專(zhuān)利名稱：含有具有相變溫度的冷卻劑的用于從皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞中無(wú)創(chuàng)去除熱量的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞中去除熱量的冷卻裝置、系統(tǒng)和方法，尤其
涉及一種柔性膜中的冷卻劑，其中所述冷卻劑具有低于15°C、優(yōu)選低于或等于O'C的' 相變溫度。
背景技術(shù)：
過(guò)度的身體脂肪增加了諸如心臟病、高血壓、骨關(guān)節(jié)炎、支氣管炎、糖尿病、深 靜脈血栓、肺栓塞、靜脈曲張、膽結(jié)石、疝氣及多種其他癥狀的各種類(lèi)型疾病的發(fā) 病幾率。
除了成為嚴(yán)重的健康風(fēng)險(xiǎn)，過(guò)度的身體脂肪也會(huì)影響個(gè)人的外貌和運(yùn)動(dòng)能力。例 如，過(guò)度的身體脂肪可能形成脂肪團(tuán)，這會(huì)在皮膚表面引起"桔皮"效應(yīng)。在皮下脂肪 突入真皮并在與其下的結(jié)構(gòu)纖維束粘連的表皮處造成凹痕的情況下形成脂肪團(tuán)。月旨 肪團(tuán)和過(guò)量脂肪通常被認(rèn)為是不美觀的。因此，根據(jù)與過(guò)度肥胖相關(guān)的嚴(yán)重的健康風(fēng) 險(xiǎn)和審美取向，急需控制身體脂肪過(guò)度積累的有效方法。
抽脂是一種有選擇地去除身體脂肪而對(duì)人體進(jìn)行塑型的方法。抽脂通常由整形醫(yī) 生使用機(jī)械性去除皮下脂肪細(xì)胞的專(zhuān)門(mén)外科手術(shù)設(shè)備通過(guò)抽吸進(jìn)行。抽脂的一個(gè)缺 點(diǎn)是其為重大的外科手術(shù)，并且康復(fù)過(guò)程可能是痛苦的。抽脂可能具有嚴(yán)重的并在 偶然情況下甚至是致命的并發(fā)癥。此外，抽脂的成本通常是昂貴的。
用于去除過(guò)度身體脂肪的常規(guī)的無(wú)創(chuàng)治療通常包括局部用藥、減肥藥、有規(guī)律的 運(yùn)動(dòng)、節(jié)食或這些療法的組合。這些療法的一個(gè)缺點(diǎn)是其在某些情況下可能無(wú)效或 甚至可能無(wú)法進(jìn)行。例如，在人受傷或生病的情況下，不能將有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)作為一 種方案。類(lèi)似地，在其引起過(guò)敏或負(fù)反應(yīng)的情況下，無(wú)法使用減肥藥或局部藥物。 而且，使用減肥藥不能實(shí)現(xiàn)人體選擇性區(qū)域的減肥。
其他的無(wú)創(chuàng)治療方法包括對(duì)皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞的區(qū)域進(jìn)行加熱。美國(guó)專(zhuān)利No. 5,948,011公開(kāi)了通過(guò)采用輻射能加熱皮下脂肪層同時(shí)對(duì)皮膚表面進(jìn)行冷卻來(lái)改變皮下身體脂肪和/或膠原蛋白。所使用的熱量使得由膠原蛋白構(gòu)成的纖維隔膜(fibrous septa)變性并可以破壞皮下脂肪細(xì)胞，并且冷卻保護(hù)表皮免受熱損傷。這一方法的侵 入性小于抽脂，但它仍可能引起相鄰組織的熱損傷。另一種有前途的減少皮下脂肪細(xì)胞的方法是如美國(guó)專(zhuān)利出版物No. 2003/0220674 中所公開(kāi)的對(duì)靶細(xì)胞迸行冷卻，其完整公開(kāi)組合在本說(shuō)明書(shū)中。該出版物除其他內(nèi)容 以外，公開(kāi)了降低富含脂質(zhì)的皮下脂肪細(xì)胞的溫度以選擇性地影響脂肪細(xì)胞而不會(huì)對(duì), 表皮中的細(xì)胞產(chǎn)生損害。雖然這一出版物提供了有前途的方法和裝置，仍對(duì)提高這些 方法和裝置運(yùn)行的多種改進(jìn)存在需求，這包括提供制造成本低廉的、便攜的、可一次 性使用的裝置。美國(guó)專(zhuān)利出版物No. 2003/0220674也公開(kāi)了用于選擇性去除富含脂質(zhì)的細(xì)胞并 避免損傷包括真皮細(xì)胞和表皮細(xì)胞在內(nèi)的其他結(jié)構(gòu)的方法。對(duì)于治療皮膚松弛或下 垂、衰老或陽(yáng)光損傷的皮膚或各種其他皮膚失調(diào)而言，也需要刺激膠原蛋白緊束、 重造和形成的方法。因此，對(duì)于去除富含脂質(zhì)的細(xì)胞、同時(shí)提供有益的膠原蛋白作 用的方法也是需要的。


在附圖中，相同的參照編號(hào)表示相似的元件或動(dòng)作。附圖中元件的大小和相對(duì)位 置沒(méi)有必要按照比例尺繪制。例如，各種元件的形狀和角度沒(méi)有按照比例尺繪制， 并且對(duì)其中一些元件進(jìn)行了任意放大和定位以提高附圖的易讀性。而且，如圖中所 繪制的元件的具體形狀并不意味著提供關(guān)于具體元件實(shí)際形狀的任何信息，并且只 是出于在附圖中便于識(shí)別的目的加以選用。
圖1是針對(duì)如本發(fā)明一種實(shí)施方式所述的一種冷卻劑的示范性相變的體內(nèi)能量對(duì) 于溫度的曲線圖。
