特許 7154511 皮内溶液送達のためのシステム、装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-07

(45)【発行日】2022-10-18

(54)【発明の名称】皮内溶液送達のためのシステム、装置および方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 18/08 20060101AFI20221011BHJP

【ＦＩ】

A61B18/08

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2019552858

(86)(22)【出願日】2018-03-27

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-04-23

(86)【国際出願番号】 IL2018050350

(87)【国際公開番号】W WO2018178976

(87)【国際公開日】2018-10-04

【審査請求日】2021-03-26

(31)【優先権主張番号】62/476,963

(32)【優先日】2017-03-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】512023018

【氏名又は名称】ノヴォクセル リミテッド

【住所又は居所原語表記】４３ ＨｅＭｅｌａｃｈａ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ ８５３９， Ｐｏｌｅｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｚｏｎｅ， Ｎａｔａｎｉａ， Ｉｓｒａｅｌ

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100202751

【弁理士】

【氏名又は名称】岩堀 明代

(74)【代理人】

【識別番号】100191086

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 香元

(72)【発明者】

【氏名】シャヴィト，ロネン

【審査官】木村 立人

(56)【参考文献】

【文献】特開平２－３０９９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００４－５３３２９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５０１８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５０３５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００２／００６５５３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１７８４５６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ １７／００ ― ９０／９８

Ａ６１Ｍ ３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

皮膚の面積の角質層内に少なくとも１つの亀裂を生成するための真皮調整装置であって、
少なくとも１つの非侵襲性皮膚亀裂発生器と、
前記少なくとも１つの非侵襲性皮膚亀裂発生器に結合された少なくとも１つの制御装置と、
前記少なくとも１つの非侵襲性皮膚亀裂発生器および前記少なくとも１つの制御装置に結合された電源と、
前記少なくとも１つの非侵襲性皮膚亀裂発生器および前記少なくとも１つの制御装置を包囲する筐体と、
前記真皮調整装置の遠位端を形成する鈍端部であって、前記鈍端部は前記筐体に機械的に結合され、前記少なくとも１つの非侵襲性亀裂発生器に電気的に結合され、前記鈍端部は、前記鈍端部が前記皮膚の面積の前記表面と物理的に接触するとき、前記皮膚の面積の前記角質層を穿孔することなく前記皮膚の面積の前記表面を押し下げるために十分に鈍い、鈍端部と
を含み、
前記少なくとも１つの制御装置は、
ａ）前記鈍端部を実質的に定温に維持し、パルス期間の関数として前記皮膚の面積の表面温度を維持する前記パルス期間にわたって前記鈍端部を介して前記皮膚の面積に一定量の熱を伝達するためであって、前記熱量は前記皮膚の面積を脱水するために較正される一方で、前記皮膚の面積の顆粒層、有棘層および基底層の生存能力を維持する、伝達するために、ならびに
ｂ）前記鈍端部を介して前記皮膚の脱水された面積の前記表面に応力を加えるためであって、前記少なくとも１つの信号は、前記皮膚の面積の前記角質層上に歪みを生成するために較正されることにより、外傷を誘発することなく前記皮膚の面積の前記角質層内に少なくとも１つの亀裂の形成のみをもたらし、前記皮膚の面積の亀裂前の免疫状態を維持する、応力を加えるために
較正された少なくとも１つの信号を発生するように前記少なくとも１つの非侵襲性皮膚亀裂発生器を制御する、真皮調整装置。

【請求項2】

前記熱量は前記皮膚の面積の層を低下した含水率に脱水するように較正され、前記皮膚の層および前記低下した含水率は、
１０％未満の含水率に脱水された前記角質層、および
７０％未満の含水率に脱水された顆粒層
から選択される、請求項１に記載の真皮調整装置。

【請求項3】

前記実質的な定温は摂氏４００度を超えず、前記パルス期間は１４ミリ秒を超えない、請求項１に記載の真皮調整装置。

【請求項4】

前記制御装置は前記少なくとも１つの信号のパラメータを制御し、前記パラメータは、前記少なくとも１つの信号の時宜、強度、周波数、期間、および位相からなる群から選択される、請求項１に記載の真皮調整装置。

【請求項5】

前記少なくとも１つの制御装置は、前記パルス期間に対して前記熱量を前記鈍端部を介して前記皮膚の面積に前記伝達することを、前記鈍端部を介して前記皮膚の脱水された面積の前記表面に前記応力を加えることと同期するように構成される、請求項１に記載の真皮調整装置。

【請求項6】

前記少なくとも１つの非侵襲性皮膚亀裂発生器は、
ｉ．乾燥流発生器と、
ｉｉ．無線周波数発生器と、
ｉｉｉ．光エミッタと、
ｉＶ．熱ヒータと
からなる群から選択された脱水発生器を含む、請求項１に記載の真皮調整装置。

【請求項7】

前記少なくとも１つの非侵襲性皮膚亀裂発生器はモータを含み、前記少なくとも１つの信号は、
ａ）繰り返し前記鈍端部を遠位に押すことおよび前記鈍端部を近位に後退させること、ならびに
ｂ）前記鈍端部を回転させること
の内の一方を実行することにより、前記鈍端部を介して前記皮膚の脱水された面積の前記表面に応力を加える、請求項１に記載の真皮調整装置。

【請求項8】

前記鈍端部は、その中に光チャネルを埋め込まれている少なくとも１つの非侵襲性の鈍い突起部を含み、前記光チャネルは前記鈍端部を介して前記皮膚の面積に前記熱量を伝達するように構成され、前記少なくとも１つの非侵襲性の鈍い突起部はリッジ、ピラミッド型歯、およびピンからなる群から選択される、請求項１に記載の真皮調整装置。

【請求項9】

皮膚の面積の角質層内に少なくとも１つの亀裂を生成するための真皮調整装置であって、
乾燥流を発生するように構成された発生器と、
前記発生器に電気的に結合され、前記乾燥流を前記発生することを制御するように構成された少なくとも１つの制御装置と、
前記発生器および前記少なくとも１つの制御装置に結合された電源と、
前記発生器および前記少なくとも１つの制御装置を包囲する筐体と、
前記発生器に結合され、前記真皮調整装置の遠位端に配置された少なくとも１つの乾燥流エミッタであって、前記少なくとも１つの乾燥流エミッタは前記乾燥流を前記皮膚の面積に伝達するように構成される、少なくとも１つの乾燥流エミッタと
を含み、
前記制御装置は、
ａ）前記少なくとも１つの乾燥流エミッタを介して前記皮膚の面積を脱水する一方で、前記皮膚の面積の顆粒層、有棘層および基底層の生存能力を維持するために、ならびに
ｂ）前記少なくとも１つの乾燥流エミッタを介して前記皮膚の面積に定常流体圧として応力を付与するためであって、前記付与された応力は、前記皮膚の面積の前記角質層上に歪みを生成するように較正されることにより、外傷を誘発することなく前記皮膚の面積の前記角質層内に少なくとも１つの亀裂の形成のみをもたらし、前記皮膚の面積の亀裂前の免疫状態を維持する、付与するために、
前記乾燥流を前記発生することを較正する、
真皮調整装置。

【請求項10】

ヒト以外の動物の皮膚の面積を調整するための方法であって、
パルス期間にわたって実質的に定温に対応する熱量を較正する手順と、
少なくとも１つの信号を発生する手順と、
前記少なくとも１つの信号を付与する手順であって、
ｉ）真皮調整装置の鈍端部を前記実質的に定温に維持するための少なくとも１つの信号、
ｉｉ）前記鈍端部を介して前記皮膚の面積に前記熱量を伝達し、前記パルス期間の関数として前記皮膚の面積の表面温度を維持するための少なくとも１つの信号であって、
前記熱量は、前記皮膚の面積を脱水する一方で、前記皮膚の面積の顆粒層、有棘層および基底層の生存能力を維持するために較正される、信号、ならびに
ｉｉｉ）外傷を誘発することなく前記皮膚の面積の前記角質層内に少なくとも１つの亀裂の形成のみをもたらすため、および前記皮膚の面積の亀裂前の免疫状態を維持するために前記皮膚の面積の前記角質層上に歪みを生成する手法で、前記皮膚の面積の前記角質層を穿孔することなく前記鈍端部を介して前記皮膚の脱水された面積の前記表面を押し下げるための少なくとも１つの信号
を付与する手順と
を含む、方法。

【請求項11】

前記少なくとも１つの信号を発生することは、乾燥流を発生すること、無線周波数信号を発生すること、光信号を発生すること、および加熱信号を発生することからなる群から選択された行為を実行することにより脱水信号を発生し、前記少なくとも１つの脱水信号は前記皮膚の面積を脱水するために付与される、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記皮膚の面積に前記熱量を伝達することにより、前記皮膚の面積の層を低下した含水率に脱水し、前記皮膚の層および前記低下した含水率は、
１０％未満の含水率に脱水された前記角質層、および
７０％未満の含水率に脱水された顆粒層
から選択される、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記実質的な定温は摂氏４００度を超えず、前記パルス期間は１４ミリ秒を超えず、前記皮膚の脱水された面積の前記表面を前記押し下げることにより、前記脱水された表面を０．１ミリメートル～１ミリメートルの範囲の深さに押し下げる、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

付与されたときに前記皮膚の脱水された面積の前記表面を押し下げる前記少なくとも１つの信号を発生することは、乾燥流を発生すること、無線周波数信号を発生すること、一連の機械的パルスを発生すること、および機械的回転を発生することからなる群から選択された行為を実行することを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項15】

前記少なくとも１つの信号を発生することは、前記少なくとも１つの信号の第１のパラメータを制御することを含み、前記第１のパラメータは、前記少なくとも１つの信号の時宜、強度、温度、周波数、期間、および位相からなる群から選択される、請求項１０に記載の方法。

【請求項16】

前記鈍端部を介して前記皮膚の脱水された面積の前記表面を前記押し下げることを、前記鈍端部を介して前記皮膚の面積に前記熱量を前記伝達することと同期させることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示された技法は、一般に皮内治療のためのシステムおよび方法に関し、詳細には外部に塗布された溶液を皮内に吸収するために皮膚の面積を調整するためのシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

皮膚は、最外層の細胞が剥がれ、皮膚の表面まで移動して内部細胞によって置換されるように絶え間なく状態が変化する動的な多層組織である。体中が構造的に一致しているが、皮膚は解剖学的部位および個人の年齢によって厚さが異なる。解剖学的に述べると、表皮は、身体内部と外部環境との間の物理的および化学的障壁として機能する最外層であり、真皮は皮膚に構造的支持を提供するより深い層である一方で、皮下組織または皮下層は脂肪の重要な貯蔵所であるさらなる層である。真皮は疎性結合組織で構成された層である。

【0003】

次に図１Ａを参照する。図１Ａは、先行技術で公知であるような、概して１０で示された表皮の試料の断面の概略図である。表皮１０は重層扁平表皮であり、その主な細胞はケラチノサイトと呼ばれ、ケラチノサイトは蛋白質ケラチンを合成する。ケラチノサイトはより深い皮膚層から最上皮膚層に絶えず移行する状態にある。エスモソーム（ｅｓｍｏｓｏｍｅ）と呼ばれる蛋白質架橋はケラチノサイトを接続する。表皮１０はケラチンの成熟の様々な段階でケラチノサイトによって形成された４つの別個の層を含む。最外表面からより深い層に移動すると、表皮の４層は、本明細書では角質層１２Ａと呼ばれる最外層１２Ａ、顆粒層１２Ｂ（顆粒細胞層としても公知である）、有棘層１２Ｃ（棘または有棘細胞層としても公知である）、および基底層１２Ｄ（基底または胚芽細胞層としても公知である）である。

【0004】

角質層１２Ａは、角質層細胞として公知の六角形状の生存できないケラチノサイトの層で構成される。皮膚のほとんどの面積には、１０～３０の層が積層した角質層細胞が存在する。各角質層細胞は、蛋白質エンベロープによって包囲され、保水ケラチン蛋白質で満たされている。ケラチン蛋白質の細胞形状および配向は角質層１２Ａに強度を追加する。細胞を包囲するのは脂質二重層の積層である。角質層１２Ａの得られる構造は、皮膚の自然な物理的および保水障壁を提供する。基底層１２Ｄから角質層１２Ａまでのように表皮細胞の上方移動は、通常約２８日を要し、表皮通過時間として公知である。

【0005】

皮内薬剤送達は、より深い皮膚層、すなわち角質層１２Ａの下にあるあらゆる層に薬剤を送達するための様々な比較的非侵襲性の技法に関する。皮内薬剤送達のための技術および技法は２つの一般カテゴリーに分類される。第１のカテゴリーは、穿孔、剥離または薄切りさせるなどにより、皮膚の表皮層に機械的および物理的な割れ目をもたらし、それによって薬品および薬剤を皮内に送達することができる。第２のカテゴリーは、皮膚、具体的には表皮の特質を化学的に変え、したがって薬剤、軟膏または薬品を吸収するためにより受け入れやすくさせる。このような技法の例には、電気穿孔法、局所血管の拡張をもたらす物質の拡散による外部刺激などが含まれる。

【0006】

熱機械的剥離（本明細書ではＴＭＡと略す）は、皮膚科治療において使用する公知の技法であり、皮膚は角質層１２Ａの面積を剥離させる、すなわち蒸発させるように十分に高温に加熱される。ＴＭＡは角質層１２Ａの外部表面に微細窪みを生成させ、それを通して軟膏、薬剤または薬品などの水溶液が皮膚の下層、例えば顆粒層１２Ｂ、有棘層１２Ｃ、および基底層１２Ｄに送達されてもよい。通常、レーザは角質層１２Ａを蒸発させるために使用され、微細窪みを生成させる。しかし剥離の工程は損傷を引き起こすことがあり、皮膚の最上層の凝固および崩壊をもたらし、最上部は真皮乳頭層になる。したがって剥離は患者の不快感、ならびに皮膚組織の傷を引き起こす可能性があり、最終的に皮膚科治療において意図した吸収の効果を妨げる。

【0007】

次に図１Ｂを参照する。図１Ｂは、先行技術に公知であるような、概して２０で示された剥離レーザ治療を受けた皮膚の試料の画像である。図１Ｂでは、表皮の様々な層、例えば角質層２２Ａ、顆粒層２２Ｂ、有棘層２２Ｃおよび基底層２２Ｄなどが見られる。示されたように、剥離レーザ治療は、円２４によって示された角質層２２Ａの領域の蒸発、ならびに円２６によって示されたより深い皮膚層２２Ｂおよび２２Ｃの領域の凝固をもたらす。円２４によって示された蒸発は、角質層２２Ａが蒸発した領域を示し、それによって下の組織が包囲する環境に曝される。領域２６（円で示されている）は、真皮乳頭層の真皮凝固を示し、それによってその吸収能力を妨げる。

