[发明专利]用于原位皮肤基因转移的电子微针集成体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子微针集成体以及该电子微针集成体的制备方法，在该电子微针集成体中将可溶解的微结构和电穿孔电极集成为一个结构用于在治疗部位进行透皮基因输送。

背景技术

基因输送(基因转移、输送)和基因疗法的目的是通过将外来基因导入人体内替换具有缺陷细胞的基因，或者通过导入需要的基因来提供特别的功能以治疗疾病或研究治疗模型。特别地，由于皮肤的易接近性和易于监测性，以及其中存在各种皮内免疫细胞，因此皮肤的基因转移和基因疗法备受关注，然而，在将外来基因有效输入皮肤靶细胞及其稳定表达的输送技术(基因输送系统)的研究中，基因渗透和导入生物壁，即皮肤最外层的角质层，以及细胞膜，都是待解决的问题。

依据基因和治疗位置作为合适的输送系统而具备高稳定性的非病毒化学-物理方法越来越受关注，其中，Genetronics公司提出的是一种电穿孔方法，在该方法中，基因的细胞内转染通过电场脉冲暂时增加活体内细胞膜的渗透率来实施(PCT申请，WO99/062592“用于体外基因治疗的流通电穿孔系统”)。然而，因为用于基因的细胞内转染的电穿孔需要细胞内的电场脉冲位置存在足够的基因浓度，为此，需要另外的通常使用注射处理的透皮输送装置，因为这样，所述非集成系统不能获得针对原位治疗位置的有效皮内基因输送。因此，人们提出一种在原位治疗位置进行透皮输送和细胞内基因导入的集成系统，其重点在于透皮输送装置和用于细胞内基因输送的电穿孔间的有效集成。

美国的BTX公司提出了一种系统，在该系统内，将使用注射处理的透皮输送和使用电穿孔的细胞内基因输送方法集成在一个装置上(美国授权专利No.5273525，名称“用于药物和基因输送的注射和电穿孔装置”)，以在治疗位置进行透皮基因输送。然而，使用注射处理的透皮输送会引起皮内刺激和疼痛，此外，基因在精细皮肤薄膜中的精确释放是有限的。

约翰·霍普金斯大学提出了一种集成了基因枪和电穿孔的电穿孔基因枪(US专利公开No.20090030364，名称“电穿孔基因治疗枪系统”)，然而，对于基因枪来说，在治疗位置的精确透皮输送同样是有限的。因此，本领域需要一种新的用于在治疗位置进行透皮基因输送的集成有电穿孔的透皮输送装置，而作为精确、有效和无痛的透皮输送装置，微针受到关注。

通常，微针具有微米尺寸的直径和长度，穿透皮肤时没有疼痛，使用微针的药物输送用于局部皮内释放，而不是在例如血管或淋巴管的循环系统中释放。Talon Biotech提出了一种系统，在该系统内集成了基因涂布的微针和电穿孔电极(“Smallpox DNA vaccine delivered by novel skin electroporation device protects mice against intranasal poxvirus challenge(通过新的皮肤电穿孔装置输送的天花DNA疫苗保护老鼠抵抗鼻内痘病毒的挑战)”，Vaccine25，1814-1823，2007)，然而，由于涂布微针载荷的基因量有限，其进行皮内基因释放的量是有限的，因此透皮基因输送效率最终很低。

因此，需要提供一种在治疗位置能进行有效透皮基因输送的系统，在该系统内集成有比涂布微针更有效载荷基因的可溶解微针和电穿孔电极。然而，使用制备可溶解微针的常规成形方法即微浇铸法，很难制备将可溶解微针和电穿孔电极集成到一个结构中的单片集成体。

发明内容

技术问题

因此，本发明的目的是提供一种电子微针集成体以及该电子微针集成体的制备方法，在该电子微针集成体中，可溶解微针和电穿孔电极被集成为一体，可以在原位治疗位置进行集中和有效的用于透皮基因输送和细胞内基因输送的皮内基因释放。

技术方案

为了完成所述目的，根据本发明的电子微针集成体包括电穿孔电极和微针；所述电穿孔电极与人体皮肤接触以施加电场脉冲，包括基础部件和从该基础部件上伸出来的多个电极部件；所述微针粘着在每个电极部件上并插入人体皮肤中，包含生物相容性和可生物降解的粘性材料和遗传物质；其中所述微针在皮肤内降解，并且所述电场脉冲通过电穿孔电极被施加在微针插入的位置。

根据本发明的电子微针集成体的制备方法包括：制备包括基础部件和从该基础部件上伸出来的多个电极部件的电穿孔电极，通过混合生物相容性和可生物降解的粘性材料和遗传物质制备混合组合物，和通过将液态的混合组合物供给到电极部件上并使其凝固来形成微针。