KR20210049808A - 전기적으로 수동인 저-레벨 광 치료 시스템 및 이를 통합하는 방법들 - Google Patents
전기적으로 수동인 저-레벨 광 치료 시스템 및 이를 통합하는 방법들 Download PDFInfo
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Abstract
UV 파장, 가시광선 파장 및 근적외선 파장 중 하나 이상을 포함하는 입사 스펙트럼을 흡수하고 가시광선 및 근적외선을 포함하는 발광 스펙트럼을 갖는 광을 방출하는 전기적으로 수동적인 의류 물품을 가진 저-레벨 광 치료 시스템. 광은 원사 및 원사 네트워크로 구성되고 사람의 신체를 향상 방향으로 가시광선 복사 및 근적외선 복사를 포함하는 발광 스펙트럼을 가지는 직물 재료(그러한 직물 재료로 만들어진 의류 제품 뿐만 아니라)에서 방출된다. 가시광선/근적외선 스펙트럼의 광을 방출하는 의류 물품, 제조 방법 및 저-레벨 광 치료 방법이 개시된다.
Description
이 출원은 2018 년 8월 21일에 제출된 미국 가출원 번호 62/720,544를 기반으로 35 U.S.C 119조의 우선권을 주장하며, 상기 가출원의 전체 내용은 여기에 참조로 포함됩니다.
본 개시는 전력원을 사용하지 않고 가시광선/근적외선 스펙트럼의 광을 방출하고 의류 물품의 착용자가 방출된 빛에 노출되는 저-레벨 광 치료 시스템, 및 상기 의류 물품을 포함하는 시스템들 및 보조-시스템들에 관한 것이다. 가시광선/근적외선 스펙트럼에서 방출되는 광은 치료 효과가 있으며 저-레벨 광 치료 방법들에 유용하다. 본 개시는 또한 의류, 신발, 머리 덮개, 운동용 장비, 침구 및 타월과 같은 그 자체에서 가시광선/근적외선 스펙트럼의 광을 방출하는 의류 물품 기타 직물-기반 구조물에 관한 것이다.
다음 논의에서, 특정 구조들 및/또는 방법들에 대한 참조가 이루어진다. 그러나, 이러한 구조들 및/또는 방법들이 선행 기술을 구성한다는 것을 인정하는 것으로 후술하는 참조들을 해성하여서는 안됩니다. 출원인은 이러한 구조들 및/또는 방법들이 본 발명에 대한 선행 기술로 인정되지 않음을 입증할 권리를 명시적으로 보유한다.
빛은 유기체들(단순 단세포 미생물들로부터 다세포 식물 및 포유류에 이르는 범위)의 성장 및 대사에 영향을 미칠 수 있으며 다양한 유익한 치료 효과를 생성 할 수 있다. 잘 알려진 생리적 효과의 예는 식물의 광합성과 포유류의 비타민 D 생산이다. 치료 목적으로 빛을 사용하는 것, 즉 "광 치료"는 직사광선 사용으로부터 필터링된 태양광 사용, 인공 조명 사용으로 발전했다. 초기 광 치료는 주로 피부 질환, 궤양, 매독, 루푸스, 펠라그라 및 결핵을 치료하고 상처를 치유하기 위해 광 스펙트럼의 자외선(UV) 범위의 빛을 사용하는 데 중점을 두었다.
미토콘드리아 사이토 크롬 c 산화 효소(내인성 광 수용체)와 관련된 예시적인 생화학적 메커니즘인 광-생체 조절은, 저전력 광(특히 가시광선 중 적색광에서 근적외선(NIR) 파장 범위)을 사용하여 하나 또는 더 많은 내인성 효소 광 수용체를 사용한다. 특히, 광-생체 조절에 사용되는 빛의 파장은 감광선 시약의 흡수 스펙트럼과 일치하며, 포유류 조직에 흡수된 에너지의 결과로 치료 효과가 발생한다. 가시광선의 적색 및 NIR 파장은 포유류 조직 깊숙이 침투할 수 있고 주로 헤모글로빈과 멜라닌에 흡수되기 때문에 특히 효과적이다. 대조적으로, 자외선은 포유류 조직의 표면으로만 침투하고 주로 DNA와 단백질에 흡수되며 발암성 및 돌연변이 유발 경향이 있다.
저-레벨 광 치료(Low Level Light Therapy, LLLT)을 제공할 목적으로 포유 동물, 예를 들어 인체에 빛을 전달하는 현재의 장치 및 시스템은 (1) 실제 레이저 및/또는 LED를 포함하고 (2) 물리적 전원(주로 전기 콘센트 또는 배터리)을 사용한다. 이러한 요구 사항들은 자연스럽게 LLLT 장치/시스템의 형태와 LLLT 장치/시스템을 사용하고 구현할 수 있는 방법과 장소를 제한한다. 따라서, (a) 전력원과 무관하고 (b) 레이저, LED 등과 같이 전기로 구동되는 복사 방출 장치와 관계없이 가시광선 및 근적외선 복사를 생성하는 LLLT를 제공하는 데 사용할 수 있는 시스템, 하위 시스템 및 구성 요소를 사용하는 것이 유용할 것이다.
실시예는 전기적으로 수동인 저-레벨 광 치료 시스템 및 이를 통합하는 방법들을 제공하고자 한다.
본 개시는 전기적으로 수동인 저-레벨 광 치료 시스템들과, UV 파장, 가시광선 파장 및 근적외선 파장 중 하나 이상을 포함하는 입사 스펙트럼을 흡수하고 가시광선 및 근적외선을 포함하는 발광 스펙트럼을 갖는 빛을 방출하는 의류 물품에 관련된다. 광은 사람의 신체를 향하는 방향으로 가시광선 및 근적외선을 포함하는 발광 스펙트럼을 갖는 빛을 방출하는 원사의 조직(이러한 직물 재료를 포함하는 의류 물품)으로 구성된 직물 재료에서 방출되거나 또는 임의의 다른 포유 동물 종(예를 들면 개, 고양이 또는 말), 특히 인간 피부와 같은 포유 동물 조직을 향하여 치료 효과를 부여한다.
저-레벨 광 치료 시스템의 예시적인 실시예는 UV 파장, 가시광선 파장 및 근적외선 파장 중 하나 이상을 포함하는 입사 스펙트럼을 흡수하고 가시광선 복사 및 근적외선 복사 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 가지는 광을 방출하는 의류 물품을 포함한다. 상기 의류 물품은 전기적으로 수동적이고, 상기 가시광선 복사 및 근적외선 복사 중 하나 이상을 가지는 발광 스펙트럼을 가지는 광은 상기 의류 물품으로부터 상기 의류 물품을 착용한 사람의 신체 또는 다른 포유류 종(예를 들면 개, 고양이, 말 등) 방향으로 방출된다.
저-레벨 광 치료 서브-시스템의 예시적인 실시예는 UV 파장, 가시광선 파장 및 근적외선 파장 중 하나 이상을 포함하는 입사 스펙트럼을 흡수하고 가시광선 복사 및 근적외선 복사 중 하나 이상의 발광 스펙트럼을 갖는 광을 방출하는 직물 재료를 포함한다. 직물 재료는 전기적으로 수동적이며, 가시광선 복사 및 근적외선 복사 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 갖는 광은 직물 재료로부터 사람의 신체 또는 다른 포유류 종(예를 들면 개, 고양이 또는 말) 방향으로 방출된다.
이를 필요로 하는 연조직을 치료하는 방법의 예시적인 실시예는 상기 연조직을 저-레벨 광선 치료 시스템 또는 광선 치료 서브-시스템의 발광 스펙트럼에 노출시키는 것을 포함한다.
저-레벨 광 치료 방법의 예시적인 실시예는 저-레벨 광 치료 시스템 또는 광 치료 서브-시스템의 발광 스펙트럼에 연조직을 노출시키는 것을 포함한다.
제조 방법의 예시적인 실시예는 제1 직물 등급, 중합체 호스트 재료 및 제1 형광 성분과 제2 형광 성분 중 적어도 하나를 압출 기술을 사용하여 혼합하여 마스터 배치를 형성하는 단계, 여기서 상기 마스터 배치 내의 형광 성분의 농도는 2% 내지 20%이고; 마스터 배치를 제2 직물 등급, 중합체 호스트 물질의 부피와 혼합하여 공급 원료 내의 형광 성분의 총량이 0.1 중량% 내지 1.0 중량%인 공급 원료를 생성하는 단계; 공급 원료들을 평사(flat yarn)로 가공하는 단계; 및 상기 평사를 텍스쳐링 가공하여 텍스쳐된 원사를 형성하거나 또는 절단하여 스테이플 원사를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 형광 성분은 90% 이상의 양자 효율을 갖는 가시광선 복사를 포함하는 발광 스펙트럼을 가지고 상기 제2 형광 성분은 50% 이상의 양자 효율을 가지는 근적외선 범위 내의 발광 스펙트럼을 가지고, 및 가시광선에 노출되면, 상기 텍스쳐된 원사 또는 스테이플 원사는 600 나노미터 내지 1200 나노미터 범위에서 적어도 하나의 피크를 가지는 발광 스펙트럼을 가지는 복사선을 방출할 수 있다.
