CN112566682A - 低切迹多剂注射系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于将流体注射到身体内的肿瘤中的低切迹流体注射系统和方法包括细长构件、多个流体递送构件和多个流体储器。多个流体储器中的每个可以流体耦合至单个流体递送构件的单个流体递送内腔,使得流体递送构件中的每个流体独立于每个其他流体递送构件。多个流体递送构件可以被配置为当所述系统被定位到患者的身体中时从细长构件的远端延伸到肿瘤中。流体递送机构可以可操作地耦合至多个流体储器以便将流体从多个流体储器递送到多个流体递送构件并将流体注射到肿瘤中。

Description

低切迹多剂注射系统和方法
交叉引用
本申请要求于2018年6月1日提交的美国临时申请号62/679,589的权益,其通过引用以其整体并入本文用于所有目的。
背景技术
癌症药物开发中的一个基本问题是,临床前癌症模型中的抗肿瘤功效可能无法转化为患者的功效或患者结果。在许多情况下,药物可能无法在准确代表临床疾病的临床前体外或体内系统中进行测试。例如基于体外细胞培养的系统通常提供静态的、均质的测试条件,这些条件不会考虑例如变化的微环境条件或肿瘤细胞异质性的影响。基于体内动物模型的系统可能为临床提供稍微好点的转化效果,但与临床人类肿瘤相比,由于肿瘤微环境的差异(特别是遗传、分子、免疫和细胞方面的差异)、多变的生长条件以及各种其他因素,它们经常无法发挥预期的有效性。
发明内容
因此,期望提供用于候选药物测试临床肿瘤功效的改进方法、系统和设备。这样的系统的提议实施方案可以将一种或多种候选药物原位注射到临床肿瘤的离散的、映射的位置中,以便同时评估在活的受试者的生长肿瘤中的候选药物。可以在对所注射的肿瘤组织进行切除或活检之后,将药物的作用观察为空间确定的肿瘤反应。以这种方式,可以在临床环境中直接评估多种候选药物的功效,这可能改善对全身药物递送的治疗反应的预测。
此外,也期望将用于候选药物测试的改进方法、系统和设备能够以微创方式到达皮下肿瘤。这样的系统的提议实施方案可以例如与现有的非侵入性或微创外科手术进入设备或导引器(诸如活检仪器、腹腔镜设备、血管内导管等)兼容。备选地或组合地,这样的系统的提议实施方案可以包括其自身的导引器,以提供进入感兴趣的肿瘤部位的通路。本文所述的系统可以被配置为进入浅表肿瘤和/或难以进入和/或位于体内更深处的那些肿瘤。
也期望用于候选药物测试的改进方法、系统和设备允许简化候选药物的装载。这样的系统的提议实施方案可以例如包括其中含有一种或多种候选药物的一个或多个药盒。每个药盒可以预先装载有候选药物并且被配置为插入到递送系统中,该递送系统将候选药物从药盒递送到感兴趣的肿瘤部位。
这些目的中的至少一些通过以下描述的示例性实施方案得以实现。不一定通过任何特定实施方案来实现所有这些方面或优点。因此,可以以实现或优化本文所教导的一个优点或一组优点的方式实施各种实施方案,而不必实现本文也所教导或建议的其他方面或优点。
本公开内容通常涉及医疗设备、系统和方法,并且更具体地涉及用于将一种或多种流体(例如一种或多种候选药物或组合)注射到组织中的方法和装置。
本公开内容的一方面提供了一种流体注射系统。在一些实施方案中,所述流体注射系统包括具有近端和远端的细长构件。在一些实施方案中,所述细长构件包括在其中限定有内腔的内壁。在一些实施方案中,所述流体注射系统包括多个流体递送构件。在一些情况下,所述多个流体递送构件安置在所述细长构件的所述内腔内。在一些情况下,所述多个流体递送构件具有缩回构型和延伸构型。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件被配置为在所述延伸构型下延伸出所述细长构件的所述远端。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件中的每个包括远端、近端、位于所述远端的出口以及限定其中的流体递送内腔的内壁。在一些实施方案中,所述流体递送内腔流体耦合至所述出口。在一些实施方案中,每个所述流体递送内腔中流体独立于所述多个流体递送构件的每个其他流体递送内腔。在一些实施方案中,所述流体注射系统包括多个流体递送通道。在一些实施方案中,所述多个流体递送通道中的每个流体耦合至所述多个流体递送构件的一个或多个流体递送内腔。在一些实施方案中,流体递送机构可操作地耦合至所述多个流体递送通道,其中所述流体递送机构的致动导致流体从所述多个流体递送通道流向所述多个流体递送构件并流出所述出口。
在一些实施方案中,所述流体递送机构的致动可操作地耦合至所述多个流体递送构件,使得流体的递送伴随着所述流体递送构件从所述延伸构型缩回到所述缩回构型。在一些实施方案中,所述流体递送机构包括流体递送杆。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件被配置为在从所述流体递送构件递送流体的同时从所述延伸构型缩回到所述缩回构型。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件被配置为在所述缩回构型下完全封闭在所述细长构件的所述内腔内。
在一些实施方案中,所述细长构件包括鞘管、海波管轴杆(hypotube shaft)或针。在一些实施方案中,所述细长构件包含金属。在一些实施方案中,所述细长构件包含柔性材料。在一些实施方案中,所述细长构件包含刚性材料。在一些实施方案中,所述细长构件具有约4cm至约250cm的长度。在一些实施方案中,所述细长构件具有约4cm至约20cm的长度。在一些实施方案中,所述细长构件具有约4cm至约20cm的长度。在一些实施方案中,所述细长构件具有约100cm至约250cm的长度。在一些实施方案中,所述细长构件具有约0.9mm至约3.5mm的外径。在一些实施方案中,所述细长构件具有约2mm至约4mm的外径。在一些实施方案中,所述细长构件具有约3French至约10French的外径。在一些实施方案中,所述细长构件的外径大小被设置为适于装配到常规活检穿刺针、常规内窥镜或常规血管通路鞘管的工作通道内。在一些实施方案中,所述细长构件包含规格号(gauge number)为约10至约20的针。
在一些实施方案中,所述多个流体递送构件包括至少两个流体递送构件。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件包括2至20个流体递送构件。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件包含多个针或管。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件包含多个铅笔尖样针(pencil-point needles)、钝头针(blunt-tipped needles)或斜尖针(bevel-tipped needles)。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件包含金属或塑料。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件包含形状记忆合金。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件包含柔性材料。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件包含刚性材料。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件中的每个具有约0.05mm至约0.50mm的外径。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件中的每个具有约0.25mm的外径。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件中的每个是规格号为约28至约33的针。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件中的每个是规格号为约31的针。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件的所述流体递送内腔中的每个具有约0.1μl至约10μl的体积。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件中的每个具有从所述细长构件的所述远端延伸到所述细长构件的近端的长度。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件中的每个具有约4cm至约250cm的长度。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件中的每个在所述延伸构型下从所述细长构件的所述远端延伸出约5mm至约40mm的长度。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件中的每个包括流体耦合至所述流体递送内腔的至少一个附加的出口。在一些实施方案中,在所述延伸构型下,所述多个流体递送构件中的每个与所述细长构件的纵轴成角度远离。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件中的每个与所述细长构件的所述纵轴以约10°至90°的角度成角度远离。
在一些实施方案中,所述细长构件的所述远端包括成角度元件,所述成角度元件被定位成引导所述多个流体递送构件在所述延伸构型下与所述细长构件的纵轴成角度远离。在一些实施方案中,在所述延伸构型下,所述多个流体递送构件中的每个与所述细长构件的纵轴成角度远离,使得所述多个流体递送构件中的每个的远端之间的距离为约1mm至约10mm。
在一些实施方案中,所述系统还包括手柄,所述手柄邻近于所述细长构件的所述近端。
在一些实施方案中,所述系统还包括致动器,所述致动器邻近于所述细长构件的所述近端并且可操作地耦合至所述多个流体递送构件,其中所述致动器的致动使所述多个流体递送构件从所述缩回构型移动到所述延伸构型或者从所述延伸构型移动到所述缩回构型。在一些实施方案中,所述致动器被配置为以约0.1mm/s至约10mm/s的速度使所述多个流体递送构件从所述延伸构型缩回到所述缩回构型。在一些实施方案中,所述致动器包括机械致动器或机电致动器。在一些实施方案中,所述致动器是手动操作的。在一些实施方案中,所述致动器是自动操作的。
在一些实施方案中,所述流体递送机构由所述致动器致动。在一些实施方案中,所述流体递送机构包括机械致动器或机电致动器。在一些实施方案中,所述流体递送机构包括柱塞或泵中的一个或多个。在一些实施方案中,所述流体递送机构是手动操作的。在一些实施方案中,所述流体递送机构是自动操作的。在一些实施方案中,所述流体递送机构被配置为导致流体以约0.1μl/s至约10μl/s的流速从所述出口递送出来。
在一些实施方案中,所述系统被配置用于在皮肤表面以下约1cm至约300cm进行流体递送。在一些实施方案中,所述系统被配置用于在皮肤表面以下约1cm至约30cm进行流体递送。在一些实施方案中,所述系统被配置用于在皮肤表面以下约4cm至约20cm进行流体递送。在一些实施方案中,所述系统被配置用于在皮肤表面以下约100cm至约250cm进行流体递送。
在一些实施方案中,所述多个流体递送通道包括所述多个流体递送构件的所述流体递送内腔。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件的所述流体递送内腔是所述多个流体递送通道。在一些实施方案中,所述流体递送机构包括多个流体递送机构,所述多个流体递送机构中的每个可操作地耦合至所述多个流体递送通道中的单个流体递送通道。
在一些实施方案中,所述系统还包括成像系统,所述成像系统用于对使用中的所述流体注射系统进行围手术期成像。
在一些实施方案中,所述系统还包括一个或多个药盒,所述一个或多个药盒流体耦合至一个或多个所述流体递送内腔或者一个或多个所述多个流体递送通道。在一些实施方案中,所述多个流体递送通道中的每个具有约10μl至约500μl的体积。
在一些实施方案中,所述系统还包括荧光跟踪微球(FTM)群体。在一些实施方案中,所述荧光跟踪微球具有5微米至10微米的直径。在一些实施方案中,所述荧光跟踪微球包含聚苯乙烯。在一些实施方案中,所述系统还包括多个荧光跟踪微球(FTM)群体。
在一些实施方案中,所述系统还包括体积选择器。在一些实施方案中,所述系统还包括多个药盒。
本公开内容的一方面提供了一种将流体注射到患者身体内的肿瘤中的方法,所述方法包括:提供流体注射系统,其中所述流体注射系统包括具有近端和远端的细长构件、安置在所述细长构件的内腔内的多个流体递送构件,以及多个流体递送通道,其中所述多个流体递送通道中的每个流体耦合至所述多个流体递送构件中的每个的单个流体递送内腔;在所述多个流体递送构件缩回的情况下,将所述细长构件的所述远端插入身体中;在所述多个流体递送构件缩回的情况下,将所述细长构件的所述远端定位到紧靠所述肿瘤的位置;将多个所述流体递送构件从所述细长构件的所述远端延伸到所述肿瘤中;以及将多种流体从所述多个流体递送构件注射到所述肿瘤中,其中所述多个流体递送构件中的每个流体独立于所述多个流体递送构件中的每个其他流体递送构件。
在一些实施方案中,所述方法还包括将所述多个流体递送构件从所述肿瘤缩回到所述细长构件的所述远端。在一些实施方案中,将所述多个流体递送构件缩回与注射所述多种流体同时发生。在一些实施方案中,将所述多个流体递送构件缩回包括将所述多个流体递送构件缩回使得所述多个流体递送构件完全封闭在所述细长构件的所述内腔内。在一些实施方案中,将所述多个流体递送构件缩回包括将所述流体递送构件以约0.1mm/s至约10mm/s的速度缩回。
在一些实施方案中,所述方法还包括在所述多个流体递送构件缩回的情况下,将所述细长构件的所述远端从所述身体中移除。在一些实施方案中,所述方法还包括切除所述肿瘤的至少一部分以供分析。在一些实施方案中,所述方法还包括在将所述细长构件的所述远端插入到所述身体中之前将所述多种流体装载到所述多个流体递送通道中。在一些实施方案中,所述方法还包括对所述流体注射系统进行围手术期成像。
在一些实施方案中,所述细长构件包括鞘管、海波管轴杆或针。在一些实施方案中,所述细长构件包含金属。在一些实施方案中,所述细长构件包含柔性材料。在一些实施方案中,所述细长构件包含刚性材料。在一些实施方案中,所述细长构件具有约0.9mm至约3.5mm的外径。在一些实施方案中,所述细长构件包含规格号为约10至约20的针。
在一些实施方案中,将所述细长构件的所述远端插入到所述身体中包括将所述细长构件的所述远端插入到预先放置在所述身体中的常规活检穿刺针、常规内窥镜或常规血管通路鞘管的工作通道中。
在一些实施方案中,所述多个流体递送构件包括至少两个流体递送构件。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件包括2至20个流体递送构件。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件包含多个针或管。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件包含金属或塑料。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件包含形状记忆合金。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件包含柔性材料。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件包含刚性材料。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件中的每个具有约0.05mm至约0.50mm的外径。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件中的每个是规格号为约28至约33的针。
在一些实施方案中,注射所述多种流体包括以约0.1μl/s至约10μl/s的流速注射所述多种流体。在一些实施方案中,注射所述多种流体包括从所述多个流体递送构件中的每个注射体积约10μl至约500μl的所述多种流体中的每一种。
在一些实施方案中,所述多个流体递送构件中的每个具有从所述细长构件的所述远端延伸到所述细长构件的近端的长度。在一些实施方案中,所述多个流体递送构件中的每个具有约4cm至约250cm的长度。
在一些实施方案中,将所述多个流体递送构件延伸包括将所述多个流体递送构件中的每个从所述细长构件的所述远端延伸出约5mm至约40mm的长度至所述肿瘤中。在一些实施方案中,将所述多个流体递送构件延伸包括将所述多个流体递送构件从所述细长构件的远端延伸使得所述多个流体递送构件与所述细长构件的纵轴成角度远离。
在一些实施方案中,所述细长构件的所述远端包括成角度元件,所述成角度元件被定位成引导所述多个流体递送构件在所述延伸构型下与所述细长构件的所述纵轴成角度远离。
在一些实施方案中,注射所述多种流体包括在所述肿瘤中产生多个不同的流体柱。
