本發明涉及生物體電池治療器具,詳細而言,涉及下述生物體電池治療器具,即,在與皮膚等生物體接觸的狀態下使用,利用微弱的直流電動勢對皮下組織進行通電刺激,由此進行對象部位的處置。
背景技術:
近年來,苦惱于慢性肩酸疼或腰痛的患者增加,迄今為止,市場上出售很多敷藥、熱灸、金屬粒、磁性治療器具、低頻治療儀等作為家庭治療器具。這些治療器具顯示出根據各種原理促進患部的血液流通,清除局部地滯留的廢物的效果。
作為基于與上述通常的治療器具不同的原理的治療器具,提出一種通過通電刺激而治療肌肉及神經疲勞的生物體電池治療器具(例如參照專利文獻1至4)。實驗證明,該生物體電池治療器具在與皮膚接觸時形成生物體電池而產生直流電流,且是一種具有與上述家庭用治療器具相同甚至比其更好的治療效果的優良的治療器具。
但是,當前的生物體電池治療器具是下述生物體電池,即,對于負極使用鋅氧化物、鈦氧化物等N型半導體,對于正極使用貴金屬而與皮膚接觸(例如,參照專利文獻5~10)。圖6中示出這種當前的生物體電池治療器具的典型形狀。圖6所示的治療器具由基座1、N型半導體2以及支撐體3構成,基座1是實施了鍍金的合成樹脂制的基座,鍍金后的部位作為電池的正極起作用。另一方面,N型半導體2直立保持在基座1上,作為電池的負極起作用。該生物體電池治療器具是下述的治療器具,即,將作為正極起作用的基座1和作為負極起作用的導體2粘貼于皮膚4,由此對生物體施加微弱電流刺激而產生治療效果。
依據上述的當前的見解,本發明人開發了以構成N型半導體的氧化鋅為負極的各種生物體電池治療器具。此次也在生物體電池治療器具的開發過程中通過實驗驗證了以構成N型半導體的氧化鋅為負極的生物體電池治療器具的通電特性,在該驗證過程中發現“氧化前的金屬鋅與成為N型半導體的氧化鋅相比,作為生物體電池治療器具的特性更優異”。這不僅是與本發明人的預想也是與本領域技術人員的預想相反的應當驚訝的實驗結果。另外,對構成N型半導體的氧化鈦也進行了同樣的實驗,其結果與構成N型半導體的氧化鋅的情況的結果相同。
專利文獻1:日本特開平8-173554號公報
專利文獻2:日本特開平11-123245號公報
專利文獻3:日本特開2000-84093號公報
專利文獻4:日本特開2000-126308號公報
專利文獻5:日本特開2000-237322號公報
專利文獻6:日本特開2000-237323號公報
專利文獻7:日本特開2000-237324號公報
專利文獻8:日本特開2007-130145號公報
專利文獻9:日本特開2009-050360號公報
專利文獻10:日本特開2012-205884號公報
基于該見解,對于本領域技術人員認為不值得研究而完全忽視的未氧化的鋅、鈦,本發明人研究了將它們直接作為生物體電池治療器具的負極。然而,鋅、鈦容易氧化,即使將它們直接作為負極而構成生物體電池治療器具,鋅、鈦的氧化也隨著時間的流逝而發展,難以有效地靈活運用本發明人新發現的上述見解。
技術實現要素:
因此,為了即使時間流逝也將鋅、鈦維持為未氧化的狀態,本發明人想到了將鋅、鈦粒狀化,將其與粘合劑混合而實現漿化,并將漿化的鋅、鈦作為負極。由此發現,能夠阻止鋅、鈦隨著時間的流逝而氧化,能夠將未氧化的鋅、鈦作為生物體電池治療器具的負極而有效地利用。
即,本發明所涉及的生物體電池治療器具就是基于申請時本領域技術人員并未想到的新見解而提出的,生物體電池治療器具將正極和負極電連接而成,使所述正極和所述負極與生物體接觸,由此形成使微弱電流在生物體中流動的電路,所述負極具備在粘合劑內配合的、從多個粒狀的鋅以及多個粒狀的鈦的組中選擇的多個金屬粒子,這些金屬粒子以相互接觸的狀態而填充于粘合劑內,并且,這些金屬粒子的被粘合劑覆蓋的表面未被氧化,且處于與生物體接觸的區域的至少一部分金屬粒子的表面的一部分從粘合劑露出,處于與正極接觸的區域的至少一部分金屬粒子的表面的一部分從粘合劑露出并與正極接觸。
