(57)【要約】  生体適合性コーティングを含む鋭利な先端のアレイを製造する方法であって、生体適合性コーティングが、鋭利な先端のより広い部分よりも鋭利な先端の鋭利な端部における方が厚く、該方法が鋭利な先端のアレイを提供することと、鋭利な先端の鋭利な端部を、鋭利な先端のより広い部分をコーティングするのとは異なるようにコーティングすることとを含む方法。角質層の被覆を保持しながら、表皮を加熱し、機械的に圧迫することによって、皮膚に中空を作り出すことを含む、皮膚を治療する方法。組織にクレーターを作り出すのに適した温度に先端を加熱することと、先端を組織に向かって進ませることと、進ませることに対する機械的抵抗の変化を検出することによって先端が組織に接触するときを検出することと、進ませることに対する機械的抵抗を測定することとを含む組織を治療する方法。関連する装置および方法も記載されている。
2017528239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体適合性コーティングを有する複数の鋭利な先端を含む組織を治療するための鋭利な先端のアレイであって、前記生体適合性コーティングが、４００℃超の温度に加熱されている間でさえ、コーティング材を通じた非コーティング材の拡散を阻止することができるアレイ。
【請求項２】
前記生体適合性コーティングは、前記鋭利な先端のより広いベースよりも前記鋭利な先端の鋭利な端部における方が厚い請求項１に記載のアレイ。
【請求項３】
前記鋭利な先端の前記鋭利な端部での前記生体適合性コーティングは、４００〜５２０℃の温度に少なくとも２０分の持続時間加熱した後でさえ、前記コーティング材中の前記非コーティング材の濃度が１％を超えるレベルまで前記コーティング材を通じた前記非コーティング材の拡散を阻止するのに十分である請求項１または２に記載のアレイ。
【請求項４】
前記生体適合性コーティング材は金を含む請求項１〜３のいずれか一項に記載のアレイ。
【請求項５】
前記非コーティング材は、銅、ステンレス鋼、チタンおよびタングステンからなる群から選択される材料を含む請求項１〜４のいずれか一項に記載のアレイ。
【請求項６】
共通ベースによって接続された複数の鋭利な先端と、
前記鋭利な先端の遠位先端に配置された生体適合性コーティングと
を含み、前記生体適合性コーティングは、前記鋭利な先端のより広い部分よりも、前記鋭利な先端の前記遠位先端で、より厚さを有する、組織を加熱および治療するための鋭利な先端のアレイ。
【請求項７】
前記生体適合性コーティングは、４００〜５２０℃の温度で少なくとも２０分間の持続時間で生体適合性を維持するように設計される請求項６に記載の鋭利な先端のアレイ。
【請求項８】
前記共通ベースは、４００〜５２０℃の温度で生体適合性ではない請求項６または７に記載の鋭利な先端のアレイ。
【請求項９】
前記鋭利な先端の前記遠位端は５０〜１０００ミクロンの幅を有する請求項６〜８のいずれか一項に記載の鋭利な先端のアレイ。
【請求項１０】
前記生体適合性コーティングは金を含む請求項６〜９のいずれか一項に記載の鋭利な先端のアレイ。
【請求項１１】
前記生体適合性コーティングは純金である請求項６〜１０のいずれか一項に記載の鋭利な先端のアレイ。
【請求項１２】
前記生体適合性コーティングは、４００℃での動作中に生体適合性を維持するように設計される請求項６〜１１のいずれか一項に記載の鋭利な先端のアレイ。
【請求項１３】
前記生体適合性コーティングは、５００℃の温度に５分の持続時間で加熱した後、生体適合性を保つように設計される請求項６〜１２のいずれか一項に記載の鋭利な先端のアレイ。
【請求項１４】
前記ベースは、銅、ステンレス鋼、チタンおよびタングステンからなる群から選択される材料を含む請求項６〜１３のいずれか一項に記載の鋭利な先端のアレイ。
【請求項１５】
生体適合性コーティングを含む鋭利な先端のアレイを製造する方法であって、前記生体適合性コーティングが、前記鋭利な先端のより広い部分よりも前記鋭利な先端の鋭利な端部における方が厚く、前記方法が、
鋭利な先端のアレイを提供するステップと、
前記鋭利な先端の前記鋭利な端部を、前記鋭利な先端の前記より広い部分をコーティングするのとは異なるようにコーティングするステップ
を含む方法。
【請求項１６】
前記鋭利な先端の前記鋭利な端部を、前記鋭利な先端の前記より広い部分をコーティングするのとは異なるようにコーティングする前記ステップは、前記鋭利な先端の電気メッキをすることを含み、前記鋭利な先端の電場は、前記より広いセクションの電場より大きい請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記鋭利な先端の前記鋭利な端部を、前記鋭利な先端の前記より広い部分をコーティングするのとは異なるようにコーティングする前記ステップは、前記コーティングのプラズマ蒸着によるコーティングするステップを含み、前記鋭利な先端の前記電場は、前記より広いセクションの前記電場より大きい請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記鋭利な先端の前記鋭利な端部を、前記鋭利な先端の前記より広い部分をコーティングするのとは異なるようにコーティングする前記ステップは、前記より広い部分をコーティングするよりも長い期間にわたって前記鋭利な先端をコーティングするステップを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記生体適合性コーティングは、前記鋭利な先端の前記鋭利な端部において、前記鋭利な先端の前記より広い部分よりも少なくとも２倍だけ厚い請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
鋭利な先端のアレイを提供するステップと、
第１のコーティングで前記先端のアレイを電気メッキするステップと、
前記先端のベースの電気メッキをマスクして前記先端の遠位端を露出させる前記先端のアレイを覆うマスクを提供するステップと、
第２の生体適合性コーティングで前記先端のアレイを電気メッキするステップ
を含む生体適合性コーティングで覆った鋭利な金属先端のアレイを製造する方法。
【請求項２１】
前記マスクは絶縁マスクを含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記先端は５０〜２００ミクロンの範囲の曲率半径を有する請求項２０または２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記先端のアレイは、銅、ステンレス鋼およびチタンからなる群から選択される材料を含む粉末を焼結することによって作り出される請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
鋭利な金属先端の第１のアレイを提供するステップと、
前記鋭利な金属先端の前記第１のアレイに嵌合するのに適した寸法の中空の鋭利な先端のアレイとして形成されたチタンシートを提供するステップと、
前記鋭利な金属先端の前記第１のアレイの先端が前記チタンシートの前記中空の鋭利な先端に挿入されるように、前記チタンシートを前記鋭利な金属先端の前記第１のアレイに配置するステップと、
前記チタンシートを熱伝導層を有する前記鋭利な金属先端の第１のアレイに取り付けるステップ
を含む生体適合性コーティングで覆った鋭利な金属先端のアレイを製造する方法。
【請求項２５】
前記取り付けることは銀ろう付けによるものである請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記チタンシートは、焼結によって製造される請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記チタンシートはコイニングによって製造される請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記チタンシートはエンボス加工によって製造される請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記チタンシートは機械加工によって製造される請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記鋭利な先端は、１００〜２５０ミクロンの範囲の外側の遠位先端の幅を有する請求項２４〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
角質層の被覆を保持しながら、表皮を加熱し、機械的に圧迫することによって、皮膚に中空を作り出すステップを含む、皮膚を治療する方法。
【請求項３２】
前記表皮が加熱によって変性される請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
組織にクレーターを作り出すのに適した温度に先端を加熱するステップと、
前記先端を前記組織に向かって進ませるステップと、
前記進ませることに対する機械的抵抗の変化を検出することによって前記先端が前記組織に接触するときを検出するステップと、
前記進ませることに対する前記機械的抵抗を測定するステップ
を含む組織を治療する方法。
【請求項３４】
前記先端を前記組織に向かって進ませる前記ステップは、前記先端を前記組織に向かって迅速に進ませるステップを含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記先端が前記組織に接触するときに、前記進ませることに対する前記機械的抵抗を測定する前記ステップに少なくとも部分的に基づいて前記組織の機械的コンプライアンスを評価するステップと、
前記評価の少なくとも部分的、１つまたは複数の結果に基づいて、前記先端を進め続ける方法を判定するステップ
をさらに含む請求項３３または３４に記載の方法。
【請求項３６】
判定する前記ステップは、前記組織との接触を検出した以上に進むために、予め選択された距離を判定するステップを含む請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記先端が前記組織と接触したとき、前記組織の機械的コンプライアンスを継続的に評価し始める請求項３３〜３６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
判定する前記ステップは、前記機械的コンプライアンスが閾値より低いままである限り、前記組織との接触を検出した以上に進むステップを含む請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
判定する前記ステップは、以下の式を計算した結果に少なくとも部分的に基づいて、前記組織との接触を検出した以上に進むステップを含み、
Ｆ＝ｋ＊Ｙ＊Ｄ４＊μ／ｔ＊（Ｚ３）
式中Ｆは前記先端を進ませる駆動力、ｋは定数、Ｙは前記組織との接触後の距離、Ｄは前記先端の断面の面積、μは前記組織の粘度、ｔは前記組織との接触後測定された時間、Ｚは前記組織から前記組織の下の硬質な表面までの距離である請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
前記組織は皮膚を含み、前記硬質な表面は骨を含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
加熱された先端を組織内に進ませることによって前記組織にクレーターを作り出すためのシステムであって、前記加熱された先端が、前記進ませることに対する機械的な抵抗の変化を検出することで、前記組織と接触するときを検出するためのモジュールを含むシステム。
【請求項４２】
組織の機械的コンプライアンスを評価することと、
前記評価の結果に対応する入力を制御器に提供するステップと、
前記組織にクレーターを作り出すのに適した温度に先端を加熱するステップと、
前記先端を前記組織の方におよびその中へ進ませるステップと、
前記進ませることに対する抵抗の変化を検出することによって前記先端が前記組織と接触するときを検出するステップと、
前記組織に前記先端を前記検出した以上に特定の距離進めるステップ
を含む組織にクレーターを作り出す方法であって、前記特定の距離は、前記評価の結果に少なくとも部分的に基づいて前記制御器によって判定される方法。
【請求項４３】
前進に対する抵抗の変化を検出することによって、組織に向かって前進している器具の先端が前記組織に接触するときを検出する方法。
【請求項４４】
先端を４５０℃超の温度に加熱することによって、組織を蒸散させるために使用済みの前記先端を浄化する方法。
【請求項４５】
前記先端は、生体適合性コーティング材および非コーティング材を含み、前記４５０℃超の温度に加熱することは、前記生体適合性コーティング材を４５０℃超の温度に加熱することを含む請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記加熱の持続時間は、残留物を燃やすのに十分長く、前記生体適合性コーティング材を通じた前記非コーティング材の拡散を防止するのに十分短い請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記生体適合性コーティング材は、４００〜５２０℃の温度に少なくとも２０分の持続時間加熱した後でさえ、前記生体適合性コーティング材中の非コーティング材の濃度が、１％を超えるレベルまで前記コーティング材を通じた前記非コーティング材の拡散を阻止するのに十分である請求項４５または４６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、そのいくつかの実施形態において、外科的方法および装置に関し、より詳細には、ただし排他的ではなく、組織の蒸散のための方法および装置に関し、さらにより詳細には、ただし排他的ではなく、皮膚にアレイ状の微小な窪みを作り出すための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にパルスレーザまたはＲＦエネルギーの使用に関与する、組織の切除を行うための様々な技術が知られている。
【０００３】
ＣＯ２レーザおよびエルビウムレーザは、フラクショナルなスキンリサーフェシングで広く利用されている。これらは角質層と表皮の両方の組織を切除する細胞破裂効果によって組織内のクレーターを蒸散させる。
【０００４】
フラクショナルな皮膚の若返りの現在の方法には、非切除治療が含まれている。これは、組織の深部（約２ｍｍ、真皮乳頭層（約１００ミクロン）の深さより深い）まで浸透する、１．５ミクロンの波長で動作するエルビウムガラスレーザ（Ｅｒｂｉｕｍ  ｇｌａｓｓ  ｌａｓｅｒ）などの赤外線光源、または集束するマイクロレンズのアレイを備えた赤外線ランプで行われる。このような治療装置は、例えばＰａｌｏｍａｒ  Ｍｅｄｉｃａｌによって製造されている。このような場合、通常皮膚表面は元のままであるが、より深い皮膚の層は加熱されて熱傷を受ける。このようなレーザまたは赤外線源による表皮および真皮乳頭層における傷害レベルは、ＣＯ２レーザまたはエルビウムレーザのような切除レーザによって作り出される損傷レベルよりもはるかに低い。現在の非切除治療には、皮膚表面が元のままで残っているため、すぐに機能が復活するという利点がある。欠点は、細かいしわおよび肌のキメに対する臨床的な効果がより穏やかという点である。
【０００５】
角質層の皮膚を保護する機能のために、多種多様な薬物、クリームおよび他の物質に対する皮膚浸透性が低いことが知られている。表皮を損傷することなく皮膚の角質層を蒸散または著しく損傷させることによって皮膚の浸透性が増加することは、下記の特許文献１および以下のＰｒａｕｓｎｉｔｚによる論文に記載され、説明されている。Ｐｒａｕｓｎｉｔｚによって記載されているように、３００℃の温度に達すると、大部分の薬物に対する角質層の浸透性が劇的に増加する。表皮のコラーゲンおよび他のタンパク質の熱的凝固または熱的変性が、浸透性の増強を桁違いに減少させる。
【０００６】
公開されたＰＣＴ公報である特許文献２は、蒸散素子、蒸散素子を加熱するように構成された加熱要素、および蒸散素子を組織の特定の深さに進め、蒸散素子が組織を蒸散させるのに十分長く、また孔からの所定の副次的損傷距離を超える熱の拡散を制限するのに十分なほどに短い時間内に、蒸散素子を組織から引っ込ませるように構成された機構を含む、組織内の孔を蒸散するための装置を開示している。
【０００７】
特許文献１は、微小孔および任意選択で音波エネルギーおよび化学的エンハンサを利用して、診断目的の分析物または治療目的の薬物に対する皮膚の浸透性を高める方法を開示している。選択された場合、音波エネルギーは、周波数変調、振幅変調、位相変調、および／またはそれらの組合せによって変調することができる。微細孔は、（ａ）水が蒸発して細胞を腐食させるよう、水の局所的な急速加熱によって角質層を切除すること、（ｂ）直径約１０００μｍまでの微細孔を形成するようにマイクロランセットを較正した角質層で穿刺すること、（ｃ）角質層上にしっかりと集束された音波エネルギービームを集束させることによって角質層を切除すること、（ｄ）直径約１０００μｍまでの微細孔を形成するために、角質層を流体の高圧ジェットにより水圧で穿刺すること、または（ｅ）短パルスの電気パルスで角質層を穿刺して、直径約１０００μｍまでの微細孔を形成することによって達成される。
【０００８】
Ｇａｒａｂｅｄｉａｎ  ｅｔ  ａｌ．の「ＰＡＳＳＩＶＥＬＹ  ＣＯＯＬＥＤ  ＡＲＲＡＹ」と題された米国で公開された特許出願である特許文献３には、外科用プローブシャフトのような細長いシャフトと、シャフトの遠位端に取り付けられた針電極アレイと、切除用エネルギーを電極アレイに供給するための、例えば無線周波数（ＲＦ）発生器のような切除動力源とを含む組織切除システムが開示されている。組織切除システムは、針電極アレイと熱的に連通しているシャフトの遠位端内に配置されたヒートシンクをさらに含む。このようにして、熱エネルギーが針電極アレイから引き出され、それによって電極アレイを冷却し、より効率的な切除のプロセスを提供する。組織切除システムは、熱エネルギーがヒートシンクから引き出され得るように、ヒートシンクと流体連通する冷媒流路をさらに備える。好ましい実施形態では、流路は、ヒートシンクと流体連通している熱交換キャビティ、冷却された媒体（例えば、室温またはそれ以下での生理食塩水など）を熱交換キャビティに運ぶための冷却腔部、および加熱された媒体を熱交換キャビティから運ぶためのリターン用腔部を含む。組織切除システムは、冷却された媒体を、冷却腔部を通ってシャフトの遠位端の熱交換キャビティに運ぶためのポンプアセンブリをさらに含む。
