细胞分裂后期和末期阶段的细胞易于被具有特定频率和场强特性的AC电场破坏。因此可以通过在目标区域内施加AC电场持续的一段时间实现选择性破坏快速分裂的细胞。当施加该场时一些分裂的细胞将被破坏，但没有分裂的细胞将不会受到伤害。这就选择性破坏了类似肿瘤细胞的快速分裂的细胞但不伤及没有分裂的正常细胞。由于分裂细胞的脆弱性与其的长轴和电场的场力线之间的对齐非常相关，当以不同方向顺序施加场时可获得改进的结果。还可以通过以对电极不同的相位应用AC波形来360°旋转该场。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及选择性破坏局部区域内的快速分裂的细胞，并且尤其是涉及通过对活的患者内的目标区域应用具有特定特性的电场选择性破坏分裂细胞而不会破坏附近未分裂的细胞。
技术介绍
所有的活体都通过细胞分裂增殖，包括细胞培养、微生物(如细菌，支原体，酵母， 原生动物，以及其它单细胞组织)，真菌，藻类，植物细胞等等。通过基于这些有机体的分裂细胞对某种药剂的敏感性的方法，可以破坏有机体的分裂细胞或者控制它们的增殖。例如， 某些抗生素停止细菌的增殖过程。真核细胞分裂的过程称为“有丝分裂”，其包含细微的截然不同的阶段(参见 Darnell 等人，Molecular Cell Biology, New York-Scientific American Books，1986， p. 149)。在分裂间期，细胞复制染色体DNA，其前期早期开始凝集。在这一点上，中心粒(每个细胞2个)开始朝细胞相反的两极移动。在前中期，每个染色体由复制的染色单体组成。 微管纺锤体从邻近中心粒的区域辐射，中心粒靠它们的极点越来越近。到前期末，中心粒到达极点，并且一些纺锤丝延伸到细胞的中心，而另外的从极点延伸到染色单体。细胞于是进入中期，此时染色体移向细胞的赤道并排列在赤道面内。随后是后期早期，在此期间子染色体通过沿朝向相反的两极处的着丝点的纺锤丝移动在赤道处相互分离。细胞开始沿极轴拉长；极-极的纺锤体也拉长。当每个子染色体(如现在所称呼它们的)到达它们各自的相反的极时出现了后期。在此点上，随着在细胞的赤道处开始形成卵裂沟，胞质分裂开始。换言之，后期是细胞膜开始收缩的点。在末期期间，胞质分裂基本上已完成并且纺锤体消失。 仅有相对较窄的膜连接使两个细胞质连接在一起。最后，膜完全分离，胞质分裂完成并且细胞回到分裂间期。在有丝分裂中，细胞经历了一个两次分裂，包括沿纺锤丝到细胞相反的两极的姐妹染色体的分离，继之以卵裂沟的形成和细胞分裂。然而，这个分裂并不先于染色体复制， 产生单倍体生殖细胞。细菌也通过染色体复制分裂，继之以细胞分离。然而，由于子染色体是通过附着到细胞膜体上分离的；没有可见的如真核细胞那样使细胞分裂的设备。众所周知，肿瘤，特别是恶性肿瘤或癌症，相比与正常组织不受控制地增长。这种迅速的增长使得肿瘤占据不断增长的空间并损害或破坏与之相邻的组织。此外，某些癌症还具有转移患癌的“种子”的特征，包括单个细胞或小的细胞群集(转移)到新的位置，在此转移性的癌细胞生长为另外的肿瘤。如上所述，通常肿瘤的快速增长以及特别是恶性肿瘤是相比正常组织细胞的这些细胞的相对频繁的细胞分裂或增殖的结果。癌细胞的可区分的频繁细胞分裂是现有癌症治疗的有效性的基础，例如放射治疗和使用各种各样的化疗药剂。此类治疗基于正在经历分裂的细胞相比未分裂的细胞对辐射和化疗药剂更为敏感的事实。因为肿瘤细胞比正常细胞分裂更为频繁，在一定程度上就可能通过放射治疗和/或化疗选择性地损害或破坏肿瘤细胞。细胞对辐射、治疗药剂等的实际敏感性还依赖于不同类型的正常或恶性细胞类型的特定特性。由此，不幸的是，肿瘤细胞的敏感性并不比许多类型的正常组织显著地要高。这就使得在肿瘤细胞和正常细胞之间进行区别的能力减弱，并因此现有癌症治疗典型地使得对正常细胞的显著损害，由此限制了此类治疗方法的治疗效果。此外，对其它组织的不可避免的损害使得治疗对患者非常有损伤性，并且患者经常不能从表面上成功的治疗中恢复过来。并且，某些类型的肿瘤对现有治疗方法根本就不敏感。