专利名称：近红外杀菌激光系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及离位和在位灭菌，更特定地，涉及在医疗、牙科和兽医外科手术部位以及生物或相关系统中的其它部位用激光能量进行活体灭菌。
背景技术：
传统上低红外谱(600nm至1000nm)固态二极管激光器已在医疗、牙医和兽医科学中获得了多种应用，因为生物系统中的黑色素和血色素对它们具有优先吸收曲线。即使可以，它们也很少用于生物系统外部消毒。
由于低红外二极管光能在水中差的吸收，低红外线比更高的红外波长在生物组织中具有大得多的穿透性。
特定地，二极管激光器能量能够在生物组织中穿入大约4cm。反过来，具有更高水吸收曲线的Er:YAG和CO2激光分别只能在生物组织中穿入大约15μm和75μm(10000μm＝1cm)。
因此，利用近红外二极管激光器，热量在生物组织中沉积得更深，在对抗细菌感染方面更有疗效，更有用。然而，为了防止不必要的对所照射生物部位的热损伤，必须将二极管激光器的辐射亮度(joules/cm2)和/或照射时间控制在最低。
对于用近红外二极管激光器在生物系统中实现杀死细菌细胞，现有技术的特征在于非常狭窄的治疗窗口。正常人体温为37℃，相应于大多数细菌感染中快速的细菌成长。当用近红外二极管激光器向生物系统施加辐射能量时，照射区域的温度立即开始上升，每10℃的温升都会带来有害的生物相互作用。在45℃时组织过热，在50℃时酶的活性和细胞的固定性下降，在60℃时蛋白质变性且胶原蛋白开始凝固，在80℃时细胞膜渗水，在100℃时水和生物物质蒸发。如果在80℃以上的温度下持续相当的时间(在某个局部区域停留五至十秒)，就会造成对生物系统的不可逆伤害。
在现有技术中为了通过光热作用杀死细菌(热量导致的死亡)，在含有细菌的部位必然发生一定时间的显著温升。利用传统的近红外二极管光能，需要用热量杀死细菌，而不会对所治疗的生物位置引起不可逆的热致损伤。
发明内容
本发明的近红外杀菌激光(NIMEL)系统、处理和产品利用双波长、近红外、固态二极管激光器组合，它优选地但非必须地位于单个具有统一控制的机箱内。它们包含在两个狭窄的邻近870nm和930nm的范围内的辐射发射。它们在辐射是大致870nm和930nm时特别有效。已经发现这些双波长能够以非离化光能和最小的热量沉积交互地选择破坏E.大肠杆菌。本发明的激光器组合同时地或交替地，且连续地或间歇地发射这些波长，它优选地具有至少一个由掺钛蓝宝石构成的超短脉冲激光谐振腔。
本发明的系统、处理和产品能够广泛应用于医疗和牙科外科手术、水的净化、农业以及紧急和军事情况中。
为了更完整地理解本发明的特性和目的，要参考附图，其中图1a用图表部分示出包括有本发明的牙科装置的设计；图1b为图1a的装置的激光谐振腔和控制系统的框图；图2a示出用于图1a的装置的激光能量传递头的细节；图2b示出用于图1a的装置的替代激光能量传递头的细节；图3a示出图1的激光系统的波分复用的细节；图3b示出图1的激光系统进一步的波分复用的细节；图4a为实施本发明的外科手术处理的框图；
图4b为另一实施本发明的外科手术处理的框图；图5绘出依照本发明的导致细菌细胞死亡的的选定发色团吸收；图6绘出本发明在牙周囊袋上的应用；图7a为实施本发明的激光强化牙周除垢装置(LAPSI)的示例图；图7b为一局部示例图，示出图7a的的装置的传递头的细节；图7c为一局部示例图，示出图7a的装置的刀片的某一实施方案的细节。
图7d为一局部示例图，示出图7a的装置的刀片的另一实施方案的细节。
图8示出本发明在牙根管治疗处理中的应用。
