專利名稱：超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置及靶向轉(zhuǎn)移的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因及效果評(píng)價(jià)裝置和一種將微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合用超聲波實(shí)現(xiàn)靶向轉(zhuǎn)移的方法。
背景技術(shù)：
藥物/基因傳輸是充分發(fā)揮藥物/基因本身生物學(xué)效應(yīng)的關(guān)鍵性技術(shù)。目前藥物/基因傳輸載體常見(jiàn)的有病毒類和非病毒類，如藥物/基因的直接注射法、脂質(zhì)體介導(dǎo)、受體介導(dǎo)、顆粒轟擊技術(shù)、電穿孔法等。
在基因傳輸技術(shù)中現(xiàn)有的病毒類載體，雖然基因的轉(zhuǎn)染率高，但存在安全性和機(jī)體對(duì)病毒產(chǎn)生免疫反應(yīng)等問(wèn)題；質(zhì)粒等非病毒載體，雖然安全，但轉(zhuǎn)染率低。蛋白質(zhì)、多肽以及化療藥物等和基因藥物一樣采用靜脈注射的轉(zhuǎn)輸方式存在靶向性差的缺點(diǎn)，到達(dá)特定組織的藥物/基因量少，效率低下；藥物/基因局部注射導(dǎo)入則存在適用范圍有限及有創(chuàng)等問(wèn)題。目前藥物/基因傳輸技術(shù)領(lǐng)域中存在不少尚未解決的問(wèn)題，特別是缺乏安全、有效、有組織特異性和靶向性的藥物/基因傳輸系統(tǒng)。
而微泡造影劑作為一種新的藥物/基因運(yùn)載工具，將特定的藥物/基因與微泡造影劑結(jié)合起來(lái)，通過(guò)外周血管注射，以超聲破壞攜基因的微泡，使微泡在特定組織進(jìn)行定位釋放，這種新的藥物/基因傳輸方法，具有無(wú)創(chuàng)、高效、操作簡(jiǎn)便、靶向性好、安全且重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)，但目前尚缺乏用于實(shí)現(xiàn)超聲靶向定位控釋藥物/基因的專用裝置，尤其是缺乏具有定位、監(jiān)控、診斷及治療一體化的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種能夠提高藥物/基因傳輸效率，并可對(duì)其進(jìn)行定位和監(jiān)控的超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置。
本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是要提供一種將微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合用超聲波實(shí)現(xiàn)靶向轉(zhuǎn)移的方法。
解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置包括超聲觸發(fā)/治療單元、超聲監(jiān)控單元、與超聲觸發(fā)/治療單元連接的驅(qū)動(dòng)單元、分別與超聲監(jiān)控單元及超聲觸發(fā)/治療單元連接的計(jì)算機(jī)控制單元。該計(jì)算機(jī)控制單元包括有主機(jī)、與主機(jī)連接的顯示器，主機(jī)的中央處理器連接有用于對(duì)藥物/基因的傳輸進(jìn)行控制的組織定征模塊和圖像采集卡，組織定征模塊與超聲觸發(fā)/治療單元相連，圖像采集卡與超聲監(jiān)控單元相連。組織定征模塊包括分別與超聲觸發(fā)/治療單元相連的功率控制單元和時(shí)間控制單元。其中，超聲監(jiān)控單元優(yōu)選B超儀。
優(yōu)選的是，組織定征模塊還包括有與圖像采集卡相連的用于評(píng)定藥物/基因靶向傳輸效果的圖像灰階評(píng)判單元，所述功率控制單元和時(shí)間控制單元分別與其圖像灰階評(píng)判單元相連。使用時(shí)，功率控制單元和時(shí)間控制單元以一定的功率和作用時(shí)間對(duì)組織進(jìn)行作用，并通過(guò)作用前后適時(shí)的圖像灰階評(píng)判單元的圖像灰階對(duì)比來(lái)進(jìn)行作用效果的評(píng)判，根據(jù)作用效果，若沒(méi)有達(dá)到滿意的效果，則功率控制單元和時(shí)間控制單元調(diào)整適當(dāng)?shù)墓β屎蜁r(shí)間，繼續(xù)對(duì)目標(biāo)組織進(jìn)行作用，直到達(dá)到滿意的效果。
