Dispositivo y método para electroporación in vivo de aguja única.

Un electrodo (10) de aguja única para electroporación reversible de tejido in vivo, que comprende:

a. un tubo de entrega hueco alargado capaz de penetrar un tejido corporal, en el que el tubo de entrega comprende al menos un ánodo y al menos un cátodo

(21a, 21b, 31a, 31b, 41, 42, 51a, 51b, 90, 101) dispuestos en al menos una parte de una superficie exterior de dicho tubo de entrega; y

b. conductos que pueden ser eléctricamente conductores capaces de conectar dicho ánodo y dicho cátodo (21a, 21b, 31a, 31b, 41, 42, 51a, 51b, 90, 101) a una fuente de energía eléctrica;

caracterizado por que el ánodo y el cátodo son alargados y están separados y eléctricamente aislados unos de otros y situados paralelos uno con respecto al otro, y además caracterizado por que el tubo de entrega es una aguja con aberturas que tiene puertos u orificios de entrega a lo largo de la longitud de la aguja, en el que cuando dicho tubo de entrega es insertado en el tejido y cuando dicho ánodo o ánodos y dicho cátodo o cátodos (21a, 21b, 31a, 31b, 41, 42, 51a, 51b, 90, 101) son excitados por dicha fuente de energía, se genera un campo eléctrico para la electroporación de células de manera reversible en una zona de tratamiento que rodea a dicho tubo de entrega de modo que permita que dichas células admitan un ingrediente activo en una composición fluida entregada a través de dicho tubo de entrega.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2008/006311.

Solicitante: Inovio Pharmaceuticals, Inc.

Inventor/es: MATHIESEN,IACOB, TJELLE,TORUNN ELISABETH, KJEKEN,RUNE, MCHUGH,GEORGE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > ELECTROTERAPIA; MAGNETOTERAPIA; RADIOTERAPIA; TERAPIA... > Electroterapia; Circuitos correspondientes (A61N... > A61N1/30 (Aparatos de iontoforesis o de electroforesis)

PDF original: ES-2513218_T3.pdf

 

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Dispositivo y método para electroporación in vivo de aguja única.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo y método para electroporación in vivo de aguja única

Este invento se refiere a la electroporación de células in vivo, particularmente células de tejidos de un paciente. Más específicamente, el invento se refiere a nuevos dispositivos y métodos para entregar moléculas a células situadas en, 5 cerca y/o junto a un lugar de huella o traza de inserción predeterminado de un electrodo de aguja única. Aún más específicamente, el invento se refiere a la entrega por electroporación de sustancias a células a lo largo y en la proximidad de la huella de la aguja hecha por inserción del electrodo desde la superficie de un tejido y al tejido a una profundidad de desde aproximadamente 3 milímetros a aproximadamente 3 cm, cuyos tejidos pueden comprender cualesquiera tejidos, incluyendo sin limitación la piel, epidermis, dermis, hipodermis, tejido conectivo, musculatura 1 estriada y lisa a través de todas las capas de tejido del cuerpo, mucosa, y órganos.

Antecedentes del invento

La siguiente descripción incluye información que puede ser útil en la comprensión del presente invento. No es un reconocimiento que cualquiera de tales informaciones es técnica anterior, o relevante, a las invenciones actualmente reivindicadas, o que cualquier publicación específica o implícitamente referenciada es técnica anterior.

La electroporación ha sido aplicada para entregar moléculas a tejidos sub-superficiales utilizando distintos diseños de múltiples electrodos tales como agrupaciones de dos o más electrodos que típicamente son diseñados como electrodos de aguja para su inserción en dicho tejido. Generalmente, tales agrupaciones definen una zona de tratamiento que se encuentra entre los electrodos de aguja de la agrupación. Tales zonas de tratamiento comprende por ello un volumen tridimensional de tejido en el que células dentro de la zona de tratamiento son expuestas a un campo eléctrico de una 2 intensidad suficiente para causar una formación de poros temporal o reversible, o incluso a veces una formación de poros irreversible, de las membranas de las células a aquellas células que se encuentran dentro y o cerca del volumen tridimensional.

Prácticas corrientes para electroporar células en tejido incluyen el uso de tensiones o voltajes significativos con el fin de impartir a través de la zona de tratamiento tridimensional un campo eléctrico relativamente uniforme. Por "relativamente 25 uniforme" se quiere decir que las lineas eléctricas de fuerza coincidentes con la aplicación de un impulso eléctrico bastan para causar la formación de poros son impartidas a través de las células algo uniformemente a través de todo el volumen de la zona de tratamiento tridimensional. Últimamente, un gran número de agujas de electrodo combinadas con grandes volúmenes de inyección y campos eléctricos elevados han sido necesarios para asegurar un solapamiento suficiente entre un medicamento inyectado y el volumen de tejido que experimenta el campo eléctrico ya que típicamente, el bolo 3 de inyección que es entregado a los tejidos se distribuye rápidamente desde la zona de inyección. El uso de campos eléctricos elevados y grandes agrupaciones de electrodos tiene varios inconvenientes. Por ejemplo, el uso de muchas agujas y un campo eléctrico elevado (tensiones) provoca más dolor mientras que el volumen de inyección elevado hace difícil controlar la dosificación ya que causa residuos del medicamento (la mayor parte del medicamento no está llegando a las células ya que estará fuera de la zona de tratamiento). También, el uso de tales dispositivos de múltiples agujas es 35 engorroso y una causa de aprehensión desde el punto de vista del paciente.

El documento US 6778853 describe un dispositivo para manipular una molécula in vivo con relación a un tejido objetivo incluyendo al menos un miembro alargado que tiene al menos dos electrodos activables discreta y separadamente separados por un material aislante interpuesto entre ellos.

Además del aspecto invasivo de un dispositivo con múltiples agujas, las técnicas típicas de electroporación, como se ha 4 establecido antes, dan como resultado la variabilidad de electroporación de las celdas dentro de una zona de tratamiento. Este es un inconveniente para el uso médico de la electroporación porque la dispersión de las moléculas de tratamiento del bolo inyectado en el tejido circundante da como resultado pérdida de control en cuanto a la cantidad de tal molécula de tratamiento que es últimamente transferida a las células dentro de la zona de tratamiento por el evento de electroporación. Así, existe una necesidad en las técnicas de electroporación para un dispositivo y método para estrechar 45 o refinar el control sobre la "dosificación" de moléculas de tratamiento en lugares de entrega específicos y bien definidos dentro del tejido de un paciente. De modo similar, existe aún una necesidad en la técnica para metodologías y dispositivos que puedan electroporar con menos consecuencias invasivas e Impartir menos dolor desde el impulso de campo eléctrico empleado en la entrega de sustancias terapéuticas a distintos tejidos incluyendo piel, músculo, mucosa y órganos.

Resumen del invento

El objeto para el que se desea protección es como se ha definido en las reivindicaciones.

En un primer aspecto, este invento proporciona medios para la electroporación de células in situ, particularmente células que están situadas subcutánea, intradérmica, subdérmica y/o intramuscularmente (particularmente músculo esquelético estriado, músculo estriado bajo la piel, músculo cardíaco, y músculo liso). En este aspecto, el invento proporciona medios 55 para la electroporación de células cercanas y/o adyacentes a la huella hecha por inserción de un electrodo de aguja única alargado en el tejido. En realizaciones preferidas, las células que resultan electroporadas utilizando el dispositivo

del invento son las situadas dentro de un radio desde la huella de la aguja en cualquier parte desde entre , mm a aproximadamente 5 mm o Incluso 6 mm de modo que comprenden una zona de tratamiento generalmente cilindrica Impartido por el nuevo diseño de electrodo y pulsación del campo eléctrico Impartido al tejido por el electrodo de aguja única cuando es excitado por una alimentación de corriente.

El Invento proporciona medios para cualquier disposición estructural adecuada del ánodo o ánodos y cátodo o cátodos en un electrodo de aguja única de acuerdo con el Invento tal que hay al menos dos conductores eléctricamente opuestos eléctricamente conductores (es decir al menos un ánodo y al menos un cátodo) situados en asociación con un único vástago alargado, cuyo propio vástago está construido para ser eléctricamente inerte. En una realización dicho electrodo de aguja única puede comprender ánodos y cátodos y un material eléctricamente inerte, tal como plástico o pollcarbonato aceptable médicamente, que llena el espacio entre los ánodos y cátodos o un revestimiento eléctricamente Inerte sobre un material rígido alargado que en sí mismo es eléctricamente conductor, tal como una aguja hipodérmica metálica. En una realización preferida el vástago sobre el que están situados los ánodos y los cátodos puede tener dimensiones en sección transversal de entre aproximadamente ,5 mm a aproximadamente 1,5 mm.