还存在不单独依赖于放射治疗或化疗的用于破坏细胞的其它方法。例如，可另外或替代常规治疗方法使用用于破坏治疗细胞的超声波或电的方法。电场和电流被用于医学目的已经有许多年了。最为普通的是借助于一对导电电极，在导电电极之间维持一个电位差，通过应用一个电场在人或动物的体内产生电流。这些电流或者用于发挥它们的特殊效果，即刺激易兴奋的组织，或者由于身体充当电阻用于通过在体内流动产生热。第一种类型的应用的例子包括心脏去纤颤器，外周神经和肌肉刺激器，大脑刺激器等。电流用于产生热的例子如在以下设备中肿瘤切除，不正常工作的心脏或脑组织的切除，烧灼，减轻肌肉风湿痛或其它疼痛等等。电场用于医学目的的其它使用包括利用从发射例如RF波的电波的源或定向到对身体感兴趣的部位(即，目标)的微波源发射的高频振荡场。在这些实例中，在源和身体之间没有电能传导；而是能量通过辐射或感应传送到身体。更特别地，由源产生的电能经由导体到达身体的附近，并从该位置通过空气或某些其它电绝缘材料传送到人体。在常规电方法中，电流是通过放置与患者身体接触的电极输送到目标组织区域的。所应用的电流基本上将破坏目标组织附近的所有细胞。因此，这种类型的电方法并未区分目标组织范围内的不同类型的细胞并导致即破坏了肿瘤细胞又破坏了正常细胞。可被用在医学应用中的电场由此通常被分为两种不同的模式。在第一种模式中， 借助于导电的电极将电场应用到身体或组织。这些电场可分为两种类型，即(1)稳定电场或以相对较低速率变化的电场，以及在身体或组织内的感应相应的电流的低频交变场，以及(2)借助于导电电极应用到身体的高频交变场(IMHz以上)。在第二种模式中，电场是借助于绝缘电极应用到身体的高频交变场。第一种类型的电场用于例如刺激神经和肌肉、定调心脏(pace the heart)等。实际上，这种场用于在神经和肌肉纤维、中枢神经系统(CNS)、心脏等中传播信号。这种天然的场的记录是ECG、EEG、EMG、ERG等的基础。假定是同质的电特性的介质，这些应用中的场强度简单地就是应用到由它们之间的距离分隔开的刺激/记录电极的电压。这些电流可通过欧姆定律计算并可能对心脏和CNS具有危险的刺激效果，并可能导致潜在有害的离子浓度改变。同样，如果电流足够地强，它们将导致组织内的过度加热。这种加热可通过组织内的功率耗散(电压和电流的乘积)来计算。当这种电场和电流交替时，它们在神经、肌肉等上的激励功率是频率的反函数。在 I-IOKHz以上的频率下，电场的激励功率接近零。这种限制是由于由电激励导致的刺激通常是通过膜潜在的改变传递的，其速率受膜的RC特性的限制(时间常数在Ims级别)。不考虑频率，当应用这种电流感应的场时，它们与由电流导致的有害的副作用有关。例如，一个消极效果是系统范围内各个“隔间”中的离子浓度的改变，以及在电极或组织在其中埋入的介质处发生的有害的电解产物。无论何时当系统包括两个或更多个隔间，且各个隔间之间有机体保持离子浓度差就会发生离子浓度的改变。例如，对于大多数组织，胞外液中的约为2X10_M，而在典型的细胞的细胞质中其浓度可能低于1(ΓΜ。通过一对电极在这种系统中感应的电流部分地从胞外液流入细胞并再次进入胞外介质。大约2% 的流入细胞的电流是由Ca++离子携带的。相反，因为胞内Ca++的浓度要低得多，仅有微不足道的一小部分退出细胞的电流是由这些离子携带的。由此，Ca++离子在细胞内积聚使得它们在细胞内的浓度增大，而胞外隔间中的浓度可能降低。在DC和交流电(AC)中均发现了这种效果。离子的积聚速率依赖于电流强度离子迁移率、膜离子电导率等。的增大对大多数细胞是有害的并且如果足够高的话将导致细胞被破坏。对其它的离子也应用类似的考虑。从上面观察的观点来看，对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：约朗姆·帕尔蒂，
申请(专利权)人：斯坦顿有限公司，
类型：发明
国别省市：
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