Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR THE RENEWAL OF BIOLOGICAL TISSUES AND DEVICE FOR THE IMPLEMENTATION THEREOF (EMBODIMENTS)
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/166577
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to medicine and can be used in surgery, including cosmetic surgery, for example for treating trophic and persistent ulcers, pressure sores, burns, scars, etc., and also for the purpose of rejuvenating biological tissues, inter alia skin, in different locations. Proposed is a method for the renewal of biological tissues with the restoration of the functional properties, characteristics and structure thereof, in which the tissues are subjected to a predetermined degree of mechanical traumatization through the creation, in given areas, of at least one region of interference between acoustic waves emanating from at least two sources and propagating in the tissues which are to be renewed, with the possibility of the subsequent natural regeneration of the biological tissues concerned in the aforesaid areas. Also proposed are various embodiments of a device for the implementation of the above method. In order to achieve the result of the renewal of different biological tissues situated at different depths, areas of micro trauma are created without thermal effects, i.e. without the evaporation or coagulation of all of the overlying tissues, i.e. the regeneration of the tissues occurs without the growth of fibrotic cells, thus making it possible to speak of actual, rather than merely visible, rejuvenation.

Inventors:
KHOMCHANKA ULADZIMIR VALIANTINAVICH (BY)
GORBACH DMITRY VLADISLAVOVICH (BY)
SUKHADOLAU ALIAKSANDR VALERJAVICH (BY)
Application Number:
PCT/BY2012/000002
Publication Date:
November 14, 2013
Filing Date:
September 06, 2012
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
KHOMCHANKA ULADZIMIR VALIANTINAVICH (BY)
GORBACH DMITRY VLADISLAVOVICH (BY)
SUKHADOLAU ALIAKSANDR VALERJAVICH (BY)
International Classes:
A61H23/00; A61B18/20; A61N7/00
Domestic Patent References:
WO2008073994A22008-06-19
Foreign References:
US20050085748A12005-04-21
US20070179570A12007-08-02
US20120095533A12012-04-19
US20110218464A12011-09-08
US20120016239A12012-01-19
US20120053458A12012-03-01
US6997923B22006-02-14
Other References:
B. YEREMEYEV; K. KALAYDZYAN: "Laser gegen Falten. Elektronischer Almanach", KOSMETIK UND MEDIZIN, 6 April 2012 (2012-04-06), Retrieved from the Internet
PAIOMAR-VERJÜNGUNG, WEB-SITE DES GESUNDHEITSZENTRUM/EPIZENTRUMS RODEN, 4 May 2012 (2012-05-04)
See also references of EP 2848227A4
Attorney, Agent or Firm:
SAPEGA, Ludmila Leonidovna (BY)
САПЕГА, Людмила Леонидовна (BY)
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения

1. Способ обновления биологических тканей с восстановлением их функциональных свойств, характеристик и структуры путем создания в заданных областях биологических тканей областей микротравмирования с возможностью последующей естественной регенерации соответствующих биологических тканей в указанных областях, отличающийся тем, что ткани подвергают механическому травмированию заданной степени путем создания в заданных областях, по меньшей мере, одной зоны интерференции акустических волн, исходящих, по меньшей мере, от двух источников и распространяющихся в подлежащих обновлению тканях.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что все эпицентры акустических волн располагают на равных расстояниях друг от друга, выбранных в диапазоне от 10 мкм до 1 см.

3. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что зоны механического травмирования тканей формируют ниже поверхности ткани, контактирующей с окружающей средой, без увеличения площади поверхности контакта живых тканей с агрессивными средами.

4. Способ по любому из пп. 1 - 3, отличающийся тем, что исходную мощность каждой отдельной акустической волны выбирают таким образом, что области механического травмирования биологической ткани создают как в зоне интерференции указанной волны, по меньшей мере, с одной из смежных волн, так и в зоне, расположенной, по меньшей мере, непосредственно вокруг эпицентра указанной акустической волны.

5. Способ по любому из пп. 1 - 4, отличающийся тем, что в соответствии с собственной частотой подлежащей обновлению биологической ткани выбирают частоту акустической волны, обеспечивающую селективное воздействие только на указанную подлежащую обновлению биологическую ткань.

