EA043519B1 - METHOD AND DEVICE FOR DELIVERY OF VACCINES AGAINST HEPATITIS B VIRUS (HBV) - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR DELIVERY OF VACCINES AGAINST HEPATITIS B VIRUS (HBV) Download PDF

Info

Publication number
EA043519B1
EA043519B1 EA202091517 EA043519B1 EA 043519 B1 EA043519 B1 EA 043519B1 EA 202091517 EA202091517 EA 202091517 EA 043519 B1 EA043519 B1 EA 043519B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
hbv
cassette
electrodes
reservoir
seq
Prior art date
Application number
EA202091517
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Даниель Бодан
Хелен Хортон
Жан-Марк Эдмон Фернан Мари Нефс
Соумитра Рой
Эндрю У. Ханнаман
Роберт М. Бернард
Стефен А. Морс
Оливер Рак
Адам Хартман
Томас Дэвид Кокс
Потер Дорин Де
Original Assignee
Янссен Сайенсиз Айрлэнд Анлимитед Компани
Айкор Медикал Системз, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Янссен Сайенсиз Айрлэнд Анлимитед Компани, Айкор Медикал Системз, Инк. filed Critical Янссен Сайенсиз Айрлэнд Анлимитед Компани
Publication of EA043519B1 publication Critical patent/EA043519B1/en

Links

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross reference to related applications

В настоящей заявке испрашивается приоритет Международной патентной заявкиThis application claims priority to the International Patent Application

No. PCT/US2017/067269, поданной 19 декабря 2017 г., и предварительной заявки на патент СШАNo. PCT/US2017/067269, filed December 19, 2017, and US provisional patent application

No. 62/607430, поданной 19 декабря 2017 г., раскрытие которых в полном объеме включено в настоящее описание посредством ссылки.No. 62/607430, filed December 19, 2017, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

Ссылка на список последовательностей, поданный в электронной формеLink to sequence list submitted electronically

Настоящая заявка содержит список последовательностей, который представлен в электронной форме посредством EFS-Web в виде списка последовательностей в формате ASCII под названием файла 688097-331WO Sequence Listing, созданного 10 декабря, 2018 г. и имеющего размер 46,6 килобайт. Этот список последовательностей, представленный в EFS-Web, является частью настоящей заявки и включен в настоящее описание в полном объеме посредством ссылки.This application contains a sequence listing, which is presented in electronic form via EFS-Web as a sequence list in ASCII format under the file name 688097-331WO Sequence Listing, created on December 10, 2018 and having a size of 46.6 kilobytes. This sequence listing provided on EFS-Web is part of this application and is incorporated herein by reference in its entirety.

Область изобретенияField of invention

Настоящее изобретение относится к введению профилактических и/или терапевтических вакцин против вируса гепатита В (HBV) индивидуумам, нуждающимся в этом, а в частности, к воспроизводимой, согласованной и эффективной доставке профилактических и/или терапевтических вакцин против HBV, таких как нуклеиновые кислоты, кодирующие антигены HBV, в определенные области в выбранном представляющем интерес участке ткани, где указанная доставка облегчается благодаря локальной подаче электрических полей безопасным, эффективным и согласованным способом для гетерогенных групп реципиентов с минимальной подготовкой пользователя.The present invention relates to the administration of prophylactic and/or therapeutic vaccines against hepatitis B virus (HBV) to individuals in need thereof, and in particular to the reproducible, consistent and effective delivery of prophylactic and/or therapeutic vaccines against HBV, such as nucleic acids encoding HBV antigens, to specific areas in a selected tissue region of interest, where said delivery is facilitated by local application of electrical fields in a safe, effective and consistent manner for heterogeneous groups of recipients with minimal user training.

Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for creating the invention

Вирус гепатита В (HBV) представляет собой небольшой гепатотропный ДНК-вирус размером 3,2 т.п.о., который кодирует четыре открытые рамки считывания и семь белков. Около двух миллиардов человек инфицированы HBV, и приблизительно 240 миллионов человек имеют хроническую инфекцию гепатита В (хроническую HBV-инфекцию), характеризующуюся постоянным присутствием в крови вирусных и субвирусных частиц в течение более 6 месяцев (Cohen et al. J Viral Hepat. (2011) 18 (6), 377-83). Персистентная HBV-инфекция приводит к истощению Т-клеток в кровотоке и к истощению внутрипеченочных HBV-специфических CD4+- и СD8+-Т-клеток посредством хронической стимуляции HBVспецифических Т-клеточных рецепторов вирусными пептидами и циркулирующими антигенами. В результате этого, полифункциональность Т-клеток снижается (то есть снижаются уровни IL-2, фактора некроза опухоли (TNF)-a, IFN-γ, и наблюдается отсутствие пролиферации и дегрануляции). Терапевтическая вакцинация позволяет элиминировать HBV у хронически инфицированных индивидуумов (Michel et al. J. Hepatol. (2011) 54 (6), 1286-1296). Иммуногенные композиции, содержащие одну или более молекул нуклеиновой кислоты, кодирующих один или более антигенов HBV, могут быть использованы для вырабатывания терапевтического иммунитета у индивидуума, нуждающегося в этом, такого как человек, имеющий хроническую HBV-инфекцию.Hepatitis B virus (HBV) is a small 3.2-kb hepatotropic DNA virus that encodes four open reading frames and seven proteins. About two billion people are infected with HBV, and approximately 240 million people have chronic hepatitis B infection (chronic HBV infection), characterized by the persistent presence of viral and subviral particles in the blood for more than 6 months (Cohen et al. J Viral Hepat. (2011) 18 (6), 377-83). Persistent HBV infection results in depletion of T cells in the circulation and depletion of intrahepatic HBV-specific CD4 + and CD8 + T cells through chronic stimulation of HBV-specific T cell receptors by viral peptides and circulating antigens. As a result, the multifunctionality of T cells is reduced (i.e., the levels of IL-2, tumor necrosis factor (TNF)-α, IFN-γ are reduced, and there is a lack of proliferation and degranulation). Therapeutic vaccination eliminates HBV from chronically infected individuals (Michel et al. J. Hepatol. (2011) 54 (6), 1286-1296). Immunogenic compositions containing one or more nucleic acid molecules encoding one or more HBV antigens can be used to produce therapeutic immunity in an individual in need thereof, such as a person with chronic HBV infection.

Хотя оголенная ДНК может доставляться в клетки in vivo и приводить к экспрессии генов, однако, эффективность переноса генов является относительно низкой и вариабельной. Было показано, что локальная подача электрических сигналов улучшает распределение и поглощение макромолекул в живой ткани. Подача таких электрических сигналов в ткань в сочетании с введением профилактической или терапевтической вакцины против HBV может оказывать желаемое воздействие на ткань и/или доставляемый агент. В частности, такие методы, как электропорация и ионтофорез, были применены для значительного улучшения распределения и/или поглощения нуклеиновых кислот, включая последовательности ДНК и РНК. Потенциальные клинические применения таких методов включают доставку последовательностей нуклеиновых кислот для профилактической и терапевтической иммунизации, и доставку последовательностей нуклеиновой кислоты, кодирующих терапевтические белки или пептиды.Although naked DNA can be delivered to cells in vivo and result in gene expression, the efficiency of gene transfer is relatively low and variable. Local application of electrical signals has been shown to improve the distribution and absorption of macromolecules in living tissue. Delivery of such electrical signals into tissue in combination with administration of a prophylactic or therapeutic HBV vaccine may produce the desired effect on the tissue and/or the agent being delivered. In particular, techniques such as electroporation and iontophoresis have been applied to significantly improve the distribution and/or uptake of nucleic acids, including DNA and RNA sequences. Potential clinical applications of such methods include the delivery of nucleic acid sequences for prophylactic and therapeutic immunization, and the delivery of nucleic acid sequences encoding therapeutic proteins or peptides.

Процедуры такой доставки включают введение представляющего интерес агента в участок тканимишени в комбинации с подачей электрических полей, магнитуда и длительность которых является достаточными для достижения желаемых эффектов в отношении доставки, распределения и/или активности агента. Электрические поля распространяются двумя или более электродами посредством электропроводящей связи с тканью. Электроды с конфигурацией, подходящей для использования в этих способах, представляют собой проникающие в ткань электроды, поверхностные контактные электроды и электроды с воздушным зазором. Электродами с конкретной конфигурацией являются, но не ограничиваются ими, удлиненные игольчатые или стержневые электроды, точечные электроды, извилистые электроды (то есть электроды в форме проволоки), плоские электроды и их комбинации. Конкретный тип и расположение электродов выбирают в зависимости от типа ткани-мишени и целей проведения данной процедуры. Желаемый результат лучше всего достигается в том случае, если электрические поля распространяются в ткани-мишени в присутствии представляющего интерес агента.Procedures for such delivery involve administering the agent of interest to a target tissue site in combination with the application of electrical fields of sufficient magnitude and duration to achieve the desired effects on delivery, distribution and/or activity of the agent. Electric fields are propagated by two or more electrodes through an electrically conductive connection to the tissue. Electrodes with configurations suitable for use in these methods are tissue penetrating electrodes, surface contact electrodes, and air gap electrodes. Specific electrode configurations include, but are not limited to, elongated needle or rod electrodes, point electrodes, tortuous electrodes (ie, wire-shaped electrodes), flat electrodes, and combinations thereof. The specific type and location of electrodes is selected depending on the type of target tissue and the purpose of the procedure. The desired result is best achieved when electric fields are propagated into the target tissue in the presence of the agent of interest.

Был описан широкий спектр способов и устройств для подачи электрических полей в ткань в присутствии представляющего интерес агента в целых улучшения доставки агента в кожу и мышечную ткань. В этих устройствах применяются системы электродов, проникающих как через поверхность, так и через ткань, а также их комбинации. Несмотря на обнадеживающие перспективы, связанные с электрически опосредованной доставкой агентов и возможным клиническим применением этих методов, все ещеA wide variety of methods and devices have been described for delivering electrical fields to tissue in the presence of an agent of interest to improve delivery of the agent to skin and muscle tissue. These devices use both surface- and tissue-penetrating electrode systems, as well as combinations of both. Despite the promising prospects associated with electrically mediated delivery of agents and the possible clinical application of these methods, there is still

- 1 043519 существует потребность в надежной и согласованной доставке индивидуумам представляющих интерес нуклеиновых кислот. Существенными причинами такой вариабельности являются различия в технике и уровне квалификации оператора. Другими причинами вариабельности, которые не относятся к современным системам, являются различия физиологических особенностей индивидуумов, которые могут влиять на применение данной процедуры. Другими соображениями при разработке подходящих устройств являются простота их применения и реализация проектов, которые снижают частоту и значимость потенциальных ошибок пользователя.- 1 043519 there is a need for reliable and consistent delivery of nucleic acids of interest to individuals. Significant reasons for this variability are differences in technique and operator skill level. Other causes of variability that are not relevant to current systems are differences in the physiological characteristics of individuals, which may influence the use of a given procedure. Other considerations when designing suitable devices are ease of use and implementation of designs that reduce the frequency and severity of potential user errors.

Учитывая тот факт, что безопасное, надежное, точное и согласованное применение клинической терапии является крайне желательным, то разработка усовершенствованных систем такого применения вполне оправдана. Такая разработка должна включать средства для минимизации вариабельности, связанной с действием операторов, и в то же время предоставлять средства для учета различий в особенностях индивидуумов, которые могут иметь место во время широкого клинического применения электрически опосредованной доставки агента. Другими словами, конкретные области для такого усовершенствования включают возможность постоянно поддерживать эффективность такой системы для гетерогенных групп реципиентов и снижение требований к уровню подготовки и навыков, необходимых для ее эффективного применения пользователем. Кроме того, устройство, система или способ должны быть спроектированы так, чтобы это помогло предотвратить ошибки пользователя или устройства и минимизировать их влияние в случае их возникновения.Given that safe, reliable, accurate, and consistent delivery of clinical therapies is highly desirable, the development of improved delivery systems is warranted. Such design should include means to minimize operator-related variability while providing a means to account for inter-individual differences that may occur during widespread clinical use of electrically mediated agent delivery. In other words, specific areas for such improvement include the ability to consistently maintain the effectiveness of such a system for heterogeneous groups of recipients and reducing the training and skill requirements required for its effective use by the user. In addition, the device, system or method must be designed to help prevent user or device errors and minimize their impact should they occur.

Этот раздел Предпосылки создания изобретения приводится для краткого изложения материала, представленного ниже в разделах Сущность и Подробное описание изобретения. Этот раздел не рассматривается как помощь в определении объема заявленного предмета изобретения и не должен рассматриваться как ограничение заявленного предмета изобретения, относящегося к способам осуществления изобретения, которые позволяют устранить любые или все недостатки или решить любые или все проблемы, описанные выше.This Background section is provided to summarize the material presented below in the Summary and Detailed Description of the Invention sections. This section is not intended to assist in defining the scope of the claimed subject matter and should not be construed as limiting the claimed subject matter to methods of carrying out the invention that overcome any or all of the disadvantages or solve any or all of the problems described above.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Настоящее изобретение относится к устройствам, наборам и способам для воспроизводимой, согласованной и эффективной доставки вакцины против HBV, содержащей молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую антиген HBV, индивидууму, нуждающемуся в этом, с применением электрически опосредованной доставки терапевтического агента (EMTAD). В описанных здесь вариантах осуществления изобретения, терапевтический агент представляет собой вакцину против HBV.The present invention relates to devices, kits and methods for reproducibly, consistently and effectively delivering an HBV vaccine containing a nucleic acid molecule encoding an HBV antigen to an individual in need thereof using electrically mediated therapeutic agent delivery (EMTAD). In embodiments described herein, the therapeutic agent is an HBV vaccine.

В одном своем аспекте, настоящее изобретение относится к устройству для доставки вакцины против HBV в предварительно определенный участок у индивидуума, содержащему блок для регулируемого введения вакцины против HBV индивидууму, включающий резервуар, содержащий вакцину против HBV, по меньшей мере одно отверстие, через которое вводится агент, и регулируемый источник энергии, достаточный для переноса заранее определенного количества вакцины против HBV с заранее определенной скоростью из резервуара через отверстие в заранее определенный участок у индивидуума. Кроме того, устройство может включать множество проникающих электродов, расположенных в заданной пространственной взаимосвязи по отношению к отверстию, и генератор электрических сигналов, функционально соединенный с электродами.In one aspect, the present invention relates to a device for delivering an HBV vaccine to a predetermined site in an individual, comprising a unit for controlled administration of an HBV vaccine to the individual, including a reservoir containing the HBV vaccine, at least one opening through which the agent is administered , and a controlled energy source sufficient to transport a predetermined amount of HBV vaccine at a predetermined rate from the reservoir through the opening to a predetermined site in the individual. In addition, the device may include a plurality of penetrating electrodes positioned in a predetermined spatial relationship with respect to the opening, and an electrical signal generator operably coupled to the electrodes.

В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к набору для доставки вакцины против HBV в заранее определенный участок у индивидуума, где указанный набор включает вакцину против HBV и устройство, содержащее блок для регулируемого введения вакцины против HBV индивидууму, где указанное устройство включает резервуар для вакцины против HBV, по меньшей мере одно отверстие, через которое вводится вакцина против HBV, и регулируемый источник энергии, достаточный для переноса заранее определенного количества вакцины против HBV с заранее определенной скоростью из резервуара через отверстие в заранее определенный участок у индивидуума. Кроме того, устройство может включать множество проникающих электродов, расположенных в предварительно определенной пространственной взаимосвязи по отношению к отверстию, и генератор электрических сигналов, функционально соединенный с электродами.In another aspect, the present invention relates to a kit for delivering an HBV vaccine to a predetermined site on an individual, wherein the kit includes an HBV vaccine and a device containing a unit for controlled administration of an HBV vaccine to the individual, wherein the device includes a reservoir for the HBV vaccine. HBV, at least one orifice through which HBV vaccine is administered, and a controlled energy source sufficient to transport a predetermined amount of HBV vaccine at a predetermined rate from the reservoir through the orifice to a predetermined site in the individual. In addition, the device may include a plurality of penetrating electrodes arranged in a predetermined spatial relationship with respect to the opening, and an electrical signal generator operably coupled to the electrodes.

Вакцина против HBV, включенная в устройство или набор согласно изобретению, может содержать:The HBV vaccine included in the device or kit according to the invention may contain:

первую молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую первый полинуклеотид, кодирующий антиген полимеразы HBV, имеющий аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 98% идентична SEQ ID NO: 4, где антиген полимеразы HBV не обладает обратной транскриптазной активностью и активностью РНКазы Н;a first nucleic acid molecule comprising a first polynucleotide encoding an HBV polymerase antigen having an amino acid sequence that is at least 98% identical to SEQ ID NO: 4, wherein the HBV polymerase antigen does not have reverse transcriptase activity and RNase H activity;

вторую молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую второй полинуклеотид, кодирующий усеченный коровый антиген HBV, состоящий из аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 2 или SEQ ID NO: 14; и фармацевтически приемлемый носитель, где первая молекула нуклеиновой кислоты и вторая молекула нуклеиновой кислоты присутствуют в одной и той же молекуле нуклеиновой кислоты или в двух различных молекулах нуклеиновой кислоты.a second nucleic acid molecule containing a second polynucleotide encoding a truncated HBV core antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 14; and a pharmaceutically acceptable carrier, wherein the first nucleic acid molecule and the second nucleic acid molecule are present in the same nucleic acid molecule or in two different nucleic acid molecules.

Другие аспекты раскрытия изобретения включают способы, включающие введение вакцины противOther aspects of the invention include methods including administering a vaccine against

- 2 043519- 2 043519

HBV в регулируемой пространственной и временной взаимосвязи с подачей электрических сигналов (ESA).HBV in controlled spatial and temporal relationship with electrical signal application (ESA).

Благоприятные эффекты и преимущества некоторых способов осуществления изобретения в соответствии с принципами согласно изобретению достаточно многообразны. Некоторые способы осуществления изобретения позволяют выбирать глубину введения иглы и электрода и вводить их в нужные ткани различных типов (например, в дерму, мышцы и т.п.) для всех гетерогенных групп индивидуумов с различными массами тела и телосложением. Такая реализация также облегчает адаптацию способов для их применения для конкретных целевых групп, например, но не ограничиваясь ими, для пациентов, имеющих хроническую HBV-инфекцию и/или заболевание, вызываемое HBV. Настоящее изобретение относится к системам и способам, включающим конструктивные особенности, которые сообщают этим системам и способам резистентность к случайной разрядке или потенциально неправильному использованию устройства, например, из-за его падения, вибрации и/или поломки. В некоторых своих вариантах, настоящее изобретение относится к устройствам с конфигурацией, имеющей множество отверстий для инъекций. Системы и способы согласно принципам настоящего изобретения допускают многочисленные защитные блокировки для уменьшения частоты и/или негативного влияния ошибок пользователя. Эти меры облегчают правильное приготовление и расчет вводимой дозы, что будет обеспечивать приложение требуемой силы к ткани реципиента и будет гарантировать удаление защитной крышки и т.п. Системы, устройства, наборы и способы согласно принципам настоящего изобретения позволяют осуществлять в высокой степени согласованную терапию независимо от квалификации специалиста, осуществляющего введение, или типа реципиента. Описанные здесь системы, устройства, наборы и способы могут обеспечивать, например, постоянный профиль силы, который может быть достигнут до и во время введения терапевтического средства, так, чтобы эти дозы можно было вводить реципиентам с различными особенностями кожи и мышц.The beneficial effects and advantages of certain methods of carrying out the invention in accordance with the principles according to the invention are quite varied. Some methods of carrying out the invention allow you to select the depth of insertion of the needle and electrode and introduce them into the desired tissues of different types (eg, dermis, muscle, etc.) for all heterogeneous groups of individuals with different body weights and physiques. Such an implementation also facilitates the adaptation of methods for use in specific target groups, such as, but not limited to, patients with chronic HBV infection and/or HBV disease. The present invention relates to systems and methods including design features that make the systems and methods resistant to accidental discharge or potential misuse of the device, such as due to drop, vibration and/or breakage. In some embodiments, the present invention relates to devices configured with multiple injection holes. Systems and methods according to the principles of the present invention allow for multiple safety interlocks to reduce the frequency and/or negative impact of user errors. These measures facilitate the correct preparation and calculation of the administered dose, which will ensure that the required force is applied to the recipient tissue and will ensure the removal of the protective cap, etc. Systems, devices, kits and methods according to the principles of the present invention allow for highly consistent therapy regardless of the skill of the administerer or the type of recipient. The systems, devices, kits and methods described herein can provide, for example, a consistent force profile that can be achieved before and during administration of a therapeutic agent so that the doses can be administered to recipients with varying skin and muscle characteristics.

Это краткое описание сущности изобретения представлено для выбора концепции в упрощенной форме. Эти концепции также описаны в разделе Подробное описание изобретения. При этом возможно использование элементов или стадий, отличающихся от элементов или стадий, описанных в разделе Сущность изобретения, но эти элементы или стадии не являются необходимыми. Это описание сущности изобретения не предназначено для идентификации ключевых признаков или важных признаков заявленного предмета изобретения, а также не рассматривается как помощь в определении объема заявленного предмета изобретения. Заявленный предмет изобретения не ограничивается способами осуществления изобретения, которые позволяют устранить любые или все недостатки, описанные в любой части настоящей заявки.This summary of the invention is presented to select a concept in a simplified form. These concepts are also described in the Detailed Description of the Invention section. It is possible to use elements or steps other than those described in the Summary of the Invention section, but these elements or steps are not necessary. This summary is not intended to identify key features or important features of the claimed subject matter, nor is it intended to assist in defining the scope of the claimed subject matter. The claimed subject matter of the invention is not limited to methods of carrying out the invention that eliminate any or all of the disadvantages described in any part of this application.

Другие аспекты, признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего раскрытия, включая подробное описание изобретения и предпочтительные варианты его осуществления и прилагаемая формула изобретения.Other aspects, features and advantages of the present invention will be apparent from the following disclosure, including the detailed description of the invention and preferred embodiments thereof and the accompanying claims.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Особенности раскрытия изобретения точно изложены в прилагаемой формуле изобретения. Для лучшего понимания особенностей и преимуществ раскрытия изобретения приводятся ссылки на нижеследующее подробное описание, где представлены иллюстративные варианты осуществления изобретения согласно принципам раскрытия настоящего изобретения и прилагаемые чертежи, где:The specifics of the disclosure of the invention are precisely set forth in the accompanying claims. To better understand the features and advantages of the disclosure, reference is made to the following detailed description, which provides illustrative embodiments of the invention in accordance with the principles of the disclosure of the present invention and the accompanying drawings, wherein:

на фиг. 1 проиллюстрированы потенциальные источники пространственной вариабельности, ассоциированной с инъекцией стандартным шприцем с иглой;in fig. Figure 1 illustrates potential sources of spatial variability associated with injection with a standard syringe and needle;

на фиг. 2 представлен общий вид системы согласно принципам настоящего изобретения, включая кассетный блок 100, аппликатор 400 и систему регуляторов 700;in fig. 2 is a general view of a system in accordance with the principles of the present invention, including a cassette unit 100, an applicator 400, and a control system 700;

на фиг. 3А-3В даны изображения описанного здесь устройства в различных видах. На фиг. 3А показан вид сбоку кассетного блока 100 согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 3В показан вид сбоку резервуара для вакцины против HBV 101, изготовленного в виде шприца согласно принципам настоящего изобретения;in fig. 3A-3B show various views of the device described herein. In fig. 3A is a side view of a cassette unit 100 in accordance with the principles of the present invention. In fig. 3B is a side view of an HBV 101 vaccine reservoir manufactured into a syringe according to the principles of the present invention;

на фиг. 4 показаны различные репрезентативные компоненты кассетного блока 100 согласно принципам настоящего изобретения;in fig. 4 shows various representative components of a cassette unit 100 in accordance with the principles of the present invention;

на фиг. 5А-5Е даны изображения внутренней кассеты и задней части кассеты в описанном здесь устройстве. На фиг. 5А показан вид сверху внутренней кассеты 103 согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 5В показан вид снизу внутренней кассеты 103 и задней части кассеты согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 5С показан вид сбоку в перспективе детального изображения внутренней кассеты 103 согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 5D показан вид сбоку задней части кассеты 112 согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 5Е показана блокировка 120 резервуара с улучшенными функциями блокировки, предотвращающими непроизвольное перемещение задней части кассеты 112 вперед;in fig. 5A-5E show views of the inner cassette and the rear of the cassette in the apparatus described herein. In fig. 5A is a top view of the inner cassette 103 in accordance with the principles of the present invention. In fig. 5B shows a bottom view of the inner cassette 103 and a rear portion of the cassette according to the principles of the present invention. In fig. 5C is a side perspective view of a detailed view of the inner cassette 103 in accordance with the principles of the present invention. In fig. 5D is a side view of the rear of a cassette 112 in accordance with the principles of the present invention. In fig. 5E shows a reservoir lock 120 with improved locking features to prevent the rear portion of the cassette 112 from inadvertently moving forward;

на фиг. 6 детально представлен кассетный блок, где показаны рейка 154, сигнал инициации 172 и сигнал продолжения 174 согласно принципам настоящего изобретения;in fig. 6 is a detailed view of a cassette unit showing rack 154, initiation signal 172, and continuation signal 174 in accordance with principles of the present invention;

на фиг. 7А-7В показаны изображения электродов и/или электродных контактов описанного здесь устройства в различных видах. На фиг. 7А детально показаны электродные контакты 130 и различныеin fig. 7A-7B show various views of the electrodes and/or electrode contacts of the device described herein. In fig. 7A shows in detail the electrode contacts 130 and various

- 3 043519 части электродных контактов согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 7В детально показаны электроды 122 и различные части электродных контактов согласно принципам настоящего изобретения;- 3 043519 parts of electrode contacts according to the principles of the present invention. In fig. 7B shows in detail the electrodes 122 and various parts of the electrode contacts in accordance with the principles of the present invention;

на фиг. 8А-8В показаны системы блокировки силового контакта в описанном здесь устройстве в различных видах. На фиг. 8А показан вид сверху системы блокировки силового контакта согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 8В показаны детали системы блокировки силового контакта согласно принципам настоящего изобретения;in fig. 8A-8B show the power contact locking systems in the device described herein in various forms. In fig. 8A is a top view of a power contact locking system in accordance with the principles of the present invention. In fig. 8B shows details of a power contact interlocking system in accordance with the principles of the present invention;

на фиг. 9A-9D дано изображение описанного здесь устройства в различных видах. На 9А показана игла 105 и дистальные внутренние кассетные электроды 137 для введения в ткань согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 9В показаны детали защитного экрана 134 согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 9С проиллюстрирована выравнивающая панель 108 и боковой экран 168 согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 9D показаны опоры защитного экрана, встроенные во внешнюю крышку кассеты 106;in fig. 9A-9D show various views of the device described herein. 9A shows a needle 105 and distal inner cassette electrodes 137 for insertion into tissue according to the principles of the present invention. In fig. 9B shows details of a protective shield 134 in accordance with the principles of the present invention. In fig. 9C illustrates the alignment panel 108 and side screen 168 in accordance with the principles of the present invention. In fig. 9D shows shield supports integrated into the outer cover of the cassette 106;

на фиг. 10A-10D дано изображение внешней кассетной крышки в описанном здесь устройстве в различных видах. На 10А показана внешняя кассетная крышка 110 согласно принципам настоящего изобретения. На 10В показан вид сбоку внешней кассетной крышки 110 согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 10С показана внешняя кассетная крышка 110, используемая в выравнивающей панели 108 и в боковом экране согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 10D показана внешняя кассетная крышка 110 с удлинительными элементами, предназначенными для удерживания внутренней кассеты 103 в определенном положении во время транспортировки и погрузки;in fig. 10A-10D show various views of the outer cassette cover of the apparatus described herein. 10A shows an outer cassette cover 110 in accordance with the principles of the present invention. 10B shows a side view of an outer cassette cover 110 in accordance with the principles of the present invention. In fig. 10C shows an outer cassette cover 110 used in the leveling panel 108 and side screen in accordance with the principles of the present invention. In fig. 10D shows the outer cassette cover 110 with extension members for holding the inner cassette 103 in position during transport and loading;

на фиг. 11А-11С показаны детали защитных экранов описанного здесь устройства в различных видах. На фиг. 11А показан крюк 182 для удерживания защитного экрана 134 согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 11В показаны детали защитного экрана 134 согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 11С показаны опоры защитного экрана 132, удерживающие защитный экран 134 в определенном положении согласно принципам настоящего изобретения;in fig. 11A-11C show details of the protective screens of the device described here in various forms. In fig. 11A shows a hook 182 for holding the protective shield 134 in accordance with the principles of the present invention. In fig. 11B shows details of a protective shield 134 in accordance with the principles of the present invention. In fig. 11C shows shield supports 132 holding shield 134 in position in accordance with the principles of the present invention;

на фиг. 12 показаны детали опоры электрода 124 согласно принципам настоящего изобретения;in fig. 12 shows details of an electrode support 124 in accordance with the principles of the present invention;

на фиг. 13А-13В показаны изображения аппликатора в описанном здесь устройстве. На фиг. 13А показан вид сбоку аппликатора 400 согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 13В показан вид сверху аппликатора 400 согласно принципам настоящего изобретения;in fig. 13A-13B show images of an applicator in the apparatus described herein. In fig. 13A is a side view of an applicator 400 in accordance with the principles of the present invention. In fig. 13B is a top view of an applicator 400 in accordance with the principles of the present invention;

на фиг. 14 показано объемное изображение аппликатора 400 согласно принципам настоящего изобретения;in fig. 14 is a three-dimensional view of an applicator 400 in accordance with the principles of the present invention;

на фиг. 15 показаны детали бокового кожуха и электродного соединения для электропорации 496 аппликатора 400 согласно принципам настоящего изобретения;in fig. 15 shows details of the side housing and electrode connection for electroporation 496 of the applicator 400 in accordance with the principles of the present invention;

на фиг. 16 показано объемное изображение аппликатора согласно принципам настоящего изобретения, иллюстрирующее субблок для загрузки кассеты 456;in fig. 16 is a three-dimensional view of an applicator in accordance with the principles of the present invention, illustrating the cassette loading subunit 456;

на фиг. 17А-17В показаны изображения аппликатора в описанном здесь устройстве. На фиг. 17А показано объемное изображение аппликатора согласно принципам настоящего изобретения, иллюстрирующее субблок привода для загрузки 454. На фиг. 17В показана рейка 154 субблока привода для загрузки 454 согласно принципам настоящего изобретения;in fig. 17A-17B show images of an applicator in the apparatus described herein. In fig. 17A is a three-dimensional view of an applicator in accordance with the principles of the present invention, illustrating the loading drive subassembly 454. FIG. 17B shows a rack 154 of a drive subassembly for loading 454 in accordance with the principles of the present invention;

на фиг. 18А-18С показаны изображения аппликатора в описанном здесь устройстве в различных видах. На фиг. 18А показаны детали субблока для загрузки кассеты 456 согласно принципам настоящего изобретения, где блок привода аппликатора для вставки/инъекции соединен с кассетным блоком. На фиг. 18В показан кассетный блок в поперечном разрезе согласно принципам настоящего изобретения, где блок привода аппликатора для вставки/инъекции соединен с кассетным блоком. На фиг. 18С показаны детали загрузки кассеты, вставки электрода и субблоков для инъекций 452 аппликатора 400 согласно принципам настоящего изобретения;in fig. 18A-18C show various views of the applicator in the apparatus described herein. In fig. 18A shows details of a cassette loading sub-unit 456 in accordance with the principles of the present invention, wherein the insertion/injection applicator drive unit is coupled to the cassette unit. In fig. 18B shows a cross-section of a cassette unit in accordance with the principles of the present invention, wherein the insertion/injection applicator drive unit is coupled to the cassette unit. In fig. 18C shows details of the cartridge loading, electrode insert, and injection subassemblies 452 of the applicator 400 in accordance with the principles of the present invention;

на фиг. 19 показаны различные компоненты системы регуляторов согласно принципам настоящего изобретения;in fig. 19 illustrates various components of a control system in accordance with the principles of the present invention;

на фиг. 20A-20D показано изображение описанного здесь устройства. На фиг. 20А показаны различные компоненты системы регуляторов согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 20В показаны детали соединительного порта 708 аппликатора и лотка 710 системы регуляторов согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 20С показаны детали экрана дисплея стимулятора системы регуляторов согласно принципам настоящего изобретения. На фиг. 20D детально показан вид сзади системы регуляторов согласно принципам настоящего изобретения;in fig. 20A-20D show an image of the device described herein. In fig. 20A illustrates various components of a control system in accordance with the principles of the present invention. In fig. 20B shows details of an applicator connection port 708 and a regulator system tray 710 in accordance with the principles of the present invention. In fig. 20C shows details of a stimulator display screen of a controller system in accordance with the principles of the present invention. In fig. 20D is a detailed rear view of a control system in accordance with the principles of the present invention;

на фиг. 21 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ работы согласно принципам настоящего изобретения;in fig. 21 is a flowchart illustrating a method of operation according to the principles of the present invention;

на фиг. 22 показана электродная матрица TriGrid (в поперечном разрезе) для внутримышечной (i.m.) доставки, которая состоит из четырех электродов, расположенных в виде двух равносторонних треугольников, имеющих ромбовидную форму, окружающую центральную иглу для инъекций;in fig. 22 shows a TriGrid electrode array (in cross section) for intramuscular (i.m.) delivery, which consists of four electrodes arranged in two equilateral triangles in a diamond shape surrounding a central injection needle;

на фиг. 23А-23В изображены устройства TriGrid TDS-IM v1.0, адаптированные для использования в мышиной модели (фиг. 23А) и модели приматов, не являющихся человеком (NHP) (фиг. 23В);in fig. 23A-23B depict TriGrid TDS-IM v1.0 devices adapted for use in a mouse model (FIG. 23A) and a non-human primate (NHP) model (FIG. 23B);

на фиг. 24 изображено устройство TDS-IM v2.0 TriGrid, адаптированное для использования в моде- 4 043519 ли приматов, не являющихся человеком (NHP);in fig. 24 shows the TDS-IM v2.0 TriGrid device adapted for use in a non-human primate (NHP) model;

на фиг. 25А-25Н показаны конструкция и оптимизация экспрессионных кластеров и ДНК-плазмид, кодирующих антигены pol и коровые антигены HBV, как описано в примере 1 .На фиг. 25А схематически представлена стратегия экспрессии, где кодирующие последовательности коровых антигенов и антигенов pol HBV связаны друг с другом с сохранением рамки считывания. На фиг. 25В схематически представлена стратегия экспрессии, где кодирующие последовательности коровых антигенов и антигенов pol HBV экспрессируются из одной плазмиды посредством сайта вырезания рибосомы FA2. На фиг. 25С схематически представлена стратегия экспрессии, где коровые антигены и антигены pol экспрессируются из двух отдельных плазмид. На фиг. 25D проиллюстрирован Вестерн-блот-анализ на экспрессию корового антигена в клетках НЕК293Т, трансфицированных плазмидой, экспрессирующей коровый антиген в присутствии и в отсутствии постранскрипционного регуляторного элемента WPRE; экспрессия была протестирована в клеточном лизате (слева) и в супернатанте (sup; справа) с использованием антитела против а-корового антигена. На фиг. 25Е показан Вестерн-блот-анализ, иллюстрирующий сравнение экспрессии корового антигена в клетках НЕК293Т, трансфицированных плазмидой, экспрессирующей коровый антиген и включающей последовательность интрона/экзона, происходящую от предшественника человеческого аполипопротеина А1 (интрон AI), от нетранслируемого домена R-U5 длинного концевого повтора (LTR) вируса человеческого Т-клеточного лейкоза типа 1 (HTLV-1), (HTLVR) или от тройной последовательности гибридных энхансеров HTLV-1 LTR, синтетического интрона кроличьего - глобина и энхансера сплайсинга (тройного); немеченая дорожка представляет собой очищенный коровый белок, используемый в качестве маркера размера; экспрессия была протестирована в лизате (слева) и в супернатанте (sup; справа); экспрессия корового антигена была самой высокой в случае тройной последовательности гибридных энхансеров. На фиг. 25F показан Вестерн-блот-анализ секреции корового антигена с использованием различных сигнальных пептидов, присоединенных к N-концу корового антигена HBV; а наиболее эффективная секреция белка наблюдалась в случае сигнального пептида цистатина S. На фиг. 25G схематически представлены оптимизированные экспрессионные кластеры корового антигена/антигена pol HBV для каждой из трех стратегий экспрессии, проиллюстрированных на фиг. 25А25С. CMVpr: человеческий промотор CMV-IE. TRE: тройная энхансерная последовательность. SP: сигнальный пептид цистатина S. FA2: сайт вырезания рибосомы FMDV. рА: сигнал полиаденилирования BGH;in fig. 25A-25H show the design and optimization of expression clusters and DNA plasmids encoding HBV pol antigens and core antigens as described in Example 1. FIG. 25A schematically illustrates an expression strategy where the coding sequences of the core antigens and HBV pol antigens are linked to each other in frame conservation. In fig. 25B schematically illustrates an expression strategy where the coding sequences for the HBV core and pol antigens are expressed from a single plasmid via an FA2 ribosomal excision site. In fig. 25C schematically illustrates an expression strategy where core and pol antigens are expressed from two separate plasmids. In fig. 25D illustrates Western blot analysis of core antigen expression in HEK293T cells transfected with a plasmid expressing core antigen in the presence and absence of the post-transcriptional regulatory element WPRE; expression was tested in cell lysate (left) and supernatant (sup; right) using an antibody against a-core antigen. In fig. 25E shows a Western blot analysis illustrating a comparison of core antigen expression in HEK293T cells transfected with a plasmid expressing core antigen and including an intron/exon sequence derived from the human apolipoprotein A1 precursor (intron AI) from the R-U5 long terminal repeat untranslated domain. (LTR) human T-cell leukemia virus type 1 (HTLV-1), (HTLVR) or from the triple sequence of hybrid enhancers HTLV-1 LTR, synthetic rabbit intron - globin and splicing enhancer (triple); the unlabeled lane represents purified core protein used as a size marker; expression was tested in lysate (left) and supernatant (sup; right); core antigen expression was highest in the case of triple sequence hybrid enhancers. In fig. 25F shows Western blot analysis of core antigen secretion using various signal peptides attached to the N-terminus of HBV core antigen; and the most efficient protein secretion was observed in the case of cystatin S signal peptide. In FIG. 25G schematically shows optimized HBV core antigen/pol antigen expression clusters for each of the three expression strategies illustrated in FIG. 25A25S. CMVpr: human CMV-IE promoter. TRE: Triple enhancer sequence. SP: cystatin S signal peptide. FA2: FMDV ribosome excision site. pA: BGH polyadenylation signal;

на фиг. 25Н представлен Вестерн-блот-анализ на экспрессию корового антигена и антигена pol HBV векторов pDK, содержащих каждый из экспрессионных кластеров, представленных на фиг. 25G. Дорожки 1 и 2: pDK-коровый антиген. Дорожки 3 и 4: pDK-pol. Дорожки 5 и 6: pDK-coreFA2Pol. Дорожки 7 и 8: гибрид pDK-коровый антиген-антиген pol. Наиболее приемлемый профиль экспрессии для клеточных и секретируемых коровых антигенов и антигенов pol наблюдался в случае, когда антигены кодировались отдельными векторами;in fig. 25H shows Western blot analysis for the expression of HBV core antigen and pol antigen of pDK vectors containing each of the expression clusters shown in FIG. 25G. Lanes 1 and 2: pDK core antigen. Lanes 3 and 4: pDK-pol. Lanes 5 and 6: pDK-coreFA2Pol. Lanes 7 and 8: pDK-core antigen-pol antigen hybrid. The most favorable expression profile for cellular and secreted core and pol antigens was observed when the antigens were encoded by separate vectors;

на фиг. 26А-26В схематически представлены ДНК-плазмиды согласно вариантам осуществления изобретения. На фиг. 26А показана ДНК-плазмида, кодирующая антиген полимеразы (pol) HBV согласно варианту осуществления изобретения. На фиг. 26В показана ДНК-плазмида, кодирующая коровый антиген HBV, согласно варианту осуществления изобретения. Коровые антигены и антигены pol HBV экспрессируются под контролем промотора CMV посредством N-концевого сигнального пептида цистатина S, который отщепляется от экспрессированного антигена после секреции из клетки. Элементы регуляции транскрипции плазмиды включают последовательность энхансера, расположенную между промотором CMV и полинуклеотидной последовательностью, кодирующей антиген HBV, и последовательность полиаденилирования bGH, расположенную ниже последовательности полинуклеотида, кодирующей антиген HBV. Второй экспрессионный кластер включен в плазмиду в обратной ориентации, включая ген резистентности к канамицину под контролем промотора Ampr (bla), и ориджин репликации (pUC) также включен в обратной ориентации.in fig. 26A-26B are schematic representations of DNA plasmids according to embodiments of the invention. In fig. 26A shows a DNA plasmid encoding an HBV polymerase (pol) antigen according to an embodiment of the invention. In fig. 26B shows a DNA plasmid encoding HBV core antigen, according to an embodiment of the invention. HBV core and pol antigens are expressed under the control of the CMV promoter via the N-terminal cystatin S signal peptide, which is cleaved from the expressed antigen after secretion from the cell. The transcriptional regulatory elements of the plasmid include an enhancer sequence located between the CMV promoter and the polynucleotide sequence encoding the HBV antigen, and a bGH polyadenylation sequence located downstream of the polynucleotide sequence encoding the HBV antigen. A second expression cluster is included in the plasmid in reverse orientation, including the kanamycin resistance gene under the control of the Amp r (bla) promoter, and the origin of replication (pUC) is also included in reverse orientation.

Одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы во всем описании. Элементы не были масштабированы, если это не оговорено особо.Like reference numerals denote like elements throughout the specification. Elements have not been scaled unless otherwise noted.

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

В нижеследующем описании и в примерах подробно проиллюстрированы варианты осуществления изобретения. Следует отметить, что настоящее изобретение не огранивается конкретными описанными здесь вариантами его осуществления, и такие варианты могут варьироваться. Для специалистов в данной области будет очевидно, что существует множество вариантов и модификаций согласно изобретению, которые входят в объем изобретения.The following description and examples illustrate in detail embodiments of the invention. It should be noted that the present invention is not limited to the specific embodiments described herein, and such embodiments may vary. It will be apparent to those skilled in the art that there are many variations and modifications of the invention that fall within the scope of the invention.

Все термины употребляются в общепринятых значениях, известных специалистам в данной области. Если это не оговорено особо, то все технические и научные термины, используемые в настоящем изобретении, имеют те же значения, которое обычно понятны специалисты в области, к которой относится изобретение.All terms are used in the generally accepted meanings known to those skilled in the art. Unless otherwise specified, all technical and scientific terms used in the present invention have the same meanings as commonly understood by those skilled in the art to which the invention relates.

Используемые здесь заголовки разделов приводятся лишь в организационных целях и не должны рассматриваться как ограничение предмета описанного изобретения.The section headings used herein are for organizational purposes only and should not be construed as limiting the scope of the invention described.

Хотя различные признаки изобретения могут быть описаны в контексте одного варианта осуществ- 5 043519 ления изобретения, однако, эти признаки могут быть также представлены отдельно или в любой подходящей комбинации. И наоборот, для ясности, хотя настоящее изобретение может быть описано здесь в контексте отдельных вариантов осуществления изобретения, однако, настоящее изобретение может быть также реализовано в одном варианте осуществления изобретения.Although various features of the invention may be described in the context of a single embodiment of the invention, these features may also be presented separately or in any suitable combination. Conversely, for clarity, although the present invention may be described herein in the context of individual embodiments of the invention, however, the present invention may also be implemented in one embodiment of the invention.

В попытке помочь читателю понять настоящее описание, данное описание было разделено на различные параграфы или разделы или подразделено на различные варианты настоящей заявки. Эти разделы не следует рассматривать как отклонение сущности параграфа или раздела или вариантов изобретения от сущности другого параграфа или раздела или вариантов. И наоборот, специалисту в данной области понятно, что данное описание имеет широкое применение и охватывает все комбинации различных разделов, параграфов и предложений, которые могут быть рассмотрены. Обсуждение любого варианта осуществления изобретения приводится лишь в иллюстративных целях и при этом, не предполагается, что объем раскрытия, включая формулу изобретения, будет ограничен этими примерами. Так, например, хотя варианты векторов HBV, которые могут быть использованы в описанной здесь заявке (например, плазмидная ДНК или вирусные векторы), могут содержать конкретные компоненты, включая, но не ограничиваясь ими, некоторые промоторные последовательности, энхансерные последовательности или регуляторные последовательности, сигнальные пептиды, кодирующую последовательность антигена HBV, последовательности сигнала полиаденилирования и т.п., расположенные в определенном порядке, однако, специалистам в данной области должно быть очевидно, что раскрытые здесь концепции могут в равной степени применяться и к другим компонентам, расположенным в другом порядке, которые могут быть использованы в векторах HBV, подходящих для применения. Такое применение предусматривает использование любого из применяемых компонентов в любой комбинации, имеющей любую последовательность, которая может быть использована в векторах HBV, подходящих для их применения, независимо от того, указана ли точно такая конкретная комбинация или нет.In an attempt to assist the reader in understanding the present specification, this specification has been divided into various paragraphs or sections or subdivided into various versions of this application. These sections should not be construed as a departure from the spirit of a paragraph or section or variations of the invention from the spirit of another paragraph or section or variations. Conversely, one skilled in the art will understand that this description has a broad application and covers all combinations of various sections, paragraphs and sentences that may be considered. The discussion of any embodiment of the invention is provided for illustrative purposes only and it is not intended that the scope of the disclosure, including the claims, be limited to these examples. Thus, for example, although variants of the HBV vectors that may be used in the application described herein (e.g., plasmid DNA or viral vectors) may contain specific components, including, but not limited to, certain promoter sequences, enhancer sequences or regulatory sequences, signal peptides, HBV antigen coding sequence, polyadenylation signal sequences, etc., arranged in a particular order, however, it will be apparent to those skilled in the art that the concepts disclosed herein may equally apply to other components arranged in a different order, which can be used in HBV vectors suitable for use. Such use involves the use of any of the components used in any combination having any sequence that can be used in HBV vectors suitable for their use, whether such specific combination is specified or not.

Нижеследующие определения дополняют определения, имеющиеся в литературе, и относятся к настоящей заявке, но они не должны рассматриваться как определения, применимые к любым родственным или неродственным документам, например, к любым патентам или заявкам, имеющих общего собственника. Хотя для практического осуществления настоящего изобретения могут быть применены любые методы и материалы, подобные или эквивалентные описанным здесь методам и материалам, однако, предпочтительными являются материалы и методы, описанные в настоящем изобретении. В соответствии с этим, используемая здесь терминология предназначена только для описания конкретных вариантов осуществления изобретения, и не рассматривается как ограничение объема изобретения.The following definitions supplement those found in the literature and apply to this application, but they should not be construed as applicable to any related or unrelated documents, such as any patents or applications having a common owner. Although any methods and materials similar or equivalent to those described herein may be used to practice the present invention, the materials and methods described herein are preferred. Accordingly, the terminology used herein is intended to describe specific embodiments of the invention only, and is not intended to limit the scope of the invention.

В настоящей заявке, слово, используемое в единственном числе, включает это слово во множественном числе, если это не оговорено особо. Следует отметить, что используемые в настоящем изобретении существительные в единственном числе могут относиться и к существительным во множественном числе, если из контекста описания не следует обратное. В настоящей заявке, используемый союз или означает и/или, если это не оговорено особо. Кроме того, используемый здесь термин включающий, а также другие его формы, такие как включать и включенный не является ограничивающим.In this application, a word used in the singular includes that word in the plural unless otherwise indicated. It should be noted that singular nouns used in the present invention may also refer to plural nouns unless the context of the description indicates otherwise. In this application, the conjunction used or means and/or, unless otherwise specified. Moreover, as used herein, the term including, as well as its other forms such as include and included, is not limiting.

В данном описании, ссылки на некоторые варианты осуществления изобретения, вариант осуществления изобретения, вариант изобретения или другие варианты осуществления изобретения означают, что конкретные признаки, структуры или характеристики, описанные в комбинации с вариантами осуществления изобретения, включены по меньшей мере в некоторые варианты осуществления и, хотя и не обязательно, во все варианты осуществления изобретения.As used herein, references to certain embodiments of the invention, an embodiment of the invention, a variant of the invention, or other embodiments of the invention mean that the particular features, structures, or characteristics described in combination with the embodiments of the invention are included in at least some of the embodiments and, although not required, in all embodiments of the invention.

Используемые в данном описании и в формуле изобретения слова содержащий (и любая его форма, такая как содержать и содержит), имеющий (и любая его форма, такая как иметь и имеет), включающий (и любая его форма, такая как включает и включать) или содержащий (и любая его форма, такая как содержит и содержать) имеют инклюзивный или неисчерпывающий смысл и не исключают дополнительных неуказанных элементов или стадий способов. При этом предполагается, что любой вариант осуществления изобретения, обсуждаемый в данном описании, может быть реализован в любом способе или в любой композиции изобретения, и наоборот. Кроме того, композиции согласно изобретению могут быть использованы для осуществления способов согласно изобретению.As used in this specification and in the claims, the words containing (and any form thereof, such as contain and contains), having (and any form thereof, such as have and has), including (and any form thereof, such as include and include) or containing (and any form thereof such as contains and contain) have an inclusive or non-exhaustive meaning and do not exclude additional unspecified elements or method steps. It is intended that any embodiment of the invention discussed herein can be implemented in any method or composition of the invention, and vice versa. In addition, the compositions of the invention can be used to carry out the methods of the invention.

Используемый здесь термин приблизительно, употребляемый в отношении используемого здесь эталонного числового значения, и его грамматические эквиваленты могут включать само числовое значение и интервал значений плюс или минус 10% от этого числового значения. Так, например, термин приблизительно 10 включает 10 и любые значения от 9 до 11. Так, например, термин приблизительно, употребляемый в отношении эталонного числового значения, может также включать интервал значений плюс или минус 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1% от этого значения.As used herein, the term approximately refers to a reference numeric value used herein, and its grammatical equivalents may include the numeric value itself and a range of values plus or minus 10% of that numeric value. Thus, for example, the term approximately 10 includes 10 and any values from 9 to 11. Thus, for example, the term approximately, when used with respect to a reference numerical value, may also include the range of values plus or minus 10, 9, 8, 7, 6, 5 , 4, 3, 2 or 1% of this value.

В настоящем изобретении раскрываются усовершенствованные системы, наборы, способы и устройства для воспроизводимой, последовательной и эффективной доставки вакцин против HBV, таких как нуклеиновые кислоты, кодирующие антигены HBV, и их комбинации, вводимые путем электрически опосредуемой доставки терапевтического агента (например, вакцины против HBV) (EMTAD).The present invention discloses improved systems, kits, methods and devices for the reproducible, consistent and effective delivery of HBV vaccines, such as nucleic acids encoding HBV antigens and combinations thereof, administered by electrically mediated delivery of a therapeutic agent (e.g., HBV vaccine). (EMTAD).

В одном своем аспекте, настоящее изобретение относится к устройству для доставки вакцины против HBV в заранее определенный участок у индивидуума, где указанное устройство включает кассетныйIn one aspect, the present invention relates to a device for delivering an HBV vaccine to a predetermined site in an individual, where the device includes a cassette

- 6 043519 блок, содержащий внешнюю кассету, внутреннюю кассету, резервуар, содержащий вакцину против HBV, где приемник резервуара находится во внешней кассете и имеет конфигурацию, подходящую для подачи в резервуар; аппликатор, содержащий приемник кассетного блока нужного объема, втулку для иглы и детектор введения, где детектор введения определяет загрузку резервуара через его приемник; по меньшей мере одну блокировку, где такая блокировка облегчает правильное выполнение процедуры введения вакцины против HBV; по меньшей мере одно отверстие для инъекции, через которое вводят вакцину против HBV; множество проникающих электродов с заданным пространственным расположением по отношению к отверстию; генератор электрического поля для генерации электрического сигнала, функционально соединенный с электродами; и регулируемый источник энергии, достаточный для переноса заранее определенного количества вакцины против HBV с заранее определенной скоростью из резервуара через отверстие в заранее определенный участок у индивидуума.- 6 043519 a unit comprising an outer cassette, an inner cassette, a reservoir containing an HBV vaccine, wherein the reservoir receptacle is located in the outer cassette and is configured to be supplied to the reservoir; an applicator comprising a cassette unit receiver of the required volume, a needle hub and an injection detector, where the injection detector detects the loading of the reservoir through its receiver; at least one lock, where such lock facilitates the correct execution of the procedure for administering the HBV vaccine; at least one injection port through which the HBV vaccine is administered; a plurality of penetrating electrodes with a given spatial arrangement relative to the hole; an electric field generator for generating an electrical signal operably connected to the electrodes; and a controlled energy source sufficient to transport a predetermined amount of HBV vaccine at a predetermined rate from the reservoir through the opening to a predetermined site in the individual.