圖2是如本發(fā)明的一種實(shí)施方式所述的熱傳導(dǎo)裝置一部分的截面圖，該裝置具有 多層有不同相變溫度的層以提供上升或下降的溫度曲線從而從皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞 中去除熱量。
圖3是如本發(fā)明實(shí)施方式所述的用于從對(duì)象的皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞中去除熱量的 系統(tǒng)的示意圖。
圖4是如本發(fā)明一種實(shí)施方式所述的沿圖3的線4-4的橫截面。
圖5A和5B是如本發(fā)明另一種實(shí)施方式所述的用以說(shuō)明具有彎曲表面的熱傳導(dǎo).裝置的熱傳導(dǎo)裝置的截面圖。
圖6A-6D是如本發(fā)明另一種實(shí)施方式所述的用以說(shuō)明熱傳導(dǎo)裝置的示范性形狀 的熱傳導(dǎo)裝置的示意圖。
圖7是如本發(fā)明另一種實(shí)施方式所述的具有擋板或隔室以提供多隔室熱傳導(dǎo)裝置' 的熱傳導(dǎo)裝置的示意圖。
發(fā)明詳述
在以下描述中，為了提供對(duì)本發(fā)明各種實(shí)施方式的全面理解，提出了某些具體細(xì) 節(jié)。然而，精通相關(guān)領(lǐng)域的人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，不使用這些具體細(xì)節(jié)中的一個(gè)或多個(gè)-細(xì)節(jié)、或使用其他方法、成分、材料等等，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在其他情況下，為避 免使本發(fā)明實(shí)施方式描述不必要的晦澀，與熱傳導(dǎo)裝置相關(guān)的熟知的結(jié)構(gòu)沒(méi)有進(jìn)行 詳細(xì)說(shuō)明或描述。
除非上下文另有要求，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)及附屬的權(quán)利要求書(shū)中，"包括"及其不同表 述形式，如"包含"和"含有"被解釋為開(kāi)放的、包括的含義，即"包含但不限于"。
整個(gè)說(shuō)明書(shū)中對(duì)"一種實(shí)施方式"的指代意味著所描述的與所述實(shí)施方式相關(guān)的 一種具體特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本發(fā)明的至少一種實(shí)施方式中。因此，在本說(shuō) 明書(shū)的不同位置出現(xiàn)的短語(yǔ)"一種實(shí)施方式中"并不是都指代同一種實(shí)施方式。此外， 在一種或多種實(shí)施方式中，具體的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行組合。
這里所提供的標(biāo)題只是為了便于描述，并不是對(duì)所要求權(quán)利的本發(fā)明的范圍或意 義的解釋。 A.綜述
本發(fā)明公開(kāi)描述了冷卻皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞的裝置、系統(tǒng)和方法。術(shù)語(yǔ)"皮下組 織"是指位于真皮下的組織，包括脂肪細(xì)胞和皮下脂肪。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，下面所提出的 多個(gè)細(xì)節(jié)是以充分使得精通相關(guān)領(lǐng)域的人員能夠制造并使用所公開(kāi)的實(shí)施方式的方 式對(duì)以下的實(shí)施方式加以描述。然而，以下所描述的多個(gè)細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)可以不是實(shí)行 本發(fā)明的某些實(shí)施方式所必需的。此外，本發(fā)明可以包含權(quán)利要求書(shū)范圍之內(nèi)但沒(méi) 有針對(duì)附圖進(jìn)行詳細(xì)描述的其他實(shí)施方式。
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種用于從皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞中去除熱量的熱傳導(dǎo)裝 置，并尤其涉及撓性(flexible)膜中的冷卻劑，其中所述冷卻劑具有低于15'C的相變溫度。所述相變溫度優(yōu)選低于或約等于0'C;然而，能影響富含脂質(zhì)的細(xì)胞的選擇性 去除并避免對(duì)包括非富含脂質(zhì)的細(xì)胞在內(nèi)的其他結(jié)構(gòu)造成損傷的任何相變溫度應(yīng)當(dāng). 在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及具有不同相變溫度的隔室以對(duì)治療 區(qū)域提供差異冷卻的熱傳導(dǎo)裝置。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種熱傳導(dǎo)裝置，該裝 置具有多個(gè)有不同相變溫度的層以提供隨時(shí)間升高或降低的溫度曲線。