用于处理包含活细胞的生物材料的方法技术

本发明专利技术提供用于处理包含活细胞的生物材料的方法，其中借助等离子体和至少一种活性物种和在等离子体中存在的电流而将试剂至少部分地带入一部分活细胞和／或一部分细胞外基质中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及处理包含活细胞的生物材料的方法。
技术介绍
电穿孔是一种，特别是为了使细胞膜可渗 透，为了例如和特别是使DNA渗入细胞中(转化)。在分子生物学中经常使用电穿孔，其中 在食品工程和生物加工工程领域中，可以采用电穿孔以改善大量运输过程或灭活微生物。通过通常通过快速放电的电容器所产生的电场，在所处理的细胞膜中产生显微镜 可见的小孔，其在毫秒之内又闭合。几十年以来就知道该电穿孔效应。孔诱导以细胞膜半 渗透性的丧失和细胞内组成成分的释放为条件。为了进行电穿孔，使用所谓的电穿孔仪，即 产生电场的仪器。电穿孔仪通常具有一个用于液槽或其他储存媒介(其中用移液管将例如 和特别是细胞悬浮液移入其中)的地方，其中相应的电极处在细胞悬浮液中。然而，在电穿 孔中必须注意所施加的电压和电流和因此所消耗的功率不高，使得在细胞膜上造成不可逆 的损伤。DE 10 2007 030 915A1特别公开了一种装置，其用于借助电极在固体电介质上通 过被介电阻挡的气体放电产生的等离子体处理表面，其中所述装置具有柔韧的作用表面， 其在处理期间直接地与等离子体邻接。在DE 20 2006 009 481U1中特别请求保护用于用两者均与高电压源连接的电极 和反电极处理人体表面，例如指甲(NSgeln)、皮肤等的装置，其中在电极和待处理的及与 反电极电连接的表面之间产生等离子体，其中该反电极作为用于待处理的身体部分的座套 形成和/或是该座套的组成部分。DE 601 21 356T2特别地公开了用于处理患者皮肤表面的装置，其包括具有开 口的探针，以便能够与皮肤表面接触，该探针此外具有第一输入端口和第二输入端口 ；提供 高频电压的高频发生器；提供真空的真空泵；连接于真空泵和探针之间的进气管，其中进 气管通过第一输入端口在探针中提供真空；同轴电缆，其通过第二输入端口在探针中提供 高频电压；设置在探针中并与同轴电缆连接的电极，其中电极的构成使得当通过真空和真 空泵在探针中提供真空时，接收发生器的高频功率并提供辉光放电，其中辉光放电提供皮 肤表面至皮肤表面下至少预定深度的基本上均勻的加热。在EP 0 523 961A1中公开了美容学应用系统，其中借助静电充电可以将相应可 充电的美容学成分特别是施加到身体的组成部分上。在DE 602 173 93T2中公开了用于处理包含细胞的生物材料的方法，其中借助电 穿孔将试剂带入细胞。在此，缺点是比较差的引入效率。
技术实现思路
因此，本专利技术的根本问题在于，提供有效的按照类型的方法，其几乎排除了细胞膜 对活细胞的不可逆的损害。据权利要求1的方法以及根据权利要求22的应用解决该问题。在根据本专利技术的中，借助介电阻挡的放电 产生等离子体，其中借助该等离子体和至少一种活性物种，将试剂至少部分地带入活细胞 的一部分和/或细胞外基质的一部分中。从等离子体的特殊特性得出在医学和美容学领域的应用领域，特别是在皮肤上的 应用或者内部应用。在此可用的效应包括所处理的生物组织/所处理的细胞对物质和作 用原料(Wirkstoffe)的吸收能力的促进；在待处理的组织/所处理的细胞中物质和作用原 料的存储(存储作用)的促进；原料/物质的微循环和吸收的促进；局部麻醉作用；用细胞 修补机制的刺激诱导自发的组织反应。被电介地阻挡的放电根据本专利技术理解为其中在电极上发生放电，其中在电极和待 处理的细胞区域之间使用电介质，优选地以一定的固体电介质的形式，因此发挥电容器的作用。根据本专利技术，借助等离子体和可以但不是必须地通过等离子体刺激的活性物种， 至少部分地将试剂带入活细胞和/或相应的细胞外基质中，其中通过施加等离子体和在至 少一种活性物种的存在下，例如和特别是在自由基或离子的情况下，细胞-细胞连接和组 织连接的短暂放松成为可能。因此，通常在比较经常发生的存储能力(存储作用)提高的 情况下产生通道能力。因此，在任选地存在的细胞刺激的情况下，可以发生单细胞对试剂的 吸收能力的短暂的亚致死量的提高，这又导致修补机制的激活。