專利名稱：還原皮膚組織的方法和儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及還原已被氧化皮膚組織的方法和儀器，更具體地說，涉及電還原被氧化皮膚組織的儀器和方法。還原是通過添加電子來實(shí)現(xiàn)的。
造成皮膚衰老(deterioration)的原因之一是皮膚組織的氧化，當(dāng)皮膚組織被氧化時(shí)，它的代謝功能受到損害，皮膚組織的活性被抑制。因此，為防止皮膚的衰老，應(yīng)將氧化的皮膚組織還原，以往常用的一種還原被氧化皮膚組織的方法是服用生育酚(維生素E)或抗壞血酸(維生素C)以產(chǎn)生體內(nèi)的還原作用。具體可參見下面化學(xué)反應(yīng)式Ⅰ。
化學(xué)反應(yīng)式Ⅰ
在上述的方法中，還原劑如維生素C等必須被攝入，由于這些還原劑不能在體內(nèi)合成，它們必須通過食物或人工合成產(chǎn)品方式的藥物被攝入。然而，以食物或合成產(chǎn)品形式攝入的維生素C需經(jīng)很長時(shí)間才能達(dá)到氧化的皮膚組織。另外，由于攝入的維生素C分布在全身，它不僅對氧化的皮膚組織進(jìn)行還原，而且，這種還原作用在全身都會(huì)發(fā)生，從而引起預(yù)想不到的低效果。
考慮到上述已知先有技術(shù)中的問題，本發(fā)明目的在于提供一種能在短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定地還原氧化的皮膚組織的方法和儀器。
一方面，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種還原氧化的皮膚組織的方法，即采用負(fù)高壓脈沖，對氧化的皮膚組織進(jìn)行電子加成反應(yīng)，以達(dá)到還原的目的。
另一方面，本發(fā)明提供了一種還原氧化的皮膚組織的儀器，它包括一個(gè)產(chǎn)生負(fù)高壓脈沖的高壓發(fā)生器，和一個(gè)接觸元件，它和高壓發(fā)生器相連，當(dāng)它和皮膚表面接近或接觸時(shí)，可將高壓發(fā)生器產(chǎn)生的負(fù)高壓脈沖作有于皮膚，從而產(chǎn)生電子加成反應(yīng)以還原氧化的皮膚組織。
從以下具體的描述和附圖中，可以對該發(fā)明的性質(zhì)，原理和應(yīng)用將有進(jìn)一步的了解。
在附圖中

圖1是顯示了根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一例皮膚組織還原儀的透視圖。
圖2是本發(fā)明儀器中高壓發(fā)生回路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是關(guān)于A溶液和B液液的電子自旋共振(ESR)譜圖，其中，A以純氮飽和的高錳酸鉀溶液B用本儀器處理A溶液45分鐘后的溶液。
圖4是A、B溶液在420mm處光密度隨時(shí)間的變化曲線，其中A是大氣壓下的鄰苯三酚溶液(對照組)，B是A溶液用本儀器處理后的溶液。
圖5是圖4中的溶液A(對照組)和溶液B(處理組)在420mm處光密度差值隨時(shí)間的變化曲線。
圖6A到6D是輔酶Q在乙醇-水(3∶1)溶液中被本發(fā)明儀器中處理前后的高效液相色譜(HPLC)譜圖。
圖7顯示了經(jīng)儀器處理后輔酶Q(a)和還原型輔酶Q(b)的比例，和圖8A及8B是用本發(fā)明儀器處理前后輔酶Q在乙醇溶液中的高效液相色譜(HPLC)譜圖。
