308 纳米准分子灯运用于皮肤病精准医疗的原理

发布时间:2020-03-12 15:45 | 来源: 中国医疗导报 | 作者: 安博 |

记者:罗杰

白癜风和银屑病是常见的后天性皮肤疾病。现行的治疗方法繁多,包括全身、局部激素治疗,免疫调节剂治疗,外科手术治疗和中医药治疗灯。其中光疗法是最有效的治疗法之一。20世纪70年代,光化学疗法即开始用于治疗银屑病、白癜风等皮肤病。1997年308纳米准分子光被发现治疗银屑病非常有效,2000年,308纳米准分子光被应用于白癜风患者的临床治疗。目前,小能量的准分子光正越来越多地应用于白癜风和银屑病的治疗中。研究表明,308纳米准分子光治疗局限性白癜风的有效性和安全性都是肯定的,运用于紫外线敏感区域(如面、颈和躯干等部位)效果更为显著。

目前,在中国,308纳米准分子光已经被应用于白癜风治疗仪,并取得了大规模应用。国内最大的白癜风治疗仪生产厂家以及白癜风治疗仪市场半壁江山的拥有者,半岛医疗,表示他们原来用的主要是海外进口的308纳米准分子灯,但现在已经全部改成有由夏金飞专家自主创新研制的308纳米准分子灯,该种灯无论从疗效,稳定性,寿命各方面都比海外更胜一筹。

准分子灯,一般由发光部,外部电极,内部电极构成。发光管由在内部封入有发光气体的发光部和在所述发光部的两端部形成的密封部构成,外部电极配置在所述发光部的外表面上,内部电极配置在所述发光部的内部。普通准分子灯包括两部分,内有形成准分子气体的细长的管状和把气体激发成等离子的电极, 光从灯管一端或两端通过镜头或光纤轴向输出。该设计需要大尺寸灯管结构,而真正输出窗口较小,如果要实现高光强大面积输出,则需要几只灯管的组合,造成医疗器械的体积和重量增加,不适合家用医疗机器便携使用和推广。所以,大规模商业化运用,需要实现1、技术改良,将灯体积缩小;2、提高光输出率和光稳定性,达到精准医疗的效果;3. 选用性能更佳的材料,提高灯的效用减少污染,且降低成本,实现家用化可能性。

夏金飞成功设计了高亮度308纳米准分子灯。这种高亮度308纳米医疗准分子灯,包括密封管、密封盖、石英管、外部触发电极和内部电极,密封管两端通过密封盖密封,一侧的密封盖上设置有外部触发电极,外部触发电极通过镍丝固定在石英管上,与内部电极形成电极对,密封管内部设置有石英管,石英管上缠绕有内部电极,所述的内部电极为采用螺旋缠绕于中心石英管支撑的金属丝。

以下为夏金飞的若干技术革新点:

技术创新一:根据实际的使用需求,夏金飞发现准分子光源在发生过程中,光源向360度方向扩散,使得位于输出口反面的光源产生浪费,夏金飞在输出口反面增加了特殊设计的镜面反射装置,使反向光也聚焦在输出口输出,成倍提升了光源的输出效率;

技术创新二:夏金飞在准分子灯的外部创新采用了导电性能良好且不易氧化的的黄金涂层作为电极,最大限度的控制了安装尺寸,减少造价,增加便携性,增加安全系数,且光效均匀度和导电性能都大幅提升。

传统应用中,通常使用金属丝线电极。金属丝线的缺点是缠绕松紧不一,光效不一,而且每只灯上金属丝线缠绕的位置也可能不同,结果导致每只灯的光输出不一致。工业应用要求每只灯的光输出达到完全一致,一致性越高、质量越高。夏金飞经过反复实验,发现如果采用黄金镀层,第一电镀是0距离接触,不存在缠绕松紧问题;第二开模后每只灯的电镀位置相同,涂层更加均匀;第三黄金涂层导电性能好且不易氧化,由黄金涂层制作的电极,可根据不同应用需求沿着灯管轴向,按工艺要求以多条1-8毫米不同弧宽沿轴向涂在高透石英管外层,两端与外电接触处可以加宽或涂满。外电极重量轻而均匀,整个涂层厚度低于0.08毫米,几乎不增加灯管直径,最大限度的控制了安装尺寸,达到了减少造价,增加便携性,与增加安全系数的优点。经过改良的准分子灯光效均匀度和导电性能也都大幅提升。