除了局部作用外，还可施加 全身(sytemisch)作用的物质，其可通过促进在真皮中渗入和储存物质而从目前储库到达 血液循环系统中。所述试剂选自以下组中肽、激素、激素类似物、肾上腺皮质激素、免疫抑药物、 维生素、抗组胺药物、抗炎剂、止痛药(NSAID，阿片类药物)、局部麻醉剂、肝素药物、抗生 素、化妆品、胶体护理液、皮肤自晒黑剂、dsDNA(双链)、ssDNA(单链)、miRNA(微小RNA)、 siRNA (小干扰 RNA)、shRNA (短发夹 RNA)。优选地，活性物种是选自以下组中的至少一种自由基、离子、通过等离子体刺激 的分子、离子、自由基、原子，其中术语“通过等离子体刺激的分子”理解为其振动自由度被 刺激或者处于更高的振动水平，由此捕获平移振动、弯曲振动以及旋转振动和扭曲振动和/ 或将至少一个电子提高到更高的能量水平。有利地，活性物种选自以下组中原子氮、原子氧、稀有气体、原子氢、包含OH-的 分子、包含CH-的分子、包含CO-的分子、包含NH-的分子、醇、酯、醛、酮、胺、酰胺、氨、氮氧 化物、卤素，例如特别是氟、氯、溴和碘。有利地，在根据本专利技术的方法中，使用具有柔性的即可逆地变形的作用表面的装 置，其在处理期间直接地与等离子体邻接。根据本专利技术，术语“作用表面”理解为装置的表面，其在处理期间即在存在的等离 子体的情况下直接地与等离子体邻接，并且由于一般的材料特性该材料具有不等于零的介 电常数，从而发生气体放电的介电阻挡和因此相应的作用。电介质本身是来自聚集态的固 态，并且可以但不是必须地用一种或多种材料涂布，该材料例如在电介质虽然是固态但作 为粉末存在并且该粉末被涂布或引入具有粘弹特性并且可相应地成形的类似橡胶的材料中时才实现一定的柔韧性。因此，在关于介电阻挡的阻挡关于相应的气体放电的同时作用的情况下，与局部 情况的机械适配性是可能的。显然，在柔韧的载体上存在/设置颗粒状或粉末形式的固体 电介质也是可以想象的。但也可想象的是，固态的在非柔韧性的意义上存在的固体电介质提供有涂层，其 本身是柔韧的或者首先实现或改善柔韧性本身，从而在固体电介质及其布置的作用方面在 本专利技术意义上提供柔韧的作用表面。该装置的原理是基于，使待处理的物体经受借助于电极和反电极所产生的等离子 体，其中有利地在待处理的物体和电极之间设置电介质，从而借助被介电阻挡的气体放电 产生等离子体，随后将其施加在待处理的物体上，在此将试剂带入活细胞和/或细胞外基 质中。在此，根据本专利技术，在等离子体作用之前、期间或之后将至少一部分试剂施加在包含 活细胞的生物材料上。通过该刺激原理，在电极和处理区域之间发生冷的气体放电(等离子体)。由此能 够对小间隔(O. 1至50mm)即接近不接触的和/或毗连的表面和/或空腔在局部狭窄受限 的范围内和/或通过更多柔韧的电极或一个组织状结构的相互串联也是大面积地以不同 的拓扑学加以处理。从等离子体的特殊特性得出，除了用于处理和消毒相应的表面和/或 空腔的应用外，还有在医学领域中的应用领域，特别是在皮肤上的应用或者内部应用。在此可用的效应例如由在有用的UV-A或UV-B波长范围内低剂量的UV辐射及由 在气体放电中活性气体物种(等离子体)本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于处理包含活细胞的生物材料的方法，其中借助等离子体和至少一种活性物种和在等离子体中存在的电流而将试剂至少部分地带入一部分活细胞和／或一部分细胞外基质中，其中等离子体是借助被介电阻挡的放电产生的，其中所述试剂选自以下组中：肽、激素、激素类似物、肾上腺皮质激素、免疫抑制剂、维生素、抗组胺药物、抗炎剂、止痛药、局部麻醉剂、肝素药物、抗生素、化妆品、胶体护理液、皮肤自晒黑剂、ｄｓＤＮＡ、ｓｓＤＮＡ、ｍｉＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、ｓｈＲＮＡ和基因。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·万德克，
申请(专利权)人：奇诺格有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE