用于与体内的细胞或组织进行交互的系统和方法技术方案

提供了一种用于识别体内某些靶细胞或组织的系统（１０、１００、３００、４００）。系统（１０、１００、３００、４００）优选地包括至少一个可摄入胶囊，该胶囊容纳或装载（２０）照明模块（３０、１１４、３２２、４２２、４５２）、检测模块（４０、１２４、３２４、４２４、４３４、４５４）、成像模块（５０、３２６、４３２、４５６）、控制模块（６０）、或适合于保留和释放一个或多个纳米球壳的容器（７０、１３２、３１２、４１２、４４２）中的至少一个。也提供了利用系统（１０、１００、３００、４００）对体内患病或异常细胞和／或组织进行检测、成像或者以其它方式与体内患病或异常细胞和／或组织交互的方法（２００）。提供的系统（１０、１００、３００、４００）和方法（２００）能够提高诊断、治疗和成像技术和有效地区分靶患病或异常细胞或组织与周围健康细胞或组织的灵敏度和特异性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本公开涉及2005年1月18日提交的专利技术名称为“用于释放辐射的电控胶囊”的美国临时专利申请No.60/644,540、2005年1月18日提交的发明名称为“电控胶囊”的美国临时专利申请No.60/644,539、2005年1月18日提交的专利技术名称为“电控可摄入胶囊”的美国临时专利申请No.60/644,538、2005年1月18日提交的专利技术名称为“用于控制所摄入胶囊通过的系统和方法”的美国临时专利申请No.60/644,518、2004年9月1日提交的专利技术名称为“用于输送至少一种药物的电控药丸和系统”的美国临时专利申请No.60/606,276以及2004年8月27日提交的专利技术名称为“用于输送至少一种药物的电控和遥控药丸和系统”的美国临时专利申请No.60/605,364，上述每个参考文献都转让给本公开的受让人并且其部分内容以引用方式并入本文中。本公开通常针对识别体内某些靶细胞和/或靶组织，尤其涉及一种使用胶囊系统对体内患病或异常的细胞和/或组织进行检测和成像或者以其它方式与体内患病或异常的细胞和/或组织进行交互的系统和方法。具有成像能力的可摄入胶囊在本领域中是已知的。例如，2001年5月29日公布的Alfano等人的美国专利No.6,240,312(该专利以引用方式并入本文中)涉及一种具有照相机的可摄入胶囊系统，当它横穿消化道时照相机采集诊断图像。另外，2001年11月27日公布的Crowley等人的美国专利No.6,324,418(该专利也以引用方式并入本文中)至少部分涉及一种用于执行组织光谱检查的胶囊系统。尽管前述和其它类似现有技术的胶囊系统提供了明显的益处，但是这样的系统仍然具有与其相关的显著缺陷。例如，如2004年4月22日公布的Madar等人的国际申请No.PCT/US2003/024163(公开号WO2004/032621A2)中所述(该申请以引用方式并入本文中)，现有的胶囊系统常常难以在患病或异常组织与具有类似特性的健康组织之间进行区分。Madar等人试-->图通过利用外源荧光标记探针克服该缺陷，所述探针结合到某些细胞或成为某些细胞的一部分。该探针可以被引入异常细胞或组织中以发出区别荧光信号。一旦引入荧光信号，例如可以通过检测胶囊来检测该荧光信号。然而，如2002年8月1日公布的West等人的美国专利申请公开No.2002/0103517中所述(该申请也以引用方式并入本文中)，现有技术的荧光探针也具有与其相关的某些缺陷。例如，并非所有探针都能有效地转移到期望或预期位置。时常地，为数不少的探针并未终止在合适的位置或者具有低吸收速率，当对发光光谱进行记录时，任一所述情况会使得难以从背景信号中分离出期望的信号。同样，由于在光谱可见区中的激励是必要的，因此在所需波长下，人细胞或组织的许多组分也倾向于自发荧光。其它组织类型的自发荧光明显是不希望有的效应，这使得难以分辨在预期位置处探针的期望发光。许多现有技术的胶囊系统使得前述问题更复杂，原因在于许多已知系统观察整个靶区域的能力有限。也就是说，许多常规胶囊系统仅仅提供一个方向的短暂或有限时间的观察，因而使得对靶细胞或组织的有效识别、成像和/或治疗变得困难和低效。为了试图解决上面识别的某些缺陷，生物相容性金属纳米颗粒或纳米球壳复合物已经以一种方式构造成能够独立于壳材料的那些标准选择芯材料、芯尺寸、和芯的几何形状。这些纳米球壳是相对均匀的结构，除了别的以外其(i)为了表现出它们的期望吸收特性并不一定依赖特定介质中的悬浮，和(ii)可以键联到识别患病或异常细胞或组织的抗体。而且，例如，其介电材料中带有发光离子(例如Pr+3、Er+3、和/或Nd+3)的这些纳米球壳能够有效地在光谱的近红外区中进行激励，在该激励波长下，人体内的细胞或组织生成基本不可见的发射。因而，纳米球壳有效地克服了现有技术中上述缺陷中的至少某些方面，并且当与例如通过本公开提供的合适胶囊系统组合使用时，这些纳米球壳能够有效地提高诊断、治疗和成像技术并且能够增加有效地区分靶患病或异常细胞或组织与周围健康细胞或组织的灵敏度和特异性。根据本公开的有益特征，提供了一种系统，其中一个或多个载体用于-->容纳一个或多个照明模块、一个或多个检测模块、一个或多个成像模块、以及一个或多个控制模块。每个照明模块用于照明靶细胞或组织，每个检测模块用于检测靶细胞或组织，每个成像模块用于对靶细胞或组织进行成像，并且每个控制模块用于控制或影响任何照明模块、任何检测模块、和/或任何成像模块。有利地，本公开的系统尤其提供改进的生死检定法成像。本公开的系统提供的另一优点在于，在至少一个方面，该系统提供了在延长的时间内对靶细胞或组织进行多方向的检测和成像、以及观察。在本公开的说明性方面，该系统包括单一载体，该载体优选地包括至少一个照明模块、至少一个检测模块、至少一个成像模块、以及至少一个控制模块，该控制模块可操作地与各个模块相结合以致影响其的操作。有利地，该单一载体也可以包括用于保留一个或多个纳米球壳的至少一个容器，该纳米球壳可以属于单一类型或两种或多种不同类型。该单一载体还可以有利地包括至少一个输送机构，该输送机构可操作地与至少一个容器相关联以致允许按要求输送或释放一个或多个纳米球壳。根据本公开的有益特征的方法包括以下步骤：(i)将一个或多个纳米球壳输送到体内的一个或多个区域；(ii)检测通过所输送的纳米球壳识别的靶细胞或组织；以及(iii)当检测到靶细胞或组织时，然后执行下列的至少一个：确定靶细胞或组织的准确位置、对靶细胞或组织进行成像、或将一个或多个附加纳米球壳输送到靶细胞或组织。在本公开的说明性方面，输送步骤可以通过可摄入载体来完成。在本公开的另一说明性方面，输送步骤通过第一载体来完成并且检测和成像步骤通过第二载体来完成。在本公开的另一说明性方面，每个步骤(i)、(ii)和(iii)通过不同的可摄入载体独立地完成。如相关领域的技术人员从本公开将显而易见的，在每个识别的说明性方面，载体可以包括任何模块组合，并且还可以包括未通过本公开具体识别和论述的模块，该模块能够执行任何功能。在另一说明性方面，本公开的系统可以包括两个载体，第一载体和第二载体。第一载体优选地包括至少一个容器，用于保留一种或多种类型的一个或多个纳米球壳；以及至少一个输送机构，该输送机构可操作地与至少一个容器相关联以便能够按要求输送或释放一个或多个纳米球壳。第二...