6. Способ по любому из пп. 1 - 5, отличающийся тем, что степень механического травмирования выбирают в диапазоне от уровня, обеспечивающего разрушение целостности мембран клеток, до полной деструкции клеток подлежащей обновлению биологической ткани.

7. Способ по любому из пп. 1 - 6, отличающийся тем, что акустические волны генерируют в виде направленных акустических волн.

8. Устройство для реализации способа обновления биологических тканей с восстановлением их функциональных свойств, характеристик и структуры по любому из пп. 1 - 7, содержащее источник излучения, выполненный в виде ультразвукового генератора, снабженного средством формирования на поверхности подлежащих обновлению или вышележащих биологических тканей множества эпицентров акустических волн, расположенных на равных расстояниях друг от друга.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что расстояние между эпицентрами акустических волн составляет от 10 мкм до 1 см.

10. Устройство для реализации способа обновления биологических тканей с восстановлением их функциональных свойств, характеристик и структуры по любому из пп. 1 - 7, содержащее источник лазерного излучения, а также средство формирования на поверхности подлежащих обновлению или вышележащих биологических тканей множества эпицентров акустических волн, выполненное в виде вещества с эффектом селективного поглощения волн заданной длины, нанесенного на поверхность биологической ткани на заданных точечных участках заданных размеров, расположенных на равных расстояниях друг от друга.

1 1. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что расстояние между эпицентрами акустических волн составляет от 10 мкм до 1 см.

12. Устройство для реализации способа обновления биологических тканей с восстановлением их функциональных свойств, характеристик и структуры по любому из пп. 1 - 7, содержащее источник лазерного излучения, а также средство формирования на поверхности подлежащих обновлению или вышележащих биологических тканей множества эпицентров акустических волн, выполненное в виде средства преобразования пространственного распределения интенсивности пучка с формированием на поверхности указанной биологической ткани периодической структуры с максимумами и минимумами световой энергии, при этом источник лазерного излучения выполнен с возможностью генерирования излучения с параметрами, при которых происходит его эффективное поглощение биологической тканью и генерация акустических волн в точках максимумов световой энергии.

Description:
Способ обновления биологических тканей и устройство для осуществления способа (варианты)

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в хирургии, в том числе косметической, например, для лечения трофических и долго незаживающих язв, пролежней, ожогов, рубцов и т.д., а также для целей омоложения биологических тканей, в т.ч. кожи, различных локализаций. Способ базируется на переносе немеханической энергии, в частности энергии акустических волн, в биологические ткани тела человека. Изобретение относится также к различным вариантам устройства, генерирующего волновую энергию, необходимую для осуществления способа.

В настоящее время в хирургии, в том числе косметической хирургии, широкое распространение получают способы лечения и омоложения с использованием лазерной энергии, энергии ультразвука и т.п. немеханической энергии. Так, известен способ омоложения кожи с помощью абляции или вапоризации верхних ее слоев с помощью излучения углекислотного лазера с длиной волны излучения 10,6 мкм или эрбиевого лазера (EnYAG) с длиной волны излучения 2,94 мкм (Palomar 2940 Fractional Laser, Deka SmartXide DOT, Candela C02RE) [1 ]. Лечебный эффект в этом случае основан на испарении верхней части кожи с незначительным термическим повреждением глубоких слоев дермы, что не приводит к полной деструкции всех слоев кожи и вызывает рост новых клеток. Недостатками способа также являются высокая травматичность, длительный период реабилитации, наличие раневой поверхности, что обусловливает высокий риск инфицирования, болезненность, как в процессе проведения процедуры, так и в восстановительный период, риск изменения пигментации и образования рубцовых изменений кожи. Помимо этого, способ не может быть использован на подвижных частях тела, таких как шея, веки и т.д., так как для процесса заживления раневой поверхности необходимо обеспечение неподвижности зоны обработки.