В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к набору для доставки вакцины против HBV в заранее определенный участок у индивидуума, где указанный набор содержит вакцину против HBV и устройство, включающее кассетный блок, содержащий внешнюю кассету; внутреннюю кассету; резервуар, содержащий вакцину против HBV, где приемник резервуара находится во внешней кассете, и имеет конфигурацию, подходящую для подачи в резервуар; аппликатор, содержащий приемник кассетного блока, втулку для иглы и детектор введения, где детектор введения определяет загрузку резервуара через его приемник; по меньшей мере одну блокировку, где такая блокировка облегчает надлежащее выполнение процедуры введения вакцины против HBV; по меньшей мере одно отверстие для инъекции, через которое вводят вакцину против HBV; множество проникающих электродов с заданной пространственной взаимосвязью по отношению к отверстию; генератор электрического поля для генерации электрического сигнала, функционально соединенный с электродами; и регулируемый источник энергии, достаточный для переноса заранее определенного количества вакцины против HBV с заранее определенной скоростью из резервуара через отверстие в заранее определенный участок у индивидуума.In another aspect, the present invention relates to a kit for delivering an HBV vaccine to a predetermined site in an individual, wherein the kit contains an HBV vaccine and a device including a cassette unit comprising an outer cassette; internal cassette; a reservoir containing the HBV vaccine, wherein the reservoir receiver is located in an external cassette and is configured to be delivered to the reservoir; an applicator comprising a cassette unit receptacle, a needle hub, and an insertion detector, wherein the insertion detector detects loading of the reservoir through its receptacle; at least one lock, where the lock facilitates proper execution of the HBV vaccine administration procedure; at least one injection port through which the HBV vaccine is administered; a plurality of penetrating electrodes with a given spatial relationship with respect to the hole; an electric field generator for generating an electrical signal operably connected to the electrodes; and a controlled energy source sufficient to transport a predetermined amount of HBV vaccine at a predetermined rate from the reservoir through the opening to a predetermined site in the individual.

Вакцина против HBV, включенная в устройство или в набор согласно изобретению, может содержать:The HBV vaccine included in a device or kit according to the invention may contain:

первую молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую первый полинуклеотид, кодирующий антиген полимеразы HBV, имеющий аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 98% идентична SEQ ID NO: 4, где антиген полимеразы HBV не обладает обратной транскриптазной активностью и активностью РНКазы Н;a first nucleic acid molecule comprising a first polynucleotide encoding an HBV polymerase antigen having an amino acid sequence that is at least 98% identical to SEQ ID NO: 4, wherein the HBV polymerase antigen does not have reverse transcriptase activity and RNase H activity;

вторую молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую второй полинуклеотид, кодирующий усеченный коровый антиген HBV, состоящий из аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 2 или SEQ ID NO: 14; и фармацевтически приемлемый носитель, где первая молекула нуклеиновой кислоты и вторая молекула нуклеиновой кислоты присутствуют в одной и той же молекуле нуклеиновой кислоты или в двух различных молекулах нуклеиновой кислоты.a second nucleic acid molecule containing a second polynucleotide encoding a truncated HBV core antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 14; and a pharmaceutically acceptable carrier, wherein the first nucleic acid molecule and the second nucleic acid molecule are present in the same nucleic acid molecule or in two different nucleic acid molecules.

В некоторых аспектах раскрытия изобретения, EMTAD может означать введение вакцины против HBV в представляющую интерес биологическую ткань, и предварительную, одновременную или последовательную подачу электрических сигналов в биологическую ткань в целях улучшения проникновения вакцины против HBV в указанную ткань и/или поглощения этой вакцины указанной тканью. Способ EMTAD состоит из двух стадий: 1) введения терапевтического агента (то есть вакцины против HBV) (TAA) и 2) подачи электрического сигнала (ESA), достаточного для индуцирования желаемого эффекта EMTAD. В настоящем изобретении, ТАА может быть осуществлено, например, регулируемым способом, называемым регулируемым введением терапевтического агента (например, вакцины против HBV) (СТАА). Используемый здесь термин СТАА может означать способы или устройства, которые обеспечивают пространственную и/или временную регуляцию введения вакцины против HBV в отношении индуцирования эффекта EMTAD. В регулируемых способах введения могут быть использованы варианты обычного шприца с иглой (например, автоматического устройства для инъекций) и/или различные безыгольные методики (например, струйный инжектор, трансдермальный/чрескожный пластырь, пероральное введение, нанесение геля, крема или введение путем ингаляции). Используемый здесь термин ESA может означать подачу электрических сигналов для облегчения или улучшения доставки активных агентов, например, вакцин против HBV, путем улучшения проникновения указанных агентов в указанную ткань и/или поглощения этих агентов указанной тканью, и тем самым индуцирование эффекта EMTAD. Способы ESA, если они применяются для облегчения или улучшения доставки вакцины против HBV, такие как электропорация, ионтофорез, электроосмос, электропенетрация, электростимуляция, электромиграция и электроконвекция, представляют собой различные варианты EMTAD, где один или более из этих способов могут быть включены в описанные здесь способы.In some aspects of the disclosure, EMTAD may mean administering an HBV vaccine to a biological tissue of interest, and pre-, simultaneously, or sequentially applying electrical signals to the biological tissue to enhance the penetration of the HBV vaccine into the tissue and/or the uptake of the vaccine into the tissue. The EMTAD method consists of two steps: 1) administration of a therapeutic agent (ie, HBV vaccine) (TAA) and 2) application of an electrical signal (ESA) sufficient to induce the desired EMTAD effect. In the present invention, TAA can be carried out, for example, in a controlled manner called controlled administration of a therapeutic agent (eg, HBV vaccine) (CTAA). As used herein, the term CTAA may refer to methods or devices that provide spatial and/or temporal control of HBV vaccine administration to induce an EMTAD effect. Regulated administration methods may use variations of a conventional syringe and needle (eg, an auto-injector) and/or various needle-free techniques (eg, jet injector, transdermal/transdermal patch, oral, gel, cream, or inhalation). As used herein, the term ESA may mean the application of electrical signals to facilitate or improve the delivery of active agents, for example, HBV vaccines, by enhancing the penetration of said agents into said tissue and/or the uptake of said agents by said tissue, and thereby inducing an EMTAD effect. ESA methods, when used to facilitate or improve the delivery of HBV vaccine, such as electroporation, iontophoresis, electroosmosis, electropenetration, electrical stimulation, electromigration and electroconvection, are various variants of EMTAD, where one or more of these methods may be included in those described herein ways.

Конкретные применения описанных здесь устройств, наборов и систем включают, но не ограничиваются ими, доставку вакцин против HBV, содержащих одну или более молекул нуклеиновой кислоты. Обычно при таких применениях, EMTAD инициируют путем инъекции вакцины против HBV с помощью стандартного шприца с иглой. После введения агента, устройство, подходящее для ESA, вводят индивидууму в определенный участок. И наконец, для обеспечения желаемого облегчения или улучшения дос- 7 043519 тавки вакцины против HBV используется соответствующий протокол ESA. Однако, несмотря на традиционное использование EMTAD, желаемая пространственная и временная взаимосвязь между введением агента и ESA пока не может быть реализована.Specific applications of the devices, kits and systems described herein include, but are not limited to, the delivery of HBV vaccines containing one or more nucleic acid molecules. Typically in such applications, EMTAD is initiated by injecting HBV vaccine using a standard syringe and needle. After administration of the agent, a device suitable for ESA is administered to the individual at a specific site. Finally, the appropriate ESA protocol is used to provide the desired ease or improvement in HBV vaccine delivery. However, despite the traditional use of EMTAD, the desired spatial and temporal relationship between agent administration and ESA cannot yet be realized.

Пространственные параметры.Spatial parameters.

В некоторых вариантах описанных здесь систем, наборов, способов и устройств, введение вакцины против HBV осуществляют с помощью обычного шприца с иглой. Необходимость доставки определенных агентов посредством EMTAD вносит дополнительную сложность в осуществлении ТАА. Как показано на фиг. 1, при любой инъекции с помощью обычного шприца с иглой, когда игла 5 вводится в ткань, то глубина 1 и угол 2 введения относительно поверхности ткани 3 могут трудно поддаваться регуляции. Кроме того, точка введения иглы 4 на поверхность ткани 3 может не соответствовать местоположению отверстия 6 и области введения агента 7 в ткань-мишени. В качестве репрезентативного примера, чрезкожная внутримышечная инъекция может не соответствовать участку введения в кожу, поскольку две ткани часто могут перемещаться относительно друг друга.In some embodiments of the systems, kits, methods, and devices described herein, HBV vaccine is administered using a conventional syringe and needle. The need to deliver certain agents via EMTAD adds additional complexity to the implementation of TAA. As shown in FIG. 1, with any injection using a conventional syringe with a needle, when the needle 5 is inserted into the tissue, the insertion depth 1 and angle 2 relative to the surface of the tissue 3 may be difficult to regulate. In addition, the point of insertion of the needle 4 on the surface of the tissue 3 may not correspond to the location of the hole 6 and the area of introduction of the agent 7 into the target tissue. As a representative example, a transdermal intramuscular injection may not correspond to the skin injection site since the two tissues can often move relative to each other.

Хотя этот традиционный подход обычно является адекватным для доставки многих различных терапевтических средств, которые не требуют EMTAD, однако, эти изменения приводят к распределению вакцины против HBV после инъекции, которое часто является несоответствующим и/или неопределенным и может препятствовать эффективному осуществлению EMTAD. В некоторых описанных здесь вариантах осуществления изобретения, наиболее эффективное применение EMTAD включает использование предварительно определенной взаимосвязи между вакциной против HBV и ESA у индивидуума. В результате, в отсутствии пространственной регуляции при ТАА в ткани-мишени, использование обычного шприца с иглой может приводить к снижению эффективности применения EMTAD по сравнению с устройством, способом или системой, которые обеспечивают пространственный и временной контроль. Одним из иллюстративных примеров этой концепции является применение электропорации для облегчения доставки вакцины против HBV. Электропорация обычно является наиболее эффективной для улучшения доставки вакцины против HBV, если ТАА и ESA совместно локализуются в области тканимишени. Во многих случаях, если доставляемый агент и индуцированный эффект электропорации вместе не локализуются в области ткани-мишени, то доставка указанного агента является недостаточно оптимальной.Although this traditional approach is generally adequate for the delivery of many different therapeutics that do not require EMTAD, however, these changes result in post-injection HBV vaccine distribution that is often inappropriate and/or uncertain and may hinder effective delivery of EMTAD. In some embodiments described herein, the most effective use of EMTAD involves the use of a predetermined relationship between the HBV vaccine and the ESA in an individual. As a result, in the absence of spatial control of TAA in the target tissue, the use of a conventional syringe and needle may result in reduced effectiveness of EMTAD compared to a device, method or system that provides spatial and temporal control. One illustrative example of this concept is the use of electroporation to facilitate HBV vaccine delivery. Electroporation is generally most effective at improving HBV vaccine delivery when TAA and ESA colocalize to the target tissue. In many cases, if the delivered agent and the induced electroporation effect together are not localized to the target tissue, then the delivery of the agent is suboptimal.

Другим примером необходимости адекватной пространственной регуляции ТАА в EMTAD является ионтофорез. В этом способе EMTAD используются электрические поля для инициации движения заряженных молекул. Для достижения желаемого движения агента должна быть реализована надлежащая пространственная взаимосвязь между электродами и вакциной против HBV. Если отрицательно заряженный агент поместить в непосредственной близости от местоположения положительного электрода, то будет наблюдаться незначительное движения агента через ткань или полное его отсутствие. В противоположность этому, локализация указанного отрицательно заряженного агента возле отрицательного электрода будет приводить к значительному перемещению агента через ткань в направлении положительного электрода.Another example of the need for adequate spatial regulation of TAA in EMTAD is iontophoresis. This EMTAD method uses electric fields to initiate the movement of charged molecules. To achieve the desired movement of the agent, proper spatial relationship between the electrodes and the HBV vaccine must be implemented. If a negatively charged agent is placed in close proximity to the location of the positive electrode, little or no movement of the agent through the tissue will be observed. In contrast, localization of said negatively charged agent near the negative electrode will result in significant movement of the agent through the tissue towards the positive electrode.

Как показано в предыдущих примерах, для достижения желаемого эффекта важно отрегулировать точное место ТАА относительно участка ESA. Таким образом, описанные здесь варианты устройств и способов обеспечивают регуляцию точного места ТАА относительно участка ESA и являются подходящими для достижения воспроизводимого, согласованного и хорошо охарактеризованного распределения одной или более вакцин против HBV.As shown in the previous examples, it is important to adjust the exact location of the TAA relative to the ESA to achieve the desired effect. Thus, the embodiments of devices and methods described herein provide regulation of the precise location of the TAA relative to the ESA site and are suitable for achieving reproducible, consistent and well-characterized distribution of one or more HBV vaccines.

Временные параметры.Temporary parameters.

В случае стандартной инъекции с помощью шприца с иглой, скорость инъекции при ТАА может варьироваться в зависимости от оператора, что будет приводить к несоответствующему распределению агента в ткани. Дополнительная временная изменчивость наблюдается в том случае, когда для завершения способа EMTAD требуется размещение множества устройств. Так, например, одно из применений EMTAD требует введения плазмидной ДНК, кодирующей терапевтический белок, с последующей генерацией электрического поля, индуцированного электропорацией. С применением традиционного способа EMTAD, вакцину против HBV вводят с помощью шприца с иглой, а затем осуществляют введение и активацию устройства для электропорации. Если требуется размещение двух отдельных устройств (сначала шприца с иглой, а затем устройства для ESA), то такая процедура может давать различные эффекты у различных индивидуумов, что обусловлено несоответствующим по времени применения каждого устройства оператором. Кроме того, размещение двух отдельных используемых устройств будет неизбежно давать временной интервал между размещением устройства врачом и активацией каждого устройства. Это осложняется еще в том случае, когда для достижения адекватной доставки агента в конкретную область в ткани-мишени требуется множество участков введения.In the case of a standard injection using a syringe with a needle, the injection rate for TAA may vary depending on the operator, which will result in inappropriate distribution of the agent into the tissue. Additional time variability occurs when multiple devices are required to complete the EMTAD method. For example, one application of EMTAD requires the introduction of plasmid DNA encoding a therapeutic protein, followed by the generation of an electroporation-induced electric field. Using the traditional EMTAD method, the HBV vaccine is administered using a syringe with a needle, and then the electroporation device is introduced and activated. If placement of two separate devices (first the syringe and needle and then the ESA device) is required, the procedure may have different effects in different individuals due to the timing of each device being used inappropriately by the operator. Additionally, placing two separate devices in use will inevitably result in a time lag between the physician's placement of the device and the activation of each device. This is further complicated when multiple injection sites are required to achieve adequate delivery of the agent to a specific location in the target tissue.

Эти проблемы являются особенно актуальными в случае использования таких агентов, как нуклеиновые кислоты, которые могут разлагаться или инактивироваться во внеклеточной среде. Разложение нуклеиновых кислот в вакцине против HBV может приводить к снижению эффективности и согласованности при применении терапии. Кроме того, степень разложения нуклеиновых кислот в вакцине против HBV у различных индивидуумов не является постоянной, что способствует общей терапевтической не- 8 043519 совместимости инъекции с помощью стандартного шприца с иглой в комбинации с ESA а, более конкретно, при терапии посредством электропорации.These problems are particularly relevant when using agents such as nucleic acids that can be degraded or inactivated in the extracellular environment. Degradation of nucleic acids in the HBV vaccine may result in decreased efficacy and consistency of therapy. In addition, the degree of degradation of the nucleic acids in the HBV vaccine is not consistent between individuals, which contributes to the general therapeutic incompatibility of injection with a standard syringe and needle in combination with ESA and, more specifically, electroporation therapy.

Из-за сложности пространственной и временной изменчивости, неизменно наблюдаемой при инъекции с помощью обычного шприца с иглой в комбинации с ESA, точное место и время ТАА относительно ESA часто неизвестны. В результате, эффективное введение и дозировка вакцин против HBV с помощью EMTAD могут быть несовместимыми и невоспроизводимыми. Хотя инъекция с помощью обычного шприца с иглой иногда является достаточной для введения вакцины против HBV, однако, воспроизводимая и согласованная доставка вакцин против HBV значительно улучшается благодаря регуляции пространственной и временной взаимосвязи между введением вакцины против HBV и индуцированием желаемого эффекта EMTAD.Because of the complexity of spatial and temporal variability consistently observed when injection with a conventional syringe and needle in combination with ESA, the exact location and timing of TAA relative to ESA is often unknown. As a result, effective administration and dosing of HBV vaccines using EMTAD may be inconsistent and reproducible. Although injection with a conventional syringe and needle is sometimes sufficient to administer HBV vaccine, reproducible and consistent delivery of HBV vaccines is greatly improved by regulating the spatial and temporal relationship between HBV vaccine administration and induction of the desired EMTAD effect.

Таким образом, хотя традиционная процедура EMTAD может быть адекватной для определенных целей, однако, временная и пространственная регуляция являются весьма желательными для клинических применений, при которых обычно требуется высокая степень согласованности и воспроизводимости. В отличие от традиционного способа EMTAD, варианты описанных здесь способов, систем и устройств облегчают проведение СТАА и ESA и являются более эффективными способами и устройствами для клинического применения EMTAD. В настоящем изобретении используются различные аспекты СТАА в комбинации с ESA, что обеспечивает воспроизводимую, согласованную и эффективную доставку вакцины против HBV. В настоящем изобретении описаны способы и устройства для обеспечения пространственной и временной регуляции при введении вакцины против HBV вместе с подачей электрических сигналов, и тем самым, для улучшения перемещения указанной вакцины в ткань-мишень и/или ее поглощения этой тканью.Thus, although the traditional EMTAD procedure may be adequate for certain purposes, however, temporal and spatial regulation is highly desirable for clinical applications where a high degree of consistency and reproducibility is typically required. In contrast to the traditional EMTAD method, variations of the methods, systems and devices described herein facilitate CTAA and ESA and are more effective methods and devices for clinical use of EMTAD. The present invention utilizes various aspects of CTAA in combination with ESA to provide reproducible, consistent and effective delivery of an HBV vaccine. The present invention describes methods and devices for providing spatial and temporal control in the administration of an HBV vaccine along with electrical signals, thereby improving the movement of the vaccine into a target tissue and/or its uptake by that tissue.

В некоторых вариантах осуществления изобретения описаны способы и устройства, обеспечивающие регулируемую пространственную взаимосвязь между введением вакцины против HBV и подачей электрических сигналов. Перед лечением определяют оптимальное местоположение для ТАА относительно ESA. Эта пространственная взаимосвязь между ТАА и ESA зависит от параметров лечения, включая природу вводимого агента и свойства ткани-мишени, в которую вводят этот агент. В репрезентативном варианте осуществления изобретения, электрические сигналы предпочтительно подаются на значительном расстоянии от места введения вакцины против HBV. В некоторых других вариантах осуществления изобретения, пространственная взаимосвязь заключается в подаче электрических сигналов с помощью EMTAD на участок, расположенный поблизости от места введения агента. В некоторых случаях, предпочтительной является совместная локализация ТАА и ESA. Это часто наблюдается в том случае, когда для достижения желаемого эффекта EMTAD применяются электропорация и/или ионтофорез.In some embodiments, the invention describes methods and devices that provide a controlled spatial relationship between the administration of an HBV vaccine and the delivery of electrical signals. Before treatment, the optimal location for the TAA relative to the ESA is determined. This spatial relationship between TAA and ESA depends on treatment parameters, including the nature of the agent administered and the properties of the target tissue into which the agent is administered. In a representative embodiment of the invention, the electrical signals are preferably provided at a significant distance from the site of administration of the HBV vaccine. In some other embodiments of the invention, the spatial relationship involves applying electrical signals via the EMTAD to a site located in the vicinity of the site of administration of the agent. In some cases, colocalization of TAA and ESA is preferable. This is often observed when electroporation and/or iontophoresis are used to achieve the desired EMTAD effect.

В другом аспекте изобретения, описанное здесь устройство, обеспечивает регулируемую временную взаимосвязь между последовательностью и синхронизацией ТАА и ESA. Перед лечением определяют оптимальную последовательность и время проведения комбинации ТАА и ESA. Как и в случае пространственной взаимосвязи, желаемая временная взаимосвязь между ТАА и ESA определяется такими параметрами, как природа вводимого агента и свойства ткани-мишени, в которую вводят этот агент. В некоторых случаях, воздействие электрических полей, ассоциированных с ESA, может негативно влиять на вакцину против HBV. При таком практическом применении, после генерации таких электрических полей осуществляют СТАА. Тем не менее, типичной временной взаимосвязью является проведение СТАА, а затем ESA.In another aspect of the invention, the device described herein provides an adjustable timing relationship between the sequence and timing of the TAA and ESA. Before treatment, the optimal sequence and timing of the combination of TAA and ESA is determined. As with the spatial relationship, the desired temporal relationship between TAA and ESA is determined by parameters such as the nature of the agent administered and the properties of the target tissue into which the agent is administered. In some cases, exposure to electrical fields associated with ESA may adversely affect the HBV vaccine. In such a practical application, after generating such electric fields, CTAA is carried out. However, a typical timing relationship is to conduct a CTAA and then an ESA.

Настоящее изобретение относится к усовершенствованным способам и устройствам для воспроизводимой, согласованной и эффективной доставки вакцин против HBV, содержащих конструкции на основе нуклеиновых кислот, вместе с EMTAD. Эта цель достигается путем регуляции пространственного и временного введения вакцины против HBV относительно подачи электрических сигналов. В определенном варианте осуществления изобретения, EMTAD инициируют путем инъекции вакцины против HBV с помощью обычного шприца с иглой. После введения агента, устройство, подходящее для ESA, вводят индивидууму в определенный участок. Соответствующий протокол ESA обеспечивает желаемое облегчение или улучшение доставки вакцины против HBV. Репрезентативным способом ESA, который доказал свою эффективность практически для клеток всех типов, является электропорация. Другими репрезентативными способами электрически опосредованной доставки являются, но не ограничиваются ими, ионтофорез, электроосмос, электропенетрация, электростимуляция, электромиграция и электроконвекция. Эти термины используются лишь в иллюстративных целях и не должны рассматриваться как ограничение объема изобретения.The present invention relates to improved methods and devices for reproducible, consistent and effective delivery of HBV vaccines containing nucleic acid-based constructs together with EMTAD. This goal is achieved by regulating the spatial and temporal administration of the HBV vaccine relative to the delivery of electrical signals. In a certain embodiment of the invention, EMTAD is initiated by injecting the HBV vaccine using a conventional syringe and needle. After administration of the agent, a device suitable for ESA is administered to the individual at a specific site. An appropriate ESA protocol provides the desired facilitation or improvement in HBV vaccine delivery. A representative ESA method that has proven effective for almost all cell types is electroporation. Other representative electrically mediated delivery methods include, but are not limited to, iontophoresis, electroosmosis, electropenetration, electrical stimulation, electromigration, and electroconvection. These terms are used for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the scope of the invention.

В методе электропорации используется подача электрических полей для индуцирования кратковременного увеличения проницаемости клеточной мембраны и перемещения заряженных частиц. Благодаря проницаемости клеточных мембран в ткани-мишени, электропорация значительно улучшает внутриклеточное поглощение экзогенных веществ, которые были введены в ткань-мишень. Увеличение проницаемости клеточной мембраны и молекулярного транспорта благодаря электропорации представляет собой способ доставки вакцины против HBV путем ее прохождения через барьер, такой как клеточная мембрана. Применение электропорации в качестве метода индуцирования EMTAD имеет то преимущество, что физическая природа такого метода позволяет применять электропорацию в тканях практически всех ти- 9 043519 пов. В соответствии с этим, в различных аспектах и вариантах осуществления изобретения, обсуждается, но не ограничивается ею, электропорация как метод индуцирования EMTAD.Electroporation uses electric fields to induce a transient increase in cell membrane permeability and the movement of charged particles. By permeabilizing cell membranes in the target tissue, electroporation significantly improves the intracellular uptake of exogenous substances that have been introduced into the target tissue. Increasing cell membrane permeability and molecular transport through electroporation is a method of delivering an HBV vaccine by passing it through a barrier such as a cell membrane. The use of electroporation as a method of inducing EMTAD has the advantage that the physical nature of this method allows electroporation to be used in tissues of almost all types. Accordingly, in various aspects and embodiments of the invention, electroporation as a method of inducing EMTAD is discussed, but not limited to.

Вакцины против HBV.HBV vaccines.

Используемый здесь термин вакцина против HBV употребляется здесь в самом широком смысле и включает любой агент, способный обеспечить желательный или полезный иммунный ответ, терапевтический и/или профилактический эффект против HBV в живой ткани. Таким образом, этот термин включает как профилактические, так и терапевтические вакцины против HBV, а также любую другую категорию агентов, обладающих такими желаемыми эффектами. Объем настоящего изобретения является достаточно широким и включает регулируемую доставку любых вакцин против HBV, независимо от их классификации. Вакцины против HBV включают, но не ограничиваются ими, фармацевтические лекарственные средства и вакцины, и последовательности нуклеиновых кислот (такие как суперспирализованная, стерически релаксированная и линейная плазмидная ДНК, РНК, антисмысловые конструкции, искусственные хромосомы или любые другие терапевтические средства на основе нуклеиновых кислот) и любые их составы. Такие составы агентов включают, но не ограничиваются ими, катионные липиды, катионные и/или неионные полимеры, липосомы, физиологический раствор, ингибиторы нуклеазы, анестетики, полоксамеры, консерванты, растворы фосфата натрия или другие соединения, которые могут улучшать введение, повышать стабильность и/или эффект вакцины против HBV. Дополнительные составы включают агенты и добавки, сообщающие способность регулировать вязкость и электрическое сопротивление вводимого агента.As used herein, the term HBV vaccine is used herein in its broadest sense to include any agent capable of providing a desired or beneficial immune response, therapeutic and/or prophylactic effect against HBV in living tissue. Thus, the term includes both prophylactic and therapeutic vaccines against HBV, as well as any other category of agents that have such desired effects. The scope of the present invention is quite broad and includes controlled delivery of any HBV vaccines, regardless of their classification. HBV vaccines include, but are not limited to, pharmaceutical drugs and vaccines, and nucleic acid sequences (such as supercoiled, sterically relaxed and linear plasmid DNA, RNA, antisense constructs, artificial chromosomes or any other nucleic acid-based therapeutics) and any of their compositions. Such agent formulations include, but are not limited to, cationic lipids, cationic and/or nonionic polymers, liposomes, saline, nuclease inhibitors, anesthetics, poloxamers, preservatives, sodium phosphate solutions or other compounds that may improve administration, stability and/or or the effect of the HBV vaccine. Additional formulations include agents and additives that impart the ability to regulate the viscosity and electrical resistance of the administered agent.

В предпочтительном аспекте применения изобретения, вакцина против HBV для ее применения в настоящем изобретении может включать:In a preferred aspect of the invention, the HBV vaccine for use in the present invention may include:

первую молекулу нуклеиновой кислоты, а предпочтительно, первый плазмидный ДНК-вектор, содержащий первый полинуклеотид, кодирующий антиген полимеразы HBV, а предпочтительно, антиген полимеразы HBV, имеющий аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 98% идентична SEQ ID NO: 4, например, по меньшей мере на 98, 98,5, 99, 99,1, 99,2, 99,3, 99,4, 99,5, 99,6, 99,7, 99,8, 99,9 или 100% идентична SEQ ID NO: 4, где антиген полимеразы HBV не обладает обратной транскриптазной активностью и активностью РНКазы Н;a first nucleic acid molecule, and preferably a first plasmid DNA vector, comprising a first polynucleotide encoding an HBV polymerase antigen, and preferably an HBV polymerase antigen, having an amino acid sequence that is at least 98% identical to SEQ ID NO: 4, for example, by at least 98, 98.5, 99, 99.1, 99.2, 99.3, 99.4, 99.5, 99.6, 99.7, 99.8, 99.9 or 100% identical to SEQ ID NO: 4, wherein the HBV polymerase antigen does not have reverse transcriptase activity and RNase H activity;

вторую молекулу нуклеиновой кислоты, а предпочтительно, второй плазмидный ДНК-вектор, содержащий второй полинуклеотид, кодирующий усеченный коровый антиген HBV, а предпочтительно, усеченный коровый антиген HBV, состоящий из аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 2 или SEQ ID NO: 14; и фармацевтически приемлемый носитель; и где первая молекула нуклеиновой кислоты и вторая молекула нуклеиновой кислоты присутствуют в одной и той же молекуле нуклеиновой кислоты, такой как один и тот же плазмидный ДНК-вектор, или в двух различных молекулах нуклеиновой кислоты, таких как два отдельных плазмидных ДНК-вектора.a second nucleic acid molecule, and preferably a second plasmid DNA vector, comprising a second polynucleotide encoding a truncated HBV core antigen, and preferably a truncated HBV core antigen, consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 14; and a pharmaceutically acceptable carrier; and wherein the first nucleic acid molecule and the second nucleic acid molecule are present in the same nucleic acid molecule, such as the same plasmid DNA vector, or in two different nucleic acid molecules, such as two separate plasmid DNA vectors.

Каждый из используемых здесь терминов коровый антиген HBV, HBcAg и коровый антиген означают антиген HBV, способный индуцировать иммунный ответ, например гуморальный и/или клеточно-опосредуемый ответ против корового белка HBV у индивидуума. Каждый из терминов сердцевина, коровый полипептид и коровый белок относится к вирусному коровому белку HBV. Полноразмерный коровый антиген обычно имеет длину 183 аминокислоты и включает домен сборки (аминокислоты от 1 до 149) и домен, связывающийся с нуклеиновой кислотой (аминокислоты от 150 до 183). Домен, связывающийся с нуклеиновой кислотой и имеющий 34 остатка, необходим для инкапсидирования прегеномной РНК. Этот домен также функционирует как сигнал ядерного импорта. Он содержит 17 аргининовых остатков и является высокой степени основным, что соответствует его функции. Клеточный белок HBV является димерным в растворе, причем, димеры способны к самосборке в икосаэдрические капсиды. Каждый димер корового белка имеет четыре а-спиральных пучка, фланкированных аспиральным доменом с обеих сторон. Усеченные коровые белки HBV, не содержащие домена, связывающегося с нуклеиновой кислотой, также способны образовывать капсиды.As used herein, each of the terms HBV core antigen, HBcAg and core antigen means an HBV antigen capable of inducing an immune response, such as a humoral and/or cell-mediated response against the HBV core protein in an individual. The terms core, core polypeptide, and core protein each refer to the HBV viral core protein. A full-length core antigen is typically 183 amino acids long and includes an assembly domain (amino acids 1 to 149) and a nucleic acid binding domain (amino acids 150 to 183). The 34-residue nucleic acid binding domain is required for encapsidation of pregenomic RNA. This domain also functions as a nuclear import signal. It contains 17 arginine residues and is highly basic, consistent with its function. The cellular HBV protein is dimeric in solution, and the dimers are capable of self-assembly into icosahedral capsids. Each core protein dimer has four α-helical bundles flanked by an aspirated domain on both sides. Truncated HBV core proteins that do not contain a nucleic acid binding domain are also capable of forming capsids.

В одном из аспектов настоящей заявки, антиген HBV, используемый в настоящем изобретении, представляет собой усеченный коровый антиген HBV. Используемый здесь термин усеченный коровый антиген HBV означает антиген HBV, который не содержит полноразмерный коровый белок HBV, но способен индуцировать иммунный ответ против корового белка HBV у индивидуума. Так, например, коровый антиген HBV может быть модифицирован для удаления одной или более аминокислот из Сконцевого домена корового антигена, связывающегося с нуклеиновой кислотой и имеющего высокий положительный заряд (богатый аргинином), и такой антиген обычно содержит семнадцать аргининовых остатков (R). Усеченный коровый антиген HBV согласно изобретению предпочтительно представляет собой усеченный у С-конца коровый белок HBV, который не содержит сигнала ядерного импорта корового HBV и/или усеченный коровый белок HBV, из которого был удален С-концевой сигнал ядерного импорта корового HBV. В одном варианте осуществления изобретения, усеченный коровый антиген HBV имеет делецию в С-концевом домене, связывающемся с нуклеиновой кислотой, такую как делеция 1-34 аминокислотных остатков С-концевого домена, связывающегося с нуклеиновой кислотой, например 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33In one aspect of the present application, the HBV antigen used in the present invention is a truncated HBV core antigen. As used herein, the term truncated HBV core antigen means an HBV antigen that does not contain the full-length HBV core protein but is capable of inducing an immune response against the HBV core protein in an individual. For example, an HBV core antigen can be modified to remove one or more amino acids from the C-terminal nucleic acid binding domain of the core antigen, which has a high positive charge (arginine-rich), and such antigen typically contains seventeen arginine residues (R). The truncated HBV core antigen of the invention is preferably a C-terminally truncated HBV core protein that does not contain the HBV core nuclear import signal and/or a truncated HBV core protein from which the C-terminal HBV core nuclear import signal has been removed. In one embodiment of the invention, the truncated HBV core antigen has a deletion in the C-terminal nucleic acid binding domain, such as deletion of amino acid residues 1-34 of the C-terminal nucleic acid binding domain, for example 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33

- 10 043519 или 34 аминокислотных остатка, а предпочтительно, делеция всех 34 аминокислотных остатков. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, усеченный коровый антиген HBV имеет делецию в- 10 043519 or 34 amino acid residues, and preferably, deletion of all 34 amino acid residues. In a preferred embodiment of the invention, the truncated HBV core antigen has a deletion in

С-концевом домене, связывающемся с нуклеиновой кислотой, а предпочтительно всех 34 аминокислотных остатков.The C-terminal nucleic acid binding domain, preferably all 34 amino acid residues.

Коровый антиген HBV, используемый в настоящем изобретении, может представлять собой консенсусную последовательность, происходящую от HBV множества генотипов (например, генотипов А, В, С, D, E, F, G и Н). Используемый здесь термин консенсусная последовательность означает искусственную аминокислотную последовательность, полученную на основе выравнивания аминокислотных последовательностей гомологичных белков, например, как было определено путем выравнивания (например, с использованием Clustal Omega) аминокислотных последовательностей гомологичных белков. Может быть вычислен порядок наиболее часто встречающихся аминокислотных остатков, обнаруженных в каждом положении при выравнивании последовательностей на основе последовательностей антигенов HBV (например, core, pol и т.п.) по меньшей мере из 100 природных изолятов HBV. Консенсусной последовательностью может быть не-природная последовательность и последовательность, отличающаяся от нативных вирусных последовательностей. Консенсусные последовательности могут быть сконструированы путем выравнивания множества последовательностей антигена HBV из различных источников с использованием программ множественного выравнивания последовательностей и в различных положениях выравнивания с отбором наиболее часто встречающихся аминокислот. Предпочтительно, консенсусная последовательность антигена HBV происходит от HBV генотипов В, С и D. Термин консенсусный антиген используется для обозначения антигена, имеющего консенсусную последовательность.The HBV core antigen used in the present invention may be a consensus sequence derived from multiple HBV genotypes (eg, genotypes A, B, C, D, E, F, G and H). As used herein, the term consensus sequence means an artificial amino acid sequence derived from an alignment of the amino acid sequences of homologous proteins, for example, as determined by alignment (eg, using Clustal Omega) of the amino acid sequences of homologous proteins. The order of the most frequently occurring amino acid residues found at each position in a sequence alignment can be calculated based on the sequences of HBV antigens (eg, core, pol, etc.) from at least 100 natural HBV isolates. The consensus sequence may be a non-natural sequence and a sequence different from native viral sequences. Consensus sequences can be constructed by aligning multiple HBV antigen sequences from different sources using multiple sequence alignment programs and at different alignment positions, selecting the most frequently occurring amino acids. Preferably, the HBV consensus antigen sequence is derived from HBV genotypes B, C and D. The term consensus antigen is used to refer to an antigen having a consensus sequence.

Типичный усеченный коровый антиген HBV, используемый в настоящем изобретении, не обладает функцией связывания с нуклеиновой кислотой и может индуцировать иммунный ответ у млекопитающего по меньшей мере против двух генотипов HBV. Предпочтительно, усеченный коровый антиген HBV может индуцировать Т-клеточный ответ у млекопитающего по меньшей мере на генотипы HBV В, С и D. Более предпочтительно, усеченный коровый антиген HBV может индуцировать СD8-Т-клеточный ответ у человека против по меньшей мере генотипов HBV А, В, С и D.A typical truncated HBV core antigen used in the present invention does not have a nucleic acid binding function and can induce an immune response in a mammal against at least two HBV genotypes. Preferably, the truncated HBV core antigen can induce a T cell response in a mammal against at least HBV genotypes B, C and D. More preferably, the truncated HBV core antigen can induce a CD8 T cell response in a human against at least HBV genotypes A , B, C and D.

Предпочтительно, коровый антиген HBV, используемый в настоящем изобретении, представляет собой консенсусный антиген, а предпочтительно, консенсусный антиген, происходящий от генотипов HBV В, С и D, а более предпочтительно, усеченный консенсусный антиген, происходящий от генотипов HBV В, С и D. Репрезентативный усеченный коровый консенсусный антиген HBV согласно изобретению состоит из аминокислотной последовательности, которая по меньшей мере на 90% идентична последовательности SEQ ID NO: 2 или SEQ ID NO: 14, например по меньшей мере на 90, 91, 92, 93, 94, 95, 95,5, 96, 96,5, 97, 97,5, 98, 98,5, 99, 99,1, 99,2, 99,3, 99,4, 99,5, 99,6, 99,7, 99,8, 99,9 или 100% идентична SEQ ID NO: 2 или SEQ ID NO: 14. SEQ ID NO: 2 и SEQ ID NO: 4 представляют собой коровые консенсусные антигены, происходящие от генотипов HBV В, С и D. SEQ ID NO: 2 и SEQ ID NO: 14 содержат домен нативного корового антигена, связывающегося с нуклеиновой кислотой и имеющего высокий положительный заряд (богатый аргинином) с С-концевой делецией из 34 аминокислот.Preferably, the HBV core antigen used in the present invention is a consensus antigen, and preferably a consensus antigen derived from HBV genotypes B, C and D, and more preferably a truncated consensus antigen derived from HBV genotypes B, C and D. A representative truncated HBV core consensus antigen of the invention consists of an amino acid sequence that is at least 90% identical to SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 14, for example at least 90, 91, 92, 93, 94, 95 , 95.5, 96, 96.5, 97, 97.5, 98, 98.5, 99, 99.1, 99.2, 99.3, 99.4, 99.5, 99.6, 99 .7, 99.8, 99.9 or 100% identical to SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 14. SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 4 are core consensus antigens derived from HBV genotypes B, C and D. SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 14 contain a native core antigen domain that binds to a nucleic acid and has a high positive charge (arginine rich) with a C-terminal deletion of 34 amino acids.

В конкретном варианте осуществления изобретения, коровый антиген HBV представляет собой усеченный антиген HBV, состоящий из аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 2. В другом конкретном варианте осуществления изобретения, коровый антиген HBV представляет собой усеченный антиген HBV, состоящий из аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 14.In a specific embodiment of the invention, the HBV core antigen is a truncated HBV antigen consisting of the amino acid sequence SEQ ID NO: 2. In another specific embodiment of the invention, the HBV core antigen is a truncated HBV antigen consisting of the amino acid sequence SEQ ID NO: 14 .

Примерами полинуклеотидных последовательностей, кодирующих усеченный коровый антиген HBV, состоящий из аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 2, являются, но не ограничиваются ими, полинуклеотидная последовательность, которая по меньшей мере на 90% идентична SEQ ID NO: 1, например, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 91%, по меньшей мере на 92%, по меньшей мере на 93%, по меньшей мере на 94%, по меньшей мере на 95%, по меньшей мере на 95,5%, по меньшей мере на 96%, по меньшей мере на 96,5%, по меньшей мере на 97%, по меньшей мере на 97,5%, по меньшей мере на 98%, по меньшей мере на 98,5%, по меньшей мере на 99%, по меньшей мере на 99,1%, по меньшей мере на 99,2%, по меньшей мере на 99,3%, по меньшей мере на 99,4%, по меньшей мере на 99,5%, по меньшей мере на 99,6%, по меньшей мере на 99,7%, по меньшей мере на 99,8%, по меньшей мере на 99,9% или 100% идентична SEQ ID NO: 1, a предпочтительно, приблизительно на 98%, приблизительно на 99% или на 100% идентична SEQ ID NO: 1.Examples of polynucleotide sequences encoding a truncated HBV core antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 include, but are not limited to, a polynucleotide sequence that is at least 90% identical to SEQ ID NO: 1, e.g. 90%, at least 91%, at least 92%, at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 95.5%, at least by 96%, by at least 96.5%, by at least 97%, by at least 97.5%, by at least 98%, by at least 98.5%, by at least 99 %, at least 99.1%, at least 99.2%, at least 99.3%, at least 99.4%, at least 99.5%, at least 99.6%, at least 99.7%, at least 99.8%, at least 99.9%, or 100% identical to SEQ ID NO: 1, and preferably about 98%, approximately 99% or 100% identical to SEQ ID NO: 1.

Примерами полинуклеотидных последовательностей, кодирующих усеченный коровый антиген HBV, состоящий из аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 14, являются, но не ограничиваются ими, полинуклеотидная последовательность, которая по меньшей мере на 90% идентична SEQ ID NO: 15, например, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 91%, по меньшей мере на 92%, по меньшей мере на 93%, по меньшей мере на 94%, по меньшей мере на 95%, по меньшей мере на 95,5%, по меньшей мере на 96%, по меньшей мере на 96,5%, по меньшей мере на 97%, по меньшей мере на 97,5%, по меньшей мере на 98%, по меньшей мере на 98,5%, по меньшей мере на 99%, по меньшей мере на 99,1%, по меньшей мере на 99,2%, по меньшей мере на 99,3%, по меньшей мере на 99,4%, по меньшей мере на 99,5%, по меньшей мере на 99,6%, по меньшей мере на 99,7%, по меньшей мере, 99,8%, по меньшей мере на 99,9% или 100% идентична SEQ ID NO: 15, а предпочтительно, приблизительно на 98%, приблизи- 11 043519 тельно на 99% или на 100% идентична SEQ ID NO: 15.Examples of polynucleotide sequences encoding a truncated HBV core antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14 include, but are not limited to, a polynucleotide sequence that is at least 90% identical to SEQ ID NO: 15, e.g. 90%, at least 91%, at least 92%, at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 95.5%, at least by 96%, by at least 96.5%, by at least 97%, by at least 97.5%, by at least 98%, by at least 98.5%, by at least 99 %, at least 99.1%, at least 99.2%, at least 99.3%, at least 99.4%, at least 99.5%, at least 99.6%, at least 99.7%, at least 99.8%, at least 99.9%, or 100% identical to SEQ ID NO: 15, and preferably about 98%, 11 043519 is approximately 99% or 100% identical to SEQ ID NO: 15.

В конкретных вариантах осуществления изобретения, вакцина против HBV, используемая в настоящем изобретении, содержит не встречающуюся в природе молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую усеченный коровый антиген HBV, и такая не встречающаяся в природе молекула нуклеиновой кислоты содержит полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 15.In specific embodiments, the HBV vaccine used in the present invention comprises a non-naturally occurring nucleic acid molecule encoding a truncated HBV core antigen, and such non-naturally occurring nucleic acid molecule contains the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 15.

Используемый здесь термин антиген полимеразы HBV, антиген Pol HBV или антиген pol HBV означает антиген HBV, способный индуцировать иммунный ответ, например, гуморальный и/или клеточно-опосредуемый ответ против полимеразы HBV у индивидуума. Каждый из терминов полимераза, полипептид полимеразы, Pol и pol означает вирусную ДНК-полимеразу HBV. Вирусная ДНКполимераза HBV имеет четыре домена, включая, от N-конца до С-конца, концевой домен белка (ТР), который действует как праймер для синтеза минус-цепи ДНК; спейсер, который не играет существенной роли в функционировании полимеразы; домен обратной транскриптазы (ОТ) для транскрипции; и домен РНКазы Н.As used herein, the term HBV polymerase antigen, HBV Pol antigen, or HBV pol antigen means an HBV antigen capable of inducing an immune response, for example, a humoral and/or cell-mediated response against HBV polymerase in an individual. The terms polymerase, polymerase polypeptide, Pol, and pol each refer to HBV viral DNA polymerase. The HBV viral DNA polymerase has four domains, including, from N-terminus to C-terminus, a protein terminal domain (TP), which acts as a primer for minus-strand DNA synthesis; a spacer that does not play a significant role in the functioning of the polymerase; reverse transcriptase (RT) domain for transcription; and RNase H domain.

В одном из вариантов настоящей заявки, антиген HBV содержит антиген Pol HBV или любой иммуногенный фрагмент или их комбинацию. Антиген Pol HBV может содержать дополнительные модификации для повышения иммуногенности антигена, например, путем введения мутаций в активные центры доменов полимеразы и/или РНКазы Н для уменьшения или значительного устранения некоторых ферментативных активностей.In one embodiment of the present application, the HBV antigen comprises an HBV Pol antigen or any immunogenic fragment or combination thereof. The HBV Pol antigen may contain additional modifications to enhance the immunogenicity of the antigen, for example by introducing mutations into the active sites of the polymerase and/or RNase H domains to reduce or significantly eliminate certain enzymatic activities.

Предпочтительно, антиген Pol HBV, подходящий для применения в настоящем изобретении, не обладает обратной транскриптазной активностью и активностью РНКазы Н и способен индуцировать иммунный ответ у млекопитающего по меньшей мере против двух генотипов HBV. Предпочтительно, антиген Pol HBV может индуцировать Т-клеточный ответ у млекопитающего по меньшей мере на генотипы HBV В, С и D. Более предпочтительно, антиген Pol HBV может индуцировать СD8-Т-клеточный ответ у человека против по меньшей мере HBV генотипов А, В, С и D.Preferably, the HBV Pol antigen suitable for use in the present invention does not have reverse transcriptase activity and RNase H activity and is capable of inducing an immune response in a mammal against at least two HBV genotypes. Preferably, the HBV Pol antigen can induce a T cell response in a mammal against at least HBV genotypes B, C and D. More preferably, the HBV Pol antigen can induce a CD8 T cell response in a human against at least HBV genotypes A, B , C and D.

Таким образом, в некоторых вариантах осуществления изобретения, антиген Pol HBV, используемый в настоящем изобретении, представляет собой инактивированный антиген Pol. В одном варианте осуществления изобретения, инактивированный антиген Pol HBV содержит одну или более аминокислотных мутаций в активном центре полимеразного домена. В другом варианте осуществления изобретения, инактивированный антиген Pol HBV содержит одну или более аминокислотных мутаций в активном центре домена РНКазы Н. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, инактивированный антиген Pol HBV содержит одну или более аминокислотных мутаций в активном центре полимеразного домена и домена РНКазы Н. Так, например, мотив YXDD в полимеразном домене антигена pol HBV, который может потребоваться для связывания с нуклеотидом/ионом металла, может быть мутирован, например, путем замены одного или более аспартатных остатков (D) аспарагиновыми остатками (N) для устранения или уменьшения функции координирования с металлом, что, тем самым, будет уменьшать или существенно устранять функцию обратной транскриптазы. Альтернативно или помимо мутации мотива YXDD, мотив DEDD в домене РНКазы Н антигена pol HBV, необходимый для координирования с Mg2+, может быть мутирован, например, путем замены одного или более аспартатных остатков (D) аспарагиновыми остатками (N) и/или замены глутаматного остатка (Е) глутамином (Q), что, тем самым, будет уменьшать или существенно устранять функцию РНКазы Н. В конкретном варианте осуществления изобретения, антиген pol HBV модифицируют путем (1) замены аспартатных остатков (D) аспарагиновыми остатками (N) в мотиве YXDD полимеразного домена; и (2) замены первого аспартатного остатка (D) аспарагиновым остатком (N) и первого глутаматного остатка (Е) глутаминовым остатком (N) в мотиве DEDD домена РНКазы Н, что, тем самым, будет уменьшать или существенно устранять функцию обратной транскриптазы и РНКазы Н антигена pol.Thus, in some embodiments, the HBV Pol antigen used in the present invention is an inactivated Pol antigen. In one embodiment of the invention, the inactivated HBV Pol antigen contains one or more amino acid mutations in the active site of the polymerase domain. In another embodiment of the invention, the inactivated HBV Pol antigen contains one or more amino acid mutations in the active site of the RNase H domain. In a preferred embodiment of the invention, the inactivated HBV Pol antigen contains one or more amino acid mutations in the active site of the polymerase domain and the RNase H domain. Thus for example, the YXDD motif in the polymerase domain of the HBV pol antigen, which may be required for nucleotide/metal ion binding, can be mutated, for example, by replacing one or more aspartate residues (D) with aspartic residues (N) to eliminate or reduce the coordination function with metal, which will thereby reduce or significantly eliminate the function of reverse transcriptase. Alternatively, or in addition to mutation of the YXDD motif, the DEDD motif in the RNase H domain of the HBV pol antigen required for coordination with Mg 2+ can be mutated, for example, by replacing one or more aspartate residues (D) with aspartic residues (N) and/or replacing glutamate residue (E) with glutamine (Q), which will thereby reduce or substantially eliminate the function of RNase H. In a specific embodiment of the invention, the HBV pol antigen is modified by (1) replacing aspartate residues (D) with aspartic residues (N) in polymerase domain YXDD motif; and (2) replacing the first aspartate residue (D) with an aspartic residue (N) and the first glutamate residue (E) with a glutamine residue (N) in the DEDD motif of the RNase H domain, thereby reducing or substantially eliminating reverse transcriptase and RNase function H antigen pol.

В предпочтительном варианте настоящей заявки, антиген pol HBV представляет собой консенсусный антиген, а предпочтительно, консенсусный антиген, происходящий от HBV генотипов В, С и D, а более предпочтительно, инактивированный консенсусный антиген, происходящий от HBV генотипов В, С и D. Репрезентативный консенсусный антиген pol HBV согласно изобретению содержит аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 90% идентична последовательности SEQ ID NO: 4, например по меньшей мере на 90, 91, 92, 93, 94, 95, 95,5, 96, 96,5, 97, 97,5, 98, 98,5, 99, 99,1, 99,2, 99,3, 99,4, 99,5, 99,6, 99,7, 99,8, 99,9 или 100% идентична SEQ ID NO: 4, а предпочтительно, по меньшей мере на 98% идентична SEQ ID NO: 4, например, по меньшей мере на 98, 98,5, 99, 99,1, 99,2, 99,3, 99,4, 99,5, 99,6, 99,7, 99,8, 99,9 или 100% идентична SeQ ID NO: 4. SEQ ID NO: 4 представляют собой консенсусный антиген pol HBV, происходящий от HBV генотипов В, С и D, и содержащий четыре мутации в активных центрах доменов полимеразы и РНКазы Н. В частности, четыре мутации включают замену остатков аспарагиновой кислоты (D) аспарагиновыми остатками (N) в мотиве YXDD полимеразного домена; и замену первого аспартатного остатка (D) аспарагиновым остатком (N) и замену первого глутаматного остатка (Е) глутаминовым остатком (Q) в мотиве DEDD домена РНКазы Н.In a preferred embodiment of the present application, the HBV pol antigen is a consensus antigen, and preferably a consensus antigen derived from HBV genotypes B, C and D, and more preferably an inactivated consensus antigen derived from HBV genotypes B, C and D. Representative Consensus The HBV pol antigen of the invention contains an amino acid sequence that is at least 90% identical to the sequence of SEQ ID NO: 4, for example at least 90, 91, 92, 93, 94, 95, 95.5, 96, 96.5 , 97, 97.5, 98, 98.5, 99, 99.1, 99.2, 99.3, 99.4, 99.5, 99.6, 99.7, 99.8, 99.9 or 100% identical to SEQ ID NO: 4, and preferably at least 98% identical to SEQ ID NO: 4, for example, at least 98, 98.5, 99, 99.1, 99.2, 99, 3, 99.4, 99.5, 99.6, 99.7, 99.8, 99.9 or 100% identical to SeQ ID NO: 4. SEQ ID NO: 4 is a consensus HBV pol antigen derived from HBV genotypes B, C and D, and containing four mutations in the active sites of the polymerase and RNase H domains. Specifically, the four mutations include the replacement of aspartic acid residues (D) with aspartic residues (N) in the YXDD motif of the polymerase domain; and replacement of the first aspartate residue (D) with an aspartic residue (N) and replacement of the first glutamate residue (E) with a glutamine residue (Q) in the DEDD motif of the RNase H domain.