【0008】

次に図１Ｃを参照する。図１Ｃは、先行技術に公知であるような、概して３０で示された無線周波数（本明細書ではＲＦと略す）工程を使用する剥離治療を受けた皮膚の試料の画像である。画像には、皮膚層の角質層３２Ａ、顆粒層３２Ｂ、有棘層３２Ｃおよび基底層３２Ｄが見られる。さらに角質層３２Ａが蒸発した領域を示す窪み３４が見られ、下の組織が曝されている。領域３６（円で示されている）は、剥離ＲＦ治療の結果として焼灼された、燃焼した組織の面積を示す。焼灼に起因して、領域３６は凝固し、窪み３４において皮膚３０の下の組織と外部表面との間に二次浸透障壁をもたらし、したがって皮内薬剤送達を可能にするために表皮を開くことを意味する剥離治療と反対の結果に達する。剥離ＲＦ治療は常に焼灼をもたらすとは限らない。

【0009】

皮内薬剤送達のための他の方法は当技術分野では公知である。「Ｔｏｐｉｃａｌ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｏｆ Ｖａｃｃｉｎｅｓ」の名称でＭｉｋｓｚｔａらによる米国特許第６，５９５，９４７Ｂ１号は、皮膚の表皮組織に物質を局所送達するための方法を対象とする。その方法は、皮膚の表皮組織に物質の送達できるように皮膚の角質層を引き裂くために摩擦を使用する。摩擦は表皮層に支障をきたすことなく角質層を引き裂く。

【0010】

「Ｓｋｉｎ ｐｅｒｆｏｒａｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ ｍｅｄｉｃａｔｉｏｎ」の名称でＪａｎｇによる米国特許第５，６１１，８０６号は、多針ディスクを使用して皮膚を切断する装置を対象とする。針ディスクは複数の皮膚穿孔針で覆われている。装置は均一の深さの切断を皮膚内で引き起こし、これは経皮薬品の送達を促進する。

【0011】

Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｓｍｅｔｉｃ ａｎｄ Ｌａｓｅｒ Ｔｈｅｒａｐｙ， ２０１６， １８（１）：３１－７， Ｅｐｕｂ ２０１６ Ｊａｎ ２０（２０１８年３月１２日にｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ｐｕｂｍｅｄ／２６０７３１１７で見られた）に発表されたＥｌｍａｎらによる発行物「Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ａｇｉｎｇ ｓｋｉｎ ｗｉｔｈ Ｔｉｘｅｌ， ａ ｃｌｉｎｉｃａｌ ａｎｄ ｈｉｓｔｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ」は、「Ｔｉｘｅｌ」と呼ばれるＴＭＡ系装置による皮内治療と、顔表皮組織の部分剥離を使用して皮膚の皺を取り除くためのＣＯ_２レーザ治療の比較を開示している。ＴＭＡ系装置は４００℃に加熱した金属先端部を具備しており、様々な時間の長さの一連のパルスおよび予め設定した突起の深さで皮膚に当てる。発行物は、どちらの治療も角質層の下に表皮の蒸発および真皮乳頭層の真皮凝固を表す窪みを生成したと報告している。

【0012】

Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｓ， Ｖｏｌ． ５１１， ｐｐ． ８２１－８３０， ２０１６に発表したＳｉｎｔｏｖ， Ａ．Ｃ．およびＨｏｆｍａｎｎ， Ｍ．Ａ．による発行物「Ａ ｎｏｖｅｌ ｔｈｅｒｍｏ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｏｆ ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ａｃｔｉｖｅ ａｇｅｎｔｓ ｂｙ ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ ａｂｌａｔｉｏｎ」は、水溶液を送達するために製剤内でブタの耳の皮膚の試料の治療を調査するための金メッキのステンレス鋼先端部を有するＴＭＡ系装置の使用を開示している。ＴＭＡ系装置は、ブタの耳の皮膚の表面に熱エネルギーを伝達するために使用された。治療では、角質層の領域を蒸発することにより複数のマイクロチャネルが生成された。

【発明の概要】

【0013】

溶液をより深い皮膚層の中に吸収するために皮膚の面積を調整する一方で、皮膚組織の細胞の一体化および生存能力を維持し、治療前に皮膚の穿孔障壁機能を保護するために、新規の方法およびシステムを提供することが開示された技法の目的である。

【0014】

したがって開示された技法によれば、皮膚の面積の角質層内に少なくとも１つの亀裂を生成するための真皮調整装置が提供される。真皮調整装置は、少なくとも１つの非侵襲性皮膚亀裂発生器、少なくとも１つの制御装置、電源、筐体を含む。少なくとも１つの制御装置は、少なくとも１つの非侵襲性皮膚亀裂発生器に結合される。電源は、少なくとも１つの非侵襲性皮膚亀裂発生器および少なくとも１つの制御装置に結合される。筐体は、少なくとも１つの非侵襲性皮膚亀裂発生器および少なくとも１つの制御装置を包囲する。少なくとも１つの制御装置は、少なくとも１つの信号を発生するため、および皮膚の面積を脱水し、皮膚の面積の角質層の外部表面に応力を加えるために少なくとも１つの信号を付与するために、少なくとも１つの非侵襲性皮膚亀裂発生器を制御する。応力は、皮膚の面積の角質層上に歪みを生み出すために較正される。歪みにより、皮膚の面積が脱水されたときに皮膚の面積の角質層内に少なくとも１つの亀裂の形成をもたらす一方で、皮膚の面積の亀裂前の免疫状態を維持する。

【0015】

一部の実施形態では、少なくとも１つの非侵襲性皮膚亀裂発生器は、乾燥流発生器、無線周波数発生器、光エミッタ、および熱ヒータからなる群から選択された脱水発生器を含む。

【0016】

一部の実施形態では、少なくとも１つの非侵襲性皮膚亀裂発生器は、乾燥流発生器、および無線周波数発生器からなる群から選択された応力付与発生器を含む。

【0017】

一部の実施形態では、少なくとも１つの非侵襲性皮膚亀裂発生器は、真皮調整装置の遠位端に機械的に結合されたモータを含み、モータは皮膚の面積の角質層の外部表面に応力を加えるために少なくとも１つの信号を付与するように構成される。

【0018】

一部の実施形態では、モータは、ａ）繰り返し真皮調整装置の遠位端を遠位に押し、遠位端を近位に後退させ、ｂ）真皮調整装置の遠位端でローラを回転させる内の一方を実行するように構成される。

【0019】

一部の実施形態では、装置の遠位端は、皮膚の面積の角質層の外部表面に応力を加えるために、少なくとも１つの信号を付与するように構成された少なくとも１つの非侵襲性突起部を具備する。

【0020】

一部の実施形態では、少なくとも１つの非侵襲性突起部はその中に光チャネルが埋め込まれており、光チャネルは皮膚の面積を脱水するために少なくとも１つの信号を付与するように構成される。

【0021】

したがって開示された技法によれば、皮膚の面積を調整するための方法が提供され、方法は、少なくとも１つの信号を発生すること、ならびに皮膚の面積を脱水するため、および皮膚の面積の角質層の外部表面に応力を加えるために少なくとも１つの信号を付与することを含み、応力は皮膚の面積の角質層上に歪みを生成するように較正され、歪みにより、皮膚の面積が脱水されたときに皮膚の面積の角質層内に少なくとも１つの亀裂の形成をもたらす一方で、皮膚の面積の亀裂前の免疫状態を維持する。

【0022】

一部の実施形態では、皮膚の面積を脱水するために少なくとも１つの信号を付与することにより、皮膚の面積の角質層を１０％未満の含水率に脱水する。

【0023】

一部の実施形態では、皮膚の面積を脱水するために少なくとも１つの信号を付与することにより、皮膚の面積の顆粒層を７０％未満の含水率に脱水する。

【0024】

一部の実施形態では、少なくとも１つの信号を発生することは、真皮調整装置の遠位端を摂氏４００度に維持することを含む。

【0025】

一部の実施形態では、少なくとも１つの信号を発生することは、８ミリ秒～１４ミリ秒の範囲の期間のパルスを発生することを含む。

【0026】

一部の実施形態では、皮膚の面積の角質層の外部表面に応力を加えるために少なくとも１つの信号を発生することは、０．１ミリメートル～１ミリメートルの範囲の深さに角質層の外部表面を押し下げるために非侵襲性の応力を付与することを含む。

【0027】

一部の実施形態では、少なくとも１つの信号を発生することは、少なくとも１つの信号の第１のパラメータを制御することを含み、第１のパラメータは、少なくとも１つの信号の時宜、強度、温度、周波数、期間、および位相からなる群から選択される。

【0028】

一部の実施形態では、方法は、皮膚の面積の角質層の外部表面に応力を加えるために少なくとも１つの信号を付与することを、皮膚の面積を脱水するために少なくとも１つの信号を付与することと同期させることをさらに含む。

【0029】

一部の実施形態では、少なくとも１つの信号を発生することにより脱水信号を発生し、脱水信号を発生することは、乾燥流を発生すること、無線周波数信号を発生すること、光信号を発生すること、および加熱信号を発生することからなる群から選択された行為を実行することを含む。

【0030】

一部の実施形態では、少なくとも１つの信号を発生することにより応力信号を発生し、応力信号を発生することは、乾燥流を発生すること、無線周波数信号を発生すること、一連の機械的パルスを発生すること、および機械的回転を発生することからなる群から選択された行為を実行することを含む。

【0031】

一部の実施形態では、方法は、皮膚の面積の角質層に溶液を塗布することをさらに含む。

【0032】

開示された技法は、図面と併せて考慮することにより、以下の詳細な説明からより完全に理解され認識されよう。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1A】先行技術に公知であるような表皮の試料の断面の概略図である。

【図1B】先行技術に公知であるような剥離レーザ治療を受けた皮膚の試料の画像である。

【図1C】先行技術に公知であるような無線周波数工程を使用して剥離治療を受けた皮膚の試料の画像である。

【図2A】開示された技法の一実施形態に従って構築されて作動する、真皮調整装置の概略図である。

【図2B】開示された技法の一実施形態に従って構築されて作動する、真皮調整装置の概略図である。

【図2C】開示された技法の一実施形態に従って構築されて作動する、真皮調整装置の概略図である。

【図3A】共に開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、開示された技法の真皮調整装置の一実施形態の概略図である。

【図3B】共に開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、開示された技法の真皮調整装置の一実施形態の概略図である。

【図3C】共に開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、開示された技法の真皮調整装置の一実施形態の概略図である。

【図3D】開示された技法のさらなる実施形態に従って構築された作動する、図３Ａ～図３Ｃの真皮調整装置によって非侵襲性治療を受ける皮膚の試料の概略図である。

【図3E】開示された技法のさらなる実施形態に従って構築された作動する、図３Ａ～図３Ｃの真皮調整装置によって非侵襲性治療を受ける皮膚の試料の概略図である。

【図4A】開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、図３Ａ～図３Ｃの真皮調整装置によって非侵襲性治療を受けた後の皮膚の面積の画像である。

【図4B】開示された技法のさらなる実施形態に従って構築された作動する、図３Ａ～図３Ｃの真皮調整装置による治療に応答した皮膚に対する熱波穿孔深さを示すグラフである。

【図4C】開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、８ｍｓの期間のパルスに対して図３Ａ～図３Ｃの真皮調整装置による治療後に、１５ｍｓにわたって様々な皮膚の深さにおける皮膚の温度を示すグラフである。

【図4D】開示された技法のさらなる実施形態に従って構築された作動する、１４ｍｓの期間のパルスに対して図３Ａ～図３Ｃの真皮調整装置による治療後に、３０ｍｓにわたって様々な皮膚の深さにおける皮膚の温度を示すグラフである。

【図4E】開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、付与された応力と、付与された応力に応答して複数の材料の対応する伸長との間の関係を示すグラフである。

【図4F】開示された技法のさらなる実施形態に従って構築された作動する、一般に図２Ａの真皮調整装置、具体的に図３Ａの真皮調整装置の加熱段階の適用に応答した、複数の深さにおける皮膚の温度を示すグラフである。

【図4G】開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、８ｍｓの期間のパルスに対して図３Ａの真皮調整装置による加熱段階の間の様々な深さにおける皮膚の温度勾配を示す。

【図4H】先行技術の方法に従って剥離治療を受けた後の皮膚の面積を示す図である。

【図4I】開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、図２Ａの真皮調整装置による非剥離性治療を受けた後の皮膚の面積を示す図である。

【図5A】開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、光エミッタを使用して熱を生成する開示された技法の真皮調整装置の概略図である。

【図5B】開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、光エミッタを使用して熱を生成する開示された技法の真皮調整装置の概略図である。

【図5C】開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、光エミッタを使用して熱を生成する開示された技法の真皮調整装置の概略図である。

【図5D】開示された技法のさらなる実施形態に従って構築された作動する、乾燥流を使用して熱を生成する開示された技法の真皮調整装置の概略図である。

【図5E】開示された技法のさらなる実施形態に従って構築された作動する、乾燥流を使用して熱を生成する開示された技法の真皮調整装置の概略図である。

【図6A】開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、ＲＦエミッタを使用して熱を生成する開示された技法の真皮調整装置の概略図である。

【図6B】開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、ＲＦエミッタを使用して熱を生成する開示された技法の真皮調整装置の概略図である。

【図7】開示された技法のさらなる実施形態に従って構築された作動する、真皮調整装置を作動するための方法の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

開示された技法は、非侵襲性および非剥離性工程を使用して物質の皮内送達のための、皮膚の面積の吸収能力を改良するための新規のシステム、装置および方法を提供することにより、先行技術の欠点を克服する。皮膚の角質層は、水中でその重量の３倍まで吸収することができ、脱水したときに柔軟で可撓性であるが、含水量が十分に降下したときに角質は脆くなり割れやすい。この特性は人および動物の両方に当てはまる。開示された技法は、美容または医療治療用の溶液または物質を吸収する一方で、皮膚組織の細胞の一体化および生存を維持し、治療前の皮膚の穿孔障壁機能を保護するために皮膚を調整するようにこの特性を利用する。開示された技法によれば、角質は脆くなるように十分に脱水される。次いで応力（すなわち断面積当たりの力）が脆い角質に付与され、これによって角質上に歪みが生じ、変形させる。歪みにより角質内に複数の亀裂が形成される一方で、角質を剥離しない。皮膚内に形成された亀裂は、より深い皮膚組織層にアクセスチャネルを提供し、これらの層は親水性、脂溶性または疎水性溶液を吸収できるようになる。加えて、上部皮膚層内に形成された亀裂は、皮膚の外部表面に連続して加熱を加えることに応答してより深い皮膚層から水を蒸発させることができる、すなわち皮膚の表皮層は、表皮層の下の真皮層の一部と同様に脱水される。より深い皮膚層を脱水することにより、その中の細胞が具体的には親水性および脂溶性溶液を吸収しやすくなる。