Известен также способ неинвазивного фотоомоложения, при котором излучение проникает вглубь кожи, вызывая травмирование коллагеновых волокон с последующей стимуляцией синтеза нового коллагена (Palomar 1540 Fractional Laser, Candela GentleMAX, Candela Smoothbeam) [2]. Способ позволяет проводить обработку практически всех участков кожи. К недостаткам способа относится низкая эффективность лечебного и эстетического эффекта. Количество синтезированного коллагена оказывается недостаточно для получения эффекта омоложения наблюдаемого в виде уменьшения размера морщин. Способ позволяет улучшить цвет кожи за счет улучшения снабжения кровью капилляров и вызвать временный отек кожи, что создает временный эффект уменьшения размеров морщин.

Также известны способы омоложения кожи с использованием неинвазивного воздействия ультразвуковым излучением [3, 4, 5]. Указанные способы позволяют проводить обработку различных участков кожи в заданных областях воздействия. К недостаткам таких способов относится действие на ткани фронта ультразвуковой волны, что приводит к воздействию не только в заданной области, но и в окружающих тканях, что, в свою очередь, ведет к увеличению зоны травмирования тканей и увеличивает срок реабилитации.

Наиболее близким к заявляемому является способ микроаблятивного фотоомоложения кожи [6]. Суть способа заключается в том, что на поверхность кожи осуществляется воздействие не одним широким лазерным пучком, а множеством микропучков. При этом каждый из микропучков вызывает либо коагуляцию, либо коагуляцию и испарение, либо абляцию микрообластей кожи, в зависимости от спектральных и временных параметров используемого излучения. Размеры микропучков могут иметь диаметры от одного микрометра, до сотен микрометров и отстоять друг от друга на расстояние до сотен микрометров. В основе лечебного эффекта способа лежит предположение, что удаленные, либо разрушенные ткани будут замещаться новыми клетками кожи, что при проведении нескольких сеансов позволит полностью сменить всю кожу в зоне обработки на новую. В случае использования эффекта микрокоагуляции кожи с использованием лазеров на основе стекла с эрбием (лазерный аппарат «fraxel», длина волны 1 ,54 мкм) происходит термическая деструкция клеток кожи без ее испарения. В случае использования излучения, способного вызывать как испарение, так и коагуляцию клеток кожи (например, излучение углекислотного лазера, длина волны 10,64 мкм), получаются микроканалы испаренной ткани с окружающей их зоной коагуляции. В случае использования излучения эрбиевого лазера (с длиной волны излучения 2,94 мкм) происходит испарение тканей в виде микроканалов без коагуляции окружающих тканей. К недостаткам способа можно отнести следующее:

- глубина микротравмирования, где может быть получен эффект омоложения, ограничена глубиной коагуляции или абляции, что не позволяет проводить омоложение в областях глубокой дермы и гиподермы; - из-за небольшой глубины микротравмирования нет возможности вызывать усиленную регенерацию тканей при лечении трофических ран, гнойных ран и т.д., то есть, в случаях, когда требуется осуществить обновление тканей на большой глубине;

- метод является инвазивным, что увеличивает риск инфицирования подвергаемой воздействию поверхности;

- в результате удаления тканей появляется контакт живых тканей с окружающей средой, что способно вызвать рост фиброзных тканей вместо полноценного обновления неизмененных тканей;

- процедуры, проводимые с помощью микроаблятивных методов, болезненны, то есть требуют применения анестетиков.

Таким образом, задачей изобретения является разработка неинвазивного способа обновления биологических тканей с восстановлением их функциональных свойств, характеристик и структуры путем создания в заданных областях биологических тканей областей микротравмирования с возможностью последующей естественной регенерации соответствующих биологических тканей в указанных областях. При этом микротравмирования (микроразрушения) внутри биологических тканей должны создаваться без образования микроканалов, контактирующих с внешней агрессивной средой, что позволит полностью исключить рост фиброзных тканей. Воздействие должно обеспечивать возможность создания областей микротравмирования с последующей регенерацией как в поверхностных, так и глубоких биологических тканях любой локализации и любого вида. Способ должен обеспечивать также снижение болевых ощущений и риска инфицирования по сравнению с другими, известными из уровня техники, в том числе микроаблятивными, методами.