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及具有解剖學(xué)適形形狀的熱傳導(dǎo)裝置。例如，所述熱傳導(dǎo) 裝置針對(duì)腹部區(qū)域可以是三角形的，針對(duì)髖部區(qū)域可以是橢圓形的，針對(duì)臀部區(qū)域-可以是8字形的，針對(duì)大腿區(qū)域可以是矩形的。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及能進(jìn)行處 理從而使得所述組織處于折疊構(gòu)型的熱傳導(dǎo)裝置。在這樣的實(shí)施方式中，所述組織 被拔起并離開(kāi)身體使得其能被夾或握在兩個(gè)冷卻表面或一個(gè)冷卻表面和一個(gè)對(duì)立表 面之間。在這一實(shí)施方式中，通過(guò)在裝置中夾住所述組織可以控制組織接觸壓力。 在這一實(shí)施方式中，所述熱傳導(dǎo)裝置可以是可折疊的從而使其能在所述組織上折疊。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種熱傳導(dǎo)裝置，該裝置具有熱傳導(dǎo)熱界面(thermal interface)并構(gòu)造成接觸對(duì)象皮膚。所述熱界面可以具有降低區(qū)域溫度的能力，從而使 得該區(qū)域中富含脂質(zhì)的細(xì)胞受到影響而非富含脂質(zhì)的細(xì)胞通常不受影響。本發(fā)明進(jìn) 一步的方面包括，所述熱界面可以是彎曲的表面以提高冷卻效果。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種在規(guī)定的治療期內(nèi)施用熱傳導(dǎo)裝置以降低區(qū)域溫 度的方法，這樣使得該區(qū)域中富含脂質(zhì)的細(xì)胞受到影響而非富含脂質(zhì)的細(xì)胞通常不 受影響。本發(fā)明進(jìn)一步的方面包括在治療期間使用壓力以提高治療效果。
B.相變凝固在物理學(xué)上，相變是一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種狀態(tài)。相變的顯著 特征是隨著諸如溫度的熱力學(xué)變量的輕微改變， 一個(gè)或多個(gè)物理學(xué)性質(zhì)的劇烈突然 改變(尤其是熱容量)。液態(tài)到固態(tài)的轉(zhuǎn)變被稱為凝固相變。在物理學(xué)和化學(xué)上，凝固是將一種液體冷卻到其成為固體的溫度(稱為冰點(diǎn))的 過(guò)程。熔化(固體變?yōu)橐后w)是凝固的相反過(guò)程。對(duì)于大部分冷卻劑而言，熔化和 凝固溫度是相同的。然而，通過(guò)暴露于低溫下快速冷卻能引起冷卻劑在其熔點(diǎn)下凍 結(jié)，這一過(guò)程被稱為閃凍。
由于一種流體的熔點(diǎn)和冰點(diǎn)是相同的，凍結(jié)物的溫度在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)會(huì)保持穩(wěn) 定，以使得所述流體完全熔化或完全凍結(jié)。在相變時(shí)，隨著熱量增加，流體的熔點(diǎn) 從固態(tài)(如冰)傳向液態(tài)(如水)。另外，隨著熱量消耗，冰點(diǎn)從液態(tài)傳向固態(tài)。
如圖l所示，任何物質(zhì)的熔點(diǎn)等同于冰點(diǎn)的結(jié)果是(所有其他條件相同)該物質(zhì) 從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的溫度與該物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的溫度相同，并因此在所述流
體完全相變階段中該溫度保持穩(wěn)定。結(jié)果是O'C時(shí)固態(tài)水(冰)與液態(tài)水會(huì)共存一段 時(shí)間。在這一時(shí)間段內(nèi)，隨著液態(tài)水量的增加何內(nèi)能的改變，固態(tài)水的量會(huì)減少。 固態(tài)水和液態(tài)水之間的差異(其在相同溫度下)是固態(tài)水與液態(tài)水中水分子組織結(jié). 構(gòu)的不同。在液態(tài)水中，水分子不是固定在一個(gè)位置上，而在固態(tài)水中，水分子被 保持在一定位置上。這意味著將液態(tài)水組織成冰的形式必須要求釋放能量。相反， 需要吸收相同量的能量以使冰成為液態(tài)水。因此，由于熔點(diǎn)與冰點(diǎn)相同，所發(fā)生的 變化與如圖1所示的能量流的方向一致。
純凈的冰不能過(guò)熱即便是稍微高于0。C會(huì)使其立即開(kāi)始熔化，其熔化量精確地
等于其將o'c時(shí)所增加的熱量消耗完。這被稱為熔化/凝固的熔化潛熱。冰和水之
間相互接觸的存在使得冰和水之間、或幾乎所有混合物的液相和固相之間發(fā)生平衡 態(tài)下漸進(jìn)的但無(wú)障礙的交換。如本發(fā)明所述，在熱傳導(dǎo)裝置和皮膚之間的界面上從
對(duì)象皮膚上去除的能量將約等于這一熔化潛熱。例如，對(duì)于水來(lái)說(shuō)，熔化潛熱是80 卡路里/克。也就是說(shuō)，如果在所述界面上用冰從皮膚上去除80卡路里的能量，則 1克水從冰轉(zhuǎn)化成水。
