[发明专利]向治疗部位施用治疗溶液的装置、系统和方法

说明书

公开了一种用于向患者的治疗部位施用治疗溶液的施用装置。该施用装置可包括施用装置壳体，该施用装置壳体包括治疗溶液储存器。在该壳体内可以可移除地布置药筒。在布置在壳体内时，该药筒可与治疗溶液储存器流体连通。该药筒可包括用于对治疗溶液储存器中的治疗溶液进行静电充电的静电模块；以及用于施用治疗溶液的喷嘴。

对相关申请的引用

本申请要求于2018年11月19日提交的美国临时申请62/769,511、于2019年7月24提交的美国临时申请62/878,250、以及于2019年8月5日提交的美国临时申请62/882,945的优先权，这些临时申请的内容通过整体引用结合到本申请中，如同逐字陈述一样。

技术领域

本公开的方案涉及一种用于向患者均匀地施用溶液的装置、系统和方法。更具体地说，该装置、系统和方法针对用于治疗患者的表面(包括皮肤伤口)的溶液。

背景技术

传染病往往在本应安全的地点染上，例如救护车、医院、诊所、以及辅助生活设施等其他区域。向患者或受试者喷洒消毒剂的传统方式已不再有效。多年来，医疗行业在治疗有消毒剂问题(例如皮肤伤口)的患者方面取得了很大进展，包括在应用于伤口的干细胞的使用以及遗传特异性治疗方面的进展。虽然不同的治疗方案在不断发展，但是身体对各种治疗形式有不同的反应。此外，一直缺乏对于如何以最经济的方式提供这些治疗的关注。

关于干细胞，可以理解的是，通常在加湿培养箱中在37℃/5％CO₂条件下对其进行培养，使用营养丰富的培养基来维持感兴趣的给定干细胞的存活。可向生长培养基中补充不同的营养因子，以保持干细胞健康并增殖。干细胞会无分化地增殖，而细胞在较低的温度(例如30℃)下生长会表现出缓慢增殖，抑制蛋白质的产生，并且在某些情况下某些干细胞会在体外分化。已知的是，细胞在48℃以上温度(例如52℃)下体外生长会增加蛋白质和DNA降解的风险。干细胞在30℃下体外生长会提高某些受体/离子通道的细胞表面表达，并且在某些情况下表现出分化。细胞功能在98.6℉(37℃)的正常生理温度下最佳，但在较高的温度下，细胞膜的流动性提高，允许潜在的有害蛋白质和其他分子进出细胞；在高于58℃时，细胞会经历凋亡途径，这导致细胞死亡。

此外，皮肤移植可能需要数周甚至数月才能愈合。在恢复期内，患者易受感染。虽然研究人员已经在实验室再生皮肤数十年了，但这个过程较长，可能需要2-3周。此外，生成的皮肤通常是脆弱的，并且在培养时的产生和维护成本很高。在某些情况下，表皮培养物不能固定下来，并且在此过程中会损失大量的精力和试剂。虽然皮肤已经被移植和/或置于患者的伤口/烧伤或感兴趣区域上，但由于分泌物的原因，在下面会形成水泡，并且会向上推压皮层，导致进一步损伤。目前正在开始利用通过专门的施加装置施加的干细胞来解决这些问题。

对于伤口愈合来说，这个过程是一个复杂的动态过程，具有多个阶段，包括趋化因子、细胞因子、生长因子和各种细胞之间的协调信号传递。这一过程在任何阶段中断都可能导致伤口慢性化和/或导致异常的表皮形成。慢性伤口指伤口不能在可预测的时间内愈合并停留在伤口愈合的一个或多个阶段(止血、炎症、增殖或重建)，其中最常见的是炎症阶段。这些伤口会给患者带来严重的身心压力，并给患者和整个医疗系统带来沉重的经济负担。基于干细胞的治疗途径因其自我更新和分化为多种细胞的能力而已成为再生医学领域一种大有前途的新干预手段。

此外，细胞膜的完整性可能受到某些力的损害，包括化学力、机械力和电力。在通过注射器输送悬浮人脐静脉内皮细胞(HUVEC)的研究中，已经检查了力/剪应力的大小。例如，一项研究发现，在以1000微升/分钟的流速输送时，细胞的急性存活率降低(58.7％)。参见Aguado等人于2012年发表的文章。将人脐静脉内皮细胞(HUVEC)悬浮在75K交联藻酸盐溶液(水凝胶)中能提高急性存活率(88.9％)。在大鼠间充质干细胞和人脂肪干细胞(hASC)的情况中也观察了到类似的结果。

本公开的方案解决了本领域的这些问题和其他问题。

发明内容