本发明专利申请是国际申请日为2006年6月22日、国际申请号为US2006/024505、进入中国国家阶段的申请号为200680022619.6、发明名称为“机械皮肤表面重建”的发明专利申请的分案申请。
发明详述
应相信，根据本文的说明书，本领域技术人员可以全面利用本发明。以下具体 实施方式应被认为仅是说明性的，不以任何方式限制本文其它内容。
如本文的说明书和权利要求书所述的术语“机械皮肤表面重建技术”和其变体涉及机械辅助地去除哺乳动物(特别是人)皮肤细胞，范围从温和技术(如表皮剥脱和研磨性清洁)到微皮研磨，以及剧烈技术如皮肤研磨。
如本文的说明书和权利要求书所述的术语“皮肤研磨”和其变体涉及非热表面重建技术，特别适合于皮肤的深度缺损，例如痤疮瘢痕、深皱纹和有损容貌的皮肤病如酒糟鼻。该方法包括机械打磨皮肤上层，并且穿入皮肤的深度大于微皮研磨。通过皮肤研磨，在复原过程中一层新皮肤代替了研磨的皮肤，产生较光滑的外观。
如本文的说明书和权利要求书所述的术语“微皮研磨”和其变体涉及非常温和且穿入更浅的皮肤研磨形式，更适合减轻细的线条和皱纹以及其他不大严重的皮肤病。微皮研磨穿入皮肤的深度较浅，主要穿入角质层或其一部分。
如本文的说明书和权利要求书所述的术语“表皮剥脱”和其变体涉及剥离和脱落掉皮肤的组织细胞。
如本文的说明书和权利要求书所述的术语“清洁”和其变体涉及去除皮肤表面上的灰尘、油等，特别是通过表面活性剂洗涤，也许还穿入皮肤的毛孔。在“研磨性清洁”中，也发生一定程度的表皮剥脱。
这些机械性皮肤处理可能有利于将有益剂递送给皮肤组织，有益剂例如清洁和递送痤疮治疗组合物或更新剂(rejuvenating agent)如视黄醇。
如本文的说明书和权利要求书所述的术语“无纺布”和其变体涉及未转化为纺线的天然和/或人造的纤维或丝(除纸浆以外)通过几种方式互相粘结制成的薄片、网或板(bat)。为了进一步阐明，无纺布不同于编织物和针织物。无纺材料所包含的纤维可以是切段纤维或连续纤维或原位形成的纤维，优选地，至少约50％纤维质是长度直径比大于约300∶1的纤维。
本发明涉及用于采用手持式机动装置的机械皮肤表面重建技术的系统、制品、组合物和方法。在本发明的各种实施方式中，这类系统、制品和方法提供了对使用者而言高度可靠和方便的独特组合，以及非常有效的机械皮肤表面重建技术。
用于本发明实施方式的机械皮肤表面重建技术的系统可能因各种部件或子组件存在与否；材料的尺寸、形状和选择等而改变。为了描述处理皮肤的各种系统和所述系统的各部分，请读者参见2003年12月24日提交的共待审的公开的专利申请US2005-0148907，题为“TREATMENT OF SKIN USING A BENEFIT AGENT AND AN APPARATUS(用有益剂和设备处理皮肤)”(纳入本文作参考)。特别注意题为“SKIN TREATMENT SYSTEM(皮肤处理系统)”、“MECHANICAL ENERGY DELIVERY SUB-ASSEMBLY(机械能传递子组件)”、“ACTUATION OF SKIN-CONTACTABLE SURFACE(皮肤可接触表面的致动)”、“CHEMICAL DELIVERY SUB-ASSEMBLY(化学输送子组件)”、“INDICATOR(指示器)”、“CONTROLLER(控制器)”、“RECEIVING ELEMENT AND SENSING ELEMENT(接收元件和传感元件)”、“WAVEFORM CONTROL(波形控制)”、“BENEFIT AGENTS(有益剂)”、“DIAGNOSTIC SUB-SYSTEM(诊断子系统)”和“METHOD OF USE(使用方法)”的章节。
图1描述了用于本文所述本发明实施方式的机械皮肤表面重建的系统1的一个非限制性例子。所述系统1包括其形状通常能被使用者一只手把握的机动装置3。设备3可以是不同形状和尺寸，一种值得注意的形状包括基本为管状或圆柱形的本体5。装置3通常包括一个或多个表面7，用于可移除地附连皮肤接触元件9。术语“可移除地附连”和其变体涉及在不显著破坏附连强度的情况下附连、移除和再附连元件的能力。皮肤接触元件9(如海绵、纤维材料或其它材料或其组合，包括本说明书下面所述的材料)包括用于接触皮肤的皮肤接触表面11。皮肤接触元件9可以是包括皮肤接触元件9和可选承载件13的模块15的一部分。可选承载件13(如硬塑料基片)可用于在设备3的一个或多个表面7上可移除地附连和脱开(如通过吸力、螺丝钉、摩擦配合等)皮肤接触元件9。握住本体5的使用者可通过例如致动本体5上的开关17而启动设备3内的电动机(图1未显示)。由此致动的电动机提供传递到附连的皮肤接触表面11和与其接触放置的皮肤阔面19(如图1虚线所示)的机械能。机械能可以是通过各种如偏心锤、往复轴和转盘等的装置传递的各种形式(如振动、旋转、往复运动等)。本体5的形状通常易于使用者把握，以使设备3的定向成使附连的皮肤接触表面11可以接触使用者的皮肤。
为了使设备3的机械能容易地、可预测地、舒适地通过皮肤接触元件传递给皮肤，并且还使垫板适应各种皮肤表面，包括弯曲或倾斜的皮肤表面，本发明者认识到，非常需要皮肤接触元件具有某些属性中的一种或多种。同样出人意料的是，皮肤用主要由设备3控制的压力进行研磨处理后，可提供诸如细胞增殖、微皮研磨功效、清洁等益处，而不会对皮肤造成不良损伤，或者导致冲洗掉皮肤上的松散研磨剂的问题。而且，采用本发明皮肤接触元件，限制该元件内发生不良的微生物生长。