В конкретном варианте осуществления изобретения, антиген pol HBV, используемый в настоящем изобретении, содержит аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 4. В других вариантах настоящей заявки, коровый антиген HBV, используемый в настоящем изобретении, состоит из аминокислотнойIn a specific embodiment of the invention, the HBV pol antigen used in the present invention contains the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4. In other embodiments of the present application, the HBV core antigen used in the present invention consists of the amino acid

- 12 043519 последовательности SEQ ID NO: 4.- 12 043519 sequence SEQ ID NO: 4.

Примерами полинуклеотидных последовательностей, кодирующих антиген pol HBV, содержащий аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 4, являются, но не ограничиваются ими, полинуклеотидная последовательность, которая по меньшей мере на 90% идентична SEQ ID NO: 3 или SEQ ID NO: 16, например, по меньшей мере на 90, 91, 92, 93, 94, 95, 95,5, 96, 96,5, 97, 97,5, 98, 98,5, 99, 99,1, 99,2, 99,3, 99,4, 99,5, 99,6, 99,7, 99,8, 99,9 или 100% идентична SEQ ID NO: 3 или SEQ ID NO: 16, а предпочтительно на 98, 99 или 100% идентична SEQ ID NO: 3 или SEQ ID NO: 16. В конкретных вариантах настоящей заявки, вакцина против HBV, используемая в настоящем изобретении, содержит не встречающуюся в природе молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую антиген pol HBV, и эта не встречающаяся в природе молекула нуклеиновой кислоты содержит полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 3 или SEQ ID NO: 16.Examples of polynucleotide sequences encoding an HBV pol antigen containing the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 include, but are not limited to, a polynucleotide sequence that is at least 90% identical to SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 16, for example, at least 90, 91, 92, 93, 94, 95, 95.5, 96, 96.5, 97, 97.5, 98, 98.5, 99, 99.1, 99.2, 99, 3, 99.4, 99.5, 99.6, 99.7, 99.8, 99.9 or 100% identical to SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 16, and preferably 98, 99 or 100% identical is identical to SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 16. In specific embodiments of the present application, the HBV vaccine used in the present invention contains a non-naturally occurring nucleic acid molecule encoding an HBV pol antigen, and the non-naturally occurring nucleic acid molecule acid contains the polynucleotide sequence SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 16.

Используемый здесь термин гибридный белок или гибрид означает одну полипептидную цепь, имеющую по меньшей мере два полипептидных домена, которые обычно не присутствуют в одном природном полипептиде.As used herein, the term fusion protein or hybrid means a single polypeptide chain having at least two polypeptide domains that are not typically present in a single naturally occurring polypeptide.

В аспекте настоящего изобретения, антиген HBV, используемый в настоящем изобретении, может включать гибридный белок, содержащий усеченный коровый антиген HBV, функционально присоединенный к антигену Pol HBV, или антиген Pol HBV, функционально присоединенный к усеченному коровому антигену HBV, предпочтительно посредством линкера. Используемый здесь термин линкер означает соединение или его часть, которые действуют как молекулярный мостик для функционального связывания двух различных молекул, где одна часть линкера функционально присоединена к первой молекуле, а другая часть линкера функционально присоединена ко второй молекуле. Используемый здесь термин функционально присоединенный относится к связи или положению, где описанные компоненты находятся во взаимосвязи, позволяющей им функционировать определенным образом. Так, например, регуляторная последовательность, функционально присоединенная к представляющей интерес последовательности нуклеиновой кислоты, способна регулировать транскрипцию представляющей интерес последовательности нуклеиновой кислоты, или сигнальная последовательность, функционально присоединенная к представляющей интерес аминокислотной последовательности, способна секретировать или транслоцировать представляющую интерес аминокислотную последовательность в нужный участок.In an aspect of the present invention, the HBV antigen used in the present invention may include a fusion protein comprising a truncated HBV core antigen operably linked to an HBV Pol antigen, or a HBV Pol antigen operably linked to a truncated HBV core antigen, preferably via a linker. As used herein, the term linker means a compound or portion thereof that acts as a molecular bridge to operably link two different molecules, where one portion of the linker is operably attached to a first molecule and the other portion of the linker is operably attached to a second molecule. As used herein, the term operably attached refers to a relationship or position where the described components are in a relationship that allows them to function in a certain manner. For example, a regulatory sequence operably linked to a nucleic acid sequence of interest is capable of regulating transcription of the nucleic acid sequence of interest, or a signal sequence operably linked to an amino acid sequence of interest is capable of secreting or translocating the amino acid sequence of interest to a desired site.

Так, например, в гибридном белке, содержащем первый полипептид и второй гетерологичный полипептид, линкер служит, главным образом, в качестве спейсера между первым и вторым полипептидами. В одном варианте осуществления изобретения, линкер состоит из аминокислот, связанных друг с другом пептидными связями, предпочтительно из 1-20 аминокислот, связанных пептидными связями, где аминокислоты выбраны из 20 встречающихся в природе аминокислот. В одном варианте осуществления изобретения, 1-20 аминокислот выбраны из глицина, аланина, пролина, аспарагина, глутамина и лизина. Предпочтительно, линкер состоит из большинства аминокислот, которые являются стерически незатрудненными, таких как глицин и аланин. Репрезентативными линкерами являются полиглицины, а в частности (Gly)5, (Gly)8; поли(О1у-А1а) и полиаланины. Одним из репрезентативных подходящих линкеров является (AlaGly)n, где n означает целое число от 2 до 5.Thus, for example, in a fusion protein comprising a first polypeptide and a second heterologous polypeptide, the linker serves primarily as a spacer between the first and second polypeptides. In one embodiment of the invention, the linker consists of amino acids linked to each other by peptide bonds, preferably 1-20 amino acids linked by peptide bonds, where the amino acids are selected from 20 naturally occurring amino acids. In one embodiment of the invention, 1-20 amino acids are selected from glycine, alanine, proline, asparagine, glutamine and lysine. Preferably, the linker consists of a majority of amino acids that are sterically unhindered, such as glycine and alanine. Representative linkers are polyglycines, and in particular (Gly)5, (Gly)8; poly(O1y-A1a) and polyalanines. One representative suitable linker is (AlaGly) n , where n is an integer from 2 to 5.

Предпочтительно, гибридный белок, используемый в настоящем изобретении, может индуцировать иммунный ответ у млекопитающего против корового антигена HBV и антигена Pol HBV по меньшей мере двух генотипов. Предпочтительно, гибридный белок может индуцировать Т-клеточный ответ у млекопитающего по меньшей мере против генотипов В, С и D HBV. Более предпочтительно, гибридный белок может индуцировать СD8-Т-клеточный ответ у человека по меньшей мере против генотипов А, В, С и D HBV.Preferably, the fusion protein used in the present invention can induce an immune response in a mammal against HBV core antigen and HBV Pol antigen of at least two genotypes. Preferably, the fusion protein can induce a T cell response in a mammal against at least genotypes B, C and D of HBV. More preferably, the fusion protein can induce a CD8 T cell response in humans against at least HBV genotypes A, B, C and D.

В одном аспекте настоящей заявки, гибридный белок, используемый в настоящем изобретении, может содержать усеченный коровый антиген HBV, имеющий аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 90, например, по меньшей мере на 90, 91, 92, 93, 94, 95, 95,5, 96, 96,5, 97, 97,5, 98, 98,5, 99, 99,1, 99,2, 99,3, 99,4, 99,5, 99,6, 99,7, 99,8, 99,9 или 100% идентична SEQ ID NO: 2 или 14; линкер и антиген Pol HBV, имеющий аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 90, например, по меньшей мере на 90, 91, 92, 93, 94, 95, 95,5, 96, 96,5, 97, 97,5, 98, 98,5, 99, 99,1, 99,2, 99,3, 99,4, 99,5, 99,6, 99,7, 99,8, 99,9 или 100% идентична SEQ ID NO: 4.In one aspect of the present application, the fusion protein used in the present invention may comprise a truncated HBV core antigen having an amino acid sequence that is at least 90, such as at least 90, 91, 92, 93, 94, 95, 95.5, 96, 96.5, 97, 97.5, 98, 98.5, 99, 99.1, 99.2, 99.3, 99.4, 99.5, 99.6, 99, 7, 99.8, 99.9 or 100% identical to SEQ ID NO: 2 or 14; HBV Pol linker and antigen having an amino acid sequence that is at least 90, for example at least 90, 91, 92, 93, 94, 95, 95.5, 96, 96.5, 97, 97.5 , 98, 98.5, 99, 99.1, 99.2, 99.3, 99.4, 99.5, 99.6, 99.7, 99.8, 99.9 or 100% identical to SEQ ID NO: 4.

Предпочтительно гибридный белок, используемый в настоящем изобретении, содержит усеченный коровый антиген HBV, состоящий из аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 2 или 14; линкер, содержащий (AlaGly)n, где n равно целому числу от 2 до 5, и антиген Pol HBV, имеющий аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 4. Более предпочтительно, чтобы гибридный белок, используемый в настоящем изобретении, содержал аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 20.Preferably, the fusion protein used in the present invention contains a truncated HBV core antigen consisting of the amino acid sequence SEQ ID NO: 2 or 14; a linker comprising (AlaGly)n, where n is an integer from 2 to 5, and an HBV Pol antigen having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4. More preferably, the fusion protein used in the present invention contains the amino acid sequence of SEQ ID NO: : 20.

В некоторых вариантах настоящей заявки, гибридный белок, используемый в настоящем изобретении, также содержит сигнальную последовательность. Предпочтительно, сигнальная последовательность имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 6 или SEQ ID NO: 19. Более предпочтительно, гибридный белок содержит аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 21.In some embodiments of the present application, the fusion protein used in the present invention also contains a signal sequence. Preferably, the signal sequence has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 19. More preferably, the fusion protein contains the amino acid sequence of SEQ ID NO: 21.

Примерами полинуклеотидных последовательностей, кодирующих гибридный белок, используемый в настоящем изобретении, являются, но не ограничиваются ими, полинуклеотидная последовательExamples of polynucleotide sequences encoding a fusion protein used in the present invention include, but are not limited to, the polynucleotide sequence

- 13 043519 ность, которая по меньшей мере на 90% идентична SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 15, например по меньшей мере на 90, 91, 92, 93, 94, 95, 95,5, 96, 96,5, 97, 97,5, 98, 98,5, 99, 99,1, 99,2, 99,3, 99,4, 99,5, 99,6, 99,7, 99,8, 99,9 или 100% идентична SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 15, a предпочтительно на 98, 99 или 100% идентична SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 15, которые функционально связаны с кодирующей линкерной последовательностью, которая по меньшей мере на 90% идентична SEQ ID NO: 22, например, по меньшей мере на 90, 91, 92, 93, 94, 95, 95,5, 96, 96,5, 97, 97,5, 98, 98,5, 99, 99,1, 99,2, 99,3, 99,4, 99,5, 99,6, 99,7, 99,8, 99,9 или 100% идентична SEQ ID NO: 22, а предпочтительно на 98, 99 или 100% идентична SEQ ID NO: 22, которая также функционально присоединена с полинуклеотидной последовательности, которая по меньшей мере на 90% идентична SEQ ID NO: 3 или SEQ ID NO: 16, например, по меньшей мере на 90, 91, 92, 93, 94, 95, 95,5, 96, 96,5, 97, 97,5, 98, 98,5, 99, 99,1, 99,2, 99,3, 99,4, 99,5, 99,6, 99,7, 99,8, 99,9 или 100% идентична SEQ ID NO: 3 или SEQ ID NO: 16, а предпочтительно на 98, 99 или 100% идентична SEQ ID NO: 3 или SEQ ID NO: 16. В конкретных вариантах настоящей заявки, вакцина против HBV, используемая в настоящем изобретении, содержит не встречающуюся в природе молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую гибридный белок, и эта не встречающаяся в природе молекула нуклеиновой кислоты содержит SEQ ID NO: 1, функционально присоединенную к SEQ ID NO: 22, которая также функционально присоединена к SEQ ID NO: 3.- 13 043519 identity that is at least 90% identical to SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 15, for example at least 90, 91, 92, 93, 94, 95, 95.5, 96, 96, 5, 97, 97.5, 98, 98.5, 99, 99.1, 99.2, 99.3, 99.4, 99.5, 99.6, 99.7, 99.8, 99, 9 or 100% identical to SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 15, and preferably 98, 99 or 100% identical to SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 15, which is operably linked to a coding linker sequence that is at least at least 90% identical to SEQ ID NO: 22, for example, at least 90, 91, 92, 93, 94, 95, 95.5, 96, 96.5, 97, 97.5, 98, 98.5 , 99, 99.1, 99.2, 99.3, 99.4, 99.5, 99.6, 99.7, 99.8, 99.9 or 100% identical to SEQ ID NO: 22, and preferably is 98, 99 or 100% identical to SEQ ID NO: 22, which is also operably linked to a polynucleotide sequence that is at least 90% identical to SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 16, for example, at least 90, 91, 92, 93, 94, 95, 95.5, 96, 96.5, 97, 97.5, 98, 98.5, 99, 99.1, 99.2, 99.3, 99.4, 99.5, 99.6, 99.7, 99.8, 99.9 or 100% identical to SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 16, and preferably 98, 99 or 100% identical to SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 16. In specific embodiments of the present application, the HBV vaccine used in the present invention contains a non-naturally occurring nucleic acid molecule encoding a fusion protein, and the non-naturally occurring nucleic acid molecule contains SEQ ID NO: 1 operably linked to SEQ ID NO: 22, which is also operably linked to SEQ ID NO: 3.

В аспекте настоящей заявки, в вакцине против HBV, используемой в настоящем изобретении, первая и вторая молекулы нуклеиновой кислоты представляют собой первый и второй плазмидные ДНКвекторы, соответственно, и каждый первый и второй плазмидные ДНК-векторы содержат ориджин репликации, ген резистентности к антибиотику и от 5'-конца до 3'-конца, промоторную последовательность, энхансерную последовательность, последовательность, кодирующую сигнальный пептид, первую полинуклеотидную последовательность или вторую полинуклеотидную последовательность и последовательность сигнала полиаденилирования. В предпочтительном варианте изобретения, плазмидная ДНК представляет собой экспрессионный вектор, подходящий для экспрессии белка в клетках-хозяевах млекопитающих. Экспрессионные векторы, подходящие для экспрессии белка в клетках-хозяевах млекопитающих, включают, но не ограничиваются ими, pcDNATM, pcDNA3TM, pVAX, pVAX-1 и т.п. Предпочтительно, экспрессионный вектор основан на pVAX-1, которая может быть дополнительно модифицирована для оптимизации экспрессии белка в клетках млекопитающих. pVAX-1 является наиболее часто используемой плазмидой в ДНК-вакцинах и содержит сильный предранний промотор человеческого цитомегаловируса (CMV-IE), за которым следует последовательность полиаденилирования (рА), происходящая от бычьего гормона роста (bGH). Кроме того, pVAX-1 содержит ориджин репликации рЕТС и ген резистентности к канамицину, индуцируемый небольшим прокариотическим промотором, который обеспечивает размножение бактериальной плазмиды. Предпочтительно, плазмидный ДНК-вектор содержит оптимизированный по кодонам ген резистентности к канамицину, имеющий полинуклеотидную последовательность, которая по меньшей мере на 90% идентична SEQ ID NO: 12, а предпочтительно на 100% идентична SEQ ID NO: 12.In an aspect of the present application, in the HBV vaccine used in the present invention, the first and second nucleic acid molecules are first and second plasmid DNA vectors, respectively, and each first and second plasmid DNA vectors contain an origin of replication, an antibiotic resistance gene, and a 5' to 3', a promoter sequence, an enhancer sequence, a signal peptide coding sequence, a first polynucleotide sequence or a second polynucleotide sequence, and a polyadenylation signal sequence. In a preferred embodiment of the invention, the plasmid DNA is an expression vector suitable for expression of the protein in mammalian host cells. Expression vectors suitable for protein expression in mammalian host cells include, but are not limited to, pcDNATM, pcDNA3TM, pVAX, pVAX-1, and the like. Preferably, the expression vector is based on pVAX-1, which can be further modified to optimize protein expression in mammalian cells. pVAX-1 is the most commonly used plasmid in DNA vaccines and contains the strong human cytomegalovirus immediate early promoter (CMV-IE) followed by a polyadenylation (pA) sequence derived from bovine growth hormone (bGH). In addition, pVAX-1 contains a pETS origin of replication and a kanamycin resistance gene induced by a small prokaryotic promoter that allows propagation of the bacterial plasmid. Preferably, the plasmid DNA vector contains a codon optimized kanamycin resistance gene having a polynucleotide sequence that is at least 90% identical to SEQ ID NO: 12, and preferably 100% identical to SEQ ID NO: 12.

В конкретном варианте осуществления изобретения, вакцина против HBV, используемая в настоящем изобретении, включает:In a specific embodiment, the HBV vaccine used in the present invention includes:

a) первый плазмидный ДНК-вектор, включающий от 3'-конца до 5'-конца, промоторную последовательность, содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 7, энхансерную последовательность, содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 8, последовательность, кодирующую сигнальный пептид и содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 5, первую полинуклеотидную последовательность, содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 3, и последовательность сигнала полиаденилирования, содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 11;a) a first plasmid DNA vector comprising from the 3' end to the 5' end, a promoter sequence containing the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 7, an enhancer sequence containing the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 8, a signal peptide coding sequence and containing the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 5, a first polynucleotide sequence containing the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, and a polyadenylation signal sequence containing the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 11;

b) второй плазмидный ДНК-вектор, включающий от 3'-конца до 5'-конца, промоторную последовательность, содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 7, энхансерную последовательность, содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 8, последовательность, кодирующую сигнальный пептид и содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 5, вторую полинуклеотидную последовательность, содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 1, и последовательность сигнала полиаденилирования, содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 11; иb) a second plasmid DNA vector comprising from the 3' end to the 5' end, a promoter sequence containing the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 7, an enhancer sequence containing the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 8, a signal peptide coding sequence and containing the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 5, a second polynucleotide sequence containing the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and a polyadenylation signal sequence containing the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 11; And

c) фармацевтически приемлемый носитель, где первый плазмидный ДНК-вектор и второй плазмидный ДНК-вектор также содержат ген резистентности к канамицину, имеющий полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 12, и ориджин репликации, имеющий полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 10, и где первый плазмидный ДНК-вектор и второй плазмидный ДНК-вектор находятся в одной и той же композиции или в двух различных композициях.c) a pharmaceutically acceptable carrier, wherein the first plasmid DNA vector and the second plasmid DNA vector also contain a kanamycin resistance gene having the polynucleotide sequence SEQ ID NO: 12, and an origin of replication having the polynucleotide sequence SEQ ID NO: 10, and where the first the plasmid DNA vector and the second plasmid DNA vector are in the same composition or in two different compositions.

В тех вариантах изобретения, в которых вакцина против HBV включает первый вектор, такой как первая ДНК-плазмида, и второй вектор, такой как вторая ДНК-плазмида, количество каждого из первого и второго векторов не имеет конкретных ограничений. Так, например, первая ДНК-плазмида и вторая ДНК-плазмида могут присутствовать в отношении от 10:1 до 1:10 по массе, например, 10:1, 9:1, 8:1, 7:1,In those embodiments in which the HBV vaccine includes a first vector, such as a first DNA plasmid, and a second vector, such as a second DNA plasmid, the amount of each of the first and second vectors is not particularly limited. Thus, for example, the first DNA plasmid and the second DNA plasmid may be present in a ratio of 10:1 to 1:10 by weight, for example, 10:1, 9:1, 8:1, 7:1,

- 14 043519- 14 043519

6:1, 5:1, 4:1, 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9 или 1:10 по массе. Предпочтительно, первая и вторая ДНК-плазмиды присутствуют в отношении 1:1 по массе.6:1, 5:1, 4:1, 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1: 8, 1:9 or 1:10 by weight. Preferably, the first and second DNA plasmids are present in a 1:1 ratio by weight.

Композиции и иммуногенные комбинации согласно изобретению могут содержать дополнительные полинуклеотиды или векторы, кодирующие дополнительные антигены HBV, и/или дополнительные антигены HBV или их иммуногенные фрагменты. Однако, в конкретных вариантах осуществления изобретения, композиции и иммуногенные комбинации согласно изобретению не содержат определенных антигенов. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения, вакцина против HBV, используемая в настоящем изобретении, не содержит молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую антиген HBV, выбранный из группы, состоящей из поверхностного антигена вируса гепатита В (HBsAg), антигена оболочки HBV (Env) и белкового антигена L HBV, a также не содержит антигена HBV, выбранного из группы, состоящей из поверхностного антигена вируса гепатита В (HBsAg), антигена оболочки HBV (Env) и белкового антигена L HBV.The compositions and immunogenic combinations of the invention may contain additional polynucleotides or vectors encoding additional HBV antigens and/or additional HBV antigens or immunogenic fragments thereof. However, in certain embodiments of the invention, the compositions and immunogenic combinations of the invention do not contain certain antigens. In preferred embodiments of the invention, the HBV vaccine used in the present invention does not contain a nucleic acid molecule encoding an HBV antigen selected from the group consisting of hepatitis B virus surface antigen (HBsAg), HBV envelope antigen (Env) and L protein antigen HBV and also does not contain an HBV antigen selected from the group consisting of hepatitis B virus surface antigen (HBsAg), HBV envelope antigen (Env) and HBV L protein antigen.

Вакцина против HBV, используемая в настоящем изобретении, также может содержать фармацевтически приемлемый носитель. Фармацевтически приемлемый носитель является нетоксичным и не должен негативно влиять на эффективность активного ингредиента. Фармацевтически приемлемые носители могут включать один или более компонентов, таких как вода, гликоли, сахар, масла, аминокислоты, спирты, консерванты, мягчители, стабилизаторы, красители и т.п.The HBV vaccine used in the present invention may also contain a pharmaceutically acceptable carrier. The pharmaceutically acceptable carrier is non-toxic and should not adversely affect the effectiveness of the active ingredient. Pharmaceutically acceptable carriers may include one or more components such as water, glycols, sugars, oils, amino acids, alcohols, preservatives, emollients, stabilizers, coloring agents, and the like.

Другие примеры вакцин против HBV, используемых в настоящем изобретении, описаны в Международной патентной заявке под названием Вакцины против вируса гепатита В (HBV) и их применение, поданной в тот же день, что и настоящая заявка, под номером документа поверенного 688097-403WO1, содержание которой включено в настоящее описание посредством ссылки в полном объеме.Other examples of HBV vaccines used in the present invention are described in the International Patent Application entitled Hepatitis B Virus (HBV) Vaccines and their Use, filed on the same date as the present application under Attorney Document Number 688097-403WO1, Contents which is incorporated herein by reference in its entirety.

Наборы/Системы.Sets/Systems.

В своем общем аспекте, настоящее изобретение относится к набору или к системе для регулируемой доставки вакцины против HBV в заранее определенный участок ткани индивидуума, нуждающегося в этом, где указанный набор содержит вакцину против HBV и устройство для введения вакцины против HBV в заранее определенный участок ткани посредством электропорации. Так, например, набор или система может содержать предварительно упакованный контейнер, такой как шприц, содержащий предварительно отмеренное количество вакцины против HBV, которое можно загрузить в описанное здесь устройство для последующего введения вакцины против HBV.In its general aspect, the present invention relates to a kit or system for controlled delivery of an HBV vaccine to a predetermined tissue site of an individual in need thereof, wherein said kit comprises an HBV vaccine and a device for administering the HBV vaccine to a predetermined tissue site by means of electroporation. For example, a kit or system may contain a pre-packaged container, such as a syringe, containing a pre-measured amount of HBV vaccine that can be loaded into the device described herein for subsequent administration of HBV vaccine.

Способы индуцирования иммунного ответа.Methods for inducing an immune response.

В другом своем общем аспекте, настоящее изобретение относится к способу индуцирования иммунного ответа против вируса гепатита В (HBV) у индивидуума, нуждающегося в этом, где указанный способ включает введение индивидууму иммуногенно эффективного количества вакцины против HBV с использованием устройства, набора или системы согласно изобретению. В способах согласно изобретению могут быть использованы любые описанные здесь устройства, наборы или системы согласно изобретению. Используемый здесь термин инфекция означает инвазию хозяина агентом, вызывающим заболевание. Возбудитель заболевания считается инфекционным, если он способен заражать хозяина и реплицироваться или размножаться внутри хозяина. Примерами инфекционных агентов являются вирусы, например, HBV и некоторые виды аденовирусов, прионы, бактерии, грибы, простейшие и т.п. Термин HBV-инфекция, в частности, означает инвазию организма хозяина, такого как клетки и ткани организма хозяина, вирусом HBV.In another general aspect, the present invention relates to a method of inducing an immune response against hepatitis B virus (HBV) in an individual in need thereof, the method comprising administering to the individual an immunogenically effective amount of an HBV vaccine using a device, kit or system of the invention. Any of the devices, kits or systems of the invention described herein may be used in the methods of the invention. As used herein, the term infection means invasion of a host by a disease-causing agent. A disease agent is considered infectious if it is capable of infecting a host and replicating or multiplying within the host. Examples of infectious agents are viruses, such as HBV and some types of adenoviruses, prions, bacteria, fungi, protozoa, etc. The term HBV infection specifically means the invasion of a host organism, such as host cells and tissues, by the HBV virus.

Используемый здесь термин индуцирование иммунного ответа если он относится к описанным здесь способам, охватывает вырабатывание желаемого иммунного ответа или эффекта у индивидуума, нуждающегося в этом, против инфекции, например, HBV-инфекции. Термин индуцирование иммунного ответа также охватывает обеспечение терапевтического иммунитета для лечения заболевания, вызываемого патогенным агентом, например, HBV. Используемый здесь термин терапевтический иммунитет или терапевтический иммунный ответ означает, что организм вакцинированного индивидуума способен бороться с инфекцией патогенным агентом, против которого была сделана вакцинация, например, вырабатывать иммунитет против HBV-инфекции, сообщаемый вакциной против HBV. В варианте осуществления изобретения, термин индуцирование иммунного ответа означает вырабатывание иммунитета у индивидуума, нуждающегося в этом, например, для обеспечения терапевтического эффекта против заболевания, такого как HBV-инфекция. В некоторых вариантах осуществления изобретения, термин индуцирование иммунного ответа означает вырабатывание или повышение клеточного иммунитета, например, Т-клеточного ответа против HBV. В некоторых вариантах осуществления изобретения, термин индуцирование иммунного ответа означает вырабатывание или повышение гуморального иммунного ответа против HBV. В некоторых вариантах осуществления изобретения, термин индуцирование иммунного ответа означает вырабатывание или повышение клеточного и гуморального иммунного ответа против HBV.As used herein, the term inducing an immune response, as it relates to the methods described herein, encompasses producing a desired immune response or effect in an individual in need thereof against an infection, for example, an HBV infection. The term inducing an immune response also encompasses the provision of therapeutic immunity to treat a disease caused by a pathogenic agent, such as HBV. As used herein, the term therapeutic immunity or therapeutic immune response means that the body of a vaccinated individual is capable of fighting infection with the pathogenic agent against which the vaccination was given, for example, producing immunity against HBV infection conferred by an HBV vaccine. In an embodiment of the invention, the term inducing an immune response means producing immunity in an individual in need thereof, for example, to provide a therapeutic effect against a disease such as HBV infection. In some embodiments, the term inducing an immune response means producing or enhancing cellular immunity, such as a T cell response against HBV. In some embodiments, the term inducing an immune response means producing or enhancing a humoral immune response against HBV. In some embodiments, the term inducing an immune response means producing or enhancing a cellular and humoral immune response against HBV.

Используемый здесь термин протективный иммунитет или протективный иммунный ответ означает, что организм вакцинированного индивидуума способен бороться с инфекцией патогенным агентом, против которого была сделана вакцинация. Обычно у индивидуума, у которого выработался протективный иммунный ответ, наблюдаются лишь слабые или умеренные клинические симптомы, либоAs used herein, the term protective immunity or protective immune response means that the body of a vaccinated individual is capable of fighting off infection by the pathogenic agent against which the vaccination was given. Typically, an individual who has developed a protective immune response will have only mild to moderate clinical symptoms, or

- 15 043519 эти симптомы вообще отсутствуют. Обычно, индивидуум, имеющий ''протективный иммунный ответ или протективный иммунитет против определенного агента, не умирает от инфицирования указанным агентом.- 15 043519 these symptoms are completely absent. Typically, an individual who has a 'protective immune response' or immunity against a particular agent does not die from infection with said agent.

Обычно, введение вакцины против HBV в соответствии с вариантами настоящего изобретения осуществляют в терапевтических целях для вырабатывания иммунного ответа против HBV после заражения HBV или развития симптомов, характерных для HBV-инфекции, например, для терапевтической вакцинации.Typically, administration of an HBV vaccine in accordance with embodiments of the present invention is carried out for therapeutic purposes to generate an immune response against HBV after infection with HBV or the development of symptoms characteristic of HBV infection, for example, for therapeutic vaccination.

Используемый здесь термин иммуногенно эффективное количество или иммунологически эффективное количество означает количество композиции, полинуклеотида, вектора или антигена, достаточное для индуцирования желаемого иммунного эффекта или иммунного ответа у индивидуума, нуждающегося в этом. В одном варианте осуществления изобретения, иммуногенно эффективное количество означает количество, достаточное для индуцирования иммунного ответа у индивидуума, нуждающегося в этом. В другом варианте осуществления иммуногенно эффективное количество означает количество, достаточное для вырабатывания иммунитета у индивидуума, нуждающегося в этом, например, для обеспечения терапевтического эффекта против заболевания, такого как HBV-инфекция. Иммуногенно эффективное количество может варьироваться в зависимости от ряда факторов, таких как физическое состояние индивидуума, возраст, масса тела, состояние здоровья и т.п.; от конкретного применения, например, обеспечения протективного иммунитета или терапевтического иммунитета; и от конкретного заболевания, например, вирусной инфекции, против которой желательно вырабатывание иммунитета. Иммуногенно эффективное количество может быть легко определено специалистом в данной области исходя из описания изобретения.As used herein, the term immunogenically effective amount or immunologically effective amount means an amount of a composition, polynucleotide, vector or antigen sufficient to induce the desired immune effect or immune response in an individual in need thereof. In one embodiment of the invention, an immunogenically effective amount means an amount sufficient to induce an immune response in an individual in need thereof. In another embodiment, an immunogenically effective amount means an amount sufficient to produce immunity in an individual in need thereof, for example, to provide a therapeutic effect against a disease such as HBV infection. The immunogenically effective amount may vary depending on a number of factors, such as the individual's physical condition, age, body weight, health status, and the like; from the specific use, for example, providing protective immunity or therapeutic immunity; and from a specific disease, for example, a viral infection, against which it is desirable to develop immunity. An immunogenically effective amount can be readily determined by one skilled in the art from the description of the invention.

В конкретных вариантах осуществления изобретения, иммуногенно эффективное количество означает количество композиции или иммуногенной комбинации (такой как вакцина против HBV), которое является достаточным для достижения одного, двух, трех, четырех или более нижеследующих эффектов, таких как: (i) уменьшение или ослабление тяжести HBV-инфекции или ассоциированного с ней симптома; (ii) уменьшение длительности HBV-инфекции или ассоциированного с ней симптома; (iii) предотвращение прогрессирования HBV-инфекции или ассоциированного с ней симптома; (iv) индуцирование регрессии HBV-инфекции или ассоциированного с ней симптома; (v) предотвращение развития или возникновения HBV-инфекции или ассоциированного с ней симптома; (vi) предотвращение рецидива HBVинфекции или ассоциированного с ней симптома; (vii) уменьшение числа госпитализаций индивидуумов с HBV-инфекцией; (viii) сокращение продолжительности госпитализации индивидуума, имеющего HBVинфекцию; (ix) повышение выживаемости индивидуумов с HBV-инфекцией; (х) устранение HBVинфекции у индивидуума; (xi) ингибирование или снижение репликации HBV у индивидуума; и/или (xii) усиление или повышение профилактического(их) или терапевтического(их) эффекта(ов) другой терапии.In specific embodiments of the invention, an immunogenically effective amount means an amount of a composition or immunogenic combination (such as an HBV vaccine) that is sufficient to achieve one, two, three, four or more of the following effects, such as: (i) reducing or ameliorating severity HBV infection or associated symptom; (ii) reducing the duration of HBV infection or associated symptoms; (iii) preventing progression of HBV infection or associated symptoms; (iv) inducing regression of HBV infection or associated symptoms; (v) preventing the development or occurrence of HBV infection or associated symptoms; (vi) preventing recurrence of HBV infection or associated symptoms; (vii) reducing the number of hospitalizations of individuals with HBV infection; (viii) reducing the length of hospitalization of an individual having HBV infection; (ix) improving survival of individuals with HBV infection; (x) eliminating HBV infection in the individual; (xi) inhibiting or reducing HBV replication in an individual; and/or (xii) enhancing or enhancing the prophylactic or therapeutic effect(s) of another therapy.

В других конкретных вариантах осуществления изобретения, иммуногенно эффективное количество представляет собой количество, достаточное для снижения уровней HBsAg до их полного удаления, на что указывает клиническая сероконверсия; достижения устойчивого клиренса HBsAg, ассоциированного с уменьшением количества инфицированных гепатоцитов под действием иммунной системы индивидуума; индуцирования активированных Т-клеточных популяций, специфичных к антигену HBV; и/или для персистентной потери HBsAg в течение 12 месяцев. Примерами целевого индекса является более низкое значение HBsAg, то есть значание ниже порогового значения, составляющего 500 копий в соответствии с Международными единицами (ME) HBsAg и/или более высокое число CD8.In other specific embodiments of the invention, an immunogenically effective amount is an amount sufficient to reduce HBsAg levels until they are completely eliminated, as indicated by clinical seroconversion; achieving sustained clearance of HBsAg associated with a decrease in the number of infected hepatocytes under the influence of the individual's immune system; inducing activated T cell populations specific for HBV antigen; and/or for persistent loss of HBsAg for 12 months. Examples of a target index are a lower HBsAg value, that is, a value below the International Units (IU) HBsAg cutoff of 500 copies, and/or a higher CD8 count.

В соответствии с общим руководством, иммуногенно эффективное количество, при его использовании в отношении ДНК-плазмиды, может составлять в пределах приблизительно от 0,1 мг/мл до 10 мг/мл от общего количества плазмидной ДНК, например 0,1, 0,25, 0,5, 0,75, 1, 1,5, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 мг/мл. Предпочтительно, иммуногенно эффективное количество ДНК-плазмиды составляет менее 8 мг/мл, более предпочтительно, менее 6 мг/мл, а еще более предпочтительно, 3-4 мг/мл. Иммуногенно эффективное количество может быть вычислено исходя из одного вектора или плазмиды или из множества векторов или плазмид. Иммуногенно эффективное количество может быть введено в одной композиции или в нескольких композициях, таких как 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 композиций (например, таблеток, капсул или инъекций), где совместное введение множества капсул или инъекций обеспечивает у индивидуума иммуногенно эффективное количество. Также возможно введение индивидууму иммуногенно эффективного количества с последующим введением другой дозы иммуногенно эффективного количества тому же индивидууму по так называемой схеме прайм-буст. Эта общая концепция схемы прайм-буст хорошо известна специалистам в области вакцинации. При необходимости, помимо этой схемы могут быть проведены, но необязательно, дополнительные бустер-введения.In accordance with general guidance, an immunogenically effective amount, when used with respect to plasmid DNA, may range from about 0.1 mg/ml to 10 mg/ml of the total amount of plasmid DNA, for example 0.1, 0.25 , 0.5, 0.75, 1, 1.5, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 mg/ml. Preferably, the immunogenically effective amount of DNA plasmid is less than 8 mg/ml, more preferably less than 6 mg/ml, and even more preferably 3-4 mg/ml. The immunogenically effective amount can be calculated from a single vector or plasmid or from a plurality of vectors or plasmids. An immunogenically effective amount may be administered in a single composition or in multiple compositions, such as 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 compositions (e.g., tablets, capsules, or injections), wherein multiple administrations capsules or injections provides an immunogenically effective amount to an individual. It is also possible to administer an immunogenically effective amount to an individual followed by another dose of an immunogenically effective amount to the same individual in a so-called prime-boost regimen. This general concept of a prime-boost regimen is well known to those in the vaccine field. If necessary, in addition to this regimen, additional booster injections can be carried out, but not necessarily.

Согласно вариантам осуществления изобретения, иммуногенная комбинация, содержащая две ДНК-плазмиды, например, первую ДНК-плазмиду, кодирующую коровый антиген HBV, и вторую ДНКплазмиду, кодирующую антиген pol HBV, может быть введена индивидууму путем смешивания обеих плазмид и доставки этой смеси в один анатомический участок. Альтернативно, могут быть осуществлены две отдельные иммунизации, каждая из которых доставляет одну экспрессионную плазмиду. В таких вариантах осуществления изобретения, независимо от того, вводят ли обе плазмиды за одну иммуниза- 16 043519 цию в виде смеси или за две отдельные иммунизации, первую ДНК-плазмиду и вторую ДНК-плазмиду можно вводить в отношении от 10:1 до 1:10 по массе, например, 10:1, 9:1, 8:1, 7:1, 6:1, 5:1, 4:1, 3:1, 2:1,According to embodiments of the invention, an immunogenic combination comprising two DNA plasmids, for example, a first DNA plasmid encoding HBV core antigen and a second DNA plasmid encoding HBV pol antigen, can be administered to an individual by mixing both plasmids and delivering the mixture to one anatomical site. plot. Alternatively, two separate immunizations can be performed, each delivering one expression plasmid. In such embodiments, regardless of whether both plasmids are administered in one immunization as a mixture or in two separate immunizations, the first DNA plasmid and the second DNA plasmid can be administered in a ratio of 10:1 to 1: 10 by weight, for example, 10:1, 9:1, 8:1, 7:1, 6:1, 5:1, 4:1, 3:1, 2:1,

1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9 или 1:10 по массе. Предпочтительно, первую и вторую ДНКплазмиды вводят в отношении 1:1 по массе.1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9 or 1:10 by weight. Preferably, the first and second DNA plasmids are administered in a 1:1 weight ratio.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, индивидуумом, подлежащим лечению в соответствии со способами согласно изобретению, является HBV-инфицированный индивидуум, а в частности, индивидуум, имеющий хроническую HBV-инфекцию. Острая HBV-инфекция характеризуется эффективной активацией врожденной иммунной системы, которая дополняется последующим широким адаптивным ответом (например, вырабатыванием НВV-специфических Т-клеток, нейтрализующих антител), что обычно приводит к успешному подавлению репликации или удалению инфицированных гепатоцитов. В противоположность этому, такие ответы ухудшаются или снижаются из-за высокой вирусной и антигенной нагрузки, например, белки оболочки HBV продуцируются в изобилии и могут высвобождаться в субвирусных частицах в 1000-кратном избытке по отношению к инфекционному вирусу.In some embodiments of the invention, the individual to be treated in accordance with the methods of the invention is an HBV-infected individual, and in particular, an individual who has a chronic HBV infection. Acute HBV infection is characterized by effective activation of the innate immune system, which is complemented by a subsequent broad adaptive response (eg, production of HBV-specific T cell neutralizing antibodies), usually resulting in successful inhibition of replication or elimination of infected hepatocytes. In contrast, such responses are impaired or reduced due to high viral and antigenic load, for example, HBV envelope proteins are produced in abundance and can be released in subviral particles in 1000-fold excess relative to the infectious virus.

Хроническая HBV-инфекция описывается в виде фаз, характеризующихся вирусной нагрузкой, уровнем ферментов печени (некровоспалительная активность), нагрузкой HBeAg или HBsAg или наличием антител к этим антигенам. Уровни сссДНК остаются относительно постоянными и составляют примерно от 10 до 50 копий на клетку, даже несмотря не то, что виремия может значительно варьироваться. Персистентное присутствие видов сссДНК приводит к хроническому инфицированию. Более конкретно, фазы хронической HBV-инфекции включают: (i) иммунотолерантную фазу, характеризующуюся высокой вирусной нагрузкой и нормальными или минимально повышенными уровнями ферментов печени; (ii) HBeAg-позитивную фазу иммунной активации, при которой наблюдаются более низкие или снижающиеся уровни репликации вируса со значительно повышенными уровнями ферментов печени; (iii) неактивную фазу поддерживания HBsAg, которая представляет собой низкое репликативное состояние с низкими вирусными нагрузками и нормальными уровнями ферментов печени в сыворотке, которые могут затем подвергаться сероконверсии HBeAg; и (iv) HBeAg-негативную фазу, в которой периодически происходит репликация вируса (реактивация) с сопутствующими колебаниями уровней ферментов печени, где мутации в предкоровом и/или базальном коровом промоторе являются наиболее распространенными, а поэтому HBeAg не продуцируется инфицированной клеткой.Chronic HBV infection is described in phases characterized by viral load, liver enzyme levels (necroinflammatory activity), HBeAg or HBsAg load, or the presence of antibodies to these antigens. ssDNA levels remain relatively constant at approximately 10 to 50 copies per cell, even though viremia can vary significantly. The persistent presence of ssDNA species leads to chronic infection. More specifically, the phases of chronic HBV infection include: (i) the immunotolerant phase, characterized by a high viral load and normal or minimally elevated liver enzyme levels; (ii) an HBeAg-positive phase of immune activation, in which lower or declining levels of viral replication are observed with significantly elevated liver enzyme levels; (iii) the inactive phase of HBsAg maintenance, which represents a low replicative state with low viral loads and normal serum liver enzyme levels, which may then undergo HBeAg seroconversion; and (iv) an HBeAg-negative phase, in which periodic viral replication (reactivation) occurs with accompanying fluctuations in liver enzyme levels, where mutations in the precore and/or basal core promoter are most common and therefore HBeAg is not produced by the infected cell.

Используемый здесь термин хроническая HBV-инфекция относится к индивидууму, у которого было детектировано присутствие HBV в течение более 6 месяцев. Индивидуум, имеющий хроническую HBV-инфекцию, может находиться в любой фазе хронической HBV-инфекции. Термин хроническая HBV-инфекция имеет свое общепринятое значение, известное специалистам в данной области. Хроническая инфекция HBV может, например, характеризоваться постоянным присутствием HBsAg в течение 6 месяцев или более после острой HBV-инфекции. Так, например, используемый здесь термин хроническая HBV-инфекция соответствует определению, данному специалистами Центра по контролю и профилактике заболеваний (CDC), согласно которому хроническую НВV-инфекцию можно охарактеризовать с помощью лабораторных критериев, таких как: (i) отрицательный тест на антитела IgM против корового антигена гепатита В (анти-НВс IgM) и положительный тест на поверхностный антиген вируса гепатита В (HBsAg), антиген е вируса гепатита В (HBeAg), или тест на наличие нуклеиновой кислоты, а именно, ДНК вируса гепатита В, или (ii) положительный тест на HBsAg или на нуклеиновую кислоту ДНК HBV, или положительный тест на HBeAg, проводимый два раза с перерывом по меньшей мере в 6 месяцев.As used herein, the term chronic HBV infection refers to an individual in whom the presence of HBV has been detected for more than 6 months. An individual with chronic HBV infection may be in any phase of chronic HBV infection. The term chronic HBV infection has its generally accepted meaning known to those skilled in the art. Chronic HBV infection may, for example, be characterized by the persistent presence of HBsAg for 6 months or more after acute HBV infection. For example, the term chronic HBV infection used here corresponds to the definition given by the Centers for Disease Control and Prevention (CDC), according to which chronic HBV infection can be characterized by laboratory criteria such as: (i) a negative IgM antibody test against hepatitis B core antigen (anti-HBc IgM) and a positive test for hepatitis B virus surface antigen (HBsAg), hepatitis B virus e antigen (HBeAg), or a test for the presence of a nucleic acid, namely, hepatitis B virus DNA, or ( ii) a positive HBsAg or HBV DNA nucleic acid test, or a positive HBeAg test performed twice at least 6 months apart.

В соответствии с конкретными вариантами осуществления изобретения, иммуногенно эффективное количество означает количество композиции или иммуногенной комбинации, которое является достаточным для лечения хронической НВV-инфекции.In accordance with specific embodiments of the invention, an immunogenically effective amount means an amount of a composition or immunogenic combination that is sufficient to treat chronic HBV infection.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, индивидуум, имеющий хроническую HBVинфекцию, проходит лечение нуклеозидным аналогом (NUC), и эта инфекция подавляется NUC. Используемый здесь термин NUC-подавляемый относится к индивидууму, имеющему недетектируемый уровень вируса HBV и стабильные уровни аланинаминотрансферазы (ALT) в течение по меньшей мере шести месяцев. Примерами лечения нуклеозидным/нуклеотидным аналогом является лечение ингибиторами полимеразы HBV, такими как энтакавир и тенофовир. Предпочтительно, индивидуум, имеющий хроническую инфекцию HBV, не имеет прогрессирующего фиброза или цирроза печени. Такой индивидуум обычно имеет показатель METAVIR менее чем 3, для фиброза и результат фибросканирования менее чем 9 кПа. Показатель METAVIR представляет собой систему баллов, которая обычно используется для оценки степени воспаления и фиброза путем гистопатологической оценки при биопсии печени пациентов с гепатитом В. Система баллов включает две стандартизированных оценки: одну оценку, указывающую на степень воспаления, и одну оценку, указывающую на степень фиброза.In some embodiments of the invention, an individual having a chronic HBV infection is treated with a nucleoside analogue (NUC), and the infection is suppressed by NUC. As used herein, the term NUC-suppressed refers to an individual having undetectable levels of HBV virus and stable alanine aminotransferase (ALT) levels for at least six months. Examples of nucleoside/nucleotide analogue treatment are treatment with HBV polymerase inhibitors such as entacavir and tenofovir. Preferably, the individual having chronic HBV infection does not have advanced fibrosis or cirrhosis of the liver. Such an individual typically has a METAVIR score of less than 3 for fibrosis and a fibroscan result of less than 9 kPa. The METAVIR score is a scoring system that is commonly used to assess the degree of inflammation and fibrosis by histopathological evaluation of liver biopsies from patients with hepatitis B. The scoring system includes two standardized scores: one score indicating the degree of inflammation and one score indicating the degree of fibrosis .

Считается, что устранение или уменьшение хронической НВV-инфекции позволяет выявить тяжелое заболевание печени на ранней стадии, включая вирусный цирроз и гепатоцеллюлярную карциному. Таким образом, способы согласно изобретению могут быть также применены в качестве терапии для лечения заболеваний, вызываемых HBV. Примерами HBV-индуцированных заболеваний являются, но не ограничиваются ими, цирроз, рак (например, гепатоцеллюлярная карцинома) и фиброз, а в частности,Elimination or reduction of chronic HBV infection is believed to allow early detection of severe liver disease, including viral cirrhosis and hepatocellular carcinoma. Thus, the methods according to the invention can also be used as therapy for the treatment of diseases caused by HBV. Examples of HBV-induced diseases include, but are not limited to, cirrhosis, cancer (eg, hepatocellular carcinoma) and fibrosis, and in particular,

- 17 043519 запущенный фиброз, характеризующийся показателем METAVIR 3 или выше для фиброза. В таких вариантах осуществления изобретения, иммуногенно эффективное количество означает количество, достаточное для достижения персистентной потери HBsAg в течение 12 месяцев и значительного ослабления клинического заболевания (например, цирроза, гепатоцеллюлярной карциномы и т.п.).- 17 043519 advanced fibrosis, characterized by a METAVIR score of 3 or higher for fibrosis. In such embodiments, an immunogenically effective amount means an amount sufficient to achieve persistent loss of HBsAg for 12 months and significant attenuation of the clinical disease (eg, cirrhosis, hepatocellular carcinoma, etc.).

Способы согласно вариантам осуществления изобретения дополнительно включают введение индивидууму, нуждающемуся в этом, другого иммуногенного агента (такого как другой антиген HBV или другой антиген) или другого агента против HBV (такого как нуклеозидный аналог или другой агент против HBV) в комбинации с композицией согласно изобретению.Methods according to embodiments of the invention further comprise administering to the individual in need thereof another immunogenic agent (such as another HBV antigen or another antigen) or another anti-HBV agent (such as a nucleoside analogue or other anti-HBV agent) in combination with a composition of the invention.

Способность индуцировать или стимулировать иммунный ответ против HBV после введения в организм животного или человека может быть оценена либо in vitro, либо in vivo с помощью ряда анализов, которые являются стандартными в данной области. Общее описание методов оценки возникновения и активации иммунного ответа можно найти, например, в публикации Coligan et al. (1992 и 1994, Current Protocols in Immunology; ed. J Wiley & Sons Inc., National Institute of Health). Измерение клеточного иммунитета может быть осуществлено путем измерения профилей цитокинов, секретируемых активированными эффекторными клетками, включая клетки, происходящие от CD4+- и СD8+-Т-клеток (например, путем количественной оценки клеток, продуцирующих IL-10 или IFN-гамма с помощью ELISPOT), путем определения статуса активации иммунных эффекторных клеток (например, с помощью анализов на пролиферацию Т-клеток по классическому поглощению [3Н]-тимидина), с помощью анализа на антигенспецифические Т-лимфоциты у сенсибилизированного индивидуума (например, на пептидспецифический лизис в анализе на цитотоксичность и т.п.).The ability to induce or stimulate an immune response against HBV after administration to an animal or human can be assessed either in vitro or in vivo using a number of assays that are standard in the art. A general description of methods for assessing the initiation and activation of an immune response can be found, for example, in Coligan et al. (1992 and 1994, Current Protocols in Immunology; ed. J Wiley & Sons Inc., National Institute of Health). Measuring cellular immunity can be accomplished by measuring the profiles of cytokines secreted by activated effector cells, including cells derived from CD4+ and CD8 + T cells (for example, by quantifying cells producing IL-10 or IFN-gamma using ELISPOT) , by determining the activation status of immune effector cells (eg, using classical [3H]-thymidine uptake T-cell proliferation assays), using an antigen-specific T-lymphocyte assay in a sensitized individual (eg, peptide-specific lysis in a cytotoxicity assay and so on.).

Способность стимулировать клеточный и/или гуморальный ответ можно определить по связыванию антител и/или по конкурентному связыванию (см., например, Harlow, 1989, Antibodies, Cold Spring Harbor Press). Так, например, титры антител, продуцируемых в ответ на введение композиции, обеспечивающей иммуногенность, могут быть оценены с помощью твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA). Иммунные ответы могут быть также определены с помощью анализа с использованием нейтрализующих антител, где нейтрализация вируса определяется как потеря инфекционности посредством реакции вируса со специфическим антителом/ингибирования/нейтрализации вируса этим антителом. Иммунный ответ может быть дополнительно оценен с помощью анализа на антителозависимый клеточный фагоцитоза (ADCP).The ability to stimulate a cellular and/or humoral response can be determined by antibody binding and/or competitive binding (see, eg, Harlow, 1989, Antibodies, Cold Spring Harbor Press). For example, titers of antibodies produced in response to administration of a composition providing immunogenicity can be assessed using an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Immune responses can also be determined using a neutralizing antibody assay, where virus neutralization is defined as loss of infectivity through reaction of the virus with a specific antibody/inhibition/neutralization of the virus by that antibody. The immune response can be further assessed using an antibody-dependent cellular phagocytosis (ADCP) assay.

