CN102258818A - 体外循环癌细胞净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种体外循环癌细胞净化系统，其包括在以连接管路为基础构建的体外循环的通道上设置的用于提供铁酸钴偶联肿瘤特异抗体的探针的探针泵、提供循环动力的血泵和内设磁分离柱的磁分离器，其中磁分离器位于探针泵的后级。本发明能在或体内灵活捕捉CTC并予以血液净化，为减少恶行肿瘤转移的发生提供一条全新的途径。

Description

体外循环癌细胞净化系统

技术领域

本发明涉及一种基于体外循环的癌细胞净化系统。

背景技术

癌转移是恶性肿瘤的最本质表现，也是肿瘤所致患者死亡的最主要原因。90％的实体癌患者最终因为发生转移而死亡，所以当今对癌症治疗策略往往都集中在一点上，即防止、阻断癌的转移。

大量证据表明，实体癌在早期阶段就有癌细胞脱落到循环系统，这些脱落的癌细胞称为循环肿瘤细胞(circulating tumor cells，CTC)。有一部分CTC可以逃避免疫监视等循环系统对异物的清除机制，在特定器官克隆增殖，导致肿瘤的复发和转移，CTC是很多肿瘤形成转移灶的前体。

在某一些情境下，净化CTC潜在的临床意义就非常明显。如穿刺、手术等操作导致的一过性CTC，会增加形成癌转移的几率，如果能同时行清除CTC的处理，则理论上可以减少肿瘤医源性播散的发生。另外，对原发癌灶切除后尚未发现远处转移灶的肿瘤，如果检测到有CTC进而能行CTC净化治疗，就有可能避免以后复发和转移的发生。但目前国、内外尚无CTC血液净化体系的研究报道。我们发明了一种能在活体内灵敏捕获CTC并予以血液净化的方法体系，为减少恶性肿瘤转移的发生提供一条全新的潜在途径，具有重要的科学意义。

中国CN1655835A号公开涉及体外循环以及癌症的治疗方法，其说明书第8页第2段有一体外循环的具体示例，其基本原理是将连接采血用穿刺管、用于连接给予肝素等抗凝性输液泵的滴灌腔、血泵、滴灌腔、体外循环柱、滴灌腔、返回用穿刺导管通过软管顺序连接。上述结构中存在体外循环柱这一吸附部件，可从体外循环的血液中吸附除去免疫抑制物质，抑制癌细胞的增值。上述结构是体外循环的一种延伸应用，相应增加了体外循环柱这一特定部件，其应用具有一定的局限性。

发明内容

为此，本发明提供体外循环癌细胞净化系统，该系统旨在能在或体内灵活捕捉CTC并予以血液净化，为减少恶行肿瘤转移的发生提供一条全新的途径。

本发明采用以下技术方案：

该发明体外循环癌细胞净化系统，其包括在以连接管路为基础构建的体外循环的通道上设置的用于提供铁酸钴偶联肿瘤特异抗体的探针的探针泵、提供循环动力的血泵和内设磁分离柱的磁分离器，其中磁分离器位于探针泵的后级。

依据本发明，基本原理是采用探针吸附CTC，然后再通过磁分离器进行分离的方式把CTC从红细跑中分离出来，从而通过体外循环把CTC吸附并分离，通过一定时间的净化，可以满足血液净化的要求。本方案的提出野味恶性肿瘤转移的发生提供了一条全新的解决途径。

上述体外循环癌细胞净化系统，还包括设置在磁分离器出口端的第二荧光检测窗。

上述体外循环癌细胞净化系统，还包括设置在磁分离器入口端的第一荧光检测窗。

上述体外循环癌细胞净化系统，还包括设置在所述通道上的用于检测管道内压的压力检测器。

上述体外循环癌细胞净化系统，还包括设置在管道上位于探针泵后一级的搅拌仪。

上述体外循环癌细胞净化系统，所述血泵设置在搅拌仪的后级，且所述压力检测器设置在血泵的出口端的管道上。

上述体外循环癌细胞净化系统，所述探针泵通过一三通接入所述管道。

上述体外循环癌细胞净化系统，还包括作为第一级的肝素泵。

上述体外循环癌细胞净化系统，所述铁酸钴为经过葡聚糖修饰的100-200nm铁酸钴。

上述体外循环癌细胞净化系统，所述探针为铁酸钴与上皮细跑粘附分子偶联制备的探针。

附图说明

下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步的说明，其中：

图1为依据本发明技术方案的一种体外循环癌细胞净化系统的结构示意图。

图2为磁分离器的结构原理图。

图中：1、肝素泵，2、三通，3、探针泵，4、搅拌仪，5、血泵，6、压力检测器，7、第一荧光检测窗，8、磁分离器，9、第二荧光检测窗，10、三通。

具体实施方式

参照说明书附图1，其示出了一种体外循环癌细胞净化系统，其基本结构是其包括在以连接管路为基础构建的体外循环的通道上设置的用于提供铁酸钴偶联肿瘤特异抗体的探针的探针泵3、提供循环动力的血泵5和内设磁分离柱12的磁分离器8，其中磁分离器位于探针泵的后级。