本发明者惊讶地发现，可采用具有合适研磨性的中等研磨性皮肤接触元件实现上述所要求属性中的一种或多种，所述研磨性是按照下面“测试方法”部分所述的“研磨性测试”测定的“持久研磨性”或“普通研磨性”。而且，如果根据其研磨性和与垫板如何在压缩载荷下运行相关的一种或多种特性，具体是压缩率和移位选择皮肤接触元件， 能进一步提高上述益处。这些特性与皮肤接触元件将机械能由设备3传递给潮湿或湿环境中的皮肤接触表面，以机械重建皮肤表面的能力有关。
在一个实施方式中，皮肤接触元件的持久研磨性为2-14，优选约为2.5-12，更优选约为3-10，甚至更优选约为4-9。
本发明者还发现，可根据“普通研磨性”选择中等研磨垫板。在一个实施方式中，皮肤接触元件的普通研磨性为1-5，优选1-2。
本发明者还惊讶地发现，当皮肤接触元件也具有与它们在施加的压缩载荷下运行相关的其它特性时，中等研磨性皮肤接触元件-特别是满足上述固定研磨性标准的接触元件与机械工具联用时性能提高。具体说，皮肤接触元件在施加的载荷下产生一些位移，但不会过度位移。
由施加压力和压缩率引起的通常可恢复形变造成的位移是用于表征皮肤接触元件的其它特性。可按照按照下面“测试方法”章节所述的“压缩率和位移测试”测定这些特性。
同样，在一个实施方式中，皮肤接触元件的位移是0.15mm-2.0mm，优选约为0.25mm-1mm，更优选约为0.25-0.8mm，最优选约为0.25mm-0.5mm。
本发明者还惊讶地发现，中等研磨性皮肤接触元件可压缩，但不能过度压缩。同样，在一个实施方式中，皮肤接触元件的压缩率小于约20％。在其它实施方式中，所述压缩率可能小于约19％，或更优选小于约15％。所述压缩率最优选约为3％-13％。
本发明者还注意到，需要所述皮肤接触元件的厚度约为0.1mm-20mm，优选约为0.5mm-5mm，更优选约为1mm-5mm，最优选约为1.5mm-4.5mm。可按照下面压缩率和位移测试中的“原始厚度”所述来测定厚度。
除了本发明者发现在施加的压缩载荷下所需的研磨性和所需的行为以外，本发明者还注意到需要使皮肤接触元件的表面粗糙，但不要过度粗糙。
在一个实施方式中，所述制品的最大表面粗糙度约为200微米-3000微米，优选约为300微米-2000微米，更优选约为350微米-1500微米，甚至更优选约为400微米-1200微米。所述制品可包括纤维材料，如粘合有研磨系统的纤维材料。
在另一实施方式中，所述制品的平均表面粗糙度约为25微米-300微米，优选约为30微米-200微米，更优选约为35微米-150微米，甚至更优选约为50微米-100微米。
图2描述了系统1的一种实施方式，其中皮肤接触元件29包括纤维材料，或主要由纤维材料组成，或由纤维材料组成。合适的纤维材料包括但不限于：织物、无纺布(定向(如通过梳理工艺定向)或非定向)或针织织物。通过例如针刺法、通气粘结(through-air bonding)、水刺法、纺粘法、化学粘结(包括粘合剂粘结)或机械加工(如压印)，可将所述纤维整合到无纺结构中。由此可将纤维布置到独立的织物(如多孔性织物)中。无纺布的平均孔径(按照Cohen，“A Wet Pore-Size Model for Coverstock Fabrics(覆盖胶织物的湿孔径模型)”Book of Papers：The International Nonwovens Fabrics Industry(国际无纺布工业丛书)，第317-330页，1990所述进行计算)约为150微米-500微米，如约220微米-400微米。代表有用纤维的非限制性列表包括衍生自有机聚合物的纤维，例如，聚酯、聚烯烃、聚酰胺和人造丝纤维和双组分纤维；纤维素基纤维如木浆、人造丝和棉花；以及它们的组合。
在本发明的一个实施方式中，本发明者发现为了提供合适的研磨性和压缩率，纤维可通过本领域技术人员已知的机械方式如针刺法粘结，如使其厚度约为0.5mm-5mm，更优选约为1mm-5mm。纤维材料的基重(每单位面积的重量)足以维持它在皮肤接触元件29的一种或多种应用中的机械完整性。基重可以是(例如)约10克/平方米(gsm)-450gsm，如约200gsm-400gsm，优选约300-400gsm。纤维材料宜包括人造丝以提供柔软性和强度，还宜包括高强度弹性材料如烯烃或聚酯。一种特别突出的纤维材料是获自新泽西州的托托瓦精确定制涂料公司(Precision Custom Coating of Totowa)的纤维长度为1.5但尼尔的“TENCEL”人造丝和纤维长度为4-5但尼尔的PET的针刺法混合物，其基重约为200gsm和400gsm。
再看图2，皮肤接触元件29的纤维材料可能可移除地附连到设备3上的环形配合表面27和从其脱开。一旦环形配合表面27和皮肤接触元件29配合，环形配合表面27通常就能够在皮肤接触元件29与皮肤19接触的整个时间段中将皮肤接触元件29保持在位置上。
在本发明的一个实施方式中，皮肤接触元件29具有将皮肤接触元件从环形配合表面上剥离所需要的的剥离强度(如下文中所述的VELCRO USA，货号108，经Instron测定)，约为100克/英寸宽-400克/英寸宽，如约为150克/英寸宽-250克/英寸宽。在本发明的一个实施方式中，环形配合表面27相对光滑且无研磨，以便在皮肤接触元件29未对准(即暴出环形配合表面27的一部分，从而能够接触皮肤19)时，环形配合表面27不会对皮肤19过度粗糙。在本发明的一个实施方式中，皮肤接触元件29包括缓冲液区域26，该区域经设计“悬挂”在环形配合表面27上，以使使用时环形配合表面27部分不大可能接触皮肤(即使皮肤接触元件29和环形配合表面27未对准)。皮肤接触元件29接触皮肤的面积可大于约5cm2。在一个优选实施方式中，皮肤接触元件29接触皮肤的皮肤接触面积约为5-50cm2，更优选约为11-50cm2。