一般來說，當(dāng)一個(gè)原子，分子或離子獲得電子時(shí)，稱作“被還原”。也就是說，還原是一種加電子反應(yīng)，比如，三價(jià)鐵離子Fe3+獲得一個(gè)電子e-，被還原為二價(jià)鐵離子Fe2+，如化學(xué)反應(yīng)式2所示，七價(jià)錳離子Mn7+獲得五個(gè)電子(5e-)被還原為二價(jià)錳離子Mn2+，如化學(xué)反應(yīng)式3所示。
化學(xué)反應(yīng)式2
化學(xué)反應(yīng)式3因此，電還原氧化的皮膚組織是可行的。
事實(shí)上，眾所周知離子在還原態(tài)的熱能比它的前體勢能高，在這兩個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換中存在著大的能壘。因此，體內(nèi)的還原需有能量傳遞體系和酶的參與。相應(yīng)地，在電學(xué)上要求有相對高壓(或大的場強(qiáng))來還原氧化的皮膚組織。為使還原有效地進(jìn)行，要用交流電(AC)或脈沖電壓以使之易于穿透皮膚。
從上述的介紹可以得出結(jié)論，要有效地對氧化的皮膚組織進(jìn)行電還原，就需對皮膚采用負(fù)高壓脈沖。
圖1是一例根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的皮膚組織還原儀的透視圖，其中接觸元件2起著將高壓發(fā)生回路產(chǎn)生的負(fù)高壓脈沖加到皮膚表面的作用。當(dāng)該儀器接近或接觸皮膚表面時(shí)，就會(huì)和皮膚形成充分的偶合。與主體1相連的接觸元件2直接與高壓發(fā)生回路結(jié)合。皮膚組織還原儀主體1是一個(gè)便攜的柱體，電源線3連于主體的一側(cè)末端，接觸元件2連在另一側(cè)末端。電源線2的末端與一個(gè)直流電源(DC)相通以提供儀器的電力。接觸元件2在其頂端有一個(gè)傘狀的可與皮膚接觸的部分2A。而且，接觸元件2和主體1之間是可連接和可分開的，除上述作用外，接觸元件2的另一個(gè)作用是，提供適宜的分散阻抗以防止皮膚被強(qiáng)電流灼傷。具有上述功能，應(yīng)用于本儀器的接觸元件2是可具有以下形式(1)減壓下被封入空氣或氣體的玻璃管，其一端涂覆電極。
(2)減壓下被封入空氣或氣體的玻璃管，其中電極也被封入。
(3)減壓下被封入空氣或氣體的玻璃管，在其內(nèi)壁形成金屬沉降電極。
(4)用玻璃，樹脂等絕緣物質(zhì)涂覆的金屬板，箔或網(wǎng)。
圖2是裝于本發(fā)明皮膚組織還原儀的主體1內(nèi)，產(chǎn)生負(fù)高壓脈沖的高壓發(fā)生回路的結(jié)構(gòu)示意圖。從直流電源通過電源線3輸入的直流電壓(比如，+12V)通過裝入升壓振蕩器(未標(biāo)出)中的升壓電路11升壓。這樣正電荷就在貯存電容12中累積，直至達(dá)到一個(gè)預(yù)定的值(比如，在A點(diǎn)達(dá)到+100V)。充電完畢后，從觸發(fā)回路13中產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)脈沖，并將之轉(zhuǎn)輸?shù)骄w閘流管14的一端，這導(dǎo)致在晶閘管14中，正負(fù)端之間進(jìn)行快速的電荷傳遞，使貯存電容12中累積的正電荷通過晶閘管件釋放到高壓變壓器15的初級。這時(shí)，就在高壓變壓器15的次級產(chǎn)生負(fù)高壓脈沖(比如，在B點(diǎn)產(chǎn)生15KVp-o)。
