ES3015160T3

ES3015160T3 - Apparatus for treating dermal melasma

Info

Publication number: ES3015160T3
Application number: ES18201589T
Authority: ES
Inventors: Richard Rox Anderson; Dieter Manstein; Henry Hin Lee Chan; Vincent Zuo
Original assignee: General Hospital Corp
Current assignee: General Hospital Corp
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2025-04-29
Anticipated expiration: 2034-08-11
Also published as: DK3030186T3; CN110840556A; US20190374287A1; CN110840556B; DK3498211T3; KR20160042069A; WO2015021462A1; US20200163714A1; CA2920858C; PT3498211T; US11039887B2; IL244030A0; CN105530886A; CA2920858A1; CN105530886B; US20160199132A1; ES2707725T3; HK1222781A1; EP3498211B1; US11071587B2

Abstract

Se pueden proporcionar métodos y dispositivos ejemplares para mejorar la apariencia del melasma dérmico. Esto puede lograrse, por ejemplo, enfocando radiación electromagnética con una longitud de onda de entre 600 nm y 850 nm en una región del tejido dérmico pigmentado a una profundidad de entre 150 y 400 micras, utilizando una configuración de lentes con una gran apertura numérica de entre 0,5 y 0,9. El tiempo de permanencia local ejemplar de la radiación enfocada puede ser inferior a unos pocos milisegundos, y la fluencia local proporcionada en la región focal puede estar entre 50 y 500 J/cm2. La región focal puede escanearse a través del tejido dérmico a velocidades del orden de unos pocos cm/s. Estos parámetros pueden proporcionar suficiente absorción de energía por parte de las células pigmentadas de la dermis para destruirlas, evitando al mismo tiempo dañar el tejido suprayacente y el tejido dérmico no pigmentado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato para tratar el melasma dérmico

Campo de la divulgación

Las realizaciones ejemplares de la presente divulgación se refieren al tratamiento de tejido pigmentado y, más particularmente, a métodos y aparatos para tratar el melasma dérmico.

Información de antecedentes

Sistemas para tratamientos dérmicos se proporcionan, entre otros, en el documento US2006/0004306 A1.

El melasma es un trastorno cutáneo de etiología desconocida que provoca una hiperpigmentación con manchas, a menudo en la zona facial. Esta afección es más frecuente en las mujeres que en los hombres. Si bien es posible que no se entiendan bien las causas específicas del melasma, la apariencia pigmentada del melasma puede agravarse debido a ciertas afecciones, como el embarazo, la exposición al sol, ciertos medicamentos, como los anticonceptivos orales, los niveles hormonales, la genética, etc.

Los ejemplos de síntomas del melasma incluyen manchas o máculas oscuras y de forma irregular, que se encuentran comúnmente en la parte superior de la mejilla, la nariz, el labio superior y la frente. Estas manchas con frecuencia se desarrollan gradualmente con el paso del tiempo. El melasma no parece causar ningún otro síntoma ni tener otros efectos perjudiciales, más allá de la decoloración cosmética.

A diferencia de muchas estructuras pigmentadas que suelen estar presentes en la región epidérmica de la piel (es decir, en la superficie cutánea o cerca de ella), el melasma dérmico (o profundo) se caracteriza con frecuencia por la presencia generalizada de melanina y melanófagos (incluyendo, por ejemplo, células excesivamente pigmentadas) en partes o regiones de la dermis subyacente. En consecuencia, el tratamiento del melasma dérmico (por ejemplo, aclarar la apariencia de las regiones pigmentadas oscuras) puede ser particularmente difícil debido a la mayor dificultad para acceder y afectar a dichas células y estructuras pigmentadas ubicadas más profundamente dentro de la piel. Por consiguiente, los tratamientos convencionales de rejuvenecimiento de la piel, tales como las exfoliaciones faciales (láser o químicas), la dermoabrasión, los agentes tópicos y similares, que afectan principalmente a la epidermis suprayacente, pueden no ser eficaces en el tratamiento del melasma dérmico.

Se ha observado que la aplicación de luz o energía óptica de ciertas longitudes de onda puede ser fuertemente absorbida por las células pigmentadas, dañándolas así. Sin embargo, un tratamiento eficaz del melasma dérmico mediante energía óptica presenta varios obstáculos. Por ejemplo, las células pigmentadas de la dermis deben dirigirse con suficiente energía óptica de longitud de onda o longitudes de onda apropiadas para alterarlas o dañarlas, lo que puede liberar o destruir parte de la pigmentación y reducir la apariencia pigmentada. Sin embargo, dicha energía puede ser absorbida por el pigmento (por ejemplo, los cromóforos) en el tejido cutáneo suprayacente, tal como la epidermis y la dermis superior. Esta absorción cercana a la superficie puede provocar un daño excesivo en la parte externa de la piel y un suministro insuficiente de energía a la dermis más profunda para afectar a las células pigmentadas de la misma.

Se han desarrollado enfoques fraccionados que implican la aplicación de energía óptica en ubicaciones pequeñas y discretas de la piel que están separadas por tejido sano para facilitar la curación. Sin embargo, estos enfoques fraccionados pueden “pasar por alto” muchas de las células pigmentadas de la dermis, y atacar eficazmente esas células más profundas puede volver a provocar un daño excesivo en el tejido sano cercano.

El documento US 2006/0004306 A1 describe métodos de tratamiento de tejidos con radiación electromagnética (REM) para producir retículas de islotes tratados con REM en el tejido. También se divulgan dispositivos y sistemas para producir retículas de islotes tratados con REM en tejidos, y aplicaciones cosméticas y médicas de dichos dispositivos y sistemas.

El documento US 2005/0049582 A1 describe un método y un aparato para proporcionar un tratamiento fraccionado de tejido (por ejemplo, piel) usando láseres. El método implica crear una o más zonas de tratamiento microscópicas de tejido necrótico y tejido alterado térmicamente y dejar intencionadamente que el tejido viable rodee las zonas de tratamiento microscópico. El aparato dermatológico incluye una o más fuentes de luz y un sistema de suministro para generar las zonas de tratamiento microscópicas en un patrón predeterminado. Las zonas de tratamiento microscópico pueden estar confinadas a la epidermis, la dermis o abarcar la unión epidérmica-dérmica y, además, se puede preservar el estrato córneo por encima de las zonas de tratamiento microscópico.

El documento US 2008/0058783 A1 describe dispositivos fotocosméticos de mano que se pueden utilizar para aplicar REM a la piel, por ejemplo, para lograr un tratamiento fraccionado de la piel.

El documento US 2003/0216719 A1 describe un aparato dermatológico incluidas múltiples conexiones de fuentes de luz y vías ópticas. Cada fuente de luz es capaz de enviar un haz óptico a través de su vía óptica conectada a una parte específica de la piel humana. El aparato dermatológico también incluye un sistema de control para seleccionar y controlar las fuentes de luz para suministrar múltiples haces ópticos en un patrón discontinuo y un elemento de enfoque para enfocar la potencia de los haces ópticos suministrados a múltiples zonas de tratamiento discretas que se ubican hasta 1,5 mm por debajo de una superficie exterior de la parte objetivo. Las zonas de tratamiento discretas tienen tamaños en el intervalo de 10 pm a 1000 pm.

Por lo tanto, puede ser deseable proporcionar un método y un aparato que puedan

atacan eficazmente las células pigmentadas de la dermis y reduzcan la aparición del melasma, sin generar un daño excesivo al tejido cutáneo sano ni producir otros efectos secundarios indeseables.

Compendio de realizaciones ejemplares de la divulgación

Se pueden proporcionar realizaciones ejemplares de métodos y aparatos para el tratamiento del melasma dérmico y otros defectos pigmentados dentro de la dermis, por ejemplo, para aclarar la apariencia pigmentada oscura del melasma dérmico. Las realizaciones ejemplares de los métodos y aparatos pueden facilitar la absorción selectiva de energía y el daño térmico a las estructuras pigmentadas dentro de la dermis al enfocar la radiación electromagnética (REM) altamente convergente, por ejemplo, la energía óptica, que tiene longitudes de onda apropiadas en las regiones pigmentadas dentro de la dermis. Este procedimiento ejemplar puede provocar calentamiento y/o daño térmico en las regiones pigmentadas, alterando así el pigmento y aclarando la apariencia de la piel, al tiempo que se evita un daño térmico no deseado al tejido no pigmentado circundante y al tejido suprayacente.

Según las realizaciones ejemplares de la presente divulgación, se puede proporcionar un aparato que puede incluir una disposición de emisores de radiación configurada para emitir REM y una disposición óptica configurada para dirigir la REM sobre la piel que se está tratando y enfocarla en una región focal dentro de la dermis. Se puede proporcionar una placa que sea sustancialmente ópticamente transparente a la REM en una parte del aparato que esté configurada para entrar en contacto con la superficie de la piel que se está tratando. Dicha placa puede estabilizar el tejido cutáneo flexible y facilitar un mejor control de la profundidad de la región focal por debajo de la superficie cutánea. Una superficie inferior de la placa puede ser sustancialmente plana o, opcionalmente, puede ser ligeramente convexa o cóncava. El aparato puede incluir además una carcasa o pieza de mano que puede contener estos componentes y facilitar la manipulación del aparato durante su uso.

El emisor de REM puede incluir, por ejemplo, una guía de ondas o fibra óptica configurada para dirigir la REM desde una fuente externa, una fuente de<r>E<m>tal como uno o más láseres de diodo, un láser de fibra o similares. Si la disposición de emisores incluye una fuente de REM, puede incluir opcionalmente una disposición de refrigeración configurada para enfriar la(s) fuente(s) de REM y evitar el sobrecalentamiento de la(s) fuente(s). Se puede proporcionar una disposición de control para controlar el funcionamiento de la disposición de emisores que incluye, por ejemplo, encender y apagar la fuente de REM, controlar o variar la potencia de salida de la fuente de REM, etc.

La REM puede tener longitudes de onda que son preferiblemente superiores a aproximadamente 600 nm, por ejemplo, entre aproximadamente 625 nm y aproximadamente 850 nm, o entre aproximadamente 650 nm y 750 nm. Las longitudes de onda más pequeñas (por ejemplo, menos de aproximadamente 600 nm) se pueden dispersar significativamente dentro del tejido cutáneo, teniendo así una profundidad de penetración insuficiente para alcanzar partes de la capa dérmica con suficiente fluencia y enfoque. Estas longitudes de onda más pequeñas también pueden tener una absorbancia de melanina muy alta, lo que puede generar una mayor absorción de REM por parte de la melanina en la región epidérmica suprayacente y un daño térmico no deseado en la región de la superficie. Estas longitudes de onda más pequeñas también pueden tener una mayor absorbancia por parte de la hemoglobina, un cromóforo competidor, que puede estar presente en los vasos sanguíneos. La absorción significativa de la REM por la hemoglobina puede provocar daños térmicos no deseados en dichos vasos. La absorbancia de la REM por la melanina generalmente disminuye al aumentar la longitud de onda, por lo que las longitudes de onda superiores a aproximadamente 850 nm pueden no ser absorbidas lo suficiente por la melanina dérmica como para provocar un calentamiento local y la alteración de las estructuras pigmentadas.