Поставленная задача решается в заявляемом способе обновления биологических тканей с восстановлением их функциональных свойств, характеристик и структуры путем создания в заданных областях биологических тканей областей микротравмирования с возможностью последующей естественной регенерации соответствующих биологических тканей в указанных областях, за счет того, что ткани подвергают механическому травмированию заданной степени путем создания в заданных областях, по меньшей мере, одной зоны интерференций акустических волн, исходящих, по меньшей мере, от двух источников и распространяющихся в подлежащих обновлению тканях. В заявляемом способе на поверхности подлежащей омоложению или вышележащей биологической ткани, в общем случае, генерируются мощные синфазные акустические волны, которые имеют заданные (расчетные) характеристики, в частности мощность. В частности, изменение мощности акустических волн позволяет соответствующим образом изменять заданную глубину областей микротравмирования. За счет использования явления интерференции взаимодействующих акустических волн способ позволяет уменьшить размеры и точно установить локализацию во всех направлениях области микротравмирования тканей, что позволяет значительно повысить эффективность направленного воздействия и сократить при этом срок реабилитации. В заявляемом способе микротравмирование тканей имеет нетермическую природу, и в результате воздействия на биологические ткани не происходит их испарение или коагуляция. Более того, за счет того, что акустические волны способны проникать в биологические ткани на определенную глубину (определяемую характеристиками акустических волн) без формирования каналов, в результате воздействия в соответствии с заявляемым способом не увеличивается контакт живых тканей с кислородом, что снижает риск роста фиброзных тканей и позволяет говорить о действительном, а не о визуально наблюдаемом обновлении/омоложении биологических тканей. Под воздействием энергии акустических волн, возрастающей в зонах интерференции с заданной локализацией, в этих зонах образуются зоны травмированных, а не разрушенных тканей. При этом, за счет того, что регенерация биологических тканей может происходить не только в результате полного разрушения клеток тканей, но и за счет их частичного травмирования, происходит обновление биологических тканей в зонах заданной локализации. Отсутствие полного разрушения глубоко лежащих клеток биологических тканей, позволяет также значительно сократить срок реабилитации. В заявляемом способе за счет уменьшения зоны травмирования, возможности задания степени травмирования и отсутствия термического воздействия значительно снижена болезненность воздействия.

Источники синфазных акустических волн имеют площадь, предпочтительно,

2 2

от 10 нм до 10 мкм . Предпочтительно, все эпицентры акустических волн располагают на равных расстояниях друг от друга, выбранных в диапазоне от 10 мкм до 1 см. В соответствии с заявляемым способом зоны механического травмирования тканей предпочтительно формируют ниже поверхности ткани, контактирующей с окружающей средой, без увеличения площади поверхности контакта живых тканей с агрессивными средами. Таким образом, заявляемый способ обеспечивает возможность создания областей микротравмирования без увеличения площади соприкосновения живых тканей с окружающей средой, что позволяет значительно, по сравнению с известными способами, снизить риск инфицирования в период реабилитации.

При этом минимальную мощность генерируемых акустических волн выбирают таким образом, чтобы:

- мощности отдельной волны, идущей от одного эпицентра, было недостаточно для механического травмирования/деструкции подвергаемых воздействию биологических тканей;

- суммарная мощность, получаемая при интерференции волн идущих от соседних эпицентров, была бы достаточной для механического травмирования заданной степени подвергаемых воздействию биологических тканей.

Визуальным контролем достаточности воздействия может служить эритема, возникающая после воздействия на поверхность кожи.

В некоторых предпочтительных формах реализации заявляемого способа исходную мощность каждой отдельной акустической волны выбирают таким образом, что области механического травмирования биологической ткани создают как в зоне интерференции указанной волны, по меньшей мере, с одной из смежных волн, так и в зоне, расположенной, по меньшей мере, непосредственно вокруг эпицентра указанной акустической волны.

