CN112022324A - 用于通过冷冻疗法治疗个体的身体部分的包含纳米颗粒的冷冻系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于通过冷冻疗法治疗个体的身体部分的包含纳米颗粒的冷冻系统,包括两个部分:a)第一部分,是冷冻探针,其中:i)冷冻探针适合内部冷却,因为它包括与冷冻剂源连通的穿透段,其至少小于所述身体部分最大体积的1/10和/或具有至少一个维度小于1cm;或ii)冷冻探针适合外部冷却,因为它包括与制冷剂源连通的非穿透段,和b)第二部分,其是:i)至少两种纳米颗粒的组装体,其特征在于该组装体包括至少两种彼此结合或通过结合或绑定材料彼此缔合的纳米颗粒,或ii)至少一种包含铁和至少一种除铁以外的其他金属的纳米颗粒,其中至少两个纳米颗粒的组装体或至少一个纳米颗粒意在通过冷冻探针或通过接通冷冻探针来冷却。

Description

用于通过冷冻疗法治疗个体的身体部分的包含纳米颗粒的冷 冻系统
技术领域
本发明的领域是一种冷冻系统,其包括用于通过冷冻疗法治疗个体的 身体部分的冷冻探针和至少一种纳米颗粒。
背景技术
冷冻疗法已被提议用于许多医学应用(Yiu et al,Int.J.Angiol.,16,1, 2008)。其通常通过在没有纳米颗粒的情况下冷却生物体的身体部分而起 作用。在这里,我们介绍一种冷冻系统,该系统包括冷冻探针和至少一个 包含铁和至少一种除铁以外的其他金属的纳米颗粒,以提高冷冻疗法的功 效。此外,我们介绍了两种冷冻治疗方法,其们可以在无冰形成的情况下 工作,也可以依次使用,与目前使用的冷冻治疗方法相比,冷冻治疗的功效有所提高。
发明内容
本发明涉及一种用于通过治疗,优选地通过冷冻疗法来治疗个体的身 体部分的冷冻系统,该冷冻系统包括两个部分:
a)第一部分,是冷冻探针,其中:
i)冷冻探针适合内部冷却,因为其包括一个与冷冻剂源连通的穿透段, 该穿透段至少小于最大体积的1/10和/或所述身体部分的体积和/或至少具 有小于1厘米的尺寸;或
ii)冷冻探针适合外部冷却,因为其包括与制冷剂源连通的非穿透段, 和
b)第二部分,可以是:
i)至少两种纳米颗粒的组装体,其特征在于,该组装体包括至少两种 彼此结合或通过结合或绑定材料彼此缔合的纳米颗粒,或
ii)至少一种纳米颗粒,其特征在于,其包含:α)铁和至少一种除铁 以外的金属和/或β)铁或氧化铁的质量大于50%,
其中,至少两个纳米颗粒的组装体或至少一个纳米颗粒优选意指通过 以下方式冷却:α)冷冻探针或β)开启或激活冷冻探针。
至少两个纳米颗粒或至少一个纳米颗粒的组装优选意指通过以下方 式预热:α)不使用冷冻探针或β)关闭或不激活冷冻探针。
冷冻系统优选不涉及磁场或冰源的施加。
在一些情况下,冷冻系统可具有与纳米颗粒和/或冷冻探针相同的至少 一种性质。
在一些其他情况下,纳米颗粒和/或冷冻探针可以具有与冷冻系统相同 的至少一种性质。
在一些情况下,冷冻系统可具有与纳米颗粒和/或冷冻探针的性质不同 的至少一种性质。
在一些其他情况下,纳米颗粒和/或冷冻探针可具有与冷冻系统的性质 不同的至少一种性质。
在某些情况下,冷冻系统可以位于身体内部或外部。
在一些其他情况下,冷冻系统可以是根据本发明的方法的至少一个步 骤期间的冷冻系统,也被称为该方法的至少一个步骤的冷冻系统。
在一些其他情况下,冷冻系统可以是选自以下系统的冷冻系统:i)在 其施用或定位于身体部分中之前的冷冻系统,也被指定为在施用或定位之 前的冷冻系统,ii)在其给药或定位在身体部分时的冷冻系统,也被指定 为在给药或定位期间的冷冻系统,iii)在给药或定位在身体部分之后的冷 冻系统,也被指定为在给药或定位之后的冷冻系统,iv)在该方法或治疗 的至少一个步骤之前的冷冻系统,也被指定为前冷冻系统或非运行式冷冻系统,v)在该方法或治疗的至少一个步骤期间的冷冻系统,也被指定为 正在运行的冷冻系统,vi)在方法或处理的至少一个步骤之后的冷冻系统, 也被指定为后冷冻系统或非运行式冷冻系统。
在本发明的一个实施方案中,一种或多种纳米颗粒具有/或具有以下至 少一种性质:i)其们局部的获取了或储存了冷,ii)其们可以增加通过冷 冻系统冷却的体积相比于没有纳米颗粒存在的情况下通过冷冻系统冷却 的体积,iii)其们能够减少身体部分内或介于冷冻探针和距该位置一定距 离的位置之间的温度梯度,iv)与在没有纳米颗粒的情况下单独使用冷冻 探针时相比,其们使冷冻疗法可以在比单独使用冷冻探针时高的温度或最 低或冷却温度下工作,v)与单独使用冷冻系统的情况相比,其们可以优 先的形成平台或保持温度或减慢身体回暖的速度,其中至少其中一种性质 优先提高冷冻疗法的功效或降低冷冻疗法的毒性。
在一个实施例中,内部冷却作用是在身体部分中发生或源自设备或节 段的冷却作用或冷却,优选的穿透节段位于身体部分内部或距身体部分的 距离小于1,10,103,106或109纳米。
在一个实施例中,外部冷却作用是在身体部分外部发生或源自设备或 节段的冷却作用为或冷却,优选的穿透节段位于身体部分外部或距身体部 分的距离大于1,10,103,106或109纳米。
在一个实施例中,冷却或冷却作用,在某些情况下也称为低温,是指 降低或降低温度的作用,优选身体部分,在某些情况下,温度降低超过0, 1,5,10,50,100或103℃,,在某些其他情况下低于1010,103,100,5,2或 1℃,优先从初始温度开始,优先在最终温度结束。
在一些情况下,所述冷冻探针可包括使身体部分冷却的片段和使该片 段冷却的冷冻源,其中该片段可与冷冻源连通,优选使冷物质扩散或从使 其从冷冻源输送到片段,,优先导致片段处于与冷冻源相似的温度或温度 应比冷冻源温度之上低103,100,50,20,10,5,2或1℃。
在某些情况下,当激活或打开所述冷冻探针时,该段的温度低于100, 50,10,5,2,0,-5,-20,-40,-100,-200或-250℃。
在其他一些情况下,当激活或打开所述冷冻探针时,该段的温度高于 -200,-150,-100,-50,-40,-20,-10,-5,-1,0,2,5或10℃。
在某些其他情况下,当所述冷冻探针停用或关闭时,该段处于生理温 度或未冷却的温度或优选的,与其被包含在其中的的环境或房间的温度相 比低优选的超过10或100℃。
在某些其他情况下,当所述冷冻探针被激活或打开时,该段的温度比 所述冷冻探针停用或关闭时的温度低至少0,1,5,10,20,50,100或200℃。 这种情况发生在当所述冷冻探针被打开时并且所述冷冻源有足够长的时 间冷却所述段时。
在某些情况下,当激活或打开所述冷冻探针时,所述段可以处于与取 消激活或关闭冷冻探针时相同的温度。当打开所述冷冻探针并且没有足够 长的时间让所述冷冻源冷却所述段时,可能会发生这种情况。
在某些情况下,身体部分的温度可能与所述段或所述纳米颗粒的温度 相同,或者与所述段或纳米颗粒的温度相差小于105,103,102,50,20,10,5, 2,1或0.1℃。对于靠近所述段或纳米颗粒,或与所述段或纳米颗粒的距 离小于109,106,103,10或1纳米的身体部分的部分,可能是这种情况。
在某些其他情况下,身体部分的温度可能与所述段段或纳米颗粒的温 度不同,或者与所述段段或纳米颗粒的温度相差超过10-5,10-3,10-2,0.1,0, 1,10或100℃。对于远离所述段或纳米颗粒,或与所述段或纳米颗粒的 距离超过0.1,1,10,103,106或109纳米的身体部分的部分,可能是这种情 况。
冷冻探针
在本发明的一个实施例中,所述冷冻探针包括:a)穿透或不穿透身 体部分的片段,b)冷冻剂源,和/或c)使冷冻剂源与片段接触或连通的 系统。。
在某些情况下,所述片段或冷冻探针可以被指定为仪器,设备,仪器, 零件,部分,块,分区,切片,碎片,组装体,楔形,块状,平板,块状, 包裹状,档,槽,细分,分数,成分,元素,单位,模块,成分,部门, 隔室,部门,分支和/或机翼,最好是低温仪器,低温设备,低温材料,低 温片,低温部分,冷冻切片,冷冻块,冷冻分割,冷冻部分,冷冻切片, 冷冻碎片,冷冻成分,冷冻楔,冷冻块,冷冻板,冷冻块,冷冻包裹,冷 冻剂,冷冻碎片,冷冻细分,冷冻级分,冷冻成分,冷冻元素,冷冻单元, 冷冻模块,冷冻组成,冷冻部门,冷冻室,冷冻单元,冷冻分支和/或冷冻 翼。
优选地,所述片段例如在其尚未从冷冻探针上脱离时,例如其在身体 部分中未完全或部分降解或保持与冷冻探针接触时,属于所述冷冻探针。
在某些情况下,所述片段不属于冷冻探针,例如,当该片段与冷冻探 针分离时,例如当该片段可生物降解并在生物体内降解时。
在一些情况下,所述纳米颗粒通过不包含纳米颗粒的身体部分与所述 片段分开。
在本发明的一个实施例中,所述冷冻探针是一种仪器或设备或装置或 温度调节器或仪器,设备或装置或温度调节器的一部分,其优选地用于对 组织施加冷。优选地,其是医疗或外科手术器械或医疗设备。优选将其插 入或放置在个体的身体部分中,但是在某些情况下也可以放置在个体的身 体部分之外。
在本发明的另一个实施例中,所述冷冻探针适合于内部冷却作用,优 选地用于身体部分的冷却作用,并且优选地包括一个片段和/或一个致冷剂 源,其中所述片段优选地被致冷剂冷却。
在某些情况下,所述冷冻探针包括穿透身体部分内部的片段,优选地 被指定为冷冻探针的穿透段。优选地,冷冻探针的穿透段具有至少一个其 表面或部分其表面,优选地外表面与身体部分接触。
在一些其他情况下,冷冻探针包括不穿透到身体部分内部或不位于身 体部分外部的部分,优选地被指定为冷冻探针的非穿透段。优选地,冷冻 探针的非穿透段不同于身体部分的穿透段,并且不具有至少一个其表面或 部分其表面,优选地外表面与身体部分接触。
在某些情况下,所述段的体积VS或长度LS或尺寸DS或直径dS小于 所述身体部分的最大体积VBP或身体部分的最大长度LBP或身体部分的最 大尺寸DBP或身体部分的最大直径dBP。VS/VBP或LS/LBP或DS/DBP或 dS/dBP之比可以小于1,0.8,0.5,0.2,10-1,10-3,10-5或10-10
在某些情况下,身体部分的最大体积,尺寸,长度,直径可以是:i) 冷却下来的,具有致病性或肿瘤性或肿胀或膨胀的身体部分的最大体积, 尺寸,长度,直径或ii)不健康或肿瘤性的或至少包含一个病理细胞或不健 康部位的身体部分的体积,尺寸,长度,直径。
在某些情况下,身体部分的体积,大小,长度,直径和个体另一个身 体部分的之间的边界是个体的健康部位和不健康部位之间的界限,例如肿 瘤的边界或边缘或不健康的部位,在某些情况下可以通过显微镜或组织学 或手术切除来识别。
在其他一些情况下,该段的体积VS或长度LS或尺寸DS或直径dS大 于身体部分的最大体积VBP或身体部分的最大长度LBP或身体部分的最大 尺寸DBP或身体部分的最大直径dBP。VS/VBP或LS/LBP或DS/DBP或dS/dBP之比可以大于1,2,5,10,103或105
在其他情况下,VS/VBP或LS/LBP或DS/DBP或dS/dBP之比是介于10-10和1010,10-5和105,10-5和1,或10-3和1之间。
在本发明的一个实施例中,所述片段的至少一个尺寸或长度或直径或 表面或体积小于1010,105,103,200,100,50,20,10,5,2,1,0.5,10-1,10-3,10-5, 10-7或10-10cm或cm2或cm3
一方面,本发明允许所述冷冻探针,优选地,片段,最优选地,穿透 性片段,当在有纳米颗粒的存在的情况下使用时比在没有纳米颗粒的情况 下使用时更小的尺寸。在某些情况下,当冷冻探针与纳米颗粒一起使用时 比当冷冻探针在没有纳米颗粒时使用时,这种尺寸可以减小至少0,0.5,1, 1.1,2,3,5,10或100倍。
在本发明的一个实施例中,冷冻探针包括非穿透片段,该非穿透片段 是不在身体部分内部穿透的片段。
优选地,该片段,无论是否穿透,与致冷剂源连通,该致冷剂源优选 地冷却该片段。
在某些情况下,该片段会被冷却到低于生理温度或低于100,50,37,20, 10,5,1,0,-2,-5,-10,-20,-50,-100,-150,-200或-250℃。例如,当寻求冰 球形成时,可能需要较低的冷却温度。
在其他一些情况下,该片段会被冷却到高于-250,-200,-150,-100,-50, -40,-20,-10,-5,-2,-1,0,2,5,10或20℃。可以避免太低的冷却温度,例如, 以防止形成冰球。
优选地,穿透片段或非穿透片段,优选地非穿透片段,通过排出或扩 散或携带气体或液体,优选地从致冷剂源产生的气体或液体,优选地是低 温气体或液体,来冷却所述身体部分。并且优选地从片段扩散到身体部分, 优选地在该片段和所述身体部分之间没有接触或直接的或固体的接触。
优选地,穿透部分或非穿透部分,优选地,穿透部分,冷却身体部分, 优选地使其表面或部分其表面接触,优选地直接或牢固地与身体部分接触。
在本发明的一个实施例中,所述冷冻探针,优选地所述片段,最优选 地,所述穿透性片段,以冷却或最低温度来冷却身体部分,其在有纳米颗 粒存在时比在没有纳米颗粒时,优选的大至少0.1,1,5,10,20或50℃, 优选的以达到类似的活性,例如破坏身体部分或肿瘤。
在某些情况下,所述处理的至少一个步骤的最低温度可以被指定为 Tmin
在本发明的一个实施例中,所述冷冻探针,优选地所述片段,最优选 地,所述穿透性片段,以身体部分内的空间温度分布或身体部分内的空间 温度梯度来冷却身体部分,其在有纳米颗粒存在时比在没有纳米颗粒时, 优选的低至少0.1,1,5,10,20或50℃,优选的以达到类似的活性,例如 破坏身体部分或肿瘤。
在本发明的另一实施例中,冷冻探针能够实现包括至少一个冷却步骤 和至少一个升温步骤的至少一个循环,其中,通过冷冻探针或通过激发冷 冻探针来加速或产生或引发所述冷却步骤,并且纳米颗粒使升温步骤变慢。
在本发明的另一个实施方案中,与不使用纳米颗粒的冷冻探针相比, 使用所述冷冻系统更有效地破坏了身体部分或肿瘤和/或具有较少的副作 用。这可能是由于选自以下系统中的冷冻系统的至少一种特性:i)与没有 纳米颗粒时相比,具有更小的冷冻探针尺寸;ii)与没有纳米颗粒时相比, 被冷却的身体部分的体积增加了,iii)与没有纳米颗粒相比,降低了温度 梯度,iv)与没有纳米颗粒相比,增加了冷却或最低温度,并且v)与没 有纳米颗粒相比,升温步骤更慢。
关联或绑定材料
在本发明的一个方面,所述冷冻系统包括一个第二部分,其是,在本 发明的一个实施方案中,至少两个纳米颗粒的组装体,其特征在于,所述 组装体包括至少两种通过绑定或关联材料彼此结合或绑定的纳米颗粒。
在本发明的一个实施方案中,结合或绑定材料是至少两个纳米颗粒之 间的连接或连接材料。
在一些情况下,结合或绑定材料将至少两个纳米颗粒分开超过10-3, 10-1,0,1,5,10,102或103纳米。
在一些其他情况下,结合或绑定材料将至少两个纳米颗粒分开小于 105,103,100,70,50,20,10,5,2或1m。
在另外一些情况下,存在结合或绑定材料的情况与不存在结合或绑定 材料的情况相比,将至少两个纳米颗粒分开的距离更大,优选至少为0,1, 1.1,2,5,10或103倍。
在另一些情况下,结合或绑定材料可以形成或变成或转变为冰或冰球, 并且优先地不能形成或变成或转变为纳米冰球,优选的当其温度降低到10, 5,2,1,0,-2,-5或-10℃以下时。
在另一些其他情况下,在结合或绑定材料存在的情况下,纳米颗粒优 先分布均匀,不聚集,分散良好,均匀分布,而在不存在结合或绑定材料 的情况下,纳米颗粒优先聚集,粘结在一起或不均匀地分布。
在一些情况下,结合或绑定材料是包埋或包围或涂覆至少两个纳米颗 粒的材料,优选地以两个纳米颗粒通过该材料彼此连接或结合的方式。
在某些情况下,冷冻治疗期间会破坏结合或绑定材料。
在另一些情况下,可以在冷冻治疗期间保留结合或绑定材料。
在一些情况下,结合或绑定材料可以是纳米颗粒的涂层。
在某些情况下,冷却温度可以指定选自以下的温度:i)初始温度和最 低温度之间的至少一个温度;ii)冷却步骤的至少一个温度;iii)最低温 度;和iv)保持温度,也优选地被指定为保持步骤的至少一个温度。
在某些情况下,最低温度是整个处理或至少一个处理步骤的最低温度。
在一个实施方案中,结合或绑定材料优选包含质量小于50%,25%, 10%,或1%的非变性有机材料,其优选来自趋磁细菌,例如脂质,内毒 素和/或非变性蛋白优选来自趋磁细菌。
在一个实施方案中,结合或绑定材料包括至少一种能够与金属离子, Fe2+或Fe3+离子,羟基OH-,氧化物O2-,晶体缺陷或纳米颗粒的杂质建 立相互作用或键合的化合物,其可以是在纳米颗粒中或表面。
在一个实施方案中,结合或绑定材料包含至少一种化合物,原子,离 子或化学官能团,例如酸,羧酸,磷酸或磺酸官能团,其中嵌入在结合或 绑定中的化合物,原子或离子结合材料能够与纳米颗粒建立相互作用或键 合,纳米颗粒的化学功能,纳米颗粒的一个离子,例如金属离子,Fe2+, Fe3+,羟基OH-,氧化物O2-或纳米颗粒的晶体缺陷。
纳米颗粒的原子,化学功能或离子可以在纳米颗粒的表面内或表面。
在一个实施方案中,结合或绑定材料选自产生更好的纳米颗粒冷却性 能的物质。因此优选结合或绑定材料中包含的物质是良好导热体。
在一个实施方案中,结合或绑定材料选自在纳米颗粒之间产生组织或 组装性质的化合物,其有利于纳米颗粒的治疗或冷冻疗法的效果。
在某些情况下,治疗或冷冻疗法的效果尤其可以是冰的产生和/或这些 纳米颗粒的运动,振动,旋转,平移。
在一个实施方案中,结合或绑定材料的厚度小于纳米颗粒的平均直径, 小于直径的一半,四分之一,小于10.5,2.5或1μm,500,400,300,200,100, 90,80,70,60,50,40,30,20,10,5,4,3,2,1或0.5纳米。这种厚度可以优选 地限制毒性。
在一个实施方案中,结合或绑定材料的厚度通常大于纳米颗粒的平均 直径,大于该直径的二分之一,四分之一,大于0.1,0.5,1,2,4,8,10,15,20 或25纳米。这样的厚度可以特别地使一个或多个纳米颗粒结合在一起或 防止聚集体的形成。
有利地,足够厚的涂层的存在使得能够防止纳米颗粒粘附在一起,尤 其是在其们彼此施加的磁力的作用下,并且当这些纳米颗粒彼此靠近时强 度会增加。
在一个实施方案中,结合或绑定材料具有的金属或铁含量或质量百分 比相比纳米颗粒低至少1,2,5,10,102,103,104,105或106倍。
在另一个实施方案中,结合或绑定材料在除铁和氧之外的至少一个原 子中具有成分或质量百分比大于或等于合成的纳米颗粒中心部分的1,2,5, 10,102,103,104,105或106倍。
在一个实施方案中,结合或绑定材料包括碳化合物。
在一个实施方案中,结合或绑定材料包含至少一种选自以下的化合物: 螯合剂,两亲性分子,极化或带电的聚合物,金属或氧化硅,金属或氢氧 化硅,酸,这些化合物的酸性,碱性,氧化,还原,中性,带正电,带负 电的衍生物,以及这些化合物或衍生物中的几种的组合。
在一个实施方案中,结合或绑定材料包括选自以下的至少一种化合物: 多糖,脂肪酸,磷脂,氨基酸的聚合物,聚合或非聚合的二氧化硅,以及 脂族胺聚合物,这些化合物是酸性,碱性,氧化,还原,中性,带正电, 带负电的衍生物,以及这些化合物或衍生物中的几种的组合。
在一个实施方案中,结合或绑定材料不包括磷脂或蛋白质或RNA或 DNA或细菌,细胞或生物学来源的化合物或衍生自趋磁细菌的化合物。
在一个实施方案中,结合或绑定材料包含这些化合物的酸性,碱性, 氧化,还原,中性,带正电,带负电的衍生物的至少一种官能团选自包括 磷酸,羧酸,磺酸,酯,酰胺,酮,醇,酚,硫醇,胺,醚,硫化物,酸 酐,酰卤,脒,腈,氢过氧化物,亚胺,醛,过氧化物的组,以及这些化 合物或其衍生物中的几种的组合。
在一个实施方案中,根据本发明的结合或绑定材料选自可灭菌的,优 选通过高压灭菌,生物相容和/或可生物降解的物质,其优选不引起代谢, 免疫,细胞毒性和/或药理作用,其优选可以通过静脉内,动脉内途径和/ 或内部施用。这样的物质可以是聚维酮,PEG400,泊洛沙姆188,葡聚 糖,磷脂酰胆碱,二棕榈酰-顺式-甘油-3-磷脂酰胆碱或这些物质的衍生物。
在某些情况下,可以根据以下参数选择结合或绑定材料的类型:
(i)合成纳米颗粒的给药途径:例如,对于静脉内给药,最终可以选 择能够防止巨噬细胞捕获合成纳米颗粒的涂层,例如PEG或右旋糖酐,
(ii)细胞内化:为了支持其,可以“最终”选择带有正电荷的涂层, 例如聚L-赖氨酸。
在一个实施方案中,本发明的结合或绑定材料和/或纳米颗粒可以用作 药物或诊断剂,特别是在例如使用冷冻疗法的肿瘤的治疗的情况下。
在一个实施方案中,结合或绑定材料选自以下化合物:柠檬酸,油酸, 聚甲基丙烯酸,聚(环氧乙烷)-b-聚(甲基丙烯酸)酸,聚丙烯酸,聚乳 酸,聚环氧乙烷-嵌段聚谷氨酸,膦酸,白蛋白,阿仑膦酸盐,藻酸盐, 金,金,三氧化二铝,藻酸盐,氢氧化铝,阿拉伯半乳聚糖,膨润土,羧 甲基纤维素,纤维素,壳聚糖,胆甾醇,柠檬酸盐,葡聚糖,二巯基琥珀 酸,多巴胺,1,2-二油酰基卵磷脂,二乙基三胺五乙酸,二乙烯基苯,乙 基纤维素,红血球,铁氧体,叶酸,明胶,人血清白蛋白,脂质体,分子 印迹聚合物,氧化锰,四氧化三锰,油酸,聚醚酰亚胺,聚乙二醇,聚氧 化乙烯-聚乙醇酸,聚乳酸,P聚乳酸-羟基乙酸共聚物,一个聚合物,磷 脂酰胆碱,磷脂酰胆碱,普兰尼克,聚丙烯酰胺,聚丙烯酸,聚苯胺,带 有末端羧基的聚乙二醇,多肽,聚环氧乙烷,聚乙烯醇,聚(N-异丙基丙 烯酰胺),聚乙烯吡咯烷酮,聚(环氧乙烯),聚(N,N-二甲基乙基氨基 丙烯酸酯),聚(亚胺),聚(丙烯酸),聚-DL丙交酯,聚烷基氰基丙烯 酸酯,聚合物(聚乙二胺,聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯,聚乙二醇), 聚(N-异丙基丙烯酰胺),聚丙烯酸,聚二吡咯/二咔唑,聚L-赖氨酸,聚甲 基丙烯酸甲酯,聚合物泡囊,多糖如琼脂糖,藻酸盐,卡拉胶,壳聚糖, 右旋糖酐,肝素,阿拉伯胶,支链淀粉和/或淀粉,聚苯乙烯,聚乙烯醇, 聚乙烯吡咯烷酮,二氧化硅(优选无定形或中孔二氧化硅),硅烷,二氧 化硅,油酸钠,淀粉,苯乙烯-二乙烯基苯,多氧化钽,二氧化锆以及这 些化合物的衍生物或组合。
在一个实施方案中,结合或绑定材料选自:i)多糖,例如琼脂糖,藻 酸盐,卡拉胶,壳聚糖,右旋糖酐,肝素,阿拉伯胶,支链淀粉和/或淀粉, ii)酸例如柠檬酸,酸油酸,聚甲基丙烯酸,聚(环氧乙烷)-b-聚(甲基 丙烯酸),聚丙烯酸酸,聚乳酸,聚(环氧乙烷)-嵌段聚(谷氨酸)酸, 膦酸,二巯基琥珀酸,脂肪酸叶酸,聚(丙交酯酸),聚丙烯酸,包含至 少一个羧酸官能团的化合物,iii)聚合物,如葡聚糖,聚环氧乙烷,聚乙 烯醇,聚(N-异丙基丙烯酰胺),聚(乙烯基吡咯烷酮),聚(低聚环氧乙 烷),聚(N,N-二甲基乙基氨基丙烯酸酯),聚(亚胺),聚(丙烯酸),iv)羧酸盐,v)无机化合物,例如二氧化硅,三氧化二铝,二氧化锆,铁 氧体,氧化锰,四氧化三锰,金,膨润土,碳(例如活性碳或石墨化碳), vi)金属化合物,vii)有机化合物,例如分子印迹聚合物,纤维素,DV8, 聚吡咯,壳聚糖,聚丙烯酰胺,藻酸盐,聚醚酰亚胺,表面活性剂,viii) 包含磷酸盐的化合物,ix)包含二氧化硅的化合物,x)包含金的化合物, xi)包含葡聚糖的化合物,xii)包含聚乙二醇的化合物,xiii)以及这些化 合物的组合或衍生物。
纳米颗粒
在本发明的一个实施方案中,至少一种纳米颗粒的特征在于其包含:
α)铁和除铁之外的至少1,2,3,5或10种其他金属或准金属,其中该 (这些)其他金属或准金属优选包含在或在纳米颗粒表面的浓度优先大于 0,10-10,10-5,10-1,1,5,10,50,100,200,500,103或105微克的金属或每克 纳米颗粒的准金属,
和/或
β)铁或氧化铁的质量大于0,1,5,10,20,50,70,90,99或99%,其中 该质量百分比优先等于MI/Mallmetals,MIO/Mallmetals,MI/MNano或MIO/MNano,, 其中MI,MIO,Mallmetals分别是铁,氧化铁以及包含在纳米颗粒表面内和表面 的所有金属的质量,而MNano是纳米颗粒的质量。
在本发明的另一个实施方案中,至少一个纳米颗粒的特征在于其包含:
α)第一种金属或准金属,以及或者零种其他金属或准金属或至少1,2, 3,5或10种其他金属或准金属,而不是第一金属或准金属,其中一种或多 种或一种或多种准金属优选以大于0,10-10,10-5,10-1,1,5,10,50,100,200, 500,103或105微克的金属或准金属每克纳米颗粒的浓度优选包含在纳米 颗粒中或表面。
和/或
β)大于0,1,5,10,20,50,70,90,99或99%质量的第一金属或第一准 金属,其中该质量百分比优先等于MFM/Mallmetals或MFM/MNano,,其中MFM和Mallmetals分别是第一金属/准金属和包含在纳米颗粒表面内和/或表面的 所有金属的质量,而MNano是纳米颗粒的质量。
在一些其他情况下,至少一种纳米颗粒可包含:
α)铁和除铁以外的少于100,50,20,10,5,2或1种其他金属或准金 属,而这些其他金属或准金属是优选以小于1010,105,103,100,50,20,10,5, 2或10微克的金属或准金属每克纳米颗粒的浓度优先包含在纳米颗粒 中或表面。
和/或
β)小于100%,90%,70%,50%,20%,5%,2%或1%的铁或氧 化铁,其中该质量百分比优先等于MI/Mallmetals,MIO/Mallmetals,MI/MNano或 MIO/MNano,其中MI,MIO,Mallmetals,分别是包含在纳米颗粒中和表面的铁,氧 化铁和所有金属的质量,而MNano是纳米颗粒的质量。
在一些其他情况下,至少一种纳米颗粒可包含:
α)第一种金属或第一种准金属和少于第一种金属或第一类准金属的 100,50,20,10,5,2或1种以下的其他金属或准金属,其中一种或多种或 一种或多种准金属优选以小于1010,105,103,100,50,20,10,5,2或10微 克的金属或准金属每克纳米颗粒的浓度优先包含在纳米颗粒中或表面。
和/或
β)小于第一金属或第一准金属的质量的100,90,70,50,20,5,2或 1%,其中该质量百分比优先等于MFM/Mallmetal和MFM/MNano,其中MFM和 Mallmetals,分别是包含在纳米颗粒中和/或在纳米颗粒的表面中的第一金属/ 准金属的质量,而MNano是纳米颗粒的质量。
在某些情况下,金属或准金属可以指定或称为第一金属或准金属。
在一些其他情况下,金属或准金属可以指定或指定为另一种金属或准 金属。
在本发明的一个实施方案中,冷冻系统包括第二部分,其是至少一个 纳米颗粒,优选地是磁性或金属纳米颗粒。
如本文所用,术语“纳米颗粒”是指包括具有至少一个尺寸(例如长度, 宽度,表面,体积或厚度)的任何纳米尺寸的材料,其尺寸在0.1-1000纳 米的范围内,优选在0.1纳米至1000纳米之间。尺寸范围为1-100纳米。
如本文所用,术语“磁性纳米颗粒”旨在包括当其受到磁场时会引起响 应的任何纳米颗粒,其中该响应可以是:i)非零磁化或矫顽力,ii)矫顽 力或磁化强度随磁场强度的增加而增加,iii)与磁场耦合的纳米颗粒磁矩, 和/或iv)当磁场在空间上不均匀时优先引起的纳米颗粒运动。该术语还 意在包括铁磁性,亚铁磁性,顺磁性,超顺磁性和抗磁性材料。非限制性 的合适实例可以包括:i)Fe2O3,Fe3O4,Fe2O4,FexPty,CoxPty,MnFexOy, CoFexOy,NiFexOy,CuFexOy,ZaFexOy,,和CdFexOy,,其中x和y优选地在 1至6之间,这取决于合成方法。ii)包含磁性材料的纳米颗粒,优选主 要的,例如Fe,Pt,Au,Ag,Mg,Zn,Ni或Si。区别可以被划分成纳 米颗粒在没有施加外部磁场的情况下或者在在强度低于1mT的磁场下具 有磁性,例如由铁或氧化铁组成的那些,和纳米颗粒在外部磁场的存在下 或者在外部磁场强度大于10-5,10-3,1或10mT具有磁性,例如由金或银 组成的那些。
如本文所用,术语“金属纳米颗粒”是指包括具有至少一个尺寸(例如 长度,宽度,表面,体积或厚度)的任何纳米尺寸的金属,尺寸在0.1-1000 纳米的范围内,优选在尺寸范围内。范围为1-100纳米。在一些实施方案 中,术语“金属纳米颗粒”不包括一些金属纳米颗粒,例如金或银纳米颗粒。 在一些实施方案中,术语“金属纳米颗粒”仅包括铁或氧化铁纳米颗粒。
在一个实施方案中,纳米颗粒不是释放药物的纳米颗粒或热敏性纳米 胶囊或热敏胶囊或热敏性聚合物或热敏性囊泡或热敏性中空纳米颗粒,或 者不是释放药物的纳米颗粒或纳米级胶囊或聚合物或中空纳米颗粒或囊 泡当其被冷却或预热时。
在某些情况下,根据本发明的药物可以是不同于或不包含在纳米颗粒 核心中的活性成分。
在一些情况下,中空纳米颗粒是未填充至少一个金属或金属原子的纳 米颗粒。
一方面,本发明涉及根据本发明所使用的纳米颗粒或冷冻系统或根据 本发明的方法,其中所述纳米颗粒具有选自以下组的至少一种性质:i)尺 寸在1至103纳米范围内,ii)金属,磁性和/或结晶结构,iii)导热率在 10-5至105W/mK的范围内,并且iv)浓度在10-5至105毫克的纳米颗粒 每立方厘米悬浮液或毫克的纳米颗粒每立方厘米身体部分的范围内。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒选自:纳米球,纳米胶囊,树 状聚合物,碳纳米管,脂质/固体纳米颗粒,脂质或蛋白质或基于DNA或 RNA的纳米颗粒,具有由层,优选稳定层,最优选磷脂层,多层纳米颗 粒,聚合物纳米颗粒,量子点,金属纳米颗粒,聚合物胶束或纳米颗粒, 碳基纳米结构,纳米泡,纳米体,药物,脂质体,纳米孔,微生物,脂质 体,病毒,优选重组,草药纳米颗粒,抗体和囊泡。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒不是:纳米球,纳米胶囊, 树状聚合物,碳纳米管,脂质/固体纳米颗粒,脂质或蛋白质或基于DNA 或RNA的纳米颗粒,内部水环境被包围的纳米颗粒一层,优选地稳定层, 最优选地是磷脂层,多层纳米颗粒,聚合物纳米颗粒,量子点,金属纳米 颗粒,聚合物胶束或纳米颗粒,碳基纳米结构,纳米气泡,纳米体,药物, 脂质体,纳米孔,微生物,脂质体,病毒,优选重组,草药纳米颗粒,抗 体和/或囊泡。
在一些实施方案中,纳米颗粒可以被包含在液体,气体或固体环境中, 优选在其存在于或施用于身体部分中之前,之中或之后。
在另外一些情况下,纳米颗粒可以被包含在铁磁流体中,化学或生物 磁流体中,其中化学和生物磁流体是含有铁的流体,优先形成纳米颗粒, 其分别通过化学或生物合成制备。
在另一些情况下,铁磁流体或纳米颗粒组装体可包含纳米颗粒和赋形 剂,溶剂,基质,凝胶,其优先使纳米颗粒能够施用于个体或身体部分。
在另一些情况下,纳米颗粒包括合成材料和/或生物材料和/或无机材 料和/或有机材料。
在本发明的一个实施方案中,(一种或多种)纳米颗粒具有至少一种 与以下相同的性质:i)纳米颗粒的悬浮液,ii)包含纳米颗粒的组合物, iii)纳米颗粒的集合体,iv)矿物纳米颗粒的一部分,vi)纳米颗粒的有 机部分,vii)纳米颗粒的无机部分,viii)纳米颗粒的涂层,ix)绑定/结 合材料,或x)化合物。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒是具有大于1,10,102,103,105, 1010或1050个纳米颗粒或纳米颗粒每立方厘米的身体部分的组装体。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒是具有小于1050,1010,105,103, 102,10,5或2个纳米颗粒或纳米颗粒每立方厘米的身体部分的组装体。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒代表或为大于或包含大于 10-100,10-50,10-10,10-5,10-1,1,10,102,103,105,1010,1020或1050纳米颗粒 或毫克的纳米颗粒或毫克的包含在纳米颗粒中的铁或金属或毫克的每立 方厘米纳米颗粒或毫克的每立方厘米的身体部分的纳米颗粒或毫克的包 含在每立方厘米纳米颗粒中的铁或毫克的每立方厘米身体部分中的纳米 颗粒中包含的铁组成的组装或悬浮液或组合物。
在一些实施方案中,包含至少一个纳米颗粒或大量纳米颗粒的组合物 或悬浮液或组合物可用于诱导或产生温度升高,自由基或反应性物种或化 合物从纳米颗粒解离。
在本发明的另一个实施方案中,一个或多个纳米颗粒代表或为小于或 包含小于10100,1050,1020,1010,105,102,10,1,5,2,1,10-1,10-5,10-10或 10-50纳米颗粒或毫克纳米颗粒或毫克的包含在纳米颗粒中的铁或金属或 毫克纳米颗粒每立方厘米或毫克纳米颗粒每立方厘米身体部分或毫克铁 包含在每立方厘米纳米颗粒中的或毫克纳米颗粒每立方厘米身体部分包 含的铁组成的组装或悬浮液或组合物。在一些实施方案中,可以使用包含 少量纳米颗粒的纳米颗粒的组装体或悬浮液或组合物来防止毒性。
本发明还涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中所述纳米 颗粒是结晶的,金属的或磁性的。
在一些其他情况下,纳米颗粒可以是无定形的。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒被结晶。在这种情况下,其们 优选具有多于或至少1,2,10,102,103,106或109个或多个晶体学平面或 规则的原子排列,优选通过电子显微镜观察。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒是金属的。在这种情况下,其 们包含至少1,10,103,105或109个金属原子,或至少包含百分之1,10,50, 75或90的金属原子,其中该百分比可以是纳米颗粒中金属原子的质量或 数量或质量除以纳米颗粒中所有原子的总的数量或质量之间的比率。纳米 颗粒,优选金属氧化物纳米颗粒,还可以包含至少1,10,103,105或109个氧原子,或包含至少百分之1,10,50,75或90的氧原子,其中该百分 比可以是纳米颗粒中氧原子的数量或质量除以纳米颗粒中所有原子的总 的数量或质量之间的比率。
在一些情况下,纳米颗粒包含铁或由铁和至少一种不同于铁的金属或 准金属组成。在某些情况下,与铁不同的金属或准金属选自:钠,镁,铝, 钾,钙,钪,钛,铬,锰,锌,镓,锶,钇,锆,铌,钼,锝,铟,铯, 钡,镧,铈,镨,钕,钐,铕,钆,铽,镝,钬,铒,铥,镥,铪,铼和 钨酸盐。
在一些情况下,至少一个纳米颗粒部分或主要地或完全地包括铁或氧 化铁或由其组成。氧化铁可以具有以下性质中的至少一种:i),其包含至 少一个铁原子和一个氧原子,ii)其形成结晶或矿物结构,iii),可以具有 化学式FeO,FeO2,Fe3O4,Fe4O5,Fe5O6,Fe5O7,Fe25O32,Fe13O19,α-Fe2O3, β-Fe2O3,γ-Fe2O3,ε-Fe2O3,iv),可以由辉石,二氧化铁,磁铁矿,赤铁矿, 磁铁矿组成,v),可以处于ε相,α相,β相,γ相,vi),可以处于各种 氧化水平,vii),其分子式为FeαOβDγ,其中α,β和/或γ是系数,优选是 化学计量系数。在某些情况下,α,β和/或γ等于0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10, 11,12,13,14,15,16,18,19或20。在其他一些情况下,α,β和/或γ大于 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,18,19或20。在其他一些 情况下,α,β和/或γ小于0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16, 18,19或20。在某些其他情况下,D是纳米颗粒的掺杂材料。在某些情况 下,掺杂材料可以是金属或准金属,优选不同于铁,或者可以选自:铝, 锑矿,钡,铬,铜,金,锰,银,锡,钛和锌。
在本发明的一个实施方案中,包含在纳米颗粒中的氧化铁是纳米颗粒 的主要化学元素。在某些情况下,高纯度氧化铁纳米颗粒可以包含大量的 氧化铁。在一些情况下,包含在纳米颗粒中的氧化铁的质量百分比优选大 于百分之10-40,10-20,10-10,10-5,10-2,10-1,1,5,10,25,50,75,80,90,99或 99.9。根据本发明,该氧化铁的百分比在某些情况下可以定义为纳米颗粒 中的氧化铁的原子数,数量,质量或体积除以纳米颗粒中包含的所有化学元素总的原子数,数量,质量或体积之间的比率。在另外一些情况下,包 含在纳米颗粒中的氧化铁的浓度大于10-100,10-50,10-20,10-10,10-5,10-3,10-2, 10-1,1,10,50,100,103,105或1010微克氧化铁每克纳米颗粒。
在本发明的一个实施方案中,例如当纳米颗粒被身体部分溶解时,纳 米颗粒包含少量的氧化铁。在某些情况下,包含在纳米颗粒内部或表面的 氧化铁的质量百分比优选低于百分之100,90,80,70,50,30,10,5,1,0.1 或0.001。在一些其他情况下,包含在纳米颗粒中的氧化铁浓度可以低于 1050,1030,1010,105,103,500,100,50,10,1,10-1,10-3,10-5,10-10或10-50微克 氧化铁每克纳米颗粒。
在本发明的另一个实施方案中,包含在纳米颗粒中的氧化铁的百分比, 浓度,原子数,数量,质量或体积相对于纳米颗粒中所含杂质的百分比, 浓度,原子数,数量,质量或体积较大,优选大1.00001,1.001,1.1,2,5,10, 50,102,103,105,1010,1020或1050倍。。
在某些情况下,至少一个纳米颗粒是组合物。
在一些情况下,至少一个纳米颗粒包含质量百分比大0,1,5,10,25,50, 70,80,90,99或99.9%的以下物质:i)金属,ii)准金属,iii)金属元素, iv)磁性元素,v)铁或vi)氧化铁。该质量百分比可以对应于纳米颗粒 的金属或磁性部分或纳米颗粒核的质量百分比,或者可以排除或不考虑涂 层或缔合或绑定材料。使用具有金属组成的纳米颗粒可能是有益的,因为 这种组成可以帮助将寒冷保持在纳米颗粒内。
在一些情况下,至少一种纳米颗粒包含大于百分之0,1,5,10,25,50, 70,80,90,99或99.9的以下物质:
i)铁,优先基于MFeN/MMN的比例,其中MFeN是至少一个纳米颗粒 中铁的质量,MMN是至少一个纳米颗粒中铁和除铁以外的金属或准金属的 质量,
ii)铁和选自第1组族的至少一种除铁以外的其他金属,该金属包括: 钠,镁,铝,钾,钙,钪,钛,铬,锰,锌,镓,锶,钇,锆,铌,钼, 锝,铟,铯,钡,镧,铈,镨,钕,钐,铕,钆,铽,镝,钬,铒,铥, 镥,铪,铼和钨酸盐,优先基于M1/M2的比率,其中M1是铁和至少一种 所述纳米颗粒中选自上述第1组的至少一种其他金属的质量,并且M2是 所有金属的质量或包含在至少一种所述纳米颗粒中的5种或10种以上不 同金属或准金属的质量,和/或
iii)铁和选自第2组族的至少一种其他非金属,包括:氢,碳,氮, 磷,硫,氟,氯,溴,碘,氦,氖,氩,氪,氙、,和氧气,优先基于比率 M3/M4,其中M3是铁和至少一种选自上述第2组的其他非金属的所述纳 米颗粒的质量,M4是所有非金属元素的质量或至少一种所述纳米颗粒中 包含的超过5种或10种以上的不同非金属元素的质量。
在一些情况下,至少一个所述纳米颗粒包含质量百分比小于100,99.9, 99,90,80,70,50,25,10,5,2或1%的以下物质:i)金属,ii)准金属,iii) 金属元素,iv)磁性元素,v)铁或vi)氧化铁。该质量百分比可以对应 于纳米颗粒的金属或磁性部分或纳米颗粒核的质量百分比,或者可以排除 或不考虑涂层或结合/绑定材料。使用具有不只包含金属例如铁的成分的纳 米颗粒可能是有益处的,例如以减少毒性或提高纳米颗粒保持冷的能力,。
在一些情况下,至少一个所述纳米颗粒包含质量百分比小于100,99.9, 99,90,80,70,50,25,10,5,2或1%:i)金属,ii)准金属,iii)金属元素, iv)磁性元素,v)铁或vi)氧化铁。该质量百分比可以对应于纳米颗粒 的金属或磁性部分或纳米颗粒核的质量百分比,或者可以排除或不考虑涂 层或结合/绑定材料。使用具有非完全金属或铁组成的纳米颗粒可能是有益 的,因为这样的组合物可以帮助保持纳米颗粒内的寒冷或防止毒性或提高 冷冻疗法的功效。
在一些情况下,至少一种纳米颗粒包含少于百分之100,99,90,80,70, 50,20,10,5,2或1的以下物质:
i)铁,优先基于MFeN/MMN的比例,其中MFeN是至少一个纳米颗粒 中铁的质量,MMN是至少一个纳米颗粒中铁和除铁以外的金属或准金属的 质量,
ii)铁和选自第1组族的至少一种除铁以外的其他金属,该金属包括: 钠,镁,铝,钾,钙,钪,钛,铬,锰,锌,镓,锶,钇,锆,铌,钼, 锝,铟,铯,钡,镧,铈,镨,钕,钐,铕,钆,铽,镝,钬,铒,铥, 镥,铪,铼和钨酸盐,优先基于M1/M2的比率,其中M1是铁和至少一种 所述纳米颗粒中选自上述第1组的至少一种其他金属的质量,并且M2是 所有金属的质量或包含在至少一种所述纳米颗粒中的5种或10种以上不 同金属或准金属的质量,和/或
iii)铁和选自第2组族的至少一种其他非金属,包括:氢,碳,氮, 磷,硫,氟,氯,溴,碘,氦,氖,氩,氪,氙、,和氧气,优先基于比率 M3/M4,其中M3是铁和至少一种选自上述第2组的其他非金属的所述纳 米颗粒的质量,M4是所有非金属元素的质量或至少一种所述纳米颗粒中 包含的超过5种或10种以上的不同非金属元素的质量。
在本发明的一个实施方案中,根据本发明的至少一种纳米颗粒是或包 含大于1,2,5,10,103,105,1010,1020,1050或10100个纳米颗粒,每立方厘 米身体部分的纳米颗粒的组装体。
在本发明的一个实施方案中,至少一种纳米颗粒包括:i)至少一种杂 质,ii)至少一种化学元素,和/或iii)部分或全部的氧化铁。
在某些情况下,氧化铁代表或是大于1,10,103,105,1010,1020,1050或 10100个铁原子和/或大于1,10,103,105,1010,1020,1050或10100个氧原子的 一个组成。
在一些其他情况下,包含在至少一个纳米颗粒中的化学元素和/或杂质 是或表示大于1,10,103,105,1010,1020,1050或10100种化学元素,和/或包 含在至少一个纳米颗粒中的杂质。
在本发明的另一个实施方案中,根据本发明的至少一个纳米颗粒是或 包含小于10100,1050,1020,1010,105,103,100,50,10,5或2个纳米颗粒,每 立方厘米身体部分的纳米颗粒的组装体。
在某些情况下,氧化铁代表或是少于1,10,103,105,1010,1020,1050或 10100个铁原子和/或少于1,10,103,105,1010,1020,1050或10100氧原子的组 装体。
在另一些其他情况下,包含在至少一个纳米颗粒中的化学元素和/或杂 质是或表示小于10100,1050,1020,1010,105,103,100,50,10,5或2种化学元 素,和/或包含在至少一个纳米颗粒中的杂质。
在一实施方案中,至少一种纳米颗粒包含少量杂质,优选地使冷冻疗 法能够起作用。在一些情况下,纳米颗粒不包含至少一种杂质,或者不包 含或包含小于1050,1020,1010,105,102,10,5,2,5,1,10-2,10-10,10-20或10-50个杂质,杂质每克纳米颗粒的或克杂质每克纳米颗粒。在另一些情况 下,包含在纳米颗粒内部或表面的杂质的质量百分比优选低于百分之100, 90,80,70,60,50,30,20,10,5,1,0.1或0.001。根据本发明,在一些情况 下,该杂质百分比可以被定义为纳米颗粒中包含的原子数目,数量,质量 或体积的杂质之比除以纳米颗粒中包含的所有化学元素的原子总数目,数 量,质量或体积之间的比率。在一些情况下,包含在纳米颗粒中的所有化 学元素可以是包含在纳米颗粒中的氧化铁,掺杂材料和杂质的总和。在另 一些情况下,包含在纳米颗粒内部或表面的杂质的浓度低于1050,1030,1010,105,103,500,100,50,10,1,10-1,10-3,10-5,10-10或10-50微克杂质每克纳米 颗粒。
