[发明专利]用于声介导的胞内递送的方法和装置

说明书

胞内递送装置(1)，其包含：压电基底(3)，其具有工作表面(8)；至少一个叉指换能器(5)，其位于所述工作表面(8)上并与之接触；以及容器(11)，其位于所述工作表面上以用于在其中容纳待靶向用于胞内递送的细胞，其中施加至所述叉指换能器的交流信号产生通过所述压电基底的声波能，所述声波能可被转移到所容纳的细胞。

技术领域

本发明涉及出于研究和治疗目的的胞内递送的方法和装置。

背景技术

将治疗剂和成像剂，例如核酸、肽、蛋白质、纳米/分子探针和纳米粒等插入细胞内在目前正在开发的用于诊断和治疗多种疾病的许多下一代策略(基因/细胞治疗、基因编辑、干细胞重编程或多种治疗诊断方法，作为一些实例)中代表一个关键步骤。然而，这些外源物质的内化受到构成细胞膜的脂双层的疏水性和非极性性质所施加的屏障的严重限制。因此，已投入非常大的努力来研究物理的(膜破坏介导的)或生物化学的(载体介导的)方法的使用以促进更容易地通过脂双层进行胞内运输。

物理膜破坏介导的方法的一些实例包括电穿孔、声穿孔和显微注射，其中利用物理力，特别地通过形成孔来破坏细胞膜的结构。虽然这允许将广泛范围的亚微颗粒物质递送到细胞内，但这些方法中大部分具有的缺点在于穿孔过程期间对细胞造成的损伤。例如，需要在穿过细胞膜时施加高电位的电穿孔通常导致对细胞膜的不可逆损伤，从而导致细胞内稳态的丧失，并最终导致凋亡。在另一方面中，声穿孔主要利用由细胞膜附近的声波诱导的微泡的空穴化(cavitation)来增强其透化作用。鉴于已发现由单独的单一振荡微泡引起的机械应力足以对细胞壁造成深远的膜损伤，因此，很可能发生相当的细胞死亡，由于作为空穴化事件期间产生的强烈冲击波和伴随的微射流(microjet)的结果，使细胞经受了巨大应激。另外，显示细胞遭受了空穴化后DNA损伤，这是由于活性氧类(reactive oxygenspecies，ROS)的产生，其产生是在空穴化期间自由基形成的结果。已记载在暴露于超声辐射之后，细胞的再接种生存力和集落形成能力很差。

在另一方面中，涉及使用病毒载体或非病毒载体(例如肽、囊泡或纳米粒)通过多种内吞途径增强细胞摄取的生物化学载体介导的方法没有对细胞加予这样的有害负担。然而，其通常导致内体区室内的高局部浓度的纳米粒货物，所述内体区室最终与溶酶体融合。除非其具有逃脱该内体再循环途径的罕见(＜1％)能力，以使得其能够进入其中存在胞内途径以将纳米粒运输至细胞核的胞质中，否则大多数治疗性货物在溶酶体中终结，溶酶体的高度酸性和富含酶的环境导致货物降解。因此，通常需要这样的策略：允许内体和溶酶体逃逸，或者更好地通过进入到胞质溶胶内的直接途径而规避这些细胞器以增强治疗性货物的核摄取，引起转染效率提高。