貯存電容12放電完畢后，由于高壓變壓器15中的磁場引起的反向電動(dòng)勢，在晶閘管14中持續(xù)有電流通過，使貯存電容12反向充電(A端為負(fù))，直到電流超過晶閘管14的最低持續(xù)電流。反向充電完畢后，通過彼此串聯(lián)并與晶閘管14并聯(lián)的二極管16和衰減電阻17，累積的負(fù)電荷流向高壓變壓器15的初級。然而，因?yàn)槔鄯e的負(fù)電荷的能量被衰減電阻17迅速衰減，因此在高壓變壓器15次級產(chǎn)生的正向脈沖就被控制在低水平。這樣，產(chǎn)生的高壓主要是負(fù)的高壓脈沖，并通過接觸元件2導(dǎo)引到人的皮膚10上。
在這里，除了可使用圖2所示的升壓變壓器方法外，還可以用以下(1)到(3)的方法來產(chǎn)生負(fù)高壓脈沖。
(1)瞬間反饋方法電流通過裝有變壓器的電感，然后迅速切斷。
(2)整流法通過變壓器等產(chǎn)生交流的脈沖高壓，然后經(jīng)高壓整流器整流。
(3)感應(yīng)線圈法可采用共振或非共振型的電磁感應(yīng)線圈。
以下所述的是表示本發(fā)明皮膚組織還原儀還原效果的實(shí)驗(yàn)例。這里我們所用的接觸元件2是一頭固定的管狀電極的Pyrex薄壁玻璃管，在其中封入3mmHg壓力的氮?dú)狻?br> 第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)用皮膚組織還原儀將Mn(Ⅶ)通過加電子還原為Mn(Ⅱ)的效果。0.1mM的高錳酸鉀溶液用還原儀處理45分鐘。圖3是還原儀處理前(A)、后(B)的電子自旋共振(ESR)譜線。由于Mn(Ⅶ)是反磁性的，因此它沒有ESR譜線。經(jīng)過還原儀處理后，此溶液中出現(xiàn)Mn(Ⅱ)特征A(ESR)譜圖，如圖3中特征B所示。這個(gè)結(jié)果清楚地表明，用皮膚組織還原儀可將Mn(Ⅶ)加電子還原為Mn(Ⅱ)，如化學(xué)反應(yīng)式4所示。
化學(xué)反應(yīng)式4我們采用以純氮飽和的0.1mM高錳酸鉀水溶液為模型。將皮膚組織還原儀的接觸元件2浸入其中工作45分鐘，圖3顯示了處理前后用ESR進(jìn)行分析所得的特征譜圖。從圖3中呆以清楚地看到，在用接觸元件2處理前，水溶液中含有錳離子Mn(Ⅶ)(特征譜線A)，而處理后，變成含離子Mn(Ⅱ)(特征譜線B)，這表明，皮膚組織還原儀可通過加電子，將Mn(Ⅶ)還原為Mn(Ⅱ)。
第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是以超氧化物酶歧化酶(SOD)的還原效果為基礎(chǔ)進(jìn)行的，SOD可以消除機(jī)體內(nèi)的過氧化物(具體可參見StefanMarklund和GudrunMarklund所著的論文，“在鄰苯三酚自氧化中超氧陰離子自由基的參與和對超氧化物歧化酶的適當(dāng)分析”Eur.J.Biochem.Vol47，1974，pp.469-474)。所用的鄰苯三酚溶液經(jīng)自氧化而帶有顏色，其顏色隨氧化程度的增加而加深。因此，在預(yù)定波長，用分光光度計(jì)測定鄰苯三酚溶液的光密度(O、D)時(shí)，就可以知道顏色的深度，即氧化的程度。該反應(yīng)可用維生素C來抑制。圖4顯示了A、B溶液在420nm處其光密度隨時(shí)間的變化，其中，A在空氣中自氧化的鄰苯三酚溶液(對照組)，B用本發(fā)明儀器處理后的鄰苯三酚溶液(處理組)。從圖4中清楚地看到，本發(fā)明儀器可抑制鄰苯三酚溶液的氧化，或?qū)⒀趸泥彵饺尤芤哼€原。圖5顯示了A(對照組)和B(處理組)在420mm處光密度的差值隨時(shí)間的變化曲線。從圖5可見，當(dāng)實(shí)驗(yàn)是在穩(wěn)定電壓和固定頻率條件下進(jìn)行時(shí)，兩組溶液的光密度差值隨著時(shí)間的延長幾乎成線性的增加，這證明了本發(fā)明儀器的還原作用。