Ткани-мишени.Target tissues.

Тканями-мишенями, наиболее подходящими для EMTAD с применением описанных здесь способов, устройств и систем, являются как здоровые, так и патологические клетки, присутствующие, например, в ткани эпидермиса, дермы, гиподермы, в соединительной и в мышечной ткани. Этот способ может быть также применен в отношении здоровых или пораженных органов, доступ к которым должен осуществляться минимально инвазивными или другими хирургическими методами. Такими тканямимишенями являются печень, легкие, сердце, кровеносные сосуды, лимфатическая система, головной мозг, почки, поджелудочная железа, желудок, кишечник, толстая кишка, мочевой пузырь и репродуктивные органы. В некоторых вариантах осуществления изобретения, желаемый терапевтический эффект может быть достигнут с применением описанного здесь способа или устройства для доставки определенного количества агента в клетки определенных типов, обычно присутствующих в тканях-мишенях, а также в клетки других типов, которые являются аномальными в указанных тканях (например, при химиотерапевтическом лечении опухолей).Target tissues most suitable for EMTAD using the methods, devices and systems described herein are both healthy and pathological cells present, for example, in epidermal, dermal, hypodermal, connective and muscle tissue. This method can also be applied to healthy or diseased organs that must be accessed by minimally invasive or other surgical methods. Such target tissues include the liver, lungs, heart, blood vessels, lymphatic system, brain, kidneys, pancreas, stomach, intestines, colon, bladder and reproductive organs. In some embodiments of the invention, the desired therapeutic effect can be achieved using a method or device described herein for delivering a specified amount of agent to certain cell types typically present in the target tissues, as well as to other cell types that are abnormal in those tissues ( for example, during chemotherapy treatment of tumors).

Как обсуждалось ранее и как показано на фиг. 1, недостатки традиционной EMTAD заключаются в отсутствии точной и воспроизводимой пространственной и временной взаимосвязи между введением вакцины против HBV и подачей электрического сигнала. В отличие от традиционного способа EMTAD, в настоящем описании раскрываются способы и устройства для комбинированных СТАА и ESA, проводимых для обеспечения более предпочтительного клинического применения EMTAD. В настоящем изобретении раскрываются различные аспекты СТАА в комбинации с ESA для достижения воспроизводимой, согласованной и эффективной доставки вакцины против HBV. Описанные здесь способы и устройства обеспечивают пространственную и временную регуляцию введения вакцины против HBV относительно подачи электрических сигналов, и тем самым, улучшают транспорт указанного агента в тканьмишень и/или его поглощение этой тканью.As discussed previously and as shown in FIG. 1, the disadvantages of traditional EMTAD are the lack of an accurate and reproducible spatial and temporal relationship between HBV vaccine administration and electrical signal delivery. In contrast to the traditional EMTAD method, the present disclosure discloses methods and devices for combined CTAA and ESA performed to provide a more advantageous clinical use of EMTAD. The present invention discloses various aspects of CTAA in combination with ESA to achieve reproducible, consistent and effective delivery of an HBV vaccine. The methods and devices described herein provide spatial and temporal control of HBV vaccine administration relative to the delivery of electrical signals, and thereby improve the transport of the agent to a target tissue and/or its uptake by that tissue.

Методы.Methods.

В одном из своих аспектов, настоящее изобретение относится к системам, наборам и устройствам для их применения в способах регулируемого введения вакцины против HBV индивидууму, нуждающемуся в этом, с последующей ESA. Используемый здесь термин индивидуум означает любое животное, предпочтительно млекопитающее, а наиболее предпочтительно, человека, который может быть или был подвергнут лечению способом в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Используемый здесь термин млекопитающее охватывает любое млекопитающее. Примерами млекопитающих являются, но не ограничиваются ими, коровы, лошади, овцы, свиньи, кошки, собаки, мыши, крысы, кролики, морские свинки, приматы, не являющиеся человеком (NHP), такие как обезьяны или человекообразные обезьяны, человек и т.п., а более предпочтительно, человек.In one aspect, the present invention relates to systems, kits and devices for use in methods of controlled administration of an HBV vaccine to an individual in need thereof, followed by ESA. As used herein, the term individual means any animal, preferably a mammal, and most preferably a human, that can be or has been treated with a method in accordance with an embodiment of the invention. As used herein, the term mammal includes any mammal. Examples of mammals include, but are not limited to, cows, horses, sheep, pigs, cats, dogs, mice, rats, rabbits, guinea pigs, non-human primates (NHPs) such as monkeys or apes, humans, etc. etc., and more preferably, a person.

- 18 043519- 18 043519

В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к системам, наборам и устройствам для их применения в способах регулируемого введения вакцины против HBV, которому предшествует ESA. В другом своем аспекте, описанное здесь изобретение относится к системам и устройствам для их применения в способах регулируемого введения вакцины против HBV, которое сопровождается ESA. Эти способы включают, но не ограничиваются ими, пространственную или согласованную взаимосвязь с определением параметров лечения, процедуры подготовки индивидуума, СТАА, ESA и дополнительные меры.In another aspect, the present invention relates to systems, kits and devices for use in methods of controlled administration of an HBV vaccine, which is preceded by an ESA. In another aspect, the invention described herein relates to systems and devices for use in methods of controlled administration of an HBV vaccine that is accompanied by an ESA. These methods include, but are not limited to, spatial or coordinated relationship with the determination of treatment parameters, subject preparation procedures, CTAA, ESA and additional measures.

Определение параметров лечения.Determination of treatment parameters.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, параметры лечения основаны на желаемых количествах и/или продолжительности введения доз вакцины против HBV. Дозировка вакцины против HBV может зависеть, например, от конкретных показаний или применений для лечения (таких как тип и местоположение ткани-мишени), а также от различных особенностей индивидуума (таких как возраст и масса тела). Дозирование вакцины против HBV может регулироваться параметрами, относящимися к введению вакцины против HBV и ESA. Репрезентативные регулируемые параметры, относящиеся к СТАА, включают, но не ограничиваются ими, объем агента, вязкость агента и скорость инъекции. Репрезентативные регулируемые параметры, относящиеся к ESA, включают, но не ограничиваются ими, характеристики электрических сигналов, объем ткани, подвергаемый воздействию электрических сигналов, и формат электродной матрицы. Относительное время и участок СТАА и ESA представляют собой параметры, обеспечивающие дополнительную регуляцию введения доз вакцины против HBV.In some embodiments of the invention, treatment parameters are based on the desired amounts and/or duration of administration of HBV vaccine doses. HBV vaccine dosage may depend, for example, on the specific indication or treatment application (such as the type and location of the target tissue), as well as on various characteristics of the individual (such as age and body weight). Dosing of the HBV vaccine can be controlled by parameters related to the administration of the HBV vaccine and ESA. Representative control parameters related to CTAA include, but are not limited to, agent volume, agent viscosity, and injection rate. Representative control parameters related to ESA include, but are not limited to, electrical signal characteristics, tissue volume exposed to electrical signals, and electrode array format. The relative timing and location of CTAA and ESA are parameters that provide additional regulation of HBV vaccine dosing.

Подготовка индивидуума.Preparation of the individual.

В описанных здесь вариантах осуществления изобретения, описанные здесь способы могут включать стадию подготовки индивидуума. Подготовка индивидуума может включать, но не ограничивается ею, антисептическую очистку и введение анестетика, включая местную или регионарную анестезию, проводниковую анестезию, спинальную анестезию, эпидуральную анестезию или общую анестезию. В репрезентативном случае внутримышечной (IM) ESA, протоколы минимизации эффектов электрической стимуляции мышц могут быть включены в описанный здесь способ, например, включая терморегуляцию (например, охлаждение мышц), введение анестетиков и/или альтернативные модели стимуляции, достаточные для смягчения дискомфорта. Следует отметить, что выбранные способы подготовки индивидуума не должны оказывать негативного влияния на терапевтическую эффективность, если существуют приемлемые альтернативы. Так, например, было показано, что в некоторых случаях, внутримышечное введение анестетиков на основе амидов могут оказывать нежелательное воздействие на терапию, осуществляемую на основе внутримышечной доставки плазмидной ДНК, что, вероятно, обусловлено слабой миотоксичностью этих агентов, которые могут подавлять способность мышечных клеток к экспрессии белка, кодируемого вводимой последовательностью ДНК.In the embodiments described herein, the methods described herein may include the step of preparing the individual. Preparation of the individual may include, but is not limited to, antiseptic cleansing and administration of an anesthetic, including local or regional anesthesia, regional anesthesia, spinal anesthesia, epidural anesthesia, or general anesthesia. In a representative case of intramuscular (IM) ESA, protocols to minimize the effects of electrical muscle stimulation may be included in the method described herein, for example, including thermoregulation (eg, muscle cooling), administration of anesthetics, and/or alternative stimulation patterns sufficient to alleviate discomfort. It should be noted that the selected means of preparing an individual should not adversely affect therapeutic efficacy if acceptable alternatives exist. For example, it has been shown that in some cases, intramuscular administration of amide-based anesthetics may have undesirable effects on therapy based on intramuscular delivery of plasmid DNA, which is likely due to the weak myotoxicity of these agents, which can inhibit the ability of muscle cells to expression of the protein encoded by the input DNA sequence.

CTAA и ESA.CTAA and ESA.

В некоторых описанных здесь вариантах осуществления изобретения представлен способ, в котором СТАА и ESA объединяют в целях обеспечения согласованной и воспроизводимой доставки вакцины против HBV. В некоторых случаях, настоящее изобретение относится к устройствам или наборам, подходящим для СТАА, включая, например, устройство, содержащее по меньшей мере одно из автоматических устройств для инъекций и струйных инжекторов.In certain embodiments described herein, a method is provided in which CTAA and ESA are combined to provide consistent and reproducible delivery of an HBV vaccine. In some cases, the present invention relates to devices or kits suitable for CTAA, including, for example, a device containing at least one of automatic injection devices and jet injectors.

Настоящее изобретение относится к способам, наборам и устройствам, позволяющим осуществлять чрескожное размещение множества удлиненных электродов на нужную глубину безопасным и согласованным способом относительно нужного участка распределения агента у реципиентов с неоднородной толщиной и составом кожи для поддержания подачи электрических полей в ткань в целях облегчения внутримышечного, интрадермального и/или подкожного введения терапевтических или профилактических агентов, таких как нуклеиновые кислоты, фармацевтические препараты, антитела, пептиды, белки или их комбинации.The present invention relates to methods, kits and devices that allow the transdermal placement of multiple elongated electrodes to the desired depth in a safe and consistent manner relative to the desired site of agent distribution in recipients with heterogeneous skin thickness and composition to maintain the delivery of electrical fields into the tissue to facilitate intramuscular, intradermal and/or subcutaneous administration of therapeutic or prophylactic agents, such as nucleic acids, pharmaceuticals, antibodies, peptides, proteins, or combinations thereof.

Системы и способы согласно принципам настоящего изобретения обеспечивают возможность согласованного чрескожного размещения множества удлиненных проникающих в ткань электродов в заранее определенный участок ткани-мишени для распространения электрических полей в коже, в подкожной ткани и/или в скелетной мышце. Раскрытое здесь изобретение дает возможность пользователю с минимальной подготовкой размещать электроды на нужную глубину, сохраняя при этом соответствующую пространственную взаимосвязь между множеством электродов, даже если такая процедура осуществляется на участках с различными особенностями кожи. Такие варианты могут быть обусловлены вариабельностью особенностей кожи на разных участках у одного индивидуума или у различных групп реципиентов. Другими словами, системы и способы согласно изобретению должны обеспечивать согласованный профиль независимо от лица, осуществляющего введение, или реципиента. В некоторых вариантах осуществления изобретения, размещение электродов сопровождается введением одной или более игл для инъекций, которые имеют конфигурацию, подходящую для введения вакцин против HBV в область ткани-мишени и расположены в заранее определенной пространственной взаимосвязи с электродами, используемыми для ЕКА. В репрезентативном варианте осуществления изобретения, электроды расположены так, чтобы любые электрические сигналы от указанных электродов предпочтительно подавались наSystems and methods in accordance with the principles of the present invention enable the coordinated transcutaneous placement of multiple elongated tissue penetrating electrodes at a predetermined target tissue site to propagate electrical fields in the skin, subcutaneous tissue and/or skeletal muscle. The invention disclosed herein enables the user, with minimal training, to place electrodes to the desired depth while maintaining appropriate spatial relationships between multiple electrodes, even when such procedure is performed on areas with different skin characteristics. Such variations may be due to variability in skin characteristics in different areas within one individual or among different groups of recipients. In other words, the systems and methods of the invention must provide a consistent profile regardless of the administerer or recipient. In some embodiments of the invention, placement of the electrodes is accompanied by the introduction of one or more injection needles that are configured to be suitable for administering HBV vaccines to the target tissue area and are located in a predetermined spatial relationship with the electrodes used for ESA. In a representative embodiment of the invention, the electrodes are arranged such that any electrical signals from said electrodes are preferably applied to

- 19 043519 определенном расстоянии от участка введения вакцины против HBV с помощью одной или более игл для инъекции. В другом варианте осуществления изобретения, электроды расположены так, чтобы любые электрические сигналы предпочтительно подавались на участок, расположенный поблизости от участка введения вакцины против HBV с помощью одной или более игл для инъекции.- 19 043519 a certain distance from the site of administration of the HBV vaccine using one or more injection needles. In another embodiment of the invention, the electrodes are positioned such that any electrical signals are preferably applied to a site proximal to the site of administration of the HBV vaccine by one or more injection needles.

Аспекты раскрытия изобретения могут быть использованы отдельно или в комбинации для обеспечения чрескожного введения электродов в целях подачи электрических полей in vivo для облегчения внутримышечного, интрадермального и/или подкожного введения нуклеиновых кислот, небольших молекул лекарственных средств, антител, пептидов, белков и их комбинаций. В некоторых вариантах осуществления изобретения, размещение электродов и последующее распространение электрического поля осуществляют скоординированным образом с распределением представляющего интерес агента по участку ткани-мишени. В репрезентативном варианте осуществления изобретения, введение агента и подачу одного или более электрических полей осуществляют регулируемым и контролируемым образом, так, чтобы обеспечить максимальную вероятность достижения пространственной и временной совместной локализации распределения агента на участке подачи электрического поля.Aspects of the disclosure may be used alone or in combination to provide transdermal delivery of electrodes for the purpose of delivering electric fields in vivo to facilitate intramuscular, intradermal and/or subcutaneous administration of nucleic acids, small molecule drugs, antibodies, peptides, proteins, and combinations thereof. In some embodiments of the invention, the placement of the electrodes and the subsequent propagation of the electric field is carried out in a coordinated manner with the distribution of the agent of interest over the target tissue site. In a representative embodiment of the invention, the administration of the agent and the application of one or more electric fields are carried out in a controlled and controlled manner so as to maximize the likelihood of achieving spatial and temporal co-localization of the distribution of the agent at the site of the electric field application.

В общих чертах, в настоящем изобретении раскрываются способы и устройства для чрескожного размещения электродов в заранее определенном участке в коже, в подкожной ткани и/или в скелетной мышце реципиента в комбинации с введением представляющего интерес агента и локальной подачей электрических полей для улучшения доставки, поглощения и/или биологического действия агента. В некоторых вариантах, настоящее изобретение было осуществлено так, чтобы установка и использование устройства могли выполняться эффективно и надежно пользователями с минимальной подготовкой. В другом варианте, настоящее изобретение также включает установку множества блокировок, датчиков и контуров обратной связи для уменьшения частоты и/или потенциального воздействия возможных ошибок пользователя, допущенных во время настройки и использования устройства. На фиг. 2, вариант описанного здесь устройства включает кассетный блок 100, который представляет собой съемное устройство, соединенное с помощью интерфейса с аппликатором 400, который имеет конфигурацию, подходящую для подключения к регулятору 700, действующему как источник электрической энергии для активации электрода и последующей генерации электрического поля, а также для диагностики и других рутинных процедур регуляции. Регулятор 700 также имеет пользовательский интерфейс, лоток, держатель для аппликатора 400 и различные другие описанные элементы. Как видно на фиг. 2, в способе применения, резервуар 101 подходящего размера и определенной формы может быть вставлен в кассетный блок 100.In general, the present invention discloses methods and devices for transdermal placement of electrodes at a predetermined site in the skin, subcutaneous tissue and/or skeletal muscle of a recipient in combination with the administration of an agent of interest and local application of electrical fields to enhance delivery, absorption and /or biological action of the agent. In some embodiments, the present invention has been implemented so that installation and use of the device can be performed efficiently and reliably by users with minimal training. In another embodiment, the present invention also includes the installation of a variety of interlocks, sensors and feedback loops to reduce the frequency and/or potential impact of possible user errors made during setup and use of the device. In fig. 2, an embodiment of the device described herein includes a cassette unit 100, which is a removable device interfaced to an applicator 400 that is configured to be connected to a controller 700 that acts as a source of electrical energy to activate the electrode and subsequently generate an electrical field. as well as for diagnostics and other routine regulatory procedures. The controller 700 also has a user interface, a tray, a holder for an applicator 400, and various other elements described. As can be seen in FIG. 2, in the application method, a reservoir 101 of a suitable size and shape can be inserted into the cassette unit 100.

Детали кассетного блока 100, представленного в некоторых вариантах описанного здесь устройства, подробно описаны, например, на фиг. 3А-12, вместе с соответствующими взаимодействующими частями аппликатора 400 на фиг. 13А-18С, а за ними следуют, где это необходимо, части регулятора 700 на фиг. 19-20D. Далее представлены остальные части аппликатора 400, а за которыми следуют остальные части регулятора 700.Details of the cassette unit 100 provided in some embodiments of the device described herein are described in detail, for example, in FIG. 3A-12, together with corresponding interacting parts of the applicator 400 in FIG. 13A-18C, followed, where appropriate, by parts of the controller 700 in FIG. 19-20D. The remaining parts of the applicator 400 are presented next, followed by the remaining parts of the regulator 700.

Кроме того, как показано на фиг. 3А-4, в некоторых описанных здесь вариантах, кассетный блок 100 может иметь опорную конструкцию, имеющую конфигурацию, подходящую для подсоединения к аппликатору 400 и содержащую два или более удлиненных электрода 122, установленных на структуре для образования матрицы. Во избежание нежелательного распространения электрических токов внутри устройства, конструкция и материалы монтажной конструкции электрода должны быть определены таким образом, чтобы между электродами противоположной полярности внутри устройства был достаточный диэлектрический барьер. Дистальная область 137 удлиненных электродов соединена с монтажной структурой посредством стандартных механических элементов и/или связующих веществ, соответствующих составу материала электродной монтажной конструкции и электродов.Moreover, as shown in FIG. 3A-4, in some embodiments described herein, the cassette unit 100 may have a support structure configured for connection to the applicator 400 and comprising two or more elongate electrodes 122 mounted on the structure to form the array. To avoid unwanted propagation of electrical currents within the device, the design and materials of the electrode mounting structure must be specified so that there is a sufficient dielectric barrier between electrodes of opposite polarity within the device. The distal region 137 of the elongated electrodes is connected to the mounting structure through standard mechanical elements and/or adhesives appropriate to the material composition of the electrode mounting structure and the electrodes.

В репрезентативном варианте осуществления изобретения, внешняя конструкция корпуса кассеты 102 имеет конфигурацию, подходящую для подсоединения к резервуару для жидкости 101, содержащему вакцину против HBV, где резервуар 101 и конструкция корпуса кассеты 102 имеют конфигурацию, подходящую для оперативного соединения по меньшей мере с одним отверстием для инъекции (иглой 105), через которое вакцина против HBV вводится в ткань-мишень. В некоторых вариантах осуществления изобретения, эта конфигурация облегчает совместную локализацию распределения представляющего интерес агента на участке подачи электрического поля. В другом варианте осуществления изобретения, эта конфигурация облегчает реализацию заранее определенной пространственной взаимосвязи между устройством для ESA и СТАА. В еще одном репрезентативном варианте осуществления изобретения, шприц 101 вставляется в кассету 100, где после загрузки кассеты в аппликатор 400, шприц 101 продвигается по направлению к втулке для иглы 152 и соединяет кассету с иглой.In a representative embodiment of the invention, the outer structure of the cassette body 102 is configured for connection to a fluid reservoir 101 containing an HBV vaccine, wherein the reservoir 101 and the cassette body structure 102 are configured to be operatively coupled to at least one aperture for injection (105 needle) through which the HBV vaccine is injected into the target tissue. In some embodiments of the invention, this configuration facilitates co-localization of the distribution of the agent of interest at the site of the electric field application. In another embodiment of the invention, this configuration facilitates the implementation of a predetermined spatial relationship between the device for ESA and CTAA. In another exemplary embodiment of the invention, a syringe 101 is inserted into a cartridge 100 where, after loading the cartridge into the applicator 400, the syringe 101 is advanced toward the needle hub 152 and connects the cartridge to the needle.

Некоторые варианты осуществления изобретения могут включать использование шприцев, флаконов, ампул, кассет или эквивалентных структур для хранения одной или более вакцин против HBV. В некоторых вариантах осуществления изобретения, резервуары могут быть изготовлены по меньшей мере из стекла или пластика, причем, материал должен быть выбран так, чтобы он был совместим с представляющим интерес агентом. На используемый резервуар могут быть нанесены покрытия для обеспечения желаемых смазывающих или защитных свойств. Как описано выше, электроды 122 могут быть полыми, аSome embodiments of the invention may include the use of syringes, vials, ampoules, cassettes, or equivalent structures for storing one or more HBV vaccines. In some embodiments of the invention, the reservoirs may be made of at least glass or plastic, the material being selected to be compatible with the agent of interest. The reservoir used may be coated to provide the desired lubricating or protective properties. As described above, electrodes 122 may be hollow and

- 20 043519 в некоторых случаях, они могут иметь отверстия для инъекции, которые могут быть оперативно соединены с резервуарами для жидкости. Альтернативно, отверстие для инъекции может содержать одну или более игл для подкожных инъекций и/или безыгольные порты для инъекции, расположенные соответствующим образом по отношению к электродам. Выбор типа и размера отверстия для инъекции может зависеть от желаемого способа введения, распределения в ткани и физических свойств представляющего интерес агента. В определенном варианте осуществления изобретения, конструкция кассеты гарантирует заранее определенную пространственную взаимосвязь между отверстием для инъекции и электродами в месте их расположения, так, чтобы распределение представляющего интерес агента происходило, по существу, в ткани, ограниченной проводящими областями множества электродов. Чтобы свести к минимуму необходимость обращения пользователя с острыми предметами, в определенном варианте осуществления изобретения, кассета 100, предназначенная для использования игл для подкожных инъекций, имеет такую конфигурацию, при которой игла для подкожных должна быть соединена с кассетой уже во время изготовления, а не в более распространенном случае соединения иглы со шприцем во время использования. В определенных вариантах осуществления изобретения, аспект раскрытия изобретения может включать элементы в кассете и/или иглу для гарантированного удержания иглы во время изготовления, распределения, обработки и использования, а также элементы, обеспечивающие правильное соединение резервуара с иглой перед использованием. В некоторых вариантах осуществления изобретения, такие признаки могут минимизировать риски утечки агента из резервуара или соединительного отверстия резервуара из-за поломки или неправильного соединения.- 20 043519 in some cases, they may have injection ports that can be operatively connected to fluid reservoirs. Alternatively, the injection port may include one or more hypodermic needles and/or needle-free injection ports suitably positioned relative to the electrodes. The choice of injection port type and size may depend on the desired route of administration, tissue distribution, and physical properties of the agent of interest. In a certain embodiment of the invention, the design of the cassette ensures a predetermined spatial relationship between the injection port and the electrodes at their location such that the distribution of the agent of interest occurs substantially within the tissue defined by the conductive regions of the plurality of electrodes. To minimize the need for the user to handle sharp objects, in a certain embodiment of the invention, the cassette 100 for use with hypodermic needles is configured such that the hypodermic needle must be connected to the cassette at the time of manufacture rather than the more common case of connecting a needle to a syringe during use. In certain embodiments of the invention, an aspect of the invention may include features in the cartridge and/or needle to ensure that the needle is retained during manufacture, dispensing, processing and use, as well as features to ensure proper connection of the reservoir to the needle prior to use. In some embodiments of the invention, such features may minimize the risks of leakage of agent from the reservoir or reservoir connection opening due to breakage or improper connection.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, кассета может включать поверхность контакта с тканью, находящуюся на дистальном конце субблока. В некоторых вариантах осуществления изобретения, поверхность контакта с тканью имеет, по существу, плоскую структуру, расположенную перпендикулярно электродам удлиненной формы и имеющую одно или более отверстий, которые имеют конфигурацию, подходящую для прохождения электродов через поверхность контакта с тканью. Для вариантов осуществления изобретения, включающих встроенный резервуар и отверстие для инъекции, такая поверхность контакта также имеет апертуру для размещения отверстия для инъекции или безыгольной инъекции. Для минимизации риска загрязнения электродов и иглы для инъекции, а также непреднамеренного прикосновения пользователя или реципиента к острым предметам, в определенном варианте осуществления изобретения, отверстия для размещения электродов и иглы для инъекций должны иметь размер, подходящий для предотвращения случайного контакта с электродами и иглой для инъекций. Чаще всего, поверхность контакта с тканью состоит из одного или более пластиков, подходящих по меньшей мере для кратковременного контакта с тканью.In some embodiments of the invention, the cartridge may include a tissue contact surface located at the distal end of the subunit. In some embodiments of the invention, the tissue contact surface has a substantially planar structure positioned perpendicular to the elongated electrodes and having one or more openings that are configured to allow the electrodes to pass through the tissue contact surface. For embodiments of the invention including an integral reservoir and an injection port, such contact surface also has an aperture for accommodating an injection port or needleless injection. To minimize the risk of contamination of the electrodes and injection needle, as well as inadvertent contact of the user or recipient with sharp objects, in a certain embodiment of the invention, the openings for the placement of electrodes and injection needles should be sized to prevent accidental contact with the electrodes and injection needle. . Most often, the tissue contact surface consists of one or more plastics suitable for at least short-term contact with the tissue.

Во избежание потенциального перекрестного загрязнения биологического материала реципиентами, кассетный блок 100 может иметь конфигурацию, подходящую для его одноразового использования. В некоторых случаях, кассета содержит один или более механических, электрических и/или идентификационных элементов, которые ограничивают использование кассеты одним введением. Примерами механических элементов такого типа являются, например, но не ограничиваются ими, блокировки и/или фиксаторы, которые закрепляют конструкцию крепления электрода и/или защитный экран (см. ниже) во включенном состоянии после использования. Примерами электрических элементов являются, например, плавкие предохранители или плавкие вставки, расположенные последовательно с одним или более электродами, которые отключаются источником электрической энергии по окончании первого использования кассеты. Примерами элементов идентификации являются, например, серийные устройства идентификации радиочастот, штрих-коды или коды быстрого реагирования, выполненные так, чтобы они считывались аппликатором, и/или источник электрической энергии. Затем, идентификационная информация для конкретной кассеты может быть использована для предотвращения случайного или преднамеренного повторного использования этой кассеты аппликатором и/или источника энергии. В одном варианте осуществления изобретения, один или более избыточных элементов включены для минимизации возможности повторного использования кассет.To avoid potential cross-contamination of biological material by recipients, cassette unit 100 may be configured for single use. In some cases, the cassette contains one or more mechanical, electrical and/or identification elements that limit the use of the cassette to a single administration. Examples of this type of mechanical elements include, for example, but are not limited to, interlocks and/or latches that secure the electrode mounting structure and/or shield (see below) in the on state after use. Examples of electrical elements are, for example, fuses or fuses located in series with one or more electrodes, which are turned off by the electrical power source after the first use of the cassette. Examples of identification elements are, for example, serial radio frequency identification devices, bar codes or quick response codes designed to be read by an applicator, and/or an electrical power source. The identification information for a particular cassette can then be used to prevent accidental or intentional reuse of that cassette by the applicator and/or power source. In one embodiment of the invention, one or more redundant elements are included to minimize the possibility of reusing the cartridges.

В одном варианте описанного здесь устройства, как показано на фиг. 2, аппликатор 400 содержит опорную конструкцию, имеющую конфигурацию, подходящую для соединения с кассетным блоком 100, пользовательский интерфейс 410-418 (фиг. 13В), электропроводящие электрические соединения, имеющие конфигурацию, подходящую для обеспечения оперативного соединения между областью проводящего контакта, расположенной в дистальной области удлиненных электродов, и источником электрической энергии при введении электродов в ткань-мишень реципиента. В некоторых случаях, пользовательский интерфейс содержит дескриптор, один или более элементов изображения, предназначенных для передачи информации пользователю, и один или более элементов, способных принимать входные данные для пользователя. В некоторых вариантах осуществления изобретения, элементы изображения имеют конфигурацию, позволяющую передавать информацию о рабочем состоянии устройства во время его настройки и использования, а также соответствующие предупреждения/сообщения об ошибках. Такие дисплеи могут содержать механические элементы, источники света, алфавитно-цифровые дисплеи и/или электронные экраны дисплея. В некоторых случаях, элементы, способные принимать входные данные для пользователя, выполнены так, чтобы они позволяли пользователю на соответствующем этапе проце- 21 043519 дуры отключать элементы безопасности в устройстве, предотвращающем случайный разряд, и сделать выбор конкретных параметров процедуры (например, предполагаемой глубины инъекции) и инициировать процедуру введения, и такие элементы могут включать кнопки, триггеры, механические рельсы и/или рычаги.In one embodiment of the device described herein, as shown in FIG. 2, applicator 400 includes a support structure configured for connection to cassette unit 100, user interface 410-418 (FIG. 13B), electrically conductive electrical connections configured to provide an operative connection between a conductive contact area located distal areas of elongated electrodes, and a source of electrical energy when introducing electrodes into the target tissue of the recipient. In some cases, the user interface includes a handle, one or more display elements configured to convey information to the user, and one or more elements capable of receiving input from the user. In some embodiments of the invention, the pixels are configured to convey information about the operating status of the device during setup and use, as well as associated warning/error messages. Such displays may include mechanical elements, light sources, alphanumeric displays, and/or electronic display screens. In some cases, elements capable of receiving user input are configured to allow the user, at an appropriate point in the procedure, to disable safety elements in the device preventing accidental discharge and to make a selection of specific procedure parameters (for example, the intended injection depth ) and initiate the insertion procedure, and such elements may include buttons, triggers, mechanical rails and/or levers.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, аппликатор 400 также включает механизмы привода, которые взаимодействуют с кассетным блоком, и которые предназначены для чрескожного размещения электродов, позиционирования отверстия для инъекций по отношению к тканям-мишеням, выпуска представляющего интерес агента из резервуара через отверстие на участок ткани-мишени и/или передачи электрических сигналов от генератора электрического поля, такого как регулятор 700, в кассету 100. Аппликатор 400 может быть сконструирован так, чтобы энергия для приведения в действие механизмов подавалась пользователем или, более предпочтительно, чтобы устройство могло содержать один или более неактивных источников энергии, функционально связанных с механизмами привода в аппликаторе. Такие неактивные источники энергии включают, например, электромеханические устройства (соленоиды, двигатели, ходовые винты), механические компоненты (пружины и родственные устройства) и сжиженные газы.In some embodiments of the invention, the applicator 400 also includes drive mechanisms that interact with the cassette unit, and which are configured to transdermally place electrodes, position the injection port with respect to target tissues, release the agent of interest from the reservoir through the port to the tissue site. target and/or transmitting electrical signals from an electric field generator, such as a controller 700, to a cassette 100. The applicator 400 may be designed such that the energy to operate the mechanisms is supplied by the user or, more preferably, the device may contain one or more inactive energy sources functionally connected to the drive mechanisms in the applicator. Such inactive energy sources include, for example, electromechanical devices (solenoids, motors, lead screws), mechanical components (springs and related devices) and liquefied gases.

Репрезентативная реализация кассетного блока 100 описана на фиг. 3А, где кассетный блок 100 включает отверстие для загрузки резервуара 140 и приемник резервуара 142 для приема и хранения лекарственного средства в резервуаре 101. Кассетный блок 100 является необходимым, поскольку для устройства, в котором электрическое поле должно генерироваться и использоваться в процессе терапии, генератор электрического поля, такой как регулятор 700, необходим для электрического взаимодействия с устройством, содержащим электроды, сконструированные так, чтобы они контактировали с тканьюмишенью. Поскольку регулятор может быть предназначен для многократного использования, а резервуар 101 может быть предназначен для одноразового использования, то кассетный блок 100 может служить для удерживания электродов 122, а резервуар 101 может служить для соединения с устройством для многократного использования и кассетным блоком 100, предназначенным для одноразового использования. Таким образом, аппликатор 400 может быть повторно используемым компонентом, а кассетный блок 100 может быть предназначен для одноразового использования. Кассетный блок 100 может быть также приведен в состояние, предотвращающее его последующее использование, если при вставке резервуара 101 возникают ошибки или искажения информации или если присутствуют дефекты.A representative implementation of cassette unit 100 is described in FIG. 3A, where the cassette unit 100 includes an opening for loading a reservoir 140 and a reservoir receptacle 142 for receiving and storing medication in the reservoir 101. The cassette unit 100 is necessary because for a device in which an electric field is to be generated and used during therapy, an electric generator fields, such as controller 700, are required to electrically interact with a device containing electrodes designed to contact target tissue. Since the regulator may be reusable and the reservoir 101 may be disposable, the cassette unit 100 may serve to hold the electrodes 122 and the reservoir 101 may be coupled to the reusable device and the disposable cassette unit 100. use. Thus, the applicator 400 may be a reusable component, and the cassette unit 100 may be intended for single use. The cassette unit 100 may also be placed in a state that prevents its subsequent use if errors or distortions occur when inserting the reservoir 101 or if defects are present.

Термин резервуар 101 может означать шприц, флакон или любое другое устройство, которое может содержать лекарственное средство или вакцину против HBV, и которое может быть соединено с устройством, имеющим отверстие, таким как игла, показанная на фиг. 4, а именно, игла 105, имеющая втулку для иглы 152. Резервуар 101 для кассетного блока 100 данного типа имеет, в основном, обычную форму и размер. Различные компоненты в кассетном блоке 100 допускают отклонение от точных размеров и/или производственных допусков, но, как правило, имеют обычные формы и размеры, необходимые для снижения риска того, что лекарственные средства, не маркированные для их использования в кассете 100, будут ошибочно доставлены этим устройством. Если резервуар 101 подходящего размера не находится в распоряжении пользователя, то одна или более блокировок в кассетном блоке 100 не смогут его отключить, и система будет нефункциональной до тех пор, пока не будет вставлен резервуар 101 подходящего размера.The term reservoir 101 may refer to a syringe, vial, or any other device that may contain an HBV drug or vaccine and which may be connected to a device having an opening, such as the needle shown in FIG. 4, namely, a needle 105 having a sleeve for a needle 152. The reservoir 101 for a cassette unit 100 of this type has a generally conventional shape and size. Various components in the cassette unit 100 are subject to variation from precise dimensions and/or manufacturing tolerances, but are generally of the usual shapes and sizes necessary to reduce the risk that drugs not labeled for their use in the cassette 100 will be erroneously shipped. this device. If a suitably sized reservoir 101 is not available to the user, then one or more interlocks in the cassette unit 100 will not be able to disable it and the system will be non-functional until a suitably sized reservoir 101 is inserted.

Как показано на фиг. 3В, резервуар 101 может быть снабжен поршнем и отверстием 156 для выхода лекарственного средства. Съемный колпачок 158 может быть также предусмотрен для поддержания стерильности и целостности агента до тех пор, пока резервуар не будет вставлен и использован. Отверстие для выхода лекарственного средства может находиться рядом с используемой втулкой для иглы 152, а поршень может находиться напротив этого отверстия для выхода лекарственного средства. В качестве альтернативы открытому отверстию для выхода лекарственного средства, в некоторых вариантах осуществления изобретения, резервуар может быть сконструирован так, чтобы он содержал перегородку, которая закрывает и герметизирует конец контейнера напротив поршня. Перегородка может быть изготовлена из эластомерных соединений, таких как силикон или бутилкаучук, с определенным составом и покрытием из материала, выбранного для обеспечения стабильности и совместимости с агентом, содержащимся в резервуаре. Такой компонент, как перегородка, обычно удерживается на месте обжимным уплотнителем или другим крепежным механизмом. Такая конфигурация уплотнителя перегородки устраняет необходимость в съемном колпачке, но требует, чтобы игла 105 была снабжена подходящим прокалывающим элементом, таким как игла, шип или другие элементы, для доступа к жидкости, содержащейся в резервуаре. Конкретные реализации для этой конфигурации включают использование двухсторонних игл и адаптеров для ампул с шипами.As shown in FIG. 3B, the reservoir 101 may be provided with a piston and a drug outlet opening 156. A removable cap 158 may also be provided to maintain the sterility and integrity of the agent until the reservoir is inserted and used. The drug release hole may be adjacent to the needle hub 152 being used, and the piston may be located opposite the drug release hole. As an alternative to an open drug outlet, in some embodiments of the invention, the reservoir may be designed to include a baffle that covers and seals the end of the container opposite the piston. The baffle may be made of elastomeric compounds such as silicone or butyl rubber, with a specific composition and coating of material selected to provide stability and compatibility with the agent contained in the reservoir. A component such as a baffle is usually held in place by a crimp seal or other fastening mechanism. This septum seal configuration eliminates the need for a removable cap, but requires that the needle 105 be provided with a suitable piercing element, such as a needle, spike, or other elements, to access the liquid contained in the reservoir. Specific implementations for this configuration include the use of double-ended needles and spiked ampoule adapters.

Кассетный блок 100 создан не только для приема резервуара 101, но также и для приема аппликатором 400 через приемное отверстие 401 кассетного блока аппликатора (фиг. 2). Таким образом, кассетный блок 100 включает устройство, позволяющее аппликатору 400 втягивать и удерживать его во внутреннем объеме, по меньшей мере частично. В некоторых вариантах осуществления изобретения, устройство представляет собой одну или более реек на поверхности(ях) кассетного блока 100, которые сцепляются с соответствующим узлом движущейся шестерни в аппликаторе 400. В других вариантах реализации, ап- 22 043519 пликатор 400 может быть соединен с кассетным блоком 100 без необходимости втягивать его вовнутрь.The cassette unit 100 is designed not only to receive the reservoir 101, but also to be received by the applicator 400 through the receiving opening 401 of the applicator cassette unit (FIG. 2). Thus, the cassette unit 100 includes a device that allows the applicator 400 to be drawn into and retained at least partially within the internal volume. In some embodiments, the device comprises one or more racks on the surface(s) of the cassette unit 100 that engage a corresponding moving gear assembly in the applicator 400. In other embodiments, the applicator 400 may be coupled to the cassette unit 100 without having to pull it in.

В других вариантах осуществления изобретения, могут быть использованы и другие технологии, позволяющие кассетному блоку 100 соединяться с аппликатором 400, например, движущимися дорожками или кронштейнами и т.п., к которым может быть подсоединен кассетный блок 100.In other embodiments of the invention, other technologies may be used to allow the cassette unit 100 to be coupled to the applicator 400, such as moving tracks or brackets, etc., to which the cassette unit 100 may be coupled.

Аппликатор 400 дополнительно снабжен интерфейсными элементами, позволяющими ему управлять некоторыми действиями в кассетном блоке 100. В частности, аппликатор 400 может иметь конфигурацию, подходящую для регуляции введения иглы, доставки лекарственного средства, введения электрода и активацию электрода с использованием различных подсистем. В некоторых случаях, эти стадии являются взаимосвязанными, в результате чего одно действие аппликатора 400 инициирует множество этих стадий. В некоторых вариантах осуществления изобретения, все эти стадии, кроме доставки лекарственного средства и активации электрода, запускаются одним действием, как описано ниже в репрезентативном варианте осуществления изобретения.The applicator 400 is further provided with interface elements allowing it to control certain actions within the cassette unit 100. In particular, the applicator 400 may be configured to control needle insertion, drug delivery, electrode insertion, and electrode activation using various subsystems. In some cases, these stages are interconnected, such that a single action of the applicator 400 initiates a plurality of these stages. In some embodiments, all of these steps except drug delivery and electrode activation are triggered by a single action, as described below in a representative embodiment of the invention.

После соответствующей активации, такой как использование электрических или оптических сигналов, подаваемых на механические, электрические или оптические элементы кассетного блока 100, аппликатор 400 может обеспечивать тестирование подсистем в кассетном блоке 100 с гарантией, что они будут работать соответствующим образом и будут правильно настроены для доставки лекарственного средства посредством подачи электрического поля. Так, например, такие подсистемы представляют собой подсистемы, которые могут быть протестированы с помощью аппликатора 400 для гарантии того, что кассетный блок 100 ранее не использовался; что резервуар был правильно размещен в кассетном блоке; что соответствующее усилие, приложенное к телу индивидуума, осуществлялось посредством выравнивающей панели/бокового экрана 108; что глубина была правильно выбрана пользователем; и что внешняя кассетная крышка 110 была удалена. Кроме того, аппликатор 400 может быть сконструирован так, чтобы он позволял осуществлять мониторинг состояния функций кассет во время выполнения процедуры. Так, например, такие подсистемы представляют собой подсистемы, которые могут быть протестированы с помощью аппликатора 400 для гарантии того, что электроды 122 будут расположены в нужном участке у индивидуума еще до начала введения лекарственного средства; что поршень в резервуаре был надлежащим образом приведен в действие до подачи электрических полей; и что пользователь поддерживал соответствующую силу, приложенную к телу индивидуума во время процедуры введения и т.п.After appropriate activation, such as through the use of electrical or optical signals applied to the mechanical, electrical, or optical elements of the cassette unit 100, the applicator 400 can provide testing of the subsystems in the cassette unit 100 to ensure that they operate as intended and are correctly configured for drug delivery. means by applying an electric field. Thus, for example, such subsystems are subsystems that can be tested using the applicator 400 to ensure that the cassette unit 100 has not previously been used; that the reservoir has been correctly placed in the cassette unit; that the corresponding force applied to the individual's body was effected by the leveling panel/side screen 108; that the depth was correctly selected by the user; and that the outer cassette cover 110 has been removed. In addition, the applicator 400 may be designed to allow monitoring of the status of the cassette functions during a procedure. Thus, for example, such subsystems are subsystems that can be tested using the applicator 400 to ensure that the electrodes 122 are located in the desired area on the subject before the drug is administered; that the piston in the reservoir was properly actuated before the electrical fields were applied; and that the user maintains an appropriate force applied to the individual's body during the insertion procedure and the like.

Помимо подсистем, которые управляются аппликатором 400, кассетный блок 100 может включать соответствующие подсистемы, включая подсистемы, которые взаимодействуют с аппликатором 400, и подсистемы, которые не взаимодействуют с ним, так, чтобы это позволяло осуществлять доставку лекарственного средства и проведение терапии путем подачи электрического поля. Такими подсистемами являются подсистема для введения иглы и электрода, подсистема для защиты пользователей от соприкосновения с острыми предметами после проведения терапии; подсистема для обеспечения различной глубины введения иглы/электродов; подсистема для обеспечения адекватного усилия, прилагаемого к ткани реципиента до начала проведения этой процедуры и впоследствии, во время этой процедуры введения и т.п. Хотя это часто описывается применительно к размещаемым иглам и электродам, однако, следует отметить, что это не является строго обязательным, и что системы с неразмещаемыми или фиксированными иглами и электродами также имеют преимущества при применении систем и способов согласно принципам настоящего изобретения, включая описанные подсистемы.In addition to the subsystems that are controlled by the applicator 400, the cassette unit 100 may include corresponding subsystems, including subsystems that interact with the applicator 400 and subsystems that do not interact with it, so as to allow drug delivery and therapy by applying an electric field. . Such subsystems are a subsystem for inserting a needle and electrode, a subsystem for protecting users from contact with sharp objects after therapy; subsystem for providing different depths of needle/electrode insertion; a subsystem for ensuring adequate force is applied to the recipient tissue prior to the commencement of the procedure and subsequently during the insertion procedure, etc. Although this is often described in relation to placeable needles and electrodes, it should be noted that this is not strictly necessary, and that systems with fixed or fixed needles and electrodes also have advantages when using systems and methods according to the principles of the present invention, including the described subsystems.

В одном репрезентативном варианте осуществления изобретения, как показано на фиг. 4, кассетный блок 100 включает внешнюю кассету 102, в некоторых случаях, называемую корпусом. Внешняя кассета 102 заканчивается на дистальном конце внешней кассетной крышкой 106. Внешняя кассета 102 включает приемник внутренней кассеты 150 для подачи во внутреннюю кассету 103, которая принимается и перемещается с возможностью скольжения относительно внешней кассеты 102. Внутренняя кассета 103 включает приемник 142 резервуара, и в ней может находиться резервуар 101. Внутренняя кассета 103 входит в зацепление с внутренней кассетной крышкой 104 на дистальном конце. Внутренняя кассетная крышка 104 выполняет ряд функций, в том числе блокирует электроды 122 в определенном месте (сама внутренняя кассета 103 имеет углубления, в которые помещены электроды 122) и обеспечивает опорную поверхность для защитного экрана 134. Внутренняя кассетная крышка 104 фиксируется на внутренней кассете 103.In one representative embodiment of the invention, as shown in FIG. 4, the cassette unit 100 includes an outer cassette 102, in some cases referred to as a housing. The outer cassette 102 is terminated at the distal end by an outer cassette cap 106. The outer cassette 102 includes an inner cassette receptacle 150 for feeding into an inner cassette 103, which is received and slidably moved relative to the outer cassette 102. The inner cassette 103 includes a reservoir receptacle 142, and therein there may be a reservoir 101. The inner cassette 103 engages the inner cassette cover 104 at the distal end. The inner cassette cover 104 performs a number of functions, including locking the electrodes 122 in place (the inner cassette 103 itself has recesses into which the electrodes 122 are placed) and providing a support surface for the protective shield 134. The inner cassette cover 104 is secured to the inner cassette 103.

Задняя часть 112 кассеты входит в часть приемника 142 резервуара во внутренней кассете 103, то есть в часть, противоположную внутренней кассетной крышке 104. Детектирующая крышка 118 резервуара входит в зацепление с задней частью 112 кассеты посредством детектирующей пружины 116 резервуара. Стопорное кольцо 114 кассеты блокирует систему на определенном участке, включая заднюю часть 112 кассеты, сцепленную с внутренней кассетой 103. Детектирующая пружина 116 резервуара также служит для подталкивания резервуара 101 в зацепление с втулкой иглы 152, а также служит для создания допустимых размеров резервуара 101.The cassette rear portion 112 engages the reservoir receptacle portion 142 of the inner cassette 103, that is, the portion opposite the inner cassette cover 104. The reservoir detection cover 118 engages the cartridge rear portion 112 by a reservoir detection spring 116. The cassette retaining ring 114 locks the system to a specific location, including the rear cassette portion 112 engaged with the inner cassette 103. The reservoir detection spring 116 also serves to push the reservoir 101 into engagement with the needle hub 152 and also serves to create the allowable dimensions of the reservoir 101.

Блокировка 120 резервуара обеспечивает механическую блокировку для предотвращения непреднамеренного или нежелательного срабатывания элементов кассеты. В частности, блокировка 120 резервуара, также называемая первым элементом запуска для вставки резервуара, расположена ниже внутренней кассеты 103 и имеет пальцы, которые проходят через прорези или отверстия, имеющиеся во внут- 23 043519 ренней кассете 103 (см. фиг. 5В). Пальцы препятствуют скольжению задней части 112 кассеты относительно внутренней кассеты 103, и, в частности, перемещению внутри внутренней кассеты 103 по направлению к внутренней кассетной крышке 104 до того, как резервуар будет вставлен в приемник 142 резервуара.The reservoir lock 120 provides a mechanical lock to prevent inadvertent or unwanted activation of the cartridge elements. Specifically, the reservoir lock 120, also referred to as the first reservoir insertion trigger, is located below the inner cassette 103 and has pins that extend through slots or holes provided in the inner cassette 103 (see FIG. 5B). The fingers prevent the rear cassette portion 112 from sliding relative to the inner cassette 103, and in particular from moving within the inner cassette 103 toward the inner cassette cover 104 before the reservoir is inserted into the reservoir receptacle 142.

Когда резервуар 101 будет правильно вставлен приемник 142 резервуара, блокировка 120 резервуара подается вниз, и пальцы также опускаются вниз, и больше не продвигаются в приемник 142 резервуара. Такое опускание или нажатие блокировки 120 резервуара может быть также осуществлено со слышимым, тактильным или осязаемым щелчком, который может информировать пользователя о правильной вставке. После нажатия, задняя часть 112 кассеты, которая больше не блокируется пальцами блокировки 120 резервуара, затем может перемещаться и, в частности, может перемещаться в направлении к внутренней кассетной крышке 104.When the reservoir 101 is correctly inserted into the reservoir receptacle 142, the reservoir lock 120 is pushed down and the fingers also move down and no longer advance into the reservoir receptacle 142. Such lowering or pressing of the reservoir lock 120 may also be accomplished with an audible, tactile, or tactile click that may inform the user of correct insertion. Once pressed, the rear cassette portion 112, which is no longer locked by the reservoir lock fingers 120, can then be moved and, in particular, can be moved towards the inner cassette cover 104.

Перемещение задней части 112 кассеты вызывается действием стыка 470 крышки пружины/кассеты, когда кассетный блок 100 вставляется в аппликатор 400 способом, описанным ниже. Когда задняя часть 112 кассеты перемещается достаточно далеко вперед, она фиксируется на месте, закрепляя резервуар 101 в приемнике 142 резервуара, и обеспечивая его правильное положение относительно втулки 152 для иглы, что будет гарантировать продвижение интактной жидкости от резервуара 101 к отверстию иглы 105.Movement of the rear cassette portion 112 is caused by the action of the spring/cassette cover joint 470 when the cassette unit 100 is inserted into the applicator 400 in the manner described below. When the rear portion 112 of the cartridge is moved far enough forward, it locks into place, securing the reservoir 101 in the reservoir receiver 142, and ensuring its correct position relative to the needle hub 152, which will ensure the movement of intact fluid from the reservoir 101 to the opening of the needle 105.

В тех вариантах устройства, в которых игла для инъекций встроена в кассету 100, использование стандартных коммерчески доступных одноразовых игл для подкожных инъекций может быть осуществлео с помощью такого устройства. Тем не менее, эксплуатационные характеристики и характеристики надежности устройства могут быть улучшены за счет включения специально сконструированных элементов, которые отсутствуют в иглах для подкожных инъекций, предназначенных для обычных процедур парентерального введения. Конкретные особенности втулки 152 для иглы могут включать материал, из которого она состоит, элементы удерживания для предотвращения смещения втулки 152 для иглы из внутренней кассеты 103 во время распределения и использования и ориентацию любых скошенных элементов в игле относительно втулки.In those embodiments of the device in which the injection needle is built into the cartridge 100, the use of standard commercially available disposable hypodermic needles can be accomplished using such a device. However, the performance and reliability characteristics of the device can be improved by incorporating specially designed features that are not found in hypodermic needles intended for conventional parenteral administration procedures. Particular features of the needle hub 152 may include the material of which it is composed, retention features to prevent displacement of the needle hub 152 from the inner cartridge 103 during dispensing and use, and the orientation of any beveled features in the needle relative to the hub.

Стандартные одноразовые иглы для инъекций обычно состоят из полипропиленового термопластика, полученного литьем под давлением. Однако, для многих целей, ударная вязкость, предел прочности при растяжении и прочность на изгиб полипропилена могут быть недостаточными для гарантии целостности втулки при воздействии сил, характерных для введения иглы и инъекции с помощью этого устройства. Конкретными недостатками, вызывающими беспокойство, являются разрушение стенки втулки изза ударных или инжекционных сил, а также нарушение соединения втулки с иглой по этим причинам. Хотя для устранения этих недостатков могут быть проведены коррекции в конструкции втулки, включая ее геометрию и толщину стенки, однако, не всегда возможно изменить конструкцию в достаточной степени так, чтобы можно было предотвратить поломку втулки, и, при этом гарантировать, что втулка будет сохранять свой размер, необходимый для правильного сопряжения с коническими люэровскими скользящими соединителями, как описано в соответствующем документе по стандартам, опубликованном Международной Организацией по стандартам (ISO) ISO 80369-7: 2016, под заголовком Разъемы малого диаметра для жидкостей и газов, используемых в здравоохранении - часть 7. Соединители для внутрисосудистого или подкожного применения. В частности, учитывая силы, которым подвергаются игла и втулка шприца во время введения, в некоторых вариантах осуществления изобретения используется материал с улучшенной ударной вязкостью, прочностью на растяжение и прочностью на изгиб. Одним из примеров является использование поликарбонатных пластиков, изготовленных путем литья под давлением (таких как ZELUX® GS, Makrolon или Lexan) или сополиэфиров (таких как Eastman Tritan Copolyester MX731, МХ711 и MX 730). При оценке согласно ISO 180:2000 Пластики - Определение ударной вязкости по Изоду считается, что ударная прочность с надрезом, подходящая для этой цели, составляет по меньшей мере 70 кДж/м2. При оценке в соответствии с ISO 527-1:2012. Пластики - Определение свойств при растяжении. Часть 1. Общие принципы, предел прочности при растяжении, подходящий для этой цели, составляет по меньшей мере 30 МПа. При оценке в соответствии с ISO 178:2010. Пластики - Определение свойств при изгибе, считается, что прочность на изгиб, подходящая для этой цели, составляет по меньшей мере 50 МПа. В некоторых вариантах осуществления изобретения, специально выбранная смола является совместимой с предполагаемым методом стерилизации (например, гаммаизлучением) и не обнаруживает каких-либо нежелательных изменений физических свойств, которые могут нарушать ее функцию.Standard disposable injection needles typically consist of injection molded polypropylene thermoplastic. However, for many applications, the toughness, tensile strength and flexural strength of polypropylene may be insufficient to ensure the integrity of the sleeve when subjected to the forces inherent in needle insertion and injection with this device. Specific drawbacks of concern are failure of the sleeve wall due to impact or injection forces, and failure of the sleeve-to-needle connection due to these reasons. Although adjustments to the bushing design, including geometry and wall thickness, can be made to correct these deficiencies, it is not always possible to change the design sufficiently to prevent bushing failure while still ensuring that the bushing will retain its properties. the size required to properly mate with tapered luer slip connectors as described in the related standards document published by the International Standards Organization (ISO) ISO 80369-7:2016, entitled Small diameter connectors for liquids and gases used in healthcare - part 7. Connectors for intravascular or subcutaneous use. In particular, given the forces that the syringe needle and hub are subjected to during administration, some embodiments of the invention utilize a material with improved toughness, tensile strength, and flexural strength. One example is the use of injection molded polycarbonate plastics (such as ZELUX® GS, Makrolon or Lexan) or copolyesters (such as Eastman Tritan Copolyester MX731, MX711 and MX 730). When assessed according to ISO 180:2000 Plastics - Determination of Izod impact strength, a notched impact strength suitable for this purpose is considered to be at least 70 kJ/m 2 . When assessed in accordance with ISO 527-1:2012. Plastics - Determination of tensile properties. Part 1: General principles, the tensile strength suitable for this purpose is at least 30 MPa. When assessed in accordance with ISO 178:2010. Plastics - Determination of flexural properties, a flexural strength suitable for this purpose is considered to be at least 50 MPa. In some embodiments of the invention, the specifically selected resin is compatible with the intended sterilization method (eg, gamma radiation) and does not exhibit any undesirable changes in physical properties that may impair its function.

В те варианты осуществления изобретения, в которых используется специально изготовленная игла для инъекций, включены один или более механических элементов, которые обычно не присутствуют в стандартных втулках шприца, и которые позволяют вставлять устройство во внутреннюю кассету 103. Такие элементы могут включать петли, защелки или выступы с соответствующими механическими элементами, расположенными во внутренней кассете 103. В некоторых случаях, элементы выполнены таким образом, что втулка сопрягается с внутренней кассетой 103 в согласованной ориентации. Комбинация со способом изготовления иглы, который обеспечивает согласованную ориентацию скоса или другой особенности отверстия для иглы, гарантирует, что отклонения в месте инъекции или в распределении лекар- 24 043519 ственного средства из-за расположения и конструкции отверстия могут быть учтены при конструировании устройства. Так, например, иглы с асимметричными проникающими наконечниками (например, со скошенным вырезом) могут вызывать направленное смещение во время ее введения в ткань из-за взаимодействия между тканью и асимметричным элементом пенетрации на игле. Если электроды имеют симметричный элемент наконечника для пенетрации (например, наконечник иглы троакара), то электроды не будут иметь соответствующего смещения при их введении. Следовательно, крепежный элемент для втулки 152 для иглы на внутренней кассете 103 может давать смещение в положении отверстия для инъекции иглой 105 относительно электродов 122 перед их размещением с учетом ожидаемых свойств асимметрического скоса иглы при размещении. Точный размер смещения может зависеть от природы ткани-мишени и ожидаемого диапазона глубины проникновения, но в некоторых вариантах осуществления изобретения, игла смещается на 0,5-1 мм на каждые 10 мм глубины проникновения. При использовании электродов и игл для инъекций с различными профилями наконечников, или в случае, когда профили наконечников должны быть последовательно ориентированы по отношению друг к другу, такие особенности выгодны для обеспечения совместной локализации при распределении лекарственного средства путем подачи электрических полей.Those embodiments that use a custom-made injection needle include one or more mechanical features not typically found in standard syringe hubs that allow the device to be inserted into the internal cassette 103. Such features may include hinges, latches, or projections. with corresponding mechanical elements located in the inner cassette 103. In some cases, the elements are configured such that the sleeve mates with the inner cassette 103 in a consistent orientation. The combination with a needle manufacturing method that provides a consistent orientation of the bevel or other feature of the needle hole ensures that variations in the injection site or drug distribution due to the location and design of the hole can be taken into account in the design of the device. For example, needles with asymmetrical penetrating tips (eg, beveled) may cause directional displacement during insertion into tissue due to the interaction between the tissue and the asymmetrical penetrating element on the needle. If the electrodes have a symmetrical tip element for penetration (for example, a trocar needle tip), then the electrodes will not have a corresponding displacement when they are inserted. Therefore, the fastener for the needle hub 152 on the inner cassette 103 may provide an offset in the position of the injection hole of the needle 105 relative to the electrodes 122 prior to their placement, taking into account the expected asymmetric bevel properties of the needle during placement. The exact amount of displacement may depend on the nature of the target tissue and the expected range of penetration depth, but in some embodiments of the invention, the needle moves 0.5-1 mm for every 10 mm of penetration depth. When using electrodes and injection needles with different tip profiles, or when the tip profiles must be sequentially oriented with respect to each other, such features are advantageous for providing co-localization during drug distribution by applying electric fields.

Включение детектирующей крышки 118 шприца, установленной на детектируемой пружине 116 шприца, гарантирует, что кассетный блок 100 может принимать и правильно размещать шприц 101 относительно втулки 152 для иглы в пределах диапазона производственных допусков, ожидаемых для шприца 101. Аппликатор 400 позволяет задней части 112 кассеты перемещаться вперед во время процедуры загрузки, когда стык 470 крышки/кассеты пружины в аппликаторе 400 перемещается дистально относительно кассетного блока 100. Это действие происходит, когда кассетный блок 100 загружается в аппликатор 400, и кассетный блок 100 втягивается в аппликатор 400, например, под действием механизма загрузки, например, механизма реечной передачи, описанного ниже.The inclusion of a syringe detection cap 118 mounted on a syringe detection spring 116 ensures that the cassette unit 100 can receive and correctly position the syringe 101 relative to the needle hub 152 within the range of manufacturing tolerances expected for the syringe 101. The applicator 400 allows the back of the cassette 112 to move forward during the loading procedure when the spring cap/cassette joint 470 in the applicator 400 moves distally relative to the cassette unit 100. This action occurs when the cassette unit 100 is loaded into the applicator 400 and the cassette unit 100 is retracted into the applicator 400, for example, by the action of a mechanism loading, such as the rack and pinion mechanism described below.

Движение задней части 112 кассеты может действовать как вторая блокировка. В частности, в одном варианте осуществления изобретения, как видно на фиг. 5C-5D, линия визирования является видимой и детектируемой посредством соответствующим образом сконструированного датчика в кассетном блоке, в приемнике 403 кассетного блока, через серию блокирующих отверстий 144' резервуара (фиг. 5D). Эта линия визирования видна, когда кассетный блок 100 загружается в аппликатор 400. Эта световая линия визирования или ее окклюзия могут действовать как часть второй блокировки, которая должна быть отключена для того, чтобы регулятор 700 мог активировать и запускать устройство, включая введение иглы и электрода, доставку лекарственного средства и активацию электрода.Movement of the rear cassette portion 112 may act as a second lock. In particular, in one embodiment of the invention, as seen in FIG. 5C-5D, the line of sight is visible and detected by a suitably designed sensor in the cassette unit, in the cassette unit receiver 403, through a series of reservoir blocking holes 144' (FIG. 5D). This line of sight is visible when the cassette unit 100 is loaded into the applicator 400. This light line of sight, or occlusion thereof, may act as part of a second interlock that must be disabled in order for the controller 700 to activate and operate the device, including insertion of the needle and electrode, drug delivery and electrode activation.

Так, например, в одном варианте осуществления изобретения, блокирующие отверстия 144' резервуара (фиг. 5D) должны быть закрыты для работы устройства. Если присутствует видимая линия визирования, например, как было обнаружено с помощью ИК-излучателя или излучателя видимого света и детектора, спаренного с приемником 403 кассетного блока аппликатора, то устройство может быть выведено в нерабочее состояние и может генерировать и отображать сообщение об ошибке на дисплее аппликатора 404 и/или регулятора 700, включая дисплей регулятора 712, для уведомления пользователя о состоянии устройства, а также о рекомендуемых шагах, которые необходимо предпринять для устранения ошибки.Thus, for example, in one embodiment of the invention, the reservoir blocking openings 144' (FIG. 5D) must be closed for the device to operate. If a visible line of sight is present, for example, as detected by an IR emitter or a visible light emitter and detector coupled to the applicator cassette unit receiver 403, then the device may be rendered inoperative and may generate and display an error message on the applicator display. 404 and/or controller 700, including controller display 712, to notify the user of the status of the device, as well as recommended steps to take to resolve the error.

Таким образом, в этом варианте осуществления изобретения, одно состояние ошибки может заключаться в том, что резервуар 101 не был загружен в кассетный блок 100, или в том, что шприц не был надлежащим образом установлен во внутреннюю кассету 103. В этом случае, блокировка 120 резервуара не может быть нажата, так как резервуар 101 не выполняет это действие. В этом случае, задняя часть 112 кассеты не может перемещаться вперед в дистальном направлении, то есть по направлению к внутренней кассетной крышке 104. Конструкция этих компонентов может быть такой, что открытое состояние задней части дает открытую линию визирования 146 посредством первых блокирующих отверстий 144' резервуара (фиг. 5D). Дополнительная проверка заключается в том, что задняя часть 112 кассеты не может быть закрыта, и это может проявляться как неспособность кассеты перемещаться на необходимое расстояние назад или дистально в приемник 403 кассетного блока. Поскольку эти условия определены системой как состояние ошибки, то то же самое можно идентифицировать и использовать при получении сообщения об ошибке, например, соответствующего сообщения пользователю на пользовательский интерфейс на дисплее 404 аппликатора и/или регулятора 700, включая дисплей 712 регулятора. Подобное состояние ошибки может возникнуть, если резервуар 101 будет неправильно загружен, или если будет нарушена блокировка 120 резервуара. Обычно, в этом случае, соответствующее сообщение об ошибке может сопровождаться инструкциями для пользователя по извлечению кассеты, повторной установке нового резервуара и попытке повторного введения кассетного блока 100 в аппликатор 400.Thus, in this embodiment of the invention, one error condition may be that the reservoir 101 was not loaded into the cassette unit 100, or that the syringe was not properly installed in the internal cassette 103. In this case, the lockout 120 the reservoir cannot be pressed because the reservoir 101 does not perform this action. In this case, the rear cassette portion 112 cannot be moved forward in a distal direction, that is, toward the inner cassette cover 104. The design of these components may be such that the open state of the rear portion provides an open line of sight 146 through the first reservoir blocking holes 144' (Fig. 5D). An additional check is that the rear portion 112 of the cassette may not be closed, and this may manifest as the inability of the cassette to move the required distance back or distally into the receptacle 403 of the cassette unit. Since these conditions are defined by the system as an error condition, the same can be identified and used when an error message is received, for example, a corresponding message to the user on the user interface on the display 404 of the applicator and/or controller 700, including the controller display 712. A similar error condition may occur if the tank 101 is not loaded correctly, or if the tank lock 120 is broken. Typically, in this case, the associated error message may be accompanied by instructions for the user to remove the cassette, reinstall a new reservoir, and attempt to reinsert the cassette unit 100 into the applicator 400.

Другое состояние ошибки может заключаться в том, что задняя часть 112 кассеты перемещается пользователем вперед вручную без резервуара 101, что происходит, когда пользователь вручную выталкивает блокировку 120 из приемника 142 резервуара. Эта ситуация также может быть определена как состояние ошибки, и такая же ситуация может быть обнаружена потому, что другая (вторая) серия блокирующих отверстий 144 резервуара (фиг. 5С) размещена на части внешней кассеты 102. Если резервуар не установлен, но задняя часть 112 кассеты перемещается вперед под действием блокировки 120 резерAnother error condition may be that the rear portion 112 of the cartridge is moved forward manually by the user without the reservoir 101, which occurs when the user manually pushes the lock 120 out of the reservoir receptacle 142. This situation can also be defined as an error condition, and the same situation can be detected because another (second) series of reservoir blocking holes 144 (FIG. 5C) is placed on a portion of the outer cassette 102. If the reservoir is not installed, but the rear portion 112 the cassette moves forward under the action of the 120 reserve lock

- 25 043519 вуара, находящейся в нажатом состоянии, то блокирующие отверстия 144' резервуара (фиг. 5D) совмещаются с блокирующими отверстиями 144 резервуара (фиг. 5С), что снова приводит к созданию открытой линии визирования 146 и последующему состоянию ошибки. Это состояние ошибки также может возникать, если блокировка 120 резервуара повреждена, и его пальцы больше не находятся в приемнике 142 резервуара. В определенном варианте осуществления изобретения, это состояние ошибки не может быть исправлено путем попытки переустановить резервуар, поскольку резервуар может не умещаться в приемник 142 резервуара с блокированной задней частью 112 кассеты. В определенном варианте осуществления изобретения, требуется новый кассетный блок 100.- 25 043519 voir is in the pressed state, the blocking holes 144' of the reservoir (Fig. 5D) are aligned with the blocking holes 144 of the reservoir (Fig. 5C), which again leads to the creation of an open line of sight 146 and a subsequent error condition. This error condition can also occur if the reservoir lock 120 is damaged and its fingers are no longer in the reservoir receiver 142. In a certain embodiment of the invention, this error condition cannot be corrected by attempting to reset the reservoir because the reservoir may not fit into the reservoir receiver 142 with the rear cassette portion 112 locked. In a certain embodiment of the invention, a new cassette unit 100 is required.

В противоположность этому, если резервуар 101 соответствующего размера расположен в нужном месте, то детектирующая крышка 118 резервуара откидывается назад к детектирующей пружине 116 резервуара, и движение детектирующей крышки 118 резервуара закрывает блокирующие отверстия 144 резервуара (фиг. 5С) и блокирующие отверстия 144' резервуара (фиг. 5D). В этом случае, состояние ошибки отсутствует, что позволяет устройству работать. Окклюзия и обнаружение окклюзии происходят внутри корпуса аппликатора 400 после того, как будет вставлен кассетный блок 100, и, таким образом, попытки пользователя снять эту блокировку будут безуспешными, независимо от того, является ли такое снятие намеренным, случайным или вызванным каким-либо дефектом. Следует отметить, что это состояние без ошибки все еще возникает, даже если пользователь преднамеренно или по неосторожности сам закрывает заднюю часть 112 кассеты во время работы с кассетой 100.In contrast, if the appropriately sized reservoir 101 is located in the desired location, the reservoir detection cover 118 is folded back toward the reservoir detection spring 116, and the movement of the reservoir detection cover 118 closes the reservoir blocking holes 144 (FIG. 5C) and the reservoir blocking holes 144' (Fig. 5C). Fig. 5D). In this case, there is no error condition, allowing the device to operate. Occlusion and occlusion detection occur within the applicator body 400 after the cassette unit 100 is inserted, and thus, attempts by the user to remove this lock will be unsuccessful, regardless of whether such removal is intentional, accidental, or caused by some defect. It should be noted that this error-free condition still occurs even if the user intentionally or inadvertently closes the cassette back 112 while operating the cassette 100.

В зависимости от того, в каком состоянии возникает ошибка, кассетный блок 100 может оставаться пригодным для использования или нет. Если задняя часть 112 кассеты зафиксирована на месте, то кассетный блок 100 становится непригодным для использования. Однако, если задняя часть 112 кассеты не была зафиксирована на месте, то кассетный блок 100 можно извлечь из аппликатора 400 и вставить новый резервуар 101.Depending on the state in which the error occurs, the cassette unit 100 may remain usable or not. If the cassette back 112 is locked in place, the cassette unit 100 becomes unusable. However, if the cassette back 112 has not been locked in place, the cassette unit 100 can be removed from the applicator 400 and a new reservoir 101 inserted.

Хотя было обнаружено, что вышеупомянутый набор из двух блокировок (один механический с блокировкой 120 резервуара и один с излучателем и коллектором света и блокирующими отверстиями 144 и 144' резервуара) являются особенно подходящими в некоторых вариантах осуществления изобретения, однако, следует понимать, что могут быть использованы блокировки и других типов (фиг. 5C-5D). Так, например, вместо состояния ошибки, в том случае, когда блокирующие отверстия 144 резервуара не были закрыты, может возникнуть состояние ошибки (в результате изменения местоположения блокирующего отверстия резервуара и программной логики), если блокирующие отверстия 144 резервуара были закрыты (и чистая линия визирования 146 будет соответствовать состоянию без ошибок). Блокировка 120 резервуара может включать дополнительные механические сигнальные элементы, которые не видны в кассетном блоке, когда блокировка включена, но становятся видимыми для датчика с соответствующей конфигурацией, когда шприц 101 был правильно вставлен, и блокировка 120 резервуара находится в отжатом положении. В других вариантах осуществления изобретения, для определения присутствия линии визирования, например оптической, акустической, электрической или т.п. могут быть применены и другие способы, при условии, что подходящий излучатель и коллектор будут находиться в аппликаторе 400. Для того, чтобы определить, является ли резервуар 101 правильно загруженным, могут быть также применены и другие способы, например, механические методы, известные специалистам в данной области. В зависимости от целей реализации, если обнаружено состояние ошибки, то аппликатор 400 может быть отключен от работы с кассетным блоком 100 в определенном месте, или аппликатор 400 может быть отключен даже от принятия кассетного блока 100 в первую очередь. Так, например, кассета сконструирована так, чтобы блокировка 120 резервуара включала механические язычки или блокирующие элементы, которые простираются от одной или более поверхностей кассеты до тех пор, пока шприц 101 не будет правильно вставлен в кассету 100. Механические язычки предназначены для взаимодействия с соответствующим фиксатором, расположенным в аппликаторе 400, так чтобы загрузка кассеты 100 в аппликатор 400 была физически блокирована до тех пор, пока не будет снята блокировка 120 резервуара. Это механическое взаимодействие будет обеспечивать обратную связь с пользователем или системой, и сообщать о том, что условие ошибки должно быть устранено до загрузки кассеты 100 в аппликатор 400. В других вариантах осуществления изобретения, могут быть использованы более или менее чем две блокировки, хотя обе эти блокировки могут быть соответствующим образом ассоциированы с различными профилями безопасности.While the above set of two interlocks (one mechanical with reservoir interlock 120 and one with light emitter and collector and reservoir interlock openings 144 and 144') have been found to be particularly suitable in some embodiments of the invention, it should be understood that there may be Other types of locks were also used (Figs. 5C-5D). Thus, for example, instead of an error condition if the reservoir blocking holes 144 were not closed, an error condition may occur (as a result of changing the location of the reservoir blocking hole and program logic) if the reservoir blocking holes 144 were closed (and a clear line of sight 146 will correspond to a state without errors). The reservoir lock 120 may include additional mechanical signaling elements that are not visible in the cassette unit when the lock is engaged, but become visible to a suitably configured sensor when the syringe 101 has been correctly inserted and the reservoir lock 120 is in the disengaged position. In other embodiments of the invention, to determine the presence of a line of sight, such as optical, acoustic, electrical, or the like. Other methods may be used, provided that a suitable emitter and collector are located in the applicator 400. In order to determine whether the reservoir 101 is properly loaded, other methods may also be used, such as mechanical methods known to those skilled in the art. this area. Depending on implementation goals, if an error condition is detected, the applicator 400 may be disabled from handling the cassette unit 100 at a particular location, or the applicator 400 may be disabled from even accepting the cassette unit 100 in the first place. Thus, for example, the cartridge is designed such that the reservoir lock 120 includes mechanical tabs or locking elements that extend from one or more surfaces of the cartridge until the syringe 101 is properly inserted into the cartridge 100. The mechanical tabs are designed to engage with a corresponding lock. located in the applicator 400 such that loading of the cassette 100 into the applicator 400 is physically blocked until the reservoir lock 120 is released. This mechanical interaction will provide feedback to the user or system and indicate that an error condition must be resolved before the cartridge 100 is loaded into the applicator 400. In other embodiments of the invention, more or less than two interlocks may be used, although both locks can be appropriately associated with different security profiles.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, в вышеуказанных методах определения или для усовершенствования этих методов могут быть также использованы и другие элементы. Так, например, когда двигатель используется для проталкивания кассетного блока 100 в аппликатор 400, могут быть использованы описанные ниже датчики для детектирования пространственного положения кассетного блока 100 кассеты в процессе вставки. Другими словами, аппликатор 400 может определить, в каком месте приемника 403 кассетного блока находится этот кассетный блок 100. В некоторых случаях, это дает возможность определить другие состояния ошибок либо напрямую, либо путем инициации активации дополнительных датчиков для оценки состояния устройства. Так, например, в используемой кассете, задняя часть 112 кассеты зафиксирована в определенном положении. Если попытаться повторно использовать кассетный блок 100, то оптический детектор будет обнаруживать кассетный блок 100 в другомIn some embodiments, other elements may also be used in the above determination methods or to improve upon these methods. Thus, for example, when a motor is used to push the cassette unit 100 into the applicator 400, the sensors described below may be used to detect the spatial position of the cassette unit 100 during insertion. In other words, the applicator 400 can determine where the cassette unit 100 is located in the cassette unit receiver 403. In some cases, this makes it possible to detect other error conditions either directly or by triggering the activation of additional sensors to evaluate the status of the device. Thus, for example, in a cassette used, the rear portion 112 of the cassette is fixed in a certain position. If you attempt to reuse the cassette unit 100, the optical detector will detect the cassette unit 100 in another

- 26 043519 положении, отличающемся от положения неиспользуемого кассетного блока 100. Использование электродвигателя для одной или более системных функций также обеспечивает возможность мониторинга его рабочего состояния, включая величины напряжения и тока, подаваемые на двигатель, а также количество оборотов, которые выполняет двигатель во время конкретной операции. Измерение этих величин во время работы системы может может быть проведено с применением основного или второго метода детектирования потенциальных или фактических состояний неисправности. Так, например, использование механических блокировок, предназначенных для блокирования процедуры загрузки, если кассета 100 была неправильно сконструирована, может быть осуществлено в комбинации с датчиками и логическими схемами для гарантии правильной загрузки кассеты 100 в аппликатор 400. Так, например, взаимодействие описанных выше механических элементов, предназначенных для предотвращения загрузки кассеты 100 без правильно установленного резервуара 102, будет приводить к увеличению нагрузки на механизм привода двигателя, что будет приводить к большему потреблению тока. Детектирование повышения силы тока, потребляемого двигателем, будет приводить к остановке процедуры загрузки и сообщать пользователю об остановке работы и состоянии неисправности, например, на дисплее 712 стимулятора и/или дисплее 404 аппликатора.- 26 043519 position different from the position of the unused cassette unit 100. Using the electric motor for one or more system functions also provides the ability to monitor its operating status, including the amount of voltage and current supplied to the motor, as well as the number of revolutions the motor performs during a particular operations. Measurement of these quantities while the system is operating can be made using a primary or secondary method for detecting potential or actual fault conditions. Thus, for example, the use of mechanical interlocks designed to block the loading procedure if the cassette 100 was improperly designed may be implemented in combination with sensors and logic to ensure that the cassette 100 is loaded correctly into the applicator 400. Thus, for example, the interaction of the mechanical elements described above designed to prevent loading of the cassette 100 without a properly installed reservoir 102 will result in increased load on the motor drive mechanism, which will result in greater current consumption. Detection of an increase in current drawn by the motor will cause the boot procedure to stop and notify the user of the stoppage and fault condition, for example, on the stimulator display 712 and/or the applicator display 404.

Поскольку возможно, что лекарственные средства, не предназначенные для введения этим способом, могут содержаться в резервуарах, имеющих такой же размер и конфигурацию, как и резервуары, предназначенные для их использования этим способом доставки. Следовательно, дополнительным аспектом системы является применение одного или более способов для гарантии того, что резервуар 101, вставленный пользователем в кассету 100, будет специально предназначен для использования с данным устройством. Введение таких элементов будет снижать риск неправильного введения лекарственного средства данному индивидууму. Обычно конкретная информация в инструкциях для пользователя и маркировка лекарственного средства включает схему и способ введения. Однако, для дальнейшего снижения вероятности ошибок пользователя, может оказаться желательным включение механических, оптических и/или электрических элементов в резервуар и устройство. В одном варианте осуществления изобретения, шприц может быть сконструирован так, чтобы он включал один или более уникальных механических элементов, отсутствующих в других резервуарах, которые могут быть аналогичны резервуарам, предназначенным для использования в этом способе доставки. Так, например, резервуар может быть специально изготовлен так, чтобы он включал ребро или другой удлиненный элемент на фланце или корпусе резервуара. В этом варианте осуществления изобретения, соответствующий элемент сопряжения должен быть включен в блокировку 120 резервуара, так, чтобы блокировка резервуара могла быть отключена только в том случае, если резервуар с соответствующим элементом сопряжения был правильно вставлен в устройство. В случае, если не представляется возможным непосредственно использовать этот элемент при конструировании резервуара, то в качестве альтернативного варианта, в резервуар может быть включен второй механический компонент, который будет уникальным для резервуаров, предназначенных для использования с этим устройством. Так, например, кольцо или другой соответствующим образом сконструированный элемент, предназначенный для скольжения по корпусу резервуара, можно использовать для подбора резервуара в целях его использования с этим устройством путем сопряжения с соответствующим элементом во внешней кассете 102, внутренней кассете 103, в блокировке 120 резервуара, в детектируемой крышке 118 резервуара или в другом подходящем элементе в кассете 100. Дополнительный вариант осуществления изобретения включает специальная изготовленную метку подходящего размера, цвета и/или электрической проводимости, нанесенную на заранее определенное место на наружной поверхности резервуаров, которые предназначены для использования с этим устройством. Соответствующие оптические или электрические датчики в аппликаторе 400 могут быть сконструированы так, чтобы они детектировали присутствие или отсутствие метки на поверхности резервуара для подтверждения того, что лекарственное средство, введенное в кассету, будет предназначено для использования с этим устройством. Способ детектирования включает использование оптических или электрических сигналов, подаваемых на поверхность для определения присутствия или отсутствия метки. Таким образом, резервуары, содержащие лекарственные средства, не предназначенные для использования с этим устройством (и, следовательно, имеющие несоответствующую метку), могут быть обнаружены и удаления во избежание возможного неправильного их использования.Because it is possible that drugs not intended for administration by this method may be contained in reservoirs having the same size and configuration as the reservoirs intended for use by this delivery method. Therefore, an additional aspect of the system is the use of one or more methods to ensure that the reservoir 101 inserted by the user into the cartridge 100 will be specifically designed for use with the device. The introduction of such elements will reduce the risk of inappropriate administration of the drug to a given individual. Typically, specific information in the instructions for use and labeling of a drug includes the schedule and route of administration. However, to further reduce the likelihood of user error, it may be desirable to include mechanical, optical and/or electrical elements in the reservoir and device. In one embodiment of the invention, the syringe may be designed to include one or more unique mechanical elements not found in other reservoirs, which may be similar to reservoirs intended for use in this delivery method. Thus, for example, the reservoir may be specially manufactured to include a fin or other elongated element on the flange or body of the reservoir. In this embodiment of the invention, a corresponding interface must be included in the reservoir lock 120 such that the reservoir lock can only be released if the reservoir with the corresponding interface has been correctly inserted into the device. If it is not possible to directly use this element in the design of the tank, then, as an alternative, a second mechanical component that will be unique to tanks intended for use with this device may be included in the tank. Thus, for example, a ring or other suitably designed element designed to slide along the body of the reservoir may be used to select the reservoir for use with this device by mating with a corresponding element in the outer cassette 102, the inner cassette 103, in the reservoir lock 120, in the detectable reservoir cap 118 or other suitable element in the cassette 100. An additional embodiment of the invention includes a specially manufactured mark of suitable size, color and/or electrical conductivity applied to a predetermined location on the outer surface of reservoirs that are intended for use with this device. Appropriate optical or electrical sensors in the applicator 400 may be designed to detect the presence or absence of a mark on the surface of the reservoir to confirm that the drug introduced into the cartridge will be intended for use with the device. The detection method involves the use of optical or electrical signals applied to a surface to determine the presence or absence of a tag. In this way, reservoirs containing medications not intended for use with the device (and therefore mislabeled) can be detected and removed to avoid possible misuse.

Ниже описана конфигурация датчиков для определения загрузки кассеты и шприца, описанных выше, где такие датчики также составляют часть субблока для загрузки кассеты в аппликаторе 400. Более подробно и со ссылкой на фиг. 6, 17В и 18С, репрезентативным способом определения места расположения кассетного блока 100 является использование датчика загрузки 436 кассеты и датчика конца загрузки 438 кассеты, которые составляют часть субблока привода загрузки 454, где субблок 454 дополнительно включает направляющие рельсы 442 для кассеты и загрузочный двигатель 444, который имеет соединение с узлом шестерни 448, который проталкивает кассетный блок 100 в приемник 403 кассетного блока посредством реечных передач 154 на основании внешней кассеты 102. Более подробно, если датчик загрузки кассеты 436 обнаруживает сигнал инициации 172 на кассетном блоке 100 (см. фиг. 6), то двигатель может быть готов к началу загрузки. Когда датчик конца загрузки 438 кассеты обнаруживает тот же самый сигнал, то загрузка может быть прекращена. Может быть использован сигнал продолженияThe configuration of the sensors for detecting cartridge loading and syringe loading described above is described below, where such sensors also form part of the cartridge loading subunit in the applicator 400. In more detail and with reference to FIG. 6, 17B and 18C, a representative method of sensing the location of the cassette unit 100 is through the use of a cassette loading sensor 436 and a cassette end of loading sensor 438, which form part of a loading drive sub-unit 454, where the sub-unit 454 further includes cassette guide rails 442 and a loading motor 444. which is coupled to a gear assembly 448 that pushes the cassette unit 100 into the cassette unit receptacle 403 via rack and pinion gears 154 on the base of the outer cassette 102. In more detail, if the cassette load sensor 436 detects an initiation signal 172 on the cassette unit 100 (see FIG. 6 ), then the engine can be ready to start loading. When the cassette end of load sensor 438 detects the same signal, loading can be terminated. A continuation signal may be used

- 27 043519- 27 043519

174, который должен указывать на продолжение загрузки.174, which should indicate that the download will continue.

Первые зубья рейки 154 могут быть изготовлены так, чтобы пользователь имел тактильное ощущение (или слышимое или осязательное) в случае, когда кассетный блок 100 вставляется в приемник 403 кассетного блока. Такая конфигурация может иметь форму и/или размер зубьев рейки 154, а также степень изгиба, допускаемые их расположением во внешней кассете. Путем адаптации реализации зубьев рейки может быть достигнута желаемая степень тактильной обратной связи, при этом гарантируется, что она не будет оказывать значительного воздействия на двигатель загрузки 444 после приема и загрузки кассетного блока 100.The first teeth of the rack 154 may be configured to provide a tactile (or audible or tactile) sensation to the user when the cassette unit 100 is inserted into the cassette unit receptacle 403 . Such a configuration may have the shape and/or size of the teeth of the rack 154, as well as the degree of bending allowed by their location in the outer cassette. By adapting the implementation of the rack teeth, the desired degree of haptic feedback can be achieved while ensuring that it does not significantly impact the loading motor 444 once the cassette unit 100 has been received and loaded.

Кроме того, как показано на фиг. 17А, и как было отмечено выше, кассетный блок 100 вставляют в приемник 403 кассетного блока в аппликаторе 400. Хотя для этой вставки могут быть применены различные способы, однако, найден один особенно подходящий способ, а именно, способ, осуществляемый посредством сцепления узла шестерни 448 с рейками 154 на внешней кассете 102. Использование более, чем одной рейки обеспечивает дополнительную стабильность, а в частности, устойчивость к вихревым колебаниям во время фазы загрузки. Как показано на фиг. 18А, где представлен узел привода для вставки/инъекции 456, помимо втягивания кассетного блока 100 в приемник 403 кассетного блока, в процессе вставки дополнительно сжимается пружина 472 вставки электрода/иглы через стык 470 пружинной крышки /кассеты. Пружина 472 вставки электрода/иглы используется в качестве основной движущей силы для введения иглы и электрода во время доставки лекарственного средства.Moreover, as shown in FIG. 17A, and as noted above, the cassette unit 100 is inserted into the cassette unit receptacle 403 in the applicator 400. Although various methods can be used for this insertion, one particularly suitable method has been found, namely, by engaging the gear assembly 448 with racks 154 on the outer cassette 102. The use of more than one rack provides additional stability, and in particular resistance to vortex vibrations during the loading phase. As shown in FIG. 18A, where the insertion/injection drive assembly 456 is shown, in addition to retracting the cassette unit 100 into the cassette unit receptacle 403, the insertion process further compresses the electrode/needle insertion spring 472 through the spring cap/cassette joint 470. The electrode/needle insertion spring 472 is used as the primary driving force for insertion of the needle and electrode during drug delivery.

Это гибридное двигательно-пружинное действие дает множество преимуществ. Привод двигателя выгоден, так как он является хорошо управляемым и позволяет загружать кассету 100 в аппликатор 400 полуавтоматическим способом с минимально необходимым приложением механической силы пользователем. Как описано выше, реализация механизмов на основе привода двигателя обеспечивает мониторинг рабочего состояния системы. Так, например, передача потребляемого тока и число оборотов по логической и управляющей схеме в системе обеспечивает дополнительный метод детектирования и диагностики возможных состояний неисправностей. Несмотря на эти преимущества, в некоторых случаях, электродвигатели могут быть плохо адаптированы для приложения необходимой линейной силы в течение достаточно коротких временных интервалов, что наиболее желательно для эффективного чрескожного введения матриц, содержащих множество удлиненных электродов, а в некоторых вариантах осуществления изобретения, игл для подкожных инъекций. В частности, проникновение в ткани дермы лучше всего достигается путем приложения большой линейной силы в течение короткого промежутка времени. В некоторых вариантах осуществления изобретения, наиболее благоприятные характеристики введения достигаются в случае, когда проникающие электроды и игла для инъекции, если она присутствует, контактируют с кожей с более высокой скоростью. Это объясняется тем, что острые предметы, движущиеся с повышенной скоростью в точке контакта с кожей, приводят к меньшей деформации ткани по мере ее разрезания или проникновения в ткань. Следовательно, в некоторых вариантах осуществления изобретения, желательно быстрое ускорение движения острых предметов до контакта с кожей. В некоторых вариантах осуществления изобретения, часто используют множество электродов и игл для инъекций. В другом варианте осуществления изобретения, скорость электродов составляет по меньшей мере 50 мм/секунду до контакта с кожей. В еще одном варианте осуществления изобретения, скорость электрода составляет по меньшей мере 500 мм/секунду до контакта с кожей. Такой способ введения сводит к минимуму дискомфорт, ощущаемый индивидуумом во время проникновения электрода, и является наиболее благоприятным для поддержания согласованной пространственной взаимосвязи между множеством электродов. В отличие от электромеханических двигателей, пружинные механизмы демонстрируют более благоприятный профиль разряда, который способен придавать быструю импульсную силу электродам и игле для инъекций, что желательно для чрескожной имплантации электродов. В частности, сила, действующая путем сжатия пружины, достигает своего пика при начальном разряде. Это может оказаться благоприятным для чрескожного введения, когда высокая скорость в точке контакта с кожей является благоприятной, и из-за вязкоупругости кожной ткани, для проникновения через кожу требуется наибольшее усилие, особенно при контакте кожи с множеством электродов и/или игл для инъекций. Кроме того, пружинный механизм способен генерировать эту силу из простого, долговечного и компактного по форме устройства, которое может быть легко встроено в формате портативного устройства. Однако, недостаток пружинных механизмов состоит в том, что для приведения их в действие, они обычно требуют от пользователя значительных механических усилий, особенно для пружин с высокими силовыми константами и/или большими смещениями. Использование гибридного двигательно-пружинного механизма, как описано в настоящем изобретении, позволяет получить желаемые характеристики силы для размещения, в то же время, оно является простым в эксплуатации для пользователя. Хотя гибридный двигательно-пружинный механизм является предпочтительным вариантом осуществления изобретения, однако, в зависимости от целей применения, могут быть также использованы и другие гибридные механизмы, включающие два или более приводных механизмов, где один из них способен генерировать быстрое импульсное усилие, а другой способен запускать импульсный силовой механизм, например, насос, способный создавать в камере сжиженный газ с последующим нагнетанием сжиженного газа для сообщения импульсной силы для размещения электродов, и, если это необходимо, иглы(игл) для подкожных инъекThis hybrid motor-spring action offers many benefits. The motor drive is advantageous because it is highly controllable and allows the cartridge 100 to be loaded into the applicator 400 in a semi-automatic manner with minimal mechanical force required by the user. As described above, the implementation of mechanisms based on the motor drive provides monitoring of the operating state of the system. For example, transferring current consumption and speed through logic and control circuits in the system provides an additional method for detecting and diagnosing possible fault conditions. Despite these advantages, in some cases, electric motors may be poorly adapted to apply the required linear force over sufficiently short time intervals that are most desirable for efficient transdermal delivery of matrices containing multiple elongated electrodes, and in some embodiments, hypodermic needles. injections. In particular, penetration into the dermal tissue is best achieved by applying a large linear force for a short period of time. In some embodiments of the invention, the most favorable injection characteristics are achieved when the penetrating electrodes and the injection needle, if present, contact the skin at a higher speed. This is because sharp objects moving at higher speeds at the point of contact with the skin cause less deformation of the tissue as it cuts or penetrates the tissue. Therefore, in some embodiments of the invention, it is desirable to quickly accelerate the movement of sharp objects before contacting the skin. In some embodiments, a plurality of electrodes and injection needles are often used. In another embodiment of the invention, the speed of the electrodes is at least 50 mm/second before contact with the skin. In yet another embodiment of the invention, the speed of the electrode is at least 500 mm/second before contact with the skin. This method of insertion minimizes the discomfort felt by the individual during electrode penetration and is most beneficial for maintaining a consistent spatial relationship between multiple electrodes. In contrast to electromechanical motors, spring mechanisms exhibit a more favorable discharge profile that is capable of imparting rapid pulse force to the electrodes and injection needle, which is desirable for percutaneous electrode implantation. In particular, the force acting by compressing the spring reaches its peak during the initial discharge. This may be advantageous for transdermal administration where high velocity at the point of contact with the skin is favorable and, due to the viscoelasticity of skin tissue, the greatest force is required to penetrate the skin, especially when the skin is in contact with multiple electrodes and/or injection needles. Moreover, the spring mechanism is able to generate this force from a simple, durable and compact device that can be easily incorporated into a portable device format. However, a disadvantage of spring mechanisms is that they typically require significant mechanical force from the user to operate them, especially for springs with high force constants and/or large displacements. The use of a hybrid motor-spring mechanism as described in the present invention provides the desired force characteristics for placement while being easy to operate for the user. Although a hybrid motor-spring mechanism is the preferred embodiment of the invention, however, depending on the application, other hybrid mechanisms comprising two or more drive mechanisms, where one is capable of generating a fast impulse force and the other is capable of triggering, may also be used. a pulsed force mechanism, such as a pump capable of creating a liquefied gas in the chamber and then injecting the liquefied gas to provide a pulse force for placement of electrodes and, if necessary, hypodermic needle(s)

- 28 043519 ций.- 28 043519 tions.

В любом случае, после загрузки, желаемая глубина размещения электродов и/или введение агента конструктивно выбирается врачом или другим специалистом по введению лекарственного средства, и эта параметры вводятся в аппликатор 400. Как показано на фиг. 13В, глубина может быть выбрана с помощью кнопок 409 выбора глубины (или другого эквивалентного интерфейса, такого как тумблер или ползунковый переключатель), и результат отображается на индикаторах 408 выбора глубины инъекции (или, опять же, на другом эквивалентном интерфейсе). Доступная глубина инъекции передается пользователю посредством соответствующей маркировки аппликатора 400 и/или кассеты 100. В некоторых вариантах осуществления изобретения, любая маркировка, касающаяся глубины инъекции, расположена на кассете 100 и остается видимой для пользователя после установки в аппликатор 400. Так, например, доступная глубина инъекции может быть помечена на верхней поверхности выравнивающей панели/бокового экрана 108. Во избежание случаев, когда пользователь забывает или пренебрегает выбором глубины инъекции, предпочтительно, чтобы такое устройство не позволяло пользователю продолжить процедуру введения до тех пор, пока не будет сделан правильный выбор. Это может быть достигнуто путем введения в систему соответствующих контрольных логических схем, так, чтобы последующие элементы настройки или использования устройства были недоступны до тех пор, пока пользователь не проведет правильный выбор глубины. В некоторых вариантах осуществления изобретения, когда пользователю предлагается окончательно выбрать глубину инъекции, то дисплей регулятора может передавать пользователю информацию, касающуюся надлежащих способов оценки и определения индивидуумом подходящей глубины инъекции для выбранного участка введения.In either case, once loaded, the desired electrode depth and/or agent delivery is selected by the physician or other drug administration specialist and input into the applicator 400. As shown in FIG. 13B, the depth can be selected using the depth selection buttons 409 (or other equivalent interface such as a toggle switch or slide switch), and the result is displayed on the injection depth selection indicators 408 (or, again, another equivalent interface). The available injection depth is communicated to the user by appropriate markings on the applicator 400 and/or cassette 100. In some embodiments of the invention, any markings regarding injection depth are located on the cassette 100 and remain visible to the user once installed in the applicator 400. For example, the available depth injection may be marked on the top surface of the alignment panel/side screen 108. To avoid instances where the user forgets or neglects to select the injection depth, it is preferable that such a device does not allow the user to continue the injection procedure until the correct selection is made. This can be achieved by introducing appropriate control logic into the system so that subsequent adjustments or use of the device are not available until the user makes the correct depth selection. In some embodiments of the invention, when the user is asked to finalize an injection depth, the controller display may provide information to the user regarding the appropriate means for the individual to evaluate and determine an appropriate injection depth for the selected injection site.

Кроме того, как показано на фиг. 18А-18В, при правильной установке кассетного блока, стык 470 пружинной крышки/кассеты входит в зацепление, а также прижимается к отверстию 471 пружинной крышки и язычкам 491. Хотя большая сила пружины давит на внутреннюю кассету 103, однако, эта сила препятствует движению вперед вследствие зацепления множества опорных стоек 488 со стенками 494 внешней кассеты 102. Однако, усилие, оказываемое на 470, увеличивает расстояние между язычками 491 (что предотвращает случайное вращение стопорного кольца в процессе обработки) и тем самым позволяет вращать стопорное кольцо 114 кассеты посредством механизма привода двигателя. Вращение стопорного кольца 114 кассеты инициирует вращение опорных стоек 488. Опорные стойки 488 можно поворачивать в сторону каналов для первой глубины 490 или каналов для второй глубины 492. Длина каналов для первой глубины 490 соответствует одному из вариантов выбора глубины, а длина каналов для второй глубины 492 соответствует другому варианту, причем, одна или другая глубина выбирается пользователем с помощью кнопок 409. Так, например, длина каналов 490 может составлять в пределах 20-30 мм, а длина каналов 492 может составлять в пределах 12-20 мм. Необходимость для пользователя правильно выбрать глубину обеспечивается еще одной блокировкой. Без правильного выбора, аппликатор не может разрешить активацию/введение иглы. Таким образом, вращение стопорного кольца 114 кассеты осуществляется посредством вращения по часовой стрелке или против часовой стрелки, регулируемого аппликатором 400 в соответствии с требованиями пользователя. Требование вращательного движения серии стоек в такие каналы для размещения электродов и иглы для инъекций, если она присутствует, будет значительно снижать риск случайного разряда даже после опасных помех или отключений.Moreover, as shown in FIG. 18A-18B, when the cassette unit is properly installed, the spring cap/cassette joint 470 engages and is also pressed against the spring cap opening 471 and tabs 491. Although the large spring force pushes against the inner cassette 103, however, this force prevents forward movement due to engagement of the plurality of support legs 488 with the walls 494 of the outer cassette 102. However, the force exerted on 470 increases the distance between the tabs 491 (which prevents accidental rotation of the lock ring during processing) and thereby allows rotation of the cassette lock ring 114 by the motor drive mechanism. Rotation of the cassette lock ring 114 initiates rotation of the support legs 488. The support legs 488 can be rotated toward the first depth channels 490 or the second depth channels 492. The length of the first depth channels 490 corresponds to one of the depth options, and the length of the second depth channels 492 corresponds to another option, and one or the other depth is selected by the user using buttons 409. So, for example, the length of the channels 490 can be in the range of 20-30 mm, and the length of the channels 492 can be in the range of 12-20 mm. The need for the user to select the correct depth is ensured by another lock. Without the correct selection, the applicator cannot allow activation/insertion of the needle. Thus, the rotation of the cassette locking ring 114 is carried out by clockwise or counterclockwise rotation, adjustable by the applicator 400 according to the user's requirements. Requiring rotational movement of a series of posts into such channels to accommodate the electrodes and injection needle, if present, will significantly reduce the risk of accidental discharge even after dangerous interference or shutdowns.

Более подробно, вращение стопорного кольца 114 кассеты передается на кассетный блок 100 посредством опорных стоек 488, которые устанавливают после правильной вставки кассетного блока 100 в пазы на кольце привода механизма вставки 478. На фиг. 18А, пазы на кольце 478 привода механизма вставки находятся в положениях часовой стрелки 3 и 9 ч. Кольцо привода 478 механизма вставки устанавливается на кольцо механизма частичной вставки 479, которое приводится в движение приводным двигателем 482 механизма вставки. Запуск кольца механизма частичной вставки 479 приводит в действие кольцо привода механизма вставки 478, что вызывает вращение либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки. Сигнал 481 на кольце 480 и соответствующий датчик 483 положения механизма вставки используются для определения положения кольца 478 привода механизма вставки, а также используются для точного его возврата в положение стрелки 3 и 9 ч, когда аппликатор 400 должен быть повторно использован с другой кассетой.In more detail, the rotation of the cassette lock ring 114 is transmitted to the cassette unit 100 by means of support posts 488, which are installed after the cassette unit 100 is correctly inserted into the slots on the drive ring of the insertion mechanism 478. FIG. 18A, the slots on the insertion drive ring 478 are at the 3 and 9 o'clock clockwise positions. The insertion drive ring 478 is mounted on the partial insertion drive ring 479, which is driven by the insertion drive motor 482. Triggering the partial insertion mechanism ring 479 activates the insertion mechanism drive ring 478, causing either clockwise or counterclockwise rotation. The signal 481 on the ring 480 and the corresponding insertion mechanism position sensor 483 are used to determine the position of the insertion mechanism drive ring 478 and are also used to accurately return it to the 3 and 9 o'clock position when the applicator 400 is to be reused with another cassette.

Вышеуказанная реализация дает различные преимущества. Так, например, пользователь должен провести выбор глубины, прежде чем продолжить процедуру введения. При этом, пользователь должен оценить правильную глубину инъекции для выбранного места этой инъекции и подготовить это место, как указано в руководстве или инструкциях документа по использованию. Как было отмечено, механизм вставки, требующий вращательного движения для размещения, в значительной степени защищен от случайного неправильного размещения из-за падения, вибрации, поломки и т.п.The above implementation provides various advantages. For example, the user must select the depth before continuing with the insertion procedure. In doing so, the user must evaluate the correct injection depth for the selected injection site and prepare the site as indicated in the manual or instructions in the document for use. As noted, the insertion mechanism, which requires a rotational motion for placement, is largely protected from accidental misplacement due to drop, vibration, breakage, or the like.

Специалистам в данной области должны быть известны различные варианты. Так, например, хотя для каждой глубины используются два канала и две опорных стойки, однако, могут быть также использованы один канал и одна опорная стойка. Различные типы двигателей и механизмов могут быть использованы для передачи вращательного движения, необходимого для поворота стоек в каналах. Также известны и другие варианты, включая использование соленоидов и т.п. Вместо использования каналов для выбора глубины может быть использовано устройство для введения, управляемое двигателем, и такаяVarious options will be known to those skilled in the art. Thus, for example, although two channels and two support posts are used for each depth, one channel and one support post may also be used. Various types of motors and mechanisms can be used to transmit the rotational motion required to rotate the posts in the channels. Other options are also known, including the use of solenoids and the like. Instead of using channels to select depth, a motor-controlled insertion device may be used and such

- 29 043519 глубина может регулироваться просто путем определения того, насколько этот двигатель способен регулировать инициацию размещения. Предпочтительно, в этом контексте, описанный гибридный механизм привода должен быть сконструирован так, чтобы механизм импульсного разряда (например, пружинный механизм) был использован для начального введения в дерму, а затем механизм привода двигателя был использован для введения электродов на нужную глубину.- 29 043519 the depth can be adjusted simply by determining how much this motor is capable of adjusting the initiation of placement. Preferably, in this context, the described hybrid drive mechanism should be designed such that a pulse discharge mechanism (eg, a spring mechanism) is used for initial insertion into the dermis, and then a motor drive mechanism is used to insert the electrodes to the desired depth.

Могут быть установлены одна или более блокировок, которые должны быть отключены до того, как кольцо привода механизма вставки 478 начнет вращаться, вращая опорные стойки 488 в каналах.One or more interlocks may be set and must be released before the insert mechanism drive ring 478 begins to rotate, rotating the support posts 488 in the channels.

Во-первых, может быть установлена подсистема блокировки детектирования силы, которая требует, чтобы устройство прикладывалось к индивидууму с силой, превышающей предварительно определенную величину, прежде чем начать процедуру введения. Эта сила может быть измерена с помощью соответствующей механической или электромеханической системы, и результат такого измерения возвращается обратно в регулятор 700 и используется как блокировка, предотвращающая запуск устройства, если сила является недостаточной. В некоторых вариантах осуществления изобретения, регулятор 700 способен передавать сообщение о состоянии блокировки силы пользователю посредством визуальных, осязательных или звуковых сигналов, так, чтобы состояние неадекватной силы могло быть скорректировано, и пользователь мог приступить к введению. В случае, если пользователь предпримет попытку продолжить введение в состоянии неадекватного силового контакта (например, путем нажатия кнопки запуска 407 или других кнопок запуска), то дополнительные визуальные, осязательные или звуковые сигналы могут поступать на аппликатор 400 или регулятор 700 для уведомления пользователя о том, что блокировка должна быть отключена до начала введения.First, a force detection override subsystem may be installed that requires the device to apply a force greater than a predetermined amount to the individual before beginning the insertion procedure. This force may be measured by a suitable mechanical or electromechanical system, and the result of such measurement is fed back to the controller 700 and used as an interlock to prevent the device from starting if the force is insufficient. In some embodiments of the invention, controller 700 is capable of communicating a force lock condition to the user via visual, tactile, or audible cues so that the inadequate force condition can be corrected and the user can begin insertion. In the event that the user attempts to continue insertion in a state of inadequate force contact (eg, by pressing the trigger button 407 or other trigger buttons), additional visual, tactile, or audible cues may be provided to the applicator 400 or controller 700 to notify the user that that the lock must be disabled before administration begins.

