션(simulate)하기 위해, 상기 돌출된 모구 상에 수 밀리미터의 겔을 도포하였다. 상기 초음파 트랜스듀서를 2005 kHz의 주파수 및 3 와트/cm²의 표면 밀도로 작동시켰다. 처리 지속시간은 약 0.1 초로 하였다.

도 11은 처리된 모간의 적외선 이미지이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 웨이브 트랜스듀서 및 겔 벌브 사이에 위치하는 모간의 2 mm 부분이 초음파에 의해 약 62 ℃의 온도까지 가열되었다.

도 12a - 도 12c는 초음파에 의한 처리 전(도 12a) 및 처리 후(도 12b 및 도 12c)의 모구를 비교한 광학현미경 이미지이다. 도 12b - 도 12c에 도시된 바와 같이, 초음파 에너지는 음파 집속장치에 의해 집속된 후 모간을 통해 이송되어 두터운 겔 벌브 내에 위치한 모구에 의해 흡수되었다. 에너지 흡수에 의해 모구의 온도가 상승하고, 그 결과 모구는 완전히 변형되었다.

설명을 명확히 하기 위해 복수의 실시예를 통해 기술한 본 발명의 특정의 특징은 단일 실시예로 조합할 수 있고, 반대로 설명을 단순화하기 위해 단일 실시예를 통해 설명한 본 발명의 다양한 특징은 복수의 실시예로 나누어 제공할 수도 있다.

이상, 본 발명은 특정의 실시예에 관련하여 기술하였으나, 본 기술분야의 전문가는 본 발명에 대한 많은 대체, 개조 및 변경을 명백히 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 상기 모든 대체, 개조 및 변경은 첨부한 청구범위의 정신 및 범위 내에 포함되어야 한다. 본 명세서에 언급된 모든 공개특허, 특허, 특허출원은 수정사항 없이 참조로서 도입되었다. 또, 본 명세서에서 임의의 문헌을 인용하거나 확인한 것을 그 문헌이 본 발명의 선행기술로서 이용될 수 있음을 허용한 것으로 해석해서 는 안 된다.

Claims (301)

1. 음파를 발생하는 트랜스듀서(22)를 포함하는, 피부(30)로부터 돌출하는 불필요한 모발을 처리하는 장치(20)에 있어서,

   상기 음파가 집속되고, 상기 모발(28)을 경유하여 피부(30) 내로 전송되어, 모낭(31), 진피 유두(32), 모팽대부(35) 및 상기 모발의 발아 기질(33) 중의 적어도 하나에서 열을 발생하도록, 상기 음파와 모발 사이의 기계적 결합을 형성하기 위해 상기 모발(28)을 그리핑하는 음파 집속장치(24)를 더 포함하고,

   상기 열은 그 자체로서 모낭, 진피 유두, 모팽대부 및 발아 기질 중의 적어도 하나를 손상, 파괴 또는 성장 사이클을 억제시키는데 충분한 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
2. 음파를 발생하는 트랜스듀서; 및

   상기 음파를 집속함과 동시에 모발을 통해 음파를 전송하는 음파 집속장치를 포함하고, 상기 음파 집속장치는 상기 모발과 상기 음파 사이의 기계적 결합을 향상시키기 위해 상기 모발을 그리핑하도록 설계 및 구성되는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
3. 음파를 발생하는 트랜스듀서; 및

   상기 음파를 집속하여 모발을 통해 상기 음파를 전송하는 음파 집속장치를 포함하고,

   상기 음파의 주파수, 에너지 밀도 및 음파의 조사의 지속 시간 중의 적어도 하나는 상기 모발의 모낭, 진피 유두, 모팽대부 및 발아 기질 중의 적어도 하나를 가열하지 않는 진동을 최소화하도록 선택되는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 트랜스듀서 및 상기 음파 집속장치는, 상기 음파가 모발을 통해 전송될 때, 모낭, 진피 유두, 모팽대부 및 모발의 발아 기질에서 열이 발생되도록 하고, 상기 열은 그 자체로서 상기 모낭, 상기 진피 유두, 상기 모팽대부 및 상기 발아 기질 중의 적어도 하나를 손상, 파괴 또는 성장 사이클을 억제시키는데 충분하도록 설계 및 구성되는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
5. 음파를 발생하는 트랜스듀서(22)를 포함하는 불필요한 모발을 처리하는 장치(20)에 있어서,

   상기 음파는 150　kHz 내지 1300　kHz의 주파수를 가지고;

   상기 장치는 상기 음파를 집속하고, 상기 모발(28)을 통해 상기 음파를 전송하기 위한 음파 집속장치(24)를 더 포함하고;