在一些实施方案中,方法中使用的流体注射系统还包括其上有流体递送机构的手柄,所述流体递送机构可操作地耦合至所述多个流体递送通道,并且其中注射所述多种流体包括致动所述流体递送机构。在一些实施方案中,所述流体递送机构包括手动致动所述流体递送机构。在一些实施方案中,致动所述流体递送机构包括自动致动所述流体递送机构。在一些实施方案中,所述流体递送机构包括机械致动器或机电致动器。在一些实施方案中,所述流体递送机构包括柱塞或泵中的一个或多个。在一些实施方案中,所述流体注射系统还包括致动器,所述致动器邻近于所述细长构件的所述近端并且可操作地耦合至所述多个流体递送构件。在一些实施方案中,将所述多个流体递送构件延伸包括致动所述致动器。
在一些实施方案中,致动所述致动器包括手动致动所述致动器。在一些实施方案中,注射所述多种流体包括致动所述致动器。在一些实施方案中,致动所述致动器包括自动致动所述致动器。在一些实施方案中,所述致动器包括机械致动器或机电致动器。在一些实施方案中,所述致动器包括拨轮或电动致动器中的一个或多个。在一些实施方案中,注射所述多种流体包括在皮肤表面以下约0.2cm至约20cm注射所述多种流体。在一些实施方案中,注射所述多种流体包括在皮肤表面以下约1cm至约30cm注射所述多种流体。在一些实施方案中,注射所述多种流体包括在皮肤表面以下约4cm至约20cm注射所述多种流体。在一些实施方案中,注射所述多种流体包括在皮肤表面以下约100cm至约250cm注射所述多种流体。在一些实施方案中,所述多种流体包含一种或多种治疗剂。在一些实施方案中,注射所述多种流体包括将不同流体从所述多个流体递送构件中的每个注射到所述肿瘤中。在一些实施方案中,注射所述多种流体包括将相同流体从所述多个流体递送构件中的每个注射到所述肿瘤中。在一些实施方案中,所述肿瘤位于所述患者的皮肤、乳腺、脑、前列腺、结肠、直肠、肾脏、胰腺、肺、肝脏、心脏、胃、肠、卵巢、睾丸、子宫颈、淋巴结、甲状腺、食道、头或颈、眼、骨或膀胱中。在一些实施方案中,所述多种流体包含荧光跟踪微球(FTM)群体。在一些实施方案中,所述多种流体包含多个荧光跟踪微球群体。
援引并入
本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文,其程度如同特别地且单独地指出每个单独的出版物、专利或专利申请通过引用而并入。
附图说明
在所附权利要求中具体阐述本发明的新颖特征。通过参考以下对其中利用到本发明的原理的说明性实施方案加以阐述的详细描述和附图,将会获得对本发明的特征和优点的更好理解,在这些附图中:
图1示出了根据实施方案的低切迹(low-profile)流体注射系统的示意图。
图2示出了根据实施方案的低切迹流体注射系统的示意图,其中递送构件处于延伸状态。
图3示出了根据实施方案的低切迹流体注射系统的示意图。
图4A示出了根据实施方案的低切迹流体注射系统的一部分和药盒的示意图。
图4B示出了根据实施方案的图示了装载有药盒的低切迹流体注射系统的示意图。
图5A示出了根据实施方案的低切迹流体注射系统的示意图。
图5B示出了根据实施方案的低切迹流体注射系统的示意图,其中递送构件处于延伸状态。
图5C示出了根据实施方案的图5B所示的低切迹流体注射系统的一部分的示意图。
图6A示出了根据实施方案的低切迹流体注射系统的示意图。
图6B示出了根据实施方案的图6A所示的低切迹流体注射系统的一部分。
图7示出了根据实施方案的低切迹流体注射系统的内部机构的图像。
图8示出了根据实施方案的低切迹流体注射系统的示意图。
图9示出了根据实施方案的低切迹流体注射系统的细长构件的剖面图。
图10A示出了根据实施方案的低切迹流体注射系统的示意图,其中流体递送构件处于未延伸构型。
图10B示出了根据实施方案的图10A的系统,其中流体递送构件处于延伸构型。
图11A示出了根据实施方案的示例性的细长构件,其中流体递送构件处于未延伸构型。
图11B示出了根据实施方案的示例性的细长构件,其中流体递送构件处于延伸构型。
图12A示出了根据实施方案的示例性的细长构件的远端,其中流体递送构件处于未延伸构型。
图12B示出了根据实施方案的示例性的细长构件的远端,其中流体递送构件处于延伸构型。
图13A示出了根据实施方案的通过低切迹流体注射系统注射之后的靶组织的简图,该简图以垂直于系统的纵轴的横截面描绘。
图13B示出了根据实施方案的通过低切迹流体注射系统注射之后靶组织中的注射柱的透视简图。
图13C示出了根据实施方案的通过低切迹流体注射系统注射之后靶组织中的注射柱的透视简图。
图14示出了根据实施方案的低切迹流体注射系统的示意图,其中流体递送构件在靶组织的内部延伸。
图15A示出了根据实施方案的示例性的低切迹流体注射系统,其中流体递送构件在模拟的靶组织内处于未延伸构型。
图15B示出了根据实施方案的图15A的示例性系统,其中流体递送构件延伸到模拟的靶组织中。
图15C示出了根据实施方案的将流体注射到模拟的靶组织中期间同时使流体递送构件缩回的图15A的系统。
图16A示出了根据实施方案的流体注射之前的低切迹流体注射系统的示意图,其中流体递送构件处于未延伸构型。
图16B示出了根据实施方案的流体注射之前的低切迹流体注射系统的示意图,其中流体递送构件处于延伸构型。
图16C示出了根据实施方案的流体注射后的低切迹流体注射系统的示意图,其中流体递送构件处于未延伸构型。
图16D示出了根据实施方案的流体注射之前的低切迹流体注射系统的示意图,其中流体递送构件处于延伸构型。
图16E示出了根据实施方案的在同时进行流体注射和流体递送构件的缩回之后的图16D的系统。
图17示出了根据实施方案的使用流体注射系统将流体注射到受试者体内的肿瘤中的方法的示例性步骤。
图18A示出了根据实施方案的包括体积选择器的低切迹流体注射系统的图像。
图18B示出了根据实施方案的体积选择器的图像。
图19A示出了根据实施方案的包括端帽的低切迹流体注射系统的示意图。
图19B示出了根据实施方案的端帽的示意图。
图20A示出了根据实施方案的药盒。
图20B示出了根据实施方案的药盒。
图21A-图21D示出了根据实施方案的用于在靶组织中递送和检测一种或多种试剂的方法。
具体实施方式
在以下详细描述中,参考形成本文一部分的附图。在附图中,除非上下文另有指示,否则相似的符号通常标识相似的部件。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施方案并不意味着是限制性的。在不脱离本文所呈现主题的范围的情况下,可以利用其他实施方案并且可以进行其他改变。容易理是,如本文通常描述的和在附图中图示的,本公开内容的各方面可以以各种不同的配置进行布置、替换、组合、分离和设计,所有这些均被明确地考虑在本文中。
尽管下文公开了某些实施方案和实施例,但是本发明的主题超出具体公开的实施方案,延伸至其他备选实施方案和/或用途以及其修改和等同物。因此,所附权利要求书的范围不受下文所述的任何特定实施方案的限制。例如,在本文公开的任何方法或过程中,该方法或过程的动作或操作可以以任何合适的顺序执行,并且不必限于任何特定公开的顺序。可以以有助于理解某些实施方案的方式将各种操作依次描述为多个离散操作,但是,描述的顺序不应解释为暗示这些操作是顺序相关的。另外,本文所述的结构、系统和/或设备可以体现为集成部件或独立部件。
为了比较各种实施方案,描述了这些实施方案的某些方面和优点。不一定通过任何特定实施方案来实现所有这些方面或优点。因此,例如,可以以实现或优化如本文所教导的一个优点或一组优点的方式执行各种实施方案,而不必实现本文也教导或建议的其他方面或优点。
本公开内容描述了低切迹流体注射设备和系统及其使用方法。本文公开的低切迹流体注射设备和系统可以提供例如在诊断和/或治疗应用中优于现有设备、系统和方法的优点。在一些情况下,本文公开的低切迹流体注射系统(例如,系统100)用于将药物原位递送至肿瘤。本领域的技术人员将理解,本文公开的设备、系统和方法可用于多个解剖区域和多个外科手术中。本领域技术人员还将理解,本文公开的流体注射系统的插入和/或本文公开的一种或多种试剂的递送可以由诸如医生(例如,医师)和非医师医疗专业人员(例如,抽血员、临床技术人员、护士、执业护士或医师助手)等皮下注射技术人员来执行。该设备可以例如用于临床前、离体或体外药物测试。该方法可以在人体组织或组织样品上或者在动物组织或组织样品上进行。
图1示出了包括致动器250和细长构件110的低切迹流体注射系统100。如本领域技术人员将理解的,本文公开的低切迹流体注射系统的尺寸和结构允许将一种或多种流体(其可以包含例如治疗剂和/或诊断试剂)微创性地递送至靶组织。如本文所公开的,可以将一种或多种流体装载到腔室400(例如,在一个或多个药盒432内)中并通过容纳在细长构件110内的一个或多个流体递送构件320递送至靶组织(例如,肿瘤组织或其一部分)。细长构件110可以在细长构件110的近端113处连接至流体注射系统100的壳体。在一些情况下,细长构件110的近端113可以包括远端耦合件190。远端耦合件190可以是连接接口(例如,夹子或鲁尔锁接头)。在一些情况下,同轴鞘管可以在细长构件110上滑动并且耦合至远端耦合件190。
致动器250可以是用于在流体注射系统100的壳体内驱动注射器主体260和流体递送构件320的各种装置之一(其可以包括具有把手170(或手柄)的波状外壁)。在许多情况下,致动器250包括连接至致动器支柱254的杠杆臂,其通过注射器杆257在流体注射系统100的壳体内部驱动注射器主体260。在各种实施方案中,致动器可以是手动操作的(例如,通过将致动器250挤压至流体注射系统100的壳体)。在一些情况下,致动器250可以包括机械致动器,其中可以通过机电机构来提供用于致动注射器主体260的一些或全部力。致动器250的致动可以导致一个或多个流体递送构件从细长构件110的远端114延伸(例如,延伸到受试者的组织诸如靶肿瘤组织中)。
图2示出了致动器250的杠杆臂处于接合(例如,下压)状态的低切迹流体注射系统100。接合(例如,下压)致动器250可以导致一个或多个流体递送构件通过细长构件110的远端114延伸出细长构件110。流体递送构件320可以偏斜远离(例如,展开)流体注射系统100的纵轴。图2示出了多个流体递送构件320从细长构件110的远端114延伸时展开的代表性示例。在一些情况下,细长构件的远端114可以包括一个或多个成角度元件115(例如,展开机构),该成角度元件115可以导致当致动器250接合时(例如,当注射器主体260在流体注射系统100的壳体内向远侧致动时),一个或多个流体递送构件320偏斜远离流体注射系统100的纵轴。成角度元件可以包括一个或多个引导件,其可以包括成角度的通道,流体递送构件320可以穿过该通道。图12A和图12B示出了成角度元件115的代表性示例。在一些实施方案中,当致动器250接合时,一个或多个流体递送构件320可以与流体注射系统100的纵轴同轴(in-line)延伸。在当致动器250接合时流体递送构件320与流体注射系统100的纵轴同轴延伸的一些情况下,细长构件110的远端114包括不成角度的引导元件(例如,流体递送构件320可以穿过该引导元件)。
在一些情况下,远端114被构造成穿透(例如,刺穿)组织的形状。例如,远端114可以具有尖锐或锋利的末端,例如用于穿透皮肤或纤维组织。在许多情况下,远端114可以具有子弹形或圆形末端。远端114的这种子弹形或圆形末端可足以穿透皮肤或纤维组织;然而,子弹形或圆形的远端114对于将细长构件推进穿过组织或受试者内部的组织可能是有利的,因为它可以避免损坏(例如,刺穿)其他组织,诸如内部器官。在一些情况下,引导元件(诸如成角度元件115)可以成形为有助于细长构件110穿透进入组织或穿过组织。
在一些情况下,可以将致动器250的杠杆臂放置成与流体注射系统100的壳体的杠杆臂凹口172配合(例如,与之接触),例如,通过完全接合致动器250来实现)。杠杆臂凹口172可以允许将致动器250下压至与流体注射系统100的壳体的表面更齐平的位置,这可以帮助流体注射系统100的用户在使用期间维持对流体注射系统100的稳定控制。图1示出了杠杆臂凹口172的代表性示例。
图3示出了低切迹流体注射系统100的剖面图像。低切迹流体注射系统100的致动器250可以包括致动器耦合件252。致动器耦合件252可以耦合至致动器支柱254(例如,可旋转耦合,例如,其中致动器耦合件252是铰链接头)。致动器支柱254可以耦合至支柱耦合件256(例如,可旋转耦合,例如,其中支柱耦合件256是铰链接头)。支柱耦合件256可以耦合至注射器杆257和/或注射器主体260。在一些情况下,支柱耦合件固定连接至注射器杆257和/或注射器主体260,例如,其中不允许支柱耦合件256与注射器杆257之间、注射器主体260,或者注射器杆257和注射器主体260之间旋转或平移。
接合致动器250(例如,下压致动器250的杠杆臂)可以导致支柱254向注射器主体施加力(例如,在一些情况下,通过注射器杆257),其可以导致注射器主体260例如沿流体注射系统100的纵轴在远侧方向上可滑动地平移通过流体注射系统100的内部(例如,通过注射器主体轴杆268)(参见例如图5A、图5B和图5C)。在一些情况下,解除致动器250的接合(例如,释放致动器250的杠杆臂)可以允许注射器主体沿流体注射系统100的纵轴在近侧方向上平移(参见例如图6A和图6B)。在一些情况下,接合致动器250可以导致注射器杆257例如沿流体注射系统100的纵轴在远侧方向上可滑动地平移通过流体注射系统100的内部(例如,注射器杆轴杆520)。在一些情况下,解除致动器250的接合(例如,释放致动器250的杠杆臂)可以允许注射器杆257例如沿流体注射系统100的纵轴在近侧方向上完全或部分平移通过流体注射系统100的内部。致动器250的杠杆臂可以通过致动器铰链251耦合(例如,旋转耦合)至流体注射系统100的壳体。在一些情况下,致动器250的致动导致致动器250的杠杆臂围绕致动器铰链251旋转。
在一些情况下,流体注射系统100的壳体可以包括支柱通道255以允许致动器支柱254沿纵轴移动(例如,在致动器250的致动期间)。流体注射系统100的壳体可以包括致动器耦合件切口253。在一些情况下,致动器耦合件切口253被成形和定位在流体注射系统100的壳体中以容纳致动器耦合件242(例如,致动器250的杠杆臂被下压)。在一些情况下,致动器耦合件切口253可以允许致动器耦合件252在流体注射系统100的壳体的最大半径内移动(例如,其可以允许将致动器250下压到与流体注射系统100的壳体的外表面齐平或接触的程度)。
一个或多个流体递送构件可以耦合至注射器主体260。注射器主体260通过注射器主体轴杆268的平移可以导致一个或多个流体递送构件320通过细长构件110向远侧平移。在一些情况下,注射器主体260和/或一个或多个流体递送构件320沿流体注射的纵轴在远侧或近侧方向上平移的距离可以取决于致动器250接合(例如,下压)或未接合(例如,释放)的程度。在一些情况下,接合致动器250导致一个或多个流体递送构件320从细长构件110的远端114向远侧延伸。
注射器主体弹簧264可用于抵抗注射器主体260沿流体注射系统100的纵轴向远侧平移。在一些情况下,注射器主体弹簧264安置在注射器主体轴杆268的远端269与注射器主体260的肩部266之间。致动器250的致动(例如,接合致动器250,例如,通过下压致动器250的杠杆臂)可以导致注射器主体弹簧264的压缩(例如,通过平移注射器主体260使得注射器主体肩部266更靠近注射器主体轴杆268的远端269)。解除致动器250的接合(例如,释放致动器250的杠杆臂)可以允许注射器主体弹簧延伸并且可以导致注射器主体260沿流体注射系统100的纵轴向近侧平移。当致动器250未接合时,注射器杆257可以与注射器主体260一起向近侧平移。例如,当致动器250未接合时(例如,如图3所示),注射器杆257的近侧平移和/或注射器主体260的近侧平移可以导致致动器支柱254向致动器250施加力(例如,通过支柱耦合件256和致动器耦合件252),并导致致动器250呈现未接合(例如,未下压)构型。
当致动器250未接合时(例如,当致动器250处于未接合构型时),注射器主体弹簧264可保持压缩状态。例如,注射器主体弹簧264可以以压缩状态保持在注射器主体轴杆268的远端和注射器主体260之间。在一些情况下,注射器主体260通过注射器主体弹簧264偏压抵靠在注射器轴杆肩部267上。在一些情况下,注射器主体轴杆268和注射器杆轴杆520在流体注射系统100的内部空间中连接。在一些情况下,注射器轴杆肩部267表示注射器杆轴杆520的远端和注射器主体轴杆260的近端。可以设计或选择注射器主体弹簧264的长度和/或弹簧常数,以便需要期望的力来致动致动器250。例如,可以选择注射器主体弹簧264具有一定长度和/或弹簧常数,使得不需要过多的力来致动致动器250,否则可能降低用户在使用过程中对设备的位置和/或方向的控制,或者可能导致执行器250的不完全致动。在某些实施方案中,选择具有一定长度和/或弹簧常数的注射器主体弹簧264是有用的,使得致动器250不会在其自身重量下或者因无意中发生碰撞而致动,其可能导致流体递送构件320的意外延伸和/或流体从流体递送构件320压出。
低切迹流体注射系统100可以包括一个或多个流体递送构件320。流体递送构件320可以包括流体可以通过其流动的通道。在许多情况下,流体注射系统100包括多个流体递送构件320。例如,流体注射系统100可以包括2、3、4、5、6、7、8、9、10、10至20、20至30、30至40、40至50或多于50个流体递送构件320。通过增加流体注射系统100包括的流体递送构件320的数量,可以向更多的靶组织部位注射流体。流体注射系统100可以以良好控制的模式(例如,可以包括一个或多个柱状流体注射的模式)将流体注射到靶组织中。在一些情况下,包括多个流体递送构件320的流体注射系统100将允许将多种不同的流体注射到靶组织的一个或多个部分中(例如,使得可以比较每次注射的效果,例如离体、原位、体内或体外)。