為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，將冰/水作為一種示例性的流體加以討論；然而水并不是這一過(guò)程
中唯一的。熔點(diǎn)與冰點(diǎn)相同的任何物質(zhì)和許多混合物可以用于獲得較低的相變溫度。
例如，取決于PPG與水的比率，在水中添加聚丙二醇(PPG)會(huì)降低相變溫度。根 據(jù)本發(fā)明的其他方面，水、聚丙二醇、甘油、聚乙二醇、酒精和/或其他相似物質(zhì) 的混合物能提供約-20。C至約(TC的相變溫度。
另一種示例性的混合物是鹽和水。鹽和水的混合導(dǎo)致相變溫度低于0°C，降至約-2'C。 隨著液態(tài)水轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，不斷生長(zhǎng)的冰排斥鹽并只包含水。將鹽從水混合物中驅(qū)除消耗能 量，這使得凝固的相變溫度約為-2'C。在鹽水混合物中形成冰水混合物后，位于中間的 新鮮水在(TC熔化。其結(jié)果是熔化和凝固之間2'C的差異。新鮮的水再次與鹽水混合物 混合，伴隨著能量損失完成該循環(huán)。因此，鹽水混合物是具有不同熔點(diǎn)和冰點(diǎn)的物質(zhì)。
如本發(fā)明所述，熱傳導(dǎo)裝置中的冷卻劑或流體具有與皮膚界面上目標(biāo)表面溫度相同 的相變溫度。例如，所述冷卻劑可以具有-3'C的相變溫度并具有調(diào)整到在2-60分鐘、 更優(yōu)選5-40分鐘、最優(yōu)選10-25分鐘的時(shí)間內(nèi)保持恒定相變溫度的熱質(zhì)量。另外，所 述冷卻劑的相變溫度可以在-2(TC到約15r、優(yōu)選-15。C到5'C、更優(yōu)選-l(TC到(TC、最
優(yōu)選-l(TC到-2T:之間。
C. 相變流體
相變中的流體可以具有固流、漿、超冷流體、凍?；蚱浣M合的形式。如下進(jìn)一步所 述，不同形式的流體對(duì)于具體實(shí)施方式
而言具有優(yōu)勢(shì)。例如，固流可以使得熱傳導(dǎo)裝' 置在一定時(shí)間內(nèi)保持特殊的結(jié)構(gòu)。如本發(fā)明所述，固流具有凸起的形狀以使得熱傳導(dǎo) 裝置對(duì)皮膚界面提供恒壓或壓差。如本發(fā)明另一方面所述，固流具有凸起的形狀以使 得熱傳導(dǎo)裝置適應(yīng)身體輪廓并沿著皮膚界面提供恒壓。如本發(fā)明另一方面所述，流體 可以是凍粒、超冷流體或槳以使得熱傳導(dǎo)裝置順應(yīng)身體輪廓并對(duì)皮膚界面提供均衡的 冷卻。
圖2顯示了熱傳導(dǎo)裝置的截面圖，該裝置具有多層有不同相變溫度的層以提供隨 時(shí)間上升或下降的溫度曲線。如本發(fā)明這一方面所述，通過(guò)在熱傳導(dǎo)裝置中包含一 系列不同固體而建立時(shí)間-溫度曲線，其中每種固體具有不同的相變溫度。如圖2所 示，第一種固體A具有第一個(gè)相變溫度，第二種固體B具有第二個(gè)相變溫度，第3 種固體C具有第三個(gè)相變溫度。在操作中，當(dāng)一種固體完成熔化或相變，下一種固 體進(jìn)入其相變過(guò)程，保持、提高或降低熱傳導(dǎo)裝置外部的溫度。如本發(fā)明其他實(shí)施 方式所述，熱傳導(dǎo)裝置可以包含一種或多種具有相同或不同相變溫度的固體。
D. 選擇性減少富含脂質(zhì)的細(xì)胞的系統(tǒng)撓性熱傳導(dǎo)裝置
圖3顯示了一種熱傳導(dǎo)裝置104，并且出于說(shuō)明的目的，其與對(duì)象101相連接用 于冷卻治療。圖3是從對(duì)象101皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞中去除熱量的裝置100的示意 圖。系統(tǒng)100可以包含置于對(duì)象101大腿區(qū)域102或其他適當(dāng)區(qū)域從對(duì)象101的皮 下富含脂質(zhì)的細(xì)胞中去除熱量的熱傳導(dǎo)裝置104。熱傳導(dǎo)裝置104包含位于撓性膜內(nèi) 的冷卻劑。熱傳導(dǎo)裝置104可以進(jìn)一步包含松緊帶或其他保持裝置106，從而在治療 過(guò)程中將熱傳導(dǎo)裝置固定。保持裝置106可以與熱傳導(dǎo)裝置104構(gòu)成一個(gè)整體或以' 可分離方式粘貼或固定在熱傳導(dǎo)裝置104上。例如，可分離的固定裝置可以是醫(yī)療 設(shè)備工業(yè)中常用的彈性繃帶巻。固定裝置106可以進(jìn)一步在治療區(qū)域?qū)醾鲗?dǎo)裝置 提供壓力以提高治療的效果。下面參照?qǐng)D4-7對(duì)熱傳導(dǎo)裝置104的各種實(shí)施方式進(jìn)行 更詳細(xì)的描述。
圖4是沿圖3的4-4線的橫截面。熱傳導(dǎo)裝置104含有包含在撓性膜112中的相 變溫度冷卻劑IIO。撓性膜112可以是膠膜類(lèi)材料或諸如Mylar⑧的聚酯膜，或任何其 他傳熱的、薄的且/或有彈性的材料。膜112可以在皮膚界面108上接觸皮膚或可以
將一種耦合(coupling)流體(未顯示)置于皮膚界面108和膜112之間。選擇膜112以 提供最小的熱損失或冷卻劑110的相變溫度和對(duì)象101皮膚之間的熱梯度。如本發(fā)明 所述，熱傳導(dǎo)裝置104的撓性膜112易于符合對(duì)象的輪廓。