Еще одной важной характеристикой акустических волн, изменение которой позволяет варьировать результат воздействия на биологические ткани, является частота. Так, при выборе частоты акустических волн в соответствии с собственными частотами колебаний тех или иных биологических тканей, появляется возможность оказывать селективное регенерирующее воздействие на конкретные биологические ткани за счет попадания в резонанс с упомянутыми частотами. Таким образом, в ряде предпочтительных форм реализации заявляемого способа в соответствии с собственной частотой подлежащей обновлению биологической ткани выбирают частоту акустической волны, обеспечивающую селективное воздействие только на указанную подлежащую обновлению биологическую ткань. В предпочтительных формах реализации заявляемого способа степень механического травмирования выбирают в диапазоне от уровня, обеспечивающего разрушение целостности мембран клеток, до полной деструкции клеток подлежащей обновлению биологической ткани. Благодаря этому воздействие с помощью заявляемого способа позволяет стимулировать регенерацию биологических тканей как с деструкцией целых клеток данных тканей, так и без деструкции. При этом эффект обновления/омоложения может достигаться даже при условии частичного травмирования клеток биологических тканей.

Также предпочтительными являются те формы реализации, в которых акустические волны генерируют в виде направленных акустических волн, что также позволяет локализовать и оптимизировать формирование областей микротравмирования.

Поставленная задача решается также различными вариантами заявляемого устройства для реализации заявляемого, вышеописанного способа обновления биологических тканей с восстановлением их функциональных свойств, характеристик и структуры, содержащего источник излучения, а также средство формирования на поверхности подлежащих обновлению или вышележащих биологических тканей множества эпицентров акустических волн.

В первом варианте исполнения заявляемого устройства поставленная задача решается за счет того, что источник излучения выполнен в виде ультразвукового генератора, снабженного средством формирования на поверхности подлежащих обновлению или вышележащих биологических тканей множества эпицентров акустических волн, расположенных на равных расстояниях друг от друга.

Во втором варианте исполнения заявляемого устройства поставленная задача решается за счет того, что источник излучения выполнен в виде источника лазерного излучения, а средство формирования на поверхности подлежащих обновлению или вышележащих биологических тканей множества эпицентров акустических волн выполнено в виде вещества с эффектом селективного поглощения волн заданной длины, нанесенного на поверхность биологической ткани на заданных точечных участках заданных размеров, расположенных на равных расстояниях друг от друга.

Для первого и второго варианта исполнения заявляемого устройства предпочтительным является, когда расстояние между эпицентрами акустических волн составляет от 10 мкм до 1 см. В третьем варианте исполнения заявляемого устройства поставленная задача решается за счет того, что источник излучения выполнен в виде источника лазерного излучения, а средство формирования на поверхности подлежащих обновлению или вышележащих биологических тканей множества эпицентров акустических волн выполнено в виде средства преобразования пространственного распределения интенсивности пучка с формированием на поверхности указанной биологической ткани периодической структуры с максимумами и минимумами световой энергии. При этом источник лазерного излучения выполнен с возможностью генерирования излучения с параметрами, при которых происходит его эффективное поглощение биологической тканью и генерация акустических волн в точках максимумов световой энергии.

Упомянутые выше и другие достоинства и преимущества заявляемых способа обновления биологических тканей с восстановлением их функциональных свойств, характеристик и структуры, а также вариантов соответствующего устройства будут более подробно рассмотрены ниже на примере некоторых из возможных предпочтительных, но не ограничивающих форм их реализации со ссылками на позиции фигур чертежей, на которых представлены:

Фиг. 1 - схема формирования областей микротравмирования клеток биологических тканей в одной из возможных форм реализации; Фиг. 2 - схема формирования областей микротравмирования клёток биологических тканей во второй из возможных форм реализации;

Фиг. 3 - схема формирования областей микротравмирования клеток биологических тканей в третьей из возможных форм реализации; Фиг. 4 - схематичное изображение устройства в третьем варианте испол- нения.

На Фиг. 1 представлена схема формирования областей микротравмирования клеток биологических тканей в одной из возможных форм реализации, в которой акустические волны 1 распространяются от соответствующих эпицентров 2 на поверхности 3 биологической ткани 4 вглубь биологической ткани 4. При этом мощность каждой акустической волны 1 выбрана такой, что ее не достаточно для механического разрушения каких-либо составляющих обрабатываемой биологической ткани 4. Области микротравмирования будут создаваться только в зонах 5 интерференции (на чертеже обозначены темным цветом) акустических волн 1 , идущих от соседних эпицентров 2.