El aparato ejemplar puede incluir una disposición óptica configurada para enfocar la REM en un haz altamente convergente. Por ejemplo, la disposición óptica puede incluir una disposición de lentes convergentes o de enfoque que tenga una apertura numérica (NA) de aproximadamente 0,5 o mayor, por ejemplo, entre aproximadamente 0,5 y 0,9. El ángulo de convergencia correspondientemente grande de la REM puede proporcionar una fluencia e intensidad altas en la región focal del cristalino (que puede ubicarse dentro de la dermis) con una fluencia más baja en el tejido suprayacente por encima de la región focal. Dicha geometría focal puede ayudar a reducir el calentamiento no deseado y el daño térmico en el tejido suprayacente por encima de las regiones dérmicas pigmentadas. La disposición óptica ejemplar puede incluir además una disposición de lentes de colimación configurada para dirigir la REM desde la disposición de emisión a la disposición de lentes de enfoque.

La disposición óptica ejemplar puede configurarse para enfocar la REM en una región focal que tenga una anchura o un tamaño de punto inferior a aproximadamente 200 pm (micrómetros), por ejemplo, inferior a 100 pm, o incluso inferior a aproximadamente 50 pm, por ejemplo, tan pequeño como 10 pm. Dicho tamaño de punto se puede seleccionar como un equilibrio entre ser lo suficientemente pequeño como para proporcionar una alta fluencia o intensidad de REM en la región focal (para irradiar eficazmente las estructuras pigmentadas en la dermis) y ser lo suficientemente grande como para facilitar la irradiación de grandes regiones/volúmenes del tejido cutáneo en un tiempo de tratamiento razonable.

La disposición óptica ejemplar también se puede configurar para dirigir la región focal de la REM hacia una ubicación dentro del tejido dérmico que se encuentra a una profundidad por debajo de la superficie cutánea entre aproximadamente 120 gm y 400 gm, por ejemplo, entre aproximadamente 150 gm y 300 gm. Este intervalo de profundidad ejemplar puede corresponder a las profundidades observadas típicas de las regiones pigmentadas de la piel que presentan melasma dérmico. Esta profundidad focal puede corresponder a una distancia desde una superficie inferior del aparato configurada para contactar con la superficie cutánea y la ubicación de la región focal.

En otras realizaciones ejemplares de la presente divulgación, las posiciones y/u orientaciones de la disposición de emisores REM y/o los componentes de la disposición óptica pueden controlarse o ajustarse entre sí, de manera que la ruta de la REM pueda variar. Dicha variación en la ruta de la REM puede proporcionar las variaciones correspondientes en la profundidad, la anchura y/o la ubicación de la región focal dentro de la dermis, y puede facilitar el tratamiento de volúmenes más grandes del tejido cutáneo cuando el aparato se traslada con respecto a la piel. Dicho movimiento relativo de estos componentes también puede facilitar el movimiento de la región focal dentro del tejido cutáneo cuando el aparato se mantiene estacionario con respecto a la piel, por ejemplo, para tratar regiones más grandes de la piel sin mover todo el aparato.

En otras realizaciones ejemplares de la presente divulgación, la disposición ejemplar de lentes de enfoque puede incluir una pluralidad de microlentes, por ejemplo, lentes convexas, lentes planoconvexas o similares. Cada una de las microlentes puede tener una NA grande (por ejemplo, entre aproximadamente 0,5 y 0,9). Las microlentes pueden proporcionarse en una distribución, por ejemplo, una distribución cuadrada o hexagonal, para producir una pluralidad de regiones focales en el tejido dérmico en un patrón similar. Una anchura de las microlentes puede ser pequeña, por ejemplo, entre aproximadamente 1 mm y 3 mm de anchura. También se pueden proporcionar microlentes 300 que son ligeramente más anchas o más estrechas que estas en ciertas realizaciones. En otras realizaciones ejemplares de la presente divulgación, las microlentes pueden incluir lentes cilindricas, por ejemplo, lentes cilindricas convexas o lentes cilindricas planoconvexas. Una anchura de tales microlentes cilindricas puede ser pequeña, por ejemplo, entre aproximadamente 1 mm y 3 mm de anchura. La longitud de las microlentes cilindricas puede estar entre, por ejemplo, aproximadamente 5 mm y 5 cm.

La disposición ejemplar de emisores de radiación y/o la disposición óptica ejemplar pueden configurarse para dirigir un único haz ancho de REM sobre toda la distribución de dichas microlentes o una parte de la misma para generar simultáneamente una pluralidad de regiones focales en la dermis. En otras realizaciones ejemplares, la disposición de emisores de radiación y/o la disposición óptica pueden configurarse para dirigir una pluralidad de haces más pequeños de REM hacia las microlentes individuales. Dichos haces múltiples pueden proporcionarse, por ejemplo, usando una pluralidad de fuentes de REM (tales como diodos láser), un divisor de haz o una pluralidad de guias de onda, o barriendo un solo haz sobre las microlentes individuales. Si se proporcionan microlentes cilindricas, se puede barrer uno o más haces de REM sobre dichas lentes cilindricas, por ejemplo, en una dirección paralela al eje longitudinal de dichas lentes cilindricas.

En otra realización ejemplar de la presente divulgación, las microlentes cilindricas o esféricas ejemplares pueden tener diferentes valores de NA, diferentes tamaños o radios y/o diferentes distancias focales efectivas entre si. Dichas variaciones en la geometria y las propiedades ópticas de las microlentes pueden facilitar la irradiación de volúmenes más grandes de la dermis.

La placa configurada para entrar en contacto con la superficie cutánea se puede proporcionar opcionalmente como parte de la disposición de lentes de enfoque, por ejemplo, se puede formar como la superficie inferior de una lente planoconvexa o una pluralidad de tales microlentes. La placa se puede enfriar opcionalmente, por ejemplo, enfriándola previamente antes de su uso o con una disposición de refrigeración activa (por ejemplo, un dispositivo Peltier, un conducto de frio conductor o similar). Tal enfriamiento puede ayudar a proteger la epidermis y las partes superiores de la dermis del daño térmico no deseado. Opcionalmente, se puede proporcionar un gel óptico o similar (por ejemplo, glicerol o una sustancia similar) entre la placa y la superficie cutánea para reducir una discordancias del indice óptico entre la placa y la piel, mejorando asi la transmisión de la REM a la piel.

En otras realizaciones ejemplares de la presente divulgación, el aparato ejemplar puede incluir uno o más sensores configurados para detectar el contacto del aparato con la piel y/o la velocidad del aparato sobre la superficie cutánea durante el uso. Dichos sensores ejemplares pueden acoplarse a una disposición de control del emisor o fuente de REM y adaptarse para generar señales capaces de variar las propiedades de la REM, por ejemplo, variando la potencia emitida por la disposición de emisores en función de la velocidad de traslación del aparato, apagando la(s) fuente(s) de REM cuando el aparato está estacionario con respecto a la superficie cutánea o se aleja de la piel, etc. Dichos sensores y disposiciones de control pueden mejorar la seguridad del aparato al evitar una irradiación excesiva y un daño térmico no deseado en la piel.

Puede ser preferible limitar el tiempo de irradiación (tiempo de permanencia) de una ubicación particular en la dermis a un periodo de tiempo corto, por ejemplo, aproximadamente 1-2 milisegundos o menos. Estos tiempos de permanencia cortos se pueden lograr, por ejemplo, configurando la disposición de emisores de radiación para proporcionar pulsos discretos de REM. El intervalo ejemplar entre dichos pulsos de REM puede ser, por ejemplo, del orden de aproximadamente 50 milisegundos o más para proporcionar una separación espacial entre las regiones de la dermis irradiadas por pulsos sucesivos cuando el aparato se traslada sobre la piel. También se pueden lograr tiempos de permanencia cortos trasladando el aparato sobre la piel durante el uso, por ejemplo, a velocidades de aproximadamente 1 cm/s o más, de manera que la región focal no permanezca en una ubicación particular de la dermis durante más de unos pocos milisegundos. En otras realizaciones, también se pueden usar sensores opcionales para controlar la REM emitida por el aparato a fin de evitar tiempos de permanencia locales más prolongados.

La potencia de salida de la disposición ejemplar de emisores puede seleccionarse para proporcionar una fluencia local dentro de cada región focal que esté entre aproximadamente 10-1000 J/cm2 para una REM que tenga una longitud de onda de aproximadamente 650 nm, por ejemplo, entre aproximadamente 50-500 J/cm 2. La fluencia estimada dentro de la región focal se puede relacionar con el tamaño de punto, el tiempo de permanencia local y la potencia total del haz utilizando ecuaciones convencionales. También se pueden usar valores de fluencia local más grandes o más pequeños cuando se utilizan velocidades de barrido más rápidas o más lentas y/o con tiempos de permanencia más cortos o más largos, respectivamente. La fluencia puede ser algo menor para longitudes de onda más cortas (que la melanina absorbe más fácilmente) o mayor para longitudes de onda más largas, para las que la absorción REM por la melanina es más débil.

En otras realizaciones de la divulgación, se puede proporcionar un método para tratar el melasma dérmico que incluye enfocar al menos un haz de REM en al menos una región focal dentro de la dermis, para generar una absorción selectiva por parte de las células o estructuras pigmentadas dentro de la dermis y, al mismo tiempo, evitar el calentamiento y el daño no deseados al tejido no pigmentado y al tejido suprayacente. La longitud de onda de REM utilizada, las propiedades focales (por ejemplo, el valor de NA, la profundidad focal, el tamaño de punto), las velocidades de barrido y/o las propiedades de REM pulsada, la potencia de haz de REM, la fluencia dentro de las regiones focales, etc., pueden proporcionarse según las diversas realizaciones descritas en esta memoria.

Estos y otros objetos, características y ventajas de la presente divulgación se harán evidentes al leer la siguiente descripción detallada de realizaciones ejemplares de la presente divulgación, cuando se tomen conjuntamente con los dibujos y reivindicaciones adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

Otros objetos, características y ventajas de la presente divulgación se harán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada tomada junto con las figuras adjuntas que muestran las realizaciones ilustrativas, los resultados y/o las características de las realizaciones ejemplares de la presente divulgación, en las que:

la FIG. 1A es una vista lateral de una ilustración de una o más radiaciones que se enfocan en el tejido dérmico pigmentado;

la FIG. 1B es un gráfico ejemplar de espectro de absorbancia para la melanina;

la FIG. 1C es un gráfico ejemplar de espectro de absorbancia para la hemoglobina oxigenada y desoxigenada;

la FIG. 2 es una vista lateral en sección transversal de un diagrama de un aparato ejemplar según las realizaciones ejemplares de la presente divulgación;

la FIG. 3A es una vista lateral esquemática de una disposición de microlentes que se puede usar con ciertas realizaciones ejemplares de la presente divulgación;

la FIG. 3B es una vista superior esquemática de una primera disposición ejemplar de las microlentes mostradas en la FIG. 3A;

la FIG. 3C es una vista superior esquemática de una segunda disposición ejemplar de las microlentes mostradas en la FIG. 3A;

la FIG. 3D es una vista superior esquemática de una disposición ejemplar de microlentes cilíndricas que se puede usar con ciertas realizaciones ejemplares de la presente divulgación;

la FIG. 3E es una vista esquemática angulada de la disposición ejemplar de microlentes cilíndricas que se muestra en la FIG. 3D;

la FIG. 3F es una vista lateral esquemática de una disposición ejemplar adicional de las microlentes que se puede usar con otras realizaciones ejemplares de la presente divulgación;

la FIG. 4 es una vista lateral esquemática en sección transversal de otro aparato ejemplar según otras realizaciones ejemplares de la presente divulgación;

la FIG. 5 es una imagen de biopsia ejemplar de piel de cerdo tatuada con una solución de melanina para simular los efectos del melasma dérmico;

la FIG. 6A es una imagen de superficie ejemplar de una región de piel de cerdo tatuada con una solución de melanina para simular los efectos del melasma dérmico; y

la FIG. 6B es una imagen de superficie ejemplar de la región tatuada de piel de cerdo que se muestra en la FIG. 6A después de haber sido irradiada con radiación electromagnética enfocada según las realizaciones ejemplares de la presente divulgación.

