KR20230144665A

KR20230144665A - 생물학적 매체 내의 선택적 레이저 유도 광학 파괴

Info

Publication number: KR20230144665A
Application number: KR1020237033903A
Authority: KR
Inventors: 크리스토퍼 씨. 카펠리; 왈터 크램프; 데이비드 로버트슨
Original assignee: 솔리톤, 인코포레이티드
Priority date: 2017-02-19
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2023-10-16
Also published as: JP2020508112A; JP2023009180A; KR102587035B1; US20240009482A1; CN118285905A; EP3582686A1; BR112019017264A2; WO2018152460A1; AU2018221251A8; CA3053796A1; EP3582686A4; AU2018221251A1; AU2018221251B2; US20200238100A1; JP2024040432A; AU2023204269A1; CN110536634A; KR20190117613A; US11813477B2

Abstract

생물학적 매체 내의 흡수성 표적들의 레이저 유도 광한 파괴(LIOB)를 선택적으로 제공하기 위한 장치들 및 방법들. 예를 들어, LIOB는 문신 제거와 연관된 미용 치료와 같은 조직 치료의 부분으로서 사용될 수 있다. 일부 구현에서, LIOB를 선택적으로 제공하기 위한 시스템은 필드를 생성하고 생물학적 매체의 일부를 통해 상기 필드를 인가하도록 구성된 필드 생성기를 포함한다. 시스템은 또한 상기 필드의 인가 동안 레이저 광을 생물학적 매체의 일부로 전달하도록 구성된 광원을 포함한다. 생물학적 매체에 대한 상기 필드의 인가는 생물학적 매체의 일부 내에서 자유 전자들의 이동을 유도하며, 이는 상기 레이저 광에 응답하여 생물학적 매체에서 액포들의 형성을 감소시키거나 늦출 수 있다.

Description

생물학적 매체 내의 선택적 레이저 유도 광학 파괴{SELECTIVE LASER INDUCED OPTICAL BREAKDOWN IN BIOLOGICAL MEDIUM}

관련 출원의 교차 참조

본 출원은 2017년 2월 19일자로 출원된 미국 가특허출원 제62/460,867호의 이익을 주장하며, 이는 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.

본 개시 내용은 일반적으로 레이저의 치료 목적 사용들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 비제한적으로, 본 개시 내용은 전기장, 자기장 또는 양쪽 모두와 같은 필드(field)를 사용하여 생물학적 매체에서 레이저 유도 광학 파괴(laser induced optical breakdown)(LIOB)을 선택적으로 생성하는 시스템, 장치, 및 방법에 관한 것이다.

고출력 펄스 레이저들은 다년에 걸쳐 특정 치료들에 사용되어 왔다. 의학적인 맥락에서, "레이저"는 일반적으로 조직(tissue)을 처치(treat) 또는 제거(remove)하는데 사용되는 코히어런트 소스를 지칭하는데 사용된다. 펄스 레이저 치료들의 예들은 레이저 정맥 제거, 레이저 제모 및 레이저 문신 제거를 포함한다. 이들 치료들 각각은 전형적으로 레이저를 생물학적 매체에 겨냥하고 레이저(예를 들어, "레이저 빔" 또는 "레이저 광")를 생물학적 매체에 펄싱하고, 상기 빔 또는 광은 생물학적 매체 내의 정맥, 모낭, 또는 문신 색소 입자와 같은 흡수성 표적(absorptive target)에 의해 흡수된다. 예를 들어, 적절한 파장의 광을 사용하여, 상기 펄스화된 광은 레이저 유도 광학 파괴(LIBO)로부터 진피의 문신 잉크 입자들을 절제(ablation)할 수 있게 하고, 이러한 것은 문신을 퇴색(fading)시킨다. 피부 강화(skin tightening)와 같은 다른 레이저 기반 치료에서, 생물학적 매체 자체는 흡수성 표적이 된다. 흡수성 표적이 조직과 같은 불투명한 매체 내에 있을 때, 색소 입자들을 절제하는 것은 물과 같은 투명한 매체에서 색소 입자들을 절제하는 것에 비해 덜 효율적이다.

레이저 유도 광학 파괴(LIOB)는 높은 레이저 플루언스(laser fluence)의 빔에 의해 매체 내에 가해지는 손상의 괴멸적인 진화로서, 이는 전자 사태(electron avalanche)(예를 들면, 비교적 짧은 시간에서의 자유 운반체 빌드(a build of free carries)) 및 플라즈마 형성을 초래한다. 이러한 효과는 다른 원자들이나 분자들과 충돌하여 2차 자유 운반체들을 일으키는 고 에너지에 대한 자유 전자의 가속에 기초한다. 예를 들어, 문신 제거와 관련된 색소 입자 절제에 대한 LIOB 프로세스는 생물학적 매체에서 자연적으로 발생하는 소수의 자유 전자들로 시작하거나, 또는 레이저 유도 (다 광자) 이온화로부터 또는 열 개시 경로(즉, 열전자 방출)를 통해 시작한다. 이러한 전자들이 레이저 빔으로부터 원자들을 이온화할 수 있는 충분한 에너지를 얻을 수 있게 되면 전자 사태가 전개될 수 있으며, 이로 인해 충돌이 증가하고 이온들과 전자들이 더 많이 박리될 수 있다. 이러한 프로세스의 반복은 자유 전자를 급속하게 축적할 수 있게 한다. 결과적으로, "캐스케이드 이온화" 또는 "전자 사태"가 발생하여 색소 입자 표면에 인접한 플라즈마 플룸(plasma plume)이 형성된다.

이온화 레벨 및 플라즈마 형성이 상당한 정도가 될 때, 인입하는 레이저 에너지는 이온 필드에서의 자유-자유 천이(free-free transition)를 통해 플라즈마 플룸 내의 자유 전자들에 의해 쉽게 흡수될 수 있다. 이러한 흡수는 플라즈마의 강렬한 가열 및 결과적으로 충격파 형태로 플라즈마 플룸의 급속한 팽창을 야기한다. 이로 인하여, 가시적인 광자 방출이 나타나고, 강력한 가열은 색소 입자에 인접한 하나 이상의 액포들(vacuoles)(예를 들면, 증기 캐비테이션 버블)을 형성시킨다. 플라즈마 플룸은 나노초의 범위에서 형성될 수 있고, 그 직후에 액포들(예를 들어, 진피 액포들(dermal vacuoles))이 형성된다. 액포들이 충분히 큰 경우, 그 액포들은 레이저 감쇠 및 산란(레이저 차폐)을 야기할 수 있으며, 그 각각은 레이저 기반 치료 동안 레이저 효과의 손실에 기여할 수 있다.

미국 특허 제5,149,406호는 SF₆ 환경과 같은 투명한 비전도성 기체 매체에 존재하는 자유 전자들을 ◎칭(quenching)함으로써 LIOB 이벤트들을 억제하는 것을 기술하고 있다. 그러나, 투명한 비전도성 기체 매체와는 달리, 생물학적 매체는 전도성이며, 자유 전자의 ◎칭을 제공하기 위해 충분히 높은 전압을 얻게 되므로 환자에게 위험하게 될 전류 레벨을 필요로 할 것이다. 또한, 생물학적 매체에서 자유 전자들을 ◎싱하는 것은 실현 가능하지 않은 것으로 간주되었는데, 이는 전도성 매체 내에 전기장이 생성되지 않을 수 있다고 생각되었기 때문이며, 즉, 전기장이 없으면 자유 전자들에 기전력이 없을 것이기 때문이다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 종래의 펄스-레이저 치료 처치를 받는 생물학적 매체의 예시적인 예가 도시되어 있다. 도 1a 및 1b 각각은 레이저 처치 후 문신된 부위의 조직학적 이미지를 보여준다. 구체적으로, 도 1a는 레이저 처치의 1 분 이내에 찍은 진피 조직의 생검(biopsy)을 도시하고, 도 1b는 9.0 J/cm² 플루언스 처치의 처치 직후 찍은 진피 조직의 생검을 도시한다. 도 1c는 문신의 나노초 레이저 처치로부터 "화이트닝(whitening)"의 예를 보여준다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 조직학적 이미지들은 펄스 레이저에 의해 야기된 LIOB의 결과로서 생물학적 매체에서 형성될 수 있는 액포들(예를 들어, 진피 액포들)의 예를 도시한다. 예를 들어, 진피 조직에서 문신 색소 응집체(104)와 같은 생물학적 매질 내의 흡수성 표적에 양향을 주기 위해 펄스 레이저가 사용될 때, LIOB 인벤트들은 그 진피 내에서 그들의 위치에 의해 특징지워질 수 있는 적어도 2 가지의 상이한 유형들의 액포들을 형성할 수 있다. 그 상이한 유형들의 액포들은 "입자 액포"(100) 및 "원격 액포"(102)를 포함할 수 있다.

문신 색소 응집체(104)(예를 들어, 흡수성 표적)로의 레이저 펄스는 색소 응집체(104)의 표면에서 LIOB 이벤트를 생성할 수 있다. LIOB 이벤트는 흡수성 표적에 대한 절제 손상 및 증기 액포, 즉 "입자 액포"(100)의 형성으로 이어지며, 이러한 것은 펄스 레이저 소스에 가장 가까운 측의 흡수성 표적에 바로 인접하여 위치된다. 입자 액포들(100)은 전형적으로 크고, 비대칭 형상이며, 일반적으로 색소 입자들에 인접하여 나타난다. 입자 액포들(100)에 더하여, "원격 액포들"(102)로 지칭되는 추가의 액포들은 색소 입자들로부터 떨어지거나 멀리 있는 생물학적 매체들(예를 들어, 진피, 지방, 근육 등)에서 형성될 수 있으며, 원격 액포들(102)은 색소 입자 표면들과 직접 연관되도록 나타나지 않는다. 원격 액포들(102)은 전형적으로 입자 액포들(100)보다 더 작고 더 구형으로 나타날 수 있다.

흡수성 표적들(예를 들면, 색소 입자들)이 없는 생물학적 매체에서의 레이저-기반 치료들은 전형적으로 원격 액포들(102)을 생성하지 않지만, 흡수성 표적(예를 들면, 색소 입자들)이 생물학적 매체에 존재할 때에는 원격 액포들(102)이 생성될 수 있다. 예를 들어, 색소 입자 표면에서의 LIOB 이벤트는 상기 매체(예를 들면, 진피, 지방, 근육 등) 내의 자유 전자들의 소스로서 작용할 수 있다. 펄스 레이저 광 광자들이 자유 전자들과 상호 작용할 때 원격 액포들(102)이 형성되어 자유 전자들의 애벌랜치 캐스케이드 및 플라즈마 버블의 형성이 있게 되어 증기 및 그에 따른 원격 액포(102)가 생성된다.

도 1c를 참조하면, 펄스 레이저 처치된 흑색 문신(Black tattoo)의 예가 도시되어 있다. 색소 입자 표면에서의 LIOB 인벤트들의 원인으로 색소 입자들이 절제되며, 이는 피부 내의 표피 및 진피 액포들(즉, "화이트닝")이 생성되게 한다.

입자 액포들(100) 및 원격 액포들(102) 양쪽 모두는 흡수성 표적의 레이저 차폐를 유발하여, 그 결과 레이저 감쇠 및 산란을 초래하고, 이는 흡수성 표적에 대한 레이저 효과를 감소시킨다. 결과적으로, 액포들(예를 들면, 원격 액포들(120))의 결과로서, 초기 레이저 에너지의 일부만이 의도된 표적에 도달하고, 희게 된(whitened) 문신의 펄스 레이저 처치의 즉각적인 반복 시도들은 효과가 없다. 주변 조직으로의 액포들의 흡수 시간은 수 분에서 수 시간까지 걸릴 수 있다. 또한, 생물학적 매체에서 발생하는 LIOB 이벤트들은 주변 세포 구조들에 대해 상당히 파괴적이다. 예를 들어, 생물학적 매체의 처치 인용과 관련하여 세포들에 대한 열의 방출 및 충격파 손상은 괴사성 혈관염을 초래할 수 있으며, 이는 레이저 처치 24-48 시간 후에 상당한 콜라겐 손상 및 표피 딱지(epidermal scabbing)를 초래한다. 이러한 손상에 대처하기 위해, 처치 세션 동안의 레이저 플루언스가 감소 또는 제한될 수 있으며, 이는 처치의 전체적인 효능을 감소시킨다. 문신된 피부의 반복된 펄스 레이저 처치들은, 액포가 주변 조직에 의해 흡수되도록 하고 및/또는 피부 손상(예를 들면, 표피 딱지)으로부터 회복될 수 있도록 레이저 처치 세션들 사이에 상당한 휴식 시간을 두지 않고서는 효과적이지 않다. 추가로, 레이저-기반 치료(예를 들면, 문신 제거 세션) 동안 형성되는 액포들의 결과로서, 의사들은 개업의는 단일 처치 세션 동안 물리학적 매체 내의 특정 부위에 대한 반복된 펄스 레이저 처치들을 제공하고 및/또는 그로부터 최대의 원하는 치료적 효과를 달성하는 데 어려움을 겪고 있다. 따라서, 단일 처치 세션에서 레이저 치료의 완료는 일반적으로 이들 레이저 차폐 액포의 존재의 결과로서 실현 가능하지 않았다.

본 개시 내용은 전도성 생물학적 매체과 같은 생물학적 매체에서 선택적 레이저 유도 광학 파괴(LIOB)를 제공하기위한 방법들, 장치들, 및 시스템들의 예들을 포함한다. 예를 들어, LIOB는 문신 제거와 연관된 미용 치료와 같은 조직 치료의 일부로서 사용될 수 있으며, 여기서 LIOB는 생물학적 매체 내의 흡수성 표적(예를 들면, 문신 색소 입자들)을 향한다. 조직 치료 동안, 정전기장(예를 들면, 최소 전류를 갖는 고전압)과 같은 필드(field)가 생물학적 매체에 인가되거나 생물학적 매체에서 생성되어, 그에 따라 흡수성 표적에서 선택적 LIOB를 허용하면서 생물학적 매체 자체의 LIOB를 억제한다. 예를 들어, 상기 필드는 색소 응집체와 연관된 관련된 입자 액포 형성을 허용하면서 원격 액포들의 형성을 억제할 수 있다. 예를 들어, 문신 부위가 펄스 레이저로 처치될 때, 색소 입자들의 절제가 진피의 전도성 상태들을 불안정하게 하여, 상기 필드(예를 들면, 정전기장)가 진피에 인가될 때 내부 기전력이 자유 전자들을 이동시키도록 작용한다. 상기 자유 전자들은 레이저 펄스 경로로부터 이동(예를 들면, 분산)될 수 있으며, 이에 의해 상기 자유 전자들의 농도를 감소시킬 수 있고, 그에 따라 입자 액포 형성을 허용하면서 원격 액포 형성을 억제할 수 있다.