在本发明的另一个实施方案中,高纯度氧化铁纳米颗粒包含大量或质 量可观的杂质,例如当杂质可用于冷冻治疗例如使其无毒或促进其疗效时。 在一些情况下,纳米颗粒包含超过10-50,10-20,10-10,10-5,10-2,1,2,5,10,103, 105,1010,1020或1050个杂质或杂质每克纳米颗粒中或克杂质每克纳米颗 粒。在某些情况下,纳米颗粒包含大量的杂质。在一些情况下,包含在纳 米颗粒内部或表面的杂质的质量百分比优选大于百分之10-40,10-20,10-10, 10-5,10-2,10-1,1,5,10,25,50,75,80或90。在另外一些情况下,包含在纳 米颗粒内部或表面的杂质的浓度大于10-100,10-50,10-20,10-10,10-5,10-3,10-2, 10-1,1,10,50,100,103,105或1010微克杂质每克纳米颗粒。
在某些情况下,杂质可以是相同的杂质,即优选地包括相同化学元素 的杂质。
在一些其他情况下,杂质可以是不同的杂质,即优选地包括至少一种 不同的化学元素的杂质。
在本发明的一个实施方案中,一种或多种化学元素选自:a锕系元素, 锕,铝,銤,锑,氩,砷,砹,钡,锫,铍,铋,铋,硼,溴,铯,钙, 锎,碳,铈,氯,铬,钴,钴,镉,铜,锔,鐽,
Figure BDA0002520993550000211
镝,锿,铒,铕, 镉,鈇,氟,钫,钆,镓,锗,金,铪,氦,
Figure BDA0002520993550000212
钬,氢,铟,碘,铱, 铁,氪,镧系元素,镧,铹,铅,锂,鉝,镥,镁,锰,氘,钔,汞,钼, 钕,氖,镎,镍,铌,氮,铌,锇,氧,钯,磷,铂,钚,钋,钾,镨, 镤,钷,镭,氡,铼,铑,錀,铷,钌,鈩,钐,硒,硅,银,钠,锶, 硫,钪,硒,碲,铽,钍,铥,锡,钽,锝,铊,钛,钨,澳,镆,
Figure BDA0002520993550000221
鉨,铀,钒,氙,镱,钇,锌,锆,以及这些化学元素中的几种的组合。
本发明还涉及根据本发明的冷冻系统,其中包含在纳米颗粒中的杂质 是与铁,氧和/或氧化铁不同的至少一种化学元素。
在某些情况下,杂质可以是碳或碳质材料。
在本发明的一个实施方案中,含碳材料包含至少一个碳原子,优选但 不一定与除碳以外的其他化学元素混合或组装。
在本发明的又一个实施方案中,碳或碳质材料源自,由,被制造或来 自生成至少一种纳米颗粒的细胞,也称为生成纳米颗粒的细胞。
在本发明的一个实施方案中,铁和/或氧化铁和/或杂质和/或掺杂材料 和/或化学元素被包含或插入:i)在纳米颗粒内部,ii)在纳米颗粒的表面; iii)在纳米颗粒的外部;iv)在纳米颗粒的晶体或无定形结构中;v)在纳 米颗粒的缺陷中;和/或vi)在纳米颗粒的空位中。
在本发明的一个实施方案中,铁和/或氧化铁和/或杂质和/或掺杂材料 和/或化学元素通过,例如静电,强,弱,核,金属,范德华,得拜,伦敦 或氢健与纳米颗粒相互作用。
在本发明的一个实施方案中,铁和/或氧化铁和/或杂质和/或掺杂材料 和/或化学元素位于距纳米颗粒一定距离处,优选距纳米颗粒的中心或表面 小于1050,1020,1010,105,103,100,10,5或1纳米。在一些情况下,纳米颗 粒的中心是化学元素的区域,体积或位置或集合,其位于纳米颗粒的最大, 最低和/或平均尺寸的中间,例如球形纳米颗粒直径的一半。或纳米颗粒最 大,最低和/或平均长度的一半。在一些其他情况下,纳米颗粒的表面是距 纳米颗粒的中心距离最大而保留在纳米颗粒中的区域或位置或化学元素 的集合。
在本发明的又一个实施方案中,铁和/或氧化铁和/或杂质和/或掺杂材 料和/或化学元素位于与纳米颗粒一定距离处,优选距纳米颗粒的中心或表 面大于或等于0.001,0.01,0.1,1,10,100,103,105,1010,1020或1050纳米。
在本发明的另一个实施方案中,金属或金属原子选自:锂,铍,镁, 铝,钾,钙,钪,钛,钒,铬,锰,铁,钴,镍,铜,锌,镓,铷,锶, 钇,锆,铌,钼,锝,钌,铑,钯,银,镉,铟,锡,铯,钡,镧,铈, 镨,钕,异丙,钐,铕,钆,铽,镝,钬,铒,铥,镱,镥,铪,钽,钨, 铼,锇,铱,铂,金,汞,铊,铅,铋,钋,钫,镭,锕,钍,镤,铀, 镎,钚,镅,锔,锫,锎,锿,镄,钔,锘,铹,钌,
Figure BDA0002520993550000233
钅喜,
Figure BDA0002520993550000232
鐽, 錀,鎶,鉨,鈇,镆,和鉝原子。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒包含小于1,10,103,105或 109个金属原子或包含小于百分之1,10,50,75或90的金属原子,其 中该百分比可以是纳米颗粒中的金属原子的数量或质量除以纳米颗粒中 的所有原子的总数或质量的比率。其还可以含有小于1,10,103,105或109个氧原子或含有小于百分之1,10,50,75或90的氧原子,其中该百分比可以是纳米颗粒中氧原子的数量或质量除以纳米颗粒中的所有原子的 总数或质量的比率。
在本发明的一个实施方案中,当纳米颗粒具有磁性行为或性质时,纳 米颗粒是磁性的,其中所述磁性行为或性质优先选自抗磁性,超顺磁性, 顺磁性,铁磁性和亚铁磁性行为或性质。
在一些情况下,磁性行为或性质可在低于以下的温度观察到或存在于: i)105,103,500,350,200,100,50,20,10,1,0.5或1开(开尔文),ii)居里 温度,或iii)阻断温度。
在一些其他情况下,磁性行为或性质可在大于以下的温度观察到或存 在:i)0.5,1,10,20,50,100,200,350,500,103或105开,ii)居里温度, 或iii)阻断温度。
在其他一些情况下,磁性行为或性质可以在介于10-20和1020开之间, 或在0.1和1000开之间的温度下观察到或存在。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒具有或可被以下性质中的至少 一种表征:i)核的存在,优先为磁性,优先为矿物,优先由金属氧化物(例 如氧化铁),最优先为磁赤铁矿或磁铁矿组成,或磁赤铁矿和磁铁矿之间 的中间成分,ii)围绕核的涂层的存在并优先防止纳米颗粒聚集,优先使 纳米颗粒能够施用于生物体或身体部分或使纳米颗粒核稳定,其中涂层厚 度可能优选介于0.1纳米和10微米之间,0.1纳米和1微米之间,0.1纳 米和100纳米之间,介于0.1纳米和10纳米之间,或介于1纳米和5纳米 之间,iii)磁性引起抗磁,顺磁,超顺磁,铁磁或亚铁磁行为,iv)矫顽 力大于0.01,0.1,1,10,100,103,104,105,109或1020奥斯特,v)剩余磁化 与饱和磁化之间的比大于0.01,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.75,0.9或0.99, vi)饱和磁化大于0.1,1,5,10或50克电子质量单位,vii)磁特性诸 如矫顽力,剩余磁化和饱和磁化,优选在大于0.1K,1K,10K,20K,50K, 100K,200K,300K,350K或3000K的温度下测量或观察到,viii)结晶 度,即纳米颗粒优选具有至少1,2,5,10或100个结晶面,优选可通 过电子显微镜观察或测量,ix)单域的存在,x)大于0.1,0.5,1.5,10,15,20, 25,30,50,60,70,80,100,120,150或200纳米,xi)尺寸介于0.1纳米至 10微米,0.1纳米至1微米,0.1纳米至100纳米,1纳米至100纳米或 5纳米至80纳米之间,xii)非热原性或无热原性,其优先是指纳米颗粒 的内毒素浓度低于1020,10000,1000,100,50,10,5,2或1个每毫克纳米 颗粒内毒素单位或包含在纳米颗粒中的毫克铁,这意味着纳米颗粒在被施 用于活体或身体部分不会引发发热或全身温度的增加大于100,50,6.6,5, 3,2或1摄氏度,xiii)用活体合成,优选通过细菌,xiv)化学合成,xv) 少于50%,25%,15%,10%,5%,2%或1%的有机或碳材料源自用于 合成的活生物体,xv),大于99%,95%,80%,70%,60%,50%或25% 存在的矿物材料源自用于合成的活生物体,或xvi)比吸收率(SAR)大 于1,10,1000或104瓦特每克纳米颗粒,优先测量于交变磁场的强度 大于0.1,1,10或100毫特斯拉和/或频率大于1,10,100或1000千赫 兹下,或者备选优先在声波的施加下测量,可选地,在诸如电磁声或光辐 射等辐射的应用下。
在本发明的另一个实施方案中,所述纳米颗粒具有或被以下性质中的 至少一种表征:i)矫顽力低于0.01,0.1,1,10,100,103,104,105,109或1020奥斯特,ii)饱和磁化强度低于0.01,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.75,0.9 或0.99,iii)饱和磁化低于01,1,5,10,50,200,1000或5000克电 子质量单位,iv)在磁特性优选在低于0.1K,1K,10K,20K,50K,100K,200K,300K,350K或3000K的温度下测量或观察到,,v)尺寸小于0.1, 0.5,1.5,10,15,20,25,30,50,60,70,80,100,120,150或200 纳米的,vi)存在超过百分之10,5,2或1的有机或碳材料来源于合成 活体的的,vii)存在少于百分之99,95,80,70,60,50或25的有机或碳材料源自用于合成的活生物体,或xi),比吸收率(SAR)小于1,10,1000或104瓦每克纳米颗粒,优选在交变磁场强度低于0.1,1,10,或100,200,500, 103或105毫特斯拉和/或频率低于1,10,100,103,105或109千赫兹的情 况下测量,或者备选优选在声波的施加下测量,可选地,在诸如电磁声或 光辐射等辐射的应用下。
在某些情况下,合成的生物是生成纳米颗粒的细胞。
在一些情况下,矿物质可以是纳米颗粒或磁颗粒的不包含有机材料的 部分,或者包含低质量百分比的有机材料,优选小于100%,99%,50%, 20%,10%,5%,1%,10-1%或10-2%。所述矿物质优选为纳米颗粒的核。
在一些其其情况下,矿物质可以包含的有机材料的质量百分比大于 0%,10-50%,10-10%,10-2%,10-1%或百分比在有机材料质量中。这可以是当 纯化步骤未成功地除去有机材料时或者在纯化步骤之后将有机材料添加 到矿物中时的情况。
在一些情况下,纳米颗粒可被涂层包围。该涂层可以由合成物,有机 的或无机的材料制成,或者由包含选自以下功能的一个物质制成:羧酸, 磷酸的功能的物质,磺酸,酯,酰胺,酮,醇,酚,硫醇,胺,醚,硫化 物,酰卤,脒,酰胺,腈,氢过氧化物,亚胺,醛和过氧化物。在一些情 况下,所述涂层可由羧基-甲基-葡聚糖,柠檬酸,磷脂酰胆碱或油酸制成。 在一些情况下,所述涂层可以使纳米颗粒分散在基质或溶剂如水中,优选 地不聚集或沉淀纳米颗粒。在一些情况下,所述涂层能够实现所述纳米颗 粒被细胞内化。在一些其其情况下,所述涂层可以使得:i)将两个或更多 个纳米颗粒优选地结合成链状,ii)以防止纳米颗粒聚集和/或iii)获得均 匀的纳米颗粒分布。
在某些情况下,涂层可以是结合/绑定材料。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒是无热源的。非热原性纳米颗 粒优选:i)包括小于10100,1050,1020,108,105,103,或10个内毒素单位或 每立方厘米身体部分热毒素单位或每毫克纳米颗粒内毒素单位或内毒素 单位每立方厘米身体部分每毫克纳米颗粒,或ii)引发个体或身体部分的 温度升高小于105,103,102,50,10,5,4,3,2或1摄氏度,优选高于生理温 度,优选所述声波或辐射施加在纳米颗粒上之前或之后或没有施加。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒或化合物由选自以下的族的化 学元素组成或包括:金属(碱金属,碱土金属,过渡金属),半金属,非 金属(卤素元素),稀有气体),硫族元素,镧系元素和锕系元素。
在本发明的另一个实施方案中,所述纳米颗粒或化合物由包含选自以 下组的化学元素或由其组成:氢,锂,钠,钾,铷,铯,钫,铍,镁,钙, 锶,钡,镭,钪,钇,镧系,锕系,钛,锆,铪,铷,钒,铌,钽,铪, 铬,钼,钨,钅喜,锰,锝,铼,铁,铁,钌,锇,钬,镝,钴,铑,铱, 铈,镍,钯,铂,镝,铜,银,金,錀,锌,镉,汞,铜,硼,铝,镓, 铟,铊,鉨,碳,硅,锗,锡,铅,鈇,氮,磷,砷,锑,铋,氟,氯, 溴,碘,砹,田,氦气,氖气,氟,氟,溴,氩,氪,氙,氡,奧,镧, 铈,镨,钕,锫,锎,铕,锿,镄,钔,鍩和铹。
在某些情况下,纳米颗粒或化合物还可以由这个(这些)化学元素的 合金,混合物或氧化物组成或包括该合金,混合物或氧化物。
在一些情况下,纳米颗粒或化合物可由大于百分之10-50,10-20,10-10, 10-5,10-2,1,5,10,50,75,80,90,95或99的一种或多种元素组成。其中该 百分比可以表示纳米颗粒或化合物中包含的这种化学元素的质量或数量 除以包含在所述纳米颗粒或化合物中的所有化学元素的总数量或总质量 或所述纳米颗粒或化合物的总质量
在一些其其情况下,纳米颗粒或化合物可由或包含小于百分之10-50, 10-20,10-10,10-5,10-2,1,5,10,50,75,80,90,95或99的这个(这些)化学元 素组成。
在又一些其他情况下,这个(这些)化学元素被包含在纳米颗粒或化 合物内,或在纳米颗粒或化合物的表面或在纳米颗粒或化合物的矿物或中 心部分中,或在纳米颗粒或化合物的涂层中。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒被定义为尺寸在一个维度上的 颗粒,该尺寸大于10-1,1,2,5,10,20,50,70,100,200或500纳 米。具有较大尺寸的纳米颗粒可以具有较大的矫顽力和/或较大的剩余磁化 强度,和/或可以比具有小尺寸的纳米颗粒更强地或更有效地吸收声波的能 量或功率。在一些情况下,由纳米颗粒吸收的能量或功率,通过纳米颗粒 的尺寸以大于1.001,1.01,1.1,1.2,1.5,2,5,10,103,105或107倍增加,而 以大于1.001,1.01,1.1,1.2,1.5,2,5,10,103,105或107倍增加,
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒被定义为尺寸在一个维度上 小于104,103,102,10,1或10-1纳米的颗粒。具有较小尺寸的纳米颗粒可 以更容易地被施用,例如静脉注射,或者可以避免某些毒性作用,例如栓 塞。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒尺寸介于10-2和1020纳米, 10-2和104纳米,10-1和103纳米之间或介于1和102纳米之间。这可以是 当纳米颗粒或纳米颗粒组装体具有明确划分,优选狭窄的的尺寸分布。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒尺寸分布低于1000,100, 75,50,25,10,5,2或1纳米。狭窄的纳米颗粒的尺寸分布可被期望 以防止聚集,或者有利于纳米颗粒以链状组织。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒尺寸分布大于1000,100, 75,50,25,10,5,2或1纳米。大的纳米颗粒尺寸分布,在一些情况 下,可使纳米颗粒能够更快速地被移除。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒尺寸分布大于1000,100, 75,50,25,10,5,2或1纳米。大的纳米颗粒尺寸分布,在一些情况 下,可使纳米颗粒能够更快速地被移除。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒具有表面电荷,其大于-200, -100,-50,-10,-5,0.1,1,2,5,10,50或100毫伏特的表面电荷,优选在pH 值低于0.1,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1,12,13或14时,优 选当所述纳米颗粒被包裹的涂层能够在不被破坏的情况下达到这种电荷 时,所述纳米颗粒可以在低pH值下具有大的表面电荷。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒具有表面电荷,其低于-200, -100,-50,-10,-5,0.1,1,2,5,10,50或100毫伏特,优选在pH值大于0.1, 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13或14时,选当所述纳米颗粒被包裹的 涂层能够在不被破坏的情况下达到这种电荷时,所述纳米颗粒可以在高 pH值下具有小的表面电荷。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒具有表面电荷,其包含在+ 200和-200毫伏特,+100和-100毫伏特,+50和-50毫伏特,+40和40毫伏特,+20和-20毫伏特,+10和-10毫伏特,或在+5和-5毫伏 特之间,优选地在pH值低于0.1,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13或14 时。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒具有的表面电荷包含在+ 200和-200毫伏特,+100和-100毫伏特,+50和-50毫伏特,+40和-40 毫伏特,+20和-20毫伏特,+10和-10毫伏特,或在+5和-5毫伏特之 间,优选地在pH值高于0.1,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13或14时。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒具有优先以单位如克(g),千 克(kg)或毫克(mg)表达的重量或质量。一克纳米颗粒可以是一克金属诸如 包含在纳米颗粒中的铁。纳米颗粒的质量或重量可以对应于一个纳米颗粒 的质量或重量或纳米颗粒的组装体的质量或重量。
在一个实施方案中,纳米颗粒的质量大于10-20,10-10,10-5,10-2,1,10, 103,109或1020克。在一些情况下,可以期望大的纳米颗粒的质量以增加 由纳米颗粒吸收的声波的能量。
在一个实施方案中,纳米颗粒的质量低于10-20,10-10,10-5,10-2,1,10, 103,109或1020克。在一些情况下,可以期望低纳米颗粒质量以防止或使 纳米颗粒毒性最小化。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒,悬浮液,组合物或纳米颗粒 的组装是稳定的,优选在一个时间段内,优选其稳定持续时间大于10-10,5, 10,1050或10100分钟。在一些情况下,纳米颗粒,悬浮液,组合物或纳米 颗粒的组装在大于1,5,10,50,100,200,500或1000毫克纳米颗粒每毫升 溶剂,基质或包围或包含所述纳米颗粒的身体部分下时稳定的。在一些情 况下,所述纳米颗粒,所述悬浮液,组合物或纳米颗粒的组装在下述情况 下可以是稳定的:i)所述纳米颗粒不降解,或不失去其部分或全部涂层或 可施用于所述身体部分,或ii)悬浮液,组合物或纳米颗粒的光密度降低, 优选在480纳米或另一固定波长下测量,不超过大于1%,5%,10%, 50%,75%或90%或大于10-10,10-3,10-1,0.5或0.7,优选在匀化或混合或 光密度测量或该悬浮液或组合物的吸收测量之后的1,5,10,103,107或 1020秒内。该百分比可以等于(ODB-ODA)/ODB或ODA/ODB,其中ODB为 在均化或混合或者纳米颗粒,悬浮液,组成或组装体的光密度测量或吸收 测量前测量的纳米颗粒,悬浮液,组成或组装体的光密度。ODA为在均化 或混合或者纳米颗粒,悬浮液,组成或组装体的光密度测量或吸收测量后 测量的纳米颗粒,悬浮液,组成或组装体的光密度。
在一些情况下,纳米颗粒可以悬浮在液体中或分散在基质或身体部分 中以产生均匀的纳米颗粒分散体或高度稳定的纳米颗粒组合物或悬浮液。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒以链状排列,包含多于1,2,3, 4,5,6,7,8,9,10,15,20,25,30,35或40个纳米颗粒。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒排列成链,其具有:i)长度 小于2.1010,2.105,2.103或2.102纳米,或ii)在每条链中的纳米颗粒的数 量小于2,5,10,102或103,在一些情况下,短链的纳米颗粒是被期望的 或可获得的,例如在链被部分或全部破坏后,有利于纳米颗粒内化进入细 胞。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒排列成链,其具有:长度大 于10-1,1,5,10,2.102,2.103或2.105纳米,或ii)在每条链中的纳米颗粒 的数量大于2,5,10,102或103,在一些情况下,长链的纳米颗粒是被期 望的或可获得的,以增加在声波或辐射的施加下从纳米颗粒解离的热量或 化合物的量或者防止纳米颗粒聚集或实现均匀的纳米颗粒分布。
在本发明的另一个实施方案中,所述纳米颗粒排列成链,所述链具有: i)长度介于10-1和1010纳米或者介于1和105纳米之间,或ii)每个 链中的纳米颗粒的数量介于2和105,2和103,或2和50之间。
在本发明的另一个实施方案中,当所述纳米颗粒彼此结合或连接时或 当所述链中的两个相邻纳米颗粒的结晶方向对齐时,所述纳米颗粒排列成 链,其中所述对齐优选地以在链中属于两个相邻纳米颗粒的两个结晶方向 之间的角度小于90,80,70,60,50,20,10,3或2(度)来表征。
优选地,当所述纳米颗粒被生物合成时,所述纳米颗粒可以以链:i) 在生成其的生物体内,也被指定为合成活体,或者ii)在该生物体外。优 选地,纳米颗粒在其从该生物体中被提取或分离之后或之前呈链状分布。
在本发明的一个实施方案中,所述纳米颗粒不呈链状排列。
在本发明的另一个实施方案中,当所述纳米颗粒的生成少于1、2、5、 10或100个步骤涉及或应归因于活生物体时,例如氧化铁的结晶,纳米颗 粒的稳定化,纳米例子的组织,纳米颗粒由化学合成或不是由活生物体合 成的。在一些情况下,化学合成可定义为涉及多个步骤,或多于1%,2%, 5%,25%,50%,75%或90%的步骤,这些步骤涉及化学反应的发生, 而没有涉及活生物体或活生物体的一部分,例如DNA,RNA,蛋白质, 酶,脂质。
在本发明的另一个实施方案中,化学合成可用于生成化学物质,其模 拟,复制或重新制造区室,细胞器或其他生物材料,在其中化学合成或化 合物可以被使用于或者可以导致纳米颗粒的生成。在一些情况下,区室, 细胞器或其其生物材料可以是溶酶体,内体,囊泡,优选生物材料,其具 有将结晶铁溶解或转化为游离铁或将游离铁转化为结晶铁的能力或功能。 在一些情况下,该转化是部分的并且优先地导致铁原子或离子的部分结晶 组装的破坏或形成,所述结晶铁与所述非晶化铁的混合物优选为结晶铁和 非晶化铁的混合物,所述结晶铁与非晶化铁的混合物中的至少一种为结晶 铁和非晶化铁的混合物。在一些情况下,结晶铁可被定义为导致结晶平面 存在的铁原子或离子的组装体,优选使用透射或扫描电子显微镜的技术作 为表征方法观察到,可以优选地将游离铁定义为不导致存在结晶平面的几 种铁原子或离子之一,优选通过不存在衍射图来突出显示,使用例如透射 或扫描电子显微镜作为表征方法。
在本发明的一个实施方案中,所述纳米颗粒是生物合成的或由活体生 物合成的,所述活体被指定为合成活体,其优选地由或包含至少1,2,5,10, 103,106或109个真核细胞,原核细胞或这些细胞的一部分组成。在一些 情况下,真核或原核细胞的一部分可以是由这些细胞产生或源自这些细胞 的生物材料,例如RNA,DNA,细胞器,核细胞,核体,核糖体,囊泡, 粗内质网,高尔基体装置,细胞骨架,光滑内质网,线粒体,液泡,细胞 溶胶,溶酶体,质心,细胞膜。在一些情况下,生物合成可被定义为涉及 多个步骤的合成,或多于1,2,5或10个步骤,或大于百分之1,2, 5,25,50,75或90的步骤涉及伴随至少1,2,10,103,106的活生物体或 生物体的部分如DNA,RNA,蛋白质,酶,脂质的参与而发生的化学反 应。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒通过区室,细胞器合成或生 产或结晶或组装或转化成纳米颗粒,或其其生物材料,例如蛋白质,脂质, 酶,DNA或RNA,其优先由真核或原核细胞生成或来源于真核或原核细 胞。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒由或在至少一个真核细胞, 原核细胞或该细胞的部分中合成。
在本发明的另一个实施方案中,所述纳米颗粒由其或在其中合成:i) 位于至少一个真核细胞,原核细胞或部分细胞之外的基质或介质或环境, 或ii)细胞外基质。
在本发明的一个实施方案中,当至少有1,2,5,10或100个生产步骤, 例如氧化铁的结晶,氧化铁矿物的稳定化,组织化,例如呈链状或聚集涉 及或归因于生物体时,纳米颗粒由活生物体合。
在本发明的另一个实施方案中,根据本发明的一个或多个纳米颗粒包 括核和/或涂层,其优先地围绕纳米颗粒的核。
在本发明的另一个实施方案中,根据本发明的纳米颗粒包含金属原子 和碳质材料,其中碳质材料或围绕金属原子或与其混合或插入金属原子中。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒的芯和/或涂层具有与纳米颗粒 相同的至少一种性质,例如以铁和/或氧化铁和/或杂质和/或掺杂材料和/ 或化学元素计的浓度。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒,纳米颗粒的核和/或涂层具有 以下性质中的至少一种:
(a)磁性,反磁性,超顺磁性,铁磁性,亚铁磁性和/或顺磁性行为 或性质,在施加强度优先大于10-50,10-40,10-20,10-10,10-5,10-2或10-1T的 磁场的情况下,优先在1010,105,103,102,10或1K的温度下观察到。在 某些情况下,核心和涂层可具有不同的磁性。例如,核心可以是铁磁性的 或超顺磁性的,而涂层可以是反磁性的或顺磁性的,
(b)结晶部分或结构,包含至少1,2,5,10,50,100,103,105,107,109, 1020或者1050个晶面或晶体有序结构,优选其可在电子显微镜下被观察或 测量。在一些情况下,核可以具有与涂层不同的晶体结构。例如,核可包 含多于1,5,10,103或105个晶面或晶体有序结构,而涂层可具有少于 105,103,10,5或2个晶面或晶体有序结构,
(c)金属或金属氧化物的组成,优选氧化铁,最优选磁赤铁矿和/或 磁铁矿制成的组合物。在一些情况下,核心包含与涂层不同的组合物。例 如,核心包含超过1%,5%,10%,25%,50%,75%,90%,95%或99%质量百分 比的氧化铁,而涂层包含少于99%,95%,90%,75%,50%,10%,5%或1% 质量百分比的氧化铁。该百分比可以是核和/或涂层中包含的氧化铁的数量, 体积,原子数,质量除以包含在核心和/或涂层中所有化学元素的总数量, 总体积,总原子数,总质量之间的比率,
(d)单域,或磁单畴,
(e)磁性微结构,其特征在于存在磁场线,磁场线可被调向至某一 优选方向,例如易磁化轴或纳米颗粒核的结晶方向,例如[111],在某些条 件下可以观察到这种磁性微结构,特别是通过电子全息术,
(f)尺寸介于1纳米和105纳米之间,1纳米和103纳米之间,或 介于1纳米和100纳米之间,
(g)某些情况下的尺寸大于0.1,1,2,5,10,15,20,25,30,35或40纳米,
(h)在某些其他情况下的尺寸低于1010,105,104,2000,1000,500,400, 300,200,150,120,100,95,90,80,75,70,65,60,55,50,45,40,35,30,25, 20,15,10或5纳米,
(i)ZETA电位,电荷或表面电荷包括在-1010mV和1010mV之间, -105mV和105mV之间,-104mV和104mV之间,-103mV,-102mV和102mV, -10mV和-10mV之间。优选PH值介于0至14之间,1至13之间,2至 12之间,3至11之间,4至10之间,5至9之间,或6至8之间,
(j)ZETA电位,电荷或表面电荷,在某些情况下大于-1050,-1020,-1010, -105,-103,-10,-5,-1,0,5,10,20,50,或100mV,优选在pH值大于0,1,2,3, 4,5,6,7,8,9,10,11,12或13的情况下。
(k)ZETA电位,电荷或表面电荷,在某些其他情况下大于-1050,-1020, -1010,-105,-103,-10,-5,-1,0,5,10,20,50或100mV,优选在pH值低于14, 13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1或0的情况下。
(l)ZETA电位,电荷或表面电荷,在某些其他情况下低于1050,1020, 1010,105,103,10,5,1,0,-5,-10,-20,-50或100mV,优选在pH值大于0,1, 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12或13的情况下。
(m)ZETA电位,电荷或表面电荷,在某些其他情况下低于1050,1020, 1010,105,103,10,5,1,0,-5,-10,-20,-50或-100mV,优选在pH值低于14,13, 12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1或0的情况下。
(n)等电点在0和14,1,1和13,2和12,3和11,4和10,5和9之间, 或在6和8之间,
(o)在某些情况下,等电点在一些其他情况下大于0,1,2,3,4,5,6,7, 8,9,10,11,12或13,
和/或
(p)在某些其他情况下,等电点在一些其他情况下低于14,13,12,11, 10,9,8,7,6,5,4,3,2,1或0。
在本发明的一个实施方案中,核和/或涂层由生成纳米颗粒的细胞合成。
在本发明的另一个实施方案中,核和/或涂层不是由生成纳米颗粒的细 胞合成的
在本发明的一个实施方案中,生成纳米颗粒的细胞是真核细胞或原核 细胞。
在本发明的另一个实施方案中,生成纳米颗粒的细胞是细胞的一部分, 例如细胞膜,囊泡,酶,蛋白质,脂质,DNA,RNA,细胞器,隔室,细 胞质,病毒,包含于,起源于,复制于或生成于生成纳米颗粒的细胞。
在本发明的一个实施方案中,生成纳米颗粒细胞是合成纳米颗粒的细 胞。
在本发明的一个实施方案中,生成纳米颗粒的细胞在细胞内生成纳米 颗粒。纳米颗粒优选在细胞体内合成,当其们在生成,组装,结晶时,部 分或完全:i)由细胞一部分或其中或附近或内部譬如一个细胞器,高尔基 体囊泡或其装置,内体,外泌体,核糖体,内质网,肌动蛋白丝,细胞核, 过氧化物酶体,微管,溶酶体,线粒体,细丝,中心体,鞭毛或细胞膜,ii)位于细胞内的一个区域,或iii)位于距细胞的某一部分小于 105,103,100,10或1纳米区域中。
在本发明的另一个实施方案中,生成纳米颗粒的细胞在细胞外生成纳 米颗粒。优选纳米颗粒在细胞体外合成,当其们在生成,组装,结晶时, 部分地或完全地:i)在位于细胞外的一个区域,或ii)位于距细胞的某一 部分大于1,10,100,103或105m区域中。
在一些情况下,细胞是超过1,10,103,105,1010,1020,1050或10100个细 胞的组成。在一些其他情况下,细胞是小于10100,1050,1020,1010,105,103, 100,50,10,5或2个细胞的组成。
在本发明的一个实施方案中,产生纳米颗粒的细胞是真核细胞,优选 属于人,动物,植物,树木,面粉,树枝,蘑菇,真菌,古细菌,鸟类, 鱼类,鸽子,鳟鱼,哺乳动物,蚂蚁,蜜蜂或昆虫。
在本发明的一个实施方案中,产生纳米颗粒的细胞是原核细胞或细菌。
在一些情况下,产生纳米颗粒的细胞可以是分枝杆菌,优选副结核分 枝杆菌,希瓦式菌属,优选Shewanella oneidensi,酸杆菌门,优选Geothrix fermentan。这些细菌优先在细胞外合成纳米颗粒。
在一些其他情况下,产生纳米颗粒的细胞可以是趋磁细菌,例如 Magne至spirillum magneticum菌株AMB-1,趋磁性球菌菌株MC-1,三种 兼性厌氧弧菌菌株MV-1,MV-2和MV-4,Magne至spirillum magne至 tacticum菌株MS-1,Magne至spirillumgryphiswaldense菌株MSR-1,Magne 至spirillum magneticum菌株MGT-1和专性厌氧菌Desulfovibrio magneticus RS-1,这些细菌优先在细胞内生成纳米颗粒。
身体部分
在某些情况下,身体部分可以指定为个体的身体部分或个体的男孩部 位。
优选地,个体是活生物体,最优选地是后生动物,最优选地是动物, 甚至更优选地是哺乳动物,最优选地是人,特别是成人,青少年或儿童。
在本发明的一个实施方案中,个体是哺乳动物,鸟类,鱼类,人,植 物,真菌或古细菌。
在一些情况下,所述身体部分可以是包含纳米颗粒或一定量的纳米颗 粒的身体部分,优选地大于1,2,5,10,103,105,1010,1050或10100个纳米 颗粒,例如在将纳米颗粒施用于身体部分后。
在某些其他情况下,身体部分可以是包括一个或多个冷冻探针或一定 量的冷冻探针,优选地大于1,2,5,10,103,105,1010,1050或10100个冷冻 探针,例如在将冷冻探针插入身体部分之后。
在另外一些情况下,身体部分可以是包括冷冻系统或一定量的冷冻系 统的身体部分,优选地,大于1,2,5,10,103,105,1010,1050或10100个冷 冻系统,例如在将冷冻系统施用/插入身体部分之后。
在一些情况下,身体部分可以是不包含纳米颗粒或一定量的纳米颗粒 的身体部分,优选地小于10100,1050,1010,105,103,10,5,2或1个纳米颗 粒,例如在将纳米颗粒被施用于身体部分之前。
在一些其他情况下,身体部分可以是不包括冷冻探针或一定量的冷冻 探针的身体部分,优选地小于10100,1050,1010,105,103,10,5,2或1个冷 冻探针,例如在向身体部分施用冷冻探针之前。
在另一些情况下,身体部分可以是不包括冷冻系统或一定量的冷冻系 统的身体部分,优选地小于10100,1050,1010,105,103,10,5,2或1个冷冻 系统,最好在将冷冻系统施用于身体部分之前。
在一些情况下,一定量地纳米颗粒,冷冻探针,冷冻系统优选地用每 单位体积例如立方厘米地身体部分来测量或估计。
在本发明的另一个实施方案中,身体部分包含或是一个组装体介于1 和10100,1和1010,或1和103个纳米颗粒,冷冻探针,冷冻系统,细 胞,仪器,组织,器官,生物分子,分子,原子,实体或生物材料,优先 按每立方厘米身体部分测量。
在一些实施方案中,所述装置,纳米颗粒,冷冻探针,冷冻系统,组 织,器官,生物分子,分子,原子,实体和/或生物材料是相同的或属于包 含相同的纳米颗粒,冷冻探针,冷冻系统,组织,器官,生物分子,分子, 原子,实体或生物材料的组装体。
在一些其他实施方案中,该装置,纳米颗粒,冷冻探针,冷冻系统, 组织,器官,生物分子,分子,原子,实体或生物材料是不同的或属于包 含不同的纳米颗粒,冷冻探针,冷冻系统,组织,器官,生物分子,分子, 原子,实体或生物材料。
在又一些其他实施方案中,纳米颗粒,冷冻探针,冷冻系统,装置, 组织,器官,生物分子,分子,原子一种或多种生物,实体和/或生物材料 属于,来自于生物体,由生物体生产。
在又一些其他实施方案中,纳米颗粒,冷冻探针,冷冻系统,装置, 组织,器官,生物分子,分子,原子一种或多种生物,实体和/或生物材料 不属于或不来自生物体,和/或不是由活生物体产生的。
在其他实施方式中,身体部分是生物的全部或一部分。
在本发明的一个实施方案中,活生物体或身体部分是或包含至少1,10, 103,105,1010或10100个真核或原核细胞,DNA,RNA,蛋白质,脂质, 生物材料,细胞器,细胞核,细胞核仁,核糖体,内质网,高尔基体, 叶绿体或线粒体。
在一些实施例中,身体部分是头部,颈部,肩膀,手臂,腿,膝盖, 脚,手,脚踝,肘,躯干,下肢或上肢的全部或一部分。在其他情况下, 身体部分可以是或属于以下器官:肌肉骨骼,肌肉,消化系统,呼吸系统, 泌尿系统,女性生殖系统,男性生殖系统,循环系统,心血管系统,内分 泌系统,循环系统,淋巴系统,神经系统(周围或非周围),心室,肠神 经,感觉或外皮系统,生殖器官(内部或外部),感觉器官,内分泌腺。 器官或身体部分可以是人体骨骼,关节,韧带,肌腱,口腔,牙齿,舌头, 唾液腺,腮腺,下颌下腺,舌下腺,咽,食道,胃,小肠,十二指肠,空 肠,回肠,大肠肠,肝,胆囊,肠系膜,胰腺,鼻腔,咽,喉,气管,支 气管,肺,隔膜,肾脏,输尿管,膀胱,尿道,卵巢,输卵管,子宫,阴 道,外阴,阴蒂,胎盘,睾丸,附睾,输精管,精囊,前列腺,肾小管腺, 阴茎,阴囊,垂体腺,松果体,甲状腺,甲状旁腺,肾上腺,胰腺,心脏, 动脉,静脉,毛细血管,淋巴管,淋巴结,骨髓,胸腺,脾脏,肠道相关 的淋巴组织,扁桃体,大脑,大脑,脑半球,间脑,脑干,中脑,脑桥, 延髓,长圆形,小脑,脊髓,脉络膜丛,神经,颅神经,脊髓神经,神经 节,眼角a,虹膜,睫状体,晶状体,视网膜,耳朵,外耳,耳垂,鼓膜, 中耳,小骨,内耳,耳蜗,耳前庭,半圆管,嗅上皮,舌头,味蕾,乳腺 或皮肤。身体部分或器官可以属于血液循环或循环系统。
在一些实施方案中,身体部分包括或为至少一种肿瘤,癌症,病毒, 细菌或细胞,优选为活细胞,优选为病理细胞。在某些情况下,身体部分 可包含健康细胞。在其他一些情况下,身体部分不包含健康细胞。
在本发明的一个实施方案中,身体部分包括水,赋形剂,溶液,悬浮 液,至少一种化学元素,有机材料或凝胶。在一些实施方案中,身体部分 可以是合成的,即优选用化学物质生产以模仿活生物体的身体部分。在一 些其他实施方案中,身体部分可以由活生物体产生。
在本发明的一个实施方案中,身体部分包括病理部位,健康部位和/ 或纳米颗粒区域。
在本发明的一个实施方案中,身体部分是或包括病理部位或病理细胞 或病毒。
在一些实施方案中,病理部位是不健康的部位,或与健康个体的部位 或不健康个体的部位处于不同状况的部位。其可以包含病理细胞,例如肿 瘤细胞,细菌,真核或原核细胞,以及病毒或其他病理物质。病理细胞可 以是:i)没有像在健康个体中那样正常排列或工作,ii)比健康细胞分裂 更快,iii)经过转化或修饰的健康细胞,iv)死亡,有时是由于v)与不 属于个体的外来物质(例如病毒)接触或相互作用时存在病毒或其他生物, v)病毒可能会渗透,定植或在这些细胞中复制。在某些情况下,病理性 细胞可以同化或包含或产生或扩增病毒或其他位于细胞或靶向细胞或破 坏细胞或使用细胞或与细胞相互作用的生物或实体,优先使其自身复制, 繁殖,生存或死亡。在某些情况下,病理部位可以包括健康细胞,优选其 数目,活性或增殖低于病理细胞。
在一个实施方案中,该病毒属于选自以下的至少一种病毒家族: 阿比索病毒科,阿克曼病毒科,腺病毒科,异名疱疹病毒科,阿尔法 弯曲病毒科,阿尔法卫星科,阿尔法四病毒科,阿尔弗纳病毒科,阿 马病毒科,羊膜病毒科,阿科病毒科,阿姆帕韦科囊泡病毒科,非洲 猪瘟病毒科,蛇形病毒科,星状病毒,鳄梨白斑类病毒科,硅藻DNA 病毒科,杆状病毒,杆菌状核糖核酸病毒科,贝勒-保罗病毒科,布 尼亚病毒科,弯曲病毒科,乳头瘤病毒科,双核糖核酸病毒科,双核 糖核酸病毒科,博尔纳病毒科,核糖病毒域,雀麦花叶病毒科,杯状病毒,嵌杯病毒科,花椰菜病毒科,金色病毒科,楚病毒科,圆环病 毒,棒状病毒科,修道院病毒科,冠状病毒科,覆盖噬菌体科,甲壳 类林肯病毒科,囊状噬菌科,德尔塔线形病毒科,二順反子病毒科, 內源RNA病毒科,欧洲病毒科,丝线状病毒科,本雅病毒目,黄病 毒科,梭状病毒科,伽玛弯曲病毒科,双子病毒科,螺旋病毒科,基 因病毒科,病毒科病毒科,肝病毒科,疱疹病毒科,疱疹病毒科,次 病毒科,猪毛病毒科,黄病毒科,丝杆噬菌体,虹彩病毒科,北岛病 毒科,大病毒依赖科,利什曼原虫布尼亚病毒科,光滑病毒科,脂毛 噬菌体科,李氏蜘蛛病毒科,黄症病毒科,马拉科疱疹病毒科,海洋 RNA病毒属,马赛病毒科,风疹病毒科,中等嵌套病毒,巨大双分 核糖核酸病毒科,海洋病毒科,转座病毒科,微小噬菌体科,拟菌病 毒属,单病毒科,单分子负链RNA病毒目,肌尾噬菌体科,Mypoviridae, 诺如病毒,矮化病毒科,裸露核糖核酸病毒,线极病毒科,野田病毒 科,努迪病毒科,尼亚玛尼病毒科,正粘病毒科,卵形病毒科,乳 头瘤病毒,副粘病毒,分体病毒科,细小病毒,佩里布尼亚病毒科,高粘病毒科,幻影病毒科,白细病毒科,藻类去氧核糖核酸病毒科, 小核糖核酸病毒科,小核糖核酸病毒,疟原虫科,肺炎衣原体科,肺 炎衣原体科,肺病毒科,弓形虫科,聚腺病毒科,聚瘤病毒科,带球 病毒科,正痘病毒科,马铃薯病毒科,痘病毒科,假病毒科,秦病 毒科,弹状病毒科,呼肠病毒科,呼肠孤病毒科,罗尼病毒科,古噬 菌体科,萨氏病毒科,长尾噬菌体科,小环状DNA病毒科,梭菌病 毒科,梭菌病毒科,球形脂病毒科,螺旋病毒科,太阳病毒科,直肠 病毒科,多巴尼病毒科,,披膜病毒,番茄曲叶卫星病毒科,番茄丛 矮病毒科,番茄斑萎病毒科,整体病毒科,三层病毒科,图里病毒科, 芜菁发黄镶嵌病毒科,膜病毒科,戊病毒科,新病毒科和月病毒科。
在本发明的一个实施方案中,身体部分是或包括健康部位或健康细胞。 在某些情况下,健康位点可以定义为包含健康细胞的位点或区域,其中健 康细胞可以定义为属于健康个体或健康个体身体部分的细胞。非病理细胞 或以正常速率或速度或以比不形成肿瘤或转移的细胞低的速率或速度分 裂的细胞。
在一些实施方案中,优选当健康部位位于距病理部位小于1,10-1,10-3, 10-6或10-9米的距离处时,健康部位围绕病理部位。
在一些实施方案中,病理或健康细胞的数量,优选包含于暴露于本发 明所定义的治疗的身体部分或体积内,小于10100,1050,1020,1010,105,10,5, 2或1个细胞优选每立方厘米的身体部分。
在一些实施方案中,病理或健康细胞的数量,优选包含于暴露于本发 明所定义的治疗的身体部分或体积内,大于1,10,103,105,107,109,1020, 1050或10100个细胞优选每立方厘米的身体部分。
在又一些其他实施方案中,病理细胞的数目与健康细胞的数目之间的 比率,,优选包含于暴露于本发明所定义的治疗的身体部分或体积内,优 选低于10100,1050,1020,1010,105,103,102,10,5,2或1。
在又一些其他实施方案中,病理细胞的数目与健康细胞的数目之间的 比率,,优选包含于暴露于本发明所定义的治疗的身体部分或体积内,优 选大于1,2,5,10,103,105,1020或10100
在本发明的另一个实施方案中,身体部分,健康或病理部位或纳米颗 粒区域的长度,表面积或体积大于10-50,10-10,10-5,10-3,10-1,1,5,10或103米(对于长度),平方米(对于表面)或立方米(对于体积)。
在本发明的另一个实施方案中,身体部分,健康或病理部位或纳米颗 粒区域的长度,表面积或体积小于1050,1010,103,1,10-1,10-2,10-3,10-4,10-5, 10-6,10-7,10-8或10-9米(对于长度),平方米(对于表面)或立方米(对 于体积)。。
在本发明的一个实施方案中,能够通过根据本发明的方法诱导细胞毒 性的纳米颗粒的量是100微克纳米颗粒每250000个细胞(0.5纳克纳米颗 粒每细胞或0.01纳克每微米身体部分)。在一些实施方案中,较低数量的 纳米颗粒,优选至少2,5,10,103或105倍,可以通过所述方法可以有效 地破坏细胞,例如如果在所述方法中温度降低到0℃以下和/或该方法涉及 大量循环。在一些其他实施方案中,例如,大量的纳米颗粒是更有效地, 优选至少2,5,10,103或105倍,通过所述方法可以有效地破坏细胞,例 如如果在所述方法中温度降低到0℃以上时和/或该方法包含有限数量的 循环。在一些情况下,纳米颗粒不包含细胞毒性。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒在根据本发明的治疗期间保 留在身体部分中,选地在超过1,2,5,10,20,50,100,103或104治疗的步 骤或循环的期间,优选地在超过1,2,5,10,50,100或103秒,小时,天, 月或年期间。