為了能及時(shí)將超聲觸發(fā)/治療單元產(chǎn)生的熱量散發(fā)，以延長(zhǎng)其使用壽命，該裝置還可包括有與超聲觸發(fā)/治療單元連接的冷卻單元。
本發(fā)明中，超聲監(jiān)控單元和超聲觸發(fā)/治療單元固定在一起，固定的方法有多種，優(yōu)選的是，超聲觸發(fā)/治療單元的中部開(kāi)有孔路，超聲監(jiān)控單元的監(jiān)控探頭穿過(guò)該孔路與超聲觸發(fā)/治療單元中的超聲觸發(fā)/治療頭固定在一起。通過(guò)所述超聲監(jiān)控單元和超聲觸發(fā)/治療單元固定在一起，在監(jiān)控圖像中，可以精確的指示出超聲觸發(fā)/治療單元作用區(qū)域的位置，使用時(shí)可以精確地觀察到作用區(qū)域的圖像變化，并可及時(shí)進(jìn)行效果評(píng)判。
本發(fā)明裝置可利用超聲波觸發(fā)破壞微泡實(shí)現(xiàn)藥物/基因靶向傳輸，并可進(jìn)行藥物/基因靶向轉(zhuǎn)移的效果評(píng)價(jià)，使診斷、治療和評(píng)定一體化，經(jīng)使用健康的新西蘭大白兔為實(shí)驗(yàn)對(duì)象證明本發(fā)明裝置可以明顯提高藥物/基因的傳輸效率。
一種將微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合用超聲波實(shí)現(xiàn)靶向轉(zhuǎn)移的方法，包括微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合形成攜藥物/基因的微泡造影劑，利用以上所述的超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置中的超聲監(jiān)控單元產(chǎn)生的超聲聲像圖監(jiān)控?cái)y藥物/基因的微泡造影劑靶向轉(zhuǎn)移和定位控釋，即將攜有藥物/基因的微泡造影劑進(jìn)行靜脈注射，當(dāng)超聲監(jiān)控單元監(jiān)控微泡造影劑到達(dá)靶組織顯影后，驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)超聲觸發(fā)/治療單元發(fā)射超聲波破壞微泡，待微泡破壞后，再將超聲波直接作用于靶組織，由計(jì)算機(jī)控制單元控制超聲發(fā)射的功率和時(shí)間，直至藥物/基因達(dá)到定向轉(zhuǎn)移和定位控釋。
優(yōu)選的是，本發(fā)明方法還包括有藥物/基因轉(zhuǎn)移后的效果評(píng)定步驟，即超聲破壞微泡后，計(jì)算機(jī)控制單元通過(guò)圖像采集卡采集到超聲監(jiān)控單元所監(jiān)控到的靶組織的實(shí)時(shí)圖像，傳送給顯示器進(jìn)行顯示，可以實(shí)時(shí)觀察到攜藥物/基因的微泡造影劑到達(dá)靶組織及其轉(zhuǎn)染、表達(dá)的情況，同時(shí)，組織定征模塊中的圖像灰階評(píng)判單元利用超聲監(jiān)控單元產(chǎn)生的超聲圖像的灰階對(duì)比對(duì)作用效果進(jìn)行評(píng)判，根據(jù)灰階值變化情況，若作用前、后的圖像灰階對(duì)比差值小于3-5，認(rèn)為沒(méi)有達(dá)到滿意的效果，則調(diào)整組織定征模塊中設(shè)置的超聲波劑量和作用時(shí)間，控制超聲換能器的功率和作用時(shí)間，繼續(xù)對(duì)靶組織進(jìn)行作用，直至達(dá)到定向轉(zhuǎn)移和定位控釋。
為了精確的控制超聲波的劑量和作用時(shí)間，在驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)超聲觸發(fā)/治療單元發(fā)射超聲波破壞微泡前，在組織定征模塊的功率控制單元、時(shí)間控制單元中設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，然后再發(fā)射超聲波。其中，超聲觸發(fā)/治療單元所設(shè)置的發(fā)射的超聲波頻率范圍為20KHz～2MHz，優(yōu)選1MHz，聲強(qiáng)范圍為0.25～3W/cm2，優(yōu)選0.5W/cm2，作用時(shí)間為0.25～3分鐘，優(yōu)選1分鐘。
本發(fā)明中所涉及的攜藥物/基因的微泡造影劑是將購(gòu)得的造影劑或自制造影劑與基因粘附后所獲得的，外購(gòu)微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合形成攜藥物/基因的微泡造影劑的步驟包括將藥物/基因粘附于微泡造影劑的表面，即將選定的藥物/基因與脂質(zhì)微泡造影劑或白蛋白微泡造影劑按體積以(3～10)∶10的比例混合，利用靜電吸附作用將藥物/基因粘附于微泡表面。
