专利名称：还原皮肤组织的方法和仪器的制作方法
技术领域：
本发明涉及还原已被氧化皮肤组织的方法和仪器，更具体地说，涉及电还原被氧化皮肤组织的仪器和方法。还原是通过添加电子来实现的。
造成皮肤衰老(deterioration)的原因之一是皮肤组织的氧化，当皮肤组织被氧化时，它的代谢功能受到损害，皮肤组织的活性被抑制。因此，为防止皮肤的衰老，应将氧化的皮肤组织还原，以往常用的一种还原被氧化皮肤组织的方法是服用生育酚(维生素E)或抗坏血酸(维生素C)以产生体内的还原作用。具体可参见下面化学反应式Ⅰ。
化学反应式Ⅰ
在上述的方法中，还原剂如维生素C等必须被摄入，由于这些还原剂不能在体内合成，它们必须通过食物或人工合成产品方式的药物被摄入。然而，以食物或合成产品形式摄入的维生素C需经很长时间才能达到氧化的皮肤组织。另外，由于摄入的维生素C分布在全身，它不仅对氧化的皮肤组织进行还原，而且，这种还原作用在全身都会发生，从而引起预想不到的低效果。
考虑到上述已知先有技术中的问题，本发明目的在于提供一种能在短时间内稳定地还原氧化的皮肤组织的方法和仪器。
一方面，为达到上述目的，本发明提供了一种还原氧化的皮肤组织的方法，即采用负高压脉冲，对氧化的皮肤组织进行电子加成反应，以达到还原的目的。
另一方面，本发明提供了一种还原氧化的皮肤组织的仪器，它包括一个产生负高压脉冲的高压发生器，和一个接触元件，它和高压发生器相连，当它和皮肤表面接近或接触时，可将高压发生器产生的负高压脉冲作有于皮肤，从而产生电子加成反应以还原氧化的皮肤组织。
从以下具体的描述和附图中，可以对该发明的性质，原理和应用将有进一步的了解。
在附图中
图1是显示了根据本发明所设计的一例皮肤组织还原仪的透视图。
图2是本发明仪器中高压发生回路的结构示意图。
图3是关于A溶液和B液液的电子自旋共振(ESR)谱图，其中，A以纯氮饱和的高锰酸钾溶液B用本仪器处理A溶液45分钟后的溶液。
图4是A、B溶液在420mm处光密度随时间的变化曲线，其中A是大气压下的邻苯三酚溶液(对照组)，B是A溶液用本仪器处理后的溶液。
图5是图4中的溶液A(对照组)和溶液B(处理组)在420mm处光密度差值随时间的变化曲线。
图6A到6D是辅酶Q在乙醇-水(3∶1)溶液中被本发明仪器中处理前后的高效液相色谱(HPLC)谱图。
图7显示了经仪器处理后辅酶Q(a)和还原型辅酶Q(b)的比例，和图8A及8B是用本发明仪器处理前后辅酶Q在乙醇溶液中的高效液相色谱(HPLC)谱图。
一般来说，当一个原子，分子或离子获得电子时，称作“被还原”。也就是说，还原是一种加电子反应，比如，三价铁离子Fe3+获得一个电子e-，被还原为二价铁离子Fe2+，如化学反应式2所示，七价锰离子Mn7+获得五个电子(5e-)被还原为二价锰离子Mn2+，如化学反应式3所示。
化学反应式2
化学反应式3因此，电还原氧化的皮肤组织是可行的。
事实上，众所周知离子在还原态的热能比它的前体势能高，在这两个状态的转换中存在着大的能垒。因此，体内的还原需有能量传递体系和酶的参与。相应地，在电学上要求有相对高压(或大的场强)来还原氧化的皮肤组织。为使还原有效地进行，要用交流电(AC)或脉冲电压以使之易于穿透皮肤。
从上述的介绍可以得出结论，要有效地对氧化的皮肤组织进行电还原，就需对皮肤采用负高压脉冲。