在一些其他实施方案中,纳米颗粒在根据本发明的治疗期间保留在身 体部分中,而纳米颗粒使用到身体部分(里)之前的尺寸和之后的尺寸之 间没有减小超过百分之10-4,10-1,1,10,20,50,70,99,100,500,103或104, 其中该百分比可以是在向身体部分施用纳米颗粒之后的纳米颗粒的尺寸 与施用纳米颗粒之前的纳米颗粒的尺寸之间的比率。
在一些其他实施方案中,在根据本发明的治疗期间,至少一个纳米颗 粒是或保留在身体部分中。
在某些情况下,在纳米颗粒施用到身体部分(里)之前和之后,纳米 颗粒优选尺寸减小超过百分之10-4,10-1,1,10,20,50,100,500,103或104
在一些其他实施方案中,超过百分之1,5,10,50,90或99的身体部 分,优选按质量或体积计,被破坏或通过本发明的治疗方法处理,优选当 身体部分包含超过10-10,10-5,10-1,1,5,10,103,106或1010个纳米颗粒或 毫克纳米颗粒每立方厘米或毫克身体部分。
在又一些其他实施方式中,小于百分之100,99,90,50,10,5或1的 身体部分,优选按质量或体积计,被破坏或通过本发明的治疗方法处理, 优选当身体部分包含少于1010,106,103,10,5,1,10-1或10-3个纳米颗粒或 毫克纳米颗粒每立方厘米或毫克身体部分。
治疗
在本发明的一个实施方案中,所述治疗选自:i)在根据本发明的方法 的至少一个步骤之后进行冷冻治疗或诸如癌症的疾病的治疗,ii)诊断, 优选地在根据本发明的方法的至少一个步骤之后进行冷冻诊断或疾病(例 如癌症)的诊断,iii)根据本发明的方法的至少一个步骤的美容治疗,优 选冷冻美容或针对性的美容治疗,例如皮肤疾病,畸形,老化,皱纹或状 况,和iv)根据本发明的方法的至少一个步骤将纳米颗粒与介质或身体部 分混合或将纳米颗粒施用于介质或身体部分的施用。
在本发明的一个实施方案中,根据本发明的冷冻疗法,治疗,方法, 方法的一个步骤,纳米颗粒或冷冻系统不存在或不与存在或释放相关或不 相关。药物或阿霉素或化学治疗药物或药物产品的激活或激活,其优先与 本发明的纳米颗粒或冷冻系统不同或不同。
在本发明的另一实施方案中,根据本发明的冷冻疗法,治疗,方法, 方法的一个步骤,纳米颗粒或冷冻系统不是或不导致或不与药物或阿霉素 或化学治疗药物或药物产品的解离或与之相关。其优先与根据本发明的纳 米颗粒或冷冻系统不同或不同的实体。
在又一些其他实施方案中,所述处理,优选地为升温步骤,引起或被 表征为或具有身体部分的温度升高或者至少一个所述升温步骤的温度,也 被指定为加热温度,优选地,当身体部分包含至少一种纳米颗粒时比与当 身体部分不包含至少一种纳米颗粒时相比温度升高较大,至少1.001,1.1, 1.2,1.5,2,5,10或103倍。
在一些情况下,将具有至少一种纳米颗粒的治疗或身体部分的至少一 种性质与没有至少一种纳米颗粒的治疗或身体部分的至少一种性质进行 比较,优选测量的性质,是相似或相同或尽可能接近的(除存在或不存在 纳米颗粒以外),。
在某些情况下,所述治疗或所述方法的至少一个步骤是在有辐射的情 况下进行的。
在另一些情况下,所述治疗或所述方法的至少一个步骤是在无辐射的 情况下进行的。
在某些其他情况下,所述处理或所述方法的至少一个步骤不在存在多 频磁场或以一种以上频率振荡的磁场或具有与引用并入本文的专利 EP3363496/PCT-IB2018000218/WO2018150266中描述的磁场共有的至 少一种特性的磁场的情况下进行。
在另一些情况下,该方法的处理或至少一个步骤不是在存在以高频, 中频和/或低频振荡的磁场的情况下进行的,其中高频在大多数情况下为 1MHz,中频低于高频,低频比高频更低且比当其存在时的中频更低,
其中,可选地,高频fh和低频fl之间的比率fh/fl大于1.01,和/或中频 fm和低频fl之间的比率fh/fl大于大于1.01,
其中,可选地,最大磁场Hmax与平均磁场Hav之比大于1.00001,其 中Hmax是在每个高频振荡的局部最大磁场振幅的不同值之中估计的最大 磁场振幅,指定为Hmax,i,和Hav定义为Hmax,I不同值的平均值,
其中可选地,以高,中和低频振荡的磁场包括:至少一个序列,在该 序列中,在时间t7期间,磁场强度或振幅或最大或平均磁场首先恒定为值 A7,或者在时间t7期间增加到值A7,并且至少另一个序列,在此期间磁 场强度或振幅或最大或平均磁场在时间t8期间恒定在另一个值A8,或在 过程中减小到A8时间t8,其中A8低于A7
其中任选地,这些至少两个不同的序列重复超过1次,
其中,可选地,以高频和低频振荡的磁场包括:至少一个序列,在该 序列中,在时间t9期间,磁场强度或振幅或最大或平均磁场首先恒定为值 A9,或增大为在时间t9期间的值A9,以及至少另一个序列,在该序列中, 磁场强度或振幅或最大或平均磁场在时间t10期间恒定在另一个值A10,或 在一段时间t10内下降到A10,其中A10低于A9
其中任选地,这些至少两个不同的序列重复超过1次。
在某些情况下,辐射可以是人为故意施加的辐射,优先不同于自然辐 射,例如由于地磁场引起的辐射,优先不同于强度或功率大于以下条件的 辐射:i)1μT或1mT或ii)10-9,10-6,10-3瓦或瓦每厘米或每平方厘米或 立方厘米身体部分。
在又一些其他实施方案中,所述处理,优选地为升温步骤,引起或被 表征为或具有身体部分的温度升高或者至少一个所述升温步骤的温度,也 被指定为加热温度,优选地,当身体部分包含至少一种纳米颗粒时比与当 身体部分不包含至少一种纳米颗粒时相比温度升高较小,至少1.001,1.1, 1.2,1.5,2,5,10或103倍。
在又一些其他实施例中,特别是用温度调节器或冷冻探针,优选冷却 步骤的处理引起或被表征为身体部分的温度降低或冷却温度或最低温度, 其优选当身体部分包含纳米颗粒时比与身体部分不包含纳米颗粒时更大, 至少约1.001,1.1,1.2,1.5,2,5,10或103倍。
在某些情况下,温度调节器是冷冻探针。
在又一些其他实施方式中,特别是用温度调节器,优选冷却步骤的处 理引起或被表征为身体部分的温度降低,该温度降低优选地当身体部分包 含纳米颗粒时比身体部分不包含纳米颗粒时较小,至少为1.001,1.1,1.2, 1.5,2,5,10或103倍。
在本发明的一个实施方案中,所述治疗的特征在于产生自由基或反应 性物种,例如自由基或活性氧化物(ROS)或自由基或活性氮化物(RNS)。 在一些实施方案中,活性氧化物可以是,源自或产生过氧化物,超氧化物, 羟基自由基,单线态氧和α-氧。在一些其他实施方案中,活性氮化物是一 氧化氮,超氧化物,过氧亚硝酸盐,过氧亚硝酸,二氧化氮,羟基,二氧 化碳,亚硝基过氧碳酸盐,二氧化氮,碳酸根,三氧化二氮,源自或产生。
在本发明的另一个实施方案中,该处理的特征在于不产生自由基或反 应性物质。
在某些情况下,在处理期间或该方法或处理过程的至少一个步骤中产 生的自由基或反应性物质的浓度可以低于1050,1010,105,103,102,10,5,2, 1,10-1,10-5,或10-10微摩尔的自由基或反应性物质,优选包含在身体部 分中,优选每立方厘米的身体部分。
在本发明的又一个实施方案中,在本发明的方法或治疗的至少一个步 骤中产生自由基或反应性物质。
在一些其他实施方案中,自由基或反应性物种在优选在身体部分或纳 米颗粒的温度变化,温度升高或温度降低下通过纳米颗粒或身体部分产生, 优选大于10-10,10-5,10-1,1,5,10或103℃,优选每秒或每分钟,优选每立 方厘米的身体部分。
在一些其他实施方案中,纳米颗粒或身体部分在以下情况下产生自由 基或反应性物质:i)温度没有升高或温度没有降低,优选身体部的位或纳 米颗粒的,或ii)温度变化,温度升高或温度降低,优选身体部分的或纳 米颗粒的,优选低于1010,105,103,102,50,10,5,2,1,10-1或10-5℃。
在一些其他实施方案中,在治疗或该方法或治疗的至少一个步骤期间 产生的自由基或反应性物质的浓度大于10-10,10-5,10-1,1,5,10,103,105, 1010或1050μM的自由基或反应性物质,优先包含在身体部分中,优选每 立方厘米身体部分。
在本发明的又一个实施方案中,自由基或反应性物质的产生,温度的 增加和/或温度的降低是根据本发明的治疗的功效的原因,或造成至少一个 细胞的破坏或损害的原因,优选病理细胞或身体部分,部分地或全部地。
在本发明的一个实施方案中,根据本发明的治疗导致或与以下有关: i)破坏或破坏至少一部分1,10,103,1010或1050个病理细胞,身体部分 的一部分或整个身体部分,或ii)身体部分的愈疗或治愈。
在一些实施方案中,根据本发明的治疗或方法是或与诸如热疗或热消 融的热疗法或与诸如放射疗法,化学疗法,手术或免疫疗法的另一种疗法 组合。
在某些情况下,治疗或方法可以是冷冻消融,可选地,当冷却温度低 于0,-10,-20,-40,-50,-100或-200℃和/或治疗和/或方法导致至少一 个冰球的形成和/或身体部分的消融。
在其他一些情况下,治疗或方法不是冷冻消融,可选地,当冷却温度 大于-250,-200,-150,-100,-50,-40,-30,-20,-10,-5,-2,-1或0℃, 和/或处理和/或方法不导致或不与至少一个冰球和/或冰球的形成相关联 消融身体部分。
在一些实施方案中,根据本发明的治疗或方法没有或不由冷冻消融, 热疗法如热疗或热消融或与另一种疗法如放射疗法,化学疗法,手术或免 疫疗法相互组合。
在本发明的一个实施例中,身体部分的破坏或损坏与以下各项有关: i)身体部分的尺寸,厚度或形态的变化;ii)构象变化,例如从三维或二 为构象到二维和一维构象或几何变化或身体部分所含蛋白质,脂质,DNA, RNA或生物材料的变性。
在某些情况下,身体部分的破坏或损坏或愈合或检测可能会发生在少 于99,90,80,70,50,20,10或5%身体部分的质量或体积中。
在一些其他实施例中,对身体部分的破坏,损坏或愈合或检测是全部 的。
在另一些情况下,对身体部分的破坏或损害或治愈或检测是全部的。 其可能发生在多于10-10,10-5,10-1,1,5,10,50,70,90或99%身体部分的 质量或体积中。
在本发明的一个实施方案中,所述治疗,也优选地称为身体部分的治 疗,是身体部分的修复,身体部分,病理部位或病理细胞如细胞的破坏或 检测或愈疗或治愈譬如肿瘤细胞,优选包含在身体部分里。
在本发明的一个实施方案中,根据本发明的治疗通过冷冻疗法进行, 其中冷冻疗法优选地包括冷却身体部分,其中冷却可以是通过以下方式在 治疗的开始和结束之间身体部分的温度降低或在冷冻疗法治疗期间。在某 些情况下,冷冻疗法可能包括身体部分温度的适度降低,优选在-100,-40, -20℃以上,并且优选不同与冷冻消融法,优选通过不导致立即或直接的 破坏或在一个或两个身体部分的冷却应用程序/循环内的破坏。在某些情况 下,冷冻疗法不同于当前的肿瘤冷冻消融方法,后者在身体部分的至少一 个部位里在两个冷却循环中温度低于-100℃下破坏肿瘤。
在本发明的一个实施方案中,根据本发明的治疗是通过冷冻外科手术 进行的,其中冷冻外科手术优选是通过冷冻疗法的治疗,包括将物质或设 备引入身体部分的步骤或从身体部分移除物质或设备的步骤,其中此设备 或物质优先是冷冻系统的第一部分和/或第二部分。
在本发明的一个实施方案中,通过冷冻手术的治疗优选包括在根据本 发明的方法的步骤a)至d)之前,期间或之后,向/在身体部分或身体部 分中引入/施用或从身体部分除去:i)纳米颗粒;ii)冷冻探针;iii)本发 明所定义的传感器;iv)温度调节器;v)用于加热人体的设备或物质部分, 优选在升温步骤中,和/或vi)身体部分。
在某些情况下,传感器,温度调节器和/或用于加热身体部分的设备或 物质可以包含在冷冻探针中。
在本发明的一个实施例中,冷冻手术在导管,注射器,器具,物质, 冷冻探针的帮助下进行,冷冻探针也被称为冷冻手术设备,使得能够在身 体部分中或向身体部分插入/引入/施用器械或物质或纳米颗粒或冷冻探针, 或从身体部分中移除设备或物质或纳米颗粒或冷冻探针。
在一些实施例中,冷冻手术设备位于身体部分中或与身体部分接触, 或者与身体部分的距离小于103,102,10,1,10-1,10-3,10-6或10-9米。将冷 冻外科设备直接引入人体部位时可能会出现这种情况。
在一些其他实施例中,冷冻外科手术设备位于身体部分的外部或不与 身体部分接触,或者与身体部分的距离大于10-50,10-10,10-9,10-5,10-3,10-1或1米。当冷冻外科手术设备是成像设备或电磁辐射设备位于距身体部分 一定距离时,可能会出现这种情况。
在本发明的另一个实施方案中,冷冻手术或冷冻疗法是纳米冷冻手术 或纳米冷冻疗法,其中纳米冷冻手术和纳米冷冻疗法是冷冻手术和冷冻疗 法的一种类型,分别的,在其中或期间使用纳米颗粒,优选地向身体部分 施用或施用于身体部分里。
在一些实施方案中,与不使用纳米颗粒的冷冻外科手术或冷冻疗法相 比,纳米冷冻外科手术或纳米冷冻疗法能够在更大的最低温度或以更少的 副作用实现有效的治疗。
在本发明的一个实施方案中,根据本发明的身体部分的方法或治疗是 或对应于冷冻疗法,冷冻手术,纳米冷冻疗法或纳米冷冻疗法治疗。
在本发明的另一个实施方案中,根据本发明的治疗包括或对应于:i) 治疗的持续时间或治疗的至少一个步骤,ii)初始温度,iii)冷却温度,iv) 保持温度,v)最低温度,vi)升温温度,vii)最高温度,viii)最终温度, ix)初始,冷却,最小,最大,升温的速率,以及/或达到最终温度ix)使 用设备或物质达到初始,冷却,最低,最高,升温和/或最终温度,和/或 x)使用设备或物质测量温度或氧化活性物质或氮化活性物质,优选在治 疗期间由身体部分或纳米颗粒产生或是他们的。
在某些情况下,最终温度是处理的最终温度,优选是升温步骤的。
在一些情况下,最高温度可以是治疗的最高温度或治疗的至少一个步 骤的最高温度,并且优选地被指定为Tmax
在某些情况下,最高温度也可以是加温步骤的最高温度,在某些情况 下也对应于最终温度。
在另一些情况下,最高温度也可以是冷却步骤的最高温度,在某些情 况下也对应于初始温度。
在本发明的另一个实施方案中,冷冻疗法在至少1,10,103,105,1010, 1050或10100个纳米颗粒或毫克纳米颗粒的存在下发生或出现,优选地包 含在身体部分中,优先于每立方厘米的身体部分。
在本发明的另一个实施方案中,根据本发明的治疗在少于10100,1050, 1010,105,103,10,5,2或1个纳米颗粒或毫克纳米颗粒的存在下发生或出 现,优选地包含在身体部分中,优先于每立方厘米的身体部分。
在本发明的一个实施例中,通过计算与身体部分的最大尺寸,直径相 关的体积来估计身体部分的最大体积。在某些情况下,身体部分的最大体 积是由该体积的表面或外表面划定的身体部分的体积,其是不健康部位 (例如肿瘤)或包含细菌,病毒和/或肿瘤细胞的组织和健康部位,例如健 康组织或非肿瘤组织或不包含细菌,病毒和/或肿瘤细胞的组织之间的边界。
纳米颗粒和/或冷冻探针的施用
根据本发明的冷冻疗法治疗是一种治疗,其包括在将纳米颗粒和/或冷 冻探针施用至身体部分的期间或其中的施用或至少一个步骤或施用步骤。 将纳米颗粒和/或冷冻探针施用于/在身体部分中可对应于治疗的第一步或 施用步骤。
在某些情况下,施用或施用步骤包括将优选属于冷冻探针的部分或穿 透部分施用至身体部分/在身体部分中。
在一些其他情况下,施用或施用步骤包括向/在身体部分中施用低温 气体,液体或固体,所述低温气体,液体或固体优选从非穿透段排出或扩 散,所述非穿透段优选地属于所述冷冻探针。。
在本发明的一个实施方案中,仅将纳米颗粒,冷冻探针,穿透段和/ 或低温气体,液体或固体施用至身体部分一次。
在本发明的一个实施方案中,将纳米颗粒,冷冻探针,穿透段和/或低 温气体,液体或固体施用于/在身体部分中超过2,5,10或103次。
在一些实施方案中,当纳米颗粒在治疗期间离开身体部分或在身体部 分中降解和/或身体部分中的纳米颗粒不够有效以致破坏身体部分或达到 治疗所需的医学,治疗或诊断活性时,将纳米颗粒重复几次施用于/在身体 部分中,。
在一些实施方案中,当一次施用不足以达到治疗功效或完全的治疗效 果时,将纳米颗粒,冷冻探针,穿透段和/或低温气体,液体或固体多次施 用于/在身体部分中。
在本发明的一个实施方案中,将纳米颗粒,冷冻探针,穿透段和/或低 温气体,液体或固体施用于/在身体部分中少于1010,105,103,10,5或2次。
在一些实施方案中,当纳米颗粒在治疗期间保留在身体部分中或在身 体部分中不被降解时,将纳米颗粒以重复有限的次数施用于身体部分/在身 体部分中。
在本发明的一个实施方案中,当这样有限的施用足够有效地破坏身体 部分或达到治疗所需的医学,治疗或诊断活性时,将纳米颗粒,冷冻探针, 穿透段和/或低温气体,液体或固体以有限的次数施用在身体部分中。
在本发明的一个实施方案中,当将纳米颗粒,冷冻探针,穿透段和/ 或低温气体,液体或固体直接施用至身体部分或靠近身体部分施用时,优 选离身体部分小于1,10-1,10-2,10-3,10-4,10-5,10-6或10-9m。在这种情况 下,纳米颗粒,冷冻探针,穿透段和/或低温气体,液体或固体可能不需要 从其们被施用到身体部分的区域或部位运输或扩散,例如在血液循环中。
在本发明的另一个实施方案中,当将纳米颗粒,冷冻探针,穿透段和 /或低温气体,液体或固体间接地施用至身体部分或远离身体部分施用时, 优选离身体部分大于1,10-1,10-2,10-3,10-4,10-5,10-6或10-9m。在这种情 况下,纳米颗粒,冷冻探针,穿透段和/或低温气体,液体或固体可以从其 们被施用到身体部分的区域或部位运输或扩散,
在本发明的又一个实施方案中,将纳米颗粒,冷冻探针,穿透段和/ 或低温气体,液体或固体施用于身体部分或在身体部分中包括以下至少一 个步骤:i),局部化或在身体部分里有定点的纳米颗粒,冷冻探针,穿透 段和/或低温气体,液体或固体,ii)具有扩散或被运输的纳米颗粒,冷冻 探针,穿透段和/或低温气体,液体或固体iii)将纳米颗粒,冷冻探针, 穿透段和/或低温气体,液体或固体输送到身体部分,或iv)对纳米颗粒, 冷冻探针,穿透段和/或低温气体,液体或固体成像,优先以验证纳米颗粒, 冷冻探针,穿透段和/或低温气体,液体或固体是否到达或进入身体部分, 或是否向着身体部分运输或扩散,或在身体部分的分布或定点。
在本发明的另一个实施方案中,当纳米颗粒,冷冻探针,穿透段和/ 或低温气体,液体或固体占据超过最好是身体部分的质量或体积的百分之 10-9,10-7,10-5,10-3,1,10,25,50或75时,其中该百分比可以是纳米颗粒, 冷冻探针,穿透段和/或低温气体,液体或固体在身体部分占据的体积,以 及纳米颗粒,冷冻探针,穿透段和/或低温气体,液体或固体的体积之间的 比率。该占据可以对应于在纳米颗粒,冷冻探针,穿透段和/或低温气体, 液体或固体施用后10-5,10-3,10-1,1,10,103或105分钟后所测量的。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒,冷冻探针,穿透段和/或低 温气体,液体或固体按照以下至少一种施用途径施用至身体部分或施用到 身体部分中:局部,肠内,胃肠道器官,静脉,动脉,血液或组织中的非 肠道,肠胃外,局部,口服,吸入,肌肉内,皮下,肿瘤内。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒处于悬浮液中或在组装体中, 其中纳米颗粒悬浮液或组装体的浓度低于1010,105,103,500,200,100,50, 20,10,5,2,1,10-1,10-3或10-5毫克纳米颗粒或毫克包含在纳米颗粒中的 至少一种化学元素,优选金属,每毫升或立方厘米的悬浮液或组装体。在 一些实施方案中,纳米颗粒悬浮液或组装体的浓度低于阈值浓度,在此浓 度之上纳米颗粒在悬浮液或悬浮液的介质中不溶或不可分散。在一些实施方案中,纳米颗粒浓度足够低以避免副作用。
在一些情况下,纳米颗粒任选地以组装的形式是粉末状,干燥,可溶 或分散形式的纳米粒子,优选地在身体部分之内或之外或具有或不具有该 身体部分,优选在将纳米颗粒施用于该身体部分中/之前或之中。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒悬浮液,优选地施用的纳米 颗粒悬浮液的浓度大于10-50,10-30,10-20,10-10,10-5,10-1,1,5,10,100,250, 500,103或105毫克纳米颗粒或毫克包含在纳米颗粒中的至少一种化学元 素,优选金属,每毫升或立方厘米的悬浮液。在一些实施方案中,纳米颗 粒浓度足够大以使其有效。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒悬浮液,优选地施用的纳米 颗粒悬浮液的浓度介于10-50和1050,10-10和1010,10-5和105,10-3和103,或介于10-1和103毫克纳米颗粒或毫克包含在纳米颗粒中的至少一 种化学元素,优选金属,每毫升或立方厘米的悬浮液或组装体。
在本发明的另一个实施方案中,优选以大于或等于10-100,10-50,10-20, 10-10,10-5,10-3,10-1,1,5,10,50,100或103毫克纳米颗粒或毫克包含在纳 米颗粒中的至少一种化学元素,优选金属,每秒优选每秒的施用时间的速 率或速度向身体部分,或在身体部分中施予纳米颗粒。在一些实施方案中, 例如在需要在麻醉,优选局部或整体麻醉下进行时,需要快速施用,并且 麻醉时间需要短时。
在某些情况下,可以在冷冻探针之前,同时或之后施用纳米颗粒。
在某些情况下,以与将纳米颗粒施用至身体部分相同的至少一种特性 来实现将冷冻探针施用至身体部分。
在本发明的另一个实施方案中,优选以小于或等于10100,1050,1020, 1010,105,103,10,5,1,10-3或10-5毫克纳米颗粒或毫克包含在纳米颗粒中 的至少一种化学元素,优选金属,每秒优选每秒的施用时间的速率或速度 向身体部分,或在身体部分中施予纳米颗粒。在一些实施方案中,缓慢给 药是必需的,例如当身体部分中的压力很大在施用后将纳米颗粒推到身体 部分之外时。
在一些情况下,纳米颗粒以比冷冻探针更低的速率施用于/在身体部分 中。
在本发明的另一个实施方案中,优选以介于10-100和10100,10-50和 1050,10-20和1020,10-10和1010,10-5和105,10-5和103,或介于10-3和 102毫克纳米颗粒或毫克包含在纳米颗粒中的至少一种化学元素,优选金 属,每秒优选每秒的施用时间的速率或速度向身体部分,或在身体部分中 施予纳米颗粒。
在本发明的一个实施方案中,用于施用纳米颗粒的设备或物质,例如 其中悬浮有纳米颗粒的注射器或导管或介质,使得其能够在身体部分达到 足够的纳米颗粒浓度以使根据本发明的方法或治疗有效。
冷冻疗法
在某些情况下,可以将冷冻疗法被指定为或代表根据本发明的方法或 疗法,或者该方法或疗法指定为冷冻疗法。
在一实施例中,冷冻疗法不是冷冻消融或不同于冷冻消融,或不诱导 或产生身体部分的消融,或不将身体部分的温度降低到低于0,-5,-10,-20, -40,-50,-100,-150,-200或-250℃,优选超过1,10或103 3秒,优选在 身体部分质量或体积超过百分之10-3,10-1,1,5,10,50,70,80或90。
在本发明的一个实施例中,冷冻疗法是包括至少一个步骤的疗法或医 学治疗,在该步骤中或期间,优选地通过或使用冷冻系统,优选地从初始 温度到冷却或最低或保持温度。身体部分的温度降低,优选地从初始温度 降低至冷却或最低或保持温度,可以对应于所述治疗的第二步骤或冷却步 骤。
在本发明的一个实施方案中,根据本发明的方法或治疗,也称为冷冻 疗法,产生或与治疗的医学,美容,治疗或诊断作用或活性有关,其中这 种作用或活性可以是化合物,物质,纳米颗粒的破坏,愈合,治愈,消失, 吸引,运动,颜色或外观变化,生产,优选发生在身体部分或纳米颗粒区 域。
在一个实施例中,冷冻系统优选在冷却步骤期间冷却身体部分。
冷却包含纳米颗粒的身体部分的步骤,优选地将其指定为步骤b),通 过将所述身体部分的温度从初始或最高温度降低到所述身体部分的冷却 或保持或最低温度,其低于初始温度,被指定为冷却步骤。
在本发明的一个实施方案中,冷却步骤是冷却优选包含纳米颗粒的身 体部分。在一些实施例中,其可以意指,与之相关联或由以下各项组成: i)将身体部分的温度从初始温度冷却或降低至冷却或保持或最低温度,或 ii)冷却或降低身体部分的温度至冷却或保持或最低温度。在一些实施例 中,将身体部分的温度从初始温度冷却或降低到冷却或保持或最低温度可 以在不失去原意的情况下被更简易地表达为冷却或降低身体部分的温度。
在本发明的一个实施方案中,该方法的一个或多个步骤中的至少一个, 优选地,冷却步骤,是产生医学,美容,诊断或治疗效果或活性的步骤。
在本发明的一个实施方案中,治疗期间达到的冷却温度是产生医学, 美容,诊断或治疗效果或活性的温度。
在本发明的一个实施例中,温度梯度是在冷却步骤和/或升温步骤期间 出现的温度间隔,其优选地根据时间或根据空间或单位表面或体积的身体 部分来估计,在这个温度梯度产生医学,美容,诊断或治疗效果或活性。
在某些情况下,温度梯度可以是温度随时间的变化和/或身体部分中两 个不同位置之间的温度变化。
在本发明的一个实施方案中,医学,美容,诊断或治疗效果或活性是 或与身体部分的颜色或外观改变或病理细胞的破坏或损害或身体部分的 部分或全部的愈合相关。
在本发明的一个实施方案中,医学,美容,诊断或治疗的效果或活性, 最优选地主要在冷却或加热或最低或最高温度下,或在冷却或升温步骤的 期间或结束时,或在冷却和/或升温步骤的温度梯度之内产生。
在本发明的一个实施方案中,医学,美容,诊断或治疗效果或活性最 优选主要在保持温度下或在保持步骤的开始或期间或结束时发生。在一些 情况下,保持步骤可以发生或归因于身体部分中的至少一个纳米颗粒的存 在,所述纳米颗粒优选地包括至少一个其他原子,优选除铁以外的至少一 个其他金属原子。
在某些情况下,保持步骤是指保持身体部分的温度或使其变化不超过 百分之10-20,10-3,1,5,10,90,99,100或1020的步骤,其中该百分比可以 等于[Tmaxm-Tmi纳米]/Tavm,其中Tmaxm,Tminm,和Tavm分别是保持步骤的最高, 最低和平均温度。
在某些情况下,冷却步骤是指身体部分的温度变化或降低超过百分之 10-20,10-3,1,5,10,90,99或100的步骤,其中该百分比可以相等到 [Tmaxm-Tminm]/Tavm,其中Tmaxm,Tminm,和Tavm分别是冷却步骤的最高,最低 和平均温度。
在某些情况下,升温步骤是指身体部分的温度变化或升高超过百分之 10-20,10-3,1,5,10,90,99或100的步骤,其中该百分比可以相等到 [Tmaxm-Tminm]/Tavm,其中Tmaxm,Tminm,和Tavm分别是加温步骤的最高,最低 和平均温度。
在本发明的一个实施方案中,医学,美容,诊断或治疗效果或活性不 优选主要在最高,初始和/或最终温度下发生。
在本发明的一个实施方案中,当温度从初始温度或最高温度降低至冷 却步骤中的冷却或保持温度或最低温度时和/或当温度从初始或最高温度 降低至/或最低温度时,医学,美容,诊断或治疗效果或活性更加明显。与 在保持步骤期间将温度保持在保持或冷却温度时相比,在升温步骤期间温 度从冷却或最低或保持温度增加到最终或最高温度。
在本发明的一个实施方案中,在冷却或最低温度下比在初始或最终或 最高温度下有更显著的医学,美容,诊断或治疗效果或活性。
在本发明的一个实施方案中,初始温度,优选地身体部分或纳米颗粒 的初始温度是发生的温度:i)在施用步骤之前,期间或之后,或ii)在冷 却步骤开始时。所述情况i)和ii)可以对应于根据本发明的方法的至少 一个步骤之后的温度T,优选是身体部分或纳米颗粒的温度,其降低少于 百分之100,75,50,25,10,5,2或1,其中这个百分比可以是T/Ti,或少于 105,103,100,10,5,2,1或10-1℃。
在本发明的另一个实施方案中,优选身体部分或纳米颗粒的初始温度 是:i),在根据本发明的治疗或方法期间达到的最高温度;ii),当没有用 设备,物质或冷冻探针调节的身体部分的温度或在设备或物质或冷冻探针 用于调节身体部分的温度之前所达到的温度,或iii)当身体部分与其周围 的环境或与包含身体部分的生物或个体建立起热平衡时达到的温度,优选 在没有用设备或物质或冷冻探针调节身体部分温度的情况下。
在一些实施例中,当身体部分的温度变化不超过10-5,10-3,10-1,1,5,10, 102或103℃时,发生身体部分与其周围环境的热平衡。优选摄氏度每秒 或摄氏度每立方厘米的身体部分。
一方面,本发明涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中初 始温度和/或最终温度是生理温度。
如本文所用,生理温度涉及正常体温或健康个体的温度。在某些情况 下,生理温度是身体部分或个体的全部器官或个体的一部分的正常体温或 人体体温。
在一些实施方案中,生理温度是健康个体或发烧个体或最高体温为43℃ 的个体的温度。
在一些实施方案中,生理温度可以是37±6℃。
在一些实施方式中,生理温度可以显著的高于37,30,20,10,5,0,-10, -20,-50,-100℃,例如当通过热疗或热消融的方法治疗个体时,或者当个 体不同于人类时,例如,极端微生物可以生活在高温的情况下,优选高于 100℃。
在一些实施方案中,生理温度可以显著的小于37,30,20,10,5,0,-10, -20,-50,-100℃,例如当个体患有体温过低或当个体不同与人类时,例如 可以生活在低温环境下的极端微生物,优选低于0℃。
在一个实施方案中,初始温度是健康个体的温度或体温,最优选在36℃ 和37.8℃之间。在一些实施例中,当个体处于体温过低状态时,初始温度 可以低于36℃,优选地低于30,20或10℃。在一些其他实施方式中, 当个体发烧时,初始温度可以高于37.8℃,优选地高于38,39,40,41℃。 在又一些其他实施方式中,初始温度可以高于38,40,43,45,50或55℃, 例如当个体通过诸如全身高温的高温治疗时。在又一些其他实施方式中, 初始温度高于55,60,65,70,80,90或100℃,例如当通过热消融或高强 度聚焦超声治疗个体时。
在一些其他实施例中,冷却温度,可以被指定为Tc是在冷却步骤的 开始,期间或结束时身体部分或个体的温度。在一些实施例中,冷却步骤 结束时的温度TECS与冷却步骤开始时的温度TBCS相比降低了至少百分之 10-1,1,5,10,25,50,75,80,90,95或百分之99或至少10-50,10-10,10-1,1,5 或10℃,该百分比可以等于|TECS/TBCS|或|TECS-TBCS|/|TBCS|,,其中||符号 代表绝对值。
在本发明的一些实施方案中,TBCS是在施用步骤之后或在使用或开启 温度调节器或冷冻探针之后至少10-50,10-3,10-1,1,5,10,102或103秒发生 的温度。
在本发明的一些实施方案中,TECS是在升温步骤开始之前或在使用结 束之前或关闭温度调节器或冷冻探针之前至少10-50,10-3,10-1,1,5,10,102或103秒发生的温度。
在本发明的一些实施例中,TECS与TBCS通过至少10-50,10-3,10-1,1,5, 10,102或103秒的时间间隔分开。
在本发明的另一实施方案中,冷却温度是在治疗期间或在治疗的至少 一个步骤期间达到的最低温度。
在某些情况下,最低温度是在该方法的至少一个步骤中达到的最低温 度。
在本发明的另一个实施例中,冷却温度是比初始温度低第二步骤的温 度的量或变化ΔT2S=|TC-Ti|的温度,其大于1,2,5,10,20,50,100或 200℃。
在本发明的另一个实施例中,冷却温度是比初始温度低|TC-Ti|/|Ti|,和 /或|TC|/|Ti|,的量,因数或百分比的温度。其大于10-5,10-3,10-1,0,1,5,10, 25,50,75,80,90,95,99,100,103或105
在本发明的一些实施例中,当希望形成冰球或限制根据本发明的方法 的循环次数时,低的冷却温度值是被期望的。
在本发明的另一个实施例中,冷却温度是比初始温度低大小ΔT=|TC- Ti|的温度,其低于103,100,50,20,10,5,2或1℃。
在本发明的另一个实施例中,冷却温度是比初始温度低|TC-Ti|/|Ti|,和 /或|TC|/|Ti|,的量,因数或百分比的温度,其小于105,103,100,99,90,75, 50,20,10,0,10-1,10-3或10-5
在本发明的一些实施例中,当人们希望避免与过低的冷却温度有关的 副作用时,例如与冰球形成有关的副作用时,希望有较大的冷却温度值, 最好高于0℃。
在本发明的另一个实施例中,冷却温度是比初始温度低第二步骤的量 或温度变化ΔT2S=|TC-Ti|的温度,其介于10-10和1010,10-5和105,10-3和103,或10-1和10℃之间。
在本发明的另一个实施例中,冷却温度是比初始温度低|TC-Ti|/|Ti|,和 /或|TC|/|Ti|,的量,因数或百分比的温度,其介于10-50和1050,10-10和1010, 10-5和105,10-3和103,或10-1和10之间。
在本发明的一个实施例中,初始温度,冷却温度,保持温度,加热温 度,最低温度,最高温度和/或最终温度大于-273,-150,-100,-50,-20,-10,-5, -2,-1,0,1,5,10,20,50,70或100℃。
在本发明的另一个实施例中,初始温度,冷却温度,保持温度,加热 温度,最低温度,最高温度和/或最终温度低于103,102,70,50,20,10,5,2 或1℃。
在本发明的另一个实施例中,初始温度,冷却温度,保持温度,加热 温度,最低温度,最高温度和/或最终温度介于-273和103,-50和100,-20 和20,-20和10,-10和10,-5和5,-2和5,-1和5之间,或介于0和 5℃之间。
在本发明的又一个实施方案中,冷却或保持温度或最低温度与初始或 最终温度或最高温度之间的差别小于生物体可以生存的最大温度,其是生 物体可以生存或酶或蛋白质或DNA链未变性或未被破坏的温度或100℃ 和0度之间的温差。
在本发明的一个实施例中,冷冻疗法是一种包括至少一个步骤的疗法 或医学治疗,在该期间或其中,身体部分的温度优选地通过冷冻系统被保 持在保持或冷却温度。将身体部分在保持温度或冷却温度下保持一段时间 的步骤可以对应于本发明的治疗的第三步骤或保持步骤。
在某些情况下,保持步骤可以在冷却步骤内进行。在这种情况下,身 体部分的温度可以首先降低,保持并随后再次降低。在这种情况下,冷却 步骤可分为两部分,由保持步骤分开。
在某些情况下,保持步骤可以发生在升温步骤中。在这种情况下,身 体部分的温度可以先升高,保持并随后再次升高。在这种情况下,可以将 升温步骤分为两个部分,并由保持步骤分开。
在本发明的一个实施例中,在该方法期间,优选在保持步骤期间没有 时间的流逝或持续,其优选地比10-50,10-20,10-10,10-5,10-3,10-1,1,5,10,103或105秒更长,在此期间或其中温度变化小于1010,105,103,100,75,50,25, 10,5,2,1或10-1℃或小于百分之100,75,50,25,10,5,2,1或10-1,其中 该百分比可以等于|ΔT/Tmin|或|ΔT/Tmax|,其中ΔT,Tmin和Tmax是在这段 时间或持续时间内达到的温度变化,最低和最高温度。
在本发明的一个实施例中,保持步骤的持续时间短于1050,1030,1020, 1010,105,103,100,75,50,25,10,5,2,1,10-1或10-3秒。
在本发明的一个实施例中,优选地通过冷冻系统将身体部分的温度保 持在保持或最低或冷却温度,当身体部分的保持或冷却或最低温度的差别 小于百分之100,90,80,70,60,50,20,10,5,1或10-1时,其中此百分比可 以是(TBP-TCT)/TCT,TCT/TBP或TBP/TCT,(TBP-TMT)/TMT,TMT/TBP或TBP/TMT, (TBP-TminT)/TminT,TminT/TBP或TBP/TminT的绝对值。其中TBP,TCT,TMT,,和 TminT分别是身体部分的温度,冷却温度,保持温度和最低温度。
在某些情况下,保持温度可以是冷却或加热或最低或最高温度。
在本发明的一个实施例中,一种或一种冷冻系统可以通过以下方式防 止在冷却或保持或加热或最低或最高温度时保持身体部分温度:i)优选当 达到冷却或保持或加热或最低或最高温度时或之前,停止或关闭温度调节 器或冷冻探针,或ii)使身体部分变热,例如通过暴露于血液,组织,空 气环境或未保持在冷却或加热或最低或最高温度的介质或低于冷却或保 持或加热或最低或最高温度的介质。
在本发明的一个实施例中,一种或一种冷冻系统可以通过以下方式保 持身体部分温度在冷却或保持或变暖或最低或最高温度之上:i)优选当达 到冷却或保持或加热或最低或最高温度时或之前,使用或开启温度调节器 或冷冻探针,或ii)让纳米颗粒将身体部分的温度保持在给定值。
在本发明的一个实施方案中,冷冻疗法是包括至少一个在该步骤中或 期间,身体部分的温度升高的疗法或医学治疗,优选地从冷却或保持或最 低温度升高到最终或最大温度,优选地通过冷冻系统。身体部分的温度升 高,优选从冷却温度或保持温度或最低温度到最终温度,可以对应于所述 治疗的第四步骤或升温步骤。
在某些情况下,冷冻疗法包括优选地通过冷冻系统对身体部分进行加 热的步骤,也称为步骤d)。在一些情况下,加热身体部分的d)步骤通过, 优选包含纳米颗粒将身体部分的温度从冷却或保持或最低温度升高到身 体部分的最终或最高温度,其高于冷却温度或保持或最低温度。这个步骤 被设计为升温步骤并且其中至少一个温度可以是加热温度。
在本发明的一个实施方案中,升温步骤包括通过将身体部分的温度从 冷却或保持或最低温度到最终或最高温度来加热包含纳米颗粒的身体部 分。
在本发明的一个实施例中,身体部分的最终温度是在冷冻疗法治疗结 束时或在根据本发明的方法结束时或在升温步骤结束时测得或产生的温 度。在某些情况下,其可以是整个处理过程或至少一个处理步骤(优选升 温步骤)的最高温度。
在本发明的一个实施方案中,医学,美容,诊断或治疗效果或活性最 优选主要在升温步骤的开始,期间或结束时发生。
在一些实施方案中,最终温度可以被指定为Tf,是在治疗结束时身体 部分或个体的温度。在一些实施方案中,达到治疗的终点:i)在加温步骤 的终点,ii)在治疗开始或温度调节器或冷冻探针开启或使用后至少10-50, 10-20,10-10,10-5,10-1,1,5,10或103秒,iii)当身体部分的温度稳定时或之 后。
在本发明的一个实施例中,当身体部分的温度变化ΔT,其中时间流 逝Δt,其优选长于10-50,10-20,10-10,10-5,10-3,10-1,1,5,10,103或105秒, 其小于1010,105,103,100,75,50,25,10,5,2,1或10-1℃或比冷却和/或升 温步骤的温度变化小至0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,103或105倍。
在某些情况下,身体部分的温度在保持步骤中保持稳定。
在一个实施例中,最终温度Tf具有与初始温度Ti相同的值或与初始 温度相差小于:
i)10-50,10-10,10-1,0,1,5,10,103,105,1010,1020或1050℃,和/或
ii)10-50,10-10,10-1,1,5,10,25,50,75,90,99或100%,其中该百分比 可以等|Tf/Ti|,|Ti/Tf|,|Tf-Ti|/|Ti|或|Tf-Ti|/|Tf|。
在本发明的另一个实施例中,最终温度,优选地被指定为Tf,其是比 冷却或保持或最低温度高第四步骤的量或温度变化ΔT4S=|Tf-TC|或|Tf–TM|的温度,其大于10-10,10-1,1,2,5,10,20,50,100或200℃。
在本发明的另一个实施例中,最终温度是比冷却或保持或最低温度大 Tf/Tc,ΔT4S/Tc,|Tf/Tc|,Tf/TM,ΔT4S/TM,|Tf/TM|,Tf/Tmin,ΔT4S/Tmin,的量,因数或 百分比的温度,和/或|Tf/Tmin|大于10-5,10-3,10-1,0,1,5,10,25,50,75,80,90, 95,99,100,103或105
在本发明的一个实施例中,最终温度通过以下方式大大高于冷却或保 持或最低温度:i)在加温步骤中具有大的温度梯度,ii)具有较低的冷却 或最低温度,和/或较高的最终温度,其中i)到iii)的值可优选实现所需 的医疗或美容或治疗或诊断活性。
在本发明的另一个实施例中,最终温度是比冷却或保持或最低温度大 ΔT4S=|Tf-Tc|或|Tf–TM|或|Tf-Tmin|的量或温度变化的温度,其低于103, 100,50,20,10,5,2或1℃。
在本发明的另一个实施例中,最终温度是比冷却或保持或最低温度大 ΔT4S/Tc,|Tf/Tc|,ΔT4S/TM,|Tf/TM|,ΔT4S/Tmin,和/或|Tf/Tmin|的量,因子或 百分比的温度,其低于105,103,100,99,90,75,50,20,10,0,10-1,10-3或 10-5
在本发明的一个实施例中,在以下情况下,最终温度或最高温度与冷 却或保持温度或最低温度之间的温度差较小:i)升温步骤用较小的温度梯 度表征;ii)循环次数大,优选较短的持续时间,iii)小的温度梯度由大 量循环来弥补,其中i)至iii)项优先使治疗达到所需的医学或美容或治 疗或诊断活性。
在本发明的另一个实施例中,最终温度是比冷却或保持或最低温度大 ΔT4S=|Tf-Tc|或|Tf–TM|或|Tf–Tmin|的温度,其介于10-10和1010,10-5和105,10-3和103之间,或10-1和10℃之间。
在本发明的另一个实施例中,最终温度是比冷却或保持或最低温度大 |Tf-Tc|/|Tc|,|Tf/Tc|,|Tf–TM|/|TM|,|Tf/TM|,|Tf–Tmin|/|Tmin|,和/或|Tf/Tmin|的 量,因子或百分比的温度,其介于10-10和1010,10-5和105,10-3和103之间,或10-1和10℃之间。
在本发明的一个实施方案中,初始温度是在至少一个处理步骤开始时 测得的温度,优选是冷却步骤。
在本发明的一个实施例中,冷却温度是在冷却步骤的开始,期间或结 束时测量的温度。
在本发明的一个实施方案中,保持温度是在保持步骤的开始,期间或 结束时测量的温度。
在本发明的一个实施例中,加热温度是在升温步骤的开始,期间或结 束时测量的温度。
在本发明的另一个实施方案中,最终温度是在至少一个处理步骤中, 优选在升温步骤结束时测得的温度。
在某些情况下,通过冷冻探针或通过开启冷冻探针来冷却至少两种纳 米颗粒的组装或至少一种纳米颗粒,其中这种机制优选涉及冷的转移或引 发或激活从冷冻探针到纳米颗粒或从冷冻探针所在点到纳米颗粒所在点 的此种转移
在本发明的一个实施方案中,通过不使用冷冻探针或通过关闭冷冻探 针来预热至少两种纳米颗粒的组装或至少一种纳米颗粒,其中这种机制优 选地涉及停止从冷冻探针到纳米颗粒或从冷冻探针所在点到纳米颗粒所 在点的转移,其中停止冷的转移可能意味着冷的传输在停止这种传输之后 比在停止这种传输被启动之前重要性更小。
温度
在一个实施例中,温度选自:i)初始温度,ii)最终温度,iii)最低 温度,iv)最高温度,v)冷却温度,vi)保持温度,vii)升温温度,viii) 生理温度,viii)纳米颗粒的温度,ix)身体部分的温度,x)冰球的温度, xi)纳米球的温度冰球形成,优选纳米颗粒-冰球形成,和xii)处理的温 度或处理的至少一个步骤的温度。
在某些情况下,温度可以大于-273,-50,-200,-100,-50,-40,-20,-10,-5, 0,5,10,15,20,50,100,103,105或1010℃。
在其他一些情况下,温度可以低于1020,1010,105,103,102,10,5,2,1,0, -5,-10,-20,-50,-100,-150,-200或-250℃。
在其他情况下,温度可以介于-273和1020,-273和103,-273和100, -273和25,-200和25,-100和25,-50和25,-40和25,-20和20, -10和0,-273和0之间,或介于-5和0℃之间.