En todos los dibujos, se usan los mismos números y caracteres de referencia, a menos que se indique lo contrario, para indicar características, elementos, componentes o partes similares de las realizaciones ilustradas. Por lo tanto, las características similares pueden describirse con los mismos números de referencia, lo que indica al lector experto que se pueden realizar intercambios de características entre diferentes realizaciones, a menos que se indique explícitamente lo contrario. Además, aunque la presente divulgación se describirá ahora en detalle con referencia a las figuras, se hace en relación con las realizaciones ilustrativas y no está limitada por las realizaciones particulares ilustradas en las figuras.

Descripción detallada de realizaciones ejemplares

Según ciertas realizaciones ejemplares de la presente divulgación, se pueden proporcionar dispositivos y métodos para tratar el melasma dérmico (o profundo). Por ejemplo, la radiación electromagnética (REM) (tal como, por ejemplo, energía óptica) en una o más longitudes de onda particulares puede enfocarse en la dermis, donde la REM puede pulsarse y/o barrerse opcionalmente, de manera que la radiación es absorbida selectivamente por las células pigmentadas de la dermis. Dicha absorción de la energía, junto con la geometría de enfoque y los parámetros de barrido, puede dañar o destruir selectivamente muchas de las células pigmentadas al tiempo que reduce o evita el daño a las células no pigmentadas circundantes y a la epidermis suprayacente.

En la FIG. 1 se muestra una vista lateral esquemática ejemplar de una sección de tejido cutáneo. El tejido cutáneo incluye una superficie cutánea 100 y una capa epidérmica superior 110, o epidermis, que puede tener, por ejemplo, un grosor de aproximadamente 60 a 120 pm en la región facial. La dermis puede ser un poco más gruesa en otras partes del cuerpo. La capa dérmica subyacente 120, o dermis, se extiende desde debajo de la epidermis 110 hasta la capa de grasa subcutánea más profunda (no se muestra). La piel que presenta un melasma profundo o dérmico puede incluir una población de células pigmentadas o regiones 130 que contienen cantidades excesivas de melanina.

En las realizaciones ejemplares de la presente divulgación, una radiación electromagnética (REM) 150 (por ejemplo, energía óptica) se puede enfocar en una o más regiones focales 160 que se pueden ubicar dentro de la dermis 120. La REM 150 se puede proporcionar en una o más longitudes de onda apropiadas que pueden ser absorbidas por la melanina. La longitud de onda o longitudes de onda de la REM se pueden seleccionar para mejorar la absorción selectiva por las regiones pigmentadas 130 de la dermis 120.

Por ejemplo, en el gráfico de la FIG. 1B se muestra un gráfico de un espectro de absorción ejemplar para la melanina. Se observa que la absorción de la REM por la melanina alcanza un valor máximo a una longitud de onda de aproximadamente 350 nm, y luego disminuye al aumentar la longitud de onda. Aunque la absorción de la REM por la melanina facilita el calentamiento y/o la alteración de las regiones 130 que contienen melanina, una absorbancia de melanina muy alta puede dar como resultado una alta absorción por parte del pigmento en la epidermis 110 y una penetración reducida de la REM en la dermis 120. Como se ilustra en la FIG. 1B, la absorción de melanina a longitudes de onda REM que son inferiores a aproximadamente 500 nm es relativamente alta, de manera que las longitudes de onda inferiores a aproximadamente 500 nm pueden no ser adecuadas para penetrar lo suficiente en la dermis 120 como para calentar y dañar o alterar las regiones pigmentadas 130 de la misma. Tal absorción mejorada a longitudes de onda más pequeñas puede provocar daños no deseados en la epidermis 110 y en la parte superior (superficial) de la dermis 120, con relativamente poca REM no absorbida que pasa a través del tejido hacia las partes más profundas de la dermis 120.

Otro cromóforo importante observado en el tejido cutáneo es la hemoglobina, que está presente en los vasos sanguíneos. La hemoglobina puede estar oxigenada (HbO<2>) o desoxigenada (Hb), donde cada forma de hemoglobina puede presentar propiedades de absorción REM ligeramente diferentes. Por ejemplo, los espectros de absorción ejemplares para Hb y HbO<2>se muestran en el gráfico de la FIG. 1C. Estos espectros indican un coeficiente de absorción elevado tanto para la Hb como para el HbO<2>a longitudes de onda de REM inferiores a aproximadamente 600 nm, y la absorbancia disminuye significativamente a longitudes de onda más altas. La absorción intensa de la REM dirigida al tejido cutáneo por la hemoglobina (Hb y/o HbO<2>) puede provocar el calentamiento de los vasos sanguíneos que contienen hemoglobina, lo que provoca daños no deseados en estas estructuras vasculares y una menor disponibilidad de REM para ser absorbida por la melanina.

En consecuencia, puede ser preferible usar REM que tenga longitudes de onda superiores a 600 nm en ciertas realizaciones ejemplares de la presente divulgación, por ejemplo, aproximadamente 625 nm o más. Dichas longitudes de onda pueden aumentar la selectividad de la absorción de REM en la dermis, por ejemplo, reduciendo la absorción competitiva por parte de la hemoglobina y evitando también la absorción excesiva de la REM por la melanina epidérmica (como se ha descrito anteriormente) de manera que la REM pueda penetrar en la dermis 120 y dirigirse a las regiones pigmentadas 130 de la misma.

Por ejemplo, las longitudes de onda más largas de la REM tienden a dispersarse más fácilmente por la estructura no homogénea del tejido cutáneo. Dicha dispersión puede reducir la profundidad de penetración efectiva de REM dirigida sobre el tejido y también inhibir el enfoque del haz de REM 150 en una pequeña región focal 160, como se describe en esta memoria. Además, la absorbancia de la melanina continúa disminuyendo al aumentar la longitud de onda, como se indica en el gráfico de la FIG. 1B. Por lo tanto, las REM con longitudes de onda inferiores a aproximadamente 750 nm u 850 nm se enfocan bien en el tejido para generar una intensidad local suficiente dentro de la dermis 120, y son absorbidas lo suficiente por la melanina dérmica como para alterar y/o dañar las regiones pigmentadas 130.

En consecuencia, en las realizaciones ejemplares de la presente divulgación, es posible proporcionar o usar una REM que tenga una o más longitudes de onda entre aproximadamente 600 nm y aproximadamente 850 nm, por ejemplo, entre aproximadamente 625 nm y aproximadamente 800 nm, que se encuentra principalmente en el intervalo de luz visible. En ciertas realizaciones, la longitud de onda puede estar entre aproximadamente 650 nm y 750 nm. En otras realizaciones ejemplares de la presente divulgación, pueden usarse longitudes de onda inferiores a aproximadamente 600 nm o superiores a aproximadamente 850 nm, aunque la REM que tiene tales longitudes de onda puede proporcionarse con suficiente enfoque y/o potencia y fluencia apropiadas, como se describe en esta memoria, para lograr una cantidad y selectividad suficientes de absorción por parte de la melanina en la dermis.

En otras realizaciones ejemplares de la presente divulgación, se puede proporcionar un aparato 200, ilustrado esquemáticamente en un diagrama de la FIG. 2, para tratar el melasma dérmico en la piel utilizando la REM 150, por ejemplo, energía óptica. Por ejemplo, el aparato 200 puede incluir una disposición de emisores de radiación 210 y una disposición óptica que puede proporcionarse entre la disposición de emisores de radiación 210 y el tejido objetivo a tratar. Por ejemplo, la disposición óptica puede incluir una primera disposición de lentes 220 y una segunda disposición de lentes 230. Estos componentes ejemplares pueden proporcionarse opcionalmente en una pieza de mano 250 u otra carcasa o recinto. El aparato 200 puede incluir además una placa 240 que tiene una superficie inferior configurada para contactar con la superficie 100 del tejido cutáneo que se está tratando. Se puede proporcionar una disposición de accionador 260 para controlar el funcionamiento del aparato 200, por ejemplo, para activar y/o apagar la disposición de emisores 210, controlar o ajustar ciertos parámetros operativos del aparato 200, etc. Se puede proporcionar una fuente de alimentación (no mostrada) para la disposición de emisores de radiación 210. Por ejemplo, la fuente de alimentación puede incluir una batería proporcionada dentro de la pieza de mano 250, un cable eléctrico u otra conexión conductora proporcionada entre la disposición de emisores 210 y una fuente de alimentación externa (por ejemplo, una toma eléctrica o similar), etc.

La disposición de emisores de radiación 210 puede incluir, por ejemplo, uno o más diodos láser, fibras ópticas, guías de onda u otros componentes configurados para generar y/o emitir la REM 150 y dirigirla hacia o sobre la disposición óptica 220, por ejemplo, sobre la primera disposición de lentes 220. En ciertas realizaciones ejemplares de la presente divulgación, la disposición de emisores de radiación 210 puede incluir uno o más diodos láser que emiten radiación óptica 150 que tiene una o más longitudes de onda entre aproximadamente 600 nm y 850 nm, por ejemplo, entre aproximadamente 650 nm y 750 nm.

En otras realizaciones ejemplares de la presente divulgación, la disposición de emisores de radiación 210 puede incluir los extremos distales de una o más guías de ondas (por ejemplo, fibras ópticas) (no se muestran), donde las guías de onda se pueden configurar o adaptar para dirigir la REM 150 desde una fuente externa (no se muestra) hacia o sobre la primera disposición de lentes 220. Dicha fuente de REM externa ejemplar puede configurarse para proporcionar o dirigir la REM 150 a la disposición de emisores de radiación 210 que tiene una o más longitudes de onda entre aproximadamente 600 nm y 850 nm, por ejemplo, entre aproximadamente 650 nm y 750 nm.

En realizaciones ejemplares adicionales de la presente divulgación, la radiación electromagnética (REM) 150 (por ejemplo, energía óptica) se puede enfocar en una o más regiones focales 160 que se pueden ubicar dentro de la dermis 120, como se muestra esquemáticamente en las FIGS. 1A y 2. La disposición óptica ejemplar puede configurarse para proporcionar uno o más haces altamente convergentes de REM 150, donde cada uno de dichos haces puede emitirse desde una parte inferior del aparato 200 y converger en una región focal 160 más estrecha ubicada a una distancia particular por debajo de la superficie inferior del aparato 200, por ejemplo, por debajo de la superficie inferior de la placa 240. Dicha convergencia de la REM 150 puede producir una alta fluencia e intensidad locales dentro de la región focal 160, al tiempo que irradia el tejido suprayacente (por ejemplo, la epidermis 110 y la parte superior de la dermis 120) con una fluencia inferior.

