电穿孔设备及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种电穿孔设备及其控制方法。所述电穿孔设备包括：穿透单元，其包括用于穿透到活体内的多个电极；以及控制器，用于控制待施加到所述多个电极中的每一个的电压，且通过将所述多个电极中的一个设定为具有参考极性且其它电极具有与所述参考极性相反的极性而施加脉冲。

Electroporation equipment and its control method

The invention relates to an electroporation device and a control method thereof. The electroporation device includes a penetrating unit, which includes a plurality of electrodes for penetrating into a living body, and a controller for controlling each of the voltages to be added to the plurality of electrodes, and by setting one of the plurality of electrodes as having reference polarity and other electrodes have a reference polarity to the reference. The polarity of the inverse is applied to the pulse.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电穿孔设备及其控制方法
本专利技术涉及一种电穿孔设备及其控制方法，且更具体涉及一种用于使用电脉冲将导入剂递送到组织或细胞中的电穿孔设备及其控制方法。
技术介绍
电穿孔是分子生物学领域采用的技术，借此将电场施加到细胞以增加细胞膜的透射率使得化学、医学、生物学活性分子等可被引入到细胞中。电穿孔可用于递送基因、接种DNA疫苗等，类似于离子导入疗法、脂质递送或基因枪(或粒子枪)。也就是说，当短且强的电脉冲施加到细胞时，在细胞的脂质双层处产生亲水性孔隙，且因此即使例如核酸等带电分子或大分子也可被传递到细胞。本专利技术的
技术介绍
在第10-2014-0048213号韩国专利公开案中公开(公开日期：2014年4月23日)。
技术实现思路
【技术问题】上文描述的电穿孔可通过施加相对强的电场而产生。具体地说，因为用于产生亲水性孔隙的脉冲的阈值强度和用于破坏细胞的脉冲的强度之间的差距较小，为了安全起见，在采用电穿孔将药物递送到活生物体时应在产生亲水性孔隙的范围内使用尽可能低的脉冲。也就是说，在此情况下，仅可在连接电穿孔设备的正和负电极的线附近产生亲水性孔隙，且不在与所述线间隔特定距离或更大距离的区域中产生亲水性孔隙，因为具有小于阈值强度的电场施加到所述区域。然而，通常情况下，常见的电穿孔设备包括成对的正和负电极，且施加固定形式的电场。因此，其中产生亲水性孔隙的区域受到限制。为解决此问题，通常采用使用具有多对正和负电极的多电极的方法。然而，在多个电极之间很可能发生干扰，且因此在相同区域中累积地布置电极受到限制。相应地，难以在不增加电极穿透到身体的面积的情况下改进将药物递送到身体的能力。为解决常规电穿孔设备的上文所描述的问题，本专利技术针对一种能够在不增加电极数目的情况下改进递送药物的能力的电穿孔设备及其控制方法。【技术方案】本专利技术的一个方面提供一种电穿孔设备，包括：穿透单元，其包括用于穿透进入活体内的多个电极；以及控制器，其用于控制待施加到所述多个电极中的每一个的电压，且通过将所述多个电极中的一个设定为具有参考极性且其它电极具有与所述参考极性相反的极性而施加脉冲。在本专利技术中，在具有参考极性的电极为正电极时，具有相反极性的电极可以是负电极，且在具有参考极性的电极为负电极时，具有相反极性的电极可以是正电极。在本专利技术中，所述多个电极可排列成其间的距离的相对关系相同的形式，而与参考电极无关。在本专利技术中，所述多个电极可以矩形形状排列。在本专利技术中，穿透单元可进一步包括用于注射导入剂的注射针。在本专利技术中，所述多个电极中的每一个可呈用于注射导入剂的注射针的形式。在本专利技术中，导入剂可以是生物活性分子，且可包括肽或核酸，例如脱氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)，且优选为DNA疫苗、信使核糖核酸(mRNA)或反义RNA(微小核糖核酸microRNA或小干涉核糖核酸siRNA)。在本专利技术中，所述多个电极可用于穿透皮肤(皮内)、肌肉(肌内)或肿瘤(瘤内)。在本专利技术中，控制器可循序改变电极使其具有参考极性。在本专利技术中，控制器可以顺时针方向或逆时针方向改变电极使其具有参考极性。在本专利技术中，控制器可在期间不施加脉冲的暂停周期之后改变电极使其具有参考极性。在本专利技术中，控制器可施加脉冲，脉冲的数目等于其它电极的数目，且所述脉冲可在其它电极中以数个脉冲单位的形式使用不同电极来施加。在本专利技术中，控制器可在其它电极中以顺时针方向或逆时针方向循序改变脉冲待施加到的电极。在本专利技术中，控制器可具有脉冲之间的时间间隔，其中在所述时间间隔期间不施加脉冲。本专利技术的另一方面提供一种控制电穿孔设备的方法，包括：第一操作-通过将多个电极中的一个设定为具有参考极性且其它电极具有与所述参考极性相反的极性而施加脉冲；第二操作-通过将其它电极中的在第一操作中具有相反极性的一个电极设定为具有参考极性且将其它电极设定为具有与参考极性相反的极性而施加脉冲；以及第三操作-通过将第一和第二操作两者中具有相反极性的电极中的一个设定为具有参考极性且将其它电极设定为具有与参考极性相反的极性而施加脉冲，所述第一到第三操作由控制器执行。