流体递送构件320可以包括从流体源(例如,药盒432)到靶组织(例如,到靶组织中与流体递送构件320的远端邻近或相邻的注射部位)的流体路径(例如,连续流体路径或带阀流体路径)的一部分。在一些情况下,流体递送构件320的近端327距流体注射系统100的纵轴的径向距离大于流体递送构件320的远端328。流体递送构件320可以包括一个或多个弯曲部,该弯曲部可以有利于最小化细长构件的直径(例如,减小用于将细长构件110推进进入或穿过组织的进入路径的大小)。在一些情况下,流体递送构件320中的弯曲部的数量和/或角度取决于流体递送构件320的近端距流体注射系统100的纵轴的半径。在一些情况下,流体递送构件320的近端距流体注射系统100的纵轴的半径取决于以下一个或多个的厚度和/或直径:注射器主体260、注射器主体弹簧264、注射器主体轴杆268、注射器杆轴杆520或药盒432。在某些实施方案中,可以使以下一个或多个的厚度和/或直径最小化:注射器主体260、注射器主体弹簧264、注射器主体轴杆268、注射器杆轴杆520或药盒432,以减小流体注射系统100的总直径或减小流体递送构件320中弯曲部的数量或角度。在一些情况下,流体递送构件320的近端距流体注射系统100的纵轴的半径取决于流体递送通道270的路径(例如,流体递送通道270通过注射器主体260的路径)。
在一些情况下,一个或多个流体递送构件320例如在流体递送构件320的近端327处耦合至注射器主体260。在一些情况下,一个或多个流体递送构件320与一个或多个流体递送通道270流体连通。例如,流体递送构件320的近端327可以例如在递送通道接口290处与流体递送通道270流体连通。
流体递送通道270可以是连接流体源(例如,药盒432)和流体递送构件320的流体路径。流体递送通道270可以包括以下中的一个或多个的一部分:注射器主体260、药盒支座410或药盒接口420。低切迹流体注射系统100可以包括多个流体递送通道270。例如,低切迹流体注射系统可以包括与流体递送构件320和/或药盒腔室400相同数量的流体递送通道270。在一些情况下,低切迹流体注射系统可以包括将流体源(例如,药盒432)与靶组织连接的多个流体独立的路径。例如,流体独立的路径可以包括流体源、流体递送通道270和流体递送构件320,其中流体独立的路径不与另一流体源流体连通(例如,经由与另一流体源流体连通的流体递送通道270和/或流体递送构件320)。在一些实施方案中,流体注射系统100包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、10至20、20至50或多于50个独立的流体路径。在一些情况下,在流体注射系统100中包含多个流体独立的路径允许多种诊断剂和/或多种治疗剂的独立治疗和/或随后的独立分析。
在一些情况下,流体递送通道270或其一部分可以用作流体储器器。例如,流体递送通道270的至少一部分可以包括使用流体注射系统100递送到靶组织或其一部分的流体。在一些情况下,在使用流体注射系统100将流体注射到靶组织或其一部分中之前,用流体灌注流体递送通道270。如本文所进一步公开的,当与流体递送通道270流体连通时,流体源(例如,药盒432)内的流体480可以置于压力下,这可以导致流体480从流体源流入流体递送通道270。
图4A和图4B示出了将药盒432装载到流体注射系统100中的代表性示例。通过使药盒柱塞440与药盒接口420接合,可以将药盒432中容纳的一种或多种流体与流体递送通道270流体连通。在一些情况下,当将药盒432装载到药盒保持器430中时,药盒432的一种或多种流体可以被加压(例如,由于药盒432通过药盒支座410而偏压抵靠在药盒保持器430的唇缘)。在一些情况下,在将药盒432装载到流体注射系统100中期间,药盒432中流体的加压可以导致流体填充或部分填充流体递送通道270。
在许多情况下,流体递送机构280(例如,流体递送杆280)用于将流体从流体递送通道270的至少一部分朝向流体递送构件320的远端114驱动。流体递送机构280可以包括一个或多个流体递送杆。流体递送杆280可以可滑动地安置在流体递送通道270的至少一部分内。在一些情况下,流体递送杆280的大小被构造成使得流体递送杆280向下沿流体递送通道270的至少一部分的平移(例如,在相对于流体注射系统100的远侧方向上的平移)增加流体递送通道270的至少一部分内的压力,这可以导致例如在致动器250被致动之后流体从流体递送构件320的远端压出。如图3所示,可以将流体递送杆280在流体递送通道270的弯曲部处引入流体递送通道270中。例如,可以将细长构件的远端284定位在流体递送通道270中的弯曲部处或弯曲部附近。还可以想到的是,流体递送通道270可以包括三通接头(例如,T形接头),其中流体递送杆放置在三通接头的臂中,与和三通接头相邻并处于其下游(例如,远侧)的流体递送通道270的一部分同轴。
流体递送通道270可以与吹扫通道271流体连通。吹扫通道271可以与流体注射系统100外部的空气流体连通。在一些情况下,吹扫通道271包括穿过系统100的部件(例如,注射器主体260)和/或系统100的两个或多个部件之间(例如,注射器主体与系统100的壳体之间)的通道和/或间隙。在一些情况下,存在于流体注射系统100的通道、储器储器或药盒中的空气(或另一种气体)可以通过吹扫通道271排出。例如在装载或注射期间,吹扫通道271可以是有用的,因为可以通过吹扫通道271释放多余的气体或压力。
流体注射系统100可包括锁定组件500。锁定组件500可以耦合(例如,可滑动地耦合)至注射器杆257。在一些情况下,注射器杆257刚性地耦合至注射器杆257。在一些情况下,注射器杆257可以穿过锁定组件500中的孔或通道(例如,锁定组件500中的孔或通道)。
锁定组件500可以包括一个或多个锁定销501。锁定组件500可以包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或多于10个锁定销501。锁定组件的一个或多个锁定销501可以位于锁定组件500的圆周面上。例如,一个或多个锁定销501可以从锁定组件500的圆周面上凸出。锁定组件500可以包括一个或多个弹簧。在一些情况下,锁定组件500的一个或多个锁定销501可以耦合至锁定组件500的一个或多个弹簧。在一些情况下,锁定组件500的一个或多个弹簧可以被配置为使锁定组件500的一个或多个锁定销501从锁定组件500向外(例如,径向向外)偏置。锁定销501可以被配置为将锁定组件500锚定在沿注射器杆轴杆520的纵向位置。在一些情况下,锁定组件500的一个或多个锁定销501可以抵靠注射器杆轴杆520的内表面向外偏置。在一些情况下,一个或多个锁定销501可以延伸到注射器杆轴杆520的一个或多个锁定止动件560中(例如,由于通过锁定组件500的弹簧而偏压抵靠在注射器杆轴杆520的内表面上),以将锁定组件锚固在注射器杆轴杆520的纵向位置。在一些情况下,在接合致动器250之前,一个或多个锁定销501偏压抵靠在注射器杆轴杆520的内表面上,并且当致动器250接合时,一个或多个锁定销501沿注射器杆轴杆520的一个或多个内表面纵向滑动。在注射器杆轴杆520包括一个或多个锁定止动件560(例如,沿注射器杆轴杆520的内表面)的情况下,一个或多个锁定销501可以被配置为至少部分地延伸到一个或多个锁定止动件560中(例如,由于接合致动器250或使用锁定组件500的一个或多个弹簧将锁定销501偏压在注射器杆轴杆520上)。在一些情况下,当一个或多个锁定销501至少部分地延伸到一个或多个锁定止动件560中时,阻止锁定组件500在纵向上平移(例如,在远侧方向、近侧方向上或者在远侧和近侧方向上)。
在一些情况下,诸如在其中流体注射系统100是多次使用系统的实施方案中,一个或多个锁定销501被配置为与注射器杆轴杆520的一个方面(例如,一个或多个锁定止动件560)可释放地接合。在一些情况下,一个或多个锁定销可以呈楔形。例如,锁定销可以具有面向流体注射系统100的远端的成角度的或倾斜的表面。在一些情况下,可以将诸如杆或棒的一个或多个构件引入流体注射系统100中(例如,经由流体注射系统100的近端中的一个或多个孔、端口或通道),以使一个或多个锁定销501与一个或多个锁定止动件560解除接合。被配置为使一个或多个锁定销501与一个或多个锁定止动件560解除接合的构件可以具有尖的或楔形的远端。在一些情况下,迫使一个或多个构件抵靠一个或多个接合的锁定销501(例如,经由系统100的近端中的一个或多个孔、端口或通道)可以迫使一个或多个锁定销501回到锁定组件500的主体中(例如,通过压缩锁定组件500的一个或多个弹簧)。当释放致动器250时,使一个或多个锁定销501与一个或多个锁定止动件560解除接合可以允许系统100的一个或多个部件(诸如锁定组件500)在近侧方向上纵向行进(例如,由于通过注射器杆弹簧510直接或间接施加到锁定组件500上的力)。图7示出了包括锁定组件500、锁定销501和注射器杆弹簧510的流体注射系统100的内部机构的图像。
流体注射系统100可以包括注射器杆固定件258(例如,注射器杆销)。注射器杆固定件258可以耦合(例如,刚性地耦合)至注射器杆257。在许多情况下,注射器杆固定件258在锁定组件500近侧的注射器杆257的纵向位置处(例如,相对于流体注射系统100的纵轴)耦合至注射器杆257。在一些方面,注射器杆固定件258防止锁定组件从注射器杆257的近端滑落(例如,由于由注射器杆弹簧510施加的力)。在一些方面,注射器杆固定件258不阻止注射器杆257滑动通过锁定组件500(例如,在相对于流体注射系统100的纵轴的近侧方向上)。
流体注射系统100可以包括一个或多个锁定止动件560。锁定止动件560可以固定连接至注射器杆轴杆520。在许多情况下,锁定止动件560在沿着流体注射系统100的纵轴的不同位置处连接(例如,固定连接)至注射器杆轴杆520。在许多情况下,多个锁定止动件560在围绕注射器杆轴杆520的内周的多个位置处连接至注射器杆轴杆520。在一些情况下,一个或多个锁定止动件可以包括围绕注射器杆轴杆520的连续螺旋形状。
在一些情况下,当注射器杆257在相对于流体注射系统的纵轴的远侧方向上平移时(例如,当致动器250接合时),锁定组件向前平移(例如,在相对于流体注射系统100的纵轴的远侧方向上)。在一些情况下,当锁定组件在相对于流体注射系统100的纵轴的远侧方向上平移时,锁定组件500可以经过锁定止动件560。在许多情况下,当锁定组件在相对于流体注射系统100的纵轴的近侧方向上平移时(例如,当致动器250接合之后解除接合时),锁定组件500不能经过一个或多个锁定止动件560。
在一些情况下,体积选择器530的致动(例如,体积选择器刻度盘530的旋转)可以导致注射器杆轴杆520和连接的锁定止动件560在流体注射系统100的壳体内旋转。在一些情况下,通过以下步骤选择注射体积:将锁定止动件560旋转到适当位置,使得当在相对于流体注射系统100的纵轴的近侧方向上平移时,锁定组件500不能通过锁定止动件。
流体递送机构280(例如,一个或多个流体递送杆280)可以耦合至锁定组件500。在一些情况下,一个或多个流体递送杆280刚性地连接至锁定组件500。在许多情况下,一个或多个流体递送杆280在一个或多个流体递送杆280的近端282处耦合至锁定组件500。在许多情况下,当防止锁定组件在流体注射系统100的壳体内向近侧平移(例如,相对于流体注射系统100的纵轴)时,还防止流体递送杆在相对于流体注射系统100的纵轴的近侧方向上进一步平移(例如,当致动器250接合之后解除接合时)。
流体注射系统100可以包括注射器杆弹簧510。在一些情况下,注射器杆弹簧510(例如,注射器杆弹簧510的近端)可以被偏压抵靠在注射器杆固定件258(例如,注射器杆销)上。在一些情况下,注射器杆弹簧510可被偏压抵靠在注射器主体260的近侧部分上和/或支柱耦合件256。在一些情况下,注射器杆弹簧510以压缩状态安置在注射器杆固定件258与以下中的一个或两个之间:注射器主体260和支柱耦合件256。
在一些情况下,注射器杆弹簧510的弹簧常数小于注射器主体弹簧264的弹簧常数。在一些情况下,作用在注射器主体260上的朝向近侧的力(例如,由注射器主体弹簧264所提供的)大于作用在注射器主体260上的朝向远侧的力(例如,由注射器杆弹簧510所提供的)将允许注射器主体260在相对于流体注射系统100的纵轴的近侧方向上平移,例如,由于不平衡的力作用在注射器主体260上。在一些情况下,例如在各种情况下,当锁定组件500或其一部分(例如,一个或多个锁定销501)与锁定止动件560接触(例如,接合)时,弹簧常数大于注射器杆弹簧510的注射器主体弹簧264将导致注射器主体260和注射器杆257向近侧平移,而流体递送杆280和锁定组件500保持在原位。在一些情况下,这可以迫使流体递送通道270超过流体递送杆,并且可以导致流体从流体递送通道270的至少一部分推进穿过流体递送构件320并进入到靶组织中。
递送到组织的流体的量可以与一个或多个流体递送构件320从细长构件110的远端114延伸的距离和/或与致动器250接合(例如,下压)的程度有关。在许多情况下,递送到组织的流体的量与一个或多个流体递送构件320从细长构件110的远端114延伸的距离直接相关,这可以直接取决于致动器250的接合程度。例如,在一些情况下,可以进一步下压致动器250以使锁定销501与锁定止动件560接合,该锁定止动件560位于更靠近注射器杆轴杆520的远端的位置。在许多情况下,下压致动器250的动作还使流体递送构件320距细长构件110的远端114延伸进一步的距离。当注射器主体260在系统100的壳体内向近侧运动时,释放已被较大程度地下压的致动器250还可导致流体递送机构280(例如,流体递送杆280)从流体递送通道270推动更大量的流体(例如,由于通过注射器主体弹簧264施加在注射器主体260和系统100的壳体的远端的内部上的力)。
细长构件
系统100可以包括细长构件110,该细长构件110包括由其内壁限定的内腔112。内腔112可以沿着或平行于细长构件110的纵轴从近端113到远端114延伸细长构件110的整个长度。细长构件110可以包括中空管。例如,细长构件110可以包括鞘管、海波管轴杆、针等。备选地,内腔112可以沿着本领域普通技术人员期望的任何长度延伸,相对于细长构件110的纵轴具有本领域普通技术人员期望的任何构造。如图所示,内腔112的远端可以与细长构件110的远端114相对应。
细长构件110可以包含金属。细长构件110可以包含不锈钢、镍钛诺、用于介入式导引器的传统热塑性塑料(例如,HDPE、Pebax等)等,或其任何组合。
细长构件110可以包含刚性材料。备选地或组合地,细长构件110可以包含柔性材料。
图8示出了手持式低切迹流体注射系统100的示意图。系统100可以包括安置在如本文所述的细长构件110内的多个流体递送构件320。多个流体递送构件320中的每个可以包括如本文所述的穿过其中的流体递送内腔和在其远端处的至少一个出口322。流体递送内腔中的每个可以如本文所述的流体独立于每个其他的流体递送内腔。多个流体递送构件320可以如本文所述具有缩回构型和延伸构型。系统100可以包括如本文所述的流体耦合至流体递送内腔的一个或多个流体递送通道270。在一些实施方案中,每个流体递送通道270可以流体耦合至多个流体递送构件320中的单个流体递送内腔。例如,系统100包括如图所示的三个流体递送构件320,可以具有三个流体递送通道270,流体递送通道270流体耦合至流体递送构件320,使得流体递送构件320和流体递送通道270中的每个流体独立于每个其他流体递送构件320和流体递送通道270。系统100可以包括如本文所述的一个或多个流体递送通道280。例如,系统100可以包括如图所示的三个流体递送杆280,流体递送杆280中的每个可操作地耦合至三个流体递送通道(例如,流体储器储器)中的单个流体递送通道(例如,流体储器储器)。如本文所述,三个流体递送杆280可以被配置为同时或彼此独立地操作。流体递送杆280的致动可以导致流体从多个流体递送通道270递送到多个流体递送构件320,并从出口322流出到感兴趣的组织中。系统100可以包括致动器250,该致动器250邻近于细长构件110的近端并且可操作地耦合至多个流体递送构件320和/或可移动的主体160,以便延伸或缩回如本文所述的多个流体递送构件320。流体递送杆280可以由致动器250致动,以允许同时进行如本文所述的流体递送和流体递送构件320的缩回。
系统100的壳体可以包括邻近细长构件110的近端的手柄170(例如,把手)。在一些实施方案中,流体递送通道270可以如图所示位于手柄170中。在一些实施方案中,流体递送通道270可以位于可滑动地安置在手柄170或细长构件110内的注射器主体260中或与其耦合。
备选地或组合地,流体递送通道270可以位于手柄170的外部,例如,位于经由管道流体耦合至手柄170和/或流体递送构件320的近端的外部流体袋中。
