鏟皮頻率調整

🌟 超聲波鏟皮機全解析：頻率、空孔效應與清潔機制的科學真相

超聲波的定義與傳播特性

定義：超聲波是指頻率高於 20 kHz 的聲波

傳播特性：聲波無法在真空中傳播，需依賴介質（如水、空氣、皮膚）進行傳遞 

應用於皮膚：透過探頭震動，將能量傳遞至皮膚表層與毛孔，達到清潔或導入效果 

霧化現象：頻率越高，霧化越明顯，但不代表導出力強 

頻率 × 空孔效應 × 清潔力：原理與應用

空孔效應（Cavitation）在超聲波剷皮機中的運作原理

1. 超聲波震動鏟生壓力波

鏟皮機內部的壓電晶體將電能轉換為高頻震動（如 22 kHz）

探頭震動時在液體介質中形成交替的高壓與低壓波段

2. 低壓區形成微氣泡（空孔）

在低壓波段（負壓區），液體壓力低於蒸氣壓，鏟生微小氣泡

這些氣泡稱為「空孔」，是空孔效應的核心

3. 氣泡崩裂鏟生微爆炸與液體噴射

當氣泡進入高壓波段時，會瞬間崩裂

崩裂釋放出局部高壓、高溫與微射流，震出毛孔內的粉刺與皮脂

這種物理性清潔方式不依賴化學成分，適合敏感肌使用

略高頻率下的熱能累積機制

震動次數增加 → 能量輸入密度提高

當頻率提高（例如從 22 kHz 提升到 26–27 kHz），每秒鐘的震動次數變多

儀器探頭與皮膚接觸時，單位時間內傳遞的能量變多，導致熱能累積速度加快

空孔效應減弱 → 能量轉化為熱而非微爆炸

低頻（如 22 kHz）會鏟生強烈空孔效應，部分能量用於氣泡崩裂與液體噴射

頻率略高，氣泡不易形成(空孔效應減弱)，能量則轉化為微震動與熱效應

剪力主導 → 摩擦熱增加

略高頻率以「微震動 + 剪力」為主，探頭在皮膚表面震動時鏟生摩擦

若未搭配濕潤介質，摩擦熱會快速累積，導致皮膚局部溫度上升

使用時間與強度影響累積速度

若強度（Intensity) 設定高，或使用時間過長，熱能累積更快 

尤其在略高頻率下，熱效應比空孔效應更容易主導清潔過程

頻率 × 空孔效應 × 清潔力 對照總結

頻率(kHz)越低 → 每次震動時間長 → 泡泡有機會成長 → 空孔效應越強 → 清潔力越深層

頻率(kHz)略高 → 每次震動時間短 → 震動次數多 → 泡泡來不及形成 → 熱能累積速度快

強度(Intensity)越高 → 空孔效應與熱感越強 → 須控制時間與濕潤度

文獻說明可參照：

第一章 前言

1.3 文獻回顧

本研究乃利用超音波導入法，對於常用的美白、軟化角質之物質（包 括：藥物、化粧品、保養品…等）經由透過皮膚表層進入細胞之機制作為 主要的研究方向。使用超音波來提升角質層的通透性，以目前世界各國所 研究的資料看來，已經證實在不同的藥物上（如胰島素）的導入[10,11]，

確實具有其實用性。而最近也有使用“超音波導出” 的方式來監控糖尿病 患者的血糖濃度[12]。

其實超音波導入的發展並不算早，在 1995 年，Mitragotri [9]等人經由 實驗分析了熱作用、對流傳輸以及空孔效應三種機制對藥物經過皮膚吸收 所造成的影響。實驗? 果發現，空孔效應所引致的超音波導入表現最為明 顯。推測這種效應可源於皮膚組織內外的介質產生空孔，進而改變皮膚角 質層排列的順序，此一效應有助於藥物經過皮膚的? 透。特? 是在低頻（20 kHz）超音波的導入實驗中，空孔效應更為明顯，大量水分子進入角質層，

形成水溶性通道，皮膚有效擴散面積增加，因此促進了藥物經過皮膚的吸 收。

為了瞭解皮膚組織上之孔洞與擴散及對流的相對關係，Mitragotri 與 Tang [13]在進行相關超音波導入研究後，便以基本薄膜穿透的方程式與電 化學理論所發展出的理論，建立一超音波導入後所產生的水溶性通道模 型。研究結果發現超音波會改變表皮氣孔半徑或建立更多的氣孔來使通透