본 발명의 방법들, 장치들, 및 시스템들은 그에 따라 필드(예를 들면, 정전기장)의 인가 없이 펄스 레이저가 인가되는 종래 기술에 비하여 원격 액포 형성을 감소 및/또는 제한할 수 있다. 따라서, 상기 필드가 인가되지 않을 때의 종래 기술에 비해, 필드가 인가될 때 흡수성 표적에 대한 레이저 효과가 더 크다. 상기 필드의 인가가 원격 액포 형성을 감소 및/또는 제한하기 때문에, 동일한 처치 영역에 걸친 레이저 처치들은 희게 된 문신 영역들에 대해 및/또는 주변의 세포 구조들에 부정적인 영향을 미치지 않고서 빠르게 연속하여 효과적으로 수행될 수 있다. 또한, 처치 세션 동안 레이저 플루언스는 감소되거나 제한될 필요가 없으며, 이러한 것은 종래 기술들에 비하여 단일 처치 세션 동안 더욱 크고 바람직한 치료적 효과를 실현한다. 종래 기술들에 비해 더 효과적인 처치 세션을 가짐으로써, 환자는 더 적은 총 처치 횟수를 겪게 되므로 그에 따라 불편함이 적고 치료 기간이 짧게 된다.

일부 실시예들에서, 전도성 생물학적 매체에서의 선택적 레이저-유도 광학적 파괴는 전도성 생물학적 매체 내의 흡수성 표적을 표적으로 한다. 일부 실시예들에서, 전기장이 생물학적 매체에서 생성되어, 그에 따라 흡수성 표적에서 선택적 레이저 유도 광학적 파괴를 허용하면서 생물학적 매체 자체의 레이저 유도 광학적 파괴를 억제한다. 고전압 및 저전류를 갖는 전압원은 LIOB를 선택적으로 제공하기 위해 전도성 생물학적 매체에 사용되기에 충분한 정전기장을 제공할 수 있다.

유전체(또는 절연체) 막들이 이들 절연체 막들 사이에 전도성 매체(예를 들면, 염수)를 갖는 전압원의 양극판과 음극판 사이에 배치되면, 상기 전도성 매체 내에는 전기장이 존재하지 않을 것이다. 유전체 물질 내의 전하의 분극은 유전체 막 자체 내의 전체 필드를 감소시키는 내부 전기장을 생성한다. 따라서, 유전체 피복된 판들 사이의 전도성 매체에는 전기장이 존재하지 않는다. 그러나, 전도성 매체가 피부와 같은 생물학적 매체과 같이 유전체 및 극성 분자들의 복합 혼합체를 포함하고 레이저와 같은 고에너지 소스에 의해 더 교란되어 그에 따라 자유 전자들, 이온들, 및 플라즈마들을 생성하는 경우, 전도성 매체는 전기적으로 상기 전압 판에 걸쳐 상기 유전체 절연체들의 일부가 된다. 이러한 시나리오에서, 생물학적 매체 내에서 자유 전자들을 이동시키기에 충분한 기전력을 유발하는 전기장들이 유도될 수 있다.

정상적이고 안정적인 상태들 하에서, 생물학적 매체는 전형적으로 전도성이다. 정전기장에 배치될 때, 전도성 매체는 내부 전기장을 생성하지 않아야 한다. 결과적으로, 전기장이 없는 경우, 생물학적 매체 내에서 자유 전자들을 이동시키기 위한 기전력이 존재하지 않는다. 그러나, 펄스 레이저로 처치될 때, 전도성 생물학적 매체는 생물학적 매체 내에서 자유 전자들을 이동시키는 작용을 하는 내부 기전력들을 간단히 생성할 수 있다. 이러한 것은 생물학적 매체의 정상적이고 안정적인 상태들이 레이저로 처치될 때 불안정해지기 때문이다. 레이저 펄스로부터 생물학적 매체 내의 세포들에서의 섭동들은 이온 전도도에서 국소적 장애를 일으킨다. 결과적으로, 전도성 매체는 짧은 기간의 시간 동안 유전체 물질처럼 작용한다. 이러한 것은 결국 정전기장이 생물학적 매체 내에서 전기장을 간단히 유도하게 하고 자유 전자들이 생물학적 매체 내의 기전력에 의해 영향을 받게 되도록 한다.

일부 구현들에서, LIOB를 선택적으로 제공하기 위한 시스템은 필드를 생성하고 생물학적 매체의 일부를 통해 상기 필드를 인가하도록 구성된 필드 생성기를 포함한다. 상기 필드 생성기는 복수의 전극들, 자기 코일, 일렉트릿, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이 시스템은 또한 상기 필드의 인가 동안 생물학적 매체의 일부에 레이저 광을 전달하도록 구성된 펄스 레이저(예를 들면, QS-레이저)와 같은 광원을 포함한다. 생물학적 매체에 대한 상기 필드의 인가는 생물학적 매체의 일부 내에서 자유 전자들의 이동을 유도할 수 있으며, 이는 상기 레이저 광에 응답하여 생물학적 매체에서 액포들의 형성을 감소 시키거나 늦출 수 있다.

한 양태에서, 상기 광원 및 상기 필드 생성기는 단일 디바이스에 통합될 수 있다. 일부 구현들에서, 필드 생성기는 상기 광원에 제거 가능하게 결합되도록 구성된다. 다른 양태에서, 상기 광원은 보조 디바이스(예를 들면, 상기 필드 발생기)의 일부인적어도 2 개의 절연 전극들 사이에서 레이저 빔을 펄싱한다. 각각의 레이저 펄스 동안, 고전압(1 kV 내지 5 kV)이 전극들 양단에 걸려 치료 부위에서 정전기장을 생성한다. 이러한 필드로 인해, 입자 LIOB 이벤트 동안 진피로 방출된 자유 전자들은 레이저 빔 경로로부터 빠르게 스위핑될 수 있다. 이러한 자유 전자들의 제거는 색소 입자의 레이저 절제(laser ablation)에 영향을 미치지 않으면서 진피 LIOB들의 개시를 방해하는 것을 돕는다. 결과적으로, 원격 액포들과 그에 따른 진피 손상이 크게 감소된다.

일부 구현들에서, 상기 시스템은 또한 헤드 디바이스를 포함한다. 상기 헤드 디바이스는 생물학적 매체의 표면과 접촉하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 상기 헤드 디바이스는 필드 생성기를 포함하고 및/또는 광원에 물리적으로 결합된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 헤드 디바이스는 생물학적 매체의 일부, 광이 생물학적 매체에 도달할 수 있게 하는 윈도우(window), 또는 이들 양쪽 모두에 흡입(suction)을 적용하도록 구성된 진공 헤드를 포함할 수 있다.

본 장치들의 일부 실시예들(예를 들면, 미용 조직 치료를 제공하기 위한)은: 필드를 생성하고 상기 필드를 생물학적 매체의 일부를 통해 인가하도록 구성된 필드 생성기; 및 상기 필드의 인가 동안 레이저 광을 생물학적 매체의 일부로 전달하도록 구성된 광원을 포함한다. 일부의 그러한 실시예들에서, 상기 필드 생성기는 생물학적 매체의 일부 내에서 자유 전자들의 이동을 유도하기 위해 생물학적 매체에 상기 필드를 인가하도록 구성되며, 생물학적 매체의 일부로의 상기 레이저 광의 전달은 조직 색소 입자들의 광학적 파괴를 제공한다.

일부 실시예들에서, 상기 필드 생성기는 복수의 전극들에 걸쳐 상기 필드를 제공하도록 구성된 복수의 전극들을 포함하고, 상기 필드는 전기장을 포함한다. 일부의 그러한 실시예들에서, 복수의 전극들은 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함하고, 상기 제 1 전극은 생물학적 매체와 접촉하도록 구성된 전기 전도성 표면을 포함하고, 상기 제 2 전극은 생물학적 매체에 대해 전기적으로 절연되도록 구성된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 필드 생성기는 자기 코일을 포함하고, 상기 필드는 자기장을 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 필드 생성기는 일렉트릿(electret)을 포함하고, 상기 필드는 전기장을 포함한다. 특정 실시예에서, 상기 일렉트릿은 투명하다.

일부 실시예들에서, 상기 광원은 펄스 레이저(pulsed laser)를 포함한다. 일부의 그러한 실시예들에서, 상기 광원은 적어도 1 Hz의 펄스 레이트 및 0.5 J/cm² 내지 20 J/cm²의 플루언스를 갖는 펄스 레이저 빔을 전달하도록 구성된다. 다른 그러한 실시예들에서, 상기 광원은 적어도 1 Hz의 펄스 레이트 및 3.5 J/cm² 내지 9 J/cm²의 플루언스를 갖는 레이저 빔을 전달하도록 구성된다.

일부 실시예들에서, 본 장치들은 상기 필드 생성기, 상기 광원, 또는 양쪽 모두에 전기적으로 결합되도록 구성된 전원을 더 포함한다. 상기 전원은 500 내지 500,000 볼트 또는 -500 내지 -500,000 볼트 범위 내에서 상기 필드 생성기에 전압을 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 구현들에서, 상기 전원은 1,200 내지 5,000 볼트 또는 -1,200 내지 -5,000 볼트의 범위 내에서 상기 필드 생성기에 전압을 제공하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 본 장치들은 상기 전원에 결합되도록 구성된 프로브를 더 포함하며, 상기 프로브는 상기 필드 생성기 및 상기 광원을 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 필드 생성기는 상기 광원에 제거 가능하게 결합되도록 구성된다.

일부 실시예들에서, 본 장치들은 생물학적 매체의 표면과 접촉하도록 구성된 헤드 디바이스를 더 포함한다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 헤드 디바이스는 필드 생성기를 포함하고, 상기 헤드 디바이스는 상기 광원에 물리적으로 결합되며, 상기 헤드 디바이스는 광이 생물학적 매체의 일부에 도달할 수 있게 하는 윈도우 또는 이들의 조합을 포함한다. 상기 헤드 디바이스가 상기 윈도우를 포함하는 실시예들에서, 상기 윈도우는 일렉트릿을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 헤드 디바이스는 진공 소스에 결합되고 생물학적 매체의 일부에 흡입을 적용하도록 구성된 진공 헤드를 포함하고, 상기 진공 헤드는 상기 흡입의 적용 동안 광이 생물학적 매체의 일부에 도달할 수 있게 하도록 구성된다.

본 장치들의 일부 실시예들(예를 들면, 조직 치료를 제공하기 위한)은: 전압원; 및 복수의 전극들에 걸쳐 전기장을 제공하도록 구성된 상기 복수의 전극을 포함하고; 상기 전압원은 상기 전극들에 전기적으로 접속되고; 상기 전극들 중 제 1 전극은 생물학적 매체와 접촉하도록 구성된 전기 전도성 표면을 포함하고, 상기 전극들 중 제 2 전극은 생물학적 매체에 전류를 전도하지 않도록 구성되고; 상기 복수의 전극들은 상기 전기장을 생물학적 매체의 일부에 인가하여 자유 전자들이 상기 생물학적 매체의 일부에서 영향을 받도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 상기 복수의 전극들은 생물학적 매체의 일부에 전기장을 인가하여 자유 전자들이 상기 생물학적 매체의 일부에서 이동되도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 상기 전기장은 음의 전기장이다. 일부 실시예들에서, 상기 전극들 중 제 2 전극은 생물학적 매체로부터 이격되거나 상기 제 2 전극과 상기 생물학적 매체 사이의 전기 전도를 방해하도록 구성된 전기 절연 물질을 포함한다.

본 장치들의 일부 실시예들은: 진공 소스에 접속되도록 구성된 진공 헤드를 포함하고; 복수의 전극들이 상기 진공 헤드 내에 포함되고; 상기 진공 헤드는 생물학적 매체의 일부에 흡입을 적용하도록 구성되고; 상기 진공 헤드는 흡입이 적용될 때 광이 생물학적 매체의 일부에 도달할 수 있게 하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 상기 진공 헤드는 윈도우를 포함하고, 상기 윈도우를 통해 광이 상기 생물학적 매체의 일부에 도달할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 진공 헤드가 접속되도록 구성된 진공 소스는 중앙 진공 시스템이다. 일부 실시예들에서, 상기 진공 헤드는 일회용(disposable)이다.

본 장치들의 일부 실시예들은: 윈도우를 통해 생물학적 매체의 일부로 레이저 빔을 전달하도록 구성된 치료용 레이저 시스템을 포함하고; 상기 레이저 빔은 축(axis)을 갖고; 상기 진공 헤드에 의해 생물학적 매체의 일부에 흡입이 적용될 때 상기 생물학적 매체의 일부에 인가된 전기장은 상기 레이저 빔의 축에 수직이다. 일부 실시예들에서, 상기 치료용 레이저 시스템은 펄스 레이저를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 치료용 레이저 시스템은 레이저 광을 상기 생물학적 매체의 일부로 전달하도록 구성되고; 상기 복수의 전극은 상기 치료용 레이저 시스템으로부터 연장되고; 상기 복수의 전극들은 상기 치료용 레이저 시스템이 레이저 광을 상기 생물학적 매체의 일부로 전달하도록 배치될 때 전기장을 제공하도록 구성된다.

본 장치들의 일부 실시예들은: 자기 코일을 더 포함하고; 상기 전압원은 또한 상기 자기 코일에 전력을 제공하도록 구성되며; 상기 자기 코일은, 그와 같이 전력이 공급될 때, 생물학적 매체의 일부에서 자기장을 유도하도록 구성된다.