另外，熱傳導(dǎo)裝置104可以包含具有如圖5A中所示凹面的彎曲表面的半剛性或剛 性膜。在操作中，彎曲的表面可以促進(jìn)治療區(qū)域中冷卻效果的散布。如本發(fā)明另一實(shí) 施方式所述，熱傳導(dǎo)裝置104包含如圖5B中所示的凸起表面的半剛性或剛性膜115。 凸起的表面可以提供壓力并將冷卻效應(yīng)集中于治療區(qū)域。在操作中，散布冷卻效應(yīng)并 /或使用增高的壓力提高了治療區(qū)域中冷卻治療的有效性。如本發(fā)明進(jìn)一步的方面所述，將熱傳導(dǎo)裝置104構(gòu)造成特定形狀以提供解剖學(xué)適形 形狀。例如，如圖6A-D中所示的熱傳導(dǎo)裝置可以是如圖6A中所示適用于腹部區(qū)域的 三角形的；如圖6B中所示的適用于髖部區(qū)域的橢圓形的；如圖6C中所示適用于臀部, 區(qū)域的8字形的；或如圖6D中所示適用于大腿區(qū)域的矩形的。另外，熱傳導(dǎo)裝置104 可以具有任何可能的形狀和大小以利于對(duì)治療區(qū)域進(jìn)行治療。
便攜式系統(tǒng)100的一個(gè)可以預(yù)見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn)是冷卻裝置104可以應(yīng)用于對(duì)象101而不 用考慮對(duì)象目前的身體狀況。例如，系統(tǒng)100甚至可以在對(duì)象101不能走動(dòng)或患病 的情況下應(yīng)用。另一個(gè)可預(yù)見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)100可以以無(wú)創(chuàng)方式去除或影響脂肪而 不刺穿對(duì)象101的皮膚。另一個(gè)可預(yù)見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)100結(jié)構(gòu)緊湊并可以在門(mén)診機(jī) 構(gòu)或醫(yī)生辦公室進(jìn)行使用。
E.熱傳導(dǎo)裝置構(gòu)造本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及具有含變化的相變溫度以對(duì)治療區(qū)域提供差異冷卻的 隔室的熱傳導(dǎo)裝置。另外，熱傳導(dǎo)裝置具有隔室以提供適應(yīng)性并將冷卻劑沿?zé)醾鲗?dǎo) 裝置散布。因此，圖7是如本發(fā)明一種實(shí)施例所述的在系統(tǒng)100中使用的熱傳導(dǎo)裝 置104的另一個(gè)實(shí)施例。這一另選的實(shí)施例，以及那些另外的實(shí)施例及這里所描述 的其他實(shí)施例與先前所描述的實(shí)施例充分類(lèi)似，并且共同的動(dòng)作和結(jié)構(gòu)用相同的參 考編號(hào)區(qū)分。只有在操作和結(jié)構(gòu)中的顯著差異參照?qǐng)D7加以描述。在這一實(shí)施例中， 熱傳導(dǎo)裝置104包含擋板或隔室118以提供多隔室的熱傳導(dǎo)裝置。如本發(fā)明所述， 隔室118可以是流體相互連接的或可以是包含不同相變溫度的冷卻劑的獨(dú)立隔室。
熱傳導(dǎo)裝置可以具有許多另外的具有不同和/或附加特征的實(shí)施方式而沒(méi)有背 離所述裝置的操作。例如，熱傳導(dǎo)裝置可以具有或可以不具有多個(gè)隔室。第一個(gè)隔 室中的冷卻劑可以具有不同于第二個(gè)隔室中冷卻劑的相變溫度以提供差異化冷卻。
所述熱傳導(dǎo)裝置可以具有特定形狀。
使用熱傳導(dǎo)裝置104的一個(gè)可預(yù)見(jiàn)優(yōu)點(diǎn)是可以減少皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞而通常不
會(huì)同時(shí)對(duì)相同區(qū)域中的非富含脂質(zhì)的細(xì)胞造成傷害。通常，可以在不對(duì)非富含脂質(zhì) 的細(xì)胞產(chǎn)生影響的低溫下影響富含脂質(zhì)的細(xì)胞。其結(jié)果是，諸如形成脂肪團(tuán)的富含 脂質(zhì)的細(xì)胞可以受到影響，而相同區(qū)域中的其他細(xì)胞通常不受損傷，即便表面的非'
富含脂質(zhì)的細(xì)胞是甚至更低溫度的作用對(duì)象。熱傳導(dǎo)裝置104的另一個(gè)可預(yù)見(jiàn)優(yōu)點(diǎn) 是，由于熱傳導(dǎo)裝置104可以構(gòu)造成任何大小和形狀，其相對(duì)而言是結(jié)構(gòu)緊湊的。 另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是所述熱傳導(dǎo)裝置可以應(yīng)用于對(duì)象身體的各個(gè)區(qū)域，因?yàn)樗鰺醾鲗?dǎo)裝 置可以具有不同的大小和形狀以適應(yīng)任何身體輪廓。另一個(gè)可預(yù)見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò) 在對(duì)象皮膚上擠壓所述熱傳導(dǎo)裝置，可以減少經(jīng)過(guò)治療區(qū)域的血流以實(shí)現(xiàn)有效冷卻。 F,應(yīng)用熱傳導(dǎo)裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及在特定的治療時(shí)間段內(nèi)應(yīng)用熱傳導(dǎo)裝置以降低區(qū)域溫 度，使得該區(qū)域中的富含脂質(zhì)的細(xì)胞受到影響而非富含脂質(zhì)的細(xì)胞通常不受影響的 方法。進(jìn)一步的方面包括在治療期間使用壓力以提高治療有效性的方法。