【0035】

角質を調整することには、加熱段階、および皮膚を穿孔しない、したがって非侵襲性である応力を付与する段階が含まれる。加熱段階は皮膚の脱水を引き起こし、応力を付与する段階は皮膚に歪みをもたらし、皮膚の表面が変形する。脱水段階は角質層ならびにより深い皮膚層に影響を及ぼすのに対して、歪みを付与する段階は角質層のみに影響を及ぼす。最初の脱水および次の応力を付与する組合せは、皮膚の表皮層の角質を脆くし、外傷を誘発することなく亀裂させる。角質内の亀裂は、皮膚の外部表面から下にある脱水したが依然として生存できる細胞に送達チャネルを形成する。これにより皮膚の外部表面に塗布された溶液、物質、薬剤、軟膏などが、より深い層に到達でき、そこで吸収される。脱水および応力を付与する段階は、皮膚の穿孔を避ける正確に制御された方式で皮膚の外部に適用される。応力は、外傷を誘発することなく亀裂の形成をもたらすために、皮膚の表面に丁度十分な量の歪みをもたらすよう付与される。皮膚に外傷を誘発することを避けることにより、開示された技法は、より深い皮膚層の吸収能力に弊害をもたらすはずである炎症性免疫反応をその後起こすことを防ぐ。したがって従来の先行技術とは対照的に、開示された非剥離技法は、皮膚細胞の凝固または変性を最小にする。脱水段階および非侵襲性の歪みを付与する段階は、連続して、連携してまたはそれらの組合せとして適用されてもよい。

【0036】

開示された技法は、角質を１０％未満の含水率に脱水し、脆く割れやすいままにし、顆粒層（角質層の下の次の層）などのより深い層を７０％未満の含水率に脱水し、その吸収能力を増加させる。加えて開示された技法は、脆い角質層の表面に歪みを付与し、割れを形成する。この手法で、より深い層内の生細胞への熱損傷が防止され、それらの生存能力を維持する。その後、生細胞は亀裂を介して送達された親水性、脂溶性または疎水性溶液を吸収して反応することができる。皮内送達に関連した用語「溶液」は、皮膚を通して投与できる薬品、薬剤、ワクチン、軟膏、クリーム、粘性物質などを指すために本明細書全体に使用されることに留意されたい。また本明細書全体に使用される用語「皮膚」は、ヒトの皮膚ならびに動物の皮膚に適用することができることにも留意されたい。

【0037】

次に図２Ａ～２Ｂを参照する。図２Ａ～２Ｂは、開示された技法の一実施形態に従って構築されて作動する、概して２００で示された真皮調整装置の概略図である。図２Ａを参照すると、真皮調整装置２００は皮膚２５０の面積の近位に位置付けられて示されている。皮膚２５０の面積の層は、角質層２５２、顆粒層２５４、有棘層２５６、および基底層２５８として示されている。顆粒層２５４、有棘層２５６、および基底層２５８は、まとめてより深い皮膚層と呼ぶことができる。図２Ａは真皮調整装置２００によって調整される前の皮膚２５０の面積を示し、角質層２５２は完全に無傷である。

【0038】

真皮調整装置２００はヒータ２０４、ストレッサ２０６、制御装置２０８、および電源２１０を含み、すべては筐体２１２内に包囲される。筐体２１２に取り付けられているのはハンドル２１４である。ヒータ２０４、ストレッサ２０６、制御装置２０８および電源２１０は、それぞれがその間に有線、光ファイバー、およびソフトウェア（例えば通信プロトコル）チャネルのいずれかを含む公知の技法を使用して、データを転送する通信バス２１６を介して互いに電気的に結合される。通信バス２１６は直列、並列、またはそれらの組合せでデータを転送してもよい。ヒータ２０４は、制御装置２０８によって決定されたような１つまたは複数の熱制御パラメータに従って、皮膚２５０の面積を脱水するための熱を発生する。ヒータ２０４は、真皮調整装置２００の遠位端に十分に近位に位置付けられたときに、ヒータ２０４によって生成された熱が皮膚２５０の面積に送達されるように、真皮調整装置２００の遠位端に熱的に結合される。送達された熱により、皮膚２５０の面積から水が蒸発する。ストレッサ２０６は、制御装置２０８によって決定されたような１つまたは複数の応力制御パラメータに従って、皮膚２５０の面積に付与するための応力を発生する。応力は機械的応力、気流によってもたらされた圧力などであってもよい。ストレッサ２０６は、真皮調整装置２００の遠位端に十分に近位に位置付けられたときに、ストレッサ２０６によって生成された応力が皮膚２５０の面積に付与されるように、真皮調整装置２００の遠位端に結合される。付与された応力は皮膚２５０の面積に歪みを生成し、複数の亀裂の形成をもたらす。

【0039】

図２Ａに示されたように、真皮調整装置２００により皮膚２５０を調整する前に、皮膚２５０の面積の角質層２５２は平滑で完全に無傷であり、著しい亀裂はない。この状態で、角質層２５２は、より深い皮膚層２５４、２５６、および２５８と、真皮調整装置２００の遠位端に面する角質層２５２の外部表面との間に障壁をもたらす。したがって角質層２５２は、より深い皮膚層２５４、２５６、および２５８内の生細胞が外部に付与された溶液を吸収するのを防ぐ。

【0040】

次に図２Ｂを参照する。図２Ｂは、開示された技法の一実施形態に従って構築されて作動する、図２Ａの制御装置２０８、ヒータ２０４、およびストレッサ２０６の概略ブロック図である。制御装置２０８は、少なくとも１つの処理装置２１８、記憶装置２２０、トランシーバ２２２、および通信バス２２４を含む。処理装置２１８、記憶装置２２０、およびトランシーバ２２２は、通信バス２２４を介して互いに電気的に結合される。通信バス２２４は、有線、光ファイバー、およびソフトウェア（例えば通信プロトコル）チャネルのいずれかを含む公知の技法を使用してデータを転送する。通信バス２２４は直列、並列、またはそれらの組合せでデータを転送してもよい。トランシーバ２２２は、赤外線技術、ブルートゥース（登録商標）技術、イーサネット技術などを通して有線、無線または両方のあらゆる公知の通信手段を介してデータを受信する。データは、１つまたは複数のプログラムコード命令、真皮調整装置２００の作動を制御するための１つまたは複数のパラメータなどを含んでもよい。記憶装置２２０は、１つまたは複数のプログラムコード命令、データおよび作動パラメータを記憶する働きをするコンピュータ可読媒体である。処理装置２１８は、図２Ａのヒータ２０４およびストレッサ２０６の作動を制御するためなど、真皮調整装置２００の作動を制御するために１つまたは複数のプログラムコード命令を実行するときにパラメータを適用する。

【0041】

制御装置２０８は、皮膚２５０の面積に連続して、同時にまたはそれらの組合せのいずれかでそれぞれの熱および歪みを付与するために、ヒータ２０４およびストレッサ２０６の作動を制御する。例えば制御装置２０８はまずヒータ２０４により脱水段階の実施を制御し、次いでストレッサ２０６により応力付与および歪み生成段階の実施を制御してもよい。別の実施形態では、制御装置２０８は、脱水段階ならびに応力付与および歪み生成段階が同時に実施されるように、ヒータ２０４およびストレッサ２０６の作動を同期させてもよい。

【0042】

ヒータ２０４は熱発生器２２４および熱エミッタ２２６を含む。熱発生器２２４は、制御装置２０８および電源２１０（図２Ａ）に電気的に結合される。熱エミッタ２２６は、熱発生器２２４に、および真皮調整装置２００（図２Ａ）の遠位端に熱的に結合される。熱発生器２２４は、例えば温度（単位摂氏、℃）、波長（単位ナノメートル、ｎｍ）、エネルギーレベル（単位ジュール、Ｊ）、時宜（単位秒）などの１つまたは複数の熱制御パラメータに従って熱を発生する。制御装置２０８は、熱制御パラメータに従って熱発生器２２４の作動を制御する。熱エミッタ２２６は、皮膚２５０の面積が真皮調整装置２００の遠位端の近位に位置付けられたときに、真皮調整装置２００の遠位端から熱発生器２２４によって発生された熱を皮膚２５０の面積上に放射する。制御装置２０８は、角質層２５２の含水率が１０％未満であり、顆粒層２５４の含水率が７０％未満であるように、皮膚２５０の面積の脱水をもたらすために熱発生器２２４による熱の発生および熱エミッタ２２６による熱の放射を制御する。例えば制御装置２０８は、熱エミッタ２２６によって放射された熱の時宜、周波数、温度、および強度のいずれかを制御する。制御装置２０８は、１つまたは複数のセンサ（図示せず）から皮膚２５０の面積の状態についてのフィードバックを受信し、それに応じて熱発生器２２４による熱の発生および熱エミッタ２２６による熱の放射を調節してもよい。

【0043】

開示された技法によれば、以下の公式はヒータ２０４を作動するためのパラメータを決定するために使用される。定熱容量に対して、水を蒸発させるために必要なエネルギー量は以下のように算出されてもよい。
エネルギー＝（質量）×（温度差）×（特定熱容量） （１）

【0044】

生きている皮膚組織が定熱容量をもっていない場合であっても、１００℃未満の非常に狭い温度範囲にわたる皮膚組織に対する熱容量の変化は非常に小さく、定熱容量の仮定から生じる誤差はそれに応じて小さい。例えば大気圧では、定圧における特定の熱容量は、２０℃で４．１８３ｋＪ／（ｋｇ・Ｋ）から８０℃で４．１９４ｋＪ／（ｋｇ・Ｋ）に変化し、変化は０．３％に過ぎない。過熱水などの他の物質については、温度および圧力に関する熱容量の変化は大きいことがある。３５０℃（２００バール）では、熱容量は８．１３８ｋＪ／（ｋｇ・Ｋ）で、同じ圧力における２０℃の熱容量の２倍に近い。生きた皮膚組織から水を蒸発させるために必要な熱量は、したがって顕熱（Ｑ_ｓｈ）と潜熱（Ｑ_ｌｈ）の合計で算出することができる。開示された技法の文脈における顕熱は、その表面温度（通常３２℃）がおよそ１００℃であるように、組織を加熱するために必要な熱に関連する。潜熱は加熱した水の状態を液体から蒸気に変えるために必要な熱である。したがって必要な熱Ｑ_Ｔｈは以下のように顕熱と潜熱の合計によって与えられる。

【数1】

顕熱は、水の特定の熱容量に温度変化を乗じて算出される。潜熱は、水に対する特定の潜熱に水の質量として測定された水量を乗じて算出される。したがって必要な熱は以下のように書き換えてもよい。
Ｑ_Ｔｈ＝Ｃ_ｍ（Ｔ_２－Ｔ_１）＋ｍＬ （３）
上式でＬは特定の潜熱（水に対してこれは２２６４．７６ｋＪ／（ｋｇ・Ｋ）である）であり、ｍは質量（ｋｇ）であり、Ｃ_ｍは水の特定の熱容量（４．２ｋＪ／（ｋｇ・Ｋ））であり、Ｔ_２は皮膚の最終温度（℃）であり、Ｔ_１は皮膚の初期温度（℃）である。真皮調整装置２００の遠位端から皮膚２５０の異なる層への直接熱伝達（流）は以下の一般方程式によって決定されてもよい。

【数2】

より具体的には、熱ポテンシャル差は温度差Ｔ_ｉ－Ｔ_ｊに熱伝導率ｋおよび熱伝導面積Ａを乗じて与えられ、熱抵抗は皮膚の厚さによって与えられる。したがって直接熱伝達は以下のより具体的な方程式によって決定される。

【数3】

上式でｑは熱流であり、Ｔ_ｉ－Ｔ_ｉ－１は各皮膚層内の温度差であり、Δｘ_ａ、Δｘ_ｂは皮膚層ａ、ｂに対する厚さであり、Ａは皮膚の面積の熱伝導率であり、ｋ_ａ、ｋ_ｂは皮膚層ａ、ｂそれぞれに対する熱伝導率である。

【0045】

皮膚２５０の面積によって吸収された熱量は、真皮調整装置２００の遠位端に位置付けられた熱エミッタ２２８と皮膚２５０の熱特性との間の距離の関数である。皮膚２５０は真皮調整装置２００の遠位先端部に比べてかなり大きいので、真皮調整装置２００の遠位先端部は集中質量として分析されることがある。集中質量では、内部温度は熱伝達工程の間中基本的に均一のままであり、温度（Ｔ）はその時（ｔ）の関数であるととることができ、したがってＴ（ｔ）が与えられる。集中質量モデルに対する熱伝達は、時間間隔ｄｔにわたる皮膚２５０の面積に伝達された熱であり、これは時間間隔ｄｔの間の皮膚２５０の面積のエネルギーの増加に等しく、熱伝達係数（ｈ）と、真皮調整装置２００の皮膚２５０の面積との接触面積（Ａ_ｓ）の積に時間間隔ｄｔにわたる温度差（Ｔ_∞－Ｔ）を乗じると数学的に表すことができる。これは皮膚２５０の治療した面積の質量（ｍ）に皮膚２５０の特定の熱ｃ_ｐを乗じたものに等しく、以下の公式として表すことができる。
ｈＡ_ｓ（Ｔ_∞－Ｔ）ｄｔ＝ｍｃ_ｐｄＴ （６）
上式で、ｈは熱伝達係数（Ｗ／（ｍ^２・Ｋ））であり、Ａ_ｓは真皮調整装置２００と皮膚２５０の治療した面積との接触面積であり、Ｔ_∞は皮膚２５０の面積の最終温度（℃）であり、Ｔは皮膚２５０の面積の初期温度（℃）であり、ｍは皮膚２５０の治療した面積の質量（ｋｇ）であり、ｃ_ｐは皮膚２５０の面積の特定の熱（Ｋｇ・ｍ^２／（Ｋｓ^２））である。ｍ＝ρＶにおいてρは皮膚２５０の面積の密度（ｋｇ／ｍ^３）であり、Ｖは皮膚２５０の治療した面積の容積（ｍ^３）であり、方程式（５）は以下のように書き換えてもよいことに留意されたい。