图9示出本发明在手指、脚趾或顽固性糖尿病溃疡的坏疽情形的应用；图10示出本发明在耳部感染的应用；图11示出本发明在绷带上用于消灭人体上的细菌的应用；以及图12示出本发明在短杖上用于消灭人体上的细菌的应用。
具体实施例方式
本发明基于上面所介绍的并部分来自于经验事实的理解的组合，包括下列这些大多数传染性细菌在被加热时持续生长直到它们的温度达到大约50℃，在这一点上它们的生长曲线减慢。
在大约60℃，细菌生长停止，除了最顽固的喜温生物之外。
从大约60℃到大约80℃的范围通常被认为是细菌死亡所必须的与时间相关的曝光。
这样，在现有技术中，只存在非常狭窄的治疗机会窗口(60℃至80℃)用来自传统近红外二极管激光器的热量来消灭细菌而不会对所处理的生物部位造成不可逆热致损伤(高于5秒)。
本发明的双波长、固态、近红外二极管激光系统专门设计用于细菌毁灭且在照射部位的热沉积最小。已经发现，作为细胞内细菌发色团中的激光能量选择性吸收所产生的有毒单线态氧反应的相互作用的结果，本发明的波长组合能够消灭像E.大肠杆菌这样的细菌细胞。近红外光谱中大约870nm和930nm的波长正好对这些发色团有效。
没有了通常与现有技术中利用连续波或脉冲近红外二极管激光器相关的显著的热沉积，可以选择性消灭细菌同时将受照射组织和周围区域的不必要发热减至最小。本发明的系统、处理和产品基于对利用所谓光细胞捕获和光镊子的技术进行的研究所得到的事实的研究。
光镊子是基于近红外线的光陷阱(为细胞生物学而建)，它简单地利用非常低功率的红外激光束来夹住并在显微镜下研究各种原核及真核生物的细胞，同时保持它们的活性和功能。当这一过程用近红外激光能量来实现时，通常会发生强烈的热沉积。为了实现“夹住”单个细胞而不会因为热分解作用将其杀死的目标，激光能量必须降低到100毫瓦之下。从而，细菌将能保持存活五分钟或更长的时间。
在一项使用可调谐Ti:蓝宝石激光器的一流研究中，Neuman(Biophysical Journal，Vol.77，November 1999)发现，即使利用这一非常低的激光输出来排除导致细菌死亡的直接加热(热分解作用)，在近红外谱中还是存在两个并且只存在两个独特的波长，因为它们对E大肠杆菌的致命作用，它们还是不能成功地用于光陷阱。这些波长时870nm和930nm。Neuman发现这两个波长——870nm和930nm(与近红外谱中所有其它波长不同)——对于所研究的细菌来说是不透明的。
他假定这两个波长可能与通过一个或多个特定细胞内细菌发色团或色素的吸收作为媒介的线性单光子过程相互作用。他进一步推断，这一对细菌会造成光损伤(而不是热损伤)的单光子过程暗示了短效应单线态氧物质或活性氧物质作为细胞损伤路径中的疑犯的关键角色。
因此，本发明的系统、处理和产品的特征在于下列一般考虑。
本发明给出双波长二极管激光器组合，用于在人类医疗和牙科、兽医、水净化、农业和军事领域中以最小化的热沉积进行杀菌。
如果用在任何医疗、生物、军事或工业系统中，这一二极管谐振腔的组合能够单独使用或一起使用以实现被照射部位的最大化的细菌死亡速率。
在各种实施方案中，来自两个二极管激光谐振腔的能量优选地被——单独或一起——沿共有光路来传导以实现被照射部位的最大化的细菌死亡速率。
在特定替代实施方案中，来自两个二极管激光谐振腔的能量通过多个光通道分开、同时或交替出射。
根据本发明，关键是选作分别接近870nm和930nm的激光波长主要落在(1)865nm到875nm以及(2)925nm到935nm的波长范围内。
与现有技术中光镊子处理所建议的避免870nm和930nm波长不同，本发明的激光系统和处理将它们进行了选择性组合。由于在所照射部位上更少的热沉积，激光器使用者可以获得大得多的治疗机会窗口。基本上，本发明的组合波长使用了比现有技术处理所使用的更小的能量来实现杀菌，即，用于本发明中的光能小于用于现有技术中的热能。