본 시스템들의 일부 실시예들은 전기장을 제공하기 위해 전극들 및 전압원 대신에 또는 이에 부가하여 일렉트릿을 사용한다. 일부 그러한 실시예들은: 전기장을 제공하도록 구성된 일렉트릿을 포함하고; 상기 일렉트릿은 생물학적 매체의 일부에 상기 전기장을 인가하여 자유 전자들이 상기 생물학적 매체의 일부에서 영향을 받도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 상기 일렉트릿은 생물학적 매체의 일부에 상기 전기장을 인가하여 자유 전자들이 상기 생물학적 매체의 일부에서 이동되도록 구성된다. 예를 들어, 예시적이고 비제한적인 예로서, 상기 자유 전자들은 생물학적 매체의 일부로부터 제거될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 일렉트릿은 투명하다. 일부 실시예들에서, 상기 일렉트릿은 생물학적 매체로부터 이격되도록 구성되거나 상기 일렉트릿과 상기 생물학적 매체 사이의 전기 전도를 방해하도록 구성된 전기 절연 물질을 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 일렉트릿은 생물학적 물질과 접촉하도록 구성된다. 일부 실시예들은: 레이저 빔을 생물학적 매체의 일부로 전달하도록 구성된 치료용 레이저 시스템을 더 포함하고; 상기 일렉트릿은 상기 일렉트릿을 통한 레이저 빔의 전송을 허용하도록 구성되고; 상기 치료용 레이저 시스템은 또한 상기 일렉트릿을 통해 레이저 빔을 전송함으로써 상기 레이저 빔을 생물학적 매체의 일부로 전달하도록 구성된다.

본 방법들의 일부 실시예들은: 생물학적 매체의 일부를 통해 전기장을 인가하기 위해 전기장 생성 시스템을 작동시키는 단계; 및 레이저 광을 생물학적 매체의 일부로 전달하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 전기장 생성 시스템은 일렉 트릿을 포함한다. 일부 실시예들에서, 복수의 전극들에 걸쳐 인가된 전기장은 음의 전기장이다. 일부 실시예들에서, 복수의 전극들에 걸쳐 인가된 전기장은 양의 전기장이다.

본 방법들의 일부 실시예들은: 필드를 생성하도록 필드 생성기를 작동시키는 단계; 생물학적 매체의 일부를 통해 상기 필드를 인가하는 단계; 및 상기 필드의 인가 동안 레이저 광을 광원으로부터 생물학적 매체의 일부로 전달하는 단계를 포함한다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 필드를 인가하는 단계는 상기 생물학적 매체의 일부 내에서 자유 전자들을 이동시키는 단계를 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 본 방법들은 상기 필드 생성기를 작동시키기 전에, 상기 생물학적 매체에 인접한 필드 생성기를 제 1 위치에 배치시키는 단계; 및 상기 레이저 광을 전달하기 전에, 상기 생물학적 매체의 일부에 대해 광원을 배치하여 상기 레이저 광을 상기 일부로 전달하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예들에서, 본 방법들은 조직 색소 입자들의 광학 파괴를 제공하는 단계를 더 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 본 방법들은 진공 헤드를 생물학적 매체의 표면과 접촉하여 배치하는 단계; 및 적어도 상기 생물학적 매체의 일부를 안정화시키기 위해 상기 진공 헤드에 부압(negative pressure)을 인가하는 단계를 더 포함하며, 상기 적어도 생물학적 매체의 일부는 상기 레이저 광을 상기 일부에 전달하는 동안 안정화된다.

일부 실시예들에서, 본 방법들은 상기 레이저 광을 전달한 후: 상기 생물학적 매체에 인접한 필드 생성기를 제 2 위치에 배치시키는 단계; 상기 생물학적 매체의 다른 부분에 대해 상기 광원을 배치시키는 단계; 다른 필드를 생성하기 위해 상기 필드 생성기를 작동시키는 단계; 상기 생물학적 매체의 다른 부분을 통해 다른 필드를 인가하는 단계; 및 상기 다른 필드의 인가 동안 상기 광원으로부터 상기 생물학적 매체의 다른 부분으로 추가적인 레이저 광을 전달하는 단계를 포함한다.

본 방법들의 일부 실시예들은: 생물학적 매체의 표면과 접촉하게 복수의 전극들을 포함하는 진공 헤드를 배치하는 단계로서, 상기 복수의 전극들은 서로 이격되고, 상기 전극들 중 제 1 전극은 상기 생물학적 매체와 접촉하는 전기 전도성 표면을 포함하고, 상기 전극들 중 제 2 전극은 상기 생물학적 매체에 전류를 전도하지 않도록 구성되는, 상기 진공 헤드를 배치하는 단계; 상기 생물학적 매체를 안정화시키기 위해 상기 진공 헤드에 부압을 인가하는 단계; 상기 생물학적 매체 내에 전기장을 생성하는 복수의 전극들에 걸쳐 전위를 인가하는 단계; 및 상기 복수의 전극들 사이의 지점에서 레이저 광을 상기 생물학적 매체로 전달하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 전극들 중 제 2 전극은 상기 생물학적 매체로부터 이격되거나 또는 전기 절연 물질에 의해 상기 생물학적 매체로부터 분리된다.

본 방법들의 일부 실시예들은: 복수의 전극들이 서로 이격되도록 생물학적 매체의 표면에 대해 상기 복수의 전극들을 배치하는 단계로서, 상기 전극들 중 제 1 전극의 전기 전도성 표면이 상기 생물학적 매체와 접촉하고, 상기 전극들 중 제 2 전극이 상기 생물학적 매체에 전류를 전도하지 않도록 구성되는, 상기 복수의 전극들을 배치하는 단계; 상기 생물학적 매체 내에 전기장을 생성하기 위해 상기 복수의 전극들에 걸쳐 전위를 인가하는 단계; 상기 복수의 전극들 사이의 지점에서 상기 생물학적 매체에 레이저 광을 전달하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 전극들 중 제 2 전극은 상기 생물학적 매체로부터 이격되거나 또는 전기 절연 물질에 의해 상기 생물학적 매체로부터 분리된다. 일부 실시예들에서, 상기 복수의 전극들에 걸쳐 인가된 전위는 음의 전위이다. 일부 실시예들에서, 상기 복수의 전극들에 걸쳐 인가된 전위는 양의 전위이다. 일부 실시예들에서, 상기 복수의 전극들 사이의 공간에서 전달된 레이저 빔은 펄스 레이저 빔이다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 다양한 용어는 특정 구현들을 설명하는 목적을 위한 것이며 구현들을 제한하려는 것이 아니다. 예를 들어, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 구조, 구성 요소, 동작 등과 같은 요소를 수정하는데 사용되는 서수 용어(예를 들면, "제 1", "제 2", "제 3" 등)는 그 자체로서 요소의 또 다른 요소에 대한 특정의 우선 순위 또는 순서를 나타내지 않으며, 오히려 상기 요소를 동일한 명칭(서수 용어를 사용하지 않을 경우)을 갖는 또 다른 요소로부터 구별하고자 하는 것일 뿐이다. "결합된"이라는 용어는 반드시 직접적일 필요는 없고 반드시 기계적인 것은 아니지만 접속된 것으로서 정의되며; "결합된" 두 항목들은 서로 통합된 것일 수 있다. 용어 "a" 및 "an"은 이러한 개시 내용이 달리 명시적으로 요구하지 한 하나 이상으로서 정의된다. "실질적으로"라는 용어는 당업자에게 이해되는 바와 같이 전적으로 반드시 명시된 것만이 아닌 대체로인 것으로서 정의된다(명시된 것을 포함; 예를 들면, 실질적으로 90 도는 90 도를 포함하고, 실질적으로 평행은 평행을 포함). 임의의 개시된 실시예에서, "실질적으로", "대략" 및 "약"이라는 용어들은 명시된 것의 "내에(within)[백분율]이 될 수 있으며, 여기서 백분율은 0.1, 1, 5 및 10 %를 포함한다. "및/또는"이라는 문구는 및 그리고 또는을 의미한다. 예시를 하면, A, B, 및/또는 C는: A 단독, B 단독, C 단독, A 및 B의 조합, A 및 C의 조합, B 및 C의 조합, 또는 A, B, 및 C의 조합을 포함한다. 즉, "및/또는"은 포괄적인 논리합(inclusive or)으로서 작용한다. 개시된 실시예들에서, "인접한"이라는 용어는 일반적으로 펄스 레이저에 가장 가까운 측 상의 흡수성 표적에 바로 인접하여 위치되는 것으로 정의된다.

"구비하다"(및 "구비하고" 및 "구비하는"과 같은 구비하다의 모든 형태), "갖는다"(및 "갖고" 및 "갖고 있는"과 같은 갖는다의 모든 형태), "포함한다"(및 "포함하고" 및 "포함하는"과 같은 포함하다의 모든 형태) 및 "함유하다"(및 "함유하고" 및 "함유하는"과 같은 함유하다의 모든 형태)는 확장 가능한 연결형 동사들이다. 결과적으로, 하나 이상의 요소들을 "구비하는", "갖는", "포함하는" 또는 "함유하는 시스템 또는 장치는 하나 이상의 요소들을 소유하는 것이지만, 단지 이들 요소들만을 소유하는 것에 한정되는 것은 아니다. 유사하게, 하나 이상의 단계들을 "구비하는", "갖는", "포함하는" 또는 "함유하는 방법은 하나 이상의 단계들을 소유하는 것이지만, 단지 이들 하나 이상의 단계들만을 소유하는 것에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 기술된 본 시스템들, 장치들, 및 방법들 중 임의의 것은 그 기술된 단계들, 요소들, 및/또는 특징들 중 임의의 것을 구비하는/포함하는/함유하는/갖는 것보다는 이들로 구성될 수 있거나 또는 기본적으로 이들로 구성될 수 있다. 따라서, 임의의 청구 범위에서, "구성되는" 또는 "기본적으로 구성되는"이라는 용어는, 주어진 청구 범위의 범위를 개방형 연결 동사를 사용할 수밖에 없을 상황으로부터 변경하기 위하여 개방형 연결 동사들을 대체하게 될 수 있다. 또한, "여기에서"라는 용어는 "여기서"와 상호 교환적으로 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

또한, 특정 방식으로 구성되는 디바이스, 시스템, 또는 구조(예를 들면, 장치의 구성 요소)는 적어도 그러한 방식으로 구성되지만, 구체적으로 기술된 것과는 다른 방식으로 구성될 수 있다. 본 실시예들의 특성 또는 본 개시 내용에 의해 명시적으로 금지되지 않는 한, 비록 기술되거나 설명되지 않다고 하더라도, 한 실시예의 특징 또는 특징들이 다른 실시예들에 적용될 수 있다.

본 실시예들과 연관된 일부 세부 사항들이 위에서 설명되었고, 다른 세부 사항들은 아래에서 설명된다. 본 개시 내용의 모든 실시예들 모두가 기술된 양태들 중 하나 이상을 포함하는 것은 아니다. 본 개시 내용의 다른 구현들, 장점들, 양태들, 및 특징들은 다음의 도면의 간단한 설명, 상세한 설명, 및 청구 범위를 포함하는 전체적인 출원을 검토함으로써 명백하게 될 것이다.

다음의 도면들은 예로서 도시된 것이며, 제한적인 것이 아니다. 간결하고 명료하게 하기 위해, 주어진 구조의 모든 특징은 해당 구조가 나타나는 모든 도면에서 항상 라벨을 붙이지는 않았다. 동일한 참조 번호들은 반드시 동일한 구조를 나타내는 것은 아니다. 오히려, 동일한 참조 번호는 동일하지 않은 참조 번호들과 같이 유사한 특징 또는 유사한 기능을 갖는 특징을 나타내는데 사용될 수 있다. 도면들은 (달리 언급되지 않는 한) 축척대로 도시되어 있으며, 도시된 요소들의 크기들이 도면들에서 도시된 적어도 실시예에 있어서 서로에 대해 정확하다는 것을 의미한다.

도 1a 및 도 1b는 입자 액포들 및 원격 액포들을 나타내는 레이저 처리된 문신 진피의 조직학적 이미지들을 도시한다.
도 1c는 문신의 나노초 레이저 처치로부터 표피 및 진피 형성으로부터의 화이트닝의 사진을 도시한다.
도 2는 생물학적 매체의 일부를 처치하기위한 시스템의 예의 블록도를 도시한다.
도 3은 복수의 전극들을 포함하고 생물학적 매체 내의 흡수성 표적에 LIOB를 선택적으로 제공하도록 구성된 장치의 예의 블록도를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 생물학적 매체 내의 흡수성 표적에 LIOB를 선택적으로 제공하기 위한 장치의 진공 헤드의 제 1 예의 분해 등각도 및 등각도를 (각각) 도시한다.
도 4c는 생물학적 매체 내의 흡수성 표적에 LIOB를 선택적으로 제공하기 위한 장치의 진공 헤드의 제 2 예의 사진이다.
도 5은 자기 포일을 포함하고 생물학적 매체 내의 흡수성 표적에 LIOB를 선택적으로 제공하도록 구성된 장치의 예의 블록도를 도시한다.
도 6a는 복수의 전극들 및 레이저 팁을 포함하고 생물학적 매체 내의 흡수성 표적에 LIOB를 선택적으로 제공하도록 구성된 장치의 제 1 예의 등각도를 도시한다.
도 6b는 복수의 전극들 및 레이저 팁을 포함하고 생물학적 매체 내의 흡수성 표적에 LIOB를 선택적으로 제공하도록 구성된 장치의 제 2 예의 등각도를 도시한다.
도 7은 일렉트릿을 포함하고 생물학적 매체 내의 흡수성 표적에 LIOB를 선택적으로 제공하도록 구성된 장치의 예의 블록도를 도시한다.
도 8은 복수의 절연된 전극들을 포함하고 생물학적 매체 내의 흡수성 표적에 LIOB를 선택적으로 제공하도록 구성된 장치의 예의 사진을 도시한다.
도 9는 생물학적 매체 내의 흡수성 표적에 LIOB를 선택적으로 제공하기 위한 방법의 예시적인 예의 흐름도이다.
도 10은 생물학적 매체 내의 흡수성 표적에 LIOB를 선택적으로 제공하기 위해 진공 헤드를 사용하는 방법의 예시적인 예의 흐름도이다.
도 11은 레이저-기반 치료에서 전기장을 사용하는 것과 관련한 실험 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 12는 액포 형성이 없음을 나타내는 레이저 처치된 비-문신 진피의 조직학적 이미지를 도시한다.
도 13a 및 도 13b는 "레이저 온리(Laser Only)" 처치된 문신 진피의 조직학적 이미지들을 도시한다.
도 14a 및 도 14b는 "레이저 +EF(+)" 처치된 문신 진피의 조직학적 이미지들을 도시한다.
도 15a 및 도 15b는 "레이저 +EF(-)" 처치된 문신 진피의 조직학적 이미지들을 도시한다.
도 16a 및 도 16b는 "레이저 +EF(-)" 처치로 처치되고 2 일 후에 문신 부위들의 조직학적 이미지들을 도시한다.
도 17은 레이저 유도된 진피 액포 형성과 진피 손상 사이의 관계에 관한 실험 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 18a 및 도 18b는 레이저 온리 처치된 문신 부위들에 대한 진피 액포 형성 및 진피 손상을 보여주는 조직학적 이미지들을 도시한다.
도 19a 및 도 19b는 EFE 레이저 처치된 문신 부위들에 대한 진피 액포 형성 및 진피 손상을 보여주는 조직학적 이미지들을 도시한다.
도 20은 레이저 유도된 진피 액포 형성과 문신 퇴색(fading) 사이의 관계에 관한 실험 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 21은 EFE 레이저 및 레이저 온리로 처치한 후 진피 액포 합계(dermal vacuole count)에 관한 실험 데이터를 나타내는 산점도이다.
도 22은 EFE 레이저 및 레이저 온리로 처치한 후 진피 손상 스코어에 관한 실험 데이터를 나타내는 산점도이다.
도 23a는 EFE 레이저 및 레이저 온리 처치된 문신 부위들 사이의 8 주에서의 문신 퇴색의 백분율에 관한 실험 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 23b 및 도 23c는 EFE 레이저로 처치되고 레이저 온리로 처치된 대표적인 문신 부위들에 대한 결과들의 예의 사진들이다.

도 2를 참조하면, 레이저 유도 광학 파괴(LIOB)를 선택적으로 제공하기 위한 시스템의 예가 도시되어 있다. 예를 들어, 시스템은 생물학적 매체(204)(예를 들면, 피부 및/또는 조직) 내의 표적(206)(예를 들면, 흡수성 표적)과 같은 전도성 생물학적 매체 내에 선택적 LIOB를 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 생물학적 매체(204)의 일부(예를 들면, 표적(206))는 문신 색소 응집체를 포함한다. 예를 들어, LIOB는 문신 제거와 연관된 미용 치료와 같은 조직 치료의 부분으로서 사용될 수 있다.

시스템은 광원(208) 및 필드 생성기(212)를 포함한다. 광원(208)은 치료용 광(224)을 생성하고 광(224)(예를 들면, 치료용 광)의 적어도 일부를 생물학적 매체(204)에 전달하도록 구성된다. 예를 들어, 예시적인 비제한적인 예로서, 광원(208)은 레이저 광을 생물학적 매체(204)의 표적(206)으로 전달하도록 구성된 치료용 레이저 시스템을 포함한다. 광원(208)은 Q-스위칭된(Q-switched)(QS) 레이저와 같은 펄스 레이저를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 광원(208)은 나노초 1064 nm Q-스위칭된 Nd:YAG 레이저 또는 피코 초-레이저와 같은 짧은 펄스의, 높은 플루언스 레이저를 포함할 수 있다. 예를 들어, 예시적인 비제한적인 예로서, 광원(208)은 적어도 1 헤르츠(Hz)의 펄스 레이트 및 3.5 J/cm² 내지 9 J/cm²의 플루언스를 갖는 광(224)(예를 들면, 레이저 빔)을 전달하도록 구성될 수 있다. 다른 구현들에서, 펄스 레이트는 1 Hz보다 크거나 작을 수 있다. 예를 들어, 펄스 레이트는 1-10 Hz의 범위 내에 있거나 10 Hz보다 클 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 플루언스는 3.5 J/cm² 보다 작거나 또는 9 J/cm² 보다 클 수 있다. 특정 구현에서, 플루언스는 0.5 J/cm² 내지 20 J/cm²의 범위 내에 있을 수 있다.

필드 생성기(212)는 생물학적 매체(204)에 인가되는 정전기장과 같은 필드(228)를 생성하도록 구성된다. 일부 구현들에서, 필드(228)는 전기장, 자기장, 또는 양쪽 모두를 포함한다. 생물학적 매체(204)에 인가된 필드(228)는 표적(206) 내의 대표적인 자유 전자(232)와 같은 자유 전자들이 영향을 받게 되도록 하여 자유 전자들(예를 들면, 232)이 떠나거나 또는 표적(206)으로부터 벗어나게 할 수 있다. 예를 들어, 필드(228)의 인가는 광(224)을 수신하도록 표적이 되는 생물학적 매체(204)의 일부(문신 색소 응집체를 포함)로부터 자유 전자들(예를 들면, 232)을 쫓아 낼 수 있다. 필드 생성기(212)는 광원(208)(예를 들면, 치료용 레이저 시스템)이 광(224)을 표적(226)으로 전달하도록 배치될 때 필드(228)를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 필드 생성기(212)는 생물학적 매체(204)에 대한 광(224)의 인가 전에, 인가하는 동안, 및/또는 인가 후에, 필드(228)를 생물학적 매체(204)에 인가하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 필드(228)의 세기는 광(224)의 전달 동안 더 큰 세기의 주기들이 적용되도록 변화된다.

필드 생성기(212)는 복수의 전극들, 자기 코일, 일렉트릿, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 필드 생성기(212)는 적어도 도 2, 도 3, 도 4a-4c를 참조하여 설명된 바와 같이, 복수의 전극들에 걸쳐 필드를 제공하도록 구성된 복수의 전극들을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 필드 생성기(212)는 적어도 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이 자기 코일을 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 필드 생성기(212)는 적어도 도 7를 참조하여 설명된 바와 일렉트릿을 포함할 수 있다.

도 2의 시스템의 작동 동안, 치료 목적 처치는 생물학적 매체(204)에서 수행된다. 예를 들어, 치료 목적 처치는 표적(206) 내에 포함된 문신 색소를 적어도 부분적으로 제거하기 위해 레이저 절제가 수행되는 문신 제거 처치와 같은 미용 처치를 포함할 수 있다.

필드 생성기(212)는 생물학적 매체(204)에 인접하여(예를 들면, 바로 옆에) 배치된다. 예를 들어, 필드 생성기(212)는 표적(206)에서의 또는 그 근처의 부분과 같은 생물학적 매체(204)의 적어도 일부와 접촉하여 배치될 수 있다. 광원(208)은 광(224)(예를 들면, 레이저 광)을 표적(206)으로 전달하도록 배치된다.

필드 생성 시스템과 같은 필드 생성기(212)는 생물학적 매체(204)의 표적(206)을 통해 필드(228)를 인가하도록 활성화된다. 예를 들어, 필드 생성기(212)를 포함하는 필드 생성기 시스템이 턴 온 될 수 있고, 필드 생성기가 필드 생성기(212)로 공급된 전력에 응답하여 필드(228)를 생성할 수 있다.

필드(228)를 표적(206)에 인가하는 동안, 광원(208)은 광(224)을 생성하고, 그 일부가 표적(206)에 제공된다. 상기 광(224)의 일부는 (표적(206)에 포함된) 색소 응집체의 표면에서 LIOB 이벤트를 야기할 수 있다. LIOB 이벤트는 표적(206)에 대한 절제 손상 및 광원(208)에 가장 가까운 측의 색소 응집체에 바로 인접하여 위치된 입자 액포(예를 들면, 100)의 형성으로 이어질 수 있다.

표적(206)에 대한 광(224)의 전달 전에 및/또는 전달하는 동안 필드(228)의 인가는 생물학적 매체(204)의 적어도 일부(즉, 표적(206)) 내에서 자유 전자들에 영향을 미친다. 예를 들어, 자유 전자들(예를 들면, 232)은 필드(228)에 응답하여 표적(206)으로부터 떨어지도록 이동되거나, 그로부터 제거되거나, 그로부터 스위핑되거나, 또는 그로부터 벗어나게 될 것이다. 필드(228)로 인해, 생물학적 매체(204) 내로 방출된 자유 전자들(예를 들면, 232)은 광의 광 경로(224)로부터 멀어지도록 이동된다. 예를 들어, 입자 LIOB 이벤트 동안 생물학적 매체(204)의 진피 내로 방출된 자유 전자들(예를 들면, 232)은 필드(228)에 기초하여 (광원(208)의) 레이저 빔 경로로부터 떨어지도록 스위핑된다. 이러한 자유 전자들(예를 들면, 232)의 제거는 색소 입자의 레이저 절제에 악영향을 미치지 않으면서 진피 LIOB들의 개시를 방해하는 것을 돕는다. 결과적으로, 원격 액포들 및 수반되는 진피 손상은 생물학적 매체의 표적 영역에 필드를 이용(또는 인가)하지 않는 종래의 레이저 처치와 비교하여 상당히 감소된다.

일부 구현들에서, 시스템은 선택적으로 헤드 디바이스(236)를 포함한다. 헤드 디바이스(236)는 (예를 들면, 피부를 안정화시키고, 피부를 위치시키고(position) 및/또는 방향을 정함(orient)으로써) 광원(208)을 배치하는 것을 돕기 위해 생물학적 매체(204)와 접촉하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 헤드 디바이스(236)는 표적(206)을 포함하는 생물학적 매체(204)의 표면에 인접하거나 이와 접촉하여 배치되어, 상기 표면이 표적(206)에 인가되는 광의 종 방향 축(224)에 직각(예를 들면, 수직)이 되도록 할 수 있다. 헤드 디바이스(236)는 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명된 바와 같이 생물학적 매체(204)의 일부에 흡입을 적용하도록 구성된 진공 헤드를 포함할 수 있다. 그러한 구현들에서, 헤드 디바이스(236)는 흡입 시스템에 결합될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 헤드 디바이스(236)는 윈도우(406)를 포함할 수 있으며, 윈도우(406)를 통해 광(224)이 표적(206)에 도달할 수 있다. 헤드 디바이스(236)는 필드 생성기(212), 광원(208), 또는 양쪽 모두에 결합될 수 있거나 통합될 수 있다. 예를 들어, 필드 생성기(212)는 적어도 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명된 바와 같이 헤드 디바이스(236)의 일부에 통합될 수 있다.

일부 구현들에서, 시스템은 전압원과 같은 전원(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 전원은 광원(208), 필드 생성기(212), 헤드 디바이스(236) 또는 이들의 조합에 결합될 수 있다. 예를 들어, 전원은 광(224)의 생성을 위해 광원(208)에 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 전원은 필드 생성기(212)가 필드(228)(예를 들면, 전정기장)를 생성하게 할 수 있도록 고전압 및 저전류와 같은 전력을 필드 생성기(212)에 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 비제한적인 예로서, 전압원은 +1,200 내지 +5,000 볼트 또는 -1,200 내지 -5,000 볼트의 전압을 필드 생성기에 제공하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 전원은 헤드 디바이스(236)의 하나 이상의 진공 구성 요소들의 작동을 가능하게 하기 위해 헤드 디바이스(236)에 전력을 제공할 수 있다.

일부 구현들에서, 필드 생성기(212) 및 광원(208)은 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명된 바와 같이 프로브와 같은 단일 디바이스에 통합된다. 예를 들어, 단일 디바이스는 "필드 강화 레이저(Field Enhanced Laser)" 또는 "전기장 강화 레이저(Electric Field Enhanced Laser)"("EFE Laser")라고 칭해질 수 있다. 필드 강화 레이저는 생물학적 매체(204) 내의 흡수성 표적 상에 LIOB를 선택적으로 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 예시적인 비제한적인 예로서, 필드 강화 레이저는 QS-레이저 및 필드 생성기(212)를 포함하여, 처치 부위(예를 들면, 표적(260))에서 고전압 정전기장과 같은 필드를 제공할 수 있다. 다른 구현들에서, 필드 생성기(212)는 광원(208)에 제거 가능하게 결합되도록 구성된다. 예를 들어, 필드 생성기(212)는 치료 처치(예를 들면, 미용 치료) 동안에서의 광(224)의 전달 이전 및 전달 동안 광원(208)에 결합될 수 있다. 치료 처치 후, 필드 생성기(212)는 광원(208)으로부터 분리될 수 있다.

따라서, 도 2의 시스템은 바람직하게도 필드(예를 들면, 정전기장)의 인가 없이 펄스 레이저가 인가되는 종래의 기술과 비교하여 감소된 및/또는 제한된 원격 액포 형성을 제공한다. 예를 들어, 필드(228)는 광(224)의 레이저 경로로부터 자유 전자들(예를 들면, 232)의 방향전환(diversion)을 야기하고, 원격 액포들(예를 들면, 102)과 연관된 LIOB들을 개시할 수 있고 광(224)의 차폐를 야기할 수 있는 생물학적 매체(204) 내의 자유 전자들의 임계 밀도(critical density)의 축적을 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 필드가 인가되지 않을 때의 종래 기술에 비해, 필드가 인가될 때 흡수성 표적에 대한 레이저 효과가 더 크다. 상기 필드의 인가가 원격 액포 형성을 감소 및/또는 제한하기 때문에, 동일한 처치 영역에 걸친 레이저 처치들은 희게 된 문신 영역들에 대해 및/또는 주변의 세포 구조들에 부정적인 영향을 미치지 않고서 빠르게 연속하여 효과적으로 수행될 수 있다. 또한, 처치 세션 동안 레이저 플루언스는 감소되거나 제한될 필요가 없으며, 이러한 것은 종래 기술들에 비하여 단일 처치 세션 동안 더욱 크고 바람직한 치료적 효과를 실현한다. 종래 기술들에 비해 더 효과적인 처치 세션을 가짐으로써, 환자는 더 적은 총 처치 횟수를 겪게 되므로 그에 따라 불편함이 적고 치료 기간이 더 짧게 된다.