【数4】

これは以下のように解くことができる。

【数5】

上式で、

【数6】

である。

【0046】

熱発生器２２６は、以下の例のように熱を発生するためのあらゆる公知の技法を使用して実施されてもよい。
・熱発生器２２６は摩擦を介して加熱する機械的熱発生器であってもよい。
・熱発生器２２６は、真皮調整装置２００の遠位端に配置された、熱エミッタ２２８を形成する熱伝導要素に熱的に結合された熱発生要素であってもよい。
・熱発生器２２６は、熱エミッタ２２８を形成する複数の空気チャネルを介して真皮調整装置２００の遠位端に流体結合された、空気加圧器に結合された熱発生要素であってもよい。
・熱発生器２２６は、真皮調整装置２００の遠位端に配置された複数の光ファイバチャネルとして構成された、熱エミッタ２２８に光学的に結合された赤外線（本明細書ではＩＲ）または近ＩＲレーザエミッタであってもよい。
・熱発生器２２６は、真皮調整装置２００の遠位端からＲＦ信号を導くように構成された、熱エミッタ２２８に電気的に結合されたＲＦ信号エミッタであってもよい。

【0047】

ストレッサ２０６はアクチュエータ２３０および応力付与器２３２を含む。アクチュエータ２３０および応力付与器２３２は、皮膚２５０の面積が真皮調整装置２００の遠位端に十分に近接して位置付けられたときに、アクチュエータ２３０によって駆動された力が応力付与器２３２により皮膚２５０の面積上に搬送されるように互いに結合される。例えばアクチュエータ２３０は、応力搬送機２３２に機械的に結合されても、電気的に結合されても、または流体結合されてもよい。例示的実施形態は、図５Ａ～５Ｅにおいて以下により詳細に説明されているが、これらの例は限定を意図するものではない。アクチュエータ２３０は、制御装置２０８および電源２１０（図２Ａ）に電気的に結合される。アクチュエータ２３０は、例えば力（単位ニュートン、Ｎ）、エネルギーレベル（単位ジュール、Ｊ）、周波数（単位ヘルツ、Ｈｚ）、位相（単位秒）、時宜（単位秒）などの１つまたは複数の応力制御パラメータに従って応力を発生する。アクチュエータ２３０は、例えばリニアモータ、圧電素子、ＲＦエミッタなどのあらゆる公知の応力アクチュエータであってもよく、これらの実施形態は図６Ａ～６Ｂにおいて以下により詳細に説明されている。制御装置２０８は、上述の応力制御パラメータに従ってアクチュエータ２３０の作動を制御する。応力付与器２３２は、アクチュエータ２３０によって発生された応力を真皮調整装置２００の遠位端から皮膚２５０の面積上に搬送する。付与された応力に応答して、歪みが皮膚２５０の面積上に生成され、複数の亀裂の形成をもたらす

【0048】

図２Ｃを参照すると、真皮調整装置２００は、真皮調整装置２００によって治療した後の皮膚２５０の面積の近位に示されている。皮膚２５０の面積は割れ、脱水された角質層２５２内に複数の亀裂２６０が表れている。角質層２５２は、治療前より真皮調整装置２００による治療後の方が薄い。複数の亀裂２６０は、応力付与器２３２によって付与された応力の結果として皮膚２５０上に生成された歪みによってもたらされる。各複数の亀裂２６０は、角質層２５２の外部表面とより深い皮膚層２５４、２５６、および２５８との間にチャネルを提供する。とりわけ真皮調整装置２００によって調整した後に角質層２５２ならびにより深い皮膚層２５４、２５６、および２５８内の細胞構造は無傷のままであり、それによって外傷および凝固は最小であることを示す。このように調整されて、角質層２５２の外部表面に塗布された溶液（図示せず）は複数の亀裂２６０を介してより深い皮膚層２５４、２５６、および２５８に搬送することができ、そこで溶液はその中に存在する細胞によって吸収される。

【0049】

制御装置２０８は、皮膚２５０の面積の表面またはより深い皮膚層のいずれにも熱的損傷を生じることなく皮膚２５０の面積を脱水するために十分な熱を生成するように、ヒータ２０４を制御することにより図２Ａおよび２Ｃに示された皮膚２５０の調整を制御する。ヒータ２０４は熱を生成し、皮膚２５０の角質層２５２の外部表面に熱を付与し、それによってその中に保存された水を蒸発させる。一実施形態では、制御装置２０８は、角質層２５２のそれぞれの含水率が約１０％未満になるまで、また顆粒層２００Ｂの細胞外マトリクス（本明細書ではＥＣＭと略す）のそれぞれの含水率が約７０％未満になるまで、皮膚２５０の表皮層（例えば角質層２５２およびより深い皮膚層２５４、２５６、および２５８）から蒸発を引き起こすために、ヒータ２０４によって生成された熱の温度、強度および時宜を制御する。

【0050】

また制御装置２０８は、角質層２５２の外部に付与されたときに、脱水された角質層２５２を割るのに十分な歪みを脱水された角質層２５２上にもたらす応力を生成するためにストレッサ２０６も制御する。ストレッサ２０６は応力を生成し、角質層２５２を穿孔することなく角質層２５２の外部表面に応力を付与する。外部に付与した応力は、角質層２５２上に歪みを生成し、免疫反応を引き起こすために皮膚２５０の表皮の層に外傷を生じることなく、角質層２５２内に複数の亀裂２６０の形成をもたらす。したがって真皮調整装置２００による皮膚２５０の調整は非侵襲性である。複数の亀裂２６０の大きさおよび深さは、２０～３００ミクロンの範囲であってもよい。調整された角質層２５２内で亀裂した組織の、亀裂していない組織に対する割合は、１％～３０％の範囲であってもよい。その割合は、例えば複数の亀裂２６０の幅の角質層２５２の、無傷の領域の幅に対する割合であってもよい。一旦調整されると、皮膚２５０の面積は、亀裂した角質層２５２の外部表面に付与された親水性、脂溶性または疎水性溶液をより深い皮膚層２５４、２５６、および２５８内の生細胞の中に吸収することができる。

【0051】

次に図３Ａ～３Ｃを参照する。図３Ａ～３Ｃは、まとめると開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、概して３００で示された開示された技法の真皮調整装置の一実施形態の概略図である。以下の説明では、真皮調整装置３００は、図２Ａ～２Ｃの真皮調整装置２００に関して上述された手順および／または機能のいずれかを実行するために作動可能であると理解される。図３Ａを参照すると、真皮調整装置３００は、アクチュエータ３０６Ａ、制御装置３０８、電源３１０、通信バス３１６Ａ、３１６Ｂ、および３１６Ｃのそれぞれ、筐体３１２の遠位端に薄い要素として示された熱発生器３２６を含むヒータ３０４、ならびに真皮調整装置３００の遠位端に１組のピラミッド型歯の熱伝導表面として示された熱エミッタ３２８、アクチュエータ３３０、シャフト３３４、アクチュエータ先端部３３２、ならびに距離ゲージ３３６を含む。図２Ａ～２Ｂに戻って参照する一方で、依然として図３Ａを参照すると、制御装置３０８は制御装置２０８に対応し、電源３１０は電源２１０に対応し、ヒータ３０４、熱発生器３２６および熱エミッタ３２８はヒータ２０４、熱発生器２２６および熱エミッタ２２８のそれぞれに対応し、アクチュエータ３３０およびアクチュエータ先端部３３２はアクチュエータ２３０および応力付与器２３２のそれぞれに対応する。

【0052】

制御装置３０８、アクチュエータ３３０および電源３１０は、通信バス３１６Ａを介して電気的に結合される。制御装置３０８および電源３１０は通信バス３１６Ｂおよび３１６Ｃのそれぞれを介して熱発生器３２６に電気的に結合される。アクチュエータ３３０はシャフト３３４を介してアクチュエータ先端部３３２に機械的に結合される。アクチュエータ３３０は、応力パラメータに従って真皮調整装置３００の長手方向軸（Ｙ）と位置合わせして、アクチュエータ先端部３３２を遠位に距離ゲージ３３６を超えて伸ばし、アクチュエータ先端部３３２を近位に距離ゲージ３３６の背後に後退させるように作動するリニアモータである。アクチュエータ先端部３３２のより詳細な説明は図３Ｂにおいて以下に与えられる。

【0053】

ヒータ３０４は、アクチュエータ先端部３３２の近位で真皮調整装置３００の遠位端に位置付けられる。ヒータ３０４は、当技術分野で公知のあらゆる適切な技法を使用して具現化されてもよい。例えばヒータ３０４の熱発生器３２６は、セラミックヒータなどの熱ヒータであってもよい。別法として、ヒータ３０４の熱発生器３２６はレーザ光源であってもよい。ヒータ３０４は真皮調整装置３００の遠位端に定熱を提供する。一実施形態では、熱エミッタ３２８は、熱エミッタ３２８がアクチュエータ先端部３３２と一緒に真皮調整装置３００の遠位端を形成するように、アクチュエータ先端部３３２上の熱伝導性コーティングである。この実施形態では、ヒータ３０４の熱発生器３２６は、例えば熱整合を確保するために熱発生器３２６を熱エミッタ３２８およびアクチュエータ先端部３３２の近位基部に押し付けるバネ（図示せず）を使用することにより、または別法として熱伝導性接着剤を使用することなどにより、熱エミッタ３２８に熱的に結合される。制御装置３０８は、熱エミッタ３２８を真皮調整装置３００の作動中におよそ４００℃の一定の有効温度に維持するために、ヒータ３０４の熱発生器３２６の作動を制御する。

【0054】

図３Ｂを参照すると、真皮調整装置３００が斜め視野から示されている。アクチュエータ先端部３３２は、真皮調整装置３００の遠位端に配置されている。アクチュエータ先端部３３２は、真皮調整装置３００の長手方向軸（Ｙ）と位置合わせされたピラミッド型突起部３３８のアレイを含む。突起部３３８のアレイの頂点は、真皮調整装置３００の遠位端を形成する。一実施形態では、アクチュエータ先端部３３２は、およそ１ｃｍ^２の面積を覆う突起部３３８のアレイの９×９のグリッドを含む。突起部３３８のアレイの１つずつの高さはおよそ１．２５ｍｍである。各突起部３３８の遠位端の表面積（例えば角質層２５２（図２Ａ）と接触させる表面積）はおよそ１．２７×１０^－４ｍ^２である。皮膚２５０とアクチュエータ先端部３３２の突起部３３８のアレイとの接触面積の間の間隔は十分であるので、あらゆる時点で皮膚２５０と突起部３３８のアレイの任意の１つとの接触面積の任意の１つの温度は突起部３３８のアレイの１つのみにより熱的に影響を及ぼされる。したがって治療の間中、正常な体温（すなわち３７℃）を維持する突起部３３８のアレイと接触した皮膚２５０の面積の間に領域が存在する。突起部３３８は、金メッキしたチタニウム、タングステン、タンタルまたは金メッキしたステンレス鋼などの生体適合材料、熱伝導性材料および耐熱性材料から作成されてもよい。開示された技法の一実施形態では、突起部３３８の熱伝導性は、角質層２５２（図２Ａ）の加熱により皮膚２５０（図２Ａ）の面積の生細胞を剥離することなく脱水を十分に起こすことができるために、金メッキした銅の熱伝導性より低い。

【0055】

真皮調整装置３００の距離ゲージ３３６は、真皮調整装置３００のそれぞれの遠位端に配置される。距離ゲージ３３６は、真皮調整装置３００が使用されないときに突起部３３８のアレイを包囲する。治療中、アクチュエータ３３０は突起部３３８の遠位端が距離ゲージ３３６をおよそ４００マイクロメートル（本明細書ではμｍと略す）だけ超えて遠位に伸びるように、アクチュエータ先端部３３２を遠位に前進させる。アクチュエータ３３０は、制御装置３０８によって制御されたように治療毎の所定のパルス期間およびパルスの所定の数に従って高調波パルス運動においてアクチュエータ先端部３３２を前進させ、後退させるように作動し、角質層２５２上に応力に加えて摩擦熱を生じる。複数の突起部３３８が皮膚２５０の面積と接触している間、突起部３３８のアレイの遠位端は、角質層２５２（図２Ａ）を穿孔することなく皮膚２５０の表面を押し下げる。複数の突起部３３８は非侵襲的手法で皮膚２５０の表面を押し下げる。押し下げる深さは、０．１ミリメートル（ｍｍ）～１ｍｍ、または０．０５～１．２ｍｍ、または０．２ｍｍ～０．８ｍｍ、または０．３ｍｍ～０．７ｍｍ、または０．４ｍｍ～０．６ｍｍの範囲である。したがって真皮調整装置３００による皮膚２５０の調整は非侵襲性である。突起部３３８と皮膚２５０との間の接触時間は、突起部３３８のアレイと皮膚２５０との間の十分な熱伝達により実質的に凝固または燃焼することなく皮膚２５０の実質的な脱水をもたらすことを可能にするために、１～２０ミリ秒（本明細書ではｍｓと略す）の間で変化する。典型的なパルス期間は、８ｍｓ～１４ｍｓ、または５ｍｓ～２０ｍｓ、または１０ｍｓ～１５ｍｓ、または５ｍｓ～１５ｍｓの範囲であってもよい。一実施形態では、アクチュエータ先端部３３２の高調波パルス運動の距離は、真皮調整装置３００の長手方向軸に沿って０．０２ｍｍ～１．５０ｍｍの範囲であってもよい。アクチュエータ先端部３３２のパルス運動とヒータ３０４による加熱の組合せによって、皮膚２５０の面積を迅速に加熱し、皮膚２５０の表面からの水の蒸発ならびに角質層２５２の亀裂をもたらす。加えて一旦角質層２５２が亀裂すると、ヒータ３０４による連続した熱の付与がより深い皮膚層２５４、２５６、および２５８（図２Ａ）から水を蒸発させる。