攜藥物/基因的微泡造影劑另一種制作方法采用自制造影劑，其采用自制造影劑制作攜藥物/基因的微泡造影劑的方法包括的步驟為將藥物/基因包裹于微泡內(nèi)，即將低溫下為液態(tài)的氟碳?xì)怏w與藥物/基因按體積以(3～5)∶1混合后，在超聲振蕩作用下形成由脂質(zhì)材料包裹氟碳液體和藥物/基因的微球，在溫度升高至37℃～45℃條件下微球變?yōu)槲⑴荩镁彌_液(比如PBS緩沖液)清洗掉未裹入的藥物/基因，所得到的即為包裹入的攜藥物/基因的微泡造影劑。
所述藥物為腫瘤化療藥物、抗生素或各種蛋白質(zhì)、多肽藥物，所述基因?yàn)檠軆?nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)等，標(biāo)記基因如綠色熒光蛋白基因(GFP)、β-半乳糖苷酶基因。
本發(fā)明方法無(wú)創(chuàng)，簡(jiǎn)便、可反復(fù)使用。


圖1為本發(fā)明超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因及效果評(píng)價(jià)裝置的結(jié)構(gòu)原理框2為本發(fā)明超聲監(jiān)控單元2和超聲觸發(fā)/治療單元3的結(jié)構(gòu)關(guān)系立體圖(外殼水平放置時(shí))圖3為本發(fā)明超聲監(jiān)控單元2和超聲觸發(fā)/治療單元3的結(jié)構(gòu)關(guān)系立體圖(外殼豎立放置時(shí))圖4為本發(fā)明計(jì)算機(jī)控制單元4的結(jié)構(gòu)原理框5A為本發(fā)明超聲微泡攜基因促血管新生的對(duì)照組的數(shù)字減影血管造影5B為本發(fā)明超聲微泡攜基因促血管新生的試驗(yàn)組的數(shù)字減影血管造影中1-靶組織 2-超聲監(jiān)控單元 20-監(jiān)控探頭 3-超聲觸發(fā)/治療單元 30-超聲觸發(fā)/治療頭 4-計(jì)算機(jī)控制單元 41-主機(jī) 42-顯示器 43-組織定征模塊 44-圖像采集卡 45-功率控制單元46-時(shí)間控制單元 47-圖像灰階評(píng)判單元 5-驅(qū)動(dòng)單元 6-冷卻單元7-連接管 8-外殼 9、10、11、12-孔路 13-透聲膜具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
以下實(shí)施例為本發(fā)明的非限定性實(shí)施例。
如圖1所示，本發(fā)明超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置包括有超聲監(jiān)控單元2、超聲觸發(fā)/治療單元3、驅(qū)動(dòng)超聲觸發(fā)/治療單元2發(fā)射超聲波的驅(qū)動(dòng)單元5、計(jì)算機(jī)控制單元4以及冷卻單元6，其中，計(jì)算機(jī)控制單元4分別與超聲監(jiān)控單元2以及超聲觸發(fā)/治療單元3相連，驅(qū)動(dòng)單元5和冷卻單元6分別與超聲觸發(fā)/治療單元3連接。超聲觸發(fā)/治療單元3用以觸發(fā)破壞微泡實(shí)現(xiàn)藥物/基因靶向傳輸以及對(duì)靶組織1進(jìn)行治療，超聲監(jiān)控單元2用以對(duì)靶組織1的治療情況進(jìn)行監(jiān)控。超聲觸發(fā)/治療單元3中包括有超聲觸發(fā)/治療頭30，超聲監(jiān)控單元2中包括有監(jiān)控探頭20。本實(shí)施例中，超聲監(jiān)控單元2采用B超儀。
如圖4所示，計(jì)算機(jī)控制單元4包括主機(jī)41和與主機(jī)41連接的顯示器42。主機(jī)41包括有組織定征模塊43和圖像采集卡44，組織定征模塊43與超聲觸發(fā)/治療單元3相連，圖像采集卡44與超聲監(jiān)控單元2相連。組織定征模塊43包括功率控制單元45和時(shí)間控制單元46和圖像灰階評(píng)判單元47。功率控制單元45和時(shí)間控制單元46在外部同時(shí)與超聲觸發(fā)/治療單元3連接，在內(nèi)部同時(shí)與圖像灰階評(píng)價(jià)單元47連接，圖像灰階評(píng)價(jià)單元47與圖像采集卡44連接。