도 3을 참조하면, 생물학적 매체(204)(예를 들면, 피부) 내의 흡수성 표적에 LIOB를 선택적으로 제공하기 위한 장치의 예의 예시적인 블록도가 도시되어 있다. 이 예에서, 장치 또는 시스템은 전압원(300) 및 복수의 외부 전극들(302)을 포함하고, 여기서 상기 전극들(302)은 생물학적 매체와 접촉하거나 또는 물리적으로 결합될 때 생물학적 매체(204)에 대해 비전 도성으로 되도록 구성된다. 예를 들어, 전극의 적어도 일부(예를 들면, 전체까지)는 중합체(polymer)와 같은 전기 절연체로 덮일 수 있다. 일부 실시예들에서, 전압원(300)은 (예를 들면, 전력 요구를 상대적으로 낮게 유지하기 위해 낮은 전류로) 전압 전위를 제공한다. 전압원(300)은 -/+ 10 V(볼트), 50 V, 100 V, 200 V, 250 V, 500 V, 750 V, 1000 V, 2000 V, 3000 V, 4000 V, 5000 V, 6000 V, 7000 V, 8000 V, 9000 V, 또는 10000 V 중 어느 하나와 동일하거나, 또는 임의의 둘 사이의 전압을 전극들(302)에 걸쳐 제공할 수 있다. 특정 구현에서, 예시적인 비제한적인 예로서, 전압원(300)은 +1,200 내지 +5,000 볼트 또는 -1,200 내지 -5,000 볼트의 전압을 필드 생성기에 제공하도록 구성될 수 있다. 또 다른 특정 구현에서, 전압원(300)은 500 내지 500,000 볼트 또는 -500 내지 -500,000 볼트의 전압을 필드 생성기에 제공하도록 구성될 수 있다.

일부 구현들에서, 전위가 전극들(302)에 걸쳐 인가되고, "양(positive)" 전극의 적어도 일부가 생물학적 매체(204)와 접촉하여 전극들 사이에 상대적으로 음의 전기장이 생성된다. 생물학적 매체(204)의 흡수성 표적(206)에 펄스 레이저(예를 들면, 208)가 사용되는 경우, 이러한 극성 필드는 흡수성 표적 LIOB 이벤트로부터 생물학적 매체(204)로 방출된 자유 전자들이 음의 전극으로부터의 반발에 의해 펄스 레이저 소스(208)의 펄스 경로로부터 제거되도록 한다. 레이저 경로로부터의 이러한 자유 전자들의 제거는 LIOB들을 개시할 수 있는 생물학적 매체(204) 내의 자유 전자들의 임계 밀도의 축적을 감소시킨다. 흡수성 표적(206)과의 레이저 상호 작용은 다량의 자유 전자들의 근원이 되기 때문에, 전기장 스위핑(electric field sweeping)이 있더라도 흡수성 타겟(206) 표면에서 LIOB 이벤트를 허용하기에 충분한 밀도가 존재한다.

다른 구현들에서, 전위가 전극들(302)에 걸쳐 인가되고, "음(negative)" 전극의 적어도 일부가 생물학적 매체(204)와 접촉하여 전극들 사이에 상대적으로 양의 전기장이 생성된다. 생물학적 매체(204) 내의 흡수성 표적(206)에 펄스 레이저 소스(208)(예를 들면, 레이저)가 사용되는 경우, 이러한 극성 필드는 흡수성 표적 LIOB 이벤트로부터 생물학적 매체(204) 내로 방출된 자유 전자들이 양의 전극을 향한 인력에 의해 레이저 펄스 경로에서 집중되고 활성화(energize)되도록 한다. 레이저 경로에서 이러한 활성화된 자유 전자들의 농도는 생물학적 매체(204) 내의 자유 전자들의 임계 밀도를 형성하는 데 도움을 줄 수 있다. 결과적으로, 높은 레이저 플루언스를 사용하지 않고서 생물학적 매체(204) 내에 LIOB들이 생성될 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 전도성 생물학적 매체(예를 들면, 204)에서 선택적 레이저 유도 광학 파괴를 제공하기 위한 본 디바이스들의 예들의 단면 사시도들을 도시한다. 본 실시예에서, 상기 장치는 생물학적 매체 내의 흡수성 표적에 LIOB를 선택적으로 제공하는 것을 지원하도록 구성된 진공 헤드(400)를 포함한다. 진공 헤드(400)는 도 2의 헤드 디바이스(236)를 포함하거나 이에 상응할 수 있다.

도시된 바와 같이, 진공 헤드(400)는 도 2 내지 도 3에 도시된 구성 요소들과 함께 사용되도록 구성되며, 이들 구성 요소들 중 일부는 진공 헤드 내에 배치된다. 예를 들어, 도 4a를 참조하면, 진공 헤드(400)는 도시된 바와 같이, 사용 시에 전압원(300)에 전기적으로 접속되는 전극들(302)을 보유하는 하우징(402)을 포함한다. 진공 헤드(400)의 말단부(또는 도 4a 및 도 4b의 방위에서 낮은 쪽)는 생물학적 매체(204)(예를 들면, 피부)에 대해 가압되도록 구성되어, 전극(302)이 생물학적 매체(204)의 외부 표면에 근접하지만 전기적으로 접촉하지 않도록 된다. 예를 들어, 진공 헤드(400)의 하우징은 또한, 전기적으로 전도성이 아닌 중합체 또는 다른 물질을 포함할 수 있으며, 그 물질 내에 적어도 "싱크(sink)" 전극이 배치된다. 그러한 실시예들에서, 싱크 전극(들)은 비전도성 물질로 덮일 수 있거나 또는 사용 중인 피부와 접촉하도록 구성된 하우징의 표면으로부터 단순히 이격될 수 있고, 기준 전극(들)은 상기 접촉면 상에 배치되거나 그와 정렬되어 기준 전극(들)이 사용 중에 피부에 접촉할 것이다.

전술한 바와 같이, 전압원(300)은 전극들(302)에 걸쳐 음의 전위를 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 진공 헤드(400)는 생물학적 매체(204)(예를 들면, 환자의 피부)를 진공 헤드(400) 내로 끌어 당기며 복수의 전극들(302)에 의해 생성된 전기장(404)(예를 들면, 228)은 레이저 빔의 축에 수직이 된다. 도시된 바와 같이, 진공 헤드(400)의 하우징은 하나 이상의 내부 채널들(412) 및 하나 이상의 개구부들(예를 들면, 환형 개구부(414))을 정의하며, 이를 통해 진공이 전달되어(예를 들면, 처치 영역의 주변 주위에서 연속적으로 또는 여러 지점들에서) 피부 또는 다른 생물학적 매체에 흡입을 적용한다. 본 개시 내용에서 사용되는 용어 "진공"은 물질의 완전한 부재라기 보다는 주위 대기압보다 낮은 압력을 지칭한다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 예들에서, 진공 헤드(400)는 또한, 전극들(302) 사이의 진공 헤드를 통한 레이저 펄스들의 전송을 허용하고 피부 또는 생물학적 매체의 냉각을 돕고(예를 들면, 피부로부터 열 에너지를 끌어 당기는 방열판(heat sink)을 제공함으로써) 및/또는 피부 또는 다른 생물학적 매체의 안정화를 돕는(예를 들면, 진공 또는 흡입이 표면에 적용될 수 있는 밀폐된 공간을 생성함으로써), 윈도우(406)(예를 들면, 투명 창)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 윈도우(406)는 예를 들어 생물학적 매체(예를 들면, 피부)와 접촉하여 배치되기 전에 냉각될 수 있는 사파이어 물질(sapphire material)을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 윈도우(406)는 필드(예를 들면, 228)를 생성하도록 구성된 일렉트릿을 포함할 수 있다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 예들에서, 진공 헤드(400)는 또한, 하우징에 결합되고 피부 또는 다른 생물학적 매체의 온도를 모니터링하도록 적응된(oriented) 온도계(410)(예를 들면, 적외선 또는 다른 비접촉 온도계)를 포함하며, 하우징에 결합되고 조명하도록 적응되어 그에 따라 표적 처치 영역을 볼 수 있도록 돕는 광원(도시되지 않음)(예를 들면, 발광 다이오드(LED) 또는 다른 광원)을 포함한다. 다른 실시예들은 커버되지 않은 빈 공간(void) 또는 개구를 위해 윈도우(406)를 생략하고, 온도계(410)를 생략하고 및/또는 광원(예를 들면, LED)을 생략할 수 있다.

도 4c는 본 진공 헤드의 다른 예의 사진을 도시한다. 도 4c에 도시된 예에서, 전극들(202)은 생물학적 매체(204)와 진공 헤드(400) 사이에 배치된다. 도시된 바와 같이,도 4c의 진공 헤드(400)는 생물학적 매체(204)의 일부를 당겨 윈도우(406)와 첩촉하도록 함으로써 생물학적 매체(204)의 섹션을 분리하는 것을 돕는다. 이러한 것은 생물학적 매체(204)의 일부를 안정화시키고 전극들(302)에 의해 생성된 전기장이 생물학적 매체(204) 내의 흡수성 표적(206)을 처치하기 위해 사용되는 레이저 빔의 축과 직각이 되도록 한다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 진공 헤드(400)의 하우징은 외부 접속부(416)를 포함하며, 이를 통해 진공 소스는 처치 영역으로 전달되도록 내부 채널들(412)에 접속될 수 있다.

도 5는 생물학적 매체(204) 내의 흡수성 타겟(206)에 LIOB를 선택적으로 제공하기 위한 디바이스의 다른 실시예를 도시한다. 도 5의 디바이스는 전압원(300a), 적어도 2 개의 외부 절연 전극들(302), 및 자기 코일(500)을 포함한다. 전압원(300)에 대해 전술한 바와 같이, 전압원(300a)은 사용 시 전극들(302)에 걸쳐 음의 전위를 제공할 수 있다. 도 5에 도시된 예에서, 전압원(300a)은 전압원(300)과 유사하지만, 자기장을 유도하기 위해 전력을 자기 코일(500)에 또한 제공하도록 구성된다. 자기 코일(500)과 전극들(302)에 걸쳐 인가된 음의 전위는 음의 전기장와 자기장 양쪽 모두를 생성한다. 이들 필드들은 흡수성 표적 LIOB 이벤트로부터 생물학적 매체(204)로 방출된 자유 전자들이 레이저 펄스 경로로부터 제거되도록 한다. 일부 실시예들에서, 레이저 경로로부터 자유 전자들을 제거하는 것은 흡수성 타겟(206)의 부위에서 원하는 LIOB 이벤트를 완전히 제거하지 않고서 생물학적 매체(204)에서 LIOB들의 형성을 감소시킨다. 다른 구현들에서, 전극들(302)은 생략될 수 있다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 시스템들 및 디바이스들에 포함되거나 사용될 수 있는 펄스 레이저 소스(208)의 예들이 도시되어 있다. 예를 들어,도 6a 및 도 6b의 펄스 레이저 소스(208)는 생물학적 매체(예를 들면, 204) 내의 흡수성 표적(예를 들면, 206)에 LIOB를 선택적으로 제공하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전극들(302)은 레이저 헤드(600)에 결합되고 그로부터 연장되어, 레이저 광이 피부(예를 들면, 생물학적 매체(204))에 적용될 때 상기 레이저가 피부에 전달되는 지점 주의의 지점들에서 상기 전극들이 상기 피부와 접촉하여 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 전압원(300)(또는, 300a)은 -/+ 10 V(볼트), 50 V, 100 V, 200 V, 250 V, 500 V, 750 V, 1000 V, 2000 V, 3000 V, 4000 V, 5000 V, 6000 V, 7000 V, 8000 V, 9000 V, 또는 10000 V 중 어느 하나와 동일하거나, 또는 임의의 둘 사이의 전위를 전극들에 걸쳐 제공할 수 있다. 레이저 펄스들을 실제로 제공하기 전에 레이저 헤드(600)가 레이저 광을 피부에 전달하도록 정렬될 때, 전극들(302)을 통해 전기장이 먼저 확립된다. 일부 실시예들에서, 전극들(302)이 레이저 경로로부터 자유 전자들을 제거시키는 음의 전기장을 확립함으로써, 그에 따라 흡수성 타겟(206)의 부위에서 LIOB 이벤트를 완전히 제거하지 않고서 생물학적 매체(204)에서 LIOB들의 형성을 최소화한다.

도 6b를 참조하면, 헤드 디바이스(236)(점선들로 도시됨)는 펄스 레이저 소스(208)의 단부에 결합된다. 헤드 디바이스(236)는 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명된 바와 같은 진공 헤드(400)를 포함하거나 이에 상응할 수 있다. 예를 들어, 헤드 디바이스(236)는 윈도우(606)(예를 들면, 406)를 포함할 수 있으며, 이를 통해 펄스 레이저 소스(208)로부터의 레이저 펄스(예를 들면, 224)가 이동할 수 있다.

도 6a 또는 도 6b의 디바이스의 작동 동안, (적어도 2 개의 비전도성 전극들(예를 들면, 302)을 포함하는) 레이저 헤드(600)는 생물학적 비투명성 매체(non-transparent medium)(예를 들면, 204)의 외부 표면에 대해 배치된다. 예를 들어, 레이저 헤드(600)는 전극들(302)이 외부 표면과 접촉하도록 외부 표면에 대해 배치될 수 있다. 레이저 헤드(600)의 배치 후에, 전압원(300)(또는 300a)와 같은 전압원으로부터 음의 전위가 전극들에 걸쳐 인가되고, 상기 전극들 사이의 공간에서 전파하도록 펄스 레이저 빔이 야기된다. 예를 들어, 광원(208)으로부터의 광(224)과 같은 펄스 레이저 빔이 표적(206)에 제공되고, 그 동안 전극들(302)에 생성된 필드가 표적(206)(예를 들면, 생물학적 매체(204))에 인가된다.