【０００９】
さらなる背景技術には以下のものが含まれる。
Ｐａｒｋ  Ｊ．Ｈ．、Ｌｅｅ  Ｊ．Ｗ．、Ｋｉｍ  Ｙ．Ｃ．、およびＰｒａｕｓｍｉｔｚ  Ｍ．Ｒ．による、Ｉｎｔ  Ｊ  Ｐｈａｒｍに掲載された非特許文献１。著者の原稿は、２００９年７月９日のＰＭＣで入手可能である。
ｗｗｗｆ（ｄｏｔ）ｉｍｐｅｒｉａｌ（ｄｏｔ）ａｃ（ｄｏｔ）ｕｋ／〜ａｊｍ８／Ｍ３Ａ１０／ｌｕｂ（ｄｏｔ）ｐｄｆというワールド・ワイド・ウェブで見出せるテキストブックの章。
Ｐｒａｕｓｎｉｔｚ  ｅｔ  ａｌ．に対する特許文献４。
【００１０】
上記および本明細書全体で言及する全参考文献の開示、ならびにこれらの参考文献に記載されたすべての参考文献の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】欧州特許第１５６３７８８号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１１／０１３１１８号パンフレット
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／０１８１２１４号明細書
【特許文献４】米国特許第８，６９０，８６５号明細書
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｐａｒｋ  Ｊ．Ｈ．，Ｌｅｅ  Ｊ．Ｗ．，Ｋｉｍ  Ｙ．Ｃ．，ａｎｄ  Ｐｒａｕｓｍｉｔｚ  Ｍ．Ｒ．，“Ｔｈｅ  ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ｈｅａｔ  ｏｎ  ｓｋｉｎ  ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ”，ｉｎ  Ｉｎｔ  Ｊ  Ｐｈａｒｍ．Ａｕｔｈｏｒ  ｍａｎｕｓｃｒｉｐｔ
【発明の概要】
【００１３】
本発明は、そのいくつかの実施形態において、外科的方法および装置に関し、より詳細には、ただし排他的ではなく、組織の蒸散のための方法および装置に関し、さらにより詳細には、ただし排他的ではなく、皮膚にアレイ状の微小な窪みを作り出すための方法および装置に関する。
【００１４】
本発明のいくつかの実施形態の態様は、加熱されたロッドの先端または１つ以上の加熱されたロッドの先端のアレイを使用して、皮膚にクレーターを作り出すことに関与する。いくつかの実施形態では、角質層の上部層を維持しながら、表皮内でクレーターが作り出され、それが、クレーターを覆い、感染を予防し、治癒するよう潜在的に促す可能性がある。いくつかの実施形態では、角質層が部分的に損傷されており、形成されたクレーターの領域に対する残りの角質層の面積の比が、任意選択で少なくとも３０％の被覆率、少なくとも５０％の被覆率、少なくとも８０％の被覆率、さらには約１００％の被覆率−角質層が損傷している可能性があるが、依然としてクレーターの面積の大部分を覆っている−という範囲にする。
【００１５】
本発明のいくつかの実施形態の態様は、先端または先端のアレイが、組織または皮膚を押す先端に対する組織または皮膚の機械的抵抗を検出することによって、皮膚に接触するときを検出することに関与する。先端が皮膚に接触するときを検出することは、皮膚のクレーターの特定の深さおよび／または形状を目標とする場合に有意義である。なぜなら、まさに先端を皮膚に置かれたプレート（遠位ゲージ）を越えて特定の距離進めることが不正確になる可能性があるからである。貫通する先端用の開口部を有するプレートを皮膚に置くとき、皮膚が開口部内に膨らむか、そうでなければプレートの開口部に平坦な平面を形成しない場合があることが分かっている。プレートを越えて先端（複数可）が進む距離は、皮膚に形成されたクレーターの深さと必ずしも等しいとは限らない。皮膚に形成されたクレーターの深さを制御するには、先端が皮膚に接触してそれを押し始めるときを検出することでより良好になされ得る。
【００１６】
本発明のいくつかの実施形態の態様は、先端（複数可）の進む速度を測定すること、および先端（複数可）の動きが皮膚によって遅くなったときを検出することを含む。
【００１７】
本発明のいくつかの実施形態の態様は、上述したような先端のアレイを製造することに関与し、この先端は、生体適合性コーティングで覆われており、治療のために利用される高温に耐えるのに適し、任意選択にはるかに高い温度に耐える。こうした高温は、一部の場合、使用済みの先端のアレイを、残留物の酸化および／または殺菌によって浄化するために、利用されることがある。
【００１８】
本発明のいくつかの実施形態は、真皮乳頭層より下の損傷を回避しながら、組織を粉砕するか、クレーターまたは窪みを形成するために短時間で多量の熱を供給するように適合された粉砕ロッドのような、熱による皮膚粉砕素子に関する。作り出された窪みは、一定期間、例えば半日、１日、または数日間、潜在的に窪んだ状態にある。
【００１９】
本発明のいくつかの実施形態の態様によれば、生体適合性コーティングを有する複数の鋭利な先端を含む、組織を治療するための鋭利な先端のアレイが提供され、生体適合性コーティングは、４００℃超の温度に加熱されている間でさえ、コーティング材を通じた非コーティング材の拡散を阻止することができる。
【００２０】
本発明のいくつかの実施形態によれば、生体適合性コーティングは、鋭利な先端のより広いベースよりも鋭利な先端の鋭利な端部における方が厚い。
【００２１】
本発明のいくつかの実施形態によれば、鋭利な先端の鋭利な端部での生体適合性コーティングは、４００〜５２０℃の温度に少なくとも２０分の持続時間加熱した後でさえ、コーティング材中の非コーティング材の濃度が１％を超えるレベルまでコーティング材を通じた非コーティング材の拡散を阻止するのに十分である。
【００２２】
本発明のいくつかの実施形態によれば、生体適合性コーティング材は金を含む。
【００２３】
本発明のいくつかの実施形態によれば、非コーティング材は、銅、ステンレス鋼、チタンおよびタングステンからなる群から選択される材料を含む。
【００２４】
本発明のいくつかの実施形態の態様によれば、組織を加熱および治療するための鋭利な先端のアレイが提供され、アレイは、共通ベースによって接続された複数の鋭利な先端と、鋭利な先端の遠位先端に配置された生体適合性コーティングとを含み、生体適合性コーティングは、鋭利な先端のより広い部分よりも、鋭利な先端の遠位先端で、より厚さを有する。
【００２５】
本発明のいくつかの実施形態によれば、生体適合性コーティングは、４００〜５２０℃の温度で少なくとも２０分間の持続時間で生体適合性を維持するように設計される。
【００２６】
本発明のいくつかの実施形態によれば、共通ベースは、４００〜５２０℃の温度で生体適合性ではない。
【００２７】
本発明のいくつかの実施形態によれば、鋭利な先端の遠位端は５０〜１０００ミクロンの幅を有する。
【００２８】
本発明のいくつかの実施形態によれば、生体適合性コーティングは金を含む。本発明のいくつかの実施形態によれば、生体適合性コーティングは純金である。
【００２９】
本発明のいくつかの実施形態によれば、生体適合性コーティングは、４００℃での動作中に生体適合性を維持するように設計される。本発明のいくつかの実施形態によれば、生体適合性コーティングは、５００℃の温度に５分の持続時間で加熱した後、生体適合性を保つように設計される。
【００３０】
本発明のいくつかの実施形態によれば、鋭利な先端およびベースは、銅、ステンレス鋼、チタンおよびタングステンからなる群から選択される材料を含んでいた。
【００３１】
本発明のいくつかの実施形態の態様によれば、生体適合性コーティングを含む鋭利な先端のアレイを製造する方法が提供され、生体適合性コーティングは、鋭利な先端の鋭利な端部が鋭利な先端のより広い部分よりも厚く、この方法は、鋭利な先端のアレイを提供することと、鋭利な先端の鋭利な端部を、鋭利な先端のより広い部分をコーティングするのとは異なるようにコーティングすることとを含む。
【００３２】
本発明のいくつかの実施形態によれば、鋭利な先端の鋭利な端部を、鋭利な先端のより広い部分をコーティングするのとは異なるようにコーティングすることは、鋭利な先端の電気メッキをすることを含み、鋭利な先端の電場は、より広いセクションの電場より大きい。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態によれば、鋭利な先端の鋭利な端部を、鋭利な先端のより広い部分をコーティングするのとは異なるようにコーティングすることは、コーティングのプラズマ蒸着によるコーティングを含み、鋭利な先端の電場は、より広いセクションの電場より大きい。
【００３４】
本発明のいくつかの実施形態によれば、鋭利な先端の鋭利な端部を、鋭利な先端のより広い部分をコーティングするのとは異なるようにコーティングすることは、より広い部分をコーティングするよりも長い期間にわたって鋭利な先端をコーティングすることを含む。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態によれば、生体適合性コーティングは、鋭利な先端の鋭利な端部において、鋭利な先端のより広い部分よりも少なくとも２倍だけ厚い。
【００３６】
本発明のいくつかの実施形態の態様によれば、生体適合性コーティングで覆った鋭利な金属先端のアレイを製造する方法が提供され、この方法は、鋭利な先端のアレイを提供することと、第１のコーティングで先端のアレイを電気メッキすることと、先端のベースの電気メッキをマスクして先端の遠位端を露出させる先端のアレイを覆うマスクを提供することと、第２の生体適合性コーティングで先端のアレイを電気メッキすることとを含む。
【００３７】
本発明のいくつかの実施形態によれば、マスクは絶縁マスクを含む。
【００３８】
本発明のいくつかの実施形態によれば、先端は５０〜２００ミクロンの範囲の曲率半径を有する。
【００３９】
本発明のいくつかの実施形態によれば、先端のアレイは、銅、ステンレス鋼およびチタンからなる群から選択される材料を含む粉末を焼結することによって、作り出される。
【００４０】
本発明のいくつかの実施形態の態様によれば、生体適合性コーティングで覆った鋭利な金属先端のアレイを製造する方法が提供され、この方法は、鋭利な金属先端の第１のアレイを提供することと、鋭利な金属先端の第１のアレイに嵌合するのに適した寸法の中空の鋭利な先端のアレイとして形成されたチタンシートを提供することと、鋭利な金属先端の第１のアレイの先端がチタンシートの中空の鋭利な先端に挿入されるように、チタンシートを鋭利な金属先端の第１のアレイに配置することと、チタンシートを熱伝導層を有する鋭利な金属先端の第１のアレイに取り付けることとを含む。
【００４１】
本発明のいくつかの実施形態によれば、取り付けることは銀ろう付けによるものである。
【００４２】
本発明のいくつかの実施形態によれば、チタンシートは、焼結によって製造される。本発明のいくつかの実施形態によれば、チタンシートはコイニングによって製造される。本発明のいくつかの実施形態によれば、チタンシートはエンボス加工によって製造される。本発明のいくつかの実施形態によれば、チタンシートは機械加工によって製造される。
【００４３】
本発明のいくつかの実施形態によれば、鋭利な先端は、１００〜２５０ミクロンの範囲の外側の遠位先端の幅を有する。
【００４４】
本発明のいくつかの実施形態の態様によれば、角質層の被覆を保持しながら、表皮を加熱し、機械的に圧迫することによって、皮膚に中空を作り出すことを含む、皮膚を治療する方法が提供される。
【００４５】
本発明のいくつかの実施形態によれば、表皮は加熱によって変性される。
【００４６】
本発明のいくつかの実施形態の態様によれば、組織を治療する方法が提供され、この方法は、組織にクレーターを作り出すのに適した温度に先端を加熱することと、先端を組織に向かって進ませることと、進ませることに対する機械的抵抗の変化を検出することによって先端が組織に接触するときを検出することと、進ませることに対する機械的抵抗を測定することとを含む。
【００４７】
本発明のいくつかの実施形態によれば、先端を組織に向かって進ませることは、先端を組織に向かって迅速に進ませることを含む。
【００４８】
本発明のいくつかの実施形態によれば、先端が組織に接触するときに、進ませることに対する機械的抵抗を測定することに少なくとも部分的に基づいて組織の機械的コンプライアンスを評価すること、および評価の少なくとも部分的、１つまたは複数の結果に基づいて、先端を進め続ける方法を判定することをさらに含む。
【００４９】
本発明のいくつかの実施形態によれば、判定することは、組織との接触を検出した以上に進むために、予め選択された距離を判定することを含む。
【００５０】
本発明のいくつかの実施形態によれば、先端が組織と接触したとき、組織の機械的コンプライアンスを継続的に評価し始める。
【００５１】
本発明のいくつかの実施形態によれば、判定することは、機械的コンプライアンスが閾値より低いままである限り、組織との接触を検出した以上に進むことを含む。
【００５２】
本発明のいくつかの実施形態によれば、判定することは、以下の式を計算した結果に少なくとも部分的に基づいて、組織との接触を検出した以上に進むことを含む。
Ｆ＝ｋ＊Ｙ＊Ｄ４＊μ／ｔ＊（Ｚ３）
式中Ｆは先端を進ませる駆動力、ｋは定数、Ｙは組織との接触後の距離、Ｄは先端の断面の面積、μは組織の粘度、ｔは組織との接触後測定された時間、Ｚは組織から組織の下の硬質な表面までの距離である。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態によれば、組織は皮膚を含み、硬質な表面は骨を含む。
【００５４】
本発明のいくつかの実施形態の態様によれば、加熱された先端を組織内に進ませることによって組織にクレーターを作り出すためのシステムが提供され、このシステムは、加熱された先端が、進ませることに対する機械的な抵抗の変化を検出することで、組織と接触するときを検出するためのモジュールを含む。
【００５５】
本発明のいくつかの実施形態の態様によれば、組織の機械的コンプライアンスを評価することと、評価の結果に対応する入力を制御器に提供することと、組織にクレーターを作り出すのに適した温度に先端を加熱することと、先端を組織の方におよびその中へ進ませることと、進ませることに対する抵抗の変化を検出することによって先端が組織と接触するときを検出することと、検出した以上に特定の距離組織に先端を進めることとを含む組織にクレーターを作り出す方法が提供され、特定の距離は、評価の結果に少なくとも部分的に基づいて制御器によって判定される。
【００５６】
本発明のいくつかの実施形態の態様によれば、進ませることに対する抵抗の変化を検出することによって、組織に進んでいる器具の先端が組織に接触するときを検出する方法が提供される。
【００５７】
本発明のいくつかの実施形態の態様によれば、先端を４５０℃超の温度に加熱することによって、組織を蒸散させるために使用済みの先端を浄化する方法が提供される。
【００５８】
本発明のいくつかの実施形態によれば、先端は、生体適合性コーティング材および非コーティング材を含み、４５０℃超の温度に加熱することは、生体適合性コーティング材を４５０℃超の温度に加熱することを含む。
【００５９】
本発明のいくつかの実施形態によれば、加熱の持続時間は、残留物を燃やすのに十分長く、生体適合性コーティング材を通じた非コーティング材の拡散を防止するのに十分短い。
【００６０】
本発明のいくつかの実施形態によれば、生体適合性コーティング材は、４００〜５２０℃の温度に少なくとも２０分の持続時間加熱した後でさえ、生体適合性コーティング材中の非コーティング材の濃度が、１％を超えるレベルまでコーティング材を通じた非コーティング材の拡散を阻止するのに十分である。
【００６１】
別途規定されない限り、本明細書で使われるすべての専門用語および／または科学的な用語は、本発明が関係する当業者により一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載された方法および材料と類似または同等の方法および材料を、本発明の実施形態の実施または試験で使用することができるが、例示的な方法および／または材料を以下に記載する。抵触する場合、規定を含む特許明細書が統制することになる。加えるに、材料、方法、および例は、例証するのみであり、必ずしも限定することを意図していない。
【００６２】
本発明の実施形態の方法および／またはシステムの実装は、選択されたタスクを手動で、自動で、またはそれらの組合せで実行または完了することに関与し得る。さらに、本発明の方法および／またはシステムの実施形態の実際の計装および装置によれば、いくつかの選択されたタスクは、ハードウェアによって、ソフトウェアによって、またはファームウェアによって、またはオペレーティングシステムを用いてそれらの組合せによって実装することができる。
【００６３】
例えば、本発明の実施形態による選択されたタスクを実行するためのハードウェアは、先端または回路として実装することができる。ソフトウェアとして、本発明の実施形態による選択されたタスクは、任意の適切なオペレーティングシステムを使用してコンピュータによって実行される複数のソフトウェア命令として実装することができる。本発明の例示的実施形態では、本明細書に記載の方法および／またはシステムの例示的実施形態による１つまたは複数のタスクは、複数の命令を実行するためのコンピューティングプラットフォームなどのデータプロセッサによって実行される。任意選択で、データプロセッサは、命令および／またはデータを記憶する揮発性メモリ、および／または不揮発性記憶装置、例えば命令および／またはデータを記憶するための磁気ハードディスクおよび／またはリムーバブルメディアを含む。任意選択で、ネットワーク接続も設けられる。ディスプレイおよび／またはキーボードやマウスのようなユーザ入力装置も任意選択で同様に設けられる。
