用于促进药物的组织递送的装置、系统及方法与流程

技术特征：
1.一种用于将药物施用到患者的生物组织中或穿过所述生物组织的装置，其包括：压电脉冲发生器；以及电耦合到所述压电脉冲发生器的微针电极阵列，其中所述装置在所述微针电极插入到所述生物组织中之后被配置成产生一个或多个电脉冲并将所述一个或多个电脉冲递送通过所述微针电极，所述电脉冲能有效地对所述生物组织中的细胞进行电穿孔，且被配置成使得能够将药物递送到被电穿孔细胞中。2.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括(i)所述微针电极阵列从其延伸的基部，以及(ii)连接到所述基部且包含所述压电脉冲发生器的外壳。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述装置进一步包括所述药物且被配置成将所述药物释放到所述生物组织。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述药物包被在所述微针电极上。5.根据权利要求3所述的装置，其中：所述药物储存于所述装置中的一个或多个储集器中，所述微针电极的至少一部分各自在其表面上包含中空孔或凹槽，并且所述装置包含一个或多个导管，所述导管与所述一个或多个储集器和所述微针电极的所述中空孔或凹槽流体连通以用于传递所述药物。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述药物呈含所述药物的颗粒的形式，例如载药脂质纳米颗粒或载药聚合物纳米颗粒。7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述药物包括核酸。8.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述药物是疫苗。9.根据权利要求8所述的装置，其中所述疫苗是rna疫苗或dna疫苗。10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其中所述微针电极由不锈钢制成。11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其中所述微针电极从一个或多个金属板延伸，所述金属板被配置成将所述电脉冲从所述压电脉冲发生器传导到所述微针电极。12.根据权利要求11所述的装置，其中所述微针电极的线性阵列从所述金属板中的每一者的一个边缘延伸。13.根据权利要求11或12所述的装置，其中所述板彼此平行且彼此间隔开。14.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其中所述微针电极从单个金属板延伸且所述阵列是二维阵列。15.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其中所述微针电极从至少一个非导电板延伸，并且其中电连接件设置于所述微针电极之间且被配置成将所述一个或多个电脉冲从所述压电脉冲发生器传导到所述微针电极。16.根据权利要求15所述的装置，其中所述电连接件定位于所述至少一个非导电板的表面上。17.根据权利要求15或16所述的装置，其中所述电连接件从所述至少一个非导电板的第一侧穿过所述至少一个非导电板中的孔横跨到所述板的对置第二侧。18.根据权利要求1至17中任一项所述的装置，其中所述微针电极各自包括不导电芯和覆盖微针芯的表面的至少一部分的导电电极材料。19.根据权利要求1至18中任一项所述的装置，其中所述压电脉冲发生器包括：
压电晶体，被配置成撞击所述压电晶体的表面的弹簧锁锤机构，所述弹簧锁锤机构能有效地产生所述电脉冲，以及用于将所述电脉冲传导到所述微针电极的电连接件。20.根据权利要求19所述的装置，其中所述压电晶体包括锆钛酸铅(pzt)、氮化硅、钛酸钡、石英、氧化锌或钨酸钠。21.根据权利要求19或20所述的装置，其进一步包括拨动开关，所述拨动开关具有被配置成释放由弹簧减压驱动的锤的楔形控制闩锁。22.根据权利要求21所述的装置，其进一步包括安置于所述锤与所述压电晶体之间的金属销钉。23.根据权利要求19至22中任一项所述的装置，其进一步包括用于所述压电晶体的壳体，其中所述电连接件由从所述壳体延伸的下部电极和侧部电极组成。24.根据权利要求23所述的装置，其进一步包括药筒，所述药筒包含所述微针电极阵列且包含用于与所述下部电极配对接合的第一托座和用于与所述侧部电极配对接合的第二托座，所述第一托座和所述第二托座与所述微针电极电连通。25.