通过靶向巨噬细胞中的光吸收剂而提供动脉粥样硬化斑块的细胞特异性激光治疗的系统和方技术方案

本发明专利技术提供一种设备和方法，其例如用于动脉粥样硬化斑块的细胞特异性激光治疗，特别是提供用于靶向处于斑块巨噬细胞内的内源性光吸收剂以及外源性纳米颗粒靶向的系统和方法。在一种示例实施例中，可将电磁辐射发送至解剖结构。该电磁辐射可具有如下至少一个性质，用于：（ａ）修改至少一个第一细胞的至少一个特征；以及（ｂ）使至少一个第二细胞的至少一个特征的任何修改最小化并且／或者修改该至少一个第二细胞的至少一个特征。该第一和第二细胞可彼此不同，第一和第二细胞的特征可彼此不同，并且第一细胞和／或第二细胞可具有至少一个巨噬细胞特性，并且至少一个第一细胞和／或至少一个第二细胞的特征可以是温度。根据还一示例实施例，可确定与第一细胞和第二细胞相关联的位置。例如，可在该位置的附近发送电磁辐射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请基于2006年3月1日提交的美国专利申请序列号第60/778,336和2006年3月17日提交的美国专利申请序列号第60/783,599并主张它们的优先权的权益，其全部内容通过引用而合并于此。
本专利技术涉及用于提供动脉粥样硬化斑块的细胞特异性激光治疗的系统和方法，并特别涉及用于靶向处于斑块巨噬细胞内的内源性光吸收剂以及外源性纳米颗粒靶向的系统和方法。此外，本专利技术进一步涉及用于贵金属纳米颗粒的生物学分布以及对与该纳米颗粒在富含巨噬细胞的组织中的分布相关联的光学标记(signature)的评价的系统和方法。
技术介绍
用于治疗的选择性细胞靶向对于多种疾病来说，靶向特定细胞以诱导选择性局部细胞坏死、同时维持周围组织的健康和完整性的这一能力具有重大的治疗益处。对癌细胞的早期检测和选择性靶向有可能会限制肿瘤增长和繁殖，导致更好的临床效果。(参见A.F.Chambers et al，《Critical steps in hematogenous metastasis：anoverview》，Surg Oncol Clin N Am.2001；10，pp.243-55，vii)。在识别与肿瘤转移有关的因素方面已做出了诸多努力，而对渗出的癌细胞的识别和选择性杀伤有可能会控制肿瘤转移。(参见A.F.Chambers et al，《The metastasisprocess：basic research and clinical implications》，Oncol Res.1999；11，pp.161-8)。选择性细胞靶向还在缺血性心血管疾病、缺血性脑血管疾病和外周动脉疾病中具有潜在的治疗应用。在动脉粥样硬化生成和斑块破裂中有牵涉的对巨噬细胞的选择性杀伤(参见I.Tabas，《Consequences andtherapeutic implications of macrophage apoptosis in atherosclerosis：the-->importance of lesion stage and phagocytic efficiency》，ArterisosclerThromb Vasc Biol.2005；25，pp.2055-64)对斑块稳定以及因此减少缺血性事件的风险可能具有意义深远的治疗益处。在风湿性关节炎等影响骨骼、血管、皮肤、心脏和肺的炎症性疾病中，通过选择性杀伤所浸润的巨噬细胞和发炎细胞而进行的局部治疗会缓解这种使人衰弱的慢性疾病的进程。许多导致视网膜变性的眼部疾病的特征是丧失感光细胞——视杆细胞和视锥细胞，并伴随有视网膜色素上皮细胞(RPE)的病灶增生。通过选择性地破坏色素RPE细胞、同时维持周围细胞的生存，可得到重大的医治益处(参见R.Brinkmann et al.《Origin of retinal pigment epithelim cell damage bypulsed laser irradiance in the nanosecond to microsecond time regimen》，Lasers Surg Med.2000；27，pp.451-64)。对细胞的选择性靶向在皮肤病学中具有以下几种应用：用于治疗肝血管瘤中的微血管、去除毛囊、选择性地毁坏脂肪腺体以治疗粉刺、以及选择性加热脂肪细胞以去除皮下脂肪。(参见D.Manstein et al.《Selective photothermolysis of lipid rich tissue》.Annualmeeting of Lasers in Surgery and medicine，2001；Supplement 13：Abs No.17；以及R.R.Anderson et al.《Selective photothermolysis of cutaneouspigmentation by Q-switched Nd：YAG laser pulses at 1064，532，and 355nm》，J Invest Dermatol.1989；93，pp.28-32)。用于选择性细胞靶向的示例技术最近，几个研究小组已从事了重要的研究工作，以研发用于对疾病进程中有牵涉的特定细胞施行局部治疗的方法。实现选择性细胞破坏的示例方法包括使用光活化药物、纳米材料和基于激光的技术以进行细胞特异性治疗。光动力治疗(PDT)可使用免疫缀合光敏剂，其仅在暴露于光线的区域才变得对细胞有毒性。(参见M.Del Governatore et al.，《Experimentalphotoimmunotherapy of hepatic metastases of colorectal cancer with a 17.1Achlorin(e6)immunoconjugate》Cancer Res.2000；60，pp.4200-5)。特别地，被动脉粥样硬化斑块吸取的光敏剂莫特莎芬镥会在动物中造成在光活化时巨噬细胞和平滑肌细胞(SMC)凋亡。(M.Hayase et al.，《Photoangioplastywith local motexafin lutetium delivery reduces macrophages in a rabbitpost-balloon injury model》，Cardiovasc Res.2001；49，pp.449-55)。随着纳米技术的问世，可使用贵金属和磁萤光纳米颗粒等材料以及量子点，使得可以在体内鉴定细胞、以及可以用于治疗用途。(参见G.M.Whitesides.《The“right”size in nanobiotechnology》，Nat Biotechnol.-->2003；21，pp.1161-5)。正在研发具有精确生物功能的纳米材料用于疾病诊断和递送药剂以进行局部细胞治疗。(参见R.Weissleder et al.，《Cell-specifictargeting of nanoparticles by multivalent attachment of small molecules》，Nat Biotechnol.2005；23：1418-23；以及N.Tsapis，《Trojan particles：largeporous carriers of nanoparticles for drug delivery》，Proc Natl Acad Sci USA.2002；99，pp.12001-5)。激光用于选择性细胞治疗的用途，已在利用外源性和内源性光吸收剂的多种应用中进行了研究。被靶标细胞吞噬的微米颗粒和纳米颗粒已被用来通过施加纳秒激光脉冲来实现严格局部细胞破坏。(参见C.M.Pitsillides et al.，《Selective cell targeting with light-absorbing microparticle sandnanoparticles》，Biophys J.2003；84，pp.4023-32)。已在眼科学中研究了将细胞中的内源性发色团用作近红外光吸收剂以选择性地破坏RPE的色素细胞，而在皮肤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：　至少一个配置，用于将电磁辐射发送至解剖结构，具有至少一个性质的所述电磁辐射用于：　ｉ．修改至少一个第一细胞的至少一个特征；以及　ｉｉ．以下至少一个：（ａ）使至少一个第二细胞的至少一个特征的任何修改最小化或（ｂ）修改至少一个第二细胞的至少一个特征；　其中所述第一和第二细胞彼此不同，其中所述第一和第二细胞的所述特征彼此不同，其中至少一个所述第一细胞或所述第二细胞具有至少一个巨噬细胞特性，并且其中至少一个所述至少一个第一细胞或所述至少一个第二细胞的所述至少一个特征是温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-3-17 60/783,599;US 2006-3-1 60/778,3361.一种设备，包括：至少一个配置，用于将电磁辐射发送至解剖结构，具有至少一个性质的所述电磁辐射用于：i.修改至少一个第一细胞的至少一个特征；以及ii.以下至少一个：(a)使至少一个第二细胞的至少一个特征的任何修改最小化或(b)修改至少一个第二细胞的至少一个特征；其中所述第一和第二细胞彼此不同，其中所述第一和第二细胞的所述特征彼此不同，其中至少一个所述第一细胞或所述第二细胞具有至少一个巨噬细胞特性，并且其中至少一个所述至少一个第一细胞或所述至少一个第二细胞的所述至少一个特征是温度。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个性质包括波长、平均功率、瞬时功率、脉宽或总曝露时期中的至少一个。3.根据权利要求2所述的设备，其中所述至少一个性质包括波长，其与所述至少一个第一细胞内的化合物的吸收波长特征大致相同。4.根据权利要求2所述的设备，其中所述至少一个性质包括脉宽，其造成所述至少一个特征大致被限制在所述至少一个第一细胞内。5.根据权利要求2所述的设备，其中所述至少一个性质包括功率，其造成所述至少一个特征不可逆地破坏所述至少一个第一细胞的至少一个部分。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个第一细胞的所述至少一个特征大于对所述至少一个第一细胞的至少一个部分造成破坏的温度。7.根据权利要求1所述的设备，其中对所述至少一个第一细胞的所述至少一个部分的破坏是不可逆的。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个第一细胞位于血管壁内。9.根据权利要求8所述的设备，其中所述血管壁是冠状动脉的一部分。10.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个配置设在导管中。11.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个巨噬细胞特性是包含至少一个脂质的溶酶体。12.根据权利要求11所述的设备，其中所述至少一个脂质包括至少一个低密度脂蛋白(LDL)、氧化型LDL、胆固醇或胆固醇酯。13.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个巨噬细胞特性是包含坏死碎片的溶酶体。14.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个巨噬细胞特性是多个溶酶体。15.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个巨噬细胞特性是至少一个纳米颗粒。16.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个纳米颗粒设在细胞内。17.根据权利要求16所述的设备，其中所述至少一个纳米颗粒设在溶酶体内。18.根据权利要求16所述的设备，其中单个所述至少一个纳米颗粒的大小在1～20纳米之间。19.根据权利要求16所述的设备，其中所述至少一个纳米颗粒由金属、贵金属、超细顺磁氧化铁、金或银的至少一种构成。20.根据权利要求16所述的设备，其中所述至少一个纳米颗粒被静脉内施用给对象。21.根据权利要求16所述的设备，其中，当所述电磁辐射作用于所述至少一个纳米颗粒上时，生成表面等离子体。22.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个第一配置被配置成从对象的身体向外发送电磁辐射。23.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个巨噬细胞特性在纤维帽内。24.根据权利要求1所述的设备，进一步包括至少一个第二配置，被配置成用来确定与所述至少一个第一细胞和所述至少一个第二细胞中的至少一个相关联的位置，其中所述至少一个第一配置进一步被配置成用来在所述位置的附近发送电磁辐射。25.根据权利要求24所述的设备，其中至少一个所述第一细胞或所述第二细胞具有至少一个巨噬细胞特性。26.根据权利要求24所述的设备，其中至少一个所述至少一个第一细胞或所述至少一个第二细胞的所述至少一个特征是温度。27.一种方法，包括：将电磁辐射发送至解剖结构，具有至少一个性质的所述电磁辐射用于：i.修改至少一个第一细胞的至少一个特征；以及ii.以下至少一个：(a)使至少一个第二细胞的至少一个特征的任何修改最小化或(b)修改至少一个第二细胞的至少一个特征；其中所述第一和第二细胞彼此不同，其中所述第一和第二细胞的所述特征彼此不同，其中至少一个所述第一细胞或所述第二细胞具有至少一个巨噬细胞特性，并且其中至少一个所述至少一个第一细胞或所述至少一个第二细胞的所述至少一个特征是温度。28.一种设备，包括：至少一个第...

【专利技术属性】
技术研发人员：西曼蒂尼K纳德卡尔尼，吉列尔莫J蒂尔尼，布雷特E鲍马，本杰明J瓦科奇，理查德罗克斯安德森，
申请(专利权)人：通用医疗公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]