在功率控制單元45和時(shí)間控制單元46中可以設(shè)置一定的技術(shù)參數(shù)，使得超聲觸發(fā)/治療頭30以一定的功率和作用時(shí)間對(duì)靶組織1進(jìn)行作用，并通過(guò)作用前后對(duì)圖像采集卡44所采集的圖像由圖像灰階評(píng)判單元47進(jìn)行適時(shí)的圖像灰階對(duì)比，若作用前、后的圖像灰階對(duì)比差值小于3-5，則由功率控制單元45和時(shí)間控制單元46分別對(duì)功率和時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，繼續(xù)對(duì)靶組織1進(jìn)行作用，直到達(dá)到滿意的效果。
其中，超聲觸發(fā)/治療單元3所發(fā)射的超聲波為聚焦/不聚焦的治療/診斷用超聲波，該超聲波為脈沖波或連續(xù)波，頻率可為20KHz～2MHz、強(qiáng)度可為0.25-3W/cm2。
超聲監(jiān)控單元2的監(jiān)控探頭20(即B超探頭)和超聲觸發(fā)/治療單元3中的超聲觸發(fā)/治療頭30結(jié)合為一體。如圖2、3所示，超聲觸發(fā)/治療頭30中部有監(jiān)控探頭20可以通過(guò)的孔路，監(jiān)控探頭20固定在該孔路中。
如圖2、3所示，超聲觸發(fā)/治療單元3的外部包圍有外殼8，超聲觸發(fā)/治療頭30和外殼8由螺釘通過(guò)孔路10固定在一起，監(jiān)控探頭20下部有一連接管7，螺釘通過(guò)孔路11將外殼8和連接管7固定，這樣，外殼8就將超聲觸發(fā)/治療頭30和監(jiān)控探頭20固定成為一體。外殼8中提供超聲觸發(fā)/治療頭30與驅(qū)動(dòng)單元5及計(jì)算機(jī)控制單元5連接用電纜的孔路12，孔路12同時(shí)也是與冷卻單元6相通的冷卻通道。連接管7中還安裝有超聲監(jiān)控單元2與計(jì)算機(jī)控制單元4連接的電纜。
如圖3所示，超聲觸發(fā)/治療頭30中包括有超聲換能器，超聲換能器上開(kāi)有孔路9用作該超聲換能器的進(jìn)水和排除通道，超聲觸發(fā)/治療頭30端部通過(guò)粘接或其它方式固定有透聲膜13。
使用本發(fā)明裝置時(shí)，監(jiān)控探頭20和超聲觸發(fā)/治療頭30沿著靶組織1的方向運(yùn)動(dòng)，超聲觸發(fā)/治療頭30發(fā)射超聲波觸發(fā)破壞微泡實(shí)現(xiàn)藥物/基因靶向傳輸并對(duì)靶組織1進(jìn)行治療。
在將本發(fā)明裝置用于實(shí)施超聲波破壞微泡實(shí)現(xiàn)藥物/基因靶向轉(zhuǎn)移效果時(shí)，首先需要將微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合，形成攜藥物/基因的微泡造影劑，通過(guò)外周血管注射攜藥物/基因的微泡造影劑，再利用超聲監(jiān)控單元2中產(chǎn)生的超聲聲像圖監(jiān)控?cái)y藥物/基因的微泡造影劑靶向轉(zhuǎn)移和以超聲破壞攜藥物/基因的微泡，使微泡在特定組織進(jìn)行定位釋放，具體的方法是按照以下步驟進(jìn)行的(1)將藥物/基因粘附于微泡造影劑的表面將選定的藥物/基因與脂質(zhì)微泡造影劑按體積以(3～10)∶10的比例混合(即使混合物中藥物/基因的量約為0.1～1mg/ml)，利用靜電吸附作用將藥物/基因粘附于微泡表面，制成將藥物/基因粘附于表面的微泡造影劑；或?qū)⑺幬?基因包裹于微泡內(nèi)將低溫下為液態(tài)的氟碳?xì)怏w與藥物/基因按體積以(3～5)∶1混合后，在超聲振蕩作用下形成由脂質(zhì)材料包裹氟碳液體和藥物/基因的微球，在溫度升高至37℃～45℃條件下變?yōu)槲⑴荩肞BS緩沖液清洗掉未裹入的基因，所得到的即為包裹入的攜藥物/基因的微泡造影劑；(2)再利用超聲監(jiān)控單元2中產(chǎn)生的超聲聲像圖監(jiān)控?cái)y藥物/基因的微泡造影劑靶向轉(zhuǎn)移和定位控釋在組織定征模塊43的功率控制單元45中設(shè)置聲強(qiáng)參數(shù)為0.5W/cm2、頻率為1MHz，時(shí)間控制單元46中設(shè)定作用時(shí)間為1分鐘，再將攜藥物/基因的微泡造影劑進(jìn)行靜脈注射，用超聲監(jiān)控單元2(B超儀)的聲像圖監(jiān)控造影劑到達(dá)靶組織1顯影后，驅(qū)動(dòng)單元5驅(qū)動(dòng)超聲觸發(fā)/治療單元3的超聲觸發(fā)/治療頭30發(fā)射超聲波破壞微泡，微泡破壞后的“空化效應(yīng)”、“聲孔效應(yīng)”可致微血管破裂、細(xì)胞膜產(chǎn)生聲孔，可使基因在靶組織1的轉(zhuǎn)染率明顯提高；(3)藥物/基因轉(zhuǎn)移后的效果評(píng)定的步驟超聲破壞微泡后，組織定征模塊43中的圖像灰階評(píng)判單元47利用圖像采集卡44所采集的圖像信息在顯示器中所顯示的攜基因的微泡造影劑到達(dá)靶組織及其轉(zhuǎn)染、表達(dá)的情況的圖像灰階對(duì)比，根據(jù)圖像灰階值變化情況，若作用前、后的圖像灰階對(duì)比差值小于3～5時(shí)，則適當(dāng)調(diào)整功率控制單元45和時(shí)間控制單元46中的相關(guān)參數(shù)，繼續(xù)對(duì)靶組織1進(jìn)行作用，直到達(dá)到定向轉(zhuǎn)移和定位控釋的目的。
