CN115944859A - 一种基于led光调的调控皮肤炎症和色素的模拟***及led光疗仪 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光疗技术领域，具体为一种基于LED光调的调控皮肤炎症和色素的模拟***及LED光疗仪。本发明模拟***，包括紫外线光疗仪和LED仪器；紫外线光疗仪用于发射波长为308 nm准分子光，建立炎症和色素沉着的实验模型；LED仪器用于发射波长为830 nmLED光，对实验模型进行炎症和色素调控；本发明***安全有效，可制备炎症和色素沉着的研究模型；进一步可得到治疗炎症与色素的相关LED光疗仪。LED光疗仪做成头戴式，包括光照模块、控制模块和电源模块。
Description
技术领域
本发明属于光疗技术领域，具体涉及基于LED光调作用的调控皮肤炎症和色素的模拟***及LED光疗仪。
背景技术
现有技术公开了光调作用是一种利用激光、发光二极管(LED)或其他光源，在低能量作用下通过非光热作用激发细胞内光生化反应、调节细胞活性的一种光生物现象，因其不引起组织产热或损伤，又被称为低能量激光治疗，俗称冷激光治疗。临床中光调作用使用波长390-1100nm的光，并使用相对较低的剂量(0.04-50J/cm2)和强度(<100mW/cm2)。LED被称为***照明光源、绿色光源，可高效地将电能转化为光能，其具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，已经被广泛应用于照明、平板显示、医疗器件等领域。世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛。
已知炎症后色素沉着是一种皮肤在炎症反应后出现的局部肤色加深的色素沉着性疾病。炎症后色素沉着在人群中的发生率较高，影响患者依从性和身心健康。目前炎症后色素沉着的临床治疗仍较为棘手，治疗方案包括氢醌、维A酸、氢醌/维A酸/皮质类固醇三联药物治疗、壬二酸和化学剥脱剂，但其可能导致局部刺激性接触性皮炎、色素沉着等副作用，且使用的药物浓度越高，发生刺激性接触性皮炎的风险也越高。目前临床上缺乏对于炎症后色素沉着的规范化研究模型以及疗效确切、更加安全的治疗方案。
基于现有技术的基础与现状，本发明提供一种基于LED光调作用的调控皮肤炎症与色素模拟***，采用波长为830nm LED近红外光。本发现方法可用于皮肤炎症后色素沉着的临床研究、模型制备和治疗。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用LED光调作用的调控皮肤炎症与色素的模拟***，并由此建立调控皮肤炎症与色素的LED光疗仪。
本发明提供的基于LED光调作用的调控炎症与色素的模拟***，包括紫外线光疗仪和LED仪器；紫外线光疗仪用于发射波长为308的准分子光，建立炎症和色素沉着的实验模型；LED仪器用于发射波长为830的LED光，对实验模型进行炎症和色素调控；其中：
所述紫外线光疗仪，发射紫外光，波长为308±2nm，剂量为1.5最小红斑量(MED)；
所述LED仪器，发射LED光，波长为830±10nm，光强为50 -80mW/cm2，根据设定时间，能量为40-80J/cm2(能量＝光强*时间)。
本发明提供的LED光调作用的调控炎症与色素的模拟***，具体操作流程为：
由紫外线光疗仪建立炎症和色素沉着的实验模型，具体地，第一天，由紫外线光疗仪发射紫外线，照射皮肤，诱导皮肤PIH模型；建立实验模型后的0，1，3，6，8天，由LED仪器发射LED光照射，光强为50-80mW/cm2，能量为40-80J/cm2，对皮肤炎症与色素进行调控；从而确定对皮肤炎症与色素进行消除的光强、能量和时间，从而构建皮肤炎症与色素调控的LED光疗仪。
更具体的：
所述LED光照射能降低准分子光建模后上调的红斑指数增量(delta erythemaindex，ΔEI)，可制备用于降低准分子光建模后上调的红斑指数增量(ΔEI)的相关LED光疗仪器。
所述LED光照射能降低准分子光建模后上调的黑素指数增量(ΔMI)，可制备用于降低准分子光建模后上调的黑斑指数增量(ΔMI)的相关LED光疗仪器。
所述LED光照射能降低准分子光建模后上调的经皮水分丢失增量(delta trans-epidermal indexΔTEWL)，可制备用于降低准分子光建模后上调的经皮水分丢失增量(ΔTEWL)的相关LED光疗仪器。