실시예에 따른 전기적으로 수동인 저-레벨 광 치료 시스템 및 이를 통합하는 방법들은 후술하는 효과를 가진다.
전술한 요약 및 실시예들의 다음의 상세한 설명은, 첨부된 도면과 함께 더 잘 이해될 수 있다. 도시된 실시예들은 도시된 정확한 배열들 및 수단들에 한정되지 않음을 이해해야 한다.
도 1은 저-레벨 광 치료 시스템의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 흡수 및 방출 과정을 개략적으로 도시한다.
도 3a 및 3b는 입사 스펙트럼의 적어도 일부를 흡수하고 발광 스펙트럼을 방출하는 의류 물품의 일부(도 3a) 및 개별 원사(도 3b)를 도시하는 확대된 개략도이다.
도 4는 원사들의 조직의 개략도이다.
도 5는 원사들의 조직의 짜여진 특성 및 뜬 특성의 실시예들을 예시한다.
도 6은 멀티필라멘트 원사의 개략도이다.
도 7 내지 10은 의류 물품들의 예를 보여준다.
도 11a 내지 11b는 청색광 및 녹색광에 의해 여기된 직물의 스펙트럼들을 보여주는 실험 결과들이다.(강도 대 파장(nm)의 임의의 강도 단위들)
도 12a 내지 12c는 청색광, 녹색광 및 적색광에 의해 여기된 직물의 스펙트럼들을 보여주는 실험 결과들이다.(강도 대 파장(nm)의 임의의 강도 단위들)
도 13a 내지 13b는 청색광 및 녹색광에 의해 여기된 직물의 스펙트럼들을 보여주는 실험 결과들이다.(강도 대 파장(nm)의 임의의 강도 단위들)
도 1은 저-레벨 광 치료 시스템의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 흡수 및 방출 과정을 개략적으로 도시한다.
도 3a 및 3b는 입사 스펙트럼의 적어도 일부를 흡수하고 발광 스펙트럼을 방출하는 의류 물품의 일부(도 3a) 및 개별 원사(도 3b)를 도시하는 확대된 개략도이다.
도 4는 원사들의 조직의 개략도이다.
도 5는 원사들의 조직의 짜여진 특성 및 뜬 특성의 실시예들을 예시한다.
도 6은 멀티필라멘트 원사의 개략도이다.
도 7 내지 10은 의류 물품들의 예를 보여준다.
도 11a 내지 11b는 청색광 및 녹색광에 의해 여기된 직물의 스펙트럼들을 보여주는 실험 결과들이다.(강도 대 파장(nm)의 임의의 강도 단위들)
도 12a 내지 12c는 청색광, 녹색광 및 적색광에 의해 여기된 직물의 스펙트럼들을 보여주는 실험 결과들이다.(강도 대 파장(nm)의 임의의 강도 단위들)
도 13a 내지 13b는 청색광 및 녹색광에 의해 여기된 직물의 스펙트럼들을 보여주는 실험 결과들이다.(강도 대 파장(nm)의 임의의 강도 단위들)
도 1은 UV 파장, 가시광선 파장(visible wavelength) 및 근적외선 파장(near infrared wavelength) 중 하나 이상을 포함하는 입사 스펙트럼(incident spectrum)을 흡수하고 가시광선 복사(visible light radiation) 및 근적외선 복사(near infrared radiation)를 포함하는 발광 스펙트럼(emission spectrum)을 갖는 광을 방출하는 저-레벨 광 치료 시스템(low-level light therapy system, 10)을 도시한다. 예시적인 저-레벨 광 치료 시스템(10)에서, 의류 물품(article of apparel, 20)은 입사 스펙트럼(30)을 흡수하고 의류 물품(20)을 착용한 사람의 신체(50)를 향하는 방향으로 광(40)을 방출한다(가시광선 및 근적외선 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 가지는 광이 의류 물품(20)으로부터 방출되어 의류 물품(20)를 착용한 사람의 신체(50)를 향하는 확대된 뷰(25)를 참조).
예시적인 실시예에서, 입사 스펙트럼(30)은 UV파장(200 내지 400 nm의 파장을 갖는 복사를 의미함), 가시광선 파장(400 내지 700 nm의 파장을 갖는 복사를 의미함) 및 근적외선 파장(700 내지 1200nm의 파장을 갖는 복사를 의미함) 중 하나 이상을 포함한다. 입사 스펙트럼(30)은 의류 물품(20)의 외부에 있는 광원(60)에서 발생한다. 일부 실시예들에서, 의류 물품(20)에 직접 입사되는지 여부에 관계없이, 광원(60)은 태양을 포함하는 자연 광원이다. 다른 실시예에서, 광원(60)은 태양에 의해 방출된 스펙트럼의 일부 또는 전부를 복제하는 스펙트럼을 가지는 인공 광원이다. 또한, 광원(60)로부터의 입사 스펙트럼(30)은 의류 물품(20)과 상호 작용하는 입사 스펙트럼 이전에 필터링되거나 다른 방식으로 지향 및/또는 집중되거나 조절될 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 의류 물품(20)은 입사 스펙트럼(30)의 적어도 일부를 흡수하고 가시광선 복사(400 내지 700 nm의 파장을 갖는 복사를 의미) 및 근적외선 복사(700 내지 1200 nm의 파장을 갖는 복사를 의미) 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 가지는 광(40)을 방출한다. 상기 발광 스펙트럼은 600nm 내지 1200nm 범위에서 적어도 하나의 피크를 포함한다. 예를 들어, 예시적인 실시예들에서, 발광 스펙트럼은 80 nm 내지 200 nm, 대안으로 100 nm 내지 150 nm의 FWHM(full width at half maximum, 반치폭)를 가지는 700 nm 내지 800 nm 사이의 제1 피크와, 80 nm 내지 200 nm, 대안으로 100 nm 내지 150 nm의 FWHM(full width at half maximum, 반치폭)를 가지는 800 nm 내지 900 nm 사이의 제2 피크를 포함한다.
이러한 맥락에서 그리고 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 입사 스펙트럼(30)의 적어도 일부의 흡수 과정(100)은 의류 물품(20)의 일부와 상호 작용하여 전자가 기저 상태(120)에서 여기 상태(130)로 상승되도록 하는 입사 복사(110)를 포함한다. 이어서, 광을 방출(또는 발광)하는 과정(140)은 여기 상태(130')의 전자가 방출된 빛(150)과 함께 기저 상태(120')로 복귀하는 것을 포함한다.
의류 물품(20)은 전기적으로 수동적(electrically passive)인데, 의류 물품(20)은 외부 전원을 직접 사용하지 않고 광원을 가시광선 복사와 및 근적외선 복사 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 가지는 광(40) 방출하기 위해 입사 스펙트럼(30) 자체의 소스로서 광원이 필요함을 의미한다. 일 예로서, 광원(60)은 태양일 수 있고 의류 물품은 외부 전원을 갖지 않는다, 따라서, 입사 스펙트럼(30)의 에너지 만이 저-레벨 광 치료 시스템(10)에 제공된다. 두 번째 예로서, 광원(60)은 390 내지 1200 nm의 적어도 일부 파장을 포함하는 전체 스펙트럼을 제공하는, 전구와 같은, 전기적으로 구동되는 광원일 수 있고, 의류 물품은 외부 전원을 갖지 않는다, 따라서, 입사 스펙트럼(30)의 에너지 만이 저-레벨 광 치료 시스템(10)에 제공된다. 세 번째 예로서, 광원(60)은 200 내지 1200 nm 범위의 적어도 일부 파장을 포함하는 스펙트럼을 갖는 발광 다이오드(LED)와 같은 전기적으로 구동되는 광원일 수 있고 상기 의류 물품은 외부 광원을 가지지 않고, 따라서, 입사 스펙트럼(30)의 에너지 만이 저-레벨 광 치료 시스템(10)에 제공된다.