【００６４】
本発明のいくつかの実施形態は、添付の図面および画像を参照して、単なる例として本明細書で説明される。これから詳細な図面および画像を具体的に参照するが、示された詳細は、例としてのものであり、本発明の実施形態の説明を目的としたものであることを強調する。これに関して、図面および画像を用いた説明は、本発明の実施形態がどのように実施され得るかを当業者に明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１Ａ】本発明の実施形態による、皮膚を蒸散させるための装置の簡略化したブロック図である。
【図１Ｂ】従来技術による皮膚を蒸散させるためのビームを集束させたＣＯ２レーザ１２０の簡略化したブロック図である。
【図２】３つの方法によって作り出された皮膚の３つのクレーターを示す皮膚の簡略化した図である。
【図３Ａ】３つの方法によって作り出された３つの皮膚のクレーターの３つの組織学的断面の画像である。
【図３Ｂ】３つの方法によって作り出された３つの皮膚のクレーターの３つの組織学的断面の画像である。
【図３Ｃ】３つの方法によって作り出された３つの皮膚のクレーターの３つの組織学的断面の画像である。
【図４Ａ】本発明の例示的実施形態により作り出された、皮膚の熱圧迫されたクレーターの簡略化した線図である。
【図４Ｂ】本発明の例示的実施形態により作り出された、皮膚内の熱圧迫されたクレーターの組織学的断面の図である。
【図４Ｃ】本発明の例示的実施形態により作り出された、皮膚内の熱圧迫されたクレーターの組織学的断面の図である。
【図５】図５Ａは、本発明の例示的実施形態による、皮膚治療用の装置の簡略化した線図である。図５Ｂは、皮膚表面から下層の骨までの距離が短い本発明の例示的実施形態において皮膚に押された、図５Ａの装置の簡略化した線図である。図５Ｃは、皮膚表面から下層の骨までの距離が短い本発明の例示的実施形態において皮膚に押された、図５Ａの装置の簡略化した線図である。図５Ｄは、皮膚表面から下層の骨までの距離が短い本発明の例示的実施形態において皮膚に押された、図５Ａの装置の簡略化した線図である。
【図６】本発明の例示的実施形態による治療パラメータを選択する開ループの制御方法の簡略化したフローチャートである。
【図７】本発明の例示的実施形態による組織治療用ハンドピースの例示的実施形態の簡略化した線図である。
【図８Ａ】本発明の例示的実施形態による、組織にクレーターを作り出す方法の簡略化したフローチャートである。
【図８Ｂ】本発明のもう１つの例示的実施形態による、組織にクレーターを作り出す方法の簡略化したフローチャートである。
【図９Ａ】本発明の例示的実施形態による蒸散先端のアレイの簡略化した線図である。
【図９Ｂ】図９Ａの例示的実施形態の画像である。
【図９Ｃ】図９Ａの例示的実施形態の画像である。
【図１０】本発明の例示的実施形態によるピラミッド状先端のアレイによって作り出されたピラミッド状クレーターのアレイの顕微鏡写真である。
【図１１】本発明の例示的実施形態による先端のアレイの遠位表面を加熱する加熱ランプの簡略化した線図である。
【図１２Ａ】本発明の例示的実施形態による治療装置のエンドプレートの簡略化した線図である。
【図１２Ｂ】本発明の例示的実施形態による治療装置のエンドプレートの簡略化した線図である。
【図１３Ａ】本発明の例示的実施形態による先端のアレイを迅速に交換するための機構の簡略化した線図である。
【図１３Ｂ】本発明の例示的実施形態による先端のアレイを迅速に交換するための機構の簡略化した線図である。
【図１３Ｃ】本発明の例示的実施形態による先端のアレイを迅速に交換するための機構の簡略化した線図である。
【図１３Ｄ】本発明の例示的実施形態による先端のアレイを迅速に交換するための機構の簡略化した線図である。
【図１３Ｅ】本発明の例示的実施形態による先端のアレイを迅速に交換するための機構の簡略化した線図である。
【図１３Ｆ】本発明の例示的実施形態による先端のアレイを迅速に交換するための機構の簡略化した線図である。
【図１３Ｇ】本発明の例示的実施形態による先端のアレイを迅速に交換するための機構の簡略化した線図である。
【図１３Ｈ】本発明の例示的実施形態による先端のアレイを迅速に交換するための機構の簡略化した線図である。
【図１３Ｉ】本発明の例示的実施形態による先端のアレイを迅速に交換するための機構の簡略化した線図である。
【図１４】本発明のもう１つの例示的実施形態による先端のアレイを交換する機構の簡略化した線図である。
【図１５】本発明の例示的実施形態によるコンソールユニットの簡略化したブロック図である。
【図１６Ａ】本発明の例示的実施形態による、先端のアレイの位置、および空中の先端のアレイを駆動するリニアモーターの駆動電流のオシロスコープの軌跡である。
【図１６Ｂ】本発明の例示的実施形態による、先端のアレイの位置、および皮膚に接触、妨害する時間を含む、先端のアレイを駆動するリニアモーターの駆動電流のオシロスコープ軌跡である。
【図１７】本発明のもう１つの例示的実施形態による先端のアレイを迅速に交換するための機構の簡略化した線図である。
【図１８】本発明の例示的実施形態による薬物の皮膚浸透性を測定した実験結果を示すグラフである。
【図１９Ａ】本発明の例示的実施形態による、金のコーティングで覆ったステンレス鋼の先端を示す断面画像である。
【図１９Ｂ】本発明の例示的実施形態による、金のコーティングで覆ったステンレス鋼の先端を示す断面画像である。
【図１９Ｃ】本発明の例示的実施形態による、金のコーティングで覆ったステンレス鋼の先端を示す断面画像である。
【図１９Ｄ】図１９Ａ〜図１９Ｃの例示的実施形態のステンレス鋼の先端および金のコーティングに沿った距離の関数として元素の濃度を示すグラフである。
【図１９Ｅ】本発明のもう１つの例示的実施形態による、ニッケル、続いて金のコーティングで覆った銅の先端を示す断面画像である。
【図１９Ｆ】本発明のもう１つの例示的実施形態による、ニッケル、続いて金のコーティングで覆った銅の先端を示す断面画像である。
【図１９Ｇ】図１９Ｅおよび図１９Ｆの例示的実施形態の銅の先端およびニッケル、続いて金のコーティングに沿った距離の関数として元素の濃度を示すグラフである。
【図２０Ａ】本発明の例示的実施形態による生体適合性コーティングで覆った鋭利な金属先端のアレイを製造する方法の簡略化したフローチャートである。
【図２０Ｂ】本発明のもう１つの例示的実施形態による生体適合性コーティングで覆った鋭利な金属先端のアレイを製造する方法の簡略化したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
本発明は、そのいくつかの実施形態において、外科的方法および装置に関し、より詳細には、ただし排他的ではなく、組織の蒸散のための方法および装置に関し、さらにより詳細には、ただし排他的ではなく、皮膚にアレイ状の微小な窪みを作り出すための方法および装置に関する。
【００６７】
すべての文法的な形での「皮膚」という用語は、「組織」という用語およびその対応する文法的な形と交換可能に、本明細書と請求項全体で使われる。皮膚を治療することに関して記載された本発明の様々な実装および実施形態は、他のタイプの組織の治療にも適用することを意図している。
【００６８】
すべての文法的な形での「クレーター」という用語は、「窪み」という用語およびその対応する文法的な形と交換可能に、本明細書と請求項全体で使われる。組織にクレーターを作り出すこととして記載された本発明の様々な実装および実施形態は、組織に窪みを作り出すことにも適用されることが意図されている。
【００６９】
高温な先端により組織の蒸散の深さを制御すると共に、患者の治療後の状態を改善しながら、従来技術の欠点を克服することは、本発明の実施形態の１つの目的である。
【００７０】
（概観）
本発明のいくつかの実施形態の態様は、加熱されたロッドの先端または１つ以上の加熱されたロッドの先端のアレイを使用して、皮膚にクレーターを作り出すことに関与する。いくつかの実施形態で、クレーターは、クレーターを覆うことができる角質層の少なくともいくらかの上部層を維持しながら、表皮内に作り出され、潜在的に感染を予防し、治癒を助けるのに役立つ。
【００７１】
本発明のいくつかの実施形態の態様は、組織の炭化を回避しながら、短時間に大量の熱を供給してクレーターを作り出すように適合された蒸散ロッドのような蒸散素子に関与する。いくつかの実施形態では、孔、溝、クレーターまたは窪みが組織内に作り出される。
【００７２】
本発明のいくつかの実施形態の態様は、皮膚を押す先端に対する皮膚の機械的な抵抗を検出することで、先端（複数可）または先端のアレイが皮膚に接触するときを検出することに関与する。機械的抵抗が検出され、任意選択で１つ以上の用途に使用される。１つの非限定的な例として、皮膚の機械的抵抗を検出することは、皮膚に触れる点から進むことを正確に測定するのを可能にする。非限定的なもう１つの例として、皮膚の機械的抵抗を検出することにより、治療される組織のタイプを判定することができ、その判定を利用して、先端（複数可）を進ませる深さ、先端（複数可）を進ませる速度などの治療パラメータを計算することができる。
【００７３】
いくつかの実施形態では、先端（複数可）が皮膚に接触したときを検出することは、皮膚のクレーターの特定の深さおよび／または形状を意図しているとき、有意義であるが、それはまさに皮膚に置かれるプレートを越えて特定の距離を先端（複数可）が進むことが、不正確になる傾向があるからである。貫通する先端用の開口部を有するプレートを皮膚に置くとき、皮膚が開口部内に膨らむか、そうでなければプレートの開口部に平坦な平面を形成しない場合があることが分かっている。プレートを越えて先端（複数可）が進む距離は、皮膚に形成されたクレーターの深さと必ずしも等しいとは限らない。皮膚に形成されたクレーターの深さを制御するには、先端が皮膚に接触してそれを押し始めるときを検出することでより良好になされ得る。
【００７４】
本発明のいくつかの実施形態の態様は、先端（複数可）の進む速度を測定すること、および先端（複数可）の動きが皮膚によって遅くなったときを検出することを含む。
【００７５】
本発明のいくつかの実施形態の態様は、先端（複数可）を進ませるためにモーターで使用する電流または電圧またはパルス幅（パルス幅変調下）などの電気パラメータを測定することを含む。先端（複数可）が皮膚に接触すると、速度が変化したり、進むことを維持するために必要な電気パラメータが変化したりすることがある。
【００７６】
本発明のいくつかの実施形態の態様は、治療のために利用される高温に耐えるのに適した生体適合性コーティングで覆った前述のような先端のアレイを製造することに関与し、これは任意選択で、いくつかの場合に炭素化合物の燃焼および／または残留物の酸化および／または殺菌により、使用した先端アレイの浄化のために利用し得るはるかに高い温度に耐える。
【００７７】
いくつかの実施形態では、生体適合性コーティング材は、ある期間にわたって高温に加熱されている間でさえ、コーティング材を通じた非コーティング材の拡散を阻止することができるように選択される。
【００７８】
いくつかの実施形態では、生体適合性コーティング材は、先端のより広いベースよりも先端の鋭利な端部における方が厚い。厚さが異なることは、組織に接触する先端のビジネス端（ｂｕｓｉｎｅｓｓ  ｅｎｄ）で拡散するのを阻止する上で、潜在的に有益であり得る。厚さが異なることの別の潜在的な利点は、組織に接触する先端のビジネス端に十分なコーティングを施すことによって、また組織に接触しない先端の部分の金を節約することによって、金などの高価な生体適合性コーティング材を使用するときに存在する。
【００７９】
本発明のいくつかの実施形態は、真皮乳頭層より下の損傷を回避しながら、組織を粉砕するか、クレーターまたは窪みを形成するために短時間で多量の熱を供給するように適合された粉砕ロッドのような、熱による皮膚粉砕素子に関する。作り出された窪みは、長い間、例えば半日、１日、または数日間、潜在的に窪んだ状態にある。
【００８０】
本発明のいくつかの実施形態の態様は、皮膚に熱の微小な窪みのアレイを作り出すことに関するが、いくつかの実施形態で、角質層を任意選択に除去することなく作り出す。整容的処置における皮膚のフラクショナルな蒸散のように組織内のクレーターを蒸散させている間、角質層を同様に除去するか部分的に除去する。これは、角質層の切除にのみ限定されている上述の特許文献１に記載されているシステムと同様に、ＣＯ２レーザやエルビウムレーザなどの以前の切除技術でも起こる。細かいしわを含む肌のキメを改善するための整容的処置の有効性は、副次的な熱損傷を最小限に抑えることを試みながら、真皮乳頭層に熱傷を与えることに基づいている。
【００８１】
本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、理解すべきことがある。本発明は、その適用において、以下の説明に記載されるおよび／または図示されている構成要素および／または方法の構成の詳細に必ずしも限定されないという点である。本発明は、他の実施形態が可能であるか、または様々な方法で実施もしくは実行することが可能である。
【００８２】
ここで図１Ａについて参照すると、この図は本発明の実施形態による、皮膚を蒸散させるための装置１００の簡略化したブロック図である。
【００８３】
図１Ａは、加熱器１１１と接触する金属先端のアレイ１２０を示す。加熱器は、モーター１１３によって、ある方向および速度Ｕで組織表面１１５に向かって、およびそこから離れるように、前後に駆動されるロッド１１２に保持される。（ピラミッド状または円錐形または平坦な）金属先端のアレイ１２０は、任意選択で２００〜６００℃、典型的には４００℃の温度に加熱され、任意選択で所望の皮膚の治療の結果に依存して、数分の１秒間、典型的には０．１〜２５ミリ秒間、組織表面１１５と接触する。クレーターのアレイが典型的に作り出され、典型的には皮膚のリモデリングが達成される。組織の蒸散および副次的な熱損傷は、接触の持続時間および／または装置１００の遠位面１１８からの先端の突出に依存する。
【００８４】
図１Ａには示されていないいくつかの実施形態では、金属先端のアレイ１２０は、任意選択で軟質組織を切るために、および／または黒子、病変、腫瘍などを蒸散させるために使用される様々な直径を有するブレード、および／または矢状先端の１つまたは複数の、またはそのアレイを任意選択で含み得る。
【００８５】
ここで図１Ｂについて参照すると、この図は、従来技術による皮膚を蒸散させるためのビームを集束させたＣＯ２レーザ１２０の簡略化したブロック図である。
【００８６】
図１Ｂは、組織表面１１５の点１１７で集束される従来技術のＣＯ２レーザの集束ビーム１１６を示す。約５０ミクロンの深さまでの皮膚表面での赤外線吸収は、副次的な熱損傷を伴うクレーターの蒸散を引き起こす。
【００８７】
ここで図２について参照すると、この図は、３つの方法によって作り出された皮膚２００内の３つのクレーター２１０、２２０、２３０を示す皮膚２００の簡略化した図である。
【００８８】
図２は、典型的にはＣＯ２レーザによって得られる皮膚２００の第１の蒸散したクレーター２１０、上述した特許出願である特許文献２に記載されているような、または本発明の実施形態により得られる４００℃の高温ピラミッド状先端によって典型的には得られる第２の蒸散したクレーター２２０、および本発明の実施形態によって得られるような第３の熱圧迫されたクレーター２３０を示す。
【００８９】
図２は、フラクショナルなスキンリサーフェシングの間に作り出される３つのタイプのクレーター２１０、２２０、２３０を概略的に示す。
【００９０】
第１のクレーター２１０は、現状のレーザ治療によるＣＯ２レーザの作用によって作り出されている。ＣＯ２治療の多くの場合、第１のタイプのクレーター２１０のアレイが作り出される。蒸散プロセスの間に、約２０ミクロンの厚さの角質層２１１が蒸散し、これは細胞内の水蒸気の爆発の結果である。ほとんどの場合、蒸散したクレーターの深さは、典型的には表皮２１４から真皮乳頭層２１２までであり、約１００〜１５０ミクロンの副次的な熱的損傷１２３を伴う。約３００ミクロンの直径および約１００〜１５０ミクロンの深さのこのような第１のクレーター２１０の各々は、開放創であり、感染の可能性がある。多くの典型的な場合、１ｃｍ２当たり約１００個のクレーターがあり、治療領域は通常１０×１０ｃｍ２である。したがって、感染はリスクを呈する。
【００９１】
第２のクレーター２２０は、特許文献２に記載されているような技術によって、および／または本発明の実施形態によって得ることができるような技術により作り出される。例えば、第２のクレーター２２０は、金でメッキされた銅の先端、または金でメッキされているかもしくはチタンで覆われたステンレス鋼の先端により蒸散され得る。先端温度は４００℃であってもよい。皮膚接触の持続時間は、銅の先端による１〜１４ミリ秒、および／またはステンレス鋼の先端および／またはチタン先端各々による９ミリ秒の２つの必然のパルスであってもよい。他の熱および治療のパラメータも以下に記載する。第２のクレーター２２０はまた、典型的には表皮２１４を通って広がる開放創である。しかし、以下で説明するように、第１のクレーター２１０を凌ぐ第２のクレーター２２０の利点がわずかに存在する。しかし、角質層２１１の潜在的除去は、感染を避けるために注意を払わなければならないため、いくつかの欠点を有する。
【００９２】