第三個(gè)實(shí)驗(yàn)是用本發(fā)明儀器將輔酶Q還原為還原型輔酶Q，這兩種物質(zhì)在有機(jī)體內(nèi)參與電子的傳遞。眾所周知，還原型輔酶Q一直作為強(qiáng)抗氧劑存在于有機(jī)體內(nèi)。然而，由于自氧化使它變成輔酶Q，這就降低了其抗氧化的能力，因此，有必要將輔酶Q還原為還原型輔酶Q。
圖6A到6D是將接觸元件2浸入輔酶Q的乙醇∶水(3∶1)溶液中，經(jīng)它處理后的一組高效液相色譜(HPLC)譜圖。圖6A是初始時(shí)的譜圖，分析結(jié)果表明溶液中含有100%的輔酶Q(a)。圖6B是處理1小時(shí)后的譜圖，表明溶液中含有49%的輔酶Q(a)加18%的還原型輔酶Q(b)。圖6C是處理2小時(shí)后的譜圖，表明溶液中含有23%的輔酶Q(a)加19%的還原型輔酶Q(b)。圖6D是處理3小時(shí)后的譜圖。表明溶液中含有2%的還原型輔酶Q(a)和16%的還原型輔酶Q(b)。這些結(jié)果清楚地顯示用本發(fā)明儀器可將輔酶Q有效地還原為還原型輔酶Q。如化學(xué)反應(yīng)式5所示。
圖7顯示了圖6A到6D中隨時(shí)間(小時(shí))變化的輔酶Q(a)和還原型輔酶Q(b)數(shù)量上和組成的百分含量上的變化。由于在處理的前2個(gè)小時(shí)中，還原型輔酶Q隨時(shí)間的增加而增加，這就證明了輔酶Q可以被本發(fā)明儀器還原。輔酶Q和維生素K是同一類物質(zhì)，并且輔酶Q在人等生物體內(nèi)可轉(zhuǎn)化成半還原型輔酶Q(Ubiquinole)。半還原型輔酶Q是一種有很強(qiáng)的還原性和抗氧化性的活性物質(zhì)，在人體內(nèi)有活性作用。這就是說，有可能將維生素K轉(zhuǎn)化成活性物質(zhì)，這種活性物質(zhì)在還原型輔酶Q的作用下變成半還原型輔酶Q，然后，本發(fā)明皮膚組織還原儀又可將輔酶Q轉(zhuǎn)化成活性物質(zhì)。因此，本發(fā)明皮膚組織還原儀也可以活化維生素K。
圖8A到圖8B顯示了用本發(fā)明儀器的接觸元件2浸入輔酶Q的乙醇∶乙醚(3∶1)溶液中進(jìn)行處理后的高效液相色譜圖。圖8A是初始時(shí)的譜圖，分析結(jié)果顯示溶液中含有100%的輔酶Q(a)。圖8B是處理2小時(shí)后的譜圖，分析結(jié)果顯示溶液中同樣含有100%的輔酶Q(a)。這說明在非水體系中還原輔酶Q不能得到還原型輔酶Q。
如上所述，由于用本發(fā)明皮膚組織還原儀只能在水溶液中將輔酶Q還原為還原型輔酶Q，而在非水體系中不能生成。因此，用本儀器還原有機(jī)物時(shí)需有水的存在。也就是說，我們認(rèn)為這是由于羰基還原時(shí)需要水提供的質(zhì)子。
綜上所述，使用上述方法和儀器可以在短時(shí)間內(nèi)通過將電子加到氧化的皮膚組織使其還原，并能阻止皮膚的老化。另外，通過對含有預(yù)定量維生素C的鄰苯三酚溶液還原能力的測定，可得到儀器的工作時(shí)間與維生C含量的相關(guān)值，通過本發(fā)明，可獲得等于或大于攝入預(yù)定量維生素C的效果。
對那些精通本技術(shù)領(lǐng)域的人來說，有關(guān)本發(fā)明的改進(jìn)加變化是明顯的。因此，本發(fā)明人希望在這里所附的權(quán)利要求范圍內(nèi)包括這些明顯的改變。
權(quán)利要求
1.通過采用負(fù)高壓脈沖對氧化的皮膚組織進(jìn)行電子加成反應(yīng)，將其還原的一種方法。
2.一種還原氧化的皮膚組織的方法，其包括使一個(gè)與產(chǎn)生負(fù)高壓脈沖的高壓發(fā)生器相連的接觸元件接近或接觸被氧化皮膚表面，通過高壓發(fā)生器產(chǎn)生的負(fù)高壓脈沖，并通過接觸元件將其作用于皮膚組織，通過加電子反應(yīng)還原被氧化的皮膚組織。
3.一種還原皮膚組織的儀器，該儀器包括，產(chǎn)生負(fù)高壓脈沖的高壓發(fā)生器，一個(gè)與高壓發(fā)生器相連的接觸元件，當(dāng)它接近或接觸皮膚表面時(shí)，使由高壓發(fā)生儀產(chǎn)生負(fù)高壓脈沖應(yīng)用到皮膚，因此，被氧化的皮膚組織通過電子加成反應(yīng)被還原。
4.按照權(quán)利要求3一種還原皮膚組織的儀器，其中高壓發(fā)生器包括一個(gè)升壓變壓器以產(chǎn)生負(fù)高壓脈沖。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求3所述的儀器，其中高壓發(fā)生器將電流輸入包括一個(gè)變壓器的電感中，并迅速切斷電流，以產(chǎn)生負(fù)高壓脈沖。
6.一種如權(quán)利要求3所述的儀器，其中高壓發(fā)生器通過一個(gè)高壓整流器對由變壓器產(chǎn)生的交流高壓脈沖進(jìn)行整流，以得到負(fù)高壓脈沖。
7.一種如權(quán)利要求3所述的儀器，其中高壓發(fā)生器包括一個(gè)共振型或非共振型的電磁感應(yīng)線圖，以產(chǎn)生負(fù)高壓脈沖。
8.一種如權(quán)利要求3所述的儀器，其中接觸元件包括一個(gè)玻璃管，其一端涂覆有電極，減壓下封入空氣或氣體。
9.一種如權(quán)利要求3所述的儀器，其中接觸元件包括一個(gè)玻璃管，減壓的空氣或氣體及電極都被封入玻璃管中。
10.一種如權(quán)利要求3所述的儀器，其中接觸元件包括一個(gè)封入減壓空氣或氣體的玻璃管，其內(nèi)壁上形成金屬沉降電極。
11.一種如權(quán)利要求3所述的儀器，其中接觸元件包括一被玻璃、樹脂等絕緣物質(zhì)涂布的金屬板、箔或網(wǎng)。
全文摘要
本方法是采用負(fù)高壓脈沖對氧化的皮膚組織進(jìn)行電子加成反應(yīng)，以還原氧化的皮膚組織的方法，由主體中的高壓發(fā)生回路產(chǎn)生負(fù)高壓脈沖。這種脈沖經(jīng)與主體相連的接觸元件等引到皮膚，對氧化的皮膚組織進(jìn)行電子加成反應(yīng)，以進(jìn)行還原。本皮膚組織還原儀包括一個(gè)產(chǎn)生負(fù)高壓脈沖的高壓發(fā)生器，一個(gè)與高壓發(fā)生器相連的接觸元件。當(dāng)接觸元件接近或接觸皮膚表面時(shí)，可將負(fù)高壓脈沖加到皮膚上，使氧化的皮膚組織通過電子加成反應(yīng)被還原。
文檔編號A61N1/32GK1094975SQ9410107
公開日1994年11月16日 申請日期1994年1月10日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月26日
發(fā)明者伊藤義博, 三宅一司 申請人:株式會(huì)社綜合美容醫(yī)科學(xué)研究所