根据权利要求1至24中任一项所述的装置，其中所述微针电极阵列被布置成插入到1mm2至10cm2的组织区域中。26.根据权利要求1至25中任一项所述的装置，其具有2至1000个微针电极。27.根据权利要求1至26中任一项所述的装置，其中所述微针电极具有10μm至2mm的长度。28.根据权利要求1至27中任一项所述的装置，其中所述微针电极阵列被配置为可更换和可一次性使用的，并且所述压电脉冲发生器被配置成能与一系列所述阵列一起重复使用。29.根据权利要求1至28中任一项所述的装置，其被配置成产生一个或多个电脉冲，所述电脉冲的峰值电压绝对值介于10v与10,000v之间、介于50v与5,000v之间、介于100v与1,000v之间或介于200v与500v之间。30.根据权利要求1至29中任一项所述的装置，其被配置成产生一个或多个电脉冲，所述电脉冲的峰值电压绝对值与峰-峰电压绝对值之间的比率介于0.1与10之间、介于0.3与5之间或介于0.5与2之间。31.根据权利要求1至30中任一项所述的装置，其被配置成产生一个或多个电脉冲，所述电脉冲的峰值电流绝对值介于1a与1,000a之间、介于5a与500a之间、介于10a与100a之间或介于20a与50a之间。32.根据权利要求1至31中任一项所述的装置，其被配置成产生一个或多个电脉冲，所述电脉冲的峰值静态电压绝对值介于100v与35,000v之间、介于1,000v与30,000v之间或介于15,000v与27,500v之间。33.根据权利要求1至32中任一项所述的装置，其被配置成产生介于100v/cm与30,000v/cm之间、介于200v/cm与10,000v/cm之间、介于300v/cm与5,000v/cm之间或介于500v/cm与3,500v/cm之间的标称电场强度。34.根据权利要求1至33中任一项所述的装置，其被配置成产生一个或多个电脉冲，所
述电脉冲的初始脉冲长度介于1μs与1,000μs之间、介于3μs与100μs之间、介于5μs与50μs之间或介于10μs与30μs之间。35.根据权利要求1至34中任一项所述的装置，其被配置成产生一个或多个电脉冲，所述电脉冲的初始脉冲长度与总脉冲长度之间的比率介于1.5与100之间、介于2与50之间或介于3与20之间。36.根据权利要求1至35中任一项所述的装置，其中所述微针电极在所述阵列中的间距介于0.1mm与10mm之间、介于0.2mm与5mm之间、介于0.3mm与2mm之间或介于0.5mm与1.5mm之间。37.一种将药物递送到生物组织中或穿过所述生物组织的方法，所述方法包括：将根据权利要求1至36中任一项所述的装置定位成邻近于生物组织中的靶组织位点；将所述微针电极插入到所述靶组织位点中；以及激活所述装置以将所述一个或多个电脉冲递送通过所述微针电极并递送到所述靶组织位点中，所述电脉冲能有效地对所述靶组织位点处的细胞进行电穿孔；以及将所述药物递送到所述靶组织位点的组织中。38.根据权利要求37所述的方法，其中所述生物组织包括哺乳动物皮肤。39.根据权利要求37所述的方法，其中所述生物组织包括黏膜。40.根据权利要求37或38所述的方法，其中所述靶组织位点包括真皮或表皮。41.根据权利要求37至40中任一项所述的方法，其中先向所述靶组织位点施用所述药物再递送所述电脉冲。42.根据权利要求37至40中任一项所述的方法，其中在向所述靶组织位点施用所述药物的同时递送所述电脉冲。43.根据权利要求37至42中任一项所述的方法，其中从或通过所述微针电极向所述靶组织位点施用所述药物。44.根据权利要求37至42中任一项所述的方法，其中通过皮下注射针、喷射注射、微针装置或电离子透入疗法向所述靶组织位点施用所述药物。45.根据权利要求37至44中任一项所述的方法，其中所述一个或多个电脉冲具有介于200v与500v之间的峰值电压绝对值、介于20a与50a之间的峰值电流绝对值、介于15,000v与27,500v之间的峰值静态电压绝对值、介于10μs与30μs之间的初始脉冲长度，或其组合。

技术总结
提供一种用于例如通过细胞内和/或真皮递送向患者的生物组织施用药物的装置和方法。所述装置包含：压电脉冲发生器；以及电耦合到所述压电脉冲发生器的微针电极阵列，其中所述装置在所述微针电极插入到所述生物组织中之后被配置成产生一个或多个电脉冲并将所述一个或多个电脉冲递送通过所述微针电极，所述电脉冲能有效地对所述生物组织中的细胞进行电穿孔，且被配置成使得能够将药物递送到被电穿孔细胞中。细胞中。细胞中。


技术研发人员：穆罕默德
受保护的技术使用者：佐治亚科技研究公司
技术研发日：2021.05.28
技术公布日：2023/1/31