도 3a는 UV 파장, 가시광선 파장 및 근적외선 파장 중 하나 이상을 포함하는 입사 스펙트럼(30)의 적어도 일부를 흡수하고 가시광선 복사와 근적외선 복사 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 가지는 광(40)을 방출하는 의류 물품(20)의 일부(200)를 도시하는 확대된 개략도이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 의류 물품(20)의 부분(200)은 하나 이상의 원사들(210)을 포함한다. 각각의 원사(210)는 도 3b에 개략적으로 도시된다. 원사(210)는 직물 등급, 중합체 호스트 재료(220) 및 하나 이상의 형광 성분들(230)을 포함한다. 입사 스펙트럼(30)은 원사(210)와 상호 작용(결과적으로 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이 전자가 기저 상태에서 여기 상태로 상승)하고 발광 스펙트럼(결과적으로 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이 전자가 상기 여기 상태로부터 상기 기저 상태로 복귀)을 가지고 광(40)은 이어서 원사(210)의 측면(240)으로부터 방출된다. 원사(210)의 측면(240)으로부터 방출되어, 발광 스펙트럼은 원사(210)의 길이(L)를 따라서 복수의 위치들로부터 방출된다.
원사들은 개별 원사(discrete yarn) 또는 직물 재료(textile material)에 통합된 복수의 개별 원사로서, 또는 원사들의 네트워크를 형성하기 위해 결합된 복수의 유사하거나 상이한 원사로서 의류 물품에 포함될 수 있다. 도 4는 원사들의 조직(300)의 개략도이다. 예시적인 실시예들에서, 원사 조직(300)은 복수의 제1 원사 유형(310) 및 복수의 제2 원사 유형(320)을 포함한다. 상이한 원사들의 유형은 적절한 방식으로; 예를 들어, 씨실(weft yarn)은 제1 원사 유형이고 날실(warp yarns)은 제2 원사 유형, 직물 재료에 통합될 수 있다. 상기 씨실과 날실 중 하나 또는 모두는 UV 파장, 가시광선 파장 및 근적외선 파장 중 하나 이상을 포함하는 입사 스펙트럼을 흡수하고 가시광선 복사와 근적외선 복사 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 갖는 광을 방출하는 원사일 수 있다.
그러나, 원사들(300)의 조직 내의 임의의, 서브 세트 또는 모든 원사들은 UV 파장, 가시광선 파장 및 근적외선 파장 중 하나 이상을 포함하는 입사 스펙트럼을 흡수하고 가시광선 복사 및 근적외선 복사 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 가지는 광을 방출한다. 따라서, 원사들의 조직은 UV 파장, 가시광선 파장 및 근적외선 파장 중 하나 이상을 포함하는 입사 스펙트럼을 흡수하고 가시광선 복사 및 근적외선 복사 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 가지는 광을 방출하는데, 여기서 다른 원사 유형은 입사 스펙트럼으로부터 서로 다른 파장을 흡수하고 및/또는 서로 다른 파장으로 발광 스펙트럼을 방출한다.
원사들의 조직은 임의의 직조 특성(woven character) 및/또는 임의의 편직 특성(knitted charaster)을 가질 수있다. 도 5는 직조를 사용하여 원사들을 병렬로 결합하는 직조 캐릭터(350)와, 원사들이 직물로 편직되는 편직 캐릭터(360)의 예를 도시한다. 도 5에 도시된 다른 실시예들은 능직(twilled, 370), 평직(plain dutch weave, 380) 및 능직 (twilled dutch weave, 390)을 포함하지만, 임의의 직조 또는 편직 특성이 본 명세서에 개시된 저-레벨 광 치료 시스템에서 이용될 수 있다.
원사들은 임의의 적합한 형태일 수 있다. 예를 들어, 원사들은 모노필라멘트 또는 멀티 필라멘트, 스테이플 또는 연속형일 수 있다. 도 6은 멀티 필라멘트 원사(400)의 개략도이다. 예시적인 실시예에서, 멀티 필라멘트 원사(400)는 제1 필라멘트 유형(410) 및 복수의 제 2 필라멘트 유형(420) 중 적어도 하나를 포함한다. 상이한 필라멘트 유형은 직물 재료에 적절한 방식으로 포함될 수 있다. 제1 필라멘트 유형(410)은 UV 파장, 가시광선 파장, 근적외선 파장 중 하나 이상을 포함하는 입사 스펙트럼을 흡수하고 가시광선 복사 및 근적외선 복사 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 갖는 광을 방출한다. 이러한 제1 필라멘트 유형(410) 중 하나(또는 둘 이상)가 멀티 필라멘트 원사(400)에 통합될 수 있다. 또한, 멀티 필라멘트 원사(400) 내의 대부분의 필라멘트들은 이러한 제1 필라멘트 유형(410)일 수 있다. 그러나, 멀티필라멘트 원사(400)의 임의의, 서브 세트 또는 모든 필라멘트들은 UV 파장, 가시광선 파장 및 근적외선 파장 중 하나 이상을 포함하는 입사 스펙트럼을 흡수하고 가시광선 복사 및 근적외선 복사 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 갖는 광을 방출한다. 따라서, 멀티필라멘트 원사(400)는 하나 이상의 필라멘트 유형을 통합할 수 있는데, 각각의 필라멘트 유형은 UV 파장, 가시광선 파장 및 근적외선 파장 중 하나 이상을 포함하는 입사 스펙트럼을 흡수하고 가시광선 복사 및 근적외선 복사 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 가지는 광을 방출하고, 여기서 상이한 제1 필라멘트 유형(420)은 입사 스펙트럼으로부터 상이한 파장들을 흡수하고 및/또는 상이한 파장들을 갖는 발광 스펙트럼을 방출한다.
또한, 원사들은 스테이플 또는 멀티-필라멘트일 수 있으며, 여기서 스테이플은 불연속 길이의 섬유를 의미하고 멀티-필라멘트는 연속 섬유를 의미한다. 또한, 원사들은 예를 들어 원사 믹스들(혼합 색상들, 혼합 데니어들(denier), 혼합 단면들, 혼합 이성분(bicomponent)/호모필라멘트(homofilament) 등)로부터 발생하는 바람직한 특성들 및 미적 특질들을 갖는 복합 원사들일 수 있다. 또한 예를 들어, 원사들은, 예를 들어, 필라멘트에 크림프들, 루프들, 코일들 또는 주름들을 형성하여 텍스처될 수 있으며, 이는 원사들로 만든 직물 재료들의 거동(behavior)과 촉감(hand)에 영향을 준다.
원사들은 직물 등급, 중합체 호스트 재료(220)를 포함한다. 적합한 직물 등급, 중합체 호스트 재료(220)는 폴리에스테르(polyesters), 폴리아미드(polyamides), 올레핀(olefins), 아크릴(acrylics), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(poly(methyl methacrylate), PMMA), 폴리 락트산(polylactic acid, PLA) 및 폴리 카보네이트(polycarbonates)로 구성되는 군으로부터 선택된 단일 중합체(a homopolymer) 또는 공중합체(a copolymer) 또는 긴-사슬 중합체(a long-chain polymer)를 포함한다. 예시적인 실시예들에서, 직물 등급, 중합체 호스트 재료는 0.5 내지 1.0 dL/g 범위의 고유 점도(IV)를 가진다.
얀은 또한 하나 이상의 형광 성분을 포함한다. 예시적인 형광 성분은 하나 이상의 염료 및 양자점을 포함한다.
상기 원사들은 또한 하나 이상의 형광체 성분들을 포함한다. 예시적인 형광체 성분들은 하나 이상의 염료 및 양자점 중 하나 이상을 포함한다.
상기 형광 성분은 90% 이상의 양자 효율을 갖는 가시광선 복사를 포함하는 발광 스펙트럼과 상기 형광 성분은 50% 이상의 양자 효율을 가지는 근적외선 범위 내의 발광 스펙트럼 중 하나 또는 둘을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 형광 성분이 염료일 경우, 상기 염료는 페릴렌 염료(a perylene dye), 시아닌 염료(a cyanine dye), 로다민 염료(a rhodamine dye), 쿠마린 염료(a coumarine dye), 안트라피리돈 염료, 티오잔텐 염료 및 티오인디고이드 염료의 클래스에 속하는 염료(a dye belonging to the class of anthrapyridone dyes, thioxanthene dyes and thioindigoid dyes) 중 하나 이상을 포함한다.