可以永久性不可逆方式(如用粘合剂层28)将环形配合表面27固定在设备3上。或者，环形配合表面27可以可剥离/可再附连的方式固定在设备3上，如本说明书以下章节所述。
如图3所示，环形配合表面27通常包括多个突起31。虽然考虑了各种形状的突起31，但为了提高使用期间握持皮肤接触元件29的稳固性并且在使用者尝试牵拉皮肤接触元件29使其与环形配合表面27分离时，易于从皮肤接触元件29上松开。突起31可以是圆形如蘑菇形，如图3A所示，或者该突起可具有其它类型的圆形，如图3B所示，如卷曲(突起34a)、弧形(突起34b)、T-形(突起34c)、Y-形(突起34d)或其它形状，以使每个可能接触毗邻环形配合表面27的皮肤19的突起具有大表面积。在另一实施方式中，突起31是弯曲、有角、叉形、钩形等形状，以便较强地保持于皮肤接触元件29。
而且，在本发明的另一实施方式中，为了促进柔软，突起的高度39可能相对较高，以便在环形配合表面27与皮肤19相接触的情况下使皮肤19不大可能感觉不适。例如，突起31的高度39(如平均高度)可大于约0.05mm，如大于约0.10mm，如约0.15mm-0.5mm。
在本发明的一个实施方式中，突起31的间隔35，如平均单位间隔(从俯视图看，一个突起和最邻近突起中心至中心的距离)小于约5mm，更优选小于约2mm，最优选小于约1mm。在本发明的另一实施方式中，突起31的数量密度，如平均数量密度大于约0.25个突起/平方毫米(0.25/mm2)，更优选大于约0.50/mm2。
再看图3A，在本发明另一实施方式中，也为了在无意中与皮肤19接触后会促进柔软性和舒适性的，突起可具有头区域33，该头区域的直径37相对较大。在本发明的一个实施方式中，突起31的头区域33的直径37大于约0.05mm，更优选大于约0.2mm，最优选约0.3mm-1mm。
在本发明的一个实施方式中，构造突起32，使各突起的表面积能够同时接触至少约0.002mm2，如至少约0.02mm2，如约0.2mm2-2mm2的皮肤。
在本发明的又一实施方式中，突起32的数量密度大于约0.25/mm2，高度大于约0.05mm；更优选为数量密度大于约0.5/mm2，高度大于约0.1mm；更优选为数量密度大于约0.5/mm2，高度大于约0.15mm。
虽然各种环形配合表面27均可能合适，但一种合适的紧固件是可从美国新罕布什尔州曼彻斯特的维可牢USA(Velcro USA)公司购得的VELCRO，它具有蘑菇形突起，平均高度约为0.17mm，平均单位间隔约为0.4mm；平均头直径为0.69mm； 数量密度约为5/mm2。需要注意，从上方看，突起的头部不是圆形，可用下式由测定的头面积(“A”)计算等效头直径(“Deq”)：
Deq＝(4A/π)1/2。
另一合适的环形配合表面27具有“Y”-形突起，平均高度约为0.37mm(总高)，平均单位间隔约为0.84mm；平均头直径0.37mm；数量密度约为0.75/mm(购自维可牢USA(VELCRO USA)，货号108)。
图4A描述了皮肤接触元件49的另一实施方式的剖视图。皮肤接触元件49类似于图2所示的皮肤接触元件29；然而，皮肤接触元件49包括结合于纤维网络45的研磨系统43。
术语“结合于纤维”的研磨系统指紧密附连于纤维并且在使用中不易分离的研磨单元、颗粒、聚集体等。这种研磨剂可以各种方式结合；一种突出方式是化学粘结(包括但不限于粘合剂粘结)。
本发明者注意到，如本发明实施方式的图4A(剖视图)和图4B(俯视图)所示，研磨系统43可包括多个独立的研磨单元40，如分布于纤维45中或与纤维45交叉。在本发明的这个实施方式中，皮肤接触表面41包括纤维和研磨系统。该构造提供的微皮研磨效能优于研磨系统43是完全与纤维交叉形成的连续层、从皮肤接触元件的一端44连续延伸到另一端46的构造。
所述研磨系统43的独立研磨单元40可以是各种形状，如基本呈球形、树枝形等。所述研磨单位40的最大端对端尺寸(即在一个独立研磨单位40中可以画出的最长直线的长度)可以是(例如)约0.2mm-1cm。
所述研磨系统43可包括不溶于水的研磨材料如莫氏硬度小于约4的研磨剂，或者主要由这种研磨材料组成。在本发明的一个实施方式中，所述研磨系统包括树脂或聚合物。例如，所述聚合物可以是均聚物、共聚物或三元共聚物，可以是两种或多种不同聚合物的混合物。所述聚合物可以是无规、嵌段、星形或其它已知结构的聚合物。可用已知方式如乳液聚合、分散体、悬浮液或溶液聚合制备所述聚合物。在优选实施方式中，通过乳液聚合形成聚合物。所述聚合物可以是无官能团聚合物，或者可含有经设计成能优化本申请的涂层特性的官能团。本领域技术人员能够调节单体含量和结构，以改进聚合物组合物的最终使用性能。所述聚合物可以是合成聚合物，或者可以是天然聚合物，例如多糖、淀粉、改性淀粉或瓜尔胶。优选的聚合物包括含有以下一种或多种单体的均聚物和共聚物：(甲基)丙烯酸、马来酸、(甲基)丙烯酰胺、乙烯基酯、衣康酸、苯乙烯(styrenics)、不饱和烃和丙烯腈、氮官能团单 体、乙烯基酯、醇官能团单体。特别优选的单体包括但不限于：乙酸乙烯酯；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、乙烯、氯乙烯和苯乙烯。