   상기 트랜스듀서 및 상기 음파 집속장치는 상기 음파가 상기 모발을 통해 전송될 때, 모낭, 진피 유두, 모팽대부 및 상기 모발의 발아 기질 중의 적어도 하나에서 열이 발생하도록 설계 및 구성된 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 열은 그 자체로서 상기 모낭, 상기 진피 유두, 상기 모팽대부 및 상기 발아 기질 중의 적어도 하나를 손상, 파괴, 또는 성장 사이클을 억제시키는데 충분한 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음파 집속장치는, 상기 음파 집속장치 내로 진입 중에 있는 상기 음파의 주 방향이 상기 모발의 종축선에 대체로 평행한 방향이 되도록 설계 및 구성되는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음파 집속장치는, 상기 음파 집속장치 내로 진입 중에 있는 상기 음파의 주 방향이 상기 모발의 종축선에 대체로 수직인 방향이 되도록 설계 및 구성되는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음파 집속장치는, 상기 음파 집속장치 내로 진입 중에 있는 상기 음파의 주 방향이 상기 모발의 종축선에 대체로 경사진 방향이 되도록 설계 및 구성되는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
10. 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 음파 집속장치는 상기 모발과 상기 음파 사이의 기계적 결합을 향상시키기 위해 상기 모발을 그리핑하도록 설계 및 구성되는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 기계적 결합은 상기 모낭, 상기 진피 유두, 상기 모팽대부 및 상기 발아 기질 중의 적어도 하나에서 발생된 열에 의해 적어도 20 ℃의 온도 증가가 발생하도록 선택된 결합 길이를 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
12. 제 1 항, 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트랜스듀서 및 상기 음파 집속장치는 상기 모낭, 상기 진피 유두, 상기 모팽대부 및 상기 발아 기질 중의 적어도 하나에서 발생된 열에 의해 적어도 20 ℃의 온도 증가가 발생하도록 설계 및 구성되는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
13. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 음파의 주파수, 에너지 밀도 및 음파의 조사의 지속 시간 중의 적어도 하나는 상기 모발의 모낭, 진피 유두, 모팽대부 및 발아 기질 중의 적어도 하나를 가열하지 않는 진동을 최소화하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
14. 제 3 항에 있어서, 상기 모발의 진동은 상기 모발의 종방향 진동을 포함하는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 모발의 상기 종방향 진동의 특성 진폭이 10 마이크로미터 이하가 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
16. 제 14 항에 있어서, 상기 모발의 상기 종방향 진동의 특성 진폭이 5 마이크로미터 이하가 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
17. 제 1 항, 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음파의 주파수, 에너지 밀도 및 음파의 조사의 지속 시간 중의 적어도 하나는 상기 모낭, 상기 진피 유두, 상기 모팽대부 및 상기 발아 기질 중의 적어도 하나에서 발생된 열에 의해 적어도 20 ℃의 온도 증가가 발생하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 주파수는 비공명 주파수인 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
19. 제 17 항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 초음파를 발생하는 초음파 트랜스듀서인 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
20. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 압전 세라믹 소자, 및 압전 복합체 소자로 구성된 그룹으로부터 선택된 능동 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
21. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트랜스듀서 및 상기 음파 집속장치를 연결하는 집속 요소를 더 포함하고, 상기 집속 요소는 상기 음파를 상기 음파 집속장치 내로 집속시키기 위해 설계 및 구성된 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
22. 제 19 항에 있어서, 상기 음파 집속장치는 상기 음파의 에너지가 복수의 방향으로부터 상기 모발에 전송되도록 상기 모발을 수용하도록 구성된 체임버를 포함하는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
23. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음파 집속장치는 분할되어 상기 모발을 수용하는 갭을 형성하도록 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
24. 제 23 항에 있어서, 상기 모발에 대한 상기 음파 집속장치의 운동을 부여하기 위한 구동 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
25. 제 24 항에 있어서, 상기 음파 집속장치는, 상기 음파 집속장치가 분할되었을 때 상기 모발이 상기 갭에 결합되고, 상기 음파 집속장치가 재조립되었을 때 상기 모발이 상기 음파 집속장치에 의해 그리핑되고, 상기 음파에 의해 조사를 받도록, 주기적으로 분할 및 재조립이 가능하도록 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
26. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모발을 캡처링하기 위해 상기 음파 집속장치와 작동이 가능하게 결합되는 모발 캡처링 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
27. 제 19 항에 있어서, 상기 초음파는 적어도 150 kHz의 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
28. 제 19 항에 있어서, 상기 초음파는 적어도 500 kHz의 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
29. 제 19 항에 있어서, 상기 초음파는 150 kHz 내지 1300 kHz 범위의 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
30. 제 19 항에 있어서, 상기 초음파는 500 kHz 내지 1000 kHz 범위의 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
31. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 적어도 1 와트/cm²의 강도를 가지는 상기 음파를 발생하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
32. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 1 와트/cm² 내지 100 와트/cm²의 강도를 가지는 상기 음파를 발생하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 불필요한 모발을 처리하는 장치.
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