第３のクレーター２３０は、新しいタイプのクレーターの典型である。第３のクレーター２３０は、任意選択にステンレス鋼のような低熱伝導性金属から作られた高温先端によって作り出され、それは生体適合性の目的で金メッキし得る。第２のクレーター２２０と比較して、第３のクレーター２３０は、任意選択で金属の熱伝導度が低いため、かさの多い皮膚２００を蒸散させるのに必要な熱量よりも少ない熱量が送達され、典型的には短い皮膚接触の持続時間で作り出される。図１の参照符号１１８で示すような遠位端プレートからの先端のアレイの突出は、任意選択に高温先端が、ある力Ｆで皮膚２００を押すように、制御される。その結果、皮膚２００は、角質層２１１を破壊または切除する可能性がある、爆発性の蒸散作用なしに圧迫され、熱は任意選択に、表皮２１４を通って、選択され制御された深さ、例えば真皮乳頭層まで流れることができる。本発明者らは、作り出した蒸気が真皮に向かって内部に膨張し、表皮にマイクロチャネルを作り出す可能性があると考えている。深さは、潜在的に、皮膚接触の持続時間、進む速度Ｕ、先端の突出部、および先端の温度、ならびに治療用ハンドピースの遠位開口部に膨らむ可能性のある皮膚に依存する。例えば、３５０ミクロンの突起を有する、単一パルスで９ミリ秒間皮膚２００に接触する４００℃のステンレス鋼の先端は、典型的には約１００ミクロンの深さの円錐状のクレーターを作り出し、それは潜在的には第２のクレーター２２０に類似した大きさである。しかし、角質層２１１は切除されず、典型的には第３のクレーター２３０の底部で圧迫され、創傷に対する自然の障壁として役立ち、潜在的に感染の回避に寄与する。
【００９３】
いくつかの実施形態では、皮膚の熱圧迫中に角質層を切除しないための条件として、金のコーティングのステンレス鋼（熱伝導度約２０Ｗ／℃・ｃｍ）などの低熱伝導性のピラミッド状先端および短い皮膚接触の持続時間（約９ミリ秒以下。）、および約３００〜３５０℃の先端温度、ならびに鋭利な（直径約１００ミクロン）ピラミッド状または円錐状先端の利用を含む。いくつかの実施形態では、角質層を保護するために、蒸気の発生は、任意選択に先端による潜在的なクレーターのシール作用を克服するために、低圧を作り出すように行われることに留意されたい。
【００９４】
また、室温での金属先端またはロッド（例えば、フォーク状の遠位端）は、皮膚に押された場合、皮膚に窪みを作り出すこともあることに留意されたい。しかし、窪みは、フォーク状部が除去された後皮膚に柔軟性があるために、短時間、例えば数秒内に消滅する。例示的実施形態のような高温先端、例えば２００℃超の温度は、組織の熱拡散定数および皮膚接触の持続時間に依存する深さにまで組織を加熱する。持続時間にわたり、皮膚は局所的に圧迫される。熱によるコラーゲンの変性は、潜在的に皮膚の柔軟性を損なわせ、第３のクレーター２３０の場合のように、治癒するまでクレーターが圧迫されたままでいることを可能にする。最終的な結果として、高度に制御され、角質層がクレーターの底に押され、自然の絆創膏として機能するフラクショナルなスキンリサーフェシング器具が得られる。
【００９５】
ここで図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃについて参照すると、この図は、３つの方法によって作り出された３つの皮膚のクレーターの３つの組織学的断面の画像である。
【００９６】
図３Ａは、ＣＯ２フラクショナルスキンリサーフェシングレーザによって作り出されたヒトの皮膚のクレーターの組織学的断面を示す。
【００９７】
図３Ｂは、本発明の例示的実施形態による、蒸散する高温のピラミッド状先端によって、４００℃で作り出されたヒトの皮膚のクレーターの組織学的断面を示す。
【００９８】
図３Ｃは、本発明のもう１つの例示的実施形態による、非切除型熱圧迫ピラミッド状先端によって高温で作り出されたヒトの皮膚のクレーターの組織学的断面を示す。
【００９９】
図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃは、上記の各方法によって作り出されたクレーターの組織学的断面を示す。
【０１００】
図３Ａは、Ｑｕａｎｔａレーザ（フラクショナルＣＯ２レーザ、「ＹｏｕＬａｓｅｒ」、Ｑｕａｎｔａ、２４Ｗ、７５０μｓｅｃ、２スタック、密度１００，３６ｍＪ／ポイント）で得られた皮膚３００のクレーター３１０による組織学的断面を示す。
【０１０１】
図３Ｂは、ステンレス鋼のピラミッド状先端で得られた皮膚３００のクレーター３２０の組織学的断面を示す。クレーター３２０は、図３Ａのレーザクレーター３１０よりも直径が小さく、レーザクレーター３１０よりも水平方向の副次的な熱ダメージが小さい。
【０１０２】
図３Ｃは、図３Ｂのクレーター３２０と同様の大きさの熱圧迫されたクレーター３３０の組織学的断面を示す。しかし、クレーター３３０は、少なくとも部分的には蒸散せず、感染に対する保護層として潜在的に役立ち得る、クレーター３３０への角質層の覆いを含む。クレーター３３０を作り出すために利用される治療パラメータには、皮膚３００と９ミリ秒の持続時間接触させて金のコーティングのステンレス鋼のピラミッド状先端によって得られる二重ヒートパルスを使用することが含まれる。
【０１０３】
（熱圧迫クレーターおよび皮膚浸透性）
ここで図４Ａについて参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態により作り出された、皮膚４００の熱圧迫されたクレーター４０２の簡略化した線図である。
【０１０４】
図４Ａは、治療されていない皮膚と比較して潜在的に特定の薬物（親水性の薬物など）に対する皮膚浸透性を高める損傷層４０４を有するクレーター４０２を示す。損傷のタイプは、壊死、部分的な凝固、またはジストロフィー性液胞変化−壊死よりも小さいケラチノサイトを患う現象−であり得る。
【０１０５】
本発明の一実施形態では、治療されていない皮膚と比較して、様々な薬物またはクリームへの皮膚浸透性を高めるために、皮膚の熱圧迫によりクレーターを作り出すことを利用する。治療用ハンドピースから約３００〜５００ミクロンの突出を有し、パルス持続時間が６〜９ミリ秒である例示的な金のコーティングのステンレス鋼の鋭利な（約１００ミクロンの遠位幅）ピラミッド状先端を利用しながら、クレーターが作り出されており、これは図４Ｃ（ｉｎ  ｖｉｖｏのヒトの皮膚）および図４Ｂ（ｉｎ  ｖｉｔｒｏのブタの耳の皮膚）で示し、後述する。
【０１０６】
ここで図４Ｂについて参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態により作り出された、皮膚４５２の熱圧迫されたクレーター４５０の組織学的断面の図である。
【０１０７】
図４Ｂは、ブタの耳の皮膚４５２と、皮膚４５２を熱で粉砕することによって作り出されたクレーター４５０を示す。粉砕は、９ミリ秒の持続時間にわたって皮膚４５２に圧入された、金でコーティングされたステンレス鋼の先端（鋭利な、１００ミクロンの遠位直径）によってもたらされた。皮膚４５２の角質層４５４が存在し、これはいくつかの薬物に対する皮膚浸透性の観点から機能的に損傷を受ける。クレーター４５０の窪みは、持続的な窪みであり、タンパク変性により引き起こされると考えられている皮膚上部の弾性の喪失のために、潜在的に数時間および数日間続く。部分的な変性さえも弾性の喪失を誘発すること−壊死の必要はない−に留意されたい。また、弾性の喪失は、蒸気爆発の後にマイクロチャネルを作り出すことによっても引き起こされる可能性がある。本発明者らは、皮膚と接触する熱い先端が少なくとも部分的にクレーターのためのシールとして働き、潜在的に蒸気の少なくとも一部が皮膚から漏れ出るのを防止し、潜在的に表皮のチャネルを生成すると考えている。この考え方は、レーザ治療中に蒸気や煙が見えるのとは対照的に、先端の適用中に蒸気が見えないという事実によって裏付けられているように思われる。持続的な窪みを作り出す潜在的なメカニズムおよび薬物送達の改善に関する上記の説明は、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【０１０８】
ベラパミル塩酸塩（１％）という薬物について、フランツ型拡散セルで２４時間にわたってクレーター４５０などのクレーターを作り出すように治療された皮膚４５２の皮膚浸透性を試験したところ、無治療の皮膚と比較して、皮膚浸透性が約×１０〜×３０だけ劇的に増加したことを示している。
【０１０９】
ｉｎ  ｖｉｔｒｏの追加の４つの皮膚のサンプルを試験しても同様の結果が得られた。
【０１１０】
ここで図１８について参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態による薬物の皮膚浸透性を測定した実験結果を示すグラフ１８００である。
【０１１１】
グラフ１８００は、時間（ｔｉｍｅ）を時間（ｈｏｕｒ）にて示すＸ軸１８０２と、試験した皮膚の１平方センチメートル当たりのマイクログラムで累積した薬物浸透を示すＹ軸とを有する。
【０１１２】
図１８は、治療された皮膚の平均浸透率を２４時間までの持続時間に関する時間の関数として示す第１の線１８０６と、未治療の皮膚に関する時間の関数として治療された皮膚の平均浸透率を示す第２の線１８０８とを示す。表皮が変化しているにも関わらず、熱により窪んだ皮膚が薬物を浸透していることは明らかである。
【０１１３】
ここで図４Ｃについてさらに参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態により作り出された、皮膚４４０の熱圧迫されたクレーター４４２の組織学的断面の図である。
【０１１４】
図４Ｃの皮膚４４０は、ｉｎ  ｖｉｖｏのヒトの皮膚である。
【０１１５】
図４Ｃは、圧迫されたクレーター４４２、損傷を受けた剥離した角質層４４４の一部分、および深さ約５０ミクロンのジストロフィー性液胞変化を伴う部分４４６を示す。２つの線４４８の間の台形状の領域は、周囲の皮膚４４０には存在しないマイクロチャネル４５０を有する領域を含む。
【０１１６】
同様に見られるように、マイクロチャネルの方向に沿う細胞は圧迫され、丸くされていない。タンパク質の破壊に関連し得る弾性の損失の結果として、それらは形状が失われている。
【０１１７】
図４Ａに描写されたクレーター４０２のような、熱圧迫されたクレーターを作り出すことに潜在的につながる動作パラメータの選択のために、クレーターはおおよそ、直径２Ｒ、深さＲ４０８、および深さＲの副次的な熱的ジストロフィー性液胞変化領域４０６を有するものとして記載される。例えば、２Ｒが１００ミクロンであるように選択された場合、クレーターの深さＲ４０８は約５０ミクロンであり、ジストロフィー性液胞変化領域の深さ４０６も５０ミクロンである。熱圧迫プロセスの間、皮膚は、温度がコラーゲンの少なくとも部分的な変性につながる６０℃に近い温度に達しない限り、伸びる、すなわち、コラーゲンが依然として弾性であると考えられている。
【０１１８】
（皮膚コンプライアンスの機構に関する知見に基づく深さの制御）
本発明のいくつかの実施形態の態様は、硬質組織の上に位置する組織の蒸散に関する。そのような状態のいくつかの例には、（下眼瞼などの）眼の下に位置する顔面の皮膚、額の皮膚、および掌の皮膚が含まれる。列挙されたケースでは、下層にある骨は、性、年齢、身体での正確な位置に応じて、約１ｍｍから約４ｍｍの間の距離である皮膚層に近接している。
【０１１９】
先端が皮膚に接触し、さらに皮膚表面を越えて進むように蒸散先端を皮膚表面に向かって進ませるとき、皮膚の機械インピーダンスは、以下に説明するように、潜在的にそのように進む臨床上の結果に負の影響を及ぼし得る。この作用は、骨構造部が皮膚の近くに位置する場合に特に顕著である。この問題について、図５Ａ〜図５Ｄを参照してこれから説明する。
【０１２０】
ここで図５Ａについて参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態による、皮膚治療用の装置５００の簡略化した線図である。
【０１２１】
皮膚表面から下層の骨までの距離が短い本発明の例示的実施形態では、皮膚に押された図５Ａの装置の簡略化した線図である図５Ｂ〜図５Ｄをさらに参照する。
【０１２２】
図５Ａは、装置５００の概略的な呈示である。装置５００は、約２００〜６００℃の温度に加熱された先端のアレイ５０２を含む。先端のアレイの幅は、Ｄ５０４として示されている。Ｄ５０４は、典型的には、約２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲である。Ｄ５０４は、好ましくは１０ｍｍであり得る。治療用ハンドピースであってもよい装置５００は、皮膚表面５０６上に配置される。先端のアレイ５０２は、皮膚表面５０６に向かって進ませ、任意選択に、装置５００の遠位端５１０から距離Ｙ５０８だけ突出するように設定される。装置５００は、任意選択で、クレーターのアレイをＸ５１２の深さまで蒸散させる。突出部Ｙ５０８は、平坦な皮膚表面５０６の場合でも有用であることがあり、少なくともＸ５１２に等しい。しかし、多くの場合、皮膚は装置５００に向かうわずかな隆起５１６がある。隆起距離Ｓ５１６は、操作者により皮膚に加えられる圧力に従って、皮膚の柔軟性に応じて変化する。Ｓ５１６はＲ＾（２〜４）に比例し、ここでＲ５１８は装置５００の遠位端の開口部直径Ｒである。隆起距離Ｓ５１６は、典型的には３００〜１０００ミクロンであってもよい。例えば、Ｓ５１６が蒸散の深さよりも大きい場合（例えば、皮膚の膨らみが１ｍｍで蒸散の深さが１００ミクロンの場合）、先端のアレイは、任意選択に皮膚を蒸散の深さよりも長い距離で押すことができる。
【０１２３】
いくつかの実施形態では、先端のアレイ５０２を進ませることは、任意選択に非限定的に、リニアモーターまたはロータリーモーターであり得る電気モーター５２０などの進む機構によって、作り出される。いくつかの非限定的な例として、速度Ｕ５２２、加速度、振幅、および先端の突出などの進む動きのパラメータは、任意選択にモーターに供給される電流ｉまたは電圧Ｖなどのパラメータによって制御される。
【０１２４】
クレーターの深さＸの値は、２０ミクロン〜２００ミクロン、典型的には５０〜１００ミクロンとすることができる。突出部Ｙ５０８は、０．１〜２０ミリ秒の持続時間にわたり、典型的には３〜９ミリ秒の持続時間にわたって、約２００〜２０００ミクロン、典型的には４００〜７００ミクロンとして選択することができる。
【０１２５】
本発明のいくつかの実施形態により作り出された装置を試験する間に、本発明者らは、先端のアレイ５０２が、「骨ゾーン」の皮膚で、持続時間内という短すぎる範囲内で、あまりに速くおよび／遠く進んだ場合、例えば図５Ａ、図５Ｃおよび図５Ｄの参照５１１により描写される場合、治療された患者によって衝撃が感じられ、痛みが相当であり、治療結果が不満足であることがある、ということを発見した。皮膚の特性をモニタし、それに応じて治療パラメータを迅速に変更することにより、患者に苦痛を与えることなく、これらの状況下で蒸散の深さを制御することが有利である。
【０１２６】
いくつかの実施形態によれば、治療方法およびパラメータは、任意選択に組織と接触しているときに先端のアレイの進む間に皮膚が圧迫されることを可能にし、皮膚がその粘性により硬くなったら進むことができないように、変更される。この方法を以下に説明する。
【０１２７】
例えば、先端のアレイ５０２の進む速度Ｕ５２２が、深さＸ５１２のクレーターの蒸散を達成するために、クレーターの軸に沿った蒸散の前部の速度よりも速い場合を取り上げる。このような場合、組織は先端の進む間に前方に押し出される。さらに、突出部Ｙ５０８が、例えばＸ＝５０ミクロン、Ｙ＝５００ミクロンなど、所望のクレーターの深さＸ５１２よりも大きくなるように設定されている場合、先端のアレイ５０２は、クレーターの深さを実質的に増加させることなく、長い距離を動き得る。そのような場合、例えば、１ｃｍ×１ｃｍの面積を有する先端のアレイ５０２は、皮膚表面５０６と骨表面との間の隙間から隣接する領域に、皮膚の液を圧迫する。しかし、皮膚の液の粘度は、骨と皮膚表面との間の距離Ｚ５２４が約１〜３ｍｍのように小さい場合、液がこの外側へ排出されることを防止することが可能である。図５Ｃおよび図５Ｄを参照して以下に説明するように、皮膚の粘度によって引き起こされるインピーダンスの計算は、任意選択にｗｗｗｆ（ｄｏｔ）ｉｍｐｅｒｉａｌ（ｄｏｔ）ａｃ（ｄｏｔ）ｕｋ／〜ａｊｍ８／Ｍ３Ａ１０／ｌｕｂ（ｄｏｔ）ｐｄｆというワールド・ワイド・ウェブで見出せる上記のテキストブックの章に記載されているような、動く表面の粘性潤滑の理論を用いてモデル化される。また、治療に対する負の作用を抑制し軽減するために、モデルを任意選択に使用することができる。そのような制御は、本発明のいくつかの実施形態の態様である。
【０１２８】
ここで図５Ｃおよび図５Ｄについて参照すると、蒸散の深さがＸ５１２で（図５Ａ）、Ｘ＜Ｙで、皮膚が皮膚表面の平面を越えて距離Ｙ−Ｘだけ進むので、距離Ｙ−Ｘを骨構造部に向けて押すため、図５Ｄに示すように、約Ｄ×Ｄ×（Ｚ−Ｘ）という組織の体積が水平方向に移動する。先端間の距離が約１ｍｍのように小さい場合には、先端のアレイの先端間に皮膚が著しく膨らむことはないので、相対的な速度Ｕ５２２で互いに接近し、平面の間にある体積から潤滑液を押し出している２つの水平な面間の潤滑する粘性液（組織）のモデルは、進む先端のアレイのシナリオに適用することができる。
【０１２９】
皮膚表面からの骨の距離Ｚ５２４が小さい場合に、任意選択に疼痛または他の可能性のある有害な影響を回避するために、所望の突出レベルＹを推定および定量的に制御するのを促す式を、今から提供する。
【０１３０】
図５Ａの先端のアレイ５０２の遠位面を表すプレート５３０は、速度Ｕ５２２で移動し、組織を表す粘性液５３２を圧迫しているが、圧迫された体積は約Ｙ＊Ｄ２である。速度Ｕ５２２は、約Ｙ／ｔであり、式中ｔは皮膚表面５０６の平面を越えたときの先端の前進する持続時間である。プレート５３０は、任意選択に、モーター５２０によって発生する力Ｆで押し込まれる。中点Ａ５３６の位置に生じる圧力Ｐ５３４は、おおよそＰ＝Ｆ／Ｄ２である。プレート５３０の縁部における圧力は、周囲の液体（体）の圧力にほぼ等しい。圧力の差により、液体が押し出される。
【０１３１】
２つの平行な平面の間を圧迫する材料のおおよその速度Ｑ＝Ｙ＊Ｄ２／ｔは、以下の式で与えられる。
Ｑ〜ｃ＊Ｐ＊Ｚ３／（１２＊μ）  式１
式中μは液体（組織）の粘度であり、ｃは定数である。
【０１３２】
式１は、
Ｐ＝ｋ＊Ｑ＊μ／Ｚ３＝ｋ＊Ｙ＊Ｄ２＊μ／ｔ＊Ｚ３  式２
を導く。式中、ｋは定数である。
【０１３３】