使用所述熱傳導(dǎo)裝置對(duì)對(duì)象皮膚提供壓力或?qū)ζつw擠壓可以有利于實(shí)現(xiàn)有效冷 卻。通常，對(duì)象101具有約37'C的體溫，并且血液循環(huán)是維持恒定體溫的一種機(jī)制。 其結(jié)果是，經(jīng)過(guò)真皮和該區(qū)域皮下層的血流作為抵消真皮下脂肪冷卻的熱源發(fā)揮作用。 因此，如果血流沒(méi)有降低，對(duì)皮下組織的冷卻將要求不僅去除所述組織的特定熱量，而 且去除經(jīng)過(guò)該組織的血液循環(huán)的熱量。因此，降低或消除經(jīng)過(guò)所述區(qū)域的血流可以提高 冷卻效果并避免真皮和表皮的過(guò)度熱量損失。
通過(guò)將皮下組織溫度冷卻到37'C以下，皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞可以選擇性地受到影 響。通常，與其下形成皮下組織的富含脂質(zhì)的細(xì)胞相比，對(duì)象101的表皮和真皮含有較 少量的不飽和脂肪酸。由于非富含脂質(zhì)的細(xì)胞通常比富含脂質(zhì)的細(xì)胞能夠更好地抵御較 低的溫度，皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞可以選擇性地受到影響而真皮和表皮中的非富含脂質(zhì)的 細(xì)胞得以維持。示例性的冷卻劑范圍可以包括介于-20'C到約15°C，優(yōu)選介于-15"C到約 5'C，更優(yōu)選介于-l(TC到約(TC，最優(yōu)選介于-l(TC到約-2r的相變溫度。富含脂質(zhì)的細(xì)胞 可以通過(guò)破裂、皺縮、喪失能力、消滅、去除、殺滅或其他發(fā)生改變的方式受到影響。 不受理論束縛，對(duì)富含脂質(zhì)的細(xì)胞的選擇性影響被認(rèn)為是由于在不會(huì)促使非富含脂質(zhì)的 細(xì)胞中結(jié)晶的溫度下高度飽和脂肪酸的局部結(jié)晶。晶體可以使富含脂質(zhì)的細(xì)胞的雙層膜 破裂，使這些細(xì)胞選擇性壞死。因此，在促使富含脂質(zhì)的細(xì)胞中晶體形成的溫度下，可
以避免諸如真皮細(xì)胞等非富含脂質(zhì)的細(xì)胞的損傷。冷卻也被認(rèn)為促使富含脂質(zhì)的細(xì)胞的 脂解作用(例如脂肪代謝)以進(jìn)一步加強(qiáng)皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞的減少。通過(guò)能促進(jìn)交感 神經(jīng)系統(tǒng)刺激的局部遇冷可以增強(qiáng)脂解作用。
在某些實(shí)施方式中， 一旦達(dá)到所需溫度，所述區(qū)域的溫度在預(yù)先確定的時(shí)間段內(nèi)可以 加以維持。通過(guò)從皮膚移開(kāi)所述熱傳導(dǎo)裝置或?qū)⑾嘧儨囟仍O(shè)計(jì)成在預(yù)定時(shí)間段后達(dá)到完
全相變，可以終止冷卻循環(huán)。在某一時(shí)間段后，具有特定相變溫度的熱傳導(dǎo)裝置104可
以如以上所述再次應(yīng)用于皮膚的相同位置直至實(shí)現(xiàn)所期望的富含脂質(zhì)的細(xì)胞的減少。在
另一種實(shí)施方式中，具有特定相變溫度的熱傳導(dǎo)裝置104可以如以上所述應(yīng)用于皮膚的 不同部位以選擇性地影響不同皮下目標(biāo)區(qū)域中的富含脂質(zhì)的細(xì)胞。
以上所述多種實(shí)施方式的一個(gè)可預(yù)見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn)是所述熱傳導(dǎo)裝置104可以選擇性地 減少皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞而不會(huì)不可接受地影響真皮、表皮和/或其他組織。另一 個(gè)可預(yù)見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn)是所述熱傳導(dǎo)裝置104可以同時(shí)選擇性地減少皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞 并對(duì)真皮和/或表皮提供有益的作用。這些作用包括纖維素增生、新膠原蛋白生 成、膠原蛋白收縮、膠原蛋白拉緊、膠原蛋白密度增加、膠原蛋白重塑和棘層增生 (表皮增厚)。另一個(gè)可預(yù)見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn)是所述熱傳導(dǎo)裝置104可以適應(yīng)對(duì)象的各種身體 輪廓。此外，另一個(gè)可預(yù)見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn)是所述系統(tǒng)100是便攜的、結(jié)構(gòu)緊湊的和高效的， 這樣以上所述的方法可以在門(mén)診部、醫(yī)生辦公室或患者家中而不是在醫(yī)院內(nèi)進(jìn)行。