图9示出了低切迹流体注射系统100的细长构件110的剖面图。多个流体递送构件320可以安置在如本文所述的细长构件110的内腔112内。细长构件110可以具有外径116,其大小适用于如本文所述的低侵入性或微创性注射系统。限定内腔112的细长构件110的内径118可确定可以安置在其中的流体递送构件320的大小和/或数量。例如,细长构件110可以是18G管,该18G管具有1.27mm的外径116和0.84mm的内径118。可以将多达七个31G针装配在18G管的内腔112中,该31G针具有0.26mm的外径324。多个流体递送构件320可以具有内径326,该内径326的大小被构造成提供如本文所述的流体递送。可以根据需要调节细长构件110的大小和/或流体递送构件320的大小,以便为系统提供期望的切迹和/或期望数量的流体递送构件320。
在一些实施方案中,细长构件110可以包括规格号为约10至约20的针、鞘或管。细长构件110可以例如具有由以下规格号中的任何两个所界定范围内的外径116:10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。细长构件110可以例如具有10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20的规格号。
细长构件110可以具有约0.9mm至约3.5mm的外径116。细长构件110可以具有约2mm至约4mm的外径116。细长构件110的可以具有由以下任意两个值所限定的范围内的外径116:0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm或4mm。
细长构件110可以具有约3French至约10French的外径116。细长构件110可以例如具有由以下任意两个值所界定范围内的外径116:3French、4French、5French、6French、7French、8French、9French或10French。细长构件110可以例如具有约3French、约4French、约5French、约6French、约7French、约8French、约9French或约10French的外径116。
细长构件110可以具有外径116,其大小被构造成装配到如本文所述的常规活检穿刺针、常规内窥镜、常规腹腔镜系统、常规血管通路鞘管等的工作通道内。
细长构件110可具有约4cm至约250cm的纵向长度。例如,细长构件110可具有1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm、20cm、1cm至20cm、4cm至20cm、5cm至15cm、7cm至13cm或9cm至11cm的长度。备选地,细长构件110可具有约100cm至约250cm的长度。细长构件110可以例如具有由以下任意两个值所界定范围内的长度:4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm、20cm、25cm、30cm、35cm、40cm、45cm、50cm、75cm、100cm、125cm、150cm、175cm、200cm、225cm、250cm、275cm或300cm。
系统100可以被配置用于距离患者进入点(例如,嘴、皮肤表面、直肠等)远处约1cm至约300cm进行流体递送。在一些实施方案中,该系统可以被配置用于从皮肤表面以下约1cm至约30cm进行流体递送。例如,该系统可以被配置用于从皮肤表面以下约1cm至约4cm或从皮肤表面以下约4cm至约20cm进行流体递送。备选地,该系统可以被配置用于从皮肤表面以下约20cm至约40cm进行流体递送。备选地,该系统可以被配置用于从皮肤表面以下约100cm至约250cm或从进入身体的点(例如,嘴)进行流体递送。
用于特定应用的细长构件110的长度可以取决于感兴趣的组织部位的位置。例如,具有更长的细长构件110的系统100可以用于将一种或多种试剂递送到位于受试者或组织内部更深处的靶组织。
流体递送构件
一个或多个流体递送构件320可以设置在细长构件110的内腔112内。例如,如图所示,四个流体递送构件320可以被细长构件110包裹。可以将任意数量的期望的流体递送构件320容纳在如本文所述的细长构件110的内腔112中。每个流体递送构件320可包括远端、近端、在其中限定流体递送内腔的内壁以及在其远端处流体耦合至内腔的出口322。每个流体递送内腔可以流体独立于每个其他流体递送内腔。一个或多个流体递送构件320可包括多个针或管。例如,一个或多个流体递送构件320可包括多个铅笔尖样针、钝头针或斜面针。
在一些实施方案中,每个流体递送构件320可在其远端处包括单个如本文所述的出口322。在一些实施方案中,多个流体递送构件320中的一些或全部可包括沿其暴露长度的至少一个附加出口322,其流体耦合至流体递送内腔,例如,在PCT/US2008/073212中所描述的,其全部内容通过引用结合于本文中。
流体递送构件320可以具有缩回构型和延伸构型。当系统100插入患者体内(例如,穿过皮肤或嘴701)并紧靠肿瘤部位702定位时,流体递送构件320可以保持在缩回构型。如图所示,流体递送构件320可延伸出细长构件110的远端114至延伸构型进入肿瘤702,以便将治疗剂递送到肿瘤组织702。流体递送构件120可以恢复至缩回构型,以将系统100从患者移除。
多个流体递送构件320可以包括金属或塑料中的一种或多种。多个流体递送构件320可以包括形状记忆合金。多个流体递送构件320可包括不锈钢、镍钛诺、用于介入式导引器的传统热塑性塑料(例如,HDPE、Pebax等)等,或其任何组合。
多个流体递送构件320可以包括柔性材料。替代地或组合地,多个流体递送构件320包括刚性材料。
在一些实施方案中,流体递送构件320可包括规格号在约28至约33范围内的针、鞘或管。一个或多个流体递送构件320可以是25号针。在一些情况下,流体递送构件120可包括20号、21号、22号、23号、24号、26号、27号、28号、29号、30号、31号、32号或33号针。流体递送构件320可以例如具有由以下任意两个规格号所界定范围内的外径324:28、29、30、31、32或33。流体递送构件中的一个或多个可以例如具有规格号28、29、30、31、32或33。
流体递送构件320可具有在约0.05mm至约0.5mm范围内的外径324。流体递送构件320可以具有由以下任意两个值所界定范围内的外径324:0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm或0.5mm。一个或多个流体递送构件120可具有约0.05mm、约0.06mm、约0.07mm、约0.08mm、约0.09mm、约0.1mm、约0.15mm、约0.2mm、约0.25mm、约0.3mm、约0.35mm、约0.4mm、约0.45mm或约0.5mm的外径124。
系统100可以包括一个或多个设置在细长构件110的内腔112内的流体递送构件320。系统100可以例如包括多个流体递送构件320。多个流体递送构件320可包括至少两个流体递送构件320。多个流体递送构件320可包括2至20个流体递送构件320。多个流体递送构件320可包括在由以下任意两个值所界定范围内的多个流体递送构件320:2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。
图10A示出了低切迹流体注射系统100的示意图,其中流体递送构件320处于缩回构型。图10B示出了系统100,其中流体递送构件320处于延伸构型。系统100可包括多个设置在如本文所述的细长构件110内的流体递送构件320。多个流体递送构件320中的每个可包括如本文所述的流体递送内腔和在其远端处的至少一个出口322。如本文所述,每个流体递送内腔可以流体独立于每个其他流体递送内腔。多个流体递送构件320可具有如本文所述的缩回构型和延伸构型。
流体递送构件320可以被配置为以缩回构型完全封闭在细长构件110的内腔112内。在一些情况下,多个流体递送构件320中的每个可从细长构件110的远端114延伸到细长构件110的近端。例如,多个流体递送构件320中的每个的长度可以基本上类似于细长构件110的长度。
多个流体递送构件320中的每个可以具有在约4cm至约250cm范围内的长度。例如,多个流体递送构件320中的每个可以具有在约4cm至约20cm范围内的长度。备选地,多个流体递送构件320中的每个可以具有在约100cm至约250cm范围内的长度。多个流体递送构件320中的每个可以例如具有由以下任意两个值所界定范围内的长度:4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm、20cm、25cm、30cm、35cm、40cm、45cm、50cm、75cm、100cm、125cm、150cm、175cm、200cm、225cm、250cm、275cm或300cm。
可以根据细长构件110的长度和/或感兴趣的组织部位的位置来调节流体递送构件320的长度。
流体递送构件320可以延伸出细长构件110的远端114至本文所述的延伸构型。在延伸构型下,多个流体递送构件320中的每个可与细长构件110的纵轴111成角度远离。
在一些实施方案中,细长构件110的远端114可包括一个或多个成角度元件115(例如,展开机构),其被定位成引导多个流体递送构件320在延伸构型下与细长构件110的纵轴111成角度远离。成角度元件或展开机构可例如包括在细长构件110内的一个或多个通道或引导件,其优先地将多个流体递送构件320引导成期望的延伸构型。
替代地或组合地,多个流体递送构件320中的每个的至少远端可包括形状记忆材料或可压缩材料,使得多个流体递送构件320从细长构件110的远端114的延伸允许多个流体递送构件320中的每个的暴露远端自延伸成单独的图案。
在延伸构型下,多个流体递送构件320中的每个可以以倾斜角度与细长构件110的纵轴111成角度。多个流体递送构件320中的每个可以以约10°至约90°范围内的角度329(例如,张开角)与细长构件110的纵轴111成角度远离。多个流体递送构件320中的一个或多个可以以由以下任意两个值所界定范围内的角度329与细长构件110的纵轴111成角度远离:10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°、85°或90°。例如,多个流体递送构件120中的一个或多个可以以10°至45°、15°至30°或20°至25°的角度329与细长构件110的纵轴111成角度远离(例如,当从细长构件110的远端114延伸到生物组织外部时或当延伸到生物组织内部时)。
在延伸构型下,多个流体递送构件320中的每个可与细长构件110的纵轴111成角度远离,使得多个流体递送构件320中的每个的远端之间的距离321在约1mm至约10mm范围内。多个流体递送构件320中的每个可与细长构件110的纵轴111成角度远离,使得多个流体递送构件320中的每个的远端之间的距离321在由以下任意两个值所界定的范围内:1mm、2mm、3mm、4、mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。
在延伸构型下,多个流体递送构件320中的每个可具有其长度323,该长度323延伸出细长构件110的远端114。在延伸构型下延伸出细长构件110的远端114的多个流体递送构件320中的每个的长度323可以在约1mm至约50mm的范围内,例如,在约5mm至约40mm的范围内。在延伸构型下延伸出细长构件110的远端114的多个流体递送构件320中的每个的长度323可以在由以下任意两个值所界定的范围内:1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm或50mm。
流体递送通道
系统100可以包括一个或多个流体递送通道270(例如,流体储器),该流体递送通道270流体耦合至流体递送内腔。在一些实施方案中,每个流体递送通道270流体耦合至多个流体递送构件320的单个流体递送内腔。例如,系统100包括如图所示的三个流体递送构件320,可以具有三个流体递送通道270,该流体递送通道270流体耦合至流体递送构件320,使得流体递送构件320和流体递送通道270中的每个流体独立于每个其他流体递送构件320和流体递送通道270。备选地,一个或多个流体通道270或其一部分可以分别流体耦合至一个以上的流体递送构件320。例如,一个流体递送通道270可以流体耦合至两个流体递送构件320。替代地或组合地,例如在需要在流体递送构件320中混合流体的情况下,一个或多个流体递送构件320可以流体耦合至一个以上的流体递送通道270。例如,一个流体递送构件320可以流体耦合至两个流体递送通道270,以便在注射期间在流体递送构件320中将两种不同的流体混合在一起。
在一些实施方案中,在将细长构件110的远端114插入到身体中之前,可以用流体装载流体递送通道270。替代地或组合地,在将细长构件110的远端114插入到身体期间或之后,可以用流体装载流体递送通道270。
在一些实施方案中,流体递送通道270可以直接耦合至流体递送构件320的近端。
在一些实施方案中,流体递送通道270可以流体耦合但不直接耦合至流体递送构件320的近端。
在一些实施方案中,多个流体递送通道270可以包括多个流体递送构件320的流体递送内腔。例如,多个流体递送通道270可以直接且开放地耦合至多个流体递送构件320的流体递送内腔,使得将流体装载到多个流体递送通道270中,也将流体装载(或灌注)到流体递送内腔。在一些实施方案中,多个流体递送构件320的流体递送内腔可以是多个流体递送通道270。即,多个流体递送通道270可以由多个流体递送构件320的流体递送内腔组成,并且可以将流体直接装载到流体递送内腔中。
在一些实施方案中,多个流体递送通道270可包括如本文所述的多个药盒。
多个流体递送通道270中的每个可具有在约10μl至约500μl范围内的体积(即,其中容纳一定体积的流体)。多个流体递送通道270中的每个可以例如具有由以下任意两个值所界定的范围内的体积:10μl、20μl、30μl、40μl、50μl、60μl、70μl、80μl、90μl、100μl、125μl、150μl、175μl、200μl、225μl、250μl、275μl、300μl、325μl、350μl、375μl、400μl、425μl、450μl、475μl或500μl。
每个流体递送通道270的体积可以包括流体耦合至其上的每个流体递送构件内腔的体积,当在使用之前在整个流体路径中“灌注”流体时,其可以根据细长构件110的长度而变化。
在一些实施方案中,系统100可以包括一个或多个标记储器(例如,一个或多个药盒432),其流体耦合至一个或多个流体递送内腔或多个流体递送通道270中的一个或多个。例如,每个流体递送构件320(例如,每个流体递送构件320的每个流体递送内腔)或流体递送通道270可以流体耦合至其中容纳标记试剂的标记储器(例如,药盒432)。在一些情况下,每个药盒432(例如,每个标记储器)可以流体独立于每个其他药盒432(例如,标记储器)。系统100可以被配置为在一个或多个流体递送通道270或连接的流体递送内腔中混合标记试剂和治疗剂,使得注入组织中的流体在同一注射柱中包含标记试剂和治疗剂。在一些情况下,混合可以在注射治疗剂之前发生。在一些情况下,混合可以在注射治疗剂期间发生。
图11A示出了三个示例性的原型低切迹流体注射系统100,其中三个流体递送构件320处于缩回构型。图11B示出了系统100,其中流体递送构件320处于延伸构型。流体注射系统100按比例显示在一角硬币旁边。使用规格号为18、16和14(在图12A和12B中分别为从左到右)的低切迹细长构件110形成三个系统100。在缩回构型下,三个流体递送构件320被完全封闭在每个系统100的细长构件110内。在延伸构型下,三个流体递送构件320从细长构件110的远端114伸展出,以与本文所述的每个系统100的细长构件110的纵轴111成角度远离。
图12A示出了示例性的低切迹流体注射系统100原型,其中三个流体递送构件320处于缩回构型。图12B示出了系统100,其中流体递送构件320处于延伸构型。流体注射系统100按比例显示在一角硬币旁边。在缩回构型下,三个流体递送构件320被完全封闭在细长构件110内。在延伸构型下,三个流体递送构件320从细长构件110的远端114伸展出,以与本文所述的细长构件110的纵轴111成角度远离。
图13A示出了在用低切迹流体注射系统100注射之后的皮下肿瘤组织702的俯视图简图。图13B示出了在用低切迹流体注射系统100注射之后产生的注射柱704的透视图。系统100可以被配置用于在离散的、映射的位置(即注射部位)703将一种或多种试剂(例如,药物)注射到组织中,以便用户观察注射部位703处对药物的空间限定的肿瘤反应。可以以通过组织的z轴的均匀的、柱状的轨道704的形式将试剂注射到组织中,如图13B所示。在一些情况下,可以以相互平行的柱的形式将试剂注射到组织中。在一些情况下,可以以相互不平行的柱的形式将试剂注射到组织中(例如,如图13C所示)。例如,可以将一种或多种试剂以与一个或多个流体递送构件成直线定向的柱的形式注射到组织中(例如,当流体递送构件处于延伸(例如,展开)构造时)。可以用本文所述的标记将一种或多种试剂注射到肿瘤中,以帮助鉴定候选药物和/或确认药物递送的成功。
系统100可以被配置为在多个注射部位703处注射多种流体,以在组织内形成多个注射柱704。在一些实施方案中,每个流体递送构件320可以注射不同的流体/试剂,使得注入到肿瘤中的不同试剂/流体的数目与流体递送构件320/注射部位703的数目相同。在其他实施方案中,一个或多个流体递送构件320可以注射相同的流体/试剂,使得注入到肿瘤中的不同试剂/流体的数目小于流体递送构件320/注射部位703的数目。替代地或组合地,一个或多个流体递送构件320可以注射具有相同活性成分但是处于不同浓度的流体/试剂。