На Фиг. 2 представлена схема формирования областей микротравмирования клеток биологических тканей во второй из возможных форм реализации, в которой акустические волны 1 распространяются от соответствующих эпицентров 2 на поверхности 3 биологической ткани 4 вглубь биологической ткани 4. При этом мощность каждой акустической волны 1 выбрана такой, что она будет создавать зоны 6 механического разрушения обрабатываемой биологической ткани 4 вблизи соответствующего эпицентра 2 (полной деструкции поверхностных тканей) и области микротравмирования (области локальных травмирований) в зонах 5 интерференции акустических волн 1 , идущих от соседних эпицентров 2. Зоны 6 механического разрушения и зоны 5 интерференции на чертеже обозначены темным цветом.

На Фиг. 3 представлена схема формирования областей микротравмирования клеток биологических тканей в третьей из возможных форм реализации, в которой акустические волны 1 распространяются от соответствующих эпицентров 2 на поверхности 3 биологической ткани 4 вглубь биологической ткани 4. При этом для создания областей микротравмирования в глубоколежащих тканях акустические волны генерируют в виде направленных акустических волн 7. Области микротравмирования формируются в зонах 8 интерференции каждых двух направленных акустических волн 7 от соответствующих соседних эпицентров 2. Зоны 8 интерференции на чертеже обозначены темным цветом.

На Фиг. 4 представлено схематичное изображение устройства в третьем варианте исполнения, в котором источник излучения выполнен в виде источника 9 лазерного излучения, а средство формирования на поверхности подлежащих обновлению или вышележащих биологических тканей множества эпицентров акустических волн содержит светоделитель 10, разделяющий исходный лазерный пучок 1 1 на число пучков 12, необходимое для получения заданного распределения, и оптическую систему 13, которая сводит полученные с помощью светоделителя 10 пучки 12 под необходимыми для получения с помощью многолучевой интерференции заданного пространственного распределения интенсивности пучка 14 углами. Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

С помощью любого из вариантов заявляемого устройства для обновления биологических тканей с восстановлением их функциональных свойств, характеристик и структуры генерируют акустические волны 1 (7) с заданными характеристиками (мощность, частота). Каждая акустическая волна 1 (7) начинает распространяться вглубь биологической ткани 4 от соответствующего эпицентра 2. Создание областей микротравмирования осуществляется в зависимости от конкретной формы реализации заявляемого способа.

Так, для формы реализации по Фиг. 1 , так как минимального значения мощности акустической волны 1 не достаточно для механического разрушения каких-либо составляющих подвергаемой воздействию биологической ткани 4, то процесс распространения волны 1 не будет сопровождаться деструкцией биологической ткани 4. Однако, интерференция с акустическими волнами 1 , идущими от соответствующих соседних эпицентров 2, позволяет локально увеличивать суммарную мощность акустической волны 1 до значений, достаточных для создания областей механического травмирования определенной степени биологических тканей 4 в этих зонах 5 интерференции. При этом данные области будут распространяться вглубь от поверхности 3 и представлять собой зоны неравномерного (заданной степени) микротравмирования клеток биологических тканей 4.

Травмирование тканей подобным образом не подразумевает увеличение площади контакта живых тканей с внешней агрессивной средой, что минимизирует рост фиброзных тканей.

При увеличении мощности акустических волн 1 , согласно форме реализации по Фиг. 2, можно достигнуть такого ее значения, при котором каждая отдельно взятая акустическая волна 1 окажется способной вызывать независимую деструкцию тканей. При этом процесс воздействия несколько изменится и будет выглядеть следующим образом. Волны 1 , идущие от каждого эпицентра 2 вглубь биологической ткани 4, вызывают ее механическое разрушение (зоны 6 механического разрушения) до тех пор, пока значение их мощности не уменьшается ниже порогового значения. Дальнейшее распространение волн 1 вглубь биологической ткани 4 не сопровождается ее разрушением, кроме зон 5 интерференции волн 1 идущих от соседних эпицентров 2. Таким образом, область травмирования будет представлять собой область полной деструкции поверхностных тканей (зоны 6 механического разрушения) и области локальных травмирований (зоны 5 интерференции).