以上對(duì)舉例的實(shí)施方式的描述，包括發(fā)明摘要中所描述的內(nèi)容，并不意味著沒(méi)有 遺漏或?qū)⒈景l(fā)明限制在所公開(kāi)的精確方式內(nèi)。雖然出于說(shuō)明的目的在這里對(duì)特定的 實(shí)施方式和實(shí)施例進(jìn)行了描述，正如精通相關(guān)領(lǐng)域的人員應(yīng)當(dāng)承認(rèn)的，可以對(duì)本發(fā) 明進(jìn)行各種等價(jià)的改進(jìn)而沒(méi)有脫離本發(fā)明的精神和范圍。這里所提供的對(duì)本發(fā)明的 講解可以應(yīng)用于熱傳導(dǎo)裝置，不一定是以上所通常描述的示例性的熱傳導(dǎo)裝置。
以上所述的各種實(shí)施方式可以加以組合以提供進(jìn)一步的實(shí)施方式。本說(shuō)明書(shū)中所 參考的和/或申請(qǐng)數(shù)據(jù)表(Application Data Sheet)中所羅列的所有美國(guó)專(zhuān)利、美國(guó) 專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)公開(kāi)、美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)、外國(guó)專(zhuān)利、外國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)和非專(zhuān)利出版物通 過(guò)參考完整地組合在本說(shuō)明書(shū)中。如果需要，本發(fā)明的方面可以改進(jìn)，以使用具有 各種相變溫度的冷卻劑、具有各種構(gòu)造的熱傳導(dǎo)裝置，以及各種專(zhuān)利、申請(qǐng)書(shū)和出 版物的觀念以提供本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式。
根據(jù)以上的詳細(xì)描述，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行這樣或那樣的改動(dòng)。通常，在以下的權(quán) 利要求書(shū)中，所使用的術(shù)語(yǔ)不應(yīng)當(dāng)理解為將本發(fā)明限制于說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所
公開(kāi)的特定實(shí)施方式，而應(yīng)當(dāng)理解為包括如權(quán)利要求書(shū)所述工作的所有相變液體和 裝置。相應(yīng)地，本發(fā)明不受公開(kāi)內(nèi)容的限制，其范圍完全由以下的權(quán)利要求書(shū)確定。 通過(guò)以上所述應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這里對(duì)特定實(shí)施方式所作的描述是出于說(shuō)明的目的， 但是可以進(jìn)行各種改進(jìn)而沒(méi)有脫離本發(fā)明的精神和范圍。相應(yīng)地，除了受到所附屬 的權(quán)利要求書(shū)的限制，本發(fā)明不受其他限制。
權(quán)利要求
1.一種冷卻裝置，用于在對(duì)象具有皮膚的區(qū)域冷卻皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞，所述裝置包括一個(gè)帶有撓性膜的熱傳導(dǎo)裝置，所述撓性膜構(gòu)造成與對(duì)象皮膚在治療區(qū)域形成界面；以及一種包裹在所述撓性膜中的冷卻劑，該冷卻劑在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)在相對(duì)恒定的溫度下具有規(guī)定的相變，所述熱傳導(dǎo)裝置構(gòu)造成降低該區(qū)域的溫度從而使得該區(qū)域中的富含脂質(zhì)的細(xì)胞受到影響而表皮中的非富含脂質(zhì)的細(xì)胞通常不受影響。
2. 如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于，所述相變溫度低于或約等于0'C。
3. 如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于，所述裝置還包含多種具有不同相 變溫度的冷卻劑，以提供隨時(shí)間上升和/或下降的溫度曲線從而從皮下富含脂質(zhì)的 細(xì)胞中去除熱量。
4. 如權(quán)利要求3所述的冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻劑是固體狀態(tài)的并且每 種冷卻劑形成一個(gè)層，使得所包裹的冷卻劑構(gòu)成不同相變溫度的層。
5. 如權(quán)利要求l所述的冷卻裝置，其特征在于，所述膜是熱傳導(dǎo)的聚合物膜。
6. 如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于，所述熱傳導(dǎo)裝置通常具有以下一 種形狀三角形、橢圓形、8字形和矩形。
