用治疗剂包覆的电极及其应用制造技术

本发明专利技术目标是提供一种将大分子运送至患者组织的生物细胞中的方法，其步骤包括：（ａ）得到电极组（１２）形式的电极（１６），其中电极具有固定电极表面（４２），其上包覆有至少一静止层的待输送的电极可释放分子（４４），（ｂ）提供用于产生电场的波形发生器（１５），（ｃ）在电极（１６）和波形发生器（１５）间建立导电通路，（ｄ）将电极（１６）定位，从而使生物细胞位于其间，和（ｇ）提供从波形发生器到电极的脉冲波，从而使电极上的至少一静止层的待输送的电极可释放分子（４４）中的分子运送进入生物细胞。电极可释放分子（４４）可以是电场可分离分子和／或溶剂可分离材料。本发明专利技术另一方面是提供进行本发明专利技术方法的装置。可以无菌包装的形式提供静止包覆的电极组（１２），使用前电极组（１２）可从中取出。静止包覆的电极组（１２）可以是一次性的组件（１２），其可从电极组支架（１３）中取出和替换。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及用于运送大分子进入细胞的方法和装置。更具体地，本专利技术提供的方法和装置用于在感觉减弱(痛苦减轻)的情况下运送物质，例如大分子，如深度(deep)肿瘤组织治疗剂，多核苷酸疫苗(DNA疫苗和/或RNA疫苗)和基于蛋白的疫苗，进入组织中的细胞。
技术介绍
在现有技术中，第一个DNA接种方法称为裸露DNA接种，这是因为其将DNA的液体溶液注射进小鼠的肌肉，没有添加剂来增强转染。此方法确实转染了少数细胞并且确实诱发小鼠中对所表达抗原的免疫应答。但是在人类和灵长类中，此方法效果不佳。现有技术中，通过利用生物弹射(biolistic)方法运送DNA获得了对DNA疫苗效力的改进。生物弹射方法是以DNA包覆金属微粒，再将这些微粒加速到选定的速度后射入皮肤中。此方法效果要比裸露DNA法好得多。部分原因是DNA包覆的微粒被注射入皮肤达一定深度，可以提高转染朗格汉斯细胞的机会。但是，生物弹射方法有一些不足之处。首先，它造成一些皮肤的损伤，其有可能在一些个体上留下疤痕。其次，虽然有效性得到提高，但还嫌不够。再次，这些发射的颗粒在治疗后留在了患者体内。因此，希望有这样的方法，它可以运送DNA到生物细胞而不会造成可以留下疤痕的皮肤损伤。同样，希望有这样的方法，它可以运送DNA到生物细胞而不会在所治疗的细胞中留下所发射颗粒的残留物。有兴趣的话，可参看公开了生物弹射方法的美国专利5,036,006和5,478,744。现有技术中公开了几种运送大分子到生物细胞的其它方法，以下美国专利和其他出版物。Weaver等的美国专利5,019,034公开了对组织进行电穿孔的方法，其中将电极置于组织表面，例如患者的皮肤表面。将用于处理皮肤的分子置于皮肤表面上方的容器中，用于处理的分子必须以经皮的方式穿入皮肤。即用于处理的分子要从皮肤外侧穿到皮肤内。不仅皮肤的表层相对不易渗透，而且如果要处理的皮肤层接近表皮基板层，处理分子必须穿过相当的皮肤组织才能到达待处理细胞。此类处理方法不足以处理接近基板层的细胞。相较于采用置于皮肤表面，使处理分子穿过皮肤以处理接近表皮基板层的生物细胞的电极，更希望提供一种电穿孔方法用于运送分子到接近基板层的表皮中的生物细胞，而不必使处理用分子以经皮的方式穿过皮肤。Hofmann的美国专利5,273,525公开了一种用于使药物和遗传物质通过电穿孔方式进入组织的装置，它借助一个相对长的中空的皮下针头将药物和遗传物质置于要进行电穿孔的组织附近。只要在组织上使用中空的皮下针头，此组织就要被中空的皮下针头切出环形切口。于是，患者在接受皮下注射时，有较大的痛苦。为避免这类环形切口以及由此带来的较大的痛苦，希望有一种不借助皮下针头而运送分子到生物细胞的方法。Hoffmann的美国专利5,318,514公开了一个可将药物和基因借助电穿孔至细胞内的注药机。该注药机包括许多可刺入患者皮肤的针状电极。要通过电穿孔进入皮肤的物质被置于一个盛液体的容器中，所述液体将一个开放小室泡沫橡胶基座湿润，由于要进行电穿孔的物质保留在所述容器中和开放小室泡沫橡胶的液体里，所以很难仔细控制电极表面该物质的量。很难控制有多少流体从所述容器和开放小室泡沫橡胶向下流到针状电极的表面，因此，在对患者进行电穿孔处理时就难于控制在电极16表面处理分子的实际量。而且流体介质对要进行电穿孔的组织有冲刷或冲洗作用，其使电穿孔过程受到干扰。考虑到这些方面，希望有这样一种用于运送分子到生物细胞的电穿孔方法，它对患者实施电穿孔过程中不采用流向电极的液体介质。