專利名稱:體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種基于體外循環(huán)的癌細(xì)胞凈化系統(tǒng)。
背景技術(shù):
癌轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的最本質(zhì)表現(xiàn),也是腫瘤所致患者死亡的最主要原因。90%的實體癌患者最終因為發(fā)生轉(zhuǎn)移而死亡,所以當(dāng)今對癌癥治療策略往往都集中在一點上,即防止、阻斷癌的轉(zhuǎn)移。大量證據(jù)表明,實體癌在早期階段就有癌細(xì)胞脫落到循環(huán)系統(tǒng),這些脫落的癌細(xì)胞稱為循環(huán)腫瘤細(xì)胞(circulating tumor cells,CTC)。有一部分CTC可以逃避免疫監(jiān)視等循環(huán)系統(tǒng)對異物的清除機制,在特定器官克隆增殖,導(dǎo)致腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移,CTC是很多腫瘤形成轉(zhuǎn)移灶的前體。在某一些情境下,凈化CTC潛在的臨床意義就非常明顯。如穿刺、手術(shù)等操作導(dǎo)致的一過性CTC,會增加形成癌轉(zhuǎn)移的幾率,如果能同時行清除CTC的處理,則理論上可以減少腫瘤醫(yī)源性播散的發(fā)生。另外,對原發(fā)癌灶切除后尚未發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移灶的腫瘤,如果檢測到有CTC進(jìn)而能行CTC凈化治療,就有可能避免以后復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的發(fā)生。但目前國、內(nèi)外尚無CTC血液凈化體系的研究報道。我們發(fā)明了一種能在活體內(nèi)靈敏捕獲CTC并予以血液凈化的方法體系,為減少惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生提供一條全新的潛在途徑,具有重要的科學(xué)意義。中國CN1655835A號公開涉及體外循環(huán)以及癌癥的治療方法,其說明書第8頁第2 段有一體外循環(huán)的具體示例,其基本原理是將連接采血用穿刺管、用于連接給予肝素等抗凝性輸液泵的滴灌腔、血泵、滴灌腔、體外循環(huán)柱、滴灌腔、返回用穿刺導(dǎo)管通過軟管順序連接。上述結(jié)構(gòu)中存在體外循環(huán)柱這一吸附部件,可從體外循環(huán)的血液中吸附除去免疫抑制物質(zhì),抑制癌細(xì)胞的增值。上述結(jié)構(gòu)是體外循環(huán)的一種延伸應(yīng)用,相應(yīng)增加了體外循環(huán)柱這一特定部件,其應(yīng)用具有一定的局限性。
發(fā)明內(nèi)容
為此,本發(fā)明提供體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),該系統(tǒng)旨在能在或體內(nèi)靈活捕捉CTC 并予以血液凈化,為減少惡行腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生提供一條全新的途徑。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案該發(fā)明體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),其包括在以連接管路為基礎(chǔ)構(gòu)建的體外循環(huán)的通道上設(shè)置的用于提供鐵酸鈷偶聯(lián)腫瘤特異抗體的探針的探針泵、提供循環(huán)動力的血泵和內(nèi)設(shè)磁分離柱的磁分離器,其中磁分離器位于探針泵的后級。依據(jù)本發(fā)明,基本原理是采用探針吸附CTC,然后再通過磁分離器進(jìn)行分離的方式把CTC從紅細(xì)跑中分離出來,從而通過體外循環(huán)把CTC吸附并分離,通過一定時間的凈化, 可以滿足血液凈化的要求。本方案的提出野味惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生提供了一條全新的解決途徑。
