[發明專利]一種采用調幅電場增強藥物療效的裝置

在審

• 申請號: 201710180022.4
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106823125A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 譚安德;羅立強
• 申請（專利權）人: 長沙利星醫藥科技開發有限公司
• 主分類號: A61M37/00
• 分類號: A61M37/00;C12N13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于醫療器械的技術領域，涉及一種采用調幅電場增強藥物療效的裝置。

背景技術

自1980年起，電場就被普遍用于生物和醫學領域，涵蓋殺死微生物、細胞融合、基因轉化和腫瘤治療等。1987年日本學者Okino首創了電脈沖化學療法(EPCT)，EPCT是采用電場強度高達每厘米千伏、持續時間為微秒甚至納秒級的電脈沖與化學藥物結合的腫瘤治療方法，此方法僅需小劑量的藥物就能高效、低毒地殺死腫瘤細胞，大大地提高了化療藥物的作用療效，降低了其毒副作用。

電場治療可聯合化療運用于腫瘤的維持治療和放療難以實施的緊急治療。在與化療聯用的研究方面，Miklos等的臨床試驗證實，電場治療結合培美曲塞可安全有效地治療進展性肺小細胞肺癌(SCLC)。同時，電場與培美曲塞結合治療晚期非小細胞肺癌的I/II臨床試驗也證明了電場治療的高效性與安全性，患者的中位生存期在較常見的8.3個月基礎上延長了5.5個月，治療的總有效率也從9.1％上升到14.6％，因此電場聯合培美曲塞治療方案優于單藥。Kirson等在應用紫杉醇+阿霉素+環磷酰胺+達卡巴嗪聯合電場處理乳腺癌細胞系(MDA-MB-231)和人膠質瘤細胞系(U-118)時發現，結合電場后上述腫瘤細胞對化療的敏感性上升了1～3個數量級，化療功效與敏感性均得到提高。Morant等還開展了對電場結合4療程新輔助化療(表柔比星+多西他賽)治療惡性乳腺癌的研究，以評估電場對乳腺癌術前化療的影響。

文獻報導的EPCT的作用機制是對細胞膜的電穿孔效應和改變細胞的生存環境。高電場強度的電脈沖導致細胞膜發生構型變化，出現大量微孔，使得細胞膜的電導率與通透性發生顯著提高，使藥物能順利地通過細胞膜進入細胞內，在一適當的強度下，電脈沖的電穿孔作用是可逆的，在停止電脈沖作用后，細胞膜的微孔又會重新關閉而不會對細胞造成損害。電脈沖作用肌體組織，會造成絕緣電極作用區域細胞外液的pH值劇烈改變而損傷腫瘤細胞。EPCT的缺陷是使用電壓高存在一定的安全隱患，需要微創將絕緣電極直接插入體內的有創性，pH值的劇烈變化可能產生對正常組織的毒副作用。

發明內容

本發明的目的是提供一種采用調幅電場增強藥物療效的裝置，一是用以克服脈沖療法使用電壓高不安全、絕緣電極直接插入體內的有創性、電極作用區域細胞外液間pH值等劇烈改變而損傷正常組織的缺點；二是通過在一對絕緣電極間產生電場強度連續強弱劇烈突變的調幅電場，用于藥物治療的增強作用，在保證藥物同等療效下可顯著減少藥物的用量而降低藥物的毒副作用，在同等使用劑量下藥物因透過細胞膜量增加而療效顯著增強。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：一種采用調幅電場增強藥物療效的裝置，該裝置包括：中央控制單元，用于各個單元協調控制；調頻信號發生單元，用于產生所需波形的頻率信號；幅度調制單元，用方波調制產生幅度連續劇烈突變的調幅波信號；功率放大單元，用于放大幅度調制單元產生的調幅波信號；輸出分配單元，用于放置的調幅信號的分配與輸出；絕緣電極，用于形成連續強弱劇烈突變的調幅電場；絕緣電極定位系統，根據由電腦模態圖提供的病灶的體積、位置、深度、病灶區域機體外形特征等信息，確定絕緣電極的最佳分布位置。

本發明的采用調幅電場增強藥物療效的裝置，其調頻信號發生單元采用直接數字頻率合成器或由變容二極管組成的調頻電路，其幅度調制單元采用方波晶體管調幅電路或方波集成電路調幅電路，其功率放大單元采用中頻功率放大電路，輸出分配單元采用分配控制電路和電子開關來實施。

本發明的采用調幅電場增強藥物療效的裝置，其調頻信號發生單元產生的頻率信號，在幅度調制單元采用方波形的低頻(或超低頻)調制波調制成調幅波，調幅波的包絡線波形與調制波相同，頻率與載波相同，幅度隨載波與調制波幅度的矢量增減變化；調幅波的功率放大單元放大后施加到絕緣電極上，則在一對絕緣電極間產生電場強度連續強弱劇烈突變的調幅電場，這種調幅電場作為外電場施加到病灶區，使病灶區細胞的細胞膜遭受電場強度的強弱劇烈突變的外電場的刺激而產生連續交替的除極與復極現象，細胞膜除極時膜的通透性顯著提高，細胞膜復極時膜的通過性恢復正常。細胞膜通透性增高時則藥物進入細胞內的量增多，藥物的療效相應增強。