【0056】

次に図３Ｃを参照する。図３Ｃは、図３Ａの真皮調整装置３００の遠位端に対する別の実装形態の概略図である。ヒータ３０４（図３Ａ）は、アクチュエータ先端部３３２の近位に位置付けられた熱発生器３２６を含む。熱発生器３２６は、例えばインテンスパルスライト（本明細書ではＩＰＬと略す）光源、ＩＲもしくは近ＩＲ光源、固体レーザダイオードなどの光エミッタであることが可能であり、熱エミッタ３２８は、熱発生器３２６から真皮調整装置３００の遠位端に光を向ける複数の突起部３３８内に埋め込まれた複数の光チャネルを含む。熱発生器３２６は、わずかなＣＯ_２レーザとして１００μｍの組織穿孔深さに実装されてもよい。熱発生器３２６は、水の最高吸収ピークに対応して波長２．９４μｍで光を放射してもよい。別法として、熱エミッタ３２８の光チャネルは突起部３３８のアレイの外部に隣接して位置付けられてもよい。制御装置３０８（図３Ｂ）は、アクチュエータ先端部３３２の高調波パルス運動を熱発生器３２６による光の放射と同期させる。例えば制御装置３０８は、突起部３３８のアレイが皮膚２５０の面積と物理的に接触されるときのみＩＲレーザが放射されるように、熱発生器３２６によりＩＲレーザの放射を制御してもよい。これは、装置が皮膚２５０の面積の表面と物理的に接触しない限り、ＩＲレーザの放射を防ぐために安全手段を提供してもよい。別法としてセンサ（図示せず）が、アクチュエータ先端部３３２と皮膚２５０の面積との間の接触を検知し、熱発生器３２６を活性化するように制御装置３０８に通知してもよい。センサは、同様にアクチュエータ先端部３３２と皮膚２５０の面積との間に接触が検出されないときに、熱発生器３２６を不活性にするように制御装置３０８に通知してもよい。

【0057】

次に図３Ｄ～３Ｅを参照する。図３Ｄ～３Ｅは、開示された技法のさらなる実施形態に従って構築されて作動する、概して３００で示された、図３Ａ～３Ｃの真皮調整装置により非剥離治療を受ける皮膚の試料の概略図である。図３Ｄは真皮調整装置３００によって調整される前の皮膚２５０の面積を示し、図３Ｅは真皮調整装置３００によって調整された後の皮膚２５０の面積を示す。図３Ｄを参照すると、皮膚２５０の表面温度は３７℃（正常な皮膚温度）であり、皮膚２５０は完全に脱水している。角質層２５２は無傷であり、皮膚２５０の外部表面とより深い皮膚層２５４、２５６および２５８との間の障壁として働く。図３Ｅを参照すると、皮膚２５０は脱水されており、角質層２５２は図３Ｄより薄い。角質層２５２は、より深い皮膚層２５４、２５６、および２５６へのアクセスチャネルとして機能する複数の亀裂２６０を提示する。とりわけより深い皮膚層２５４、２５６、および２５８の細胞は生きたままであり、それらは角質層２５２の外部が亀裂した表面に付与された溶液を吸収することができる。

【0058】

皮膚２５０の面積のこの調整を達成するために、制御装置３０８は真皮調整装置３００の遠位端の温度を４００℃に上昇させるために熱発生器３２６を制御する。制御装置３０８は、制御信号をアクチュエータ３３０に送信してアクチュエータ先端部３３２を８ｍｓ～１４ｍｓの範囲のパルスで駆動させる。開示された技法によれば、真皮調整装置３００の遠位端の応力パルスの期間および表面温度は、上に与えられた方程式（６）～（９）の集中システム分析を使用して分析した、皮膚２５０の面積の熱波穿孔深さと熱特性との間の以下の方程式に従って計算される。

【数7】

上式で、δは単位がメートルの熱波穿孔深さであり、αは単位がｍ^２／ｓの熱拡散率であり、ｔは単位が秒の時間であり、ｋは単位がＷ／ｍ・°Ｋの熱伝導率であり、ρは単位がＫｇ／ｍ^３の密度であり、Ｃ_ｐは単位がＪ／（Ｋｇ・°Ｋ）の定圧での熱容量である。

【0059】

以下の表１は皮膚２５０の面積に対する熱伝導特性を与える。

【表1】

【0060】

アクチュエータ先端部３３２から皮膚２５０の面積までの熱伝達は、以下の方程式に従って算出されてもよい。

【数8】

方程式（１１）は皮膚２５０の面積のそれぞれの突起部３３８のアレイのそれぞれに対する熱流束について説明する。方程式（１１）により、熱流束は、各突起部３３８の皮膚２５０の表面との接触表面積Ａ上の突起部３３８毎の熱流束を積分することによって算出される。したがって皮膚２５０の面積に伝達されたエネルギーの総量は以下の方程式によって表すことができる。

【数9】

この方程式は、各パルスの期間ｔに対する各突起部３３８から皮膚２５０に伝達されたエネルギー量について説明し、これはパルス期間ｔにわたって方程式（１１）において上で算出した突起部３３８毎のＨｅａｔ_ｆｌｕｘを積分することによって算出される。

【数10】

この方程式は、パルス当たりの突起部３３８当たりに伝達されたエネルギー量に突起部３３８の数ｎ（これは図３Ｂに示された実施形態では８１である）を乗じることによって算出される、パルス毎のアクチュエータ先端部３３２から皮膚２５０に伝達されたエネルギー量について説明する。複数の突起部３３８は必要に応じて配置されてもよい。例えば複数の突起部３３８は、４×６アレイ、１２×１２アレイ、１０×１０アレイ、１５×１５アレイ、１０×１５アレイなどのように配置されてもよい。

【0061】

以下の表２は、アクチュエータ先端部３３２から皮膚２５０に伝達された熱量、ならびに方程式（６）～（９）において上に説明されたように真皮調整装置３００の有限要素解析から決定したように、パルス期間８ｍｓおよびパルス期間１４ｍｓのそれぞれに対する熱穿孔深さを示す。

【表2】

【0062】

次に図４Ａ～４Ｄを参照する。図４Ａ～４Ｄは、パルス期間８ｍｓおよび１４ｍｓでの図３Ａ～３Ｅの真皮調整装置３００による治療のための皮膚２５０の応答を示す。数値結果は、上に与えられたような方程式（６）～（９）を使用して皮膚の有限要素解析から得られた。図４Ａを参照すると、開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、概して２５０で示された、図３Ａ～３Ｅの真皮調整装置による非剥離性治療を受けた後の皮膚の面積の画像が示されている。皮膚２５０は破線円２６８によって示された角質層２５２内に開口を有して示されている。開口２６８は角質層２５２を通って２つの亀裂２６２および２６４に繋がる。亀裂２６２および２６４は、２６６と示された角質層２５２の外部表面と顆粒層２５４、有棘層２５６および基底層２５８と示された皮膚２５０のより深い内部層との間に自由通路帯域を形成する。顆粒層２５４、有棘層２５６および基底層２５８内の細胞は脱水される一方で、依然としてそれらの生存能力を維持し、したがって亀裂２６２および２６４を介して外部に付与された溶液を吸収する力がある。とりわけ顆粒層２５４、有棘層２５６および基底層２５８内に存在する凝固または変性は最小である。皮膚２５０は突起部３３８（図３Ｂ）によって機械的に穿孔されず、むしろ亀裂２６２および２６４は、脱水および真皮調整装置３００（図３Ａ～３Ｅ）により角質層２５２に付与された非侵襲性圧縮負荷／応力の組合せ、ならびにこの応力によって生じた角質層２５２上に生じた歪みによって生成された。同様に皮膚２５０のより深い層（すなわちより深い皮膚層２５４、２５６、および２５８）への真皮調整装置３００の効果は、主にＥＣＭから水を蒸発する一方で、生細胞への熱損傷を最小にすることである。

【0063】

図４Ｂを参照すると、図３Ａ～３Ｃの真皮調整装置による治療に応答した皮膚の熱波穿孔深さを示すグラフが、開示された技法のさらなる実施形態に従って構築されて作動する、概して４００で示されている。グラフ４００は、単位マイクロメートルで組織深さを示す水平軸４０２、および単位摂氏で温度を示す垂直軸４０４を含む。曲線４０６は、パルス期間８ｍｓで真皮調整装置３００（図３Ａ～３Ｃ）による治療に応答する皮膚２５０の熱波穿孔深さを描くのに対して、曲線４０８は、パルス期間１４ｍｓで真皮調整装置３００による治療に応答する皮膚２５０の熱波穿孔深さを描く。８ｍｓのパルス期間に対する曲線４０６に関して、深さ０μｍでは皮膚２５０の温度は４００℃に達し、深さ５μｍでは皮膚２５０の温度は３５０℃に達し、深さ１０μｍでは皮膚２５０の温度は３００℃に達し、深さ３０μｍでは皮膚２５０の温度は１５０℃に達する。１４ｍｓのパルス期間に対する曲線２２２に関して、深さ０μｍでは皮膚２５０の温度は４００℃に達し、深さ５μｍでは皮膚２５０の温度は３６０℃に達し、深さ１０μｍでは皮膚２５０の温度は３２０℃に達し、深さ３０μｍでは皮膚２５０の温度は１８０℃に達する。曲線４０６および４０８からわかるように、最も大幅な温度増加は皮膚２５０の表面で深さ０μｍにおいて起きる。皮膚２５０のより深い層、例えば図３Ｄ～３Ｅの層２５４、２５６、および２５８の温度は、急勾配で劇的に低減し、約５０μｍで先細になり、そこで温度は緩やかな勾配で低減する。この特性はより深い皮膚層での剥離および組織の損傷を防ぎ、これらの細胞の生存能力を維持する。

【0064】

次に図４Ｃを参照する。図４Ｃは、開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、概して４２０で示された、パルス期間８ｍｓに対する図３Ａ～３Ｃの真皮調整装置による治療の後、１５ｍｓにわたって様々な皮膚の深さにおける皮膚の温度を示すグラフである。グラフ４２０は単位ミリ秒で時間を示す水平軸４２２および単位摂氏で温度を示す垂直軸４２４を含む。４２６で示された最上曲線は、装置３００により８ｍｓのパルスで治療される場合の１５ｍｓにわたる皮膚２５０、換言すると角質層２５２の外側の表面温度の変化を示す。パルスの最初に、皮膚２５０の表面温度は急速に上昇し、１ｍｓ以内に４００℃のピーク温度に達する。角質層２５２の表面は、パルスの期間８ｍｓの間定温４００℃に維持され、その後温度は降下し始め、１０ｍｓ後に３２０℃に達し、１５ｍｓ後におよそ２６０℃に達する。

【0065】

４２８で示された曲線は、真皮調整装置３００により８ｍｓのパルスで治療される場合の、角質層２５２の中間領域に対応する５μｍの深さにおいて１５ｍｓにわたる皮膚２５０の温度の変化を示す。パルスの最初に、温度は最初の２ｍｓで急速に増加し、およそ３００℃に達し、その後温度はより遅い速度で増加し続け、８ｍｓで３５０℃に近いピーク温度に達する。８ｍｓ後、温度はかなり急速に低減し、１０ｍｓで約２５０℃に低下し、１５ｍｓ後に１６０℃未満に低減し続ける。

【0066】

４３０で示された曲線は、真皮調整装置３００により８ｍｓのパルスで治療される場合の、角質層２５２と顆粒層２５４との間の境界に対応する１０μｍの深さにおいて１５ｍｓにわたる皮膚２５０の温度の変化を示す。パルスの最初に、温度は最初の３ｍｓで急速に増加し、２６０℃に達し、その後温度はより遅い速度で増加し続け、８ｍｓで３００℃に近いピーク温度に達する。８ｍｓ後、温度はかなり急速に低減し、１０ｍｓで約２４０℃に低下し、１５ｍｓ後に１６０℃未満に低減し続ける。曲線４３０（１０μｍ）および４２８（５μｍ）は約１２ｍｓ後に集束する。４３２で示された曲線は、真皮調整装置３００により８ｍｓのパルスに治療される場合の、基底層２５８の真下（皮膚の表皮と真皮層との間の境界）に対応する３０μｍの深さにおいて１５ｍｓにわたる皮膚２５０の温度の変化を示す。パルスの最初に、温度はほとんど直線的に増加し、８ｍｓ後にほぼ１５０℃に達する。８ｍｓ後、温度はかなり直線的に低減するが、その増加より遅く、１５ｍｓ後に１２０℃に達する。

【0067】

４３４で示された曲線は、真皮調整装置３００により８ｍｓのパルスで治療される場合の、１００μｍの深さにおいて１５ｍｓにわたる皮膚２５０の下の組織の温度の変化を示す。パルスの最初に、深い組織の温度は正常な体温３７℃からあまり変化せず、１５ｍｓ後に４０℃に達する。

【0068】

グラフ４２０から見られるように、曲線４２６によって表された皮膚２５０の表面温度のみがパルスの期間の間中４００℃に維持され、大幅な脱水および亀裂の形成が可能なる。曲線４２８および４３０によって表された深さ５μｍおよび１０μｍのそれぞれにおけるより深い皮膚層２５４および２５６の温度は、若干上昇し、生細胞に損傷を生じることなく脱水することができる。しかし曲線４３２および４３４のそれぞれによって表された３０μｍ以下から１００μｍまでの深い組織の温度は、緩やかに上昇するに過ぎず、これらの面積の損傷を防ぐ。

【0069】

次に図４Ｄを参照する。図４Ｄは、開示された技法のさらなる実施形態に従って構築されて作動する、概して４４０で示された、パルス期間１４ｍｓに対して図３Ａ～３Ｃの真皮調整装置による治療後、３０ｍｓにわたって様々な皮膚の深さにおける皮膚の温度を示すグラフである。グラフ４４０は、単位ミリ秒で時間を示す水平軸４４２および単位摂氏で温度を示す垂直軸４４４を含む。４４６で示された最上曲線は、真皮調整装置３００（図３Ａ～３Ｃ）により１４ｍｓのパルスで治療される場合の、３０ｍｓにわたる皮膚２５０、例えば角質層２５２の外側の表面温度の変化を示す。パルスの最初に、皮膚２５０の表面温度は急速に上昇し、１ｍｓ以内で４００℃のピーク温度に達する。角質層２５２の表面は、パルス期間の１４ｍｓの間定温４００℃に維持され、その後温度は降下し始め、１５ｍｓ後に３７０℃に達し、３０ｍｓ後に丁度２６０℃未満に達する。

【0070】

４４８で示された曲線は、真皮調整装置３００により１４ｍｓのパルスで治療される場合の、角質層２５２の中間領域に対応する５μｍの深さにおいて３０ｍｓにわたる皮膚２５０の温度の変化を示す。パルスの最初に、温度は最初の３ｍｓで急速に増加し、およそ３２０℃に達し、その後温度はより遅い速度で増加し続け、１４ｍｓで３６０℃に近いピーク温度に達する。１４ｍｓ後、温度はかなり急速に低減し、１７ｍｓで約２４０℃に低下し、３０ｍｓ後に１２０℃未満に低減し続ける。

