[發明專利]將大分子物質導入活體標靶細胞的方法及系統

無效

• 申請號: 201010536612.4
• 申請日: 2010-11-04
• 公開（公告）號: CN102406979A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 田德揚
• 申請（專利權）人: 田德揚
• 主分類號: A61M37/00
• 分類號: A61M37/00
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;胡冰

相關申請的交叉引用

本申請將2008年8月19日提出申請且發明名稱為“將大分子物質導入活體標靶細胞的方法及系統”(METHOD?AND?SYSTEM?FOR?LEADING?MACROMOLECULE?SUBSTANCE?INTO?LIVING?TARGET?CELLS)的美國專利申請第12/194,497號、2008年5月15日提出申請且發明名稱為“將大分子物質導入活體標靶細胞的方法及系統”的美國專利申請第12/121,712號、2008年8月19日獲準專利權且發明名稱為“將大分子物質導入活體標靶細胞的方法及系統”的美國專利第7,415,302號以及2003年10月15日提出申請的臺灣專利申請第092128522號等上述全部專利申請文件及專利通過引用并入本文。

技術領域

本發明一般涉及將大分子物質導入標靶細胞的方法及系統，更特別地，涉及應用超聲波調節標靶細胞的細胞膜的穿透性，由此有效地將低劑量的大分子物質導入標靶細胞的方法及系統。

背景技術

人體的組織細胞有時受內部或外部有害因子刺激而致使染病。結果，染病細胞的數目迅速增加，且染病細胞轉移至健康組織，因而形成腫瘤。腫瘤包括良性腫瘤及惡性腫瘤。與良性腫瘤相比，惡性腫瘤難以治愈，且對人體危害更大。

目前，每年有5,000,000人死于腫瘤，而惡性腫瘤為主要殺手。隨著醫療科學的發展，已提供多種先進的腫瘤診斷方法及治療方法。腫瘤治療方法主要包括外科手術、化學療法及放射療法。在化學療法的治療中，由于低用藥精確性而向人體散布藥物所產生的毒性，此仍待解決的局限性及缺陷往往吞噬著腫瘤患者的健康。因此，如何以最小藥物劑量實現最大治療效果，以及如何提升用藥精確性，為人們亟待克服的問題。

近期的研究發現，體外震波碎石術(shock?wave?lithotripsy，SWL)可在細胞周圍產生微泡。這些微泡在細胞膜中形成非永久性孔洞。因此，提升細胞膜的穿透性并實現更好的藥物吸收性。美國專利第6,298,264號揭露一種提升細胞膜穿透性的方法。該方法應用第一脈沖波(pulsed?wave，PW)及第二脈沖波來產生環繞細胞的微泡。這些微泡在細胞膜中形成非永久性孔，以提升細胞膜的穿透性。該方法可將細胞膜的穿透性增加至90％。因此，僅需要低的藥物劑量。然而，該方法并未揭露如何精確定位該標靶細胞以及如何提升用藥精確度。因此，仍然需要精確地定位標靶細胞并提升用藥精確度的方法。

發明內容

本發明的主要目的在于，提供將大分子物質有效地導入標靶細胞的方法及系統。

本發明的另一目的在于，提供應用于基因輸送中的方法及系統，增加基因輸送的效率。

本發明的再一目的在于，提供應用于基因輸送中的方法及系統，提升基因療法的效率。

本發明的又一目的在于，提供提升用藥精確度的方法及系統。

本發明的再另一目的在于，提供降低藥物劑量并有效地將藥物導入腫瘤細胞的方法及系統。

依照上述及其它目的，本發明提供將大分子物質導入活體標靶細胞的方法及系統。該將大分子物質導入活體標靶細胞的系統包含：影像擷取單元，該影像擷取單元用于擷取標靶細胞所處的組織或器官的三維(3D)結構影像及標靶細胞所處的組織或器官的3D血管攝影影像；影像合成單元，該影像合成單元用以將3D結構影像合并入3D血管攝影影像，由此選擇完全涵蓋傳輸大分子物質的標靶細胞的血管通道；注射單元，該注射單元用于注射液體并傳輸大分子物質至該標靶細胞；能量轉換模塊，該能量轉換模塊用于施加能量，以活化該液體并產生生物效應；其中，該能量轉換模塊包含包括超聲波轉換器或高頻擴音器(tweeter)的超聲波轉換模塊，由此在該標靶細胞的細胞膜中形成非永久性孔洞；其中，大分子物質通過標靶細胞細胞膜中的非永久性孔洞進入標靶細胞中。

該將大分子物質導入活體標靶細胞的方法包含：首先，擷取標靶細胞所處的組織或器官的3D結構影像及標靶細胞所處的組織或器官的3D血管攝影影像；第二，將3D結構影像合并入3D血管攝影影像，選擇完全涵蓋傳輸大分子物質的標靶細胞的血管通道；第三，使用導管沿著所選擇的血管通道注射微泡液體(超聲波或人造血液)，該微泡環繞著標靶細胞排列；第四，施加能量以活化該微泡液體，以產生生物效應，由此在該標靶細胞的細胞膜內形成非永久性孔洞；以及最后，經由細胞膜內的非永久性孔洞，沿著所選擇的血管通道，將大分子物質注射進入標靶細胞中。