在本發(fā)明工作的整個(gè)過(guò)程中，由冷卻單元6提供冷卻水冷卻超聲觸發(fā)/治療單元3所產(chǎn)生的熱量。
圖5A、5B所示為超聲微泡攜藥物/基因具有顯著的促血管新生效果對(duì)比圖。
具體實(shí)驗(yàn)如下以健康的新西蘭大白兔為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，其體重為2.5～3kg，速眠新肌肉麻醉(0.1～0.15ml/kg)，用8％Na2S脫毛，仰臥固定于操作臺(tái)上，行左下肢股動(dòng)脈及其分支結(jié)扎術(shù)，造成下肢閉塞性血管病模型。造模成功后隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組為超聲微泡處理組(A)，對(duì)照包括空白對(duì)照組(B)，單純超聲輻照組(C)、單純微泡處理組(D)。實(shí)驗(yàn)中所用的微泡為白蛋白微泡造影劑，造影劑濃度為8.3×108個(gè)/ml，微泡大小為2.7±0.8μm。A組即造模成功后采用局部輸入白蛋白微泡和pcDNA3.1/VEGF165質(zhì)粒的混合物，其中含有pcDNA3.1/VEGF165質(zhì)粒25μg，并用超聲波輻照，其參數(shù)為發(fā)射頻率1MHz，聲強(qiáng)為2.0W/cm2，輻照1min；B組不采用超聲和微泡處理，為空白對(duì)照組。C組不用微泡的前提下單純采用超聲輻照，其參數(shù)同A組；D組為單純微泡處理組即造模成功后采用骨骼肌局部輸入pcDNA3.1/VEGF165質(zhì)粒25μg，不采用超聲輻照。術(shù)后4周腹主動(dòng)脈內(nèi)插管，加壓1s內(nèi)注入76％泛影葡胺造影劑2mL，采用連續(xù)電影攝影記錄造影結(jié)果，攝影速度25禎/s，觀察新生血管和側(cè)枝循環(huán)的形成狀況，結(jié)果顯示對(duì)照組骨骼肌新生血管數(shù)較少(如圖5A所示)，而實(shí)驗(yàn)組即超聲微泡處理組骨骼肌新生血管數(shù)明顯增多(如圖5B所示)。表明超聲破壞攜VEGF165基因微泡能顯著促進(jìn)缺血骨胳肌的血管新生。
微泡造影劑可為自制造影劑，也可為直接購(gòu)買的微泡造影劑如意大利生產(chǎn)的Sonovue，美國(guó)生產(chǎn)的Optison、Albunex，德國(guó)生產(chǎn)的Levovist等產(chǎn)品或自制的聲學(xué)造影劑。將購(gòu)得的微泡造影劑或自制造影劑用于與藥物/基因粘附，并可在微泡表面連接上針對(duì)特定組織抗原的相應(yīng)抗體或針對(duì)特定受體的配體，可大大提高微泡的靶向作用。如抗CD34、抗ICAM、抗E-選擇素、抗P-選擇素等，將各種抗體在聲振過(guò)程中混合入液體中，形成具有靶向作用的超聲微泡造影劑。
本發(fā)明方法所涉及的基因?yàn)榭色@得的現(xiàn)有基因，各種生長(zhǎng)因子如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)等；標(biāo)記基因如綠色熒光蛋白基因(GFP)、β-半乳糖苷酶基因等。適合本實(shí)施的藥物包括一切有生物活性的物質(zhì)如腫瘤化療藥物、抗生素以及各種蛋白質(zhì)、多肽藥物等。
權(quán)利要求
1.一種超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置，其特征在于該裝置包括超聲觸發(fā)/治療單元、超聲監(jiān)控單元、與超聲觸發(fā)/治療單元連接的驅(qū)動(dòng)單元、分別與超聲監(jiān)控單元及超聲觸發(fā)/治療單元連接的計(jì)算機(jī)控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置，其特征在于該計(jì)算機(jī)控制單元包括有主機(jī)、與主機(jī)連接的顯示器，主機(jī)的中央處理器連接有用于對(duì)藥物/基因的傳輸進(jìn)行控制的組織定征模