可以在切除和分析之前使药物在肿瘤702中保留预定的时间段,例如,约24小时至约72小时。在该时间段内,药物可能会扩散到紧靠注射柱704周围的组织中。如本领域普通技术人员所期望的,可以以这样的方式间隔开由系统100产生的注射柱704,所述方式防止交叉污染或允许药物在组织内混合。
可以切除组织702以分析药物的治疗功效和/或毒性。评估药物的治疗功效可以例如包括分析组织702的细胞毒性、缺氧、血管生成、免疫反应、靶标生化或遗传途径的失调等或其任何组合的已知标记。
可以在多个肿瘤深度处对组织702进行采样以便评估肿瘤对药物的反应的一致性,这对于具有空间变化的微环境的非常异质的肿瘤类型可能特别有用。切除的组织可以例如沿着注射柱以预定间隔切成多个连续切片,并通过本领域普通技术人员已知的任何已知的组织学、组织化学、免疫组织学、免疫组织化学、组织病理学、显微的、细胞学、生物化学、药理学、分子生物学、免疫化学、成像或其他分析技术或其组合进行分析。
图14示出了低切迹流体注射系统100的示意图。系统100可以用于通过皮肤701或其他进入点(例如,嘴)将一种或多种试剂(例如,治疗剂或药物)递送至内部靶组织702,例如,皮下肿瘤。
图15A示出了示例性的低切迹流体注射系统100的远端,该系统包括成角度的元件和三个流体递送构件320,所述三个流体递送构件320处于与模拟的肿瘤组织702a相邻的未延伸(例如,缩回)构型。模拟的肿瘤组织702a包括在试管内部用红色食用色素染色的0.55%琼脂糖凝胶。细长构件110的远端114被定位成邻近模拟的肿瘤组织702a。然后,将三个流体递送构件320延伸到模拟的肿瘤组织702a中。如图15B所示,流体递送构件320以倾斜角度成功地延伸到模拟的肿瘤组织中。如本文所公开的,可以接合致动器250以使流体递送构件320呈现延伸构型,如图15B所示。图15C示出了在将流体注射到模拟的肿瘤组织702a中以及同时使流体递送构件320缩回期间的系统100。流体递送构件320以0.75mm/s的速度缩回,同时将1微升的包括50%绿色食用色素的每种流体注入到模拟的肿瘤组织702a中。同时的注射和缩回使得在模拟的肿瘤组织702a内产生干净的注射柱702。
流体递送机制
系统100可包括一个或多个流体递送机构280。在许多情况下,流体递送机构可包括流体递送杆280。流体递送机构可包括多个流体递送杆280。流体递送杆280的致动可导致流体从多个流体递送通道270递送到多个流体递送构件320,并从出口322流出到感兴趣的组织中。
在一些实施方案中,流体递送机构280可包括可操作地耦合至多个流体递送通道270中的每个的单个流体递送杆280,使得流体递送杆280的致动导致流体同时从多个流体递送构件320中的每个进行递送。
备选地,流体递送机构280可以包括多个流体递送杆。在一些实施方案中,多个流体递送杆280中的每个可以可操作地耦合至多个流体递送通道270(例如,流体储器)的单个流体递送通道270(例如,流体储器)。在一些实施方案中,多个流体递送杆280可以彼此独立地起作用,使得多个流体递送构件320中的每个可以独立于每个其他流体递送构件320来递送流体。在一些实施方案中,多个流体递送杆280中的每个可以可操作地耦合至多个流体递送通道(例如,流体储器)的一个以上的流体递送通道270(例如,一个流体储器)。
流体递送机构280可以包括机械致动器或机电致动器。在一些实施方案中,流体递送杆280可包括柱塞或泵的一个或多个。在一些实施方案中,流体递送杆280包括垫圈(例如,橡胶垫圈或塑料垫圈)。例如,流体递送杆280可在其远端处包括垫圈,该垫圈可被配置为与流体递送通道的内部方面(例如,内壁表面)形成不透水的接合部。在一些情况下,流体递送杆280不包括垫圈。在许多实施方案中,流体递送杆280被配置为滑动通过流体通道(例如,流体递送通道)或储器。使流体递送杆280在流体通道或储器内移动(例如,使流体递送杆280滑动通过流体递送通道或储器)会导致流体递送通道或储器内的流体移动。例如,使流体递送杆280相对于流体递送通道或储器向远侧移动可导致流体递送通道或储器内的流体在流体递送通道或储器内向远侧移动。在一些情况下,使流体递送通道或储器相对于流体递送杆280向近侧移动可导致流体递送通道或储器内的流体相对于流体递送通道或储器向远侧移动。流体递送杆280的直径可以相对于流体递送通道270或储器的内径确定尺寸,从而当流体递送杆280相对于流体递送通道270或储器移动时,流体递送通道270或储器中的流体移动。
流体递送杆280可以手动操作。替代地或组合地,流体递送杆280可以例如通过本文所述的计算机程序自动操作。
图16A示出了在流体注射之前的低切迹流体注射系统100的示意图,其流体递送构件320处于未延伸构型。在一些情况下,可接合致动器250以将一个或多个流体递送构件320延伸到组织702中(例如,如图16B所示)。在一些情况下,致动器250接合的程度确定流体递送构件320延伸到组织702中的距离。如图16C所示,流体递送构件320可缩回到流体注射系统中(例如,进入细长构件110中)。在一些情况下,流体递送构件320的缩回是被动的(例如,由于系统100内部的弹簧的作用)或主动的(例如,由于将致动器250拉回到其初始位置)。
图16D示出了在流体注射之前的低切迹流体注射系统100的示意图,其流体递送构件320处于延伸构型。图16E示出了在同时进行流体注射和流体递送构件320的缩回之后的系统100。系统100可包括设置在如本文所述的细长构件110内的多个流体递送构件320。多个流体递送构件320中的每个可包括如本文所述的穿过其中的流体递送内腔和在其远端处的至少一个出口322。如本文所述,每个流体递送内腔可以流体独立于每个其他流体递送内腔。多个流体递送构件320可具有如本文所述的缩回构型和延伸构型。系统100可包括一个或多个流体递送通道270,该流体递送通道270流体耦合至本文所述的流体递送内腔。在一些实施方案中,每个流体递送通道270可以流体耦合至多个流体递送构件120的单个流体递送内腔。例如,系统100包括如图所示的三个流体递送构件320,可以具有三个流体递送通道270,该流体递送通道270流体耦合至流体递送构件320,使得流体递送构件320和流体递送通道270中的每个流体独立于每个其他流体递送构件320和流体递送通道270。系统100可包括本文所述的一个或多个流体递送杆280。例如,系统100可包括如图所示的三个流体递送杆280,每个流体递送杆280可操作地耦合至三个流体递送通道270(例如,流体储器130)的单个流体递送通道270(例如,流体储器130)。如本文所述,三个流体递送杆280可被配置为同时或彼此独立地操作。流体递送杆280的致动可导致流体从多个流体递送通道270递送到多个流体递送构件320,并从出口322流出到感兴趣的组织中。
致动器
系统100可包括致动器250(例如,膨胀致动器250),其邻近细长构件110的近端并且可操作地耦合至多个流体递送构件320和/或注射器主体260,如本文所述其与所述注射器主体260可操作地耦合。当致动器250未接合时,致动器250可相对于流体注射系统100的纵轴101保持角度259。在某些实施方案中,致动器角度259可以是10度至180度、10度至90度、30度至90度、30度至60度或30度至45度。在一些情况下,致动器角度259可以是围绕致动器铰链251的角度。在一些情况下,致动器角度259可以相对于平行于流体注射系统100的纵轴101的平面测量。例如,致动器角度259可相对于平行于穿过致动器铰链251的纵轴101的平面测量。
致动器250的致动可将多个流体递送构件320从缩回构型移动到延伸构型或从延伸构型移动到缩回构型。致动器250可以包括机械致动器或机电致动器。
致动器250可以手动操作。替代地或组合地,致动器250可以例如通过本文所述的计算机程序自动操作。
在一些实施方案中,流体递送杆280可以由致动器250致动以允许同时进行如本文所述的流体递送和流体递送构件320的缩回。替代地或组合地,可以独立于致动器250来致动流体递送杆280。
流体递送杆280的致动可以可操作地耦合至系统100的多个流体递送构件320和/或注射器主体260,使得流体的递送伴随着流体递送构件320从延伸构型缩回到缩回构型。多个流体递送构件320可被配置成在从流体递送构件320进行流体递送的同时从延伸构型缩回到缩回构型。同时进行流体递送和流体递送构件320的缩回可以有助于在感兴趣的组织中形成干净的注射柱704(如图9所示)。
可以通过朝向系统100的主体内的固定流体递送杆280“拉动”流体递送通道270和流体递送构件320来实现同时进行流体递送和流体递送构件320的缩回。流体递送通道270可以例如可操作地耦合至或位于可滑动地设置在细长构件110或手柄等内的系统100的注射器主体260内。流体递送构件320从延伸构型(图16D所示)缩回至缩回构型(图9所示)可包括将注射器主体260和位于其中的流体递送通道270从远侧位置缩回至近侧位置,以便接合固定的流体递送杆280并使流体从流体递送通道270流到流体递送构件320的远端并流出出口322。该作用机构可以与传统的柱塞-注射器样的机构形成对比,在传统的柱塞-注射器样的机构中,流体递送杆被“推”入位于系统主体中的固定的流体递送储器(例如,流体递送通道270)中。
同时进行流体递送或流体递送构件320的缩回可以通过机电装置来实现。例如,协调式齿轮(coordinated gears)可以使流体递送构件320缩回,而微型泵可以从流体递送构件320注射流体。
致动器250可以被配置成以相同的速度将多个流体递送构件320从延伸构型缩回至缩回构型。备选地,致动器250可以被配置成以不同的速度缩回多个流体递送构件320中的一个或多个,例如以便对于不同粘度或流速的流体保持每单位面积相同的流体递送体积。
流体递送构件320可以以足以产生如本文所述的注射柱704的速度缩回。
流体递送构件320可以以约0.1mm/s至约10mm/s的速度缩回。例如,速度可以在由以下任意两个值所界定的范围内:约0.1mm/s、约0.2mm/s、约0.3mm/s、约0.5mm/s、约1mm/s、约2mm/s、约3mm/s、约4mm/s、约5mm/s、约6mm/s、约7mm/s、约8mm/s、约9mm/s或约10mm/s。
每个流体递送通道270可以容纳相同体积的流体。备选地,一个或多个流体递送通道270可以容纳不同体积的流体。
多个流体通道270中的每个的体积可以在约10μl至约500μl的范围内。例如,流体通道270的体积可以在由以下任意两个值所界定的范围内:约10μl、约20μl、约30μl、约40μl、约50μl、约75μl、约100μl、约150μl、约200μl、约250μl、约300μl、约350μl、约400μl、约450μl或约500μl。
多个流体递送构件320的每个流体递送内腔可以容纳相同体积的流体。备选地,多个流体递送构件320中的一个或多个流体递送内腔可以容纳不同体积的流体。
多个流体递送构件320的每个流体递送内腔可以具有在约0.1μl至约10μl范围内的体积。例如,流体递送构件内腔的体积可以在由以下任意两个值所界定的范围内:约0.1μl、约0.2μl、约0.3μl、约0.5μl、约1μl、约2μl、约3μl、约4μl、约5μl、约6μl、约7μl、约8μl、约9μl或约10μl。
每个流体递送内腔的体积可以取决于其相对应的流体递送构件320的长度,该长度可以根据细长管110的长度和感兴趣的组织部位的位置而变化。
流体递送杆280可以被配置使流体以足以产生如本文所述的注射柱704的流速从出口322递送出来,其中对组织702的剪切力的产生和机械化学损伤的诱发最小。
流体递送杆280可配置为使流体以约0.1μl/s至约10μl/s的流速从出口322递送出来。例如,流速可以在由以下任意两个值所界定的范围内:约0.1μl/s、约0.2μl/s、约0.3μl/s、约0.5μl/s、约1μl/s、约2μl/s、约3μl/s、约4μl/s、约5μl/s、约6μl/s、约7μl/s、约8μl/s、约9μl/s或约10μl/s。
体积选择器
图18A和图18B示出了包括体积选择器530的流体注射系统100。在许多情况下,体积选择器530用于控制注入到靶组织中的流体的体积。体积选择器530可以设置在流体注射系统100的近端。体积选择器530可以耦合(例如,刚性地耦合)到体积调节螺钉540。体积调节螺钉540可以耦合至注射器杆轴杆520。在一些情况下,致动(例如,旋转)体积选择器530可以致动注射器杆轴杆520(例如,围绕流体注射系统100的纵轴101旋转注射器杆轴杆520)。在一些情况下,体积选择器530包括刻度盘。在一些情况下,体积选择器530可用于通过将刻度盘旋转到选定的体积位置来设置要注入靶组织的体积。在一些情况下,体积选择器530可用于从多个离散体积中选择要注射的体积。在一些情况下,体积选择器可以用于从连续的体积范围中选择一个体积。在一些实施方案中,体积选择器530可用于将注射体积设置为1微升至1.5微升、1.5微升至2.0微升、2.0微升至2.5微升、2.5微升至3.0微升、3.0微升至3.5微升、3.5微升至4.0微升、4.0微升至4.5微升、4.5微升至5.0微升、5.0微升至5.5微升、5.5微升至6.0微升、6.0微升至6.5微升、6.5微升至7.0微升、7.0微升至7.5微升、7.5微升至8.0微升、8.0微升至8.5微升、8.5微升至9.0微升、9.0微升至9.5微升、9.5微升至10.0微升、10.0微升至50.0微升、50.0微升至100.0微升、100.0微升至500.0微升或大于500.0微升。在一些情况下,致动体积选择器530可致动流体注射系统100的一个或多个锁定止动件。在一些情况下,致动流体注射系统100的一个或多个锁定止动件可包括旋转注射器杆轴杆520(例如,其中旋转注射器锁定杆轴杆520包括将一个或多个锁定止动件560旋转到接合锁定组件500的位置)。如本文所公开的,选定的体积可以与当致动器250被接合时一个或多个流体递送构件320从细长构件110的远端114延伸的距离有关。例如,当致动器250被接合时,使用体积选择器530选择较大的体积进行递送可以增加一个或多个流体递送构件320从细长构件110的远端114延伸的距离。体积选择器530可以包括一个或多个体积设置指示器550。体积设置指示器550可以包括一个或多个视觉和/或触觉特征。在一些情况下,一个或多个视觉和/或触觉特征可以包括关于可能的注射体积设置的信息。
远端帽
转到图19A和图19B,流体注射系统100可包括远端帽600。远端帽可用于防止流体注射系统100所包括的流体(例如,试剂)的意外泄漏。如果允许其接触非靶组织(例如,受试者的皮肤或旁观者的皮肤),一种或多种要递送至靶组织的流体可能是危险的。在一些情况下,远端帽600可以防止流体注射系统100的一种或多种流体与非靶组织的意外接触。远端帽600可包括一个或多个帽储器620。在一些情况下,远端帽600的帽储器620可用于从一个或多个流体递送构件320的远端328收集流体。远端帽600还可有助于确定系统100的一个或多个通道、孔(例如,开口)或储器是否被堵塞并且会损害流体流动,并且有助于确保一个或多个通道和/或流体注射系统100的储器被完全填充(例如,以防止不完全填充)。例如,可以将流体注射系统100的一个或多个流体递送构件320浸入包含在远端帽600的一个或多个插入储器630中的一种或多种试剂的流体中,以填充流体注射系统100的一个或多个通道和/或储器。从远端帽600装载流体注射系统100还可用于减少要递送到(例如,注入)组织的液体和/或固体试剂的体积。
远端帽600可包括帽插入物610。帽插入物610可包括一个或多个帽储器620。在一些情况下,帽插入物610包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、10至20、20至30、30至40、40至50或大于50个的帽储器620。帽插入物610的帽储器620可具有0.1微升至10微升、10微升至20微升、20微升至50微升、50微升至100微升、100微升至200微升、200微升至500微升、500微升至1000微升或超过1000微升的流体容量。
远端帽600可包括插入物接收件630。在各种实施方案中,帽插入物610和插入物接收件被配置使得帽插入物可以被装配在插入物接收件630的内部,例如,帽插入物610和插入物接收件630各自位于细长构件110的远端114上。在一些情况下,插入物接收件630的远端部分的内径与帽插入物610的远端部分的外径650相同。在一些情况下,插入物接收件630的远端部分的内径比帽插入物610的远端部分的外径650大0.1mm至0.2mm、0.2mm至0.5mm、0.5mm至1.0mm、1.0mm至5.0mm或大于5.0mm。插入物接收件630的远端可以具有0.5mm至1.0mm、1.0mm至2.0mm、2.0mm至3.0mm、3.0mm至4.0mm、4.0mm至5.0mm、5.0mm至6.0mm、6.0mm至7.0mm或大于7.0mm的外径670。