本發明中的“生物體電池治療器具”采用廣義的意義。即,生物體電池治療器具也被稱為接觸皮膚治療器具(例如參照日本特開2002-37322、日本特開2002-37323、日本特開2002-37324、日本特開2009-050360),這種接觸皮膚治療器具也包含在本發明中,本發明并不拘泥于這些名稱。只要具備本發明的結構要素,例如,應用了本發明的梳發器具(關于“梳發器具”本身的結構,例如參照日本特開2000-236932)、美容器具(關于“美容器具”本身的結構,例如參照日本特開2002-236946)、電動牙刷(關于“電動牙刷”本身的結構,例如參照日本特開2002-36948)、用于經皮投藥的儀器(關于這種儀器本身的結構,例如參照日本特開2003-169853)、超聲波美顏器具(關于“超聲波美顏器具”本身的結構,例如參照日本特開2012-205884)、鼻腔擴張部件(例如關于“鼻腔擴張部件”本身的結構,例如參照日本特開2012-205884)也包含在本發明的技術范圍內。
將正極和負極“電連接”并不局限于正極和負極物理地直接接觸的情況,也包含經由其他導電性部件、導電性材料而間接電連接的情況。根據上述的專利文獻1~10等的記載可知,“正極和負極電連接”的具體方式多種多樣。這里,并未特別舉例示出,但并不局限于專利文獻1~10,當然包含公知的多種多樣的方式。
“生物體”不局限于人體,也表示動物等一般的生物體。
“正極”由與“負極”相比更具有離子化傾向的貴金屬構成,在負極為鈦的情況下,典型地由金構成正極。在負極為鋅的情況下,只要是比鋅更具有離子化傾向的貴金屬,除金以外,還能夠應用鈦等。
“使正極和負極與生物體接觸”是想要通過接觸而使微弱電流在生物體中流動,因此代表著正極和負極分別以能夠使微弱電流在生物體中流動的距離分離地接觸。接觸部位是皮膚等電流流動的電解質的部位。
“微弱電流”是指為了實現生物體電池治療器具的規定的目的所必需且足夠強度的電流。在以線粒體活性為目的的情況下,還取決于距表皮的深度,在30~1000mv左右的電壓下為0.01μA~1200μA左右,優選為0.05μA~800μA左右,特別優選為0.1μA~600μA左右的微弱電流。在以多覺(polymodal)刺激為目的的情況下,還取決于距表皮的深度,在200mv~1300mv左右的電壓下為0.01μA~3000μA左右,優選為10μA~1500μA左右,特別優選為50μA~1200μA的微弱電流。
關于“構成負極的粒狀鋅或者粒狀鈦(下面,簡稱為金屬粒子)由粘合劑覆蓋,被粘合劑覆蓋的表面未被氧化”,如果在作業工序方面對其進行說明,則是指將表面未被氧化的多個金屬粒子混入硬化前的粘合劑并使它們配合而形成負極。由此,構成金屬粒子由粘合劑覆蓋后的規定形狀的負極。在本發明中,“表面未被氧化”應當解釋為金屬粒子的表面具有能夠實現本發明的目的這種程度的清潔度(與表面氧化相關的清潔度)的狀態,不應如字面那樣在物理化學方面嚴格地對該表述進行解釋。例如市場銷售的金屬粒子也包含在本發明的“表面未被氧化的金屬粒子”的范疇內。如果換作其他說法,則本發明的表面未被氧化的金屬粒子未構成N型半導體。使配合有這種金屬粒子的粘合劑干燥·硬化而形成為規定的負極形狀。由此,這些金屬粒子由粘合劑覆蓋。這里,金屬粒子由粘合劑覆蓋的含義,能夠換言成使金屬粒子與外部(外部大氣等)隔斷而形成為未被氧化、腐蝕等的狀態。此外,在上述的作業工序中說明的“粘合劑”是指硬化前(混合前)的粘合劑,但構成本發明的生物體電池治療器具的“粘合劑”是指硬化·干燥后的“粘合劑”。
這里,構成負極的金屬粒子需要通過金屬粒子彼此接觸而能夠維持能夠保持負極內部的導電性的程度的高密度的配合量。例如,金屬粒子在負極中所占的比例(重量%)還取決于金屬粒子的粒徑,但優選為60%~80%左右。另外,為了使負極內部的金屬粒子間的導電性變得更加可靠,優選將比金屬粒子細的(粒徑小)的導電性粒子(優選為碳)與金屬粒子一起配合。另外,通過配合碳,不僅能夠確保導電性,還能夠使由處于與生物體接觸的區域的、構成負極的金屬粒子(鋅等)的表面氧化所引起的黑化變得不醒目。
另外,在本發明中,作為粘合劑能夠應用各種樹脂。例如,通過使用收縮干燥性樹脂,在硬化時樹脂收縮,能夠進一步提高金屬粒子相互的接觸性。作為適當的熱收縮干燥性樹脂,能夠舉出酚醛樹脂、環氧樹脂、密胺樹脂、尿素樹脂、不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂聚氨酯、熱硬化性聚酰亞胺(PI)等。另外,還能夠使用UV干燥收縮樹脂。作為適當的UV干燥收縮樹脂,能夠舉出丙烯樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂、乙烯基醚樹脂、聚烯硫醇樹脂(polyene thiol resin)等。這些熱收縮干燥性樹脂、UV干燥收縮樹脂如果收縮率過高,則成型性變差,難以獲得期望的形狀。反之,如果收縮率低,則金屬粒子相互的接觸性不充分。考慮到這些,收縮率優選為1%~10%左右,特別優選為2%~5%左右的樹脂。
除這些熱收縮干燥性樹脂、UV干燥收縮樹脂以外,例如還能夠使用含碳樹脂·ITO導電性樹脂等導電性樹脂、非導電性樹脂、硅橡膠。
對于金屬粒子綜合判斷金屬粒子間的接觸性、金屬粒子整體的總表面積、正極或與生物體接觸的負極的接觸面積、構成負極的多個金屬粒子與正極或生物體接觸的個數、金屬粒子彼此接觸而確保負極內部的導電性等,金屬粒子的粒徑為1納米~100微米程度,優選為10納米~75微米左右,更優選為10微米~50微米左右。
以這種方式獲得的負極,處于生物體側的至少一部分金屬粒子的一部分從粘合劑露出并能夠與生物體接觸。另外,處于正極側的至少一部分金屬粒子的一部分從粘合劑露出并與正極接觸。利用該結構使生物體電極治療器具的正極和負極與生物體接觸,由此在正極、負極、生物體之間形成生物體電路。
根據本發明,將鋅或者鈦粒狀化,將該鋅或者鈦的金屬粒子與粘合劑混合并漿化,將漿化后的金屬粒子形成為負極,由此能夠使用不會繼時性氧化、腐蝕的鋅、鈦作為負極,其結果,能夠獲得長時間地維持優異的電流特性的生物體電池治療器具。
附圖說明
圖1是表示生物體電池治療器具的一個實施例的平面圖。
圖2是鋅漿負極的平面圖。
圖3是絕緣層的平面圖。
圖4是圖1的A-A剖面圖。
圖5是將圖4中的B部放大后的剖面圖。
圖6是表示當前的生物體電池治療器具的一個例子的剖面圖。
圖7(a)是應用了本發明的生物體電池治療器具的振動按摩器的整體圖,圖7(b)是表示其振子部分的圖。
圖8(a)是應用了本發明的生物體電池治療器具的美容滾的整體圖,圖8(b)是表示與圖8(a)的生物體電池治療器具不同的實施方式的美容滾的整體圖,圖8(c)是滾子部分的展開圖。
圖9(a)是表示本發明的生物體電池治療器具的第10實施方式(美容滾)的針狀滾子的圖,圖9(b)是該美容滾的整體圖。
標號的說明
10···基座(正極)
20···絕緣層
22···透孔