도 7은 레이저로 처치될 부위에 전기장을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 일렉트릿(700)을 포함하는 생물학적 매체(204) 내의 흡수성 표적(206)에 LIOB를 선택적으로 제공하기 위해 광원(208)(예를 들면, 치료용 레이저)과 함께 사용될 디바이스의 다른 예를 도시한다. 일부 구현들에서, 일렉트릿(700)은 투명하고, 일렉트릿(700) 자체를 통해 레이저 펄스들의 전송을 허용한다. 일렉트릿(700)은 다양한 형태의 이산화규소(예를 들면, 석영 등) 또는 다양한 합성 중합체(예를 들면, 플루오로폴리머(fluoropolymers), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 등)를 포함하는 전기장을 보유하는 임의의 물질을 포함할 수 있다.

도 8은 외부 절연 전극들(302a)의 예(800)를 도시한다. 이러한 실시예에서, 절연 전극들(302a) 각각은 외부 절연층(801), 내부 전도층(802), 및 전극들이 전압원에 접속되는 접속점(804)을 포함한다. 전술한 바와 같이, "싱크" 전극으로 사용되거나 사용되도록 의도된 전극들(302a) 중 하나는 비전도층으로 완전히 덮일 수 있는 반면, 다른 하나는 "기준" 전극으로서 사용되도록 의도된 다른 전극은 사용하는 동안 환자의 피부와 접속하도록 노출된 전기 전도성 표면의 적어도 일부를 가질 것이다. 일부 실시예들에서, 내부 전도층(802)은 예를 들어: 구리, 은, 금, 알루미늄, 철, 강철, 황동, 청동, 합금 등과 같은 전도성 물질로 제조된 전도성 포일(foil)을 포함한다. 외부 절연 층(801)은 절연 플라스틱으로 구성된 전기 절연 필름을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 내부 전도층(802)은 2 개의 외부 절연층들(801) 사이에 끼워질 수 있으며, 이들 2 개 중 하나 또는 둘 다는 생물학적 매체(204)에 부착되도록 구성된 접착 표면을 갖는다. 도시된 실시예에서, 내부 전도층(802)은 1/4 인치 x 0.0025 인치의 치수를 가지며, 구리 포일로 구성되고, 두께가 0.001 인치인 Kapton® 테이프의 2 개의 스트립들 사이에 끼워져 있다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 생물학적 매체(204) 내의 흡수성 표적(206)에 LIOB를 선택적으로 제공하는 방법들이 도시되어 있다. 예를 들어, 도 9 및 도 10의 방법들은 도 2, 도 3, 도 4a 내지 도 4c, 도 5, 도 6a 및 도 6b, 및 도 7을 참조하여 본 명세서에 기술된 장치들 및/또는 시스템들에 의해 구현될 수 있다.

도 9를 참조하면, 방법(900)은 902에서, 생물학적 매체(204)의 외부 표면 상에 일정 공간만큼 분리된 복수의 전극들을 배치하는 단계를 포함한다. 생물학적 매체는 적어도 도 3을 참조하여 본 명세서에서 기술된 생물학적 매체(204)를 포함하거나 이에 상응할 수 있다. 복수의 전극들은 필드 생성기(212), 전극들(302)(또는 302a)을 포함하거나 이에 상응할 수 있다.

방법(900)은 또한 904에서, 전압원으로부터 적어도 10 볼트의 전위를 전극에 인가하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 전압원은 전압원(300)(또는 300a)을 포함하거나 이에 상응할 수 있다.

방법(900)은 906에서, 전극들 사이의 공간에서 펄스 레이저 빔을 전파시키는 단계로서, 상기 펄스 레이저는 생물학적 매체 내의 흡수성 표적을 목표로 하는, 상기 전파시키는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 펄스 레이저 빔은 광원(208)(예를 들면, 펄스 레이저)에 의해 생성된 광(224)을 포함하거나 이에 상응할 수 있다. 생물학적 매체 내의 흡수성 표적은 생물학적 매체(204) 내의 표적(206)을 포함하거나 이에 상응할 수 있다.

방법(900)의 일부 구현들에서, 음의 전위가 전극들에 걸쳐 인가되고, 그에 따라 음의 전기장을 생성한다. 그러한 구현들에서, 음의 전기장은 흡수성 표적 LIOB 이벤트로부터 상기 매체로 방출된 자유 전자들이 레이저 펄스 경로로부터 제거되도록 한다. 따라서, 도 9의 방법(900)은 레이저 경로로부터 자유 전자들의 제거를 가능하게 하고, 흡수성 표적 부위에서 LIOB 이벤트를 완전히 제거하지 않으면서 생물학적 매체에서 LIOB들의 형성을 억제한다. 일부 실시예들에서, 전극들에 걸쳐 인가된 전위는 -/+ 10 V(볼트), 50 V, 100 V, 200 V, 250 V, 500 V, 750 V, 1000 V, 2000 V, 3000 V, 4000 V, 5000 V, 6000 V, 7000 V, 8000 V, 9000 V, 또는 10000 V 중 어느 하나와 동일하거나, 또는 임의의 둘 사이에 있다.

도 10을 참조하면, 방법(1000)은 1002에서, 적어도 2 개의 비전도성 전극들을 포함하는 진공 헤드를 생물학적 비투명 매체(biological non-transparent medium)의 외부 표면에 배치하는 단계를 포함하며, 여기서 복수의 전극들은 각각의 전극 사이에 공간을 갖는다. 예를 들어, 진공 헤드는 헤드 디바이스(236) 또는 진공 헤드(400)를 포함하거나 이에 상응할 수 있다. 생물학적 매체는 적어도 도 2을 참조하여 본 명세서에서 기술된 생물학적 매체(204)를 포함하거나 이에 상응할 수 있다. 복수의 전극들은 필드 생성기(212), 전극들(302)(또는 302a)을 포함하거나 이에 상응할 수 있다.

방법(1000)은 1004에서, 진공 헤드에 부압을 인가하여 전극들을 생물학적 매체의 표면과 접촉하게 하는 단계, 및 1006에서, 전압원으로부터 전위를 전극들에 걸쳐 인가하는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 전압원은 전압원(300)(또는 300a)을 포함하거나 이에 상응할 수 있다.

방법(1000)은 1006에서, 전극들 사이의 공간에서 펄스 레이저 빔을 전파시키는 단계로서, 상기 펄스 레이저는 생물학적 매체 내의 흡수성 표적을 목표로 하는, 상기 전파시키는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 펄스 레이저 빔은 광원(208)(예를 들면, 펄스 레이저)에 의해 생성된 광(224)을 포함하거나 이에 상응할 수 있다. 생물학적 매체 내의 흡수성 표적은 생물학적 매체(204) 내의 표적(206)을 포함하거나 이에 상응할 수 있다.

제 1 실험 결과

본 개시 내용의 일부 실시예들을 사용하여 레이저 피부 처치들에서 선택적 LIOB의 효과들을 관찰하기 위해 괴팅겐 미니피그(Gottingen minipigs)에 대해 실험이 수행되었다. 처치된 조직에서 전기장을 생성하는 동안 레이저 처치의 결과로서 피내 액포들(intradermal vacuoles)에 의해 야기되는 "화이트닝(whitening)"의 감소를 입증하기 위한 연구가 진행되었다.

2 마리의 돼지들이 흑색 색소를 함유한 패턴들로 문신되었다. 이 문신들은 4 개월 이상 동안 완숙(mature)하도록 그대로 두었다. 6 개의 문신 부위들이 레이저 만으로( "레이저 온리"("Laser Only")), 양의 전기장 아래에서의 레이저( "Laser +EF(+)") 또는 음의 전기장 아래에서의 레이저( "Laser +EF(-)")로 처치되었다. 또한, 비-문신(non-tattoo) 피부 부위가 대조군("음성 대조군"("Negative control"))으로서 레이저로 처치되었다. 초기 연구를 위해, 시험된 각 부위가 도 4a 내지 도 4c에 도시된 것과 유사한 디바이스를 이용하여 부압 하에 두어졌다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 절연 전극들(302)은 이러한 부압 디바이스의 사파이어 윈도우(406)의 하부에 배치된다. 모든 레이저 처치들은 이러한 사파이어 윈도우(406)를 통해 수행되었다. 연구에 사용된 레이저 설정들은 다음과 같았다: Medlite IVTM 1064 nM Q- 스위칭된 Nd:YAG, 3.5 J/cm², 1 Hz, 4 mm 스폿 크기. 전기장은 작은 전류로 큰 전압을 생성할 수 있는 정전기 전압원에 의해 생성되었다. 전압원은 각각 레이저 온리, 레이저 +EF(+) 또는 레이저 +EF(-)에 대하여 돼지에 대해 0 볼트, 플러스(+) 1200 볼트, 또는 마이너스(-) 1200 볼트로 각각 설정되었다.

레이저 처치 전에, 각 문신 부위에서 비색 판독들(colorimetric readings)이 취해졌다. 처치 직후, 또 다른 세트의 비색 판독들이 취해졌다. 각 문신 부위에 대해, 각각의 전 처치 비색 판독(pre-treatment colorimetric reading)이 후 처치 비색 판독에 대해 정규화되어, 진피 액포 형성의 표시를 제공하였다. 더 높은 정규화된 후 처치 비색 판독은 더 큰 진피 형성을 나타낸다. 또한, 각 처치 부위의 생검들이 1 분 내의 레이저 처치가 취해졌고("0 일"), 조직학적 평가를 위해 레이저 처치 48 시간 후( "2 일")가 취해졌다.

도 11을 참조하면, 진피 액포 형성에 전기장의 영향에 대한 비색 연구의 결과들을 나타내는 막대 그래프가 도시되어 있다. 레이저 +EF(-)는 레이저 온리 또는 레이저 +EF(+)보다 더 낮게 정규화된 비색 판독을 갖는다. 레이저 +EF(+)에 대한 정규화된 비색 판독은 레이저 온리와 비슷했다. 더 낮은 정규화된 비색 판독들은 레이저 +EF(-)가 문신 부위의 레이저 처치 동안 낮은 수준의 액포 형성을 초래했음을 나타낸다.

도 12를 참조하면, 수행된 실험들에서 음성 대조군으로 작용하는, 펄스 레이저로 처리된 비-문신 진피들의 조직학적 이미지가 도시되어 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 입자 액포들 또는 원격 액포들은 존재하지 않는다. 이러한 것은 연구에 사용된 레이저 플루언스에서, 문신 색소 응집체들의 존재가 액포들을 생성하는 데 요구된다는 것을 증명한다.

도 13a 및 도 13b는 레이저 온리로 처치된 2 개의 문신 부위들의 0 일차 조직학적 이미지들을 도시한다. 각각은 입자 액포들(100) 및 원격 액포들(102) 모두가 존재하는 것을 도시한다. 입자 액포들(100)은 크기가 작은 경향이 있고 전형적으로 표피와 대면하는 색소 응집체들의 표면에 위치된다. 이러한 것은 색소 응집체의 표면이 레이저에 의해 절제되어 레이저에 의해 노출되는 응집체의 표면 측 상에 액포가 형성되는 경우에 발생한다. 원격 액포들(102)은 입자 액포들(100)과 비교할 때 더 작고 상대적으로 구형이다.

도 14a 및 도 14b는 레이저 +EF(+)로 처치된 2 개의 문신 부위들의 0 일차 조직학적 이미지들을 도시한다. 각각은 입자 액포들(100) 및 원격 액포들(102) 모두가 존재하는 것을 도시한다. 도 13a 및 도 13b에 도시된 이미지들과 유사하게, 입자 액포들(100)은 크기가 작은 경향이 있고 전형적으로 표피와 대면하는 색소 응집체들의 표면에 위치된다. 그러나, 원격 액포들(102)은 도 14a 및 도 14b 모두에서 많은 수가 보인다. 여기에서, 양의 전기장은 그 부위에서 자유 전자들을 여기시켜 고밀도의 자유 전자들의 축적을 야기한다. 상기 여기된 자유 전자들은 진피 환경을 LIOB 이벤트들에 대해 더욱 민감하게 하여 원격 액포(102) 형성을 초래한다.

도 15a 및 도 15b는 레이저 +EF(-)로 처치된 2 개의 문신 부위들의 0 일차 조직학적 이미지들을 도시한다. 도 13a, 도 13b, 도 14a, 및 도 14b와 마찬가지로, 입자 액포들(100)이 존재한다. 그러나, 도 13a, 도 13b, 도 14a, 및 도 14b와는 달리, 원격 액포들(102)은 최소로 존재한다. 또한, 레이저 온리 및 레이저 +EF(+)에서의 발견과 비교하여, 입자 액포들(100)은 크기가 더 크고 색소 응집체의 상부 표면뿐만 아니라 전체를 포함한다. 음의 전기장은 자유 전자들을 그 부위로부터 멀어지게 밀어내고, LIOB 이벤트를 야기할 수 있는 진피 내의 자유 전자들의 임계 밀도의 축적을 감소시킨다. 결과적으로, 원격 액포들(102)의 형성이 최소화된다. 또한, 자유 전자들을 그 부위로부터 멀어지게 밀어내는 것은 색소 응집체의 표면에서 LIOB 이벤트의 개시를 지연시키는 데 도움을 준다. 이러한 것은 플라즈마 이벤트가 레이저로부터 색소 응집체를 차폐하기 전에 레이저 펄스가 색소 응집체로 더 오래 흡수되도록 한다. 이러한 것은 색소 응집체의 더 큰 절제 및 큰 입자 액포(100)의 생성으로 이어진다. 레이저 +EF(-)에 의한 색소 응집체의 더 큰 절제는 문신이 더 빨리 제거될 수 있음을 의미한다.

