用于使用电穿孔对脂肪组织进行微创体内转染的方法和装置制造方法及图纸

一种用于对脂肪层组织中的脂肪细胞进行电穿孔的方法和装置，其中所述装置包括：框架；第一电极，所述第一电极耦接到所述框架、具有第一接触表面；第二电极，所述第二电极耦接到所述框架、具有第二接触表面，并且其中所述第一接触表面和第二接触表面在它们之间限定处理区。所述方法包括：将组织折叠定位在所述第一电极与所述第二电极之间，使得在所述两个电极之间形成的所述处理区包括脂肪层组织，并且不包括骨骼肌。

Method and device for minimally invasive in vivo transfection of adipose tissue using electroporation

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用电穿孔对脂肪组织进行微创体内转染的方法和装置相关申请的交叉引用本申请要求2016年9月23日提交的标题为“MethodandDeviceforMinimallyInvasiveInVivoTransfectionofAdiposeTissueUsingElectroporation”的美国临时专利申请序列号62/398,932和2017年3月31日提交的标题为“MethodandDeviceforMinimallyInvasiveInVivoTransfectionofAdiposeTissueUsingElectroporation”的62/480,180的优先权，所述申请中的每一者的全部内容都并入本文。
本专利技术涉及一种使用电穿孔对脂肪组织进行微创体内转染的方法和装置。
技术介绍
在二十世纪七十年代，人们发现电场可用于给细胞打孔而不会对细胞造成永久性损伤。这一发现使穿过细胞壁将大分子、离子和水引入细胞的细胞质中成为可能。在一些情况下，电穿孔可用于局部治疗(诸如头颈癌)，以将化学物质和其他化合物引入肿瘤中。在这些手术过程中，患者可能进行或可能不进行全身麻醉，因此必须使疼痛和非随意肌运动最小化。骨骼肌是体内电穿孔(EP)介导的DNA递送的充分表征的靶标。肌细胞能够长时间产生和分泌蛋白质，并且已经反复证明EP增强的DNA疫苗接种到肌肉中能够产生免疫应答。皮肤是EP的另一个常见靶标；其易于进入，并且包含多种免疫细胞。皮肤的天然免疫功能及其高细胞更新速率通常导致对EP增强的DNA递送的快速、强烈的体液应答。然而，肌肉EPDNA递送的应用由于皮下脂肪的可变厚度而变得复杂，从而防止“一刀切”的方法，因为不同的脂肪厚度导致刺入肌肉组织中的不同针穿透深度。历史上，脂肪组织被视为主要用于以脂滴形式储存能量的惰性组织。因此，EP增强的DNA程序尚未涉及这一特定的组织层。然而，最近的研究表明，皮下脂肪实际上起着许多动态作用。脂肪组织包含许多干细胞和免疫细胞，并通过分泌大量激素而充当内分泌器官，分泌许多局部信号，并且包含精细的毛细血管网。实现脂肪组织体内转染的任何尝试一直局限于需要施行者切下患者皮肤样品并将其物理移除以允许与脂肪组织直接接触的手术技术。这些治疗极具侵入性，并且不适用于临床装置。
技术实现思路
一种对脂肪层组织中的脂肪细胞进行电穿孔的方法包括：提供具有第一接触表面的第一电极，所述第一接触表面具有第一周边；提供具有第二接触表面的第二电极，所述第二接触表面具有第二周边；获得组织折叠并将所述组织折叠定位在所述第一电极与所述第二电极之间，使得所述第一电极的所述第一接触表面面向所述第二电极的所述第二接触表面，从而在它们之间产生处理区。定位在所述处理区内的所述组织包括脂肪层组织。所述方法包括将电信号施加到所述第一电极和所述第二电极。一种用于与组织折叠(其包括皮肤层、脂肪层和平滑肌层)一起使用的电穿孔装置包括框架、耦接到所述框架的第一电极、以及耦接到所述框架、与所述第一电极相对的第二电极。所述第一电极具有限定第一周边的第一接触表面，并且所述第二电极具有限定第二周边的第二接触表面。所述第一接触表面和所述第二接触表面在它们之间限定处理区。所述第一电极和所述第二电极被构造成使得定位在所述处理区内的所述组织包括皮肤层、脂肪层和表面肌层。附图说明图1是本专利技术的电穿孔装置的示意图。图2是电穿孔装置的可选实施方案。图3是沿图2的线3-3截取的剖视图。图4是板状电极的透视图。图5是板状电极的可选实施方案的透视图。图6是示出应用于组织折叠的图5的板状电极的电场分布图。图7是示出应用于组织折叠的图4的板状电极的电场分布图。图8是应用于组织折叠的双板状电极设置的透视图。图9是图8所示设置的电场模拟。图10是图8所示设置的电流密度图。图11是应用于组织折叠的针入式三电极设置的透视图。图12是图11所示设置的电场模拟。图13是图11所示设置的电流密度图。图14是应用于组织折叠的三电极板设置的透视图。图15是图14所示设置的电场模拟。图16是图14所示设置的电流密度图。图17：豚鼠脂肪垫数据。质粒：GFP处于0.5mg/mL，250μl。电参数：200V、3个脉冲、100毫秒持续时间、200毫秒延迟。绿色区域表示表达GFP的细胞。