さらに、駆動力
Ｆ＝ｋ＊Ｙ＊Ｄ４＊μ／ｔ＊（Ｚ３）  式３
【０１３４】
いくつかの実施形態では、式３は、モーター５２０による駆動力の制御を設定するための少なくとも部分的な指針として機能する。付加的なパラメータは、非限定的な例として、皮膚表面の弾性などの先端の速度の関数として、皮膚コンプライアンスに影響を及ぼし得ることに留意されたい。しかし、式３は、例えば骨からの距離の関数として、治療パラメータの良好な大きさのオーダーを迅速に設定することを可能にし、さらなる方法のステップは、潜在的に改善される設定を可能にする。
【０１３５】
先端のアレイの駆動力を制御する際に、以下の考察のうちの１つ以上が任意選択で使用される。
【０１３６】
ａ）Ｆは、距離Ｚの３乗の逆数として増加する。例えば、頬へのクレーターのフラクショナルな蒸散の処置の間、突出距離が１０００ミクロンでＺが約１０ｍｍで、力Ｆ０が加えられる場合、眼瞼に近い類似の結果を任意選択に得るために利用される力は、Ｚが約２ｍｍのとき、５３＝１２５倍大きい。この力は痛ましい打撃を生むことが可能である。突出部を１／３だけ減少させる（約３３０ミクロンに）ことによって、および進む持続時間を２倍増加させ、任意選択で速度Ｕを減少させることによって、Ｘ６の力の減少が得られる。本発明者らは、上記の条件を試験し、痛みが少なくかつ満足させるという結果を見出した。したがって、式３は、任意選択で、モーター動作パラメータおよび突出パラメータを設定する際の有用な指針として役立つ。
【０１３７】
さらに、制御パラメータをさらに改良するために、例えば皮膚をマイクロメータで押すか、超音波ユニットを使用して、皮膚表面からの骨の距離Ｚを測定することができ、その結果を、データテーブルに入力してもよい。
【０１３８】
ｂ）ＦはＤ（Ｄ４）と共に劇的に増加する。これは、先端のアレイの総面積を２倍減少させることによって、力Ｆが４倍減少することを意味する。これは、骨構造部により小さい先端のアレイを利用することで、利点が得られることを意味する。結果として、治療条件の制御は、動きに対する皮膚の機械的抵抗の結果として、先端のアレイを変更するための施術者への指示を含むこともできる。
【０１３９】
ｃ）粘度μに対するＦの依存性は低い（線形）。その結果、制御式は皮膚の粘度の正確な値に依存することが少なく、いくつかの実施形態では、普遍的な粘度の値が、全患者またはほぼ患者全員に使用され得る。
【０１４０】
いくつかの実施形態では、上記のようなＦまたは突出レベルＹまたは他の治療パラメータの制御は、開ループの制御方法および／または閉ループの制御方法に基づくことができる。両方のタイプの制御方法の実施形態の説明を以下に記載する。
【０１４１】
（開ループ制御）
ここで図６について参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態による治療パラメータを選択する開ループの制御方法の簡略化したフローチャートである。
【０１４２】
図６の例示的な方法は、以下を含む。
−治療されるべき組織を分類する（６０２）。いくつかの実施形態では、分類することは、「骨の上」、眼瞼、額などの治療される組織のタイプを判定することを含む。いくつかの実施形態では、分類することは、組織の機械的コンプライアンスを評価することを含む。いくつかの実施形態では、評価することは、いくつかの非限定的な例として、眼瞼、額などのような、治療する領域の皮膚を操作者が任意選択で押すこと、およびいくつかの非限定的な例として、薄い皮膚、骨領域などのように、自分自身の判断に従って組織を分類することを含む。いくつかの実施形態では、組織の機械的コンプライアンスは、１〜５のスケールのようなスケールのレベルとして入力される。
【０１４３】
いくつかの実施形態では、操作者は、硬質な組織に遭遇する前に、操作者の指が進む距離を評価する。非限定的な例として、約１ｍｍの距離は、任意選択にレベル５のコンプライアンスに対応させられるが、１０ｍｍの距離は、レベル１のコンプライアンスに対応する。いくつかの実施形態では、分類することは、例えば組織表面から骨までの深さを測定することによって、組織の機械的コンプライアンスを評価するために、超音波を使用することを含む。
【０１４４】
−１つ以上の機械的コンプライアンス値などのデータを、パラメータとして本発明の例示的実施形態により構成された組織治療装置の入力装置に入力すること（６０４）。例示的な治療装置のコントロールパネルは、皮膚の機械的特徴に関する質問を提示するタッチスクリーンを含むことができる。データの入力は、組織を分類する間に収集された値のうちの任意の１つまたは複数を含むことができる。
【０１４５】
−１つまたは複数の値を制御装置に送信すること（６０６）。制御装置は、コンプライアンス値を入力することができるマイクロプロセッサを含むことができる。マイクロプロセッサには、皮膚コンプライアンスの入力を、モーター電流、モーター電圧を含むことができるモーター制御パラメータ、停止する距離および／または停止時間、および／または先端の突起などの制限的パラメータ、および／または進む動きおよび引っ込む動きの時間的挙動に変換するテーブルを設けることもできる。任意選択に変換テーブルを設定するため、または入力に基づいてパラメータを計算するために、式３を使用することによって変換を実行し得る。いくつかの実施形態では、変換は、臨床研究で得られた典型的な結果に基づいて、装置の製造者が入力した初期パラメータを補正することを含む。いくつかの実施形態では、制御装置は、任意選択に、どのような大きさおよび／または形状および／またはタイプの先端のアレイを使用すべきかを薦める。いくつかの実施形態で、以下に説明するように、装置は、任意選択に、先端のアレイを自動的に交換する。いくつかの実施形態で、変換は、皮膚の抵抗に蓄積されたデータに従って動力学的に調整される。いくつかの実施形態では、任意選択に低い速度Ｕでの先端の動きに対する皮膚の抵抗に関する蓄積されたデータと、任意選択で式３を使用して、より速い速度および／またはより短い持続時間への外挿とに基づいて、変換が行われている。
【０１４６】
−皮膚の試験領域で治療を行うこと（６０８）。
【０１４７】
−試験領域における治療結果を評価すること（６１０）。
【０１４８】
−評価に基づいて、上記（６０４）のような異なるデータを入力するかどうかを判定すること（６１２）。
【０１４９】
−任意選択で、皮膚の追加の領域で治療を継続すること（６１４）。
【０１５０】
患者に対する本発明者らの臨床試験から、触覚によるフィードバックによる機械的皮膚分類に従って治療パラメータを設定する開ループ設定方法が、結果を大幅に改善し、痛みを排除することが明らかにされたことに留意されたい。
【０１５１】
ここで図７について参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態による組織治療用ハンドピース７００の例示的実施形態の簡略化した線図である。
【０１５２】
図７は、スイスのＦａｕｌｈａｂｅｒ  Ｍｉｎｉｍｏｔｏｒ  ＳＡによって製造されたものなどのリニアモーター７３０を使用して、組織のクレーターを蒸散させるように設計された治療用ハンドピース７００を示す。リニアモーター７３０は、治療用ハンドピース７００内に配置され、また治療用ハンドピース７００は、位置エンコーダ７３２も含む。位置エンコーダ７３２は、任意選択に基準の平面に対してリニアモーター７３０によって駆動されるロッド７３３の位置を計算できるようにする情報を提供する。ロッド７３３を伸張させることにより、加熱器および治療用ピン（図７に示さず）が皮膚に向かって押し出され、皮膚から戻される。遠位カバー７３４は、任意選択に皮膚に配置される。遠位カバー７３４は、任意選択に透明であり、任意選択で治療部位の良好な視界を提供し、任意選択治療部位からハンドピース７００への空気の吸引を可能にするために、に孔を組み込むことができる。位置エンコーダ７３２は、任意選択に１ミクロンオーダーの位置の確度を提供し、磁気アレイ型エンコーダ（米国のＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製の磁気型エンコーダなど）、または光学式エンコーダまたはホール効果の検出器であってもよい。
【０１５３】
いくつかの実施形態では、リニアモーター７３０は、任意選択で、一定の電圧で動作し、リニアモーター７３０によって先端のアレイに印加される力は、任意選択にリニアモーター７３０に印加されるパルスの幅を変調することによって、制御器７３５によって制御される（パルス幅変調＝ＰＷＭ）。先端の速度に等しいロッド７３３の速度は、任意選択にロッド７３３の位置の時間微分をモニタすることによって、モニタされる。組織へ進んだ後および治療される組織との接触時、任意選択で、皮膚の機械的コンプライアンスが低いことが分かっている場合に、ロッド７３３の速度を低減することができる。上述したように、皮膚の機械的コンプライアンスは、特に先端のアレイの突出および／または皮膚下の骨の距離に依存する。先端のアレイが皮膚を押すことによって生じる速度低下が検出されると、制御器７３５は、任意選択に元の速度に回復するように、リニアモーター７３０に印加されるパルスの幅を任意選択に変更する。
【０１５４】
また、いくつかの実施形態では、先端のアレイの突出部は、皮膚の機械的コンプライアンスに従って変更することもできる。ロッド７３３の位置が分かっているので、任意選択に１ミクロンの精度でさえ、位置を変更することが可能である。結果として、閉ループ法により、突出部を測定することによって、組織の種類にかかわらず、数ミクロンのオーダーという深さの高い確度でのクレーターの蒸散が可能になる。
【０１５５】
いくつかの実施形態では、機械的衝撃および／または傷害による痛みなどの副作用の自動制御は、制御する深さに基づいて潜在的に得られる。機械的皮膚コンプライアンスと臨床上の副作用との間には関係があると考えられるので、開ループ制御を用いて所望の深さを達成しようとする代わりに、深さを制御することにより、痛みを潜在的に軽減できる。
【０１５６】
（閉ループ制御）
ここで図８Ａについて参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態による、組織にクレーターを作り出す方法の簡略化したフローチャートである。
【０１５７】
図８Ａの例示的な方法は、以下を含む。
任意選択に、非限定的な例として、先端のアレイのタイプ、先端のアレイの面積、先端が組織を押す持続時間、先端が組織内に押し込むべき深さ、エンドプレートからの先端の突出などの１つ以上の初期の治療パラメータを、治療装置への入力として、入力すること（８０２）。
【０１５８】
任意選択に、治療装置を治療部位に配置すること（８０４）。任意選択に、配置することは、治療装置のエンドプレートを皮膚に対して直接配置することを含む。
【０１５９】
治療用先端（複数可）または先端のアレイを組織の方へ進めること（８０６）。
【０１６０】
先端と組織との接触を検出すること（８０８）。皮膚がエンドプレートの開口部を通って膨らむことがあり、また皮膚がエンドプレートに対して平らにならないことがあるため、先端がエンドプレートから突き出たときに、先端の組織との接触が必ずしも直ちに起こるとは限らないことに留意されたい。
【０１６１】
先端を組織内に進めること（８１０）。いくつかの実施形態では、組織内に進んだ距離は、組織との接触の検出後に進んだ距離を測定するエンコーダによって測定される。いくつかの実施形態では、先端が進むよう駆動するモーターは、任意選択に、速度に対する閉ループの制御方法を任意選択に使用して、一定の進む速度を維持するように作用する。いくつかの実施形態では、先端が進むよう駆動するモーターは、任意選択に、組織に対して一定の力を維持するように作用する。いくつかの実施形態では、先端が進むよう駆動するモーターは、任意選択に、組織に対して特定の閾値の力以下の力を維持するように作用する。
【０１６２】
組織内で目的の深さに達したことを検出すること（８１２）。
【０１６３】
組織から治療用先端（複数可）を引っ込めること（８１４）。
【０１６４】
いくつかの実施形態では、治療用先端は、任意選択に、特定の期間、目的の深さで組織内に残される（図８Ａには示されていない）。
【０１６５】
いくつかの実施形態では、組織または皮膚は、骨の上の薄い層であってもよく、その場合、目的の深さまで皮膚にクレーターを作り出すと、痛みを引き起こす可能性がある。
【０１６６】
いくつかの実施形態では、上述の方法は、先端を組織内に進めるために使用される。先端が組織内に進入すると、組織インピーダンスが測定され、治療装置の制御および／または入力ディスプレイにデータとして提供される。次いで、測定された組織インピーダンス用装置が、任意選択で、手動または自動で治療装置に設けられてもよい。
【０１６７】
いくつかの実施形態では、測定された組織インピーダンスを用いて、同じ治療部位または近くの治療部位で新たな治療を行うことができる。
【０１６８】
いくつかの実施形態では、測定された組織インピーダンスは、任意選択に、フィードバックとして使用されて、単一治療中の治療パラメータを判定する。
【０１６９】
ここで図８Ｂについて参照すると、この図は、本発明のもう１つの例示的実施形態による、組織にクレーターを作り出す方法の簡略化したフローチャートである。
【０１７０】
図８Ｂの例示的な方法は、以下を含む。
任意選択に、１つ以上の初期治療パラメータを治療装置へ入力のとして入力すること（８２２）。例えば、パラメータには、非限定的な例として、先端のアレイのタイプ、先端のアレイの面積、組織に対して先端が押す持続時間、先端が組織内に押し込むべき深さ、エンドプレートからの先端の突出などがある。
【０１７１】
任意選択に治療装置を治療部位に配置すること（８２４）。任意選択に、配置することは、治療装置のエンドプレートを皮膚に対して直接配置することを含む。
【０１７２】
治療用先端（複数可）または先端のアレイを組織の方へ進めること（８２６）。
【０１７３】
先端が進むことに対するインピーダンスを測定すること（８２８）。
【０１７４】
先端と組織との接触を検出すること（８３０）。皮膚がエンドプレートの開口部を通って膨らむことがあり、また皮膚がエンドプレートに対して平らにならないことがあるため、先端がエンドプレートから突き出たときに、先端の組織との接触が必ずしも直ちに起こるとは限らないことに留意されたい。
【０１７５】
先端を組織内に進めること（８３２）。
【０１７６】
任意選択に、測定されたインピーダンスに基づいて治療パラメータを修正すること（８３４）。
【０１７７】
組織へ進むのが終了したことを検出すること（８３６）。
【０１７８】
組織から治療用先端（複数可）を引っ込めること（８３８）。
【０１７９】
いくつかの実施形態では、先端が進むことに対するインピーダンスを測定すること（８２８）は、先端がまだ組織に触れていない間も、先端が組織内に移動している間も、継続して行われる。
【０１８０】
いくつかの実施形態では、治療パラメータを修正すること（８３４）は、任意選択に、測定されたインピーダンスに基づいており、任意選択に以下のいくつかの選択肢を含むことができる。
【０１８１】
−インピーダンスがインピーダンスの力の閾値を超えない限り、進むことは組織の所定の深さに入るまで継続される。
【０１８２】
−インピーダンスがインピーダンスの力の閾値を超える場合、例えば骨を覆う薄い皮膚で起こり得るような場合、患者が痛み感じるのを潜在的に防止するために、進むのを停止する。これは、力の閾値を超える力に関連し得る。
【０１８３】
−インピーダンスがインピーダンスの力の閾値を超える場合、例えば骨を覆う薄い皮膚で起こりるような場合、治療パラメータを任意選択に変える、例えば、組織へ進む深さは任意選択により浅い深さに変える。いくつかの実施形態では、治療装置は、任意選択に測定されたインピーダンスに少なくとも部分的に基づいて、初期のクレーターの深さを修正するクレーターの深さに転換するために使用される転換テーブルを含む。いくつかの実施形態では、治療装置は、任意選択に力の閾値を超えないように、クレーターの深さを再計算するため上記の式３または類似の式を使用する計算ユニットを含む。
【０１８４】
本発明のいくつかの実施形態では、図７の遠位ゲージ７３４に対する蒸散の深さの閉ループ制御と先端突起の選択は、任意選択に選択された領域に対する単一の治療パルス（パルス幅変調）を制御することによって実行される。
【０１８５】
いくつかの実施形態では、図８Ｂの方法は、治療部位の皮膚の機械的コンプライアンスまたは抵抗を測定するために使用される。これは、任意選択に治療用先端の単一の進むパルスで狭い面積、例えば１ｃｍ２の面積などを治療し、非常に浅いクレーターの深さの目標を選択することによって、行われる。このパルスが組織に与える影響は無視できるものである。浅い目標の深さを達成させると、皮膚コンプライアンスは、先端を減速させ、そして空中での先端の動きの速度低下と比較して速度を減少させるのに必要とされる電流の減少を測定することによって、測定される。測定された皮膚コンプライアンスに基づいて、自動的なパラメータの補正が任意選択に実行される。いくつかの実施形態では、閉ループ制御の作動をさらに継続する必要はない。補正されたパラメータは、例えば突出距離であり得、これは、皮膚コンプライアンスが低すぎる場合（皮膚のサインが骨に近い場合）に減少し得る。任意選択に変更させる他のパラメータは、皮膚接触の持続時間である。これは、コンプライアンスが低い場合には低減し得る。
【０１８６】
いくつかの実施形態では、皮膚の機械的コンプライアンスによるパラメータの閉ループモニタは、任意選択で式３に従って、先端のアレイの大きさの選択を制御するよう至ることができる。
【０１８７】
いくつかの実施形態では、治療用パルスをトリガする前に、アイドル状態にある間に、任意選択に先端のアレイを組織から約１ｃｍの位置に配置する。皮膚からのオフセット距離は、患者に不快感を生じさせる可能性のある高温の先端のアレイ（約４００℃）から放出される赤外線を潜在的に低下させるように意図されている。
【０１８８】
