为什么一项古老的技术会引发新的热议?为现代医学利用现有技术的潜力。
丹尼尔•弗里德里希•Minnetronix医疗
可逆电穿孔是利用电场打开细胞壁上的小孔,允许药物、DNA或其他“货物”进入细胞,特别是允许化学大分子的运输和DNA疫苗和定制的基因疗法的运输。
自电穿孔技术发明以来的40年里,它已成为生物科学的主要技术。然而,直到最近,当涉及到体内(人体临床)电穿孔时,人们才产生了广泛的兴趣。与其他输送载体和载体相比,电穿孔是一种特别优雅的生物问题工程解决方案,提供安全、方便和有效的广泛的货物输送。
就像任何新技术一样,它的普及一直很缓慢。适应这种新模式的公司将站在实现这种技术的深刻好处的最前沿。
电穿孔疗法的最新进展
事实上,电穿孔基因疗法和核酸疫苗是转变范式技术的主要竞争者。
COVID-19清楚地表明,需要快速开发无需冷链储存即可运输的疫苗。这种DNA疫苗的电穿孔递送引起了广泛的关注和强有力的资助。在这一领域工作的公司已经筹集了大量资金,数百项临床试验正在进行中。
目前正在研究使用电穿孔疗法治疗的疾病包括各种肿瘤、几种病毒性传染病,甚至一些退行性疾病。这些疾病的样本包括晚期黑色素瘤;艾滋病毒;拉沙热;湿性黄斑变性;人乳头瘤病毒引起的宫颈癌、头颈部癌症;前列腺癌;某些乳腺癌;和更多。
有了如此强大的针对多种癌症、传染病甚至退行性疾病的疾病特异性药物管道,很容易看到这项技术必将产生的深远的健康(和经济)影响。
电穿孔是如何工作的
使用电穿孔作为传递载体是相当简单的。例如,目前正在进行的试验中,用标准的皮下注射针和注射器向肌肉内注射药物,然后进行电穿孔应用,这会导致细胞形成暂时的孔隙,极大地增加最终进入细胞内的药物体积。
在这种情况下,电穿孔应用包括使用一个单独的设备(看起来像电动牙刷),它有一对针,刺穿注射部位附近的皮肤,并施加一系列电脉冲。这个过程只需要几秒钟。根据具体情况,它可以为患者产生轻微的嗡嗡声,但在其他方面是良性的。
在其他设备中,注射针也被用作电穿孔电路的一部分,这使得一个更复杂的输送设备,但消除了管理的可变性。
体内电穿孔的机遇与挑战
目前最常见的体内电穿孔应用是使用针电极在肿瘤内或肌肉内给药电穿孔脉冲。然而,研究表明,有能力使用“桨”型电极(甚至不需要刺穿皮肤)或表面电极,例如,用于腔内或手术应用的柔性导管。随着电穿孔技术的成熟,我们很可能会在这个领域看到更多的创新。
研制一种体内电穿孔装置需要同时考虑生物和机电因素。电穿孔的临床疗效取决于获得特定的电场强度,而电场强度受组织或样品阻抗的影响。专业的测量设备和协议提高了精度和性能,这就是为什么经验丰富的设计合作伙伴是无价的。此外,像任何医疗设备一样,这样的系统必须设计成安全、有效和符合法规的。
今天,体内电穿孔似乎是一种利基工具,但如果历史有任何指导意义,它可能很快就会加入自动注射器和智能吸入器等技术的行列,这些技术是不可或缺的医疗设备,利用电力学来改善药物输送,对患者产生深远的影响。
Daniel Friedrichs博士领导开发工程工作 Minnetronix医疗 用于手术能量设备的商业化,包括体内电穿孔系统和其他基于能量的医疗、手术和药物输送疗法。他有超过35项专利,并与广泛的客户网络合作,寻求将各种技术商业化。本文仅代表作者个人观点,并不代表MedicalDesignandOutsourcing.com或其员工的观点。