本发明的双波长组合的医疗、牙科和兽医应用包括，但不局限于，凝固、组织蒸发、组织切除、选定光力学治疗，以及选定杀菌。
图1a至3b双波长系统图1a-3b示出用于在感染细菌的牙齿部位杀灭细菌的激光系统，包含机箱20和激光系统22。机箱中有激光谐振腔子系统26、28用于引起865nm至875nm的第一波长范围内的选择性辐射发射30以及925nm至935nm的第二波长范围内的选择性辐射发射32。还应当理解，根据本发明，在替代实施方案中，一前一后地使用了一组激光谐振腔。辐射通过光通道34传播到头部36以使得能够通过光通道将辐射传递到细菌感染部位。
在各种传递系统中，传递是发散型的，如图2a中的38所示，或会聚型的，如图2b中的40所示。在部分示于图3a和3b中的另一版本中，激光谐振腔布置在机箱20外部的42处，在44处复用，通过同轴电缆46传输，在48处解复用，并通过机箱50传递。图3b中示出同轴电缆46的外观，它包括玻璃纤维47和包层49。
图4a、4b、5和6处理本发明的某一处理示于图4a中，包括下列步骤定位患病组织52，用870nm激光辐射照射该组织54，用930nm辐射照射该组织56，以及交替照射58，直到观察到或培养出所需变化。
本发明的另一处理示于图4b中，包括下列步骤定位患病组织60，同时用870nm激光辐射62和930nm激光辐射64照射患病组织，维持照射直到观察到或培养出所需变化。
一般说来，如图5所示，这两个波长刺激发色团68，刺激患病部位的发色团，然后在70处与发色团一起杀灭细菌。
这一处理具有广泛的应用，如图6所示，其中，在对称作牙周囊袋72的有害生态龛位的治疗处理中，本发明的两个激光波长通过600μm光纤光通道71在牙齿73和牙龈75之间传递以实现杀菌且减少抗生素的使用。
实施例I现有技术文献(Neuman，Biophysical Journal，Vol.77，November1999，infra)报导了，来自可调谐Ti:蓝宝石激光器的870nm和930nm辐射在共焦显微观察过程中在E.大肠杆菌中造成了7倍的死亡率。本发明的发明者所进行的对这一信息的仔细研究导致了下面的结论。从表面上看，功率密度(辉度)——除870nm和930nm波长之外——是引起上述有毒单线态氧反应的最重要参数。这可以用下面的公式来计算功率密度(W/cm2)＝总功率(W)×光斑尺寸(cm2)。利用这一关系，计算得到，利用至少100mW和对光斑尺寸的调节，可以实现必要的细菌密度。据信有毒单线态氧反应依照功率密度曲线而发生。可以通过增大功率(始终低于可能使组织凝固的功率)、增大光斑尺寸，或用一组高强度最小化尺寸的光斑来扫描组织，可以进行调节。死亡率直接正比于功率密度的增加。不必要杀死所有细菌。仅需要杀死足够多的细菌以使得身体的免疫系统能够对付剩下的。
实施例II870nm和930nm辐射独特的杀菌能力或许可以通过下面的等式来说明，它考虑了光的波动特性，每个光子基于波长的能量，以及这一能量对细胞造成的影响E＝hf，其中E＝能量，h＝Plank常数，f＝光/波长的速度。E＝hf真实地描述了光子的动量。换句话说，光子的动量与能量直接相关。这意味着，波长越短，光子动量(能量)越大。考虑下面这些。
紫外线波长1)193nm ArF激光器产生6.4电子伏/光子(EV/光子)的UV-C2)308nm XeCl激光器产生4.0EV/光子的UV-A。