把上述三种光疗仪器组合，即得到调控(治疗)皮肤炎症与色素的LED光疗仪，具体做成头戴式，包括光照模块、控制模块和电源模块；光照模块由面罩型电路基板、LED阵列光源、扩散片和散热装置组成，用头戴式照射面部；控制模块包含调光芯片、按钮及其配套电路，用于接收用户指令并对脉冲光波长、频率、光强、功率和光照作用时间进行设置；电源模块用于向控制模块和光照模块供电。使用时将光照模块戴在面部，采用控制模块调控时间和光强、剂量，启动电源模块供电。推荐光强为50-80mW/cm2，根据设定时间，能量为40-80J/cm2(能量＝光强*时间)。
本发明提供的基于LED光调作用的调控炎症与色素的模拟***，可以进一步设计利用LED光调作用的LED光疗仪器。LED光疗仪器采用高纯度、高功率的LED光，拓展了LED的应用范围。LED光疗仪通过促进皮肤炎症消退，促进胶原蛋白合成，抑制色素合成，能够有效治疗痤疮、色斑等皮肤问题。
基于本发明的上述描述，熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对本发明做出各种修改(例如修改LED治疗参数，更改炎症与色素模型)，并把本发明的一般原理应用到其他实施方案中而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
附图说明
图1：830nm LED对炎症的调控作用。其中，A：红斑指数增量ΔEI的参数变化统计，B：多功能皮肤成像分析***C-Cube下的红斑图片。
图2：830nm LED对色素的调控作用，其中，A：黑素指数增量ΔMI的参数变化统计，B：多功能皮肤成像分析***C-Cube下的黑素图片。
图3：830nm LED对皮肤屏障功能的作用。
图4：头戴式LED光疗仪结构图示。
图中标号：1为光照模块，2为控制模块，3为电源模块，4为散热装置，5为扩散片，6为LED阵列。
具体实施方式
本发明结合实施例和附图对本发明做进一步说明，以下实施例仅用于说明目的，不用于限制本发明范围。
实施例1、830nm LED对炎症的调控作用
采用308nm准分子光(剂量为1.5MED)在第1天照射志愿者大腿皮肤诱导皮肤PIH模型。在第0，1，3，6，8天给予830nm LED照射。在第0，1，2，3，6，8，9天随访受试者，并拍摄照光处标准照片。用C-Cube仪器测定红斑指数。C-Cube是一种多功能皮肤成像分析***，在每个指定随访时间，用C-Cube测定创面的红斑指数，分析时每个供皮区选3个区域，取平均值。
设第1天皮肤指数为基线水平，定义：红斑指数增量(ΔEI)＝随访时红斑指数–基线红斑指数，使用重复测量方差分析进行整体统计，根据球形度检验进一步分析主效应与交互作用。P＜0.05认为有统计学差异。使用Graphpad Prsim 9软件作图。
结果如图1所示，830nm LED照射能显著降低ΔEI，红斑反应消退明显。
实施例2、830nm LED对色素的调控作用
采用308nm准分子光(剂量为1.5MED)在第1天照射志愿者大腿皮肤诱导皮肤PIH模型。在第0，1，3，6，8天给予830nm LED照射。在第0，1，2，3，6，8，9天随访受试者，并拍摄照光处标准照片。用C-Cube仪器测定黑素指数。C-Cube是一种多功能皮肤成像分析***，在每个指定随访时间，用C-Cube测定创面的黑素指数，分析时每个供皮区选3个区域，取平均值。
设第1天皮肤指数为基线水平，定义：黑素指数增量(ΔMI)＝随访时黑素指数–基线黑素指数，使用重复测量方差分析进行整体统计，根据球形度检验进一步分析主效应与交互作用。P＜0.05认为有统计学差异。使用Graphpad Prsim 9软件作图。
结果如图2所示，830nm LED照射能显著降低ΔMI，色素沉着减轻明显。
实施例3、830nm LED对皮肤屏障功能的作用
采用308nm准分子光(剂量为1.5MED)在第1天照射志愿者大腿皮肤诱导皮肤PIH模型。在第0，1天给予830nm LED照射。在第2天随访受试者。用Delfin仪器测定经皮水分丢失，Delfin经皮水分丢失测量仪能检测皮肤经角质层丢失水分情况，TEWL越低，皮肤屏障功能越好。
设第1天皮肤指数为基线水平，定义：经皮水分丢失增量(ΔTEWL)＝随访时经皮水分丢失–基线经皮水分丢失。选用单因素方差分析，如有统计学差异使用LSD进行组间两两事后比较。如不符合则采用Friedman检验。P＜0.05认为有统计学差异。使用GraphpadPrsim 9软件作图。