Визуально наблюдаемый эффект в этом случае будет представлять собой появление на обрабатываемой поверхности «фроста», то есть области механически разрушенной ткани. При этом варьирование мощности акустической волны позволяет варьировать глубину расположения областей микротравмирования.

Для реализации микротравмирования глубоколежащих биологических тканей 4 с их последующей регенерацией осуществляют воздействие в соответствии с третьей формой реализации (см. Фиг. 3) заявляемого способа, т.е. генерируют направленные акустические волны 7. В этом случае интерференция акустических волн 7 будет происходить только в глубине биологических тканей без травмирования поверхностных слоев. Области механического микротравмирования будут создаваться в зонах 8 интерференции.

Регенерация тканей при осуществлении заявляемого способа будет происходить быстрее по сравнению с прототипом, так как даже при воздействии в соответствии со второй формой реализации (см. Фиг. 2) полной механической деструкции подвергаются только поверхностные ткани (зоны 6 механического разрушения), а в глубине тканей происходит не полное разрушение клеток, а только их травмирование (зоны 5 интерференции). Во всех иных формах реализации, в том числе, не рассмотренных отдельно в рамках данного описания, полной деструкции каких-либо биологических тканей не происходит вообще.

Что касается устройства для осуществления заявляемого способа обновления биологических тканей, то возможны различные варианты его исполнения.

Так, в устройстве в соответствии с первым вариантом исполнения источник излучения может представлять собой мощный ультразвуковой генератор. В качестве «формирователя» эпицентров 2 акустических волн 1 (7) может быть использована контактная площадка, выполненная в виде упорядоченного набора игл, расположенных с заданным шагом (на расстоянии друг от друга от 10 мк до 1 см) и контактирующих с поверхностью 3 биологической ткани 4 по площадям от 10 нм до Ю мкм 2 .

В устройстве в соответствии со вторым вариантом исполнения источник излучения может представлять собой мощный генератор мощных лазерных импульсов. В качестве «формирователя» эпицентров 2 акустических волн 1 (7) может быть использована специальная поглощающая среда (вещество), обладающая высокими коэффициентами поглощения для выбранной длины волны излучения, которую наносят на обрабатываемую поверхность. При этом поглощающее вещество должно быть нанесено в виде отдельных точек с площадями от 10 нм 2 до 10 мкм и интервалами между ними от 10 мкм до 1 см.

В устройстве в соответствии с третьим вариантом исполнения, источник излучения может представлять собой мощный генератор лазерного излучения, хорошо поглощаемого подлежащей воздействию биологической тканью. В этом случае нет необходимости наносить на подвергаемую воздействию поверхность 3 какие-либо дополнительные вещества, но необходимо сделать поперечное распределение лазерного пучка таким образом, чтобы оно образовывало на подвергаемой воздействию поверхности периодическую структуру с максимумами и минимумами энергии. Области высокой энергии при этом должны иметь площади от 10 нм до 10 мкм 2 (с интервалами между ними от 10 мкм до 1 см). Таким образом, устройство в третьем варианте исполнения основано на явлении многолучевой интерференции, и в нем предусмотрено преобразование исходного широкого лазерного пучка в заданное итоговое пространственное распределение интенсивности на поверхности подлежащей воздействию или вышележащей биологической ткани.

Принципиальная схема такого устройства представлена на Фиг. 4. Генерируемый источником 9 лазерного излучения широкий лазерный пучок 1 1 падает на светоделитель 10, разделяющий его пучок на число пучков 12, необходимое для получения заданного распределения. Оптическая система 13 сводит полученные с помощью светоделителя 10 пучки 12 под углами, необходимыми для получения с помощью многолучевой интерференции заданного пространственного распределения 14 интенсивности пучка.

Светоделитель 10 представляет собой оптический элемент или устройство разделяющие исходный лазерный пучок 1 1 на заданное количество пучков й 12 необходимой интенсивности. Светоделитель 10 может быть реализован на основе следующих групп элементов или их комбинаций:

- фазовые или амплитудные дифракционные решетки или более сложные дифракционные элементы,

- зеркала с диэлектрическим или металлическим покрытием, металлические зеркала,

- линзы сферические и/или цилиндрические с диэлектрическим или металлическим покрытием или без покрытия, - призмы с диэлектрическим или металлическим покрытием или без покрытия,

- системы микролинз и микропризм с диэлектрическим покрытием или без покрытия.