在本专利技术中，所述方法可进一步包括由控制器在第一操作之后且在第二操作之前暂停一个暂停周期不施加脉冲；以及由控制器在第二操作之后且在第三操作之前暂停所述暂停周期不施加脉冲。在本专利技术中，第一操作可包括：操作S1-通过其它电极中的一个和具有参考极性的电极施加脉冲；以及操作S2-通过其它电极当中的在操作S1中未使用的电极中的一个和具有参考极性的电极施加脉冲，操作S1和S2由控制器执行。在本专利技术中，在第一操作之前，所述方法可进一步包括通过控制器使所述多个电极和注射针穿透到皮肤(皮内)、肌肉(肌内)或肿瘤(瘤内)中，且通过所述控制器通过所述多个电极和所述注射针注射导入剂。【有益效果】在根据本专利技术的电穿孔设备及其控制方法中，通过将多个电极中的一个设定为具有参考极性且其它电极具有与所述参考极性相反的极性而施加脉冲，循序地改变将具有参考极性的电极，且以数个脉冲单位的形式使用不同电极，借此改进递送导入剂的电穿孔设备的能力。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的电穿孔设备的结构框图。图2A是根据本专利技术的一个实施例的电穿孔设备的穿透单元的示意图。图2B是根据本专利技术的另一实施例的电穿孔设备的穿透单元的示意图。图3是根据本专利技术的一个实施例的由电穿孔设备执行的脉冲施加方法的示意图。图4是根据本专利技术的一个实施例的由电穿孔设备执行的脉冲施加方法的另一示意图。图5是根据本专利技术的一个实施例的控制电穿孔设备的方法的流程图。图6是根据本专利技术的一个实施例的在控制电穿孔设备的方法中采用的脉冲施加方法的流程图。图7是根据本专利技术的一个实施例的在控制电穿孔设备的方法中采用的脉冲施加方法的另一流程图。具体实施方式下文中，将参看附图描述根据本专利技术的实施例的电穿孔设备及其控制方法。此处，图中示出的每条线的粗细或每一组件的大小可能为了阐释的清晰和便利起见而夸示。本文所使用的术语是考虑本专利技术的功能而界定，但可根据用户或操作者的意图或根据先例而以不同方式界定。相应地，这些术语应基于本专利技术的整个上下文界定。图1是根据本专利技术的一个实施例的电穿孔设备的结构框图。图2A是根据本专利技术的一个实施例的电穿孔设备的穿透单元的示意图。图2B是根据本专利技术的另一实施例的电穿孔设备的穿透单元的示意图。图3是根据本专利技术的一个实施例的由电穿孔设备执行的脉冲施加方法的示意图。图4是根据本专利技术的一个实施例的由电穿孔设备执行的脉冲施加方法的另一示意图。下文将参看图式描述根据本实施例的电穿孔设备。首先，如图1所示，根据本专利技术的一个实施例的电穿孔设备包括控制器100和穿透单元110。穿透单元110可包括第一电极111到第n电极118，以及注射针119。穿透单元110的电极111、112、113、114和118以及注射针119可在控制器100的控制下穿透到活体内。举例来说，电极111、112、113、114和118以及注射针119可通过在控制器100的控制下被驱动的抽吸组件(未示出)吸入皮肤(皮内穿透)而穿透皮肤，可在其由电机组件(未示出)移动(肌内穿透)而穿透肌肉，或可穿透肿瘤(瘤内穿透)。导入剂可在控制器100的控制下通过注射针119注射到活体内。举例来说，注射针119可呈普本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电穿孔设备，其通过电极施加电脉冲而将导入剂递送到组织或细胞中，所述电穿孔设备包括：穿透单元，其包括用于穿透到活体内的多个电极；以及控制器，用于控制待施加到所述多个电极中的每一个的电压，且通过将所述多个电极中的一个设定为具有参考极性且将其它电极设定为具有与所述参考极性相反的极性而施加脉冲。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.17 KR 10-2015-01318081.一种电穿孔设备，其通过电极施加电脉冲而将导入剂递送到组织或细胞中，所述电穿孔设备包括：穿透单元，其包括用于穿透到活体内的多个电极；以及控制器，用于控制待施加到所述多个电极中的每一个的电压，且通过将所述多个电极中的一个设定为具有参考极性且将其它电极设定为具有与所述参考极性相反的极性而施加脉冲。2.根据权利要求1所述的电穿孔设备，其中具有所述相反极性的所述电极，在具有所述参考极性的所述电极为正电极时，是负电极，且在具有所述参考极性的所述电极为负电极时，是正电极。3.根据权利要求1所述的电穿孔设备，其中所述多个电极排列成其间距离的相对关系相同，而与参考电极无关的形式。4.根据权利要求3所述的电穿孔设备，其中所述多个电极排列成矩形形状。5.根据权利要求1所述的电穿孔设备，其中所述穿透单元进一步包括用于注射所述导入剂的注射针。6.根据权利要求1所述的电穿孔设备，其中所述多个电极中的每一个呈用于注射所述导入剂的注射针的形式。7.根据权利要求1所述的电穿孔设备，其中所述导入剂包括DNA疫苗、mRNA或反义RNA，其中反义RNA包括microRNA或siRNA。8.根据权利要求1所述的电穿孔设备，其中所述多个电极用于穿透皮肤(皮内)、肌肉(肌内)或肿瘤(瘤内)。9.根据权利要求1所述的电穿孔设备，其中所述控制器循序改变电极使其具有参考极性。10.根据权利要求9所述的电穿孔设备，其中所述控制器在顺时针方向或逆时针方向改变电极使其具有参考极性。11.根据权利要求9所述的电穿孔设备，其中所述控制器在期间不施加脉冲的暂停周期之后改变电极使其具有参考极性。12.根据权利要求1所述的电穿孔设备，其中所述控制器施加脉冲，所述脉冲的数目等于所述其它电极的数目，其中在所述其它电极当中以数个脉冲单位的形式使用不同电极而...

【专利技术属性】
技术研发人员：李承俊，
申请(专利权)人：以琳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR