[发明专利]离子电渗的设备、装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于向对象的皮肤施加影响皮肤(表皮和真皮)的DC电场的离子电渗设备，涉及包括这种设备的装置和操作这种设备的方法。

背景技术

众所周知，电场在生物过程中发挥着若干作用，所述生物过程即生理机能，诸如，胚胎发育、组织再循环和修复(例如在头发、皮肤和肠壁中)、如肾脏和肠中的离子运输、以及病理生理(例如，癌症、创伤愈合和再生医学)。所有类型的细胞原则上是电活性的：以细胞类型依赖的方式，它们在外细胞磷脂双层膜、线粒体和细胞核膜(其中膜的内侧带负电荷)上生成100mV-200mV量级的恒定电压差或交变电压差，生成恒定电压差的细胞类型例如大多数上皮细胞类型(在整个细胞层上约40mV)，生成交变电压差的细胞类型例如心脏细胞、神经细胞和用于细胞信号传导的许多其他细胞类型。

这些认识已经导致了其中将交变电场施加到细胞以便影响人或动物体内的生理过程(例如，细胞分裂过程)的应用。例如，US2012/0283726A1公开了用于破坏或抑制快速分裂的例如肿瘤细胞的生长的装置。该装置包括交流(AC)电压源、和连接到AC电压源的用于抵着患者身体放置的多个绝缘电极。AC电压源和电极被配置以使得具有第一频率的第一AC场和具有不同的第二频率的第二AC场被施加在患者的目标区域中，其中AC场具有与快速分裂的细胞中的易损性相对应的频率特性，使得通过施加足够强的AC场，细胞在细胞分裂的晚后期或末期阶段被损伤，同时使不分裂的细胞基本上不受影响。

在WO 2014/145239A1中公开了创伤愈合应用，其公开了非用户可控的电疗设备，非用户可控的电疗设备包括微处理器，该微处理器通过一个或多个电极来生成非用户可控频率依赖的混合AC电信号，其中混合电信号是至少两个不同的频率的组合，该至少两个不同的频率是具有第一最小和最大微安范围的第一频率、和具有不同的第二最小和最大微安范围的第二频率。两个频率中的较高频率叠加在较低频率上，创建电流强度窗口作为沿着较低频率的剖面的包络。混合AC电信号被自动地施加预定的时间段，并且振幅和/或持续时间和/或频率根据被编程到控制器中的预设时间表而变化，其中控制器被耦合到一个或多个电极。

发明内容

将交流电施加到细胞物质并不是没有争议的，因为担心特别是当施加超过正常生理场强的场强和/或频率时，这种交替电场可能对健康的细胞物质造成损伤。此外，交流电的生成需要专用的硬件部件，这增加了场生成设备的成本和复杂性，这在设备要被一次性使用时可能是特别不期望的。

本发明的目的是克服与AC操作的设备相关联的困难。

利用本发明至少部分地达到这一目的。

本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定有利的实施例。

因此，本发明提供了一种使用具有生理场强的直流(DC)电场来影响干细胞分裂的设备、包括这种设备的装置以及操作这种设备的方法。

本发明基于本发明人的以下发现：当在细胞分裂期间经受生理场强的DC电场时，干细胞将展现出不对称的细胞分化，不对称的细胞分化与细胞膜中的蛋白受体的不对称分布连同细胞分裂纺锤体在电场线中的对齐相关联，其中子细胞中的一个保持为干细胞，而子细胞中的另一个由于损失了保留干细胞特性所需的膜相关联的蛋白受体而分化(参见下文)。因为所分化的子细胞通常不能或较少能够分裂、或者至少不能进行无限细胞分裂，所以通过限制干细胞池中的干细胞的数量，补充损失的成熟的分化细胞的能力是受限的，从而显著降低了特定特征从干细胞分化发展起来的能力。这可以被利用来抑制毛囊的再生或例如肿瘤/癌症的生长。

Mi Zhao等在Proc.Natl.Acad.Sci.USA，1999，96(9)中第4942页-4946页报道了：分裂的所分化的细胞(即，角膜上皮细胞)在电场方向上对齐。尽管在不分裂的细胞中，转化生长因子β受体II型朝向阴极分布，但在细胞分裂期间，受体在细胞断裂(cleavage)位点处和子细胞的两极处对称地聚集，表明当在分裂细胞两端施加生理DC电场时，TGF-β受体不会不对称分布于子细胞(至少在非干细胞中不会)之上。