[发明专利]一种超声声场适形的基因转染装置

说明书

本申请提供了一种超声声场适形的基因转染装置，包括：超声换能器(1)，用于发射超声波；超声声场适形器(2)，用于容纳基因、细胞和超声响应颗粒的复合物，所述超声声场适形器(2)的形状以及大小根据所述超声波的声场进行确定；焦距适配器(3)，用于将所述超声声场适形器(2)固定于预设位置，所述预设位置根据所述超声波的声场位置进行确定。本申请提供的基因转染装置能够实现对超声声场的适形覆盖，进而实现对超声能量的最大化利用，由此提高了基因转染效率。

技术领域

本申请涉及生物医学实验中使用的科研装置领域，特别涉及一种超声声场适形的基因转染装置。

背景技术

基因治疗是通过特定方式将正常基因或有治疗作用的遗传物质导入靶细胞，以纠正基因缺陷或发挥治疗作用，从而达到治疗疾病的目的。基因治疗的三要素是目的基因、基因转染和靶细胞，在靶细胞一定的情况下，基因转染技术是决定基因治疗效果的关键。其中，无创、靶向性强、可控性强，并且能够有效表达的基因传输系统在临床上显得尤为重要。然而，如何将基因安全、高效地输送到靶向部位，且在组织细胞内能够稳定持久表达，是基因治疗面临的重大难题和挑战。

近年来，超声靶向微泡破坏效应(ultrasound targeted microbubbledestruction，UTMD)介导的基因转染方法为基因治疗的临床应用提供了一种新的技术。其原理是利用含气的超声微泡，在一定声强和机械指数作用的超声辐照下，不断振动、膨胀、收缩，发生破裂，由此产生瞬间空化效应引起细胞膜通透性增加及在细胞膜上产生暂时的、可逆的声孔，从而与微泡结合的基因能够通过声孔进入细胞内。UTMD作为一种理想的基因转染方法，具有广阔的应用前景。

现有的UTMD仍有其应用缺陷。具体地，现有的UTMD超声转染仪通常使用培养皿、培养板等培养容器来承载细胞、基因和超声微泡的复合物，并且通过聚焦超声探头来进行超声辐照。然而，探头辐照的声场分布不均匀，声场仅能覆盖培养容器的一部分，而细胞通常分散于培养容器的各个部分，由此导致超声探头辐照能量利用率低，进而造成基因转染效率低下。

发明内容

本申请提供一种超声声场适形的基因转染装置，能够实现对超声声场的适形覆盖，进而实现对超声能量的最大化利用，由此提高了基因转染效率。

第一方面，提供了一种超声声场适形的基因转染装置，包括：超声换能器，用于发射超声波；超声声场适形器，用于容纳基因、细胞和超声响应颗粒的复合物，所述超声声场适形器的形状以及大小根据所述超声波的声场进行确定；焦距适配器，用于将所述超声声场适形器固定于预设位置，所述预设位置根据所述超声波的声场位置进行确定。

根据本申请实施例提供的基因转染装置，超声声场适形器与超声换能器是相互适配使用的，二者具有对应关系。超声声场适形器的大小和形状是根据超声换能器所发射的超声波的声场进行确定的，超声声场适形器进一步被固定于预设位置，该预设位置位于该声场内，并且是根据超声波的声场位置进行确定的，超声声场适形器与超声声场相互适形覆盖，进而能够实现对超声能量的最大化利用，由此提高了基因转染效率。

此外，根据本申请实施例提供的基因转染装置，能够提高靶向传输特性和瞬间可逆渗透性。在超声辐照本身具有器官靶向性，可使辐照局部基因转染效率提高靶向部位基于一定功率的超声辐照，超声响应颗粒发生破裂，释放所携带的药物或基因。超声响应颗粒破裂产生空化效应，包括声孔效应、微射流等使微血管或细胞膜及体内屏障产生瞬间可逆的通透性升高，可以促进基因的渗透。因此，本申请提供的基因转染装置进一步使细胞的基因转染技术实现高效转染以及普遍性，具有非常广阔的应用前景。

可选地，超声声场适形器所容纳的超声响应颗粒可以为纳米颗粒或者微米颗粒，例如生物纳米泡等。

可选地，该超声响应颗粒可以为超声微泡。

例如，该超声微泡可以为脂质超声微泡，例如磷脂泡、PLGA微泡等。