可见光波长1)514nm Ar激光器产生2.4EV/光子2)633nm He-Ne激光器产生2.0EV/光子红外线波长1)800nm二极管激光器产生1.6EV/光子2)2940nm Er:Yag激光器产生0.4EV/光子3)10600nm CO2激光器产生0.1EV/光子这样，由于它们的频率，更短(UV)的波长比更长的波长能量更高。随着波长上升到光谱的可见光并随后进入红外区域，产生更小的每光子能量。
实施例III众所周知(1)紫外光和紫外激光器比可见的或红外的能量更高，它们“本身”就具有诱导有机体突变的特性；(2)大于六EV/光子的紫外(非离化)辐射(例如UV ArF)能够将生物分子(例如DNA)中的电子激发到离化态；(3)小于六EV/光子(UV-A、UV-B、可见和红外)仅能够将生物分子电子激发到更高的电子或振动态，而不是离化态，因为光子携带小得多的能量；(4)UV-B和UV-A无需离化就能引起相当大的交联损伤，这还是因为它们在这一非离化UV波长处所携带的额外的电子伏。
正是某些更高能量的UV光子(UV-C)在被生物分子吸收之后引起的这些更高能量的离化态导致了DNA中的嘧啶二聚物。
无论能量密度如何，870nm和930nm的能量只产生携带1.4-1.6EV/光子——即小于可引起DNA损伤的能量——的光子，但是在100mW的功率密度下对E.大肠杆菌来说仍是致命的。在这样的功率密度下，Neuman发现了会杀死E.大肠杆菌的有毒单线态氧反应(来自选择性发色团吸收)。这最可能是通过将生物分子(发色团)的电子选择性激发到更高的振动态并释放出单线态氧而发生的。
Neuman还研究了真核CHO(中国海拉卵巢(Chinese HelaOvary))细胞，这种细胞也受这些波长的影响，通常它们比人体皮肤、肌肉和结缔组织脆弱得多。现在仍需找出那些选择性功率密度会对这些细胞造成负面影响，但是，由于上面的考虑只是停留在经验水平，在过去的几年内已经测试了许多接近870nm和930nm的能量密度通常高至足以灼伤组织的能量，对人体组织来说它们被认为是安全的。人体组织通常会从数年的重复UV阳光灼伤中“恢复过来”。比较起来，可以推断870nm和930nm红外能量对于某些微生物来说是有毒的，而对人体组织来说可能仅仅引起一些麻烦。
实施例IV基于经验测试已经直到了870nm和930nm能量对E.大肠杆菌的杀菌作用。尽管就所知道的来说，还没有用这些波长在其它细菌上进行过测试，但是除了E.大肠杆菌之外的其它细菌有可能也会受到类似的影响。这一可能性基于以下逻辑。抗生素被开发来用于不同于特定必要人体系统的特定必要细菌系统。这一原理的例子如下
青霉素都作用在帮助在一系列细菌中建立肽聚糖细胞壁的酶上。这是一个普遍存在对人类和动物来说无关紧要的现象，因为人类和动物不具有细胞壁。
红霉素都通过打乱大部分细菌中的细菌核糖体亚单位来抑制一系列细菌中的蛋白质合成。细菌核糖体与人类和动物核糖体不同，因此这样的扰乱不会伤害人类和动物。
四环素都抑制细菌蛋白质合成的一个不同方面。
环丙沙星它抑制称作DNA促旋酶的细菌酶，这种酶使细菌DNA展开以进行细菌复制和蛋白质合成。这是不同于人体酶的一种酶，因此对人类没有相应的作用。
在细菌中相似处多过不同处。如果青霉素和红霉素仅对三或四种细菌生物起作用，而不是“广谱”的，那么它们的用处就会小得多。然而，它们通常对所有细菌都有效，这是因为绝大多数细菌的生物化学和形态都太相似了。结论是，用870nm和930nm的红外辐射进行杀菌的应用可以很广泛。这一结论基于这样的逻辑这些波长在E.大肠杆菌中所作用于的发色团——它引起有毒单线态氧反应——不只存在于E.大肠杆菌中，而是存在于更多的生物中。
图7a至7d激光强化牙周除垢(scaling)牙科装置设计用于清除结石和牙斑、根面平整以及清除牙周囊袋的患病软组织等。所示出的本发明的辐射和除垢装置包含(1)手柄，由牙科专业人员在操作过程中手持并使用，(2)至少一个工作端，具有邻近的激光光学头和机械切割头，同时作用于手术部位，以及(3)光导纤维导光束，从手柄安装有激光器的一端的光输入处延伸到手柄出射激光能量的另一端的光输出处。这么布置从而在操作过程中牙科专业人员可以对手术部位同时或交替地进行(1)机械切割、刮削和打磨，以及(2)激光修整和烧灼。
通常，手柄由不锈钢、高碳钢和/或可用于高压的高强度塑料(用于注入)构成。激光器通过可互换的接头与手柄内或手柄处的传统光导纤维束相连。光导纤维位于手柄中时使光能可以邻近传递头穿过隔热防刮擦石英窗口射出，射出之后二极管激光能量照射手术部位，例如牙周囊袋和组织。
图7a示出刮匙，根据本发明，它包含中空手柄80，具有后部可换接头82，以及前部接触头84。手柄80中藏有光导纤维束86。如图所示，在手/脚控制下89，激光能量85、87从安全定时激光谐振腔88发出经过可换接头82和导光束86传送到接触头84。如图7b所示，在接触头84附近是刀片90和出射窗92。
如图7c和7d所示，刀片的一个实施方案是弯曲的100，刀片的另一实施方案是直线的106。在图7c的实施方案中，光导纤维束102和窗口104紧密地靠在刀片的刃口下方。在图7d的实施方案中，光导纤维束108和窗口110紧密地靠在刀片的刃口下方。7c和7d具有可以插到配对接头82上的配对接头83，用于与两个激光谐振腔的可选的和可换的连通。
图8激光强化牙根管治疗图8示出系统118，设计用于牙齿的牙根管中的细菌治疗处理。其目的在于向牙齿中受感染的牙根管空间提供目标能量以实现牙本质小管中的杀菌。
如图所示，在126处产生本发明的双波长能量122、124，通过光耦合128馈送，通过包覆有蓝宝石或二氧化硅颗粒的激光强化牙根管填隙热治疗尖头130传播。结果能够实现牙根管中的杀菌，可以改善或避免对传统抗生素的需要。
图9坏疽手指和脚趾的治疗图9示出实施本发明的系统132，用作治疗糖尿病人受感染和坏疽的手指和脚趾的辅助手段。在用于这一方法的优选实施方案中，双波长能量在134处产生，通过光通道136和138馈送，并通过夹子144中相对的两个小孔140和142分散。夹子144是加载在146处的弹簧，夹在病人的患病指趾(手指或脚趾)上，用双波长能量照射手指或脚趾的感染区域以实现杀菌而不会有有害的热沉积。
图10激光强化检耳镜图10示出根据本发明的870nm能量148和930nm能量150用作治疗中耳炎(耳部感染)的辅助手段。如图所示，双波长能量由光学复用器152引导通过具有光通道156的检耳镜154，光通道156用于将能量传导到可以插入耳道的光学头158。这使得在来自灯160的直接照明和用接目镜162观察下医生能够用双激光能量照射内耳鼓膜和耳道以实现耳道和内耳忠的杀菌而不会有有害的热沉积。手/脚控制器通过安全定时器166和电子开关168控制操作。
图11激光强化治疗绷带图11示出实施本发明的系统170，用作治疗受脂肪团、坏死筋膜炎或其它皮肤病感染的四肢171的辅助手段。如图所示，本发明的双波长能量172、174在176处产生，传输到照亮织物178的光导纤维用于四肢的分布照射。这一织物使用直径通常为200至400μm的不定包层光纤，它们将双波长能量传递到四肢的患病区域用于消灭细菌。
图12治疗短杖图12示出用于应用本发明的双波长能量对受感染伤口或手术部位进行杀菌的系统180。双波长能量在184处产生，由186和188传输至手持短杖190。在短杖的把手中的手动控制下，870nm和930nm波长被同时或交替施加到伤口或感染部位192处以完成用光学方法摧毁细菌。这一装置适用于医院中或与电池供电的背包一起用于军事治疗。
