[發(fā)明專(zhuān)利]通過(guò)兩極納秒脈沖的干擾進(jìn)行的靶向遠(yuǎn)程電刺激

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880053420.2
• 申請(qǐng)日: 2018-08-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111031949A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·G·帕霍莫夫;O·N·帕霍莫夫;肖舒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 弗吉尼亞州研究基金會(huì)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B18/12
• 分類(lèi)號(hào): A61B18/12;A61B18/14
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 劉媛媛

提供了通過(guò)疊加兩個(gè)生物無(wú)效的兩極納秒電脈沖來(lái)生成生物有效的單極納秒電脈沖的方法和相關(guān)方面，如電穿孔和/或這些方法用于無(wú)創(chuàng)地將電刺激(ES)選擇性靶向到深部組織和器官的治療性應(yīng)用。

政府支持

本發(fā)明根據(jù)由國(guó)立衛(wèi)生研究院授予的FA9550-15-1-0517Eb016912和由空軍科學(xué)研究局授予的FA9550-15-1-0517在政府支持下進(jìn)行。政府具有本發(fā)明中的某些權(quán)利。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)要求2017年8月16日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)第62/546,229號(hào)的權(quán)益并依賴(lài)于其提交日期，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入。

背景技術(shù)

電刺激(ES)用于在各種應(yīng)用中操縱生物功能。然而，本領(lǐng)域中仍然需要例如無(wú)創(chuàng)地將ES選擇性靶向到深部組織和器官。

發(fā)明內(nèi)容

在一方面，本公開(kāi)提供了一種生成生物有效的單極納秒電脈沖的方法。所述方法包括疊加由第一對(duì)電極生成的第一生物無(wú)效的兩極納秒電脈沖和由第二對(duì)電極生成的第二生物無(wú)效的兩極納秒電脈沖，以在遠(yuǎn)離所述第一對(duì)和第二對(duì)電極的位置處產(chǎn)生生物有效的單極納秒電脈沖。與在疊加步驟不存在的情況下生成的第一或第二生物無(wú)效的兩極納秒電脈沖相比，生物有效的單極納秒電脈沖具有增強(qiáng)的刺激效率。在疊加步驟不存在的情況下生成的第一或第二生物無(wú)效的兩極納秒電脈沖誘導(dǎo)由第一或第二生物無(wú)效的兩極納秒電脈沖的第二相產(chǎn)生的抵消作用，從而抵消或減少第一或第二生物無(wú)效的兩極納秒電脈沖的第一相的刺激作用。此外，生物有效的單極納秒電脈沖的增強(qiáng)的刺激效率由抵消或減少抵消作用產(chǎn)生。

在一些實(shí)施例中，第一對(duì)和第二對(duì)電極各自連接到獨(dú)立的納秒電脈沖遞送通道。在某些實(shí)施例中，第一對(duì)和第二對(duì)電極各自以線性陣列對(duì)齊。在一些實(shí)施例中，單極納秒電脈沖無(wú)創(chuàng)地遞送到受試者。任選地，單極納秒電脈沖無(wú)創(chuàng)地遞送到受試者中的局部細(xì)胞、組織或器官。在某些實(shí)施例中，單極納秒電脈沖無(wú)創(chuàng)地遞送到受試者中的局部細(xì)胞、組織或器官。在一些實(shí)施例中，所述組織是深部組織。在其他實(shí)施例中，單極納秒電脈沖通常體外或離體遞送到樣品。任選地，所述樣品含有細(xì)胞。在一些實(shí)施例中，生物有效的單極納秒電脈沖的增強(qiáng)的刺激效率與抵消作用的抵消或減少程度成正比。在某些實(shí)施例中，第一和/或第二生物無(wú)效的兩極納秒電脈沖是兩相的或三相的。在一些實(shí)施例中，第一和/或第二生物無(wú)效的兩極納秒電脈沖具有至少第一相和第二相，并且第一相的振幅為100/70/40％。

另一方面涉及一種用于實(shí)施本文所述的方法的設(shè)備。又一方面涉及這種設(shè)備用于治療需要電穿孔的受試者的用途。在某些實(shí)施例中，所述設(shè)備用于治療性應(yīng)用，包括但不限于疼痛控制、神經(jīng)或肌肉激活、免疫或內(nèi)分泌細(xì)胞的活化、靶向腫瘤消融、精神病癥的治療或帕金森氏病的治療。所述設(shè)備還可以用于非治療性應(yīng)用，包括例如電穿孔。

附圖說(shuō)明

并入本說(shuō)明書(shū)且構(gòu)成其一部分的附圖示出某些實(shí)施例，并連同書(shū)面描述一起用于解釋本文公開(kāi)的組成和方法的某些原理。

圖1示出通過(guò)兩極和單極nsEP進(jìn)行的Ca²⁺活化。頂部：根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的刺激形狀和振幅。底部：CHO細(xì)胞中的峰Ca²⁺應(yīng)答(平均值±s.e.，n＝20-28)。

圖2示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例通過(guò)疊加相控兩極刺激的遠(yuǎn)程ES的概念。左側(cè)：A-A I和8-8′是兩對(duì)接地隔離刺激電極。虛線近似向其遞送刺激的體積，在C-c～區(qū)域中具有重疊。右側(cè)：施加在A-A I與8-8′之間的阻尼正弦波在C-C′區(qū)域中疊加為單極脈沖。