手持式电穿孔装置以及相关系统和方法与流程

本发明涉及电穿孔，并且更具体地涉及用于增加注射剂的体内转染的电穿孔装置。

背景技术：

1、将疫苗和其他药剂施用到身体组织中的经典模式是通过使用注射器和针头直接注射到肌肉或皮肤组织中。已知在注射部位处或在注射部位附近结合电能的电穿孔脉冲有助于将此类疫苗或药剂直接递送至组织内的细胞中。与简单的注射器和针头注射相比，这样使用电穿孔电脉冲直接递送至细胞可以对身体的代谢和/或免疫系统的应答质量产生重大的临床影响。此外，经由电穿孔将药剂直接递送至细胞的能力已经使得能够有效递送治疗剂(例如，dna编码的单克隆抗体(dmab)、编码多肽的可表达裸dna、编码蛋白质的可表达裸dna、编码抗体的重组核酸序列等)，这些治疗机具有任何数量的功能，包括用于引发免疫应答的抗原，或者替代性地，用于影响引起临床效果的各种生物途径的代谢。

2、手持式电穿孔装置通常需要有线连接到电源或庞大的电池组件，以便为多次体内电穿孔治疗(即，对于许多患者)提供足够的电力传送。此类电穿孔装置对于偏远治疗场景不太有效，诸如偏远地区和/或在欠发达国家中，在这种场景中电网可能缺乏可靠性或可能需要不常见的电源插座(例如，电源插头和插孔)配置，并且在这种场景中各种电池类型可能不可用。此类电穿孔装置对于大规模治疗环境也不太有效，诸如大规模疫苗接种和/或免疫环境，在这种环境下，需要为大量高危群体提供治疗。此类电穿孔装置对于长期储存和/或库存场景也不太有效，在这种场景中，装置可能需要储存可能很长一段时间，并且取回以立即提供可靠的治疗。通常在电池供电的手持式电穿孔装置中使用的内部永久电池贮藏寿命有限，并且通常不是库存或长期储存的选择。持续的冠状病毒大流行已经表明，迫切需要可大规模生产、用户友好、电池供电的手持式治疗装置，这些装置跨大量使用以及可能地长期储存之后立即、可靠并且有效地工作。

技术实现思路

1、根据本公开的实施例，一种用于制备用于递送电穿孔治疗的电穿孔装置的方法包括以下步骤：通过充电电路将充电电流从至少一个电池传送至超级电容器单元，以及利用该充电电流给该超级电容器单元充电。充电步骤包括当充电电流处于给超级电容器单元充电的多个充电状态中的至少一个充电状态时测量充电电流的一个或多个输入参数。所述充电步骤还包括响应于一个或多个所测量的输入参数在所述多个充电状态中的充电状态之间转变所述充电电流的至少一个步骤。转变充电电流包括调整充电电流的幅度。在该方法中，测量和转变步骤由执行机器可读指令的控制单元自动控制。

2、根据本公开的另一实施例，使用手持式电穿孔装置的方法包括：通过充电电路将充电电流从至少一个电池传送至超级电容器单元的步骤，其中充电电路和超级电容器单元设置在装置壳体内，以及利用充电电流给超级电容器单元充电的步骤。充电步骤包括：测量至少一个电池的至少一个电压参数，以及响应于至少一个所测量的电压参数将充电电流的幅度调整至与初级充电状态相关联的电流幅度。测量步骤和转变步骤由执行机器可读指令的控制单元自动控制。方法还包括以下步骤：在超级电容器单元完全充电后从该超级电容器单元释放输出信号，将该输出信号转换为一个或多个电穿孔脉冲，以及将该一个或多个电穿孔脉冲传输至手持式电穿孔装置的至少一个电极。