技术创新三、内部电极采用光学石英中心支撑,增加了光源发射的均匀度。

传统设计中,较多采用不导电的塑料支撑、金属圈支撑或聚氨酯支撑。夏金飞发现,无论这些支撑材料处理得多么干净,都可能产生杂质,从而影响光效。夏金飞的设计创新采用光学石英材料作为中心支撑,石英具有良好的绝缘性和良好的透光性,且本身对紫外线通过率很高,而且由于内部电极的玻璃壁也是石英材料,因此支撑中心与玻璃壁之间的污染可以达到最小(同属一种物质),从而不但增加光亮度,且提高了光输出面积。

技术创新四、准分子灯外部采用导电性能良好且不易氧化的双层金属作为外部触发电极,外层为易导电铜箔,内层为反光铝箔,可使紫外光均匀的由径向单面输出,增强了输出光效。外电极通过镍丝固定在石英管上,不会对石英管造成多余应力;坚固,导电性能好,保证紫外光均匀利用。

技术创新五、夏金飞还创新设计和研发了气体配比机,提升了输入灯内气体的均匀度,提升了每只准分子灯在不同时段输出光的稳定性,以及灯和灯之间输出光的一致性。这将直接大幅提高准分子灯的质量。

产生308纳米的气体主要是氯化氙,再加上特殊的惰性气体,由于气体重量不一,合并冲入很容易产生不均匀或分层现象,此外,不同气体配比也很有讲究,气体冲入过程摇摆的速度和转动的速度对气体均匀度都有影响,而且气体的量也有讲究,冲得太多或太少,会导致灯很亮但是光线不稳定,夏金飞自主研发了集合真空技术,阀门技术,电控技术,特种气体技术等于一体的,巧妙设计的气体配比机,经过上万次气体配比实验,实现了配比均匀的气体充气过程。经实验,利用夏金飞自主研发的气体配比机,能够确保准分子灯的质量,做到每只灯在不同时段输出光完全一致,即始终稳定,灯和灯之间的输出的光也完全一致。

高亮度308纳米准分子灯的效用对比

夏金飞的准分子灯专利实现了大功率准分子光源的设计和生产,经样品测试单波长功率可实现最大500W功率(普通紫外线灯中的单波长功率只有200瓦),光源表面光照强度可达40mW/cm2(普通紫外光线中的单波长光照强度只有20-30mW/cm2),寿命超过3000小时(普通紫外线灯的寿命大概在1500-2000小时),长度尺寸可以根据具体应用设计调整。

高亮度308纳米准分子灯的广阔应用

除了半岛医疗的准分子治疗仪,夏金飞的308纳米准分子灯可以经细微改良后,用于全球任何一家医疗仪器公司的类似治疗仪,治疗白癜风和银屑病灯皮肤病。

夏金飞创新设计的高亮度308纳米准分子灯除了利用紫外波段固化的特点可以运用在医疗仪器上,尤其是白癜风治疗仪,还能够为液晶面板基板,半导体晶片,光伏硅片等提供光清洁高科技技术。此外,对于材料表面改性和污染控制领域也有巨大应用价值。准分子光的光子能量高, 可有效切断组织分子内化学链而不产生过多热能, 能最大限度地减小受伤组织范围。另外, 准分子光衍射极限小, 切割深度和宽度都非常精细。夏金飞介绍了他的技术在材料表面处理中的具体应用,比如材料表面要电镀电极效果好,需要材料表面清洁度高,光清洗比普通水清洗要彻底得多。举个例子,硅片是用金刚砂切割的,为了避免毛糙和断裂,需要用到化学液辅助增加光滑度,化学液残留在硅片表面,水是无法做到100% 清洗干净的,而如果采用夏金飞的准光子灯进行光清洗,就可以把化学残留成分的有机链式结构打断,从而让化学成分变成气体挥发掉,实现100%的清洗效果。如果把相同光清洗技术用在各大餐馆的厨房,那就能100%去除燃烧不充分产生的残留油烟,控制环境污染。

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