递送药物或疫苗的示例性方法包括向电极施加一连串第一电信号以产生等离子体。第一电脉冲具有第一持续时间、第一电压振幅和第一上升时间。向等离子体所接触的皮肤区域施用分子、药物或疫苗；以及向电极施加一连串第二电信号以产生等离子体以接触皮肤区域。第二电脉冲具有第二持续时间、第二电压振幅和第二上升时间。第一电脉冲的持续时间短于第二电脉冲的持续时间。第二电脉冲的电压振幅大于第一电脉冲的电压振幅。第二电脉冲的上升时间短于第一电脉冲的上升时间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求2014年1月30日提交的标题为“METHOD AND APPARATUS FOR INTRACELLULAR AND INTERCELLULAR DELIVERY OF MOLECULES,DRUGS,VACCINES AND THE LIKE(用于分子、药物、疫苗等的细胞内和细胞间递送的方法和仪器)”的序列号61/933,384的美国临时专利申请的优先权和权益，其通过引用以其全部内容并入本文。背景疫苗是现代医学最重要的发现之一，并且是医生能为患者提供的最有益的治疗。然而，很多疫苗可预防的疾病仍等待着能够引发适当的预防性或治疗性免疫反应的技术的出现。大多数疫苗引发抗体反应，然而，这需要细胞介导的免疫反应(包括CD8T细胞)来预防、控制或治疗细胞内细菌性、真菌性和病毒性疾病以及包括癌症的慢性疾病。DNA疫苗既能够获得细胞介导的免疫反应又能够获得抗体反应。因此，对于其他接种方式而言，DNA疫苗代表了一种有吸引力的替代方式。DNA疫苗由含有诱发保护所必需的免疫原性蛋白质的基因的质粒(DNA环)、增强免疫反应的蛋白质以及DNA序列组成，所述DNA序列是DNA疫苗转录进入RNA、转译进入哺乳动物细胞中的蛋白质和扩增细菌而不扩增哺乳动物细胞所必需的。对DNA疫苗的免疫反应类似于对病毒性感染的反应，但是它更安全，因为DNA既不扩散也不引发疾病。DNA的生产也相对容易，对环境具有稳定性。DNA疫苗可用于产生预防或治疗诸如HSV、AIDS、丙型肝炎、癌症等疾病所必需的免疫反应，这些疾病无法通过更常规的方法进行疫苗开发。提高递送效率和细胞摄取具有很大挑战性，这是DNA疫苗仍未得到广泛认可的主要原因。已经试验了几种用于DNA疫苗的递送和摄取的递送方法，包括脂质介导的递送、喷射注射、基因枪和声致穿孔(sonoporation)，但都没有取得太大的成功。DNA疫苗遗传学领域的最新进展和使用电穿孔体内递送DNA疫苗提高了表达效率，使其达到了在现实生活环境中实用的水平。电穿孔使用脉冲电流打开孔并驱动皮内注射的DNA至皮肤细胞中。电穿孔需要DNA注射至皮肤中，与皮肤直接电极接触和施加电流以促进DNA的细胞摄取。电穿孔作为药物递送方法有很多缺点，包括疼痛、应用时肌肉收缩，并且可引发电流诱导的组织损伤。这些缺点限制了它的广泛使用。一项研究表明，非热等离子体也能向皮肤递送脉冲电场，并且证实该方法能安全地促进皮内注射的DNA疫苗的细胞摄取。然而，该方法需要用针将DNA注射至皮肤中，这具有负面作用，例如这是疼痛的并且产生必须进行处理的危险废弃物。此外，注射会在相对局部的区域递送大量药物，因此使药物仅限于与一小部分细胞相互作用，从而降低了疗效。此外，该研究使用等离子体喷射，这需要专用设备和昂贵的氦气。喷射的其他缺点是它只能治疗皮肤上很小的表面积。类似地，人们期望改进药物例如化疗药物、生长因子、免疫调节药物等的细胞摄取，而不使用针，因为如上所述使用针具有许多缺点。概述递送药物或疫苗的示例性方法包括向电极施加第一电信号或一连串第一电信号以在皮肤区域上产生等离子体，向被等离子体处理的皮肤区域局部施用分子、药物或疫苗；以及向电极施加第二电信号或一连串第二电信号以在皮肤的相同区域上产生等离子体。所述(一个或多个)第一电脉冲的持续时间大于所述(一个或多个)第二电脉冲的持续时间。递送分子、药物或疫苗至细胞中的另一个示例性方法包括向电极施加第一电信号或一连串第一电信号以在皮肤组织区域上产生等离子体，向被等离子体处理的皮肤区域局部施用分子、药物或疫苗；以及向电极施加第二电信号或一连串第二电信号以在所述组织的相同区域上产生等离子体。所述(一个或多个)第一电信号允许药物或疫苗在细胞间(在细胞周围)移动，并且所述(一个或多个)第二电信号引起药物或疫苗在细胞内移动(进入细胞中)。用于在细胞间和细胞内递送分子、药物或疫苗的示例性仪器包括等离子体产生装置和用于向等离子体产生装置提供动力的电源。还包括用于向等离子体产生装置提供第一电脉冲或一连串第一电脉冲的电路和用于向等离子体产生装置提供第二电脉冲或一连串第二电脉冲的电路。此外，提供了含有一种或多种分子、药物或疫苗的储存器。所述(一个或多个)第一电脉冲引起该一种或多种分子通过皮肤或组织层，并且所述(一个或多个)第二电脉冲引起该一种或多种分子进入皮肤或组织中的一个或多个细胞中。用于在细胞间和细胞内递送分子、药物或疫苗的另一个示例性仪器包括等离子体产生装置、用于向等离子体产生装置提供动力的电源。此外，仪器包括细胞间穿孔(poration)电路，其用于引起至少一种分子、药物或疫苗通过皮肤或组织中的位于细胞之间的孔。还包括用于引起至少一种分子、药物或疫苗进入细胞中的细胞内穿孔电路。该仪器可包括含有待在细胞间被驱动然后在细胞内被驱动的一种或多种分子、药物或疫苗的储存器。