图1是一例根据本发明设计的皮肤组织还原仪的透视图，其中接触元件2起着将高压发生回路产生的负高压脉冲加到皮肤表面的作用。当该仪器接近或接触皮肤表面时，就会和皮肤形成充分的偶合。与主体1相连的接触元件2直接与高压发生回路结合。皮肤组织还原仪主体1是一个便携的柱体，电源线3连于主体的一侧末端，接触元件2连在另一侧末端。电源线2的末端与一个直流电源(DC)相通以提供仪器的电力。接触元件2在其顶端有一个伞状的可与皮肤接触的部分2A。而且，接触元件2和主体1之间是可连接和可分开的，除上述作用外，接触元件2的另一个作用是，提供适宜的分散阻抗以防止皮肤被强电流灼伤。具有上述功能，应用于本仪器的接触元件2是可具有以下形式(1)减压下被封入空气或气体的玻璃管，其一端涂覆电极。
(2)减压下被封入空气或气体的玻璃管，其中电极也被封入。
(3)减压下被封入空气或气体的玻璃管，在其内壁形成金属沉降电极。
(4)用玻璃，树脂等绝缘物质涂覆的金属板，箔或网。
图2是装于本发明皮肤组织还原仪的主体1内，产生负高压脉冲的高压发生回路的结构示意图。从直流电源通过电源线3输入的直流电压(比如，+12V)通过装入升压振荡器(未标出)中的升压电路11升压。这样正电荷就在贮存电容12中累积，直至达到一个预定的值(比如，在A点达到+100V)。充电完毕后，从触发回路13中产生一个触发脉冲，并将之转输到晶体闸流管14的一端，这导致在晶闸管14中，正负端之间进行快速的电荷传递，使贮存电容12中累积的正电荷通过晶闸管件释放到高压变压器15的初级。这时，就在高压变压器15的次级产生负高压脉冲(比如，在B点产生15KVp-o)。
贮存电容12放电完毕后，由于高压变压器15中的磁场引起的反向电动势，在晶闸管14中持续有电流通过，使贮存电容12反向充电(A端为负)，直到电流超过晶闸管14的最低持续电流。反向充电完毕后，通过彼此串联并与晶闸管14并联的二极管16和衰减电阻17，累积的负电荷流向高压变压器15的初级。然而，因为累积的负电荷的能量被衰减电阻17迅速衰减，因此在高压变压器15次级产生的正向脉冲就被控制在低水平。这样，产生的高压主要是负的高压脉冲，并通过接触元件2导引到人的皮肤10上。
在这里，除了可使用图2所示的升压变压器方法外，还可以用以下(1)到(3)的方法来产生负高压脉冲。
(1)瞬间反馈方法电流通过装有变压器的电感，然后迅速切断。
(2)整流法通过变压器等产生交流的脉冲高压，然后经高压整流器整流。
(3)感应线圈法可采用共振或非共振型的电磁感应线圈。
以下所述的是表示本发明皮肤组织还原仪还原效果的实验例。这里我们所用的接触元件2是一头固定的管状电极的Pyrex薄壁玻璃管，在其中封入3mmHg压力的氮气。
第一个实验是检验用皮肤组织还原仪将Mn(Ⅶ)通过加电子还原为Mn(Ⅱ)的效果。0.1mM的高锰酸钾溶液用还原仪处理45分钟。图3是还原仪处理前(A)、后(B)的电子自旋共振(ESR)谱线。由于Mn(Ⅶ)是反磁性的，因此它没有ESR谱线。经过还原仪处理后，此溶液中出现Mn(Ⅱ)特征A(ESR)谱图，如图3中特征B所示。这个结果清楚地表明，用皮肤组织还原仪可将Mn(Ⅶ)加电子还原为Mn(Ⅱ)，如化学反应式4所示。