塊和圖像采集卡，組織定征模塊與超聲觸發(fā)/治療單元相連，圖像采集卡與超聲監(jiān)控單元相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置，其特征在于所述組織定征模塊包括分別與超聲觸發(fā)/治療單元相連的功率控制單元和時(shí)間控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置，其特征在于所述組織定征模塊還包括有與圖像采集卡相連的用于評(píng)定藥物/基因靶向傳輸效果的圖像灰階評(píng)判單元，所述功率控制單元和時(shí)間控制單元分別與圖像灰階評(píng)判單元相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置，其特征在于該裝置還包括有與超聲觸發(fā)/治療單元連接的冷卻單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置，其特征在于所述超聲監(jiān)控單元采用B超儀。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置，其特征在于超聲監(jiān)控單元和超聲觸發(fā)/治療單元固定在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置，其特征在于超聲觸發(fā)/治療單元中部有孔路，超聲監(jiān)控單元中的監(jiān)控探頭穿過(guò)該孔路與超聲觸發(fā)/治療單元中的超聲觸發(fā)/治療頭固定在一起。
9.一種利用權(quán)利要求1-8之一所述的超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置將微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合用超聲波實(shí)現(xiàn)靶向轉(zhuǎn)移的方法，包括微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合形成攜藥物/基因的微泡造影劑，利用超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置中的超聲監(jiān)控單元產(chǎn)生的超聲聲像圖監(jiān)控?cái)y藥物/基因的微泡造影劑靶向轉(zhuǎn)移和定位控釋，即將攜有藥物/基因的微泡造影劑進(jìn)行靜脈注射，當(dāng)超聲監(jiān)控單元監(jiān)控微泡造影劑到達(dá)靶組織顯影后，驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)超聲觸發(fā)/治療單元發(fā)射超聲波破壞微泡，待微泡破壞后，再將超聲波直接作用于靶組織，由計(jì)算機(jī)控制單元控制超聲發(fā)射的功率和時(shí)間，直至藥物/基因達(dá)到定向轉(zhuǎn)移和定位控釋。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的將微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合用超聲波實(shí)現(xiàn)靶向轉(zhuǎn)移的方法，其特征在于該方法還包括有藥物/基因轉(zhuǎn)移后的效果評(píng)定步驟，即超聲破壞微泡后，計(jì)算機(jī)控制單元通過(guò)圖像采集卡采集到超聲監(jiān)控單元所監(jiān)控到的靶組織的實(shí)時(shí)圖像，傳送給顯示器進(jìn)行顯示，可以觀察到攜藥物/基因的微泡造影劑到達(dá)靶組織及其轉(zhuǎn)染、表達(dá)的情況，同時(shí)，組織定征模塊中的圖像灰階評(píng)判單元利用超聲監(jiān)控單元產(chǎn)生的超聲圖象的灰階對(duì)比對(duì)作用效果進(jìn)行評(píng)判，根據(jù)作用效果評(píng)判的結(jié)果調(diào)整組織定征模塊中設(shè)置的超聲相關(guān)參數(shù)，繼續(xù)對(duì)靶組織進(jìn)行作用，直至達(dá)到定向轉(zhuǎn)移和定位控釋。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的將微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合用超聲波實(shí)現(xiàn)靶向轉(zhuǎn)移的方法，其特征在于超聲觸發(fā)/治療單元中所設(shè)置的發(fā)射的超聲波頻率范圍為20KHz～2MHz、聲強(qiáng)范圍為0.25～3W/cm2，作用時(shí)間為0.25～3分鐘。