在某些情况下,初始和/或最终温度是最高温度。
在一些情况下,加热和/或冷却温度是最低温度,优选在冷却步骤结束 时或在升温步骤开始时进行测量。
在某些情况下,最低温度会降低,优先降低至少0,0.1,0.5,1,1.1,1.5, 2,5,10,103或105倍,或者比最高温度降低至少10-10,10-1,0,1,5,10,20, 50或100℃。
辐射
在本发明的一个实施方案中,根据本发明中任一项的冷冻疗法,治疗, 方法,冷冻系统,纳米颗粒,冷冻探针不涉及或不包括辐射的施加或不涉 及辐射的施加。不施加辐射,优先选自:i)磁场,例如交变磁场或以一种 以上频率振荡的磁场;ii)激光或顺序施加的激光;以及iii)声波顺序施加 的电磁波或超声波或超声波或声波。
在本发明的一个实施方案中,根据本发明中任一项的冷冻疗法,治疗, 方法,冷冻系统,纳米颗粒,冷冻探针不涉及或不包括:i)激光或激光的 应用。包含在参考文献中的专利EP19020331.5/US16412933(EP/US Pat. Appl.Numb.)中定义的激光器,或ii)用于连续激光辐射医学或生物或美 容治疗的纳米颗粒或磁小体或冷冻系统,其中纳米颗粒或磁小体可选择性 地施用于个体的身体部分,并可选地:
-在第一步骤中,用第一功率的激光辐射辐照磁小体,然后
-在第二步骤中,通过比第一步骤中更低的功率的激光辐射来辐照 磁小体,或者不进行磁小体的激光辐照,其中第二步骤包括冷却和/或至少 一种化合物不从磁小体解离和
任选地,将包括第一步和第二步的序列至少重复一次。
在本发明的一个实施方案中,根据本发明中任一项的冷冻疗法,治疗, 方法,冷冻系统,纳米颗粒,冷冻探针不涉及或不包括:i)超声波或声波 或如通过引用并入本文的专利IB2018001460/WO2019106428/ EP18827221.5/US16486574所定义的超声波或声波的应用或ii)纳米粒子 用于个体身体部分的声波医学治疗中,其中纳米粒子可任选地施用声波施 加到个体的身体部分,并且可选地,将声波依次施加到身体部分,频率可 选地在0.01到100MHz之间,其中之一:
强度,功率或功率密度,可选地低于103瓦特,或者低于瓦特每厘米 身体部分的,或者低于瓦特每平方厘米身体部分,或者瓦特每立方厘米的 身体部分的,或者瓦每厘米换能器,或者低于瓦每平方厘米的换能器,或 瓦每立方厘米换能器;要么
能量或能量密度,可选地低于每厘米身体部分105瓦.秒每厘米身体 部分,或瓦.秒每平方厘米的身体部分,或瓦.秒每立方厘米的身体部分, 或瓦.秒每厘米传感器,或瓦.秒每平方厘米传感器,或瓦.秒每立方厘米传 感器,
其中所述处理任选地包括加热步骤,并且所述加热步骤的温度升高任 选地使得在所述加热步骤期间达到的最高温度保持在50℃以下,
或,
其中任选地,暴露于声波的身体部分或纳米颗粒的温度升高高于施加 声波之前的身体部分的温度介于0.1至30℃之间的量。
在本发明的一个实施方案中,辐射优选地被施加与身体部分或纳米颗 粒,或身体部分或纳米颗粒被暴露于辐射,优选在所述方法的至少一个步 骤期间,优选地通过冷冻系统,最优选地在该方法的升温步骤期间。
在本发明的一个实施方案中,辐射优选地被不被施加与身体部分或纳 米颗粒,或身体部分或纳米颗粒未暴露于辐射,优选在所述方法的至少一 个步骤期间,优选地通过冷冻系统,最优选地在该方法的升温步骤期间。
在一些实施例中,辐射可以是电磁辐射,光,单色或多色,激光,磁 场,优选地是交变磁场,声波,优选地是次声波,超声波,巨声波或无线 电波。
在一些实施例中,辐射可以是热的,并且优选地引起身体部分或纳米 颗粒的温度升高,优选地大于10-10,10-5,10-1,1,2,5,10,103,105或1010℃, 优选每秒或每分钟,优选每立方厘米的身体部分。
在一些其他实施例中,辐射可以是非热的,并且优选地不引起温度升 高,或者引起温度升高小于1010,105,103,10,5,2,1,10-1或10-5℃,优选 每秒或每分钟,优选每立方厘米的身体部分。
在本发明的一个实施例中,冷冻系统不涉及磁场的施加,优选地不涉 及交变磁场的施加。
在本发明的另一个实施例中,冷冻系统涉及磁场的施加,优选地是交 变磁场的施加。
在本发明的另一实施例中,冷冻系统不涉及破坏或可能破坏冰的冰破 坏源或辐射的施加。
在本发明的另一实施例中,冷冻系统涉及破坏或可能破坏冰的冰破坏 源或辐射的施加。
在本发明的另一个实施例中,冷冻系统不涉及辐射的施加。
在本发明的另一个实施例中,冷冻系统包括辐射的施加。
根据本发明,辐射可以是波,例如电磁波,声音或声波或粒子波。粒 子可以具有:i)在某些情况下,具有重量或质量,ii)在某些情况下,不 具有重量或质量,iii)在某些情况下为运动,或iv)在其他情况下为不运 动。
根据本发明,辐射可以是,优选身体部分的电磁辐射,声辐射力,辐 射力或辐射压力,辐射。
优选地,辐射选自:i)磁场或电场,ii)激光,iii)由灯产生的光, iv)以单一波长发射的光,v)以多种波长发射的光,vi)电离辐射,vii) 微波,viii)射频和ix)声波。
在某些情况下,辐射可以选自:α,β,γ,X射线,中子,质子,电 子,离子,中微子,μ子,介子和光子粒子或辐射。
优选地,辐射在某些情况下还可以选自声波,次声波,声音,超声波 和巨声波。
本发明涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中第二部分具有选自以下 组的至少一种性质:
i)结合或绑定材料的质量/体积小于至少一个纳米颗粒的质量/体积,
ii)结合或绑定材料不是冰成核位点,并且
iii)至少一个纳米颗粒是冰成核位点。
在一些情况下,结合和/或绑定材料与纳米颗粒的不同之处在于选自 以下的至少一种性质:i)其是无定形的或未结晶的;ii)其部分,主要或 完全是有机或碳质的,以及iii)其不包含大部分的或超过50%的金属, 或铁或氧化铁。
在一些情况下,结合或绑定材料是一种材料,其功能是防止纳米颗粒 的聚集和/或使纳米颗粒的均匀分布和/或将纳米颗粒排列成链和/或涂覆 纳米颗粒和/或使至少两个纳米颗粒的晶体学方向在相同方向上排列和/或 产生纳米颗粒组装体的几何图形,例如线,圆形,球形,矩形或正方形。
在一些情况下,结合或绑定材料的体积或质量比纳米颗粒的体积或质 量小至少1010,105,103,100,50,20,10,5,2或1倍。当冷冻系统通过促进 冰的形成而起作用并且结合或绑定的材料不是冰成核位点时,这可能是有 用的。
在某些情况下,冰成核位点是指冰可以在其表面生长的位置或材料, 优选导致形成冰球,优选于比没有冰成核位点或材料时形成的冰球更大。
在某些情况下,结合或绑定材料不是冰成核位点,当在这种材料存在 下形成的至少一个冰球的大小不大于或至少2,5,或10倍大于或小于或 类似于不存在这种材料的情况下形成的至少一个冰球的大小。
在一些情况下,纳米颗粒和/或结合或绑定材料是冷冻保护剂。
在一些其他情况下,纳米颗粒和/或结合或绑定材料不是冷冻保护剂。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中至少两个彼此结合或 通过结合或绑定材料彼此缔合的纳米颗粒的组装体具有外表面,该外表面 是以下物质的总和或组合:所述至少两个纳米颗粒的外表面以及所述结合 或绑定材料的外表面,其中所述外表面具有选自以下的至少一种性质:
i)至少两个纳米颗粒的外表面大于结合或绑定材料的外表面,
iii)至少两个纳米颗粒的外表面适合于冰成核或是冰成核的位点,
iv)结合或绑定材料的外表面不适合冰成核或是冰成核的位点,
iv)一个纳米颗粒的外表面与另一纳米颗粒的外表面相隔超过1纳米,
v)其不是包含在纳米颗粒的聚集体或团聚体中的至少一种纳米颗粒 的外表面,
vi)其是链,环或链段的外表面,最好是线性或弯曲的,包含至少两 个纳米颗粒,并且
vii)其暴露于身体部分或与身体部分接触。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒和/或结合或绑定材料具有内表 面或体积和/或外表面。在一些情况下,纳米颗粒和/或结合或绑定材料的 内表面或体积是不与身体部分接触的纳米颗粒和/或结合或绑定材料的表 面或体积。在一些其他情况下,纳米颗粒和/或结合或绑定材料的外表面是 与身体部分接触的纳米颗粒和/或结合或绑定材料的表面。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中所述纳米颗粒具有选 自包含以下组的至少一种性质:
i)是铁磁性或亚铁磁性的,
ii)其是结晶的或不是非晶的,或包含一个以上的晶体学平面,
iii)填充或非空心纳米颗粒,
iv)不存在:a)纳米颗粒内部有冰,或b)纳米颗粒内部有冰的可能 性,或c)对于纳米颗粒温度低于10℃时,纳米颗粒内部有冰,
v)存在以下物质:a)纳米颗粒外部有冰,或ii)在纳米颗粒外部形 成冰的可能性,或c)纳米颗粒温度低于10℃时,纳米颗粒外部有冰,
vi)冰成核位点,最好是细胞内冰成核位点,
vii)固态纳米颗粒或具有超过50%固态的化学元素或原子的固态纳 米颗粒,
viii)磁小体,和
ix)磁小体的化学类似物。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒的铁磁或亚铁磁行为和/或纳米 颗粒的结晶度和/或纳米颗粒中的至少一个晶体学平面的存在和/或纳米颗 粒是填充的或不是空心的有利于或促进在纳米颗粒表面的冰成核。
在本发明的一个实施方案中,填充的或非空心的纳米颗粒是包含质量 或体积至少1,10,50,70,80,90,95或99%的纳米颗粒,优选其核在固体 中。
在一个实施方案中,当冰在内部没有形成或不能形成时,例如当纳米 颗粒的至少一个晶体学平面阻止冰原子插入晶体内时,纳米颗粒具有或被 表征为内部不存在冰。纳米颗粒内部不存在冰可以对应于少于百分之100, 90,80,50,20,10,5,2,1的质量或体积的纳米颗粒由冰构成,其中纳米颗粒 优选对应于纳米颗粒的金属或核心部分。纳米颗粒表面不存在冰可以对应 于小于10-40,10-20,10-10,10-5,10-3,10-1,1,10,103或105纳米,平方纳米或立方纳米的在至少一个纳米颗粒内部的冰或冰球。
在一个实施方案中,纳米颗粒具有或被以下至少一种性质表征,例如 在其中一个下述情况中,其内部不存在冰:i)对于纳米颗粒的温度,优选 观察的或测量的,优选地通过显微镜,其低于10,5,2,1,0,-5,-10,-20,-40 或-100℃,和ii)根据本发明的治疗之后或期间。
在一个实施方案中,纳米颗粒在其内部或在其核的内部或在其结晶的 内核内部不包含冰,或者在其内部不包含冰球,其尺寸优选大于该纳米颗 粒的尺寸,优选低于10,5,0,或-5℃,例如可以通过显微镜观察冰的存 在与否。
在一个实施方案中,当冰形成或可以在纳米颗粒外部形成时,例如当 纳米颗粒的表面或外表面有利于冰或冰形态的形成时或位于或在纳米颗 粒的顶部上时,纳米颗粒具有或被表征为在其外部存在冰。纳米颗粒表面 上冰的存在可以对应于大于10-40,10-20,10-10,10-5,10-3,10-1,1,10,103或 105纳米,平方纳米或立方纳米的在至少一个纳米颗粒内部的冰或冰球。
在一个实施方案中,纳米颗粒具有或被以下至少一种性质表征,例如 在其中一个下述情况中,其内部存在冰:i)对于纳米颗粒的温度,优选观 察的或测量的,优选地通过显微镜,其低于10,5,2,1,0,-5,-10,-20,-40或 -100℃,和ii)根据本发明的治疗之后或期间。
在本发明的一个实施方案中,结合或绑定材料包括冰或冰球,优选地 位于结合或绑定材料的内部或外部,优选尺寸或直径,长度,表面或体积 大于10-40,10-20,10-10,10-5,10-3,10-1,1,10,103或105纳米,平方纳米或立 方纳米或纳克的结合或绑定材料。
在本发明的一个实施方案中,优选地没有结合或绑定材料的一个或多 个纳米颗粒是冰核化位点,其中冰核化位点是在其中冰或冰球优选具有的 体积或大小比:i)在比不存在此类位点或纳米颗粒的情况下形成的冰或冰 球的体积或大小大至少少为0,1,5,10或103倍,和/或ii)10-40,10-20,10-10, 10-5,10-1,1,5,10,103,105或1010立方纳米。
在某些情况下,冰或冰球在低于50,37,20,10,5,2,1,0,-5,-10,-40或 -100℃的温度下形成或被观察到。
在某些其他情况下,冰或冰球在大于--200,-100,-50,-20,-10,-5,-2,-1, 0,2,5或10℃的温度下形成或被观察到。
在某些情况下,冰或冰球可以在细胞内或在细胞内部形成。
在另一些情况下,冰或冰球可以在细胞外或在细胞外部形成。
在一些其他情况下,纳米颗粒是固体纳米颗粒,其中纳米颗粒优选地 大于1,2,5,10个其化学元素或原子呈固态,或其超过百分之1,10,50,70 或90的化学元素或原子是呈固态或其超过百分之1,10,50,70或90的 质量或体积在固态中,其中所述性质优选被观测到或优选发生当温度大于 -200,-100,-50,-20,-10,0,5,10,50或100℃时.
一方面,本发明涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中所 述纳米颗粒是磁小体。
在本发明的一个实施方案中,磁小体是由趋磁细菌合成,包含在其中, 从中提取,或从趋磁细菌分离的纳米颗粒。
在本发明的一个实施方案中,趋磁细菌选自:磁螺旋杆菌菌株AMB-1, 趋磁球菌菌株MC-1,三个兼性厌氧弧菌菌株MV-1,MV-2和MV-4,磁 螺旋菌趋磁菌菌株MS-1,格氏螺旋螺菌菌株MSR-1,兼性厌氧趋磁螺菌, 磁螺菌螺旋菌MGT-1,专性厌氧菌,脱硫弧菌RS-1,硝化螺菌,硝化对 硝基苯硫杆菌,磁杆菌RS-1,巴氏杆菌,脱硫脱硫弧菌,金属还原性土 杆菌,原细菌,MMP5,MMP2,其中MM表示趋磁多细胞原核生物,磁 性MC,MC-1,CS103,NKMC5,α-原细菌,红螺螺旋藻,土壤杆菌, 趋磁螺细菌AMB-1,趋磁螺细菌MGT-1,格氏螺旋螺菌MSR-1,海洋磁 弧菌MV-1,格氏螺旋螺菌MSR-1,趋磁螺细菌AMB-1,趋磁螺细菌 MS-1,趋磁螺细菌菌株MGT-1,趋磁球菌菌株,MC-1,磁性脱硫弧菌 RS-1,厌氧弧菌菌株,MV-1,MV-2和MV-4。
在本发明的一个实施方案中,趋磁细菌属于选自以下的细菌的类别: zeta变形杆菌,β变形杆菌,γ变形杆菌,Delta变形杆菌,Epsilon变形杆 菌,硝化螺旋藻,OP3和α变形杆菌。
在本发明的一个实施方案中,将趋磁细菌定义为能够合成磁小体的细 菌,其中这些磁小体优选以以下性质中的至少一种表征:i)其们在细胞内 产生,ii)具有磁性,iii)包含矿物质,iv)其核心优先由金属氧化物(如 氧化铁)组成,v)其核心被生物材料包围,如脂质,蛋白质,内毒素, 其优选可以被除去,vi)其们呈链状排列,vii)可以在典型的强度为1至 50mT和典型的频率为20至200KHz的交变磁场的作用下产生热量。
在本发明的一个实施方案中,磁小体与纳米颗粒共有一种或多种性质, 例如至少一种磁性,尺寸,组成,链排列,电荷,核,矿物,涂层或结晶 性质。
在本发明的一个实施方案中,磁小体包括由趋磁细菌合成的矿物部分, 即优选结晶氧化铁由这些细菌生成。在这种情况下,由这些细菌生成的磁 小体或磁小体矿物部分优选不包含蛋白质,脂质,内毒素,或含碳的生物 材料,或不包含多于或包含小于百分之0.1,1,10,30,50或75的碳的质量 百分比。
本发明还涉及使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中纳米颗粒是或类同与 磁小体的化学类似物。
在一些情况下,磁小体的化学类似物可以是化学合成的和/或不是由趋 磁细菌合成的。
在一些情况下,磁小体的化学类似物与磁小体具有至少1,2,3,4,5,6, 7,8,9,或10个共同性质,其中这些共同性质优选为亚铁磁性行为,在优选 大于0、5、10、50、100、200、300、500或1000开的温度下,优选矫顽 力大于10-50,10-10,10-2,1,5,10或100奥斯特,较大的尺寸,优选大于1,5,10,20,50或70纳米的尺寸,和/或链状排列,优选多于1,2,5或10 个纳米颗粒呈链状排列。
在本发明的一个实施方案中,将纳米颗粒或磁小体纯化以去除多于 10%,50%或90%或更多的内毒素和/或其其生物材料,例如来源于合成活 体或趋磁细菌的蛋白质或脂质。在一些其其情况下,纯化所述纳米颗粒或 磁小体以除去小于100%,99.9%,99%,95%或90%或内毒素的质量百 分比和/或其其生物材料。所述纯化步骤优选地产生纯化的纳米颗粒或磁小 体。在一些情况下,该百分比可以等于[QBP-QAP]/QBP或QAP/QBP,,其中 QBP和QAP分别是纯化步骤之前和之后的内毒素,生物材料,蛋白质或 脂质的量。
在某些情况下,纯化步骤可包括使用一种方法或一种或多种洗涤剂 (例如NaOH和/或KOH),优选将其与合成的活生物体或趋磁细菌或细 菌碎片混合,优先去除有机物质或将有机材料与包含在纳米颗粒或磁小体 中的无机材料分离,然后优选地能够收集,优选包含在纳米颗粒或磁小体 中的,纳米颗粒或磁小体。
在一些情况下,所述纯化的纳米颗粒或磁小体是纳米颗粒或磁小体的 矿物质。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中所述纳米颗粒具有选 自以下的至少一种性质:
i)包含1个以上的金属原子或包含1%以上的质量,体积或原子数的 金属原子,
ii)其部分的或全部的或大部分的由金属氧化物组成,
iii)其包含至少一个铁原子,
iv)其还包含至少一种除铁外的其他金属,该金属优先选自包含钡, 锌和锰的组,
v)其还包含至少一种除铁外的其他金属,其占有的质量百分比相比 于纳米颗粒中包含的所有金属的质量百分比介于10-20%和50%之间,
vi)其体积和/或密度大于水的体积和/或密度,
vii)其表面与体积之比大于10-10纳米;
viii)其热容小于其所包含的身体部分或基质或介质的比热容,
ix)其导热系数大于其所包含的身体部分,基质或介质的导热系数,
x)其的熔化焓大于其所包含的身体部分,基质或介质的熔化焓,
xi)其粘度大于其所包含的身体部分或基质或介质的粘度,
xii)其热容,热导率和/或熔化焓在其表面比其中心低,并且
xiii)其尺寸在1至1000纳米之间。
在本发明的一个实施方案中,至少一个纳米颗粒包含大于0,1,5,10, 103,105或1010个金属原子或超过百分之0,1,5,10,25,50,70,80,90,95 或99的质量,原子数或体积的金属。
在本发明的一个实施方案中,至少一个纳米颗粒包含小于1020,1010, 105,103,10,5,2,1或0个金属原子或小于百分之100,99,90,85,80,70, 50,30,20,10,5,2或1的质量,原子数或体积的金属。
在本发明的一个实施方案中,一种或多种纳米颗粒具有金属的组成。 在一些情况下,纳米颗粒的金属成分优选地在身体部分内局部地保持寒冷。
在本发明的一个实施方案中,一种或多种纳米颗粒包含至少1,2,5,10 或20种除铁之外的其他金属。在某些情况下,此类其他金属的存在具有 以下特性之一:i)它增加了纳米颗粒保持冷的能力,优选定点的,优选在 身体部分内,ii)降低了冷冻疗法的毒性和/或增加疗效。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒种包含的至少一种除铁以外的 其他金属的质量百分比相较于纳米颗粒中所有金属的质量百分比更大百 分之0,10-20,10-10,10-5,10-1,1,5,10,20或50。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒种包含的至少一种除铁以外的 其他金属的质量百分比相较于纳米颗粒中所有金属的质量百分比更小百 分之100,70,50,30,20,10,5,2或1。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒种包含的至少一种除铁以外的 其他金属的质量百分比相较于纳米颗粒中所有金属的质量百分比介于 10-20%和50%,10-1和20%之间,或10-1%和5%之间。
在本发明的一个实施方案中,至少一种纳米颗粒的体积质量和/或密度 大于水的体积质量和/或密度。
在本发明的一个实施方案中,至少一种纳米颗粒的体积质量或密度大 于10-20,10-10,10-5,10-3,10-1,0,1,5或10克每立方厘米的纳米颗粒或纳米 颗粒组装体。
在某些情况下,大量的纳米颗粒的质量或密度可以促进纳米颗粒表面 冰的形成,例如,通过防止冰崩解或融合或转变为液态水,或通过优先提 供原子或分子水平的配位点来实现在纳米颗粒表面和冰之间的界面。
在本发明的另一个实施方案中,至少一个纳米颗粒的体积质量或密度 低于1020,1010,105,103,10,5,2,1或10-1克每立方厘米纳米颗粒或纳米颗 粒组装体。
在某些情况下,纳米颗粒的体积或密度低可以使冰在纳米颗粒之间形 成。
在一个实施方案中,至少一种所述纳米颗粒具有一个表面(优选地是 外部的表面)与体积比,该比率大于10-50,10-10,10-5,10-1,0,1,5或10纳 米。在某些情况下,较大的表面/体积比有利于在纳米颗粒表面形成冰。
在一个实施方案中,至少一种所述纳米颗粒具有一个表面(优选地是 外部的表面)与体积比,该比率小于1050,1010,105,103,10,5,2,1,0,10-1或 10-3纳米。在一些情况下,低的表面/体积比可以防止纳米颗粒的塌陷,例 如在三维结构与二维结构之间。
在本发明的一个实施方案中,至少一个纳米颗粒具有比热容或热容大 于10-10,10-5,10-1,1,5或10焦每开每克的纳米颗粒或焦每开每摩尔的纳 米颗粒或焦每开每立方厘米的纳米颗粒。
在本发明的另一个实施方案中,至少一个纳米颗粒具有比热容或热容 小于1010,105,10,5或1焦每开每克的纳米颗粒或焦每开每摩尔的纳米颗 粒或焦每开每立方厘米的纳米颗粒。
在某些情况下,热容可以是等压质量热容,等压摩尔热容,等容摩尔 热容,等压体积热容和/或等容原子-摩尔热容。
在本发明的一个实施方案中,至少一种纳米颗粒的导热率大于10-20, 10-10,10-5,10-1,0,1,5,10,102,103,105或1010W.m-1.K-1。在某些情况下, 纳米颗粒由于其金属组成,结晶度和/或纳米尺寸而具有大的热导率。
在本发明的另一个实施方案中,至少一个纳米颗粒的导热率小于1050, 1010,105,103,10,5,1,10-1或10-3。在某些情况下,例如当纳米颗粒降解 时,其导热率不会太大。
在本发明的一个实施方案中,至少一种纳米颗粒的熔化焓或熔合潜能 或潜热大于其被包含在内的身体部分或基质或介质的熔化焓或熔合潜能 或潜热。
在本发明的另一个实施方案中,至少一个纳米颗粒具有大于10-50, 10-10,10-5,10-1,0,1,2,5,10或10,103或105千焦每摩尔或克的纳米颗粒 的熔化焓或熔合潜能或潜热。在一些情况下,纳米颗粒的大熔化焓归因于 纳米颗粒的金属组成,并且在某些情况下可以有利于冰的形成或防止冰的 熔化,并且优选在纳米颗粒表面上。
在本发明的另一个实施方案中,至少一个纳米颗粒具有小于1050,1010, 105,10,5,2,1,10-1或10-5千焦每摩尔或克的纳米颗粒的熔化焓或熔合潜 能或潜热。在一些情况下,纳米颗粒的小的熔化焓可能是由于纳米颗粒的 降解。
在本发明的一个实施方案中,至少一种纳米颗粒的粘度大于10-50, 10-10,10-5,10-3,10-1,0,1,5,10,102,103,105或1010Pa.秒。在某些情况下, 当纳米颗粒在水中或身体部分缓慢移动或扩散时,它们可能具有较大的粘 度。
在本发明的另一个实施方案中,至少一个纳米颗粒的粘度小于1050, 1010,105,103,10,5,2,1,10-1,10-3或10-5Pa.秒。在某些情况下,当纳米颗 粒在水中或身体部分快速移动或扩散时,其粘度可能较低。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒在其表面处比在其中心处具 有更大的热容量。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒的热导率在其中心大于在其 表面。
一方面,本发明涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中所 述纳米颗粒具有加热能力,所述加热能力具有选自以下的至少一种性质:
i)加热能力介于10-20,10-10,10-5,10-1,0,1或10℃和0,1,5,10,105或 1010℃每秒每毫克纳米颗粒;
ii)加热能力是包含纳米颗粒的身体部分的加热速率与不包含纳米颗 粒的身体部分的加热速率之差;
iii)在升温步骤中测量热容量,
iv)可以通过在身体部分或纳米颗粒上施加辐射或外部辐射源(例如 声波激光或磁场)来提高加热能力;
iv)在升温步骤中不施加任何辐射的情况下,加热能力在存在纳米颗 粒的情况下相比比在不存在纳米颗粒的情况下更小,
v)当纳米颗粒的加热能力在,优选在纳米颗粒存在,优选在不使用 辐射的情况下降低时,与不存在纳米颗粒和不施加辐射的情况相比,纳米 颗粒能更有效地破坏细胞,
vi)当加热能力增加时,纳米颗粒优选暴露于辐射的纳米颗粒优选与 未暴露于辐射的纳米颗粒相比,能更有效地破坏细胞。
一方面,本发明涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中所 述纳米颗粒具有冷却能力,所述冷却能力具有选自以下的至少一种性质:
i)冷却能力介于10-20,10-10,10-5,10-1,0,1或10℃和0,1,5,10,105或1010℃每秒每毫克纳米颗粒之间;
ii)冷却能力是包含纳米颗粒的身体部分的冷却速率与不包含纳米颗 粒的身体部分的冷却速率之差;
iii)在冷却步骤中测量冷却能力,
iv)可以通过打开或激活冷冻探针来提高冷却能力;
iv)当冷冻探针被激活时,冷却能力在存在纳米颗粒时比不存在纳米 颗粒时要更大。
v)当通过纳米颗粒的存在优先通过制冷探针的激活优先增加冷却能 力时,与以下情况相比,纳米颗粒更有效地破坏细胞:a)在没有纳米颗 粒且没有冷冻探针的情况下,或b)没有纳米颗粒和冷冻探针的应用,
vi)当冷却能力增加时,与未暴露于冷冻探针的纳米颗粒相比,优选 暴露于冷冻探针的纳米颗粒更有效地破坏细胞。
一方面,本发明涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中所 述纳米颗粒具有将身体部分的温度保持在称为保持温度的温度下的能力, 该温度具有选自由下述组成的组至少一种性质:
i)保持温度是介于-200和100℃,-200℃和0℃,-100℃和 10℃,-100℃和0℃,-40℃和10℃,-40℃和0℃,-20℃和0℃, 或介于-10和-5℃之间,和
ii)保持温度变化小于百分之10-3,1,10,50,90,99或100,优选在持 续时间小于105,103,1,10-1或10-3分钟,其中该百分比优选等于 |(Tmin-Tmax)/Tav|,其中Tmin,Tmax和Tav最好是在这段时间内测得的最低, 最高和平均温度。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒加热能力是纳米颗粒获得的摄 氏度数,优选在第二步骤中,优选每秒,优选每毫克的纳米颗粒,优选在 该方法的至少一个步骤例如升温步骤中。
在一些实施方式中,优选在不将纳米颗粒暴露于辐射源时估计纳米颗 粒的加热能力,优选在产生热量的辐射源的情况下,。
在一些实施方案中,通过将纳米颗粒暴露于辐射或辐射源,优选产生 热量的辐射源,来估计纳米颗粒的加热能力。与在不施加辐射源的情况下 测得的热容量相比,这种条件可以增加热容量的值。
在本发明的另一个实施方案中,加热能力是由包含纳米颗粒的身体部 分获得的摄氏度数与不包含纳米颗粒的身体部分获得的摄氏度数之间的 差。优选以每秒估计获得的度数,优选每毫克纳米颗粒,优先在升温步骤 中获得。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒的加热能力低于1050,1020,1010, 105,103,10,1,10-1,10-3或10-5℃,优选以每秒估计获得的度数,优选每 毫克纳米颗粒。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒的加热能力大于10-50,10-10, 10-5,10-1,1,5,10或103℃,优选以每秒估计获得的度数,优选每毫克纳 米颗粒。
在本发明的又一个实施方案中,纳米颗粒的加热能力介于10-50和 1050,10-20和1020,10-10和1010,或介于10-5和105℃之间,优选以每秒 估计获得的度数,优选每毫克纳米颗粒。
在本发明的又一个实施方案中,纳米颗粒加热容量是优选在升温步骤 中或在升温步骤期间的纳米颗粒的加热速率。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒的冷却能力是纳米颗粒损失 的摄氏度数,优选以每秒估计获得的度数,优选每毫克纳米颗粒,优选在 冷却步骤中损失的。
在一些实施方案中,通过不将纳米颗粒优选在冷却或保持步骤期间暴 露于能够调节温度的物质或设备或冷冻探针的情况下来估计冷却能力。
在一些实施方案中,通过将纳米颗粒优选在冷却或保持步骤期间暴露 于温度调节剂或冷冻探针中来估计冷却能力。与在不存在温度调节器或冷 冻探针的情况下测量的纳米颗粒冷却能力相比,这种条件可以增加纳米颗 粒冷却能力的值。
在本发明的一个实施方案中,治疗和/或破坏疾病的功效随着纳米颗粒 的加热和/或冷却能力的增加而增加。
在本发明的另一个实施方案中,冷却能力是包含纳米颗粒的身体部分 损失的度数与不包含纳米颗粒的身体部分损失的度数之间的差,优选绝对 值之差。损失的度数优选以每秒来估算,优选每毫克纳米颗粒,优选在冷 却步骤中估算。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒的冷却能力低于1050,1020,1010, 105,103,10,1,10-1,10-3或10-5℃,优选每秒,优选每毫克纳米颗粒。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒的冷却能力大于10-50,10-10, 10-5,10-1,1,5,10或103℃,优选每秒,优选每毫克纳米颗粒。
在本发明的又一个实施方案中,纳米颗粒的冷却能力介于10-50和 1050,10-20和1020,10-10和1010之间,或介于10-5和105℃之间,优选 每秒,优选每毫克纳米颗粒。
在本发明的另一个实施方案中,纳米颗粒冷却能力是纳米颗粒冷却速 率,优选在冷却步骤期间或在冷却步骤期间。
在某些情况下,‘heating capacity’与‘heat capacity’是相同的。
在某些情况下,纳米颗粒或冷冻系统的至少一种性质在温度大于--200, -100,-50,-20,-10,-5,0,5,10或40℃下测量或观察到。
在某些情况下,纳米颗粒或冷冻系统的至少一种性质在温度小于105, 103,500,200,100,50,37,20,10,5,2,1,0,-5,-10,-20,-40,-100或-200℃ 下测量或观察到。
根据本发明使用的冷冻系统,其中,所述穿透段具有选自由下述组成 的组的至少一种性质:
i)其至少一个尺寸小于10厘米;
ii)其长度小于10厘米;
iii)其宽度小于5厘米;
iv)其最长和最小尺寸之间的比率大于2;
v)其占人体体积的少于50%,25%,15%,10%,5%或1%;
vi)其至少小于身体部分的最大体积的1/20,1/50,1/100,1/500或 1/1000倍;
vii)其具有生物相容性和/或生物可降解性,
vii)其是刚性的,或剪切模量大于1GPa
ix)其是柔性的,或具有小于1GPa的剪切模量。
在本发明的一个实施例中,该段,优选地是穿透段,具有优选地包括 在身体部分中的至少一个尺寸,表面,体积,长度和/或宽度,,其小于1010, 105,103,500,100,50,10,5,2,1,0.5,10-3,10-5或10-10厘米或或平方厘米 或立方厘米或。在一些情况下,较小尺寸的段被期望以避免在患者体内产 生疼痛和/或能够长时间的保持该段,其时间长于优选地10-10,1,5,10,30, 60或103分钟,和/或能够在身体部分重新引入几次所述段。
在本发明的另一实施例中,所述段,优选地是穿透段,在其最长和最 小尺寸之间的比率大于10-10,10-5,10-1,1,2,5,10或103
在本发明的另一实施例中,该段,优选地是穿透段,在其最长和最小 尺寸之间的比率小于1010,105,10,5,2,或1。
在一个实施例中,段的尺寸是段的通常尺寸或最常用的尺寸,或者是 在冷冻系统说明种所指明的段的尺寸。
在某些情况下,该段可以是冷冻系统或冷冻探针,或者是冷冻系统或 冷冻探针的一部分。
在本发明的一个实施例中,该段,优选地是穿透段,占身体部分的体 积或质量的少于100%,50%,25%,15%,10%,5%或1%。
在本发明的另一实施例中,该段,优选地是穿透段,占身体部分的体 积或质量的大于10-5%,0%,1、10、25%或50%。
在本发明的一个实施例中,段,优选地是穿透段,是小的或具有至少 小于身体最大体积或最大尺寸的1,1/5,1/20,1/50,1/100,1/500或1/1000 的至少一个尺寸。
在本发明的一个实施例中,段,优选地是穿透段,大于或具有至少大 于身体部分的最大体积或最大尺寸的1/100000th,1/1000th,1/10th,1/5th,1/2th, 或1倍的至少一个尺寸。
在本发明的一个实施方案中,该段,优选地是穿区段,是生物相容的 和/或生物可降解的。
在某些情况下,该段和/或纳米颗粒在可以引入身体部分时优先具有生 物相容性,而不会引起个体的死亡,疾病或发烧或心跳加快。
在某些情况下,段和/或纳米颗粒在能够被个体降解或被个体降解时是 可生物降解的,例如当身体部分或其某些成分(如溶酶体)溶解段和/或纳 米颗粒时,优选根据本发明的方法中使用。
在一些实施方案中,该段,优选为穿透段,是刚性的或不弯曲或不弯 曲超过90,45,20,10,5,2或1度,优选在施用之前,之后和之间。或具 有大于10-50,10-20,10-5,10-1,0,1,5,10或50GPa的剪切模量。在某些情况 下,刚性段可能很有用,例如,避免在冷冻治疗期间这些段移动。
在一些实施例中,段,优选地是穿透段,其变得弯曲或挠性或弯曲度 超过10-10,10-1,0,1,5,10,45度,优选在施用至身体部分之前,之后和之 间,或具有小于1050,1020,105,10,5,2,1,10-1或10-3GPa的剪切模量。在 某些情况下,例如,使用柔性节段可避免在冷冻治疗期间节段的一部分保 持被卡在身体部分内。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中,非穿透段不具有与 身体部分接触的固体或不动部分,或者不与身体部分接触或不连续地接触。
在本发明的一个实施例中,当非穿透段与身体部分或身体部分的表面 的距离大于1,10,103或1010纳米时,或者当该段产生或排出与身体部分 接触或进入身体接触的低温液体或气体时,非穿透段不具有与身体部分接 触的固体或固定部分。
本发明涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中,所述冷冻剂源选自: i)低温气体,ii)低温液体,以及iii)低温燃料。在某些情况下,低温源 可以是低温固体。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中冷冻剂源是选自以下 的低温气体:氦-3,氦,氢,氖,氮,空气,氟,氩,氧和甲烷。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中冷冻剂源的沸点或沸 点温度大于0,1,5,10,50,100,200或300K。
在另一些情况下,致冷剂源的沸腾温度可以低于105,103,500,200, 100,50,20,10,5,2或1K。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中,冷冻剂源与所述身 体部分直接接触。
在某些情况下,当致冷剂源从冷冻探针或冷冻段中排出并扩散到身体 部分时,它与人体直接接触。
在某些情况下,致冷剂源与身体部分间接接触,当致冷剂源位于身体 部分或与身体部分的距离小于1010,105,103,10或1纳米时。
在另一些情况下,致冷剂源与身体部分间接接触,当致冷剂源与身体 部分分开时,优选地,通过冷冻探针的至少一部分例如段,或者当致冷剂 源与身体部分之间的距离大于10-1,1,5,10,103或105纳米。
本发明涉及根据本发明用于通过冷冻疗法治疗个体的身体部分的方 法中的冷冻系统,该冷冻系统包括以下步骤中的至少一个:
a)优选地在纳米颗粒施用时间期间,将纳米颗粒施用至个体的身体 部分,该步骤优选地被指定为纳米颗粒施用步骤,
b)优选在暴露时间内,将个体的身体部分暴露于冷冻探针,该步骤 优选地被指定为暴露步骤,
c)优选地在冷却时间期间,通过使用冷冻探针优选地将包括纳米颗 粒的个体的身体部分从初始温度冷却到所述身体部分的冷却温度,其中所 述冷却和/或保持温度比初始温度更低,该步骤优选被指定为冷却步骤,
d)优选在升温期间,通过将所述身体部分的温度从所述身体部分的 冷却温度升高至所述身体部分的最终温度来加热或让包含所述纳米颗粒 的身体部分升温。所述身体部分的温度从所述身体部分的冷却温度升高到 所述身体部分的最终温度,该步骤优选地被指定为升温步骤,以及
e)任选地,优选在保持时间内,将优选包含纳米颗粒的身体部分的 温度保持或保持在:i)冷却温度或ii)介于冷却温度和初始或最终温度之 间的保持温度,该步骤优选地被指定为保持步骤。
在一个实施方案中,纳米颗粒施用时间是纳米颗粒施用的持续时间或 纳米颗粒施用步骤的持续时间或t0
在一个实施例中,暴露时间是冷冻探针对身体部分的暴露持续时间, 优选是冷冻探针被接通或激活时的暴露持续时间,或者是暴露步骤或t0’. 的持续时间。在某些情况下,t0’.可以被分为或包括或是人体内部施用冷冻 探针的时间与冷冻探针在人体部分开启或激活的时间之间的总和。
在一个实施例中,冷却时间是冷却身体部分的持续时间或冷却步骤的 持续时间或t1
在一个实施例中,加热时间是对身体部分进行加热的持续时间或升温 步骤的持续时间或t2
在一个实施例中,保持时间是让身体部分的温度保持或保持身体部分 的温度在保持或冷却或最低温度所持续的时间或或保持步骤的持续时间 或t3
一方面,本发明涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中施 用步骤,冷却步骤,保持步骤和升温步骤中的至少一个的步骤的承接被重 复超过1,2,3,5,6,10,或103次,优选大于6次,最优选大于3次。
本发明涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中,初始温度和/或最终温 度和/或最高温度是生理温度。
本发明还涉及根据本发明使用的纳米颗粒,其中所述生理温度是选自 由以下组成的组的温度:i)通过根据本发明所述方法治疗的身体部分之前 或之后的身体部分的温度,ii)没有发烧的个体的温度,iii)介于35至45℃, 25至45℃或10至100℃之间的温度,iv)个体或其身体部分或血液的最 高温度不高于在整个生命过程中测得的该人的或其身体部分或其血液的 平均温度超过5℃。v)个体或其身体部分或血液的最高温度不低于在整个生命过程中测得的该人的或其身体部分或其血液的平均温度超过5℃。
在某些情况下,生理温度可以是身体部分或整个活生物体或至少一个 真核或原核细胞的温度。
在某些情况下,生理温度可以大于-200,-150,-100,650,-40,-20,-10, -5,-2,-1,0,2,5,10,50,100,150,200,400或500℃。
在一些其他情况下,生理温度可以低于105,103,500,200,100,50,42, 41,20,10,5或0℃。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中,冷却温度具有选自 以下组成的组的至少一种特性:
i)初始温度和冷却温度之间的差ΔT1优选低于105,103,100,57或 10℃,,
ii)最终温度与冷却温度之间的差ΔT2优选低于105,103,100,57或 10℃。
一方面,本发明涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中冷 却温度具有选自以下的至少一种特征:
i)初始温度和冷却温度之间的差ΔT1优选低于105,103,100,57或 10℃,
和/或
ii)最终温度与冷却温度之间的差ΔT2优选低于105,103,100,57或 10℃,
并且优选地,当纳米颗粒浓度在身体部分中增加时,ΔT1和/或ΔT2之 间的差别减小。
在本发明的一个实施例中,初始温度与冷却温度之间的差ΔT1低于 1010,105,103,100,90,80,60,57,50,40,30或20℃,优选地低于103或 100,更优选低于57℃。
在本发明的一个实施例中,最终温度和冷却温度之间的差ΔT2低于 1010,105,103,100,90,80,60,57,50,40,30或20℃,,优选地低于103或 100,更优选低于57℃。
在本发明的一个实施例中,达到或希望达到较小的ΔT1和/或ΔT2值, 以进行大量循环和/或避免达到冰球温度或可能会导致副作用的太低的温 度,。
在本发明的另一个实施例中,初始温度与冷却温度或最低温度之间的 差ΔT1大于10-50,10-10,10-5,10-1,1,5,10,20,30,50,70,80,100或1000℃, 优选大于1或5℃,更优选大于10℃。
在本发明的一个实施例中,最终温度与冷却温度或最低温度之间的差 ΔT2大于10-50,10-10,10-5,10-1,1,5,10,20,30,50,70,80,100或1000℃, 优选大于1或5℃,更优选大于10℃。
在本发明的一些实施例中,达到或希望达到较大的ΔT1和/或ΔT2值, 以进行少量的循环和/或达到冰球温度或低于0℃的温度,其可以优选增加 治疗的医学或美容或疗法或诊断的活性。
在本发明的另一个实施例中,初始温度与冷却温度或最低温度之间的 差ΔT1介于10-50和1050,10-10和1010,10-5和105,10-3和103,10-2和 102,10-1和100℃之间,优选介于1至70℃之间,更优选介于2至50℃ 之间。
在本发明的一个实施方案中,可以通过增加身体部分中的纳米颗粒浓 度来减小ΔT1和/或ΔT2的差异。这可能意味着通过将纳米颗粒引入身体部 分,优选以大于10-50,10-10,10-5,10-3,10-1,1,5,10,103或105毫克纳米颗 粒每立方厘米身体部分的浓度,可以通过使用比没有纳米颗粒的情况下所 达到的ΔT1和/或ΔT2小至少为0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,103或105的ΔT1和/或ΔT2值来达到治疗的医学或美容或疗法或诊断活性。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中所述方法的步骤的特 征在于以下性质中的至少一种:
i)根据本发明方法的步骤a),b),c),d)和/或e)至少重复1,2,3, 5,10,15,20,50,102,103或105次,
ii)步骤c)在步骤d)之前。
在某些其他情况下,该方法的至少一个步骤a),b),c),d)或e) 不重复或重复小于1010,105,103,500,100,50,20,10,5,2或1次。
在另外一些情况下,该方法的至少一个步骤a),b),c),d)或e) 以任何顺序或以下顺序进行:步骤a)在步骤b),c),d)或e)之后,步 骤b)在步骤a),c),d)或e)之后;步骤c)在步骤a),b),d)或e) 之后;步骤d)在步骤a),b),c)或e)之后,步骤e)在步骤a),b), c)或d)之后。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中,身体部分的冷却温 度或最低温度在当身体部分通过所述冷却系统冷却时与身体部分在没有 纳米颗粒的情况下仅通过冷冻探针冷却时相比,至少低1.01、1.1、1.5、2、 5、10或100℃。,
其中,这种比较优选在两种情况种施用相同的冷冻探针的工作条件来 进行。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中,冷却时间t1和加热 时间t2的特征在于选自由以下各项组成的组中的至少一种性质:
i)t1比t2短至少103,100,50,20,10,5,2,1.5或1.1,
i)t1大于10-9,10-6,10-3,10-1,1,5,10或100秒,
ii)t2大于10-9,10-6,10-3,10-1,1,5,10或100秒
iii)t2-t1大于10-9,10-6,10-3,10-1,1,5,10或100秒,
iv)t1在存在和不存在纳米颗粒的情况下是相似的,并且
v)t2在存在纳米颗粒时比不存在纳米颗粒时的时间长。
在某些情况下,存在纳米颗粒时的t1是在超过10-20,10-5,10-3,10-1,0,1, 5,10或103毫克纳米颗粒每立方厘米身体部分存在下测量的t1。也被指 定为t11
在其他一些情况下,不存在纳米颗粒时的t1是在少于1020,1010,105, 100,10,5,2,1,10-3或10-6毫克纳米颗粒每立方厘米身体部分存在下测 量的t1。也被指定为t12。在某些情况下,当t11/t12在10-3和103之间或10-2和102之间或10-1和10之间时,t1在存在和不存在纳米颗粒的情况下是相 似的。
在某些情况下,存在纳米颗粒时的t2是在超过0,10-20,10-5,10-3,10-1,0, 1,5,10或103毫克纳米颗粒每立方厘米身体部分存在下测量的t2。也被 指定为t21
在其他一些情况下,不存在纳米颗粒时的t2是在少于1020,1010,105, 100,10,5,2,1,0,10-3或10-6毫克纳米颗粒每立方厘米身体部分存在下测 量的t2。也被指定为t22
在某些情况下,t21比t22长至少0,0.5,1,1.1,1.2,1.5,2,5,10,102,103或105,或者t21/t22大于1,1.1,1.5,2,5,10或103
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中t1和t2用选自由以 下组成的组的至少一种性质表征:
i)t1小于1020,109,106,103,1,0.1,10-2或10-3秒,
ii)t2小于1020,109,106,103,1,0.1,10-2或10-3秒,并且
iii)t2-t1小于1020,109,106,103,1,0.1,10-2或10-3秒。
在某些情况下,冷却时间t1是冷却步骤的持续时间。
在某些情况下,加热时间t2是升温步骤的持续时间。
在某些情况下,t0,t0’,t1,t2和/或t3短于1050,1020,1010,105,103,102,50, 20,10,5,2,1或10-3秒。
在其他一些情况下,t0,t0’,t1,t2和/或t3大于10-50,10-10,10-5,10-3,10-1, 0,1,5,10,103或105秒。
一方面,本发明还涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中:
i)优选在步骤d)中,随着人体部分中纳米颗粒浓度的增加,从冷却 或保持或保持温度达到最终或最高温度的加热时间会增加,
和/或
ii)优选在步骤b)中,从初始或保持温度或最高温度达到最低温度 或冷却温度的冷却时间主要不取决于身体部分中纳米颗粒的浓度。
在本发明的另一实施例中,当身体部分中的纳米颗粒浓度增加,优选 增加至少0,0.5,1,1.1,2,5,10,103或105倍时,从初始或冷却或保持温度 或最小温度达到最终或最高温度的时间增加,优选地增加至少0,0.5,1,1.1, 2,5,10,103或105倍。
在实验示例中,当存在(或不存在)1mg/mL N-CMD的PC3-Luc细 胞从室温冷却至10℃或0℃的冷却温度并且使其从10℃或0℃升至室 温,升温步骤的持续时间增加:i)对于0℃的冷却温度,从不具有N-CMD 的311秒增加到具有1mg/mL N-CMD时的461秒,ii)对于10℃的冷却 温度,从不具有N-CMD的256秒到具有1mg/mL的N-CMD的393秒。 在一些实施方案中,当增加纳米颗粒浓度,降低冷却温度和/或增加最终温 度时,可以增加具有N-CMD的细胞的升温时间与不具有N-CMD的细胞 的升温时间之间的差。PC3-Luc细胞是前列腺肿瘤细胞。
在一些实施方案中,当降低纳米颗粒浓度,增加冷却温度和/或降低最 终温度时,可以减少具有N-CMD的细胞的升温时间与不具有N-CMD的 细胞的升温时间之间的差。
在本发明的另一个实施方案中,从初始温度或最高温度达到冷却或保 持或最低温度的冷却时间主要不取决于身体部分中纳米颗粒的浓度。在一 些实施方案中,当身体部分中的纳米颗粒浓度增加时,优选地增加至少0, 0.5,1,1.1,1.5,2,5,10或103倍,或者优选地从小于1010,105,103,10,5,2 或1毫克纳米颗粒每立方厘米的身体部分到超过10-10,10-5,10-3,10-1,1,5, 10,100或500毫克纳米颗粒每立方厘米的身体部分时,冷却时间变化少于100%,50%,20%,10%,5%,2%或1%。在冷却步骤中使用温度 调节器或冷冻探针冷却身体部分时可能会出现这种情况。
在实验示例中,当存在(或不存在)1mg/mL N-CMD的PC3-Luc细 胞从室温冷却至10℃或0℃的冷却温度时并且使其从10℃或0℃升温 到室温时,在0℃和10℃的冷却温度的冷却步骤的持续时间,在具有/不 具有N-CMD(25至45秒)时,保持相似。25秒和45秒之间的差异可能 是由于温度调节器(URGO)的使用条件所致。
一方面,本发明涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中在 步骤b)中,温度从初始或保持或最高温度降低至根据本发明的冷却步骤 中的冷却或最低温度。至少满足以下条件之一:
i)冷却速度为10-6摄氏度每秒到106摄氏度每秒,优选10-3摄氏度 每秒到103摄氏度每秒,,
ii)具有纳米颗粒时的冷却速率与不具有纳米颗粒时的冷却速率相差 小于10摄氏度每秒,
iii)冷却速率会随纳米颗粒浓度的变化而变化,或者在小于10-6摄氏 度每秒至106摄氏度每秒的范围内变化,优选小于10-3摄氏度每秒至103摄氏度每秒,当纳米颗粒的浓度增加时,最好增加至少1.1倍,或者从低 于100微克纳米颗粒每立方厘米到浓度大100微克纳米颗粒每立方厘米,
iv)冷却时间为10-6到106秒,优选10-3到103秒,
v)冷却速率小于升温步骤d)中温度升高速率在10-10到105,优选 10-5到103的倍的范围内,以及
vi)冷却时间比升温步骤d)中的加热时间短10-6到106倍,优选10-3到103倍。
在本发明的一个实施例中,温度,优选地身体部分的,从初始或最高 温度降低或降低到冷却或最低温度,或者从初始或最高温度降低到保持温 度或从保持温度降低或降低到冷却或最低温度,优选在冷却步骤中或期间, 优选以指定为温度降低速率或冷却速率的速率进行。
在本发明的另一个实施例中,冷却速10-20,10-10,10-5,10-3,10-1,1,5,10, 103或105摄氏度每秒或摄氏度或每分钟,优选每立方厘米的身体部分, 优选每毫克纳米颗粒。
在本发明的又一个实施例中,冷却速率小于10100,1050,1010,105,103, 10,5,2,1,10-1,10-5或10-10摄氏度每秒或摄氏度每分钟,优选每立方厘 米的身体部分,优选每毫克纳米颗粒。
在本发明的又一个实施例中,冷却速率介于10-100和10100,10-50和 1020,10-1和105,或介于1和100℃摄氏度每秒或摄氏度每分钟,优选 每立方厘米的身体部分,优选每毫克纳米颗粒。
在实验示例中,当存在(或不存在)1mg/mL N-CMD的PC3-Luc细 胞从室温冷却至10℃或0℃的冷却温度时,使其从10℃或0℃升温到 室温,冷却速率相对于的冷却温度0℃和10℃,在有/无N-CM时为0.6 至1摄氏度每秒,其相对相似。0.6摄氏度每秒和1摄氏度每秒之间的差 异可能是由于温度调节器(URGO)的使用条件所致。在一些实施例中, 如果/当温度调节器能够更快地达到冷却温度时,冷却速率可以更大。
在一些其他实施例中,如果/当温度调节器能够较慢地达到冷却或最低 温度时,冷却速率可以较低。
在本发明的又一个实施例中,在不存在冰球的情况下,冷却速度比存 在冰球的情况低至少0,1,1.001,1.1,1.5,2,5或10倍。
在本发明的又一实施例中,在不存在冰球的情况下,冷却速度比在不 存在冰球的情况下大至少0,1,1.001,1.1,1.5,2,5或10倍。
在本发明的又一个实施方案中,存在纳米颗粒下的冷却速率比不存在 纳米颗粒的情况的冷却速率更低,优选至少0,1,1.001,1.1,1.5,2,5或10 倍。
在本发明的又一个实施方案中,存在纳米颗粒下的冷却速率比不存在 纳米颗粒的情况的冷却速率更低,优选至少0,1,1.001,1.1,1.5,2,5或10 倍。
在本发明的另一个实施方案中,在存在和不存在纳米颗粒的情况下, 冷却速率是相似的。
在本发明的又一个实施方案中,具有纳米颗粒的身体部分的冷却速率 与不具有纳米颗粒的身体部分的冷却速率相差小于10100,1050,103,10,10-1, 10-3摄氏度每秒。
在本发明的又一个实施方案中,具有纳米颗粒的身体部分的冷却速率 与不具有纳米颗粒的冷却速率相差超过10-100,10-50,10-3,10-1,1,10或 103℃/秒。
在本发明的另一个实施方案中,包含纳米颗粒的身体部分的冷却速率 变化小于1020,1010,105,10,5,2,1,10-3或10-5摄氏度每秒。当纳米颗粒浓 度增加至少0,0.5,1,1.1,2,5,10或103倍时,或当纳米颗粒浓度从低于 103,102,10,1,10-1,10-3,10-6或10-9毫克纳米颗粒每立方厘米的身体部分 增加到浓度大于10-9,10-6,10-3,10-1,1或10毫克纳米颗粒每立方厘米的 身体部分时。
在本发明的一个实施例中,在冷却步骤中或期间,身体部分的温度优 选从初始温度或保持温度或最高温度至冷却或最低温度所持续的时间,被 指定为温度下降的持续时间或冷却时间。
在本发明的又一个实施例中,冷却时间长于10-100,10-50,10-10,10-5,10-3, 10-1,1,5,10或102秒。
在本发明的又一实施例中,冷却时间短于10100,1050,1010,105,103,10, 5,2,1,10-1或10-2秒。
在本发明的又一个实施例中,冷却时间在10-100和10100,介于10-50和1050,介于10-10和1010,介于10-5和105,介于10-3和103,或介 于10-3和10秒之间.
