[實(shí)用新型]生物與醫(yī)用多路低電壓微電場(chǎng)發(fā)生儀

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820057842.0
• 申請(qǐng)日: 2008-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN201205407Y
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈路一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 圣太科醫(yī)療科技(上海)有限公司
• 主分類號(hào): A61N1/32
• 分類號(hào): A61N1/32;A61N1/10
• 代理公司: 上海三和萬國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 蔡海淳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于生物和/或醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于將藥物導(dǎo)入體內(nèi)或?qū)⒔橘|(zhì)施用于身體上的裝置，可用于人和需要微電場(chǎng)和/或多路電場(chǎng)網(wǎng)的領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電穿孔是一種采用電脈沖發(fā)生裝置向細(xì)胞或組織施加短時(shí)間、一定強(qiáng)度的電脈沖，將外源基因通過電場(chǎng)作用，導(dǎo)入動(dòng)物目標(biāo)組織或器官的技術(shù)。

由于這種方法能有效導(dǎo)入外源基因，可在多種組織器官上應(yīng)用，并且效率較高，近年來活體電穿孔法用于轉(zhuǎn)基因研究的報(bào)道不斷增多，在基因治療方面的優(yōu)勢(shì)也日趨顯著，是一種很好的活體基因?qū)敕椒ā?/p>

其具體原理是，電脈沖發(fā)生裝置的電脈沖(電刺激)可導(dǎo)致細(xì)胞膜不穩(wěn)定，繼而形成納米級(jí)大小的孔洞(或微小通道)，這種通道能維持幾毫秒到幾秒，然后自行恢復(fù)，呈現(xiàn)一種特定的“可滲透”狀態(tài)。在此“可滲透”狀態(tài)，細(xì)胞膜允許DNA、酶、抗體和其它大分子通過細(xì)胞膜而進(jìn)入細(xì)胞。電穿孔不僅使基因治療、也使其它領(lǐng)域如透皮藥物遞送和化學(xué)治療成為可能。

自二十世紀(jì)80年代早期以來，已采用電穿孔作為研究工具將DNA、RNA、蛋白質(zhì)、其它大分子、脂質(zhì)體、乳膠微球或全病毒顆粒導(dǎo)入活細(xì)胞內(nèi)。

電穿孔常用于體外基因轉(zhuǎn)染，已有報(bào)導(dǎo)可用一對(duì)針形或板形電極在嚙齒動(dòng)物的腫瘤、肝臟、心肌層實(shí)施體內(nèi)基因轉(zhuǎn)移，但此類研究工作有限。近年來，才采用電穿孔導(dǎo)管將肝素遞送至家兔的動(dòng)脈管壁而顯著提高了藥物遞送效率。

公開日為2007年1月31日，公開號(hào)為CN1905920A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)“用于透皮遞送的系統(tǒng)和方法”，可以作為已公開的電穿孔技術(shù)的一種范例或指導(dǎo)。

但是，另一方面，現(xiàn)有電脈沖發(fā)生裝置所產(chǎn)生的高電場(chǎng)強(qiáng)度的電脈沖，可導(dǎo)致細(xì)胞膜永久性破壞(細(xì)胞裂解)。據(jù)目前已經(jīng)掌握的知識(shí)，施加于組織的電壓至少必須高達(dá)100-200V/cm。如果我們?cè)诖髣?dòng)物或人器官上(例如人心臟)使用電穿孔，電壓必須達(dá)幾千伏。這將導(dǎo)致大量組織損傷。因此，該技術(shù)一直尚未應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床。

同時(shí)，由于電穿孔瞬間會(huì)在局部產(chǎn)生大量熱，因此在操作過程中，外源基因或DNA轉(zhuǎn)染試劑等需要保持在一個(gè)較低的溫度(例如4℃)，同時(shí)對(duì)電穿孔操作部位需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕禍兀@給其實(shí)施和應(yīng)用帶來了一定的限制。

曾用電穿孔裝置作皮膚藥物遞送，采用2-6個(gè)針頭在皮膚上實(shí)施高電壓短時(shí)脈沖，該系統(tǒng)由于針頭的直接傷害和高電壓沖擊造成了顯著的皮膚損傷和炎癥而限制了其應(yīng)用。近年來公開的皮膚電穿孔微芯片裝置專利(例如：公告日為2007年2月7日，公告號(hào)為CN2865739Y的中國(guó)實(shí)用新型專利“多功能方波電子穿孔儀”中所描述的技術(shù)方案)也采用高電壓，雖然還未用于人和動(dòng)物。

通過低強(qiáng)度電穿孔介導(dǎo)向組織或生物工程改造組織培養(yǎng)物內(nèi)離體遞送基因、蛋白質(zhì)或藥物進(jìn)行治療應(yīng)用的系統(tǒng)尚未見報(bào)道。

近年來，本申請(qǐng)人發(fā)明了大動(dòng)物或人類器官和組織的低強(qiáng)度電穿孔介導(dǎo)的體內(nèi)基因、蛋白質(zhì)或藥物遞送系統(tǒng)(參見美國(guó)專利US?6,593，130，2003)。

國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2006/011355，申請(qǐng)日為2006年3月16日的國(guó)際專利申請(qǐng)“超低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)介導(dǎo)的向離體細(xì)胞內(nèi)遞送基因、蛋白質(zhì)和藥物”以及國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2007/008445，申請(qǐng)日為2007年4月2日的國(guó)際專利申請(qǐng)“低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)介導(dǎo)向皮膚、軟組織，關(guān)節(jié)和骨遞送藥物、基因、siRNA、shRNA、蛋白質(zhì)、肽、抗體或其它生物醫(yī)學(xué)和治療學(xué)分子和制劑的方法和裝置”，公開了一種采用電極陣列形成的網(wǎng)絡(luò)用低電壓電場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間施加短時(shí)脈沖、脈沖組使細(xì)胞膜電滲透，從而將基因、蛋白質(zhì)、藥物靶向輸送入離體和體內(nèi)的皮膚、軟組織和骨(細(xì)胞)的方法。上述文件中所提到的“網(wǎng)絡(luò)”所提供的電磁場(chǎng)模式在性質(zhì)上不同于常規(guī)電穿孔提供的電磁場(chǎng)模式的性質(zhì)，其電磁場(chǎng)本身不是為電穿孔電磁場(chǎng)，而是低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)(Low?StrengthElectric?Field?Networking，LSEFN)。

本申請(qǐng)人認(rèn)為，本實(shí)用新型所涉及的生物電機(jī)制和本質(zhì)，在性質(zhì)上不同于現(xiàn)有的電穿孔技術(shù)，因此，將本實(shí)用新型的生物電應(yīng)用稱為電穿孔是誤導(dǎo)和不正確的。故在本申請(qǐng)書下文中和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中將本實(shí)用新型的生物電應(yīng)用稱為低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)(LSEFN)。

低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)(LSEFN)可用于對(duì)離體的細(xì)胞和組織進(jìn)行藥物和生物質(zhì)體的細(xì)胞內(nèi)的傳遞。這些經(jīng)生物工程改造的細(xì)胞和組織可再被系統(tǒng)性地輸入、遞送或植入到各種器官或組織，用于治療疾病。低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)(LSEFN)也可以被直接用于對(duì)在體的器官和組織進(jìn)行靶向性的藥物和生物質(zhì)體的細(xì)胞內(nèi)的傳遞。