En una realización ejemplar adicional de la presente divulgación, la primera disposición de lentes 220 puede adaptarse y/o configurarse para dirigir la REM 150 desde la disposición de emisores 210 hacia o sobre la segunda disposición de lentes 230. La primera disposición de lentes 220 puede incluir, por ejemplo, una o más lentes, reflectores, espejos parcialmente o totalmente plateados, prismas y/o divisores de haz. Por ejemplo, la primera disposición de lentes 220 puede configurarse para colimar o alinear la REM 150 emitida desde la disposición de emisores 210 con la segunda disposición de lentes 230, como se muestra en la FIG. 2. La primera disposición de lentes 220 puede incluir, por ejemplo, una lente objetivo o similar.

La segunda disposición de lentes 230 puede configurarse y/o adaptarse para recibir la REM 150 de la primera disposición de lentes 220 y dirigirla hacia una o más zonas focales 160 dentro de la dermis 120, como se muestra en la FIG. 1. Por ejemplo, la primera disposición de lentes 220 puede ser una lente de colimación, y la segunda disposición de lentes 230 puede servir como una lente de enfoque que incluye, por ejemplo, una única lente de objetivo como se muestra en la FIG. 2, una o más lentes planoconvexas o lentes cilíndricas, o similares. A continuación se describen con más detalle diversas realizaciones ejemplares de la disposición óptica que se pueden configurar para producir una o más regiones focales 160.

Por ejemplo, como se muestra en la ilustración ejemplar de la FIG. 2, el haz altamente convergente de la REM 150 se “extiende” relativamente a medida que pasa a través de la placa 240 (por ejemplo, cuando entra en la superficie 100 del tejido cutáneo cuando el aparato 200 se coloca sobre la piel para irradiarla). Las características geométricas, temporales y de potencia de la REM 150 se pueden seleccionar como se describe en esta memoria, de manera que la fluencia y la intensidad de la REM 150 en y cerca de la superficie cutánea 100 sean lo suficientemente bajas como para evitar un calentamiento no deseado y daños en el tejido superficial. La REM 150 se puede enfocar entonces con una intensidad y fluencia suficientes dentro de la zona focal 160 para facilitar una absorción significativa de la REM 150 por las regiones pigmentadas 130 dentro o proximales a la región focal 160. De esta manera, las realizaciones ejemplares de la presente invención pueden dirigirse a las regiones pigmentadas 130 dentro de la dermis 120 para calentarlas selectivamente y alterarlas o dañarlas, sin generar daños no deseados en el tejido suprayacente y en el tejido no pigmentado circundante.

Los ángulos convergentes de haz ejemplares de aproximadamente 70-80 grados se ilustran en las FIGS. 1A y 2, aunque este valor aproximado es simplemente un valor ejemplar. En general, el ángulo convergente puede ser de aproximadamente 40 grados o más, por ejemplo, incluso de aproximadamente 90 grados o más. Dichos ángulos de convergencia no estrechos pueden generar una gran intensidad local y una fluencia de REM 150 en la región focal 160, mientras que la fluencia correspondiente en el tejido suprayacente (y subyacente) puede ser menor debido a la convergencia/divergencia del haz. Debe entenderse que son posibles otros ángulos de convergencia y están dentro del alcance de la presente divulgación.

Por consiguiente, la apertura numérica (NA) efectiva de la segunda disposición de lentes 230 es preferiblemente grande, por ejemplo, mayor de aproximadamente 0,5, tal como entre aproximadamente 0,5 y 0,9. La apertura numérica NA se define generalmente en óptica como NA =nsenG, dondenes el índice de refracción del medio en el que trabaja la lente yGes la mitad del ángulo de convergencia o divergencia del haz. La REM 150 entra en la lente a través del aire circundante, que tiene un índice de refracción de aproximadamente 1. Por lo tanto, un ejemplo de semiángulo convergenteGdel haz de REM hacia la región focal 160, que corresponde a un valor de NA entre aproximadamente 0,5 y 0,9, puede estar entre aproximadamente 30 y 65 grados. Por lo tanto, el intervalo ejemplar del ángulo de convergencia total puede estar entre aproximadamente 60 y 130 grados.

Los valores más altos de la NA efectiva pueden proporcionar un ángulo de convergencia mayor y una diferencia mayor correspondiente en la intensidad del haz local y la fluencia entre la superficie del tejido 100 y la región focal 160. En consecuencia, un valor de NA mayor puede proporcionar un mayor “margen de seguridad” al proporcionar niveles de irradiación menos intensos al tejido suprayacente que a las regiones pigmentadas 130, reduciendo así la probabilidad de generar daño térmico en el tejido suprayacente. Sin embargo, un valor de NA mayor puede disminuir el tamaño de la región focal 160 en relación con el área del haz REM entrante, que puede irradiar así un volumen de tratamiento relativamente menor de tejido pigmentado dentro de la dermis 120. Dichos volúmenes de tratamiento más pequeños pueden reducir la eficacia del tratamiento de grandes áreas de la piel en un tiempo razonable. Los valores de NA ejemplares entre aproximadamente 0,5 y 0,9 pueden, por lo tanto, proporcionar un compromiso razonable entre el factor de seguridad y la eficiencia del tratamiento, aunque en ciertas realizaciones se pueden usar valores ligeramente mayores o más pequeños de la NA (por ejemplo, ajustando otros parámetros del sistema de manera apropiada, como la potencia del haz, la velocidad de barrido, etc.).

Una anchura de la región focal 160 (por ejemplo, un “tamaño de punto”) puede ser pequeña, por ejemplo, inferior a aproximadamente 200 pm, por ejemplo, inferior a 100 pm. En general, la región focal se puede definir como la región volumétrica en la que el REM 150 está presente a una intensidad más alta. Por ejemplo, la región focal 160 puede no estar presente como un punto idealizado debido a factores tales como la dispersión de la REM 150 dentro del tejido, las aberraciones o no idealidades en los componentes ópticos (por ejemplo, lentes y/o reflectores), las variaciones en la ruta de los rayos incidentes de la REM 150, etc. Además, la región focal 160 puede extenderse en un pequeño intervalo de profundidades dentro del tejido, como se muestra esquemáticamente en las FIGS. 1A y 2. En general, el tamaño y la ubicación de la región focal con respecto al aparato 200 pueden determinarse o seleccionarse en función de las propiedades y la configuración de la disposición óptica (por ejemplo, las disposiciones de lentes primera y segunda 220, 230), las características de la REM 150 proporcionada por la disposición emisora 210 y las propiedades ópticas del tejido cutáneo que se está tratando.

En ciertas realizaciones ejemplares, la anchura de la región focal 160 puede ser inferior a 50 pm, por ejemplo, tan pequeña como 10 pm. Por ejemplo, un valor teórico inferior para el tamaño de punto puede aproximarse a 1,22Á/NA, dondeÁes la longitud de onda de la radiación electromagnética y NA es la apertura numérica de una lente. Para una longitud de onda de aproximadamente 650 nm y un NA de 0,5, el tamaño de punto mínimo teórico es de aproximadamente 1,6 micrómetros. El tamaño real del punto (o la anchura de la región focal 160) se puede seleccionar como un equilibrio entre ser lo suficientemente pequeño como para proporcionar una alta fluencia o intensidad de la REM 150 en la zona focal 160 (para dañar las células pigmentadas 130) y ser lo suficientemente grande como para irradiar un volumen suficientemente grande del tejido cutáneo en poco tiempo. Además, un tamaño de punto focal mayor puede reducir la diferencia de fluencia entre la región focal y el tejido suprayacente para un valor de NA dado, aumentando así la posibilidad de calentamiento no deseado y/o daño al tejido suprayacente.

Para un valor de NA ejemplar particular de la disposición 230 de lentes de enfoque, el radio del haz en la superficie se puede estimar como la profundidad focal multiplicada por la tangente del semiángulo de convergencia proporcionado por la lente de enfoque. Como ejemplo, un valor de NA de 0,5 corresponde a un semiángulo de convergencia de aproximadamente 30 grados, para el que la tangente es 0,577. Para una profundidad focal ejemplar de 200 micrómetros, el radio del haz REM convergente en la superficie cutánea 100 es de aproximadamente 115 micrómetros (0,577 x 200), de manera que la anchura total del haz en la superficie es de aproximadamente 230 micrómetros. La fluencia local es inversamente proporcional al área de la sección transversal local del haz para una energía de haz en particular. Por consiguiente, para un tamaño de punto (anchura de región focal) de 20 micrómetros, la relación entre la fluencia en la región focal y la de la superficie cutánea es de aproximadamente (230/20)2, o de aproximadamente 130:1. La relación de fluencia real puede ser algo menor debido a la absorción de parte de la energía REM entre la superficie cutánea y la región focal. Sin embargo, este cálculo ejemplar indica la fluencia relativamente baja en las regiones superficiales de la piel (en comparación con la fluencia en la región focal) que se puede generar cuando se usa una lente de enfoque que tiene una NA alta.

En otras realizaciones ejemplares de la presente divulgación, el aparato ejemplar puede generar simultáneamente una pluralidad de dichas regiones focales 160 y/o las regiones focales 160 pueden barrerse o atravesarse a través de las partes de la dermis 120 que contienen células pigmentadas 130 para irradiar mayores volúmenes de la dermis 120 en un tiempo razonable, como se describe con más detalle en esta memoria.

En ciertas realizaciones ejemplares, la profundidad de la región focal 160 por debajo de la superficie cutánea 100 puede estar entre aproximadamente 120 gm y 400 gm, p. ej., entre aproximadamente 150 gm y 300 gm. Este intervalo de profundidad ejemplar puede corresponder generalmente a las profundidades observadas de las regiones pigmentadas 130 en la piel que presenta melasma dérmico. La profundidad focal puede corresponder a una distancia desde una superficie de contacto inferior del aparato 200 (por ejemplo, la superficie inferior de la placa 240) y la región focal 160 de la REM 150, porque la placa 240 puede aplanar el tejido subyacente cuando se coloca sobre la superficie cutánea 100. En consecuencia, la profundidad de la región focal 160 dentro de la piel puede seleccionarse o controlarse en función de una configuración de la disposición óptica dentro de la carcasa 250.

En diversas realizaciones ejemplares de la presente divulgación, la REM 150 puede ser colimada (por ejemplo, los rayos dentro del haz de REM son sustancialmente paralelos entre sí), convergente o divergente entre la primera disposición de lentes 220 y la segunda disposición de lentes 230. En otras realizaciones ejemplares, la disposición de emisores de radiación 210 y/o los componentes de la disposición óptica (por ejemplo, la primera disposición de lentes 220 y/o la segunda disposición de lentes 230) pueden ser controlables o ajustables de manera que la ruta de la REM 150 pueda variar. Tal variación ejemplar en la ruta de la REM 150 puede proporcionar las variaciones correspondientes en la profundidad, la anchura y/o la ubicación de la región focal 160 dentro de la dermis 120 cuando el aparato se mantiene estacionario con respecto a la piel.

Por ejemplo, la posición y/o el ángulo de la REM 150 se pueden desplazar con respecto al eje óptico de una lente en la segunda disposición de lentes 230. Alternativa o adicionalmente, se puede variar la convergencia o divergencia de la REM 150 que entra o está dentro de la disposición óptica. Dichas variaciones en la geometría y/o la ruta de la REM pueden proporcionar variaciones en la profundidad y/o la posición lateral de la región o regiones focales 160. De esta manera, se pueden irradiar volúmenes más grandes de la dermis 120 mientras el aparato 200 se mantiene estacionario sobre el área de la piel que se está tratando. Tal variación ejemplar de las características de la región de enfoque puede facilitar el tratamiento de una pluralidad de intervalos de profundidad y/o ubicaciones dentro de la dermis 120 que contienen células pigmentadas o defectos 130.