插入物接收件630可包括一个或多个接收件凹口640。接收件凹口640可以是例如位于插入物接收件630的远端边缘上的插入物接收件630的切口特征件。在一些情况下,接收件凹口640可用于从插入物接收件630移除帽插入物610。例如,具有与插入物接收件630的远端齐平的远端的帽插入物610可以通过在由接收件凹口640产生的空间中接触帽插入物610并且将帽插入物610引导出插入物接收件630而从插入物接收件630移除。在一些情况下,帽插入物610可从细长构件110的远端114移除,而无需从远端114移除插入物接收件630(例如,如果为了不同的帽插入物而更换用过的帽插入物)。
远端帽可包括近端602和远端604。在一些情况下,远端帽600的近端602的形状被构造成容纳细长构件100的远端114。远端帽600的近端602可具有等于或稍大于细长构件110的远端114的外径的内径660。在一些情况下,细长构件110的远端114具有被配置为将远端帽保持在细长构件110的远端上的结构特征件。例如,细长构件的远端114可以包括凹口,该凹口的形状被构造成与远端帽600的近端602上的唇缘或紧固机构配合。
远端帽600可用于用包含一种或多种试剂的一种或多种流体填充(例如,装载)流体注射系统100的至少一部分。
药盒
转到图20A和图20B,低切迹流体注射系统100可以包括药盒(cartridge)432。药盒132可从流体注射系统100移除。药盒432可包括药盒壳体470。在一些情况下,药盒132是一次性的。在一些情况下,药盒432是可重复使用的。药盒432或其一个或多个部分可以是可高压灭菌的。包括可移除和/或可重复使用的药盒432的流体注射系统100可具有改善的多通用性。例如,可以预先准备与流体注射系统100一起使用的一个或多个药盒432。在一些情况下,一个或多个药盒432可以被远程地准备并且被传输或运送到将使用它们的位置。包括一个或多个药盒432的低切迹流体注射系统100也可以容易地从第一注射构造重新配置为第二注射构造(例如,通过替换和/或重新布置在流体注射系统中使用的一个或多个药盒432)。
药盒432可在被插入或装载到腔室400中之前被全部或部分地填充流体。在药盒432被装载到设备100的腔室中之前,药盒432可以由技术人员或药剂师预先填充。在一些情况下,可以存储、运输或冷冻预填充的药盒432。替代地或组合地,在插入或装载到腔室400中之后,可以在一个或多个药盒432中装载一种或多种流体。例如,在插入腔室400之前,一个或多个药盒432可以装载有荧光标记,并且随后在插入腔室400之后,可以装载药物化合物。
药盒可以预装载有一种或多种试剂(例如,一种或多种治疗剂、一种或多种指示剂和/或一种或多种缓冲剂或赋形剂)。在一些实施方案中,一个或多个药盒432可以被预装载有一种或多种指示剂(例如,标记)。替代地或组合地,一个或多个药盒432可以预装载有一种或多种治疗化合物。
药盒432可包括药盒塞450。药盒塞450可包括用于盖住小瓶的各种材料中的一种或多种。药盒塞可包括聚合物或共聚物。药盒塞450可包括天然橡胶或合成橡胶(例如,丁基橡胶)。在一些情况下,药盒塞450包括自修复材料(例如,在被刺穿之后能够保持不透水的密封的材料)。在一些情况下,可通过将一种或多种流体(例如,一种或多种试剂)注射穿过药盒塞450来装载药盒432。
在一些情况下,药盒432还包括塞密封件460。在一些情况下,塞密封件460被配置为将药盒塞450保持在药盒432的一端(例如,近端432b)的适当位置,和/或有助于在药盒432的一端保持不透水的密封(例如,通过在药盒432一端的药盒塞上施加压缩力)。塞密封件460可包括金属、聚合物、共聚物或陶瓷材料。在一些情况下,塞密封件460是压接密封件(crimp seal)。
药盒432可包括药盒柱塞440。在一些情况下,药盒柱塞440可滑动地插入或定位在药盒432内的纵向位置。例如,药盒柱塞可定位在药盒432内的纵向位置,该纵向位置比药盒432的近端432b更靠近药盒432的远端432a。在一些情况下,当药盒432装载有一种或多种流体(例如,一种或多种试剂)时,药盒柱塞440沿着药盒432的纵轴下方向远侧平移,例如,通过将一种或多种流体注射穿过药盒塞450。药盒柱塞440可包括柱塞接口442。在一些情况下,柱塞接口442可包括被针刺穿的材料(例如,自修复材料)。在一些情况下,柱塞接口442可包括被配置为将药盒432的内容物放置成与流体递送通道270流体连通的机构,诸如被配置为与递送通道接口290接合的端口。
药盒432可包括一个或多个药盒储器,其被配置容纳一定体积的流体480。在一些情况下,药盒432包括多个药盒储器。在一些情况下,药盒432的多个药盒储器中的两个或更多个药盒储器可彼此流体连通。例如,施加到药盒柱塞440的压力(例如,当药盒432被装载到流体注射系统100的腔室400中时)可引起药盒432的两个或更多个药盒储器的内容物混合。
本文公开的各种药盒432可以被配置容纳一定体积的流体480(例如,通过可滑动地插入药盒柱塞440)。药盒432可被配置为通过改变药盒柱塞440的位置来容纳特定体积的流体。在一些情况下,药盒432被配置为容纳1微升至500微升、10微升至500微升、100微升至500微升、200微升至500微升、300微升至500微升、1微升至250微升、1微升至100微升、1微升至50微升、1微升至40微升、1微升至30微升、1微升至20微升、1微升至10微升、1微升至9微升、1.25微升至9微升、2微升至8微升、3微升至7微升、3.75微升至6.5微升、4微升至6微升或0.1微升至1微升的体积。药盒432的体积可以在由以下任意两个值所界定的范围内:约1μl、约2μl、约3μl、约4μl、约5μl、约6μl、约7μl、约8μl、约9μl或约10μl。流体注射系统100的多个药盒432中的每个可以容纳相同体积的流体。备选地,多个药盒432中的一个或多个可以容纳不同体积的流体。
药盒432可以具有2.0mm至3.0mm、3.0mm至4.0mm、4.0mm至5.0mm、5.0mm至6.0mm、6.0mm至7.0mm、7.0mm至8.0mm、8.0mm至9.0mm、9.0mm至10.0mm或大于10.0mm的外径。药盒432可以具有小于1.0mm、1.0mm至2.0mm、2.0mm至3.0mm、3.0mm至4.0mm、4.0mm至5.0mm、5.0mm至6.0mm、6.0mm至7.0mm、7.0mm至8.0mm、8.0mm至9.0mm、9.0mm至10.0mm或大于10.0mm的内径。
药盒432可被配置为插入流体注射系统100的壳体中的相应形状的凹口或腔室400中。在一些情况下,药盒432在被装载到流体注射系统100的腔室400中之后可由药盒保持器430保持在适当的位置。药盒保持器430可包括用于将药盒432保持在适当位置(例如,在使用流体注射系统100期间)的各种结构元件。例如,药盒保持器430可包括弹簧机构,该弹簧机构用于将药盒432偏压在腔室400上和/或在药盒支座410上。在许多情况下,药盒保持器430包括用于将药盒432保持在腔室400中的适当位置的夹子。药盒保持器430可包括唇缘,其形状被构造成当药盒432被压靠在药盒支座410上时可装配在药盒432的近端432b上。图4B中示出了包括唇缘的药盒保持器430的代表性示例。
在一些情况下,将药盒432定位在腔室400中(例如,通过使药盒432与药盒保持器430接合)可使药盒支座410向药盒柱塞440施加压缩力。在一些情况下,施加到药盒柱塞440上的力(例如,通过药盒支座410)可使得对药盒432内的流体480加压。在一些情况下,对药盒432内部的流体480加压可导致流体480从药盒432流入流体递送通道270(例如,通过药盒接口420)。在一些实施方案中,一个或多个药盒432可以直接耦合至流体递送构件320的近端(例如,当药盒432与药盒保持器430接合时)。
在一些实施方案中,在将细长构件110的远端114插入到身体中之前,可以向药盒432装载流体。替代地或组合地,在将细长构件110的远端114插入到身体中期间或之后,可以向药盒432装载流体。
在一些实施方案中,在将细长构件110的远端114插入到身体中之前,一个或多个药盒432可以被装载到系统100中。替代地或组合地,在将细长构件110的远端114插入到身体中期间或之后,一个或多个药盒432可以被装载到系统100中。
在一些实施方案中,一个或多个药盒432可以包括如本文所述的标记储器。一个或多个药盒432可以例如在其中容纳标记试剂。一个或多个药盒432可以被配置成在混合其中的标记试剂和治疗剂,使得注入组织中的流体在同一注射柱中包含标记试剂和治疗剂。在一些情况下,可以在注射治疗剂之前发生混合。在一些情况下,可以在注射治疗剂期间发生混合。
试剂
药盒432的流体480可包含一种或多种试剂。流体480的一种或多种试剂可以是治疗剂。例如,流体480可包含一种或多种药物,诸如抗肿瘤药物。在一些情况下,流体480包括多种试剂。在一些情况下,流体480包括多种治疗剂。在许多情况下,流体注射系统100的两个药盒432包括不同的试剂或试剂的不同组合。
在一些情况下,流体480的一种或多种试剂可以是诊断剂。例如,流体480可包括指示剂。指示剂可包含荧光染料、发色染料或基准标记。
流体480的一种或多种试剂可包含荧光跟踪分子。荧光跟踪分子可有助于跟踪被注射到靶组织(例如,使用流体注射系统100)中的流体480接触的靶组织的区域。重要的是,在流体注射系统100中使用荧光跟踪分子可例如在第二时间点或在植入靶组织之后帮助确定靶组织的相对位置和/或方向。
荧光跟踪分子可以是微粒。荧光跟踪分子可以是荧光跟踪微球(FTM)。例如,荧光跟踪分子可以是聚合物微球。荧光跟踪分子可包含聚苯乙烯。在一些情况下,聚苯乙烯可在数据采集和分析步骤中提供性能优势。例如,聚苯乙烯对在注射组织的成像和分析过程中可能使用的刺激性化学物质诸如二甲苯具有抵抗力,其通常用于组织学过程中,并且会不利地影响某些聚合物和/或从包含各种其他材料的指示剂分子中浸出染料。在一些情况下,可使用脂族烃(例如,Clear-RiteTM 3)进行组织处理,以改善FTM颗粒的染料保留。交联剂可用于增强FTM颗粒的化学耐热性。例如,FTM颗粒可包含DVB交联的聚苯乙烯。在FTM颗粒形成过程中,DVB交联剂可以以0.1%至5%的浓度使用。在一些情况下,荧光跟踪微球(FTM)可包含苯代三聚氰胺甲醛树脂。在一些情况下,荧光跟踪微球可提供允许使用常规切片方法对微球进行切片的优势。在这种情况下,在切片过程中,微球不太可能被拖动穿过它们被注射到的组织,这可能导致组织撕裂和/或颗粒相对于彼此或组织移位。
包括荧光跟踪微球(FTM)的流体注射系统100的优势包括精确地跟踪一种或多种试剂和/或递送至组织的流体并能够处理包含一种或多种FTM的组织而不会损伤组织或对FTM的亮度造成显著的负面影响的能力。此外,即使FTM用相对少量的染料配制,FTM仍能在组织中保持出色的亮度和可见度。
可使用流体注射系统诸如本文公开的系统100,将FTM递送到组织702中的多个部位703,其中在切除组织之前在组织702中检测到一个或多个FTM(例如,如在图21A-21D中所示)。通过使用辐射源800,诸如可见光源或紫外光源(例如,手持式设备的形式),即使注射的组织已经移动或注射部位已经愈合,也可以确定组织中一个或多个注射部位703的位置、方向和/或一个或多个边界。在许多情况下,在这种情况下,FTM的使用优于结合成像方法(例如,荧光检查、超声或计算机断层扫描)的金属基准植入物的使用和文身(tattoo)的使用,至少因为FTM可使用手持式辐射源容易地成像,因为FTM不需要专门的检测器(例如,成像时通常可以在视觉上识别它们),并且因为FTM与在递送跟踪颗粒之后(例如,切除组织后)在组织上进行的测定(例如,免疫组织化学、使用或不使用抗体的荧光成像,或原位杂交)兼容。因此,FTM颗粒的使用可减少或消除对大型昂贵成像设备的需求,例如,因为可使用较小的(例如,手持式)辐射源(诸如手持式UV光)对FTM颗粒进行快速直观的成像和评估。与在手术环境中用于检测在活检和切除过程中放置在肿瘤中的金属基准标记的大型荧光检查设备相比,用于注射部位的照明和检测的灯和滤光器可以是紧凑的和手持式的,以允许快速和经济的检测。
可以与FTM一起使用的注射装置、系统和方法的其他示例包括在美国专利号US 8,349,554、US 8,657,786、US 8,834,428、US 8,475,412、US 8,672,887、US 8,926,567、US9,205,201和US 9,205,202中公开的那些,出于所有目的将其全文并入本文。本文公开的使用FTM的方法也可以应用于其他装置、系统和方法,诸如在美国专利号US 8,349,554、US 8,657,786、US 8,834,428、US 8,475,412、US 8,672,887、US 8,926,567、US 9,205,201和US9,205,202公开的那些,出于所有目的将其全文并入本文。
控制递送至组织的荧光跟踪微球(FTM)的尺寸可能是有利的。例如,直径大于100纳米的颗粒在注射后会抵抗运动,这可能是由于局部流体压力压力、扩散和/或组织变形的变化导致的。直径为5微米或更小的颗粒不太可能被注射的组织中的细胞吞噬。荧光跟踪分子可以为0.1微米至1.0微米、1.0微米至5.0微米、5.0微米至10.0微米、4.0微米至11.0微米、4.0微米至12.0微米或1.0微米至20.0微米。在许多情况下,待递送到组织(例如,被装载到药盒或远端帽中或位于系统100的流体递送通道或储器内)的多个FTM颗粒的直径可以在0.1%到1.0%、从1.0%到2.0%、从2.0%到3.0%、从3.0%到4.0%、从4.0%到5.0%或从5.0%到10.0%的C.V.范围内。在一些情况下,第一药盒432或流体递送通道270可包括具有第一直径的FTM群体,并且第二药盒或流体递送通道270可包括具有第二直径的第二FTM群体。在一些情况下,通过第一和第二FTM群体的相对或绝对大小(例如,直径)和/或信号(例如,发射的荧光波长),可将递送到具有第一FTM群体的组织的第一组一种或多种试剂与递送到具有第二FTM群体的组织的第二组一种或多种试剂区分开。因此,可以使用相对较少数量的荧光染料来生成许多可明确识别的FTM群体,这可能需要较少的检测器的荧光成像通道来区分。例如,使用两个直径的FTM颗粒和两种不同的染料,可以生成六个唯一可识别的FTM颗粒群体(例如,单独使用任一种染料或将两种染料一起使用)。荧光跟踪微球(例如,大小为5.0微米至10.0微米)足够小到可以随注入靶组织中的流体一起行进,足够小到它们不可能被吞噬,并且足够大以至于它们可能在组织分析和处理(如果适用)期间保持局部化。
荧光跟踪微球(FTM)可以包含染料。例如,FTM颗粒可包含用一种或多种染料染色的聚合物微球。荧光跟踪分子可以包含有机染料。荧光跟踪分子的有机染料可以是荧光有机染料。在一些情况下,可以在FTM颗粒中使用水性染料诸如水性UV染料,然而,在许多应用中有机染料具有优越性,因为它们在水性环境中不易从微粒中浸出。可以将FTM配制为包含每珠子重量含量为0.1%至0.4%、0.01%至1%或0.1%至5%(重量比重量百分比)的染料(例如,荧光染料)。在一些情况下,荧光跟踪分子可以具有从450nm至495nm或从300nm至600nm的激发波长。可以与FTM一起使用的染料(例如,掺入FTM颗粒中)可包括尼罗红、黄160、BODIPY染料、荧光黄、二苯并吡喃衍生物(例如,荧光素、异硫氰酸荧光素(FITC)、罗丹明、四甲基罗丹明(TRITC)、俄勒冈绿、曙红、德克萨斯红)、花菁衍生物(例如,Cy2、Cy3、Cy3B、Cy3.5、Cy5、Cy5.5、Cy7、花菁吲哚碳菁、氧杂碳花青、噻碳菁、部花青)、方酸衍生物、方酸轮烷衍生物、萘衍生物、香豆素衍生物、恶二唑衍生物(例如,吡啶基恶唑、硝基苯并恶二唑、苯并恶唑)、蒽衍生物、芘衍生物(例如,级联蓝(cascade blue))、恶嗪衍生物(诸如尼罗红、尼罗蓝、甲酚紫、恶嗪170)、吖啶衍生物、芳基甲川(arylmethine)衍生物或四吡咯衍生物。在一些情况下,包括流体注射系统100的每个药盒432可以具有不同的检测波长或检测波长范围。FTM颗粒的染料可以产生可检测的信号(例如,在被诸如可见光灯或UV光的辐射源激发时)。在一些情况下,可以使用一个或多个检测器检测来自FTM颗粒的信号。在一些情况下,视觉上评估(例如,由外科医生、技术人员、护士、组织学家、研究人员或其他科学家进行评估)来自FTM颗粒的信号。来自FTM颗粒(例如,来自FTM颗粒的染料)的信号可以是350nm至750nm、400nm至600nm、450nm至550nm、400nm至500nm、500nm至600nm、大于750nm或小于350nm。
在许多情况下,流体注射系统100可以装载有包含不同染料或染料组合的FTM颗粒。例如,第一流体递送构件可装载和/或用于递送第一FTM群体,该第一FTM群体与装载到第二流体递送构件中或使用第二流体递送构件递送的第二FTM颗粒群体相比,包含不同组的一种或多种染料。因此,可将从第一流体递送构件递送到组织的第一组一种或多种试剂与从第二流体递送构件递送到组织的第二组一种或多种试剂区分开。
由于荧光跟踪微球的强烈亮度,FTM可以以0.1%至5%、5%至10%、10%、10%至20%、20%至30%、30%至40%、40%至50%或大于50%的浓度添加到药物中以递送至组织。在一些情况下,可将FTM(例如,聚苯乙烯FTM)配制(例如,与一种或多种试剂一起)在流体中,以35毫克/毫升(mg/ml)至45mg/ml、25mg/ml至50mg/ml、15mg/ml至60mg/ml、10mg/ml至65mg/ml、0.01mg/ml至1mg/ml、1mg/ml至10mg/ml或大于60mg/ml的浓度递送至组织。在一些情况下,在10mg/ml至50mg/ml的范围内递送的流体中的FTM制剂提供了FTM颗粒的最佳亮度和密度。