일반적으로, 형광 성분들의 분자량이 클수록, 필요한 발광 스펙트럼 강도를 얻기 위한 형광 성분들의 중량 %가 더 적게 필요하다. 또한 일반적으로, 형광 성분들의 양자 효율이 높을수록, 필요한 발광 스펙트럼 강도를 얻기 위한 형광 성분들의 중량 %가 더 적게 필요하다. 따라서, 예시적인 실시예에서, 직물 등급, 중합체 호스트 재료 내의 형광체 성분들의 양은 0.01%(중량%) 내지 1.0 중량%이다. 또한, 직물 등급, 중합체 호스트 재료의 형광체 성분들의 양은 0.01 중량% 내지 0.1 중량%의 범위이거나, 0.05 중량%, 0.10 중량%, 0.15 중량% 또는 0.20 중량% 내지 0.10 중량%, 0.25 중량% 또는 0.50 중량%일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 0.015 중량%의 적색 안트라피리돈 형광 염료가 사용되었고, 0.025 중량%의 페릴렌 형광 염료와 0.06 중량%의 시아닌 형광 염료(근적외선 염료)의 조합이 사용되었으며, 또는 티오인디고이드 염료 계열에 속하는 Vat Violet 3라는 형광 염료 0.045 중량%와 시아닌 형광 염료(근적외선 염료) 0.045 중량%의 조합이 사용되었다.
형광 성분들의 UV 흡수 능력과 경쟁하는 강력한 UV 광 흡수 능력으로 인하여, 원사들에 포함된 이산화티타늄(TiO2)의 양이 최소화된다. 일반적으로, 이산화 티타늄의 양이 증가할수록, 저-레벨 광 치료 시스템의 성능이 저하된다(흡수 성능이 저하됨에 따라). 따라서, 예시적인 실시예들에서, 이산화티타늄의 양은 2.0 중량% 미만, 또는 1.0 중량% 미만이다. 원사들에 이산화티탄늄이 포함되지 않는 것이 즉, 원사들에 이산화티탄늄이 없는 것이 바람직하다.
개별 원사들은 필요한 단면을 가질 수 있다. 예를 들어, 개별 모노필라멘트 원사는 원형 단면을 가질 수 있고, 예를 들어 직경이 약 10 미크론일 수 있다. 또한 예를 들어, 개별 모노필라멘트 원사는 삼엽(trilobal) 단면과 같은 다엽(multilobal) 단면을 가질 수 있으며, 예를 들어, 직경이 10 미크론 정도일 수 있다. 멀티필라멘트 원사는 FFT(false twist rextured) 또는 AJT(air jet textured)를 포함한 모든 유형이 될 수 있다.
원사들 및 원사들에 포함되는 직물(fabrics) 및 직물 재료들(textile materials)은 적절한 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 제1 직물 등급, 중합체 호스트 재료 및 제1 형광 성분와 제2 형광 성분 중 적어도 하나는 압출 기술을 사용하여 혼합하여 마스터 배치를 형성할 수 있다. 예시적 실시예들에서, 마스터 배치는 2% 내지 20%의 형광 성분의 농도를 가진다. 그런 다음 마스터 배치를 제2 직물 등급의 중합체 호스트 재료와 혼합하여 공급 원료의 총 형광 성분이 0.01 중량% 내지 1 중량%, 선택적으로 0.05 중량%, 0.10 중량%, 0.15 중량% 또는 0.20 중량% 내지 0.10 중량%, 0.25 중량%, 또는 0.50 중량%인 공급 원료를 생성한다.
그런 다음 공급 원료는 평사(flat yarn)로 가공된다. 공급 원료를 평사로 가공하는 기술의 예는 용융 방사(melt spining)이다. 그러나 습식 방적(wet spining) 또는 건식 방적(dry spining)과 같은, 다른 기술을 사용할 수 있다. 평사는 텍스처링하여 텍스처링 원사를 형성하거나 절단하여 스테이플 원사를 형성함으로써 추가로 가공될 수 있다.
원사를 텍스처링하면 원사들의 길이를 따라 측면에서 빛이 방출되도록 하는데 도움이 된다(도 3b를 참조하여 앞서 설명한 바와 같이). 본 명세서의 다른 곳에서 개시되는 바와 같이, 가시광선에 노출될 때, 텍스처된 원사 또는 스테이플 원사는 600 nm 내지 1200 nm 범위에서 적어도 하나의 피크를 포함하는 발광 스펙트럼을 갖는 복사를 방출한다. 텍스처링은 또한 더 부드럽고 더 나은 촉감 ("손의 느낌")을 만들고 수분 조절을 개선하는 보조 목적들로 사용된다.
적합한 직물 등급, 중합체 호스트 재료 및 형광 성분들은 본 명세서의 다른 곳에서 개시된 임의의 그러한 재료 및 성분들일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 직물 등급의 중합체 호스트 재료는 0.5 내지 1.0 dL/g 범위의 고유 점도(IV)를 갖는다. 일부 예시적인 실시예들에서, 제1 직물 등급, 중합체 호스트 재료 및 제2 직물 등급, 중합체 호스트 재료는 동일하다, 즉 조성적으로 동일하다. 다른 예시적인 실시예에서, 제1 직물 등급, 중합체 호스트 재료 및 제2 직물 등급, 중합체 호스트 재료는 동일한 유형의 중합체이며, 예를 들어 두가지 모두 폴리에스테르, 폴리아미드, 올레핀, 아크릴, PMMA, PLA 또는 폴리 카보네이트이다. 제1 직물 등급, 중합체 호스트 재료 및 제2 직물 등급, 중합체 호스트 재료가 동일하지 않은 경우, 즉 조성이 동일하지 않은 경우, 제2 직물 등급, 중합체 호스트 재료보다 높은 고유 점도 (IV)를 제1 직물 등급, 중합체 호스트 재료가 가지는 것이 바람직한다.
예시적인 실시예들에서, 형광 성분들은 염료 및 양자점 중 하나 이상을 포함하고, 형광 성분이 염료인 경우, 상기 염료는 페릴렌 염료, 시아닌 염료, 로다민 염료, 쿠마린 염료, 및 안트라피리돈 염료, 티오잔텐 염료 및 티오인디고이드 염료의 클래스에 속하는 염료, 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함한다. 일부 예시적인 실시예들에서, 제1 형광 성분은 가시광선 파장에서의 방출에 대해 90% 이상의 양자 효율을 갖고, 제2 형광 성분은 근적외선 파장에서의 방출에 대해 50% 이상의 양자 효율을 갖는다.
혼합 전에, 광학적으로 투명한, 중합체 호스트 재료는 통상적인 전처리, 건조 및 결정화 기술을 사용하여 처리될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 또한, 제조 된 텍스쳐된 원사 또는 스테이플 원사는 섬유 산업에 공지된 적절한 방법을 사용하여 직물 또는 직물 재료 재료 또는 의류 물품으로 추가로 제조될 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같이, 형광 성분들은 가시광선 또는 근적외선 파장들에서 빛을 방출한다. 형광 성분들은 광대역(wideabnd) 입사 주변 광의 일부를 정확한 파장의 협대역(narrow band) 광으로 변환하여 연구 결과에 따르면 모발 재생, 체중 감소, 근육 강화, 피부 젊어짐 및 기타 여러 치료들과 같은 건강 및 치료 효과를 나타낸다. 다음 표 1은 특정 응용 분야에 대한 저-레벨 치료 요법( "LLLT")의 유효 파장들을 보여준다.
| 응용분야 | 유효 파장 |
| 셀룰라이트 | 600~900 nm |
| 피부 | 600~900 nm |
| 체중 감소 | 600~900 nm |
| 침 요법 | 600~900 nm |
| 모발 성장 | 600~750 nm |
| 고통 | 600~900 nm |
| 뼈 재생 | 600~900 nm |
| 혈류 | 300~900 nm |
| 근육 이완(근육통) | 600~900 nm |
| 스포츠 부상 | 600~900 nm |
| 연골 성장 | 600~900 nm |
분젠-로스코 법칙(Bunsen-Roscoe law, 상호 법칙)은 광화학 반응의 반응량이 광조사의 산물과 노출 시간에 비례한다고 명시한다. 대부분의 광-생체조절(photo-biomodulation) 효과는 누적되고 연구 결과에 따르면 긍정적인 결과는 강도(intensivity) 단독보다는 투여된 빛의 양(dose)에 따라 달라진다. 즉, 단시간에 고강도의 광량 또는 장기간에 저광도의 광량에 의해 동일한 양(동일한 효과)이 제공될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 저-레벨 광 치료 시스템은 연조직 치료 방법 및 저-레벨 광 치료 시스템의 발광 스펙트럼에 연조직이 노출되는 저-레벨 광 치료 방법으로 사용될 수 있다. 특히, 의류 물품에 포함되는 원사들에 사용되는 형광체 성분들 및/또는 저-레벨 광 치료 시스템 및/또는 보조 시스템의 일부인 직물 재료는 선택되어 표 1에 명시된 유효 파장들 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 생산할 수 있다. 더욱이, 하나 이상의 유효 파장을 포함하는 발광 스펙트럼에 대한 시간 노출은 기존의 저-레벨 광 치료(예를 들면 LED들과 레이저 소스들을 사용하는 종래의 광 치료 요법)과 관련된 일반적인 시간 노출보다 훨씬 길 수 있습니다. 본 명세서에 개시된 구조를 사용하면 노출 시간이 더 길 수 있으므로, 그러한 구조로부터 방출된 하나 이상의 유효 파장을 포함하는 발광 스펙트럼의 강도는 효과적인 광량(light dosage)을 제공하기 위해 높을 필요가 없다.본 명세서에 개시된 저-레벨 광 치료 시스템은 분자, 세포, 심신(psychosomatic), 심리적(psychological) 및 조직 수준에서 광범위한 치료 효과에 기여하기 위해 광 치료 요법을 적용하는데 사용될 수 있다.