在本发明的一个实施例中,温度从冷却或最低温度被升高或升高至最 终或最高温度,或从冷却或保持温度升高至保持温度,或从保持温度至最 终或最高温度,优选或在升温步骤中,以指定的升温速率或升温速率进行 加热。
在本发明的一个实施例中,冷却速率小于升温速率,优选地:i)至少 为10-50,10-10,0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,103或105倍或ii)高于10-50,10-10, 10-5,10-1,0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,103或105摄氏度每秒。
在本发明的一个实施例中,冷却速度小于加热速度,优选地:i)小于 1010,105,10,5,2,1,1.1,1,0.5,0,10-3或10-10倍或ii)低于1050,1010,105, 10,5,2,1.1,1,0.5,0,10-3或10-5摄氏度每秒。
在本发明的一个实施例中,冷却速率小于升温速率,优选地:i)介于 10-100和10100,10-10和1010,10-5和105,10-3和103,或介于10-1和10 倍,或ii)介于10-100和10100,10-10和1010,10-5和105,10-3和103, 或介于10-1和10摄氏度每秒.
在实验示例中,当存在(或不存在)1mg/mL N-CMD的PC3-Luc细 胞从RT(室温)冷却至10℃或0℃的冷却温度时或使其从10℃或0℃ 升温至室温时,温度升高或升温速率在0.05至0.08摄氏度每秒之间,而 温度降低或冷却速率RTD在0.6至1摄氏度每秒之间,因此,比率RTD/ RTI在7.5至20之间。也可以通过使用其他实验条件(不同的温度调节剂, 纳米颗粒类型或浓度或其他细胞类型)来获得该比率的较小或较大值。
在本发明的一个实施例中,优选在升温步骤中或期间,在指定为升温 步骤的持续时间或加热时间的时间内,将温度从冷却或最低温度升高或升 高至最终或最高温度。。
在本发明的一个实施例中,冷却时间短于加热时间,优选地:i)至少 10-50,10-10,0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,103或105倍或ii)超过1050,1010, 105,10,5,2,1.1,1,0.5,0,10-3或10-5秒。
在本发明的一个实施例中,冷却时间短于加热时间,优选地:i)小于 1010,105,10,5,2,1,1.1,1,0.5,0,10-3或10-10倍或ii)少于1050,1010,105, 10,5,2,1.1,1,0.5,0,10-3或10-5秒。
在本发明的一个实施例中,冷却时间短于加热时间,优选地:i)介于 10-100和10100,10-10和1010,10-5和105,10-3和103,或介于10-1和10 倍,或ii)介于10-100和10100,10-10和1010,10-5和105,10-3和103,或 介于10-1和10秒。
在实验示例中,当存在(或不存在)1mg/mL N-CMD的PC3-Luc细 胞从室温(室温)冷却至10℃或0℃的冷却温度时并且从10℃或0℃ 升温至室温时,温度升高时间tTI在256至469秒之间,而温度降低时间 tTD在12至46秒之间。因此,比率tTI/tTD在6到39之间。
在一些实施例中,当温度调节器或冷冻探针以较慢的速率冷却身体部 分和/或当在其中进行升温步骤时,达到比率tTI/tTD和/或RTD/RTI的较小值。 或者当升温步骤在比可使在升温步骤的温度增加的速度增加的更大量的 纳米颗粒,辐射或介质的的存在下进行时。
在一些实施例中,当温度调节器或冷冻探针以更快的速率冷却身体部 分和/或当在其中进行升温步骤时,达到比率tTI/tTD和/或RTD/RTI的较大 值。或者当升温步骤在比可使在升温步骤的温度增加的速度减小的更少量 的纳米颗粒,辐射或介质的的存在下进行时。
在本发明的又一个实施例中,在不存在冰球的情况下,冷却时间比在 不存在冰球的情况下短至少0,0.5,1,1.001,1.1,1.5,2,5或10倍。)。
在本发明的又一个实施例中,在不存在冰球的情况下,冷却时间比不 存在冰球的情况下大至少0,0.5,1,1.001,1.1,1.5,2,5或10倍。)。
一方面,本发明涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中所 述保持步骤根据以下至少一项进行:
i)保持时间短于冷却时间和/或加热时间,优选短至少1.5倍,更优 选短至少10倍,
ii)在保持步骤c)期间的温度波动小于根据本发明的ΔT1和/或ΔT2, 优选小至少1.5倍。
在本发明的一个实施方案中,将包含纳米颗粒的身体部分保持在冷却 温度下的步骤优选持续超过1050,1020,103,102,10,5,2,1,10-1或10-3秒被 指定为保持步骤。
在本发明的一个实施例中,优选在保持步骤的持续时间或保持时间之 内的时间内,将温度保持在保持温度或冷却温度,优选在保持步骤中或保 持步骤期间。
在本发明的一个实施例中,保持时间短于1020,1010,105,103,10,5,2,1, 0,10-1,10-3或10-6秒。
在本发明的另一个实施例中,保持时间长于10-50,10-20,10-6,10-3,10-1, 0,1,2,5,10,103,105或1010秒。
在本发明的又一个实施例中,保持时间在10-50和1050,10-10和1010, 10-5和105,10-3和103,或介于10-1和103秒之间。
在实验示例中,保持步骤的持续时间对于短循环小于1秒,对于长循 环大于1秒。通过在冷却步骤之后更快地开始升温步骤,可以减少保持时 间。通过使用温度调节器或冷冻探针可以延长保持时间,该温度调节器或 冷冻探针可以使温度在冷却温度下保持更长的时间。
在本发明的又一个实施例中,保持时间比冷却时间和/或比变暖的时间 长至少0,1,1.001,1.1,2,3,5,10,15,20,50,102,103,105或1010。在某些 情况下,如果将温度长时间保持在最低温度或冷却温度下,则保持步骤的 时间可能会很长,尤其是在使用设备或冷冻探针将身体部分的温度长时间 保持最低温度时。。
在本发明的又一个实施例中,在一定时间内保持温度在冷却温度上可 能是有用的,优选地与常规冷冻疗法处于相似的条件下并通过纳米颗粒的 存在增进功效和/或减少副作用。
在本发明的另一个实施例中,保持步骤的持续时间比冷却步骤的持续 时间/或升温步骤的持续时间短至少0,1,1.001,1.1,2,3,5,10,15,20,50, 102,103,105或1010。在一些实施例中,当温度在长时间内未保持在最低 温度或保持或冷却温度时,特别是当不使用设备或冷冻探针将温度长时间 保持在最低温度时,保持步骤的持续时间可以短。此方法可以当人们希望 进行大量的循环次数时被使用,这可能比将温度保持在冷却或保持温度更 有效。该方法也可以容易地被实施,因为它不需要在治疗期间测量温度, 而只需知道冷却和/或升温步骤的时间或持续时间。
在本发明的又一个实施例中,保持步骤是在其中或其中将身体部分的 温度保持在冷却或保持温度的步骤,其中冷却或保持温度优选是在保持步 骤期间达到的身体部分的温度。
在一些其他实施例中,通过(Tcool-Tmin)/Tmin,(TBP-Tmin)/Tmin,TBP/Tmin, Tcool/Tmin,(TM-Tmin)/Tmin或TM/Tmin的绝对值来估计在保持步骤中或在保 持步骤期间的温度波动,优选地被称为保持步骤温度波动。其中TBP,Tcool, TM和Tmin是身体部分的温度,冷却温度,保持温度和最低温度,优选在 保持步骤期间的或在此期间达到的。
在另一些实施例中,保持温度的波动小于10100,1050,1010,105,103,102, 50,10,5,2,1,0.5,0,10-1,10-3,10-5或10-10%。
在另一些实施例中,保持温度的波动大于10-100,10-50,10-10,10-5,10-3, 10-1,0,1,5,10,103或105%.
在另一些实施方式中,保持温度的波动在10-20%至1020%,10-5%和 105%,10-3%至103%,或从10-1%和10%.的范围内。。
在一些其他实施例中,保持温度的波动较小或小于冷却步骤和/或升温 步骤的温度梯度ΔT1和/或ΔT2,优选至少0,0.1,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,102, 103或105倍,
在实验示例中,保持步骤的温度变化通常在0℃至1℃之间,而冷却 和/或升温步骤的温度变化通常在15℃至65℃之间。
一方面,本发明涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中优 选在步骤d)或升温步骤中,温度从冷却温度升高至最终温度或从冷却温 度升高至保持温度或根据以下至少一项从保持温度到最终温度:
i)升温速度为10-6摄氏度每秒到106摄氏度每秒,优选在10-3摄氏 度每秒到103摄氏度每秒的范围内,,
ii)具有纳米颗粒时的升温速率与不具有纳米颗粒时的升温速率相差 或大超过10-3摄氏度每秒,
iii)升温速率小于冷却速率在10-10至105范围内,优选10-5到103,
iv)升温时间为10-6到106秒,优选介于10-3和103秒之间,
v)升温时间长于冷却时间在10-6到106的范围内,优选在10-3到 103的范围内。
在本发明的一个实施例中,优选地,身体部分的温度从冷却或最低温 度升高到最终或最高温度,或从冷却或最低温度升高到保持温度或从保持 温度升高或升高到最终温度或最高温度,最好在升温步骤中或升温期间内, 以指定的升温速率或升温速率进行。
在本发明的另一个实施例中,升温速率大于每摄氏度10-20,10-10,10-5, 10-3,10-1,1,5,10,103或105摄氏度每秒或摄氏度每分钟,优选为每立方 厘米的身体部分,优选为每毫克纳米颗粒。
在本发明的又一个实施例中,升温速率小于每秒10100,1050,1010,105, 103,10,5,2,1,10-1,10-5或10-10摄氏度每秒或摄氏度每分钟,优选为每立 方厘米的身体部分,优选为每毫克纳米颗粒。
在本发明的又一个实施例中,升温速率介于10-100和10100,10-50和 1020,10-3和103,10-1和105,或介于1和100摄氏度每秒或摄氏度每分 钟,优选为每立方厘米的身体部分,优选为每毫克纳米颗粒。
在本发明的又一个实施例中,与不存在冰球的情况相比,在存在情况 下的升温速度至少降低了1.001,1.1,1.5,2,5或10倍。
在本发明的又一个实施例中,与不存在冰球的情况相比,在存在情况 下的升温速率至少大1.001,1.1,1.5,2,5或10倍。
在本发明的又一个实施方案中,与不存在纳米颗粒的情况相比,在存 在纳米颗粒的情况下的升温速率优选低至少1.001,1.1,1.5,2,5或10倍。 在某些情况下,例如,当纳米颗粒捕获或吸收身体部分的热量,优选不释 放他们时,或当纳米颗粒起隔离材料作用时,身体部分中纳米颗粒的存在 会降低升温步骤中温度升高的速率。
在本发明的又一个实施方案中,与不存在纳米颗粒的情况相比,在存 在纳米颗粒情况下的升温速率优选大至少0,1,1.001,1.1,1.5,2,5或10 倍。在一些情况下,例如当纳米颗粒在升温步骤中释放热量时,身体部分 中纳米颗粒的存在可以增加温度在升温步骤中的升高速率。
在本发明的另一个实施方案中,在存在和不存在纳米颗粒的情况下, 升温速率相似。
在本发明的又一个实施方案中,具有纳米颗粒的身体部分从冷却温度 增加到最终温度的温度升高速率,与没有纳米颗粒的身体部分的温度升高 速率相差小于10100,1050,103,10,10-1,或10-3摄氏度每秒。
在本发明的又一个实施方案中,具有纳米颗粒的身体部分从冷却温度 增加到最终温度的温度升高速率,与没有纳米颗粒的身体部分的温度升高 速率相差超过10-100,10-50,10-3,10-1,1,10或103摄氏度每秒。
在本发明的又一个实施方案中,包含纳米颗粒的身体部分的温度升高 速率变化超过1020,1010,105,10,5,2,1,10-3或10-5摄氏度每秒。当纳米颗 粒浓度增加到至少0,0.5,1,1.1,2,5,10或103倍时,或者当纳米颗粒浓度 从低于10-9,10-6,10-3,10-1,1或10毫克纳米颗粒每立方厘米的身体部分 到浓度大于10-9,10-6,10-3,10-1,1或10毫克纳米颗粒每立方厘米的身体 部分。
在本发明的一个实施例中,身体部分的温度从冷却或最低温度升高到 最终或最高温度,或从冷却或最低温度升高到保持温度或从保持温度升高 或升高到最终温度或最高温度,最好在升温步骤中或其期间,其在此步骤 中持续的时间被指定为温度增加的持续时间或升温时间。
在本发明的又一个实施方案中,加热时间长于10-100,10-50,10-10,10-5, 10-3,10-1,1,5,10或102秒。
在本发明的又一个实施例中,加热时间短于10100,1050,1010,105,103, 10,5,2,1,10-1或10-2秒。
在本发明的又一个实施例中,加热时间介于10-100和10100,介于 10-50和1050,介于10-10和1010,介于10-5和105,介于10-3和103, 或介于10-3和10秒之间。
在实验上,表1至表6总结了1,3,6个循环的不同处理参数(初始, 冷却,最终温度以及温度降低和温度升高的持续时间和速率),在此期间 单独使用PC3-Luc细胞或混合了1mg纳米颗粒(N-MCD)的PC3-Luc细 胞在冷却步骤中冷却,并在升温步骤中升温。冷却温度仅高于0℃(>0℃) 或低于0℃(<0℃)。我们观察到,存在纳米颗粒的情况下的升温速度通常比不存在纳米颗粒的情况下小。因此,纳米颗粒的存在使得:i)延长升 温步骤的持续时间和/或ii)降低升温步骤的温度增加速率。
在一个实施方案中,在没有施加可加热纳米颗粒的辐射的情况下,例 如激光,声波,磁场,优选交变磁场,升温步骤的温度升高速率优选在存 在纳米颗粒的情况下比在不存在纳米颗粒的情况下更小,至少0,0.5,1,1.5, 2,5,10,103或105倍。
在一个实施方案中,在没有施加可加热纳米颗粒的辐射的情况下,例 如激光,声波,磁场,优选交变磁场,升温步骤的温度升高速率优选在存 在纳米颗粒的情况下比在不存在纳米颗粒的情况下更大,至少0,0.5,1,1.5, 2,5,10,103或105倍。
在本发明的一个实施例中,升温速率小于冷却速率,优选地:i)至少 10-50,10-10,0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,103或105倍或ii)高于10-50,10-10, 10-5,10-1,0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,103或105摄氏度每秒。当在升温步骤 期间未施加任何辐射和/或在冷却步骤期间使用物质或设备或冷冻探针以 在该步骤期间调节温度时,可能会发生这种情况。
在本发明的一个实施例中,升温速率小于冷却速率,优选地:i)小于 1010,105,10,5,2,1,1.1,1,0.5,0,10-3或10-10倍或ii)低于1050,1010,105, 10,5,2,1.1,1,0.5,0,10-3或10-5摄氏度/秒。当在升温步骤期间施加辐射 和/或在冷却步骤期间不使用物质或设备或冷冻探针来调节温度时,可能会 发生这种情况。
在本发明的一个实施例中,升温速率小小于冷却速率,优选地:i)介 于10-100和10100,10-10和1010,10-5和105,10-3和103,或介于10-1和10倍,或ii)介于10-100和10100,10-10和1010,10-5和105,10-3和 103,或介于10-1和10秒。
在本发明的一个实施例中,升温时间比冷却时间长,优选地:i)至少 10-50,10-10,0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,103或105倍或ii)超过1050,1010, 105,10,5,2,1.1,1,0.5,0,10-3或10-5秒。
在本发明的一个实施例中,升温时时间比冷却时间长,优选地:i)小 于1010,105,10,5,2,1,1.1,1,0.5,0,10-3或10-10或ii)少于1050,1010,105, 10,5,2,1.1,1,0.5,0,10-3或10-5秒。
在本发明的一个实施例中,升温时间比冷却时间长,优选地:i)介于 10-100和10100,10-10和1010,10-5和105,10-3和103,或介于10-1和 10倍,或ii)介于10-100和10100,10-10和1010,10-5和105,10-3和103, 或介于10-1和10秒。
在本发明的又一个实施例中,加热时间在不存在冰球的情况下比在不 存在冰球的情况下短至少0,1,1.001,1.1,1.5,2,5或10倍。
在本发明的又一个实施例中,在不存在冰球的情况下,加热时间比在 不存在冰球的情况下大至少0,1,1.001,1.1,1.5,2,5或10倍。
一方面,本发明涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中在 冷却步骤b)和/或保持步骤c)期间优选地控制或调节温度,而优选地不 控制温度或优选在升温步骤d)期间不进行调节,优选地其中温度控制或 调节优选使用设备或物质或温度调节剂或冷冻探针进行。
在一些实施例中,用于调节温度或温度变化或温度波动或温度梯度的 设备或物质或冷冻探针,优选地被指定为温度调节器或冷冻探针,不属于 生物,身体部分或它们的身体。环境,优先在治疗前或不治疗时。在某些 情况下,它不同于血液,环境空气或组织,器官或身体部分或细胞。
在一些实施例中,温度调节器或冷冻探针是在冷冻治疗或冷冻手术期 间使用的设备,例如冷冻手术单元,更具体地是妇科或肿瘤学或医学或皮 肤病学或神经外科冷冻手术单元。
在一些实施例中,温度调节器或冷冻探针或冷冻探针的一部分选自: i)冷冻液体,ii)低温气体,iii)NO2气体,iv),一氧化二氮气体,v) 液氮和vi)二甲醚气体。
在一些实施例中,温度调节器或冷冻探针是液体,气体或固体。
在一些实施例中,温度调节器或冷冻探针是金属,棒,优选地是金属 棒或金属片,其优选地连接至控制棒或金属的热量的单元。
在一些实施例中,温度调节器或冷冻探针是产生或产生辐射的设备, 优选地,该辐射产生热量,例如电磁辐射,光或激光辐射,磁场,优选地 是交变磁场,声波。,最好是超声波或射频。
在一些实施例中,温度调节器或冷冻探针不是产生或产生辐射的设备。
在本发明的一些实施例中,温度调节器或冷冻探针保持温度:i),在 一些实施例中,低于1010,105,103,102,10,5,2,1,0,-10,-20,-50,-100,-150 或-200℃,ii)在一些其他实施例中在-200,-150,-100,-50,-20,-10,0,2,5, 10,20,50,102或103℃之上,iii)在又一些其他实施方案中,在-200和 103,-100和103,-50和100,或介于-10和100℃(摄氏度)之间。在一 些实施例中,温度是与温度调节器或冷冻探针处于热平衡的身体部分的温 度,优选在该方法的至少一个步骤期间。在一些其他实施例中,温度是温 度调节器或冷冻探针在与身体部分接触或向身体部分扩散之前的温度。
在本发明的一个实施例中,当在该方法的至少一个步骤期间使用温度 调节器或冷冻探针时,达到了治疗的初始,冷却和/或最终温度,而在该方 法的至少一个步骤中不使用温度调节器或不使用冷冻针时,则无法达到治 疗的初始,冷却和/或最终温度。
在本发明的一个实施方案中,温度调节剂或冷冻探针调节优选包含纳 米颗粒的身体部分的温度,而不改变不包含身体部分的活生物体的其余部 分的温度,优选将不包括身体部分的活生物体其余部分的温度不改变超过 10-50,10-10,10-3,10-1,1,5,10或103℃。
在本发明的一个实施方案中,该方法使用或包括一种设备或物质或冷 冻探针,其测量温度或氧化活性物质或氮化活性物质的产生或纳米颗粒中 至少一种化合物的释放,优选地指定为传感器。在一些实施例中,传感器 可以是温度计,热电偶,红外摄像机。在一些其他实施例中,传感器可以 是荧光探针。该传感器可用于调节由纳米颗粒产生的氧化活性物质或氮化 活性物质的温度或数量,或控制至少一种化合物从纳米颗粒的释放,优选达到所期望的或指定的特定值,优选产生有效处理的值和/或最小的副作用 和/或最大的治疗利益/风险比的值。
在本发明的一个实施例中,该方法使用或包括使身体部分中的纳米颗 粒成像和/或使身体部分成像的设备或物质或冷冻探针。此类设备或物质或 冷冻探针(也称为成像设备)可以是MRI(磁共振成像),扫描仪,CT扫 描仪,PET(正电子发射断层扫描),活检,荧光,发光,吸收,组织学, 显微镜,透射或扫描电子显微镜,X射线,电子,中子,粒子,元素粒子,光扩散或衍射或散射。
一方面,本发明还涉及根据本发明的方法或冷冻系统,其中在冷却步 骤,保持步骤和升温步骤中的至少一个期间控制温度,而不使用温度调节 器或冷冻探针。
在本发明的一个实施例中,不使用温度调节器或冷冻探针在冷却步骤 冷却身体部分,例如当活生物体进入降低身体部分温度的低温状态,。
在本发明的一个实施例中,在不使用温度调节器或冷冻探针来加热身 体部分的情况下进行升温步骤,例如,当通过让身体部分与空气或血液循 环接触而使身体部分升温,而无需使用不属于器官或身体部分的温度调节 器或冷冻探针。
一方面,本发明涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中冷 却步骤,保持步骤和升温步骤中的至少一个在以下条件下进行:
i)体内部分细胞内化的纳米颗粒的百分比范围为10-10至90%,10-3% 至90%或从10-10和50或从10-5和20%,其中该百分比优选地是 在身体部分的细胞中内化的纳米颗粒的数目或量与身体部分中包含的纳 米颗粒的总数目或总量之间的比率,
和/或
ii)身体部分的纳米颗粒浓度范围介于10-9,10-5,10-3,1或5毫克纳 米颗粒每立方厘米身体部分至10-3,10-1,1,5,10,103,106或109毫克纳 米颗粒每立方厘米身体部分或从10-10 10-5,10-3,10-1,1或10至1,10,103, 106或1010皮克纳米颗粒每细胞优选地包含在或源自身体部分。
在本发明的另一个实施例中,冷却区域是被冷却到冷却温度的体积, 表面或长度。
在一些实施例中,纳米颗粒区域可以比冷却区域小至少0,1,1.01,1.1, 1.2,1.5,2,5,10,103或105倍。
在一些其他实施方案中,纳米颗粒区域可以比冷却区域大至少0,1, 1.01,1.1,1.2,1.5,2,5,10,103或105倍。
在本发明的另一个实施方案中,该方法的至少一个步骤在一定百分比 的被身体部分的细胞内化的纳米颗粒的存在下进行,该百分比大于10-50, 10-20,10-10,10-5,10-1,0,1,5,10,50,75,80,90或99%。
在本发明的另一个实施方案中,该方法的至少一个步骤在一定百分比 的被身体部分的细胞内化的纳米颗粒的存在下进行,该百分比小于100,99, 90,70,50,20,10,5,2,1,10-1,10-5或10-10
在本发明的另一个实施方案中,该方法的至少一个步骤在一定百分比 的被身体部分的细胞内化的纳米颗粒的存在下进行,该百分比范围为从 10-50到100%,从10-10到99%,从10-5到95%,从10-3到90%,或 从10-1到70%.
在编号为2的实验示例中,在不同浓度的N-CMD(0,62,250和1000 微克每毫升的N-CMD)存在下和不同的培养时间(5分钟,30分钟,3小 时,6小时,24小时,96小时)的条件下,测量了的PC3-Luc细胞内化 N-CMD的百分比,其中内化的N-CMD的百分比是在细胞内部的纳米颗 粒或N-CMD数量与和PC3-Luc细胞一起培育的纳米颗粒或N-CMD数量 之间的比率。内化N-CMD的百分比从6%到26%不等(图1(b))。该百 分比随着N-CMD浓度的增加和培养时间的增加而增加(图1(b))。在一 些实施方案中,可以获得较大的所述百分比值,优选地大至少0,0.5,1,1.5, 2,5,10或103倍,可以通过增加纳米颗粒浓度或培养时间,优选至少0,0.5, 1,1.5,2,5,10或103倍,或者使用不同的细胞类型,和/或在辐射存在下 进行内化。
在一些其他实施方案中,可以获得较小大的所述百分比值,优选地小 至少0,0.5,1,1.5,2,5,10或103倍,可以通过减少纳米颗粒浓度或培养时 间,优选至少0,0.5,1,1.5,2,5,10或103倍,或者使用不同的细胞类型。
一方面,本发明涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中当 纳米颗粒占据身体部分的一部分时,进行冷却步骤,保持步骤和加热步骤 中的至少一个,其优选小于身体部分或全身部分的最大体积或者为或代表 介于10-10,10-5,10-1%和1,10,50,70%或90%之间的身体整体的质量或 体积。
在某些情况下,整个身体部分或最大身体部分的体积可以是包含纳米 颗粒的身体部分的部分的总和,也被指定为身体部分的一部分,而不包含 纳米颗粒的身体部分的一部分,也被指定为身体部分的其他部分。
在本发明的一个实施方案中,冷却步骤,保持步骤和/或加热步骤在纳 米颗粒占据身体部分的一部分进行,其小于99.9,90,80,70,60,50,30,20, 10,5,2或1%的整个身体部分的质量或体积。
在本发明的一个实施方案中,冷却步骤,保持步骤和/或加热步骤在纳 米颗粒占据身体部分的一部分进行,其大于10-10,10-5,1,2,5,10,20,30,50, 60,70,80,90或99%的整个身体部分的质量或体积。
在本发明的另一个实施例中,冷却区域是被冷却到最低温度的体积, 表面或长度。
在一些情况下,纳米颗粒区域可以比冷却区域小至少0,1,1.01,1.1, 1.2,1.5,2,5,10,103或105倍。
在一些其他情况下,纳米颗粒区域可以比冷却区域大至少0,1,1.01, 1.1,1.2,1.5,2,5,10,103或105倍。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中所述纳米颗粒具有将 身体部分保持在冷却温度下的能力,所述温度定义为|TBPWNP(ξt)–TBPWONP (ξt)|,其大于10-5,10-2,0.1,0.5,1,5或10℃,,其中:
i)TBPWNP(ξt)是包含纳米颗粒的身体部分的冷却温度,
ii)TBPWONP(ξt)是不包含纳米颗粒的身体部分的冷却温度,
iii)TBPWNP(ξt)和TBPWONP(ξt)是在在用冷冻探针将身体部分冷却至 冷却温度Tξ后的一定时间ξt之后测量的。
iv)|TBPWNP(ξt)–TBPUWONP(ξt)|可以估计纳米颗粒将身体部分保持在冷 却温度下的能力,即|TBPWNP(ξt)–TBPUWONP(ξt)|越大,冷冻系统将身体部 分的温度保持在冷却温度的能力越强。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中ξt大于10-3,10-2,1,5, 10,20,50,102,103或105秒。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中ξt小于1 1010,105,103, 102,5,1,10-2,10-3或10-5秒。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中冷却温度,优选地表 示为Tξ,大于-273℃,-250℃,-200℃,100℃,-50℃,-40℃,-20℃,-10℃, -5℃,-3℃,-2℃,-1℃,0,2℃,5℃,10℃,20℃,30℃,0K,1K,2K,5K,10K, 20K,50K,70K,100K,150K,200K,250K,273K,300K,350K或400K。
在某些情况下,冷却温度Tξ小于105℃,103℃,200℃,100℃,50℃, 40℃,20℃,10℃,0,-5℃,-10℃,-15℃,-20℃,-30℃,-40℃,-50℃,-100℃, -200℃,1000K,500K,200K,100K,50K,40K,20K,10K,5K,3K,2K,1K或 0.1K。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中纳米颗粒具有减慢身 体部分的加热或升温的能力,其定义为|TBPWNP(t2)–TBPWONP(t1)|/(t2-t1),其 每大于10-5,10-3,0.5或5摄氏度每分钟,其中:
i)TBPWNP(t1)是包含纳米颗粒的身体部分的冷却温度,是在通过冷冻 探针将身体部分冷却至冷却温度Tξ后的某个时间t1测得的;
ii)TBPWNP(t2)是包含纳米颗粒的身体部分的冷却温度,是在通过冷冻 探针将身体部分冷却至冷却温度Tξ之后的某个时间t2测得的;
iii)t2与t1不同,并且
iv)|TBPWNP(t2)–TBPWONP(t1)|/(t2-t1)可以估算出冷冻系统减慢身体部分 加热或升温的能力,即|TBPWNP(t2)–TBPWONP(t1)|/(t2-t1)的值较大,冷冻系 统减慢身体部分的加热或升温的能力就越好。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中所述纳米颗粒具有减 慢身体部分的加热或升温的能力,其定义为:
[|TBPWONP(t2)–TBPWONP(t1)|/(t2-t1)]-[|TBPWNP(t2)–TBPWNP(t1)|/(t2-t1)], 大于10-5,10-3,10-1,0.5,1,5或10摄氏度每分钟,其中:
i)TBPWNP(t1)是包含纳米颗粒的身体部分的冷却温度,是在通过冷冻 探针将身体部分冷却至冷却温度Tξ后的特定时间t1测得的;
ii)TBPWNP(t2)是包含纳米颗粒的身体部分的冷却温度,是在通过冷冻 探针将身体部分冷却至冷却温度Tξ之后的某个时间t2测得的;
iii)TBPWONP(t1)是不包含纳米颗粒的身体部分的冷却温度,是在通过 冷冻探针将身体部分冷却至冷却温度Tξ之后的某个时间t1测得的;
iv)TBPWONP(t2)是不包含纳米颗粒的身体部分的冷却温度,是在通过 冷冻探针将身体部分冷却至冷却温度Tξ之后的某个时间t2测得的;
v)t2与t1不同,并且
vi)[|TBPWONP(t2)–TBPWONP(t1)|/(t2-t1)]-[|TBPWNP(t2)–TBPWNP(t1)|/ (t2-t1)]可以估算冷冻系统减慢身体部分升温或升温的能力,即[|TBPWONP(t2) –TBPWONP(t1)|/(t2-t1)]-[|TBPWNP(t2)–TBPWNP(t1)|/(t2-t1)]的值越大,冷冻系 统减慢身体部分的加热或升温的能力就越好。
本发明涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中该冷冻系统在冷却体积 内将身体部分冷却至冷却温度Tξ,所述冷却提及大于整个身体部分的一半 或是不用纳米颗粒的冷冻系统所达到的冷却体积。
本发明涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中冷却温度Tξ大于:
i)-200,-100,-70,-40,-20,-10,-5,-2,-1,0,2,5,10或20℃,或
ii)在没有纳米颗粒的情况下达到的冷却温度。
本发明涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中该冷冻系统以不取决于 纳米颗粒浓度的速率冷却。
本发明涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中该冷冻系统以随纳米颗 粒浓度增加而减小的速率冷却。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中冷冻疗法是涉及,包 含或与之结合的治疗:i)破坏,检测,刺激或转化至少一个病理细胞,ii) 个体身体部分的温度降低,ii)热疗,iii)放射疗法,iv)化学疗法,v) 手术,和/或vi)免疫疗法。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中冷冻疗法是治疗选自 以下的疾病:i)与细胞增殖相关的疾病,所述疾病不同于细胞增殖中的细 胞增殖。健康个体,ii)与病理性细胞(如人体部位或个体中)的存在相 关的疾病,iii)与病理性位点(即包含病理性细胞的位点)相关的疾病, 个体或身体部分,iv)身体部分的疾病或失调或功能失调,v)与存在抗辐 射或抗声或抗激光或磁场的细胞有关的疾病,vi)传染病vii)自身免疫性 疾病,viii)神经病理学,ix)癌症,x)肿瘤,xi)包含或归因于至少一 种癌症或肿瘤细胞的疾病,xii)皮肤病,xiii)内分泌病e。xiv)眼部疾 病或病症,xv)肠道疾病,xvi)交流障碍,xvii)遗传性疾病,xviii)神 经系统疾病,xix)声音障碍,xx)外阴阴道疾病,xxi)肝脏障碍,xxii) 心脏病,xxiii)发热障碍,xxiv)情绪障碍,xxv)贫血,最好是铁性贫血, xxvi)人格障碍,xxvii)辅助手段,尤其是神经辅助,xxviii)帕金森氏症, xxix)阿尔茨海默氏病xxx)细菌和/或真菌感染或污染,xxxi)由于缺乏 或缺乏有效凝血而引起的血液疾病,xxxii)由于免疫功能不足或免疫疾病 引起的疾病。
在本发明的一个实施方案中,该冷冻系统用于治疗由于患有传染病而 需要治疗的个体,并且该个体的身体部分优选地包括受该传染病感染的细 胞。
一方面,本发明涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中有 需要的个体患有传染病,并且身体部分包括受该传染病感染的细胞。
在本发明的一个实施方案中,根据本发明的治疗或方法是一种传染病 的治疗或低温的治疗。
在一个实施例中,当该方法是治疗体温过低时,它可能不涉及或不包 括冷却步骤。然后可以使用以下步骤,主要通过非优选的冰球冷冻疗法来 治疗个体的身体部分:
a)将纳米颗粒施用于个体的身体部分;
b)通过将所述身体部分的温度从所述身体部分的冷却温度升高到所 述身体部分的最终温度,使所述身体部分的温度升高,所述最终温度高于 所述冷却温度,
其特征在于,所述身体部分的冷却温度优选地是处于体温过低时身体 部分或个体达到的温度。
在本发明的一个实施方案中,当个体处于体温过低状态时所达到的温 度优选为低于37℃的温度或生理温度比个体在没有体温或处于体温低下 时的温度更低,至少10-1,1,5,10,20,50,100或150℃。
在本发明的一个实施例中,根据本发明的方法或冷冻系统使得能够控 制,调节,降低或增加体温过低的个体的升温速率,因此优先地能够挽救 个体的生命。
在本发明的一个实施方案中,传染性疾病是由于,起源或与以下在身 体部分中的存在相关:i)细菌,优选病理细菌,ii)病毒,iii)肿瘤细胞 或iv)不属于生物体或身体部分的外来生物材料。
在本发明的一个实施方案中,该疾病选自:活生物体或身体部分的机 能障碍,与细胞增殖相关的疾病,与健康个体中的细胞增殖不同的疾病, 与疾病相关的疾病。主体部位存在病理性细胞,与个体或身体部分存在病 理部位相关的疾病,身体部分的疾病或失调或功能失常,与放射抗性或声 学抗性细胞,传染病,自身免疫病,神经病理学,癌症,肿瘤,包含或归 因于至少一种癌症或肿瘤细胞的疾病,皮肤病,内分泌疾病,眼病或疾病, 肠道疾病,沟通疾病,遗传疾病,神经系统疾病,声音疾病,外阴阴道疾 病,肝脏疾病,心脏疾病,发热疾病,情绪疾病,贫血,优先为铁性贫血 和人格障碍。
在本发明的一个实施方案中,所述癌症或肿瘤选自:器官癌,血液癌, 活生物体系统癌,肾上腺癌,肛门癌,胆管癌,膀胱癌。,骨癌,脑癌, 乳腺癌,子宫颈癌,结肠/直肠癌,子宫内膜癌,食道癌,眼癌,胆囊癌, 心脏癌,肾癌,喉和咽喉癌,白血病,肝癌,肺癌,鼻癌腔和鼻旁窦癌, 鼻咽癌,神经母细胞瘤,非霍奇金淋巴瘤,口腔和口咽癌,骨肉瘤癌,卵 巢癌,胰腺癌,胰腺阴茎癌,前列腺癌,视网膜母细胞瘤,横纹肌肉瘤, 唾液腺癌,肉瘤,皮肤癌,小肠癌,胃癌,睾丸癌,胸腺癌,甲状腺癌, 子宫癌,子宫肉瘤癌,阴道癌,外阴癌,瓦尔登斯特伦巨球蛋白血症扩散 肿瘤,,胃肠道类癌肿瘤,胃肠道间质瘤,骨髓增生异常综合症垂体瘤和癌性疾病,如妊娠滋养细胞疾病,霍奇金病,卡波西肉瘤,恶性间皮瘤和 多发性骨髓瘤。
在本发明的一个实施方案中,身体部分的失调或功能失常与细胞的功 能失常相关,所述细胞的失常更快地分裂或例如以凋亡或坏死状态进入, 或者与免疫系统或免疫细胞的功能失常。
在本发明的一个实施例中,根据本发明的方法或冷冻系统是一种方法 或冷冻系统,其优先检测诊断,治愈或治愈疾病,例如先前实施例中提到 的疾病之一。
本发明还涉及根据本发明使用的冷冻系统,其中,所述冷冻系统是套 件或以下各项的组合:
i)冷冻探针,它是一种医疗装置,一种仪器或设备,尤其是医疗,诊 断,成像,生物或美容设备或仪器
ii)至少一种纳米颗粒,其是组合物,药物或医疗装置,优选地是医 学,诊断,成像,生物或化妆品组合物。
在某些情况下,可以将冷冻系统指定为旨在进行冷冻治疗的系统,设 备,仪器,套件。
本发明还涉及纳米颗粒在如本发明所定义的冷冻系统中的用途,以在 冷冻疗法期间在个体的身体部分中存储或保持冷或冷能或低温能。
在某些情况下,每毫克纳米颗粒可存储的能量大于10-50,10-20,10-10, 10-5,10-1,0,1,5或10焦优选每毫克纳米颗粒的能量或冷能。
在某些情况下,纳米颗粒可以存储或保留冷或冷能,当其可以将身体 部分的温度保持在冷却温度或保持温度,优选持续超过10-10,10-1,0,1,10 或103秒时,。
在某些情况下,纳米颗粒可以在超过10-10,10-1,0,1,10或103秒的时 间内存储或保留冷或冷能或低温能。
在一些情况下,纳米颗粒可以在少于1050,1010,105,102,10,5,2,1或 10-3秒的时间内存储或保留冷或冷能或低温能。
在某些情况下,纳米颗粒可以在保持步骤中存储或保留冷或冷能或低 温能。
在某些情况下,当温度不发生变化,升高或降低超过1%,5%,10%, 50%或100%时,温度将保持在保持或冷却或最低温度下,其中该百分比 可以等于ΔTα/Tα,,,其中ΔTα是保持步骤期间的温度变化,而Tα是保持温 度,其中,保持持温度在某些情况下可以是冷却温度。
本发明还涉及根据本发明的冷冻系统的用途,其中在身体部分中达到 的:
i)温度梯度低于150℃,
要么
ii)冷却或最低温度高于-100℃,
在某些情况下,温度梯度是身体部分中两个不同位置之间的温度差。
在某些情况下,两个不同的位置或位置之间的距离大于10-50,10-10, 10-1,0,1,5或10cm。
在某些其他情况下,两个不同的位置或位置之间的距离小1050,1010, 105,102,10,5,2,1,10-3或10-5cm。
在其他一些情况下,温度梯度是在身体部分达到或观察到或测量到的 温度梯度。
在其他一些情况下,温度梯度小于105,103,150,50,20,10,5,2,1或 10-3℃,其可以选择性的按每厘米或毫米或平方厘米或平方毫米或立方厘 米身体部分进行测量。
在其他一些情况下,温度梯度大于10-10,10-5,10-1,1,5,10或103℃, 其可以选择性的按每厘米或毫米或平方厘米或平方毫米或立方厘米身体 部分进行测量。
在另外一些情况下,在存在纳米颗粒的情况下,优选存在超过0,10-20, 10-10,10-1,1,10或100毫克纳米颗粒每立方厘米身体部分,比没有纳米颗 粒存在情况下下,优选不存在超过105,103,100,5,2,1或0毫克纳米颗粒 每立方厘米身体部分情况下,温度梯度是更低,优选至少0,0.5,1,1.1,1.5, 2,5,10或103倍,其中测量在存在和不存在纳米颗粒时的温度梯度,优 选在相同条件下测量,除了在所述两种情况下(存在和不存在纳米颗粒时)身体部分中的纳米颗粒浓度不同以及纳米颗粒的存在可以改变所述方法 的至少一个步骤的温度和/或持续时间。
本发明还涉及根据本发明的冷冻系统的用途,其中:
i)冷却超过10-10,10-5,10-1,1,5,10,20,50,70,80,90或99%的优选质 量或体积的身体部分,其中该百分比可以是βCD/(βNCDCD),其中βCD是 在冷却或保持温度下冷却的身体部分的质量或体积,而βNCD是在与冷却或 保持温度温度不同的温度下冷却的身体部分的质量或体积,优选相差0, 10-10,10-1,2,5,10,20,50,100或103℃,
和/或
ii)在存在纳米颗粒的情况下,优选存在超过0,10-20,10-10,10-1,1,10 或100毫克纳米颗粒每立方厘米身体部分,比没有纳米颗粒存在情况下, 优选不存在超过105,103,100,5,2,1或0毫克纳米颗粒每立方厘米身体 部分,身体部分的体积,表面积或长度更大,优选至少0,0.5,1,1.1,1.5,2, 5,10或103倍。
本发明还涉及根据本发明的冷冻系统的用途,其中:
i)少于1010,105,100,99,90,80,70,50,20,10,5,2或1%的优选质量 或体积比的身体部分被冷却,
和/或
ii)与不存在纳米颗粒相比,在存在纳米颗粒的情况下冷却的身体部 分的体积,表面或长度更小,优选大于0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10或103倍。
当纳米颗粒降解或当它们失去存储或保持冷能的性能时,可能发生以 上实施方案的情况。
本发明还涉及根据本发明的冷冻系统用于冷却多于10-10,10-5,10-3, 10-1,0,1,5,10,20,50,70,90或99%的质量或体积比的身体部分,或者比 没有纳米颗粒存在时冷却的身体部分的部分更大。
本发明还涉及根据本发明的冷冻系统的用途,其中第二部分具有选自 以下的至少一种性质:
i)至少一个纳米颗粒是冰的成核位置,并且
ii)通过结合/绑定材料彼此结合或缔合的至少两个所述纳米颗粒的冰 核位点的尺寸,比通过结合或绑定材料不彼此结合或不彼此绑定的至少两 个所述纳米颗粒的冰核位点的尺寸更大,优选至少为0,0.5,1,5,10或103倍。
在某些情况下,冰成核位点可以是冰球,优先是将纳米颗粒冷却到或 低于阈值温度,冷却温度或低于100,50,20,10,5,2,1,0,-1,-2,-5,-10或 -50℃.的温度时。
在一些其他情况下,冰成核位点可以是纳米冰球或纳米颗粒冰成核位 点,优选地,当冰成核位点或冰球优先包含多于1,5,10,103或105个纳 米颗粒优选每立方厘米的身体部分时。
在另一些情况下,冰成核部位的大小是冰成核部位或冰球的长度,直 径或体积,优选在成核部位的温度低于100,50,20,10,5,2,1,0,-1,-2,-5, -10或-50℃时测量。
本发明还涉及根据本发明的冷冻系统的用途,其中所述冷冻疗法是非 冰球冷冻疗法或纳米颗粒冰球冷冻疗法,其特征在于:
i)非冰球冷冻疗法不是仅包含未嵌入冰球或不包含金属或氧化铁纳米 颗粒的冷冻疗法,并且
ii)纳米颗粒-冰球冷冻疗法是一种包括冰球嵌入或包含金属或氧化铁 纳米颗粒的冷冻疗法。
本发明还涉及纳米颗粒在如本发明所定义的冷冻系统中的用途,用于 在身体部分内形成不连续的冰块,其中这种不连续的冰块的可以用至少两 个在身体部分中的冰球来表征,例如围绕纳米颗粒或冷冻探针的冰球,它 们不通过冰连接或链接在一起。
本发明还涉及根据本发明的纳米颗粒的用途,其中在根据本发明的方 法的至少一个步骤期间形成至少两个冰球。
本发明还涉及纳米颗粒在如本发明所定义的冷冻系统中的用途,以形 成具有选自以下的至少一种性质的冰球:
i)冰球的大小大于至少一个纳米颗粒的大小,
ii)细胞内的冰球,以及
iii)多个等于或小于纳米颗粒数量的大冰球。
本发明涉及纳米颗粒在如本发明所定义的冷冻系统中的用途,以减慢 在通过冷冻系统冷却身体部分之后身体部分的的升温或加热速度。
本发明还涉及纳米颗粒的用途,优选用于如本发明所定义的冷冻系统 中以促进细胞内冰的形成。
在本发明的一方面,本发明涉及用于通过冷冻疗法治疗个体的主体部 位的方法中的纳米颗粒或冷冻系统,其包括以下步骤:
a)向个体的身体部分施用纳米颗粒和/或冷冻探针;
b)通过将所述身体部分的温度从初始温度降低到所述身体部分的冷 却温度(其低于初始温度)来冷却包含纳米颗粒和/或冷冻探针的身体部分, 优选地使用冷冻探针,优选在冷却步骤之中或期间;
c1)在冷却温度下或在冷却温度与初始或最终温度之间的温度下或在 低于0℃的温度下或在温度在-250,-100,-40或-20℃之上时,可选的不 使身体部分保持或包含纳米颗粒和/或冷冻探针,优选持续时间超过100 到1010
c2)在冷却温度下或在冷却温度与初始或最终温度之间的温度下或在 低于0℃的温度下或温度在-250,-100,-40或-20℃之上时,可选的使身 体部分保持或包含纳米颗粒和/或冷冻探针,优选持续时间介于10-10和 1010或介于10-5和103或介于10-3和100秒,优选在保持步骤之间 或期间,
d)通过将所述身体部分的冷却温度升高或升高至所述身体部分的最 终温度来使所述包含纳米颗粒和/或冷冻探针的身体部分升温或使其升温。
优选地,所述身体部分的冷却温度为:
-高于身体部分的冻结温度和/或高于5,0,-5,-10,-20或-40℃;
和/或
-在阈值温度以上,其中阈值温度具有至少一种选自以下的特性:
i)在阈值温度以上,身体部分的冰球数量小于纳米颗粒的数量;
ii)在阈值温度以上,冰球在身体部分所占的体积小于纳米颗粒在身 体部分所占的体积;
iii)在阈值温度以下,身体部分的冰球数量大于纳米颗粒的数量;
iv)在阈值温度以下,冰球所占的身体部分的体积大于纳米颗粒所占 的身体部分的体积;
v)在阈值温度以下,至少一个冰球的尺寸或直径大于至少一个纳米 颗粒的尺寸或直径。
方法的步骤,循环和疗程的重复/持续时间
令人惊讶地,本发明人还发现,根据本发明的序列冷冻疗法进一步改 善了细胞破坏。
在一个实施方案中,本发明涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系 统或根据本发明的方法,其中至少冷却步骤和加热步骤,优选冷却步骤, 保持步骤和加热步骤重复一次以上,优选重复2,3,5,6,10,或103次,更 优选重复6次,甚至更优选重复3次。在一些实施方案中,执行大量的步 骤以达到医学,美容,治疗或美容效果或治疗活性。
在一个实施例中,步骤的连续被重复少于1010,105,103,100,75,50,20, 10,5,或2次。在一些实施例中,执行有限数量的步骤以避免可能与过多 步骤相关联的副作用。
在一个实施例中,步骤的连续在1和1050,1和1010,1和105,1和 103,1和102,1和50,或介于1和20之间重复。
在本发明的一个实施方案中,一个循环包括:i)施用步骤,冷却步骤, 保持步骤和加热步骤,ii)冷却步骤,保持步骤和加热步骤,和/或iii)冷 却步骤和加热步骤。
一方面,本发明涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中循 环最多重复1,2,3,5,6,10,或103次,优选大于6次。最好超过3次。
在本发明的一个实施方案中,施用步骤仅进行一次或有限次数,优选 少于105、105,103,100,50,20,10,5或2次,以避免副作用或与大量的纳 米颗粒或冷冻探针使用相关的困难。
在本发明的一个实施例中,优选地,不执行保持步骤,或者该方法不 包括保持步骤,或者冷冻系统不与保持步骤一起使用,或者在短时间内执 行该保持步骤。优选小于105,103,100,50,20,10,5,2,1或10-1秒,优选 以避免由于保持步骤过长而产生的副作用。
在某些情况下,所述方法包括方法的至少一个步骤或所述冷冻系统是 根据本发明的方法的至少一个步骤而使用的。
在另一些情况下,该方法不包括该方法的至少一个步骤,或者冷冻系 统根据本发明的方法的至少一个步骤不被使用。
在一个实施方案中,将循环重复大于1,2,3,5,6,10,或103次,优选 地大于6次,最优选地大于3次。
在一个实施例中,重复循环少于1050,1020,1010,105,103,100,75,50,20, 10,5或2次,优选地小于103次,最优选地小于100次。
在一个实施例中,在1和1050,1和1020,1和1010,1和105,1和 103,或在1和100次之间重复一个循环。
在本发明的一个实施例中,几个循环对应于一个疗程,并且一个疗程 优选地包括多于1,2,3,5,10,102,103,105或1010个循环。
在本发明的另一个实施例中,一个疗程包括少于1010,105,103,102,10, 5,3或2个循环。
在本发明的又一个实施例中,一个疗程包括1和1050,1和1010,1 和103,1和102,或介于1和50个之间的循环。
在本发明的又一实施例中,至少一个步骤的持续时间,两个步骤之间 的持续时间,至少一个循环的持续时间,两个循环之间的持续时间,至少 一个疗程的持续时间和/或两个疗程之间的持续时间长于10-50,10-10,10-5, 10-1,1,5,10或100秒。
在本发明的又一实施例中,至少一个步骤的持续时间,两个步骤之间 的持续时间,至少一个循环的持续时间,两个循环之间的持续时间,至少 一个疗程的持续时间和/或两个疗程之间的持续时间短于10100,1050,1020, 1010,105,103,102,50,20,10,5,2或1秒。
在本发明的又一实施例中,至少一个步骤的持续时间,两个步骤之间 的持续时间,至少一个循环的持续时间,两个循环之间的持续时间,至少 一个疗程的持续时间和/或两个疗程之间的持续时间在10-50和10100,10-10和1050,10-5和1010,10-3和105,10-1和103,或在10-1和100秒之间.
