用于治疗真皮黄褐斑的方法和设备的制造方法
【专利说明】用于治疗真皮黄褐斑的方法和设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请涉及并要求于2013年8月9日提交的美国临时专利申请序列号61/864，238的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
[0003]本发明的示例性实施方案涉及治疗色素沉着组织，更具体地涉及用于治疗真皮黄褐斑的方法和设备。
【背景技术】
[0004]黄褐斑是通常在面部区域造成斑点状色素沉着过度的病因未知的皮肤疾病。这种病症在女性中比男性更为常见。虽然可能尚未充分了解黄褐斑的具体原因，但是黄褐斑的色素沉着外观可能由于诸如妊娠、日光暴露的某些状况、诸如口服避孕药的某些药物、激素水平、遗传学等而加重。
[0005]黄褐斑的示例性症状包括深色的、形状不规则的斑片或斑，其通常出现在上颊、鼻、上唇和前额上。这些斑片通常随时间逐渐加重。除了美容方面的变色以外，黄褐斑似乎不会造成任何其它症状或具有其它有害影响。
[0006]与通常出现在皮肤的表皮区域(S卩，在皮肤表面处或靠近皮肤表面)的许多色素沉着结构不同，真皮(或深层)黄褐斑通常具有以下特征:在下层真皮的部分或区域中广泛存在的黑色素和噬黑素细胞(包括例如过度色素沉着细胞)。因此，由于在接近和影响这样的位于皮肤内较深层的色素沉着细胞和结构方面存在较大困难，真皮黄褐斑的治疗(例如，使颜色变深的色素沉着区域的外观变浅)可能是尤其具有挑战性的。因此，主要影响表层表皮的常规皮肤更新治疗(skin rejuvenat1n treatment)如面部脱皮术(激光或化学)、皮肤磨削术、局部药剂等可能不能有效地治疗真皮黄褐斑。
[0007]已经发现施加的某些波长的光或光能能够被色素沉着细胞强烈地吸收，从而损伤色素沉着细胞。然而，使用光能的真皮黄褐斑的有效治疗引入了若干障碍。例如，必须使用适当波长的足够的光能来靶向真皮中的色素沉着细胞以对其进行破坏或损伤，其可以释放或摧毁一些色素沉着并且减轻色素沉着外观。然而，这样的能量可能被表层皮肤组织如表皮和上层真皮(upper dermis)中的色素(例如，生色团)吸收。这种近表面吸收能够造成皮肤的外层部分的过度损伤，并且不能将足够的能量传递至较深的真皮以影响其中的色素沉着细胞。
[0008]已经开发出点阵式方法(fract1nalapproach)，其涉及将光能施加到被健康组织分隔开的皮肤上的小的、不连续的位置上以促进治愈。但是，这样的点阵式方法可能“错过”真皮中的许多色素沉着细胞，并且这样的较深层细胞的有效靶向可能再次对附近的健康组织造成过度损伤。
[0009]因此，所希望的是提供能够在不对健康皮肤组织产生过度损伤或产生其他不良副作用的情况下有效地靶向真皮中的色素沉着细胞并且减轻黄褐斑之外观的方法和设备。
[0010]公开内容的示例性实施方案的概述
[0011]能够提供用于治疗真皮黄褐斑和真皮内的其它色素沉着缺陷的方法和设备的示例性实施方案，例如以淡化真皮黄褐斑的深色色素沉着外观。方法和设备的示例性实施方案可通过将具有合适波长的高度会聚电磁福射(electromagnetic radiat1n，EMR)例如光能聚焦在真皮内的色素沉着区域上来促进真皮内的色素沉着结构的选择性能量吸收和对真皮内的色素沉着结构进行热损伤。这个示例性过程可导致对色素沉着区域造成升温和/或热损伤，从而破坏色素并且淡化皮肤的外观，同时避免对周围的无色素沉着组织(unpigmented tissue)和表层组织造成不希望的热损伤。
