针对骨关节炎将药物磁性递送深入关节软骨中的装置和方法制造方法及图纸

公开的实施方式提供用于将药物递送入受试者体内关节软骨中的工具和方法。

【技术实现步骤摘要】
针对骨关节炎将药物磁性递送深入关节软骨中的装置和方法交叉引用和优先权声明本专利申请要求2017年10月4日递交的、名称为“APPARATUSANDMETHODFORMAGNETICDELIVERYOFDRUGSDEEPINTOARTICULARCARTILAGEFOROSTEOARTHRITIS”的美国临时申请No.62/567,871的优先权，该美国临时申请的内容通过引用整体并入本文。
公开的实施方式提供用于将药物递送入受试者体内关节软骨中的工具。
技术介绍
骨关节炎(OA)，有时被称为退行性关节疾病或退行性关节炎，是关节的最常见的慢性(长期)病症，该病症影响了接近2700万美国人。尽管OA发生在所有年龄段的人群中，但骨关节炎在60岁以上的人群中最为常见。大约10％的60岁以上的男性和18％的60岁以上的女性患有OA。在正常的人体关节中，被称作软骨的坚韧的胶状材料覆盖每块骨骼的端部。在正常使用中，软骨为关节活动提供了光滑的、滑顺的(gliding)表面并且作为骨骼之间的缓冲。然而，在OA中，软骨损坏，引起了疼痛、肿胀以及关节移动的问题。
技术实现思路
下文呈现简化的概述，以便提供对本专利技术的各个实施方式的一些方面的基本理解。该概述不是对本专利技术的广泛综述。它既不旨在标示本专利技术的关键要素或主要要素，也不旨在描述本专利技术的范围。如下的概述仅仅以简化的形式呈现本专利技术的一些概念，作为下面更详细描述的前奏。所公开的实施方式提供了用于将药物递送入受试者体内关节软骨中的工具和方法。所公开的实施方式提供了用于将药物递送入受试者体内关节软骨中的非侵入性方法和相关装置。根据所公开的实施方式，可以将一个或多个可磁化的颗粒非侵入地引入至受试者体内的一个或多个身体结构中。根据所公开的实施方式，可以使用位于靠近所述一个或多个身体结构的至少一个图像引导部件来指引、输送、集中和/或聚焦受试者体内的所述一个或多个身体结构内的所述一个或多个颗粒。附图说明从下面的结合附图的描述，显现出使用本专利技术所公开的实施方式的其它的优势、特征和可行性。图1示出了所公开的创新的原理，其中，测试装置包含通过O-型环保留在体积(volume)中的磁性纳米颗粒的溶液。图2示出了该装置的实施方式，其中单侧磁共振仪使用磁场来对受试者的关节成像。具体实施方式具体实施方式的描述不旨在限制本专利技术。相反，本领域的技术人员应当理解，可以采用多种变型和等同物，而不脱离本专利技术的范围。这些等同物和变型旨在被本专利技术涵盖。在本专利技术各种实施方式的如下描述中，参考了附图，附图形成本专利技术的一部分，并且在附图中，通过说明性方式示出了可以实践本专利技术的各种实施方式。应当理解，可以利用其它实施方式并且可以进行结构和功能改变，而不脱离本专利技术的范围和精神。遗憾的是，没有治愈OA的方法，但是传统的治疗可用于控制症状。近几十年来，对开发病症缓解性(disease-modifying)OA药物的研究一直很活跃。一些传统已知的药物具有抑制与OA相关的软骨退化和促进软骨修复的潜力；然而，由于缺少能够在低剂量下进行局部且安全的施用且不产生脱靶效应的有效递送系统，这些药物都还没有转化为临床实践。关节软骨中的OA病变可以是非常局部的。因此，药物的局部施用可以潜在地增强退化组织内的治疗效果，同时避免身体内其它部位的不良反应。因此，将药物非破坏性局部递送入关节软骨中可以为OA治疗带来新的治疗策略。然而，在药物通过生理过程(例如通过关节的非软骨部分的循环、酶降解、吸收)从关节处被清除之前，药物需要尽可能深地渗透进入软骨中，以到达与OA相关的软骨发病机理中涉及的软骨细胞和细胞外基质(ECM)靶标。有效的药物递送的另一常见障碍是在致密的关节软骨内的小的孔隙尺寸，其阻碍了意图增加递送深度的实验方法(例如，利用电荷；(参见AmbikaG.Bajpayee和AlanJ.Grodzinsky，“Cartilage-TargetingDrugDelivery:CanElectrostaticInteractionsHelp？”，NatureReviewsRheumatology，13.3(2017)，183-93，其全部内容通过引用并入本文)、超声波(H.J.Nieminen及其他人，“UltrasonicTransportofParticlesintoArticularCartilageandSubchondralBone”，IEEEInternationalUltrasonicsSymposium，IUS，2012，1869-72，其全部内容并入本文)、以及声激波(HeikkiJ.Nieminen及其他人，“MHzUltrasonicDrive-in:LocalizedDrugDeliveryforOsteoarthritisTherapy”，IEEEInternationalUltrasonicsSymposium，IUS，2013，619-22，其全部内容并入本文))。然而，上面提及的传统方法从来没有成功将药物递送至软骨的整个厚度。相反，根据所公开的实施方式，提供了一种装置和方法，该装置和方法使得能够推进载药或非载药磁性颗粒通过人类受试者的身体的一些或所有的软骨组织。本专利技术由可以用于推进载药或非载药磁性颗粒通过一些或所有的软骨组织的装置和方法组成。在组织附近(例如，多达一米远的地方)放置的一个线圈或多个线圈产生振荡磁场以使纳米颗粒摆动。应当理解，术语“一个线圈”或“多个线圈”包括环绕可磁化材料的线圈或在可磁化材料附近的线圈，例如，如在电永磁体中的那种。IrvingWeinberg在名称为“METHODFORACQUIRINGANIMAGEANDMANIPULATINGOBJECTSWITHMAGNETICGRADIENTSPRODUCEDBYONEORMOREELECTROPERMANENTMAGNETARRAYS”的美国临时专利申请62/688,568中描述了在磁共振成像和磁性颗粒递送中使用电永磁体，且该专利申请通过引用并入本文。所公开的实施方式的技术效果提供了以下能力：通过足够迅速地防止药物从软骨扩散、能够将药物递送穿过关节软骨的整个厚度的绝大部分(例如多于几微米，例如多于100微米)，例如关节软骨的整个厚度的大部分，来提高药物在改变关节疾病自然病程(从损伤到退化性关节炎)中的功效。因此，使用该装置的有益效果是，利用由实时形状的动态磁场所推进的载药磁性颗粒，将药物递送深入软骨细胞外基质。在振荡磁场的引导下，磁性纳米颗粒可以使它们的药物有效载荷比公开的这些药物清除时间更快地深入至软骨中。可以被负载至磁性颗粒上的潜在有用的药物的示例包括类固醇、影响合成代谢信号通路的药物(TGF-β)、以及IL-1受体拮抗剂。出于本公开的目的，术语“磁性颗粒”和“纳米颗粒”以及“磁性纳米颗粒”被定义为可以使用磁场来磁化的一个或多个颗粒，其中，颗粒的最大尺寸为1毫米或更小。术语“振荡磁场”被定义为亥姆霍兹(Helmholtz)线圈提供的交变磁场。出于本说明书的目的，术语“振荡”意味着在方向和/或幅度上发生变化。术语“静态磁场”被定义为在强度或方向上不随时间改变的磁场。在本说明书中，术语“软骨”和“软骨组织”指的是所有形式的软骨和关节表面。出于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将多个载药磁性颗粒递送至受试者的软骨关节的软骨的整个厚度的大部分的装置，所述装置包括：一个或多个线圈，所述一个或多个线圈设置在所述软骨附近且位于所述受试者身体的外部；至少一个图像引导部件，所述至少一个图像引导部件靠近所述受试者的软骨放置；以及控制器，所述控制器与所述一个或多个线圈连接并且被配置为控制所述一个或多个线圈以产生振荡磁场，其中，所述至少一个图像引导部件提供成像数据，所述成像数据使所述多个载药磁性颗粒能够被递送至所述受试者的软骨关节的所述软骨的整个厚度的大部分。

【技术特征摘要】
2017.10.04 US 62/567,8711.一种用于将多个载药磁性颗粒递送至受试者的软骨关节的软骨的整个厚度的大部分的装置，所述装置包括：一个或多个线圈，所述一个或多个线圈设置在所述软骨附近且位于所述受试者身体的外部；至少一个图像引导部件，所述至少一个图像引导部件靠近所述受试者的软骨放置；以及控制器，所述控制器与所述一个或多个线圈连接并且被配置为控制所述一个或多个线圈以产生振荡磁场，其中，所述至少一个图像引导部件提供成像数据，所述成像数据使所述多个载药磁性颗粒能够被递送至所述受试者的软骨关节的所述软骨的整个厚度的大部分。2.根据权利要求1所述的装置，还包括所述多个载药磁性颗粒，所述多个载药磁性颗粒含有类固醇、影响合成代谢信号通路的药物、IL-1受体拮抗剂、生长因子和核酸中的至少一者。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述一个或多个线圈为亥姆霍兹线圈。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个载药磁性颗粒被注射入所述受试者的关节中。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个载药磁性颗粒被静脉施用至所述受试者，并且通过由患者外部的一个或多个线圈施加的磁场被至少部分地引导至软骨关节的表面。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个图像引导部件包括包含至少一个磁线圈的磁共振成像系统。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述磁共振成像系统为单侧磁共振成像系统。8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述磁共振成像系统包括多个电永久部分。9.根据权利要求6所述的装置，其中，所述磁共振成像系统生成脉冲序列，其中，所述磁共振成像系统具有脉冲序列，所述脉冲序列的上升时间、下降时间或持续时间小于10微秒长。10.根据权利要求6所述的装置，其中，所述磁共振成像系统包括生成在如此短的时间内上升或下降以免引起所述受试...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧文·N·温伯格，萨哈尔·贾法里，拉马尔·奥德尔·梅尔，
申请(专利权)人：温伯格医学物理有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US