选择性地透化和/或破碎细胞的方法技术

本发明专利技术涉及选择性地透化和/或破碎细胞的方法。使包含材料和能够吸收电磁辐射的颗粒的结构与细胞彼此处于近距离。嵌入结构中的颗粒的一部分被暴露于结构的自由表面。用电磁辐射照射结构并且特别是结构中的颗粒，以选择性地透化和/或破碎细胞。此外，本发明专利技术涉及用于在光热过程中使用以选择性地透化和/或破碎细胞的结构。结构。结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】选择性地透化和/或破碎细胞的方法


[0001]本专利技术涉及用于选择性地透化和
/
或破碎
(
碎片化，
fragmentize)
细胞
、
例如用于选择性地杀伤
(
杀死，
kill)
或消融
(
切除，
ablate)
细胞的方法
。
特别地，本专利技术涉及包含能够吸收电磁辐射的颗粒的结构以及这样的结构在用于选择性地透化和
/
或破碎细胞的方法中的用途
。
所述结构适于在纳米外科手术
(nanosurgery)
中使用，例如用于杀伤或消融角膜细胞
。

技术介绍

[0002]为了治疗多种疾病如癌症，需要杀伤在组织的表面处的细胞
。
尽管在癌症手术方面有重大进展，但是从肿瘤中移除所有癌细胞仍然极具挑战性，尤其是当肿瘤细胞与健康组织缠结在一起时
。
它解释了为什么辅助疗法诸如放疗和化疗经常是手术之后所优选的
。
[0003]当处理在眼睛的表面
(
结膜和角膜
)
处的侵袭性癌症时，肿瘤的不完全移除仍然还是眼科面临的挑战
。
尤其是对于此类癌症，辅助疗法的使用是非常有限的
。
事实上，控制化疗药物在眼表面处的沉积和剂量非常具有挑战性，而原位放疗和冷冻疗法也显示出妥协的结果
。
[0004]光动力疗法
(PDT)
和光热疗法
(PTT)
已被证明是有前途的用于细胞杀伤的方法
。
这样的技术具有可能甚至允许“单个细胞杀伤”的高空间精度
。
然而，对用激光治疗后的散热缺乏控制
(
表面过热
)
可能对周围组织造成不可逆转的损害
。
[0005]最近，纳米颗粒敏化激光照射已被探索用于杀伤细胞，例如癌细胞
。
在激光照射后，细胞因光热效应
(
诸如局部加热
)
而被损坏或杀伤
。
在这种方法中，
(
游离的
)
纳米颗粒被递送至癌细胞
。
由于关于纳米颗粒的毒理学效应存在不确定性，所以关于这样的纳米颗粒敏化激光照射可能存在毒理学问题
。
[0006]因此，目前感兴趣的是开发用于选择性地杀伤细胞的方法，从而减少或避免等离子体
(plasmonic)
纳米颗粒与细胞的直接接触
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个目的是提供一种用于选择性地透化和
/
或破碎细胞的方法，从而避免现有技术的缺陷
。
[0008]本专利技术的另一个目的是提供一种使用包含能够吸收电磁辐射的颗粒的结构以高空间分辨率选择性地透化和
/
或破碎细胞的方法
。
特别地，本专利技术的一个目的是提供一种以高空间分辨率选择性地杀伤或消融细胞的方法
。
[0009]本专利技术的另一个目的是提供一种这样的方法，所述方法用于选择性地透化和
/
或破碎细胞，同时限制颗粒诸如微米颗粒
(microparticle)
和
/
或纳米颗粒或者颗粒的材料或碎片在周围细胞或组织中的扩散或积聚
。
[0010]本专利技术的另一个目的是提供一种用于选择性地透化和
/
或破碎细胞的方法，其不需要结构和细胞之间的直接接触，特别是不需要嵌入结构中的颗粒和细胞之间的直接接
触
。
根据本专利技术的方法允许使用颗粒诸如微米颗粒和
/
或纳米颗粒来选择性地透化和
/
或破碎细胞，从而减少或避免细胞对颗粒或者颗粒的材料或碎片的摄取
。
[0011]本专利技术的另一个目的是提供一种这样的方法，所述方法用于选择性地透化和
/
或破碎细胞，同时限制颗粒诸如微米颗粒和
/
或纳米颗粒或者颗粒的材料或碎片在周围细胞或组织中的扩散或积聚
。
[0012]本专利技术的另一个目的是提供一种允许破碎细胞
、
例如使用低能量密度
(
能流，
fluence)
的激光脉冲杀伤细胞的方法
。
[0013]本专利技术的又一个目的是提供一种用于透化和
/
或破碎细胞的方法，其中结构可以在照射
(
激光处理
)
后从细胞
(
例如从组织
)
中简单地移除
。
[0014]本专利技术的又一个目的是提供一种允许移除浅表肿瘤的方法
。
[0015]另一个目的是提供一种包含能够吸收电磁辐射的颗粒的结构，其用于在用于选择性地透化和
/
或破碎细胞
、
例如用于选择性地杀伤细胞
(
例如角膜细胞
)
的方法中使用
。
[0016]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于选择性地透化和
/
或破碎细胞的体外或离体方法
。
所述方法包括例如细胞的选择性杀伤或选择性消融
。
所述方法包括以下步骤：
[0017]‑
提供包含材料并且包含能够吸收电磁辐射的颗粒的结构
。
所述结构限定体积
V
和自由表面
S。
自由表面
S
具有自由表面积
A
S
。
颗粒嵌入结构的材料中
。
颗粒的至少一部分被部分地暴露于自由表面
S。
部分地暴露于自由表面
S
的颗粒中的每一个限定自由表面
S
中的颗粒自由表面
P。
颗粒自由表面
P
具有颗粒自由表面积
A
P
。
颗粒以使得所有颗粒的颗粒自由表面积
A
P
的总和在自由表面积
A
S
的
0.0001
至
50
％范围内的方式嵌入材料中；
[0018]‑
提供至少一个细胞，优选地多个细胞；
[0019]‑
使结构和至少一个细胞彼此处于小于
100
μ
m
的距离
d
，距离
d
为至少一个细胞与结构之间的最短距离，优选地至少一个细胞与结构的自由表面
S
之间的最短距离；
[0020]‑
用电磁辐射照射结构
。
[0021]结构的自由表面
S
是结构的与环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于选择性地透化和
/
或破碎细胞的体外或离体方法，所述方法包括以下步骤：
‑
提供包含材料并且包含能够吸收电磁辐射的颗粒的结构，所述结构限定体积
V
和自由表面
S
，所述自由表面
S
具有自由表面积
A
S
，所述颗粒的至少一部分被部分地暴露于所述自由表面
S
，部分地暴露于所述自由表面
S
的颗粒中的每一个限定颗粒自由表面
P
，所述颗粒自由表面
P
具有颗粒自由表面积
A
P
，所述颗粒以使得所有颗粒的颗粒自由表面积
A
P
的总和在所述自由表面积
A
S
的
0.0001
至
50
％范围内的方式嵌入所述结构中；
‑
提供至少一个细胞；
‑
使所述结构与所述至少一个细胞彼此处于小于
100
μ
m
的距离
d
，所述距离
d
为所述至少一个细胞与所述结构的所述自由表面
S
之间的最短距离；
‑
用电磁辐射照射所述结构
。2.
根据权利要求1所述的方法，其中部分地暴露于所述自由表面
S
的颗粒的至少一部分从所述材料突出
。3.
根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述颗粒具有在
1nm
至
40000nm
范围内的尺寸
。4.
根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述颗粒布置成簇，其中一个簇包括2至
1000
个颗粒
。5.
根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个细胞包括细胞的悬浮液或细胞的组织
。6.
根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中部分地暴露于所述结构的所述自由表面
S
的颗粒的密度在1至
10
个颗粒
/100
μ
m2的范围内
。7.
根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述颗粒包括选自由以下各项组成的组中的颗粒：金属颗粒
、
金属氧化物颗粒
、
碳或碳基颗粒以及包含一种或多种光吸收化合物的颗粒和负载有一种或多种光吸收化合物或用一种或多种光吸收化合物功能化的颗粒
。8.
根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述材料包括无机材料或无机基材料
、
陶瓷或陶瓷基材料
、
有机材料或有机基材料
、
水凝胶或者包含这些材料中的至少一种的复合材料
。9.
根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中用电磁辐射照射所述结构包括使用具有脉冲持续时间在
1fs
至
1ms
范围内和
/
或每个脉冲的能量密度在
0.001
至
10...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文，
申请(专利权)人：根特大学，
类型：发明
国别省市：