在又一实施例中,至少一个循环的持续时间长于至少一个步骤的持续 时间,或者至少一个疗程的持续时间长于至少一个循环或至少一个步骤的 持续时间,优选地至少0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,102,103,105或1010倍。
在又一个实施例中,分开两个疗程的持续时间长于分开两个步骤的持 续时间和/或长于分开两个循环的持续时间,优先地至少0,0.5,1,1.1,1.5,2, 5,10,102,103,105或1010倍。
在又一实施例中,分隔两个步骤的持续时间比至少一个步骤的持续时 间短,优选至少为0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,102,103,105或1010倍。
在又一个实施例中,分隔两个循环的持续时间比至少一个循环的持续 时间长,优选至少为0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,102,103,105或1010倍。
无冰球主导/纳米颗粒冰球冷冻疗法
在本发明的一个实施方案中,无冰球主导冷冻疗法是一种使用冰球的 冷冻疗法或导致形成至少一个以下的冰球:i)在存在纳米颗粒时比没有纳 米颗粒时更大的尺寸ii)数目是不同的,在存在纳米颗粒时与没有纳米颗 粒时不同,更小或更大,和/或iii)在存在纳米颗粒时与没有纳米颗粒时 具有不同的几何形状或结晶度或形状,其中在存在纳米颗粒时和不存在纳 米颗粒时,观察到的性质之间的差异优选在具有和不具有纳米颗粒的相同 或相似的冷却和/或加热条件下进行测量。
在某些情况下,非冰球主导冷冻疗法或非冰球冷冻疗法是一种冷冻疗 法,在其中或其期间:i)至少一种嵌入或包含至少一种纳米颗粒(也称为 纳米颗粒冰)的冰球。ii)不形成至少一个没有嵌入或不包含至少一种纳 米颗粒的冰球,也称为非纳米颗粒冰球。
在某些情况下,冰球可以是纳米颗粒冰球和/或非纳米颗粒冰球。
在一些情况下,非冰球主导冷冻疗法或非冰球冷冻疗法是在其中或在 其期间,纳米颗粒冰球的数量和/或尺寸大于非纳米颗粒的冰球的数量和/ 或尺寸
根据本发明,身体部分的冷却温度为:
-高于身体部分的冷冻温度或高于5,0或-5℃,优选高于-5或0℃, 更优选高于0℃;
和/或
-在阈值温度以上,其中阈值温度具有至少一种选自以下的特性:
i)在阈值温度以上,身体部分的冰球数量小于纳米颗粒的数量;
ii)在阈值温度以上,冰球在身体部分所占的体积小于纳米颗粒在身 体部分所占的体积;
iii)在阈值温度以下,身体部分的冰球数量大于纳米颗粒的数量;
iv)在阈值温度以下,冰球在身体部分中占据的体积大于纳米颗粒在 身体部分中占据的体积。
优选地,为了避免形成任何冰球,根据本发明的身体部分的冷却温度 高于0℃,这是水的冰点。但是,取决于个体的身体部分,所治疗个体的 类型(哺乳动物,植物,细菌等),尤其是由于细胞和细胞外液的电解质 含量,冰点可能低于0℃。例如,据报道皮肤表面从-3.7℃冻结到-4.8℃。
这样,在一个实施例中,根据本发明的身体部分的冷却温度可以高于 10,5,2,1,0,-5,-10,-20,-50或-100℃,优选高于-40或-5℃,最优选高于 0℃。
在一个实施例中,根据本发明的身体部分的冷却或保持温度在10至 -100℃之间,在10至-20℃之间,优选在10至-10℃之间,更优选在5至 -5℃之间。甚至更优选在2和-2℃之间,甚至更优选在1℃和-1℃之间, 甚至更优选约0℃或0℃。
在一个实施方案中,冰球是优选被冰包围的纳米颗粒,其被冷却到低 于身体部分的初始或最终或冷却或冷冻温度或低于0℃或低于阈值温度。 在某些情况下,此类冰球是纳米颗粒冰球。
在另一个实施方案中,冰球是纳米颗粒和围绕纳米颗粒的其他物质, 例如水或生物材料,其被冷却到低于身体部分的冷却或冷冻温度或低于0℃ 或低于阈值温度。在某些情况下,此类冰球是纳米颗粒冰球。
在另一个实施方案中,至少一个冰球,优选地纳米颗粒-冰球的尺寸 大于至少一个纳米颗粒,优选地未被冰包围的纳米颗粒的尺寸,优选地: i)至少0,0.5,1,5,10或103纳米,或ii)至少为0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10, 103或105倍。这可能是当冰球围绕或包含纳米颗粒时的情况。
在另一个实施方案中,至少一个冰球,优选地非纳米颗粒-冰球的尺 寸小于至少一个纳米颗粒的尺寸,优选地:i)至少0,0.5,1,5,10或103纳 米或ii)至少为0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,103或105倍。这可能是当冰球 不围绕或不包含纳米颗粒时的情况。
在另一个实施例中,在阈值温度以下,身体部分包括具有至少一个选 自以下的特性的冰球:
i)每立方厘米身体部分的冰球数量少1,5,10,103,105或1050冰球或 冰球每立方厘米的身体部分;
ii)冰球的数量小于纳米颗粒的数量,优选:i)至少0,0.5,1,5,10或 103个冰球,或ii)至少0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,103或105倍;
iii)冰球在身体部分所占的体积小于1010,105,103,10,10-1,10-3,10-6或10-9立方厘米,优选按每立方厘米身体部分测量;
iv)冰球在人身体部分所占的体积小于纳米颗粒在身体部分所占的体 积,优选:i)至少0,10-50,10-20,10-10,10-3,1,5,10或103立方厘米,或 ii)至少0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,103或105倍;
v)至少一个冰球的尺寸或直径小于1050,1010,105,103,1,10-3或10-5纳米;
vi)至少一个冰球的尺寸或直径小于至少一个纳米颗粒的尺寸,优选 地:i)至少10,10-50,10-20,10-10,10-3,1,5,10,103或106纳米,或ii)至 少0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,103或105倍。
在另一个实施例中,在阈值温度以上,身体部分包括具有至少一个选 自以下的特性的冰球:
i)冰球的数量大于1,5,10,103,105或1050个冰球或每立方厘米身体 部分的冰球;
ii)冰球的数量大于纳米颗粒数量的冰球,优选:i)至少0,0.5,1,5,10 或103个冰球,或ii)至少0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,103或105倍;
iii)冰球在身体部分所占的体积大于10-50,10-10,10-5,10-1,1,2,5,10, 103或106立方厘米,优选按每立方厘米身体部分测量;
iv)冰球在身体部分所占的体积大于纳米颗粒在身体部分所占的体积, 优选:i)至少0,10-50,10-20,10-10,10-3,1,5,10或103立方厘米,或ii)至 少0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,103或105倍;
v)至少一个冰球的大小或直径大于10-3,1,5,10,103,105或1050纳 米;
和,
vi)至少一个冰球的尺寸或直径大于至少一个纳米颗粒的尺寸,优选 地:i)至少10,10-50,10-20,10-10,10-3,1,5,10,103或106纳米,或ii)至 少0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10,103或105倍。
在本发明的一个实施例中,高于该阈值温度的温度主要不导致冰球的 形成,低于该阈值温度的温度主要导致冰球的形成。
在一些实施例中,如果冰球以少于身体部分的50%,20%,5%,2% 或1%,优选地质量或体积百分比存在,则在所述阈值温度以上的温度不 会主要导致冰球形成。
在一些实施例中,如果冰球存在于大于约50%,70%,80%,90%或 约100%优选质量或体积百分比的身体部分中,则低于所述阈值温度的温 度主要导致冰球形成。。
在某些情况下,阈值温度可以是初始,最终,保持,冷却或冷冻温度 或冰球温度。
在某些情况下,可以在根据本发明的方法或处理的至少一个步骤期间 测量温度。
如本文所使用的,冰球温度是在其以下在身体部分中形成冰球的温度。 优选地,在冰球温度以下,形成冰球。优选地,在冰球温度以上,不形成 冰球。
在本发明的一些实施例中,冰球温度是阈值温度,使得:
-高于冰球温度,或高于冰球温度10-3,10-1,1,5或10℃,低于10100, 1050,1010,10,5,2或1个冰球或每立方厘米身体部分的冰球被形成,
和/或
-低于冰球温度,或低于冰球温度10-3,10-1,1,5或10℃,多于10100, 1050,1010,10,5,2或1个冰球或每立方厘米身体部分的冰球被形成,
在一些其他实施例中,一个或多个冰球代表具有大于1,2,5,10,103, 105,1010,1020或1050个冰球或冰球的组装体。
在一些其他实施例中,一个或多个冰球代表具有小于1050,1020,1010, 105,103,10,5或2个冰球或冰球的组装体。
在某些情况下,根据本发明的治疗或方法可以是非冰球主导冷冻疗法。 非冰球主导冷冻疗法涉及一种冷冻疗法,其导致没有或可被忽略的冰球数 量。
在本发明的一些实施例中,非冰球主导冷冻疗法是指这样一种冷冻疗 法,其中温度低于冰球温度的时间小于:
i)10-50,10-20,10-10,10-5,10-1,0,1,5,10,103,105或1010秒,
和/或
ii)10-50,10-20,10-10,10-5,10-1,0,1,5,10,25,50,75,80,90,99,99.9或 100%根据本发明的方法的至少一个步骤或整个方法的持续时间的,其中 该百分比可以等于tBIBT/tM或(tM-tBIBT)/tM,其中tBIBT是温度低于冰球温度 的时间或持续时间。冰球温度和tM是整个方法或根据本发明的方法的至少 一个步骤的时间或持续时间。
在本发明的一些其他实施例中,非冰球主导冷冻疗法是指这样一种冷 冻疗法,其中少部分的温度或少于所述方法的至少一个步骤的温度的 100%,50%,20%,10%,5%,2%或1%的温度,其优选地导致或与治 疗的中间,美容,诊断或治疗效果或活性相关,或低于冰球温度或至少比 冰球温度低10-5,10-1,0,1,10,102,103或105℃。
在本发明的其他一些实施例中,非冰球主导冷冻疗法是指这样一种冷 冻疗法,其中:i)冰球的数量,优选每立方厘米的身体部分,小于1010,105, 103,100,50,10或1和/或至少一个冰球的尺寸小于纳米颗粒的尺寸或小 于1010,105,103,100,50,20,10,5,2,1,10-3,10-5或10-10纳米。
在本发明的另一个实施例中,根据本发明的治疗或方法是非冰球冷冻 疗法。非冰球冷冻疗法涉及导致无冰球或无冰球形成的冷冻疗法,其中冰 球优选为在不存在纳米颗粒的情况下获得的尺寸,结晶度,几何形状的那 些冰球。
在本发明的一些实施例中,非冰球冷冻疗法是指一种冷冻疗法,其中 在整个方法或疗法期间,根据本发明的治疗或方法的温度高于冰球温度。
在本发明的一个实施方案中,非冰球冷冻疗法或非冰球主导冷冻疗法 的特征在于,纳米颗粒和/或身体部分不/不包含或不被其包围或不被其包 围。优选地在根据本发明的方法的至少一个步骤期间,被冰或至少一个冰 球覆盖或不被其包裹或不与之接触。
在本发明的一个实施方案中,冷冻疗法可以是非冰球冷冻疗法或非冰 球主导冷冻疗法。可以表征为,纳米颗粒或纳米颗粒周围的冰形式是冰核 化位点,其中纳米颗粒周围形成的冰球可以被称为纳米颗粒-冰球。
在一个实施方案中,冰球是不包含或嵌入纳米颗粒的冰球的混合物或 组装体,以及包含嵌入纳米颗粒的冰球的纳米颗粒-冰球。
在本发明的一些实施例中,非冰球冷冻疗法是指一种冷冻疗法,其中 在整个方法或疗法期间,根据本发明的治疗或方法的温度高于冰球温度。
在本发明的一个实施方案中,非冰球冷冻疗法或非冰球主导冷冻疗法 的特征在于,纳米颗粒和/或身体部分不/不包含或不被其包围或不被其包 围。优选地在根据本发明的方法的至少一个步骤期间,被冰或至少一个冰 球覆盖或不被其包裹或不与之接触。
在本发明的一个实施方案中,冷冻疗法可以是非冰球冷冻疗法或非冰 球主导冷冻疗法。可以表征为,纳米颗粒或纳米颗粒周围的冰形式是冰核 化位点,其中纳米颗粒周围形成的冰球可以被称为纳米颗粒-冰球。
在一个实施方案中,冰球是不包含或嵌入纳米颗粒的冰球的混合物或 组装体,以及包含嵌入纳米颗粒的冰球的纳米颗粒-冰球。
在某些情况下,冷冻疗法可导致形成冰球,或者在存在冰球的情况下 (特别是在存在纳米颗粒的冰球的情况下)有效。
在一些情况下,非冰球冷冻疗法或非冰球主导冷冻疗法可以对应于或 被指定为纳米颗粒冰球冷冻疗法。
在某些情况下,冷冻疗法是一种纳米颗粒-冰球冷冻疗法,其中纳米 颗粒优先是冰核化位点。
在一些其他实施方案中,所述治疗,优选地非冰球冷冻疗法或非冰球 主导冷冻疗法,其特征在于,所述至少一个冰球位于大于距纳米颗粒或主 体部10-2,10-1,1,5,10,103,105或109纳米。
在一些其他实施方案中,所述治疗,优选非冰球或非冰球主导冷冻疗 法,其特征在于,冰球的存在量少于50%,20%,5%,2%或1%,优选 为身体部分的质量或体积百分比。
在本发明的一个实施方案中,所述治疗,优选非冰球或非冰球主导冷 冻疗法,其特征在于:i)导致少于1010,105,103,10,5,2或1个冰球的形 成,优选不包含或嵌入纳米颗粒,优选每立方厘米身体部分,优选包含在 身体部分中,ii),冷却温度高于0℃或在冰球开始形成的温度之上,和/ 或iii)无冰球的形成导致至少一种病理细胞的的破坏,愈合,检测或身体 部分的治愈或愈合。
如本文所用,冰球可以是冰的球或圆形体积的冰。
在一些实施例中,冰球的特征在于以下特性中的至少一个:i),在至 少一个方向上的尺寸或尺寸大于10-2,10-1,1,5,10,103,106或109纳米 或纳米2或纳米3,ii)在至少一个方向上的尺寸介于10-2和1050纳米 或纳米2或纳米3,10-2和109,10-1和106,或介于1和103纳米或 平方纳米或立方纳米iii)在至少一个方向上的尺寸或大小比纳米颗粒在 至少一个方向上的尺寸或大小大至少1.0001,1.1,1.5,2,5或10倍,其中 倍数因子可以是一个或多个冰球的尺寸与一个或多个纳米颗粒的尺寸之 间的比率。
在一些其他实施例中,一种冰球,其被以下特性中的至少一个表征: i),在至少一个方向上的尺寸或尺寸小于1020,1010,105,102,10,5,2或1 纳米平方纳米或立方纳米,ii)在至少一个方向上的尺寸或大小比纳米 颗粒在至少一个方向上的尺寸或大小小至少1.0001,1.1,1.5,2,5或10倍, 其中该倍数因子可以是在冰球的至少一个方向上的尺寸或大小与在纳米 颗粒的至少一个方向上的尺寸或大小之间的比率。
在本发明的一个实施例中,冰球是宏观的冰球。在一些实施例中,宏 观冰球是在至少一个方向上具有大于10-50,10-10,10-5,10-1,1,5,10或103纳米的尺寸或大小的冰球,优选大于100或103纳米,最优选在100纳 米和1米之间。
在又一些其他实施例中,宏观冰球是尺寸大于:i),1,10,102,103,105, 109或1010纳米,ii)占身体部分的质量或体积百分比的1,5,10,20,50,70, 90或99%,iii)大于1,5,10,102,103,105或1010纳米颗粒的组装体,或 iv)当身体部分包含至少一种纳米颗粒时产生至少一个冰球。
在本发明的另一个实施方案中,冰球是纳米级冰球。在一些实施方案 中,纳米级冰球是在至少一个方向上的尺寸或尺寸小于1050,1010,105,103, 10,5,2或1纳米,最优选介于0.1和100纳米之间。
在另一些实施方案中,纳米冰球是尺寸小于以下的冰球:i)1050,1010, 105,103,102,10,5,2或1纳米,ii)占身体部分的质量或体积百分比的99, 90,70,50,25,20,5或1%,或iii)多于1,5,10,102,103,105或1010个纳 米颗粒的组装体。
在一些实施例中,冰球具有与宏观或纳米冰球相同的至少一个特性。
在一些其他实施例中,冰球具有至少一个不同于宏观或纳米冰球的特 性。
在另外一些实施例中,一种冰球,优选地是纳米球,是一种冰球,其 覆盖,包围,部分或完全包裹至少一个纳米颗粒,或者位于距离至少一个 纳米颗粒小于10100,1050,1020,1010,105,103,10,5,2或1纳米。
在本发明的一个实施方案中,冰球,优选地是纳米级冰球,是包含在 细胞,细胞器或细胞质中的冰球。在一些实施例中,这种冰球可以导致或 与至少一个细胞或身体部分特性的变化有关,例如:i),细胞,身体部分 的尺寸,体积,长度,表面,厚度的变化。,ii),细胞膜通透性。在一些 实施方案中,这种变化通过是在显微镜下观察到,优选地通过比较冷冻疗 法治疗之前和之后的细胞或身体部分特性。
在一些实施方案中,冰球是细胞内包含的冰或细胞内冰,并且可以被 称为细胞内冰球。
在一些其他实施方案中,冰球是细胞外部包含的冰或细胞外冰,并且 可以被称为细胞外冰球。
在一些情况下,细胞内冰球可以小于或少于细胞外冰球。
在一些其他情况下,细胞内冰球可以比细胞外冰球更大或更多个。
在一些其他实施方案中,细胞内和/或细胞外冰诱导细胞的肿胀或扩张 或伸长或细胞的大小或体积的增加,优选为至少1.001,1.1,1.5,2,5,10,103或105倍,在冰形成之前和冰形成之后之间。
在一些其他实施方案中,细胞内和/或细胞外冰诱导细胞大小或体积的 减少,优选为至少1.001,1.1,1.5,2,5,10,103或105倍,在冰形成之前和 冰形成之后之间。
在一些其他实施方案中,在存在纳米颗粒的情况下,细胞体积在冰形 成之前和之后的减少或增加的倍数可以增加,优选地,纳米颗粒在细胞中 被内化。
在某些情况下,根据本发明的冷冻疗法增加或有利于纳米颗粒被细胞 内化。
在某些情况下,每个细胞内化超过1,5,10,103,106,109或1012个纳 米颗粒或皮克的纳米颗粒每细胞,优选属于身体部分,优先使用此方法或 根据本发明的治疗。
在某些情况下,在根据本发明的方法或治疗之前和之后,每个细胞内 化的纳米颗粒(优选属于身体部分)的数量增加大于0,1,1.1,2,5,10或 103倍。。
在其他实施方式中,治疗是非冰球冷冻疗法或非冰球主导冷冻疗法是 指:
i)治疗不包括将身体部分冷却至低于冰球温度的最低温度的步骤,
和/或
ii)大多数治疗,或超过10-100,10-50,10-10,10-5,10-3,10-1,1,5,10,50,90, 99或99.9%的治疗或治疗步骤或治疗的持续时间在冰球温度以上进行, 其中该百分比可以是TAIBT/T到t,其中TAIBT是在治疗期间,温度高于冰球 温度的持续时间。T到t是治疗的总持续时间。
在某些情况下,最低温度可以是冷却或冻结温度或阈值温度。
在本发明的一个实施例中,冰球温度是阈值温度,其被于以下特性中 的至少一项表征:
a)高于冰球温度的温度不会导致冰或冰球的形成,而低于冰球温度 的温度则会导致冰或冰球的形成,
b)高于冰球温度的温度为非冻结温度,而低于冰球温度的温度为冻 结温度,
c)冰球温度低于20,10,5,2,1,0,-5或-10℃。
在本发明的又一实施例中,非冻结温度是不形成冰的温度。
在本发明的另一个实施例中,非冰球冷冻疗法或非冰球主导冷冻疗法 是一种冷冻疗法,其优选地不导致至少一个宏观冰球的形成而是可以导致 至少一个纳米冰球或纳米冰球的形成。
在本发明的另一个实施例中,非冰球冷冻疗法或非冰球主导冷冻疗法 是一种冷冻疗法,其不导致形成至少一个纳米级冰球或纳米颗粒冰球疗法, 但会导致至少一个宏观冰球的形成。
在本发明的另一个实施例中,非冰球冷冻疗法或非主要的冰球冷冻疗 法是一种冷冻疗法,其不会导致形成至少一个纳米级冰球或纳米颗粒冰疗 法。球并不会导致至少一个宏观冰球的形成。
在又一些其他实施方式中,冰球包括结晶的冰,其中在一些实施例中, 结晶冰的存在可以通过在冰球中存在至少一个结晶平面或有序的原子排 列(优选为冰)来揭示。
在一些实施方案中,冰球是细胞内的,即它优先形成于细胞,细胞器, 细胞质或细胞膜中或在细胞,细胞器,细胞质或细胞膜内部。
在一些其他实施方案中,冰球是细胞外的,即它优先形成或在细胞, 细胞器,细胞质或细胞膜外部。
在本发明的一些其他实施方案中,冰球包含或嵌入至少1,5,10,103, 105,或1010个纳米颗粒。在这种情况下,可以将其指定为纳米冰球。
在一些实施方案中,包含或嵌入纳米颗粒的冰球的尺寸,也称为纳米 颗粒-冰球,可以比不包含或不嵌入纳米颗粒的冰球尺寸小至少1.01,1.1, 1.5,2,5,10或103倍数,可以就在具有和不具有纳米颗粒的条件下冷却而 言的相似条件下制造冰球来进行这种比较。
在某些情况下,纳米颗粒有利于小冰球的形成,优选包含有限数量的 纳米颗粒的冰球,优选小于1050,1010,105,103,100,10,5,2或1个包裹或 覆盖至少一个纳米颗粒的冰球具有涂层或冰层或冰的厚度小于i)纳米颗 粒的直径和/或ii)1050,1020,1010,105,103,500,100,75,50,20,10,5,2,1或 10-1nm。
在一些实施方案中,包含或嵌入纳米颗粒的冰球(也称为纳米颗粒- 冰球)的尺寸比不包括或不嵌入纳米颗粒的冰球的尺寸大至少1.01,1.1, 1.5,2,5,10或103倍,可以就在具有和不具有纳米颗粒的条件下冷却而言 的相似条件下制造冰球来进行这种比较。
在某些情况下,纳米颗粒有利于大冰球的形成,优选包括大量纳米颗 粒的冰球,优选大于1,5,10,100,103,105或1010个纳米颗粒的数量或包 裹或覆盖至少一个纳米颗粒的冰球具有涂层或冰层或冰的厚度大于:i)纳 米颗粒的直径和/或ii)10-50,10-20,10-10,10-5,10-3,10-1,0,1,5,10,50或100 nm。
在又一些其他实施方式中,非冰球主导或非冰球冷冻疗法是指在根据 本发明的方法或治疗的至少一个步骤中或在至少一个步骤中不形成冰球。
在又一些其他实施例中,非冰球主导或非冰球冷冻疗法是指在短于 103,10,5,2,1,10-5或10-10年,小时,分钟或秒的持续时间内不会形成冰 球,或介于10-10和103年,小时,分钟或秒。
在又一些其他实施例中,非冰球主导或非冰球冷冻疗法是指在长于 10-10,10-5,1,2,5,10或103年,小时,分钟或秒的持续时间内不会形成冰 球。
在又一些其他实施方式中,,非冰球主导或非冰球冷冻疗法的特征在 于:
a)在优选初始温度,冷却温度,保持温度和/或最终温度高于冰球温 度,优选至少10-10,10-5,10-3,10-1,1,5或10℃的温度下进行,
和/或
b)导致形成少于1050,1020,1010,105,103,10,5,2或1个冰球。
在另一些实施方案中,所述治疗,优选冰球冷冻疗法的特征在于:
i)在优选初始温度,冷却温度和/或最终温度低于冰球温度,优选至 少10-10,10-5,10-3,10-1,1,5或10℃的温度下进行
和/或
ii)它导致形成超过1,2,5,10,103,105,1010或1050个冰球。
在另一个实施例中,冰球温度使得当温度从高于冰球温度的温度降低 时,优选至少比冰球温度高10-20,10-10,10-5,10-3,10-1,1,5,10或100℃, 并且当温度低于冰球温度,优选至少比冰球温度低10-20,10-10,10-5,10-3, 10-1,1,5,10或100℃时,冰球的数量或大小增加至少1,1.1,2,5,10,103或1010倍,其中该系数可以为N2/N1或S2/S1,,其中N2和N1分别是低于 和高于冰球温度的冰球数量,S2和S1分别是低于和高于冰球温度的冰球 尺寸。
在本发明的一个实施例中,本发明涉及一种根据本发明的方法,包括 以下步骤:
a)优选在施用步骤中将纳米颗粒或冷冻探针施用至介质;
b)通过将介质的温度从所述介质的初始温度降低到低于初始温度的 介质冷却温度来冷却包含纳米颗粒和/或冷冻探针的介质,优先使用冷冻探 针,优选在冷却步骤;
c1)任选地不将包含纳米颗粒的介质保持在冷却或保持温度优选大于 或小于1,10,20,102,103或105秒的持续时间;
c2)任选地将包含纳米颗粒的介质优选在冷却或保持温度下保持优选 大于或小于1,10,20,102,103或105秒的持续时间,优选在保持步骤期间, 和
d)通过将介质的温度从冷却温度升高到高于冷却温度的最终温度来 加热包含纳米颗粒的介质,优选在加热步骤中,
优选地,其特征在于,所述介质的冷却温度高于身体部分的冷冻温度 或高于5,0,-5,-20,-40或-100℃,优选高于-5或0℃,更优选高于0℃。
在本发明的一种实施方式中,介质是身体部分或具有与身体部分相同 的至少一种性质。
在本发明的另一个实施例中,介质不同于身体部分,或者具有至少一 个不同于身体部分的特性。
在一个实施方案中,该介质包含按质量或体积计至少10-5,10-3,10-1,0, 1,5,10,50,70,80,90或99%的水或凝胶或基质或氧或氢或碳或化学元 素或碳质材料,优选与身体部分不同,并且优选为固态,液态或气态,并 且优选包括冷冻系统。
在本发明的一个实施方案中,不同于身体部分的培养基可以是不属于, 不由活生物和/或个体合成和/或不来源于活生物和/或个体的培养基。这样 的介质可以是物质或化合物,优选地化学物质的集合,其优选地是纳米颗 粒的环境。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒的环境是液体,固体或至少1, 10,102,103,106,1010或1040种或多种物质,优选一种或多种不同与化合 物的物质,其在一定距离包围或包含纳米颗粒,此距离从纳米颗粒的中心 或外表面测得,优选小于1m,1dm,1cm,1mm,1μm,100nm,或10nm。
在本发明的一个实施方案中,纳米颗粒的环境是液体,固体或至少1, 10,102,103,106,1010或1040种或多种物质,优选一种或多种不同与化合 物的物质,其在一定距离包围或包含纳米颗粒,此距离从纳米颗粒的中心 或外表面测得,优选大于1m,1dm,1cm,1mm,1μm,100nm,或10nm。
在本发明的一个实施方案中,根据本发明的纳米颗粒的环境物质可以 是原子,分子,聚合物,化学或生物物质,优选不同于化合物或纳米颗粒 的物质,DNA,RNA,此环境中包含的蛋白质,脂质,酶或核酸或氨基酸。
在本发明的一个实施方案中,根据本发明的纳米颗粒的环境可以是生 物环境,也就是说,包含至少一种生物物质的环境,例如细胞,细胞器, DNA,RNA,蛋白质,脂质,氨基酸或核酸。
在本发明的一个实施方案中,根据本发明的纳米颗粒或冷冻系统是药 物,医疗装置,化妆品,生物产品,用于研究目的的产品或用于确定生物 样品的性质的产品。
在本发明的一个实施例中,阈值,冷冻,冰球,初始,冷却和最终温 度是在以下条件下测量或发生或达到的温度:i),身体部分或ii)身体部 分的环境或区域
在某些情况下,身体部分包括冷冻系统。
在另一些情况下,身体部分不包括冷冻系统。
在另一些情况下,冷冻系统包含纳米颗粒和/或冷冻探针或由纳米颗粒 和/或冷冻探针组成。
在本发明的另一个实施例中,身体部分是通过根据本发明的方法或冷 冻系统处理的身体部分。
通用注意事项
在本发明的又一个实施方案中,本专利申请的每个单独的实施方案或 部分或句子中描述的(一个或多个)性质或特征可以组合在一起形成组合 的性质或特征,优选地,一个或多个纳米颗粒或冷冻系统或方法或处理的 性质或特征。
在本发明的又一个实施例中,当诸如化合物,物质,纳米颗粒,冷冻 系统,辐射之类的实体有具有P1值的性质,其比具有P2值的性质高,长 或大α倍。这意味着P1=α.P2(α优选大于1)或P1=α+P2(α优选大于0)。
在本发明的又一个实施例中,当诸如化合物,物质,纳米颗粒,冷冻 系统,辐射之类的实体有具有P1值的性质,其比具有P2值的性质低,小 或短β倍。这意味着P1=β.P2(β优先小于1),P1=P2-β(β优先大于1)。
在本发明的一方面,本发明涉及用于根据本发明的方法或冷冻系统的 磁小体,其包括以下步骤:
a)将磁小体施用于介质或身体部分;
b)通过将身体部分的介质的温度从所述介质或身体部分的初始温度 降低到低于初始温度的介质或身体部分的冷却温度,来冷却包含磁小体的 介质或身体部分;
c)可选地不将包含磁小体的介质或身体部分在冷却温度下保持超过 100秒的持续时间;
d)通过将身体部分或介质的温度从冷却温度升高到高于冷却温度的 最终温度来加热包含磁小体的介质或身体部分。
本发明还涉及用于通过序列冷冻疗法来治疗个体的身体部分的方法 中的纳米颗粒或冷冻系统,其包括以下步骤:
a)将纳米颗粒施用于个体的身体部分;
b)通过将身体部分的温度从初始温度降低到所述身体部分的冷却温 度来冷却包含纳米颗粒的身体部分,该温度低于初始温度;
c)任选地不将包含纳米颗粒的身体部分在冷却温度下保持超过100 秒的持续时间;
d)通过将所述身体部分的温度从所述身体部分的冷却温度升高到所 述身体部分的最终温度,使所述身体部分的温度升高,所述最终温度高于 所述冷却温度,
其中至少将冷却步骤和加热步骤的一系列步骤重复进行一次以上,优 选地进行3次以上。
本发明还涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中冷却步骤, 保持步骤和加热步骤的顺序重复一次以上,优选地重复3次以上。
本发明还涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中所述连续 步骤重复次数介于1和1050,1和1010,1和105,1和103,1和102,1 和50,或介于1和20次之间。
本发明还涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中所述身体 部分的冷却温度为:
-高于冰点温度或高于5,0或-5℃,优选高于-5或0℃,更优选高于 0℃;
和/或
-高于阈值温度,其中阈值温度具有选自以下的至少一种性质:
i)在阈值温度以上,身体部分的冰球数量小于纳米颗粒的数量;
ii)在阈值温度以上,冰球在身体部分所占的体积小于纳米颗粒在身 体部分所占的体积;
iii)在阈值温度以下,身体部分的冰球数量大于纳米颗粒的数量;
iv)在阈值温度以下,冰球在身体部分所占的体积大于纳米颗粒在身 体部分所占的体积;
v)在阈值温度以下,至少一个冰球的尺寸或直径大于至少一个纳米 颗粒的尺寸或直径。
本发明还涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中初始温度 和/或最终温度是生理温度。
本发明还涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中冷却温度 具有选自以下的至少一种特征:
i)初始温度和冷却温度之间的差ΔT1低于57℃,
和/或
ii)最终温度与冷却温度之间的差ΔT2低于57℃,
并且优选地,当纳米颗粒浓度在身体部分中增加时,ΔT1和/或ΔT2减 小。
本发明还涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中:
在步骤d)中,随着身体部分中纳米颗粒浓度的增加,从冷却温度达 到最终温度的加热时间增加,
和/或
在步骤b)中,从初始温度达到冷却温度的冷却时间主要不取决于身 体部分中纳米颗粒的浓度。
本发明还涉及根据前述权利要求中任一项使用的纳米颗粒或冷冻系 统,其中在步骤b)中,根据以下至少一项,在冷却步骤中温度从初始温 度降低至冷却温度:
i)冷却速度为10-6摄氏度每秒到106摄氏度每秒,优选10-3摄氏度每 秒到103摄氏度每秒,
ii)具有纳米颗粒的冷却速率与不具有纳米颗粒的冷却速率相差小于 10摄氏度每秒,
iii)冷却速率会随纳米颗粒浓度的变化而变化,或者在小于10-6摄氏 度每秒到106摄氏度每秒范围内变化,优选10-3摄氏度每秒到103摄氏度 每秒,
当纳米颗粒的浓度增加时,优选增加至少1.1倍,或者从低于100微 克纳米颗粒每立方厘米身体部分的浓度到高于100微克纳米颗粒每立方厘 米身体部分的浓度,
iv)冷却时间为10-6至106秒,优选10-3至103秒,
v)冷却速率比加热步骤d)中温度升高速率更小在10-10倍到105倍 的范围内,优选10-5到103
vi)冷却时间比加热步骤d)中的加热时间更短在10-6倍到106倍的 范围内,优选10-3到103倍。
本发明还涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中所述保持 步骤根据以下至少一项进行:
i)保持时间短于冷却时间和/或加热时间,优选短至少1.5倍,更优 选短至少10倍,
ii)在保持步骤c)期间的温度波动小于根据本发明的ΔT1和/或ΔT2, 优选小至少1.5倍。
本发明还涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中在步骤d) 中,根据以下至少一项,温度从冷却温度升高至最终温度:
i)升温速率为10-6摄氏度每秒到106摄氏度每秒,优选10-3摄氏度每 秒到103摄氏度每秒,
ii)纳米颗粒的升温速率与不含纳米颗粒的升温速率相差超过1.1倍,
iii)随着纳米颗粒浓度的增加,升温速率增加,范围为10-6摄氏度每 秒到106摄氏度每秒,优选10-3摄氏度每秒到103摄氏度每秒,
iv)升温速率比冷却速率更小在10-10倍到105倍的范围内,优选10-5到103倍,
v)加热时间在10-6到106秒之间,最好在10-3到103秒之间,
vi)加热时间比冷却时间更长在10-6到106倍之间,优选10-3到103倍。
本发明还涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中冷却步骤, 保持步骤和加热步骤中的至少一个在以下条件下进行:
i)身体部分的细胞内化的纳米颗粒的百分比在10-3%到90%范围内,
和/或
ii)身体部分中纳米颗粒的浓度为10-9至109毫克纳米颗粒每立方厘 米身体部分,或10-5至105毫克纳米颗粒每细胞。
本发明还涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中当纳米颗 粒占据身体部分的一部分时,其是介于10-5%和90%之间的整个身体部 分质量百分比或体积百分比,进行冷却步骤,保持步骤和加热步骤中的至 少一个步骤。。
本发明还涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中需要其的 个体患有感染性疾病,并且身体部分包括受感染性疾病影响的细胞。
本发明还涉及根据本发明使用的纳米颗粒或冷冻系统,其中所述纳米 颗粒是磁小体。
本发明还涉及一种方法,包括以下步骤:
a)向介质中施用纳米颗粒;
b)通过将所述身体部分的温度从所述介质的初始温度降低到低于所 述初始温度的所述身体部分的冷却温度来冷却包含所述纳米颗粒的介质;
c)任选地不将包含纳米颗粒的介质在冷却温度下保持超过x秒的持 续时间;
d)通过将身体部分的温度从冷却温度升高到高于冷却温度的最终温 度来加热包含纳米颗粒的介质,
其中至少将冷却步骤,保持步骤和加热步骤的一系列步骤重复进行一 次以上,优选地进行3次以上。
本发明还涉及根据本发明的冷冻系统在刺激或激活免疫系统中的用 途。
在某些情况下,免疫系统可以包含或可以是免疫实体或物质,例如免 疫细胞,细胞因子和/或白介素。
在一些情况下,根据本发明的纳米颗粒可以充当冷或冷能的局部贮存 器,其优选在细胞内部优先产生局部扰动,优选在细胞内部,其优先吸引 免疫细胞或免疫实体,其优先攻击或破坏病理性细胞或身体。部分。
优选地,至少一种纳米颗粒是免疫引诱剂或与纳米颗粒不同的至少一 种免疫引诱剂优选地可释放地结合或缔合至纳米颗粒,并且可以在该步骤 的一个步骤中被激活或释放。方法。
如本文所期望的,免疫吸引剂涉及任选地在根据本发明的方法的至少 一个步骤期间吸引免疫细胞的物质。
根据本发明可以优选地的被免疫吸引剂吸引的免疫细胞或免疫实体 可以主要选自属于先天性或适应性免疫系统的那些,特别是选自由抗原呈 递细胞(APC)组成的组,嗜碱性粒细胞,树突状细胞,嗜酸性粒细胞, 粒细胞,杀伤细胞,白细胞,淋巴细胞,巨噬细胞,肥大细胞,自然杀伤 细胞,嗜中性粒细胞,吞噬细胞,B或T细胞例如CD8+T淋巴细胞,辅 助细胞(Th1或Th2)或伽马三角洲T细胞。
更优选地,免疫吸引物或免疫实体是病理细胞,免疫细胞或免疫细胞 的一部分,免疫物质或免疫物质的一部分,其中免疫物质可以是一种或多 种氨基酸,一种酸例如作为尿酸,抗原,抗体,诸如NaOH的碱,诸如分 化簇的簇,CpG,诸如主要组织相容性复合物的复合物,MHC,MHC-1, MHC-2,MHC-3,细胞因子,胞质分子(例如HMGB1,DNA,优选细菌 DNA),内毒素,酶,鞭毛蛋白,聚糖,二醇缀合物,配体(例如在应激 细胞表面表达的配体),白介素,脂质,脂多糖(LPS),脂蛋白酸,蛋白 质,应激蛋白质,热休克蛋白质,甲酰化蛋白质,RNA,病原体相关分子 模式(PAMP),肽葡聚糖,诸如分子模式识别受体的受体(PRR),特定 的Toll样受体(TLR),NOD样受体(NLR),RIG-I样受体(RGR)或 C型凝集素受体(CLR),不属于要用该组合物治疗的个体的物质,灭活 的或减毒的微生物,灭活的有毒化合物病理细胞的外观,生物物质,蛋白 质,脂质,DNA,RNA的亚基,植物,动物,细菌,真菌,真核或原核 细胞产生的物质,多糖或重组体载体,疫苗成分或疫苗佐剂,或与上述所 列无毒的等效活性物质,例如MPLA,是LPS的无毒等效物。
优选地,免疫吸引剂或免疫实体通过弱键与纳米颗粒连接,弱键可以 是氢键或范德华相互作用。备选地,免疫吸引剂或免疫实体可以通过强键 连接至纳米颗粒,强键可以是离子键或共价键。
本发明还涉及通过冷冻疗法治疗个体的身体部分的方法或纳米颗粒 或冷冻系统,其包括用冷冻系统或冷冻系统的至少一种成分冷却人体的步 骤。从一部分的初始温度到身体部分的冷却温度,该温度低于初始温度, 其中,冷冻系统包括两个部分a)和b):
a)第一部分,是一种冷冻探针,其中该冷冻探针具有选自i)和ii) 中的至少一个性质:
i)冷冻探针适合内部冷却或内部冷却身体部分或从身体内部冷却身体 部分,因为冷冻探针包括穿透段或穿透身体部分的段,其中这样的片段具 有至少一种选自以下的性质:1)渗透片段与制冷剂源连通;2)渗透片段 小于或小于至少0,1,5,10或50%所述身体部分的体积或尺寸或直径或 重量的百分比,也可选为所述身体部分的最大体积或尺寸或直径或重量的 百分比,3)穿透段直接将冷能或冷却能从冷冻探针传递到身体部分4)穿 透段的尺寸或体积或直径至少小于105,103,100,10,5,2或1厘米,
ii)冷冻探针适合于外部冷却动作,或从外部从身体部分冷却身体部 分或从身体外部冷却身体部分,因为该冷冻探针包括不可穿透的部分或未 穿透身体部分的部分,其中该段具有选自以下的至少一种性质:1)非穿 透段与致冷剂源连通;2)非穿透段与外表面接触或相互作用3)非穿透部 分将冷能或冷却能从冷冻探针间接传递到身体部分,并且
b)第二部分,可以是:
i)至少两个纳米颗粒的组装体,其中该组装体包括至少两个彼此结合 或通过结合/绑定材料彼此缔合的纳米颗粒,
要么
ii)至少一种纳米颗粒,其包含:α)铁和/或任选地至少一种不是铁 的其他金属或准金属或半金属,和/或β)铁或氧化铁或金属或准金属或半 金属或金属氧化物的质量或体积百分比大于1,10,30,50或80%。
其中,至少两个纳米颗粒的组装体或至少一个纳米颗粒被所述冷冻探 针冷却,
其中冷冻疗法优选地包括或涉及:
i)优选每立方厘米或毫克或克的身体部分至少有1,5,10,103,105或 1010个冰球,优选包含至少1,5,10,103,105或1010个纳米颗粒,优选每 立方厘米或毫克或克的身体部分,或此类冰球的形成,
ii)优选每立方厘米或每毫克或每克身体部分至少有1,5,10,103,105或1010冰块,优选包含至少1,5,10,103,105或1010个纳米颗粒,优选每 立方厘米或毫克或克的身体部分,或此类冰块的形成,
iii)优选每立方厘米或每毫克或每克身体部分至少有1,5,10,103,105或1010纳米颗粒,优选不具有超过10-50,10-10,10-5,10-1,1,5,10克或毫克 的冰,优选每立方厘米或毫克或克的身体部分,
和/或
iv)优选每立方厘米或每毫克或每克身体部分至少有1,5,10,103,105或1010纳米颗粒,优选没有至少1,5,10,103,105或1010一个或多个冰球 或一个或多个冰块,优选每立方厘米或毫克或克的身体部分,或没有形成 这种一个或多个冰球或一个或多个冰块。
在某些情况下,穿透段可以大于或大于身体部分体积或重量的10-3, 10-1,0,1,5,10,50,70,80或90%。
在某些情况下,穿透段可以具有大于10-5,10-3,10-1,1,5或10厘米 的至少一个尺寸或体积或直径。
在一个实施方案中,冷冻疗法包括或涉及:i)少于1010,105,102,50,10, 5,2,1或0个冰球,优选每立方厘米或毫克或克的身体部分,优选包含至 少1,5,10,103,105或1010个纳米颗粒优选每立方厘米或毫克或克的身体 部分,或此种冰球的形成,或ii)少于1010,105,103,10,5或1冰块,优选 每立方厘米或毫克或克的身体部分,优选包含至少1,5,10,103,105或 1010个纳米颗粒,或iii)少于1010,105,103,102,50,20,10,5,2,1或0个 纳米颗粒,优先于每立方厘米或毫克或克的身体部分,优选没有冰,优选 没有不超过10-50,10-10,10-5,10-1,1,5,10克或毫克的冰,优选每立方厘米或 毫克或克的身体部分,和/或iv)少于1010,105,103,50,20,10,5,2,1或0 个纳米颗粒,优先于每立方厘米或毫克或克的身体部分,优选不具有至少 1,5,10,103,105或1010冰球或冰块,优选每立方厘米或毫克或克的身体 部分,或没有形成这种冰球或冰块。
在一个实施方案中,至少一块冰或至少一个冰球或至少一个纳米颗粒 冰球大于10-5,10-1,1,10,103,105或1010纳米或比10-10,10-5,10-1,1,10 或103毫克或克或千克更重。
在一个实施方案中,至少一块冰或至少一个冰球或至少一个纳米颗粒 冰球小于1020,1010,105,103,10,5,2,1,10-1或10-3纳米或比1010,105,103, 10,5,2,1,10-1,10-3或10-5毫克或克或千克更轻。
本发明还涉及根据本发明的方法或纳米颗粒或冷冻系统,其中该冷冻 系统将冷或冷能直接从冷冻探针传递至身体部分或至少一个纳米颗粒,优 选在冷冻系统不需要或不使用或不包含导热材料时,或者在冷冻系统不与 导热材料接触或相互作用时。
本发明还涉及根据本发明的方法或纳米颗粒或冷冻系统,其中该冷冻 系统将冷能或冷却能从冷冻探针间接传递至身体部分或至少一个纳米颗 粒,优选在冷冻系统需要或使用或包含导热材料或与导热材料接触或相互 作用时。
本发明还涉及根据本发明的方法或纳米颗粒或冷冻系统,其中导热材 料具有选自由以下组成的组的至少一种性质:
i)与冷冻探针/冷冻系统和/或冷冻探针/冷冻系统的至少一种组分和/ 或身体部分和/或至少一种纳米颗粒的构成不同,
ii)它在冷冻探针/冷冻系统或冷冻探针/冷冻系统的至少一种组分与身 体部分之间或夹在它们之间,或在冷冻探针/冷冻系统或至少一种之间冷冻 探针/冷冻系统的组分和至少一种纳米颗粒,
iii)它是优选通过该方法治疗的个体的一部分,其位于身体部分(例 如肿瘤,病理部位或待治疗的身体部分)与冷冻探针/冷冻系统之间或冷冻 探针/冷冻系统的至少一个组分之间,可选地,它是整个皮肤或器官或组织 或血液的一部分/块,位于身体部分(例如肿瘤,病理部位或要治疗的身体 部分)与冷冻探针/冷冻装置之间或冷冻探针/冷冻系统的至少一个组分之 间,
iv)它是气体,可选地是制冷剂气体,
v)它是液体,也可以是制冷剂液体,
vi)它是固体,可能是制冷剂固体,
vii)它是一种非金属材料,
viii)它是有机或碳质材料,并且
ix)它的导热率大于身体部分的导热率或大于10-10,10-8,10-5,10-1,1,5 或10W.m-1.K-1
本发明还涉及根据本发明的方法或纳米颗粒或冷冻系统,其中所述冷 冻探针是产生或产生制冷剂气体或制冷剂液体或制冷剂固体的设备或设 备,
其中任选地,制冷剂气体,液体或固体是温度低于以下的气体,液体 或固体:i)身体部分的温度或初始或最终温度,任选地至少为10-5,10-3,10-1, 0.2,0.5,1,5,10,20,40,50,100,200,250,300或500℃,或ii)100,50,20, 10,5,2,1,0.1,0,-2,-5,-10,-20,-50,-100,-150,-200,或-250℃,
其中任选地测量或检测人体部分中或存在的制冷剂气体或液体或固 体的温度,
其中任选地,在液体,气体或固体扩散到内部或插入到身体部分中或 冷却了身体部分之后,制冷剂气体或液体或固体的温度是或对应于身体部 分的温度,
其中,任选地,制冷剂气体或液体或固体是温度低于(选自下述组), 可选地至少低至少0,0.5,1,1.1,5,10或100倍的气体,液体或固体:
i)在方法或冷冻疗法之前或未使用时的身体部分的温度,,
ii)生理温度,
iii)不会因冷冻探针而降低或冷却的身体部分的温度,和/或
iv)100,80,50,20,10,5,2,1,0.5,0.1,0,-5,-10,-50,-100,-150,-200或 -250℃,
其中任选地,制冷剂气体或液体或固体选自以下冷却或冷实体:i)冷 却或冷的稀有气体或源自这种稀有气体的液体,ii)冷却或冷的氩气,iii) 冷却iv)冷却或冷的氦气,v)冷却或冷的金属,以及v)冷却或冷的半金 属,
其中任选地冷却或冷实体的温度低于:200,100,50,20,10,5,2,1,0, -5,-10,-50,-100,-200或-250℃,
其中,任选地,制冷剂气体,制冷剂液体和制冷剂固体中的至少一种 或两种实体具有/具有选自以下的至少一种性质:i)它/它们存在或共存, ii)它/它们包含在冷冻探针/冷冻系统的内部,内部,表面或外部,或其中 一种成分,iii)从冷冻探针/冷冻的系统中排出-系统或其组分之一,或冷 冻探针/冷冻系统或其组分之一的表面,内部或外部,以及iv)该系统/组 分是由冷冻探针。
其中,任选地,制冷剂气体,制冷剂液体和制冷剂固体中的至少一种 或两种实体包含在或朝着冷冻系统/冷冻探针或其的一个组分或在冷冻系 统/冷冻探针中或其一个组分中扩散,所述身体部分,所述导热材料和/或 所述纳米颗粒。
在其他一些情况下,制冷剂气体,液体或固体是温度高于以下温度的 气体,液体或固体:i)身体部分的温度或冷却温度,至少为10-5,10-3,10-1, 0.2,0.5,1,5,10,20,40,50,100,200,250,300或500℃,或ii)-250,-200, -150,-100,-50,-20,-10,-5,-2,-1,0,1,2,5,10,20或50℃。
本发明还涉及根据本发明的方法或纳米颗粒或冷冻系统,其中所述冷 冻探针/冷冻系统或所述冷冻探针/冷冻系统的至少一个组分是如下装置或 设备:冷却或降低身体部分或至少一种纳米颗粒的温度,并具有选自以下 的至少一种性质:
i)至少在下列方式或条件中的至少一种之后,在身体部分施用至少一 种纳米颗粒:a)在某些情况下,其速率或速度小于1010,105,103,10或10-1每分钟或每秒施用的毫克纳米颗粒,b)在某些其他情况下,其速率或速 度大于10-10,10-5,10-1,1,5或10每分钟或每秒施用的毫克纳米颗粒c)在 某些情况下,具有注射体积大于10-5,10-3,10-1,1,5,10,103或105微升纳 米颗粒或包含该纳米颗粒的悬浮液,d)在某些其他情况下,具有注射体 积小于1010,105,103,10,5,2,1或10-1微升纳米颗粒或包含纳米颗粒的悬 浮液,e)在某些情况下,浓度大于10-10,10-5,10-1,1,5或10毫克纳米颗 粒每升,每毫升,每微升,每克,每毫克或每微克的悬浮液或被施用的纳 米颗粒的组装或身体部分(f)在另一些情况下,浓度小于1050,1010,105,10, 5,2,1,10-1,10-5或10-10毫克纳米颗粒每升,每毫升,每微升,每克,每 毫克或每微克的悬浮液或被施用的纳米颗粒的组装或身体部分,
ii)它测量身体部分或至少一个纳米颗粒,可选地整个身体部分的温 度,可选地测量整个身体部分内的温度分布,可选地测量至少一个纳米颗 粒所在位置的温度,可选地测量身体部分内的温度梯度,可选地,身体部 分特定位置处的温度,可选地,与冷冻探针/冷冻系统或冷冻探针/冷冻系 统表面之间的距离大于1nm的温度,任选温度在大于或等于10-3,10-1,1, 10,50,100,103,106或109的身体部分的质量百分比或身体部分的体积百 分比或身体长度的百分比或立方毫米的身体部分或立方厘米的身体部分, 可选地温度在分辨率或灵敏度或精度大于10-5,10-1,1,10或103℃下测 量,可选的以每立方厘米或立方毫米的身体部分测量。
iii)它要么将纳米颗粒吸引到身体部分或冷冻探针或冷冻系统的至少 一种组分或一部分,要么将纳米颗粒任选地磁性地,任选地通过施加磁场 保持在身体部分中。或磁场梯度,可选地通过将强度大于B=10-10,10-6,10-5, 10-3,10-1,0,1,1,5或10特斯拉(T),毫特或微特的磁场施加在身体部 分或纳米颗粒中/上,可选地,通过施加强度大于ΔB=10-10,10-6,10-5,10-3, 10-1,0,1,5或10特,毫特或微特每立方米或立方厘米,克或毫克或微 克的身体部分或纳米颗粒,其中ΔB优选是磁场强度在给定的身体部分的 单位体积,其中磁场或磁场梯度可选地沿与可选地具有趋向性的血流相反 或不同的方向施加可以在不存在此类磁场的情况下将纳米颗粒从身体部 分排出,其中可选地,磁场或磁场梯度是沿朝向冷冻探针至少一个组成部 分(如冷冻探针)的方向施加的温度调节器或温度传感器,
iv)可选地通过回波描记术,磁共振成像,扫描仪,光学成像,超声 成像或磁性颗粒成像对身体部分或纳米颗粒成像或可视化,在某些情况下 可选地具有足以可视化至少一个的分辨率。纳米颗粒,身体部分和/或区分 纳米颗粒和/或身体部分的存在和/或区分健康细胞或组织与病理细胞或组 织如肿瘤细胞的存在或组织。
其中上述至少一种性质任选地是由冷冻探针或冷冻系统的至少一种 组分赋予的,
其中任选地,所述冷冻探针或冷冻系统包含第一组分,所述第一组分 为温度调节剂,其调节或降低或保持所述身体部分或所述至少一种纳米颗 粒的温度以及选自由以下组成的组的至少一种其他组分:
i)第二组分,其是用于施用纳米颗粒的装置,例如注射器,导管或注 射系统,其任选地包含用于控制注射速率的绒球,与常规的注射器或导管 相比任选地进行了改造或改进,使得该装置可以用温度调节器或冷冻系统 或冷冻系统的至少一个其他组分插入人体部位,
ii)第三组分,其是测量身体部分或至少一个纳米颗粒的温度的温度 传感器,
iii)第四组分,其任选地通过在多于1秒内产生任选地施加在至少一 种纳米颗粒上的磁场或磁场梯度来吸引至少一种纳米颗粒在身体部分中 或将纳米颗粒保持在身体部分中。或在整个治疗或部分治疗或至少一个治 疗步骤中,
iv)成像或可视化身体部分或纳米颗粒的第五种成分,可以从以下组 中任意地选择:回波描记器,扫描仪,磁共振成像系统,磁性粒子成像系 统,光学成像系统,光声成像系统和超声成像系统,
v)可选地在加热步骤期间加热或加热身体部分或纳米颗粒或提高身 体部分或纳米颗粒的温度的第六组分,其中第六组分可选地是辐射,可选 地是加热辐射,可选地是激光,超声波,磁场(例如交变磁场),其中第 六个组分是可选的加热设备或设备,
其中,可选地,所述冷冻探针或冷冻系统的至少两个不同的组分彼此 连接或通信,可选地通过电或电子组分,可选地通过至少一个软件或计算 机,
其中任选地,至少两个不同的组分被包含在同一单元,包装,外壳, 箱子,屠体,船体,框架,层次和/或骨架,即任选地,相同的系统或计算 机或软件控制这些组分,或以不同的方式单元,包装,外壳,箱子,屠 体,船体,框架,层次和/或骨架,即可选地由不同的系统或计算机或软件 来控制这些组分,
其中可选地,两个不同的组分工作或同时打开,例如,如果一个组分 需要/由另一个组分提供或提供的信息或动作需要/另一个组分工作,
其中可选地,两个不同的组分可以工作或一个接一个地工作,例如, 当两个组分无法开机或不能同时工作时,例如,如果这种同时进行的动作 会阻止至少一个组分工作,则可以。
本发明还涉及根据本发明的方法或纳米颗粒或冷冻系统,其中该冷冻 系统通过一个步骤,在其中将一个指令或指示给予至少一个冷冻探针或冷 冻系统的组分,可选的通过冷冻探针或冷冻系统的另一个组分,或冷冻探 针或冷冻系统的一个组分控制冷冻探针或冷冻系统的另一个组分
其中该步骤任选地选自:
i)温度调节器应达到的温度设置为所需温度或由个体使用或操作冷 冻探针或冷冻系统,可选地通过温度传感器,可选地根据个体,通过个体 进行控制或改变。按照以下顺序或以不同的顺序按以下顺序进行操作:1) 将温度调节器的温度设置为温度调节器应根据操作人员或使用人员做出 的选择在身体部分通过冷冻系统达到的所需温度。2)如果将导热材料放 置在身体部分和温度调节器之间,则将温度调节器插入身体部分或将温度 调节器放置在身体部分之外,3)温度调节器根据所需温度调节变化,可 选地从初始温度或接近初始温度的温度到冷却温度或温度接近冷却温度 的温度,可选地导致或引起身体部分的温度从初始温度降低到冷却温度;4) 温度传感器在至少一个序列中测量身体部分的温度,以及5)当达到所需 温度或冷却温度时,温度调节器的温度停止变化或变化较小,
ii)任选地在基于身体部分或纳米颗粒的成像之后或之后,调节第四 组分的磁场强度或磁场梯度,以将纳米颗粒保持在身体部分中或将纳米颗 粒吸引向冷冻探针或冷冻探针或冷冻系统的组分,这种成像可选地能够确 定纳米颗粒是否在身体部分或位于身体部分的位置,
iii)调节第二组分施用纳米颗粒的至少一个参数,例如期望的纳米颗 粒所施用的位置,纳米颗粒施用的速度,纳米颗粒的施用浓度,任选地由 个体或医务人员处理接受治疗的个体,可选地在身体部分成像之后或基于 身体部分成像,其中这种成像可选地使得能够确定要治疗的身体部分和/ 或应该将纳米颗粒施用于身体部分的位置,以及
iv)调节成分的至少一个参数,可选地第六成分,其可选地包括:成 分的强度,频率,功率,能量和施加射线的持续时间,或者增加或变化, 可选地以选自以下的至少一种方式:a)在加热步骤中,b)在一段时间内 或期间或一段时间内加热身体部分或纳米颗粒,c)由辐射或辐射的至少 一个参数的值控制或调整的时间段d)在不到24小时的时间内从冷却温度 到最终温度e)f)比不使用g)减少治疗的总时间;h)使整个治疗时间与 麻醉(例如局部或全身麻醉)的时间相适应或相近或小于其时间,或任选 地对身体或个体i)在温度传感器测量身体部分的温度之后或基于温度传 感器对温度的测量,在此情况下,后者可以估计在某些情况下身体部分从 冷却温度升温到最终温度所需的时间。
本发明还涉及所述方法或纳米颗粒或冷冻系统,其中所述冷冻系统中 至少一种纳米颗粒的存在导致至少一种性质的存在或与之相关,所述至少 一种性质任选地在所述方法的至少一个步骤或该方法的一个步骤的一部 分或比所述方法的至少一个步骤的总持续时间的少100%,50%,10%,5%, 2%或1%的过程中测量或存在,选自有下述组成的组:
i)与不使用或不包含或不涉及纳米颗粒的冷冻疗法相比,身体部分的 温度梯度降低,可选地降低至少0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10或100倍,可选 的至少10-3,10-1,0,1或10摄氏度每立方厘米或每立方毫米的身体部分 和/或每秒,
ii)温度梯度小于不使用,不包含或不涉及纳米颗粒的冷冻疗法的温 度梯度,
iii)小于0.1,1,10,50,100,200或103℃的可选地根据每立方厘米或 立方毫米的身体部分和/或每秒测量温度梯度,然而冷冻疗法的温度梯度比 不使用,不包含或不涉及纳米颗粒的冷冻疗法的温度梯度大0.1,1,10,50, 100,200或103℃可选地根据每立方厘米或立方毫米的身体部分和/或每 秒测量的,
iii)在治疗期间达到的最低温度值或与该疗法相关的最低温度值与在 不使用,不包含或不涉及纳米颗粒的冷冻疗法期间的最低温度值与之相关 的最低温度值相比有所增加,可选地至少0,0.5,1,1.1,1.5,2,5,10或100, 可选的至少10-3,10-1,0,1或10摄氏度每立方厘米或立方毫米的身体部 分和/或每秒
iv)最低温度大于-250,-200,-100,-50,-20,-10,-5,-2,-1,0,1,2,5或 10℃,然而,可选地,不不包含或不涉及纳米颗粒的冷冻疗法的温度小 于50,10,5,2,1,0,-1,-2,-5,-10,-20,-50,-100,-200或-250℃,
vi)形成至少一个纳米颗粒冰球或一个冰冷的纳米颗粒或一个冰球或 冰块,其嵌入或包围或包含至少一个纳米颗粒,而可选地,不使用,不包 括,或不涉及纳米颗粒的分子不形成至少一个纳米颗粒冰球或一个冰冷的 纳米颗粒或一个嵌入或包围或包含至少一个纳米颗粒的冰球或冰块,
vii)没有形成至少一个不嵌入或不包围或不包含至少一种纳米颗粒的 冰球,而可选地,不使用,不包含或不涉及纳米颗粒的冷冻疗法形成至少 一个冰球不使用,不包含或不涉及纳米颗粒,
viii)与不使用或不包含或不涉及纳米颗粒的冷冻疗法相比,该方法 至少一个步骤的功效提高,例如在给定温度下更有效地破坏病理细胞,
ix)与不使用或不包含或不涉及纳米颗粒的冷冻疗法相比,可选地由 于使用较高的冷却温度而导致的毒性,副作用或疼痛的减轻,以及
x)与不使用或不包含或不涉及纳米颗粒的冷冻疗法相比,避免或抑 制了麻醉,任选地在局部麻醉或全身麻醉,可选地在所述方法的冷却,保 持或加热步骤期间。
本发明还涉及根据本发明的方法或纳米颗粒,还包括以下步骤a)和 b)中的至少一个:
a)可选地在冷却身体部分之前或同时向身体部分/内部施用纳米颗粒,
b)可选地通过将身体部分的温度从所述身体部分的冷却温度升高到 所述身体部分的最终温度来使身体部分或至少一种纳米颗粒的温度升温 或使其升温或升高。可选地,通过使身体部分的温度从所述身体部分的冷 却温度升高到所述身体部分的最终温度,
以及c)到i)中的至少以下步骤之一:
c)麻醉身体部分或个体,任选至少在将纳米颗粒施用于身体部分/在 身体部分中的部分或整个步骤之前或期间,任选在某些情况下局部麻醉身 体部分或身体部分区域,任选在其他一些情况下,通常会麻醉整个体,
d)保持或使身体部分或至少一种纳米颗粒的温度保持在:i)冷却温 度或ii)保持温度,其任选地包括在冷却温度与初始或最终温度之间,
e)任选地通过使用温度调节剂来调节或降低或升高或保持身体部分 或至少一种纳米颗粒的温度,
f)可选地通过使用温度传感器来测量身体部分或至少一种纳米颗粒 的温度,
g)任选地通过使用冷冻探针的组分吸引至少一种纳米颗粒朝着身体 部分,将至少一种纳米颗粒吸引到身体部分
h)可选地通过使用冷冻探针的组分将至少一种纳米颗粒保持在身体 部分中,该部件至少将其保持在身体部分10-3秒以上,
i)对身体部分或至少一个纳米颗粒进行成像或可视化,可选地通过使 用选自以下的冷冻探针的组分:回波描记器,扫描仪,磁共振成像系统, 磁性粒子成像系统,光学成像系统,光声成像系统和超声成像系统,
其中任选地,通过使用或接通所述冷冻探针或所述冷冻探针或冷冻系 统的至少一种组分来进行a)至i)中的至少一个步骤,
其中任选地,通过使用或接通冷冻探针的不同组分或通过使用冷冻探 针的不同组分相同或不同组分,即例如冷冻剂的一个组分,进行a)至i) 中的至少两个不同步骤。冷冻探针在一个步骤中打开,而在另一步骤中关 闭,
其中可选地,a)至i)中的至少两个不同的步骤同时进行或以任何顺 序彼此跟随,
其中任选地至少一个步骤,任选地步骤g)和/或h)是通过产生任选 施加在至少一种纳米颗粒上的磁场或磁场梯度来进行的,任选地在超过1 秒内或在整个处理过程中或在治疗的一部分中或在治疗或方法的至少一 个步骤中。
本发明还涉及根据本发明的方法或纳米颗粒或冷冻系统,其中所述冷 冻系统或冷冻探针或所述冷冻系统或冷冻探针的至少一种组分能够:
i)抑制或避免或阻止步骤c)或麻醉,例如局部或全身麻醉,其中可 选地,抑制或避免或阻止麻醉是由于以下事实:治疗期间达到的冷却温度 大于或高于治疗期间达到的温度不使用或不包含或不涉及纳米颗粒的冷 冻疗法,即通常在-40℃以上,或在-250,-200,-100,-50,-40,-20,-10,-5,-2 或0℃,其中在方法的至少一个步骤(例如冷却步骤,加热步骤和/或保 持步骤)中,可选地抑制或避免或防止麻醉,可选地,在该方法的至少一 个步骤中抑制或避免麻醉或抑制麻醉,例如在施用纳米颗粒期间,取消或 避免或预防麻醉地发生,其中可选地,取消或避免或预防麻醉地发生是全 身麻醉而不是局部麻醉,
ii)与不使用或不包含或不涉及纳米颗粒的冷冻疗法相比,减少了麻 醉的持续时间或减少了麻醉期间使用的产品(例如化学药品或气体)的强 度或浓度或毒性,
iii)与不使用或不使用或不使用纳米颗粒的冷冻疗法相比,减少了麻 醉后可能发生的苏醒时间或是麻醉后的必要步骤,
iv)与不使用或不包含或不涉及纳米颗粒的冷冻疗法相比,减少可能 与麻醉有关的副作用,例如混乱,记忆力减退,头昏,难以排尿,静脉滴 注引起淤青或酸痛,恶心,呕吐,发抖,感到寒冷,喉咙痛,感到不适, 过敏反应与未使用或未使用以下药物的冷冻疗法相比,其死亡,死亡,神 经阻滞,不适感,刺痛感,无力,肌肉抽搐或虚弱,麻木,视力模糊或受影响或减弱,身体功能障碍或功能失常或身体受损,
v)抑制或预防或避免或减少由于不使用或不包含或不涉及纳米颗粒 的冷冻疗法导致的病理细胞或转移瘤的副作用或疼痛或扩散,可选地由于 低温导致的,通常低于-40℃,其在没有纳米颗粒的情况下,在所述疗法 的至少一个步骤中达到,
vi)保存或低温保存或存储或低温存储至少一种选自以下物质的材料: 生物材料,身体部分,部分的身体部分,生物学部位,酶,蛋白质,DNA, RNA,组织,器官,血液,生物液,细胞质,细胞和细胞器,可选地持续 超过0,10-50,10-10,10-5,10-1,1,5,10,103或105秒,其中此类材料是健康 材料,或不包含至少一种病毒,病理细菌或病理/肿瘤细胞,
vii)破坏或破坏或杀死选自以下的至少一种材料:生物材料,身体部 分,部分的身体部分,生物学部位,酶,蛋白质,DNA,RNA,组织,器 官,血液,生物液,细胞质,细胞和细胞器,持续时间不超过0,10-50,10-10, 10-5,10-1,1,5,10,103或105秒,其中此类物质是病理性的或肿瘤,病毒 或病理细菌,
viii)有选择地破坏病理物质而不破坏健康物质或不杀死或诱发接受 治疗的个体的器官发烧或副作用,也不破坏/破坏该器官,
和/或
ix)增大和/或修改其尺寸和/或触发其膨胀,可选地,其膨胀系数至 少为0,1,5,10或103,至少可选地为0,10-10,10-5,10-3,1,5,10或103纳 米,至少一种材料选自:生物材料,身体部分,身体部分,生物学部位, 酶,蛋白质,DNA,RNA,组织,器官,血液,生物液,细胞质,细胞和 细胞器,可选地持续超过0,10-50,10-10,10-5,10-1,1,5,10,103或105秒。
本发明还涉及根据本发明的方法,其中所述初始温度和/或最终温度是 生理温度,其中所述生理温度是选自下组的温度:i)身体部分在冷却之前 或之后的温度,ii)没有发烧的个体的温度,iii)25至45℃之间的温度, iv)个体或个体的身体部分或个体的血液的温度,其温度不超过该个体, 该个体的身体部分或该个体的血液在其整个生命过程中测得的平均温度 5℃以上,v)个体或个体身体部分或个体血液的温度,其温度不低于个 体,个体身体部分或个体血液在其整个生命过程中测得的平均温度5℃以 上。
本发明还涉及根据本发明的方法的至少一个步骤,优选地是冷却步骤, 其中该方法的至少一个步骤被重复,可选地被重复2,5,10或20次以上。
本发明还涉及根据本发明的方法的至少一个步骤,优选地是冷却步骤, 其中该方法的至少一个步骤不重复或重复小于1000,100,50,20,5或2次。
本发明涉及根据本发明的方法,其中该方法的给定步骤在不同于该给 定步骤的该方法的另一步骤之前,之中或之后发生或出现,
其中可选地,冷却步骤发生在保持或加热步骤之前,或者冷却步骤对 于保持或加热步骤的发生是必要的,或者对于有效或有效地破坏个体或个 体的身体部分的方法是必需的,
其中任选地,纳米颗粒施用步骤发生在冷却和/或保持和/或加热步骤 之前或期间,或者纳米颗粒施用步骤对于冷却和/或保持和/或加热步骤有 效或在冷却步骤是必需的。该方法的至少一个步骤可以有效地或有效地破 坏或治愈个体的身体部分,
其中任选地麻醉步骤发生在施用步骤,冷却步骤,保持步骤和/或加热 步骤,或麻醉步骤期间,以使患者在所述方法的至少一个步骤中不遭受副 作用或疼痛。,
其中可选地,调节步骤发生在冷却步骤,保持步骤和/或加热步骤期间,
其中可选地,在温度调节器被设定为身体部分在冷却步骤中应达到的 期望温度的时间点与身体部分下降至或达到冷却温度的时间点之间的调 节步骤的持续时间是冷却步骤的持续时间,
其中可选地,将温度调节器设定为在保持步骤期间身体部分所需的温 度的时间点和身体部分保持或保持或具有保持温度的时间点之间的调节 步骤的持续时间是保持步骤的持续时间,
其中可选地,在温度调节器被设置为身体部分在加热步骤期间应达到 的期望温度的时间点与身体部分增加至或达到加热温度的时间点之间的 调节步骤的持续时间是加热步骤的持续时间,
其中,任选地,测量温度的步骤发生在调节步骤,冷却步骤,保持步 骤和/或加热步骤之前,之中或之后,或者测量温度的步骤用于调节至少一 个温度参数。调节步骤,冷却步骤,保持步骤和/或加热步骤,其中该参数 可选地选自:i)冷却温度,ii)初始温度,iii)最终温度,iv)在加热步 骤中温度升高的速率;v)在冷却步骤中温度降低的速率;vi)在冷却,保 持和/或加热步骤中温度变化或波动,
其中任选地,将纳米颗粒吸引到身体部分的步骤或将纳米颗粒保持在 身体部分中的步骤发生在冷却和/或保持和/或加热步骤之前或期间,或将 纳米颗粒吸引到身体部分的步骤。或将纳米颗粒保持在身体部分中的步骤 对于冷却和/或保持和/或加热步骤有效是必要的,或者对于有效或有效地 破坏或治愈个体的身体部分的方法而言是必需的,
其中任选地没有将纳米颗粒吸引到身体部分的步骤或将纳米颗粒保 持在身体部分中的步骤,身体部分中的纳米颗粒的浓度不足以使治疗或方 法有效,
其中任选地,在纳米颗粒施用步骤之前或期间进行可视化/成像身体部 分和/或纳米颗粒的步骤,任选地确定应该施用纳米颗粒的位置或在纳米颗 粒施用之前或期间施用纳米颗粒的位置,
其中任选地,在纳米颗粒施用步骤之后进行可视化/成像身体部分和/ 或纳米颗粒的步骤,任选地确定在纳米颗粒施用之后纳米颗粒位于何处, 任选地确定纳米颗粒在该过程中是否保留在身体部分中治疗的至少一个 步骤,
其中任选地,在冷却,保持和/或保持步骤之前,之中或之后进行可视 化/成像身体部分和/或纳米颗粒的步骤,任选地确定治疗是否有效和//或导 致副作用。
本发明还涉及根据本发明的方法,其中,冷却身体部分的步骤在冷却 时间t1内进行,其中t1具有选自由以下各项组成的组中的至少一种性质:
i)t1在某些情况下大于10-20,10-6,10-3,10-1,0,1,5,10,102或105秒 或分钟,
ii)在其他情况下,t1的时间短于20或1年,24,12或1个月,30,20, 10,5,2或1天,24,12,6,3或1小时,60,30,20,10,5,2或1分钟,60, 30,10,5或1秒,
iii)t1在存在和不存在纳米颗粒的情况下相似,或者在存在和不存在 纳米颗粒的情况下,相差不超过1,10,50或80%,或在存在和不存在纳 米颗粒的情况下超过0,1,5,10或105倍或在存在和不存在纳米颗粒的情 况下,相差不超过10-1,0,1,5,10,103,105或1010秒。
本发明还涉及根据本发明的方法,其中该方法的至少一个不同于冷却 步骤的步骤,可选地是加热或保持步骤,是在时间t2期间进行的,并且t2具有至少一个选自以下的特性:该组包括:
i)t2在某些情况下比t1长,可选地至少为0,0.5,1,1.1,5或10倍或 至少10-10,10-5,10-3,10-1,0,1,10或100秒,
ii)在某些其他情况下,t2比t1短,可选地至少为0,0.5,1,1.1,5或10 倍或至少10-10,10-5,10-3,10-1,0,1,10或100秒,
iii)在某些情况下,t2大于10-20,10-6,10-3,10-1,0,1,5,10,102或105秒或分钟,
iv)在某些其他情况下,t2短于20或1年,24,12或1个月,30,20, 10,5,2或1天,24,12,6,3或1小时,60,30,20,10,5,2或1分钟,60, 30,10,5或1秒,
v)t2在存在纳米颗粒时比不存在纳米颗粒时长,可选地大于1,10,50 或80%或大于0,1,5,10或105倍或大于10-5,10-1,0,1,5,10,103,105或 1010秒。
在某些情况下,t2与t1相同或相似,或者与t1相差不超过10-10,10-5,10-3, 0,1,5,10,100,103,105或1010秒(s)或分钟。
本发明还涉及根据本发明的方法,其中冷却温度大于-200,-100,-50, -40,-30,-20,-10,-5,-2,-1,0,1,2,5或10℃。
在某些情况下,冷却温度可能会低于200,100,50,20,10,5,2或1℃。
本发明还涉及根据本发明的方法,其中所述冷冻系统,冷冻探针,所 述冷冻系统/冷冻探针的至少一种组分和/或至少一种纳米颗粒是,包含, 产生和//或包含在:a)装置,b)设备,c)组合物,d)化妆品组合物,e) 化学组合物,f)药物组合物,g)生物组合物,h)悬浮液中,)粉末,j) 流体,k)铁磁流体,l)药物,m)医疗设备,n)产品和o)源自a)至n) 的任何组合或衍生物,
其中任选地,a)至n)中的任何实体具有医学,诊断和/或治疗目的 或用途,
其中任选地,a)至n)中的任何实体为I,II或III类,或为a,b或 c子类,或为植入物或可植入或不可植入或可激活或不可激活,优先通过 辐射。
本发明还涉及根据本发明的方法,其进一步包括在冷冻疗法期间将个 体的身体部分在冷却温度下存储或保持在冷却温度下,优选地超过10-10, 10-5,10-1,0,1,5,10或100秒,优先选择不改变或损坏或破坏或杀死人体 部分或个体,优先允许保存人体部分或个体,优先导致病理部位,肿瘤的 破坏,病理细菌或病毒。
本发明还涉及根据本发明的方法,其中任选地在整个身体中任选地在 身体部分中达到温度梯度和/或冷却温度和/或与身体部分的温度相关联。 或该方法的至少一个步骤的一部分,其中温度梯度和/或冷却温度具有选自 以下的至少一种性质:
i)在某些情况下,温度梯度低于105,103,150,50,10或1摄氏度, 可选地根据每秒和/或每立方厘米或立方毫米身体部分测量,
ii)在某些其他情况下,温度梯度大于10-10,10-5,10-3,10-1,0,1,5,10或 103摄氏度,可选地根据每秒和/或每立方厘米或立方毫米身体部分测量,
iii)在某些情况下,冷却温度高于–200,-100,-50,-40,-20,-10,-5,-2,-1, 0,1,2,5或10℃,
iv)在某些其他情况下,冷却温度低于103,500,100,50,20,10,5,2,1, 0,-1,-5,-10,-20,-40,-50,-100或-200℃。
本发明还根据本发明的方法,其中所述身体部分具有选自由以下组成 的组的至少一种性质:
i)在某些情况下,超过身体部分质量或体积的10-5,10-3,1,20,50,80 或90%,或超过10-9,10-6,10-3,10-1,0,1,5,10,100厘米,平方厘米或立方 厘米,毫米,平方毫米或立方毫米的身体部分被冷却下来,可选地超过10-5, 10-3,10-1,0,1,5或103℃,,可选地低于初始或最终温度或高于冷却温度, 可选地每秒和/或每立方厘米或立方毫米身体部分,可选地,当冷冻系统能 够在大部分的身体部分使冷或冷能量扩散时。
ii)在其他一些情况下,少于或小于身体部分质量或体积的100,90,80, 70,50,20,10,5,2或1%,或少于109,106,103,10,5,2,1,10-1,10-3或10-6厘米,平方厘米或立方厘米,毫米,平方毫米或立方毫米的身体部分被冷 却下来,可选地小于105,103,500,100,80,50,40,20,10,5,2,1或10-1, 可选地低于初始或最终温度或高于冷却温度,可选地每秒和/或每立方厘米 或立方毫米身体部分,可选地,当冷冻系统能够在人体的相对有限的部分内扩散冷或冷能时,
iii)在某些情况下,与不存在纳米颗粒的情况相比,存在纳米颗粒的 身体部分的体积,表面或长度更大,可选地,与不存在纳米颗粒的情况相 比,在存在纳米颗粒的身体部分中,额外的身体部分的质量或体积的10-5, 10-3,1,20,50,80或90%或额外的10-9,10-6,10-3,10-1,0,1,5,10,100厘米, 平方厘米或立方厘米,毫米,平方毫米或立方毫米被冷却下来,可选地, 当纳米颗粒能够使冷或冷能在身体的较大部分内扩散时,其当纳米颗粒均 匀分布在身体部分时,可能会发生
iv)在某些其他情况下,与不存在纳米颗粒的情况相比,存在纳米颗 粒的身体部分的体积,表面或长度更小,可选地降低10-5,10-3,1,20,50,80 或90%身体部分的质量或体积,或10-9,10-6,10-3,10-1,0,1,5,10,100厘 米,平方厘米或立方厘米,毫米,平方毫米或立方毫米,可选地,当纳米 颗粒阻止冷或冷能在身体部分的较大部分内扩散时,例如当一个或多个纳 米颗粒聚集和/或一个或多个纳米颗粒聚集位于冷冻探针或冷冻探针或冷 冻系统的至少一个组装体附近时,可能发生。
其中,任选地,身体部分是至少1,10,103,105或1010个病理细胞, 病理细菌和/或病毒的集合体,或在或过程中该集合体起源或位于的区域。 在该方法的至少一个步骤之前。
本发明还涉及根据本发明的方法或冷冻系统,其中,冷冻系统的第二 部分具有选自由以下组成的组的至少一种性质:
i)所述至少一个纳米颗粒是冰成核位点,其中可选地,所述冰成核位 点形成围绕至少一个纳米颗粒的冰球或冰块,其可选的大于不围绕所述至 少一个纳米纳米颗粒的冰球或冰块和/或在其中产生这种形态或保持在 更高的温度下可选地比不围绕至少一个纳米颗粒的存在或形式的冰球或 冰块温度高10-5,10-3,10-1,0,1,2,5,10或100℃以上。,
ii)彼此结合或通过结合/绑定材料彼此缔合的至少两个纳米颗粒的冰 核位点的尺寸比所述至少两个纳米颗粒不彼此结合或不通过结合或绑定 材料彼此缔合更大,可选地超过10-3,10-1,0,1,5,10或100nm,
本发明还涉及根据本发明的方法或冷冻系统,其中所述冷冻疗法是非 冰球冷冻疗法,其中所述非冰球冷冻疗法具有选自以下的至少一种性质:
i)它不使用或不包含至少一个冰球或一个冰球嵌入或包含至少一种金 属或氧化铁纳米颗粒,可选地每立方米或立方厘米或立方毫米身体部分,
ii)所达到,达到的温度与大于冰球温度的温度相关,在该温度以下 冰球会形成或开始形成,或者大于-100,-50,-40,-20,-5,0,或5℃,
其中冰球温度任选地是在没有纳米颗粒的情况下在身体部分中冰球 形成或开始形成的温度。
本发明还涉及根据本发明的方法或冷冻系统,其中所述冷冻疗法是纳 米颗粒-冰球冷冻疗法,其中所述纳米颗粒-冰球冷冻疗法是使用或包括至 少一种纳米颗粒-冰球的冷冻疗法。,
其中,纳米颗粒冰球是或包含至少一种嵌入或包含至少一种金属或氧 化铁纳米颗粒的冰球,
其中任选地进行的纳米冰球冷冻疗法所达到的温度小于纳米冰球的 温度,
其中任选地,纳米颗粒冰球温度小于50,10,5,0,-2或-5℃,
其中,任选地,纳米颗粒冰球温度是在纳米颗粒存在下在身体部分中 纳米颗粒冰球形成或开始形成的温度以下的温度。
本发明还涉及根据本发明的方法或冷冻系统,其中所述至少一个纳米 冰球具有选自由以下组成的组的至少一种性质:
i)至少一个纳米颗粒-冰球的尺寸大于至少一个纳米颗粒的尺寸,任 选地大至少0,0.1,0.5,1,1.1,1.5,2,5或10倍,可选地至少0,10-6,10-3, 10-1,1或10纳米,
ii)至少一个纳米颗粒-冰球的尺寸大于至少一个冰球的尺寸,可选地 大至少为0,0.1,0.5,1,1.1,1.5,2,5或10,可选地至少为0,10-6,10-3,10-1, 1或10纳米,
iii)至少一个纳米颗粒-冰球的数量大于至少一个冰球的数量,可选地 至少为0,0.1,0.5,1,1.1,1.5,2,5或10倍,可选地至少为0,1,2,5或10 倍,
iv)至少一个纳米颗粒-冰球具有至少一种选自以下组成的组的特性: 1)它被内化在细胞内;2)它被定位在细胞外;以及3)与以下物质接触 或相互作用:生物材料,而可选地,至少一个冰球不具有选自以下的至少 一种性质:1)它在细胞内被内化,2)它在细胞外,并且3)处于接触状 态或与生物材料的相互作用,
v)至少一个纳米颗粒冰球被内化到至少一个细胞中,而至少一个冰 球被定位在至少一个细胞外,
vi)至少一个纳米颗粒-冰球导致至少一种生物材料或细胞的肿胀,增 大或扩张或冷冻保存,其选择性为至少0,0.1,0.5,1,1.1,1.5,2,5或10倍, 可选地至少为0,10-6,10-3,10-1,1或10微米,可选地大于10-3,10-1,0,1,5, 10,103,1010或1050秒,
vii)与至少一个冰球的结晶度或至少一个纳米颗粒-冰球中的结晶平 面或有序原子数相比,至少一个纳米颗粒-冰球的好于或增加较大,可选 地至少为0,0.1,0.5,1,1.1,1.5,2,5或10倍,可选地至少为0,10-6,10-3, 10-1,1或10晶体平面或有序原子,
其中任选地,在某些情况下,至少一个纳米颗粒-冰球的尺寸和/或数 量是在可形成冰的温度下,任选地在低于100,50,20,10,5,2,1,0,-1或 -5℃的温度下测量。
其中任选地在至少一些其他情况下,至少一个纳米颗粒的尺寸和/或数 量,在不能形成冰的温度下,任选地在-200,-100,-50,-40,-20,-10,-5,-2,-1, 0,1或5℃以上的温度下测量。
本发明还涉及根据本发明的方法或冷冻系统,其中所述纳米颗粒冰球 具有选自由以下组成的组的至少一种性质:
纳米颗粒-冰球的温度高于冰球的温度,可选地至少0,0.1,0.5,1,1.1, 1.5,2,5或10倍,可选地至少为0,10-6,10-3,10-1,1或10℃,
纳米颗粒-冰球自身转变为纳米颗粒或融化持续的时间大于冰球或冰 地融化的时间,可选地至少为0,0.1,0.5,1,1.1,1.5,2,5或10倍,可选地 大于0,10-6,10-3,10-1,1,10,103或105秒。
本发明还涉及根据本发明的方法或冷冻系统,其中所述纳米颗粒是冰 冷却的纳米颗粒,其中所述冰冷却的纳米颗粒具有选自以下的至少一种性 质:
i)冰冷却的纳米颗粒是通过冰,冰球和/或纳米颗粒-冰球冷却的纳米 颗粒,优先在冷却步骤中,可选地通过将纳米颗粒的温度降低到100,50,10, 5,2 1或0℃以下,
ii)冰冷却的纳米颗粒是任选地在低于100、50、10、5、2 1或0℃ 的温度下为或包含或形成纳米颗粒-冰球的纳米颗粒,
iii)冰冷却的纳米颗粒是在高于-100,-50,-40,-20,-10,-5,-2,-1,0,1 或5℃的温度下,或在高于没有纳米颗粒的情况下冰在人体部位形成的 温度的温度下,将冰包含或形成或保持在身体部分中的纳米颗粒
iv)冰冷却的纳米颗粒或包含其的身体部分的的温度比不包含至少一 种冰冷却的纳米颗粒的身体部分的温度以较小的速率或速度升高,可选地 至少0,0.1,0.5,1,1.1,1.5,2,5或10倍,可选地每秒至少0,10-6,10-3,10-1, 1或10℃,可选每单位体积或立方厘米身体部分,可选地在某些情况下, 当冰冷却和/或非冰冷却的纳米颗粒暴露于辐射时,在某些情况下,任选地 在冰冷却和/或非冰冷却的纳米颗粒没有暴露在辐射下
v)冰冷却的纳米颗粒或包含其的身体部分的温度比不包含至少一种 冰冷却的纳米颗粒的身体部分的温度更缓慢或以较小的速率升高,可选地 至少0,0.1,0.5,1,1.1,1.5,2,5或10倍,可选地每秒至少0,10-6,10-3,10-1, 1或10℃,可选每单位体积或立方厘米身体部分,可选地,当纳米颗粒 能够保持或保持冷或冷能时,
vi)冰冷却的纳米颗粒或其所包含的身体部分的温度以每秒小于或等 于103,100,50,10,5,2或1摄氏度每秒,可选地每立方厘米身体部分的 速度或速率增加。
本发明还涉及根据本发明的方法或冷冻系统,其中冷冻疗法刺激或激 活个体的免疫系统或至少一种免疫细胞或免疫实体,任选地破坏至少一种 病理/肿瘤细胞或病理细菌或病毒,可选地在纳米颗粒施用和/或冷却步骤 之后,可选地由于冰冷却或冷却的纳米颗粒,可选地在纳米颗粒和/或病理 /肿瘤细胞或病理细菌或病毒所在的区域定位,可选地当冷却温度高于某个 阈值时,可选地当冷却温度高于-250,-200,-100,-50,-40,-20,-10,-5,-2,-1, 0,1,5或10℃(摄氏度),
其中可选地,冰冷却或冷却的纳米颗粒引起局部热扰动,
其中任选地冰冷却或冷却的纳米颗粒或局部热扰动吸引或触发免疫 系统的至少一种组分的存在,任选地在纳米颗粒和/或病理/肿瘤细胞和/或 细菌和/或病毒所处地区域或身体部分内,
其中任选地,阈值温度是这样或足够高或足够大以至于它不会部分或 完全停止身体部分或个体或身体部分的至少一种组分例如细胞,一种酶, 一种包含在身体部分的蛋白质的活性或代谢活性或酶活性,。
通过以下非限制性附图和实施例将进一步描述本发明。
附图说明
图1:(a)当不同量的N-CMD(62微克/毫升,250微克/毫升,或 1000微克/毫升的磁小体)在5分钟,30分钟,3小时,6小时,24小时 和96小时的培养时间内与PC3-Luc细胞接触时,PC3-Luc细胞内部的 N-CMD用CMD包裹的磁小体矿物)的量,以皮克铁每细胞估算。(b)在培养期间,当不同量的N-MCD(62微克/毫升,250微克/毫升,或1000 微克/毫升的磁小体)在5分钟,30分钟,3小时,6小时,24小时和96 小时内与PC3-Luc细胞接触时,细胞内化的N-CMD百分比。该百分比是 细胞内铁中N-CMD的量与与细胞培养基中N-CMD的铁的量之比。
图2:(a)不包含N-CMD的PC3-Luc细胞或在3小时内与1毫克每 毫升的N-CMD一起培养的PC3-Luc细胞的温度变化,它们从室温(RT) 冷却至Tmin的10℃,然后从Tmin升至室温。(b)没有N-CMD的PC3-Luc 细胞或与在3小时内与1毫克每毫升的N-CMD一起培养的PC3-Luc细 胞的温度变化,将其从RT冷却至Tmin的0℃,然后从Tmin升至室温。(c) PC3-Luc细胞在仅有生长培养基(0毫克每毫升)或62微克/毫升,250微 克/毫升,或1000微克/毫升的N-CMD中培养3小时后的活细胞百分比, 将其保持在室温(RT),从室温冷却至Tmin的10℃,然后从Tmin升至室 温(10℃),从室温冷却至Tmin的0℃,然后从Tmin加热至室温(0℃)。
图3:(a)PC3-Luc细胞在仅有生长培养基(0毫克每毫升)时或与 1毫克/毫升N-CMD一起培养3小时时活细胞的百分比。他们保持至RT (RT),从RT冷却至Tmin的10℃,从Tmin加热至RT,从RT冷却至Tmin的5℃,从Tmin加热至RT,从RT冷却至Tmin的0℃,从Tmin升至室温, 从RT降温至Tmin的-5℃,然后从Tmin升至RT,从RT降温至Tmin的-10℃, 从Tmin至RT,从RT冷却至Tmin的-20℃,然后从Tmin升温至RT,从RT 冷却至Tmin的-40℃,并从Tmin升温至RT。在(a)中,循环是短的。这 意味着温度在Tmin保持少于10秒。(b)PC3-Luc细胞在仅有生长培养基 (0毫克每毫升)或与1毫克/毫升N-CMD一起培养3小时,活细胞的 百分比。他们保持至RT(RT),从RT冷却至Tmin的10℃,从Tmin加热 至RT,从RT冷却至Tmin的5℃,从Tmin加热至RT,从RT冷却至Tmin的0℃,从Tmin升至室温,从RT降温至Tmin的-5℃,然后从Tmin升至 RT,从RT降温至Tmin的-10℃,从Tmin至RT,从RT冷却至Tmin的-20℃, 然后从Tmin升温至RT,从RT冷却至Tmin的-40℃,并从Tmin升温至RT。 在(b)中,循环是长的。这意味着温度在Tmin保持1分钟以上。
图4:[%LC(0mg)-%LC(1mg)]/%LC(0mg)的值随各种处理(室温,10℃, 5℃,0℃,-5℃,-10℃,-20℃,-40℃)的变化,其中%LC(0mg)和% LC(1mg)是在PC3-Luc细胞在仅有生长培养基(0毫克每毫升)时或与 1毫克/毫升N-CMD一起培养3小时获得的活细胞百分比。
图5:(a)在没有N-CMD的情况下培养3个小时的PC3-Luc细胞的 温度变化,从室温(RT)冷却至3℃的Tmin,然后从Tmin升温至室温。(b) PC3-Luc细胞与1毫克每毫升的N-CMD培养3小时后的温度变化,从室 温(RT)冷却至1℃的Tmin,然后从Tmin升温至室温。(c)将PC3-Luc 细胞在无N-CMD的生长培养基中培养3小时后的温度变化,从RT冷却 至0.2℃的Tmin1,然后从0.2℃的Tmin1加热至室温(第一个循环)),从 RT冷却至2℃的Tmin2,然后从2℃的Tmin2加热至RT(第二个循环),从 RT冷却至1℃的Tmin3,然后从Tmin3加热至RT(第三循环)。(d)将PC3-Luc 细胞与1毫克每毫升的N-CMD培养3小时后的温度变化,从RT冷却至 2℃的Tmin1,并从2℃的Tmin1加热至RT(第一个循环),从RT冷却至 1℃的Tmin2,然后从1℃的Tmin2加热至RT(第二循环),从RT冷却至2℃ 的Tmin3,并从2℃的Tmin3加热至RT(第三循环)。
图6:(a)在没有N-CMD的情况下培养3个小时的PC3-Luc细胞的 温度变化,从室温(RT)冷却至-2℃的Tmin,然后从-2℃的Tmin升温至 室内温度。(b)PC3-Luc细胞与1毫克每毫升的N-CMD培养3小时后的 温度变化,从室温(RT)冷却至-2℃的Tmin,然后从-2℃的Tmin升温至 室温。(c)在没有N-CMD的情况下培养3个小时的PC3-Luc细胞的温度 变化,从RT冷却至-1℃的Tmin1,然后从Tmin1加热至室温(第一个循环), 冷却从RT降至-2℃的Tmin2,然后从-2℃的Tmin2升温至RT(第二个循环), 从RT冷却至-1℃的Tmin3,然后从-1℃的Tmin3升温到室温(第三循环)。 (d)将PC3-Luc细胞与1mg/mL N-CMD培养3小时后的温度变化,从 RT冷却至-1℃的Tmin1,然后从-1℃的Tmin1加热至RT(第一次循环),从 RT降温至-2℃的Tmin2,然后从-2℃的Tmin2升温至RT(第二个循环),从 RT降温至-1℃的Tmin3,并从-1℃温度的Tmin3升高到室温(第三循环)。
图7PC3-Luc细胞在仅有生长培养基(0毫克每毫升)时或与1毫克 /毫升N-CMD一起培养3小时时活细胞的百分比,并在Tmin>0℃(最低 温度刚好高于0℃)或Tmin<0℃(最低温度刚好低于0℃)下进行1或3 个循环处理,其中不同循环的温度变化在图5和6显示。
图8:(a)在没有N-CMD的情况下培养3个小时的PC3-Luc细胞的 温度变化,从室温(RT)冷却至2℃的Tmin,然后从2℃的Tmin升温至室 温。(b)PC3-Luc细胞与1毫克每毫升的N-CMD培养3小时后的温度变 化,从室温(RT)冷却至2℃的Tmin,然后从2℃的Tmin升温到室温。 (c)PC3-Luc细胞与1毫克每毫升的N-CMD培养3小时后的温度变化, 从RT冷却至4℃的Tmin1,然后从4℃的Tmin1加热至室温(第一个循环)), 从RT冷却至4℃的Tmin2,然后从4℃的Tmin2加热至RT,冷却至4℃的 Tmin3,然后从4℃的Tmin3加热至RT(第三循环)),从RT冷却至5℃的Tmin4,然后从5℃的Tmin4加热至室温(第四循环),从RT冷却至5℃ 的Tmin5,然后从5℃的Tmin5加热至RT,冷却至5℃的Tmin6,然后从5℃ 的Tmin6加热至RT(第六循环)。(d)PC3-Luc细胞与1毫克每毫升的N-CMD 培养3小时后的温度变化,从RT冷却至3℃的Tmin1,然后从3℃的Tmin1加热至室温(第一次循环),从RT冷却至3℃的Tmin2,然后从3℃的Tmin2加热至RT,冷却至4℃的Tmin3,然后从4℃的Tmin3加热至RT(第三循 环),从RT冷却至3℃的Tmin4,然后从3℃的Tmin4加热至室温(第四循 环),从RT冷却至3℃的Tmin5,然后从3℃的Tmin5加热到室温,冷却至 3℃的Tmin6,然后从3℃的Tmin6升温至RT(第六循环)。
图9:(a)在没有N-CMD的情况下培养3个小时的PC3-Luc细胞的 温度变化,,从室温(RT)冷却至-2℃的Tmin,然后从-2℃的Tmin升温至 室内温度。(b)PC3-Luc细胞与1毫克每毫升的N-CMD培养3小时后的 温度变化,从室温(RT)冷却至-2℃的Tmin,然后从-2℃的Tmin升温至 室温。(c)PC3-Luc细胞与1毫克每毫升的N-CMD培养3小时后的温度 变化,从RT冷却至-2℃的Tmin1,然后从-2℃的Tmin1升温至室温(第一 个循环),从RT冷却至-1℃的Tmin2,然后从-1℃的Tmin2加热至RT,冷 却至-3℃的Tmin3,然后从-3℃的Tmin3加热C至RT(第三循环),从RT 冷却至-1℃的Tmin4,然后从-1℃的Tmin4加热至室温(第四循环),从RT 冷却至0℃的Tmin5,然后从0℃的Tmin5升温至RT,从RT冷却至-1℃的 Tmin6,然后从-1℃的Tmin6升温至RT(第六个循环)。(d)PC3-Luc细胞与 1毫克每毫升的N-CMD培养3小时后的温度变化,从RT冷却至-3℃的Tmin1,然后从-3℃的Tmin1升温至室温(第一个循环),从RT冷却至-3℃ 的Tmin2,然后从-3℃的Tmin2加热至RT,从RT冷却至-3℃的Tmin3,然后 从-3℃的Tmin3加热到室温(第三循环),从RT冷却至-2℃的Tmin4,然 后从-2℃的Tmin4加热至室温(第四循环),从RT冷却至-1℃的Tmin5,然后从-1℃的Tmin5加热到室温,从RT冷却到-5℃的Tmin6,然后从-5℃的 Tmin6加热到RT(第六循环)。
