激光器制造技术

本发明专利技术提供一种经患者皮肤施用药物组合物例如麻醉剂的改进方法，而不必使用利刃或针。这一方法包括使用激光器照射患者皮肤区的角质层的步骤。通过参数的选择，激光器精确照射皮肤的表面至所选的深度，而对健康的临近组织不引起临床相关的损害。然后将照射区施用药物组合物。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是在1997年1月31日申请的未决的U.S.S.N.08/792,335的部分继续申请，U.S.S.N.08/792,335本身是在1993年9月24日申请的美国专利5,643,252的部分继续申请，美国专利5,643,252是1992年10月28日申请的U.S.S.N.07/968,862的部分继续申请，所有这些引入本文作为参考。本专利技术属于医学操作领域，即用于将麻醉剂或药品递送到患者、或从患者处去除流体、气体或其它生物分子的激光医疗设备。从患者处收集少量的流体、气体或其它生物分子的传统方法是利用尖锐的器械例如金属小刀或针将皮肤机械穿孔。另外，使用麻醉剂或其它药物的传统方法是通过使用针。这一步骤有许多缺点，包括可能由用于穿孔皮肤的尖锐器械引起的健康护理工作者和大众感染，以及操作和处理生物危险废物的费用。当皮肤被尖锐设备例如金属小刀或针刺穿，就由患者的血液和/或组织产生“明显”污染的形式的生物废物。如果患者被源于血液的病原体，例如人免疫缺乏病毒(HIV)、乙肝病毒或其它任一病原体感染，污染的利刃就对可能接触到它的其它人造成严重的威胁。例如，许多医疗工作者由于与污染的利刃意外接触而感染上HIV。污染利刃的使用后处理对最终使用者造成后勤和财政的负担。这些费用作为不适当处理的社会后果而征税。例如，在二十世纪八十年代在众多场合的公共海滩冲洗的不适当处理生物废物。不适当的处理也使得其它的人，例如静脉内药物使用者能获得污染的针和并得上传染病。使用针来施用麻醉剂或药物以及抽取流体、气体或其它生物分子的传统方法还存在一个缺点。尖锐器具带来的剌痛是一个使人精神受伤的步骤，尤其对儿科患者，能在患者中引起显著的紧张和焦虑。而且，对于抽取流体、气体或其它的生物分子，在获得足够的样品前经常必须重复多次刺穿步骤。不使用针进行局部麻醉的的现有技术一般包括(a)局部的利多卡因(lidocaine)混合物，(b)离子电渗疗法，(c)改善角质层或者药物的化学特性的化合物制作的载体或赋形剂，及(d)涉及用超声改变角质层的屏障功能的声渗疗法(sonophoresis)。通常使用一种含利多卡因的药膏，尤其对儿科患者更是如此，但这需要使用长达60分钟，造成的麻醉深度仅有约4mm深。由于表皮层的屏障功能利多卡因缺乏渗透性。离子电渗疗法的固有问题包括递送系统的复杂性，费用，以及长时间暴露在电流下的未知的毒性。另外，载体和赋形剂的使用涉及另外的化合物，这些化合物可能改变所关心的药物的药代动力学或令人不快。因而，为了去除流体、气体或其它生物分子或施用麻醉剂或其它药物，需要存在不需要尖锐设备的一种技术。本文公开的技术和设备满足了这一需要，避免了对被污染器械的处理，从而降低了被感染的危险性。近年来，激光被用作一些外科操作中使用的高效精确的工具。在可用于激光放射的潜在的新原料中，在医学上最能引起人们注意的是稀土元素。这些稀土元素中最有前途的之一是用铒(Er)离子掺杂的YAG(钇、铝、石榴石)晶体。使用这种晶体，有可能建立一种铒YAG(Er-ARG)激光，将这种激光设定以一定波长(2.94微米)发射电磁能，该波长能被水和其它物体强烈吸收。当主要由水组成的组织在这一波长或附近被照射，就能将能量传递到组织中。如果照射强度足够，就引起迅速加热，然后组织蒸发。另外，这种能量的沉积能引起组织的光学机械破坏。在牙科学、妇科学和眼科学的健康护理规程中描述了一些医用ErYAG激光，见，例如，Bogdasarov，B.V.等，“ErYAG激光照射对固体和软组织的影响”，预印本266页，普通物理研究所，莫斯科，1987；BOL’shakov，E.N.等，“ErYAG在牙科学应用的实验基础”，SPIE 1353160-169，激光和医药(1989)(本文引用的这些和其它所有的文献引入本文，就好象在此处将它们全部阐明)。