操作操作时，每个示出的实施方案都能够独立地或同时地产生连续波或脉冲激光能量，取决于操作者设定的参数。这一激光器与合适的光导纤维传导系统相连。这一系统产生每个波长各100mW至20W的激光输出或一起总共200mW至40W的输出，取决于操作者设定的参数。通过利用细菌自身的发色团，该系统以最小的热沉积对细菌产生最大的致命影响。
在各个实施方案中，这种辐射照射的目的在于切除组织、蒸发组织、凝固手术区域、光化学相互作用以及通过细菌细胞的热分解引致细菌死亡。红外辐射被称为“热辐射”，因为它直接产生热量以破坏细菌，即热分解。本发明通过光能实现细菌的破坏，即光分解而不是热分解。
由于在不偏离本发明的领域的情况下可以对本公开进行一定的改变，这意味着前述说明书中所描述的以及附图中所示出的所有内容都是示例性的，而不是限制性的。
权利要求
1.一种激光系统，用于消灭感染细菌处的细菌，所述系统包含(a)机箱和控制器；(b)激光谐振腔子系统，位于所述机箱内，用于在所述控制器的控制下产生865nm至875nm的第一波长范围内的第一辐射的选择性发射，并在所述控制器的控制下产生925nm至935nm的第二波长范围内的第二辐射的选择性发射；(c)光通道，用于传输来自所述激光谐振腔子系统的所述第一辐射和所述第二辐射；以及(d)头部，用于使得能够经过所述光通道将来自所述激光谐振腔子系统的所述第一辐射和所述第二辐射传递到所述感染细菌处的部位；(e)所述第一辐射和所述第二辐射适合于激励来自所述感染细菌处的发色团并适合于与所述发色团一起协作消灭所述感染细菌处的细菌。
2.根据权利要求1的激光系统，其中所述传输是同时的。
3.根据权利要求1的激光系统，其中所述传输是交替的。
4.根据权利要求1的激光系统，其中所述传输是多路复用的。
5.根据权利要求1的激光系统，其中所述头部包括用于所述第一辐射和所述第二辐射的光出口，以及除垢装置。
6.根据权利要求1的激光系统，其中所述头部包括具有磨砂尖头的光出口。
7.根据权利要求1的激光系统，其中所述头部包括光出口和检耳镜。
8.根据权利要求1的激光系统，其中所述头部包括指趾夹和从此开始的光出口。
9.根据权利要求1的激光系统，其中所述头部包括统套，它具有从所述激光谐振腔来的光入口和向所述统套的内表面去的光出口。
10.根据权利要求1的激光系统，其中所述头部包括把手和从把手延伸的光出口。
11.一种激光系统，用于消灭感染细菌处的细菌，所述系统包括(a)机箱和控制器；(b)激光谐振腔子系统，位于所述机箱内，用于在所述控制器的控制下产生基本为870nm的第一波长的第一辐射的选择性发射，并在所述控制器的控制下产生基本为930nm的第二波长的第二辐射的选择性发射；(c)头部，用于将来自所述激光谐振腔子系统的所述第一辐射和所述第二辐射传递到所述感染细菌处的部位；以及(d)所述第一辐射和所述第二辐射适合于激励来自所述感染细菌处的发色团并适合于与所述发色团一起协作消灭所述感染细菌处的细菌。
12.根据权利要求11的激光系统，其中所述传输是同时的。
13.根据权利要求11的激光系统，其中所述传输是交替的。
14.根据权利要求11的激光系统，其中所述传输是多路复用的。
15.根据权利要求11的激光系统，其中所述头部包括用于所述第一辐射和所述第二辐射的光出口，以及除垢装置。
16.根据权利要求11的激光系统，其中所述头部包括具有磨砂尖头的光出口，用于插入牙根管内。
17.根据权利要求11的激光系统，其中所述头部包括光出口和检耳镜。
18.根据权利要求11的激光系统，其中所述头部包括指趾夹和从此开始的光出口。
19.根据权利要求11的激光系统，其中所述头部包括统套，它具有从所述激光谐振腔来的光入口和向所述统套的内表面去的光出口。