El ajuste y/o la alteración ejemplares de la geometría y/o la ruta de la REM 150 se pueden lograr, por ejemplo, utilizando uno o más traductores, espejos móviles, divisores de haz y/o prismas, o similares, que pueden acoplarse a la disposición de emisores de radiación 210, la primera disposición de lentes 220 y/o la segunda disposición de lentes 230. Además, estas variaciones ejemplares en las ubicaciones de la región focal 160 también se pueden combinar con una traslación del aparato 200 sobre el área de la piel que se está tratando para irradiar volúmenes más grandes de la dermis 120, dirigiéndose así a un mayor número de células pigmentadas 130 que pueden estar presentes.

En otras realizaciones ejemplares de la presente divulgación, la segunda disposición de lentes 230 puede incluir una pluralidad de microlentes 300, por ejemplo, como se proporciona en una vista lateral esquemática de la configuración ejemplar ilustrada en la FIG. 3A. Por ejemplo, las microlentes 300 pueden incluir cualquier tipo convencional de lentes convergentes, por ejemplo, lentes convexas o lentes planoconvexas como las que se muestran en la FIG. 3A. Las microlentes 300 pueden configurarse para enfocar la REM 150 en una pluralidad de regiones focales 160 dentro de la dermis 120 subyacente, como se ilustra en la FIG. 3A.

Cada una de las microlentes puede tener una NA grande (por ejemplo, entre aproximadamente 0,5 y 0,9), de manera que la REM 150 converja desde un área relativamente amplia en o cerca de la superficie cutánea 100 (con una intensidad o fluencia local relativamente baja) hasta una anchura pequeña (con mayor intensidad o fluencia local) en la región focal 160 dentro de la dermis 120. Dichas propiedades ópticas pueden proporcionar una intensidad suficiente de REM 150 dentro de la región focal 160 para dañar las células pigmentadas que absorben la radiación 150, evitando al mismo tiempo áreas o volúmenes de alta fluencia o intensidad lejos del volumen de la dermis 120 que contiene las células pigmentadas 130, reduciendo así la probabilidad de dañar los volúmenes suprayacentes, subyacentes y/o adyacentes de tejido cutáneo no pigmentado.

Las microlentes 300 pueden proporcionarse en una distribución sustancialmente cuadrada o rectangular, tal como la que se muestra en la vista superior de dicha configuración ejemplar en la FIG. 3B. Según otras realizaciones ejemplares de la presente divulgación, las microlentes 300 pueden proporcionarse en una distribución hexagonal, como se muestra en la FIG. 3C. Otros patrones y/o formas ejemplares de las microlentes 300 pueden proporcionarse en otras realizaciones ejemplares. Una anchura de las microlentes 300 puede ser pequeña, por ejemplo, entre aproximadamente 1 mm y 3 mm de anchura. También se pueden proporcionar las microlentes 300 ejemplares que son ligeramente más anchas o más estrechas que estas en ciertas realizaciones ejemplares.

En realizaciones ejemplares adicionales de la presente divulgación, la disposición de emisores de radiación 210 y/o la primera disposición de lentes 220 pueden configurarse para dirigir un único haz ancho de REM 150 (como, por ejemplo, el que se muestra en la FIG. 2) sobre toda la distribución de microlentes 300 o una parte sustancial de la misma. Tal configuración ejemplar puede generar simultáneamente una pluralidad de regiones focales 160 en la dermis 120. En otras realizaciones ejemplares, la disposición de emisores de radiación 210 y/o la primera disposición de lentes 220 pueden configurarse para dirigir una pluralidad de haces más pequeños de REM 150 sobre las microlentes individuales 300. Según otras realizaciones ejemplares, la disposición de emisores de radiación 210 y/o la primera disposición de lentes 220 pueden configurarse para dirigir uno o más haces más pequeños de REM 150 hacia una parte de la distribución de microlentes 300, por ejemplo, sobre una sola microlente o una pluralidad de las microlentes 300, y los haces más pequeños pueden barrerse sobre la distribución de microlentes 300, de manera que se puede generar una pluralidad de las regiones focales 160 de forma secuencial o no simultánea en la dermis 120.

En otras realizaciones ejemplares de la presente divulgación, las microlentes 300 pueden incluir lentes cilíndricas, por ejemplo, lentes cilíndricas convexas o lentes cilíndricas planoconvexas, por ejemplo, como se muestra en una vista superior ejemplar en la FIG. 3D y en una vista angulada ejemplar en la FIG. 3E. En el contexto usado en esta memoria, “cilíndrico” no requiere necesariamente que la superficie redondeada de la lente sea circular; puede tener un perfil elíptico u otro perfil liso pero no circular en ciertas realizaciones. Dichas lentes cilíndricas pueden tener un perfil uniforme en cualquier sección transversal que sea perpendicular al eje longitudinal de la lente.

Una anchura de las microlentes cilíndricas 300 puede ser pequeña, por ejemplo, entre aproximadamente 1 mm y 3 mm de anchura. La longitud de las microlentes cilíndricas 300 puede estar entre aproximadamente 5 mm y 5 cm, por ejemplo, entre aproximadamente 5 mm y aproximadamente 2 cm. Esta anchura y longitud se pueden seleccionar en función de factores tales como la potencia total emitida por la disposición de emisores de radiación 210, el tamaño total de la distribución de microlentes 300, etc. En ciertas realizaciones ejemplares, se pueden proporcionar microlentes cilíndricas 300 que son ligeramente más cortas o más largas y/o ligeramente más estrechas o anchas.

En ciertas realizaciones ejemplares de la presente divulgación, cualquiera de las distribuciones ejemplares de las microlentes 300 puede proporcionarse en la placa 240 (o formarse como parte de esta), como se ilustra en la FIG. 3E. Dicha configuración puede facilitar la colocación de las microlentes 300 cerca de la superficie cutánea 100, y también facilitar una profundidad más precisa de las regiones focales 160 dentro de la dermis 120, por ejemplo, cuando la placa 240 entra en contacto con la superficie cutánea 100 durante su uso.

En realizaciones ejemplares adicionales de la presente divulgación, la disposición de emisores de radiación 210 y/o la primera disposición de lentes 220 pueden configurarse para dirigir un único haz ancho de REM 150 (como el que se muestra en la FIG. 2) sobre toda la distribución de microlentes cilíndricas 300 o una parte sustancial de la misma. Tal configuración ejemplar puede generar y/o producir simultáneamente una pluralidad de regiones focales 160 en la dermis 120 que se alargan en una dirección (por ejemplo, a lo largo del eje longitudinal de las microlentes cilíndricas 300) y se estrechan (por ejemplo, menos de aproximadamente 200 gm de ancho, menos de aproximadamente 100 gm de ancho, menos de aproximadamente 50 gm de ancho o tan pequeñas como aproximadamente 10 gm de ancho) en una dirección ortogonal al eje longitudinal de las microlentes cilíndricas 300. Dicha REM 150 “enfocada en la línea” se puede usar para irradiar de manera más eficiente volúmenes más grandes de la dermis 120, por ejemplo, cuando el aparato 200 ejemplar se barre sobre el área de la piel que se está tratando, por ejemplo, en una dirección sustancialmente ortogonal (u opcionalmente en algún otro ángulo con respecto) al eje longitudinal de las microlentes cilíndricas 300.

Según incluso realizaciones ejemplares adicionales de la presente divulgación, la disposición de emisores de radiación 210 y/o la primera disposición de lentes 220 pueden configurarse para dirigir uno o más haces más pequeños de REM 150 sobre una o más de las microlentes cilíndricas 300. Por ejemplo, la REM 150 puede dirigirse a una o más microlentes cilíndricas 300, por ejemplo, sobre un área alargada 320 tal como la que se muestra en la FIG. 3D. La disposición de emisores de radiación 210 y/o la primera disposición de lentes 220 pueden configurarse además para barrer o atravesar el área irradiada 320 sobre las microlentes cilíndricas 300 (por ejemplo, usando uno o más espejos móviles, prismas, guías de onda o similares en la disposición óptica), por ejemplo, a lo largo de las direcciones longitudinales indicadas por las flechas mostradas en las FIGS. 3D y 3E (o hacia adelante y hacia atrás a lo largo de dicha dirección), de manera que una pluralidad de las regiones focales alargadas 160 se generan progresivamente en la dermis 120 durante el barrido. Tal barrido de la REM 150 puede producir una región focal irradiada 160 que tiene la forma de una línea extendida dentro de la dermis 120. El aparato 200 también se puede atravesar lateralmente sobre la región de la piel que se está tratando, por ejemplo, en una dirección no paralela a los ejes longitudinales de las microlentes cilíndricas 300, durante la irradiación de manera que las regiones focales alargadas 160 pueden viajar a través de la dermis 120 e irradiar un mayor volumen de tejido. Por ejemplo, como se describe en esta memoria, tal recorrido lateral puede estar entre aproximadamente 5 mm/s y 5 cm/s. La velocidad de barrido del haz de REM a lo largo de los ejes del cilindro puede ser mayor, por ejemplo, mayor de aproximadamente 10 cm/s, para proporcionar una irradiación más uniforme de volúmenes de tejido tan grandes. La velocidad de barrido de la REM 150 a lo largo de los ejes cilíndricos de la lente, la velocidad de recorrido del aparato 200 sobre la piel, la potencia de la disposición de emisores de REM 210 y la anchura de la región focal 160 se pueden seleccionar para proporcionar una fluencia local generada dentro de partes de la dermis 120 por la región focal alargada 160 que está dentro de los intervalos de fluencia ejemplares descritos en esta memoria.

En otra realización ejemplar de la presente divulgación, algunas de las microlentes cilíndricas o esféricas 300 pueden tener diferentes valores de NA, diferentes tamaños o radios y/o diferentes distancias focales efectivas, por ejemplo, como se muestra en el diagrama esquemático ejemplar de la FIG. 3F. Las diferentes profundidades focales de las microlentes 300 por debajo de la superficie cutánea 100 pueden estar, por ejemplo, entre aproximadamente 120 pm y 400 pm, por ejemplo, entre aproximadamente 150 pm y 300 pm. Dichas variaciones ejemplares en las distancias focales pueden producir regiones focales 160 a diferentes profundidades, lo que puede resultar en la irradiación de volúmenes más grandes de la dermis 120 cuando el aparato ejemplar 200 se traslada sobre el área de la piel que se está tratando, dirigiéndose así a un mayor número de células pigmentadas 130 que puedan estar presentes (por ejemplo, irradiando células pigmentadas 130 más superficiales y más profundas en la dermis 120).

La ventana o placa 240, si está presente, puede configurarse y/o estructurarse para contactar con la superficie 100 del área de piel que se está tratando. La superficie inferior de la ventana 240 puede ser sustancialmente plana, o puede ser convexa o cóncava en otras realizaciones. La ventana 240 puede proporcionar ciertos beneficios durante el funcionamiento del aparato 200. Por ejemplo, la ventana 240 puede facilitar el posicionamiento preciso de las disposiciones ópticas primera y segunda 220, 230 con respecto a la superficie cutánea 100, lo que puede facilitar el control, la selección y/o la variación precisos de la profundidad o profundidades de la región o regiones focales 160 dentro de la piel.

La ventana 240 puede estabilizar aún más el tejido cutáneo blando mientras está siendo irradiado por el aparato 200, lo que puede facilitar el control y la uniformidad del perfil de irradiación. La presión proporcionada por la ventana 240 sobre la superficie cutánea 100 también puede blanquear (o eliminar algo de sangre) el volumen de tejido cutáneo que se irradia, reduciendo así la cantidad de estructuras pigmentadas presentes localmente (por ejemplo, vasos llenos de sangre que contienen hemoglobina). Tal blanqueo puede facilitar una mayor selectividad de absorción de la REM 150 por las células pigmentadas 130, al tiempo que reduce el riesgo de daños no deseados en los vasos sanguíneos.

En las realizaciones ilustrativas de la divulgación, la ventana 240 se puede enfriar, por ejemplo, enfriándola previamente antes de usar el aparato 200 o mediante enfriamiento activo usando una disposición de enfriamiento convencional (por ejemplo, un dispositivo Peltier, un conducto de frío conductor o similar). Tal enfriamiento puede facilitar la protección de la epidermis 110 y/o las partes superiores de la dermis 120 contra daños no deseados mientras las células pigmentadas 130 están siendo irradiadas y/o dañadas.

Según ciertas realizaciones ejemplares de la presente divulgación, la ventana 240 puede proporcionarse como parte de la segunda disposición de lentes 230. Por ejemplo, la segunda disposición de lentes 230 puede incluir una única lente planoconvexa o una pluralidad de lentes planoconvexas, tales como las que se muestran en las FIGS. 3A y 3D. Dichas lentes pueden fijarse o formarse como parte de la ventana 240. La superficie inferior (plana) de tales lentes puede proporcionar los beneficios de la ventana 240 tal como se describe en esta memoria, por ejemplo, el posicionamiento preciso de la segunda disposición de lentes 230 con respecto a la superficie cutánea 100 para controlar la profundidad de las regiones focales 160.

La disposición de accionadores 260 puede configurarse para activar y/o controlar la disposición de emisores de radiación 210 y/o una fuente de REM externa que proporciona radiación a la disposición de emisores de radiación 210, de manera que se pueda controlar la irradiación de un área de la piel mediante la REM 150. La disposición de emisores de radiación 210 y/o el aparato 200 ejemplar pueden incluir además una disposición de control convencional (no mostrada) que puede configurarse para controlar y/o ajustar las propiedades de la REM 150 dirigida a la piel que se está tratando.

Por ejemplo, el aparato 200 puede incluir uno o más sensores (no mostrados) configurados para detectar el contacto del aparato 200 con la superficie cutánea 100 y/o la velocidad o el desplazamiento del aparato 200 sobre la superficie cutánea 100 durante el uso. Dichos sensores ejemplares pueden generar señales capaces de variar las propiedades de la REM 150, por ejemplo, variando la potencia emitida por la disposición de emisores de radiación 210 en función de la velocidad de traslación del aparato 200, apagando la fuente o fuentes de la REM 150 cuando el aparato 150 está estacionario con respecto a la superficie cutánea 100, etc. Dichos sensores y disposiciones de control pueden proporcionarse como una característica de seguridad, por ejemplo, para evitar una irradiación excesiva y daños no deseados en la piel que se está tratando, y son generalmente conocidos en la técnica. En las realizaciones de la presente divulgación se pueden usar variaciones adicionales de tales disposiciones de detección y/o control convencionales.

En general, puede ser preferible exponer una ubicación particular de la dermis a la región focal 160 solo durante un corto período de tiempo, por ejemplo, para evitar la acumulación local de calor mediante la absorción de la energía óptica por la melanina u otro pigmento. Los tiempos prolongados de irradiación local (o “tiempos de permanencia”) pueden generar calor más rápido y en mayor medida de lo que puede difundirse de manera segura en el tejido circundante, lo que puede provocar daños no deseados en el tejido no pigmentado. Por lo tanto, la irradiación intensa y de corta duración de pequeñas áreas de características pigmentadas 130 dentro de la dermis 120 puede alterar el pigmento y mejorar la apariencia del melasma, al tiempo que evita la generación excesiva de calor y el daño térmico no deseado al tejido no pigmentado circundante. Por ejemplo, los tamaños típicos de las células o estructuras pigmentadas pueden ser del orden de aproximadamente 10 micrómetros, y los tiempos de relajación térmica local pueden ser del orden de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1-2 milisegundos. Los tiempos de permanencia local más prolongados a intensidades de irradiación suficientes para calentar y dañar las estructuras pigmentadas 130 pueden acumular calor localmente más rápido de lo que puede disiparse de forma segura.

La limitación de los tiempos de irradiación (tiempos de permanencia) en una ubicación de región focal particular se puede lograr de diversas maneras. En una realización ejemplar, la disposición de emisores de radiación 210 puede configurarse para proporcionar pulsos discretos de REM 150 en las regiones focales 160. El intervalo entre dichos pulsos de REM puede ser, por ejemplo, del orden de aproximadamente 50 milisegundos o más, incluso si la ubicación de la región focal se mueve a través del tejido cutáneo a una velocidad relativamente lenta de unos pocos mm/s. Estos parámetros ejemplares pueden dar como resultado una distancia entre las regiones focales 160 irradiadas por pulsos sucesivos de, por ejemplo, aproximadamente 50-100 micrómetros, que puede ser mayor que la anchura de la propia región focal 160. En consecuencia, dichos parámetros generales pueden facilitar la separación espacial y temporal de las regiones focales irradiadas sucesivas 160, de manera que se pueda producir una relajación térmica local y se pueda evitar la acumulación de exceso de calor. El tamaño de punto, la duración de pulso y/o la energía total de pulso pueden seleccionarse en función de los principios y directrices descritos en esta memoria, utilizando cálculos simples, para proporcionar una fluencia suficiente dentro de la región focal 160 para afectar a las estructuras pigmentadas 130 mientras se mantiene un tiempo de permanencia suficientemente pequeño (por ejemplo, menos de aproximadamente 1-2 ms).

En otras realizaciones ejemplares de la presente divulgación, la radiación enfocada 150 puede barrerse sobre una región de la piel afectada por el melasma dérmico, de manera que la región o regiones focales 160 puedan irradiar y dañar un gran número de células pigmentadas 130. Dicho barrido se puede realizar con cualquiera de las realizaciones descritas en esta memoria. El barrido se puede realizar manualmente, por ejemplo, usando un método convencional para trasladar una pieza de mano sobre el área de la piel a tratar. Alternativamente, el aparato 200 se puede acoplar opcionalmente a una disposición de traslación que se puede configurar para mover automáticamente el aparato (o ciertos componentes del mismo) sobre un área de la piel a tratar. Dicha traslación automática se puede proporcionar como un patrón preestablecido o como una ruta aleatoria o semialeatoria sobre la piel. En otras realizaciones, uno o más de los componentes ópticos (por ejemplo, la primera y/o la segunda disposición de lentes 220, 230) y/o la disposición de emisores de radiación pueden trasladarse dentro de la carcasa 250, de manera que la región o regiones focales 160 puedan trasladarse dentro del tejido mientras la carcasa 250 se mantiene en una sola posición con respecto a la piel.

Las velocidades de barrido promedio (o los intervalos de tales velocidades) se pueden determinar en función de las pautas ejemplares generales descritas en esta memoria. Por ejemplo, para un tamaño de punto particular (que puede determinarse principalmente por las propiedades de la disposición óptica), el tiempo de permanencia local (irradiación) se puede estimar como el tamaño/anchura del punto dividido por la velocidad de traslación. Como se indica en esta memoria, dicho tiempo de permanencia es preferiblemente inferior a aproximadamente 1-2 milisegundos para evitar la acumulación de calor local y el daño térmico no deseado del tejido no pigmentado. En consecuencia, una velocidad de barrido mínima se puede estimar como la anchura de la región focal 160 dividida por 1 milisegundo. Por ejemplo, un tamaño de punto de 10 micrómetros (0,01 mm) correspondería a una velocidad de barrido mínima de 0,01 mm/0,001 segundos, o aproximadamente 10 mm/s (1 cm/s). Las velocidades de barrido para haces enfocados en la línea (por ejemplo, producidos al dirigir un haz REM sobre una lente cilíndrica) se pueden estimar de manera similar, por ejemplo, cuando la anchura de la línea focal corresponde a la anchura de la región focal y la velocidad de barrido está en una dirección perpendicular a la línea focal, o para otras configuraciones de barrido.

La potencia de salida de la disposición de emisores de radiación 210 se puede seleccionar en función de varios factores incluyendo, por ejemplo, la longitud de onda de la REM, el número, el tamaño y/o la profundidad de las regiones focales 160, las características ópticas y la geometría de las disposiciones de lentes primera y segunda 220, 230, etc. Se puede seleccionar la potencia de salida de manera que la fluencia en la región focal 160 sea la suficientemente alta como para dañar las células pigmentadas 130 que absorben la REM 150 durante tiempos de exposición cortos, mientras que la fluencia a otras profundidades (por ejemplo, en la epidermis 110) es lo suficientemente baja como para minimizar o evitar daños no deseados allí.

Según algunas observaciones experimentales, una fluencia local dentro de la región focal 160 que puede ser suficiente para afectar a las estructuras que contienen melanina (por ejemplo, células pigmentadas) puede estar entre aproximadamente 10-1000 J/cm2, por ejemplo, entre aproximadamente 50-500 J/cm2, para la REM 150 que tiene una longitud de onda de aproximadamente 650 nm. Este intervalo de fluencias locales efectivas puede aumentar ligeramente al aumentar la longitud de onda de la REM 150 (y disminuir al disminuir la longitud de onda), en función del factor de absorción decreciente de la melanina en longitudes de onda más grandes. También se pueden proporcionar valores de fluencia local más grandes o más pequeños cuando se usan velocidades de barrido más rápidas o más lentas, en otras realizaciones ejemplares. También se pueden proporcionar valores de fluencia local más grandes o más pequeños cuando se utilizan tiempos de permanencia más cortos o más largos, respectivamente. El tiempo de permanencia local puede permanecer preferiblemente inferior a aproximadamente 1-2 milisegundos en tales realizaciones.

Se puede entender que los valores de fluencia y los tiempos de permanencia ejemplares descritos en esta memoria corresponden a una única exposición pulsada sobre, o a un solo recorrido por una región focal barrida a través de, una ubicación particular dentro de la dermis. Por ejemplo, una ubicación particular dentro de la dermis 120 puede irradiarse barriendo más de una región focal 160 a través de ella en diferentes momentos, proporcionando así una mayor fluencia en ese lugar. Sin embargo, la acumulación de calor local se puede evitar proporcionando un intervalo de tiempo entre las irradiaciones sucesivas de la misma ubicación que sea superior a unos pocos milisegundos.

La potencia total de salida de la disposición de emisores de radiación 210 dirigida a un único punto focal 160 puede, por lo tanto, estimarse y/o determinarse en función del tamaño de punto focal y la velocidad de barrido. La fluencia F (por ejemplo, en J/cm2) se puede calcular como la potencia de salida P de la REM multiplicada por el tiempo de permanenciarydividida por el área de punto focalA(es decir,F=P/A),donde el tiempo de permanencia puede estimarse como la anchura del punto focal D dividido por la velocidad de barrido v (es decir,<t>= D/<v>). Como cálculo ejemplar, para la REM 150 que tiene una longitud de onda de aproximadamente 650 nm, una anchura de punto focal de aproximadamente 20 micrómetros y una velocidad de barrido de aproximadamente 1 cm/s, la potencia de salida P de una única fuente de REM (por ejemplo, un diodo láser) para lograr un nivel de fluencia local en la región focal entre aproximadamente 10-1000 J/cm2 está entre aproximadamente 15 mW y 1500 mW.