【0071】

４５０で示された曲線は、真皮調整装置３００により１４ｍｓのパルスで治療される場合の、角質層２５２と顆粒層２５４との間の境界に対応する１０μｍの深さにおいて３０ｍｓにわたる皮膚２５０の温度の変化を示す。パルスの最初に、温度は最初の３ｍｓで急速に増加し、２６０℃に達し、その後温度はより遅い速度で増加し続け、１７ｍｓでおよそ３１０℃のピーク温度に達する。１４ｍｓ後、温度はかなり急速に低減し、１７ｍｓで約２４０℃に低下し、３０ｍｓ後に１２０℃未満に低減し続ける。１０μｍの曲線４５０および５μｍの曲線４４８は、約１７ｍｓ後に集束する。

【0072】

４５２で示された曲線は、真皮調整装置３００により１４ｍｓのパルスで治療される場合の、基底層２５８の直下に対応する３０μｍの深さにおいて３０ｍｓにわたる皮膚２５０の温度の変化を示す。パルスの最初に、温度はパルスの期間の間中より緩やかに増加し、１４ｍｓで１８０℃に近いピーク温度に達し、その後温度は徐々に低減し、３０ｍｓで丁度１１０℃未満に低下する。

【0073】

４５４で示された曲線は、真皮調整装置３００により１４ｍｓのパルスで治療される場合の、１００μｍの深さにおいて３０ｍｓにわたる皮膚２５０の下の組織の温度の変化を示す。パルスの最初に、深い組織の温度は正常な体温３７℃からあまり変化せず、３０ｍｓ後に丁度４５℃以下に達する。

【0074】

グラフ４４０に見られるように、温度の上昇および減衰パターンは、グラフ４２０（図４Ｃ）に類似している。曲線４４６によって表された皮膚２５０の表面温度のみがパルスの期間の間中４００℃に維持され、大幅な脱水および角質上に亀裂を形成することができる。曲線４４８および４５０によって表された深さ５μｍおよび１０μｍのそれぞれの深さにおけるより深い皮膚層２５４および２５６の温度は若干上昇し、その中の生細胞を損傷させることなく部分的に脱水することができる。しかし曲線４５２および４５４のそれぞれによって表された３０μｍ直下から１００μｍまでの深い層の温度は緩やかに上昇するに過ぎず、それによってこれらの面積の損傷を防ぐ。

【0075】

概して真皮調整装置３００（図３Ａ）により、より一般的には真皮調整装置２００（図２Ａ）により皮膚２５０上に加熱段階を適用することによって、角質層２５２ならびにより深い皮膚層２５４、２５６および２５８の脱水を引き起こす。脱水の結果として、溶液をその後導入された皮膚２５０の外部表面と脱水された角質層２５２ならびにより深い皮膚層２５４、２５６、および２５８との間に濃度勾配が存在する。濃度勾配は、真皮調整装置２００によって治療されなかった皮膚２５０の他の面積に存在するあらゆる濃度勾配より大きい。真皮調整装置２００による皮膚２５０の調整によって生じた濃度勾配は、角質層２５２を通してより深い皮膚層２５４、２５６および２５８に存在する生細胞に導入された溶液の吸収を加速させる働きをする。追加として角質層２５２が脱水されるときに、皮膚の角質層２５２の外部の濃度勾配はかなりある。例えば溶液は７５％～１００％、または８０％～９０％、または６０％～１００％の範囲の含水率を有することがあり、脱水された角質層２５２の含水率は０％～１０％、または５％～１５％、または１０％～２０％の範囲であることがある。対照的に、角質層２５２の内部の濃度勾配はかなり小さい。例えば顆粒層２５４は、熱穿孔深さに対応して含水率７０％、または７５％、または６５％、または８０％に達するために脱水されることがある。顆粒層２５４の含水レベルは、脱水された角質層２５２からの距離が低減するにつれて、このレベルから徐々に低減する、すなわち部分的に脱水された顆粒層２５４を通り上方に動き、５０％、４０％、３０％および２０％の含水レベルを通って０％～１０％、または５％～１５％の範囲の含水率を有する脱水された角質層２５２に達成するように移行する。皮膚２５０の外部の濃度勾配に対する皮膚２５０の内部の濃度勾配のこの差は、外部に塗布された溶液の吸収をさらに加速させ得る。

【0076】

追加として治療中に真皮調整装置３００（図３Ａ）により、より一般的には真皮調整装置２００（図２Ａ）により皮膚２５０に付与された熱エネルギーの総量は比較的小さい。付与された熱エネルギーは、概して真皮調整装置２００の物理的寸法および設計の関数である。真皮調整装置３００（図３Ａ）の特定の場合に対して付与された熱エネルギーを説明する熱伝導解析が、方程式１１～１３において上で説明されている。熱伝導解析は、アクチュエータ先端部３３２の大きさ、形状、および材料、追加として制御装置３０８が熱パラメータ（例えば８ｍｓおよび１４ｍｓのパルス、アクチュ先端部を４００℃まで加熱すること、その他）に従って熱エミッタ３２８による熱の付与を制御する方法を考慮する。しかしこのような解析は図３Ａ～３Ｅの実施形態に限定することを意図しない。同様の熱伝導解析は、過剰な凝固を生じることなく角質層２５２を亀裂する皮膚２５０への所望の熱エネルギー伝達を達成するために、当技術分野で公知であるような熱伝導解析に従って本明細書で開示された実施形態のそれぞれに対して実行されてもよいことを理解されたい。

【0077】

したがって真皮調整装置３００（図３Ａ）により、一般的には真皮調整装置２００（図２Ａ）により治療される場合の皮膚２５０内の凝固した組織の量は、従来の技法に比べて大幅に低減される。皮膚の凝固におけるこの低減は、先行技術によって治療された皮膚２０（図１Ａ）および皮膚３０（図１Ｂ）を、真皮調整装置３００（図３Ａ）によって、より一般的には真皮調整装置２００（図２Ａ）によって治療された皮膚２５０（図４Ａ）と比較することによって明らかである。これらの画像を比較することによって見られるように、皮膚２０（図１Ａ）および皮膚３０（図１Ｂ）に存在する凝固は、皮膚２５０（図４Ａ）に存在するいかなる凝固より非常に大きい。組織の凝固におけるこの低減は、このような組織の凝固によってもたらされる障壁を低減させ、より深い皮膚層２５４、２５６、および２５８の生細胞により導かれた溶液に対する吸収能力をさらに高める。

【0078】

次に図４Ｅを参照する。図４Ｅは、開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、付与された応力と付与された応力に応答して複数の材料の対応する伸長との間の関係を示す、概して４６０で示されたグラフである。各複数の材料は異なる相対湿度を有し、したがって付与された力に異なって応答する。付与された応力は、単位グラム（ｇ）で測定した「力」と標した垂直軸４６２上に示されている。伸長は、力を付与する前の最初の長さに対する伸長の百分率（％）で測定した「伸長」と標した水平軸４６４上に示されている。

【0079】

曲線４６６は、真皮調整装置２００（図２Ａ）および真皮調整装置３００（図２Ｂ）のいずれかにより脱水段階を適用した後に、角質層２５２に関して上に説明されたように相対湿度３２％を有する脆性材料に対する伸長特性を示す。したがって付与する力を４０ｇまで増加することにより、この材料をおよそ２０％だけ伸長し、この材料は薄くなり、追加の力を付与したときにこの材料は割れるまたは裂ける傾向がある。曲線４６８は低エネルギーで急速加熱を受ける材料の伸長特性を示し、真皮調整装置２００（図２Ａ）および真皮調整装置３００（図３Ａ）のいずれかにより脱水段階を適用した後に、顆粒層２５４（図４Ａ）に関して上に説明されたように相対湿度７６％に達する。付与した力が０ｇから２３ｇに緩やかに増加することにより、この材料は線状関係に伸長する。付与した力が２３ｇを超えて増加すると、材料はかなり伸長し続け（例えば伸び）、裂けない。曲線４７０は、より深い皮膚層２５６および２５８などの相対湿度９８％を有する材料に対する伸長特性を示す。したがってこのような材料は付与した力に応答して非常に伸張し、裂けない。

【0080】

次に図４Ｆを参照する。図４Ｆは、開示された技法のさらなる実施形態に従って構築されて作動する、一般的に真皮調整装置２００（図２Ａ）および具体的には真皮調整装置３００（図３Ａ）のいずれかによる加熱段階の適用に応答した複数の深さにおける皮膚の温度を示す、概して４７１で示されたグラフである。付与した熱は、単位℃で測定した「温度」と標した垂直軸４７２上に示され、皮膚の深さは、単位μｍで測定した「皮膚の深さ」と標した水平軸４７４上に示されている。曲線４７６Ａは０ミクロン（μｍ）の深さに対応する表面における皮膚２５０の温度を示し、曲線４７６Ｂは５μｍの深さにおける皮膚２５０の温度を示し、曲線４７６Ｃは１０μｍの深さにおける皮膚２５０の温度を示す。曲線４７２Ａ、４７２Ｂ、および４７２Ｃは角質層２５２に関連する。したがって角質層２５２の温度は、加熱段階に応答して劇的に増加し、４００℃～３４０℃の範囲で高温に維持される。曲線４７６Ｄは３０μｍの深さにおける皮膚２５０の温度を示す。この深さでは、皮膚の温度ははるかに緩やかに上昇し、２５０℃を超えない。曲線４７６Ｅは１００μｍの深さにおける皮膚２５０の温度を示す。この深さでは、皮膚の温度はほとんど上昇せず、５０℃に達する。

【0081】

次に図４Ｇを参照する。図４Ｇは、開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、パルス８ｍｓに対する真皮調整装置３００（図３Ａ）の突起部３３８（図３Ａ）による加熱段階中の様々な深さにおける皮膚２５０の、概して４７８で示された温度勾配を示す。皮膚２５０への影響は真皮調整装置３００（図３Ａ）について示されているが、これは限定することを意味せず、同様の影響が真皮調整装置２００による加熱段階の適用により皮膚２５０に及ぼされることを理解されたい。破線４８２は、角質層２５２とより深い皮膚層２５４、２５６、および２５８との間の境界を示す。皮膚の深さの表示は、例示を意図するに過ぎず、一定の縮尺ではない。破線４８２の上の領域の熱勾配は、図４Ｆの曲線４７６Ａ、４７６Ｂ、および４７６Ｃに対応する。破線４８２の下の領域の熱勾配は、図４Ｆの曲線４７６Ｄおよび４７６Ｅに対応する。したがって加熱段階は皮膚２５０に二重効果を有する。角質層２５２は曲線４７６Ａ、４７６Ｂ、および４７６Ｃ（図４Ｆ）によって示されたように比較的高温に加熱され、その弾性に影響を与える。角質層２５２が加熱段階の前に相対湿度１００％であるとき、付与された応力に応答するその伸長は２００％である。しかし角質層２５２が加熱段階の後に相対湿度０％に迫るとき、付与された応力に応答してその伸長が図４Ｅに示されたように１０％未満に低減する。それに反してより深い皮膚層２５４、２５６、および２５８は、曲線４７６Ｄおよび４７６Ｅ（図４Ｆ）によって示されたようにより低い温度に加熱される。

【0082】

次に概して４８０で示された図４Ｈを参照する。図４Ｈは、先行技術の方法に従って剥離治療を受けた後の皮膚１０（図１Ａ）の面積を示す。剥離治療に続いて、角質層１２Ａの一部は表示４８２「ＳＣの除去」によって示されたように除去される。その上、剥離は角質層１２Ａの上の皮膚１０の外部の面積と、生細胞が存在するより深い皮膚層１２Ｂ、１２Ｃ、および１２Ｄ（図１Ａ）に対応するより深い皮膚層１２Ｆとの間に凝固帯域１２Ｅが形成されている。凝固帯域１２Ｅは、角質層１２Ａの上で皮膚１０の外部の面積からより深い皮膚層１２Ｆを封止する。その結果、皮膚１０の外部に付与された溶液は１２Ｇと示された貯蔵部内に集まり、より深い皮膚層１２Ｆによって吸収されない。

【0083】

次に概して４９０で示された図４Ｉを参照する。図４Ｉは、開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、図２Ａの真皮調整装置２００による非剥離治療を受けた後の皮膚２５０（図４Ａ）の面積を示す。図４Ｈの皮膚１０の面積と対照的に、真皮調整装置２００（図２Ａ）による非侵襲性治療に続いて、角質層２５２はわずかに穿孔され、自由通路帯域２６２および２６４（図４Ａ）に対応する自由通路帯域４９２および４９４を残す。穿孔された角質層２５２は、より深い皮膚層２５４、２５６、および２５８（図４Ａ）に対応するより深い皮膚層４９６に障壁を生じない。その上、低レベルに制御した真皮調整装置２００による熱エネルギーの付与に由来する、比較的少量の凝固組織４９８は、角質層２５２の上で皮膚２５０の外部表面からより深い皮膚層４９６に材料を通過させるために非常に限られた妨げしかもたらさない。最後に角質層２５２およびより深い皮膚層４９６の脱水により、角質層２５２の外部表面に導かれた溶液とより深い皮膚層４９６との間に水濃度勾配が形成される。この濃度勾配は、真皮調整装置２００による治療を受けていない皮膚２５０の他の面積に存在することがある濃度勾配より大きい。皮膚２５０へのこれらの効果、すなわち穿孔、限定された凝固、および脱水の組合せは、角質層２５２の外部表面から脱水されたより深い皮膚層４９６の中に溶液のための自由通路を提供し、急速な吸収をもたらす。角質層２５２内の穿孔および少量の凝固組織４９８により自由通路が提供され、さらに疎水性および脂溶性溶液をより深い皮膚層４９６の中に急速に吸収させることに気付くであろう。

【0084】

次に図５Ａ～５Ｃを参照する。図５Ａ～５Ｃは、開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、概して５００で示された、光エミッタを使用して熱を生成する開示された技法の真皮調整装置の概略図である。真皮調整装置５００は光エミッタを使用して熱を生成し、皮膚（図示せず）の表面の上で回転するように作動する回転可能なシリンダの使用により応力を発生し、皮膚上に歪みを生成する。以下の説明では、真皮調整装置５００は真皮調整装置２００（図２Ａ～２Ｅ）の少なくともハードウェア構成要素を含むことが理解され、皮膚２５０に対して上記の手順および機能のいずれかを実行するように作動可能である。真皮調整装置５００は制御装置（図示せず）および電源（図示せず）、アクチュエータ５３０およびローラ５３２、ならびに熱発生器５２６および熱エミッタ５２８を含む。制御装置および電源は、制御装置２０８および電源２１０（どちらも図２Ｂより）に対応する。熱発生器５２６および熱エミッタ５２８は、熱発生器２２６および熱エミッタ２２８（どちらも図２Ｂより）に対応する。アクチュエータ５３０およびローラ５３２は、アクチュエータ２３０および応力搬送機２３２（どちらも図２Ｂより）に対応する。制御装置、電源およびヒータ５２６は真皮調整装置５００の本体内に一体化されてもよい。

