本发明属于电穿孔器械,具体涉及一种电穿孔器件及其应用。
背景技术:
1、遗传性视网膜疾病(inherited retinal diseases,irds)是一类不可逆的致盲性眼病。irds常为单基因疾病,具有遗传异质性,目前已发现300余个致病基因。基因治疗是irds治疗的重要方法,该方法旨在通过将正常的外源基因转染目标细胞,修正或弥补由缺陷或异常基因引发的疾病,从而实现治疗的效果。转染的方式主要分为病毒和非病毒两类。
2、在病毒载体中,腺相关病毒(aav)由于具备良好的细胞靶向性、高转导率、低免疫原性、广泛的宿主细胞范围,以及能够维持治疗基因的长期持续表达等优势,是最常用的病毒载体之一,也是fda唯一批准的基因治疗药物所用的载体。然而,aav载体的容量相对有限(<4.7kb),这在一定程度上限制了它的临床应用。为此,一些研究者通过修饰和改造aav载体,旨在调节基因的特异性表达,同时提高其负载能力和细胞靶向性,并降低免疫原性。但是,病毒载体潜在的生物风险、免疫原性和装载基因片段短、成本高昂等缺点,极大地限制了其在视网膜疾病基因治疗中的应用。非病毒方式规避了潜在的生物风险、免疫原性和装载基因片段短、成本高昂等缺点,有良好的潜在承载能力,能够支持较长的外源基因长度,不受限制。非病毒载体主要通过物理和化学方法来转导治疗性遗传物质,包括针、基因枪、电穿孔、声孔效应、光致成像、磁场转换、加氢、磷酸钙共沉淀法、脂质体法、纳米微粒介导法等。
3、电穿孔技术是一种通过适当的电场瞬时增加细胞膜的通透性的物理转染方式,其制造成本较低、效率高、制备简便且适合大规模生产,具有高转染效率和低毒性,且对于基因片段长度无限制,有潜力成为腺相关病毒视网膜基因递送的替代方式。目前这一技术仍停留在实验室研究阶段,仅通过小动物模型离体/在体实验验证,其临床转化主要存在以下三个问题:
4、1.电穿孔器件手术兼容性低。研究所研发的器件并未在接近于人体的眼球大小上操作,可迁移性低,设计的手术位点作用风险大。
5、2.电穿孔器件实验电压高。研究所使用的电压都显著大于人体安全电压,临产研究无法支持该电压的实施。
6、3.无法精准聚焦视网膜转染区域。研究所研发的器件通常是远端距离放电,眼球整体在高电场范围内,无法精准聚焦视网膜层,易造成不必要的点损伤。
7、因此,电穿孔技术目前受限于电穿孔电压高、电极兼容性低、电穿孔区域损伤大等问题,尚未在视网膜基因治疗中得到临床应用的批准,安全、无免疫原性、适用于长基因片段转染的视网膜转基因技术亟待开发。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种电穿孔器件及其应用的新技术方案。
2、根据本发明的第一方面,提供了一种电穿孔器件,包括:
3、正电极单元和推拉滑片,所述正电极单元包括连接手柄、容置部和正电极本体;所述连接手柄上安装有推拉滑片,所述推拉滑片可沿所述连接手柄的长度方向移动;所述容置部的内部中空形成容纳腔,且所述容置部的第一端与所述连接手柄连接;所述正电极本体的材质为形状记忆合金,所述正电极本体的第一端穿过所述容纳腔并穿设于连接手柄内,且所述正电极本体的第一端与所述推拉滑片连接;所述正电极本体的第二端具有盘状螺旋结构;
4、在第一温度范围下,所述正电极本体发生非弹性形变,所述推拉滑片可相对于所述连接手柄移动并带动所述盘状螺旋结构收纳于所述容纳腔中或从所述容纳腔中伸出;
5、在第二温度范围下,从所述容纳腔中伸出的所述盘状螺旋结构保持预设形状并可作用于视网膜治疗区域,以向视网膜治疗区域放电。
6、可选地,所述正电极本体包括正电极功能区、第一电极连接区和第一连接加固区;第一电极连接区的一端与所述正电极功能区连接,另一端与所述第一连接加固区连接;所述第一连接加固区与所述推拉滑片固定连接;