30···負極(負極片整體)
30a···負極片
40···金屬粒子(鋅粒子或者鈦粒子)
50、108···粘合劑
90···振子
92、102、106、124···把手部分
100···轉子
104···碳層
110···貴金屬微粒
120、122···滾子部(針狀滾子)
具體實施方式
下面,利用圖1~圖9對本發明的實施方式的一個例子進行說明。
此外,本發明不限定于該實施方式。本發明包含將此前具體說明的本發明的各結構要素任意組合而成的生物體電池治療器具。
【實施例】
本發明的實施方式所涉及的生物體電池治療器具以下述方式構成,即,在構成正極的圓盤狀的基座10的表面10a設置有圓盤狀的絕緣層20,在該絕緣層20的表面設置有負極30。絕緣層20與基座10形成為同芯圓盤狀,比基座10的直徑小。如圖2所示,負極30由多個負極片30a···構成,整體與絕緣層20形成為同芯圓盤狀,比絕緣層20的直徑小。
構成正極的基座10使用與負極相比離子化傾向更低的材料。在負極為鋅的情況下,能夠使用各種貴金屬等或鈦。在負極為鈦的情況下使用金,從實用的角度考慮而使用鍍金的材料。
絕緣層20例如為聚氨酯樹脂制的,通過印刷法等形成。如圖3所示,絕緣層20形成有多個透孔22···。如圖1中虛線的圓所示,各透孔22在大致與貴金屬的各負極片30a的中央部分對應的部位沿厚度方向而形成。
對于負極30,例如將由鋅粒子或者鈦粒子構成的金屬粒子40與熱收縮樹脂等粘合劑配合,通過印刷法等將該粘合劑涂覆于絕緣層20上而形成。如圖2所示,該負極30由最內側的圓盤狀的負極片30a、處于其外周的分割周面狀的5個負極片30a、以及進一步處于其外側的8個分割周面狀的負極片30a構成。最內側的負極片30a、處于其外周的5個負極片30a、以及進一步處于其外側的8個負極片30a相互分離,并經由絕緣層20而絕緣。處于最內側的負極片30a的外周的5個負極片30a各自的形狀、尺寸均勻,并以等間隔配置。而且,分別經由絕緣層20而絕緣。處于5個負極片的外側的8個負極片30a的各自的形狀、尺寸均勻,并以等間隔配置。而且,分別經由絕緣層20而絕緣。而且,構成負極的鋅粒子、鈦粒子等金屬粒子40以相互接觸的方式緊密地填充于所述各透孔22。
圖4是圖1的A-A剖面圖,圖5是將圖4中的B部放大而示出的概略剖面圖,相互緊密接觸的鋅粒子、鈦粒子等金屬粒子40的大多數處于粘合劑內。構成正極的基座10側的金屬粒子40的至少一部分金屬粒子的一部分從粘合劑50露出并與基座10接觸。另外,在鋅粒子、鈦粒子等金屬粒子40中,與生物體接觸一側(圖4、圖5的上表面側)的金屬粒子40的至少一部分金屬粒子的一部分從粘合劑50露出并能夠與生物體接觸。其結果,構成正極的基座10和構成負極30的各負極片30a與生物體接觸,由此在構成負極30的各負極片30a、構成正極的基座10以及生物體之間形成電路。
以這種方式構成的生物體電池治療器具使表面側與生物體接觸,由此使得形成正極的基座10、和負極30的各負極片30a分別在以規定距離分離的狀態下與生物體接觸,其結果,微弱電流在生物體中流動。由此,作為生物體電池治療器具而起作用。
在該實施方式中,絕緣層介于正極和負極之間,該絕緣層為聚氨酯樹脂,但還能夠是具有絕緣性的熱可塑性樹脂、具有絕緣性的丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、聚醋酸乙烯、聚氯乙烯、聚酯、聚醚、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯以及苯氧基樹脂等。另外,只要具有絕緣性,并不局限于絕緣性樹脂,當然也能夠是其他材質。