本专利技术应用一种激光器来穿孔或改变患者的皮肤以去除流体、气体或其它生物分子或施用麻醉剂或其它药品。通过用激光的电磁能脉冲照射目标组织的表面。在处理前，护理员适当选择波长、能量通量(脉冲能量除以照射面积)、脉冲瞬时宽度和照射点大小以精确穿孔或改变目标组织到选择的深度，避免对健康的临近组织不希望的破坏。根据本专利技术的实施方案，激光器发射一束脉冲激光束，为了穿孔或改变目标组织在一个小点聚焦。通过调节激光的输出，激光器操作者可以按所需控制穿孔或改变的深度、宽度和长度。在另外一个实施方案中，可以使用连续波或二级管激光器达到脉冲激光的效果。对这些激光通过门控其输出进行调节，或如果是二极管激光器，通过变动在二极管激光器的激光激发电流进行调节。总的效果是达到短暂的照射，或一系列短暂的照射，这样产生如脉冲激光相同的组织渗透效果。在此处使用的术语“调制的激光”是指这种复制的脉冲激光束。在此处使用的术语“穿孔”是指消融角质层，从而减弱或除去其屏障功能。在此处使用的术语角质层的“改变”是指在角质层的一种变化，这种变化减弱或除去角质层的屏障功能，并在不消融或仅仅极少部分消融角质层自身下增加渗透性。红外激光照射的脉冲或脉冲束在接近消融的能量下，例如，60mJ(使用TRANSMEDIATM国际公司的照射能为波长2.94微米、脉冲200μs(微秒)、点大小2mm的(“TRANSMEDIATM”)ErYAG激光)将改变角质层。这一技术可以用于经皮肤的药物递送或从身体取得样品、流体、气体或其它生物分子。激光照射的波长不同或能量水平低于或大于60mJ也也可以产生增强的渗透性效果而不消融皮肤。角质层的这一改变的机制并不确定。它可能包括脂类或蛋白特性或功能的改变，或归因于皮肤的干燥或次于传播压力波或空穴泡的机械改变。通常认为局部应用的药品所采取通过角质层的途径要通过细胞和/或绕过它们，也通过毛囊。皮肤对局部应用的药品的不渗透性取决于细胞与细胞的紧密连接，以及细胞膜和胞内环境的生物分子组成。不管是组成细胞膜或胞内环境的分子的任何改变，还是角质层或毛囊的机械结构完整性的改变，都会导致屏障功能的降低。据认为用ErYAG激光产生的照射能照射皮肤会引起热特性可测量的变化，这通过角质层的微分扫描热量计(DSC)图谱和傅立叶变换红外(FTIR)图谱得到证实。DSC和FTIR图谱的变化是分子或大分子结构，或围绕这些分子或结构的环境的改变的结果。不希望束缚在任何特定的理论中，我们可暂时将这些观察归因于用电磁照射照射分子引起的在角质层的脂类、水和蛋白质的改变，这些改变既通过直接改变分子也通过产生也能改变分子的热和压力波引起。穿孔和改变都能在某种意义上改变皮肤的渗透参数，使得药物的通路增加，以及流体、气体或其它生物分子穿过角质层。因而，本专利技术的一个目的是提供一种能穿孔或改变患者角质层的方法而不引起出血。例如，在目标组织产生的穿孔或改变是通过应用穿过角质层或角质层和真皮的激光束完成的，因而能降低或消除角质层的屏障作用。这一步骤允许经皮肤施用麻醉剂或其它药物以及去除流体、气体或其它生物分子。而且，这一步骤允许对门诊患者长期连续施用药品。因而对于透过皮肤较慢或不能透过的药品，药品的递送速度和/或效率得到提高。本专利技术的另一个目的是提供一种施用药品的供选择的方法，否则这些药品需要使用其它方法，例如口服或注射，因而提高患者的合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改变皮肤渗透性的方法，该方法部分消融或不消融的角质层，包括步骤：（ａ）将具有充足能量通量的激光束聚焦并照射皮肤至少深及角质层，但不深及毛细血管层；并（ｂ）激发激光器以产生改变位点，该改变位点具有的直径在０．５微米到５．０厘米。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬T弗洛克，凯文S马尔基托，查尔斯H维斯塔尔，保罗莱曼，
申请(专利权)人：特兰斯梅迪卡国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]