如果包括在皮肤接触元件中，选择能提供足够硬度的聚合物，以用作皮肤研磨剂，但硬度不应引起擦伤或不适。在本发明的一个实施方式中，聚合物的玻璃化转变温度Tg大于约-20摄氏度(℃)，如约0℃-105℃。在一个显著实施方式中，聚合物的Tg约为0℃-50℃。
可用差示扫描量热法(DSC)测定Tg，进行该方法的加热速率为20.0℃/分钟，样品为5mg或更小。用对应于DSC热容量加热曲线上玻璃化转变的热流改变的起点和终点之间的中点计算Tg。本领域熟知采用DSC测定Tg，参见B.Cassel和M.P.DiVito，″Use of DSC To Obtain Accurate Thermodynamic and Kinetic Data(采用DSC获得准确的热力学和动力学数据)″，American Laboratory，1994年1月，第14-19页，B.Wunderlich，Thermal Analysis(热分析)，学术出版公司(Academic Press，Inc.)，1990。
所述聚合物可以是热固性聚合物(如含有通常不可用温度改变逆转的交联连接的聚合物)。一种突出的聚合物具有丙烯酸树脂基/乙烯基丙烯酸树脂基，固化期间部分交联，Tg约30℃，如购自得克萨斯州的达拉斯赛拉尼斯公司(Celanese Corporation of Dallas，TX)的VINAMUL ABX 30树脂。
本申请人注意到，在本发明的一个实施方式中，为了适当地平衡皮肤处理效能，而不致感觉到对皮肤的研磨，研磨系统优选包括Tg约为0℃-50℃的聚合物。而且，本申请人还注意到，包含Tg约为0℃-50℃的聚合物的研磨系统43宜存在于纤维上，使研磨系统与纤维的重量比约为5％-30％，更优选约为8％-23％，甚至更优选约为8％-18％，最优选约为8％-12％。
虽然上面的描述中研磨系统43包括聚合物，但研磨系统43中不一定存在聚合物。研磨系统43可能通过其它方式产生其研磨性。例如，研磨系统43可包括结合于纤维45的无机颗粒(如氧化铝、浮石粉等)，所述结合可以是(如)化学粘合(如通过有机硅烷，或通过本身有研磨性的聚合物)或热粘结。在一个实施方式中，为了减少对皮肤的刺激，无机颗粒的莫氏硬度为3或更低，如滑石粉、石膏、云母或方解石。
研磨系统43还可包括与研磨剂混合的一种或多种额外功能组分。有用的额外功能组分包括但不限于：增塑剂；交联剂；淀粉；聚乙烯醇；甲醛热固剂如蜜胺、脲、酚；填充剂；湿润剂；表面活性剂；盐；香料；和颜料或反光剂。以占聚合物物体的百分数计算，研磨系统中额外功能组分的含量可以是0-20重量％，优选5-15重量％。
用工业聚合物涂料领域已知的各种方法，如狭缝涂布、泡沫涂布、浸润、印刷或喷雾将研磨系统43沉积到纤维45上，从而形成皮肤接触元件49。喷雾特别突出，有利于在纤维顶部形成独立的研磨单元，以便减少废料和优化效能。如果通过喷雾施涂研磨系统43，则可将含有研磨系统(如聚合物加其它功能性成分以及水或另一种合适的运载体)的可喷雾组合物喷洒到纤维上，然后在常规炉中干燥得到的纤维/研磨剂复合材料。虽然，上述内容涉及掺入了结合于纤维的研磨系统的皮肤接触元件，但在本发明的一个实施方式中，纤维本身可以是研磨性的，而无需包含结合于纤维的其它研磨系统。例如，在一个具体实施方式中，皮肤接触元件包括通过针刺法、通气粘结或热粘结整合到无纺结构中的切段纤维。所述纤维可以是由聚酯形成的高但尼尔纤维；聚烯烃；人造丝纤维；双组分纤维；纤维素基纤维如木浆、人造丝和棉花；或其组合。
纤维本身提供研磨性的皮肤接触元件(如不存在结合于纤维的研磨系统)的一个非限制性具体例子是这样一种：含有(1)但尼尔值约为5-10如约9且长度约为1-2英寸的聚酯纤维；或(2)含有聚酯或聚丙烯芯和聚乙烯芯的双组分纤维；但尼尔值约为2-6；或它们的组合的皮肤接触元件。
在本发明的另一实施方式中，所述纤维结构包括一层泡沫或其它弹性材料。例如，由含有研磨剂和制剂的上述无纺材料(称为材料A)，和添加的用于增加伸缩性和柔软性的泡沫材料层(称为B)组成的叠层。该叠层可以几种方式排列；A:B或A:B:A，或B材料可以在环形配合紧固件以下，为该系统增加一些压缩率。可涂布B的一个表面，使其不能透过水/制剂，以防止吸入制剂。
在本发明的另一实施方式中，所述皮肤接触元件包括有孔塑料膜，以提供对皮肤的摩擦力。在本发明的这个实施方式中，皮肤接触元件可包括或不包括纤维。例如，在一个具体实施方式中，皮肤接触元件包括薄膜，如由烯烃材料如聚乙烯或聚丙烯形成的薄膜。为了产生足够的皮肤研磨，特别优选高密度聚乙烯和聚丙烯。而且，有孔的塑料膜在打孔前的厚度可以大于约1mil，如约1.5mil-3mil。而且，为了增加研磨性，该膜含有通过该膜形成的孔隙，包括膜厚度平面上延伸的突起。设计使所述突起接触使用者的皮肤，并提供研磨性。为了获得足量皮肤接触点，有孔的塑料膜可以含有多个孔隙，如可能通过使开放面积约为20％-35％的塑料膜而形成。有孔的塑料膜可通过本领域已知的各种方法(如直接挤压、真空等)形成。可通过将阻挡膜附连于背离使用者皮肤的有孔膜侧面形成整合了研磨表面的复合结构。复合结构中可含有一种或多种有益剂，以便在有孔膜接触皮肤时，从复合结构中释放有益剂，并可与皮肤接触或 被皮肤吸收。