流体注射系统100的一种或多种试剂可以是可植入试剂。例如,系统100包含的或使用系统100递送至组织的一种或多种试剂可以是可植入试剂,诸如被配置用于控释物质的植入物。可植入试剂可以包括丸粒、粉末、浆液或微装置。在一些情况下,可植入试剂可包括可注射微型泵。在一些情况下,可植入试剂可包含可降解的基质,诸如可降解的聚合物基质。可植入试剂可被配置为在注射期间和/或之后将一种或多种试剂(例如,药物)递送(例如,释放)到组织中。在一些情况下,一种试剂可以通过可植入试剂递送到组织。在一些情况下,多种试剂可以通过可植入试剂递送到组织。系统100递送的可植入试剂可以包括生物可吸收材料。
可植入试剂(例如,可降解的聚合物颗粒或微型泵)可被配置为以恒定速率或可变速率将一种或多种试剂释放到组织中。在一些情况下,可植入试剂将一种或多种试剂释放到组织中的速率会随着时间而增加。在一些情况下,可植入试剂将一种或多种试剂释放到组织中的速率会随着时间而减少。在一些情况下,可植入试剂将一种或多种试剂释放到组织中的速率可增加和减少。在一些情况下,可通过工程化可降解颗粒以在可植入试剂内的不同位置具有更多或更少的试剂,和/或通过选择可植入试剂的组成(例如,通过选择包含可植入试剂的不同部分的一种或多种聚合物或共聚物的类型或比例)和/或通过可植入试剂递送的试剂的不同分布,来实现可植入试剂对试剂向组织中释放的速率的控制。可植入试剂的使用对于控制组织对一种或多种试剂的暴露可能是有利的。
在一些情况下,可植入试剂可以是基准标记,例如,用于标记组织中的位置。例如,可植入试剂可包括一种或多种丸剂或丸状植入物,其可通过一个或多个流体递送构件320递送至受试者的组织以标记注射位置。在一些情况下,包含基准标记的可植入试剂可包含金属或金属合金。在一些情况下,包括基准标记的可植入试剂可用电磁场和/或使用放射源或视觉检查。
应用
本文所述的装置、系统和方法可用于将任何试剂递送至实体组织以用于治疗或非治疗目的。
本文所述的装置、系统和方法可用于临床前药物开发和测试和/或临床药物开发和测试。
本文所述的装置、系统和方法可用于个性化医学应用,例如确定针对单个患者的肿瘤治疗的最有效治疗剂或治疗剂组合。
本文所述的装置、系统和方法可用于进入体内的靶位并向其递送一种或多种流体。靶位可以例如位于距患者进入点(例如,嘴、皮肤表面、直肠等)约1cm至约300cm的位置。靶位可以例如位于皮肤表面以下约1cm至约30cm的位置。靶位可以例如位于皮肤表面以下1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm、20cm、1cm至20cm、5cm至15cm、7cm至13cm或9cm至11cm的位置。靶位可以例如位于皮肤表面以下约4cm至约20cm的位置。靶位可以例如位于距患者进入部位约100cm至约250cm的位置。
靶位可以是例如可经皮肤进入的表皮靶位,例如在人类患者中约0.2cm至约4cm深的位置。
靶位可以是例如可经皮肤进入的中间靶位,例如在人类患者中约4cm至约20cm深的位置。
靶位可以是例如可以通过内窥镜或介入方式进入的更深的靶位,例如距离人类患者的进入点(例如,从嘴到胃)约100cm至约250cm深的位置。
在一些情况下,靶位可以是肿瘤。肿瘤可以位于患者体内的任何地方。肿瘤可以例如位于患者的皮肤、乳腺、脑、前列腺、结肠、直肠、肾脏、胰腺、肺、肝脏、心脏、胃、肠、卵巢、睾丸、子宫颈、淋巴结、甲状腺、食道、头或颈、眼睛、骨或膀胱。肿瘤可以位于体内发现实体瘤的任何位置。
可使用本文所述的装置、系统和方法治疗的肿瘤包括但不限于胃癌、食道癌、结肠癌引起的肝转移、乳头状肾癌、头颈癌、甲状腺癌、卵巢癌、宫颈癌、淋巴瘤、皮肤癌(例如,黑色素瘤等)、胰腺癌、前列腺癌、睾丸癌、肾细胞癌、乳腺癌、结直肠癌、脑癌(例如,髓母细胞瘤、胶质母细胞瘤等)、肺癌(例如,间皮瘤、小细胞肺癌、非小细胞肺癌等)、肝癌(例如,肝细胞癌等)、膀胱癌、横纹肌肉瘤和骨肉瘤。
本文所述的装置、系统和方法可用于将一种或多种治疗剂递送至感兴趣的组织。治疗剂可以以液体形式递送。用于癌症治疗的示例性治疗剂包括但不限于一般化学疗法、双膦酸盐、激素疗法、抗体、免疫疗法(例如,CAR T细胞、NK细胞等)、类固醇、血管生成抑制剂、蛋白酶体/蛋白酶抑制剂、酪氨酸激酶抑制剂、干扰素、白介素等及其任何组合。
本文所述的装置、系统和方法可用于递送一种或多种标记(本文也称为标签或探针)。一种或多种标记可以与另一种试剂例如治疗剂一起递送,或作为单一试剂递送。一种或多种标记可以与另一种试剂例如治疗剂缀合,或与另一种试剂一起在溶液(未结合)中递送。一种或多种标记可以使用本文描述的和本领域的普通技术人员已知的常规成像技术来帮助检测注射部位或柱。示例性的标记包括但不限于荧光标记、放射性标记、气相色谱/质谱(GCMS)标签、化学惰性可见注射跟踪染料(ITD)等,及其组合。
方法
图17示出了使用如本文所述的流体注射系统100将流体注射到患者体内的肿瘤中的方法1700。该方法可以使用本文所述的系统和装置中的一个或多个。
在步骤1701,可以提供流体注射系统。流体注射系统可以是本文描述的任何流体注射系统100。流体注射系统可以例如包括细长构件、设置在其中的多个流体递送构件以及流体耦合至多个流体递送构件的多个流体储器(例如,流体递送通道)。多个流体储器(例如,流体递送通道)中的每个可以耦合至单个流体递送构件,其中每个流体递送构件流体独立于每个其他流体递送构件。
提供流体注射系统100(例如,如步骤1701中)可包括提供药盒432,诸如本文公开的那些药盒。药盒432可被装载到流体注射系统100中。例如,药盒432可被装载到流体注射系统100中。在许多情况下,药盒432被装载入流体注射系统100的腔室400中。将药盒432装载到流体注射系统100中可包括使药盒432沿腔室400向下滑动,其中药盒432的远端432a定向成比药盒432的近端432b更靠近细长构件110的远端114。装载药盒432可包括使药盒支座410与药盒柱塞440接触。在一些情况下,将药盒432装载到流体注射系统100中包括使药盒432或其一部分(例如,药盒柱塞440或柱塞接口442)与药盒接口420接合。使药盒432或其一部分与药盒接口420接合可包括使药盒432与药盒接口420可释放地接合。例如,药盒432或其一部分(例如,药盒柱塞440或柱塞接口442)可被药盒接口420(例如,其中药盒接口420包括针或尖的通道)刺穿或拧到药盒接口420的螺纹上。使药盒432或其一部分与药盒接口420接合可包括在药盒432中容纳的流体480与一个或多个流体递送构件320之间建立流体连接(例如,经由递送通道270,其可穿过药盒接口420和/或药盒支座410)。在图4A和图4B中示出了将药盒432装载到系统100中的代表性示例。
在步骤1702,可以将流体注射系统100的至少一部分(例如,细长构件110或其一部分)插入组织(例如,其可以包括受试者的身体的一部分)中。细长构件100的尺寸(例如,如本文所公开的)允许流体注射系统100用于禁忌较少侵入性介入的应用中(例如,其中肿瘤不宜手术和/或其中系统性介入可能导致有害影响,诸如急性免疫反应的应用)。一个或多个流体递送构件320处于未延伸的构型下(例如,在系统100的细长构件110中缩回)可以发生插入。在一些情况下,在将流体注射系统100的至少一部分插入组织中之前,一次性或可高压灭菌的同轴鞘管可以围绕细长构件110定位,例如以允许多次使用系统100(例如,在受试者体内的不同的插入点)。在一些情况下,可通过将同轴鞘管的至少一部分耦合至远端耦合件190而将同轴鞘管锚定到流体注射系统100。
在步骤1703,可以将流体注射系统的远端定位在靶组织(例如,患者体内的肿瘤或其一部分)处或附近。例如,可以将系统定位成使得细长构件110与感兴趣的靶组织紧邻,例如接触。将系统定位可以例如包括在成像系统的引导下将系统定位,例如使用超声或荧光成像系统。
在步骤1704,一个或多个流体递送构件320可以从细长构件110的远端114延伸到靶组织(例如,肿瘤组织)中。流体递送构件320的延伸可以被致动器250致动,该致动器可以包括机械致动器和/或机电致动器。致动器可例如,包括拨轮、水平仪、电动致动器等。致动器的致动可以是自动的或手动的。多个流体递送构件可以被配置成以预定的图案或曲率延伸出细长构件的远端。流体递送构件可以被配置成与细长构件110的纵轴111成角度远离。流体递送构件可以例如被配置成以相对于纵轴的一个或多个倾斜角度与细长构件的纵轴111成角度远离。
在步骤1705,可以通过流体递送构件将流体注入肿瘤。如本文所公开的,经由流体递送构件将流体注入到靶肿瘤组织中可包括使致动器250脱离。在一些情况下,将流体注入到肿瘤组织中(例如,步骤1705)还可包括将流体递送构件缩回回到细长构件中(例如,步骤1706)。例如,流体注射系统100的一些实施方案可允许同时注射流体和抽出流体递送构件。
在步骤1706,流体递送构件可以从肿瘤缩回到细长构件中。如本文所公开的,当致动器250解除接合时,流体递送构件可缩回(例如,至未延伸构型)。
在步骤1707,可以从患者体内移除流体注射系统。
在步骤1708,可以切除肿瘤以供分析。流体注射后可立即切除肿瘤。可以在流体注射的4小时内,例如,在4至24小时、4至48小时、6至24小时或4至8小时内切除肿瘤。可以在流体注射的几天之内,例如在约1至约7天之内切除肿瘤。肿瘤组织可以如本文所述进行分析。例如,可以分析肿瘤组织以确定一种或多种治疗剂或试剂组合对肿瘤的功效。
尽管以上步骤示出了根据实施方案的使用流体注射系统将流体注入到患者体内的肿瘤中的方法1700,但是本文描述了基于教导的许多变型。这些步骤可以以不同的顺序完成。可以添加或删除步骤。一些步骤可包括子步骤。对于期望的程序,如果有益或必要,许多步骤可以重复进行。
例如,在一些实施方案中,步骤1705和1706可以任选地同时发生,使得在将流体递送构件缓慢地缩回到细长构件中的同时将流体注入到肿瘤中。同时注入和缩回可例如有助于形成如图15A至图15C所示以及如本文所述的注射柱。
在一些实施方案中,方法1700的一个或多个步骤可用于将流体注射到离体或体外组织中。在此类实施方案中,在本文公开的方法的某些实施方案中,步骤1702、1707和1708可以是任选的。
转向图21A-21D,本文公开的方法可包括在任何切除或移植被注射的组织之前检测和/或评估已经递送至(例如,被注入到)组织中的一种或多种试剂。本文公开的方法可包括下述步骤,该步骤包括将至少一个流体递送构件320插入组织702中,该组织可以是受试者的组织,诸如包括肿瘤的靶组织(例如,如图21A所示)。本文公开的方法可包括下述步骤,该步骤包括将一种或多种试剂递送(例如,注射)到组织702中(例如,如图21B所示)。任选地,本文公开的方法可包括允许经过一定时间,例如,以允许递送到组织702的一种或多种试剂扩散或流过组织和/或允许一种或多种试剂影响组织702(例如,如图21C所示)。辐射源800可用于检测(例如,通过照明)递送到组织702的一种或多种试剂(例如,如图21D所示)。例如,可通过使用辐射装置800快速而精确地确定将一种或多种试剂递送到组织的一个或多个位点的精确位置703。在一些情况下,检测递送到组织702的一种或多种试剂的能力可有助于例如基于通过对组织702成像而确定的一种或多种试剂的分布确定应当切除(例如,用于分析的)哪个组织或组织的哪个部分。尽管除了或代替辐射源702可使用磁检测器来检测和/或评估递送到组织702的一种或多种试剂(例如,包含磁性标签的试剂),但本领域技术人员可以理解,辐射源能够更精确地确定试剂的空间分布,并且可与非磁性试剂(例如,着色剂和/或荧光剂)一起使用。
辐射源800可以包括紫外(UV)光源、可见光源、红外照明器或相干光源。辐射源800可以是手持式辐射源或较大辐射源的手持式发射器,其可允许在切除或外植程序之前或期间检测和/或评估试剂(例如,FTM颗粒)。在一些情况下,诸如照相机或荧光灯检测器的检测器可用于检测递送至组织702的一种或多种试剂的信号。在许多情况下,将选择递送至组织的一种或多种试剂(以及任选地,辐射源800),以使来自一种或多种试剂的信号对肉眼可见。例如,可以在从受试者切除或移植组织之前使用辐射源800检测FTM颗粒(例如,如本文所公开的)。
图21A-21D所示的步骤是可包括在本文公开的方法中的步骤的代表性示例。本文公开的一些方法不包括图21A-21D所示的所有步骤,并且本文公开的一些方法可以包括图21A-21D未示出的另外的步骤。例如,本文公开的方法可以包括检测组织702中的一种或多种试剂(例如,一种或多种荧光颗粒)。
系统
在一些实施方案中,系统100是手持式系统。替代地或组合地,系统100可以被配置用于自动控制和操作,例如,利用来自如本文所述的计算机可读程序的指令。
在一些实施方案中,系统100可以被配置为独立的进入装置,用于进入感兴趣的组织部位,诸如肿瘤组织或其一部分。流体注射系统100包括细长构件110,该细长构件110被配置用于刺穿受试者的皮肤和/或穿透内部组织(例如,靶组织,诸如癌组织),该流体注射系统100是本文公开的流体注射系统100的各种实施方案之一,该流体注射系统100可被配置为独立的进入装置。在一些情况下,配置为独立的进入装置的系统可包括圆形的或尖的端部,可用于刺穿或分离生物组织。在一些情况下,被配置为独立进入装置的系统可包括刚性细长构件,该构件可用于操纵或引导用于注射的针(例如,一个或多个流体递送构件320)进入、穿过或围绕组织。
在一些实施方案中,系统100可以被配置为与本领域普通技术人员已知的常规非侵入性或微创外科手术进入装置和导引器一起使用。例如,细长构件110可具有外径,该外径的大小被构造成适于安装在常规活检穿刺针、常规内窥镜、常规腹腔镜系统、常规血管通路鞘管等的工作通道内。系统100可以被插入到常规进入装置的工作内腔中,以到达感兴趣的组织。本文公开的与现有的进入装置和针一起使用的流体注射系统100的通用性限制了执业医生在执行本文所述的技术和测定时熟悉使用流体注射系统100所需的培训。
替代地或组合地,系统100可以进一步包括其自身的导引器,以提供对感兴趣的肿瘤部位的进入。例如,系统100可包括用于穿刺或穿透组织的导引器鞘管。系统100的导引器可与系统100的轴线(例如,纵轴)同轴,或者与系统100的组件诸如细长构件110的轴线(例如,纵轴)同轴。在一些情况下,系统100的导引器与系统100的另一个组件(诸如系统100的壳体和/或系统100的细长构件110)分开。导引器可用于生成到达靶组织的路径(例如,通过将导引器插入受试者的组织中)。在一些情况下,在将系统100的另一组件诸如细长构件110插入到靶组织和/或任何介入组织中之前,导引器用于生成到达靶组织的路径。在一些情况下,导引器可以耦合至系统100的远端耦合件190(例如,其中远端耦合件190包括鲁尔锁耦合件)。
本文所述的装置、系统和方法可以与成像系统结合使用,以对使用中的流体注射系统进行围手术期成像。围手术期成像可以包括在将系统100插入患者之前、在其插入并定位邻近于肿瘤的过程中、在流体递送过程中、在从患者缩回和移除注射系统100的过程中和/或在移除系统100之后对肿瘤进行成像。成像系统可以是本领域普通技术人员已知的任何成像系统。例如,成像系统可以是超声成像系统、超声生物显微镜(UBM)系统、X射线成像系统、荧光成像系统、光学相干断层扫描(OCT)成像系统、磁共振(MR)成像系统或本领域普通技术人员已知的任何其他成像系统。
本文公开的系统或方法可以包括计算机或其用途。例如,方法1700的一个或多个步骤(或本文公开或必需暗示的其他方法步骤)可以由包括计算机的完全或部分自动化的系统执行。在一些情况下,流体注射系统100包括计算机。在一些情况下,流体注射系统100包括成像系统(例如,以帮助系统的插入、放置和/或致动)。计算机可以包括处理器(例如,控制器)。计算机可包括非暂时性计算机可读存储器,其可包括指令,这些指令在被执行时可使系统的一个或多个组件执行本文公开的方法的一个或多个步骤。在一些情况下,系统的操作完全或部分取决于一个或多个用户输入。
虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方案,但对于本领域技术人员容易理解的是,这样的实施方案只是以示例的方式提供的。本领域技术人员现将会在不偏离本发明的情况下想到许多更改、改变和替代。应当理解,本文中描述的本发明实施方案的各种替代方案可用于实施本发明。以下权利要求书旨在限定本发明的范围,并因此覆盖这些权利要求书范围内的方法和构造物及其等效项。

Claims (120)

1.一种流体注射系统,包括:
细长构件,所述细长构件具有近端和远端并且包括内壁,所述内壁在其中限定有内腔;
多个流体递送构件,所述多个流体递送构件安置在所述细长构件的所述内腔内并且具有缩回构型和延伸构型,其中所述多个流体递送构件被配置为在所述延伸构型下延伸出所述细长构件的所述远端;
其中所述多个流体递送构件中的每一个包括远端、近端、位于所述远端的出口以及内壁,该内壁在其中限定有流体递送内腔,所述流体递送内腔流体耦合至所述出口,
其中每个所述流体递送内腔流体独立于所述多个流体递送构件中的每个其他流体递送内腔,
多个流体递送通道,其中所述多个流体递送通道中的每一个流体耦合至所述多个流体递送构件的一个或多个流体递送内腔;以及
流体递送机构,所述流体递送机构可操作地耦合至所述多个流体递送通道,其中所述流体递送机构的致动导致流体从所述多个流体递送通道流向所述多个流体递送构件并流出所述出口。