7. 如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻裝置還包括由所述熱傳 導(dǎo)裝置的膜所確定的多個(gè)隔室。
8. 如權(quán)利要求7所述的冷卻裝置，其特征在于，所述多個(gè)隔室是以流體相通的。
9. 如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于，所述熱傳導(dǎo)裝置構(gòu)造成將所述區(qū) 域的表面溫度降至約-15t:到約5'C。
10. 如權(quán)利要求l所述的冷卻裝置，其特征在于，所述相變溫度低于約-2'C。
11. 一種熱傳導(dǎo)裝置的使用方法，該熱傳導(dǎo)裝置包括包裹在膜中的具有相變溫度 的冷卻劑，所述方法包括(i) 將所述熱傳導(dǎo)裝置中的所述冷卻劑的溫度降至固-液轉(zhuǎn)變溫度或以下；(ii) 將所述熱傳導(dǎo)裝置施用于對(duì)象皮膚，使得包裹著所述冷卻劑的所述膜與對(duì)象 皮膚接觸；以及(iii)使所述冷卻劑經(jīng)歷相變溫度，以將所述熱傳導(dǎo)裝置下的區(qū)域冷卻至這樣的溫 度，即破壞所述區(qū)域中的富含脂質(zhì)的細(xì)胞而通常不破壞表皮中非富含脂質(zhì)的 細(xì)胞。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 通過(guò)從所述區(qū)域移開(kāi)所述熱傳導(dǎo)裝置而終止冷卻該區(qū)域；以及 重復(fù)步驟(i)-(iii)。
13. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 在破壞所述區(qū)域的富含脂質(zhì)的細(xì)胞后從該區(qū)域移開(kāi)所述熱傳導(dǎo)裝置；以及 通過(guò)對(duì)皮膚不同區(qū)域進(jìn)行步驟(i)-(iii)以減少不同區(qū)域的富含脂質(zhì)的細(xì)胞。
14. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在相對(duì)恒定的溫度 將所述流體維持預(yù)先確定的治療時(shí)間。
15. —種用于冷卻對(duì)象皮膚區(qū)域的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括一個(gè)適形熱傳導(dǎo)裝置，該裝置含有包裹在撓性膜中的冷卻劑，其中所述冷 卻劑具有相變溫度，所述膜構(gòu)造成用于降低對(duì)象皮膚區(qū)域的溫度，以使該區(qū)域中富含脂質(zhì)的細(xì)胞受到影響而非富含脂質(zhì)的細(xì)胞不受影響；以及 一種固定元件，用于在治療階段將所述熱傳導(dǎo)裝置固定就位。
16. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述固定元件是彈性巻、粘合劑或 具有緊固件的可調(diào)節(jié)的帶。
17. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻劑具有低于或約等于ot: 的相變溫度。
18. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述相變溫度在約5分鐘到約60 分鐘的治療階段中是恒定的。
19. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻劑包括水、乙二醇、甘油、 聚丙二醇、醇和/或鹽。
20. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包含多種具有不同相變 溫度的冷卻劑，以提供隨時(shí)間上升和/或下降溫度曲線從而從皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞 中去除熱量。
21. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括定位于所述對(duì)象皮 膚和所述撓性膜之間的熱傳導(dǎo)耦合流體。
全文摘要
用于從皮下富含脂質(zhì)的細(xì)胞中去除熱量的諸如熱傳導(dǎo)裝置的冷卻裝置、系統(tǒng)和方法，尤其涉及一種包裹在撓性膜中的冷卻劑，其中所述冷卻劑優(yōu)選地具有低于或約等于0℃的相變溫度。所述熱傳導(dǎo)裝置可以有具有變化的相變溫度的隔室以對(duì)治療區(qū)域提供差異冷卻。另外，所述熱傳導(dǎo)裝置具有變化的相變溫度層構(gòu)成的分層結(jié)構(gòu)以提供上升或下降的溫度曲線。所述熱傳導(dǎo)裝置可以進(jìn)一步具有解剖學(xué)適形的形狀。例如，所述熱傳導(dǎo)裝置可以是適用于腹部區(qū)域的三角形的，適用于髖部區(qū)域的橢圓形的，適用于臀部區(qū)域的8字形的，或適用于大腿區(qū)域的矩形的。
文檔編號(hào)A61F7/10GK101340870SQ200780000012
公開(kāi)日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2007年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月17日
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