El electrodo de aguja única comprende una combinación de ánodo y un cátodo alargados opuestos que perforan el tejido espaciados y eléctricamente aislados uno de otro pero sin material inerte entre ellos. En tal realización el ánodo y el cátodo espaciados discurren sustancialmente paralelos entre sí teniendo cada uno un extremo distal y un extremo proximal y estando posicionados uno con relación al otro de tal manera... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un electrodo (1) de aguja única para electroporación reversible de tejido in vivo, que comprende:

a. un tubo de entrega hueco alargado capaz de penetrar un tejido corporal, en el que el tubo de entrega comprende al menos un ánodo y al menos un cátodo (21a, 21b, 31a, 31b, 41, 42, 51a, 51b, 9, 11) dispuestos en al menos una parte de una superficie exterior de dicho tubo de entrega; y

b. conductos que pueden ser eléctricamente conductores capaces de conectar dicho ánodo y dicho cátodo (21a, 21b, 31a, 31b, 41, 42, 51a, 51b, 9, 11) a una fuente de energía eléctrica;

caracterizado por que el ánodo y el cátodo son alargados y están separados y eléctricamente aislados unos de otros y situados paralelos uno con respecto al otro, y además caracterizado por que el tubo de entrega es una aguja con aberturas que tiene puertos u orificios de entrega a lo largo de la longitud de la aguja, en el que cuando dicho tubo de entrega es insertado en el tejido y cuando dicho ánodo o ánodos y dicho cátodo o cátodos (21a, 21b, 31a, 31b, 41, 42, 51a, 51b, 9, 11) son excitados por dicha fuente de energía, se genera un campo eléctrico para la electroporación de células de manera reversible en una zona de tratamiento que rodea a dicho tubo de entrega de modo que permita que dichas células admitan un ingrediente activo en una composición fluida entregada a través de dicho tubo de entrega.

2. El dispositivo según la reivindicación 1 en el que dicho tubo de entrega comprende una aguja hipodérmica dimensionada al calibre de una aguja de inyección seleccionada del grupo que consiste de calibre 2, calibre 21, calibre 22, calibre 23, calibre 24, calibre 25, calibre 26, calibre 27, calibre 28 y calibre 29.

3. El dispositivo según la reivindicación 2 en el que dicho tubo de entrega tiene una longitud de entre 3 mm y 1,5 cm.

4. El dispositivo según la reivindicación 2 en el que dicho tubo de entrega tiene una longitud de entre 1, y 3 cm.

5. El dispositivo según la reivindicación 1 en el que dicho tubo de entrega está aislado eléctricamente de cada ánodo y cátodo (21a, 21b, 31a, 31b, 41,42, 51a, 51b, 9, 11).

6. El dispositivo según la reivindicación 5 en el que dicho ánodo y dicho cátodo (31a, 31b, 41, 42) están enrollados en hélice alrededor de dicho tubo al tiempo que mantienen una relación paralela entre sí en un plano en hélice alrededor de dicho tubo de entrega.

7. El dispositivo según la reivindicación 1 que comprende un depósito expandióle o contraíble.

8. El dispositivo según la reivindicación 7 en el que dicho depósito tiene una capacidad de volumen variable seleccionada del grupo que consiste de , a ,5 mi, , a 1 mi, , a 3 mi, y , a 5 mi.

9. El dispositivo según la reivindicación 1 que comprende además una fuente de energía eléctrica en que dicha fuente de energía eléctrica es un generador de impulsos de electroporación.

1. El dispositivo según la reivindicación 1 en el que dicho tejido comprende un tipo de tejido corporal u órgano seleccionado del grupo que consiste de piel, tejido subcutáneo, tejido intradérmico, tejido subdérmico, músculo esquelético, músculo estriado, músculo liso, órganos, corazón, seno, pulmón, páncreas, hígado, bazo y mucosa.

11. El dispositivo según la reivindicación 9 en el que dicha fuente de energía eléctrica es suministrada por un generador que es pulsatorio de tal modo que la tensión nominal por impulsos sea de entre 1 a 2 V.

12. El dispositivo según la reivindicación 9 en el que dicho generador es pulsatorio a una corriente constante del orden de desde 1 a 1 mA.

13. El dispositivo según la reivindicación 12 en el que dicho margen de corriente constante es seleccionado del grupo que consiste de entre 1 y 4, 25 y 1, 5 y 15, 125 y 2,175 y 25, 225 y 3, 25 y 3, 3 y 4, 4-6, y 6 a 1 mA.

14. El dispositivo según la reivindicación 9 en el que dicho generador es pulsatorio a una frecuencia seleccionada de entre el margen de 1 a 1. Hz.

15. El dispositivo según la reivindicación 9 en el que dicho generador es pulsatorio a una duración de tiempo de entre aproximadamente ,1 ps a 1 ms.