化学反应式4我们采用以纯氮饱和的0.1mM高锰酸钾水溶液为模型。将皮肤组织还原仪的接触元件2浸入其中工作45分钟，图3显示了处理前后用ESR进行分析所得的特征谱图。从图3中呆以清楚地看到，在用接触元件2处理前，水溶液中含有锰离子Mn(Ⅶ)(特征谱线A)，而处理后，变成含离子Mn(Ⅱ)(特征谱线B)，这表明，皮肤组织还原仪可通过加电子，将Mn(Ⅶ)还原为Mn(Ⅱ)。
第二个实验是以超氧化物酶歧化酶(SOD)的还原效果为基础进行的，SOD可以消除机体内的过氧化物(具体可参见StefanMarklund和GudrunMarklund所著的论文，“在邻苯三酚自氧化中超氧阴离子自由基的参与和对超氧化物歧化酶的适当分析”Eur.J.Biochem.Vol47，1974，pp.469-474)。所用的邻苯三酚溶液经自氧化而带有颜色，其颜色随氧化程度的增加而加深。因此，在预定波长，用分光光度计测定邻苯三酚溶液的光密度(O、D)时，就可以知道颜色的深度，即氧化的程度。该反应可用维生素C来抑制。图4显示了A、B溶液在420nm处其光密度随时间的变化，其中，A在空气中自氧化的邻苯三酚溶液(对照组)，B用本发明仪器处理后的邻苯三酚溶液(处理组)。从图4中清楚地看到，本发明仪器可抑制邻苯三酚溶液的氧化，或将氧化的邻苯三酚溶液还原。图5显示了A(对照组)和B(处理组)在420mm处光密度的差值随时间的变化曲线。从图5可见，当实验是在稳定电压和固定频率条件下进行时，两组溶液的光密度差值随着时间的延长几乎成线性的增加，这证明了本发明仪器的还原作用。
第三个实验是用本发明仪器将辅酶Q还原为还原型辅酶Q，这两种物质在有机体内参与电子的传递。众所周知，还原型辅酶Q一直作为强抗氧剂存在于有机体内。然而，由于自氧化使它变成辅酶Q，这就降低了其抗氧化的能力，因此，有必要将辅酶Q还原为还原型辅酶Q。
图6A到6D是将接触元件2浸入辅酶Q的乙醇∶水(3∶1)溶液中，经它处理后的一组高效液相色谱(HPLC)谱图。图6A是初始时的谱图，分析结果表明溶液中含有100%的辅酶Q(a)。图6B是处理1小时后的谱图，表明溶液中含有49%的辅酶Q(a)加18%的还原型辅酶Q(b)。图6C是处理2小时后的谱图，表明溶液中含有23%的辅酶Q(a)加19%的还原型辅酶Q(b)。图6D是处理3小时后的谱图。表明溶液中含有2%的还原型辅酶Q(a)和16%的还原型辅酶Q(b)。这些结果清楚地显示用本发明仪器可将辅酶Q有效地还原为还原型辅酶Q。如化学反应式5所示。
图7显示了图6A到6D中随时间(小时)变化的辅酶Q(a)和还原型辅酶Q(b)数量上和组成的百分含量上的变化。由于在处理的前2个小时中，还原型辅酶Q随时间的增加而增加，这就证明了辅酶Q可以被本发明仪器还原。辅酶Q和维生素K是同一类物质，并且辅酶Q在人等生物体内可转化成半还原型辅酶Q(Ubiquinole)。半还原型辅酶Q是一种有很强的还原性和抗氧化性的活性物质，在人体内有活性作用。这就是说，有可能将维生素K转化成活性物质，这种活性物质在还原型辅酶Q的作用下变成半还原型辅酶Q，然后，本发明皮肤组织还原仪又可将辅酶Q转化成活性物质。因此，本发明皮肤组织还原仪也可以活化维生素K。