2.如权利要求1所述的系统,其中所述流体递送机构的致动可操作地耦合至所述多个流体递送构件,使得流体的递送伴随着所述流体递送构件从所述延伸构型缩回到所述缩回构型。
3.如权利要求1或权利要求2所述的系统,其中所述流体递送机构包括流体递送杆。
4.如权利要求1所述的系统,其中所述多个流体递送构件被配置为在从所述流体递送构件递送流体的同时从所述延伸构型缩回到所述缩回构型。
5.如权利要求1至4中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件被配置为在所述缩回构型下完全封闭在所述细长构件的所述内腔内。
6.如权利要求1至5中任一项所述的系统,其中所述细长构件包括鞘管、海波管轴杆或针。
7.如权利要求1至6中任一项所述的系统,其中所述细长构件包含金属。
8.如权利要求1至7中任一项所述的系统,其中所述细长构件包含柔性材料。
9.如权利要求1至8中任一项所述的系统,其中所述细长构件包含刚性材料。
10.如权利要求1至9中任一项所述的系统,其中所述细长构件具有约4cm至约250cm的长度。
11.如权利要求10所述的系统,其中所述细长构件具有约4cm至约20cm的长度。
12.如权利要求10所述的系统,其中所述细长构件具有约100cm至约250cm的长度。
13.如权利要求1至12中任一项所述的系统,其中所述细长构件具有约0.9mm至约3.5mm的外径。
14.如权利要求13所述的系统,其中所述细长构件具有约2mm至约4mm的外径。
15.如权利要求1至14中任一项所述的系统,其中所述细长构件具有约3French至约10French的外径。
16.如权利要求1至15中任一项所述的系统,其中所述细长构件的外径大小被设置为适于装配到常规活检穿刺针、常规内窥镜或常规血管通路鞘管的工作通道内。
17.如权利要求1至16中任一项所述的系统,其中所述细长构件包含规格号为约10至约20的针。
18.如权利要求1至17中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件包括至少两个流体递送构件。
19.如权利要求18所述的系统,其中所述多个流体递送构件包括2至20个流体递送构件。
20.如权利要求1至19中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件包含多个针或管。
21.如权利要求1至20中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件包含多个铅笔尖样针、钝头针或斜尖针。
22.如权利要求1至21中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件包含金属或塑料。
23.如权利要求1至22中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件包含形状记忆合金。
24.如权利要求1至23中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件包含柔性材料。
25.如权利要求1至24中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件包含刚性材料。
26.如权利要求1至25中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件中的每个具有约0.05mm至约0.50mm的外径。
27.如权利要求26所述的系统,其中所述多个流体递送构件中的每个具有约0.25mm的外径。
28.如权利要求1至27中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件中的每个是规格号为约28至约33的针。
29.如权利要求28所述的系统,其中所述多个流体递送构件中的每个是规格号为约31的针。
30.如权利要求1至29中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件的所述流体递送内腔中的每个具有约0.1μl至约10μl的体积。
31.如权利要求1至30中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件中的每个具有从所述细长构件的所述远端延伸到所述细长构件的近端的长度。
32.如权利要求1至31中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件中的每个具有约4cm至约250cm的长度。
33.如权利要求1至32中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件中的每个在所述延伸构型下从所述细长构件的所述远端延伸出约5mm至约40mm的长度。
34.如权利要求1至33中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件中的每个包括流体耦合至所述流体递送内腔的至少一个附加的出口。
35.如权利要求1至34中任一项所述的系统,其中,在所述延伸构型下,所述多个流体递送构件中的每个与所述细长构件的纵轴成角度远离。
36.如权利要求35所述的系统,其中所述多个流体递送构件中的每个与所述细长构件的所述纵轴以约10°至90°的角度成角度远离。
37.如权利要求1至36中任一项所述的系统,其中所述细长构件的所述远端包括成角度元件,所述成角度元件被定位成引导所述多个流体递送构件在所述延伸构型下与所述细长构件的纵轴成角度远离。
38.如权利要求1至37中任一项所述的系统,其中,在所述延伸构型下,所述多个流体递送构件中的每个与所述细长构件的纵轴成角度远离,使得所述多个流体递送构件中的每个的远端之间的距离为约1mm至约10mm。
39.如权利要求1至38中任一项所述的系统,还包括手柄,所述手柄邻近于所述细长构件的所述近端。
40.如权利要求1至39中任一项所述的系统,还包括致动器,所述致动器邻近于所述细长构件的所述近端并且可操作地耦合至所述多个流体递送构件,其中所述致动器的致动使所述多个流体递送构件从所述缩回构型移动到所述延伸构型或者从所述延伸构型移动到所述缩回构型。
41.如权利要求40所述的系统,其中所述致动器被配置为以约0.1mm/s至约10mm/s的速度使所述多个流体递送构件从所述延伸构型缩回到所述缩回构型。
42.如权利要求40所述的系统,其中所述致动器包括机械致动器或机电致动器。
43.如权利要求40所述的系统,其中所述致动器是手动操作的。
44.如权利要求40所述的系统,其中所述致动器是自动操作的。
45.如权利要求40所述的系统,其中所述流体递送机构由所述致动器致动。
46.如权利要求1至45中任一项所述的系统,其中所述流体递送机构包括机械致动器或机电致动器。
47.如权利要求1至46中任一项所述的系统,其中所述流体递送机构包括柱塞或泵中的一个或多个。
48.如权利要求1至47中任一项所述的系统,其中所述流体递送机构是手动操作的。
49.如权利要求1至48中任一项所述的系统,其中所述流体递送机构是自动操作的。
50.如权利要求1至49中任一项所述的系统,其中所述流体递送机构被配置为导致流体以约0.1μl/s至约10μl/s的流速从所述出口递送出来。
51.如权利要求1至50中任一项所述的系统,其中所述系统被配置用于在皮肤表面以下约1cm至约300cm进行流体递送。
52.如权利要求51所述的系统,其中所述系统被配置用于在皮肤表面以下约1cm至约30cm进行流体递送。
53.如权利要求51所述的系统,其中所述系统被配置用于在皮肤表面以下约4cm至约20cm进行流体递送。
54.如权利要求51所述的系统,其中所述系统被配置用于在皮肤表面以下约100cm至约250cm进行流体递送。
55.如权利要求1至54中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送通道包括所述多个流体递送构件的所述流体递送内腔。
56.如权利要求55所述的系统,其中所述多个流体递送构件的所述流体递送内腔是所述多个流体递送通道。
57.如权利要求1至56中任一项所述的系统,其中所述流体递送机构包括多个流体递送机构,所述多个流体递送机构中的每个可操作地耦合至所述多个流体递送通道中的单个流体递送通道。
58.如权利要求1至57中任一项所述的系统,还包括成像系统,所述成像系统用于对使用中的所述流体注射系统进行围手术期成像。
59.如权利要求1至58中任一项所述的系统,还包括一个或多个药盒,所述一个或多个药盒流体耦合至一个或多个所述流体递送内腔或者一个或多个所述多个流体递送通道。
60.如权利要求1至59中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送通道中的每个具有约10μl至约500μl的体积。
61.如权利要求1至60中任一项所述的系统,还包括荧光跟踪微球(FTM)群体。
62.如权利要求61所述的系统,其中所述荧光跟踪微球具有5微米至10微米的直径。
63.如权利要求61或权利要求62所述的系统,其中所述荧光跟踪微球包含聚苯乙烯。
64.如权利要求1至63中任一项所述的系统,还包括多个荧光跟踪微球(FTM)群体。
65.如权利要求1至64中任一项所述的系统,还包括体积选择器。
66.如权利要求1至65中任一项所述的系统,还包括多个药盒。
67.一种将流体注射到患者身体内的肿瘤中的方法,所述方法包括:
提供流体注射系统,其中所述流体注射系统包括具有近端和远端的细长构件、安置在所述细长构件的内腔内的多个流体递送构件,以及多个流体递送通道,其中所述多个流体递送通道中的每个流体耦合至所述多个流体递送构件中的每个的单个流体递送内腔;
在所述多个流体递送构件缩回的情况下,将所述细长构件的所述远端插入身体中;
在所述多个流体递送构件缩回的情况下,将所述细长构件的所述远端定位到紧靠所述肿瘤的位置;
将多个所述流体递送构件从所述细长构件的所述远端延伸到所述肿瘤中;以及
将多种流体从所述多个流体递送构件注射到所述肿瘤中,其中所述多个流体递送构件中的每个流体独立于所述多个流体递送构件中的每个其他流体递送构件。
68.如权利要求61所述的方法,还包括将所述多个流体递送构件从所述肿瘤缩回到所述细长构件的所述远端。
69.如权利要求68所述的方法,其中将所述多个流体递送构件缩回与注射所述多种流体同时发生。
70.如权利要求68所述的方法,其中将所述多个流体递送构件缩回包括将所述多个流体递送构件缩回使得所述多个流体递送构件完全封闭在所述细长构件的所述内腔内。
71.如权利要求68所述的方法,其中将所述多个流体递送构件缩回包括将所述流体递送构件以约0.1mm/s至约10mm/s的速度缩回。
72.如权利要求61至71中任一项所述的方法,还包括在所述多个流体递送构件缩回的情况下,将所述细长构件的所述远端从所述身体中移除。
73.如权利要求61至72中任一项所述的方法,还包括切除所述肿瘤的至少一部分以供分析。
74.如权利要求61至73中任一项所述的方法,还包括在将所述细长构件的所述远端插入到所述身体中之前将所述多种流体装载到所述多个流体递送通道中。
75.如权利要求61至74中任一项所述的方法,还包括对所述流体注射系统进行围手术期成像。
76.如权利要求61至75中任一项所述的方法,其中所述细长构件包括鞘管、海波管轴杆或针。
77.如权利要求61至76中任一项所述的方法,其中所述细长构件包含金属。
78.如权利要求61至77中任一项所述的方法,其中所述细长构件包含柔性材料。
79.如权利要求61至78中任一项所述的方法,其中所述细长构件包含刚性材料。
80.如权利要求61至79中任一项所述的方法,其中所述细长构件具有约0.9mm至约3.5mm的外径。
81.如权利要求61至80中任一项所述的方法,其中所述细长构件包含规格号为约10至约20的针。
82.如权利要求61至81中任一项所述的方法,其中将所述细长构件的所述远端插入到所述身体中包括将所述细长构件的所述远端插入到预先放置在所述身体中的常规活检穿刺针、常规内窥镜或常规血管通路鞘管的工作通道中。
83.如权利要求61至82中任一项所述的方法,其中所述多个流体递送构件包括至少两个流体递送构件。
84.如权利要求83所述的方法,其中所述多个流体递送构件包括2至20个流体递送构件。
85.如权利要求61至84中任一项所述的方法,其中所述多个流体递送构件包含多个针或管。
86.如权利要求61至85中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件包含金属或塑料。
87.如权利要求61至86中任一项所述的系统,其中所述多个流体递送构件包含形状记忆合金。
88.如权利要求61至87中任一项所述的方法,其中所述多个流体递送构件包含柔性材料。
89.如权利要求61至88中任一项所述的方法,其中所述多个流体递送构件包含刚性材料。
90.如权利要求61至89中任一项所述的方法,其中所述多个流体递送构件中的每个具有约0.05mm至约0.50mm的外径。
91.如权利要求61至90中任一项所述的方法,其中所述多个流体递送构件中的每个是规格号为约28至约33的针。
92.如权利要求61至91中任一项所述的方法,其中注射所述多种流体包括以约0.1μl/s至约10μl/s的流速注射所述多种流体。
93.如权利要求61至92中任一项所述的方法,其中注射所述多种流体包括从所述多个流体递送构件中的每个注射体积约10μl至约500μl的所述多种流体中的每一种。
94.如权利要求61至93中任一项所述的方法,其中所述多个流体递送构件中的每个具有从所述细长构件的所述远端延伸到所述细长构件的近端的长度。
95.如权利要求61至94中任一项所述的方法,其中所述多个流体递送构件中的每个具有约4cm至约250cm的长度。
96.如权利要求61至95中任一项所述的方法,其中将所述多个流体递送构件延伸包括将所述多个流体递送构件中的每个从所述细长构件的所述远端延伸出约5mm至约40mm的长度至所述肿瘤中。
97.如权利要求61至96中任一项所述的方法,其中将所述多个流体递送构件延伸包括将所述多个流体递送构件从所述细长构件的远端延伸使得所述多个流体递送构件与所述细长构件的纵轴成角度远离。
98.如权利要求61至97中任一项所述的方法,其中所述细长构件的所述远端包括成角度元件,所述成角度元件被定位成引导所述多个流体递送构件在所述延伸构型下与所述细长构件的所述纵轴成角度远离。
99.如权利要求61至98中任一项所述的方法,其中注射所述多种流体包括在所述肿瘤中产生多个不同的流体柱。
100.如权利要求61至99中任一项所述的方法,其中所述流体注射系统还包括其上有流体递送机构的手柄,所述流体递送机构可操作地耦合至所述多个流体递送通道,并且其中注射所述多种流体包括致动所述流体递送机构。
101.如权利要求100所述的方法,其中致动所述流体递送机构包括手动致动所述流体递送机构。
102.如权利要求100所述的方法,其中致动所述流体递送机构包括自动致动所述流体递送机构。
103.如权利要求100所述的方法,其中所述流体递送机构包括机械致动器或机电致动器。
104.如权利要求100所述的方法,其中所述流体递送机构包括柱塞或泵中的一个或多个。
105.如权利要求61至104中任一项所述的方法,其中所述流体注射系统还包括致动器,所述致动器邻近于所述细长构件的所述近端并且可操作地耦合至所述多个流体递送构件,并且其中将所述多个流体递送构件延伸包括致动所述致动器。
106.如权利要求105所述的方法,其中致动所述致动器包括手动致动所述致动器。
107.如权利要求105所述的方法,其中注射所述多种流体包括致动所述致动器。
108.如权利要求105所述的方法,其中致动所述致动器包括自动致动所述致动器。
109.如权利要求105所述的方法,其中所述致动器包括机械致动器或机电致动器。
110.如权利要求105所述的方法,其中所述致动器包括拨轮或电动致动器中的一个或多个。
111.如权利要求61至110中任一项所述的方法,其中注射所述多种流体包括在皮肤表面以下约0.2cm至约20cm注射所述多种流体。
112.如权利要求111所述的方法,其中注射所述多种流体包括在皮肤表面以下约1cm至约30cm注射所述多种流体。
113.如权利要求111所述的方法,其中注射所述多种流体包括在皮肤表面以下约4cm至约20cm注射所述多种流体。
114.如权利要求111所述的方法,其中注射所述多种流体包括在皮肤表面以下约100cm至约250cm注射所述多种流体。
115.如权利要求61至114中任一项所述的方法,其中所述多种流体包含一种或多种治疗剂。
116.如权利要求61至115中任一项所述的方法,其中注射所述多种流体包括将不同流体从所述多个流体递送构件中的每个注射到所述肿瘤中。
117.如权利要求61至116中任一项所述的方法,其中注射所述多种流体包括将相同流体从所述多个流体递送构件中的每个注射到所述肿瘤中。
118.如权利要求61至117中任一项所述的方法,其中所述肿瘤位于所述患者的皮肤、乳腺、脑、前列腺、结肠、直肠、肾脏、胰腺、肺、肝脏、心脏、胃、肠、卵巢、睾丸、子宫颈、淋巴结、甲状腺、食道、头或颈、眼、骨或膀胱中。
119.如权利要求61至117中任一项所述的方法,其中所述多种流体包含荧光跟踪微球(FTM)群体。
120.如权利要求67至119中任一项所述的方法,其中所述多种流体包含多个荧光跟踪微球群体。
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