涉及借助电穿孔引导运送基因进入表皮细胞的其它公开内容在以下文件中可以找到Relss等，“利用电穿孔将基因通过DNA介导而转移入表皮细胞”，生物化学与生物物理学研究通讯，卷137，1期，(1986)，244-249页；Titomirov，“利用质粒DNA进行的新生鼠皮肤细胞体内电穿孔和稳定转染”，在Biochim.Biophys.Acta.，卷1088.1期.(1991).131-134页。Weaver的美国专利No.5,389,069公开了一种对组织实施体内电穿孔的方法和装置，它利用一个相对长的中空圆柱形针使要处理的物质深入组织。如上述，希望能不使用中空的圆柱形针以避免因此造成的疼痛。Felgner等的美国专利No.5,580,859和5,589,466公开了一种通过注射方式运送大分子进入患者肌肉和皮肤的方法。他们的方法没有采用电穿孔。Eriksson的美国专利5,697,901公开了利用含有基因的流体介质运送基因进入组织，此流体介质与中空微针一起被加压。采用流体时的控制和冲洗问题在上文已经讨论过。在Eriksson专利中没有采用电穿孔步骤。有意思的是，Eriksson在两方面涉及了疼痛的问题。有一种说法是中空微针系统能用于治疗疼痛。有一种说法认为冷却可以缓解伤口的疼痛。在此本专利技术人要强调的是Eriksson并没有就他的治疗方法本身作为一种消除或减轻疼痛的方法而进行讨论。本专利技术人推论，Eriksson应用的加压流体注射方法并不是会导致无痛或减轻疼痛的治疗方法。因此原因，希望提供一种利用显微级针，但并不采用加压流体注射步骤来将流体注射入患者体内的基因治疗方法。Henry等，“显微构造的显微针经皮药物运送的新方法”，药学科学杂志(Journal of Pharmaceutical Sciences)，卷87，8期，1998年8月，922-925页中公开了利用显微针穿刺表皮而留下显微孔径的孔，以利于促进流体所含的治疗剂进入带微孔的表皮的经皮通透性。由于所述显微针只插入表皮一段极小的距离，应用显微针很可能是无痛的。未公开将显微针用作电极。同样，在Henry等的文章中没有公开电穿孔步骤。下列有关美国专利公开了在治疗生物细胞中利用相对长的电极5,439,440，Hoffmann；5,468,223，Mir；5,674,267，Mir等；5,702,359，Hofmann等；5,810,762，Hofmann；和5,873,849，Bernard。应该注意这些专利中没有一个公开了使用具有固定电极表面的的相对长的电极，其包覆了一静止层电极可释放分子，当对电极施加电场或当在靠近生物细胞的溶剂中溶解所述静止层离开电极时可以治疗生物细胞。关于减少疼痛的处理，还需指出在电穿孔中的两个重要电参数与体内的穿刺痛感密切相关。一个参数是体内组织经受的绝对电压。另一个是体内组织经受的脉冲宽度。就这些方面而言，希望有运送分子到生物细胞的电穿孔方法，它对经受电穿孔的细胞采用相对较低的绝对电压，而且必要时可对经受电穿孔的细胞采用相对较短脉冲宽度的脉冲。在运送大分子进入表皮细胞的方法和装置中还有几个希望具有的特点。例如，当电极刺入表皮时，导电性基部电极部分和导电性电极尖部部分会表现出电学特性，就整个电穿孔过程和具体待处理的生物细胞而言，这些特性是不希望具有的。由此，希望有用于运送大分子到表皮细胞但使电极的基部和尖部不导电的方法和装置。一旦具有多个针状电极的电极组应用于患者，很难对它们进行清洗消毒以备再次使用。基于此，希望有用一次性电极组运送大分子进入细胞的方法和装置。使用一次性电极组时，希望它们无菌包装。因此，上述现有技术指出采用电穿孔运送分子到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将分子运送至生物细胞内的方法，包括如下步骤：得到电极组形式的电极，其中电极具有固定电极表面，其上包覆有至少一静止层的待输送的电极可释放分子，提供用于产生电场的波形发生器，在电极和波形发生器间建立导电通路， 　将电极定位，从而使生物细胞位于其间，和提供从波形发生器到电极的脉冲波，从而使电极上的至少一静止层的待输送的电极可释放分子中的分子运送进入生物细胞。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：艾伦D金，理查德E沃尔特，
申请(专利权)人：塞托帕尔斯科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]