上述體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),還包括設(shè)置在磁分離器出口端的第二熒光檢測窗。上述體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),還包括設(shè)置在磁分離器入口端的第一熒光檢測窗。上述體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),還包 括設(shè)置在所述通道上的用于檢測管道內(nèi)壓的壓力檢測器。上述體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),還包括設(shè)置在管道上位于探針泵后一級的攪拌儀。上述體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),所述血泵設(shè)置在攪拌儀的后級,且所述壓力檢測器設(shè)置在血泵的出口端的管道上。上述體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),所述探針泵通過一三通接入所述管道。上述體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),還包括作為第一級的肝素泵。上述體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),所述鐵酸鈷為經(jīng)過葡聚糖修飾的100-200nm鐵酸鈷。上述體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),所述探針為鐵酸鈷與上皮細(xì)跑粘附分子偶聯(lián)制備的探針。
下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明,其中圖1為依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的一種體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為磁分離器的結(jié)構(gòu)原理圖。圖中1、肝素泵,2、三通,3、探針泵,4、攪拌儀,5、血泵,6、壓力檢測器,7、第一熒光檢測窗,8、磁分離器,9、第二熒光檢測窗,10、三通。
具體實施例方式參照說明書附圖1,其示出了一種體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),其基本結(jié)構(gòu)是其包括在以連接管路為基礎(chǔ)構(gòu)建的體外循環(huán)的通道上設(shè)置的用于提供鐵酸鈷偶聯(lián)腫瘤特異抗體的探針的探針泵3、提供循環(huán)動力的血泵5和內(nèi)設(shè)磁分離柱12的磁分離器8,其中磁分離器位于探針泵的后級。關(guān)于該凈化系統(tǒng),可以整合比如穿刺導(dǎo)管等引流裝置,或者單獨配置。基于上述結(jié)構(gòu)將癌癥患者血液泵出體外,通過一個凈化體系將其CTC細(xì)胞凈化后再回輸體內(nèi),在一定次數(shù)的循環(huán)后血中CTC可達(dá)到治療效果的凈化,只有0. 的循環(huán)癌細(xì)胞能形成轉(zhuǎn)移灶,我們再通過血液凈化將轉(zhuǎn)移風(fēng)險降低兩個數(shù)量級,即凈化掉99%的CTC, 則發(fā)生轉(zhuǎn)移的可能性就基本可以忽略不計了。泵血速度設(shè)為50ml/min,5個多小時可以凈化掉99%的CTC ;一次凈化流程耗時 10分鐘,整個體外容量為500ml,該時間和體外容量都是機體可安全接受的。當(dāng)然,至于具體的治療不是本方案的核心內(nèi)容,相關(guān)的治療方案可以根據(jù)患者體征進(jìn)行調(diào)整。還包括設(shè)置在磁分離器出口端的第二熒光檢測窗9,用于檢測CTC,評定治療時間和其他的治療參數(shù),以此為基礎(chǔ)可以對上一段所表述的內(nèi)容進(jìn)行修飾,以提供合適的治療方案。優(yōu)選地,還可以或者最好在磁分離器入口端設(shè)置第一熒光檢測窗7,評定磁分離器的效能,進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整。為了提供更好的調(diào)整參量,還包括設(shè)置在所述通道上的用于檢測管道內(nèi)壓的壓力檢測器6,主要用來提供治療參量的調(diào)整。優(yōu)選地,還包括設(shè)置在管道上位于探針泵后一級的攪拌儀4,通過攪拌,使得到的探針短時間內(nèi)與CTC充分結(jié)合,為了提高攪拌的效果,最好采用渦流攪拌儀。 所述血泵設(shè)置在攪拌儀的后級,泵本身也能夠產(chǎn)生渦流或者產(chǎn)生比較強的擾流作用,使CTC于探針結(jié)構(gòu)的更好,同時,血泵設(shè)置在這里可以保證最大的抽吸平衡,提供可靠的循環(huán)動力,那么進(jìn)一步地,所述壓力檢測器設(shè)置在血泵的出口端的管道上,具有更佳的評測效果。所述探針泵3通過一三通2接入所述管道,便于控制探針的量,再結(jié)合熒光檢測窗,可以進(jìn)行更好的循環(huán)控制。進(jìn)一步地,本方案還可以包括作為第一級的肝素泵1,進(jìn)行抗凝,防止血液在體外循環(huán)中凝固。