组织切片为100μm厚。图18：图17的高倍放大。图19：豚鼠脂肪组织数据。细胞边界周围的表达GFP的个体脂肪细胞围绕脂滴所驻留的非表达性内部。许多个体细胞已被转染。质粒：GFP处于0.5mg/mL，250μl。电参数：200V、3个脉冲、100毫秒持续时间、200毫秒延迟。图20：兔脂肪组织数据。绿色＝GFP表达。红色＝脂质(油红O染色)。蓝色＝细胞核(DAPI染色)。质粒：GFP处于0.5mg/mL，250μl。电参数：200V、3个脉冲、100毫秒持续时间、200毫秒延迟。图21：豚鼠脂肪组织的共焦图像。许多细胞核不与任何转染区域相关联。GFP全部在细胞边缘周围表达。质粒：GFP处于0.5mg/mL，250μl。电参数：200V、3个脉冲、100毫秒持续时间、200毫秒延迟。图22：注射体积在约50μl与200μl之间的情况下，转染区域没有明显改变。质粒：红色荧光蛋白(RFP)处于0.5mg/mL，250μl。电参数：200V、3个脉冲、100毫秒持续时间、200毫秒延迟。图23：多次注射之后进行的单个电穿孔事件。每个注射部位都清晰可见。数字表示注射顺序。质粒：GFP处于0.5mg/mL，250μl。电参数：200V、3个脉冲、100毫秒持续时间、200毫秒延迟。图24：不同的脉冲强度和数量可产生更亮的GFP信号(更多的转染细胞)。质粒：GFP处于0.5mg/mL，250μl。电参数：200V、3个脉冲、100毫秒持续时间、200毫秒延迟。图25：使用EP将dMAb递送到脂肪中。在进行DNAEP之前将透明质酸酶预处理2小时。质粒＝pGX9249。箭头分别表示第一次处理和第二次处理。X轴是自上次处理以来的天数。处理1：1mg的总DNA、200V、3个脉冲、100毫秒持续时间。处理2：2mg的总DNA、75V、8个脉冲、100毫秒持续时间。图26：与图25相同的研究，示出个体豚鼠dMAb浓度。以红色突出显示的动物接受9100毫秒延迟的快速脉冲而不是1秒延迟脉冲。图27：胰岛素针与喷射注射器-脂肪组织中的流体分布。染料＝亚甲蓝。无EP。图28：(用酶预处理的)脂肪组织的酶组织分解改善了流体分布。染料＝亚甲蓝。图29和图30：EP优化。记录了脉冲数增加情况下的电阻(图29)和电流(图30)的趋势。还记录了由于肌肉抽搐导致的100V处理的变异性。脉冲持续时间＝100毫秒。脉冲延迟＝100毫秒。图31：免疫原性比较。将DNA电穿孔到脂肪和侧腹部皮肤中。参数：电压和处理体积。图32：组织-电极组件的3D计算机模型。非侵入性EP，其中组织折叠在两个板状电极之间。图33：另一种组织-电极组件的3D计算机模型。使用直接插入组织中的平行针状电极的侵入性EP。图34：使用200V激励电压来模拟针状电极(上图)和板状电极(下图)构型的不同组织类型内的电场分布。直方图(从左到右：脂肪、肌肉、皮肤)量化了每种组织类型内的高于50V/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对脂肪层组织中的脂肪细胞进行电穿孔的方法，所述方法包括：提供具有第一接触表面的第一电极，并且其中所述第一接触表面具有第一周边；提供具有第二接触表面的第二电极，并且其中所述第二接触表面具有第二周边；获得组织折叠；将所述组织折叠定位在所述第一电极与所述第二电极之间，使得所述第一电极的所述第一接触表面面向所述第二电极的所述第二接触表面，从而在它们之间产生处理区，并且其中定位在所述处理区内的组织包括脂肪层组织；以及将电信号施加到所述第一电极和所述第二电极。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.23 US 62/398,932;2017.03.31 US 62/480,1801.一种对脂肪层组织中的脂肪细胞进行电穿孔的方法，所述方法包括：提供具有第一接触表面的第一电极，并且其中所述第一接触表面具有第一周边；提供具有第二接触表面的第二电极，并且其中所述第二接触表面具有第二周边；获得组织折叠；将所述组织折叠定位在所述第一电极与所述第二电极之间，使得所述第一电极的所述第一接触表面面向所述第二电极的所述第二接触表面，从而在它们之间产生处理区，并且其中定位在所述处理区内的组织包括脂肪层组织；以及将电信号施加到所述第一电极和所述第二电极。2.如权利要求1所述的方法，其中定位在所述处理区内的所述组织不包括骨骼肌。3.如权利要求1所述的方法，其中获得所述组织折叠还包括：获得包括皮肤层、脂肪层和平滑肌层的组织折叠。4.如权利要求3所述的方法，其还包括：在将所述电信号施加到所述第一电极和所述第二电极之前，将预定量的试剂注射到所述组织折叠的所述脂肪层中。5.如权利要求1所述的方法，其中将电信号施加到所述第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：保尔·费希尔，凯特·布罗德里克，杰伊·麦克科伊，
申请(专利权)人：艾诺奥医药品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US