并且,如上所述,本發明的生物體電池治療器具能夠有效地應用于各種儀器、例如超聲波美顏器、美容滾。
圖7表示將本發明應用于日本特開2015-33566號公報所記載的超聲波美顏器(振動按摩器)的實施方式。圖7(a)表示其整體圖,圖7(b)表示振動按摩器的與肌膚接觸的部分90(振子)。
該振動按摩器具有與肌膚接觸的部分90(振子)以及把手部分92(用手把持的部位)。與肌膚接觸的振子90例如由貴金屬(包含銅)制成,或者由通過電鍍、蒸鍍、濺射、印刷、涂裝等涂覆方式加工后的貴金屬形成并構成正極。對于把手部分92整體或者把手部分92中由手接觸的一部分而言,由與粘合劑配合的鋅粒子或者鈦粒子形成并構成負極。或者,在由鋅粒子構成負極的情況下,由貴金屬(包含銅)或者鈦構成正極。而且,通過使負極(把手部分)與正極(振子)電連接而作為生物體電池美顏器工作。
根據該生物體電池美顏器(振動按摩器),具有下述效果,即,生物體電池所產生的微弱電流刺激皮膚中的侵犯刺激感受器例如多感感受器等而促進血液流動。另外,促進與由機械振動所引起的按摩效果的疊加效應。另外,通過將接觸皮膚側(與肌膚接觸的部分)作為正極而使得電流從振子朝向皮膚流動,所謂的離子導入效果得到提高,容易吸收化妝品等中所含有的有效成分。
另外,可以由貴金屬制成振子的母材,還能夠由與粘合劑配合的鋅粒子或者鈦粒子構成母材,并在其上使通過電鍍、蒸鍍、濺射、印刷、涂裝等涂覆方式加工的、構成正極的貴金屬等形成為島狀。由此形成較多的電流電路而提高發明的效果。另外,將第3導電體、例如碳(具有導電性,但未構成電池的正極、負極且不具有離子傾向的材料)形成為接觸皮膚面,在其上部及粘合劑的內部同樣地形成正極,由此能夠延長振子母材的鋅粒子或者鈦粒子與貴金屬的通電距離,增強通電效果。
并且,在把手部,可以不同于與粘合劑配合的鋅粒子或者鈦粒子地另外形成N型半導體。由此,不僅在貴金屬與鋅粒子或者鈦粒子之間,即使在貴金屬與上述N型半導體之間也起電,增大發明的效果。另外,利用混入有碳和貴金屬微粒的樹脂(粘合劑)對振子表面進行涂覆,由此能夠容易地實現正極的多極化。對于正極和負極的配置,還能夠根據需要而相對于接觸皮膚部和把手部進行相反的排列。
圖8表示應用于美容滾的實施方式之一。
圖8(a)所示的美容滾例如由貴金屬(包含銅)制成與肌膚接觸的轉子100并構成正極,或者由通過電鍍、蒸鍍、濺射、印刷、涂裝等涂覆方式加工后的貴金屬構成正極。對于構成負極的把手部分102(用手把持的部位)的整體或者由手接觸的一部分而言,由與粘合劑配合的鋅粒子或者鈦粒子制成。此外,在由鋅粒子構成負極的情況下,并不局限于貴金屬(包含銅),還能夠由鈦制成正極。
該美容滾通過將負極(把手部分)與正極(轉子)電連接而發揮作為美容滾的功能。
并且,該美容滾具有下述效果,即,生物體電池所產生的微弱電流刺激皮膚中的侵犯刺激感受器例如多感感受器等而促進血液流動。另外,促進與通過旋轉實現的機械按摩的效果的疊加效應。
另外,通過將接觸皮膚側設為正極而使得電流從轉子朝向皮膚流動,所謂的離子導入效果得到提高,容易吸收化妝品等中所含有的有效成分。
另外,可以由貴金屬制成轉子的母材,還能夠由與粘合劑配合后的鋅粒子或者鈦粒子制成母材,并在其上通過電鍍、蒸鍍、濺射、印刷、涂裝等涂覆、其他周知的方法而使能夠成為正極的貴金屬等形成為島狀。由此形成更多的電流電路,提高本發明的效果。另外,如圖8(b)所示,在接觸皮膚面形成第3導電體、例如碳層104(具有導電性,且未構成電池的正極、負極的、不具有離子傾向的材料),并在其上同樣地形成正極,由此能夠延長滾子母材的鋅粒子或者鈦粒子與貴金屬之間的通電距離,增強向皮膚的通電效果。并且,利用與粘合劑配合后的鋅粒子或者鈦粒子構成把手部106,并且利用與這些金屬粒子不同的材料的N型半導體構成,從而即使在貴金屬與鋅粒子或者鈦粒子以及上述其他N型半導體之間也起電,效果倍增。