【0085】

ローラ５３２は真皮調整装置５００の遠位端を形成し、皮膚２５０に直接接触して触れるように作動する回転可能なシリンダである。アクチュエータ５３０は電源および制御装置に電気的に結合される。アクチュエータ５３０はシャフト５３４を介してローラ５３２に機械的に結合される。シャフト５３４は真皮調整装置５００の長手方向ｙ軸に直角に配向され、ローラ５３２の真皮調整装置のｘ軸に平行な回転の中心軸を通って位置付けられ、それによってローラ５３２がシャフト５３４を中心に回転することができる。真皮調整装置の軸ガイド５４０が図５Ａ～５Ｃに示されている。アクチュエータ５３０はローラ５３２がシャフト５３４を中心に回転するように作動する回転可能なモータとして具現化することができる。

【0086】

熱エミッタ５２８は、ローラ５３２によって形成された真皮調整装置５００の遠位端に熱発生器５２６を結合する複数のチャネルから形成される。熱発生器５２６は、ローラ５３２の内側などの真皮調整装置５００内のあらゆる適切な場所に位置付けられてもよい。熱エミッタ５２８のチャネルは、ローラ５３２の表面を覆う平行なリング５４２を形成する複数の列に配置されてもよい。ローラ５３２は熱エミッタ５２８を形成するチャネルの１個、２個、３個、…ｎ個の平行なリング５４２を配置されてもよい。リング間の距離は、数十マイクロメートル～数ミリメートルの範囲、例えば０．０５ｍｍ、０．２ｍｍまたは１ｍｍであってもよい。あらゆる２つのチャネル間の距離は、０．１ｍｍ～０．５ｍｍ、０．５ｍｍ～１ｍｍ、１ｍｍ～１．５ｍｍ、１．５ｍｍ～２ｍｍ、２ｍｍ～２．５ｍｍ、または２．４ｍｍ～３ｍｍの範囲であってもよい。これらの距離はすべて例として挙げたに過ぎない。

【0087】

図５Ａ～５Ｂを参照すると、真皮調整装置５００は、図３Ｃについて上に説明されたように、生細胞から水を蒸発させるために適切な光を放射するように作動する光エミッタとして構成された熱発生器５２６を備えて示されている。熱発生器５２６はＩＰＬ光源、ＩＲ光源または固体レーザダイオードであってもよく、およそ２．９４μｍの波長を有するレーザを放射してもよい。熱エミッタ５２８は、熱発生器５２６によって放射された光信号を真皮調整装置５００の遠位端においてローラ５３２の外部表面に搬送するように構成された、複数の光チャネルから形成される。熱エミッタ５２８によって放射された光信号は、皮膚２５０から水を蒸発させる。熱発生器５２６がＩＰＬ光源またはＩＲ光源であるとき、１つまたは複数の反射体（図示せず）は、放射された光を熱エミッタ５２８の各チャネルの直径のおよそ２倍の範囲においてより狭いビームに集中するために、熱発生器５２６と熱エミッタ５２８との間に装着されてもよい。熱発生器５２６が固体レーザであるとき、熱発生器５２６は複数の小さい直径のレーザ（図示せず）を含み、それぞれは熱エミッタ５２８の光チャネルの１つの中に装着される。

【0088】

図５Ａを参照すると、熱エミッタ５２８は、ローラ５３２を覆う複数の突起部５３８内に埋め込まれた複数の光チャネルとして構築されている。真皮調整装置５００の熱発生器５２６および熱エミッタ５２８は、真皮調整装置３００（図３Ｃ）の熱発生器３２６（図３Ｃ）および熱エミッタ３２８（図３Ｃ）と実質的に同様であり、顕著な違いは、熱発生器５２６および熱エミッタ５２８がローラ５３２の表面に配置されていることである。突起部５３８は、突起部３３８（図３Ｂ）のアレイについて上に説明したように、あらゆる適切な生体適合材料、熱伝導性材料および耐熱性材料から形成されてもよい。同様に突起部５３８の寸法、形状および材料、ならびにその間の距離は、真皮調整装置３００の突起部３３８の寸法、形状および材料、ならびにその間の距離に対応してもよい。複数の突起部５３８は、シャフト５３４を中心とするローラの回転と同期して非侵襲的手法で皮膚２５０の表面を押し下げる。突起部３３８は、真皮調整装置５００によって治療されたときに皮膚２５０を穿孔しないように十分に鈍角であり、皮膚２５０を０．１ミリメートル（ｍｍ）～１ｍｍ、または０．０５～１．２ｍｍ、または０．２ｍｍ～０．８ｍｍ、または０．３ｍｍ～０．７ｍｍ、または０．４～０．６ｍｍの範囲の深さに押し下げる。一実施形態では、突起部３３８の各アレイの直径は、０．０５ｍｍから０．１ｍｍ、０．１５ｍｍおよび１．０ｍｍまでの範囲であってもよい。ローラ５３２の外周から測定された際の突起部３３８の高さは、０．０５ｍｍから０．１ｍｍ、０．１５ｍｍおよび１．０ｍｍまでの範囲であってもよい。突起部３３８は図５Ａ～図５Ｂではピンとして示されているが、突起部３３８は、図３Ａ～３Ｃについて上に説明されたピラミッド型などの皮膚に応力を付与するためのあらゆる適切な形状を有してもよい。

【0089】

図５Ｂを参照すると、熱エミッタ５２８は、突起部５３８の間でローラ５３２の表面上に直接埋め込まれた複数の光チャネルとして構成されている。したがって治療中、熱エミッタ５２８と角質の表面との間に、突起部５３８の高さに対応する参照番号５４４を介して示された短い距離が存在する。図５Ａ～５Ｂに示された実施形態は例示目的を意図する。したがって真皮調整装置５００用のハンドルおよび筐体などの特徴は概念的例示のみとして示されている。図５Ａの真皮調整装置５００の熱エミッタ５２８を形成する光チャネルは複数の突起部５３８内に埋め込まれているのに対して、図５Ｂの真皮調整装置５００の熱エミッタ５２８を形成する光チャネルは複数の突起部５３８の間でローラ５３２の表面上に配置されている。したがって図５Ａの熱エミッタ５２８によって直接影響を及ぼされた皮膚の面積は、複数の突起部５３８によって直接影響を及ぼされた皮膚の面積に対応する。その上、図５Ａの真皮調整装置５００の熱エミッタ５２８は皮膚と直接接触することになる。対照的に、図５Ｂの真皮調整装置５００の熱エミッタ５２８によって直接影響を及ぼされた皮膚の面積は、複数の突起部５３８によって直接影響を及ぼされた皮膚の面積の間にある。その上、熱エミッタ５２８は、複数の突起部５３８の高さに対応する距離によって皮膚と直接接触しないことがある。

【0090】

次に図５Ｃを参照する。図５Ｃは、開示された技法の実施形態に従って構築されて作動する、真皮調整装置５００用のさらなる実施形態を示す。真皮調整装置５００用のこの実装形態では、応力付与器２３２（図２Ｂ）に対応する応力付与器５５２は、ローラ５３２の幅に及ぶ複数の細長いリッジとして形成される。熱エミッタ５２８はローラ５３２上に直接埋め込まれた複数の光チャネルから形成され、ローラ５３２の幅に及ぶ列５５４に配置される。熱エミッタ５２８の列５５４は、応力付与器５５２のリッジと交互に配置される。ローラ５３２の幅は０．５ｃｍ～４ｃｍの範囲であってもよい。熱エミッタ５２８を形成するチャネルの列５５４は細長いリッジ５５２の間に位置付けられる。リッジ５５２の高さはローラ５３２の表面から０．５ｍｍ～２ｍｍの範囲であってもよい。一実施形態では、図５Ｃのリッジ５５２の高さは、図３Ｂの突起部５３８の直径と同様におよそ１．２５ｍｍであってもよい。同様に図５Ｃのリッジ５５２は、突起部３３８（図３Ｂ）のように適切な熱伝導性材料および生体適合材料から作成されてもよい。

【0091】

アクチュエータ５３０によるローラ５３２の回転は、熱発生器５２６によって放射された光への皮膚２５０の面積の露出時間を決定する。したがって皮膚の表皮の脱水レベルは、ローラ５３２の回転周波数ならびに熱発生器５２６によって放射された光信号の電力および波長の関数である。制御装置（図示せず）は、シャフト５３４を中心としたローラ５３２の回転速度、ならびに開示された技法に従って皮膚を脱水する一方で剥離を回避するために、熱発生器５２６によって放射される光のパルス期間および強度を制御する。ＩＰＬまたは固体レーザとして具現化される熱発生器５２６の場合、制御装置は、光が熱エミッタ５２８の光チャネルのみから放射される一方で皮膚２５０の面積の照準線内にあることを確保するために、ヒータ５２６によって放射された光パルスをアクチュエータ５３８の回転速度と同期させてもよい。制御装置５０８は皮膚の上でローラ５３２の速度を制御する。例えば速度は１ｍｍ／ｓ～５ｍｍ／ｓの範囲であってもよい。図５Ａ～５Ｂに関して、ローラ５３２上の熱エミッタ５２８の光チャネルの間の間隔と、制御装置によって制御されたようなローラ５３２の回転周波数との組合せは、常に突起部５３８の任意の１つと皮膚２５０との接触面積の温度が突起部５３８の１つによって実質的に影響を及ぼされるように較正されるので、突起部５３８と接触させる皮膚の面積の間に正常な人の体温３７℃に維持する領域が存在する。同様に図５Ｃについて、ローラ５３２上の熱エミッタ５２８の光チャネルの間の間隔と制御装置によって制御されたようなローラ５３２の回転周波数との組合せは、常にリッジ５５２の任意の１つと皮膚２５０との接触面積の温度がリッジ５５２の１つによって実質的に影響を及ぼされるように較正されるので、リッジ５５２と接触させる皮膚の面積の間に正常な人の体温３７℃に維持する領域が存在する。

【0092】

皮膚が脱水された後（タイマ、センサなどによって決定されてもよい）、制御装置はローラ５３２の回転を制御してあらゆる突起部５３８（図５Ａ～５Ｂ）または別法としてリッジ５５２（図５Ｃ）が非侵襲性圧縮負荷もしくは応力を脱水された皮膚に付与し、皮膚上に歪みを生成することにより複数の亀裂が形成される。制御装置は、ローラ５３２の回転速度、およびその後突起部５３８（図５Ａ～５Ｂ）によって、または別法としてリッジ５５２（図５Ｃ）によって皮膚に掛かる圧力が皮膚を刺さないように、または穿孔しないように較正して制御する。結果として真皮調整装置５００による皮膚２５０の調整は非侵襲性である。真皮調整装置５００による皮膚の脱水および皮膚上への応力の付与は、制御装置によって制御されるのと同時にまたは連続して実行されてもよいことに気付くであろう。アクチュエータ５３０を介してローラ５３２の回転を駆動し、ヒータ５２６の作動を制御することにより、制御装置は、皮膚の上に熱および応力を組み合わせた付与を制御し、その後皮膚上に歪みを生成し、角質の亀裂を生じる。

【0093】

次に図５Ｄ～５Ｅを参照する。図５Ｄ～５Ｅは、開示された技法のさらなる実施形態に従って構築されて作動する、概して５５０で示された、乾燥流を使用して熱を発生する開示された技法の真皮調整装置の概略図である。真皮調整装置５５０は、真皮調整装置２００（図２Ａ～２Ｅ）の少なくともハードウェア構成要素を含むことが理解され、皮膚２５０について上に説明された手順および機能のいずれかを実行するように作動可能である。真皮調整装置５５０は、上に説明されたように作動するローラ５３２およびアクチュエータ５３０を有する図５Ａ～５Ｃの真皮調整装置５００と実質的に同様である。真皮調整装置５５０は、マニホールド５６０を介して結合された熱発生器５５６および熱エミッタ５５８を含む。マニホールド５６０は熱発生器５５６および熱エミッタ５５８とともに、真皮調整装置５５０の遠位端から皮膚２５０に向かって放出するために熱発生器５５６から本明細書で「乾燥流」と呼ばれる乾燥した空気またはガスの流れをもたらすように作動する。乾燥流は、角質およびより深い皮膚レベルを脱水し、追加として定常流体圧として応力を付与する両方の二重目的を果たし、皮膚上に歪みを生成することにより角質に亀裂を生じる。ローラ５３２、熱発生器５５６および熱エミッタ５５８による脱水と応力の付与の組合せにより角質が剥がれることがあり、その後親水性、脂溶性または疎水性溶液のいずれかを吸収するように、その中にある生細胞を調整するためにより深い皮膚層の脱水にさらに寄与する。

【0094】

熱エミッタ５５８は、マニホールド５６０を介して熱発生器５５６によって生成された乾燥流をローラ５３２の外部表面に導く、ローラ５３２の表面上の複数の穿孔から形成される。熱発生器５５６は、例えば空気を３０℃～６００℃の範囲の温度に加熱する空気乾燥機を使用することにより乾燥流を発生する。複数の管として示されたマニホールド５６０は、熱発生器５５６からローラ５３２に乾燥流を導き、そこで乾燥流はローラ５３２の表面上の穿孔（標されていない）として示された熱エミッタ５５８に放出される。一部の実施形態では、マニホールド５６０の大きさは０．５ｍｍから０．６ｍｍ、３ｍｍまでの範囲であってもよい。ローラ５３２の外部表面上の熱エミッタ５５８の穿孔の直径は、０．５ｍｍから０．１ｍｍまでの範囲であってもよい。熱エミッタ５５８の穿孔は、複数の平行な列または平行なリングとしてローラ５３２の表面上に位置合わせされる。１列内の穿孔の間の距離は０．１ｍｍ～３ｍｍの範囲であってもよい。列間の距離は０．５ｍｍ～３ｍｍの範囲であってもよい。