도 16a 및 도 16b는 레이저 +EF(-)로 처치된 2 개의 문신 부위들의 2 일의 조직학적 이미지들을 도시하고, 레이저 +EF(-)로 처치된 색소 입자들(1600)은 레이저 온리보다 더 빠르게 문신 부위로부터 더 멀리 이송됨을 보여준다. 도 16a 및 도 16b는 레이저 처치 48 시간 후 진피의 깊게 위치된 색소 입자들(1600)을 도시한다. 이에 비해, 레이저 온리 처치된 문신 부위들의 이미지들은 레이저 처치 48 시간 후에 진피 깊게 위치된 색소 입자들(1600)을 거의 보여주지 않는다.

문신을 하지 않은 피부의 레이저 처치(음성 대조군) 및 문신 부위들의 레이저 처치로부터의 결과들의 차이에 기초하여, 입자 액포들(100) 및 원격 액포들(102) 양쪽 모두의 형성은 문신 색소 응집체들(104) 상의 펄스 레이저의 작용의 직접적인 결과이다. 펄스 레이저가 색소 응집체(104) 내로 흡수될 때, 플라즈마 플룸(plasma plume)이 빠르게 형성된다. 이러한 플룸은 색소 응집체(104) 주위의 물이 상 변화를 겪게하여 (증기 생성을 통해) 입자 액포(100)를 초래한다. 또한, 플라즈마 플룸은 색소 응집체(104)의 표면(예를 들면, 색소 응집체(104)에 포함된 색소 입자의 표면)으로부터 진피 내로 자유 전자들, 이온들 및 나노-크기 색소 입자들(1600)을 격렬하게 방출한다. 이들 격렬하게 방출된 자유 전자들은 진피 내에 임계 밀도의 자유 전자들을 형성시키는 것으로 여겨진다. 이러한 자유 전자들은 레이저 광자들을 흡수하여 LIOB 이벤트 및 원격 액포(102) 형성을 초래할 수 있다.

레이저 +EF(+) 부위(도 14a 및 도 14b)의 조직학을 레이저 온리(도 13a 및 도 13b) 부위(즉, 전기장이 없이 문신 부위에 대한 레이저)와 비교하면, 두 연구들 모두는 입자 액포들(100) 및 원격 액포들(102)을 풍부하게 형성하였다. 놀랍게도, 레이저 +EF(+) 처치 부위에서의 원격 액포들(102)의 수는 레이저 온리 처치에서의 것보다 실질적으로 더 많았던 것으로 보인다. 양의 전기장 존재가 음의 전극 근처의 생물학적 매체에서 자유 전자 여기를 증가시켜 생물학적 매체(204) 내의 LIOB 형성의 선택적 증가로 이어진 것으로 생각된다.

한편, 레이저 +EF(-) 부위(도 15a 및 도 15b)의 조직학을 레이저 온리 부위(도 13a 및 도 13b)와 비교하면, 두 연구들 모두는 입자 액포들(100)을 풍부하게 형성하였다. 하지만, 놀랍게도, 음의 전기장과 연관된 입자 액포들(100)의 크기는 레이저 온리 처치와 연관된 입자 액포들(100)보다 훨씬 더 컸다. 또한, 전술한 바와 같이, 음의 전기장은 음의 전극 근처의 처치 부위로부터 멀리 자유 전자들을 밀어내는 것으로 생각된다. 이러한 것은 색소 응집체(104)의 표면에서 LIOB 이벤트의 개시 지연을 초래하여, 레이저 펄스가 색소 응집체(104)에 의해 흡수되도록 더 긴 시간을 갖게 된다. 이러한 것은 큰 입자 액포(100)에 의해 입증된 바와 같이 입자 응집체(104)의 더 큰 절제로 이어진다.

레이저 +EF(-)만이 최소 수의 원격 액포들(102)이 생성되게 한다. 색소 응집체(104)의 LIOB로부터 방출된 자유 전자들은 임계 전자 밀도가 형성되기 전에 진피 내의 레이저 경로로부터 빠르게 분산되었다. 이것은 또한 매체 내에 LIOB의 형성을 억제하여 원격 액포들(102)의 형성을 선택적으로 억제하였다.

전기장 내에 있는 동안 색소 응집체들(104)의 레이저 처치는 색소 입자들(1600)을 깊은 진피 내로 더 많이 이동되게 한다. 전기장 내에 있는 동안 색소 응집체들(104)을 절제하는 것은 정전기적으로 하전된 색소 입자를 생성시킨다. 이러한 하전된 및/또는 더 작은 입자들은 문신 부위로부터 더 쉽게 운반되어 처치된 문신 부위의 퇴색을 더 돕게 된다.

제 2 실험 결과

1) 레이저 유도 진피 액포 형성(즉, 화이트닝) 및 진피 손상과 2) 레이저 유도 진피 액포 형성 및 문신 퇴색 사이의 관계를 평가하기 위한 제 2 연구가 수행되었다. 이차 목표는 진피 액포 형성, 진피 손상 및 문신 퇴색에 대한 표준 1064 Q-스위칭된 Nd:YAG 레이저(Q-스위칭된 레이저) 문신 제거 처치와 비교하여 EFE 레이저 처치들을 평가하는 것이었다. 진피 액포 형성 및 진피 손상은 조직학적으로 평가되었다. 가속된 문신 퇴색은 비색적으로(colorimetrically) 평가되었다.

EFE 레이저는 CRO 동물 시설(MPI, Kalamazoo, MI)에서 평가되었다. 동물 보호 위원회에서 승인된 문신된 돼지 동물 모델이 본 연구에 사용되었다. 괴팅겐 미니-돼지들(Gottingen Mini-pigs)(~30 kg)은 전문 문신 아티스트에 의해 전신 마취 하에서 다수의 원형(1 cm 직경)의 검은 문신 스폿들(예를 들면, 도 4c 참조)로 양쪽 측면들에 문신되었으며, 연구의 개시 전에 적어도 3 개월 동안 완숙(mature)하도록 허용되었다.

EFE 레이저 및 표준 Q-스위칭된 레이저는 다수의 원형(1 cm²) 흑색 문신 스폿들로 문신된 괴팅겐 미니-돼지들(~30 kg)을 사용하여 연구에서 평가되었다. 문신 부위들은 수정되지 않은 Q-스위칭된 레이저(레이저 온리(Laser-Only))를 사용하는 단일-패스 레이저 처치 또는 외부 정전기장(EFE 레이저)과 함께 1064 nm Q-스위칭된 레이저를 사용하여 처치되었다. 액포 형성은 처치 직후 조직학적으로 평가되었고, 진피 손상은 처치 2 내지 6 일 후 조직학적으로 평가되었다. 처치된 문신 부위들의 퇴색은 문신 전처리 및 분광 광도계(spectrophotometer)(미국 뉴저지 램지 소재의 코니카 미놀타 센싱 아메리카의, 코니카 미놀타 CM-700d)를 사용하여 치료 8 주 후에 문신들의 비색 판독들을 비교함으로써 평가되었다.

처치들을 시작하기 전에, 동물들은 전신 마취 하에 두어졌다. 그리고, 선택된 문신 부위들은 표준의 짧은 펄스 레이저(Laser Only) 또는 EFE 레이저로 처치되었다. 레이저 온리 및 EFE 레이저 모두의 연구에 사용된 레이저는 1064nm QS 레이저(미국 매사추세츠 말버로 소재의 홀로긱, 인크(Hologic, Inc.)에 의해 인수된 컨티뉴엄 바이오메디칼의 MedLite IV)이었다. 레이저 온리 및 EFE 레이저 처치들에서 각각의 개별적 연구 동안 사용된 레이저 파라미터들은 비교 가능했으며, 다음 사항을 포함했다: 1 Hz의 펄스 레이트; 패스 당 4.0 J/cm² 내지 9.0 J/cm² 범위의 레이저 플루언스; 및 3 mm 내지 4 mm 범위의 레이저 스폿 크기.

도 4c를 참조하면, EFE 레이저의 경우, 레이저와 함께 사용된 전기장 생성 셋업이 도시되어 있다. 이러한 셋업은 윈도우(406)의 내부 표면에 적어도 하나의 절연 전극(302)이 부착된 사파이어 윈도우(406)를 갖는 피부 진공 헤드(400)로 구성되었다. 맞춤형 DC 전원 공급 장치(도시되지 않음)는 레이저 처치 동안 전극들(302)에 걸쳐 고전압(범위: +/- 1200 볼트 내지 +/- 5000 볼트)을 제공하였다. 이로 인해 처치 부위에서 정전기장이 확립되었다. 일부 테스트들에서, 단일 전극이 사파이어 윈도우(406)에 사용될 때, 더 큰 리턴 전극 패드가 처치 부위로부터 먼 위치에서 사용되었다. 전기장 생성 셋업을 사용하여 레이저 처치를 수행하는 데 있어, 레이저 처치는 활성 전극의 1 cm 이내에 수행되었다.

레이저 처치 후, 생검된 조직의 조직학적 검사가 수행되어 형성된 액포들의 수 및 진피 손상의 양을 평가하였다. 액포들의 평가를 위해, 문신 처치 부위의 3 mm 펀치 생검이 레이저 온리 또는 EFE 레이저 처치 직후 수행되었다. 생검된 조직으로부터 헤마톡실린 및 에오신(hematoxylin and eosin)(H&E) 착색된 슬라이드들이 준비되었다. 각 처치에 대한 진피 액포 형성은 조직학적 이미지의 정의된 영역에서 액포들의 수를 계산함으로써 결정되었다.

진피 손상을 평가하기 위해, 문신 처치 부위의 3 mm 펀치 생검이 레이저 온리 또는 EFE 레이저 처치 2-6 일 후에 수행되었다. 생검된 조직으로부터 Herovici 착색된 슬라이드들(Herovici stained slides)이 준비되었다. 각 처치에 대한 진피 손상은 표피 및 진피의 손상을 평가함으로써 5-포인트 진피 손상 척도를 사용하여 결정되었다. 5-포인트 척도는 실질적인 Herovici 착색으로 표시된 바와 같이, 손상 없음에서부터 유의미한 표피 및 진피 콜라겐 손상까지의 범위였다. ('0'= 손상 없음; '1'= 최소 콜라겐 손상; '2'= 경증 콜라겐 손상; '3'= 국소화된 표피 손실 + 최소 콜라겐 손상; '4'= 표피 손실 없지만 주요 콜라겐 손상, 및 '5'= 표피 손실 및 주요 콜라겐 손상).

처치된 문신 부위의 퇴색은 L^*a^*b^*색 공간 값들을 기록하도록 구성된 휴대용 분광 광도계(미국 뉴저지 램지 소재의 코니카 미놀타 센싱 아메리카의, 코니카 미놀타 CM-700d)를 사용하여 평가되었다. 문신 퇴색은 비색 차이(색 공간의 거리) 메트릭 ΔE^*의 백분율 변화에 의해 산출되었으며, 여기서 ΔE^* = ((ΔL^*)² + (Δa^*)² + (Δb^*)²)^1/2.8 주에 촬영된 문신 판독들에 대한 비색 거리 메트릭 ΔE^*는 전처리 비색 ΔE^* 값과 비교되어 문신 퇴색 백분율을 산출하였다.

도 17을 참조하면, 레이저 유도 진피 액포 형성과 피부 손상 사이의 관계가 조사되었다. 3 개월의 기간에 걸친 4 개의 별개의 레이저 처치들에서, 평균 진피 액포 합계들(N=8)이 레이저 온리 처치들 및 EFE 레이저 처치들로부터의 진피 손상 스코어(N=8)의 평균과 비교되었다. 이러한 조사 결과는 도 16에 도시되어 있으며, 레이저 처치 직후의 평균 진피 액포 합계와 레이저 처치 2-6 일 후의 피부 손상 스코어 사이에 매우 강한 포지티브 상관 관계(r=0.945, R²=0.893)를 입증하였다.

도 18a-도 18b 및 도 19a-도 19b를 참조하면, 레이저 온리 및 EFE 레이저 처치된 문신 부위들에 대한 진피 액포 형성 및 진피 손상을 보여주는 조직학적 이미지들의 예들이 각각 도시되어 있다. 도 18a는 소수의 불규칙한 형상의 더 큰 입자 액포들 및 다수의 보다 작은 구형 원격 액포들(색소 입자들로부터 멀리 떨어진 진피 내의 작은 원형 빈 공간)로 구성된 진피 액포들(백색 빈 공간들(white voids))의 유의미한 수(>100)를 보여주는, 레이저 온리 처치 직후 돼지 피부 상의 문신 부위의 조직학적 이미지(H&E 착색)다. 도 18b는 유의미한 진피 손상 및 새로운 콜라겐(타입 III) 형성을 보여주는, 레이저 온리 처치 4 일 후에 동일한 처치 부위의 Herovici 착색된 이미지다. 콜라겐은 진청색/보라색을 착색하는 오래된 콜라겐(유형 I)과 비교하여, Herovici 착색으로 연한 파란색을 착색한다.

대조적으로, 도 19a에 도시된 바와 같이, EFE 레이저 직후 돼지 피부의 문신 부위의 조직학적 이미지(H&E 착색)는 더 적은 수의 진피 액포들(~33)을 가졌다. 입자 액포들(색소 입자들에 인접한 크고 불규칙한 형태의 백색 빈 공간들)의 수는 레이저 온리 처치(~10-20)의 문신 부위들과 비교 가능할 정도였지만, 존재하는 원격 액포들의 수는 적었다. 마찬가지로, 도 19b는 EFE 레이저 처치 4 일 후 동일한 처치 부위의 조직학적 이미지(Herovici 착색)를 제공하며, 최소한의 진피 손상(최소의 연한 청색 착색) 및 새로운 콜라겐 형성을 입증한다.

도 20을 참조하면, 8 주에서의 레이저 유도 진피 액포 형성과 문신 퇴색 사이의 관계가 평가되었다. 평균 진피 액포 합계(n=8)들이 EFE 레이저 처치들 및 레이저 온리 처치들로부터의 ΔE^*(n=8)의 백분율 변화의 평균과 비교되었다. 도 20에 도시된 바와 같이, 결과들은 액포 형성과 문신 퇴색 사이에 중간 정도의 음의 상관 관계(r=-0.52)를 입증한다(즉, 더 많은 진피 액포들은 문신 퇴색을 감소시킨다).