광 치료(특히, 저 레젤 광 치료("LLLT"))는 예방, 치료 및 재활을 위해 점점 더 인식되고 권장되는 치료 옵션이다. LLLT의 일반적인 적용예는 상처 치유, 통증 관리, 염증 및 기능 회복, 피부 질환 치료 및 피부 회춘(skin rejuvenation), 탈모 및 모발 재생, 만성 궤양 및 두통과 같은 만성 통증 증후군, 피부과(예를 들면, LLLT는 2007년 미국 식품의약국에 의해 경증에서 중등도의 남성형 탈모 치료에 대해 승인됨), 여드름 치료 및 광 회춘(태양에 의한 노화 및 피부 환경 손상의 과정을 역전시키기 위해)이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "저-레벨 광 치료"에서의 "저-레벨"과 "LLLT"는 100mW/cm2 이하인 전력 밀도 출력을 갖는 광원을 지칭한다. 이러한 저-레벨 광원은 광-생체조절의 생리적 효과(physiological effect of photo-biomodulation)를 통해 치료 효과로 향상된 세포 기능을 제공할 수 있다. 낮은 전력 밀도로 인해, 저-레벨 광 치료는 채택되는 낮은 전력 밀도로 인해 수술이나 조직 절제에는 사용되지 않는다. 반대로, 출력 전력 밀도가 100mW/cm2보다 큰 광원을 고-레벨 광원(HLL”)이라고 한다. 고-레벨 광원들은 광열 생리적 효과와 세포 파괴(photothermal physiological effect and cellular destruction)를 일으키며, 고-레벨 전력 밀도를 고려할 때, 이러한 고-레벨의 광원들은 수술 및 절제에 사용된다.
예시적인 실시예들에서, 방출된 광은 광을 흡수하는 분자들의 흡수 스펙트럼을 모방하고, 강하게 흡수되는 파장은 또한 광생물학적 반응을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 가시광선은 피부를 통한 인간 면역 체계 반응에 영향을 미칠 수 있다. 피부는 다른 기관보다 자연적으로 빛에 더 많이 노출되며 적색 및 근적외선 파장에 잘 반응한다. 따라서, 가시광선 바람직하게는 적색 및 근적외선 파장을 포함하는 발광 스펙트럼은 표피(epidermal) 및 진피(dermal)층을 2~3mm 깊이까지 침투하고 순환 림프구(circulating lymphocytes)와 직접 상호 작용하여 면역 체계 기능(modulate immune system function)을 조절할 수 있다.
다른 실시예들에서, 미토콘드리아(전자기 스펙트럼의 적색 및 근적외선 영역에서 흡수 피크를 가짐)는 신경 산화 질소 합성 효소(neuronal nitric oxide synthase)에 의한 광 치료에 반응하여 산화 질소(NO)를 합성하고 상기 산화 질소는 사이토 크롬 c 산화 효소의 산소 결합에 경쟁적으로 결합하여 호흡 조절에 기여하여 세포 대사에 영향을 준다.
또 다른 실시예들에서, 가시광선 범위, 즉 600 nm 내지 700 nm에서 방출된 광은 표피 및 진피층을 투과할 수 있고 순환 림프구와 직접 상호 작용하여 면역 기능을 조절한다(결과적으로 단핵구(monocytes) 및 과립구(granulocytes)의 식세포 활동(phagocyte activity)의 강화 및 인간 세포의 증식). 가시광선은 또한 일주기 반응(circadian response)의 가장 강력한 외부 조절자이다.
추가 실시예들에서, 적색 및 적외선 파장을 갖는 방출된 광은 상처 치유, 방사선 및 화학 요법으로 인한 구강 궤양 치료, 모발 재성장, 성형 수술에서 회복, 관절과 연조직의 부상 치료, 관절염의 염증성 통증 감소, 손목 터널 증후군(carpal tunnel syndrome), 등을 포함하는 다양한 치료 용도에 사용될 수 있다. 적색 파장을 갖는 방출된 빛은 신경 세포의 재성장을 자극하는 데 사용될 수 있다. 적색 및 적외선 파장의 방출된 광은 인간 말초 혈액 림프구(human peripheral blood lymphocytes )에서 DNA 합성을 자극하여 혈액 순환과 자연 치유를 돕고 혈액 내 사이토카인 함량 변화를 유도한다. 이러한 파장의 광은 피부 세포를 투과하여 항산화 물질의 생성을 자극하고 세포 스트레스를 줄이고 세포 에너지를 아데노신 삼인산 (ATP)형태로 증가시킨다.
또 다른 실시예들에서, 긴 적외선 파장을 갖는 방출된 광은 가시광선 파장보다 더 깊은 조직 침투를 허용한다. 근적외선(600~1200nm)은 1인치 이상 인체 조직을 투과할 수 있으며 근육과 신경과 같은 내부 조직 깊숙이 경피적으로(transcutaneously) 전달된다.
또 다른 실시예들에서, 가시광선 및 적외선 파장을 갖는 방출된 광은 순환하는 혈액을 투과할 수 있고, 이러한 저-레벨 광 치료 시스템이 혈액 관련 치료 효과를 위한 광 치료를 적용하는 데 사용될 수 있음을 시사한다.
본 명세서에 개시된 침투 깊이는 조직 유형, 색소 침착 및 피부 표면의 이물질에 따라 달라질 수 있으나, 그럼에도 불구하고 일반적으로 다음과 같은 특성을 갖는 것으로 이해될 수 있다: 청록색 범위의 가시광선(475-545nm)은 자외선(UV) 광(150-380nm)의 두 배를 투과할 수 있는 반면, 적색 및 근적외선 광(600-1200nm)은 UV 광의 10배 이상을 투과할 수 있다. 파장이 600 ~ 1200nm인 방출된 광은 이러한 파장이 물에 의한 상당한 흡수 없이 피하 조직으로 침투할 수 있어서 소위 치료 창(so-called therapeutic window)을 구성한다.
저-레벨 광 치료 시스템은 임의의 적절한 의류 물품으로 구현될 수 있다. 이러한 의류는 형광 성분들(염료 및/또는 양자점)이 내장된 원사들로 만들 수 있다. 형광 성분들은 가시광선 또는 근적외선 파장에서 빛을 방출하고 광대역 입사 주변 광의 일부를 좁은 대역의 빛으로 변환할 수 있으며 연구 결과에 따르면 모발 재생, 체중 감소, 근육 강화, 피부 회춘 및 본 명세서에 개지된 여러 다른 치료들과 같은 건강 및 치료 효과가 있는 것으로 나타난다.
몇몇 예시적인 의류 물품이 도 7 내지 도 10에 도시되어 있다. 예를 들어, 의류 물품은 셔츠(500), 바지(510), 반바지, 양말과 같은 의류일 수 있다. 다른 적합한 의류 품목은 신발(520), 장갑(530)과 같은 손 덮개, 손목 밴드, 머리띠, 및 예를 들어 모자(540), 스카프 또는 헬멧을 포함하는 머리 덮개를 포함한다. 또한, 적합한 의류 품목은 운동복(600) 및 유니폼과 같은 운동 장비를 포함한다. 또한, 저-레벨 광 치료 시스템은 팔 슬리브, 종아리 슬리브, 팔 밴드(610), 또는 붕대 재료와 같은 임의의 적절한 의류 물품의 전부 또는 일부로 구현될 수 있다. 저-레벨 광 치료 시스템은 또한 개, 고양이 또는 말과 같은 다른 포유 동물에 사용되는 임의의 적합한 의류(620) 물품의 전부 또는 일부에서 구현될 수 있다.
의류 물품의 전부 또는 일부에 추가하여, 저수준 광선 요법 시스템은 침구 또는 타월에 통합될 수 있다.
복수의 원사가 직물 재료에 통합될 때, 원사를 통하여 실질적으로 여러 지점들에서 측면으로부터의 광이 방출되어, 즉 광이 분리된 지점들(도 3b 참조)에서 국소적으로 흡수 및 방출되어 발광 스펙트럼을 방출하는 직물 재료의 영역을 초래한다. 이 영역은 전체 의류 품목일 수 있거나 또는 의류 품목 내의 복수의 개별 영역일 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 개별 영역들은 개별 신체 부위에 대응하도록 의류 물품 내에 위치할 수 있다. 예를 들어, 의류 물품이 셔츠인 경우, 복수의 개별 영역은 어깨, 팔꿈치, 이두박근, 삼두근 등 중 임의의 하나 이상의 개별 신체 부분에 대응하도록 셔츠 내에 위치할 수 있다. 다른 예에서, 상기 의류 물품이 팬츠 또는 반바지 인 경우, 복수의 개별 영역은 무릎, 엉덩이, 엉덩이, 대퇴사 두근(quadriceps), 햄스트링(hamstring) 등 중 하나 이상의 개별 신체 영역에 대응하는 바지 또는 반바지 내에 위치할 수 있다. 상기 의류 물품이 헤드 기어인 또 다른 실시예에서, 복수의 개별 영역은 이마, 정수리, 템플(temple) 등 중 임의의 하나 이상의 개별 신체 부위에 대응하도록 헤드 기어 내에 위치할 수 있다.
의류, 신발류, 헤드 커버링 및 운동 장비와 같은 의류 물품과 관련하여 본 명세서에 설명되었으나, 본 명세서에 개시된 구조 및 방법 및 원리는 침구 및 수건, 차양과 같은 다른 직물-기반 물체에도 유사하게 적용될 수 있음을 이해해야 한다. 각각의 경우, 직물-기반 물체는 입사 스펙트럼을 흡수할 수 있고, 직물-기반 물체가 사람의 신체를 향할 때, 그 사람의 신체를 향한 방향으로 빛을 방출할 수 있다. 침구 및 타월의 경우, 이는 직물-기반 물체에 싸여 있거나, 걸쳐지거나, 은폐된 사람이 직물-기반 물체에서 방출되는 빛을 받을 수 있음을 의미할 수 있다; 차양 구조의 경우, 이는 그러한 구조의 아래 또는 그늘에 앉아 있는 사람이 직물-기반 물체에서 방출되는 빛을 받을 수 있음을 의미할 수 있다.
직물 재료는 지오텍 스타일, 나노기술 직물, 푸시/풀 패브릭 구조, 상 변화 재료(PCM) 직물, 온도/습도 구배 직물 등과 같이 습기 관리, 방수, 쾌적 냉각 및 쾌적 난방과 같은 응용 분야를 위하여 고안된 기존의 특수 성능 직물 기술과 결합하여 구현될 수 있다. 항균, 정전기 방지, 주름 방지, 난연성, 발수(water) 및 발유(oil repellency), 방수 등을 위한 기능성 마감들 및 코팅들은 또한 모두 직물 재료들과 호환되며 이러한 직물 재료 자체를 포함하는 의류 제품 뿐만 아니라 직물 재료의 성능에 영향을 주지 않고 추가 특성을 제공할 수 있다.
또한, 의류 제품의 2차 특성은 양자 효율이 높은 형광 성분들을 사용하면 치료용으로 발광된 광의 생산을 통해 흡수된 에너지의 대부분을 방출하는 원사들을 발생시키기 때문에 전통적으로 기대했던 것만큼 원사들/직물이 태양 아래에서 가열되지 않는 "음영" 효과이고 빛을 방출하며 열을 발생시키는 에너지로 유지되지 않고 열-생산 에너지로 유지되지 않는다. 추가적인 2차 효과는 잠재적으로 손상을 줄 수 있는 단파장의 에너지를 더 유용하고 덜 손상되는 및/또는 치료 방출 광 파장의 에너지로 변환함으로써 발생하는 인간 피부에 손상 효과를 갖는 단파장에 대한 추가 보호이다.
본 명세서에 포함된 실시예들은 후술하는 실시예들을 참조하여 설명된다. 이들 실시예들은 단지 예시의 목적으로 제공되며, 본 명세서에 포함된 개시 내용은 이러한 실시예로 제한되는 것으로 해석되어서는 아니되고,, 본 명세서에 제공된 가르침(teachings)의 결과로 명백한 임의의 및 모든 변형을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
실시예 1: 직물(fabric)은 IV(고유점도)=0.65dL/g 인 직물-등급의 폴리에스테르(PET)로 만든 원사를 사용하여 구성되었다. PET는 "매우 밝다", 예를 들면 0.00%의 이산화티타늄을 포함한다. 상기 원사는 PET 중합체 호스트 재료에 균일하게 분포된 0.015 중량%의 적색 안트라피리돈 형광 염료인 "용매 적색 염료 149"를 포함한다. 직물을 팽팽하게 펴고, 별도의 실험에서, 450 nm에서 피크(도 11a에서 705)를 갖는 청색광을 포함하는 제1 스펙트럼(도 11a에서 700)에 노출시키고 525nm에서 피크(도 11b의 715)를 갖는 녹색광을 포함하는 제2 스펙트럼(도 11b의 710)에 노출시켰다.
도 11a는 제1 스펙트럼(700)에 노출된 직물이 670nm에서 피크(도 11a에서 725) 및 약 85nm의 FWHM(full width at half maxium, 반치폭)을 갖는 적색광의 스펙트럼을 방출함을 보여준다. 도 11b는 제2 스펙트럼(710)에 노출된 직물이 670nm에서 피크(도 11b에서 725) 및 약 82.5nm의 FWHM을 갖는 적색광의 스펙트럼을 방출함을 보여준다. 두 경우 모두, 방출된 빛의 피크 670nm는 건강 및 성과 윈도우(health and performance window) 내에서의 치료 파장이다.
도 11a 및 도 11b로부터, 다음을 관찰할 수 있다. 첫째, 방출된 스펙트럼의 피크 파장은 입사 스펙트럼 700,710(입사 스펙트럼 700,710에서 450nm의 피크와 525nm의 피크가 모두 670nm에서 피크를 갖는 발광 스펙트럼을 생성하므로)과 무관하다. 둘째, 450nm에서 피크를 갖는 입사 청색광을 포함하는 제1 스펙트럼(700)이 525nm에서 피크를 갖는 입사 녹색광을 포함하는 제2 스펙트럼(710)의 크기(magnitude)의 대략 두 배였지만, 각각의 실험에서 발광 스펙트럼에 대해 670nm에서 방출 피크는 대략 동일한 크기를 가진다.
실시예 2: IV=0.65dL/g의 직물-등급 폴리에스테르 (PET)로 만든 원사를 사용하여 직물을 구성하였다. PET는 "매우 밝다", 예를 들면 0.00%의 이산화티타늄을 포함한다. 원사는 0.025 중량%의 페릴렌 형광 염료 및 0.06 중량%의 시아닌 형광 염료(근적외선 염료)를 포함하며, 둘 다 PET 중합체 호스트 재료에 균일하게 분포된다. 직물을 팽팽하게 펴고, 별도의 실험에서, 390 nm에서 피크(도 12a에서 755)를 갖는 청색광을 포함하는 제1 스펙트럼(도 12a에서 750)에 노출시키고, 525nm에서 피크(도 12b의 765)를 갖는 녹색광을 포함하는 제2 스펙트럼(도 12b의 760)에 노출시키고, 및 630nm에서 피크(도 12c의 775)를 갖는 적색광을 포함하는 제3 스펙트럼(도 12c의 770)에 노출시킨다.