关于该净化系统，可以整合比如穿刺导管等引流装置，或者单独配置。

基于上述结构将癌症患者血液泵出体外，通过一个净化体系将其CTC细胞净化后再回输体内，在一定次数的循环后血中CTC可达到治疗效果的净化，只有0.1％的循环癌细胞能形成转移灶，我们再通过血液净化将转移风险降低两个数量级，即净化掉99％的CTC，则发生转移的可能性就基本可以忽略不计了。

泵血速度设为50ml/min，5个多小时可以净化掉99％的CTC；一次净化流程耗时10分钟，整个体外容量为500ml，该时间和体外容量都是机体可安全接受的。当然，至于具体的治疗不是本方案的核心内容，相关的治疗方案可以根据患者体征进行调整。

还包括设置在磁分离器出口端的第二荧光检测窗9，用于检测CTC，评定治疗时间和其他的治疗参数，以此为基础可以对上一段所表述的内容进行修饰，以提供合适的治疗方案。

优选地，还可以或者最好在磁分离器入口端设置第一荧光检测窗7，评定磁分离器的效能，进行相关的调整。

为了提供更好的调整参量，还包括设置在所述通道上的用于检测管道内压的压力检测器6，主要用来提供治疗参量的调整。

优选地，还包括设置在管道上位于探针泵后一级的搅拌仪4，通过搅拌，使得到的探针短时间内与CTC充分结合，为了提高搅拌的效果，最好采用涡流搅拌仪。

所述血泵设置在搅拌仪的后级，泵本身也能够产生涡流或者产生比较强的扰流作用，使CTC于探针结构的更好，同时，血泵设置在这里可以保证最大的抽吸平衡，提供可靠的循环动力，那么进一步地，所述压力检测器设置在血泵的出口端的管道上，具有更佳的评测效果。

所述探针泵3通过一三通2接入所述管道，便于控制探针的量，再结合荧光检测窗，可以进行更好的循环控制。

进一步地，本方案还可以包括作为第一级的肝素泵1，进行抗凝，防止血液在体外循环中凝固。

所述铁酸钴为经过葡聚糖修饰的100-200nm铁酸钴；所述探针为铁酸钴与上皮细跑粘附分子偶联制备的探针。那么，采用100-200nm葡聚糖修饰的铁酸钴(CoFe₂O₄)偶联肿瘤特异抗体的探针，具有很强的磁响应性和生物耐受性。上皮细胞粘附分子(Ep-Cam)在上皮细胞上普遍高强度表达，但在正常血液细胞中不表达，本系统制备Ep-Cam与CoFe₂O₄偶联探针：Ep-Cam-CoFe₂O₄。设计在体外循环中通过药物泵注入抗体偶联的磁性纳米粒子肿瘤特异性探针，并用涡流搅拌装置使其短时间内与CTC充分结合，通过磁分离柱，将磁性纳米探针及其俘获的CTC从血细胞中分离出来。

就安全性而言，由于磁性纳米粒子体积通常只是细胞的几百万分之一，对细胞无机械性压力，不损伤细胞，可被细胞生物降解而不会影响细胞的功能和活力，具有很好生物相容性。目前，超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPION)已被FDA批准应用于人体临床，而且本实验中纳米粒子只在体外循环系统中存在，不注入活体内，消除了其对活体的安全隐患。强度在1T以下的恒定磁场对血细胞、血流性质无明显影响，本体系采用1T以下的恒定磁场。

Claims (10)

1.一种体外循环癌细胞净化系统，其特征在于其包括在以连接管路为基础构建的体外循环的通道上设置的用于提供铁酸钴偶联肿瘤特异抗体的探针的探针泵(3)、提供循环动力的血泵(5)和内设磁分离柱(12)的磁分离器(8)，其中磁分离器位于探针泵的后级。

2.根据权利要求1所述的体外循环癌细胞净化系统，其特征在于：还包括设置在磁分离器出口端的第二荧光检测窗(9)。

3.根据权利要求2所述的体外循环癌细胞净化系统，其特征在于：还包括设置在磁分离器入口端的第一荧光检测窗(7)。

4.根据权利要求1至3任一所述的体外循环癌细胞净化系统，其特征在于：还包括设置在所述通道上的用于检测管道内压的压力检测器(6)。

5.根据权利要求4所述的体外循环癌细胞净化系统，其特征在于：还包括设置在管道上位于探针泵后一级的搅拌仪(4)。

6.根据权利要求5所述的体外循环癌细胞净化系统，其特征在于：所述血泵设置在搅拌仪的后级，且所述压力检测器设置在血泵的出口端的管道上。

7.根据权利要求4所述的体外循环癌细胞净化系统，其特征在于：所述探针泵(3)通过一三通(2)接入所述管道。

8.根据权利要求1所述的体外循环癌细胞净化系统，其特征在于：还包括作为第一级的肝素泵(1)。

9.根据权利要求1所述的体外循环癌细胞净化系统，其特征在于：所述铁酸钴为经过葡聚糖修饰的100-200nm铁酸钴。

10.根据权利要求1或9所述的体外循环癌细胞净化系统，其特征在于：所述探针为铁酸钴与上皮细跑粘附分子偶联制备的探针。

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