[发明专利]一种新型的转染和药物递送装置

说明书

本发明提供了一种用于治疗患者的超声发射器装置。所述超声发射器装置包括成像探针；成像阵列；和治疗用超声装置，其中所述成像探针被构造成通过使用所述成像阵列的超声成像将所述治疗用超声装置引导至患者的治疗部位，其中所述治疗用超声装置被构造成产生用于治疗所述患者的治疗部位的受控强度的超声能量，和其中所述成像探针和所述治疗用超声装置被构造成彼此协同工作以将治疗用超声施加到患者的组织或骨移植部位。

技术领域

本发明涉及用于有效组织愈合的装置、方法和系统。更具体地，所公开的装置、方法和系统通过使用超声(US)以引导和促进异源转染和/或药物递送来提供新型的组织愈合。

背景技术

以下说明包括可以用于理解本发明的信息。不承认本文提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的发明相关或者具体或隐含地引用的任何出版物是现有技术。

诸如不愈合骨折和韧带/肌腱撕裂等骨骼的损伤可能对整形外科患者的生活质量产生严重后果。目前对不愈合骨折的治疗包括自体移植，这些都涉及严重的并发症或副作用。前交叉韧带(ACL)或肩袖肌腱的撕裂通常使用自体移植物或异源移植物重建，导致长期的愈合和丧失活动性。

因此，旨在减少患者从骨损伤和韧带/肌腱撕裂恢复时间的方法具有重要的临床意义。

发明内容

目前，当广泛地进行骨和韧带修复时，在修复过程之后更快的患者愈合将大大降低医院和整体医疗保健成本，并改善患者体验。

在整形外科医学领域中，对于能够加速骨和韧带/肌腱修复的新型疗法存在未满足的需求。当前公开的装置和方法提供了通过使用超声(US)以引导和促进异源转染和/或药物递送来实现更有效的组织愈合的创新手段。

最近的研究经验显示了一种技术，该技术可以用于通过使用在猪模型中转染的异源基因诱导骨再生。多年来已知的是，低强度脉冲超声(LIPUS)在诊断和骨愈合的药物中都是有效的，但是也已显示出对自体骨移植物愈合的积极影响。

另外，使用病毒实现的骨形态发生蛋白(BMP)基因递送已经显示诱导啮齿动物和大动物中的不愈合骨折的愈合，并且还增强了几种动物模型中的韧带整合。虽然病毒载体是最有效的基因递送工具，但是它们也引入了致瘤和免疫原性反应的潜在风险。非病毒载体被认为对人类使用更安全，尽管对基因表达的效率低得多。已经表明，用于将BMP基因递送至啮齿动物的不愈合骨折部位内的内源性间充质干细胞(MSC)的体内电穿孔产生有效的骨折愈合。然而，由于在现今的临床中广泛使用超声波，因此基因转染的替代物理方法(称为声波穿孔或用于基因递送的超声波)对于可能的临床应用特别有吸引力。

然而，虽然超声波已成功用于啮齿动物中的BMP基因递送和异位骨形成，但其效率远低于电穿孔介导的异位骨形成，并且不会导致不愈合骨折模型中的显著骨修复。声波穿孔和相关协议现已进入人体试验，以加强血脑屏障输送和治疗急性心肌梗死；然而，声波穿孔未能达到临床前大型动物模型和人类在再生医学中的应用水平。事实上，已经表明，声波穿孔可以用于在大型动物骨折模型中过表达报告基因。最近，基于超声波的BMP-6基因递送至内源性MSC在小型猪模型中产生完整的节段性骨缺损修复。此外，使用类似的技术将质粒BMP-2递送至为小型猪膝关节中的ACL重建而创建的骨隧道。

因此，公开了一种装置、方法和系统，旨在通过方便地组合至少一个超声探针和将遗传物质和/或药物递送至患者体内的转染系统以使用实用的微创技术来加速恢复时间，从而达到伤口愈合的目的。还旨在一种方便、安全和可靠的方法，以直接向患者的目标部位提供遗传物质和/或药物。

所公开的系统和方法通过使用US以引导和促进异源转染和/或药物递送来提供用于组织愈合的简单、安全、有效且广泛应用的方法-装置。

另外，所公开的系统和方法可以通过使用超声提供精确的异源转染。例如，公开了至少两个超声探针的组合协调它们在过程中的用途，以引导和促进遗传物质转染到患者体内，从而达到伤口愈合的目的。