도 12a는 제1 스펙트럼(750)에 노출된 직물이 756nm에서 피크(도 12a의 780) 및 약85 nm의 FWHM을 갖는 근적외선(NIR) 스펙트럼을 방출함을 보여준다. 도 12b는 제2 스펙트럼 (760)에 노출된 직물이 또한 756 nm에서 피크(도 12b에서 785) 및 약 86 nm의 FWHM을 갖는 근적외선 광의 스펙트럼을 방출함을 보여준다. 도 12c는 제3 스펙트럼(770)에 노출된 직물이 745nm에서 피크(도 12c에서 790) 및 약 103 nm의 FWHM을 갖는 근적외선 광의 스펙트럼을 방출함을 보여준다. 각각의 경우, 방출된 빛에 대한 750±6nm의 피크는 건강 및 성과 윈도우 내에서의 치료 파장이다.
실시예 3: IV=0.65dL/g의 직물-등급 폴리에스테르 (PET)로 만든 원사를 사용하여 직물을 구성하였다. PET는 "매우 밝다", 예를 들면 0.00%의 이산화티타늄을 포함한다. 원사에는 티오인디고이드 염료 계열에 속하는 "Vat Violet 3"라는 형광 염료 0.045 중량%와 시아닌 형광 염료(근적외선 염료) 0.045 중량%가 포함되며, 둘 다 균일하게 분포되어 있다. 직물을 팽팽하게 펴고, 별도의 실험에서, 400 nm에서 피크(도 13a에서 805)를 갖는 청색광을 포함하는 제1 스펙트럼(도 13a에서 800)에 노출시키고, 525nm에서 피크(도 13b의 815)를 갖는 녹색광을 포함하는 제2 스펙트럼(도 12b의 760)에 노출시킨다.
도 13a는 제1 스펙트럼(800)에 노출된 직물이 2개의 피크를 가지는 스펙트럼-약 75 nm의 FWHM를 가지는 600 nm에서의 제1 피크(도 13a의 820)과 약 113 nm의 FWHM을 가지는 730 나노미터에서의 제2 피크(도 13a의 825)-을 방출한다. 제1 피크(820)는 적색 방출 피크이고 제2 피크(825)는 근적외선 방출 피크이다.
도 13b는 제2 스펙트럼(810)에 노출된 직물이 2개의 피크를 가지는 스펙트럼-약 75 nm의 FWHM를 가지는 600 nm에서의 제1 피크(도 13b의 830)과 약 125 nm의 FWHM을 가지는 730 나노미터에서의 제2 피크(도 13b의 835)-을 방출한다. 제1 피크(830)는 적색 방출 피크이고 제2 피크(835)는 근적외선 방출 피크이다.
도 11a~b, 12ac 및 13a-b의 스펙트럼들은 나노미터 단위의 파장에 대한 임의의 세기(intensity) 단위로 그래픽으로 표시되며, 각 그래프에서, y축의 세기(임의의 단위)의 범위는 0~10000 이고 x축의 파장은 350nm에서 900nm 이다.
특정 실시예에 대한 참조가 이루어졌지만, 다른 실시예 및 변형이 그들의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 통상의 기술자 의해 고안될 수 있음이 명백하다. 첨부 된 청구범위는 이러한 모든 실시예 및 동등한 변형을 포함하는 것으로 해석되도록 의도된다.
Claims (50)
- UV 파장, 가시 파장 파장 및 근적외선 파장 중 하나 이상을 포함하는 입사 스펙트럼을 흡수하고, 가시광선 복사 및 근적외선 복사 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 갖는 광을 방출하는 의류 물품,
여기서 상기 의류 물품은 전기적으로 수동적이고,
여기서 상기 가시광선 복사 및 근적외선 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 갖는 광은, 상기 의류 물품으로부터 상기 의류 물품을 착용한 사람의 신체를 향하는 방향으로 방출되는 저-레벨 광 치료 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 의류 물품은 원사들의 조직 내에 포함된 직물 재료를 포함하고, 상기 원사들은 텍스쳐된 원사 및 스테이플 원사 중 하나 이상을 포함하고,
상기 원사들의 조직 내의 각 원사는 직물 등급, 중합체 호스트 재료 및 0.01 중량% 내지 1.0 중량%의 하나 이상의 형광 성분들을 포함하고,
상기 형광 성분은 90% 이상의 양자 효율을 갖는 가시광선 복사를 포함하는 발광 스펙트럼을 가지고,
상기 형광 성분은 50% 이상의 양자 효율을 가지는 근적외선 범위 내의 발광 스펙트럼을 가지는 광 치료 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 의류 물품은 복수의 원사들을 포함하고, 상기 원사들은 텍스쳐된 원사 및 스테이플 원사 중 하나 이상을 포함하고,
각각의 원사는 직물 등급, 중합체 호스트 재료 및 0.01 중량% 내지 1.0 중량%의 하나 이상의 형광 성분들을 포함하고,
상기 형광 성분은 90% 이상의 양자 효율을 갖는 가시광선 복사를 포함하는 발광 스펙트럼을 가지고,
상기 형광 성분은 50% 이상의 양자 효율을 가지는 근적외선 범위 내의 발광 스펙트럼을 가지는 광 치료 시스템. - 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
상기 형광 성분은 염료 및 양자점 중 하나 이상을 포함하는 광 치료 시스템. - 제4 항에 있어서,
상기 염료는 페릴렌 염료, 시아닌 염료, 로다민 염료, 쿠마린 염료, 및 안트라피리돈 염료, 티오잔텐 염료 및 티오인디고이드 염료의 클래스에 속하는 염료 중 하나 이상을 포함하는 광 치료 시스템. - 제4 항에 있어서,
상기 염료는 하나 이상의 종의 형광 염료들을 포함하는 광 치료 시스템. - 제2 항, 제3 항 또는 제5 항에 있어서,
상기 직물 등급, 중합체 호스트 재료는 단일중합체 또는 공중합체 또는 긴-사슬 중합체이고 폴리에스테르, 폴리아미드, 올레핀, 아크릴, PMMA, PLA 및 폴리카보네이트로 구성되는 군으로부터 선택되며, 상기 텍스타일 등급, 중합체 호스트 재료는 0.5 내지 1.0 dL/g 범위의 고유 점도(IV)를 가지는 광 치료 시스템. - 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 원사들의 조직 내의 각각의 원사는 2.0 중량% 미만의 티타늄 이산화물을 더 포함하는 광 치료 시스템. - 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
상기 의류 물품으로부터 방출된 가시광선 복사 및 근적외선 복사 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 갖는 광은 복수의 위치들로부터 하나 이상의 원사의 길이를 따라 방출되는 광 치료 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 발광 스펙트럼은 600 나노미터 내지 1200 나노미터 범위에서 적어도 하나의 피크를 포함하는 광 치료 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 발광 스펙트럼은 100 나노미터 내지 150 나노미터의 FWHM를 가지는 700 나노미터 내지 800 나노미터 사이의 제1 피크와 100 나노미터 내지 150 나노미터의 FWHM를 가지는 800 나노미터 내지 900 나노미터 사이의 제2 피크 중 하나 이상을 포함하는 광 치료 시스템. - 제11 항에 있어서,
가시광선 복사와 근적외선 복사 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 가지는 광은 의류 물품의 일부로부터 방출되는 광 치료 시스템. - 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 의류 물품은 신발류, 셔츠, 바지, 반바지, 손 커버, 양말, 팔 슬리브, 종아지 슬리브, 팔 밴드, 손목 밴드, 머리 띠 및 머리 덮개로 구성되는 rnsdmfhqnxjj 선택되는 광 치료 시스템. - 제13 항에 있어서,
상기 헤드 커버링은 모자 또는 헬멧인 광 치료 시스템. - 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 의류 물품은 운동용 장비인 광 치료 시스템. - 제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 입사 스펙트럼을 방출하는 소스를 더 포함하는 광 치료 시스템. - 연조직의 치료에 필요한 방법으로서, 제1 항 내지 제16 중 어느 한 항의 광 치료 시스템의 발광 스펙트럼에 상기 조직을 노출시키는 단계를 포함하는 방법.
- 제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 따른 광 치료 시스템의 발광 스펙트럼에 연조직을 노출시키는 단계를 포함하는 광 치료 방법.