いくつかの実施形態では、図７のハンドピース７００本体は、任意選択に患者から離れる方向に流れる気流によって任意選択に冷却される。気流は、任意選択にホースの端部に位置することができるファン７３７（図７）および／または空気ポンプ７３８（図７には存在せず）によって制御される。任意選択に遠位ゲージ７３４内の孔７４０により、空気が流れることが可能になる。任意選択の温度センサ（図示せず）は、任意選択に、気流を制御し、ハンドピース７００の温度を３５℃のような妥当なレベルに保つ。冷却する気流は、任意選択で放熱器７４３の外側を流れ、放熱器７４３は、加熱器（図７には図示せず）を囲み、放射および／または伝導によって、先端のアレイ用加熱器、および先端のアレイ（図７には図示せず）によりハンドピース７００で発生した熱を伝える。
【０１８９】
いくつかの実施形態では、加熱器に接続され、任意選択で加熱器と共に移動する電線（図示せず）が剛性である。可撓性延長ワイヤーは、任意選択に剛性ワイヤーおよび加熱器の電源に接続される。
【０１９０】
いくつかの実施形態では、安全用バネ７４４がロッド７３３に配置され、ハンドピース７００に取り付けられ、任意選択に組織に向かって進むとき、復元力Ｆを進む先端に加える。バネ７４４の役割は、電気または制御システムが故障した場合に、熱い先端のアレイと皮膚との間で接触がないことを確実にすることである。何らかの故障が生じた場合には、任意選択で電気の供給が遮断され、バネ７４４が高温の先端のアレイを自動的に組織から引っ込める。いくつかの実施形態では、バネ７４４の復元力は、均一な重力に打ち勝つために、進む部分の重量を持ち上げるために必要な力よりも大きい。
【０１９１】
本発明のいくつかの実施形態には、骨の上で発生する可能性のあるような、特にコンプライアンスがあるか、特に抵抗性があるタイプの皮膚を示す警告要素がある。警告要素は、いくつかの非限定的な例として、光または音響信号であってもよい。
【０１９２】
（コンプライアンスのある皮膚における閉ループの深さ制御）
上記のように、治療のいくつかのケースでは、皮膚が治療用ハンドピース内に膨らむことがある。これは特に、頬の場合など、特に皮膚のコンプライアンスがある場合に当てはまる。そのような場合には、制御された予め指定された深さにまでクレーターを蒸散させ、蒸散先端のアレイを直ちに引っ込めて、皮膚を圧迫することを意図したさらなる前進の動きを回避することが望ましいことがある。
【０１９３】
いくつかの実施形態では、図５Ａのモーター５２０または図７のリニアモーター７３０を駆動している間に利用可能な閉ループ制御により、上記の目的の達成が可能になる。ロッド７３３は、最初にモーターによって進まされ、蒸散先端のアレイは空気中を移動する。これには、時間とともに変化する力Ｆが必要であり、任意選択で制御器にプログラムすることができる。
【０１９４】
皮膚と接触すると、モーターによって感じられる機械的抵抗（またはインピーダンス）が増加する。皮膚に押して生じる機械インピーダンスは、ロッド７３３の速度を低下させるように作用する。位置エンコーダ７３２は、常に先端のアレイの位置を測定し、速度をモニタしているので、速度減速を検出する。制御器３５は、任意選択に、速度減速の検出時に、動く方向を逆転させるコマンドがモーターに提供されるようにプログラムされる。
【０１９５】
ここで図１６Ａについて参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態による、先端のアレイの位置、および空中の先端のアレイを駆動するリニアモーターの駆動電流のオシロスコープの軌跡１６０２である。
【０１９６】
さらに図１６Ｂを参照すると、これは本発明の例示的実施形態による、先端のアレイの位置、および皮膚に接触、妨害する時間を含む、先端のアレイを駆動するリニアモーターの駆動電流のオシロスコープの軌跡１６３２である。
【０１９７】
図１６Ａおよび図１６Ｂは、パルス幅変調（ＰＷＭ）の閉ループ制御方法を用いて制御されるリニアモーターに関し、Ｘ軸１６０４、１６３４は１目盛り当たり４００ミリ秒の時間、Ｙ軸は１目盛り当たり５ｍｍの先端位置１６０６、１６３６、および１目盛り当たり１Ａの駆動電流１６０８、１６３８を含む。
【０１９８】
図１６Ａは、先端が空中で動く状態で、先端の位置を時間の関数と示している上側の軌跡１６１０を描写している。上側の軌跡１６１０のセクションＡＢは、進んでいる先端に対応し、上側の軌跡１６１０のセクションＢＣは、最大限進んだときの先端に対応し、上側の軌跡１６１０のセクションＣＤは、先端の引っ込み段階に対応する。
【０１９９】
図１６Ａは、先端を進めるために使用した駆動電流を示す下側の軌跡１６１２を描写している。下側軌跡１６１２によって示される駆動電流は、雑音アーチファクトを除いて実質的に一定に現れる。下側の軌跡１６１２によって描写された駆動電流は、皮膚接触がない、組織による先端の動きに対する機械インピーダンスに対応している。
【０２００】
図１６Ｂは、先端が組織との接点の中へ動くときの、先端の位置を時間の関数として示す上側の軌跡１６４０を表し、図１６Ｂの例で、組織は先端の進路にある指の皮膚である。上側の軌跡１６４０のセクションＥＦは、組織の中へ進んでいる先端に対応し、セクションＧＨは、先端の引っ込みに対応している。
【０２０１】
図１６Ｂは、先端を進めるために使用した駆動電力を示す下側の軌跡１６４２を描写している。下側の軌跡１６４２によって描写された駆動電力は、セクションＥＦでの電流の増加を示していると思われる。進んでいる先端は点Ｅで皮膚と接触し、皮膚を圧迫しながら段階的に皮膚を押した。図１６Ｂによって描写された例示的実施形態で、先端の速さは、セクションＥＦに関して上側の軌跡１６４０の一定の傾斜からマットがわかるように、一定であるように制御されている。駆動電力は原動力に比例し、原動力はスピードを維持するために抵抗する力に比例しており、抵抗する力は深さに比例していると考えられる。原動力と駆動電流は点Ｆで最大に達し、それは最も深い窪みに一致する。図１６Ｂは、いくつかの実施形態で駆動電力に関連している力のフィードバックに基づいて、任意選択で窪みの深さを判定することに加えて、皮膚との接触を検出する能力を示している。
【０２０２】
（先端のアレイ）
ここで図９Ａについて参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態による、蒸散先端のアレイの簡略化した線図である。
【０２０３】
図９Ａの例示的実施形態の画像である図９Ｂおよび図９Ｃも参照されたい。
【０２０４】
図９Ａ〜図９Ｃは、高温で動作するときに生体適合性である生体適合性材料でコーティングまたはメッキされた治療用先端のアレイを示す。
【０２０５】
図９Ａは蒸散先端のアレイ９０２を示す。蒸散先端のアレイ９０２は、機械加工および／または焼結により作り出され得る金属のピラミッド状先端を含む。いくつかの実施形態では、各ピラミッドベース幅は、その高さのおおよそ半分である。典型的な幅は１２５０ミクロンであってよく、一方でその高さは２５００ミクロンであってよい。
【０２０６】
いくつかの実施形態では、ピラミッドは、任意選択に先端９０４で截頭状である。
【０２０７】
いくつかの実施形態では、ピラミッドは、任意選択に先端９０４で丸くなっている。いくつかの実施形態では、先端は比較的鋭利なままである。いくつかの実施形態では、ピラミッド状先端の遠位の幅は１５０ミクロンより小さい。いくつかの実施形態では、ピラミッドの先端は７５ミクロンより小さい遠位半径を有する。小さな先端の遠位幅は、クレーター間の熱損傷を最小限に抑え、ＣＯ２レーザで通常達成されるよりも少ない熱損傷で皮膚のクレーターの蒸散を可能にし、レーザと比較して改善された治療結果をもたらすことに留意されたい。
【０２０８】
図９Ａは、コア９０６を有し、生体適合性の金属製のエンベロープ９０８でメッキまたはコーティングされた蒸散先端のアレイ９０２の例示的実施形態を示す。コア９０６は、いくつかの非限定的な例として、銅および／またはステンレス鋼および／またはチタンおよび／またはタングステンから作ることができる。コーティングまたはメッキは、いくつかの非限定的な例として、金および／またはチタンから作製されてもよい。いくつかの実施形態では、先端は陽極酸化される。
【０２０９】
いくつかの実施形態では、生体適合性の外面またはエンベロープ９０８と、コア９０６との間の接着は、非限定的な例として、銀ろう付けおよび／または電気メッキによって達成することができる。非限定的な例として、銀ろう付層９０９が図９Ａの左側に示されている。図９Ａの右側は、必ずしもろう付けされた領域とろう付けされていない領域の両方を含む実施形態としてではなく、銀ろう付層９０９がない状態で示されているが、１つの図９Ａの金属コア９０６にエンベロープ９０８を固定する２つの可能な方法を示す様式として描写している。いくつかの例では、エンベロープ９０８、例えばチタンエンベロープは、焼結またはエンボス加工またはコイニングによって任意選択に作り出される。
【０２１０】
（金属先端の電気メッキ）
銅の先端の場合、銅上にコーティングされたニッケルの層の上に生体適合性の金メッキを形成する。銅は、３００℃超の温度では安定性が低下する軟らかい金属である。そのような温度では、潜在的に、骨の上の薄い組織のような非コンプライアント組織に対して押したときでさえも、硬い物質に触れたときに先端のアレイが砕かれたり歪んだりすることがある。いくつかの実施形態では先端を浄化するために使用されている、より高い温度、例えば４００℃超および５００℃超で、銅の鋭利なピラミッド状先端の上部にコーティングされたニッケル層に薄い金の層（５〜１０ミクロン）をコーティングすることが問題となり得る−銅とニッケルが金の層に拡散し、金のコーティングが他の金属不純物を含み、生体適合性コーティングとして不適当になるのである。これは、ピラミッド状先端のアレイが焼結によって作り出される場合に特に当てはまる。焼結は、典型的には、銅の密度の低下を引き起こし、１００ミクロン未満、１５０ミクロン未満、さらには２５０ミクロン未満、特性の寸法上の確度を制限する微細孔を作り出す。
【０２１１】
焼結された物体の金のコーティングにおける潜在的な劣化という問題に対する一般的な解決策は、硬質の金−約１％のコバルト不純物を有する金を使用することである。しかし、コバルトは生体適合性材料ではなく、高温でも酸化し、コバルトが臨床用途に適合しなくなる可能性がある。結果として、いくつかの実施形態では、硬質の金は、組織を治療するための高温先端用のメッキ材料として役立てるのに適していない可能性がある。
【０２１２】
機械加工や電気摩滅のような先端のアレイのための他の製造方法は、銅が軟質であるため大量生産において高価になり得、典型的には潜在的な劣化に対してより安定していると考えられている。本発明者らは、機械加工された銅の先端、および電食によって作り出された先端のアレイは、約４００〜５２０℃のような高温に達することを意図するとき、通常の金メッキには十分に強くないことがあることを発見した。本発明者らは、ニッケルサブ層を有し、そして相対的に厚い１０ミクロンの純金の層を先端に電気メッキした。金の層は、４００℃で３０分に満たない時間の使用後に生体適合性でないことが判明した。
【０２１３】
いくつかの実施形態では、生体適合性であり、４００〜５００℃を超える長時間加熱に耐えることができる金属のピラミッド状または円錐状先端を有する先端のアレイは、以下のように作り出されている。
【０２１４】
いくつかの実施形態では、５０〜１５０ミクロンの遠位幅および４５〜６０度の傾斜を有する、焼結による鋭利な銅の先端が使用されている。いくつかの実施形態では、１００ミクロンの遠位直径を有する鋭利なクレーターに関し、９×９のピラミッドの特定の焼結型が、展開されている。クレーターの中央間の距離は１．２５ｍｍであり、深さは２．５ｍｍである。
【０２１５】
一旦作り出されると、先端底部支持体を含む先端のアレイユニットは、任意選択でニッケルのサブ層の上部に、１〜５ミクロンの金の層でメッキされる。このような金の層は、典型的には４００℃の温度に達すると酸化され、生体適合性ではなくなる。しかし、この金の層は組織と接触しない。
【０２１６】
いくつかの実施形態で、組織と接触する遠位先端部は、上述のように堆積された第１の金の層に続いて、さらに電気メッキされる。さらなる電気メッキは、先端のアレイの上にマスクを配置し、先端のベースの金の電気メッキを防止し、先端の遠位端を露出させることを含む。マスクの相乗効果は、金を節約することである。表面が大きく金が高価であるためである。ピラミッド状先端は、メッキ用溶液にさらされる。メッキ用電圧がマスクを介して金属先端に印加される。マスクは、任意選択で電場を成形する絶縁塗料で塗装されて、より厚いコーティングを受ける鋭利な遠位端と、より薄いコーティングを受ける先端のベースとの間に厚さの勾配を生じさせる。コーティングの厚さの違いは、非導電性マスクと、鋭利な先端の端部に近い、より強い電場との組合せに起因する。
【０２１７】
いくつかの実施形態では、持続時間、金属溶液の濃度、電圧などの電気メッキプロセスのパラメータは、先端のアレイの全表面にわたって特定の厚さをメッキするために典型的に使用されるものではなく、組織の接触を計画している部分である先端の鋭利な端部のメッキの厚さに従うものである。例えば、先端の鋭利な遠位端に約８０〜１４０ミクロンの金メッキの厚さが用いられ、先端の表面に沿って厚さの勾配が形成され、先端の底部に５ミクロンの金の層のみがメッキされる。先端のアレイの全表面を８０ミクロンの純金の層でメッキするのは、あまりに高価になる場合があり、数十時間の電気メッキを必要とし、先端の端部だけをコーティングするよりも数桁多いコストがかかる。
【０２１８】
先端を５２０℃に５０分の持続時間加熱した後における先端の遠位端の金のコーティングの特性、および４００℃で同等の２，０００回の治療パルスを測定した。測定は、電子表面走査顕微鏡およびＥＤＭ（電気双極子モーメント）分光法を用いて行った。結果は、コーティングの非常に高い安定性を示した。結果は、上記の加熱の後８３ミクロンの金の層が元のままであり、銅およびニッケルが最長１０〜１５ミクロンの距離だけ拡散したことを示している。６０ミクロンを超える純金の層が存在し、先端に生体適合性を付与し、再使用可能にさえする。先端は、潜在的に、５００℃の温度で少なくとも１０サイクルにわたって浄化および殺菌することができる。金メッキされたステンレスの先端の焼結アレイで、同様の試験を行ったところ、同様の良好な結果であった。
【０２１９】
マスクを使用しない同じ電気メッキプロセスは、鋭利な遠位端にわずか１０ミクロンの厚さの金の層を生じさせ、先端の遠位端と、先端のアレイの表面の残りの部分との間にある無視できる勾配を作り出したことに留意されたい。上記の持続時間の間、先端を４００〜５２０℃に加熱した後、金の層は生体適合性にならなくなった。
【０２２０】
ここで図１９Ａ〜図１９Ｃについて参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態による、金のコーティング１９０７で覆ったステンレス鋼の先端１９０６を示す断面の画像１９０１、１９０２、１９０３である。
【０２２１】
図１９Ａは、ステンレス鋼ベース１９０５を描写し、金のコーティング１９０７でコーティングされたステンレス鋼の先端１９０６を示す。
【０２２２】
図１９Ｂは、図１９Ａの拡大断面図であり、１つの先端１９０６と、先端１９０６の金のコーティングとを示している。図１９Ｂは、先端における約１４０ミクロンの厚さの金のコーティングと、先端の側面における約４５ミクロンの厚さの金のコーティングとを示す。
【０２２３】
図１９Ｃは、図１９Ａの拡大断面図を描写し、ステンレス鋼ベース１９０５の底部断面と、ベース１９０５の金のコーティングとを示している。図１９Ｃは、ベース１９０５の最も薄い部分における厚さが約７〜８ミクロンの金のコーティングを示す。
【０２２４】
金のコーティングの厚さの勾配は明らかであり、皮膚に接触すると予想される遠位先端では１４０ミクロンであり、底部ではわずか７ミクロンである。コーティングされた領域のほとんどは浅いコーティングを有し、先端ははるかに厚いコーティングを有する。
【０２２５】
ここで図１９Ｄについて参照すると、この図は、図１９Ａ〜図１９Ｃの例示的実施形態のステンレス鋼の先端および金のコーティングに沿った距離の関数として元素の濃度を示すグラフ１９１０である。
【０２２６】
グラフ１９１０は、Ｘ軸１９１２がミクロンでの距離であり、Ｙ軸１９１４が測定した距離における材料の元素の百分率を表示している。
グラフ１９１０の第１の線１９１６は、クロム（Ｃｒ）の濃度を示す。
グラフ１９１０の第２の線１９１７は、鉄（Ｆｅ）の濃度を示す。
グラフ１９１０の第３の線１９１８は、ニッケル（Ｎｉ）の濃度を示す。
グラフ１９１０の第４の線１９１９は、銅（Ｃｕ）の濃度を示す。
グラフ１９１０の第５の線１９２０は、金（Ａｕ）の濃度を示す。
【０２２７】
図１９Ａ〜図１９Ｃの例示的実施形態のステンレス鋼の先端および金のコーティングを５００℃で５０分の持続時間加熱した。
【０２２８】
図１９Ｄは、コーティングの表面から約３５ミクロンの深さまでの元素の分布を示す。１００ミクロンに近い純金の層が存在する。鉄およびニッケルは約２０ミクロンを超えて拡散していない。
【０２２９】
ここで図１９Ｅおよび図１９Ｆについて参照すると、この図は、本発明のもう１つの例示的実施形態による、ニッケル、続いて金のコーティング１９３６で覆った銅の先端１９３４を描写する断面画像１９３１、１９３２である。
【０２３０】
図１９Ｅは、銅のベース１９３３、およびニッケル、続いて金のコーティング１９３６で覆われた銅の先端１９３４を示す。
【０２３１】
図１９Ｆは、図１９Ｅの拡大断面図を描写し、１つの先端１９３３と、先端へのニッケル、続いて金のコーティング１９３６とを示している。図１９Ｆは、先端に約８３ミクロンの厚さのコーティングを示し、先端の側面に約３４ミクロンの厚さのコーティングを示す。
【０２３２】
ここで図１９Ｇについて参照すると、この図は、図１９Ｅおよび図１９Ｆの例示的実施形態の銅の先端およびニッケル、続いて金のコーティングに沿った距離の関数として、元素の濃度を示すグラフ１９４０である。
【０２３３】