【技术保护点】
一种系统（１０、１００、３００、４００），包括：载体（２０）；照明模块（３０、１１４、３２２、４２２、４５２），用于照明靶细胞或组织；检测模块（４０、１２４、３２４、４２４、４３４、４５４），用于检测所述靶细胞或组织；成像模块（５０、３２６、４３２、４５６），用于对所述靶细胞或组织进行成像；以及容器（７０、１３２、３１２、４１２、４４２），用于容纳一个或多个纳米球壳。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-11-18 60/738,2381、一种系统(10、100、300、400)，包括：
载体(20)；
照明模块(30、114、322、422、452)，用于照明靶细胞或组织；
检测模块(40、124、324、424、434、454)，用于检测所述靶细胞或
组织；
成像模块(50、326、432、456)，用于对所述靶细胞或组织进行成像；
以及
容器(70、132、312、412、442)，用于容纳一个或多个纳米球壳。
2、根据权利要求1所述的系统(10、100、300、400)，其中，所述载
体(20)为可摄入胶囊。
3、根据权利要求2所述的系统(10、100、300、400)，其中，所述胶
囊是基本透明的，以致能使期望波长的光穿过其中。
4、根据权利要求2所述的系统(10、100、300、400)，其中，所述照
明模块(30、114、322、422、452)、所述检测模块(40、124、324、424、
434、454)、或所述成像模块(50、326、432、456)中的至少一个由所述
胶囊所容纳，以致能以至少一个自由度移动。
5、根据权利要求2所述的系统(10、100、300、400)，其中，所述容
器(70、132、312、412、442)是所述胶囊的一部分并且能够保留和释放
至少一种类型的纳米球壳。
6、根据权利要求2所述的系统(10、100、300、400)，还包括控制模
块(60)，用于控制所述照明模块(30、114、322、422、452)、所述检测
模块(40、124、324、424、434、454)、或所述成像模块(50、326、432、
456)中的至少一个。
7、根据权利要求6所述的系统(10、100、300、400)，其中，所述控
制模块(60)也控制所述照明模块(30、114、322、422、452)、所述检测
模块(40、124、324、424、434、454)、所述成像模块(50、326、432、
456)、或所述胶囊自身中至少一个的定位和定向。
8、一种方法，包括以下步骤：
(a)将一个或多个第一纳米球壳输送到体内的一个或多个区域；
(b)检测通过所述输送的纳米球壳识别的靶细胞或组织；以及
(c)当检测到所述靶细胞或组织时，然后执行下列的至少一个：确定
所述靶细胞或组织的准确位置、至少对所述靶细胞或组织进行成像、对所
述靶细胞和组织进行治疗、或将一个或多个第二纳米球壳输送到所述靶细
胞或组织。
9、根据权利要求8所述的方法，其中，步骤(a)通过可摄入载体(20)
来完成。

【专利技术属性】
技术研发人员：L范彼得森，BHW亨德里克斯，GW吕卡森，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[]