3、根据本公开的另一实施例，用于电穿孔装置的供电单元包括：电池单元，其被配置为可互换地连接至第一类型电池和第二类型电池；以及能量储存单元，其被配置为由该第一类型电池和该第二类型电池可互换地充电并被配置为释放至少约30焦耳的总能量。供电单元包括：集成电路，其被配置为执行计算机可读指令，以及充电电路，其与电池单元和能量储存单元电通信。充电电路为在集成电路的控制下可操作的，使得：充电电路被配置为测量从电池单元汲取的充电电流的一个或多个输入参数，并且被进一步配置为当利用充电电流给能量储存单元充电时，响应于所测量的一个或多个输入参数来调整充电电流的幅度。

4、根据本公开的另一实施例，手持式电穿孔装置包括：装置壳体、向其可连接的至少一个电极、以及电池单元，该电池单元至少部分地可插入装置壳体内，并且被配置为可互换地连接至第一类型电池和第二类型电池。装置包括超级电容器单元，该超级电容器单元被配置为由第一类型电池和第二类型电池可互换地充电，并且被进一步配置为释放至少约30焦耳的总能量。充电电路与电池单元和超级电容器单元电通信，并且该充电电路被配置为将充电电流从电池单元传送至超级电容器单元，用于给超级电容器单元充电。充电电路在被配置为执行机器可读指令的集成电路的控制下操作，该充电电路被配置为测量相应第一类型电池或第二类型电池的至少一个电压参数，并且被配置为响应地调整充电电流的幅度，从而在给超级电容器单元充电时降低相应第一类型电池或第二类型电池失去电荷的速率。

技术特征：

1.一种用于制备用于递送电穿孔治疗的电穿孔装置的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，至少一个电池选自包括碱性电池、镍氢电池和锂离子电池的组。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，至少一个电池包括选自包括碱性电池和镍氢电池的组的一对电池。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：

5.根据权利要求4所述的方法，其中：

6.根据权利要求5所述的方法，其中，一组所述初级充电状态包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个转变步骤包括将所述充电电流从所述第一初级充电状态转变到所述第二初级充电状态，从而将所述电流从所述第一电流值调整至所述第二电流值。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一电流值在约1000mamp至约3000mamp范围内。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二电流值在约300mamp至约600mamp范围内。

10.根据权利要求5所述的方法，所述方法进一步包括将所述充电电流的电压从所述电池电压升压至所述第一升压电压，其中，升压步骤由所述充电电路的第一升压调节器进行，其中，所述第一升压调节器位于第二位置或第二位置的上游。

11.根据权利要求10所述的方法，所述方法进一步包括将所述充电电流的所述电压从所述第一升压电压进一步升压至所述第二升压电压，其中，进一步升压步骤由所述充电电路的第二升压调节器进行，其中，所述第二升压调节器位于所述第三位置或者位于所述第二位置和所述第三位置的中间。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述电池电压在约0.5伏特至约3.0伏特范围内，所述第一升压电压在约3.0伏特至约7.0伏特范围内，并且所述第二升压电压在约7.0伏特至约20伏特范围内。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，测量步骤包括：

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述采样间隔在约0.1毫秒至约1.0秒范围内。

15.根据权利要求13所述的方法，其中：

16.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个转变步骤包括在所述超级电容器单元达到完全充电水平之后将所述充电电流从所述初级充电状态中的一者转变到充电完成充电状态。

17.根据权利要求16所述的方法，所述方法进一步包括，与将所述充电电流转变到所述充电完成充电状态的步骤同时发生，传达指示所述装置已准备好治疗的指示信号。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，当处于所述完全充电水平时，所述超级电容器单元具有在约11.5伏特至约12.5伏特范围内的电压。

19.根据权利要求6所述的方法，其中：

20.根据权利要求6所述的方法，其中，处于所述初级充电状态中的每一者时，将相应电流值维持至少相应预定持续时间：

21.根据权利要求20所述的方法，其中：

22.根据权利要求7所述的方法，其中，一组所述初级充电状态进一步包括第三初级充电状态，其中，所述充电电流的所述幅度基本上维持在小于所述第二电流值的第三电流值。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述第三电流值在约150mamp至约300mamp范围内。

24.根据权利要求22所述的方法，其中，所述至少一个转变步骤进一步包括将所述充电电流从所述第二初级充电状态转变到所述第三初级充电状态，从而将所述充电电流的所述幅度从所述第二电流值调整至所述第三电流值。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述至少一个转变步骤进一步包括在所述超级电容器单元完全充电水平之后将所述充电电流从所述第三初级充电状态转变到充电完成充电状态。

26.根据权利要求22所述的方法，其中：

27.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括将指示信号传达至用户，其中，所述指示信号中的每一者指示充电状态之间的转变。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，传达指示信号的步骤包括将光学指示信号传达至至少一个led显示器。

29.根据权利要求28所述的方法，其中，光学指示信号选自包括以下项的组：稳定led信号、闪烁led信号、第一led颜色、第二led颜色和第三led颜色。

30.根据权利要求27所述的方法，其中，传达指示信号的步骤包括将至少一个能听的指示信号传达至由所述电穿孔装置携带的扬声器。

31.一种使用手持式电穿孔装置的方法，包括：

32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述充电步骤包括：

33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述充电步骤进一步包括：

34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述充电步骤包括：

35.根据权利要求34所述的方法，其中，所述充电步骤包括：

36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述充电步骤进一步包括：

37.根据权利要求34所述的方法，所述方法进一步包括：

38.根据权利要求34所述的方法，所述方法进一步包括：

39.根据权利要求31所述的方法，其中，所述至少一个电压参数包括电池电压，并且测量步骤包括在所述充电步骤期间以规则的采样间隔对所述电池电压进行采样。

40.根据权利要求39所述的方法，其中，电池电压是所述至少一个电压参数中的第一电压参数，并且所述至少一个电压参数进一步包括第二电压参数，其中，所述第二电压参数包括电池δ电压，并且所述测量步骤包括在所述充电步骤期间以所述规则的采样间隔对所述电池δ电压进行采样。

41.一种用于电穿孔装置的供电单元，包括：

42.根据权利要求41所述的供电单元，其中，所述第一类型和所述第二类型的电池选自包括碱性、镍氢和锂离子的组。

43.根据权利要求42所述的供电单元，其中，所述第一类型的电池是碱性，并且所述第二类型的电池是镍氢。

44.根据权利要求43所述的供电单元，其中，所述电池单元被配置为与一对镍氢电池能互换地连接至一对碱性电池，并且所述电池单元串联连接相应的每对电池。

45.根据权利要求42所述的供电单元，其中，所述集成电路被配置为估计连接至所述电池单元的相应的第一类型的电池或所述第二类型的电池的初始充电水平，并且所述集成电路被进一步配置为响应于估计的初始充电水平减小所述充电电流的所述幅度。

46.根据权利要求41所述的供电单元，其中，所述能量储存单元包括多个串联连接的超级电容器。

47.根据权利要求41所述的供电单元，其中，所述充电电路包括至少一个采样位置，在所述采样位置测量所述一个或多个输入参数中的至少一者，并且所述至少一个采样位置与所述集成电路电子通信。

48.根据权利要求47所述的供电单元，其中，所述充电电路包括在所述电池单元与所述能量储存单元之间的至少一个升压调节器，其中，所述至少一个升压调节器被配置为将所述充电电流的电压升压至升压电压。

49.根据权利要求48所述的供电单元，其中，所述至少一个升压调节器包括：

50.根据权利要求49所述的供电单元，其中，所述第一升压电压在约2.0伏特至约10.0伏特范围内，并且所述第二升压电压在约5.0伏特至约20伏特范围内。

51.根据权利要求49所述的供电单元，其中，所述充电电路包括：

52.根据权利要求41所述的供电单元，其中，所述供电单元能插入在所述电穿孔装置的装置壳体内。

53.根据权利要求52所述的供电单元，其中，所述电池单元包括至少部分地能插入在所述装置壳体内的电池壳体，所述电池壳体具有至少一个电池插座，所述至少一个电池插座被配置为能互换地容纳所述第一类型的电池和所述第二类型的电池。

54.根据权利要求53所述的供电单元，其中，所述至少一个电池插座包括第一电池插座和第二电池插座，其中，所述第一电池插座和所述第二电池插座各自被配置为与一对所述第二类型的电池能互换地容纳一对所述第一类型的电池。

55.根据权利要求53所述的供电单元，所述供电单元进一步包括用于指示所述能量储存单元的充电状态的至少一个指示器装置。

56.根据权利要求55所述的供电单元，其中，所述至少一个指示器装置包括用于传达关于所述能量储存单元的所述充电状态的一个或多个光学信号的led显示器，并且所述led显示器能容纳在所述装置壳体的孔内。

57.根据权利要求56所述的供电单元，其中，所述至少一个指示器装置包括用于传达指示所述能量储存单元何时完全充电的一个或多个光学信号的第二led显示器。

58.根据权利要求53所述的供电单元，其中，所述充电电路设置在能插入在所述装置壳体内的电路板上。

59.根据权利要求58所述的供电单元，其中，所述能量储存单元能安装至所述电路板，并且所述电池壳体能连接至所述电路板，其中，所述电池壳体具有至少一个电触点，所述至少一个电触点能与所述电路板的至少一个电触点连接，用于在所述电池单元与所述充电电路之间提供电子通信。

60.根据权利要求53所述的供电单元，其中，所述电池壳体包括用于容纳电子通信装置的电子通信端口。

61.根据权利要求60所述的供电单元，其中：

62.根据权利要求41所述的供电单元，其中，所述能量储存单元被配置为释放约90焦耳的总能量。

63.根据权利要求41所述的供电单元，其中，所述能量储存单元被配置为释放所述总能量的离散部分，并且所述离散部分能转换为一个或多个电穿孔脉冲。

64.一种手持式电穿孔装置，包括：

65.根据权利要求64所述的手持式电穿孔装置，其中，所述至少一个电压参数包括电池电压。

66.根据权利要求64所述的手持式电穿孔装置，其中，所述至少一个电压参数进一步包括电池δ电压，被测量为以下项之间的差值：

67.根据权利要求64所述的手持式电穿孔装置，其中，能量储存单元被配置为释放约90焦耳的总能量。

68.根据权利要求64所述的手持式电穿孔装置，其中，能量储存单元被配置为释放所述总能量的离散部分。

69.根据权利要求68所述的手持式电穿孔装置，进一步包括用于将所述总能量的所述离散部分转换为一个或多个电穿孔脉冲的附加电路系统。

70.根据权利要求69所述的手持式电穿孔装置，其中，所述附加电路系统被进一步配置为将所述一个或多个电穿孔脉冲传送至所述至少一个电极。

技术总结
本公开涉及一种用于制备用以递送电穿孔治疗的电穿孔装置的方法，所述方法包括以下步骤：通过充电电路将充电电流从至少一个电池传送至超级电容器单元，以及利用所述充电电流给所述超级电容器单元充电。充电步骤包括当所述充电电流处于给所述超级电容器单元充电的多个充电状态中的至少一个充电状态时测量所述充电电流的一个或多个输入参数。所述充电步骤还包括响应于一个或多个所测量的输入参数在所述多个充电状态中的充电状态之间转变所述充电电流的至少一个步骤。转变所述充电电流包括调整所述充电电流的幅度。在该方法中，测量和转变步骤由执行机器可读指令的控制单元自动控制。

技术研发人员：查鲁·马瑟,贝亚特·施塔德尔曼,安德鲁·布思,杰伊·麦克科伊
受保护的技术使用者：艾诺奥医药品有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/7