- UV 파장, 가시 파장 파장 및 근적외선 파장 중 하나 이상을 포함하는 입사 스펙트럼을 흡수하고, 가시광선 복사 및 근적외선 복사 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 갖는 광을 방출하는 직물 재료;
여기서 상기 직물 재료는 전기적으로 수동적이고,
여기서 상기 가시광선 복사 및 근적외선 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 갖는 광은, 상기 직물 재료로부터 사람의 신체를 향하는 방향으로 방출되는 광 치료 보조-시스템. - 제19 항에 있어서,
상기 직물 재료는 원사들의 조직을 포함하고, 상기 원사들은 텍스쳐된 원사 및 스테이플 원사 중 하나 이상을 포함하고,
상기 원사들의 조직 내의 각 원사는 직물 등급, 중합체 호스트 재료 및 0.01 중량% 내지 1.0 중량%의 하나 이상의 형광 성분들을 포함하고,
상기 형광 성분은 90% 이상의 양자 효율을 갖는 가시광선 복사를 포함하는 발광 스펙트럼을 가지고,
상기 형광 성분은 50% 이상의 양자 효율을 가지는 근적외선 범위 내의 발광 스펙트럼을 가지는 광 치료 보조-시스템. - 제20 항에 있어서,
상기 형광 성분은 염료 및 양자점 중 하나 이상을 포함하는 광 치료 보조-시스템. - 제21 항에 있어서,
상기 염료는 페릴렌 염료, 시아닌 염료, 로다민 염료, 쿠마린 염료, 및 안트라피리돈 염료, 티오잔텐 염료 및 티오인디고이드 염료의 클래스에 속하는 염료 중 하나 이상을 포함하는 광 치료 보조-시스템. - 제21 항에 있어서,
상기 염료는 하나 이상의 종의 형광 염료들을 포함하는 광 치료 보조-시스템. - 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 직물 등급, 중합체 호스트 재료는 단일중합체 또는 공중합체 또는 긴-사슬 중합체이고 폴리에스테르, 폴리아미드, 올레핀, 아크릴, PMMA, PLA 및 폴리카보네이트로 구성되는 군으로부터 선택되며, 상기 텍스타일 등급, 중합체 호스트 재료는 0.5 내지 1.0 dL/g 범위의 고유 점도(IV)를 가지는 광 치료 보조-시스템. - 제20 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 원사들의 조직 내의 각각의 원사는 2.0 중량% 미만의 티타늄 이산화물을 더 포함하는 광 치료 보조-시스템. - 제20 항 또는 제25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 의류 물품으로부터 방출된 가시광선 복사 및 근적외선 복사 중 하나 이상을 포함하는 발광 스펙트럼을 갖는 광은 복수의 위치들로부터 하나 이상의 원사의 길이를 따라 방출되는 광 치료 보조-시스템. - 제20 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 스펙트럼은 600 나노미터 내지 1200 나노미터 범위에서 적어도 하나의 피크를 포함하는 광 치료 보조-시스템. - 제20 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 스펙트럼은 100 나노미터 내지 150 나노미터의 FWHM를 가지는 700 나노미터 내지 800 나노미터 사이의 제1 피크와 100 나노미터 내지 150 나노미터의 FWHM를 가지는 800 나노미터 내지 900 나노미터 사이의 제2 피크 중 하나 이상을 포함하는 광 치료 보조-시스템. - 제19 항 내지 제28 항 중 어느 한 항의 광 치료 보조-시스템을 포함하고, 상기 광 치료 보조-시스템은 의류 물품에 통합되는 광 치료 시스템.
- 제29 항에 있어서,
상기 의류 물품은 신발류, 셔츠, 바지, 반바지, 손 커버, 양말, 팔 슬리브, 종아지 슬리브, 팔 밴드, 손목 밴드, 머리 띠 및 머리 덮개로 구성되는 rnsdmfhqnxjj 선택되는 광 치료 시스템. - 제30 항에 있어서,
상기 헤드 커버링은 모자, 스카프 또는 헬멧인 광 치료 시스템. - 제29 항에 있어서,
상기 의류 물품은 운동용 장비인 광 치료 시스템. - 제19 항 내지 제28 항 중 어느 한 항의 광 치료 보조-시스템을 포함하고, 상기 광 치료 보조-시스템은 침구 또는 타월에 통합되는 광 치료 시스템.
- 연조직의 치료에 필요한 방법으로서, 제19 항 내지 제28 중 어느 한 항의 광 치료 보조-시스템의 발광 스펙트럼에 상기 조직을 노출시키는 단계를 포함하는 방법.
- 제19 항 내지 제28 항 중 어느 한 항에 따른 광 치료 시스템의 발광 스펙트럼에 연조직을 노출시키는 단계를 포함하는 광 치료 방법.
- 연조직의 치료에 필요한 방법으로서, 제29 항 내지 제33 항 중 어느 한 항에 따른 광 치료 시스템의 발광 스펙트럼에 상기 조직을 노출시키는 단계를 포함하는 방법.
- 제29 항 내지 제33 항 중 어느 한 항에 따른 광 치료 시스템의 발광 스펙트럼에 연조직을 노출시키는 단계를 포함하는 광 치료 방법.
- 제1 직물 등급, 중합체 호스트 재료 및 제1 형광 성분과 제2 형광 성분 중 적어도 하나를 압출 기술을 사용하여 혼합하여 마스터 배치를 형성하는 단계, 여기서 상기 마스터 배치 내의 형광 성분의 농도는 2% 내지 20%이고;
마스터 배치를 제2 직물 등급, 중합체 호스트 물질의 부피와 혼합하여 공급 원료 내의 형광 성분의 총량이 0.1 중량% 내지 1.0 중량%인 공급 원료를 생성하는 단계;
공급 원료들을 평사(flat yarn)로 가공하는 단계; 및
상기 평사를 텍스쳐링 가공하여 텍스쳐된 원사를 형성하거나 또는 절단하여 스테이플 원사를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제1 형광 성분은 90% 이상의 양자 효율을 갖는 가시광선 복사를 포함하는 발광 스펙트럼을 가지고 상기 제2 형광 성분은 50% 이상의 양자 효율을 가지는 근적외선 범위 내의 발광 스펙트럼을 가지고, 및
가시광선에 노출되면, 상기 텍스쳐된 원사 또는 스테이플 원사는 600 나노미터 내지 1200 나노미터 범위에서 적어도 하나의 피크를 가지는 발광 스펙트럼을 가지는 복사선을 방출하는 제조 방법. - 제38 항에 있어서,
상기 텍스쳐된 원사 또는 스테이플 원사를 직물(fabric)로 가공하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제38 항 또는 제39 항에 있어서,
상기 텍스처된 원사 또는 스테이플 원사를 의류 물품에 통합시키는 단계를 더 포함하는 방법. - 제38 항 내지 제40 항에 있어서,
상기 공급 원료를 평사로 가공하는 단계는 용융 방사(melt spinning)를 포함하는 방법. - 제38 항 내지 제41 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 직물 등급, 중합체 호스트 재료 및 상기 제2 직물 등급, 중합체 호스트 재료가 동일한 방법. - 제38 항 내지 제41 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 직물 등급, 중합체 호스트 재료 및 상기 제2 직물 등급, 중합체 호스트 재료는 동일한 유형의 중합체인 방법. - 제38 항 내지 제43 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 직물 등급, 중합체 호스트 재료는 단일중합체 또는 공중합체 또는 긴-사슬 중합체이고 폴리에스테르, 폴리아미드, 올레핀, 아크릴, PMMA, PLA 및 폴리카보네이트로 구성되는 군으로부터 선택되며, 상기 텍스타일 등급, 중합체 호스트 재료는 0.5 내지 1.0 dL/g 범위의 고유 점도(IV)를 가지는 방법. - 제38 항 내지 제44 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 직물 등급, 중합체 호스트 재료는 단일중합체 또는 공중합체 또는 긴-사슬 중합체이고 폴리에스테르, 폴리아미드, 올레핀, 아크릴, PMMA, PLA 및 폴리카보네이트로 구성되는 군으로부터 선택되며, 상기 텍스타일 등급, 중합체 호스트 재료는 0.5 내지 1.0 dL/g 범위의 고유 점도(IV)를 가지는 방법. - 제38 항 내지 제45 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 직물 등급, 중합체 호스트 재료의 고유 점도가 상기 제2 직물 등급, 중합체 호스트 재료의 고유 점도보다 큰 방법. - 제38 항 내지 제45 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 형광 성분 및 상기 제2 형광 성분 중 하나 또는 모두는 염료 및 양자점 중 하나 이상을 포함하는 방법. - 제47 항에 있어서,
상기 염료는 페릴렌 염료, 시아닌 염료, 로다민 염료, 쿠마린 염료, 및 안트라피리돈 염료, 티오잔텐 염료 및 티오인디고이드 염료의 클래스에 속하는 염료 중 하나 이상을 포함하는 광 치료 시스템. - 제47 항에 있어서,
상기 염료는 하나 이상의 종의 형광 염료들을 포함하는 방법. - 제1 항 내지 제49 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공급 원료는 2.0 중량% 미만의 이산화 티타늄을 포함하는 방법.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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