性增加。如此一來，超音波導入似乎與氣孔孔洞的多寡有關聯性，因此 Tezel [14]等人尋求在低頻超音波導入時，研究超音波參數與傳輸路徑之關連性。

他們以實驗分析得知其導入增加的現象是因為增加了傳輸路徑上孔洞的數 目，而不是增加孔洞的尺寸。因此超音波導入在此被證實能增加傳輸路徑 上孔洞的數目。之後在 2003 年，Tezel [15]等人又利用理論模擬多孔性通透 模型解析低頻超音波導入水溶性物質。結果發現在低頻超音波導入的狀況 下，能產生大尺寸的孔洞，該大尺寸孔同樣能建立通道促使通透性增強。

接著從皮膚組織與藥物的化學特性，來切入超音波導入與通透性變化 的關係。有鑑於皮膚組織角質層是由脂肪填滿其角質細胞間隙，又發現水 溶性物質亦能被導入，因此對於脂溶性物質是否會有更佳的通透性又作了 一番研究。由 Mitragotri [16]的實驗中發現，脂溶性物質在超音波導入時的 效果，反而比水溶性物質差。Tezel [17]等人將原本所建立經皮傳輸的水溶 性通道，再合併另一新條件－脂溶性通道。如此一來更可以完整的描述在 有或無接受低頻超音波導入時的模型。

自此之後就有多位學者對於以上的實驗進行驗證。2001 年 Tezel [18]

等選擇在不同的頻率進行超音波導入，實驗結果發現不同的頻率均有相對 應之聲強門檻值，隨著頻率越高，門檻值也隨之越高。至此可清楚了解到，

當使用低頻（20 kHz）超音波導入時，由於低頻的空孔效應門檻能量低，

容易引致空孔效應，且由於通透效應的產生是在導入能量大於門檻能量後

才發生，故可推知空孔效應與超音波導入有著密不可分的關係。而為了進 一步確定空孔效應的產生是否真的對超音波導入更有效率，在 2002 年 Tang [19]等人也於實驗中發現，利用低頻（20 kHz）超音波導入所引致的皮膚組 織通透現象，是由於氣泡崩毀造成直接的機械式撞擊皮膚表面，因而導致 通透性的增加；此外，也發現低頻超音波導入時，均伴隨著明顯的空孔效 應。同年，Terahara [20]等人由實驗發現當超音波距離欲照射的皮膚組織越 遠，其皮膚的通透性也將越差，而聲強也必須超過某一特定門檻值，方能 產生通透的效應，然而使用的頻率越低，所需聲強的門檻能量就越低。除 了此一發現之外，Terahara[21]還利用兩種不同的樹脂做為空孔的核，以超 音波振動該空孔核以產生空孔，再將豬皮組織更換為鋁箔片，來計算經由 空孔崩毀所產出的凹痕數量與大小，觀察何類樹脂較能產生空孔。其成果 證實可引入此種額外的空孔核來引發空孔效應，使超音波導入更有效率。

2003 年，Merino [22]等人使用低頻（20 kHz）、高頻（10 MHz）的超音波 導入以進行比較，並比較熱效應對超音波導入之效果。實驗結果發現在使 用低頻超音波導入時，除了導入的作用比高頻的導入與熱效應明顯之外，

也會有導出的作用。

在經過了如此多的學者驗證之後，關於超音波導入的安全性仍無法有 完整的答案。所以在 2002 年，Tang [23]利用甘露糖，進行超音波在離體（in vitro）與活體（in vivo）的導入比較，結果發現角質層電阻改變與通透率的

改變有一相互關係，利用此關係可推知角質層通透率的改變；此外透過觀 察經照射過後的組織發現，肯定超音波導入的安全性。就整個超音波導入 法而言，國外的實驗是較國內完備且數量多。國內目前以方嘉佑博士執行 超音波導入法為先河。在 1998 年，方嘉佑[24]處理去毛的裸鼠皮作為通透 的介質，並激發 20 kHz 的超音波將 Clobetaso 17-propionate 導入至鼠皮，