[0012]根据本公开内容的示例性实施方案，可提供可以包含被配置成发射EMR的辐射发射器装置和被配置成将EMR引导到被治疗的皮肤上并且将其聚焦至真皮内的聚焦区域(focal reg1n)之光学装置的设备。可在配置成接触被治疗的皮肤表面的设备的一部分上设置对EMR基本上光学透明的板。这样的板可以稳定柔性的皮肤组织，并且有助于对皮肤表面下方的聚焦区域的深度更好地进行控制。板的下表面可以基本上是平面的，或者其任选地为略微地凸起或凹陷。设备还可以包含可以容纳这些部件并且有助于在设备的使用过程中对设备进行操作的外壳或手持件。
[0013]EMR发射器可以包含例如配置成引导来自外部源、EMR源(例如一个或更多个二极管激光器)、光纤激光器等的EMR的波导管或光纤。在发射器装置包含EMR源的情况下，其可以任选地包含被配置成冷却EMR源并且防止该源过热的冷却装置。可以设置控制装置以控制发射器装置的操作，包括例如开启和关闭EMR源、控制或改变EMR源的功率输出等。
[0014]EMR可以具有优选地大于约600nm、例如约625nm至约850nm或约650nm至750nm的波长。较小的波长(例如，小于约600nm)可在皮肤组织内发生显著的散射，因此其穿透深度不足而不能够以足够的能量密度和聚焦达到真皮层的部分。这样的较小波长还可以具有非常高的黑色素吸光度，这可在表层的表皮区域中产生黑色素的EMR吸收增强，并且会对表面区域产生不期望的热损伤。这样的较小波长还可以具有较高的血红蛋白的吸光度，血红蛋白是可存在于血管中的竞争性生色团。血红蛋白的显著EMR吸收可以对这样的血管造成不期望的热损伤。黑色素的EMR吸光度通常随着波长的增加而下降，因此，长于约850nm的波长不会被真皮黑色素大量吸收，从而不会造成局部升温和色素沉着结构的破坏。
[0015]示例性设备可包含配置成将EMR聚焦成高度会聚射束(beam)的光学装置。例如，光学装置可以包含聚焦或会聚透镜装置，该聚焦或会聚透镜装置的数值孔径(numericalaperture，NA)为约0.5或更大，例如为约0.5至0.9 JMR的相应大的会聚角度(convergenceangle)可以在透镜的聚焦区域(其可位于真皮内)中提供高能量密度和强度，同时在聚焦区域之上的表层组织中产生较低能量密度。这样的聚焦几何形状可以帮助减少色素沉着真皮区域之上的表层组织中的不期望的升温和热损伤。示例性光学装置还可以包含准直透镜装置，其配置成将来自发射装置的EMR引导到聚焦透镜装置上。
[0016]示例性光学装置可以被配置成将EMR聚焦至聚焦区域，该聚焦区域的宽度或光斑尺寸小于约200μηι(微米)，例如，小于ΙΟΟμπι，或甚至小于50μηι，例如小至ΙΟμπι。可以选择这样的光斑尺寸以在足够小以提供聚焦区域中EMR的高能量密度或强度(以有效地辐照真皮中的色素沉着结构)与足够大以便于在合理的治疗时间内辐照皮肤组织的大区域/体积之间取得平衡。
[0017]示例性光学装置还可以被配置成将EMR的聚焦区域引导到位于皮肤表面下方，深度为约120μπι与400μπι、例如150μπι至300μπι的真皮组织内的位置上。这样的示例性深度范围能够对应于通常观察到的呈现真皮黄褐斑的皮肤中的色素沉着区域的深度。这个聚焦深度(focal depth)能够对应于从被配置成接触皮肤表面的设备之下表面到聚焦区域的位置之间的距离。
[0018]在本公开内容的另一些示例性实施方案中，EMR发射器装置和/或光学装置之部件的位置和/或朝向可以是相对于彼此可控制的或可调节的，使得可以改变EMR的路径。当相对于皮肤平移设备时，EMR之路径的这样的改变能够提供真皮内的聚焦区域的深度、宽度和/或位置的相应的改变，并且可以有助于治疗较大体积的皮肤组织。当保持设备相对于皮肤静止时，这些部件的这样的相对移动还可以有助于在皮肤组织内移动聚焦区域，例如以在不移动整个设备的情况下治疗较大区域的皮肤。