Оптическая система 13 представляет собой оптический элемент или устройство совмещающее пучки 12, полученные с помощью светоделителя 10 в плоскости итогового пространственного распределения 14 интенсивности пучка. Оптическая система обеспечивает падение пучков на плоскость итогового пространственного распределения 14 интенсивности пучка под углами, необходимыми для получения заданного итогового пространственного распределения 14 интенсивности пучка. Оптическая система 13 может быть реализована на основе следующих групп элементов или их комбинаций:

- линзы сферические и/или цилиндрические с диэлектрическим или металлическим покрытием или без покрытия,

- зеркала с диэлектрическим или металлическим покрытием, металлические зеркала,

- призмы с диэлектрическим или металлическим покрытием или без покрытия.

Итоговое пространственное распределение 14 интенсивности пучка представляет собой упорядоченную периодическую систему интерференционных максимумов и минимумов интенсивности пучка заданных размеров и периодичности в плоскости поверхности 3 подвергаемой воздействию или вышележащей биологической ткани 4.

Устройство в соответствии с третьим вариантом исполнения, представленное на Фиг. 4, работает в широком спектральном диапазоне длин волн от 200 нм до 20 мкм и широком диапазоне характерных размеров максимумов или минимумов пространственного распределения 14 интенсивности пучка от величины длины волны используемого излучения до 1 мм.

В частности, для преобразования излучения EnYAG лазера, работающего на длине волны 2,94 мкм, может быть использован светоделитель 10, состоящий из двух фазовых дифракционных решеток, изготовленных из плавленого кварца КИ с «П-образным» профилем штриха. Решетки ориентируются штрихами перпендикулярно друг к другу. Глубина штриха выбрана таким образом, чтобы в дифракционной картине отсутствовал нулевой порядок дифракции. Тогда на четыре пучка 12 первого порядка дифракции приходится 80 % энергии исходного излуче'ния (пучка 1 1). Эти пучки 12 лежат попарно во взаимно перпендикулярных плоскостях. Порядки дифракции сверх четырех пучков 12 первого порядка отфильтровываются специальной диафрагмой.

Полученные пучки 12 сводятся оптической системой 13, состоящей из двух линз, в плоскость итогового пространственного распределения 14 интенсивности пучка.

В итоге создается пространственное распределение 14 интенсивности пучка в виде чередующихся максимумов и минимумов. Вдоль линий, совпадающих с ориентацией решеток светоделителя 10, полученное распределение 14 интенсивности имеет синусоидальный вид с периодом 100 мкм.

Таким образом, вышеприведенное описание, проиллюстрированное некоторыми возможными, неограничивающими примерами реализации, показывает, что, несмотря на то, что в медицинской практике известны способы обновления/омоложения биологических тканей, а также соответствующие устройства, заявляемые способ и устройство позволяют получить новые, неожиданные технические результаты. Это связано, прежде всего, с тем, что для достижения эффекта обновления различных биологических тканей, расположенных на различной глубине можно реализовать формирование областей микротравмирований без температурного воздействия, т.е. без испарения или коагуляции всех вышележащих тканей. Таким образом, регенерация тканей происходит без роста фиброзных клеток, что позволяет говорить о действительном, а не о только визуально наблюдаемом омоложении.

Источники информации.

1. Б.Еремеев, К.Калайджян. Лазеры против морщин. Электронный альманах

«Косметика & медицина». [Электронный ресурс] - 6 апреля 2012. - Режим доступа: http://daniel.ru/cm/arc/r403.htm.

2. Palomar-омоложение. Сайт медицинского центра RODEN. [Электронный ресурс] - 4 мая 2012. - Режим доступа: http://www.roden.by/cosmetology/palomar- omolojenie/

3. Заявка US 201 1/0218464 А1 , опубл. 08.09.201 1.

4. Заявка US 2012/0016239 А1, опубл. 19.01.2012.

5. Заявка US 2012/0053458 А1 , опубл. 01.03.2012.

6. Патент US 6,997,923 В2, опубл. 31.10.2002.