7、所述盘状螺旋结构形成所述正电极功能区;
8、所述第一电极连接区和所述第一连接加固区均为长条状,且所述第一电极连接区的直径小于所述第一连接加固区的直径。
9、可选地,在第二温度范围下,从所述容纳腔中伸出的所述盘状螺旋结构与所述第一电极连接区形成预设夹角。
10、可选地,所述预设夹角为20°-60°。
11、可选地,第一电极连接区和第一连接加固区的表面均涂覆有绝缘层。
12、可选地,所述连接手柄包括位于端部的第一夹持部和电极连接部,位于中部的第二夹持部;
13、所述第一夹持部与所述容置部的第一端固定连接;所述推拉滑片在所述第二夹持部与所述第一连接加固区固定连接;所述正电极本体通过所述电极连接部与脉冲发生器电连接。
14、可选地,电穿孔器件还包括负电极单元,所述负电极单元包括负电极功能区、第二电极连接区和第二连接加固区;所述负电极功能区通过所述第二电极连接区与所述第二连接加固区连接,所述第二连接加固区用于连接脉冲发生器;
15、所述负电极功能区、第二电极连接区和第二连接加固区构成弯钩负电极。
16、可选地,所述第一温度范围为0℃~25℃,第二温度范围为30℃~37℃。
17、可选地,所述容置部为管状结构,且所述容置部的内径为0.35mm~0.45mm,外径为0.5mm~0.6mm。
18、根据本发明的第二方面,提供了一种电穿孔器件的应用,采用如第一方面所述的电穿孔器件对遗传性视网膜疾病进行基因治疗。
19、本发明的一个技术效果在于:
20、在本申请实施例中,正电极单元可通过眼科专用鞘管针将微电场引入眼内,实现了视网膜的精准电穿孔。正电极本体的第二端具有盘状螺旋结构,且正电极本体的材质为状记忆合金,当从容纳腔中伸出的盘状螺旋结构保持预设形状并作用于视网膜治疗区域时,可实现视网膜上均匀分布的电场,并能实现视网膜治疗区域的精准对焦。
21、另外,通过使用材质为形状记忆合金的正电极本体,实现了正电极本体在眼球内部的自由进出,并保证了一定作用需求范围的电场作用区域,可精确地实现对目标视网膜组织的定向电穿孔,从而减少了电场影响范围,降低了眼球其他非靶向组织的损伤,降低了手术风险,安全性较高。
1.一种电穿孔器件,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的电穿孔器件,其特征在于,所述正电极本体包括正电极功能区、第一电极连接区和第一连接加固区;第一电极连接区的一端与所述正电极功能区连接,另一端与所述第一连接加固区连接;所述第一连接加固区与所述推拉滑片固定连接;
3.根据权利要求2所述的电穿孔器件,其特征在于,在第二温度范围下,从所述容纳腔中伸出的所述盘状螺旋结构与所述第一电极连接区形成预设夹角。
4.根据权利要求3所述的电穿孔器件,其特征在于,所述预设夹角为20°-60°。
5.根据权利要求4所述的电穿孔器件,其特征在于,第一电极连接区和第一连接加固区的表面均涂覆有绝缘层。
6.根据权利要求5所述的电穿孔器件,其特征在于,所述连接手柄包括位于端部的第一夹持部和电极连接部,位于中部的第二夹持部;
7.根据权利要求6所述的电穿孔器件,其特征在于,还包括负电极单元,所述负电极单元包括负电极功能区、第二电极连接区和第二连接加固区;所述负电极功能区通过所述第二电极连接区与所述第二连接加固区连接,所述第二连接加固区用于连接脉冲发生器;
8.根据权利要求7所述的电穿孔器件,其特征在于,所述第一温度范围为0℃~25℃,第二温度范围为30℃~37℃。
9.根据权利要求1所述的电穿孔器件,其特征在于,所述容置部为管状结构,且所述容置部的内径为0.35mm~0.45mm,外径为0.5mm~0.6mm。
10.一种电穿孔器件的应用,其特征在于,采用如权利要求1至9任意一项所述的电穿孔器件对遗传性视网膜疾病进行基因治疗。
