[發(fā)明專利]用于產(chǎn)生和使用活化的干細胞的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580040972.6
• 申請日: 2015-05-30
• 公開（公告）號: CN107072716A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 托德.F.奧沃凱蒂斯;約翰.S.斯特羅恩
• 申請（專利權(quán)）人: 托德.F.奧沃凱蒂斯
• 主分類號: A61B18/20
• 分類號: A61B18/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 張文輝

交叉引用

本說明書依賴于在2014年5月30日提交的，標(biāo)題為“Methods,Systems and Compositions for the Generation and Use of Activated Stem Cells”的美國臨時專利申請?zhí)?2/006,034的優(yōu)先權(quán)，其通過引用以其整體并入本文。

發(fā)明領(lǐng)域

本說明書公開了用于活化干細胞的方法和系統(tǒng)，并且特別地，使用調(diào)制的超快速激光脈沖來活化和引導(dǎo)干細胞的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明背景

盡管干細胞提供了用于替換受損或退化細胞的治療潛力，但是治療受限于不能有效和高效地將足夠數(shù)量的干細胞引導(dǎo)至靶位置以實現(xiàn)期望的結(jié)果。在活性炎性狀況的情況下，干細胞可以在一定程度上被自然吸引到靶組織，但是通常需要增加和改善干細胞主動引導(dǎo)和/或通向(channeled)到靶位置的程度。當(dāng)試圖治療以前愈合損傷(如橫斷后的脊髓)時尤其如此。

因此，需要將干細胞遞送至治療區(qū)域并刺激粘附，分化和整合的方法。

發(fā)明概述

當(dāng)如下所述應(yīng)用調(diào)幅激光束(amplitude modulated laser beam)穿過Kg1a細胞的燒瓶時，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了意外地，細胞排列成串(string)，細胞在放置束處彼此粘附在一起。在檢查時，發(fā)現(xiàn)具有干細胞樣特征的原始細胞系Kg1a已經(jīng)增加其造血干細胞標(biāo)志物CD34的表達。進一步審閱后，還認識到調(diào)制的激光信號的性質(zhì)將廣泛刺激稱為alpha和beta整聯(lián)蛋白的細胞粘附和通信分子。流式細胞術(shù)顯示在細胞表面上的beta 1,beta 2和alpha 4整聯(lián)蛋白分子的測量的可變但顯著的增加，其在24小時內(nèi)達到峰值并在48小時后下降。可見的觀察是無論何時將光束定向在細胞瓶中，細胞與細胞和細胞與(燒瓶的)表面的粘附顯著增加。因此，確定刺激增加干細胞的遷移和定位，同時還增加干細胞中的細胞粘附分子表達。另外，用此類的共振信號刺激的組織將干細胞吸引到光束指向的地方，并且有利于細胞保留在組織中，其也已被刺激得更為粘附。如下面進一步描述的，通過SONG裝置產(chǎn)生的束將具有完整調(diào)制(modulation)的深得多的穿透深度。因此，這可以允許干細胞的定向遷移和粘附，特別意圖增加遞送到需要再生或修復(fù)的靶組織的干細胞的產(chǎn)率(yield)。

本說明書涉及修復(fù)，再生，治愈或治療損傷的生物組織的方法，所述組織如肺組織，腎組織，血管，免疫系統(tǒng)細胞，骨組織，牙，肝組織，內(nèi)分泌組織，垂體組織，胸腺組織，椎間盤，腦組織，脊髓組織或神經(jīng)組織，所述方法通過獲得未活化的干細胞，通過用具有預(yù)定義的波長和預(yù)定義的振幅的調(diào)幅激光束處理所述未活化干細胞自未活化干細胞形成活化的干細胞，并將活化的干細胞施用于含有生物組織的身體內(nèi)來進行。

方法還可以包括使用導(dǎo)歸束(homing beam)以將身體內(nèi)的活化的干細胞引導(dǎo)到生物組織的位置。任選地，預(yù)定義的波長在405至980納米的范圍內(nèi)。任選地，預(yù)定義的幅度在8至12MHz的范圍內(nèi)。任選地，在處理未活化的干細胞之前，通過使激光束通過束擴展器，在2至7次的范圍內(nèi)擴展激光束。任選地，在處理未活化的干細胞之前，使激光束通過Strachan-Ovokaitys結(jié)點發(fā)生器(Node Generator)。任選地，調(diào)節(jié)激光束的相位抵消(phase cancellation)以在處理未活化的干細胞之前實現(xiàn)預(yù)定的功率輸出。

任選地，處理未活化的干細胞包括將具有位于405至980納米范圍內(nèi)的波長的調(diào)幅激光束應(yīng)用于含有未活化的干細胞的容器，其中容器以每3至5秒完成一個完整旋轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，并且其中所述容器在旋轉(zhuǎn)的同時上下移動大約15秒。任選地，激光束具有674nm的波長。任選地，未活化的干細胞是自體的或外源的。任選地，相對于未活化的干細胞，所述活化的干細胞包含下列至少一種：alpha或beta整聯(lián)蛋白的增加的表達，CD34增加，或在導(dǎo)歸束的方向上增強的轉(zhuǎn)移作用。任選地，在8至12MHz的范圍內(nèi)調(diào)制激光束的振幅。任選地，調(diào)節(jié)激光束的相位抵消以在處理未活化的干細胞之前實現(xiàn)預(yù)定的功率輸出。