본 연구의 2차 목적은 표준 레이저 문신 제거 처치들과 비교하여 진피 액포 형성, 진피 손상 및 문신 퇴색에 대한 EFE 레이저 처치들을 평가하는 것이었다. 도 21을 참조하면, 산포도(95 % CI에 대한 평균 및 에러 막대들에 대한 수평 라인이 있음)는 EFE 레이저 및 레이저 온리로 처치한 후 진피 액포 합계를 보여준다. EFE 레이저 처치들은 레이저 온리 처치와 비교하여 단일 레이저 패스 후 유의미하게 더 낮은 평균 진피 합계를 나타냈다. EFE 레이저에 대한 평균 액포 합계는 55(n=19)다. 레이저 온리에 대한 평균 액포 합계는 101(n=10)이다. t-테스트(2-테일, 비-쌍, 등분산적(2-tailed, non-paired, homoscedastic))에서, 두 그룹들 사이의 차이는 통계적으로 유의미했다(P<0.0001).

도 22을 참조하면, 산포도(95 % CI에 대한 평균 및 에러 막대들에 대한 라인들이 있음)는 EFE 레이저 및 레이저 온리로 처치한 후 진피 손상 스코어를 보여준다. EFE 레이저 처치된 부위는 레이저 온리 처치된 부위들과 비교하여 더 작은 평균 진피 손상 스코어를 나타냈다. EFE 레이저에 대한 평균 진피 손상 스코어는 5 중 1.84(n=19)다. 레이저 온리에 대한 평균 진피 손상 스코어는 5 중 3.5(n=10)이다. t-테스트(2-테일, 비-쌍, 등분산적(2-tailed, non-paired, homoscedastic))에서, 두 그룹들 사이의 차이는 통계적으로 유의미했다(P<0.01).

도 23a를 참조하면, EFE 레이저(n=19)와 레이저 온리(n=10) 처치된 문신 부위들 사이의 8 주에서의 문신 퇴색 백분율의 비교가 도시되어 있다. 산포도(95 % CI의 평균 및 에러 막대들에 대한 수평 라인이 있음)는 레이저 온리와 비교하여 EFE 레이저를 사용하여 단일 레이저 패스 후 가속된 문신 퇴색을 입증한다. EFE 레이저에 대한 평균 퇴색은 19.1 %다. 레이저 온리에 대한 평균 퇴색은 9.2 %다(P<0.05). 마지막으로, 도 23b 및 도 23c는 레이저 온리와 비교하여 EFE 레이저로 처치된 대표적인 문신 부위에 대해 개선된 퇴색을 보여주는 사진 이미지를 제공한다. 예를 들어, 도 23b는 레이저 온리(4 J/cm² @ 4 mm; 1 Hz)를 사용한 퇴색을 보여주고, 도 23c는 EFE 레이저(5000 Kv; 4 J/cm² @ 4 mm; 1 Hz)를 사용한 퇴색을 보여준다.

본 연구는 더 큰 레이저 유도 진피 액포 형성이 피부 손상을 증가시키고 문신 퇴색 효능을 감소 시킨다는 것을 입증하였다. EFE 레이저는 문신 부위들의 레이저 처치 동안 레이저 유도 피부 진피 액포 형성의 양을 최소화하여 피부 손상을 줄이고 문신 퇴색을 개선할 수 있었다. 액포 형성을 더 적게 하는 것은 레이저 차폐 및 광 산란이 감소하여 더 많은 레이저 에너지가 문신 잉크 입자에 도달할 수 있게 하는 것으로 여겨진다.

본 연구는 문신 부위들의 처치에서 EFE 레이저가 표준 레이저 처치와 비교할 때 진피 액포 형성을 더 적게 하고, 진피 손상을 작게 하고, 문신 퇴색을 개선한다는 증거를 제공하였다. 레이저 기반 문신 처치를 개선하는 것 외에도, 전기장의 사용은 레이저 절제 처치(머리카락 제거, 정맥 제거 등) 동안 자유 전자들의 열전자 방출로부터 완화시켜 더 안전하고 효과적인 처치들을 제공할 수 있다.

상기한 설명 및 예들은 예시적인 실시예들의 구조 및 사용에 대한 완전한 설명을 제공한다. 특정 실시예들이 특정 정도의 상세한 사항으로 또는 하나 이상의 개별적인 실시예들을 참조하여 위에서 설명되었지만, 당업자는 본 개시 내용의 범위로부터 벗어나지 않고서 개시된 실시예들에 대해 많은 변경들을 만들어 낼 수 있다. 그와 같이, 본 방법들 및 시스템들의 다양한 예시적인 실시예들은 개시된 특정 형태들로 제한되도록 의도되지 않는다. 오히려, 이들은 청구 범위의 범주 내에 속하는 모든 수정들 및 대안들을 포함하고, 도시된 것과는 다른 실시예들은 도시된 실시예의 특징들 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 요소들은 단일 구조로서 생략되거나 결합될 수 있거나, 접속들이 대체될 수 있거나, 또는 둘 모두일 수 있다. 또한, 적절한 경우, 전술한 예들 중 임의의 것에 대한 양태들은, 비교 가능하거나 또는 상이한 특성들 및/또는 기능들을 갖고 동일하거나 또는 상이한 문제들을 해결하는 추가의 예들을 형성하기 위해 설명된 다른 예들 중 임의의 것에 대한 양태들과 결합될 수 있다. 유사하게, 위에서 설명된 이점들 및 장점들은 한 실시예과 관련될 수 있거나 또는 몇몇 실시예들과 관련될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 명세서에 기술된 단일 구현이 제한으로서 해석되어서는 안 되며, 본 개시 내용의 구현들은 본 개시 내용의 교시를 벗어나지 않고서 적절히 조합될 수 있다.

청구 범위는, "하기 위한 수단" 또는 "하기 위한 단계" 각각의 문구(들)을 사용하여 주어진 청구항에서 명시적으로 설명하지 않는 한, 수단-플러스- 또는 단계-플러스-기능 제한들을 포함하는 것으로 의도되지 않았으며 그러한 것을 포함하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims

조직 치료(tissue therapy)를 제공하기 위한 장치에 있어서:
필드(field)를 생성하고 상기 필드를 생물학적 매체의 일부를 통해 인가하도록 구성된 필드 생성기;
직류(DC)를 상기 필드 생성기에 제공하도록 구성된 직류(DC) 전원 공급 장치; 및
상기 필드의 인가 동안 레이저 광을 상기 생물학적 매체의 상기 일부로 전달하도록 구성된 광원을 포함하는, 조직 치료를 제공하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 필드는 기본적으로(essentially) 정적인 필드(static field)를 포함하고, 상기 필드 생성기는 상기 생물학적 매체의 상기 일부 내에서 자유 전자들의 이동을 유도하기 위해 상기 생물학적 매체에 상기 기본적으로 정적인 필드를 인가하도록 구성되며, 상기 생물학적 매체의 상기 일부로의 상기 레이저 광의 전달은 조직 색소 입자들의 광학적 파괴를 제공하는, 조직 치료를 제공하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 필드 생성기는 복수의 전극들에 걸쳐 상기 필드를 제공하도록 구성된 상기 복수의 전극들을 포함하고, 상기 필드는 전기장을 포함하는, 조직 치료를 제공하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 필드 생성기는 자기 코일을 포함하고, 상기 필드는 자기장을 포함하는, 조직 치료를 제공하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광원은 적어도 1 Hz의 펄스 레이트 및 0.5 J/cm² 내지 20 J/cm²의 플루언스를 갖는 레이저 광을 전달하도록 구성되는, 펄스 레이저(pulsed laser)를 포함하는, 조직 치료를 제공하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 생물학적 매체의 표면과 접촉하도록 구성되는 헤드 디바이스를 더 포함하고,
상기 헤드 디바이스는 상기 필드 생성기를 포함하고,
상기 헤드 디바이스는 상기 광원에 물리적으로 결합되는, 조직 치료를 제공하기 위한 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 헤드 디바이스는 진공 소스에 결합되고 상기 생물학적 매체의 상기 일부에 흡입을 적용하도록 구성된 진공 헤드를 포함하고, 상기 진공 헤드는 상기 흡입의 적용 동안 광이 상기 생물학적 매체의 상기 일부에 도달할 수 있게 하도록 구성되는, 조직 치료를 제공하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
정적인 전기장(static electrical field)을 제공하도록 구성된 일렉트릿(electret)을 더 포함하고,
상기 일렉트릿은 또한 상기 정적인 전기장이 상기 생물학적 매체 내에 전기장을 유도하도록 상기 생물학적 매체에 대해 배치되도록 구성되고;
상기 유도된 전기장은 상기 생물학적 매체의 상기 일부 내의 자유 전자들에 영향을 주고;
상기 일렉트릿은 투명한, 조직 치료를 제공하기 위한 장치.
제 8 항에 있어서,
레이저 빔을 상기 생물학적 매체의 상기 일부로 전달하도록 구성된 치료용 레이저 시스템을 더 포함하고,
상기 일렉트릿은 상기 일렉트릿을 통해 상기 레이저 빔의 전송을 허용하도록 구성되고,
상기 치료용 레이저 시스템은 또한 상기 일렉트릿을 통해 상기 레이저 빔을 전송함으로써 상기 레이저 빔을 상기 생물학적 매체의 상기 일부로 전달하도록 구성되는, 조직 치료를 제공하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 필드 생성기는 상기 생물학적 매체의 상기 일부 내에서 자유 전자들의 이동을 유도하기 위해 상기 생물학적 매체의 상기 일부를 통해 상기 필드를 인가하도록 구성되는, 조직 치료를 제공하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광원은 레이저 광 경로를 따라 상기 생물학적 매체의 상기 일부에 상기 레이저 광을 전달하도록 구성되고,
상기 조직 치료를 제공하기 위한 장치는 상기 레이저 광을 전달하는 동안에 및/또는 전달하기 전에 필드의 인가가 상기 생물학적 매체의 상기 일부 내에서 자유 전자들을 레이저 광 경로로부터 멀어지게 이동시키도록 구성되는, 조직 치료를 제공하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 생물학적 매체는 피부 또는 조직을 포함하는, 조직 치료를 제공하기 위한 장치.
조직 치료를 제공하기 위한 방법에 있어서:
직류(DC) 전력에 기초하여, 생물학적 매체의 일부를 통해 필드를 인가하기 위해 제 1 항의 필드 생성기를 작동시키는 단계; 및
레이저 광을 광원으로부터 상기 생물학적 매체의 상기 일부로 전달하는 단계를 포함하는, 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 필드 생성기를 작동시키기 전에, 상기 생물학적 매체에 인접한 필드 생성기를 제 1 위치에 배치시키는 단계; 및
상기 레이저 광을 전달하기 전에, 상기 레이저 광을 상기 생물학적 매체의 상기 일부로 전달하도록 상기 생물학적 매체의 상기 일부에 대해 광원을 배치하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 13 항에 있어서,
진공 헤드를 상기 생물학적 매체의 표면과 접촉하여 배치하는 단계; 및
상기 생물학적 매체의 적어도 일부를 안정화시키기 위해 상기 진공 헤드에 부압(negative pressure)을 인가하는 단계로서, 상기 생물학적 매체의 적어도 일부는 상기 레이저 광을 상기 일부에 전달하는 동안 안정화되는, 상기 부압을 인가하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 레이저 광을 전달한 후에:
상기 생물학적 매체에 인접한 필드 생성기를 제 2 위치에 배치시키는 단계;
상기 생물학적 매체의 다른 부분에 대해 상기 광원을 배치시키는 단계;
다른 필드를 생성하기 위해 상기 필드 생성기를 작동시키는 단계;
상기 생물학적 매체의 다른 부분을 통해 상기 다른 필드를 인가하는 단계; 및
상기 다른 필드의 인가 동안 상기 광원으로부터 상기 생물학적 매체의 다른 부분으로 추가적인 레이저 광을 전달하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 생물학적 매체의 표면과 접촉하여 복수의 전극들을 포함하는 진공 헤드를 배치하는 단계로서, 상기 복수의 전극들은 서로 이격되고, 상기 복수의 전극들 중 제 1 전극은 상기 생물학적 매체와 접촉하는 전기 전도성 표면을 포함하고, 상기 복수의 전극들 중 제 2 전극은 상기 생물학적 매체에 전류를 전도하지 않도록 구성되는, 상기 진공 헤드를 배치하는 단계;
상기 생물학적 매체를 안정화시키기 위해 상기 진공 헤드에 부압을 인가하는 단계;
상기 생물학적 매체 내에 상기 필드를 생성하기 위해 상기 복수의 전극들에 걸쳐 직류(DC) 전위를 인가하는 단계; 및
상기 복수의 전극들 사이의 지점에서 레이저 광을 상기 생물학적 매체로 전달하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 13 항에 있어서,
복수의 전극들이 서로 이격되도록 상기 생물학적 매체의 표면에 대해 상기 복수의 전극들을 배치하는 단계로서, 상기 복수의 전극들 중 제 1 전극의 전기 전도성 표면이 상기 생물학적 매체와 접촉하고, 상기 복수의 전극들 중 제 2 전극이 상기 생물학적 매체에 전류를 전도하지 않도록 구성되는, 상기 복수의 전극들을 배치하는 단계;
상기 생물학적 매체 내에 상기 필드를 생성하기 위해 상기 복수의 전극들에 걸쳐 직류(DC) 전위를 인가하는 단계; 및
상기 복수의 전극들 사이의 지점에서 레이저 광을 상기 생물학적 매체로 전달하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 필드 생성기는 상기 생물학적 매체의 상기 일부 내에서 자유 전자들의 이동을 유도하기 위해 상기 생물학적 매체의 상기 일부를 통해 상기 필드를 인가하도록 구성되는, 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 광원은 레이저 광 경로를 따라 상기 생물학적 매체의 상기 일부에 상기 레이저 광을 전달하고,
상기 레이저 광을 전달하는 동안의 및/또는 전달하기 전의 필드의 인가는 상기 생물학적 매체의 상기 일부 내에서 자유 전자들을 레이저 광 경로로부터 멀어지게 이동시키는, 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 생물학적 매체는 피부 또는 조직을 포함하는, 방법.