结果如图3所示，830nm LED照射能在308nm准分子光建模后第2天显著降低ΔTEWL。
实施例4、基于本发明的上述调控皮肤炎症与色素的模拟***，进一步构建调控皮肤炎症与色素的LED光疗仪。其结构参见图4所示，具体做成头戴式，包括光照模块1、控制模块2和电源模块3；光照模块1由面罩型电路基板、LED阵列光源6、扩散片5和散热装置4组成，用头戴式照射面部；控制模块2包含调光芯片、按钮及其配套电路，用于接收用户指令并对脉冲光波长、频率、光强、功率和光照作用时间进行设置；电源模块3用于向控制模块2和光照模块1供电。使用时将光照模块戴在面部，由控制模块2调控时间和光强、剂量，启动电源模块3供电。光强为50-80mW/cm2，根据设定时间，能量为40-80J/cm2，即可对皮肤炎症与色素进行光疗(分别参照ΔEI，ΔMI，ΔTEWL)。
Claims (5)
1.一种基于LED光调的调控皮肤炎症与色素的模拟***，其特征在于，包括紫外线光疗仪和LED仪器；紫外线光疗仪用于发射准分子光，建立炎症和色素沉着的实验模型；LED仪器用于发射LED光，对实验模型进行炎症和色素调控；其中：
所述紫外线光疗仪，发射紫外光，波长为308 ± 2 nm，剂量为1.5 最小红斑量（MED）；
所述LED仪器，发射LED光，波长为830± 10 nm，光强为50 -80 mW/cm2，根据设定时间，能量为40-80 J/cm2。
2.根据权利要求1所述的模拟***，其特征在于，操作流程为：
由紫外线光疗仪建立炎症和色素沉着的实验模型，具体地，第一天，由紫外线光疗仪发射紫外线，照射皮肤，诱导皮肤PIH模型；建立实验模型后的0，1，3，6，8天，由LED仪器发射LED光照射，光强为50-80 mW/cm2，能量为40-80 J/cm2，对皮肤炎症与色素进行调控；确定对皮肤炎症与色素进行消除的光强、能量和时间，从而构建皮肤炎症与色素调控的LED光疗仪。
3.根据权利要求2所述的模拟***，其特征在于：
（1）所述 LED光照射能降低准分子光建模后上调的红斑指数增量（ΔEI），可制备用于降低准分子光建模后上调的红斑指数增量（ΔEI）的相关LED光疗仪器；
（2）所述 LED光照射能降低准分子光建模后上调的黑素指数增量（ΔMI），可制备用于降低准分子光建模后上调的黑斑指数增量（ΔMI）的相关LED光疗仪器；
（3）所述 LED光照射能降低准分子光建模后上调的经皮水分丢失增量（ΔTEWL），可制备用于降低准分子光建模后上调的经皮水分丢失增量（ΔTEWL）的相关LED光疗仪器。
4.一种治疗皮肤炎症与色素的LED光疗仪，其特征在于，包括由权利要求3所述模拟***得到的三中LED光疗仪器：
用于降低准分子光建模后上调的红斑指数增量（ΔEI）的相关LED光疗仪器；
用于降低准分子光建模后上调的黑斑指数增量（ΔMI）的相关LED光疗仪器；
用于降低准分子光建模后上调的经皮水分丢失增量（ΔTEWL）的相关LED光疗仪器；
把上述三种LED光疗仪器组合，即得到治疗皮肤炎症与色素的LED光疗仪。
5.根据权利要求4所述治疗皮肤炎症与色素的LED光疗仪，其特征在于，具体包括光照模块、控制模块和电源模块；光照模块由面罩型电路基板、LED阵列光源、扩散片和散热装置组成，用头戴式照射面部；控制模块包含调光芯片、按钮及其配套电路，用于接收用户指令并对脉冲光波长、频率、光强、功率和光照作用时间进行设置；电源模块用于向控制模块和光源模块供电；使用时将光照模块戴在面部，采用控制模块调控时间和光强、剂量，启动电源模块供电；推荐光强为50-80 mW/cm2，根据设定时间，能量为40-80 J/cm2。
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|---|---|---|---|---|
| TWI847892B (zh) | 2023-10-17 | 2024-07-01 | 國立成功大學 | 應用於光生物調節療法之最佳化參數調整方法及其系統 |
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2023
- 2023-01-20 CN CN202310062880.4A patent/CN115944859A/zh active Pending
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