图5描述了皮肤接触元件59的另一种实施方式的剖视图。皮肤接触元件59类似于图4所示的皮肤接触元件49，然而，皮肤接触元件49包括顺着(about)纤维45或与纤维45交叉形成(在如图4所示的一个实施方式中，在纤维45上方和研磨系统43上方形成)的涂层53。涂层53至少可部分溶于水，以致在使用中，涂层53内一种或多种成分溶解并转移至皮肤19。在本发明的一个实施方式中，涂层53基本不含研磨剂，如可转移至和嵌入皮肤中的研磨颗粒。在本发明的一个实施方式中，涂层53基本不含水(即包含少于约2％，如少于约0.5％的水)。
配制具有一种或多种功能的涂料。例如，该涂料可提供润滑、润肤和/或湿润作用；中等泡沫；输送各种有益剂(如有益剂、药物等)的载体；或它们的组合。图5描述了涂层53是完全覆盖纤维45和研磨系统43的连续涂层的实施方式。在本发明的这种实施方式中，皮肤接触表面41最初仅包含涂层53。然而，由于涂层53溶解(与湿润的皮肤接触时迅速发生)，使得纤维45和研磨系统43接触皮肤。
涂层53不需要连续，并且不需要完全覆盖纤维45或研磨系统43。从上面看(未显示)，涂层53可覆盖皮肤接触元件59整个顶面的大部分，如大于约20％，但小于100％。在本发明的这个实施方式中，皮肤接触表面41包括纤维45、研磨系统43和涂层53。
涂层53可包含用于调理和/或清洁和/或提供泡沫的各种成分。例如，该涂层可包含所谓的“发泡性”或“起泡性”表面活性剂。本文所用的“起泡性表面活性剂”指与水混合和机械搅拌时，产生泡沫或肥皂泡的表面活性剂。优选这种表面活性剂，因为增加作为清洁有效性指标的肥皂泡对消费者而言很重要。本文中采用了各种起泡性表面活性剂，包括选自阴离子型起泡性表面活性剂、非离子型起泡性表面活性剂、阳离子型起泡性表面活性剂、两性起泡性表面活性剂和其混合物的表面活性剂。
有关可用于涂层53的合适制剂的详细描述，读者可参见纳入本文作参考的2004年12月28日提交的共待审专利申请序列号11/023655，题为“SKIN TREATMENT ARTICLES AND METHODS(皮肤处理制品和方法)”，具体说，是题为“CLEANSING FORMULATIONS(清洁制剂)”、“ANIONIC LATHERING SURFACTANT(阴离子型起泡性表面活性剂)”、“NON-IONIC LATHERING SURFACTANT(非离子型起泡性表面活性剂)”、“CATIONIC LATHERING SURFACTANT(阳离子型起泡性表面活性剂)”、“AMPHOTERIC LATHERING SURFACTANT(两性起泡性表面活性剂)”、“CONDITIONING FORMULATIONS(调理制剂)”、“HYDROPHOBIC CONDITIONING AGENTS(疏水性调节剂)”、“HYDROPHILIC CONDITIONING AGENTS(亲水性调节 剂)”、“STRUCTURED CONDITINING AGENTS(结构化调节剂)”和“OTHER FORMULATIONS(其它制剂)”的章节。
而且，涂层53可含有一种或多种有益剂如抗痤疮剂、抗皱剂、抗微生物剂、抗真菌剂、消炎剂、局部麻醉剂、人造鞣革剂、促进剂、抗病毒剂、酶制剂、防晒剂、抗氧化剂、皮肤脱落剂、脱毛剂等。其它合适的有益剂参见上面引用的2003年12月24日提交的题为“TREATMENT OF SKIN USING A BENEFIT AGENT AND AN APPARATUS(用有益剂和装置处理皮肤)”的共待审的公开专利申请US2005-0148907和2004年12月28日提交的题为“SKIN TREATMENT ARTICLES AND METHODS(皮肤处理制品和方法)”的共待审的专利申请序列号11/023655。
为了提高储存稳定性和对包装的选择灵活性，涂层53可基本不含水(在这种情况下，临用前用水湿润垫板)。或者，涂层和皮肤接触元件59包括大量水或水分，并可密封在合适的包装中，以防止水分在使用前散失到外部环境中。
可将涂层53施加于纤维，使涂层与纤维的重量比约为25.0％-100.0％，更优选约为25％-50％。可通过狭缝涂布、泡沫涂布、饱和、轧辊式涂布等方法将涂层施加于纤维或纤维/研磨剂复合材料。
图6描述了用于处理皮肤的系统61的另一种合适的实施方式。系统61包括机动设备3，如图1所示。系统61还包括皮肤接触元件9，如迄今为止讨论的任何皮肤接触元件。可以用匹配器63将皮肤接触元件9可逆地联接于设备3。匹配器63包括用于将皮肤接触元件9可逆地附连于匹配器63的第一附连件65。
第一附连件65通常能够在该系统使用时将皮肤接触元件9牢固地保持于匹配器63。而且，第一附连件65优选在接触水分和水后能够维持其保持能力。例如，第一附连件65可以是“防水的”。防水性指，如果第一附连件浸入水中30分钟，然后完全干燥，基本观察不到显著的附连强度损失。在本发明的一个突出的实施方式中，为了减小对水的易感性，第一附连件65的保持力包括可被水软化或溶解的粘合剂以外的方式。第一附连件65可包括(例如)环形配合表面，如环形配合表面27(如图2所示)，作为匹配器63的永久粘结的整体部分。环形配合表面可通过各种方式如可以涂布在双侧带子的表面上的持久防水性粘合剂而永久地粘结于配合体63的其余部分。
匹配器63包括将匹配器63可逆地附连于设备3的表面的第二附连件66。匹配器63可以设计成可逆地附连于设备3的一个或多个表面。适用于附连的表面包括但不限于：表面如使用期间与皮肤基本平行的表面69，或形成适合于卡合到设备3上的轮缘的表面67，或者设备3内部的表面(未显示)，如可以可逆地附连于凸出到设备3的凹 陷中的匹配器63的一部分(如凸出棒)的表面。
所述皮肤接触元件按压到(urged against)皮肤上时，第一附连件65和第二附连件66的强度通常足以基本保持该皮肤接触元件与该设备表面的相对位置，优选的是，在电动机通电和皮肤接触元件滑过皮肤时其强度足以保持位置。
图7描述了本发明的一种突出的实施方式，其中匹配器63包括使用时通常与皮肤平行的基本平坦的表面71。永久性附连于表面71的是第一附连件65，以将匹配器63可逆地附连于皮肤接触元件9。截头锥形柔性壁73从表面71开始延伸，终止于环形轮缘75。轮缘75与壁73和表面71一起限定了中空凹陷77。柔性壁73或轮缘75可包括凸出特征(如旋钮、槽口、突出部等)，其包括第二附连件66并且有助于将匹配器63可逆地固定于设备3。可采用适用于塑性成形的各种方法如热成形、注模等，由热塑性材料如硬塑料(如聚乙烯等)或较软的塑料如PETG或聚苯乙烯制作此种实施方式的匹配器63。
图8和9描述了合适匹配器的另一实施方式。匹配器81是将皮肤接触元件抵靠设备3表面保持的夹具。匹配器81装备有第一附连件83，用于将该匹配器81可逆地附连于皮肤接触元件。第一附连件83位于环形轮缘85的下方。匹配器81可具有铰接件87，以允许使用者旋转铰接部分89，从而“打开”匹配器81。然后，使用者将皮肤接触元件抵靠设备3的表面(如图6的表面69)放置。匹配器81具有第二附连件91，用于将该匹配器81可逆地附连于设备3。第二附连件可以是螺纹表面，可卡合或可摩擦配合到设备3的相应表面(如图6的表面67)上的表面。
图10描述了由弹性环形成的匹配器100的另一实施方式，该弹性环保持皮肤接触元件抵靠在设备表面上。匹配器100包括将匹配器100附连于皮肤接触元件的第一附连件102和将匹配器100附连于设备的第二附连件104。图11-14说明了匹配器的其它实施方式。
申请人注意到，匹配器63特别有助于降低用设备3处理皮肤的制造成本。例如，通过包括匹配器63作为系统1的一部分，第一附连件65(如环形配合件)不需要永久地固定在设备3上。同样，如果在使用中第一附连件65经受磨损，不需要丢弃整个设备3(通常生产成本最高的系统1的部件)。反而，使用者仅需要更换匹配器65(比设备3便宜)。而且，匹配器的实施方式也能防止附连件65、66被水损伤。
使用方法
本发明系统1可用于处理皮肤，如研磨处理、清洁或其它皮肤处理(如痤疮、抗 衰老、硬度(firmness)、肤色和肌理、脱发、体形修正/去除脂肪团等)。
在本发明的一个实施方式中，皮肤接触元件暂时附连于手持式机动设备(参见例如图2)。在另一实施方式中，匹配器可移除/可更换地附连于该设备，皮肤接触元件可逆地附连于匹配器(参见例如图7)。
然后给电动机通电，在准备处理的面部或其它皮肤阔面上移动皮肤接触元件。例如，使皮肤接触表面21(如基本平坦的皮肤接触表面)接触准备处理的皮肤。所述皮肤接触元件能通过研磨性处理皮肤(例如)增加细胞增殖。所述皮肤接触元件中掺入了一种制剂，以便为皮肤提供润肤剂、泡沫或输送有益剂。使用者完成时，可移除所述皮肤接触元件，然后更换一个新鲜的皮肤接触元件，以提供卫生的表面。
该系统可与其它组合物(如乳膏或糊剂)一起使用，以提供润滑作用，输送活性物质或提供总体美学效果。该组合物可能不含可能嵌入皮肤中的研磨剂(浮石粉、氧化物等)。或者，该组合物可包含研磨剂，然而，在此实施方式中，使用者优选在处理完成后洗掉皮肤上的研磨组合物。给该设备通电前，使用者可将该组合物放置在皮肤接触元件上(如通过将皮肤接触元件浸入乳膏)。
本发明者已发现，通过采用皮肤接触元件以及相关方法和本发明系统，可容易地、可预测地和舒适地通过皮肤接触元件将机械能传递给皮肤，并且使垫板适应各种皮肤表面，包括弯曲或倾斜的皮肤表面。同样出人意料的是，皮肤用可控压力研磨处理后，能提供诸如细胞增殖、微皮研磨功效、清洁等益处，而不会对皮肤造成不良损伤，或者导致冲洗掉皮肤上的松散研磨剂的问题。而且，这些实施方式可提供制造成本低的一次性卫生皮肤接触元件。而且，除了提供研磨以外，皮肤接触元件还可提供其它功能，例如输送有益剂、润滑和起泡。
本发明也能在避免采用涂有含分散研磨剂颗粒的乳膏的设备可能产生的混乱和不方便的情况下对皮肤进行研磨处理，所述乳膏可能粘着于和嵌入皮肤。
测试方法
研磨性测试
用下述测试方法测定“持久研磨性”。用类似于持久研磨性的方法测定材料的“普通研磨性(Plain Abrasiveness)”，但省去了最初的洗涤步骤。
将每个待测皮肤接触元件地5个样品切成直径约为41mm的圆形。用水单个洗涤样品，以去除易于通过与水接触而分离的任何材料，如发泡剂、油和乳化剂。将切好的样品浸入含有大量去离子水的水浴(温度约为35℃)中，水质量至少约为制品质量的 20倍。将该制品保持在水浴中2分钟，然后取出，滴水10秒，然后放入另一相似(新鲜)的水浴中2分钟，再次滴水5分钟。取出样品，室温下干燥(相对湿度约50-60％)约16小时-72小时。同样，测定普通研磨性时省去该洗涤步骤。
如上所述洗涤样品并进行干燥后，按照修改的ASTM测试方法D 3886-99用研磨检测装置检测研磨。合适的设备是CSI通用研磨检测器(CSI Universal Wear Tester)，Model CS-226-605，购自新泽西州的威帕尼定制科学仪器公司(Custom Scientific Instruments of Whippany)。将共同挤出的纺粘/着色的聚乙烯膜叠层的样品(ClopayM18-1057，26gsm叠层，它含有共同挤出的(1)15gsm(标称)纺粘聚丙烯无纺网层和(2)厚度约0.7mil(0.007英寸)的20gsm(标称)聚乙烯膜，其中该叠层的聚乙烯膜表面经电晕(corona)处理，该叠层的目标粘合强度为150克/英寸，购自俄亥俄州的梅森克罗佩塑料制品公司(Clopay Plastic Products of Mason))放置在平台上，膜朝上，用研磨检测器上的环将该叠层牢固地固定在平台上。将待测样品固定在平台上的臂上，以使其与平台顶部平齐。固定样品(优选用强韧的双面胶带-如购自新泽西州的东布兰斯维克帕玛西公司(Permacel Company of East Brunswick)的PERMACEL胶带)，以使样品在检测器操作时不移动。将10lb重量加载到平台上，给检测器电动机通电。该平台同时旋转和平移，速率约为130个循环/分钟。将至失效的循环数记录为膜(着色的如蓝色的膜)被撕掉的第一循环，白色纺粘易于显露(show through)，标记出测试终点。对其余样品重复该过程。记录至失效的平均循环数，用2000除以至失效的平均循环数计算“持久研磨性”值(洗涤样品)或“普通研磨性”值(未洗涤样品)。
标准样品SCOTCH-BRITE垫板(“重载市售磨痕垫板”#86)宜用作各数据组的标准品。SCOTCH-BRITE垫板#86产生的持久研磨性值应约为33+/-4。如果操作者确定持久研磨性落到该范围以外，这表示有轻微的操作误差，操作者应采用能校正此操作误差的因子调整后续持久研磨性测定。该因子是(V/33)，其中V是SCOTCH-BRITE垫板#86的操作者测定的值。如果无法获得SCOTCH-BRITE垫板#86，那么取而代之的是，可以将SCOTCH-BRITE垫板(“普通目的的市售磨痕垫板”#96”)用作标准品，持久研磨性预计值为14+/-2，如果这种替代标准品不落入预计范围则校正因子为(V/14)。
对五个样品的研磨性值求平均，记为具体皮肤接触元件的持久研磨性或普通研磨性值。
压缩率和位移测试
用以下测试方法测定“位移”：对于待测各制品，将五个样品切成直径约为41mm 的大小。一次将一个样品放置到测厚仪如购自马萨诸塞州的沃尔瑟姆BC埃姆斯公司(BC Ames of Waltham)的Ames Logic Plus(型号LG3601-1-04)上，使样品居中，位于脚下55mm。将0.5oz重量放置于轴上，使脚温和地降低到样品上。测厚仪稳定10秒后读出“初始厚度”读数。然后，提起脚，用8oz重量取代0.5oz.重量。测厚仪稳定10秒后，记录“负载厚度”。对10个样品重复该过程。对于每个样品均计算和记录初始厚度和负载厚度之差。对10个样品的结果求平均，记录为具体皮肤接触元件的位移。
用样品位移除以初始厚度并表示为百分数，以此计算“压缩率”。对10个样品的结果求平均，记录为具体皮肤接触元件的压缩率。
表面粗糙度检测
不难用经设计能测定表面特征的光学仪器检测表面粗糙度，如购自德国特尔托GF麦斯太克GmBH公司(GF Messtechnik GmbH of Teltow，Germany)的光学30皮肤测定先进组合装置(Optical 30Skin Measurement Primos Compact)。为了测定表面粗糙度的最大值和平均值，可利用与该装置一同出售的软件。将待测样品放置在平面如载物台(bench top)上(如果需要用胶带固定)，调焦，按照“星形粗糙”(放射状)轮廓扫描约为25mm-30mm的表面区域。用8-秩多项式拟合表面，以测定粗糙度参数。用软件界面测定最大表面粗糙度和平均表面粗糙度。
实施例
以下实施例涉及本发明的皮肤接触元件。本领域普通技术人员可以类似方式制备本发明的其它实施方式。
实施例1-3
用研磨组合物喷涂独立的纤维性无纺材料(55％莱塞尔纤维(lyocell)和45％聚酯的针刺法混合物，基重约为200gsm，厚度约为2.5mm，购自美国新泽西州托托瓦精确定制涂料公司)，以形成皮肤接触元件。研磨组合物所含的研磨系统是约95.7重量％的ABX30树脂(约50重量％是聚合物)(购自得克萨斯州的达拉斯赛拉尼斯公司)，约4％云母(威信闪光银(Prestige Sparkling Silver)，粒度约为20-150微米，购自俄亥俄州佩恩斯维尔的俄克哈特美国公司(Ekhart America L.P of Painesville，OH))和约0.3％聚丙烯酸增稠剂阿尔卡胶(ALCOGUM)296W(购自阿尔卡化学品公司)的混合物。加入足量水以使该组合物喷涂到无纺布上，以通过研磨系统重量与无纺布的重量比提供浓度，如下表所述。然后在常规炉中干燥施涂有该组合物的无纺布。研磨系统存在 于大部分无纺布纤维表面上。
实施例
研磨系统的重量％
1
8
2
12
3
24
然后将无纺布/研磨剂复合材料切成直径41mm的圆形垫板。然后在无纺布/研磨系统复合物的整个上表面上涂布调节组合物。所述调节组合物含有以下成分：
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在实验室中用压舌板将调节组合物涂覆于无纺布/研磨剂复合材料上，以使各4”直径垫板上涂有约0.75克调节组合物，以形成皮肤接触元件。
通过类似于图7所示本发明实施方式的热成形PETG塑料制备匹配器。将环形配合附连件永久性地粘结在该匹配器平坦的上表面上。将皮肤接触元件放置在环形配合表面上并压紧，从而将该皮肤接触元件装在匹配器上。
实施例4
以与实施例2相同的方式制得皮肤接触元件，除了是将清洁组合物(下述)而非上述调节组合物施涂于无纺布/研磨剂复合材料。