图10:PC3-Luc细胞在仅有生长培养基(0毫克每毫升)时或与1毫 克/毫升N-CMD一起培养3小时时活细胞的百分比,并在Tmin>0℃(最 低温度刚好高于0℃)或Tmin<0℃(最低温度刚好低于0℃)下进行1 或6个循环处理,其中显示了不同循环的温度变化在图8和9。
图11:[%LC(0mg)-%LC(1mg)]/%LC(0mg)的值随循环的次 数当Tmin>0℃(最低温度高于0℃)和Tmin<0°(最低温度低于0℃) 时的变化,其中%LC(0mg)和%LC(1mg)是在PC3-Luc细胞在仅有生 长培养基(0毫克每毫升)时或与1毫克/毫升N-CMD一起培养3小时获得的活细胞百分比。,并将带有/不带有纳米颗粒的细胞暴露于1个循环, 3个循环或6个循环。
图12:在Tmin>0℃(最低温度高于0℃)时和Tmin<0℃(最低温 度低于0℃)时估计的:
在1至3个循环之间的 [[%LC(0mg)-%LC(1mg)]/%LC(0mg)]3cycle/[[%LC(0mg)-%LC(1mg)]/%LC(0 mg)]1cycle(increase of[%LC(0mg)-%LC(1mg)]/%LC(0mg)]的值
在1至6个循环之间的[[%LC(0mg)-%LC(1mg)]/%LC(0mg)] 6个循环/[[%LC(0mg)-%LC(1mg)]/%LC(0mg)]的值,
(在1至6个循环之间增加的[[%LC(0mg)-%LC(1mg)]/%LC (0mg)]),其中%LC(0mg)和%LC(1mg)是在PC3-Luc细胞在仅有 生长培养基(0毫克每毫升)时或与1毫克/毫升N-CMD一起培养3小 时获得的活细胞百分比,将带有/不带有纳米颗粒的细胞暴露于1个循环 (%LC(0mg)1cycle和%LC(1mg)1cycle),3个循环(%LC(0mg)3个循环和% LC(1mg)3个循环)或6个循环(%LC(0mg)6个循环和%LC(1mg) 6循环)时。
图13:示出了如何可以实现根据本发明的方法的示意图。一个循环分 为三个步骤。首先,使用冷却的设备或物质(温度调节器或冷冻探针)在 冷却步骤中,将包含纳米颗粒的身体部分从初始温度冷却至Tmin,该温度 优选高于0℃,且持续时间较短,用一个仪器或物质(温度调节器或冷冻 探针将身体部分冷却到Tmin在保持步骤期间,优选地,将包含纳米颗粒的 身体部分的温度保持在Tmin,优选持续时间短。然后,在加热步骤期间, 优选长时间持续地,将包含纳米颗粒的身体部分的温度从Tmin(优选高于 0℃)升高至最终温度。循环可以重复n次,优选直到达到所需的医学, 治疗的或医学或美容或治疗或诊断的活性。主体部分由大的圆柱体表示。 纳米颗粒由插入NP的圆圈表示。雷声标志表示在冷却和保持步骤中使用 温度调节器或冷冻探针。
图14:说明在根据本发明的方法的两个循环和一个阶段的不同步骤期 间温度如何随时间变化的示意图。图13的图例中描述了该方法的不同步 骤。
图15:表示在处理步骤(冷却步骤,保持步骤,加热步骤)期间温度 随时间变化的示意图。Tc,Tm,Ti,Tf,Tmin,TW分别是冷却温度,保持温度, 初始温度,最终温度,加热温度。
具体实施方式
实施例1:用羧甲基葡聚糖(N-CMD)包被的磁小体的制备。
MSR-1趋趋细菌的生长。磁螺旋藻菌株MSR-1(DSM6361)购自 Deutsche Sammlungvon Mikro-或ganismen und Zellkulturen(不伦瑞克,德 国)。首先,将MSR-1细胞沉积在含有20mM过滤的柠檬酸铁和100mM DTT(1,4-二硫苏糖醇)的固体活性木炭琼脂培养基上,并在29℃的微有 氧条件下培养7天。然后,从固体琼脂培养基中收集几个黑褐色菌落,并在搅拌下于29℃下培养和扩增。然后将细胞引入35L发酵培养基中。在 29–30℃的条件下以200rpm的转速搅拌发酵5天。在发酵过程中,通过 添加包含在1升培养基中,118毫升85%的乳酸,18毫升25%至28%的 氨水,2.4克的硫酸镁,6克的磷酸钾,0.2毫升的丙二醇,6克的酵母提 取物和7毫升的含铁来源的矿物质剂的酸性培养基,将pH保持在6.9。通 过在生长培养基中鼓泡氧气来刺激趋磁细菌的生长。使用艾谱林肯生化公 司的‘ez-Controller’和‘BioXpert’软件来监控和调节温度,搅拌速度,pH, 进料泵流量和氧气浓度。发酵后,浓缩MSR-1细胞,并使用切向流过滤 在水中洗涤。为了裂解细菌并获得含有致热源的MC的悬浮液,将浓缩 的MSR-1细胞重悬于5M NaOH中,并在60℃加热2小时。然后将它们 用声波重复四次在PBS溶液中,10W下处理20s,以去除所有残留的裂 解细菌细胞。从MSR-1细胞分离磁小体的提取步骤进行了约3次。从三 个重复中获得结果。然后,MC进行以下四个处理:(i)将它们重新悬浮 在含有1%Triton X-100和1%SDS的溶液中,然后在50℃下加热过夜; (ii)将它们在pH 8的苯酚中混合,然后在25kHz超声浴(SB)中于60℃ 加热2小时;(iii)将它们重新悬浮在氯仿中,并在60℃加热2小时;(iv) 将它们与1M NaOH溶液混合,并在超声浴中于60℃加热1小时,以去 除所有蛋白质和脂质。细菌裂解和经过用去污剂进行的五项处理的每一项 后,然后用钕磁铁从非磁性有机碎片中分离出磁小体。然后除去上清液, 并用去污剂代替。因此获得了标记为N的未涂覆的磁小体矿物,其包含低 百分比的残留有机物质。将它们高压灭菌并储存在-80℃。涂覆步骤是在 无菌条件下使用无菌流罩进行的。为了制备N-CMD的悬浮液,首先制备 了包含840mg羧甲基葡聚糖(CMD)粉末的溶液,该粉末溶解在12ml 无热原的水中。用0.2mm的聚醚砜过滤器过滤,并将其pH值调节至4.1。 然后将1.5ml(每毫升含20mg铁)的CMD的悬浮液放在剩磁1.3T的 钕磁铁上放置5分钟。除去上清液并以6ml,70mg/ml的CMD溶液替 换。然后将混合物在超声浴中在室温下超声处理过夜。超声处理后,将包 被的磁小体矿物质的悬浮液在13 000g下离心90分钟,然后除去上清液, 并用纯水代替。然后将钕磁铁放在装有包被的磁小体矿物质悬浮液的试管 上,然后除去上清液并用纯水代替。
实施例2:PC3-Luc细胞中N-CMD的内在化。
材料和方法:将PC3-Luc细胞在含有10%胎牛血清(FCS),100U/mL 青霉素和100μg/mL的高葡萄糖DMEM中,在37℃,5%CO2氛围中和 95%的相对湿度的百分比下培养和生长,直到密度为5.105每毫升,然后 将其采集。我们在12个孔(第1至12孔)中引入了含有2.5105个细胞的 500μl的生长培养基,和在其他12个孔(第13至24孔)中引入了500μl 生长培养基。然后,我们将24孔板在5%CO2中在37℃的培养箱中培养 24小时,以使细胞附着在孔的底部。然后,我们去除了生长培养基。我们 添加到包含细胞的12个孔中:i)500μl生长培养基(1至3孔),ii)500μl, 62.5μg/ml的N-CMD悬浮液(4至6孔),iii)500μl,250μg/ml的N-CMD 悬浮液(孔7至9),iv)500μl,1mg/ml的N-CMD悬浮液(孔10至12)。 我们添加到包含生长培养基而无细胞的12个孔中:i)500μl生长培养基 (13至15孔),ii)500μl,62.5μg/ml的N-CMD悬浮液(16至18孔), iii)500μl,250μg/ml的N-CMD悬浮液(第19至21孔),iv),500μl,1mg/ml的N-CMD悬浮液(第22至24孔)。然后将与细胞一起培养的磁 小体(第1至12孔)或仅与生长培养基一起培养的磁小体(第13至24 孔)分别培5分钟,30分钟,3小时,6小时,24小时和96小时。从不 同的孔中去除生长培养基。加入0.25%的胰蛋白酶EDTA以使细胞从孔的底部分离。对于孔1至12,使用细胞计数器对细胞数量进行计数,以计算 每个细胞的内在铁含量。收集不同孔的内容物,并以1000rpm离心5分 钟,然后收获生长培养基,其中磁小体源自孔13至24,或细胞沉淀物源 自孔1至12。将来自孔13至24的磁小体和将来自孔1至12的细胞沉淀 与12N HCl混合过夜,然后与2%硝酸混合48小时,以将磁小体溶解为 离子铁。样品中测得的铁量源自孔1到12的样品中测得的铁量减去源自 孔13到24的样品中测得的铁量。使用ICP-AES测量离子铁的浓度,我们 推导了源自每个细胞内化的磁小体的铁量。
结果与讨论:
对于用PC3-Luc细胞培养的62μg/mL N-CMD,来自磁小体的铁量 在细胞中被内在化,从5分钟的每细胞6pg增加到3小时的每细胞11pg, 然后减少到5pg每个细胞在96h时(图1(a))。同时,来自磁小体的铁 百分比在PC3-细胞中被内化,从5分钟时的7%增加到96小时时的21% (图1(b))。
对于与PC3-Luc细胞培养的250μg/mL N-CMD,来自被细胞内化的 磁小体的铁量,从5分钟的每细胞31pg增加到3小时的每细胞56,然后 在96h时降低到每细胞45pg(图1(a))。同时,来自被细胞内化的磁小 体的铁的百分比,从5分钟时的9%增加到96小时时的24%(图1(b))。
对于与PC3-Luc细胞一起培养的1000μg/mL N-CMD,,来自被细胞 内化的磁小体的铁量,从5分钟时的每细胞112pg增加到3小时的每细胞 272pg,然后减少到在96h时的每细胞189pg(图1(a))。同时,来自被 PC3-细胞内化的磁小体的铁的百分比,从5分钟时的8%增加到96小时 时的22%(图1(b))。
对于三种研究浓度,我们观察到在培养5分钟至3小时之间每个细胞 内化的磁小体量增加,然后在3至96小时之间每个细胞内化的磁小体量 减少磁体。在3小时的培养时间和磁小体浓度为中1mg/mL,每细胞272 pg铁时,观察到了每个细胞内化的磁小体的最大量。当我们考虑内化的磁 小体的百分比时,将其估算为细胞内化的磁小体的数量和与细胞一起培养 的磁小体的数量之比,我们观察到最大百分比是在96小时达到的,这是 因为随着时间的推移细胞的增殖,以及此时可以使磁小体内化的细胞的数 量更多。
实施例3:PC3-Luc细胞在3小时内与各种浓度的N-MCD(0mg/mL, 62μg/mL,250μg/mL,1000μg/mL)接触后并冷却至约0℃,和0℃ 的细胞毒性,。非冰球的细胞死亡在纳米颗粒的存在下被凸显出来。
注意:在实施例3至5中,通过暴露于空气环境中,使具有/不具有纳 米颗粒的细胞和/或具有/不具有纳米颗粒的生长培养基在升温步骤期间升 温。
材料和方法:0.2mL Eppend或f被用于该实验。在Eppend或f的盖 上开一个孔,将热电偶插入Eppend或f中,并测量内部温度。在每个Eppend 或f中,我们引入了100μl的细胞悬液,其中含有2.5 105个PC3-Luc细胞。 将管在5分钟内以1000rpm离心。此后,我们去除了生长培养基,并添加 了100μl包含1000,250,62.5μg/mL N-CMD的不同磁小体悬浮液或100μl生长培养基。我们将细胞与磁小体或生长培养基(0μg/mL)培养3小 时。总体而言,我们使用了48个Eppend或f(每个条件施用3个Eppend 或f),其中包含:i)保持在室温下的1000μg/mL N-CMD(管1至3), 冷却至10℃(管4至6),冷却至0℃(管7至9),ii)保持在室温下的 250μg/mL N-CMD(管13至15),冷却至10℃(管16至18),冷却至0℃ (管19至21),iii)保持在室温下的62.5μg/mL N-CMD(管25至27), 冷却至10℃(管28至30),冷却至0℃(试管31至33),iv)保持在室 温下的0μg/mL N-CMD(试管37至39),冷却至10℃(试管40至42), 冷却至0℃(试管43至45)。在层流罩下,我们将Eppend或f管暴露于 参考编号140111的URGO产品中,该产品通过在Eppend或f管上喷二甲 醚以将管的温度从初始温度Ti,对应与室温
Figure BDA0002520993550001601
降低到相应的温 度来冷却Eppend或f管。最低温度Tmin约为10℃至0℃。此步骤在时间ti中发生。我们试图达到这些温度。但是,在某些情况下,实验期间达到 的最低温度与目标最低温度之间存在几度的差异。关于以0度为目标的循 环过程中达到的最低温度,始终应高于0度。在达到最低温度后,在第二 步中,让Eppend或f管从Tmin升温到平衡的最终温度Tf,该温度接近室 温
Figure BDA0002520993550001611
第二步发生在时间tf内。48小时后,我们用MTT测定法 测量了由这种处理产生的细胞生存力。
结果与讨论:
我们观察到:
i)冷却步骤的持续时间在很大程度上不取决于纳米颗粒的浓度(介于 0mg/mL和1mg/mL之间的M-CMD)和最低温度(0至10度)。对于 纳米颗粒浓度在0mg/mL和1mg/mL之间,在RT和0度之间的冷却步 骤为22-47秒;对于NP浓度在0mg/mL之间,在RT和10度之间的冷却步骤为22-47秒和1mg/mL。
ii)在冷却步骤中温度降低的速率(冷却速率)与纳米颗粒的浓度(0 mg/mL到1mg/mL的M-CMD)和最低温度(0到10度)没有很大关 系。对于纳米颗粒浓度介于0mg/mL和1mg/mL之间的纳米颗粒,RT 和0度之间的冷却步骤为0.6-1.4℃每秒,对于纳米颗粒浓度介于0mg/mL 和1mg/mL之间,RT和10度之间的冷却步骤为0.6-1.7℃/秒;
iii)与冷却步骤的持续时间相反,加热步骤的持续时间随着磁小体浓 度增加,对于从0度到室温的升温步骤,从在0mg/mL的310秒增加到 1mg/mL的461秒。对于从10度到室温的升温步骤,从在0mg/mL的 256秒增加到1mg/mL的396秒。
iv)与冷却速度相反,升温速度随着磁小体浓度的增加而降低,对于 从0度到室温的升温步骤,从0mg/mL的0.08℃/秒降低到1mg/mL的 0.06℃/秒。对于从10度到室温的升温步骤,从0mg/mL的0.07℃/秒 降低至1mg/mL的0.05℃/秒。
v)加热步骤的持续时间长于冷却步骤的持续时间,并且加热速率短 于冷却速率。
在10度时,活细胞百分比保持在0mg/mL的87±13%和1mg/mL 的77±2%之间,而在0度时,活细胞百分比从N-CMD浓度为0μg/mL 时的
Figure BDA0002520993550001621
下降到浓度为1mg/mL时的
Figure BDA0002520993550001622
因此,在此示例中, 我们表明,通过在存在1mg/mL N-MCD的情况下将PC3-Luc细胞的温 度降低到刚好高于0℃(摄氏度)的温度,可以诱导细胞死亡。
实施例4:PC3-Luc细胞在3小时内与1mg/mL的N-CMD接触,或 在3小时内与无N-CMD的生长培养基接触,并暴露于两种不同类型的长 循环和短循环的冷却处理的细胞毒性。
对于短循环,使用URGO将具有/不具有N-CMD的细胞冷却至最低 温度10℃,5℃,0℃,-5℃,-10℃,-20℃,-40℃和-40℃,然后通过不 使用URGO系统将这些组装体暴露于空气环境中,使其从最低温度升至 室温。
对于长循环,使用URGO将具有/不具有N-CMD的细胞冷却至最低 温度10℃,5℃,0℃,-5℃,-10℃,-20℃,-40℃和-40℃的温度下, 然后通过使用URGO将这些组装体的温度保持在最低温度下75-295秒, 然后通过不使用URGO系统将这些组装体暴露于空气环境中,使其从最 低温度升至室温。
材料和方法:0.2mL Eppend或f用于该实验。在Eppend或f的盖上 开一个孔,将热电偶插入Eppend或f,并测量内部温度。在每个Eppend 或f中,我们引入了100μl的细胞悬液,其中含有2.5 105个PC3-Luc细胞。 将管在5分钟内以1000rpm离心。此后,我们除去生长培养基,然后加入 100μl包含1000μg/mL N-CMD的磁小体悬浮液或100μl生长培养基。我 们将细胞与磁小体或生长培养基(0μg/mL)培养3小时。总体而言,我 们使用了72个Eppend或f(每个条件3个Eppend或f),其中包含:i) 保持在室温下的1000μg/mL的N-CMD(管1至3),保持在室温下的0μg /mL的N-CMD(试管4至6),短循环将1000μg/mL N-CMD冷却至约 10℃(试管4至6),短循环将0μg/mL N-CMD冷却至
Figure BDA0002520993550001623
(试管7至 9),长循环将1000μg/mL的N-CMD冷却至约10℃(试管10至12),短 循环将0μg/mL的N-CMD冷却至约10℃(试管13至15),短循环将1000μg/ mL的N-CMD冷却至约5℃(试管13至15),短循环将0μg/mL的N-CMD 冷却至
Figure BDA0002520993550001631
(试管16至18),长循环将1000μg/mL的N-CMD冷却至约 5℃(试管19至21),长循环将0μg/mL的N-CMD冷却至
Figure BDA0002520993550001632
(试管 22至23),短循环将1000μg/mL的N-CMD冷却至
Figure BDA0002520993550001633
(试管22至24), 短循环将0μg/mL的N-CMD冷却至
Figure BDA0002520993550001634
(试管22至24),长循环将1000 μg/mLN-CMD(管22至24)冷却至
Figure BDA0002520993550001635
长循环将0μg/mL N-CMD (管22至24)冷却至
Figure BDA0002520993550001636
短循环将1000μg/mL N-CMD冷却至约-5℃ (管25至27),短循环将0μg/mL N-CMD冷却至约-5℃(管28至30), 长循环将1000μg/mLmL N-CMD冷却至约-5℃(管31至33),短循环将 0μg/mLN-CMD冷却至约-5℃(管34至36),短循环将1000μg/mL N-CMD冷却至约-10℃(管37至39),短循环将0μg/mL N-CMD冷却至 约-10℃(管40至42),长循环将1000μg/mL N-CMD冷却至-10℃(管 43至45),短循环将0μg/mL N-CMD冷却至约-10℃(46管至48),短循 环将1000μg/mL N-CMD冷却至约-20℃(管49至51),短循环将0μg/ mL N-CMD冷却至约-20℃(管52至54),短循环将1000μg/mL N-CMD 冷却至约-20℃(试管55至57),短循环将0μg/mL的N-CMD冷却至-20℃, 短循环将1000μg/mL的N-CMD冷却至-40℃(管61至63),短循环将0 μg/mL N-CMD冷却至约-40℃(管64至66),长循环将1000μg/mL N-CMD冷却至-(管67至69)为约-40℃,短循环将0μg/mL N-CMD冷 却至约-45℃(管70至72),
对于短循环的处理,我们在层流罩下将Eppend或f管暴露于参考编 号140111的URGO产品,该产品通过在Eppend或f管上喷二甲醚来降低 Eppend或f管的温度,从而冷却Eppend或f管。初始温度Ti(对应于室 温
Figure BDA0002520993550001637
)到最低温度Tmin~10℃,~5℃,~0℃,~-5℃,~-10℃,~-20℃ 和~-40℃。但是,在某些情况下,实验过程中达到的Tmin的温度与尝试 的温度之间会有几度的差异。达到最低温度后,在第二步中,我们将Eppend 或f管从Tmin加热到平衡的最终温度Tf,该温度接近室温(约25℃)。第 二步发生在时间tf内。处理后立即将细胞以2.105细胞每毫升的浓度接种 到96孔板中。48小时后,我们用MTT分析法测量了这种处理产生的细 胞的生存力。
结果与讨论:
我们观察到:
在不同的测试条件下,加热步骤的持续时间(200-650秒)比冷却步 骤的持续时间(10-50秒)长。
对于较短的循环,在~5℃,~0℃,~-5℃,~-10℃,和~-20℃.的条 件下,观察到存在1mg/mL N-CMD时比不存在N-CMD时更显著的细胞 死亡。A的值=%LC(1mg)-%LC(0mg),其中%LC(1mg)和%LC(0mg) 分别是存在和不存在N-CMD时活细胞的百分比,对于Tmin=5℃,为10%, 对于Tmin=0℃,为26%,对于Tmin=-5℃,为24%,对于Tmin=-10℃, 为19%,对于Tmin=-20℃为10%。有趣的是,当Tmin=0℃时,A值最 大,表明将Tmin的值大大降低到0℃以下不会增加由冷却至Tmin的纳米颗 粒的存在引起的细胞破坏的功效。这是与直觉相反的,因为通常认为用于 肿瘤治疗的冷冻疗法会随着温度降低而提高疗效,并且通常在远低于0℃ (通常为–40℃)的温度下有效。
对于较长的循环,在5℃,0℃和-5℃下观察到,在存在1mg/mL N-CMD的情况下比在不存在N-CMD的情况下更显著的细胞死亡。A的 值=%LC(1mg)-%LC(0mg),其中%LC(1mg)和%LC(0mg)分别 是存在和不存在N-CMD时活细胞的百分比,对于Tmin=5℃,为10%, 对于Tmin=0℃,为23%,对于Tmin=-5℃,为33%。对于Tmin=-5℃.F 或Tmin=-10℃,Tmin=-20℃,和Tmin=-40℃,所有细胞均已死亡,无法估 算A。
在长循环和短循环之间比较A的值,我们注意到了一系列有趣的和与 直觉相反的行为:
长循环(-5℃<Tmin<5℃)情况下的最小温度范围较短循环(-40℃ <Tmin<5℃)情况下的估计温度范围窄。
短循环的A最大值大于长循环的A值(短循环在0℃时为26%,而 长循环在-5℃时为20%)。
在较高的温度下,短循环比长循环的温度更高(短循环为0℃,长循 环为-5℃)。
人们可能已经预料到,通过增加将温度保持在最低温度的步骤的持续 时间,肿瘤细胞破坏的功效将会提高。实际上,相反的行为被观察到,最 强的细胞破坏功效在最短的保持步骤的持续时间的情况下被观察到。
纳米颗粒对细胞死亡的影响也可以通过测量B=(%LC(0mg/mL) -%LC(1mg/mL)/%LC(0mg/mL))进行评估,其在图4中作图,与 长循环(-10℃<Tmin<10℃)相比,短循环(-40℃<Tmin<10℃)的最 小温度范围更广,B为非零。这是违反直觉的,因为人们可能会猜测,当 将最低温度保持更长的时间时,由于纳米颗粒的存在,细胞破坏的功效会 增加。
因此,在该示例中,我们表明,将细胞和纳米颗粒的装配体冷却至最 低温度并在此最低温度下保持10秒以上,与将其保持在该最低温度超过 60秒相比,纳米颗粒对细胞死亡的影响要比冷却时更明显。
实施例5:在3个小时内与1mg/mL的N-CMD接触或在3个小时内 与无N-CMD的生长培养基接触并暴露于包含1个冷却循环,3个冷却循 环和6个冷却循环的三种不同类型的冷却处理的PC3-Luc细胞的细胞毒 性,。
材料和方法:0.2mL Eppend或f用于该实验。在Eppend或f的盖上 开一个孔,将热电偶插入Eppend或f中,并测量内部温度。在每个Eppend 或f中,我们引入了100μl的细胞悬液,其中含有2.5 105个PC3-Luc细胞。 将管在5分钟内以1000rpm离心。此后,我们除去生长培养基,然后加入 100μl包含1000μg/mL N-CMD的不同磁小体悬浮液或100μl生长培养基。我们将细胞与磁小体或生长培养基(0μg/mL)培养3小时。
我们将最低温度刚好高于0℃的高于0℃(Tmin>0℃)的冷却循环 与最低温度刚好低于0℃的低于0℃(Tmin<0℃)的冷却循环区分开。
对于刚刚高于0℃(Tmin>0℃)的循环,我们以以下方式执行了1和3个循环:
ia)1个循环,在此期间,细胞温度从RT降低到
Figure BDA0002520993550001651
然后将 细胞从
Figure BDA0002520993550001652
加热到RT(试管1至3,图5(a));
ib)1个循环,其中使用URGO系统将具有1mg/mL M-CMD的细胞 组合的温度从RT降低到
Figure BDA0002520993550001661
然后将组合的温度从
Figure BDA0002520993550001662
预 热至RT(管4至6,图5(b));
iia)在3个循环期间,使用URGO系统将细胞温度从RT降低到Tmin1的0.2℃,然后将细胞从Tmin1的0.2℃的加热到RT(第一循环)的温度。 使用URGO系统将细胞从RT降低到Tmin2的1℃,然后将细胞从Tmin2的 1℃加热到RT(第二个循环),细胞温度从RT降低到Tmin3的1℃。使用 URGO系统在1℃的温度下将细胞从Tmin3的1℃加热至室温(第三循环) (试管7至9,图5(c));
iib),其中使用URGO系统将具有1mg/mL M-CMD的细胞的温度 从RT降至Tmin1的2℃,然后将组成从Tmin1的2℃加热至RT(第一循环), 使用URGO系统将组装体的温度从RT降至Tmin2的1℃,然后将组成从 Tmin2的1℃加热至RT(第二个循环)。使用URGO系统将组成从RT降低 到Tmin3的2℃,然后将组装体从Tmin3的2℃加热到RT(第三循环)(试 管10到12,图5(d)),
对于刚好高于0℃(Tmin>0℃)的循环,我们以以下方式执行了1和6个循环
iiia)1个循环,在此期间,细胞温度从RT降低到Tmin1
Figure BDA0002520993550001663
然 后将细胞从Tmin1
Figure BDA0002520993550001664
加热到RT(试管13至15,图8(a));
iiib)1个循环,其中使用URGO系统将具有1mg/mL M-CMD的细 胞组装体的温度从RT降低到Tmin1
Figure BDA0002520993550001665
然后将组装体从Tmin1的~2° 预热C至RT(管16至18,图8(b));
iva)6个循环,在此期间,使用URGO系统将细胞的温度从RT降低 到~4℃的Tmin1,然后将细胞从Tmin1的~4℃加热到RT(第一循环), 使用URGO系统将细胞的温度从RT降低到Tmin2的~4℃,然后将细胞从 Tmin2的~4℃加热到RT(第二个循环),将细胞的温度从使用URGO系统 将RT降至~4℃的Tmin3,然后将细胞从Tmin3的~4℃的加热至RT(第 三循环),使用URGO系统将细胞温度从RT降至Tmin4的~5℃,然后将 细胞从Tmin4的~5℃加热到RT(第四循环),使用URGO系统将细胞的 温度从RT降至Tmin5的~4℃。然后将细胞从约4℃的Tmin5加热至室温(第 五个循环),使用URGO系统将细胞温度从RT降至Tmin6的4℃的。然后 将细胞从Tmin6的~4℃加热至室温(第六个循环)(试管17至19,图8 (c)),
ivb)在6个循环期间,使用URGO系统将与1mg/mL N-CMD(组 装体)接触的细胞的温度从RT降至约3℃的Tmin1,然后使组装体从Tmin1的~3℃升温到到室温(第一循环),使用URGO系统将组装体的温度从 RT降低到Tmin2的~3℃的,然后将组装体从Tmin2的~3℃加热至到室温 (第二个循环),使用URGO系统将组装体的温度从RT降低到Tmin3的~ 4℃的,然后将组装体从Tmin3的~4℃加热到RT(第三个循环),使用 URGO系统将组装体的温度从RT降低至Tmin4的~3℃,然后将组装体从 Tmin4的~3℃加热至RT(第四循环),用URGO系统将组装体的温度从 RT降低到Tmin5的~3℃,然后将组装体从Tmin5的~3℃加热到RT(第五 循环),使用URGO系统将组装体的温度从RT降至Tmin6的~3℃,然后将 组装体的温度从Tmin6的~3℃升温至RT(第六循环)(管20到22,图8)。
对于刚好低于0℃(Tmin<0℃)的循环,我们以以下方式执行了1和3个循环:
va)1个循环,在此期间,细胞的温度从RT降至Tmin1的-2℃,然后 将细胞从Tmin1的-2℃升温至RT(管17至19,图6(a)));
vb)1个循环,在此期间,使用URGO系统将具有1mg/mL M-CMD 的细胞的组装体温度从RT降低到Tmin1的-2℃,然后将组装体温度从Tmin1的-2℃加热至RT(管23至25,图6(b));
iia)在3个循环期间,通过使用URGO系统将细胞温度从RT降低到 Tmin1的-1℃,然后将细胞从Tmin1的-1℃加热到RT(第一个循环),使用 URGO系统将细胞温度从RT降低到Tmin2的-2℃,然后将细胞从Tmin2的 -2℃加热到RT(第二个循环),将细胞的温度从使用URGO系统从RT降 至Tmin3的-1℃,然后将细胞从Tmin3的-1℃加热至RT(第三循环)(试管 26至28,图6(c));
vib)在3个循环期间,使用URGO系统将包含1mg/mL M-CMD 的细胞温度从RT降至Tmin1的-1°,然后将组装体从Tmin1的-1°升温至RT (第一循环),使用URGO系统将组装体的温度从RT降低至Tmin2的-2℃, 然后将组装体从Tmin2的-2℃加热至RT(第二循环),使用URGO系统 将组装体的温度从RT降低到Tmin3的-1℃,然后将组装体从Tmin3的-1℃ 加热到RT(第三循环)(试管29到31,图6(d))。
对于刚好低于0℃(Tmin<0℃)的循环,我们以以下方式执行了1和6个循环:
viia)1个循环,在此过程中,细胞的温度从RT降至Tmin1的-2℃,然 后将细胞从Tmin1的-2℃升温至RT(试管32至34,图9(a)));
viib)1个循环,其中使用URGO系统将具有1mg/mL M-CMD的细 胞组装体的温度从RT降低至Tmin1的-2℃,然后将组装体的温度从Tmin1的-2℃加热至RT(管35至36,图9(b));
viiia)使用URGO系统将细胞温度从RT降低至Tmin1的-2℃,然后将 细胞从Tmin1的-2℃升温至RT(第一个循环),使用URGO系统将细胞的 温度从RT降低到Tmin2的-1℃,然后将细胞从Tmin2的-1℃加热到RT(第 二个循环),细胞的温度从使用URGO系统将RT降至Tmin3的-3℃,然后 将细胞从Tmin3的-3℃加热至RT(第三循环),使用URGO系统将细胞温 度从RT降至Tmin4的-1℃,然后将细胞从Tmin4的-1℃加热到RT(第四循 环),使用URGO系统将细胞的温度从RT降低到Tmin5的0℃,然后将其 从Tmin5的0℃升温至室温(第五个循环),使用URGO系统将细胞的温度 从RT降至Tmin6的-1℃,然后将细胞从Tmin6的-1℃升至室温(第六循环) (图9(c)的管37至39),
viiib)在3个循环期间,通过使用URGO系统将细胞温度从RT降低 到-3℃,使组装体从Tmin1的-3℃到RT(第一循环),使用URGO系统将 组装体的温度从RT降低到Tmin2的-3℃,然后将组装体从Tmin2的-3℃升 温至室温(第二个循环),使用URGO系统将组装体的温度从室温降低到 Tmin3的-3℃,然后将组装体从Tmin3的-3℃加热到室温(第三个循环),使 用URGO系统将组装体的温度从RT降低至Tmin4的-2℃,然后将组装体 从Tmin4的-2℃升温至RT(第四循环),使用URGO系统将组装体的温度 从RT降低到Tmin5的-1℃,然后从Tmin5的-1℃加热到RT(第五个循环), 使用URGO系统将组装体的温度从RT降低到Tmin6的-5℃,然后将组装 体从Tmin6的-5℃加热到RT(第六循环)(管40到42,图9(d))。
总体而言,我们使用了42个Eppend或f(每个条件3个Eppend或f), 其中包含具有1000μg/mL N-CMD的细胞或不含N-CMD的细胞。
结果与讨论:
冷却步骤的持续时间在很大程度上不取决于最低温度和N-CMD的存 在与否。在不同的条件下,它是20-65秒。
相比之下,在存在1mg/mL的N-CMD的情况下,加热步骤的持续 时间在Tmin>0℃的情况下,平均时间为540秒,要比在没有N-CMD的情 况下,加热时间的持续时间更长(Tmin 470,秒)。
与1个循环相比,6个循环的细胞破坏更显著,对于Tmin<0℃和 Tmin>0℃都是如此(图7和10)。这表明通过增加循环次数可以增加细 胞死亡。
对于Tmin>0℃,在存在和不存在纳米颗粒的情况下,在3个循环中活 细胞的百分比相似(图7),在存在6个循环的情况下,存在不存在纳米颗 粒的情况下活细胞的百分比较低(图10))。这表明对于Tmin>0℃,当 周其数增加(优选于3时,纳米颗粒的存在可以诱导细胞毒性。
对于着3个循环,,B=(%LC(0mg/mL)-%LC(1mg/mL)/%LC (0mg/mL))在仅低于0℃(Tmin<0℃)的最低温度的值大于最低温度刚 好高于0℃(Tmin>0℃)时的值。对于1个循环,B从Tmin>0℃的3% 增加到Tmin<0℃的30%。对于三个循环,B从Tmin>0℃的10%增加到Tmin<0℃的53%。在6个循环内,B从Tmin>0℃的24%增加到Tmin<0° 的65%(图11)。
对于两个最低温度Tmin>0℃和Tmin<0,B=(%LC(0mg/mL)-% LC(1mg/mL)/%LC(0mg/mL))的值随着循环次数的增加而增加,对 于Tmin>0℃,B从一个循环的2%增加到6个循环的15%,对于Tmin<0℃, 从一个循环的31%增加到6个循环的65%(图11),
我们通过估算C=B3cycle/B1cycle和D=B6cycle/B1cycle,来检查B在1和3 个循环之间以及在1和6个循环之间的变化,其中B1cycle,B3cycle,和B6cycle是针对1个循环,3个循环,和6个循环估算的B值。C的值从Tmin<0℃ 的1.75增加到Tmin>0℃的3.06,而D的值从Tmin<0℃的2.1增加到 Tmin>0℃的8.1(图12)。
这是与直觉相反的,因为人们可能期望执行低于0℃的冷却循环会比 执行高于0℃的冷却循环导致细胞破坏的增强。相反的行为被观察到。在 Tmin低于0℃的情况下进行循环比在Tmin高于0℃的情况下进行冷却循环 可减少细胞死亡。
实施例6:如图15所示,其代表在各个处理步骤中温度的可能变化, 在冷却步骤期间,在冷却步骤与加温步骤之间或在升温步骤期间,一个可 选的保持步骤在其期间将温度保持在Tm。在某些情况下,冷冻疗法是有 效的或仅在至少一个保持步骤的存在下有效。在某些情况下,保持步骤是 由于身体部分中存在纳米颗粒或纳米颗粒导致保持步骤,因此优选地,纳 米颗粒包含至少一个铁原子,最优选地至少一个铁原子和另一种除铁以外 的金属原子。
表格:
表1:单独的PC3-Luc细胞(0mg/mL)或在3小时内与1mg/mL 的N-CMD接触的PC3-Luc细胞,在时间td期间首先以温度降低的速率从 Ti冷却至Tmin(>0℃),其次是在时间tm期间以温度升高的速率从Tmin升温至Tf
1个循环(>0℃)冷冻疗法治疗的PC3-Luc的温度数据
Figure BDA0002520993550001701
表1
表2:单独的PC3-Luc细胞(0mg/mL)或在3小时内与1mg/mL 的N-CMD接触的PC3-Luc细胞,首先在时间td期间以温度降低的速率从 Ti冷却至Tmin(<0℃=,其次是在时间tm期间以温度升高的速率从Tmin升温至Tf
1个循环(<0℃)冷冻疗法治疗的PC3-Luc的温度数据
Figure BDA0002520993550001711
表2
表3:单独的PC3-Luc细胞(0mg/mL)或在3小时内与1mg/mL 的N-CMD接触的PC3-Luc细胞,其:
-在第一个循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至 Tmin(>0℃),其次在时间tm内以温度上升的速率从Tmin加热至Tf
-在第二个循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至 Tmin(>0℃),其次在时间tm期间以温度升高的速率从Tmin升温至Tf
-在第三个循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至 Tmin(>0℃),其次在时间tm期间以温度升高的速率从Tmin升温至Tf
3个循环(>0℃)冷冻疗法治疗的PC3-Luc的温度数据
Figure BDA0002520993550001721
表3
表4:单独的PC3-Luc细胞(0mg/mL)或在3小时内与1mg/mL 的N-CMD接触的PC3-Luc细胞,其:
-在第一个循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至 Tmi(<0℃),其次在时间tm内以温度上升的速率从Tmin加热至Tf
-在第二个循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至 Tmi(<0℃),其次在时间tm内以温度上升的速率从Tmin加热至Tf
-在第三循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至Tmi (<0℃),其次在时间tm内以温度上升的速率从Tmin加热至Tf
3个循环(<0℃)冷冻疗法治疗的PC3-Luc的温度数据
Figure BDA0002520993550001731
表4
表5单独的PC3-Luc细胞(0mg/mL)或在3小时内与1mg/mL的 N-CMD接触的PC3-Luc细胞,其:
-在第一个循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至 Tmi(>0℃),其次在时间tm内以温度上升的速率从Tmin加热至Tf
-在第二个循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至 Tmi(>0℃),其次在时间tm内以温度上升的速率从Tmin加热至Tf
-在第三个循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至 Tmi(>0℃),其次在时间tm内以温度上升的速率从Tmin加热至Tf
-在第四循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至Tmi (>0℃),其次在时间tm内以温度上升的速率从Tmin加热至Tf
-在第五个循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至 Tmi(>0℃),其次在时间tm内以温度上升的速率从Tmin加热至Tf
-在第六个循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至 Tmi(>0℃),其次在时间tm内以温度上升的速率从Tmin加热至Tf
6个循环(>0℃)冷冻疗法治疗的PC3-Luc的温度数据
Figure BDA0002520993550001741
表5
表6:单独的PC3-Luc细胞(0mg/mL)或在3小时内与1mg/mL 的N-CMD接触的PC3-Luc细胞,其:
-在第一个循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至 Tmi(<0℃),其次在时间tm内以温度上升的速率从Tmin加热至Tf
-在第二个循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至 Tmi(<0℃),其次在时间tm内以温度上升的速率从Tmin加热至Tf
-在第三个循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至 Tmi(<0℃),其次在时间tm内以温度上升的速率从Tmin加热至Tf
-在第四循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至Tmi (<0℃),其次在时间tm内以温度上升的速率从Tmin加热至Tf
-在第五个循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至 Tmi(<0℃),其次在时间tm内以温度上升的速率从Tmin加热至Tf
-在第六个循环中,首先在时间td期间以温度降低的速率从Ti冷却至 Tmi(<0℃),其次在时间tm内以温度上升的速率从Tmin加热至Tf
6个循环(<0℃)冷冻疗法治疗的PC3-Luc的温度数据
Figure BDA0002520993550001751
表6

Claims (14)

1.一种用于通过冷冻疗法治疗个体的身体部分的冷冻系统,包括两个部分:
a)第一部分,是冷冻探针,其中:
i)所述冷冻探针适合内部冷却,因为它包括一个与冷冻剂源连通的穿透段,该穿透段至少小于所述身体部分最大体积的1/10,并且/或者具有至少一个维度小于1厘米;
或者
ii)所述冷冻探针适合外部冷却,因为它包括与制冷剂源连通的非穿透段,
b)第二部分,其是:
i)至少两种纳米颗粒的组装体,其特征在于该组装体包括至少两种彼此结合或通过结合/绑定材料彼此缔合的纳米颗粒,或是
ii)至少一种纳米颗粒,其包含:α)铁和至少一种除铁以外的其他金属,和/或β)铁或氧化铁的质量大于50%,
其中,所述至少两个纳米颗粒的组装体或至少一个纳米颗粒意在被冷冻探针冷却。
2.根据权利要求1所述的用于使用的冷冻系统,其用于通过冷冻疗法治疗个体的身体部分的方法,该方法包括以下步骤中的至少一个:
a)在纳米颗粒施用期间,将纳米颗粒施用至个体的身体部分,
b)在暴露时间内,将个体的身体部分暴露于所述冷冻探针,
c)在冷却时间中,通过使用冷冻探针将包含纳米颗粒的个体的身体部分从初始温度冷却到所述身体部分的冷却温度,该温度低于初始温度,
d)在升温的时间中,通过将身体部分的温度从所述身体部分的冷却温度升高到所述身体部分的最终温度或让身体部分的温度从所述身体部分的冷却温度增加到所述身体部分的最终温度升温或让身体部分升温,
e)可选地,在保持时间内,将包含纳米颗粒的身体部分的温度保持或让其保持在:i)冷却温度或ii)包含在冷却温度与初始或最终温度之间的保持温度。
3.根据权利要求2所述的用于使用的冷冻系统,其中,所述初始温度和/或所述最终温度是生理温度,其中,所述生理温度是选自以下的温度:i)根据权利要求4所述的方法治疗身体部分之前或之后的身体部分的温度;ii)没有发烧的个体的温度,iii)25至45℃之间的温度,iv)个体或其身体部分或其血液的最高温度,其不高于该个体或其血液或其身体部分在其整个生命过程中测得的平均温度的5℃以上;和v)个体或其身体部分或其血液的温度,其不低于该个体或其血液或身体部分在其整个生命期内测得的平均温度的5℃以上。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的用于使用的冷冻系统,其中,所述冷却温度具有选自由以下组成的组的至少一个特性:
i)初始温度和冷却温度之间的差ΔT1低于57℃,
ii)最终温度与冷却温度之间的差ΔT2低于57℃。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的用于使用的冷冻系统,其中,所述方法的步骤的特征在于以下特性中的至少一个:
i)步骤a),b),c),d)和/或e)是重复的,
ii)步骤c)在步骤d)之前。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的用于使用的冷冻系统,其中,冷却时间t1和加热时间t2由选自由以下组成的组中的至少一种性质来表征:
i)t1比t2短至少1.1
i)t1大于10-6秒,
ii)t2大于10-6秒,
iii)t2-t1大于10-3秒,
iv)在存在和不存在纳米颗粒的情况下,t1相似,并且
v)存在纳米颗粒时的t2比不存在纳米颗粒时更长。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的用于使用的冷冻系统,其中,所述冷却温度大于-40℃。
8.根据前述权利要求中任一项所述的用于使用的冷冻系统,其中,所述冷冻系统是试剂盒或以下各项的组合:
i)冷冻探针,是一种医疗设备,仪器或设备,和
ii)至少一种纳米颗粒,其是组合物,药物或医疗装置。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的冷冻系统在冷冻治疗期间将冷气存储或保留在个体的身体部分中的应用。
10.根据权利要求9所述的冷冻系统的应用,其中在身体部分中达到:
i)温度梯度低于150℃,或
i)冷却温度高于-100℃。
11.根据权利要求9或10所述的冷冻系统的应用,其中:
i)身体部分的质量百分比或体积百分比的1%以上被冷却,
和/或
ii)在存在纳米颗粒的情况下比在不存在纳米颗粒的情况下冷却更大的身体部分的体积,表面或长度。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的冷冻系统的应用,其中,所述第二部分具有选自由以下组成的组的至少一个性质:
i)至少一个纳米颗粒是冰的成核位置,并且
ii)至少两个通过结合/绑定材料彼此结合或缔合的纳米颗粒的冰核位点的尺寸大于至少两个未通过绑定或结合材料位点彼此结合或绑定的纳米颗粒的冰核位点的尺寸。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的冷冻系统的应用,其中,所述冷冻疗法是非冰球冷冻疗法或纳米颗粒冰球冷冻疗法,其特征在于:
i)非冰球冷冻疗法不是仅包含不嵌入冰球或不包含金属或氧化铁纳米颗粒的冷冻疗法,并且
ii)纳米颗粒-冰球冷冻疗法是一种包括冰球嵌入或包含金属或氧化铁纳米颗粒的冷冻疗法。
14.根据权利要求9、10、11、12或13所述的冷冻系统刺激或激活免疫系统的应用。
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