[0019]在本公开内容的又一些示例性实施方案中，示例性聚焦透镜装置可以包含多于一个微透镜，例如凸透镜、平凸透镜等。每一个微透镜可以具有大NA(例如在0.5至0.9)。可以将微透镜设置成阵列，例如正方形或六边形阵列，从而以类似的模式在真皮组织中产生多于一个聚焦区域。微透镜的宽度可以非常小，例如约Imm至3mm宽。在某些实施方案中，还能够设置略宽于或略窄于该宽度的微透镜300。在本公开内容的又一些实施方案中，微透镜可以包括柱面透镜(cylindrical lense)，例如凸柱面透镜或平面凸柱面透镜。这样的柱面微透镜的宽度可以非常小，例如约Imm至3mm宽。柱面微透镜的长度可以为例如约5mm至5 cm。
[0020]示例性辐射发射器装置和/或示例性光学装置可以被配置成将EMR的单个宽射束引导到这样的微透镜的整个阵列或其一部分上以同时在真皮中产生多于一个聚焦区域。在另一些示例性实施方案中，辐射发射器装置和/或光学装置可以被配置成将多于一个较小的EMR射束引导到每个微透镜上。可以通过使用例如多于一个EMR源(诸如激光二极管)、分束器或多于一个波导管，或者通过在各个微透镜上扫描单个射束来提供这样的多个射束。在提供了柱面微透镜的情况下，可以例如在平行于这样的柱面透镜的纵向轴线的方向上在这样的柱面透镜上扫描一个或更多个EMR射束。
[0021]在本公开内容的另一个示例性实施方案中，示例性柱面或球形微透镜可以具有彼此不同的NA值、不同的尺寸或半径和/或不同的有效焦距。微透镜的几何形状和光学特性的这样的改变能够有助于福照较大体积的真皮。
[0022]配置成接触皮肤表面的板(plate)可以任选地设置为聚焦透镜装置的一部分，例如，可以将其形成为平凸透镜或多于一个这样的微透镜的下表面。任选地，可以例如在使用前对板进行预冷却或使用有源冷却装置(例如，Peltier装置、传导性冷导管等)来对板进行冷却。这样的冷却能够帮助保护表皮和真皮的上层部分以防止其受到不期望的热损伤。任选地，可以在板与皮肤表面之间提供光学凝胶等(例如，甘油或类似的物质)以降低板与皮肤之间的光学指标失配(optical index mismatch)，从而提高EMR到皮肤中的传输。
[0023]在本公开内容的另一个示例性实施方案中，示例性设备可以包含一个或更多个传感器，其被配置成在使用过程中检测设备与皮肤的接触和/或设备在皮肤表面上的速度。这样的示例性传感器可以耦接至EMR发射器或源的控制装置，并且适于产生信号，该信号能够例如通过基于设备的平移速度改变发射器装置发射的功率，通过在设备相对于皮肤表面静止或从皮肤移开时关闭EMR源等来改变EMR的特性。这样的传感器和控制装置能够通过防止对皮肤的过度辐照和不期望的热损伤来提高设备的安全性。
[0024]优选的是，可以将真皮中的特定位置的辐照时间(停留时间)限制为较短的时间段，例如约I毫秒至2毫秒或更短。例如，可以通过将辐射发射器装置配置成提供离散的EMR脉冲来实现这样的短停留时间。这样的EMR脉冲之间的示例性间隔可以是例如约50毫秒或更长的量级以在皮肤上平移设备时提供被连续脉冲辐照的真皮的区域之间的空间分隔。还可以通过在使用过程中例如以约lcm/s或更高的速度在皮肤上平移设备来实现短停留时间，使得聚焦区域在真皮内的特定区域上不会保持超过若干秒。在另一些实施方案中，还可以使用任选的传感器来控制设备发射的EMR以避免较长的局部停留时间。
[0025]可以选择示例性发射器装置的功率输出以