【0095】

乾燥流から皮膚上に掛けられる圧力に加えて、ローラ５３２は皮膚の表面に圧力を付与するように作動可能である。したがって皮膚に負荷された応力は、乾燥流とローラ５３２からの圧力の両方の組合せである。制御装置は、乾燥流の時宜、温度および圧力、ならびにシャフト５３４を中心とするローラ５３２の回転速度を制御し、それによって皮膚に送達された熱および応力のレベルならびに皮膚上に生成された得られる歪みを制御する。熱のレベルは、方程式６～１３において上に与えられた熱の算出に説明されたように、外傷を誘発することなく亀裂を生成するために皮膚を十分に脱水させるために較正される。

【0096】

図５Ｅを参照すると、開示された技法の一実施形態に従って構築されて作動する、真皮調整装置５５０の別の実施形態が示されている。真皮調整装置５５０のためのこの実施形態では、ローラ５３２は、図５Ｃについて上に説明されたように、ローラ５３２の幅に及ぶ１つまたは複数のリッジ５６２が追加として提供される。熱エミッタ５５８を形成するチャネルの列は細長いリッジ５６２の間に位置付けられる。一部の実施形態では、皮膚の上でローラ５３２の速度は１ｍｍ／ｓ～５ｍｍ／ｓの範囲であってもよい。真皮調整装置５００から放射された乾燥流の温度は１０℃～５０℃の範囲であってもよい。真皮調整装置５５０から放射された乾燥流の湿度は０％～１０％の湿度の範囲であってもよい。

【0097】

次に図６Ａ～６Ｂを参照する。図６Ａ～６Ｂは、開示された技法の別の実施形態に従って構築されて作動する、概して６００Ａおよび６００Ｂのそれぞれで示された、ＲＦエミッタを使用して熱を生成する開示された技法の真皮調整装置の概略図である。図６Ａは単極電極を使用する実施形態を示し、図６Ｂは１組の双極電極を使用する実施形態を示す。以下の説明では、真皮調整装置６００は図２Ａ～２Ｅの装置２００の少なくともハードウェア構成要素を含むことが理解され、皮膚２５０に対して上記の手順および機能のいずれかを実行するように作動可能である。具体的には真皮調整装置６００Ａおよび６６Ｂは、それぞれが筐体６２０、制御装置６０８、電源６１０、リニアモータ６３０、ＲＦ発生器６２６および単一電極６２８Ａ（図６Ａ）または１対の電極６２８Ｂ（図６Ｂ）のいずれか、ならびに通信バス６１６を含む。制御装置６０８は制御装置２０８（図２Ｂ）に対応し、電源６１０は電源２１０（図２Ａ）に対応し、リニアモータ６３０はアクチュエータ２３０（図２Ｂ）に対応し、ＲＦ発生器６２６は熱発生器（図２Ｂ）に対応し、図６Ａの単一電極６２８は熱エミッタ２２８（図２Ｂ）に対応し、対の電極６２８Ｂ（図６Ｂ）は熱エミッタ２２８（図２Ｂ）に対応する。制御装置６０８、電源６１０、モータ６３０およびＲＦ発生器６２６は、真皮調整装置６００Ａおよび６００Ｂのそれぞれの筐体６２０内に一体化される。図６Ａの電極６２８Ａは単極電極であるのに対して、図６Ｂの電極６２８Ｂは１組の双極電極である。制御装置６０８、電源６１０、モータ６３０およびＲＦ発生器６２６は、通信バス６１６を介して電気的に結合される。

【0098】

図６Ａを参照すると、電極６２８Ａは真皮調整装置６００Ａのモータ６３０およびＲＦ発生器６２６に電気的に結合されている。電極６２８Ａは真皮調整装置６００Ａの遠位端に配置される。モータ６３０は、電極６２８Ａを皮膚２５０に軽く押すように作動するリニアモータであり、それによって応力を脱水した皮膚２５０に付与して歪みを生成することにより、皮膚２５０の表面に亀裂を形成させる。ＲＦ発生器６２６は、角質層２５２およびより深い皮膚層２５４、２５６および２５８内のイオンを撹拌する高周波数交流を生成することにより、破線領域６３２Ａによって示されたように摩擦熱を介してその中に保存された水を加熱させる。水は組織の温度が７０℃から組織から蒸発し始め、組織の温度が１０４℃に達したときに組織の含水率のおよそ半部が消失することが示された実験結果によれば、制御装置６０８は皮膚２５０を１００℃の温度まで加熱するためにＲＦ発生器６２６を介して角質層２５２ならびにより深い皮膚層２５４、２５６および２５８の加熱を制御する。制御装置６０８はＲＦ発生器６０４Ａによって放射されたＲＦ信号のパルス期間を３０～５０秒に制御する。この速度では、皮膚２５０の温度の予想される上昇は実質的に低い。皮膚２５０に送達された最大電力は周波数範囲４６０ＫＨｚでおよそ２５Ｗ／ｍ^２・°Ｋである。単極が使用されるとき、熱は狭く深い領域に侵入し、すなわち有棘層２５６に達する。正確に制御された加熱と応力の付与の組合せは、皮膚２５０の前に存在した免疫および無傷の状態を実質的に損なうまたは変えることなく、角質層２５２内に亀裂を形成させる。

【0099】

図６Ｂを参照すると、電極６２８Ｂは真皮調整装置６００Ｂのモータ６３０およびＲＦ発生器６２６に電気的に結合されている。電極６２８Ｂは真皮調整装置６００Ｂの遠位端に配置される。モータ６３０は、電極６２８Ｂを皮膚２５０に軽く押すように作動するリニアモータであり、それによって応力を脱水した皮膚２５０に付与して歪みを生成することにより、皮膚２５０の表面に亀裂を形成させる。正確に制御された加熱と応力の付与の組合せは、皮膚２５０の前に存在した免疫および無傷の状態を実質的に損なうまたは変えることなく、角質層２５２内に亀裂を形成させる。ＲＦ発生器６２６は角質層２５２ならびにより深い皮膚層２５４、２５６および２５８内のイオンを撹拌する高周波数交流を生成することにより、破線領域６３２Ｂによって示されたように摩擦熱を介してその中に保存された水を加熱させる。制御装置６０８は、皮膚２５０を温度１００℃まで加熱するために、ＲＦ発生器６２６を介して角質層２５２ならびにより深い皮膚層２５４、２５６および２５８の加熱を制御する。制御装置６０８はＲＦ発生器６０４Ａによって放射されたＲＦ信号のパルス期間を３０～５０秒に制御する。この速度では、皮膚２５０の温度の予想される上昇は実質的に低い。皮膚２５０に送達された最大電力は周波数範囲４６０ＫＨｚでおよそ２５Ｗ／ｍ^２・°Ｋである。２極が使用されるとき、熱は図６Ｂに示されたように広く浅い領域に侵入し、すなわち熱は顆粒層２５４を越えて侵入しない。正確に制御された加熱と応力の付与の組合せは、皮膚２５０の前に存在した免疫および無傷の状態を実質的に損なうまたは変えることなく、角質層２５２内に亀裂を形成させる。

【0100】

次に図７を参照する。図７は、開示された技法のさらなる実施形態に従って作動する、真皮調整装置を作動するための方法の概略図である。手順７００では、少なくとも１つの信号が発生される。図２Ａを参照すると、制御装置２０８はヒータ２０４による、およびストレッサ２０６による少なくとも１つの信号の発生を制御する。制御装置２０８は少なくとも１つの信号の時宜、強度、温度、周波数、期間および位相のいずれかを制御する。一実施形態では、ヒータ２０４およびストレッサ２０６は別個の構成要素である。図３Ａを参照すると、制御装置３０８はヒータ３０４による熱の発生を制御し、制御装置はストレッサ３０６による応力の発生を制御する。ヒータ３０４は真皮調整装置３００の遠位端を摂氏４００度に維持してもよい。ストレッサ３０６は８ミリ秒（ｍｓ）～１４ｍｓ、または５ｍｓ～１５ｍｓ、または５ｍｓ～２０ｍｓ、または８ｍｓ～２０ｍｓの範囲の期間のパルスを発生してもよい。別の実施形態では、ヒータ２０４およびストレッサ２０６は単一構成要素として実装される。図５Ｄ～５Ｅを参照すると、制御装置５０８は熱発生器５５６による乾燥流の発生を制御する。

【0101】

手順７０２では、少なくとも１つの信号を発生することにより、脱水信号を発生する。脱水信号を発生することは、乾燥流を発生すること、ＲＦ信号を発生すること、光信号を発生すること、および加熱信号を発生することの１つまたは複数を実行することを含む。脱水信号は皮膚の面積を脱水するために付与される。図５Ｄ～５Ｅを参照すると、熱発生器５５６は、角質層２５２ならびにより深い皮膚層２５４、２５６および２５８を脱水する乾燥流を発生する。図６Ａ～６Ｂを参照すると、ＲＦ発生器６２６は、角質層２５２ならびにより深い皮膚層２５４、２５６および２５８内のイオンを撹拌する高周波数交流を発生することにより、摩擦熱を介してその中に保存された水を加熱させる。図５Ａ～５Ｃを参照すると、熱発生器５２６は、水の最大吸収ピークに対応するおよそ２．９４μｍの波長を有するレーザを放射する。熱エミッタ５２８は熱発生器５２６によって放射された光信号を皮膚２５０の上に放射することにより、皮膚２５０から水を蒸発させる。図３Ａ～３Ｃを参照すると、熱発生器３２６は、真皮調整装置３００の遠位端に伝達される加熱を発生する。例えば熱発生器３２６は、真皮調整装置３００の遠位端上で熱伝導表面３２８に熱的に結合されたセラミックヒータであってもよい。加熱により水は皮膚２５０から蒸発する。

【0102】

手順７０４では、少なくとも１つの信号を発生することにより応力信号を発生し、ここでは応力信号を発生することは、乾燥流を発生すること、無線周波数信号を発生すること、一連の機械的パルスを発生すること、および機械的回転を発生することのいずれかを実行することを含む。応力は角質層の外部表面を押し下げるために非侵襲的に付与される。一部の実施形態では、角質層の外部表面は、０．１ミリメートル～１ミリメートル、または０．０５～１．２ｍｍ、または０．２ｍｍ～０．８ｍｍ、または０．３ｍｍ～０．７ｍｍ、または０．４～０．６ｍｍの範囲の深さに押し下げられる。図５Ｄ～５Ｅを参照すると、熱発生器５５６は、角質層２５２上に応力を掛ける乾燥流を発生する。図６Ａ～６Ｂを参照すると、ＲＦ発生器６２６は、角質層２５２上に応力を掛ける高周波数交流を発生する。図３Ａ～３Ｃを参照すると、アクチュエータ３３０は、制御装置３０８によって制御されたように治療毎に所定のパルス期間および所定数のパルスに従って高調波パルス運動においてアクチュエータ先端部３３２を前進させ、後退させる。複数の突起部３３８はパルス運動と同期して非侵襲的手法で皮膚２５０の表面を押し下げる。押し下げる深さは、０．１ミリメートル（ｍｍ）～１ｍｍ、または０．０５～１．２ｍｍ、または０．２ｍｍ～０．８ｍｍ、または０．３ｍｍ～０．７ｍｍ、または０．４ｍｍ～０．６ｍｍの範囲である。図５Ｄ～５Ｅを参照すると、アクチュエータ５３０はシャフト５３４を介してローラ５３２に機械的に結合される。アクチュエータ５３０は、シャフト５３４を中心にローラ５３２を回転させる回転可能なモータである。複数の突起部５３８は、シャフト５３４を中心としたローラの回転と同期して非侵襲的手法で皮膚２５０の表面を押し下げる。

【0103】

手順７０６では、少なくとも１つの信号は皮膚の面積を脱水させるため、および皮膚の面積の角質層の外部表面に応力を加えるために付与される。応力は、皮膚の面積の角質層上に歪みを生成するために較正される。歪みにより、皮膚の面積が脱水されたときに皮膚の面積の角質層に少なくとも１つの亀裂の形成をもたらす一方で、皮膚の面積の亀裂前の免疫状態を維持する。図２Ａを参照すると、制御装置は上で方程式６～１３によって定義されたように、１つまたは複数の熱パラメータに従って熱を発生するためにヒータ２０４を制御する。ヒータ２０４は熱を発生し、皮膚２５０の角質層２５２の外部表面に熱を加え、それによってその中に保存された水を蒸発させる。一実施形態では、皮膚２５０の面積の角質層２５２は１０％未満の含水率に脱水される。別の実施形態では、皮膚２５０の面積の顆粒層２５４は７０％未満の含水率に脱水される。制御装置２０８は、追加として１つまたは複数の応力制御パラメータに従って応力を発生するように非侵襲性ストレッサ２０６を制御する。ストレッサ２０６は応力を生成し、応力を角質層２５２の外部に付与する。外部に付与した応力は非侵襲性であり、脱水された角質層２５２上に歪みを生じ、これにより脱水された角質層２５２が割れ、角質層２５２内に複数の亀裂２６０が形成される一方で、皮膚２５０の面積の亀裂前の免疫状態が保護される。

【0104】

手順７０８では、皮膚の面積の角質層の外部表面に応力を付与した少なくとも１つの信号は、皮膚の面積を脱水するために付与した少なくとも１つの信号と同期される。図３Ｂを参照すると、制御装置３０８はアクチュエータ先端部３３２の高調波パルス運動を熱発生器３２６による光の放射と同期させる。

【0105】

手順７１０では、皮膚の脱水して亀裂した角質層に溶液が塗布される。図４Ａを参照すると、皮膚２５０の亀裂した角質層２５２に溶液（図示せず）が塗布され、そこで溶液はより深い皮膚層２５４、２５６および２５８によって吸収される。

【0106】

開示された技法の一部の実施形態では、少なくとも１つの信号を発生することは、少なくとも１つの信号の時宜、強度、温度、周波数、期間および位相のいずれかを制御することをさらに含む。図２Ａを参照すると、制御装置２０８はヒータ２０４およびストレッサ２０６のいずれかによって発生した信号の時宜、強度、温度、周波数、期間および位相のいずれかを制御する。

【0107】

本明細書で上に開示された様々な実施形態は例示として意図されることが当業者には認識されよう。開示された技法は上記の要素の特定の組合せおよび配列に限定されない。具体的には、当技術分野で公知であるようなヒータ、熱発生器、熱エミッタ、ストレッサ、アクチュエータおよび応力付与器のための追加の実施形態が、開示された技法を達成するためにあらゆる適切な手法で組み合わされてもよい。

【0108】

開示された技法は、本明細書で上に具体的に示されて説明されたものに限定されないことが当業者には認識されよう。むしろ開示された技法の範囲は以下の特許請求の範囲のみによって画定される。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図4F】

【図4G】

【図4H】

【図4I】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図6A】

【図6B】

【図7】