Las velocidades de barrido típicas para una pieza de mano que se traslada manualmente sobre un área de la piel a tratar pueden ser, por ejemplo, del orden de aproximadamente 5 mm/s a aproximadamente 5 cm/s. Dichas velocidades corresponden a recorrer una distancia de 5 cm (aproximadamente 2 pulgadas) en aproximadamente 1 a 10 segundos. Por consiguiente, para una pieza de mano que se traslada manualmente sobre la piel para irradiar partes de la dermis como se describe en esta memoria, la potencia de salida y la geometría focal del aparato 200 pueden seleccionarse para proporcionar una fluencia en las ubicaciones irradiadas dentro de la dermis que esté dentro del intervalo general descrito en esta memoria.

Dichos cálculos de potencia ejemplares pueden basarse en que toda la salida del diodo láser se enfoca en una región focal. Si la salida de una única fuente de REM se enfoca en una pluralidad de regiones focales (por ejemplo, cuando se usa un divisor óptico o un haz ancho dirigido a una pluralidad de microlentes), entonces la potencia de salida de la fuente de REM se puede multiplicar por el número de puntos focales 160 para lograr la misma fluencia local dentro de cada región focal 160. La REM 150 se puede proporcionar como una onda continua (CW) u, opcionalmente, como una pluralidad de pulsos. Alternativamente, se puede proporcionar una pluralidad de fuentes de REM (por ejemplo, diodos láser o similares) para generar una pluralidad de regiones focales irradiadas 160 simultáneamente, estimándose el nivel de potencia apropiado para cada fuente de REM como se ha descrito anteriormente. En ciertas realizaciones, si s uno o más haces de REM barren sobre la disposición de lentes de enfoque 230, la potencia de la fuente de REM se puede seleccionar en función de las propiedades de la lente, la velocidad de barrido, etc. para proporcionar fluencias y tiempos de permanencia en las ubicaciones de la dermis irradiadas por las regiones focales 160 que están dentro de los intervalos generales descritos en esta memoria.

En ciertas realizaciones ejemplares de la presente divulgación, la disposición de emisores de radiación 210 puede incluir una pluralidad de emisores de REM (por ejemplo, diodos láser o extremos de guía de ondas). Dichos emisores pueden proporcionarse en una distribución lineal, de manera que se encuentran sustancialmente a lo largo de una o más líneas rectas. En otras realizaciones ejemplares, los emisores pueden disponerse en un patrón bidimensional, que puede proporcionar patrones adicionales de REM 150 dirigidos a la primera disposición de lentes 220. Como se ha descrito anteriormente, la potencia de salida de cada emisor se puede seleccionar usando un cálculo rutinario basado en el tamaño de punto focal y la velocidad de barrido para generar una fluencia local dentro de cada zona focal 160 que esté dentro del intervalo preferido descrito en esta memoria.

En la FIG.4 se muestra un diagrama esquemático de otro aparato ejemplar 400 según ciertas realizaciones ejemplares de la presente divulgación. El aparato 400 ejemplar puede ser, en general, similar al aparato 200 mostrado en la FIG.

2, e ilustra algunas características adicionales que también pueden proporcionarse en el aparato 200, como, por ejemplo, una disposición de refrigeración para la fuente de REM o una caja para lentes. Las características ejemplares del aparato ejemplar 200 también pueden usarse con el aparato ejemplar 400, que incluye, pero sin limitación a esto, una distribución de microlentes 300, una carcasa 250, etc.

El aparato 400 incluye una caja de lentes 410 que puede proporcionarse como una carcasa o recinto que encierra las lentes ópticas 420, 430. Se puede proporcionar una ventana 240 en un extremo de la caja de lentes 410. En ciertas realizaciones, se puede usar una lente de enfoque asférica 420 para proporcionar una distancia de trabajo de superficie frontal mayor que, por ejemplo, una lente de objetivo de microscopio. La distancia entre la parte delantera de la lente de enfoque 420 y el tejido objetivo puede ser inferior a aproximadamente 1 cm para valores de NA grandes, como se describe en esta memoria, de manera que la ventana 240 también puede proteger la lente 4 para que no entre en contacto directo con el tejido. La NA de la lente de enfoque asférica 420 puede seleccionarse opcionalmente, por ejemplo, para variar la profundidad focal más allá de la ventana 240.

El aparato ejemplar 400 incluye además una disposición de montaje de diodo láser (LD) 440 acoplada a la caja de lentes 410, que puede aceptar uno o más diodos láser 450 que pueden seleccionarse para emitir energía en los intervalos visible y/o NIR. Se puede proporcionar un controlador 460 para el (los) diodo(s) láser 450, y los diodos láser 450 se pueden mantener ligeramente por encima del umbral durante el funcionamiento con una corriente de polarización de corriente continua aplicada, lo que puede facilitar un tiempo de aumento rápido en la activación por impulsos del (de los) diodo(s) 450. Las propiedades de pulso pueden controlarse mediante una disposición generadora de pulsos 470, por ejemplo, un generador de funciones programables que puede configurarse para controlar los diodos láser 450 para producir únicos pulsos o secuencias de pulsos, con anchuras de pulso seleccionables (por ejemplo, 30 ns y más) e intervalos entre pulsos.

La disposición de montaje LD 440 también puede incluir una disposición de enfriador termoeléctrico (TEC) acoplada o conectada a la disposición de montaje de diodos láser 440, que puede controlarse (por ejemplo, con un controlador TEC 480) para evitar que los diodos láser 450 se sobrecalienten durante el uso. El aparato 400 (así como el aparato 200 mostrado en la FIG. 2) se puede usar en diversas orientaciones, por ejemplo, vertical, horizontal, etc., con la ventana 240 presionada contra un tejido dispuesto en cualquier ángulo para posicionar con precisión la óptica con respecto a la superficie del tejido y facilitan así el control de la profundidad focal del haz dentro del tejido.

El aparato ejemplar 200 mostrado en la FIG. 2 y el aparato ejemplar 400 mostrado en la FIG. 4 son ilustraciones de configuraciones ejemplares, y también se pueden usar otras realizaciones que usan diversas combinaciones y/o configuraciones de componentes similares. Por ejemplo, se pueden usar diferentes números y/o tipos de disposiciones ópticas 220, 230 y/o disposiciones de emisores 210 para proporcionar características de irradiación y regiones focales 160 dentro de la dermis 120 como se describe en esta memoria. Por ejemplo, en ciertas realizaciones, el aparato 200 puede proporcionarse en un factor de forma similar al de una maquinilla de afeitar portátil, con la disposición de emisores de radiación 210 proporcionada como uno o más diodos láser, las disposiciones ópticas 220, 230 proporcionadas en el “cabezal” de la maquinilla de afeitar y una fuente de alimentación (por ejemplo, una o más pilas alcalinas convencionales o similares) en el mango. También se pueden usar otros factores de forma en otras realizaciones de la divulgación. Se pueden proporcionar características, combinaciones y/o variaciones similares para el aparato 400.

Las propiedades ejemplares de la disposición de emisores de radiación 210, tales como, por ejemplo, las longitudes de onda de la REM 150, la potencia o la intensidad de la REM 150, el tamaño y las aperturas numéricas de las disposiciones ópticas 220, 230, la velocidad o velocidad de barrido de las primeras disposiciones ópticas 220 (si están presentes) y/o la velocidad de barrido objetivo (o el intervalo de la misma) del aparato 200 sobre el área de la piel que se está tratando, pueden seleccionarse para proporcionar la fluencia, la intensidad y/o el tiempo de permanencia apropiados de la REM 150 en las células pigmentadas durante el funcionamiento del aparato 200. Los valores y/o intervalos ejemplares para dichos parámetros, así como ciertos enfoques básicos que pueden usarse para estimar sus valores según sea necesario, se describen con más detalle en esta memoria. Por ejemplo, dichos parámetros ejemplares pueden seleccionarse para proporcionar suficiente fluencia local en las células pigmentadas 130 para dañarlas y reducir el aspecto pigmentado de la piel, evitando al mismo tiempo daños no deseados en la epidermis 110 y los volúmenes no pigmentados de la dermis 120.

El tiempo de permanencia efectivo ejemplar se puede estimar usando técnicas convencionales basadas en una anchura aproximada de las células pigmentadas 130 de aproximadamente 10 gm y la anchura local (por ejemplo, diámetro o anchura focal) y la velocidad de la región focal 160. La velocidad de la región focal 160 se puede estimar en función de la velocidad de barrido de la REM 150 proporcionada por la primera disposición de lentes 220 y/o la disposición de emisores de radiación 210 (si está presente), la geometría óptica de las disposiciones ópticas 220, 230 y la velocidad de barrido del aparato 200 sobre el área de la piel que se está tratando.

Uno o más parámetros ejemplares del aparato 200, 400 pueden seleccionarse y/o ajustarse una vez que se sabe que los otros proporcionan una irradiación segura pero eficaz de las células pigmentadas 130 como se describe en esta memoria. Por ejemplo, se puede proporcionar el aparato ejemplar 200, 400 que tiene una geometría conocida (por ejemplo, tamaño de punto o anchura de línea focal y NA) de las disposiciones de lentes 220, 230 o de las lentes 420, 430 (y la velocidad de barrido interna de los haces de REM, si están presentes), y una longitud de onda particular de REM 150. La potencia de la(s) fuente(s) de REM se puede seleccionar entonces en función de un intervalo objetivo de velocidades de barrido del aparato 200 sobre el área a tratar. Por ejemplo, el aparato ejemplar 200, 400 se puede atravesar sobre un área de la piel a una velocidad entre aproximadamente 1 y 5 cm/s, que corresponde aproximadamente a la velocidad a la que una maquinilla de afeitar convencional atraviesa la piel durante el afeitado. Usando estos parámetros ejemplares y el número de pasadas que se realizarán sobre el área de tratamiento, se puede estimar la velocidad local y el tiempo de permanencia de la región o regiones focales 160, y se puede seleccionar o ajustar una salida de potencia de la disposición de emisores de radiación 210 para proporcionar una fluencia local efectiva dentro de la región focal 160 como se describe en esta memoria. Dichos cálculos son rutinarios y pueden ser realizados por un experto en la técnica.

En otras realizaciones ejemplares de la presente divulgación, se puede proporcionar un método para reducir la apariencia pigmentada del melasma dérmico. El método ejemplar puede incluir dirigir y enfocar la radiación electromagnética 150, tal como se describe en esta memoria, sobre una pluralidad de regiones focales 160 dentro de la dermis 120 utilizando una disposición óptica, de manera que la REM 150 sea absorbida selectivamente por las regiones pigmentadas 130 para dañarlas o alterarlas térmicamente, evitando al mismo tiempo un daño térmico no deseado en las regiones no pigmentadas y en el tejido suprayacente (por ejemplo, la epidermis 110).

La REM 150 puede tener una longitud de onda superior a aproximadamente 600 nm, por ejemplo, entre aproximadamente 600 y 850 nm, o entre 625 y 800 nm, o entre aproximadamente 650 y 750 nm. La anchura de la región focal dentro de la dermis puede ser inferior a aproximadamente 200 micrómetros, p. ej., inferior a aproximadamente 100 micrómetros o inferior a aproximadamente 50 micrómetros. El tamaño de punto puede ser mayor que el límite inferior teórico de unos pocos micrómetros.