20.根据权利要求11的激光系统，其中所述头部包括把手和从把手延伸的光出口。
21.一种消灭感染细菌处的细菌的处理，所述处理包含(a)给激光器通电以产生865nm至875nm的第一波长范围内的第一辐射的选择性发射和925nm至935nm的第二波长范围内的第二辐射的选择性发射；(b)为来自所述激光谐振腔子系统的所述第一辐射和所述第二辐射建立传输路径；以及(c)使得来自所述激光谐振腔子系统的所述第一辐射和所述第二辐射能够通过所述光通道传递到所述感染细菌处的部位；(d)所述第一辐射和所述第二辐射激励来自所述感染细菌处的发色团并与所述发色团一起协作消灭所述感染细菌处的细菌。
22.一种消灭感染细菌处的细菌的处理，所述处理包含(a)给激光器通电以产生870nm的选定波长的第一辐射的选择性发射和930nm的波长范围内的第二辐射的选择性发射；(b)为来自所述激光谐振腔子系统的所述第一辐射和所述第二辐射建立传输路径；以及(c)使得来自所述激光谐振腔子系统的所述第一辐射和所述第二辐射能够通过所述光通道传递到所述感染细菌处的部位；(d)所述第一辐射和所述第二辐射激励来自所述感染细菌处的发色团并与所述发色团一起协作以引起与在所述感染细菌处的细菌反应。
23.根据权利要求22的处理，其中所述细菌为E.大肠杆菌。
24.根据权利要求22的处理，其中所述反应为有毒单线态氧反应。
25.一种激光处理，包含利用将激光辐射应用到感染处所引起的反应消灭所述感染处的细菌，激光辐射主要有两个由激光系统产生的波长范围(a)所述细菌包括E.大肠杆菌；(b)所述系统包含(1)机箱和控制器；(2)激光谐振腔子系统，位于所述机箱内，用于在所述控制器的控制下产生865nm至875nm的第一波长范围内的第一辐射的选择性发射，并在所述控制器的控制下产生925nm至935nm的第二波长范围内的第二辐射的选择性发射；(3)光通道，用于传输来自所述激光谐振腔子系统的第一辐射和第二辐射；以及(4)头部，用于使得能够将来自所述激光谐振腔子系统经过所述光通道的所述第一辐射和所述第二辐射传递到所述感染细菌处的部位；(5)所述第一辐射和所述第二辐射激励来自所述感染细菌处的发色团并与所述发色团一起协作消灭所述感染细菌处的细菌。
26.一种激光处理，包含利用将激光辐射应用到感染处所引起的反应消灭所述感染处的细菌，激光辐射主要有两个由激光系统产生的波长范围，所述系统包含(a)机箱和控制器；(b)激光谐振腔子系统，位于所述机箱内，用于在所述控制器的控制下产生主要位于865nm至875nm的第一波长范围内的第一辐射的选择性发射，并在所述控制器的控制下产生主要位于925nm至935nm的第二波长范围内的第二辐射的选择性发射；(c)光通道，用于传输来自所述激光谐振腔子系统的第一辐射和第二辐射；以及(d)头部，用于使得能够将来自所述激光谐振腔子系统经过所述光通道的所述第一辐射和所述第二辐射传递到所述感染细菌处的部位；(e)所述第一辐射和所述第二辐射激励来自所述感染细菌处的发色团并与所述发色团一起协作消灭所述感染细菌处的细菌；(f)所述反应为有毒单线态氧反应。
27.一种牙科处理，包含对感染处除垢并利用将激光辐射应用到所述感染处而引起的反应消灭所述感染处的细菌，激光辐射主要由激光系统所产生的两个波长范围组成，所述系统包含(a)机箱和控制器，所述系统包含头部，它包括互相邻近的牙齿除垢器和光出口；(b)激光谐振腔子系统，位于所述机箱内，用于在所述控制器的控制下产生主要位于865nm至875nm的第一波长范围内的第一辐射的选择性发射，并在所述控制器的控制下产生主要位于925nm至935nm的第二波长范围内的第二辐射的选择性发射；(c)光通道，用于传输来自所述激光谐振腔子系统的第一辐射和第二辐射；(d)所述头部使得能够将来自所述激光谐振腔子系统经过所述光通道的所述第一辐射和所述第二辐射传递到所述感染细菌处的部位；(e)所述第一辐射和所述第二辐射激励来自所述感染细菌处的发色团并与所述发色团一起协作消灭所述感染细菌处的细菌；以及(f)所述反应为有毒单线态氧反应。
