[發(fā)明專利]一種新型的轉(zhuǎn)染和藥物遞送裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780070853.4
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN109963506A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丹·加齊特;加迪·佩利德;凱瑟琳·W·費(fèi)拉拉;道格拉斯·N·斯蒂芬斯
• 申請（專利權(quán)）人: 西達(dá)-賽奈醫(yī)療中心;加利福尼亞大學(xué)董事會
• 主分類號: A61B5/05
• 分類號: A61B5/05;A61B8/00;G01N29/24;G01S15/89
• 代理公司: 北京信慧永光知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11290
• 代理人: 梁興龍;曹正建

本發(fā)明提供了一種用于治療患者的超聲發(fā)射器裝置。所述超聲發(fā)射器裝置包括成像探針；成像陣列；和治療用超聲裝置，其中所述成像探針被構(gòu)造成通過使用所述成像陣列的超聲成像將所述治療用超聲裝置引導(dǎo)至患者的治療部位，其中所述治療用超聲裝置被構(gòu)造成產(chǎn)生用于治療所述患者的治療部位的受控強(qiáng)度的超聲能量，和其中所述成像探針和所述治療用超聲裝置被構(gòu)造成彼此協(xié)同工作以將治療用超聲施加到患者的組織或骨移植部位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于有效組織愈合的裝置、方法和系統(tǒng)。更具體地，所公開的裝置、方法和系統(tǒng)通過使用超聲(US)以引導(dǎo)和促進(jìn)異源轉(zhuǎn)染和/或藥物遞送來提供新型的組織愈合。

背景技術(shù)

以下說明包括可以用于理解本發(fā)明的信息。不承認(rèn)本文提供的任何信息是現(xiàn)有技術(shù)或與當(dāng)前要求保護(hù)的發(fā)明相關(guān)或者具體或隱含地引用的任何出版物是現(xiàn)有技術(shù)。

諸如不愈合骨折和韌帶/肌腱撕裂等骨骼的損傷可能對整形外科患者的生活質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重后果。目前對不愈合骨折的治療包括自體移植，這些都涉及嚴(yán)重的并發(fā)癥或副作用。前交叉韌帶(ACL)或肩袖肌腱的撕裂通常使用自體移植物或異源移植物重建，導(dǎo)致長期的愈合和喪失活動性。

因此，旨在減少患者從骨損傷和韌帶/肌腱撕裂恢復(fù)時(shí)間的方法具有重要的臨床意義。

發(fā)明內(nèi)容

目前，當(dāng)廣泛地進(jìn)行骨和韌帶修復(fù)時(shí)，在修復(fù)過程之后更快的患者愈合將大大降低醫(yī)院和整體醫(yī)療保健成本，并改善患者體驗(yàn)。

在整形外科醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，對于能夠加速骨和韌帶/肌腱修復(fù)的新型療法存在未滿足的需求。當(dāng)前公開的裝置和方法提供了通過使用超聲(US)以引導(dǎo)和促進(jìn)異源轉(zhuǎn)染和/或藥物遞送來實(shí)現(xiàn)更有效的組織愈合的創(chuàng)新手段。

最近的研究經(jīng)驗(yàn)顯示了一種技術(shù)，該技術(shù)可以用于通過使用在豬模型中轉(zhuǎn)染的異源基因誘導(dǎo)骨再生。多年來已知的是，低強(qiáng)度脈沖超聲(LIPUS)在診斷和骨愈合的藥物中都是有效的，但是也已顯示出對自體骨移植物愈合的積極影響。

另外，使用病毒實(shí)現(xiàn)的骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)基因遞送已經(jīng)顯示誘導(dǎo)嚙齒動物和大動物中的不愈合骨折的愈合，并且還增強(qiáng)了幾種動物模型中的韌帶整合。雖然病毒載體是最有效的基因遞送工具，但是它們也引入了致瘤和免疫原性反應(yīng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。非病毒載體被認(rèn)為對人類使用更安全，盡管對基因表達(dá)的效率低得多。已經(jīng)表明，用于將BMP基因遞送至嚙齒動物的不愈合骨折部位內(nèi)的內(nèi)源性間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)的體內(nèi)電穿孔產(chǎn)生有效的骨折愈合。然而，由于在現(xiàn)今的臨床中廣泛使用超聲波，因此基因轉(zhuǎn)染的替代物理方法(稱為聲波穿孔或用于基因遞送的超聲波)對于可能的臨床應(yīng)用特別有吸引力。

然而，雖然超聲波已成功用于嚙齒動物中的BMP基因遞送和異位骨形成，但其效率遠(yuǎn)低于電穿孔介導(dǎo)的異位骨形成，并且不會導(dǎo)致不愈合骨折模型中的顯著骨修復(fù)。聲波穿孔和相關(guān)協(xié)議現(xiàn)已進(jìn)入人體試驗(yàn)，以加強(qiáng)血腦屏障輸送和治療急性心肌梗死；然而，聲波穿孔未能達(dá)到臨床前大型動物模型和人類在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用水平。事實(shí)上，已經(jīng)表明，聲波穿孔可以用于在大型動物骨折模型中過表達(dá)報(bào)告基因。最近，基于超聲波的BMP-6基因遞送至內(nèi)源性MSC在小型豬模型中產(chǎn)生完整的節(jié)段性骨缺損修復(fù)。此外，使用類似的技術(shù)將質(zhì)粒BMP-2遞送至為小型豬膝關(guān)節(jié)中的ACL重建而創(chuàng)建的骨隧道。

因此，公開了一種裝置、方法和系統(tǒng)，旨在通過方便地組合至少一個(gè)超聲探針和將遺傳物質(zhì)和/或藥物遞送至患者體內(nèi)的轉(zhuǎn)染系統(tǒng)以使用實(shí)用的微創(chuàng)技術(shù)來加速恢復(fù)時(shí)間，從而達(dá)到傷口愈合的目的。還旨在一種方便、安全和可靠的方法，以直接向患者的目標(biāo)部位提供遺傳物質(zhì)和/或藥物。

所公開的系統(tǒng)和方法通過使用US以引導(dǎo)和促進(jìn)異源轉(zhuǎn)染和/或藥物遞送來提供用于組織愈合的簡單、安全、有效且廣泛應(yīng)用的方法-裝置。

另外，所公開的系統(tǒng)和方法可以通過使用超聲提供精確的異源轉(zhuǎn)染。例如，公開了至少兩個(gè)超聲探針的組合協(xié)調(diào)它們在過程中的用途，以引導(dǎo)和促進(jìn)遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)染到患者體內(nèi)，從而達(dá)到傷口愈合的目的。