La REM 150 se puede enfocar usando la disposición óptica, que puede incluir una o más disposiciones de lentes 220, 230. La disposición de lentes de enfoque 230 que tiene una NA alta, por ejemplo, entre aproximadamente 0,5 y 0,9, se puede usar para enfocar la REM 150 en una región focal 160. Dichos valores de NA pueden facilitar la generación de altas fluencias en las regiones focales 160 dentro de la dermis 120, al tiempo que evitan grandes fluencias que pueden generar daños no deseados en el tejido suprayacente. Tal enfoque se puede lograr usando, por ejemplo, la lente de enfoque única 230 (tal como una lente de objetivo convexa o una lente planoconvexa), una pluralidad de tales lentes proporcionadas como una distribución de microlentes 300, una o más lentes cilíndricas convexas o planoconvexas, o similares. La REM 150 puede dirigirse a las disposiciones de lentes de enfoque 230 y, opcionalmente, barrer o pulsarse sobre una o más disposiciones de lentes de enfoque 230, para irradiar una pluralidad de regiones focales 160 en la dermis 120, de forma simultánea o secuencial.

En otras realizaciones ejemplares de la presente divulgación, se puede proporcionar un gel óptico o similar (por ejemplo, glicerol o una sustancia similar) entre la ventana 240 y la superficie cutánea 100 como una aplicación tópica a la superficie cutánea 100. Un gel de este tipo puede reducir la falta de coincidencia del índice óptico entre la ventana 240 y la piel, y puede mejorar la transmisión de la REM 150 desde el aparato 200 a la dermis 120. El gel también puede reducir la fricción entre el aparato ejemplar 200 y la superficie cutánea 100, facilitando así una traslación más suave del aparato 200 sobre el área de la piel que se está tratando.

La región focal puede irradiar una ubicación particular dentro de la dermis 120 con un tiempo de irradiación (permanencia) inferior a aproximadamente 2 milisegundos, por ejemplo, para facilitar la relajación térmica local del tejido que absorbe la REM 150 y evitar la acumulación local de exceso de calor. Estos tiempos de permanencia cortos pueden proporcionarse, por ejemplo, barriendo con un aparato que proporciona la REM 150 enfocada sobre el área de la piel que se está tratando, pulsando la fuente de REM y/o moviendo los componentes de la fuente o emisor 210 de REM y/o la disposición óptica, de manera que la ubicación de la región o regiones focales 160 dentro de la dermis 120 varía con el tiempo.

La fluencia local dentro de la región focal 160 puede estar, por ejemplo, entre aproximadamente 10-1000 J/cm2, por ejemplo, entre aproximadamente 50-500 J/cm2, para la REM 150 que tiene una longitud de onda de aproximadamente 650 nm. Este intervalo de fluencias locales efectivas puede aumentar ligeramente al aumentar la longitud de onda de la REM 150 (y disminuir al disminuir la longitud de onda), en función del factor de absorción decreciente de la melanina en longitudes de onda más grandes. Dicha fluencia puede estar relacionada con las propiedades focales de la disposición óptica (por ejemplo, el tamaño de punto focal), la velocidad de traslación de la región focal 160 dentro de la dermis 120, la duración de pulso de la REM 150 aplicada, etc. La superficie de la piel 100 puede enfriarse opcionalmente para evitar aún más el daño térmico no deseado en la epidermis y/o la dermis superior.

El método y el aparato ejemplares y los parámetros asociados descritos en esta memoria pueden basarse generalmente en una sola pasada de una región focal 160 sobre una célula pigmentada 130. La fluencia necesaria para lograr el mismo efecto de daño térmico basándose en una pluralidad de pasadas varía aproximadamente como la cuarta raíz del número de pasadas n. Por ejemplo, una sola pasada de una región focal 160 sobre una célula pigmentada 130 en una fluencia particular tendría un efecto similar al de 16 pasadas realizadas con una región focal 160 que tiene la mitad de la fluencia particular. Aunque una sola pasada puede ser más eficiente que una pluralidad de pasadas, el aparato ejemplar 200, 400 puede configurarse para proporcionar una fluencia efectiva después de que se haya realizado un número particular de pasadas. Una pluralidad de pasadas puede proporcionar un mayor margen de seguridad para evitar daños no deseados en la epidermis y, al mismo tiempo, dañar las células pigmentadas 130, por ejemplo, puede adaptarse a un mayor intervalo de velocidades de traslación efectivas del aparato 200 sobre el área tratada durante múltiples pasadas en comparación con si se hace una sola pasada. El número de pasadas de la región o regiones focales 160 a través de una ubicación particular de la dermis 120 puede depender, por ejemplo, de la velocidad de barrido interna de la REM 150 sobre la segunda disposición de lentes 230, si está presente, del número de regiones focales 160 que pueden pasar por una ubicación determinada durante una pasada de todo el aparato 200 (por ejemplo, en función del número, el tamaño y la disposición de las microlentes 300, si están presentes), así como del número de veces el aparato 200 se traslada sobre el área a tratar.

Otras características y/o funciones ejemplares del aparato ejemplar 200, 400 descrito en esta memoria también se pueden usar junto con los métodos descritos a modo de ejemplo para tratar el melasma dérmico.

Ejemplo

Se utilizó un estudio en animales en el que se utilizó un dispositivo láser enfocado en puntos ejemplares y un sistema modelo para probar la eficacia del tratamiento del melasma profundo mediante radiación óptica. El estudio se realizó en una cerda de Yorkshire hembra, como se describe a continuación.

En primer lugar, se simuló una afección de melasma profundo tatuando la dermis con una tinta a base de melanina. La tinta se preparó mezclando melanina sintética a una concentración de 20 mg/ml en una solución salina/glicerol 50:50. La suspensión resultante se agitó luego antes de inyectarla en sitios de ensayo de 1 cm por 1 cm en el sujeto animal usando una pistola de tatuaje estándar. A continuación, se dejó que los sitios tatuados se asentaran durante un período de una semana para permitir que los melanófagos fagocitaran los gránulos de melanina en la dermis. La melanina que quedaba en la epidermis se eliminó sustancialmente durante este período de tiempo a través de procesos corporales naturales.

En la FIG. 5 se muestra una imagen de biopsia ejemplar de un sitio tatuado al que se dejó sedimentar como se describe en esta memoria. La muestra de tejido se tiñó con la tinción de Fontana-Masson para obtener mejores imágenes de cualquier melanina presente. Las manchas oscuras evidentes en la capa dérmica de la FIG. 5 parecen ser generalmente similares a las observadas en pacientes con melasma dérmico/profundo. No se observaron tales manchas oscuras en las muestras de biopsia tomadas de sitios no tatuados que se tiñeron de manera similar. Por consiguiente, el proceso de tatuaje descrito en esta memoria parece proporcionar un modelo in vivo útil de melasma dérmico.

Se construyó un sistema de tratamiento del melasma a modo de ejemplo basándose en las realizaciones ejemplares de la presente divulgación descritas en esta memoria, que incluye un láser de diodo de onda continua (CW) de 200 mW configurado para emitir energía óptica con una longitud de onda de aproximadamente 658 nm, montado en una plataforma de barrido x-y. El escáner era capaz de barrer a velocidades de hasta 15 mm/s. El haz láser se colimó y se enfocó usando dos lentes que tenían una apertura numérica (NA) de 0,62 hasta una profundidad de aproximadamente 200 pm.

Los sitios de prueba que se tatuaron con tinta de melanina como se ha descrito anteriormente, y los sitios de control que solo tienen bordes tatuados para delinearlos, se trataron barriendo con el rayo láser enfocado a través de los sitios en 10 líneas paralelas a diferentes velocidades. Los sitios de control se barrieron para evaluar cualquier daño potencial que pudiera ocurrir en la piel no pigmentada en las diferentes condiciones de barrido realizadas.

En la FIG. 6A se muestra un ejemplo de sitio de prueba tatuado. Esta imagen muestra el sitio de prueba después de dejar reposar el tatuaje durante una semana, justo antes de barrerlo con el aparato láser. El sitio de prueba se barrió con el láser a una velocidad de 1 a 3 mm/s, utilizando una salida CW de 200 mW. El mismo sitio de prueba se muestra en la FIG. 6B dos semanas después de que se barriera con el láser. La apariencia se aclara notablemente sin cicatrices ni costras evidentes, a pesar de que solo una parte del área tatuada fue irradiada con energía óptica enfocada. Estos resultados indican la eficacia general de los métodos y dispositivos ejemplares descritos en esta memoria para reducir la apariencia hiperpigmentada del melasma dérmico/profundo.

Lo anterior ilustra meramente los principios de la presente divulgación. Las diversas modificaciones y alteraciones de las realizaciones descritas resultarán evidentes para los expertos en la técnica a la vista de las enseñanzas de esta memoria.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato para afectar selectivamente a una región pigmentada en una capa dérmica de un tejido cutáneo, que comprende:

una disposición de radiación (210) que incluye al menos un láser configurado para emitir al menos una radiación electromagnética con una longitud de onda entre 600 y 850 nm; y

una disposición óptica (220, 230) que incluye al menos una lente (230) configurada para dirigir y enfocar la al menos una radiación electromagnética (150) en al menos una región focal (160) dentro de una capa dérmica de un tejido cutáneo cuando al menos una parte del aparato entra en contacto con una superficie del tejido cutáneo, en donde la región focal tiene una anchura entre 10 y 200 pm;

en donde la disposición óptica tiene una apertura numérica que está entre 0,5 y 0,9; y

en donde la disposición de radiación (210) y la disposición óptica (220, 230) se configuran para provocar que la fluencia de la al menos una radiación electromagnética esté entre 10 y 1000 J/cm2 en la al menos una región focal dentro de la capa dérmica del tejido cutáneo; y

en donde la al menos una radiación electromagnética proporcionada por la disposición de radiación y la disposición óptica se configura para ser absorbida por una parte de una región pigmentada dentro de la región focal y proporciona al menos un daño o alteración térmica de las regiones pigmentadas (130),

caracterizado por que el aparato se configura para proporcionar una velocidad de barrido entre 5 mm/s y 5 cm/s.

2. El aparato de la reivindicación 1, en donde la longitud de onda de la al menos una radiación electromagnética (150) es superior a 600 nm.

3. El aparato de la reivindicación 1, en donde el aparato incluye un cabezal en el que se proporciona la disposición óptica (220, 230) y un mango en el que se proporciona una fuente de alimentación.

4. El aparato de la reivindicación 1, que comprende además una disposición de control configurada para controlar la potencia de salida de la disposición de radiación a al menos una de las regiones pigmentadas (130) que dañan o alteran térmicamente.

5. El aparato de la reivindicación 1, en donde las posiciones y/u orientaciones de la disposición de radiación (210) y/o los componentes de la disposición óptica (220, 230) son ajustables entre sí para cambiar la ubicación de al menos una región focal (160) dentro de la capa dérmica del tejido cutáneo cuando el aparato se mantiene estacionario con respecto a la piel.

6. El aparato de la reivindicación 1, que comprende además una placa (240) colocada en una parte del aparato que se configura para entrar en contacto con una superficie de la piel que se está tratando, en donde la placa es ópticamente transparente a la al menos una radiación electromagnética.

7. El aparato de la reivindicación 6, en donde la placa (240) se configura para enfriarse.

8. El aparato de la reivindicación 1, en donde la disposición de radiación (210) incluye al menos un láser de diodo o láser de fibra.