附图简述参考下列描述和附图，将更容易理解本专利技术的这些和其他特征和优点，其中：图1是在细胞间穿孔配置中显示的用于细胞间和细胞内穿孔的仪器的示例性实施方案的示意图；图2是显示皮肤层和分子、药物、疫苗等的示例性细胞间路径的截面图；图3是在细胞内穿孔配置中的用于细胞间和细胞内穿孔的仪器的示例性实施方案的示意图；图4是显示皮肤层和分子、药物、疫苗等的示例性细胞内路径的截面图；图5是用于细胞内和细胞内穿孔的仪器的另一示例性实施方案的示意图；以及图6是用于细胞间和细胞内穿孔的示例性方法的方框图。详细描述申请人开发了用于使用等离子体在细胞间(穿过皮肤)和细胞内(进入细胞中)移动分子、药物、DNA等穿过皮肤层的技术。申请人于2013年9月27日提交了序列号61/883701的美国临时申请，并于2014年9月29日提交了序列号14/500,144的美国非临时申请，这两个申请的标题均为Method and Apparatus for Delivery of Molecules Across Layers of the Skin(用于递送分子穿过皮肤层的方法和仪器)，并且这二者都通过引用以其全部内容并入本文。申请人的示例性方法利用等离子体提供DNA疫苗的安全、无接触(contact-less)递送和细胞摄取，在本文可将其称为等离子体穿孔。申请人还于2013年12月4日提交了序列号61/911536的美国临时申请，并于2014年12月4日提交了序列号14/560,343的美国非临时申请，这两个申请的标题均为Transdermal Delivery of DNA Vaccines Using Non-Thermal Plasma(使用非热等离子体透皮递送DNA疫苗)，并且这二者都通过引用以其全部内容并入本文。等离子体穿孔使用非热等离子体，即第四态物质，用于透皮递送分子、药物、疫苗等通过组织并进入细胞中。非热等离子体为使用电力在大气压力下产生的部分电离气体。它通过在施加足够高的电压下分解存在于两个电极之间的空气或其他气体而产生。脉冲电场用于产生等离子体，打开皮肤中以及细胞内的暂时性的孔以促进分子(包括大分子)、药物、疫苗等的透皮递送和细胞摄取。在一些实施方案中，暂时性的孔保持开放约1至约5分钟。电极不与皮肤接触，因此不需要针，并且在皮肤上直接产生非热等离子本文档来自技高网...
【技术保护点】
递送分子、颗粒、药物或疫苗的方法，所述方法包括：向电极施加一个或多个第一电脉冲以产生等离子体；所述第一电脉冲具有第一持续时间；向所述等离子体所接触的皮肤区域施用分子、药物或疫苗；以及向所述电极施加一个或多个第二电脉冲以产生接近所述皮肤区域的等离子体；所述第二电脉冲具有第二持续时间；其中所述一个或多个第一电脉冲的持续时间长于所述一个或多个第二电脉冲的持续时间。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.30 US 61/933,3841.递送分子、颗粒、药物或疫苗的方法，所述方法包括：向电极施加一个或多个第一电脉冲以产生等离子体；所述第一电脉冲具有第一持续时间；向所述等离子体所接触的皮肤区域施用分子、药物或疫苗；以及向所述电极施加一个或多个第二电脉冲以产生接近所述皮肤区域的等离子体；所述第二电脉冲具有第二持续时间；其中所述一个或多个第一电脉冲的持续时间长于所述一个或多个第二电脉冲的持续时间。2.权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个第一电脉冲的持续时间为约500纳秒至约100微秒。3.权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个第一电脉冲的振幅为约3千伏至约30千伏。4.权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个第一电脉冲的上升时间为约5V/ns至约100V/ns。5.权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个第二电脉冲的持续时间为约1纳秒至约500纳秒。6.权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个第二电脉冲的持续时间为小于约10纳秒。7.权利要求1所述的方法，其中所述第二电脉冲的持续时间为小于约500纳秒。8.权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个第二电脉冲的振幅为约10千伏至约30千伏。9.权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个第二电脉冲的上升时间为约0.5kV/ns至约10kV/ns。10.权利要求1所述的方法，其中在所述一个或多个第一电脉冲中的一个之后施用所述药物或疫苗。11.权利要求1所述的方法，其中在所述一个或多个第一电脉冲期间所述电极和所述皮肤之间的距离大于在所述一个或多个第二电脉冲期间所述电极和所述皮肤之间的距离。12.递送药物或疫苗至细胞中的方法，所述方法包括：向电极施加一个或多个第一电信号以在皮肤组织区域上产生等离子体；向所述等离子体所接触的皮肤区域施用药物或疫苗；以及向所述组织区域向所述电极施加一个...
【专利技术属性】
技术研发人员：萨米尔·格尔格特吉，蔡宗展，达芙妮·P·安托纳卡斯，罗伯特·L·格雷，
申请(专利权)人：EP科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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