The present invention describes a system and method for selectively treating aberrant cells, such as cancer cells, by applying an electric pulse train. The delay between the pulse length and the continuous pulse is optimized to produce an influence on the intracellular potential. Two the treatment area of the system and method based on therapy: around the ablation area of the electrode, kill abnormal cells in the non selective; and around the ablation zone selective treatment zone, in which the influence on cell membrane potential and selectively kill target cells. Thus, invasive tumor cells within the margins of the tumor can be effectively treated while avoiding healthy tissue. The system and method are suitable for treating various cancers in which solid tumors are formed and have a recurrence probability of microscopic diseases surrounding the tumor.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用脉冲电场选择性调节细胞的胞内影响相关申请的交叉参考本申请依赖于在2104年5月12日提交的美国临时申请第61/992,023号的公开内容并且要求其申请日的优先权和权益,本申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及包括施用电治疗能的医学疗法。本专利技术的实施例涉及一种产生两个治疗区的系统和方法:围绕电极的第一区和围绕第一区的第二选择性治疗区,在所述第一区内细胞被非选择性地杀死,在所述第二选择性治疗区内细胞被选择性地杀死,如异常细胞。在具体实施例中,提供了用于通过施用电脉冲列选择性治疗细胞(如癌细胞)的系统和方法,其中优化脉冲长度和连续脉冲之间的延迟以对胞内膜电位产生影响。通过本专利技术的系统和方法,可有效地治疗设置在肿瘤边缘内的浸润性肿瘤细胞同时避开在肿瘤边缘内的健康组织。
技术介绍
病灶消融技术通常通过破坏在明确界定区域内的癌细胞攻击肿瘤。通常,这些技术破坏在治疗体积内的所有细胞和组织结构,而不仅仅是癌细胞。病灶消融技术的主要挑战是通常存在围绕肿瘤的含有健康细胞和一些浸润性癌细胞的区域。如果未治疗这些浸润性癌细胞,那么其可导致肿瘤的复发。在传统的手术切除和病灶消融中,溶液用于在肿瘤边缘以外治疗以试图还去除这些浸润性癌细胞。这对通常出现近临界结构如血管和神经的肿瘤来说是主要挑战。因此,在本领域中需要克服这些局限性的新的电穿孔方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种治疗在肿瘤边缘中的浸润性癌细胞的系统和方法。此双峰增强型消融机制(BEAM)平台使用高频电场的脉冲串,所述高频电场的脉冲串经特定优化以增强脉冲的胞内影响同时最小化对健康组织的影响。在 ...
【技术保护点】
一种选择性治疗细胞的方法,其包含:向组织施加多个具有在连续脉冲之间的延迟的电脉冲,其中每个脉冲的长度和所述连续脉冲之间的延迟经优化以产生第一治疗区和第二治疗区;其中在所述第一治疗区中,癌细胞和非癌细胞被杀死,并且在所述第二治疗区中,癌细胞被杀死或抑制,而非癌细胞被避开。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.12 US 61/992,0231.一种选择性治疗细胞的方法,其包含:向组织施加多个具有在连续脉冲之间的延迟的电脉冲,其中每个脉冲的长度和所述连续脉冲之间的延迟经优化以产生第一治疗区和第二治疗区;其中在所述第一治疗区中,癌细胞和非癌细胞被杀死,并且在所述第二治疗区中,癌细胞被杀死或抑制,而非癌细胞被避开。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述施加在体外执行。3.根据权利要求1所述的方法,其中所述施加在体内执行。4.根据权利要求1所述的方法,其中所述施加被离体执行。5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法,其中在所述第二治疗区内,以减缓或停滞细胞分裂的方式来抑制癌细胞。6.根据权利要求1、2、3或4所述的方法,其中在所述第二治疗区内,以减缓或停滞迁移的方式来抑制癌细胞。7.根据权利要求1、2、3或4所述的方法,其中在所述第二治疗区内,以减少血液和养分的传输的方式来抑制癌细胞。8.根据权利要求1、2、3或4所述的方法,其中在所述第一治疗区内,通过坏死来杀死癌细胞和非癌细胞。9.根据权利要求1、2、3或4所述的方法,其中在所述第二治疗区内,通过细胞凋亡来杀死癌细胞。10.根据权利要求1、2、3或4所述的方法,其中在所述第一治疗区中杀死一些癌细胞和一些非癌细胞。11.根据权利要求1、2、3或4所述的方法,其中在所述第二治疗区中杀死或抑制一些癌细胞并且在所述第二治疗区中避开一些非癌细胞。12.根据权利要求8所述的方法,其中由于癌细胞和非癌细胞两者的跨膜电位增加到致死阈值,其在所述第一治疗区内被杀死。13.根据权利要求5所述的方法,其中由于癌细胞的核跨膜电位增加到致死阈值,其在所述第二治疗区内被杀死。14.根据权利要求1、2、3或4所述的方法,其中所述连续脉冲之间的延迟大于所述每个脉冲的长度。15.根据权利要求1、2、3或4所述的方法,其中所述连续脉冲之间的延迟是所述每个脉冲的长度的几分之一。16.根据权利要求1、2、3或4所述的方法,其中所述每个脉冲的长度等于所述癌细胞的细胞膜的充电时间加上所述癌细胞的核膜的放电时间,而所述连续脉冲之间的延迟等于所述癌细胞的细胞膜的充电时间。17.根据权利要求16所述的方法,其中所述癌细胞的细胞膜的充电时间和所述癌细胞的核膜的放电时间是通过数字建模测定。18.根据权利要求1、2、3或4所述的方法,其中所述脉冲串包含电场波形,其为矩形脉冲、线性变化、指数衰减或正弦波。19.根据权利要求18所述的方法,其中所述电场波形为单极或双极的。20.根据权利要求18所述的方法,其中所述电场波形为包含第一频率谐波和第二频率谐波的叠加双峰信号,其中所述第二频率谐波具有高于所述第一频率谐波频率的频率。21.根据权利要求18所述的方法,其中所述电场波形包含连续交替的纳秒量级脉冲与微秒量级脉冲。22.根据权利要求18所述的方法,其中所述电场波形是不对称的。23.根据权利要求18所述的方法,其中所述电场波形具有在100kHz到10MHz范围内的载波频率。24.根据权利要求18所述的方法,其中所述波形的载波频率或脉冲持续时间是基于所述癌细胞的交越频率。25.根据权利要求1、2、3或4所述的方法,其中所述每个脉冲的长度和所述连续脉冲之间的延迟基于所述癌细胞的物理细胞核与细胞质大小比率而被优化。26.根据权利要求1、2、3或4所述的方法,其中所述脉冲为双极方波并且所述每个脉冲的长度在250纳秒和50微秒之间。27.一种选择性治疗细胞的方法,其包含:将作为治疗的多个电脉冲施加到含有细胞的物质,其中所述脉冲为双极方波并且所述每个脉冲的长度在250纳秒和50微秒之间,其中脉冲之间的延迟在250纳秒和50微秒之间;其中通过所述多个电脉冲,一种细胞类型被治疗而另一种细胞类型未被治疗。28.根据权利要求27所述的方法,其中被治疗的细胞被杀死并且未被治疗的细胞未被杀死。29.根据权利要求28所述的方法,其中所述含有细胞的物质为组织。30.根据权利要求28所述的方法,其中所述施加在体外执行。31.根据权利要求28所述的方法,其中所述施加在体内执行。32.根据权利要求28所述的方法,其中所述施加被离体执行。33.一种选择性治疗细胞的方法,其包含:将包含多个电脉冲的脉冲串施加到含有细胞的物质,其中...
【专利技术属性】
技术研发人员:M·B·山诺,C·B·阿瑞纳,S·S·维尔布里奇,R·V·达沃洛斯,
申请(专利权)人:弗吉尼亚暨州立大学知识产权公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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