另外,如圖8(c)所示,利用混入有第3導電體例如碳(具有導電性,且未構成電池的正極、負極的、不具有離子傾向的材料)和貴金屬微粒110(金粉、銀粉等)的樹脂108(粘合劑)對滾子的旋轉表面進行涂覆,由此能夠容易地實現正極的多極化。對于正極和負極的配置,還能夠根據需要而相對于轉子與把手部進行相反的排列。
并且,作為使得美容滾不被頭發妨礙、且使其直接與頭皮接觸并起電的生物體電池型美容滾,提出了下述滾子,即,使滾子部120如圖9(a)所示延長為針狀,能夠將頭發分開,直接與頭皮接觸。在該情況下,將滾子部設想為正極、且將把手124設想為負極,但當然也可以相反。
圖9(b)表示應用于美容滾的實施方式的其他例子。
該例子安裝有2個針狀滾子120、122,但當然優選安裝大于或等于3個的針狀滾子。每一個針狀滾子經由隔離器而連接。當然,能夠直接連接或者使得多個針狀滾子成型為一體,但如果使相同材質的部件一體化,則即使在兩個部位接觸皮膚,在電氣方面也被視為一個部件而僅能對一個電路進行通電,但如果經由隔離器則具有分別產生電路的優點。當然,每一個針狀滾子在芯材等內部與把手部124電連接。
在該實施方式的情況下,電流從直接與頭皮接觸的正極相對于握持把手的手流動,能夠期待例如育毛劑的藥效成分等與電流一起向皮膚的離子導入效果。
實驗例1:與生物體電池的負極(鋅)的表面劣化相關的實驗例
(比較實驗)
首先,針對不屬于本發明的、未利用粘合劑固化的鋅板進行了實驗。在與體液相同的隱形眼鏡保存液(氯化鈉0.9%溶液)中利用導電線將鋅板與銅板連結而進行了起電試驗,電動勢在數小時內略微降低,但卻持續起電。而且,在24小時之后,以0.74~075V持續起電。即使經過24小時,起電也幾乎不降低。
然而,一旦浸漬于隱形眼鏡保存液(氯化鈉0.9%溶液)的鋅板的表面干燥,則出現白斑、黑斑。這是因為鋅表面變質為碳酸鋅、硫酸鋅等,這些斑上的導電性極差,隨著白斑·黑斑化的發展,劣化直至深處為止,最終表面變化為測試儀無法測量的非導體。
由此確認到,如果預先使鋅板的負極保持與大氣接觸的狀態不變,則其表面繼時性劣化,無法作為負極而起作用。
(本發明所涉及的實驗)
接下來,針對本發明所涉及的利用粘合劑固化的鋅漿也同樣地進行了實驗。即使利用粘合劑固化的鋅漿浸漬于隱形眼鏡保存液(氯化鈉0.9%溶液),也幾乎未確認到變化。一旦反復進行在浸漬于隱形眼鏡保存液之后使其與大氣接觸的濕潤干燥,則變為略微發黑的感覺,但在電阻方面并未確認到變化。
實驗例2:與生物體電池的負極(鈦)的表面劣化相關的實驗
(比較實驗)
針對未利用粘合劑固化的鈦板,進行了與鋅板同樣的實驗。即使在鈦板的情況下,如果嘗試浸漬于隱形眼鏡保存液(氯化鈉0.9%溶液),則表面的顏色也略微變濃。這被認為是氧化鈦的顏色。如果如此反復,則電動勢不會消失,但表面電阻值增加30%~50%而加強了半導體的性質,確認到實質性的電動勢的降低。
(本發明所涉及的實驗)
接下來,針對本發明所涉及的利用粘合劑固化的鈦漿,進行了與利用粘合劑固化的鋅漿同樣的實驗。其結果,在電阻方面并未確認到變化。
根據以上實驗結果能夠確認,對于本發明所涉及的生物體電池治療器具,利用粘合劑將鋅粉末、鈦粉末覆蓋(利用粘合劑固化)以不使其繼時性氧化,由此能夠防止負極的繼時性的劣化,能夠維持生物體電池治療器具的品質。