グラフ１９４０は、Ｘ軸１９４２がミクロンでの距離であり、Ｙ軸１９４４が測定した距離における材料の元素の百分率を示している。
グラフ１９４０の第１の線１９４６は、金（Ａｕ）の濃度を示す。
グラフ１９４０の第２の線１９４７は、銅（Ｃｕ）の濃度を示す。
グラフ１９４０の第３の線１９４８は、ニッケル（Ｎｉ）の濃度を示す。
【０２３４】
図１９Ｅ、図１９Ｆおよび図１９Ｇの例示的実施形態のサンプルでは、金の層が先端で８３ミクロンの厚さであり、先端は５０分間で５２０℃の温度に加熱されたが、６０ミクロンを超える純金の層が存在している。ある場合には肌の若返り治療の持続時間がほぼ２０分続くことがあるため、本発明者らは２０分より長い持続時間にわたり先端を加熱した。
【０２３５】
いくつかの実施形態で、先端のアレイは、６〜２０ミクロンのニッケル層で電着によりコーティングされ、５〜１０ミクロンの金の層によってさらに電着された、焼結させた銅の先端を用いることによって作り出される。電気メッキが、鋭利で電場を集中させる先端に、より厚いコーティングを作り出し得ることに留意されたい。先端を電気メッキすることは相乗作用を産み出し、それによって、アレイが組織に出会うところでより厚いメッキが配置されるということ、および焼結させた先端のアレイにわたる生体適合性のメッキは、好ましくは電気メッキによって形成されるということが考えられている。
【０２３６】
銅およびニッケルが金の層中に拡散しないことを試験するために、先端のアレイを５２０℃の温度で５０分の持続時間加熱し、電子顕微鏡で金の層の安定性を、Ｘ線分光分析でＣｕ、ＮｉおよびＡｕ濃度を試験し、深さの関数とした。結果は、先端の鋭利な遠位端でさえ高い金の安定性を示し、ＣｕまたはＮｉの表面への拡散もないことを示した。
【０２３７】
類似の試験が、焼結させたステンレス鋼の先端のアレイで行われ、良好な結果であった。
【０２３８】
試験および結果は、図１９Ａ〜図１９Ｇを参照して以下でより詳細に説明される。
【０２３９】
いくつかの実施形態では、先端は、ガラスまたはセラミックで作製されていることがある。
【０２４０】
図９Ｂは、５ミクロンの金の層でコーティングされたステンレス鋼製の先端のアレイの画像である。遠位先端のコーティング層は、約１４０ミクロンの厚さである。先端遠位幅は２００ミクロンである。
【０２４１】
図９Ｃは、単一のピラミッドの画像である。
【０２４２】
いくつかの実施形態では、先端のアレイの形状は、例えば１ｃｍ２の領域上の１０×１０の先端のような正方形であってもよく、例えば１ｃｍの長さで５ｍｍの幅の３×１０の先端の長方形などの細長いものであってもよい。先端の細長いアレイは、例えば、眼瞼または上唇を治療する際に有用であり得る。眼および唇の近くまたは鼻の上の狭く細長い先端のアレイにより、治療中に眼および／または唇に触れるのを避けることができる。また、細長い先端のアレイは、領域Ｄに式３が依存しているために、上で説明したような、骨の上の非常に薄い皮膚を治療する場合にも有用であり得る。
【０２４３】
ここで図１０について参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態によるピラミッド状の先端のアレイによって作り出されたピラミッド状クレーター１００２のアレイの顕微鏡写真である。
【０２４４】
ピラミッド状のクレーター１００２は、１５０ミクロンの遠位幅を有する、金でコーティングされたステンレス鋼のピラミッド状先端のアレイによって作り出された。クレーターの中央間の距離は１２５０ミクロンである。クレーターのクリーンなピラミッド形状、ならびにわずか５０ミクロンの幅を有する薄い副次的な熱損傷が示されている。
【０２４５】
いくつかの実施形態では、本発明者らは一連の組織学かつ臨床試験の後に、先端の遠位端の大きさが好ましくは１５０〜２００ミクロンより小さいことを発見した。
【０２４６】
ここで図２０Ａについて参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態による生体適合性コーティングで覆った鋭利な金属先端のアレイを製造する方法の簡略化したフローチャートである。
【０２４７】
図２０Ａの方法は、
鋭利な先端のアレイを提供すること（２００２）、
先端のアレイを第１のコーティングで電気メッキすること（２００４）、
先端のベースの電気メッキをマスクして、先端の遠位端を露出させる先端のアレイを覆うマスクを提供すること（２００６）、および
第２の生体適合性コーティングで先端のアレイを電気メッキすること（２００８）
を含む。
【０２４８】
いくつかの実施形態では、マスクは絶縁マスクである。
【０２４９】
いくつかの実施形態では、先端のアレイは、粉末を焼結することによって作り出される。
【０２５０】
いくつかの実施形態では、粉末は、いくつかの非限定的な例として、銅、ステンレス鋼、およびチタンなどの材料である。
【０２５１】
ここで図２０Ｂについて参照すると、この図は、本発明のもう１つの例示的実施形態による生体適合性コーティングで覆った鋭利な金属先端のアレイを製造する方法の簡略化したフローチャートである。
【０２５２】
図２０Ｂの方法は、
鋭利な金属先端の第１のアレイを提供すること（２０２２）、
鋭利な金属先端の第１のアレイに嵌合するのに適した寸法の中空の鋭利な先端のアレイとして形成されたチタンシートを提供すること（２０２４）、
鋭利な金属先端の第１のアレイの先端がチタンシートの中空の鋭利な先端に挿入されるように、チタンシートを鋭利な金属先端の第１のアレイに配置すること（２０２６、および
熱伝導層を有する鋭利な金属先端の第１のアレイにチタンシートを取り付けること（２０２８）
を含む。
【０２５３】
いくつかの実施形態では、取り付けることは銀ろう付けによって行われる。
【０２５４】
いくつかの実施形態において、チタンシートは、焼結によって作り出される。いくつかの実施形態では、チタンシートはコイニングによって作り出される。いくつかの実施形態では、チタンシートはエンボス加工によって作り出される。いくつかの実施形態では、チタンシートは機械加工によって作り出される。
【０２５５】
（先端のアレイの浄化）
いくつかの実施形態では、先端のアレイは再利用可能であり、治療と治療の間に浄化することができる。
【０２５６】
いくつかの実施形態では、先端の浄化は、先端の表面を有機材料を酸化するのに十分高い高温に加熱し、炭素がＣＯ２に酸化されることによって行われる。本発明者らが行った実験によれば、先端を４５０〜５００℃超に加熱すると、先端の炭素のいかなる痕跡をもが除去されることが示された。加熱持続時間はほんの数分であってもよく、例えば約５分であってもよい。
【０２５７】
本発明のいくつかの実施形態では、加熱は、先端のアレイを加熱する加熱器を通る電流を増加させることによって行われる。
【０２５８】
しかし、いくつかの加熱器は、５００℃程度もの高さの温度に耐えるようには設計されていない。
【０２５９】
さらに、金でコーティングされた銅の先端を利用する場合、金の表面のみが浄化温度に加熱され、コア材料がより加熱されないことが好ましい場合がある。
【０２６０】
ここで図１１について参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態による先端のアレイの遠位表面を加熱する加熱ランプの簡略化した線図である。
【０２６１】
図１１は、任意選択に金などの生体適合性コーティング１１０４によってコーティングされた先端のアレイ１１０２を示す。ドイツのＨｅｒｒｅａｕｓによって製造されたハロゲンランプのようなランプ１１０６、および反射器１１０８は、任意選択に浄化および／または殺菌される先端のアレイの近くに配置されるいくつかの実施形態では、２つ以上のランプが並列で使用される。
【０２６２】
非限定的な例として、５分の持続時間にわたり３００ワットのランプを使用して、先端のアレイの表面を４５０〜５００℃の温度に加熱するが、ピラミッドのコア材料は、例えば４００℃を超えないように、過熱させない。
【０２６３】
いくつかの実施形態では、熱伝導性の冷却面に先端のアレイを配置することによって、コア材料の過熱が防止される。いくつかの実施形態では、治療モードにあるときに加熱器に任意選択に配置される先端のアレイの裏面が、冷却面に配置される。
【０２６４】
過熱しない結果として、ピラミッド状先端の熱的および機械的特性が保護される。ランプ浄化アセンブリは、フラクショナル・スキン・リサーフェシング・ユニットのコンソールに配置されてもよいし、別個に設けられてもよい。
【０２６５】
（遠位エンドプレート−遠位ゲージ）
ここで図１２Ａおよび１２Ｂについて参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態による治療装置のエンドプレートの簡略化した線図である。
【０２６６】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、皮膚治療装置および／またはハンドピースの遠位側、皮膚側のエンドプレート１２０２および１２０４、または遠位ゲージの底面図を提供する。エンドプレート１２０２および１２０４は、任意選択の透明なエンベロープ１２０６、および／または皮膚に配置され得る透明な遠位面１２０８を含む。透明性は、相互に隣接してきちんと並んでいる治療部位を見つけられるようにするなど、治療部位のより良好な視界を得るために、潜在的に有益である。開口部１２１２、１２１４により、先端のアレイ１２１６、１２１８が組織を治療することが可能になる。
【０２６７】
いくつかの実施形態では、エンドプレート１２０２、１２０４は異なる大きさの開口部１２１２、１２１４を有する。
【０２６８】
いくつかの実施形態では、開口部の大きさは、安全性の考慮に基づいて、最大の先端のアレイ１２１６、１２１８に適合するように単純には選択されない。先端のアレイ１２１６、１２１８が皮膚に接触すると、熱的接触により皮膚にマイクロクレーターが作り出される。いくつかの場合、皮膚が十分に柔軟でないため、皮膚を先端の間の熱い金属に触れさせない。
【０２６９】
いくつかの実施形態では、先端のアレイ１２２２は、元来より多くの先端を有する先端のアレイ１２２０から、いくつかの先端を除去することによって、作り出されてもよい。このような場合には、先端が除去された領域１２２３において、皮膚が熱い金属と接触することがある。図１２Ａおよび図１２Ｂのように遠位プレート１２２５、１２２６を用いて先端のアレイ１２１６、１２１８を保護することによって、そのような状態を潜在的に回避することができる。
【０２７０】
いくつかの実施形態では、遠位エンドプレートは、図１３Ａ〜Ｉを参照して以下に説明するように、２つのスリットを含み、これにより遠位エンドプレートを取り外すことなく先端の使用済みアレイを新しい先端のアレイに交換することが可能になる。
【０２７１】
（先端のアレイの交換）
いくつかの実施形態では、熱的組織蒸散および熱圧迫のための治療装置が設計されているので、例えば指または手で高温な先端のアレイに意図せず接触する可能性はない。上述の遠位ゲージの開口部は、小さい−アレイ支持体を含む先端のアレイユニットの寸法よりも小さいが、依然として皮膚の治療を行うのに十分な大きさである（例えば、片側１０ｍｍより大きい）。
【０２７２】
いくつかの実施形態では、治療セッションの後に使用済みの先端のアレイを廃棄して、浄化および／または消毒された先端を次の治療に使用できるようにすることが望ましい。先端の交換は、先端のアレイの冷却時間が交換する時間よりも長くなる可能性があるので、好ましくは急速であるべきで、例えば１〜２分を超えず、また４００℃のような高温で実施可能であるべきである。
【０２７３】
いくつかの実施形態では、先端の交換は、高温であっても遠位ゲージを過熱させることなく、および／または操作者の安全性を危険にさらすことなく、スリットを通って治療装置から遠位ゲージに対して側方に先端のアレイユニットを摺動させることによって、任意選択に実行される。高温な先端のアレイを、安全な保管と冷却のためにボックスに落とし込む。新たな先端を治療用ハンドピースに装入することもまた、迅速であることが好ましく、任意選択に同じ先端のアレイ交換手順の一部として実行される。いくつかの実施形態では、単一のモーターを有するコンソールなどの小型ユニットを使用して、先端のアレイを交換することが有利である。さらに、銅の先端の熱い（約３００℃超の温度の）アレイは、誤って交換するか、過度の力を使用した場合、軟らかく歪むことがある。
【０２７４】
いくつかの実施形態では、小型の閉じたコンソールで先端を交換することが有利である。
【０２７５】
いくつかの実施形態では、摺動機構を手動で、および／またはより良好にはモーターによって押すことで、先端が変化である。
【０２７６】
ここで図１３Ａ〜図１３Ｉについて参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態による先端のアレイを迅速に交換するための機構の簡略化した線図である。
【０２７７】
図１３Ａ〜Ｉに示す例示的な機構により、先端の使用済みのアレイが熱いままで、使用済みの先端のアレイを新しい先端のアレイと交換することが潜在的に可能になる。
【０２７８】
本発明のいくつかの実施形態では、１つまたは複数の治療の後に治療用ハンドピースから先端のアレイを除去し、新しい先端のアレイと置き換えることができる。さらに、先端のアレイは、まだ高温、例えば５００℃であっても除去することができる。さらに、先端のアレイは、ハンドピースを保持している手または指を危険にさらすことなく、熱いうちに安全に取り外すことができる。
【０２７９】
図１３Ａ〜図１３Ｉは、治療用ハンドピース１３０６または治療用ハンドピース１３０６の一部を導入することができる開口部１３０４を含むコンパートメントまたはコンソール１３０２を示す。
【０２８０】
図１３Ａは、手動で操作されるか、またはモーターによって操作され、これにより、延長ロッド１３１０またはプレートが、任意選択に先端の第１のアレイ１３１２をハンドピース１３０６から離れるように押し得る機構１３０８を示す。先端の第１のアレイ１３１２は、任意の温度であってよい。先端の第１のアレイ１３１２がハンドピースから押し出されると（図１３Ｂ）、任意選択に使用済みの先端のアレイの廃棄を可能にするコンパートメント１３１４に任意選択に落下させることができる（図１３Ｃ）。
【０２８１】
図１３Ｂはまた、例えば、金メッキされた先端のアレイ１３１６のような先端の第２のアレイ１３１６を示しており、これは任意選択に使用するために待機している。先端の第１のアレイ１３１２が１３１４内に落とされると、延長ロッド１３１０は、任意選択で機構１３０８によって逆方向に引き戻される（図１３Ｄ）。
【０２８２】
いくつかの実施形態では、引っ張るための機構は、押し込むための機構１３０８とは別の機構であってもよい。
【０２８３】
延長ロッド１３１０が元の位置に戻ると、先端の第２のアレイ１３１６は、任意選択に落下させる（図１３Ｅ）。機構１３０８は、任意選択に、第２の先端のアレイ１３１６をハンドピース１３０２と接触するその位置に押すプッシュ機構として機能するように開始する（図１３Ｆ）。
【０２８４】
第２の先端のアレイ１３１８が装填されたハンドピース１３０２は、コンソール１３０２から取り外す準備ができており、潜在的に新しい患者を治療する（図１３Ｇ、１３Ｈ、１３Ｉ）。
【０２８５】
ここで図１４について参照すると、この図は、本発明のもう１つの例示的実施形態による先端のアレイを交換するための機構の簡略化した線図である。
【０２８６】
いくつかの実施形態では、先端のアレイを交換するための機構の動作は、手動制御による方法や、手動で作動されるかコントロールパネルの制御による作動であり得るモニタ制御による方法や、マイクロプロセッサによる方法を含むいくつかの方法で制御される。
【０２８７】
図１４は、先端のアレイのための交換機構１４０４の上部に配置された透明の遠位ゲージ１４０２を備えたハンドピース１４００を示す。先端のアレイは、任意選択に、先端のアレイを表面に押すバネによって、治療用ハンドピース１４００内の適所に保持される。バネを押すことによって、押す動作が停止し、先端のアレイは、モーター１４０６によって直線的に押し込まれながら水平に摺動することができる。
【０２８８】
先端のアレイのホルダは、任意選択に、ピンを備えたレバーを含む。回転式ソレノイド１４０８が回転することで、任意選択に摺動リング１４１２が所望の角度だけ回転する。摺動リングの回転で任意選択に機構１４１０が作動し、任意選択で治療用ハンドピース１４００のその場所から先端のアレイが解放される。一旦解放されると、先端のアレイは、任意選択に摺動トラックに取り付けられ、モーター１４０６によってハンドピース１４００から押し出され得る。摺動リング１４１２は、任意選択に追加の制御なしに、先端のアレイを解放するとともに、先端のアレイを摺動トラックに取り付けるカムとして構築される。
【０２８９】
先端のアレイのためのホルダ１４１４は、任意選択に先端の使用済みのアレイを置き換える、先端の新しいアレイを任意選択で保持する。新たな先端のアレイは、ヒトとの接触がないため、任意選択で潜在的に無菌状態のままである無菌ホルダに配置される。
【０２９０】
いくつかの実施形態では、モーター１４０６はリニアモーターである。
【０２９１】
いくつかの実施形態では、モーター１４０６はリニアエンコーダを含む。
【０２９２】
ここで図１７について参照すると、この図は、本発明のもう１つの例示的実施形態による先端のアレイを迅速に交換するための機構の簡略化した線図である。
【０２９３】
図１７は、先端のアレイ交換機構１７９の開口部に配置されたハンドピース１７１を示す。新しい先端のアレイ１７２は、古い先端のアレイ１７３を置き換える。古い先端のアレイは、高温であってもよく、最高で約４００℃の温度にさえ及ぶ。位置を判定するロータリーエンコーダを任意選択に含むモーター１７４でネジ１７５が動くが、これはトラック１７６を使用して古い先端のアレイ１７３を摺動させる。任意選択の円筒形素子１７８は、任意選択に古い先端のアレイ１７３を廃棄するプロセスに先立って古い先端のアレイ１７３を解放してもよく、素子１７７は、任意選択で新しい先端のアレイ１７２をハンドピース１７１に配置した後に、新しい先端のアレイ１７２を固定し得る。