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将PEG-80山梨醇月桂酸酯和月桂酰两性基二乙酸二钠一起加入烧杯中，混合至均一。加入对羟基苯甲酸丁酯、对羟基苯甲酸甲酯和对羟基苯甲酸丙酯，缓慢混合直到对羟基苯甲酸酯类溶解。然后将PEG-8和glucquat加入烧杯并混合。然后加入并混合椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂基硫酸钠、癸基葡糖苷和苯氧基乙醇。然后加入香料。然后加入柠檬酸，混合这些成分直到柠檬酸完全溶解。将pH调整到6.4-7.2。
实施例5
将实施例1-3的皮肤接触元件安装在用实施例1所述的匹配器研磨处理皮肤的设备上。作为微皮研磨系统的敷抹器，机动设备购自加利福尼亚州洛杉矶的露得清公司(Neutrogena Corporation，Los Angeles，CA)，商品名为“露得清家用微皮研磨系统高级解决方案(NEUTROGENA Advanced SolutionsTM At Home MicroDermabrasion System)”。所用的速度设定为“高”。
进行临床评估，其中16名对象在家每天进行一次微皮研磨处理。各对象在其小臂上的特定区域检验实施例1-3所述的系统。在第1、5和10天，临床评估对象的细胞增殖(以类似于转让给综合医院集团(General Hospital Corporation)的美国专利5,456,260 所述的方式，该专利题为“Fluorescence detection of cell proliferation”，纳入本文作参考)、透皮水分流失、湿润性和水合程度。结果如附图15-18所示。
实施例6
提供了被鉴定为85gsm纺粘并由三层(包括20％聚酯、80％人造丝)组成的带有凸点图案的无纺垫板，所述凸点上涂有EVA粘结剂；该无纺垫板是购自格林贝无纺布公司(Green Bay Nonwovens)的SX-247。以类似于实施例1的方式将其切成41mm直径垫板，上面施涂0.75克清洁组合物，形成皮肤接触元件。
实施例7
以类似于实施例5的方式检测实施例4的皮肤接触元件和实施例6的皮肤接触元件的细胞增殖。处理5天后评估该对象。比较结果显示，采用实施例4的垫板时，与基线皮肤相比细胞增殖增加％约为52％，而采用实施例6的垫板时这一数值约为33％。与对比实施例6的垫板相比，实施例4的垫板显示出较好的细胞增殖情况。
实施例8
以实施例4所述的方式形成皮肤接触元件，除了无纺纤维材料的基重约为300gsm，施加的研磨系统浓度增加至11％，产生的与垫板相关的研磨系统的基重约为34gsm(1盎司/平方码)。
实施例9
以实施例4所述的方式形成皮肤接触元件，除了无纺纤维材料的基重约为400gsm，施加的研磨系统浓度增加至8.3％，产生的研磨系统的基重约为34gsm(1盎司/平方码)。
实施例10
以类似于实施例7的方式检测实施例8和9的皮肤接触元件，除了在掌侧小臂和面部进行处理。处理1周和2周后评估对象。在面部，实施例8的皮肤接触元件2周产生的细胞增殖作用(约47％)大于实施例9的皮肤接触元件(约29％细胞增殖)。
实施例11
采用类似于实施例8所述的皮肤接触元件(除了研磨系统浓度约为17.7％)产生基重约为1.6盎司/平方码的研磨系统。皮肤接触元件在其它方面相似。用前述Primos皮肤检测装置分析样品的表面粗糙度。最大表面粗糙度约为758微米。平均表面粗糙度约为94.6微米。
对比实施例12
用类似于上述方式的方式分析玉兰油全效日间清洁处理(OLAY Total Effects Daily Cleansing Treatments)样品(获自俄亥俄州辛辛那提普的罗特和甘玻尔公司(Procter and Gamble of Cincinnati)的表面粗糙度。最大表面粗糙度约为180微米。平均表面粗糙度约为21微米。
对比实施例13(C13)
评估SCOTCH BRITE垫板#86的位移、压缩率和持久研磨性。结果见下表1。
对比实施例14(C14)
评估SCOTCH BRITE垫板#96的位移、压缩率和持久研磨性。结果见下表1。
对比实施例15(C15)
评估获自新泽西普林斯顿的丘奇和德怀特公司(Church and Dwight of Princeton)的BRILLO Scrub and Toss的位移、压缩率和持久研磨性。结果见下表1。
实施例16-18(E16-E18)
制备具有不同的纤维和研磨系统基重的皮肤接触元件。未将清洁制剂应用于垫板。它们在其它方面与实施例1所述的皮肤接触元件相同。评估它们的位移、压缩率和持久研磨性。结果见下表1。
实施例19-20(E19-E20)
制备具有不同的纤维和研磨系统基重的皮肤接触元件。未将清洁制剂应用于垫 板。它们在其它方面与实施例1所述的皮肤接触元件相同。评估它们的位移、压缩率和持久研磨性。结果见下表1。
实施例21(E21)
以类似于实施例4的方式制备皮肤接触元件，除了纤维基重为300gsm垫板，研磨系统的基重为1.6osy。评估它们的位移、压缩率和持久研磨性。结果见下表1。
对比实施例22
评估实施例6的皮肤接触元件的位移、压缩率、持久研磨性和普通研磨性。结果见下表1。
对比实施例23
评估OLAY全效日间清洁处理(获自俄亥俄州辛辛那提普的罗特和甘玻尔公司)的位移、压缩率和持久研磨性。结果见下表1。
表1
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