所述鐵酸鈷為經(jīng)過葡聚糖修飾的100-200nm鐵酸鈷;所述探針為鐵酸鈷與上皮細(xì)跑粘附分子偶聯(lián)制備的探針。那么,采用100-200nm葡聚糖修飾的鐵酸鈷(CoFe2O4)偶聯(lián)腫瘤特異抗體的探針,具有很強的磁響應(yīng)性和生物耐受性。上皮細(xì)胞粘附分子(Ep-Cam)在上皮細(xì)胞上普遍高強度表達(dá),但在正常血液細(xì)胞中不表達(dá),本系統(tǒng)制備Ep-Cam與CoFe2O4偶聯(lián)探針=Ep-Cam-CoFe2O4。設(shè)計在體外循環(huán)中通過藥物泵注入抗體偶聯(lián)的磁性納米粒子腫瘤特異性探針,并用渦流攪拌裝置使其短時間內(nèi)與CTC充分結(jié)合,通過磁分離柱,將磁性納米探針及其俘獲的CTC從血細(xì)胞中分離出來。就安全性而言,由于磁性納米粒子體積通常只是細(xì)胞的幾百萬分之一,對細(xì)胞無機械性壓力,不損傷細(xì)胞,可被細(xì)胞生物降解而不會影響細(xì)胞的功能和活力,具有很好生物相容性。目前,超順磁性氧化鐵納米粒子(SPION)已被FDA批準(zhǔn)應(yīng)用于人體臨床,而且本實驗中納米粒子只在體外循環(huán)系統(tǒng)中存在,不注入活體內(nèi),消除了其對活體的安全隱患。強度在IT以下的恒定磁場對血細(xì)胞、血流性質(zhì)無明顯影響,本體系采用IT以下的恒定磁場。
權(quán)利要求
1.一種體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),其特征在于其包括在以連接管路為基礎(chǔ)構(gòu)建的體外循環(huán)的通道上設(shè)置的用于提供鐵酸鈷偶聯(lián)腫瘤特異抗體的探針的探針泵(3)、提供循環(huán)動力的血泵(5)和內(nèi)設(shè)磁分離柱(12)的磁分離器(8),其中磁分離器位于探針泵的后級。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),其特征在于還包括設(shè)置在磁分離器出口端的第二熒光檢測窗(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),其特征在于還包括設(shè)置在磁分離器入口端的第一熒光檢測窗(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),其特征在于還包括設(shè)置在所述通道上的用于檢測管道內(nèi)壓的壓力檢測器(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),其特征在于還包括設(shè)置在管道上位于探針泵后一級的攪拌儀(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),其特征在于所述血泵設(shè)置在攪拌儀的后級,且所述壓力檢測器設(shè)置在血泵的出口端的管道上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),其特征在于所述探針泵(3)通過一三通(2)接入所述管道。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),其特征在于還包括作為第一級的肝素泵(1)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),其特征在于所述鐵酸鈷為經(jīng)過葡聚糖修飾的100-200nm鐵酸鈷。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),其特征在于所述探針為鐵酸鈷與上皮細(xì)跑粘附分子偶聯(lián)制備的探針。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種體外循環(huán)癌細(xì)胞凈化系統(tǒng),其包括在以連接管路為基礎(chǔ)構(gòu)建的體外循環(huán)的通道上設(shè)置的用于提供鐵酸鈷偶聯(lián)腫瘤特異抗體的探針的探針泵、提供循環(huán)動力的血泵和內(nèi)設(shè)磁分離柱的磁分離器,其中磁分離器位于探針泵的后級。本發(fā)明能在或體內(nèi)靈活捕捉CTC并予以血液凈化,為減少惡行腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生提供一條全新的途徑。
文檔編號A61M1/36GK102258818SQ20111009146
公開日2011年11月30日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者俞能旺, 劉潔, 孟建中, 張愛民 申請人:俞能旺