【０２９４】
（先端の検査）
いくつかの実施形態では、コンソールユニットは、任意選択に先端検査装置を含む。先端検査装置は、任意選択に、先端のアレイの表面からの反射を任意選択に測定する光源、および／または先端のアレイの表面からの赤外線放射を測定する赤外線放射計を含む。
【０２９５】
いくつかの実施形態では、表面からの赤外線放射は、２０％放射率のような予め選択された値より高くなるべきではない。
【０２９６】
いくつかの実施形態では、検査機構はカメラを含む。
【０２９７】
（コンソールユニット）
ここで図１５について参照すると、この図は、本発明の例示的実施形態によるコンソールユニットの簡略化したブロック図である。
【０２９８】
上述したように、患者の治療は、典型的には高温で行われ、４００℃超の温度に達する可能性もある。このような状況下では、安全性を任意選択に考慮し、技術的に適用すべきである。
【０２９９】
例えば、一時的に治療を休止する場合、ハンドピースは、任意選択で操作者が誤って先端の高温アレイに触れることがないように、配置されるべきである。
【０３００】
例えば、使用済み先端から新しい先端へと先端を交換することは、好ましい実施形態では迅速であるべき動作である。その間、先端が冷却されるのを待つことはなく、先端がまだ熱いうちに先端の交換を実行すべきである。
【０３０１】
例えば、使用済みの先端はクリーンでない場合があり、また使用済みの先端が、廃棄する必要のある銅で製造されている場合があるので、使用済みの先端のアレイを廃棄することが好ましい。
【０３０２】
図１５は、任意選択に治療用ハンドピース（複数可）または先端のアレイが導入され得る開口部１５０４を含むコンソール１５０２を示す。また、コンソール１５０２は、任意選択に、コントロールパネル１５２０、先端のアレイ交換ユニット１５０６、先端のアレイクリーナ用装置１５０８、先端検査ユニット１５１０、任意選択にホースを介して治療用ハンドピースに接続され得る吸引ポンプ１５１２、任意選択にコントロールパネル１５２０、先端のアレイ交換ユニット１５０６の１つ以上を制御することができるマイクロプロセッサ１５１４、先端のアレイクリーナ用装置１５０８、および先端検査ユニット１５１０の１つ以上を含む。
【０３０３】
いくつかの実施形態では、コンソール１５０２は、電源１５１６および／または１１０／２２０Ｖの電源接続１５１８も含む。
【０３０４】
（実施例を用いた臨床応用）
実施例１：上記の皮膚治療に加えて、加熱された金のコーティングのピラミッド状先端は、広範囲の外科的適用において有利であり得る。加熱された金のコーティングのピラミッド状先端は、多くの場合ＣＯ２レーザ治療に替わることができる。
【０３０５】
後退する間や柔軟な組織で蒸散の深さを正確に制御できることにより、最先端の体の薄い壁の手術を著しく改善することが可能になる。
【０３０６】
このような薄い組織や柔軟な組織の非限定的な例としては、約２５０〜１０００ミクロンの厚さの鼓膜、卵管の壁、および声帯が含まれる。これらの組織の壁または膜は、典型的には集束したパルスＣＯ２レーザで治療され、周囲の熱損傷をほとんど引き起こさない。上記の場合、高価なレーザ（単一モードおよび非常に短いパルス持続時間）を使用することに加えて、集束ビームマニピュレータの必要性もあるが、これは使用者および患者に不快であり、（焦点位置を見つけるのに）時間がかかる。
【０３０７】
いくつかの実施形態では、上記の公開されたＰＣＴ公開である特許文献２に記載されているように、２００〜６００℃の高温な先端をそのような壁または膜のクレーターの蒸散に使用する。公開されたＰＣＴ公開である特許文献２は、高温な先端が膜の表面に到達し、例えば光学的な集束法を使用して高い確度で浸透の深さを制御する方法を依然として必要としている。
【０３０８】
今や、例示的実施形態を使用すると、膜を治療するのがより容易である。膜に向かって高温先端が進む間、機械インピーダンスがより大きくなるので、先端が進むのを制御するリニアモーターは、膜表面への先端の到着を検知する。先端の位置は約１〜２ミクロンの精度でわかるので、モーターは、命令を受けるとそれによって先端を予め選択された距離、例えば２５０ミクロンまで進ませ、直ちに先端の進み方を逆転させることができる。その結果、集光光学系を使用した深さの測定を必要とすることなく、良質の穿孔または切開が可能になる。先端は、任意選択に例えば、卵管の治療のような場合内視鏡に、または鼓膜の治療などでは耳鏡に、または声帯の治療などではハンドピースに、挿入される。
【０３０９】
（高周波治療）
いくつかの実施形態では、高温な先端は、任意選択に、１〜２００Ｈｚのような高周波で任意選択にパルスが組織に適用される。後退する組織または骨を覆う組織で、組織の機械的コンプライアンスを検知する一方で、１０ミリ秒ごとなどの高速機械的コンプライアンス検知モード、または１００ミリ秒ごとなどのより遅い機械的コンプライアンス検知モードを使用することが可能である。いくつかの実施形態では、機械的コンプライアンスの検知は実質的に連続的に行われる。
【０３１０】
高い繰り返し機械的コンプライアンス検知モードが、いくつかの場合で潜在的に有利である場合がある。
【０３１１】
実施例２：卵管の切開
いくつかの実施形態では、５０Ｈｚなどの周波数で先端を動作させることによって、つまり１秒ごとに１つの先端または先端のアレイが進んで引っ込むことによって、先端／アレイが進むのと同時に、クレーターの列を作り出し得る。
【０３１２】
いくつかの実施形態では、任意選択にクレーターのいくらかの重なりが可能になる速度で進むことによって、切開をもたらす。
【０３１３】
いくつかの実施形態では、切開を作り出すプロセスを繰り返すことによって、さらなる深さの切開が達成され、任意選択に完全な厚さの組織の切開が達成される。いくつかの実施形態では、出血することなく、または出血が大幅に減り、末梢損傷を最小限にするか減少させながら、卵管を切開するためのクリーンな方法を提供することが可能であることに留意されたい。
【０３１４】
実施例３：角質層または表皮における高密度のクレーターの発生
いくつかの実施形態では、５０Ｈｚのような高い周波数で進んで引っ込む、１列当たり１０個の先端１列などの直線の先端のアレイが、治療中に皮膚を横切り平行移動する。例示的移動速度は、２０ミリ秒以内に２００ミクロンであり得、これは１ｃｍ／秒に変換される。先端の遠位幅の一例は１００ミクロンである。例示的な結果として、２００ミクロンの間隔で１０個のクレーターの線が順次作り出される。説明したようにハンドピースを１０秒間平行移動させると、高密度で５００個のクレーターによる１０個のクレーターの広い領域が作り出され、クレーターは動く方向で１００ミクロン離れている。
【０３１５】
実施例４：癒着の切開
癒着を切開することは、通常、一般的な外科的問題を解決するために行われる。切開は、現在、一般に電気外科手術によって腹腔鏡下で行われている。しかし、電気外科手術には幾ばくかの火傷のリスクがある。潜在的なリスクは、体の器官を通って地面に偶発的に電流が戻って、火傷を起こすことである。ＣＯ２レーザ装置の一部である複数のセクションの接合アームがきちんと整列していないことが多いので、ＣＯ２レーザによる癒着の切開もリスクがあることが多い。１ミリラジアンという長期にわたるビームの角度調整（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）の精度は、技術的に困難であると一般的に考えられ、位置のずれが多くのサービスコールの理由になっている。長さが１メートルの接合アームの場合、潜在的な位置のずれが、組織の標的において、１ｍｍという目に見えないＣＯ２レーザビームの位置の誤差に変換される場合がある。多くの腹腔鏡切開で、このような精度は受け入れることができない。さらに、１ミリラジアンの誤差により、レーザビームの端が内視鏡壁から反射し、予測不能な部位に集束する可能性がある。そのため、機械的に非常に安定していて、高価な接合アームが必要となることがある。本発明のいくつかの実施形態による内視鏡用の加熱先端は、振動して癒着に沿って平行移動し、潜在的に、安全なナイフとして作用して切開を行う。レーザビームの位置が目で見えないのとは対照的に、組織上で切断する先端の位置が直接観察される。開ループ制御で皮膚コンプライアンスのある値を利用すること、および／または閉ループ制御で組織インピーダンスの開始を超える測定距離に基づいて、組織内の測定された深さを使用することなどの、上記のいくつかの特徴のうちの少なくとも１つの結果により、安全面での利点が得られる。操作者は、任意選択で腹腔鏡の視野用光学系（ｌａｐａｒｏｓｃｏｐｅ  ｖｉｅｗｉｎｇ  ｏｐｔｉｃｓ）を使用して、組織、例えば卵管壁のような組織と接触する方向に先端を進め、任意選択に機械的コンプライアンスまたは抵抗のフィードバック測定値を使用して切開を制御する。操作者は、任意選択に火傷のリスクを含めて外科的リスクを示さずに、適切な位置に加熱された先端を配置する。
【０３１６】
この出願から成熟した特許の存続期間中、多くの関連する先端、および先端のコーティング材料が開発されるが、先端および先端のコーティングという用語の範囲は、このような新技術のすべてを先験的に含むことが意図されるよう期待される。
【０３１７】
本明細書で使用する「約」という用語は±２０％を示す。
【０３１８】
「含む」「備える」「有する」（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ、ｈａｖｉｎｇ）という用語、およびそれらの活用変化は、「非限定的に含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」ということを意味する。
【０３１９】
「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」という用語は、「含んで、限定される」ことを意味するよう意図されている。
【０３２０】
「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」という用語は、組成物、方法または構造が、追加の要素、ステップおよび／または部分を含む場合があることを意味するが、追加の要素、ステップおよび／または部分が特許請求された組成物、方法または構造の基本的な特徴や新規の特徴を本質的に変えない場合のみである。
【０３２１】
本明細書で使用しているように、単数形の「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈上他に明確に指示されない限り、複数の言及を含む。例えば、「ユニット（ａ  ｕｎｉｔ）」または「少なくとも１つのユニット（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｕｎｉｔ）」という用語は、それらの組合せを含む複数のユニットを含むことができる。
【０３２２】
「例」および「例示的」という用語は、本明細書では「例、事例または実例として役立つ」ということを意味するために使用されている。「例」または「例示的」として記載されたいかなる実施形態も、必ずしも他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではなく、および／または他の実施形態の特徴を組み込むことを排除するものではない。
【０３２３】
本明細書では、「任意選択に（で）」という用語は、「いくつかの実施形態では提供され、他の実施形態では提供されない」ということを意味するために使用されている。本発明の任意の特定の実施形態は、そのような特徴が矛盾しない限り、複数の「任意選択の」特徴を含むことができる。
【０３２４】
本願を通して、本発明の様々な実施形態を範囲の形式で呈示することがある。範囲の形式の記載は、単に便宜と簡潔性のためのものであり、本発明の範囲に対する柔軟性のない制限として解釈されるべきではないことを理解されたい。したがって、範囲の説明は、可能なすべての下位の範囲およびその範囲内の個々の数値を具体的に開示したものと考えるべきである。例えば、１〜６のような範囲の記述は、その範囲内の個々の数字、例えば１、２、３、４、５、および６だけでなく、１〜３、１〜４、１〜５，２〜４，２〜６、３〜６などの下位の範囲を具体的に開示したものと考えるべきである。これは範囲の幅に関係なく当てはまる。
【０３２５】
本明細書において数値範囲が示されるときはいつでも、示された範囲内に任意の引用数字（分数または整数）を含むことを意味する。第１の指示番号と第２の指示番号「の範囲／との間の範囲（ｒａｎｇｉｎｇ／ｒａｎｇｅｓ  ｂｅｔｗｅｅｎ）」という語句、および第１の指示番号「から」第２の指示番号「までの範囲（ｒａｎｇｉｎｇ／ｒａｎｇｅｓ  ｆｒｏｍ〜ｔｏ）」は本明細書では交換可能に使用され、第１および第２の指示番号およびそれらの間のすべての分数および整数を含むことが意図されている。
【０３２６】
本明細書で使用される場合、「治療する」という用語は、状態の進行を抑止、実質的に阻害、減速または逆転させること、状態の臨床的または審美的症状を実質的に緩和すること、または状態の臨床的または審美的症状の出現を実質的に予防することを含む。
【０３２７】
明確にするために別個の実施形態の文脈で記載している本発明の特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供してもよいことを理解されたい。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で記載されている本発明の様々な特徴は、別個にまたは任意の適切なサブコンビネーションで、または本発明の任意の他の記載された実施形態に適したものとして提供し得る。様々な実施形態の文脈で説明された特定の特徴は、それらの要素がなければ実施形態が動作不能ということではない限り、それらの実施形態の本質的な特徴とみなすべきではない。
【０３２８】
上記に描写され、特許請求の欄で特許請求される本発明の様々な実施形態および態様は、以下の例において実験に基づく支持を見出す。
【０３２９】
本発明を特定の実施形態と共に説明してきたが、当業者に多くの代替、変更および変形が明らかであることは明確である。したがって、添付の特許請求の範囲の精神および広範な範囲内にある、そのようなすべての代替物、改変物および変形物を包含することが意図される。
【０３３０】
個々の刊行物、特許または特許出願が、具体的かつ個別に参照により本明細書に組み入れられることが示されているのと同程度に、本明細書で言及されたすべての刊行物、特許および特許出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。さらに、本出願における任意の参考文献の引用または同定は、そのような参照が本発明の従来技術として利用可能であることを認めるものと解釈されてはならない。セクションの見出しが使用されている場合、それらは必ずしも限定的であると解釈されるべきではない。
【０３３１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１４年９月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／０５０，２４４号、および２０１３年１２月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／９１７，４３５号からの優先権を主張する２０１４年１２月１６日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＩＬ２０１４／０５１１０３号からの優先権の利益を主張するものであり、これら内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０３３２】
本出願はまた、Ｍｉｃｈａｅｌ  ＳＬＡＴＫＩＮＥ、Ｒｏｎｅｎ  ＳＨＡＶＩＴ、Ｒａｐｈａｅｌ  ＳＨＡＶＩＴによる「ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＦＯＲ  ＴＨＥＲＭＡＬ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＶＡＰＯＲＩＺＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＩＮＣＩＳＩＯＮ  ＯＦ  ＴＩＳＳＵＥ」（代理人整理番号６１５６６）と題された同時出願（ｃｏ−ｆｉｌｅｄ）、同時係属（ｃｏ−ｐｅｎｄｉｎｇ）、および共同譲渡（ｃｏ−ａｓｓｉｇｎｅｄ）のＰＣＴ特許出願と関連があり、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
2017528239.tif 000022
【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
2017528239.tif 000029
【図１３Ｇ】
2017528239.tif 000030
【図１３Ｈ】
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【図１３Ｉ】
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【図１４】
2017528239.tif 000033
【図１５】
2017528239.tif 000034
【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図１９Ｅ】
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【図１９Ｆ】
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【図１９Ｇ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【国際調査報告】
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