28.一种牙科处理，包含(a)将机械探针插入受感染牙根管以暴露所述牙根管；(b)将所述机械探针从所述受感染牙根管拔出；(c)将光学探针插入所述受感染牙根管以通过将来自所述光学探针的激光辐射传输给所述受感染牙根管中的细菌来引起所述受感染牙根管中的细菌的反应；(d)所述激光辐射基本由第一辐射和第二辐射中的一种或两种组成，所述第一辐射主要位于865nm至875nm的第一波长范围内，所述第二辐射主要位于925nm至935nm的第二波长范围内；(e)所述第一辐射和/或所述第二辐射激励所述感染细菌处的发色团并与所述发色团一起协作消灭所述感染细菌处的细菌；(f)所述反应为有毒单线态氧反应；(g)将所述光学探针从所述牙根管拔出；以及(h)用牙齿修补物填充所述牙根管。
29.根据权利要求28的处理，其中所述细菌为E.大肠杆菌。
30.一种治疗处理，包含(a)将患病指趾插入具有一对相对元件的夹子；(b)所述相对元件具有与所述指趾的相对部分相连的光出口；(c)通过将来自所述光出口的激光辐射传输给细菌而引起所述患病指趾中的所述细菌的反应；(d)所述激光辐射基本由第一辐射和第二辐射中的一种或两种组成，所述第一辐射主要位于865nm至875nm的第一波长范围内，所述第二辐射主要位于925nm至935nm的第二波长范围内；(e)所述第一辐射和/或所述第二辐射激励来自所述感染细菌处的发色团并与所述发色团一起协作消灭所述感染细菌处的细菌；(f)所述反应为有毒单线态氧反应。
31.根据权利要求30的处理，其中所述细菌为E.大肠杆菌。
32.一种治疗处理，包含(a)将检耳镜插入受感染耳道；(b)所述检耳镜具有与所述耳道相通的光出口；(c)通过将来自所述光出口的激光辐射传输给细菌而引起所述受感染耳道中的所述细菌的反应；(d)所述激光辐射基本由第一辐射和第二辐射中的一种或两种组成，所述第一辐射主要位于865nm至875nm的第一波长范围内，所述第二辐射主要位于925nm至935nm的第二波长范围内；(e)所述第一辐射和/或所述第二辐射激励所述感染细菌处的发色团并与所述发色团一起协作消灭所述感染细菌处的细菌；(f)所述反应为有毒单线态氧反应。
33.一种治疗处理，包含(a)用激光辐射照射患病的组织局部；(b)通过将激光辐射传输给细菌而引起所述患病处的所述细菌的反应；(c)所述激光辐射基本由第一辐射和第二辐射中的一种或两种组成，所述第一辐射主要位于865nm至875nm的第一波长范围内，所述第二辐射主要位于925nm至935nm的第二波长范围内；(d)所述第一辐射和/或所述第二辐射激励所述感染细菌处的发色团并与所述发色团一起协作消灭所述感染细菌处的细菌；(e)所述反应为有毒单线态氧反应。
全文摘要
低红外电磁谱的双波长激光能量经由通过细菌细胞内的发色团对光能的直接选择性吸收引起的光损伤光学相互作用来消灭细菌。双波长激光系统(22)包括光学组件，它包括两个截然不同的二极管激光范围(870nm二极管列阵和930nm二极管列阵)，它们可以实现最大的杀菌。
文档编号A61L2/08GK1894004SQ200480027741
公开日2007年1月10日 申请日期2004年2月11日 优先权日2003年8月26日
发明者埃里克·波恩斯登 申请人:诺米尔医疗技术公司