图8A到图8B显示了用本发明仪器的接触元件2浸入辅酶Q的乙醇∶乙醚(3∶1)溶液中进行处理后的高效液相色谱图。图8A是初始时的谱图，分析结果显示溶液中含有100%的辅酶Q(a)。图8B是处理2小时后的谱图，分析结果显示溶液中同样含有100%的辅酶Q(a)。这说明在非水体系中还原辅酶Q不能得到还原型辅酶Q。
如上所述，由于用本发明皮肤组织还原仪只能在水溶液中将辅酶Q还原为还原型辅酶Q，而在非水体系中不能生成。因此，用本仪器还原有机物时需有水的存在。也就是说，我们认为这是由于羰基还原时需要水提供的质子。
综上所述，使用上述方法和仪器可以在短时间内通过将电子加到氧化的皮肤组织使其还原，并能阻止皮肤的老化。另外，通过对含有预定量维生素C的邻苯三酚溶液还原能力的测定，可得到仪器的工作时间与维生C含量的相关值，通过本发明，可获得等于或大于摄入预定量维生素C的效果。
对那些精通本技术领域的人来说，有关本发明的改进加变化是明显的。因此，本发明人希望在这里所附的权利要求范围内包括这些明显的改变。
权利要求
1.通过采用负高压脉冲对氧化的皮肤组织进行电子加成反应，将其还原的一种方法。
2.一种还原氧化的皮肤组织的方法，其包括使一个与产生负高压脉冲的高压发生器相连的接触元件接近或接触被氧化皮肤表面，通过高压发生器产生的负高压脉冲，并通过接触元件将其作用于皮肤组织，通过加电子反应还原被氧化的皮肤组织。
3.一种还原皮肤组织的仪器，该仪器包括，产生负高压脉冲的高压发生器，一个与高压发生器相连的接触元件，当它接近或接触皮肤表面时，使由高压发生仪产生负高压脉冲应用到皮肤，因此，被氧化的皮肤组织通过电子加成反应被还原。
4.按照权利要求3一种还原皮肤组织的仪器，其中高压发生器包括一个升压变压器以产生负高压脉冲。
5.一种根据权利要求3所述的仪器，其中高压发生器将电流输入包括一个变压器的电感中，并迅速切断电流，以产生负高压脉冲。
6.一种如权利要求3所述的仪器，其中高压发生器通过一个高压整流器对由变压器产生的交流高压脉冲进行整流，以得到负高压脉冲。
7.一种如权利要求3所述的仪器，其中高压发生器包括一个共振型或非共振型的电磁感应线图，以产生负高压脉冲。
8.一种如权利要求3所述的仪器，其中接触元件包括一个玻璃管，其一端涂覆有电极，减压下封入空气或气体。
9.一种如权利要求3所述的仪器，其中接触元件包括一个玻璃管，减压的空气或气体及电极都被封入玻璃管中。
10.一种如权利要求3所述的仪器，其中接触元件包括一个封入减压空气或气体的玻璃管，其内壁上形成金属沉降电极。
11.一种如权利要求3所述的仪器，其中接触元件包括一被玻璃、树脂等绝缘物质涂布的金属板、箔或网。
全文摘要
本方法是采用负高压脉冲对氧化的皮肤组织进行电子加成反应，以还原氧化的皮肤组织的方法，由主体中的高压发生回路产生负高压脉冲。这种脉冲经与主体相连的接触元件等引到皮肤，对氧化的皮肤组织进行电子加成反应，以进行还原。本皮肤组织还原仪包括一个产生负高压脉冲的高压发生器，一个与高压发生器相连的接触元件。当接触元件接近或接触皮肤表面时，可将负高压脉冲加到皮肤上，使氧化的皮肤组织通过电子加成反应被还原。
文档编号A61N1/32GK1094975SQ9410107
公开日1994年11月16日 申请日期1994年1月10日 优先权日1993年1月26日
发明者伊藤义博, 三宅一司 申请人:株式会社综合美容医科学研究所