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的將微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合用超聲波實(shí)現(xiàn)靶向轉(zhuǎn)移的方法，其特征在于微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合形成攜藥物/基因的微泡造影劑的步驟包括將藥物/基因粘附于微泡造影劑的表面，即將選定的藥物/基因與脂質(zhì)微泡造影劑按體積以(3～10)∶10的比例混合，利用靜電吸附作用將藥物/基因粘附于微泡表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的將微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合用超聲波實(shí)現(xiàn)靶向轉(zhuǎn)移的方法，其特征在于微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合形成攜藥物/基因的微泡造影劑的步驟包括將藥物/基因包裹于微泡內(nèi)，即將低溫下為液態(tài)的氟碳?xì)怏w與藥物/基因按體積以(3～5)∶1混合后，在超聲振蕩作用下形成由脂質(zhì)材料包裹氟碳液體和藥物/基因的微球，在溫度升高至37℃～45℃條件下微球變?yōu)槲⑴?，用緩沖液清洗掉未裹入的藥物/基因，所得到的即為包裹入的攜藥物/基因的微泡造影劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的將微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合用超聲波實(shí)現(xiàn)靶向轉(zhuǎn)移的方法，其特征在于微泡造影劑與藥物/基因粘附形成攜藥物/基因的微泡造影劑，在微泡表面連接上針對(duì)特定組織抗原的相應(yīng)抗體或針對(duì)特定受體的配體，將各種抗體在聲振過(guò)程中混合入液體中，形成具有靶向作用的超聲微泡造影劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的將微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合用超聲波實(shí)現(xiàn)靶向轉(zhuǎn)移的方法，其特征在于所述藥物為腫瘤化療藥物、抗生素或各種蛋白質(zhì)、多肽藥物，所述基因?yàn)檠軆?nèi)皮生長(zhǎng)因子、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置和一種將微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合用超聲波實(shí)現(xiàn)靶向轉(zhuǎn)移的方法，一種超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因及效果評(píng)價(jià)裝置和將微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合用超聲波實(shí)現(xiàn)靶向轉(zhuǎn)移的方法。該超聲微泡靶向定位控釋藥物/基因裝置包括超聲觸發(fā)/治療單元、與超聲觸發(fā)/治療單元連接的驅(qū)動(dòng)單元及超聲監(jiān)控單元，該裝置還包括計(jì)算機(jī)控制單元，其包括有主機(jī)、顯示器，主機(jī)中連接有用于評(píng)定藥物/基因靶向傳輸效果的組織定征模塊和圖像采集卡。一種將微泡造影劑與藥物/基因結(jié)合用超聲波實(shí)現(xiàn)靶向轉(zhuǎn)移的方法。本發(fā)明可利用超聲波觸發(fā)破壞微泡實(shí)現(xiàn)藥物/基因靶向傳輸，并可進(jìn)行藥物/基因靶向轉(zhuǎn)移的效果評(píng)價(jià)，使診斷、治療和評(píng)定一體化。
文檔編號(hào)A61K47/00GK101028524SQ20061005670
公開(kāi)日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2006年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者王志剛, 冉海濤, 許川山, 張群霞, 凌智瑜, 鄭元義, 燕思源 申請(qǐng)人:重慶融海超聲醫(yī)學(xué)工程研究中心有限公司