Определение силы, действующей на индивидуума, может быть осуществлено несколькими способами. В соответствии с конкретной реализацией как показано фиг. 4 и 8А-8В, выравнивающая панель/боковой экран 108 снабжены преобразователем силового контакта 128. Выравнивающая панель/боковой экран 108 могут быть механически смещены в дистальном направлении (по направлению к индивидууму) под действием одной или более пружин 126 силового контакта, четыре из которых показаны на фиг. 4. Преобразователь силового контакта 128 меняет свое положение благодаря силе, приложенной на выравнивающую панель/боковой экран 108. При этом, он также изменяет состояние электрической цепи, образованное преобразователем силового контакта 128, серией первых контактных площадок 162, серией вторых контактных площадок 164 и гибкой схемой 160. В частности, путем проверки непрерывности между одной или более контактными площадками 162 и одной или более соответствующими контактными площадками 164, можно определить, насколько далеко или близко продвигается выравнивающая панель/боковой экран 108 под действием приложенной силы, и, таким образом, определить, насколько эта сила является достаточной для правильной доставки. Состояние схемы считывается аппликатором 400 под действием контактов датчика 434 (см. фиг. 16). Если датчик указывает на достаточную силу, то блокировка силового контакта отключается, что позволяет пользователю управлять устройством.Determining the force acting on an individual can be done in several ways. According to a specific implementation as shown in FIG. 4 and 8A-8B, the alignment panel/side screen 108 is provided with a force contact transducer 128. The alignment panel/side screen 108 can be mechanically displaced distally (towards the individual) by the action of one or more force contact springs 126, four of which are shown in Fig. 4. The power contact converter 128 changes its position due to the force applied to the alignment panel/side shield 108. In doing so, it also changes the state of the electrical circuit formed by the power contact converter 128, the series of first pads 162, the series of second pads 164 and the flexible circuit 160. Specifically, by checking the continuity between one or more pads 162 and one or more corresponding pads 164, it is possible to determine how far or close the alignment panel/side screen 108 moves under the applied force, and thus determine , to what extent this force is sufficient for correct delivery. The state of the circuit is read by the applicator 400 under the action of the contacts of the sensor 434 (see Fig. 16). If the sensor indicates sufficient force, the power contact lock is released, allowing the user to operate the device.

В одном варианте такой реализации, в первой точке контакта, система может не регистрировать какую-либо конкретно приложенную силу. Во второй точке контакта, система может регистрировать, парциальное (но недостаточное) давление. В третьей точке контакта, система может зарегистрировать, что достигнут заданный уровень давления, необходимый для продолжения процедуры введения, и блокировка может быть отключена. Предпочтительно, состояние схемы силового контакта сообщается пользователю на дисплей 404 аппликатора.In one embodiment of this implementation, at the first point of contact, the system may not register any specific force applied. At the second point of contact, the system can register partial (but insufficient) pressure. At the third contact point, the system can register that the preset pressure level required to continue the insertion procedure has been reached, and the lock can be released. Preferably, the state of the power contact circuit is communicated to the user on the applicator display 404.

Варианты должны быть понятны специалисту в данной области. Так, например, блокировка силового контакта может образовывать электрический замок, который отключается либо в регуляторе 700, либо в самом аппликаторе 400. В другом варианте, схема силового контакта может быть построена так, чтобы поступала информация о состоянии устройства на протяжении всей процедуры введения. В частности, система может включать контур обратной связи между схемой силового контакта и регулятором 700, где уменьшение силы, прикладываемой пользователем, ускоряет генерацию визуального, тактильного или звукового сигнала регулятором 700 и/или аппликатором 400, так, чтобы можно было скорректировать состояние уменьшенной силы. В некоторых вариантах осуществления изобретения, контур обратной связи присутствует между схемой силового контакта и регулятором 700, так что обнаружение изменения приложенной силы побуждает систему инициировать проверку того, правильно ли электроды размещены в ткани индивидуума, например, посредством проверки импеданса или сопротивления между электродами. Если проверка пройдена, то процедура продолжается в обычном режиме. В случае, если положение электродов больше не является приемлемым, то процедура может быть прервана, и пользователь получает сообщение о состоянии устройства посредством генерации визуального, тактильного или звукового сигнала регулятором 700 и/или аппликатором 400. Этот контур обратной связи имеет особое значение при введении лекарственного средства. Благодаря мониторингу положения устройства и состояния электродов, контура обратной связи между схемой силового контакта и сопротивлением/импедансом электродов, система может обнаружить, что если электроды (и, следовательно, игла для инъекций) больше не находятся у индивидуума, то это позволяет прекращать работу системы механизма 456 привода для инъекции, и тем самым прекратить нажатие на поршень 484 резервуара и прекратитьThe options should be understandable to one skilled in the art. Thus, for example, the power contact interlock may form an electrical lock that is released either in the controller 700 or in the applicator 400 itself. Alternatively, the power contact circuitry may be designed to provide information about the state of the device throughout the insertion procedure. In particular, the system may include a feedback loop between the force contact circuit and the controller 700, wherein reducing the force applied by the user accelerates the generation of a visual, tactile, or audible signal by the controller 700 and/or the applicator 400 so that the reduced force condition can be corrected. In some embodiments of the invention, a feedback loop is present between the force contact circuit and the controller 700 such that detection of a change in applied force causes the system to initiate a check to see if the electrodes are correctly placed in the tissue of the subject, for example, by checking the impedance or resistance between the electrodes. If the check is passed, the procedure continues as usual. In the event that the position of the electrodes is no longer acceptable, the procedure can be interrupted and the user is notified of the status of the device through the generation of a visual, tactile or audible signal by the controller 700 and/or applicator 400. This feedback loop is of particular importance during drug administration. facilities. By monitoring the position of the device and the state of the electrodes, the feedback loop between the power contact circuit and the resistance/impedance of the electrodes, the system can detect that if the electrodes (and therefore the injection needle) are no longer in the individual's possession, it allows the mechanism system to be terminated. 456 of the injection drive, and thereby stop pressing the reservoir piston 484 and stop

- 30 043519 инъекцию лекарственного средства. Хотя этот вариант осуществления изобретения наиболее легко реализовать с помощью привода для инъекции 456, управляемого двигателем, однако, могут быть реализованы и другие варианты в случае механизмов с ручным или пружинным приводом, где запуск механических блокировок может использоваться для остановки действия поршня резервуара после обнаружения состояния неисправности. Эта особенность может быть особенно подходящей для предотвращения случайного распыления вакцины против HBV в окружающую среду, когда аппликатор 400 удаляется из ткани индивидуума до завершения доставки лекарственного средства. Для лекарственных средств или терапевтических агентов, которые потенциально опасны для пользователя или окружающей среды, такая конструкция позволяет избежать непреднамеренных выбросов/воздействий.- 30 043519 injection of a medicinal product. Although this embodiment of the invention is most easily implemented using a motor driven injection actuator 456, other embodiments may be implemented with manual or spring driven mechanisms where triggering mechanical interlocks can be used to stop the action of the reservoir piston upon detection of a fault condition. . This feature may be particularly suitable for preventing accidental release of HBV vaccine into the environment when the applicator 400 is removed from the subject's tissue before delivery of the drug is completed. For drugs or therapeutic agents that are potentially hazardous to the user or the environment, this design avoids unintentional releases/exposures.

Поскольку количество дозы, доставляемой индивидууму в ситуации с частичной дозой, может играть важную роль в информировании врача-клинициста, принимающего решение относительно дальнейшего лечения, то предпочтительно, чтобы механизм 456 привода для инъекции включал соответствующие сенсорные и контрольные функции для определения положения приводного поршня 484 для инъекции в тот момент, когда процедура инъекции была остановлена из-за обнаружения неисправного состояния или других обстоятельств, при которых необходимо остановить процедуру инъекции. Предпочтительно, это достигается путем мониторинга числа оборотов двигателя, используемого для приведения в действие поршня 484 привода для инъекции, но могут быть использованы и другие способы мониторинга положения поршня 484 привода для инъекции, включая оптические или электрические датчики. Исходя из известных размеров поршня 484 привода для инъекции, глубины введения и резервуара 101, использование соответствующих логических и контрольных схем позволяет по положению поршня привода для инъекции судить об объеме лекарственного средства, оставшегося в шприце на момент прекращения процедуры введения инъекции. Такая информация может быть передана пользователю на дисплей 712.Because the amount of dose delivered to an individual in a partial dose situation can play an important role in informing the clinician's decision regarding further treatment, it is preferred that the injection drive mechanism 456 include appropriate sensing and control functions to determine the position of the drive piston 484 for injection at a time when the injection procedure has been stopped due to the detection of a malfunction or other circumstances under which it is necessary to stop the injection procedure. Preferably, this is accomplished by monitoring the RPM of the engine used to actuate the injection drive piston 484, but other methods of monitoring the position of the injection drive piston 484 may be used, including optical or electrical sensors. Based on the known dimensions of the injection drive piston 484, the injection depth, and the reservoir 101, the use of appropriate logic and control circuits allows the position of the injection drive piston to be used to judge the volume of drug remaining in the syringe at the time the injection procedure is stopped. Such information may be communicated to the user at display 712.

Помимо функции завершения процедуры инъекции в случае обнаружения состояния неисправности, использование привода двигателя 456 для инъекции может также давать информацию об обнаружении состояния неисправности или другой рабочей проблемы. В частности, включение соответствующих измерительных и логических схем для мониторинга работы цепи посредством двигателя во время процедуры инъекции может быть проведено для подтверждения того, что инъекция была введена в соответствии с определенными требованиями. Ожидаемые диапазоны для тока, потребляемого двигателем, могут быть установлены на различных этапах процедуры инъекции, включая: начальный запуск поршня 484 привода для инъекции, прежде чем он будет контактировать с блокатором поршня 159, начальным интерфейсом между поршнем 484 привода для инъекции и блокатором поршня 159; приведение в действие блокатора поршня 159 вперед в цилиндре резервуара 101; и завершение процедуры инъекции, после того, как блокатор поршня 159 будет контактировать с концом цилиндра резервуара 101. Сопоставляя положение поршня 484 привода для инъекции с измеренным потреблением тока двигателем до ожидаемых значений во время каждой фазы инъекции агента, система способна выявлять возможные неисправные состояния и передавать их пользователю. Так, например, если пользователь случайно вставил резервуар 101, в котором блокатор поршня 159 был частично приведен в действие (и, следовательно, не содержал полную предполагаемую дозу лекарственного средства), в кассету 100, то система может показать, что ожидаемое увеличение силы тока, потребляемого приводом двигателя 456 для инъекций, не происходит, если поршень 484 привода для инъекции достигает внешнего допуска для позиционирования поршня. В этом случае, система может прекратить процедуру введения и уведомить пользователя об обнаруженной неисправности. С помощью этого способа потенциально могут быть обнаружены дополнительные состояния неисправности, включая (но не ограничиваясь ими) неисправные компоненты в аппликаторе 400, поломку резервуара 101 и/или неисправную кассету 100.In addition to the function of ending the injection procedure if a fault condition is detected, use of the injection motor 456 drive may also provide information regarding the detection of a fault condition or other operating problem. In particular, the inclusion of appropriate measurement and logic circuits to monitor the operation of the circuit via the motor during the injection procedure can be carried out to confirm that the injection has been administered in accordance with certain requirements. Expected ranges for the current drawn by the motor can be set at various stages of the injection procedure, including: the initial startup of the injection drive piston 484 before it contacts the piston blocker 159, the initial interface between the injection drive piston 484 and the piston blocker 159; actuating the piston blocker 159 forward in the reservoir cylinder 101; and completing the injection procedure once the piston blocker 159 contacts the end of the reservoir cylinder 101. By correlating the position of the injection drive piston 484 with the measured current draw of the motor to expected values during each agent injection phase, the system is able to detect possible fault conditions and transmit to their user. Thus, for example, if a user accidentally inserted reservoir 101, in which piston blocker 159 was partially actuated (and therefore did not contain the full intended dose of drug), into cartridge 100, then the system may indicate that the expected increase in current, consumed by the injection motor drive 456 does not occur if the injection drive piston 484 reaches the external piston positioning tolerance. In this case, the system may terminate the insertion procedure and notify the user of the detected malfunction. Additional fault conditions could potentially be detected using this method, including (but not limited to) faulty components in the applicator 400, a broken reservoir 101, and/or a faulty cartridge 100.

Другая блокировка для облегчения правильного выполнения процедуры введения обеспечивается выравнивающей панелью/боковым экраном 108, которые показаны на фиг. 9С. На этой фигуре, выравнивающая панель/боковой экран 108 показаны со скошенными элементами 168 и имеющимся там отверстием 170 для скользящего перемещения защитного экрана 134. Защитный экран 134 показан на фиг. 9В, и также показаны электродные отверстия 167. Для чрескожного введения электродов и, если это необходимо, игл для инъекции, наличие соответствующей поверхности контакта с кожей облегчает размещение электродов в ткани-мишени при сохранении желаемого пространственного соотношения между множеством элементов. В частности, правильное размещение достигается наилучшим образом, если поверхность кожи перпендикулярна направлению введения. Кроме того, неправильное выравнивание электродов и иглы для инъекций можно устранить при натяжении кожи в ориентации, перпендикулярной направлению размещения. Как можно видеть, защитный экран 108 включает механические элементы, включая ребра и кромки для сцепления с кожей и для ее натяжения, перпендикулярного направлению размещения электродов. В сочетании с системой преобразования цепи силового контакта, описанной выше, которая гарантирует постоянное усилие, прикладываемое к коже, выравнивающая панель/боковой экран 108 будут гарантировать, что кожа и ее натяжение будут перпендикулярны направлению размещения электродов. Хотя в этом варианте используются механические ребристые элементы для фиксации кожи на поверхности устройства, однако, для такой фиксации может быть применено множество другихAnother interlock to facilitate correct insertion is provided by the alignment panel/side screen 108, which is shown in FIG. 9C. In this figure, the leveling panel/side shield 108 is shown with beveled members 168 and an opening 170 therein for sliding movement of the shield 134. The shield 134 is shown in FIG. 9B, and also shows electrode openings 167. For transdermal insertion of electrodes and, if necessary, injection needles, the presence of an appropriate skin contact surface facilitates placement of the electrodes into the target tissue while maintaining the desired spatial relationship between the plurality of elements. In particular, correct placement is best achieved if the skin surface is perpendicular to the direction of insertion. Additionally, misalignment of electrodes and injection needles can be corrected by tensioning the skin in an orientation perpendicular to the direction of placement. As can be seen, the protective shield 108 includes mechanical elements, including ribs and edges for adhesion to the skin and for tensioning it perpendicular to the direction of placement of the electrodes. In combination with the force contact circuit conversion system described above, which ensures a constant force is applied to the skin, the alignment panel/side screen 108 will ensure that the skin and its tension are perpendicular to the direction of electrode placement. Although this embodiment uses mechanical ribbed elements to secure the skin to the surface of the device, however, many other devices can be used for such fixation.

- 31 043519 конструкций и элементов, включая использование альтернативных материалов с высоким коэффициентом трения при контакте с кожей (например, использование каучуковых вставок, клейких пластырей и- 31 043519 designs and elements, including the use of alternative materials with a high coefficient of friction in contact with the skin (for example, the use of rubber inserts, adhesive patches and

т.п.) или альтернативных механических элементов, включая сформованные конструкции, разрезы и элементы зубьев пилы, способных создавать натяжение кожи.etc.) or alternative mechanical elements, including molded structures, cuts and saw tooth elements capable of creating tension on the skin.

Как можно видеть, выравнивающая панель/боковой экран 108 имеет определенную предпочтительную ориентацию. Как описано выше, пространственная и временная совместная локализация распределения лекарственного средства и приложения электрического поля являются желательными. Примечательно, что структурные свойства, присущие скелетным мышцам, определяют характерный паттерн эллипсоидального распределения внутримышечных инъекций, где главная ось эллипсоида совпадает с поперечно-полосатой структурой мышечных волокон. Поэтому, при применении для внутримышечных инъекций, желательно размещать электроды так, чтобы они давали эллипсоидальный профиль электрического поля. Для того, чтобы обеспечить правильную ориентацию электродной матрицы и результирующего профиля электрического поля относительно поперечно-полосатой структуры скелетной мышцы-мишени, использование выравнивающей панели является особенно подходящим для внутримышечного введения. Выравнивающая панель предназначена для облегчения размещения устройства так, чтобы ориентация электродной матрицы была наиболее благоприятной по отношению к поперечно-полосатым мышцам и для облегчения конечного распределения лекарственного средства после инъекции. Для инъекции в руку желательно, чтобы выравнивающая панель/боковой экран 108 оборачивались вокруг руки горизонтально, подобно повязки на руку. Аналогичная ориентация была бы желательна и для ног с защитным экраном, горизонтально обернутым вокруг ноги. Было обнаружено, что выравнивающая панель/боковой экран 108 имеют конфигурацию, позволяющую доставлять лекарственное средство пользователем с точностью >98% даже в отсутствии устных инструкций. Была показана предпочтительная ориентация, и такое конечное размещение на коже является особенно подходящим для внутримышечных инъекций, поскольку ромбовидная электродная матрица (см. матрицу дистальных концов электродов 137 на фиг. 9А, которая приблизительно соответствует форме защитного экрана 134 и ассоциированных с ним отверстий 167) затем ориентируется должным образом для обеспечения доставки лекарственного средства и инициации электропорации лекарственного средства, предпочтительно, вдоль направления поперечно-полосатой структуры мышцы. Главной особенностью является то, что при правильном выравнивании, кожа должна быть на одном уровне с границей раздела кожи, где находится отверстие, например, там, где появляется игла. Таким образом, образуется согласованная граница раздела кожи.As can be seen, the alignment panel/side screen 108 has a certain preferred orientation. As described above, spatial and temporal co-localization of drug distribution and electrical field application are desirable. It is noteworthy that the structural properties inherent in skeletal muscle determine the characteristic pattern of ellipsoidal distribution of intramuscular injections, where the main axis of the ellipsoid coincides with the striated structure of muscle fibers. Therefore, when used for intramuscular injections, it is desirable to place the electrodes so that they give an ellipsoidal electric field profile. To ensure proper orientation of the electrode array and the resulting electric field profile relative to the striated structure of the target skeletal muscle, the use of an alignment panel is particularly suitable for intramuscular administration. The alignment panel is intended to facilitate placement of the device so that the orientation of the electrode array is most favorable to the striated muscles and to facilitate the final distribution of the drug after injection. For injection into the arm, it is desirable for the alignment panel/side shield 108 to wrap horizontally around the arm, similar to an arm band. A similar orientation would be desirable for the legs, with the shield wrapped horizontally around the leg. The alignment panel/side screen 108 has been found to be configured to allow drug delivery to the user with >98% accuracy even in the absence of verbal instructions. A preferred orientation has been shown, and this final placement on the skin is particularly suitable for intramuscular injections, since the diamond-shaped electrode array (see the array of distal ends of the electrodes 137 in Fig. 9A, which approximately matches the shape of the protective shield 134 and associated holes 167) then is oriented properly to ensure drug delivery and initiate drug electroporation, preferably along the direction of the striated structure of the muscle. The main feature is that when properly aligned, the skin should be flush with the skin interface where the hole is located, for example where the needle appears. This creates a consistent skin interface.

Когда выравнивание относительно мышцы-мишени является неправильным, дуга обычно вызывает визуально видимый зазор, например, 2-5 мм, между выравнивающей панелью/боковым экраном 108 и кожей. Визуально наблюдаемый зазор может использоваться в качестве напоминания пользователю о переориентации аппликатора 400. Аппликатор 400 может быть менее устойчивым к коже индивидуума. Элементы выравнивающей панели, в которых расстояние между краями крыльев элемента по меньшей мере в 1,3 раза превышает высоту элемента по вертикали, являются предпочтительными для обеспечения правильного размещения. Кроме того, в некоторых случаях конструкция элемента такова, что поверхность контакта с тканью может располагаться на одном уровне с кожей в желаемой ориентации, в то же время имеет воздушный зазор по меньшей мере 2 мм при размещении под углом 90° относительно желаемой ориентации.When alignment with the target muscle is incorrect, the archwire typically causes a visually visible gap, for example, 2-5 mm, between the alignment panel/side shield 108 and the skin. The visually observed gap may be used to remind the user to reorient the applicator 400. The applicator 400 may be less resistant to the individual's skin. Leveling panel elements where the distance between the edges of the element wings is at least 1.3 times the vertical height of the element are preferred to ensure proper placement. Additionally, in some cases, the element is designed such that the fabric contact surface can be flush with the skin in the desired orientation while still having an air gap of at least 2 mm when positioned at a 90° angle from the desired orientation.

Специалистам в данной области должны быть понятны различные варианты конструкции выравнивающей панели. Например, вместо дугообразной выравнивающей панели/бокового экрана 108 могут быть использованы V-образные формы. Также известны и другие варианты, ключевая особенность которых состоит в том, что устройство может быть размещено непосредственно напротив кожи в желаемой ориентации, при этом, между поверхностью раздела ткани и кожи реципиента присутствует визуально видимый зазор размером в 2 мм или более, если устройство смещено относительно поперечно-полосатых мышц-мишеней.Those skilled in the art will appreciate the various design options for a leveling panel. For example, instead of an arcuate leveling panel/side screen 108, V-shapes may be used. Other options are also known, the key feature of which is that the device can be placed directly against the skin in the desired orientation, while there is a visually visible gap of 2 mm or more between the interface of the tissue and the recipient's skin if the device is offset relative to striated target muscles.

Как указывалось выше, в некоторых вариантах такой реализации, выравнивающая панель/боковой экран 108 ориентированы по форме электродной матрицы, поскольку ромбовидная симметрия электродной матрицы имеет определенное ассоциированное с ней распределение, и такое распределение должно находиться в заданной взаимосвязи с формой выравнивающей панели/бокового экрана 108. На фиг. 9А9В, показаны электроды, а в частности, дистальные части 137, число которых равно четырем. Электроды расположены в виде ромбовидной матрицы, и это может означать, что они имеют симметрию второго порядка, то есть имеют двойную симметрию, то есть они могут вращаться, и в двух разных положениях выглядят одинаково. Электроды простираются в этом массиве от отверстий 167, присутствующих в защитном экране 134. Использование ромбовидной матрицы особенно полезным, поскольку оно обычно желательна для внутримышечных инъекций, как обсуждалось выше. Следует напомнить, что симметричная матрица второго порядка дает симметрично приложенное электрическое поле второго порядка. Этот тип приложенного электрического поля может иметь предпочтительное направление вдоль поперечных полос мышц, если выравнивающая панель/боковой экран 108 ориентированы должным образом. Таким образом, выравнивающая панель/боковой экран 108 и электрическое поле второго порядка имеют синергическую ориентацию, что способствует распространению лекарственного средства по направле- 32 043519 нию к поперечно-полосатой мышце.As discussed above, in some embodiments of such an implementation, the alignment panel/side shield 108 is oriented to the shape of the electrode array because the diamond symmetry of the electrode array has a specific distribution associated with it, and such distribution must be in a predetermined relationship with the shape of the alignment panel/side shield 108 In Fig. 9A9B shows the electrodes, and in particular the distal parts 137, the number of which is four. The electrodes are arranged in a diamond-shaped array, which could mean that they have second-order symmetry, meaning they have double symmetry, meaning they can rotate and look the same in two different positions. The electrodes extend in this array from the holes 167 present in the protective shield 134. The use of a diamond-shaped array is particularly useful as it is generally desired for intramuscular injections, as discussed above. It should be recalled that a symmetric second-order matrix produces a symmetrically applied second-order electric field. This type of applied electric field may have a preferred direction along the transverse muscle bands if the alignment panel/side shield 108 is oriented properly. Thus, the alignment panel/side shield 108 and the second order electric field have a synergistic orientation that promotes drug distribution toward the striated muscle.

Вообще говоря, в форме ромба или в другой симметричной форме второго порядка обычно имеется большая (длинная) ось и малая (короткая) ось. Оси могут иметь заданное соотношение с предпочтительной осью выравнивающей панели/бокового экрана 108. Так, например, если предполагается, что выравнивающая панель/боковой экран 108 имеют крылья дугообразной формы, окружающие рычаг, то отрезок прямой, соединяющий центр крыльев, может быть перпендикулярен большой оси ромбовидной матрицы.Generally speaking, a diamond shape or other second-order symmetrical shape usually has a major (long) axis and a minor (short) axis. The axes may have a predetermined relationship to the preferred axis of the leveling panel/side screen 108. Thus, for example, if the leveling panel/side screen 108 is intended to have arcuate wings surrounding a lever, then a straight line connecting the center of the wings may be perpendicular to the major axis diamond-shaped matrix.

Изменения должны быть понятны специалисту в данной области. Так, например, хотя ромб является одной из возможных форм электродной матрицы, однако, другой репрезентативной формой является прямоугольник, который также имеет симметрию второго порядка. Электроды могут быть размещены в соответствующих положениях, но они могут быть перемещены в пределах заранее определенного или желаемого допуска, например, в пределах 5, 10% и т.п. Электроды могут иметь и различные другие формы, при условии, что они будут создавать вращательно-симметричное электрическое поле второго порядка.The changes should be understandable to one skilled in the art. For example, although a rhombus is one possible shape for an electrode array, another representative shape is a rectangle, which also has second order symmetry. The electrodes may be placed at appropriate positions, but they may be moved within a predetermined or desired tolerance, for example within 5%, 10%, or the like. The electrodes can have various other shapes, provided that they create a rotationally symmetric second-order electric field.

В другом варианте, для невнутримышечных инъекций могут быть использованы симметрии другого порядка. Так, например, для кожи обычно нет предпочтительного направления распространения лекарственного средства, а поэтому для интрадермальных инъекций можно использовать даже кольцевую электродную матрицу.Alternatively, symmetries of a different order may be used for non-intramuscular injections. For example, for the skin there is usually no preferred direction of drug distribution, and therefore even a ring electrode array can be used for intradermal injections.

Другие соображения относительно электродных матриц заключаются в следующем. Самая простая конфигурация матрицы содержит два электрода, соединенных с противоположными полюсами источника электрической энергии. Как раскрывается в патентах США 5873549 и 6041252 (которые в полном объеме включены в настоящее описание посредством ссылки), три или более одновременно активных электродов, расположенных в виде многоэлементной матрицы, могут быть использованы для увеличения объема ткани-мишени и повышения однородности в распространении электрического поля в тканимишени. Для подачи электрического поля в ткань был разработан широкий спектр геометрических расположений электродов и схем активации. Такими электродами являются электроды, расположенные в линейной, прямоугольной, круглой или треугольной конфигурации, и способные распространять электрические поля в объеме ткани приблизительно в форме эллипсоида, кубоида, цилиндра или сфероида. Чаще всего электроды располагаются параллельно друг другу и имеют конфигурацию, подходящую для чрескожного введения в ориентации, по существу, перпендикулярной поверхности кожи. Для гарантии того, что электрическое поле будет действовать на ткань-мишень определенного объема и формы, желательно, чтобы предполагаемая пространственная взаимосвязь между каждым из электродов в матрице достигалась после чрескожного введения. В частности, следует избегать случайных изменений в межэлектродном интервале, поскольку они могут вызвать изменения величины электрических полей, распространяющихся в ткани-мишени, что может привести к негативным последствиям для безопасности и/или эффективности процедуры.Other considerations regarding electrode arrays are as follows. The simplest array configuration contains two electrodes connected to opposite poles of an electrical energy source. As disclosed in US Pat. Nos. 5,873,549 and 6,041,252 (which are incorporated by reference in their entirety), three or more simultaneously active electrodes arranged in a multi-element array can be used to increase target tissue volume and increase uniformity in electric field propagation. in target tissue. A wide range of geometric electrode arrangements and activation schemes have been developed to deliver an electric field into tissue. Such electrodes are electrodes arranged in a linear, rectangular, circular or triangular configuration and capable of propagating electrical fields throughout a tissue volume approximately in the shape of an ellipsoid, cuboid, cylinder or spheroid. Most commonly, the electrodes are positioned parallel to each other and are configured for percutaneous insertion in an orientation substantially perpendicular to the skin surface. To ensure that the electric field will act on the target tissue of a certain volume and shape, it is desirable that the intended spatial relationship between each of the electrodes in the array is achieved after percutaneous administration. In particular, inadvertent changes in electrode spacing should be avoided as they may cause changes in the magnitude of electrical fields propagating into the target tissue, which may have negative consequences for the safety and/or effectiveness of the procedure.

Другая блокировка включает использование внешней кассетной крышки 110. В частности, выравнивающая панель/боковой экран 108 при хранении закрывают внешней кассетной крышкой 110. Внешняя кассетная крышка 110 изготовлена так, чтобы она могла не только в целом защищать дистальный конец устройства до момента его использования, но также и сама выполняла функцию блокировки. Хотя защита дистального конца кассетного блока 100 служит для защиты иглы и электродов от окружающей среды, однако, часто встречающаяся проблема заключается в том, что пользователи часто забывают снять такие крышки. Одно из решений этой проблемы состоит в том, чтобы сделать крышку яркого цвета, который будет отличаться от цвета (цветов) других компонентов в кассете 100, и тем самым, напоминать пользователю о ее наличии и, таким образом, о необходимости ее удаления. Другая часть этого решения состоит в том, чтобы включать сигнал расширения или напоминания 190, как показано дугообразным участком рядом с прямоугольным участком, где дугообразный участок виден даже тогда, когда кассетный блок 100 расположен напротив объекта. Поскольку этот сигнал напоминания 190 является видимым, то он может служить как напоминание об удалении внешней кассетной крышки 110, даже если это напоминание о внешней кассетной крышки 110 не было видно.Another lock includes the use of an outer cassette cover 110. In particular, the alignment panel/side screen 108 is covered by an outer cassette cover 110 during storage. The outer cassette cover 110 is configured to not only generally protect the distal end of the device until use, but It also performed the blocking function itself. Although the protection of the distal end of the cassette unit 100 serves to protect the needle and electrodes from the environment, a common problem is that users often forget to remove such covers. One solution to this problem is to make the lid a bright color that is different from the color(s) of the other components in the cassette 100, thereby reminding the user of its presence and thus the need to remove it. Another part of this solution is to include an extension or reminder signal 190, as shown by the arcuate portion adjacent to the rectangular portion, where the arcuate portion is visible even when the cassette unit 100 is positioned opposite the object. Since this reminder signal 190 is visible, it can serve as a reminder to remove the outer cassette cover 110 even if the reminder of the outer cassette cover 110 was not visible.

Как более подробно показано на фиг. 10А-10В, внешняя кассетная крышка 110 включает наружную поверхность, дистально обращенную к объекту, и внутреннюю поверхность, обращенную лицом к выравнивающей панели/боковому экрану 108. На внутренней поверхности находится несколько крюков 176, которые входят в зацепление с соответствующей стенкой 180 выравнивающей панели/бокового экрана 108. Эти крюки удерживают внешнюю кассетную крышку 110 на месте.As shown in more detail in FIG. 10A-10B, the outer cassette cover 110 includes an outer surface distal to the object and an inner surface facing the alignment panel/side screen 108. The inner surface includes a plurality of hooks 176 that engage a corresponding alignment panel wall 180. side screen 108. These hooks hold the outer cassette cover 110 in place.

Однако, если внешняя кассетная крышка 110 случайно была оставлена на месте, а аппликатор 400 прижимается к месту вставки с определенной силой, то сила выравнивающей панели/бокового экрана 108 по отношению к внешней кассетной крышке 110 может привести к открытию внешней кассетной крышки 110, благодаря отталкиванию от положения сцепления выравнивающей панели/бокового экрана 108. Однако на крюках 176 имеются скошенные поверхности 178, которые имеют тенденцию действовать на защитный экран 134 при приложении давления, что будет вызывать расширение крюков 176 наружу и увеличивать их удерживающее воздействие на выравнивающую панель/боковой экран 108 и преHowever, if the outer cassette cover 110 is accidentally left in place and the applicator 400 is pressed against the insertion site with a certain amount of force, then the force of the alignment panel/side screen 108 against the outer cassette cover 110 may cause the outer cassette cover 110 to open due to the repulsion from the engagement position of the leveling panel/side screen 108. However, the hooks 176 have chamfered surfaces 178 that tend to act on the protective screen 134 when pressure is applied, which will cause the hooks 176 to expand outward and increase their holding effect on the leveling panel/side screen 108 and pre

- 33 043519 дотвращать отсоединение внешней кассетной крышки 110. Кроме того, скошенная поверхность действует и дальше на защитный экран, предотвращая перемещение выравнивающей панели/бокового экрана 108 относительно защитного экрана 134. Если выравнивающая панель/боковой экран 108 не может перемещаться относительно защитного экрана 134, то блокировка обнаружения усилия не может быть отключена, так как преобразователь силового контакта 128 не может двигаться к третьей точке силового контакта, описанной выше, где обнаруживается полное давление (или, в этом случае, даже ко второй точке контакта силы). Регулятор может давать информацию о том, что происходит с регулятором. Так, например, на дисплей пользовательского интерфейса может подаваться сообщение, например, Вам нужно снять внешнюю кассетную крышку, и то же самое вызвано нажатием кнопки запуска в отсутствии адекватного усилия.- 33 043519 prevent the outer cassette cover 110 from detaching. In addition, the beveled surface acts further on the protective screen to prevent the leveling panel/side screen 108 from moving relative to the protective screen 134. If the leveling panel/side screen 108 cannot move relative to the protective screen 134, then the force detection interlock cannot be disabled because the force contact transducer 128 cannot move to the third force contact point described above where total pressure is detected (or, in this case, even to the second force contact point). The regulator can provide information about what is happening with the regulator. So, for example, a message may appear on the user interface display, such as You need to remove the outer cassette cover, and the same is caused by pressing the start button without adequate force.

Хотя некоторые блокировки были описаны выше, однако, в любом данном варианте осуществления изобретения может быть использовано большее или меньшее число блокировок. Так, например, для детектирования силы могут быть применены другие элементы, которые могут служить в качестве сигналов запуска блокировок. Могут быть также использованы и блокировки других типов, включая триггерные замки, защитные переключатели и т.п. Другие типы блокировок будут также понятны специалистам в данной области исходя из описания изобретения.Although some locks have been described above, however, more or fewer locks may be used in any given embodiment of the invention. Thus, for example, other elements may be used to detect force and serve as interlock trigger signals. Other types of locks may also be used, including trigger locks, safety switches, etc. Other types of interlocks will also be apparent to those skilled in the art from the description of the invention.

После того, как глубина введения будет правильно выбрана пользователем, и внешняя кассетная крышка 110 будет удалена, а собственная сила будет детектирована посредством блокировки силы, активация триггера будет вызывать вращение стопорного кольца 114 кассеты по часовой стрелке или против часовой стрелки, где направление вращения будет зависеть от глубины вставки, выбранной пользователем. Вращение вызывает перемещение опорных стоек 488 в каналы выбранной глубины, что, в свою очередь, позволяет размещать иглы и электроды. В частности, внутренняя кассета 103, задняя часть 112 кассеты, резервуар 101, внутренняя кассетная крышка 104, втулка для иглы 152, игла 105, электроды 122 и связанные с ними элементы перемещаются вперед под воздействием пружины 472 для вставки электродов/игл. В варианте осуществления изобретения, эти элементы жестко соединены друг с другом и таким образом могут двигаться вперед как отдельный элемент.Once the insertion depth has been correctly selected by the user and the outer cassette cover 110 has been removed and the self-force has been detected through the force lock, activation of the trigger will cause the cassette retaining ring 114 to rotate clockwise or counterclockwise, where the direction of rotation will depend from the insertion depth selected by the user. The rotation causes the support posts 488 to move into the channels of the selected depth, which in turn allows the placement of needles and electrodes. Specifically, the inner cassette 103, the cassette back 112, the reservoir 101, the inner cassette cover 104, the needle hub 152, the needle 105, the electrodes 122 and associated members are moved forward by the spring 472 for inserting the electrodes/needles. In an embodiment of the invention, these elements are rigidly connected to each other and thus can move forward as a separate element.

Для дополнительной минимизации риска получения пользователем травм от острых предметов, предпочтительно, чтобы кассетный блок также включал механизм нанесения покрытия на электроды и любые иглы для инъекций после их удаления из ткани реципиента. Это может быть достигнуто за счет включения защитного экрана, который будет служить кожухом для электродов и иглы для инъекции (если она присутствует) до их использования, а затем это распространяется на электроды и иглу для инъекций (если она имеется) после их размещения и удаления из ткани индивидуума. Обычно, поверхность, контактирующая с тканью, включает дистальную поверхность защитного элемента. Хотя может рассматриваться использование защитных элементов, выполненных вручную, однако, предпочтительно, чтобы устройство включало механизм для автоматического расширения защитного элемента на электроды и, кроме того, для включения функции блокировки в целях сохранения защитного элемента экрана в расширенном состоянии после его удаления из ткани реципиента. Примером служит (являются) элемент экрана, который является скользящим и входит в зацепление с внешним корпусом кассеты и функционально связан с источником накопленной энергии, таким как пружина, которая сдвигает экран вперед при извлечении электродов из ткани реципиента. Альтернативно, этот механизм может содержаться внутри аппликатора и может быть выполнен так, чтобы он мог изменять шаг размещения электрода, и тем самым, оттягивал электроды и любые ассоциированные с ними иглы для инъекций за пределы поверхности, контактирующей с тканью. Это может быть достигнуто с помощью простых электромеханических механизмов для поступательного движения, таких как двигатели или соленоиды.To further minimize the risk of injury to the user from sharp objects, it is preferred that the cassette unit also include a mechanism for coating the electrodes and any injection needles after they are removed from the recipient tissue. This can be achieved by including a protective shield that will serve as a shroud for the electrodes and injection needle (if present) before they are used, and then this extends to the electrodes and injection needle (if present) after they have been placed and removed from individual tissue. Typically, the tissue contacting surface includes the distal surface of the security element. Although the use of manually constructed security features may be contemplated, it is preferred that the device include a mechanism to automatically expand the shield onto the electrodes and further to engage a locking function to maintain the shield feature in the expanded state after it has been removed from the recipient tissue. An example is (are) a screen element that is slidable and engages with the outer cassette body and is operatively coupled to a stored energy source, such as a spring, that moves the screen forward as the electrodes are withdrawn from recipient tissue. Alternatively, the mechanism may be contained within the applicator and may be configured to vary the pitch of the electrode, thereby retracting the electrodes and any associated injection needles away from the tissue contacting surface. This can be achieved using simple electromechanical translational mechanisms such as motors or solenoids.

В конкретном варианте такой реализации и как показано на фиг. 4, а также на фиг. 11А и 11С, защитный экран 134 выполнен так, чтобы он мог оставаться в положении, при котором происходит доставка лекарственного средства, но перемещать вперед внутреннюю кассету 103 и другие связанные с ней компоненты во время доставки лекарственного средства, что будет приводить к сжатию пружины 138 защитного экрана. Эта сжатая пружина защитного экрана 138 будет затем ослабляться по мере уделения аппликатора из организма индивидуума, так как защитный экран 134 вынужден двигаться вперед, если аппликатор 400 удаляется из организма индивидуума, закрывая иглу и электроды и защищая индивидуума и т.п. от соприкосновения с непокрытыми острыми предметами. Примечательно, что эта функция также предотвращает визуализацию острых предметов во время их удаления, что может уберечь индивидуумов от испытывающего ими беспокойства, связанное с этими иглами.In a particular embodiment of such an implementation and as shown in FIG. 4, and also in FIG. 11A and 11C, the shield 134 is configured to remain in the drug delivery position but move the inner cassette 103 and other associated components forward during drug delivery, which will cause the shield spring 138 to compress. screen. This compressed spring of the protective shield 138 will then be released as the applicator is withdrawn from the subject, since the protective shield 134 is forced to move forward if the applicator 400 is removed from the subject, covering the needle and electrodes and protecting the subject, etc. from contact with uncovered sharp objects. Notably, this feature also prevents the visualization of sharp objects during their removal, which may prevent individuals from experiencing anxiety associated with these needles.

В противном случае, хотя ослабленная пружина способна к повторному сжатию, а, в частности, если бы пользователь перемещал защитный экран 134 в проксимальном направлении, однако, это может быть предотвращено действием опорного рычага 132 защитного экрана, который вмонтирован во внутреннюю часть внешней кассеты 102 и выполняют функцию храповика, когда защитный экран 134 движется вперед. В частности, как показано на фиг. 11А и 11С, опорные рычаги 132 защитного экрана перемещаются по различным последовательно расположенным опорным стенкам и могут легко это делать, когда защитный экран 134 перемещается дистально. Однако, в проксимальном направлении, перемещение защитного экрана 134 предотвращается благодаря опорным рычагам 132 защитного экрана, которыеOtherwise, although the weakened spring is capable of being recompressed, and in particular if the user were to move the shield 134 in a proximal direction, this may, however, be prevented by the action of the shield support arm 132, which is mounted into the interior of the outer cassette 102 and act as a ratchet when the protective screen 134 moves forward. In particular, as shown in FIG. 11A and 11C, the shield support arms 132 move across various successive support walls and can easily do so as the shield 134 moves distally. However, in the proximal direction, movement of the shield 134 is prevented by the shield support arms 132, which

- 34 043519 упираются в опорные стенки в этом направлении по механизму храповика и не допускают прохода.- 34 043519 rest against the supporting walls in this direction using a ratchet mechanism and do not allow passage.

Первоначальная серия опорных стенок 188 предотвращает проксимальное перемещение защитного экрана 134 до использования кассетного блока 100. Серия первых опорных стенок 184 для первой выбранной глубины предотвращает проксимальное перемещение защитного экрана 134 после разряда на первой выбранной глубине. Серия вторых опорных стенок 184 для второй выбранной глубины предотвращает проксимальное перемещение защитного экрана 134 после разряда на второй выбранной глубине. Защитный экран 134 предотвращает полное удаление из кассетного блока 100 благодаря действию опорных крюков 182 защитного экрана, действующих на внутреннюю кассету 103.An initial series of support walls 188 prevent proximal movement of the shield 134 prior to use of the cassette unit 100. A series of first support walls 184 for the first selected depth prevent proximal movement of the shield 134 after discharge at the first selected depth. A series of second support walls 184 for a second selected depth prevent proximal movement of the shield 134 following a discharge at the second selected depth. The shield 134 is prevented from being completely removed from the cassette unit 100 due to the action of the shield support hooks 182 acting on the inner cassette 103.

Эти варианты должны быть понятны специалисту в данной области. Так, например, в одном варианте осуществления изобретения, опорные рычаги 132 защитного экрана могут быть снабжены штампованными опорными металлическими плевами, которые взаимодействуют с внешней кассетой 102. В некоторых вариантах осуществления изобретения, элементы опорного рычага непосредственно встроены как пластиковые элементы, полученные путем литьевого формования, во внешнюю кассетную крышку 106 и/или в выравнивающую панель/боковой экран 108. Конкретный материал должен быть выбран так, чтобы он обеспечивал достаточную жесткость и поддержку удлиненных электродов, сохраняя при этом достаточную эластичность, чтобы предотвратить разрушение компонента под нагрузкой. При выборе материала следует также учитывать предполагаемый метод стерилизации электродной матрицы (например, посредством гамма-излучения, стерилизации паром, обработки этиленоксидом или электронного излучения) для гарантии того, что такие элементы будут сохранять адекватные свойства материала после стерилизации. В репрезентативном варианте осуществления изобретения, элементы, сконструированные соответствующим образом, должны удерживать защитный экран 134 от проксимального перемещения в случае приложения силы по меньшей мере 5 Н, а более предпочтительно, по меньшей мере 15 Н. Могут быть также использованы и другие способы обеспечения функции храповика для предотвращения проксимального перемещения защитного экрана, включая зубчатую рейку, вставленную в защитный экран 134, и соответствующий элемент храповика, вставленный во внешнюю кассетную крышку 106.These options should be understood by one skilled in the art. Thus, for example, in one embodiment, the shield support arms 132 may be provided with stamped metal support arms that engage with the outer cassette 102. In some embodiments, the support arm members are directly incorporated as injection molded plastic members, into the outer cassette cover 106 and/or into the alignment panel/side shield 108. The specific material must be selected to provide sufficient rigidity and support for the elongated electrodes while maintaining sufficient elasticity to prevent failure of the component under load. Material selection should also consider the intended method of sterilization of the electrode array (e.g., by gamma radiation, steam sterilization, ethylene oxide treatment, or electron radiation) to ensure that such elements will retain adequate material properties after sterilization. In an exemplary embodiment of the invention, appropriately designed members should retain the protective shield 134 from proximal movement when a force of at least 5 N, and more preferably at least 15 N, is applied. Other methods of providing ratchet function may also be used. to prevent proximal movement of the shield, including a rack inserted into the shield 134 and a corresponding ratchet member inserted into the outer cassette cover 106.

Как показано на фиг. 4, каждый удлиненный электрод 122 в матрице содержит дистальную часть 137 и проксимальную часть 135, которые находятся в кондуктивной связи. Дистальная часть сконструирована так, чтобы она могла проникать в ткань и распространять электрическое поле в ткани, а проксимальная часть сконструирована так, чтобы она имела проводящую контактную область, способную надежно осуществлять кондуктивную связь с электрическими соединениями, содержащимися в аппликаторе с подходящим источником электрической энергии. Источник электрической энергии может, из-за временного изменения мощности, приложенной к отдельным электродам, вызывать изменяющееся в пространстве и времени электрическое поле в организме индивидуума, которое обычно ограничено объемом вокруг области распределения лекарственного средства, и то же самое может быть использовано в терапии путем электропорации.As shown in FIG. 4, each elongate electrode 122 in the array includes a distal portion 137 and a proximal portion 135 that are in conductive communication. The distal portion is designed to penetrate tissue and propagate an electrical field into the tissue, and the proximal portion is designed to have a conductive contact region capable of reliably conducting conductive communication with electrical connections contained in the applicator with a suitable source of electrical energy. The source of electrical energy can, due to a temporary change in the power applied to the individual electrodes, produce a spatially and temporally varying electric field in the body of the individual, which is usually limited by the volume around the area of drug distribution, and the same can be used in electroporation therapy .

Соответствующие характеристики электродов включают форму, диаметр, профиль наконечника, длину, состав материала и проводимость, технические параметры которых выбирают в зависимости от предполагаемой цели применения. Чаще всего, электроды содержат электропроводящие удлиненные стержни с криволинейным диаметром поперечного сечения 0,1-1,5 мм. Электроды могут быть сплошными или полыми. Чаще всего полые электроды содержат одно или более отверстий и оперативное соединение с резервуаром для жидкости, что позволяет вводить представляющий интерес агент или другие сопутствующие лекарственные средства, включая анестетики, поверхностно-активные вещества, белки, адъюванты или стимуляторы, из самого электрода. В зависимости от целей применения, соответствующими металлическими электродными материалами являются, но не ограничиваются ими: титан, золото, серебро, алюминий, медь, тантал, вольфрам, молибден, нержавеющая сталь, MP35N и их сплавы. Электроды также могут состоять из электропроводящей керамики или пластмасс. Для минимизации нежелательных электрохимических реакций на границе раздела электрода и ткани часто желательно, чтобы один или более электродов были покрыты проводящим материалом, обеспечивающим улучшенную электрохимическую стабильность по сравнению с самим материалом электрода. Такие материалы для покрытия включают, но не ограничиваются ими: платину, иридий, палладий, осмий, золото, серебро, титан и их сплавы.Relevant electrode characteristics include shape, diameter, tip profile, length, material composition and conductivity, the technical parameters of which are selected depending on the intended application. Most often, electrodes contain electrically conductive elongated rods with a curved cross-sectional diameter of 0.1-1.5 mm. Electrodes can be solid or hollow. Most commonly, hollow electrodes contain one or more openings and an operative connection to a fluid reservoir that allows the agent of interest or other concomitant drugs, including anesthetics, surfactants, proteins, adjuvants, or stimulants, to be administered from the electrode itself. Depending on the application, suitable metal electrode materials include, but are not limited to: titanium, gold, silver, aluminum, copper, tantalum, tungsten, molybdenum, stainless steel, MP35N and their alloys. Electrodes may also consist of electrically conductive ceramics or plastics. To minimize unwanted electrochemical reactions at the electrode-tissue interface, it is often desirable that one or more electrodes be coated with a conductive material that provides improved electrochemical stability compared to the electrode material itself. Such plating materials include, but are not limited to: platinum, iridium, palladium, osmium, gold, silver, titanium and their alloys.

Как описано выше, наконечник дистальной части выполнен так, чтобы он мог проникать в ткань. Общие профили наконечника включают, но не ограничиваются ими: троакар, скос, конус, лезвие, пику и конус с уклоном. Для чрескожного размещения электродов, предпочтительными являются профили наконечника с одной или более режущими кромками. В некоторых случаях, когда профиль проникающего наконечника может быть нежелательным для создания требуемых электрических полей, наконечник может состоять из непроводящего материала, находящегося на дистальном наконечнике электрода, либо проникающий наконечник может быть покрыт адгезивным покрытием или прокладочным слоем, состоящим из биосовместимого электроизоляционного материала, такого как полимер п-ксилилена, полиолефин, поливинилхлорид, полиуретан, полиэфир, полиимид, силиконовый каучук, термопластичный эластомер/каучук, этилентетрафторэтилен, фторированный этиленпропилен и/или перфторалкоксипластик.As described above, the tip of the distal portion is configured to penetrate tissue. Common tip profiles include, but are not limited to: trocar, bevel, cone, blade, peak and beveled cone. For percutaneous electrode placement, tip profiles with one or more cutting edges are preferred. In some cases where the profile of the penetrating tip may not be desirable for generating the required electric fields, the tip may consist of a non-conductive material located at the distal tip of the electrode, or the penetrating tip may be coated with an adhesive coating or spacer layer consisting of a biocompatible electrical insulating material such as p-xylylene polymer, polyolefin, polyvinyl chloride, polyurethane, polyester, polyimide, silicone rubber, thermoplastic elastomer/rubber, ethylene tetrafluoroethylene, fluorinated ethylene propylene and/or perfluoroalkoxy plastic.

Рядом с проникающим наконечником находятся одна или более проводящих областей, имеющихAdjacent to the penetrating tip are one or more conductive areas having

- 35 043519 конфигурацию, подходящую для распространения электрических полей в ткани. Для ограничения распространения электрических полей в область ткани-мишени, обычно, а особенно для подкожного и внутримышечного введения, по меньшей мере часть длины электрода, имеющего конфигурацию, подходящую для проникновения в ткань, покрывают адгезивным покрытием или прокладочным слоем, состоящим из биосовместимого электроизоляционного материала, такого как полимер п-ксилилена, полиолефин, поливинилхлорид, полиуретан, полиэфир, полиимид, силиконовый каучук, термопластичный эластомер/каучук, этилентетрафторэтилен, фторированный этиленпропилен и/или перфторалкоксипластик. Таким образом, электроды могут быть сконструированы так, чтобы они активировались только на определенной глубине в ткани.- 35 043519 configuration suitable for the propagation of electric fields in tissue. To limit the propagation of electric fields into the target tissue region, typically, and especially for subcutaneous and intramuscular administration, at least a portion of the length of the electrode, having a configuration suitable for penetration into the tissue, is coated with an adhesive coating or spacer layer consisting of a biocompatible electrical insulating material, such as p-xylylene polymer, polyolefin, polyvinyl chloride, polyurethane, polyester, polyimide, silicone rubber, thermoplastic elastomer/rubber, ethylene tetrafluoroethylene, fluorinated ethylene propylene and/or perfluoroalkoxy plastic. In this way, electrodes can be designed to only activate at a certain depth in the tissue.

В целом, количество электродов и их межэлектродное расстояние, а также глубина проникновения электродов и длина их проводящей области определяют объем ткани, на которую подают электрические поля. Эти параметры выбирают исходя из конкретных целей процедуры введения, включая участок ткани-мишени, объем, дозу и вязкость доставляемого агента, а также изменение толщины кожи и подкожной ткани у предполагаемой группы реципиентов. Обычно, матрицы для интрадермального введения человеку-реципиенту, содержат 2-16 электродов диаметром 0,2-0,7 мм, с расстоянием между электродами 2-8 мм, глубиной проникновения электрода 0,5-4 мм и проводящей длиной 0,5-4 мм. Обычно, матрицы для подкожного введения человеку-реципиенту, содержат 2-8 электродов диаметром 0,3-0,8 мм, с расстоянием между электродами 4-10 мм, глубиной проникновения электрода 5-15 мм и проводящей длиной 2-8 мм. Обычно, матрицы для внутримышечного введения человеку-реципиенту, содержат 2-8 электродов диаметром 0,3-1,2 мм, с расстоянием между электродами 4-12 мм, глубиной проникновения электрода 10-60 мм и проводящей длиной 2-20 мм.In general, the number of electrodes and their interelectrode distance, as well as the penetration depth of the electrodes and the length of their conductive region, determine the volume of tissue to which electric fields are applied. These parameters are selected based on the specific objectives of the administration procedure, including the target tissue site, volume, dose and viscosity of the agent delivered, and changes in skin and subcutaneous tissue thickness in the intended recipient population. Typically, matrices for intradermal administration to a human recipient contain 2-16 electrodes with a diameter of 0.2-0.7 mm, with a distance between electrodes of 2-8 mm, an electrode penetration depth of 0.5-4 mm and a conductive length of 0.5- 4 mm. Typically, matrices for subcutaneous administration to a human recipient contain 2-8 electrodes with a diameter of 0.3-0.8 mm, with a distance between electrodes of 4-10 mm, an electrode penetration depth of 5-15 mm and a conductive length of 2-8 mm. Typically, matrices for intramuscular administration to a human recipient contain 2-8 electrodes with a diameter of 0.3-1.2 mm, with a distance between electrodes of 4-12 mm, an electrode penetration depth of 10-60 mm and a conductive length of 2-20 mm.

Во избежание нежелательной визуализации и воздействия на электроды во время использования устройства, кассетный блок 100 предпочтительно имеет такую конфигурацию, при которой электроды 122 углубляются вовнутрь устройства до их введения в ткань реципиента. Чаще всего, это достигается за счет того, что внешняя конструкция корпуса 102 может скользить и входить в зацепление с крепежной опорой электрода, которая, в одном варианте осуществления изобретения, содержит внутреннюю кассету 103, имеющую сделанные там углубления, в которых расположены электроды. Электроды, перед их использованием, утоплены во внешнем корпусе 102. Во время использования, скользящее зацепление крепежной конструкции электрода, например, внутренней кассеты 103 с внешним корпусом позволяет электродам 122 скользить вперед относительно дистального наконечника внешнего корпуса 102, и размещать электроды 122 во внешнем корпусе 102. Длина скользящего зацепления между монтажной конструкцией электрода и внешним корпусом соответствует желаемой максимальной глубине проникновения электрода для данного применения.To avoid unwanted visualization and interference with the electrodes during use of the device, the cassette unit 100 is preferably configured such that the electrodes 122 are recessed into the device prior to insertion into the recipient tissue. Most commonly, this is achieved by allowing the outer housing structure 102 to slide and engage the electrode mounting support, which, in one embodiment of the invention, includes an inner cassette 103 having recesses formed therein in which the electrodes are located. The electrodes are, prior to use, recessed in the outer housing 102. During use, the sliding engagement of the electrode mounting structure, such as the inner cassette 103, with the outer housing allows the electrodes 122 to slide forward relative to the distal tip of the outer housing 102, and position the electrodes 122 in the outer housing 102. The length of the sliding engagement between the electrode mounting structure and the outer housing corresponds to the desired maximum electrode penetration depth for a given application.

Как видно на фиг. 4, электроды 122 имеют проксимальную часть 135 и дистальную часть 137. Проксимальная часть отделена от дистальной части плечом или изгибом 139. Плечо или изгиб 139 скреплены между собой и между внутренней кассетной крышкой 104 и внутренней кассетой 103. Плечо или изгиб 139 выполняют ряд функций. Во-первых, хотя электроды на дистальном конце кассетного блока 100 необходимы для формирования матрицы определенного размера и формы, как описано выше, однако, установка электродов 122 в виде матрицы нужного размера и формы на проксимальном конце кассетного блока 100 нецелесообразна из-за наличия резервуара 101. Другими словами, электроды 122 должны изгибаться на далеком расстоянии, чтобы освободить место для резервуара 101. Кроме того, наличие изгиба, особенно когда изгиб является зафиксированным на месте трения между внутренней кассетой 103 и внутренней кассетной крышкой 104, обеспечивает поверхность для стыка электродов 122, если сила введения иглы и электродов сдвигается в дистальном направлении, когда электроды 122 взаимодействуют с тканью во время их размещения. Изгиб может быть устойчивым к осевым поворотам, что выгодно тем, что электроды не обнаруживают значительного крутящего движения и вращаются вдали от своих электрических контактных площадок 130 (как описано ниже). Кроме того, в отличие от методов предшествующего уровня техники, где множество электродов соединены с аксиально разделенными коаксиальными кольцами, требующими различной конфигурации для каждого электрода, настоящая система позволяет использовать общий тип электрода для всех четырех электродов.As can be seen in FIG. 4, the electrodes 122 have a proximal portion 135 and a distal portion 137. The proximal portion is separated from the distal portion by an arm or bend 139. The arm or bend 139 is secured to each other and between the inner cassette cover 104 and the inner cassette 103. The arm or bend 139 performs a number of functions. First, although the electrodes at the distal end of the cassette unit 100 are necessary to form a matrix of a certain size and shape, as described above, however, installing the electrodes 122 in the form of a matrix of the desired size and shape at the proximal end of the cassette unit 100 is impractical due to the presence of the reservoir 101 In other words, the electrodes 122 must bend over a distance to make room for the reservoir 101. In addition, the presence of the bend, especially when the bend is fixed at the friction point between the inner cassette 103 and the inner cassette cover 104, provides a surface for the electrodes 122 to meet, if the insertion force of the needle and electrodes moves distally as the electrodes 122 interact with the tissue during their placement. The bending may be resistant to axial rotation, which is advantageous in that the electrodes do not exhibit significant torsional motion and rotate away from their electrical pads 130 (as described below). Additionally, unlike prior art methods where multiple electrodes are connected to axially separated coaxial rings requiring a different configuration for each electrode, the present system allows the use of a common electrode type for all four electrodes.

Системы и способы согласно принципам настоящего изобретения обеспечивают распространение электрического поля в коже, в подкожной ткани и/или в скелетных мышцах реципиента, что облегчает внутриклеточную доставку вакцины против HBV в указанную ткань реципиента. В этом аспекте, устройство включает два или более удлиненных электродов 122, расположенных в заданной пространственной взаимосвязи и имеющих конфигурацию, обеспечивающую размещение этих электродов в ткани-мишени, в которую должен быть введен или в которой должен быть распределен представляющий интерес агент. Желаемое усиление активности агента зависит от достижения совместной локализации участка распределения агента с распространением электрических полей, магнитуда которых является достаточной для индуцирования желаемых физиологических эффектов. Поэтому желательно, чтобы в устройстве достигалось согласованное размещение электрода на заданную глубину и с определенным межэлектродным расстоянием. В частности, это будет гарантировать, что электрические поля будут распространяться в нужном участке ткани, поскольку магнитуда электрических полей, распространяющихся в ткани, зависитSystems and methods according to the principles of the present invention provide the propagation of an electric field in the skin, subcutaneous tissue and/or skeletal muscle of the recipient, which facilitates intracellular delivery of the HBV vaccine to the specified tissue of the recipient. In this aspect, the device includes two or more elongate electrodes 122 arranged in a predetermined spatial relationship and configured to locate the electrodes in the target tissue into which the agent of interest is to be administered or distributed. The desired enhancement of agent activity depends on achieving co-localization of the agent's distribution site with the propagation of electric fields of sufficient magnitude to induce the desired physiological effects. Therefore, it is desirable that the device achieves consistent placement of the electrode at a given depth and with a certain interelectrode distance. In particular, this will ensure that the electric fields propagate in the desired area of the tissue, since the magnitude of the electric fields propagating in the tissue depends

- 36 043519 от расстояния между электродами, и от безопасной и эффективной напряженности электрического поля. Тем не менее, изменение толщины, плотности и состава кожи и подкожной ткани между участками данного реципиента и между группами реципиентов может приводить к значительному изменению характеристик размещения электрода. Так, например, у реципиентов с повышенной плотностью кожи, будет наблюдаться повышенная чувствительность к искажению электрода, и/или глубина проникновения будет недостаточной, что может негативно повлиять на совместную локализацию в участке распределения агента.- 36 043519 on the distance between the electrodes, and on the safe and effective electric field strength. However, variations in the thickness, density, and composition of skin and subcutaneous tissue between sites within a given recipient and between groups of recipients can result in significant changes in electrode placement characteristics. For example, in recipients with increased skin density, there will be increased sensitivity to electrode distortion and/or penetration depth will be insufficient, which may negatively affect co-localization at the site of agent distribution.

Системы и способы согласно принципам настоящего изобретения также способствуют согласованному чрескожному введению электродных матриц, содержащих 2-16 электродов диаметром 0,2-1,3 мм с межэлектродным расстоянием 2-12 мм и глубиной проникновения электрода 0,5-60 мм, реципиентам с кожей разной толщины, состава и состояния. Для обеспечения возможности чрескожного введения, электроды, проникающие в ткань, чаще всего имеют удлиненную форму и имеют конфигурацию с наконечником, проникающим в ткань, а также областью контакта с тканью в дистальной части и областью электрического контакта в проксимальной части. Принимая во внимание удлиненную конфигурацию электродов, они подвержены искривлению, изгибу и/или гофрированию (называемые общим термином искажение), когда на них влияют силы сжатия, возникающие во время чрескожного введения реципиенту. Такие искажения во время введения электрода нежелательны, так как они могут привести к неправильному введению электрода, характеризующемуся недостаточной глубиной проникновения и/или чрезмерным изменением межэлектродного расстояния. Следует отметить, что у людей и животных наблюдаются значительные внутривидовые и межвидовые различия в толщине, составе и состоянии кожи, любое из которых может оказывать существенное влияние на силы, которые электроды испытывают во время чрескожного введения. В некоторых вариантах осуществления изобретения, устройства для чрескожного введения удлиненных электродов сконструированы так, чтобы они противостояли силам, возникающим при самых жестких условиях введения электродов, которые наблюдаются у группы реципиентов, которым вводят эти электроды. Возникновение искажения электрода может быть частично устранено выбором материала электрода, а также уменьшением длины и увеличением диаметра электродов в матрице. Тем не менее, выбор материала может быть ограничен из-за проблем с производительностью, стоимостью, технологичностью и биосовместимостью. Кроме того, электроды уменьшенной длины могут препятствовать адекватному охвату целевой группы индивидуумов с отличающейся толщиной ткани, тогда как электроды большего диаметра ассоциируются с повышенным дискомфортом и травмой ткани. Таким образом, настоящее изобретение относится к способам и устройствам для облегчения чрескожного введения электродов независимо от этих параметров.Systems and methods according to the principles of the present invention also facilitate the coordinated transdermal administration of electrode arrays containing 2-16 electrodes with a diameter of 0.2-1.3 mm with an interelectrode distance of 2-12 mm and an electrode penetration depth of 0.5-60 mm, to recipients with skin of different thickness, composition and condition. To enable percutaneous administration, tissue penetrating electrodes are most often elongated and configured with a tissue penetrating tip, a tissue contact area at the distal portion, and an electrical contact area at the proximal portion. Given the elongated configuration of the electrodes, they are susceptible to bending, bending and/or corrugation (collectively referred to as distortion) when subjected to compressive forces encountered during percutaneous administration to the recipient. Such distortions during electrode insertion are undesirable as they can lead to incorrect electrode insertion characterized by insufficient penetration depth and/or excessive variation in the interelectrode distance. It should be noted that humans and animals exhibit significant intra- and inter-species variation in skin thickness, composition, and condition, any of which can have a significant impact on the forces that electrodes experience during percutaneous insertion. In some embodiments, devices for transdermal insertion of extended electrodes are designed to withstand the forces encountered under the most severe electrode insertion conditions encountered in the recipient population receiving the electrodes. The occurrence of electrode distortion can be partially eliminated by choosing the electrode material, as well as by reducing the length and increasing the diameter of the electrodes in the matrix. However, material selection may be limited due to performance, cost, processability, and biocompatibility issues. In addition, electrodes of reduced length may prevent adequate coverage of the target population of individuals with varying tissue thicknesses, while electrodes of larger diameter are associated with increased discomfort and tissue trauma. Thus, the present invention relates to methods and devices for facilitating percutaneous insertion of electrodes regardless of these parameters.

В первом варианте осуществления изобретения, кассетный субблок, содержащий электродную матрицу, включает один или более динамических опорных элементов, находящихся в физическом контакте с одним из электродов во время введения в ткань, и имеет конфигурацию, позволяющую ограничивать перемещение электродов перпендикулярно направлению введения и поддерживать желаемую пространственную взаимосвязь между электродами. Так, например, на фиг. 12 показан опорный элемент 124 электрода, в котором имеются отверстия 192 для электродов и отверстие 194 для прохода иглы. Тенденция удлиненных электродов к деформации или изгибу под нагрузкой усугубляется любыми искривлениями, эксцентриситетом или изгибом электродов, которые могут возникать во время изготовления или сборки. Таким образом, предпочтительно использовать такое устройство, как опорный элемент 124 электрода для фиксации электрода в целях предотвращения или устранения любых искривлений, эксцентриситета или изгиба электродов, которые могут возникать в состоянии покоя, и в целях предотвращения нежелательного перпендикулярного движения электрода после нагрузки, которая возникает в процессе его встраивания в ткань.In a first embodiment of the invention, the cassette subassembly containing the electrode array includes one or more dynamic support elements that are in physical contact with one of the electrodes during insertion into tissue, and is configured to limit the movement of the electrodes perpendicular to the direction of insertion and maintain the desired spatial relationship between electrodes. So, for example, in FIG. 12 shows an electrode support member 124 that includes holes 192 for electrodes and a hole 194 for needle passage. The tendency of elongated electrodes to warp or bend under load is exacerbated by any bending, eccentricity, or bending of the electrodes that may occur during manufacturing or assembly. Thus, it is preferable to use a device such as the electrode support member 124 to fix the electrode in order to prevent or eliminate any distortion, eccentricity or bending of the electrodes that may occur at rest, and in order to prevent unwanted perpendicular movement of the electrode after loading that occurs at rest. the process of its embedding into tissue.

В контексте раскрытия изобретения, динамический опорный элемент определяется как структурный элемент, который обеспечивает скользящее сцепление с удлиненными электродами во время введения в ткань реципиента, и который имеет конфигурацию, позволяющую изменять положение, размер и/или конформацию во время вставки электрода, для поддержания желаемой пространственной взаимосвязи электродов по мере их размещения в ткань-мишень на определенную глубину. Поскольку электроды подвергаются наибольшим нагрузкам при первоначальном контакте с кожей, то на сцепление динамического опорного элемента с электродами, составляющими матрицу, предпочтительно воздействовать до первоначального контакта с тканью реципиента и продолжать поддерживать эти электроды по мере их размещения на полную глубину проникновения. Также желательно, чтобы динамический опорный элемент был сконструирован так, чтобы он поддерживал эти электроды и иглу для инъекции при минимальных потерях силы проникновения электродов из-за трения.In the context of the disclosure of the invention, a dynamic support element is defined as a structural element that provides sliding engagement with elongated electrodes during insertion into recipient tissue, and which is configured to change position, size and/or conformation during electrode insertion, to maintain the desired spatial the relationship of the electrodes as they are placed into the target tissue to a certain depth. Since the electrodes are subject to the greatest stress upon initial contact with the skin, the adhesion of the dynamic support element to the electrodes making up the matrix is preferably addressed prior to initial contact with the recipient tissue and continues to support these electrodes as they are positioned to their full penetration depth. It is also desirable that the dynamic support member be designed to support these electrodes and the injection needle with minimal loss of electrode penetration force due to friction.

Хотя основанная функция динамического опорного элемента заключается в поддержании желаемой пространственной взаимосвязи множества электродов в матрице по отношению друг к другу и к игле для инъекции, однако, также желательно, чтобы конструкция динамического опорного элемента включала элементы, способные стабилизировать эту матрицу как единое целое. Это предпочтительно достигается путем создания дополнительных структурных опорных элементов, которые ограничивают боковое перемещение опорного звена. В некоторых вариантах осуществления изобретения, эти опорные элементыAlthough the primary function of the dynamic support element is to maintain the desired spatial relationship of the plurality of electrodes in the array with respect to each other and to the injection needle, it is also desirable that the design of the dynamic support element include elements capable of stabilizing the array as a whole. This is preferably achieved by providing additional structural support elements that limit the lateral movement of the support link. In some embodiments of the invention, these support elements

- 37 043519 встроены в кожух, защищающий от острых предметов, который также служит для защиты пользователя от случайного воздействия электродов и/или иглы для инъекций. Ниже раскрыты различные варианты динамических опорных элементов согласно изобретению.- 37 043519 are built into a sharps guard which also serves to protect the user from accidental contact with electrodes and/or injection needles. Various embodiments of the dynamic support elements according to the invention are disclosed below.

Один из вариантов раскрытия изобретения, описанный выше как опорный элемент 124 электрода, включает использование плоской опорной конструкции 124, расположенной перпендикулярно по отношению к электродам удлиненной формы. Была создана плоская опорная конструкция с одним или более отверстиями 192, которые соответствуют положениям указанных электродов в их заданной пространственной взаимосвязи. Размер, форма и положение отверстий позволяют опорной конструкции плавно скользить вдоль удлиненных электродов в пределах матрицы при ограничении нежелательного движения перпендикулярно направлению размещения электродов. Обычно, отверстия могут представлять собой дыры или прорези 192 в плоской структуре с достаточным зазором для электрода (по меньшей мере на 10% больше, чем наибольшее поперечное сечение электрода, включая любые покрытия или другие адгезивные материалы). Однако, если для конкретных электродов требуется более существенная поддержка, то одно или более отверстий могут содержать трубчатые структуры 196, расположенные перпендикулярно к плоской опорной конструкции. Отверстия, содержащие такие трубчатые структуры, увеличивают площадь поверхности, контактирующей с электродом, и, таким образом, улучшают опору для удлиненных электродов. Плоская опорная конструкция может быть изготовлена из любого материала с подходящими структурными характеристиками, включая металлические, полимерные, керамические или композиционные материалы, и может быть изготовлена путем формования, механической обработки, литья под давлением или другими способами. Во избежание нежелательных электрических взаимодействий с электродами, предпочтительно, чтобы поверхность раздела между электродами и плоской опорной конструкцией не была электропроводящей. Материал и способ изготовления также следует выбирать так, чтобы можно быть минимизировать величину трения на границе раздела между электродами и динамическим опорным элементом. Учитывая ряд факторов, включая низкую стоимость, простоту изготовления и благоприятные электрические свойства, опорную конструкцию электрода обычно изготавливают из термопластика, такого как поликарбонат, полистирол, полипропилен, акрил или полиэтилен. Конкретный материал должен быть выбран так, чтобы он имел жесткость, достаточную для поддержания удлиненных электродов при сохранении достаточной эластичности в целях предотвращения разрушения компонента под нагрузкой. При выборе материала необходимо также учитывать предполагаемый способ стерилизации электродной матрицы (например, посредством гамма-излучения, стерилизации паром, обработки этиленоксидом или электронным облучением) для гарантии того, что динамический опорный элемент будет совместимым. Конкретные размеры и конструкция опорного элемента зависят от свойств выбранного материала. Тем не менее, желательно свести к минимуму размеры опорной конструкции так, чтобы она чрезмерно не ограничивала расстояние между размещаемыми электродами или не оказывала негативного влияния на другие функциональные свойства устройства. Обычно, жесткие плоские конструкции имеют достаточную толщину 0,5-2 мм.One embodiment of the invention described above as an electrode support member 124 includes the use of a flat support structure 124 positioned perpendicular to the elongated electrodes. A planar support structure was created with one or more holes 192 that correspond to the positions of said electrodes in their predetermined spatial relationship. The size, shape and position of the holes allow the support structure to slide smoothly along the extended electrodes within the array while limiting unwanted movement perpendicular to the direction of electrode placement. Typically, the openings may be holes or slits 192 in a planar structure with sufficient clearance for the electrode (at least 10% larger than the largest cross-section of the electrode, including any coatings or other adhesive materials). However, if more substantial support is required for particular electrodes, then one or more of the openings may comprise tubular structures 196 positioned perpendicular to the planar support structure. Holes containing such tubular structures increase the surface area in contact with the electrode and thus improve support for the elongated electrodes. The planar support structure may be made of any material with suitable structural characteristics, including metal, polymer, ceramic, or composite materials, and may be manufactured by molding, machining, injection molding, or other methods. To avoid unwanted electrical interactions with the electrodes, it is preferable that the interface between the electrodes and the planar support structure be non-conductive. The material and method of manufacture should also be chosen so that the amount of friction at the interface between the electrodes and the dynamic support element can be minimized. Given a number of factors, including low cost, ease of fabrication, and favorable electrical properties, the electrode support structure is typically made from a thermoplastic such as polycarbonate, polystyrene, polypropylene, acrylic, or polyethylene. The specific material must be selected to have sufficient rigidity to support the extended electrodes while maintaining sufficient elasticity to prevent failure of the component under load. Material selection must also consider the intended method of sterilization of the electrode array (eg, gamma irradiation, steam sterilization, ethylene oxide treatment, or electron irradiation) to ensure that the dynamic support element is compatible. The specific dimensions and design of the support element depend on the properties of the selected material. However, it is desirable to minimize the size of the support structure so that it does not unduly limit the distance between the electrodes to be placed or negatively affect other functional properties of the device. Typically, rigid flat structures have a sufficient thickness of 0.5-2 mm.

Еще один вариант, относящийся к динамическому опорному элементу, представляет собой использование пружины сжатия с отверстиями для размещения электродов и сдерживания их бокового смещения. Пружина сжатия может быть изготовлена из металлических, полимерных или эластомерных материалов и может быть изготовлена путем формования, механической обработки, литья под давлением или другими способами. В состоянии покоя, пружина не сжимается или минимально сжимается под действием электродов, вставленных в отверстия по всей длине пружины. По мере размещения электродов, пружина сжимается в направлении размещения, при этом, отверстия обеспечивают скользящее движение электродов перпендикулярно виткам пружины. Этот вариант осуществления изобретения является особенно подходящим в сочетании с экраном или оболочкой, используемыми для размещения проникающих электродов/игл после их удаления из участка ткани. В этих вариантах осуществления изобретения, сила, сообщаемая пружине при перемещении электродов вперед, может использоваться для помещения оболочки или экрана над электродами при удалении устройства из ткани.Another option related to the dynamic support element is the use of a compression spring with holes to accommodate the electrodes and restrain their lateral movement. The compression spring may be made of metallic, polymeric, or elastomeric materials and may be manufactured by molding, machining, injection molding, or other methods. At rest, the spring does not compress or is minimally compressed under the action of electrodes inserted into holes along the entire length of the spring. As the electrodes are placed, the spring is compressed in the direction of placement, while the holes ensure the sliding movement of the electrodes perpendicular to the coils of the spring. This embodiment of the invention is particularly suitable in combination with a screen or sheath used to accommodate the penetrating electrodes/needles after they have been removed from the tissue site. In these embodiments, the force imparted to the spring to move the electrodes forward can be used to position the sheath or shield over the electrodes when removing the device from the tissue.

В способе реализации, проиллюстрированном на фиг. 4, пружина защитного экрана 138 может быть использована для частичной поддержки опоры 124 для электрода, а, в частности, радиус пружины может быть выбран так, чтобы он соответствовал (или был немного больше) радиуса стенки 198 опоры 124 для электрода. Таким образом, опора 124 для электрода может быть вставлена в середину пружины защитного экрана 138 во время использования. Опора 124 для электрода может затем скользить во внутренней части защитного экрана 134. При размещении в центре пружины, опора 124 для электрода обычно сохраняет положение в центре пружины, что обеспечивает нужную точку посередине для опоры электродов, то есть приблизительно посередине между их точкой опоры на внутренней кассетной крышке 104 и точкой их проникновения на границе раздела тканей.In the implementation method illustrated in FIG. 4, a shield spring 138 may be used to partially support the electrode support 124, and in particular, the radius of the spring may be selected to match (or be slightly larger than) the radius of the wall 198 of the electrode support 124. Thus, the electrode support 124 can be inserted into the middle of the spring of the protective shield 138 during use. The electrode support 124 can then slide into the interior of the shield 134. When positioned at the center of the spring, the electrode support 124 typically maintains a position at the center of the spring, which provides a desired midpoint for supporting the electrodes, that is, approximately midway between their support point on the inner cassette cover 104 and their penetration point at the tissue interface.

Могут быть использованы и другие опоры для электродов на основе пружин. Так, например, сконструированная пружина сжатия расположена в области электродов, что обеспечивает адаптивную опору для электрода. Сконструированные пружины сжатия могут иметь форму и пропорции, точно соответствующие относительным положениям электродов, что позволяет ограничить их боковое движение. Необязательный смещающий элемент может быть расположен вместе со сконструированной пружинойOther supports for electrodes based on springs can be used. For example, a designed compression spring is located in the electrode area, which provides adaptive support for the electrode. Designed compression springs can be shaped and proportioned to precisely match the relative positions of the electrodes, thereby limiting their lateral movement. An optional bias element may be located in conjunction with the designed spring

- 38 043519 сжатия и может служить для смещения электродов наружу по отношению к сконструированной пружине сжатия. Сконструированные пружины сжатия могут быть изготовлены из металлических, полимерных или эластомерных материалов и могут быть изготовлены путем формования, механической обработки, литья под давлением или другими способами. Смещающий элемент может быть изготовлен из металлических, полимерных или эластомерных материалов и может быть изготовлен путем формования, механической обработки, литья под давлением или другими способами.- 38 043519 compression and can serve to displace the electrodes outward in relation to the designed compression spring. Engineered compression springs may be made of metallic, polymeric, or elastomeric materials and may be manufactured by molding, machining, injection molding, or other methods. The bias element may be made of metallic, polymeric, or elastomeric materials and may be manufactured by molding, machining, injection molding, or other methods.

Также рассматриваются опоры для электродов, сконструированных на основе других механизмов, например, телескопические трубки. Телескопические трубки служат для поддержки электродов при их введении индивидууму. Размер телескопических трубок может быть рассчитан на свободное перемещение относительно друг друга или может быть рассчитан на перемещение только при приложении к ним осевого усилия.Supports for electrodes designed based on other mechanisms, such as telescopic tubes, are also considered. Telescopic tubes serve to support the electrodes as they are inserted into the individual. The telescopic tubes may be sized to move freely relative to each other, or may be designed to move only when an axial force is applied to them.

Рассматриваются также и другие опорные конструкции, например опорные конструкции на основе подвижных, гибких или вращающихся опорных элементов. Боковые опорные элементы могут прикрепляться к электродам с помощью, но необязательно, шарнирных элементов. Боковые опорные элементы могут быть сконструированы как единое целое с конструкцией, в которой расположены электроды, или могут представлять собой отдельные компоненты, прикрепленные обычными способами (путем защелкивания, сварки, склеивания, крепежа и т.п.).Other support structures are also contemplated, for example support structures based on movable, flexible or rotating support elements. The side support members may be attached to the electrodes by optionally hinged members. The side support members may be constructed integrally with the structure in which the electrodes are located, or may be separate components attached by conventional means (by snapping, welding, gluing, fastening, etc.).

Другим вариантом осуществления изобретения является использование сжимаемого матричного материала, в который встроены электроды. По мере размещения электродов, материал сжимается в направлении размещения, обеспечивая боковую поддержку вдоль направления перемещения. Примерами сжимаемых матричных материалов являются целлюлоза, пенообразные пластики или каучуковые полимеры, такие как пластики с микропорами, пенообразный силикон или пенообразный полихлоропрен или матрицы на основе углеродной пены. Поскольку эти материалы предназначены для контактирования с электродами и/или иглой для инъекции (если она присутствует), то такие материалы должны быть выбраны так, чтобы они были совместимы с непрямым контактом с тканями.Another embodiment of the invention is the use of a compressible matrix material into which the electrodes are embedded. As the electrodes are placed, the material compresses in the direction of placement, providing lateral support along the direction of movement. Examples of compressible matrix materials are cellulose, foam plastics or rubber polymers such as micropore plastics, silicone foam or polychloroprene foam or carbon foam matrices. Since these materials are intended to contact the electrodes and/or the injection needle (if present), such materials must be selected to be compatible with indirect tissue contact.

Таким образом, описанные выше структуры поддерживают чрескожное размещение множества удлиненных электродов на глубине ткани до 60 мм, сохраняя при этом желаемую пространственную взаимосвязь между множеством электродов и, в конкретных вариантах осуществления изобретения, отверстием иглы для подкожных инъекций. Такие опорные элементы сцеплены с множеством удлиненных электродов во время чрескожного введения и ограничивают отклонение электродов в одном или более направлениях, перпендикулярных их удлиненной ориентации. В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к способам и устройству для нанесения биосовместимых маслянистых соединений на поверхность множества электродов в целях уменьшения приложенной силы, необходимой для достижения согласованного чрескожного размещения множества удлиненных электродов на глубину до 60 мм. В репрезентативном варианте осуществления изобретения, биосовместимые силиконовые соединения, такие как Dow Corning 360 Medical Fluid или Dow Corning MDX4-4159, могут быть нанесены обычным распылением или нанесением путем погружения на множество электродов, составляющих марицу, для улучшения характеристик вставки электродов. Конкретный выбор покрытия и условий нанесения, таких как способ и толщина покрытия, зависит от количества, размера, состава и конфигурации наконечника электродов, а также от ткани-мишени, в которой размещены эти электроды.Thus, the structures described above support the percutaneous placement of a plurality of elongated electrodes at tissue depths of up to 60 mm while maintaining the desired spatial relationship between the plurality of electrodes and, in particular embodiments of the invention, the orifice of a hypodermic needle. Such support members engage the plurality of elongate electrodes during transdermal insertion and limit deflection of the electrodes in one or more directions perpendicular to their elongate orientation. In another aspect, the present invention relates to methods and apparatus for applying biocompatible oily compounds to the surface of a plurality of electrodes to reduce the applied force required to achieve consistent transdermal placement of a plurality of elongated electrodes to a depth of up to 60 mm. In a representative embodiment of the invention, biocompatible silicone compounds, such as Dow Corning 360 Medical Fluid or Dow Corning MDX4-4159, can be conventionally sprayed or dipped onto a plurality of electrodes constituting the maritz to improve electrode insertion characteristics. The specific choice of coating and application conditions, such as coating method and thickness, depend on the number, size, composition and tip configuration of the electrodes, as well as the target tissue in which these electrodes are placed.

Как показано на фиг. 4 и 7А-7В, проксимальные части 135 электродов 122 могут быть расположены на внешней стороне внутренней кассеты 103 кассетного блока 100 (фиг. 7В). Таким образом, если внутренняя кассета 103 расположена так, чтобы она скользила внутри внешней кассеты 102 (фиг. 7А), то проксимальные части 135 контактируют с соответствующими электродными контактами 130, а в частности, с внутренними частями 133 внешней кассеты электродных контактов 130, и эти внутренние части 133 имеют конфигурацию, обеспечивающую электрическую связь с проксимальными частями 135. Благодаря длине проксимальных частей 135 и длине внутренних частей 133 внешней кассеты, электрическая связь может осуществляться в нескольких местах вдоль их непрерывной границы раздела, независимо от продольного расположения внутренней кассеты относительно внешней кассеты. Электродные контакты 130 также включают внешние контакты 131 внешней кассеты, имеющей конфигурацию, обеспечивающую электрическую связь с соответствующими соединениями 496 на аппликаторе 400 (см. фиг. 18С). Электродные контакты 130 состоят из проводящего материала, достаточного для передачи электрического сигнала. В некоторых вариантах осуществления изобретения, выбор конструкции и материала гарантирует, что такой контакт будет обеспечивать адекватное сцепление и будет давать электропроводящую границу раздела с соответствующим электродом в пределах ожидаемых производственных изменений в положении электрода и контакта, не препятствуя или не мешая прямому перемещению электродов 122, смонтированных на внутренней кассете 103. Такая конструкция также должна обеспечивать постоянное сцепление при воздействии ожидаемых условий хранения в течение указанного срока хранения продукта. В определенном варианте осуществления изобретения, электрические контакты 130 изготовлены из штампованного или сформованного металла подходящего состава для облегчения взаимодействия с электродом, и могут иметь покрытия, такие как золото или медь, для обеспечения целостности электрических контактов и предотвращения коррозии. Помимо гарантии того, что электрический контакт с элекAs shown in FIG. 4 and 7A-7B, the proximal portions 135 of the electrodes 122 may be located on the outside of the inner cassette 103 of the cassette unit 100 (FIG. 7B). Thus, if the inner cassette 103 is positioned to slide within the outer cassette 102 (FIG. 7A), the proximal portions 135 contact the respective electrode contacts 130, and in particular the internal portions 133 of the outer electrode contact cartridge 130, and these the internal portions 133 are configured to provide electrical communication with the proximal portions 135. Due to the length of the proximal portions 135 and the length of the internal portions 133 of the outer cassette, electrical communication can occur at multiple locations along their continuous interface, regardless of the longitudinal location of the inner cassette relative to the outer cassette. The electrode contacts 130 also include external contacts 131 of an external cassette configured to provide electrical communication with corresponding connections 496 on the applicator 400 (see FIG. 18C). The electrode contacts 130 are composed of conductive material sufficient to transmit an electrical signal. In some embodiments of the invention, the choice of design and material ensures that such contact will provide adequate adhesion and will produce an electrically conductive interface with the corresponding electrode within the limits of expected manufacturing variations in the position of the electrode and contact, without impeding or interfering with the direct movement of the electrodes 122 mounted on the inner cassette 103. This design must also provide consistent adhesion when exposed to expected storage conditions for the specified shelf life of the product. In a certain embodiment of the invention, the electrical contacts 130 are made of a stamped or formed metal of a suitable composition to facilitate interaction with the electrode, and may have coatings such as gold or copper to ensure the integrity of the electrical contacts and prevent corrosion. In addition to ensuring that electrical contact with the electrical

- 39 043519 тродами может поддерживаться в нескольких местах вдоль их непрерывной границы раздела, включение электродных контактов во внешнюю кассету 102 в этой конфигурации гарантирует, что любой износ изза скользящего взаимодействия между электродами 122 и электродными контактами 130 будет наблюдаться в кассете 100, предназначенной для одноразового использования, что тем самым обеспечивает устойчивую границу раздела между внешними контактами 131 кассеты и электрическими контактами 496 аппликатора, и сводит к минимуму потенциальный механический износ электродных соединений 496 аппликатора, предназначенных для многократного использования. Преимущество этой конфигурации заключается в продлении срока годности аппликатора для многократного применения.- 39 043519 trodes can be supported at multiple locations along their continuous interface, the inclusion of the electrode contacts in the outer cassette 102 in this configuration ensures that any wear due to the sliding interaction between the electrodes 122 and the electrode contacts 130 will be observed in the disposable cassette 100 , thereby providing a stable interface between the outer cassette contacts 131 and the applicator electrical contacts 496, and minimizing potential mechanical wear on the reusable applicator electrode connections 496. This configuration has the advantage of extending the shelf life of the applicator for multiple uses.

Далее следует описание остальных частей аппликатора 400. Такими частями обычно являются части, которые не зависят от работы с кассетным блоком 100. Как показано на фиг. 13А, аппликатор 400 включает рычаг 402 и многожильный кабель 406, предназначенный для передачи электрических сигналов и сигналов управления, а также электрических сигналов, которые должны быть поданы на ткань. Кабель 406 обычно заканчивается в разъеме с соответствующим контактом соединителя в регуляторе 700. Аппликатор 400 дополнительно включает пользовательский интерфейс 404, в котором пользователь может просматривать аспекты процедуры и может направлять аппликатор на выполнение различных функций, а в частности, выбор глубины. Аппликатор 400 дополнительно включает кнопку запуска 407 процедуры, которую индивидуум нажимает для инициации процедуры.The following is a description of the remaining parts of the applicator 400. Such parts are typically parts that are independent of operation of the cassette unit 100. As shown in FIG. 13A, the applicator 400 includes an arm 402 and a multi-core cable 406 for transmitting electrical and control signals, as well as electrical signals to be applied to the fabric. Cable 406 typically terminates in a connector with a corresponding connector pin in controller 700. Applicator 400 further includes a user interface 404 in which the user can view aspects of the procedure and can direct the applicator to perform various functions, particularly depth selection. The applicator 400 further includes a treatment start button 407 that the individual presses to initiate the treatment.

Кроме того, как показано на фиг. 13В, аппликатор 400 включает в себя таймер 410 обратного отсчета времени процедуры, который информирует пользователя об оставшейся продолжительности процедуры и также указывает пользователю на то, что он не должен удалять аппликатор 400 до тех пор, пока показания таймера времени обратного отсчета не дойдут до нуля. Индикатор мощности 418 предназначен для указания удовлетворительного и подключенного к питанию соединения с регулятором 700. Индикатор 414 ошибки процедуры предназначен для информирования пользователя об ошибке, например, если одна из описанных выше блокировок не была отключена. Индикатор 412 участка размещения предназначен для информирования пользователя о том, что, если на ткань было подано нужное давление, то это позволяет начать процедуру.Moreover, as shown in FIG. 13B, applicator 400 includes a treatment countdown timer 410 that informs the user of the remaining treatment duration and also directs the user not to remove applicator 400 until the countdown timer reaches zero. The power indicator 418 is intended to indicate a satisfactory and energized connection to the regulator 700. The procedure error indicator 414 is intended to inform the user of an error, for example, if one of the interlocks described above has not been disabled. The placement site indicator 412 is intended to inform the user that if the desired pressure has been applied to the tissue, the procedure can begin.

На фиг. 14 показан ряд конструктивных компонентов аппликатора 400, включая разъем 426 (не масштабирован) для соединения с регулятором 700, верхний корпус 420, боковые корпуса 422 и 424 и внутреннюю защитную оболочку 432. Передняя крышка 430 представлена вместе с торцевой крышкой 428. Также представлены различные электромеханические субблоки 450, некоторые из которых были описаны выше.In fig. 14 shows a number of structural components of the applicator 400, including a connector 426 (not to scale) for connection to the regulator 700, a top housing 420, side housings 422 and 424, and an internal containment shell 432. A front cover 430 is shown along with an end cover 428. Also shown are various electromechanical subunits 450, some of which have been described above.

На фиг. 15 представлено более детальное изображение аппликатора 400, где показаны контакты 434 датчика давления кассеты и субблоки 452, соответствующие функциям загрузки кассеты, введения электрода и инъекции, а также соответствующие датчики.In fig. 15 is a more detailed view of the applicator 400, showing the cassette pressure sensor contacts 434 and sub-assemblies 452 corresponding to the cassette loading, electrode insertion and injection functions, as well as associated sensors.

На фиг. 16 представлено более детальное изображение группы субблоков 452, включающих субблоки 454 приводов для загрузки и субблок 456 для загрузки кассеты. Работа субблоков была описана выше.In fig. 16 is a more detailed view of a group of subunits 452 including loading drive subunits 454 and a cassette loading subunits 456. The operation of subblocks was described above.

На фиг. 17А представлено более детальное изображение субблока 454 привода для загрузки, общий принцип работы которого был описан выше. В этой связи следует отметить, что загрузка инициируется путем передачи сигнала на кассетный блок 100, и что обнаружение сигнала приводит к запуску системы переключателем 464. Субблок привода для загрузки смонтирован на корпусе аппликатора с помощью кронштейнов 466 и 468. Действие двигателя 444 передается на узел шестерни 448 приводным валом 462 двигателя.In fig. 17A is a more detailed view of the loading drive subunit 454, the general operating principle of which has been described above. In this regard, it should be noted that loading is initiated by transmitting a signal to the cassette unit 100, and that detection of the signal causes the system to be started by switch 464. The loading drive sub-unit is mounted on the applicator body using brackets 466 and 468. The action of the motor 444 is transmitted to the gear assembly 448 drive shaft 462 engine.

На фиг. 17В представлено более детальное изображение узла 456 привода для вставки/инъекции. Многие из этих компонентов были описаны выше. В этой связи следует отметить, что рабочие компоненты прикреплены к корпусу аппликатора с помощью монтажного кронштейна 476. После установки электродов 122 и иглы 105, поршень иглы 105 опускается под действием поршня 484 привода для инъекций, что приводит к выталкиванию лекарственного средства из отверстия иглы. Поршень привода для инъекций приводится в действие двигателем привода для инъекций и узлом передачи 486.In fig. 17B is a more detailed view of the insertion/injection drive assembly 456. Many of these components have been described above. In this regard, it should be noted that the operating components are attached to the applicator body by means of a mounting bracket 476. After installation of the electrodes 122 and needle 105, the piston of the needle 105 is lowered by the action of the injection drive piston 484, which causes the drug to be expelled from the needle opening. The injection drive piston is driven by the injection drive motor and transmission assembly 486.

Обычно, поршень привода для инъекций, приводимый в действие узлом 486 привода для инъекций, движется вперед до точки, в которой он больше не может двигаться вперед, то есть дистально, что указывает на то, что он достиг конца каждого шага. На это обычно указывает то, что ток, используемый в приводном двигателе 486 для инъекций, существенно увеличивается, что, в свою очередь, указывает на то, что поршень резервуара достиг конца резервуара и что инъекция завершена. Однако, в некоторых случаях, число оборотов двигателя может быть использовано для определения количества доставленного лекарственного средства. Такая функция может быть использована для подтверждения нужной дозы лекарственного средства или для уведомления пользователя в том случае, когда объем доставки не соответствует ожидаемому общему количеству, например, когда ожидается полный объем резервуара 101 для инъекции, но, основываясь на положении стержня поршня, этот резервуар не был опустошен. Такие ситуации могут возникнуть в том случае, когда пользователь не смог прижать аппликатор 400 к телу индивидуума до завершения процедуры, например, до тех пор, пока показания таймера обратного отсчета не достигли нуля. Как было отмечено выше, в течение промежуточного периода времени проведения про- 40 043519 цедуры, когда сила, приложенная к индивидууму, больше не определяется, то может быть проведена проверка импеданса, чтобы определить, находятся ли электроды внутри индивидуума. Если это не так, то можно предположить, что аппликатор был преждевременно удален, и на двигатель 486 привода для инъекций может быть отправлен сигнал о прекращении инъекции и об ограничении количества лекарственного средства, выбрасываемого за пределы организма индивидуума.Typically, the injection drive piston driven by the injection drive assembly 486 moves forward to a point where it can no longer move forward, ie distally, indicating that it has reached the end of each step. This is typically indicated when the current used in the injection drive motor 486 increases significantly, which in turn indicates that the reservoir piston has reached the end of the reservoir and that injection is complete. However, in some cases, engine speed can be used to determine the amount of drug delivered. Such a function may be used to confirm the desired dose of medication or to notify the user in the event that the delivery volume does not match the expected total quantity, for example, when the injection reservoir 101 is expected to be full, but based on the position of the plunger rod, the reservoir is not was devastated. Such situations may arise when the user fails to press the applicator 400 against the subject's body before completing the procedure, for example, until the countdown timer reaches zero. As noted above, during an intervening period of time during the procedure, when the force applied to the individual is no longer detectable, an impedance test can be performed to determine whether the electrodes are within the individual. If this is not the case, it can be assumed that the applicator has been removed prematurely and a signal can be sent to the injection drive motor 486 to stop the injection and limit the amount of drug released from the individual.

На фиг. 19 показана система/блок регуляторов 700, включающие регулятор/генератор 750 электрического поля, рычаг 702 и держатель 706 аппликатора. Регулятор может иметь конфигурацию как для настольного, так и для переносного применения. В случае конфигурации для переносного применения желательно, чтобы это устройство включало бункер 704 для хранения. Детали регулятора в конфигурации для переносного применения представлены на фиг. 20A-20D, включая фиксаторы колес для защиты узла регулятора от перемещения в рабочем положении, лоток 710 для размещения расходных материалов, включая материалы для подготовки индивидуума, резервуары/флаконы/шприцы и т.п. Соединительный порт 708 аппликатора показан в виде соединения аппликатора 400 с блоком 700 регулятора. Дисплей 712 отображает состояние процедуры введения, а в частности, подключение к IFU.In fig. 19 shows a controller system/assembly 700 including an electric field controller/generator 750, a lever 702, and an applicator holder 706. The regulator can be configured for both benchtop and portable use. If configured for portable use, the device desirably includes a storage bin 704. Details of the regulator in a portable configuration are shown in FIG. 20A-20D, including wheel locks to protect the regulator assembly from movement in the operating position, a tray 710 to accommodate consumables including individual preparation materials, reservoirs/vials/syringes, and the like. Applicator connection port 708 is shown as connecting applicator 400 to regulator assembly 700. The display 712 displays the status of the administration procedure, and in particular, connection to the IFU.

Кнопка 714 извлечения кассеты предусмотрена для выемки кассетного блока 100 из аппликатора 400. Кнопки 716 навигации по меню позволяют осуществлять навигацию и манипуляцию компонентов, как видно на дисплее 712. Кнопка 718 отключения звука предназначена для отключения звука предупреждений или других звуковых индикаторов, если это необходимо. Кнопка питания 722 предназначена для подачи питания на устройство, и эта же кнопка включается в том случае, когда был включен переключатель 726 питания от сети (фиг. 20D).A cassette eject button 714 is provided to remove the cassette unit 100 from the applicator 400. Menu navigation buttons 716 allow navigation and manipulation of components as seen on the display 712. A mute button 718 is provided to mute warnings or other audible indicators if desired. The power button 722 is designed to supply power to the device, and the same button is turned on when the main power switch 726 has been turned on (Fig. 20D).

Дисплей также включает индикатор батареи 720, который обеспечивает индикацию уровня заряда батареи, где предусмотрена система резервирования батареи. Такая система резервного питания от батареи может быть включена в регулятор/генератор 750 для адаптации к ситуациям, при которых потеря мощности блокирует подачу энергии на устройство от основного источника питания. Такая система может также использоваться в качестве резерва, когда процедура была запущена источником питания от сети, но, при этом, произошла его потеря. В этом случае, логическая схема и схема управления реализуются так, чтобы это обеспечивало практически плавный переход от питания от сети к питанию от батареи, чтобы можно было завершить процедуру с использованием резервной батареи. Желательно, чтобы регулятор включал схему контроля батареи, которая способна контролировать, достаточно ли заряжена батарея для завершения процедуры после потери питания от сети. В некоторых вариантах осуществления изобретения, регулятор также включает дисплей для уведомления пользователя о том, что заряд батареи является недостаточным для завершения процедуры в случае отсутствия питания от сети.The display also includes a battery indicator 720 that provides an indication of the battery charge level where a battery backup system is provided. Such a battery backup system may be included in the regulator/generator 750 to accommodate situations in which a loss of power prevents the device from receiving power from the main power source. Such a system can also be used as a backup when the procedure was started by a power supply from the mains, but at the same time it was lost. In this case, the logic and control circuitry is implemented in such a way that it provides an almost seamless transition from mains power to battery power so that the procedure can be completed using a backup battery. It is desirable that the regulator include a battery monitoring circuit that is capable of monitoring whether the battery is sufficiently charged to complete the procedure after loss of mains power. In some embodiments of the invention, the controller also includes a display to notify the user that there is insufficient battery power to complete the procedure in the event of a power failure.

Как показано на фиг. 20D, где проиллюстрирован вид сзади регулятора 750, такой регулятор может включать USB-порт 724, переключатель 726 питания от сети и источник питания от сети 728.As shown in FIG. 20D, which illustrates a rear view of a regulator 750, such a regulator may include a USB port 724, an AC power switch 726, and an AC power supply 728.

Как показано на фиг. 21, в одном способе применения, проиллюстрированном на блок-схеме 800, регулятор/генератор 750 подключают к сети и его программа автоматически запускается (стадия 802). Затем подключают аппликатор (стадия 804), и информация или инструкция для выполнения этого действия могут отображаться на экране 712 дисплея пользователя, если аппликатор не был подключен. Система может выполнять самотестирование (стадия 806), причем, самотестирование не только обеспечивает надежную работу регулятора/генератора 750, но также обеспечивает правильное соединение аппликатора 400 с регулятором/генератором 750.As shown in FIG. 21, in one application illustrated in block diagram 800, controller/generator 750 is connected to the network and its program is automatically started (step 802). The applicator is then connected (step 804), and information or instructions for performing this action may be displayed on the user display screen 712 if the applicator has not been connected. The system may perform a self-test (step 806), wherein the self-test not only ensures reliable operation of the regulator/generator 750, but also ensures that the applicator 400 is properly connected to the regulator/generator 750.

Программа может давать на экран дисплея пользователя инструкцию по подготовке участка введения (стадия 808). Эта стадия может гарантировать правильную доставку лекарственного средства, указание на то, что его срок годности не истек, имеющиеся противопоказания, а также соблюдение предписаний/мер предосторожности.The program may provide instructions on the user's display screen to prepare the injection site (step 808). This step can ensure the correct delivery of the drug, indication that it has not expired, any contraindications, and compliance with prescriptions/precautions.

Затем пользователь снимает крышку резервуара и вставляет резервуар 101 в кассетный блок 100 (стадия 810). В некоторых вариантах осуществления изобретения, пользователю подается звуковой, тактильный или осязательный сигнал (стадия 811), указывающий на правильное размещение резервуара в кассетном блоке.The user then removes the reservoir cover and inserts the reservoir 101 into the cassette unit 100 (step 810). In some embodiments of the invention, an audible, tactile, or tactile signal is provided to the user (step 811) indicating correct placement of the reservoir in the cassette unit.

Затем пользователь вставляет кассетный блок 100 в аппликатор 400 (стадия 816). Затем проверяется состояние ошибки (стадия 818), например, в отношении правильного размещения резервуара, и, если эта ошибка обнаруживается, то процедура останавливается, отображается сообщение об ошибке, и пользователь получает инструкцию по ее исправлению. Если ошибка может быть исправлена, например, если пользователь неправильно вставил резервуар, или не вставил или не закрыл заднюю часть кассеты, то пользователю может быть дано указание удалить кассету и снова правильно вставить в резервуар (состояние 820). В некоторых случаях, кассета извлекается автоматически, а в других случаях, для этого пользователю необходимо нажать кнопку извлечение кассеты. При других состояниях ошибки, например, когда задняя часть кассеты была закрыта, пользователь может быть проинструктирован относительно использования новой кассеты.The user then inserts the cassette unit 100 into the applicator 400 (step 816). An error condition is then checked (step 818), for example regarding the correct placement of the reservoir, and if this error is detected, the procedure stops, an error message is displayed, and the user is instructed to correct it. If the error can be corrected, for example, if the user did not insert the reservoir correctly, or did not insert or close the back of the cassette, then the user may be instructed to remove the cassette and reinsert it correctly into the reservoir (state 820). In some cases, the cassette is ejected automatically, and in other cases, the user needs to press the cassette eject button. For other error conditions, such as when the back of the cassette has been closed, the user may be instructed to use a new cassette.

В любом случае, после завершения установки устройства и достижения состояния без ошибок, пользователь может перейти к введению лекарственного средства и проведению терапии путем электропорации (стадия 822).In any case, after installation of the device has been completed and an error-free state has been achieved, the user may proceed to drug administration and electroporation therapy (step 822).

- 41 043519- 41 043519

Основная функция регулятора заключается в создании электрического поля, необходимого для достижения желаемой доставки лекарственного средства, для управления работой системы во время настройки и применения, для мониторинга состояния системы во время настройки и применения, а также для сообщения пользователю о состоянии системы во время настройки и применения. В некоторых вариантах осуществления изобретения, регулятор может давать рекомендации и инструкции по использованию устройства при обучении пользователя, а также во время устранения неисправностей при обычном применении.The primary function of the regulator is to create the electrical field necessary to achieve the desired drug delivery, to control the operation of the system during setup and use, to monitor the status of the system during setup and use, and to report the status of the system to the user during setup and use. . In some embodiments of the invention, the controller may provide recommendations and instructions for use of the device during user training, as well as during troubleshooting during normal use.

Система и способ работы регулятора могут быть полностью реализованы с использованием любого количества вычислительных устройств, включая микропроцессоры, микрорегуляторы, программируемые логические регуляторы. Обычно, инструкции размещаются на электронном носителе, обычно, нетранзиторном, и эти инструкции являются достаточными для реализации процессором компьютера способа согласно изобретению. Электронный носитель может представлять собой жесткий диск или твердотельный носитель, имеющий инструкции, которые при запуске загружаются в оперативную память. Доступ к приложениям, например, от множества пользователей или от любого одного пользователя, может быть осуществлен с помощью любых соответствующих компьютерных устройств ввода. Так, например, пользователи могут использовать вспомогательную клавиатуру, обычную клавиатуру, мышь, сенсорный экран, джойстик, сенсорную панель, другое устройство для управления координатами или любое другое такое компьютерное устройство для ввода данных, относящихся к вычислениям. Данные также могут быть введены посредством встроенной микросхемы памяти, жесткого диска, флэш-памяти с интерфейсом, флэш-памяти, оптических носителей, магнитных носителей или любого другого типа носителя для хранения файлов. Выходные данные могут быть доставлены пользователю посредством видеографической матрицы или встроенных микропроцессоров для получения графической информации, соединенных с дисплеем пользователя. Альтернативно, система может выводить один или более форматов электронного документа, либо может быть использован принтер для вывода печатных копий результатов. На основании этой информации, любое количество других значимых результатов также следует понимать как реализация раскрытия изобретения. Так, например, выходные данные могут храниться на микросхеме памяти, жестком диске, флэш-памяти с интерфейсом, флэш-памяти, оптических носителях, магнитных носителях или на носителе любого другого типа. Следует также отметить, что раскрытие может быть реализовано на любых вычислительных устройствах различных типов, например, на персональных компьютерах, портативных компьютерах, ноутбуках, компьютерах типа ноутбуков, но с собственной системой ввода, карманных компьютерах, персональных цифровых помощниках, мобильных телефонах, смартфонах, планшетных компьютерах, а также на устройствах, специально предназначенных для этих целей. В одном варианте осуществления изобретения, пользователь смартфона или устройства, подключенного к WiFi, загружает копию приложения на свое устройство с сервера, используя беспроводное интернет соединение. Соответствующая процедура аутентификации и процесс безопасной транзакции могут предусматривать оплату провайдеру. Приложение может загружаться через мобильное соединение или через WiFi или другое беспроводное сетевое соединение. Затем приложение может быть запущено пользователем. Такая сетевая система может предоставлять подходящую компьютерную информацию для реализации, в которой множество пользователей предоставляют отдельные входные данные для системы и способа. В приведенной ниже системе, где предусматривается управление аппликатором, множественные входы позволяют множеству пользователей вводить соответствующие данные одновременно.The system and method of operation of the controller can be fully implemented using any number of computing devices, including microprocessors, microcontrollers, programmable logic controllers. Typically, the instructions are located on an electronic medium, usually non-transitory, and these instructions are sufficient for a computer processor to implement the method of the invention. The electronic storage medium can be a hard disk or solid state storage medium that has instructions that are loaded into RAM when it starts up. Applications, for example, from multiple users or from any one user, can be accessed using any suitable computer input devices. For example, users may use a keypad, a conventional keyboard, a mouse, a touch screen, a joystick, a touchpad, another coordinate control device, or any other such computer device to enter data related to calculations. Data may also be entered via an on-chip memory chip, hard disk drive, interfaced flash memory, flash memory, optical media, magnetic media, or any other type of file storage media. The output may be delivered to the user via a video graphics array or embedded graphics microprocessors coupled to the user's display. Alternatively, the system may output one or more electronic document formats, or a printer may be used to output hard copies of the results. Based on this information, any number of other significant results should also be understood as implementing the disclosure of the invention. For example, the output data may be stored on a memory chip, hard disk, interface flash memory, flash memory, optical media, magnetic media, or any other type of media. It should also be noted that the disclosure can be implemented on any type of computing device, for example, personal computers, laptops, notebooks, notebook-type computers but with their own input system, PDAs, personal digital assistants, mobile phones, smartphones, tablets computers, as well as on devices specifically designed for these purposes. In one embodiment of the invention, a user of a smartphone or WiFi-connected device downloads a copy of the application to his device from a server using a wireless Internet connection. The associated authentication procedure and secure transaction process may involve payment to the provider. The application can be downloaded via a mobile connection or via WiFi or other wireless network connection. The application can then be launched by the user. Such a network system may provide suitable computer information for an implementation in which multiple users provide separate inputs to the system and method. In the applicator-controlled system below, multiple inputs allow multiple users to enter relevant data at the same time.

- 42 043519- 42 043519

Таблица элементовTable of elements

# Позиций # Positions Элементы Elements 100 100 Кассетный блок Cassette unit 101 101 Резервуар Storage tank 102 102 Внешняя кассета, также называемая корпусом External cassette, also called cassette 103 103 Внутренняя кассета Internal cassette 104 104 Внутренняя кассетная крышка Inner cassette cover 105 105 Игла Needle 106 106 Внешняя кассетная крышка External cassette cover 108 108 Выравниваниющая панель/боковой экран Leveling panel/side screen 110 110 Внешняя кассетная крышка (безопасности) External cassette cover (safety) 112 112 Задняя часть кассеты Back of the cassette 114 114 Стопорное кольцо кассеты Cassette retaining ring 116 116 Детектирующая пружина резервуара Reservoir detection spring 118 118 Детектирующая крышка резервуара Detection tank cover 120 120 Блокировка резервуара, также известная как кнопка вставки резервуара Tank lock, also known as tank insert button 122 122 Электроды Electrodes

- 43 043519- 43 043519

124 124 Опора электродов Electrode support 126 126 Пружины силового контакта Power contact springs 128 128 Преобразователь силового контакта Power contact converter 130 130 Электродные контакты Electrode contacts 131 131 Внешние электродные части внешней кассеты для соединения с аппликатором External electrode parts of the external cassette for connection to the applicator 132 132 Опоры защитного экрана Protective screen supports 133 133 Внутренние электродные части внешней кассеты для соединения с внутренней кассетой Internal electrode parts of the outer cassette for connection with the inner cassette 134 134 Защитный экран Protective screen 135 135 Проксимальные электродные части внутренней кассеты для соединения с внешней кассетой Proximal electrode portions of the inner cassette for connection to the outer cassette 137 137 Дистальные электродные части внутренней кассеты для введения в ткань Distal electrode parts of the internal cassette for insertion into tissue 138 138 Гибкая схема силового контакта Flexible power contact circuit 139 139 Плечо или изгиб электрода Shoulder or bend of the electrode 140 140 Отверстие для загрузки резервуара Tank loading hole 142 142 Емкость резервуара Tank capacity 144 и 144’ 144 and 144’ Отверстия для блокировки резервуара (1-й или 2-й комплект) Tank locking holes (1st or 2nd set) 146 146 Оптическая линия визирования Optical line of sight 148 148 Детектор ввода, например ПК-датчик излучателя/коллектора в аппликаторе Input detector, such as a PC emitter/collector sensor in the applicator 150 150 Приемник внутренней кассеты Internal cassette receiver 152 152 Втулка для иглы Needle sleeve 154 154 Рейка Rail 156 156 Выходной порт Output port 158 158 Крышка резервуара Tank cover 159 159 Стопор поршня Piston stopper 160 160 Гибкая схема Flexible scheme 162 162 Первая серия контактных площадок First series of pads 164 164 Вторая серия контактных площадок Second series of pads 166 166 Узлы защитного экрана Protective screen assemblies 167 167 Отверстия защитного экрана Screen openings 168 168 Боковой экран Side screen 170 170 Отверстие выравнивающей панели для защитного экрана Leveling panel hole for protective screen

- 44 043519- 44 043519

172 172 Сигнал инициации Initiation signal 174 174 Сигнал продолженияа Continue signala 176 176 Крюки внешней кассетной крышки External Cassette Cover Hooks 178 178 Внешние поверхности ребра кассетной крышки External surfaces of cassette cover ribs 180 180 Крюк для сцепления со стенкой выравнивающей панели/бокового экрана 108 Leveling panel/side screen wall hook 108 182 182 Крепежные крюки защитного экрана Protective screen mounting hooks 184 184 Опорная стенка первой глубины First depth support wall 186 186 Опорная стенка второй глубины Second depth supporting wall 188 188 Начальная или остальная опорная стенка Initial or remaining supporting wall 190 190 Сигнал напоминания Reminder tone 192 192 Отверстия опорного элемента электрода Holes of the electrode support element 194 194 Отверстие для иглы опорного элемента электрода Hole for the needle of the electrode support element 196 196 Опорная конструкция с отверстием для электрода опорной конструкции электрода Support structure with hole for electrode Electrode support structure 198 198 Стенка опорного элемента электрода Wall of the electrode support element 400 400 Аппликатор Applicator 401 401 Отверстие приемника кассетного блока аппликатора Applicator Cassette Unit Receiver Hole 402 402 Рычаг Lever arm 403 403 Приемник кассетного блока, который окружен корпусом Receiver of a cassette unit, which is surrounded by a housing 404 404 Пользовательский интерфейс User interface 406 406 Многожильный кабель Multicore cable 407 407 Триггер Trigger 408 408 Индикатор(ы) выбора глубины инъекции Injection depth selection indicator(s) 409 409 Кнопка(и) выбора глубины инъекции (может быть переключателем или другими формами в других вариантах реализации) Injection depth selection button(s) (may be a switch or other forms in other embodiments) 410 410 Таймер обратного отсчета времени процедуры Procedure countdown timer 412 412 Индикатор размещения аппликатора Applicator placement indicator 414 414 Индикатор неисправности при проведении процедуры Malfunction indicator during the procedure 416 416 Индикатор завершения процедуры Procedure completion indicator 418 418 Индикатор питания Power indicator 420 420 Верхний корпус Upper body 422 422 Первый боковой корпус First side body 424 424 Второй боковой корпус Second side building

- 45 043519- 45 043519

426 426 Электрический разъем Electrical connector 428 428 Торцевая крышка End cap 430 430 Верхняя крышка Top cover 432 432 Внутренняя защитная оболочка Inner containment 433 433 Электрические контакты для привода двигателя 444 Electrical contacts for motor drive 444 434 434 Контакты датчика силы кассеты Cassette force sensor contacts 435 435 Разъемы для переключения Switch connectors 436 436 Датчик загрузки кассеты Cassette loading sensor 438 438 Датчик загруженности кассеты Cassette load sensor 440 440 Предохранитель или трек Fuse or track 442 442 Направляющие рельсы для кассеты Guide rails for cassette 444 444 Приводной двигатель загрузки Loading drive motor 446 446 Разъем для запуска двигателя Engine start connector 448 448 Шестерня с зубчатой передачей Gear with gear 450 450 Электромеханические субблоки Electromechanical subunits 452 452 Субблоки для загрузки кассеты, введения электрода и инъекции Sub-blocks for cassette loading, electrode insertion and injection 454 454 Субблок привода для загрузки Drive sub-unit for loading 456 456 Субблок загрузки кассеты Cassette loading subunit 462 462 Приводной вал двигателя Motor drive shaft 464 464 Системный переключатель System switch 466 466 Кронштейн крышки передачи Transmission cover bracket 468 468 Монтажный кронштейн Mounting bracket 470 470 Стык пружинной крышки/кассеты Spring cap/cassette joint 471 471 Отверстие пружинной крышки Spring cover hole 472 472 Пружина для введения электродов/иглы Spring for insertion of electrodes/needle 474 474 Втулка зубчатой передачи для введения Gear Bushing for Insertion 476 476 Монтажный кронштейн Mounting bracket 478 478 Приводное кольцо механизма передачи для вставки Insert Gear Drive Ring 479 479 Кольцо механизма передачи для вставки Gear ring for insertion 480 480 Стабилизатор сигнала Signal stabilizer 481 481 Сигнал механизма вставки Insertion mechanism signal 482 482 Приводной двигатель механизма для вставки Insertion mechanism drive motor 483 483 Датчик положения механизма вставки Insertion mechanism position sensor 484 484 Приводной поршень для инъекции Driven injection piston

- 46 043519- 46 043519

486 486 Приводной двигатель и передача для инъекции Drive motor and transmission for injection 488 488 Опорные стойки (опорный элемент) Support posts (support element) 490 490 Каналы для первой глубины Channels for the first depth 491 491 Сигналы блокировки Blocking signals 492 492 Каналы для второй глубины Channels for the second depth 494 494 Опорная стенка Support wall 496 496 Электродные контакты аппликатора для электропорации Electroporation applicator electrode contacts 700 700 Узел регулятора Regulator assembly 702 702 Рычаг Lever arm 704 704 Контейнер для хранения Storage container 706 706 Лоток аппликатора Applicator tray 708 708 Порт для подключения аппликатора Port for connecting the applicator 710 710 Поддон Pallet 712 712 Экран дисплея Display screen 714 714 Кнопка извлечения кассеты Cassette eject button 716 716 Кнопки навигации по меню Menu navigation buttons 718 718 Кнопка отключения звука Mute button 720 720 Индикатор батареи Battery indicator 722 722 Кнопка питания Power button 724 724 USB-порт USB port 726 726 Переключатель питания от сети AC power switch 728 728 Порт питания от сети AC power port 750 750 Генератор электрического поля Electric field generator

ПримерыExamples

Нижеследующие примеры согласно изобретению приводятся для дополнительной иллюстрации сущности изобретения. При этом, следует отметить, что нижеследующие примеры не ограничивают объема изобретения, который должен определяться прилагаемой формулой изобретения.The following examples according to the invention are provided to further illustrate the essence of the invention. However, it should be noted that the following examples do not limit the scope of the invention, which should be determined by the attached claims.

Пример 1. Получение последовательностей корового антигена и антигена Pol вируса HBV и оптимизация плазмиды.Example 1. Obtaining the sequences of the core antigen and Pol antigen of the HBV virus and optimizing the plasmid.

Т-клеточные эпитопы на коровом белке вируса гепатита играют важную роль в элиминации вирусной инфекции гепатита В и белков вируса гепатита В, таких как полимераза, и могут служить для расширения диапазона ответов. Таким образом, коровые белки и белки полимеразы вируса гепатита В были выбраны в качестве антигенов для разработки терапевтической вакцины против вируса гепатита В (НВ V).T cell epitopes on the hepatitis virus core protein play an important role in clearance of hepatitis B virus infection and hepatitis B virus proteins such as polymerase and may serve to broaden the range of responses. Thus, core proteins and polymerase proteins of hepatitis B virus were selected as antigens for the development of a therapeutic vaccine against hepatitis B virus (HBV).

Дериватизация консенсусных последовательностей корового антигена и антигена полимеразы HBV.Derivatization of consensus sequences of core antigen and HBV polymerase antigen.

Консенсусные последовательности антигена pol и корового антигена HBV были получены на основе вируса HBV генотипа В, С и D. Различные последовательности HBV были получены из различных источников и выровнены отдельно для коровых белков и белков полимеразы. Выравнивание исходных последовательностей для всех подтипов (от А до Н) были затем ограничены генотипами вируса HBV, В, С и D. Консенсусные последовательности были определены для каждого выравнивания белков отдельно для каждого подтипа и во всех комбинированных последовательностях BCD. В различных положениях выравнивания, наиболее часто встречающаяся аминокислота использовалась в консенсусной последовательности.Consensus sequences of pol antigen and HBV core antigen were derived from HBV genotypes B, C and D. Various HBV sequences were obtained from different sources and aligned separately for the core and polymerase proteins. The seed sequence alignments for all subtypes (A to H) were then restricted to HBV virus genotypes, B, C, and D. Consensus sequences were determined for each protein alignment separately for each subtype and across all combined BCD sequences. At different alignment positions, the most frequently occurring amino acid was used in the consensus sequence.

Оптимизация корового антигена HBV.Optimization of HBV core antigen.

Консенсусная последовательность корового антигена HBV была оптимизирована путем делеции в нативном вирусном белке. В частности, была сделана делеция из тридцати четырех аминокислот, соответствующих С-концевому сегменту с высоким положительным зарядом, что необходимо для инкапсуляции пре-геномной РНК.The consensus sequence of the HBV core antigen was optimized by deletion in the native viral protein. Specifically, a deletion was made of thirty-four amino acids corresponding to the C-terminal segment with a high positive charge, which is necessary for encapsidation of pre-genomic RNA.

Оптимизация антигена Pol HBV.Optimization of HBV Pol antigen.

Консенсусная последовательность антигена pol HBV была оптимизирована путем замены четырех остатков для удаления ферментативных активностей обратной транскриптазы и РНКазы Н. В частности, аспартатные остатки (D) были заменены на аспарагиновые остатки (N) в мотиве YXDD домена обратThe HBV pol antigen consensus sequence was optimized by replacing four residues to remove reverse transcriptase and RNase H enzymatic activities. Specifically, aspartate residues (D) were replaced by aspartic residues (N) in the YXDD motif of the reverse domain.

- 47 043519 ной транскриптазы для элиминации любой координационной функции и, таким образом, связывания нуклеотида/иона металла. Кроме того, первый аспартатный остаток (D) был заменен на аспарагиновый остаток (N), а первый глутаматный остаток (Е) был заменен на глутаминовый остаток (А) в мотиве DEDD домена РНКазы Н для устранения координации Mg2+. Кроме того, последовательность антигена pol HBV была оптимизирована по кодонам для скремблирования внутренних открытых рамок считывания белков оболочки, включая белок S и варианты белка S с N-концевыми удлинениями pre-S1 и pre-S2. В результате, были удалены открытые рамки считывания для белков оболочки (pre-S1, pre-S2 и белка S), и для белка X.- 47 043519 new transcriptase to eliminate any coordination function and thus bind the nucleotide/metal ion. In addition, the first aspartate residue (D) was replaced by an aspartic residue (N), and the first glutamate residue (E) was replaced by a glutamine residue (A) in the DEDD motif of the RNase H domain to eliminate Mg 2+ coordination. In addition, the HBV pol antigen sequence was codon optimized to scramble the internal open reading frames of envelope proteins, including the S protein and S protein variants with N-terminal extensions pre-S1 and pre-S2. As a result, the open reading frames for the envelope proteins (pre-S1, pre-S2 and protein S) and for the X protein were removed.

Оптимизация стратегий экспрессии корового антигена и антигена pol HBV.Optimization of HBV core antigen and pol antigen expression strategies.

Для достижения максимальной и равной экспрессии коровых антигенов и антигенов pol из плазмидных векторов были протестированы три различных стратегии: (1) присоединения коровых антигенов и антигенов pol вируса HBV в одной рамки считывания к небольшому AGAG, встроенному между кодирующими последовательностями для продуцирования одного гибридного белка Core-Pol (фиг. 25А); (2) экспрессии коровых антигенов и антигенов pol из одной плазмиды посредством сайта вырезания рибосомы, а в частности, сайта вырезания FA2 вируса ящура (FMDV), с получением бицистронного экспрессионного вектора, экспрессирующего отдельные коровые белки и белки pol из одной мРНК (фиг. 25В); и (3) разделения двух отдельных плазмид, кодирующих коровые антигены и антигены pol HBV, соответственно (фиг. 25С).To achieve maximum and equal expression of core and pol antigens from plasmid vectors, three different strategies were tested: (1) joining HBV core and pol antigens in the same reading frame to a small AGAG inserted between the coding sequences to produce a single Core-fusion protein. Pol (Fig. 25A); (2) expressing core and pol antigens from a single plasmid via a ribosomal excision site, and in particular the foot-and-mouth disease virus (FMDV) FA2 excision site, to produce a bicistronic expression vector expressing individual core and pol proteins from a single mRNA (FIG. 25B ); and (3) separating two separate plasmids encoding HBV core and pol antigens, respectively (Fig. 25C).

Анализ на экспрессию in vitro.In vitro expression assay.

Кодирующие последовательности консенсусных коровых антигенов и антигенов pol HBV в соответствии с каждой из трех вышеуказанных стратегий экспрессии клонировали в коммерчески доступную экспрессионную плазмиду pcDNA3.1. Клетки НЕК-293Т трансфицировали векторами, и экспрессию белка оценивали с помощью Вестерн-блот-анализа с использованием антигена, специфичного к сердцевине hbv.The coding sequences of the consensus core and HBV pol antigens according to each of the above three expression strategies were cloned into the commercially available expression plasmid pcDNA3.1. HEK-293T cells were transfected with the vectors, and protein expression was assessed by Western blot analysis using hbv core-specific antigen.

Оптимизация посттранскрипционных регуляторных элементов.Optimization of post-transcriptional regulatory elements.

Для повышения уровней экспрессии белка путем стабилизации первичного транскрипта, облегчения его удаления из ядра и/или повышения уровня транскрипции-трансляции было оценено четыре различных посттранскрипционных регуляторных элемента: (1) посттранскрипционного регуляторного элемента HBV сурка (WPRE) (GenBank: J04514.1); (2) последовательности интрона/экзона, происходящей от предшественника человеческого аполипопротеина A1 (GenBank: X01038.1); (3) нетранслируемого домена R-U5 длинного концевого повтора (LTR) вируса человеческого Т-клеточного лейкоза типа 1 (HTLV-1) (GenBank: KM023768.1); и (4) комбинированной последовательности, состоящей из LTR HTLV-1, синтетического интрона кроличьего β-глобина (GenBank: V00882.1) и энхансера сплайсинга (последовательности из трех компонентов). Энхансерные последовательности были введены между промотором CMV и последовательностями, кодирующими антиген HBV, в плазмидах. Вестерн-блот-анализ не выявил какихлибо значимых различий в экспрессии корового антигена, если он экспрессировался из плазмиды в присутствии и в отсутствие элемента WPRE (фиг. 25D). Однако, если экспрессию корового антигена в трансфицированных клетках НЕК293Т из плазмид, имеющих другие три посттранскрипционные регуляторные последовательности, оценивали с помощью Вестерн-блот-анализа, то тройная энхансерная последовательность давала самый высокий уровень экспрессии корового антигена (фиг. 25Е).To increase protein expression levels by stabilizing the primary transcript, facilitating its removal from the nucleus, and/or increasing transcription-translation levels, four different post-transcriptional regulatory elements have been evaluated: (1) the woodchuck HBV post-transcriptional regulatory element (WPRE) (GenBank: J04514.1); (2) an intron/exon sequence derived from the human apolipoprotein A1 precursor (GenBank: X01038.1); (3) human T-cell leukemia virus type 1 (HTLV-1) long terminal repeat (LTR) R-U5 untranslated domain (GenBank: KM023768.1); and (4) a combination sequence consisting of the HTLV-1 LTR, a synthetic rabbit β-globin intron (GenBank: V00882.1), and a splicing enhancer (a three-component sequence). Enhancer sequences were introduced between the CMV promoter and the HBV antigen coding sequences in the plasmids. Western blot analysis did not reveal any significant differences in the expression of the core antigen when it was expressed from a plasmid in the presence and absence of the WPRE element (Fig. 25D). However, when core antigen expression in transfected HEK293T cells from plasmids having the other three post-transcriptional regulatory sequences was assessed by Western blot analysis, the triple enhancer sequence gave the highest level of core antigen expression (Fig. 25E).

Выбор сигнального пептида для эффективной секреции белка.Selection of signal peptide for efficient protein secretion.

Были оценены три различных сигнальных пептида, введенных с сохранением рамки считывания у N-конца корового антигена HBV: (1) сигнальный пептид тяжелой цепи Ig-гамма SPIgG (BAA75024.1); (2) сигнальный пептид тяжелой цепи Ig-эпсилон SPIgE (ААВ59424.1); и (3) сигнальный пептид предшественника цистатина S SPCS (NP 0018901.1). Сайты расщепления сигнального пептида были оптимизированы in silico для присоединения корового антигена с использованием программы предсказания Signal P. Эффективность секреции определяли путем анализа на уровни корового белка в супернатанте. Вестернблот-анализ на секрецию корового антигена, проведенный с использованием трех различных сигнальных пептидов, присоединенных у N-конца, показал, что сигнальный пептид цистатина S дает наиболее эффективную секрецию белка (фиг. 25F).Three different signal peptides introduced within the N-terminus of the HBV core antigen were evaluated: (1) Ig-gamma heavy chain signal peptide SPIgG (BAA75024.1); (2) Ig-epsilon heavy chain signal peptide SPIgE (AAB59424.1); and (3) cystatin S precursor signal peptide SPCS (NP 0018901.1). Signal peptide cleavage sites were optimized in silico for core antigen attachment using the Signal P prediction program. Secretion efficiency was determined by analyzing core protein levels in the supernatant. Western blot analysis for core antigen secretion, performed using three different signal peptides appended at the N-terminus, showed that the cystatin S signal peptide gave the most efficient protein secretion (Fig. 25F).

Оптимизация вакцинного вектора ДНК.Optimization of the DNA vaccine vector.

Оптимизированные экспрессионные кластеры, содержащие энхансерную последовательность из трех компонентов, расположенную выше последовательности, кодирующей антиген HBV, вместе с Nконцевой последовательностью сигнального пептида цистатина S, клонировали в вакцинный ДНКвектор pVax-1 (Life Technologies, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA). Экспрессионный кластер в pVax-1 содержит человеческий промотор CMV-IE, за которым следует последовательность полиаденилирования (рА), происходящая от бычьего гормона роста (BGH). Размножение бактерий индуцируется репликоном ori pUC и геном резистентности к канамицину (Kan R), находящимся под контролем небольшого эукариотического промотора. Репликон ori pUC, экспрессионный кластер KanR и экспрессионный кластер, находящийся под контролем промотора CMV-IE, находятся в одной и той же ориентации внутри остова плазмиды. Однако, заметное снижение уровней экспрессии корового антигена наблюдалось в векторе pVax-1 по сравнению с уровнем экспрессии, наблюдаемым в векторе pcDNA3.1.Optimized expression clusters containing a three-component enhancer sequence upstream of the HBV antigen coding sequence along with the N-terminal cystatin S signal peptide sequence were cloned into the pVax-1 vaccine DNA vector (Life Technologies, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA). The expression cassette in pVax-1 contains the human CMV-IE promoter followed by a polyadenylation (pA) sequence derived from bovine growth hormone (BGH). Bacterial reproduction is induced by the ori pUC replicon and the kanamycin resistance gene (Kan R), under the control of a small eukaryotic promoter. The pUC ori replicon, the KanR expression cluster, and the expression cluster under the control of the CMV-IE promoter are in the same orientation within the plasmid backbone. However, a marked reduction in core antigen expression levels was observed in the pVax-1 vector compared to the expression level observed in the pcDNA3.1 vector.

- 48 043519- 48 043519

Для повышения уровня экспрессии белка было применено несколько стратегий: (1) превращения полноразмерного кластера pUCori-KanR в кластер, находящийся в ориентации против часовой стрелки (pVD-core); и (2) изменения оптимизации по кодонам гена KanR наряду с заменой промотора Kan на промотор Amp, происходящий от вектора pcDNA3.1 (pDK-core). Обе стратегии позволяют восстановить экспрессию корового антигена, при этом, экспрессия корового антигена была самой высокой в присутствии вектора pDK, который содержал оптимизированный по кодонам ген Kan R, промотор AmpR (вместо промотора KanR) и кластер pUCori-KanR, имеющий обратную ориентацию.Several strategies have been used to increase protein expression: (1) converting the full-length pUCori-KanR cluster into a cluster in a counterclockwise orientation (pVD-core); and (2) changes in codon optimization of the KanR gene along with replacement of the Kan promoter with the Amp promoter derived from the pcDNA3.1 vector (pDK-core). Both strategies restore core antigen expression, and core antigen expression was highest in the presence of the pDK vector, which contained the codon-optimized Kan R gene, the AmpR promoter (instead of the KanR promoter), and the pUCori-KanR cluster in reverse orientation.

Четыре различных экспрессионных кластера, оптимизированные по коровому антигену/антигену pol HBV, и представленные на фиг. 25G, вводили в плазмидный остов pDK для тестирования каждой из трех стратегий экспрессии, проиллюстрированных на фиг. 25А-25С. Плазмиды тестировали in vitro на экспрессию корового антигена и антигена pol с помощью Вестерн-блот-анализа с использованием антител, специфичных к коровому антигену и антигену pol. Наиболее согласованный профиль экспрессии для клеточных и секретируемых коровых антигенов и антигенов pol достигался в том случае, когда коровые антигены и антигены pol кодировались отдельными векторами, а именно, отдельными ДНК-векторами pDK-core и pDK-pol (фиг. 25Н). Векторы pDK-pol и pDK-core схематически представлены на фиг. 26А и 26В, соответственно.Four different expression clusters optimized for HBV core/pol antigen and presented in FIG. 25G was introduced into the pDK plasmid backbone to test each of the three expression strategies illustrated in FIG. 25A-25C. Plasmids were tested in vitro for core and pol antigen expression by Western blot analysis using antibodies specific for core and pol antigen. The most consistent expression profile for cellular and secreted core and pol antigens was achieved when the core and pol antigens were encoded by separate vectors, namely the separate DNA vectors pDK-core and pDK-pol (FIG. 25H). Vectors pDK-pol and pDK-core are shown schematically in FIG. 26A and 26B, respectively.

Пример 2. Опосредуемое электропорацией внутримышечное введение биофармацевтических препаратов на основе нуклеиновых кислот с помощью устройства для системной доставки TriGrid (TDS-IM).Example 2: Electroporation-Mediated Intramuscular Administration of Nucleic Acid-Based Biopharmaceuticals Using a TriGrid Systemic Delivery Device (TDS-IM).

Внутриклеточная доставка последовательностей нуклеиновых кислот в скелетные мышцы верхних или нижних конечностей у индивидуума может быть улучшена с использованием репрезентативного устройства, например, описанного здесь устройства для системной доставки TriGrid (TDS-IM) модели II. В некоторых вариантах осуществления изобретения, устройство TDS-IM используется вместе с агентами, одобренными для их использования в исследовательских целях в устройстве TDS-IM. В репрезентативном варианте осуществления изобретения, апробированным агентом являются нуклеиновые кислоты, то есть ДНК или РНК. В некоторых вариантах осуществления изобретения, устройство TDS-IM используется только для индивидуума, нуждающегося в этом. В некоторых вариантах осуществления изобретения, устройство TDS-IM используется только для индивидуума, включенного в программу открытых клинических испытаний посредством внутримышечной доставки нуклеиновой кислоты путем электропорации.Intracellular delivery of nucleic acid sequences to the skeletal muscles of the upper or lower extremities of an individual can be improved using an exemplary device, such as the TriGrid Systemic Delivery Device (TDS-IM) Model II described herein. In some embodiments, the TDS-IM device is used in conjunction with agents approved for research use in the TDS-IM device. In a representative embodiment of the invention, the tested agent is nucleic acids, that is, DNA or RNA. In some embodiments of the invention, the TDS-IM device is used only for the individual in need thereof. In some embodiments of the invention, the TDS-IM device is used only for an individual enrolled in an open clinical trial program through intramuscular delivery of nucleic acid by electroporation.

В целях запуска системы для введения, основное питание устройства подается на стимулятор, а батарея системы адекватно заряжается для его использования. Для этого включают выключатель электропитания, и нажимают кнопку питания на передней панели. Аппликатор подключают к разъему для аппликатора. Правильное подключение аппликатора подтверждается подсветкой индикатора мощности аппликатора. Стартовый экран появляется после того, как система завершит все самопроверки. Затем нажимают кнопку OK для продолжения процедуры введения.In order to start the system for administration, the device's main power is supplied to the stimulator and the system's battery is adequately charged for use. To do this, turn on the power switch and press the power button on the front panel. The applicator is connected to the applicator connector. Correct connection of the applicator is confirmed by the illumination of the applicator power indicator. The startup screen appears after the system has completed all self-tests. Then press the OK button to continue the insertion procedure.

Для вставки шприца в кассету TDS, со шприца снимают крышку, а фланец шприца совмещают с отверстием для загрузки шприца кассеты TDS. Шприц должен защелкнуться и быть полностью установленным в кассете TDS. После загрузки шприца нажимают кнопку ОК на стимуляторе импульса для продолжения процедуры. Крышка кассеты должна оставаться прикрепленной к ней до тех пор, пока кассета не будет загружена в аппликатор.To insert a syringe into a TDS cassette, remove the cap from the syringe and align the syringe flange with the syringe loading hole of the TDS cassette. The syringe should snap into place and be fully seated in the TDS cassette. After loading the syringe, press the OK button on the pulse stimulator to continue the procedure. The cassette lid must remain attached until the cassette is loaded into the applicator.

Для вставки кассеты с загруженным шприцем в аппликатор, кассету выравнивают с аппликатором так, чтобы отверстие для загрузки шприца кассеты было обращено лицом вверх. После вставки кассеты в аппликатор, кассета автоматически подается в полностью загруженном положении в аппликаторе. Успешная загрузка кассеты указывается в стимуляторе. После загрузки кассеты, аппликатор возвращается в свой лоток и выбирается подходящее место для инъекции индивидууму. В некоторых вариантах осуществления изобретения, участком инъекции для внутримышечной доставки нуклеиновой кислоты является медиальная дельтовидная мышца, расположенная приблизительно на три ширины пальца ниже края отростка акромиона (плечевой кости). В репрезентативном варианте осуществления изобретения, глубина инъекции в медиальную дельтовидную мышцу составляет приблизительно 0,75-1,25 дюйма (19-30 мм). В некоторых вариантах осуществления изобретения, участком для инъекции посредством внутримышечной доставки нуклеиновой кислоты является vastus lateralis (широкая латеральная мышца)(внешней поверхности бедра) приблизительно в средней точке между бедром и коленом. В репрезентативном варианте осуществления изобретения, глубина инъекции в мышцу vastus lateralis составляет приблизительно 1,0-1,5 дюйма (25-38 мм). После выбора участка инъекции нажимают кнопку выбора глубины аппликатора, а затем кнопку выбора глубины инъекции, соответствующую участку/глубине инъекции. В некоторых вариантах осуществления изобретения, индикатор выбора глубины инъекции постоянно освещается, что подтверждает выбранную глубину инъекции. В некоторых вариантах осуществления изобретения, кнопка выбора глубины на правой стороне соответствует более глубокой глубине инъекции. В одном варианте осуществления изобретения, где первоначально выбранный участок инъекции должен быть изменен, нажимается кнопка выбора, соответствующая другой глубине инъекции, и при появлении окна выбора глубины инъекции, выбирают другую глубину инъекции.To insert a loaded syringe cassette into the applicator, the cassette is aligned with the applicator so that the syringe loading hole of the cassette is facing up. After inserting the cassette into the applicator, the cassette is automatically fed into the fully loaded position in the applicator. Successful loading of the cassette is indicated in the stimulator. After loading the cassette, the applicator is returned to its tray and the appropriate injection site for the individual is selected. In some embodiments, the injection site for intramuscular delivery of the nucleic acid is the medial deltoid muscle, located approximately three finger widths below the edge of the acromion process (humerus). In a representative embodiment of the invention, the depth of injection into the medial deltoid muscle is approximately 0.75-1.25 inches (19-30 mm). In some embodiments, the injection site for intramuscular delivery of the nucleic acid is the vastus lateralis (outer thigh) at approximately the midpoint between the hip and the knee. In a representative embodiment of the invention, the depth of injection into the vastus lateralis muscle is approximately 1.0-1.5 inches (25-38 mm). After selecting the injection site, press the applicator depth selection button, and then the injection depth selection button corresponding to the injection site/depth. In some embodiments of the invention, the injection depth selection indicator is continuously illuminated to confirm the selected injection depth. In some embodiments of the invention, the depth select button on the right side corresponds to a deeper injection depth. In one embodiment of the invention, where the originally selected injection site is to be changed, the selection button corresponding to a different injection depth is pressed, and when the injection depth selection window appears, a different injection depth is selected.

Чтобы начать введение индивидууму апробированного агента с помощью устройства TDS-IM,To begin administering a tested agent to an individual using the TDS-IM device,

- 49 043519 крышку кассеты снимают и отбрасывают. Устройство выравнивают и плотно прижимают к нужному участку инъекции. Когда устройство будет плотно прижато к нужному месту инъекции, все четыре полосы индикатора размещения аппликатора загораются, а таймер обратного отсчета процедуры начинает светится с 8 с, указывая на время, оставшееся до окончания процедуры введения. Для введения агента нажимают кнопку запуска аппликатора при поддерживании постоянного давления. Когда таймер обратного отсчета процедуры достигает 0, подается электрическая стимуляция. После завершения процедуры введения загорается индикатор завершения процедуры, и устройство можно извлечь из места инъекции. Извлекать устройство из места инъекции запрещается до тех пор, пока процедура не будет завершена или не загорится индикатор неисправности. В некоторых вариантах осуществления изобретения, в случае обнаружения устройством неисправностей во время проведения процедуры введения, устройство прерывает процедуру введения и загорается индикатор ошибки. В репрезентативном варианте осуществления изобретения, если устройство прерывает процедуру введения, и это устройство быстро удаляют из индивидуума, то на дисплее стимулятора устройства появляются дополнительные инструкции.- 49 043519 remove the cassette cover and discard it. The device is aligned and pressed firmly onto the desired injection site. When the device is firmly pressed to the desired injection site, all four bars of the applicator placement indicator light up and the procedure countdown timer begins to glow at 8 seconds, indicating the time remaining until the end of the injection procedure. To administer the agent, press the applicator start button while maintaining constant pressure. When the procedure countdown timer reaches 0, electrical stimulation is delivered. Once the injection procedure is complete, the procedure completion indicator lights up and the device can be removed from the injection site. Do not remove the device from the injection site until the procedure is completed or the malfunction indicator lights up. In some embodiments of the invention, if the device detects a malfunction during the administration procedure, the device aborts the administration procedure and the error indicator lights up. In an exemplary embodiment of the invention, if the device interrupts the insertion procedure and the device is quickly removed from the subject, then additional instructions appear on the stimulator display of the device.

Для выемки кассеты из аппликатора после завершения процедуры введения агента индивидууму, нуждающемуся в этом, нажимают кнопку извлечения, расположенную на стимуляторе. Аппликатор автоматически выдвигает кассету в положение, при котором ее можно извлечь вручную из аппликатора. Как только кассета перестает двигаться, для извлечения кассеты из аппликатора, ее можно взять за стороны, указанные стрелками. После извлечения кассеты, полное завершение инъекции можно проверить путем визуального осмотра положения поршня шприца. Для выключения устройства, аппликатор помещают в кожух и кнопку питания на передней панели нажимают, удерживая в течение 5 с.To remove the cassette from the applicator after completing the administration of the agent to the individual in need of it, press the eject button located on the stimulator. The applicator automatically extends the cassette into a position where it can be manually removed from the applicator. Once the cassette stops moving, you can grab the cassette by the sides indicated by the arrows to remove the cassette from the applicator. After removing the cassette, complete completion of the injection can be verified by visually inspecting the position of the syringe plunger. To turn off the device, place the applicator in the housing and press and hold the power button on the front panel for 5 s.

Пример 3. Электропорация TDS-IM на мышах и приматах, не являющихся человеком.Example 3: Electroporation of TDS-IM in Mice and Non-Human Primates.

Для улучшения доставки конструкций на основе ДНК в мышечную ткань была применена технология электропорации путем внутримышечной системной доставки TriGrid (TDS-IM). Электродная матрица TriGrid для внутримышечной (i.m.) доставки состоит из четырех электродов, расположенных в виде двух равносторонних треугольников, образующих ромбовидную форму, окружающую центральную иглу для инъекции (фиг. 22). Объединение доставки агента и распространения электрического поля в одном устройстве гарантирует, что индуцирование эффекта электропорации будет происходить в месте распределения агента, и позволяет вводить плазмидную конструкцию и подавать электрические импульсы за одну стадию. Таким образом, i.m.-доставка плазмидной ДНК достигается эффективным и воспроизводимым способом.Electroporation technology via TriGrid intramuscular delivery system (TDS-IM) was used to improve the delivery of DNA-based constructs into muscle tissue. The TriGrid electrode array for intramuscular (i.m.) delivery consists of four electrodes arranged in two equilateral triangles forming a diamond shape surrounding a central injection needle (FIG. 22). Combining agent delivery and electrical field propagation in a single device ensures that induction of the electroporation effect occurs at the site of agent distribution and allows the introduction of the plasmid construct and electrical pulses in a single step. Thus, i.m. delivery of plasmid DNA is achieved in an efficient and reproducible manner.

Электродные матрицы TriGrid для каждого животного-модели масштабировали для эффективной доставки ДНК-плазмид, таких как плазмиды, полученные как описано в примере 1, в выбранную мышцу независимо от размера и свойств конкретной мышечной ткани. Основными параметрами устройства для электропорации, которые были масштабированы для использования для каждого животного-модели, являются размер TriGrid (то есть расстояние между электродами), подаваемое напряжение (250 В/см, где см - размер TriGrid), диаметр электрода и глубина проникновения электрода. Вторичная адаптация к устройству включает изменение объема шприца, объема плазмидной ДНК и калибра/длины иглы для подкожных инъекций.TriGrid electrode arrays for each animal model were scaled to efficiently deliver DNA plasmids, such as those prepared as described in Example 1, to the selected muscle regardless of the size and properties of the specific muscle tissue. The main electroporation device parameters that were scaled for use for each animal model were TriGrid size (i.e., distance between electrodes), applied voltage (250 V/cm, where cm is TriGrid size), electrode diameter, and electrode penetration depth. Secondary adaptations to the device include changes in syringe volume, plasmid DNA volume, and hypodermic needle gauge/length.

Исследования на мышах проводили с помощью устройства TDS-IM v1.0 с использованием электродной матрицы с расстоянием между электродами 2,5 мм. Эта корректировка размера электродной матрицы была осуществлена для размещения этих электродов в мышцу мыши меньшего размера. На фиг. 23А представлен вариант TriGrid TDS-IM v1.0, адаптированный для использования в мышиной модели. Исследования на обезьянах, не являющихся GLP (зелеными длиннохвостыми мартышками), также проводили на устройстве TDS-IM v1.0, но с расстоянием между электродами 6 мм. На фиг. 23В показан вариант TriGrid TDS-IM v1.0, адаптированный для испытаний на приматах, не являющихся человеком (NHP) и используемых в качестве моделей.Mice studies were performed using a TDS-IM v1.0 device using an electrode array with an interelectrode distance of 2.5 mm. This adjustment to the size of the electrode array was made to accommodate these electrodes in a smaller mouse muscle. In fig. 23A shows a version of TriGrid TDS-IM v1.0 adapted for use in a mouse model. Studies in non-GLP (green long-tailed monkeys) monkeys were also performed on the TDS-IM v1.0 device, but with an interelectrode distance of 6 mm. In fig. 23B shows a version of the TriGrid TDS-IM v1.0 adapted for testing in non-human primates (NHPs) as models.

Устройство, используемое в испытаниях на обезьянах GLP, представляет собой устройство TDS-IM v2.0, которое также предназначено для клинических исследований с участием человека. В этом устройстве, расстояние между электродами составляет 6 мм а условия активации являются такими же, как и для устройства TDS-IM v1.0. Материалы электродов, используемых в устройстве TDS-IM v2.0, идентичны материалам в устройстве TDS-IM v1.0, используемому в описанном выше исследовании на NHP, но опорная конструкция кассеты и шприц, используемые для введения, отличаются. Кроме того, также отличаются глубина вставки для человека и приматов, не являющихся человеком. Таким образом, устройство TDS-IM v2.0 было оснащено распорной втулкой в целях адаптации устройства TDS-IM v2.0 для его использования в мышцах NHP гораздо меньшего размера. На фиг. 24 представлен вариант TriGrid TDSIM v2.0, адаптированный для испытаний на приматах, не являющихся человеком (NHP) и используемых в качестве моделей.The device used in the GLP monkey trials is the TDS-IM v2.0 device, which is also intended for human clinical trials. In this device, the distance between the electrodes is 6 mm and the activation conditions are the same as for the TDS-IM v1.0 device. The electrode materials used in the TDS-IM v2.0 device are identical to those in the TDS-IM v1.0 device used in the NHP study described above, but the cassette support structure and the syringe used for administration are different. In addition, the insertion depth is also different for humans and non-human primates. Therefore, the TDS-IM v2.0 device was equipped with a spacer sleeve in order to adapt the TDS-IM v2.0 device for use in much smaller NHP muscles. In fig. 24 shows TriGrid TDSIM v2.0 adapted for testing on non-human primates (NHPs) as models.

В каждом испытании на животных, этих животных анестезировали для иммобилизации перед проведением процедуры введения путем электропорации. Участок введения был выбран с учетом регионарных анатомических особенностей кости в качестве контрольных точек, и на выбранном участке была удалена шерсть с помощью электрической машинки для стрижки волос, а затем с помощью асептического тампона. Матрицу TDS-IM вводили чрескожно в выбранную мышцу, причем главная ось ромбообраз- 50 043519 ной конфигурации был ориентирована параллельно мышечным волокнам. После введения электрода проводили инъекцию для распределения ДНК в мышцах. После завершения i.m.-инъекции локально подавали электрическое поле 250 В/см с общей продолжительностью 400 мс при 10%-ном рабочем цикле (то есть в течение этих 400 мс, напряжение активно подавали только всего 40 мс). После завершения процедуры электропорации, матрицу TriGrid™ удаляли, и состояние животных было восстановлено.In each animal test, the animals were anesthetized to immobilize them before the electroporation administration procedure was performed. The injection site was selected using regional bone anatomy as reference points, and hair was removed from the selected site using an electric hair clipper and then using an aseptic swab. The TDS-IM matrix was injected percutaneously into the selected muscle, with the major axis of the diamond-shaped configuration oriented parallel to the muscle fibers. After insertion of the electrode, an injection was carried out to distribute the DNA in the muscles. After completion of the i.m. injection, an electric field of 250 V/cm was locally applied for a total duration of 400 ms at a 10% duty cycle (ie, during these 400 ms, the voltage was only actively applied for a total of 40 ms). After completion of the electroporation procedure, the TriGrid™ matrix was removed and the animals were restored to normal condition.

Переменные компоненты для каждого варианта TDS-IM и/или животного-модели приведены в табл. 1 и в 2.Variable components for each TDS-IM variant and/or animal model are shown in Table. 1 and at 2.

Таблица 1Table 1

Вариант TDS-IM и детали TriGridTDS-IM option and TriGrid parts

Вариан т TDSIM Option TDSIM Животно е-модель Animal e-model Pa3MepTriGr id (mm) Pa3MepTriGr id (mm) Диаметр электрод а (дюйм) Electrode diameter (inch) Длина проводника (мм) Conductor length(mm) Эффективная глубина проникновения (мм) Effective penetration depth (mm) Объем инъекций ДНК (см3)DNA injection volume (cm 3 ) Объем шприца (см3)Syringe volume (cm 3 ) Калибр иглы для инъекци и Injection needle gauge Способ инъекции Injection method TDS-IM vl.O TDS-IM vl.O мышь mouse 2,5 2.5 0,030 0.030 3,2 3.2 3,2 3.2 0,020 0.020 3/10 см3 3/10 cm 3 30 thirty Вручную Manually TDS-IM vl.O TDS-IM vl.O NHP NHP 6,0 6.0 0,021 0.021 5,0 5.0 15,5 15.5 1,0 1.0 1,0 см3 1.0 cm 3 22 22 автоматич ески automatic eski TDS-IM v2.0 TDS-IM v2.0 NHP NHP 6,0 6.0 0,023 0.023 5,0 5.0 9,0* 9.0* 1,0 1.0 1,0 см3 1.0 cm 3 22 22 автоматич ески automatic eski

* Масса тела и размер мышц NHP, необходимые для меньшей глубины проникновения; для снижения глубины проникновения до 9 мм был использован ограничитель глубины 10 мм.* NHP body weight and muscle size required for shallower penetration depth; A 10 mm depth stop was used to reduce the penetration depth to 9 mm.

Таблица 2table 2

Вариант TDS-IM и детали импульсного стимулятораTDS-IM option and pulse stimulator details

Вариан т TDS- IM Varian t TDS- I.M. Животно е-модель Animal e-model Подаваемое электрическ oe поле (В/см) Supplied electric field (V/cm) Диапазон подаваемого напряжения (В) Supply Voltage Range (V) Ограничен не подачи тока (А) Limited by no supply current (A) Ограничен не подачи тока (А/сек) Limited no submission current (A/sec) Общее число импульс ов Total number of pulses Продолжительно сть активной стимуляции (мс) Duration of active stimulation (ms) Максимальная продолжительное ть последовательное ти импульсов (мс) Maximum long lasting consecutive pulses (ms) TDS-IM vl.O TDS-IM vl.O мышь mouse 250 250 59,4- 5,6 59.4- 5.6 N/A* - 4 N/A* - 4 0,16 0.16 6 6 40,8 40.8 369,3 369.3 TDS-IM TDS-IM NHP NHP 250 250 142,4- 157,6 142.4- 157.6 0,6-4 0.6-4 0,16 0.16 6 6 40,8 40.8 369,3 369.3 vl.O vl.O TDS-IM v2.0 TDS-IM v2.0 NHP NHP 250 250 142,4-157,6 142.4-157.6 0,6-4 0.6-4 0,16 0.16 6 6 40,8 40.8 369,3 369.3

* Нижний предел подачи тока отключен для адаптации к особенностям мыши-модели. Пример 4. Электропорация с помощью TDS-IM для человека.* The lower current limit is disabled to adapt to the characteristics of the mouse model. Example 4 Electroporation with TDS-IM in humans.

В клиническом испытании использовали устройство TDS-IM v2.0. Это устройство, по существу, является таким же, как и устройство, используемое для обезьян GLP. Глубина введения для человека и приматов, не являющихся человеком, отличалась. Таким образом, устройство TDS-IM v2.0 было оснащено распорной втулкой в целях адаптации устройства TDS-IM v2.0 для его использования в мышцах NHP гораздо меньшего размера. Условия стимуляции были в основном такими же, как и для обезьян GLP, за исключением того, что глубина проникновения составляла приблизительно 19 мм, а не 9 мм, как для обезьян GLP.The TDS-IM v2.0 device was used in the clinical trial. This device is essentially the same as the device used for GLP monkeys. The depth of administration was different for humans and non-human primates. Therefore, the TDS-IM v2.0 device was equipped with a spacer sleeve in order to adapt the TDS-IM v2.0 device for use in much smaller NHP muscles. Stimulation conditions were essentially the same as for GLP monkeys, except that the penetration depth was approximately 19 mm rather than 9 mm for GLP monkeys.

Хотя предпочтительные варианты осуществления изобретения были раскрыты и описаны в настоящем изобретении, однако, для специалистов в данной области будет очевидно, что такие варианты осуществления изобретения представлены только в качестве примера. Специалистам в данной области очевидно, что в настоящее изобретение могут быть внесены различные изменения, модификации и замены, не выходящие за рамки объема изобретения. Следует отметить, что для осуществления настоящего изобретения могут быть применены различные альтернативы вариантам осуществления изобретения, описанным в настоящем изобретении, или комбинации одного или более из этих описанных здесь вариантов или аспектов изобретения. При этом следует иметь в виду, что объем раскрытия изобретения определяется нижеследующей формулой изобретения, которая охватывает способы и структуры, входящие в объем этой формулы изобретения, и их эквиваленты.Although preferred embodiments of the invention have been disclosed and described in the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that such embodiments are presented by way of example only. It will be apparent to those skilled in the art that various changes, modifications and substitutions may be made to the present invention without departing from the scope of the invention. It should be noted that various alternatives to the embodiments described herein, or combinations of one or more of these embodiments or aspects of the invention described herein, may be used to practice the present invention. It should be borne in mind that the scope of the disclosure of the invention is determined by the following claims, which cover the methods and structures included in the scope of these claims, and their equivalents.

--

Claims (15)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Устройство для регулируемой доставки вакцины против вируса гепатита В (HBV) в заранее определенный участок ткани у индивидуума, нуждающегося в этом, где указанное устройство включает:1. A device for controlled delivery of a vaccine against the hepatitis B virus (HBV) to a predetermined tissue site in an individual in need thereof, wherein said device includes: кассетный блок (100), содержащий внешнюю кассету (102); внутреннюю кассету (103); резервуар (101), содержащий вакцину против HBV, где приемник (142) резервуара находится во внешней кассете (102) и имеет конфигурацию, подходящую для подачи в резервуар (101);a cassette unit (100) containing an outer cassette (102); internal cassette (103); a reservoir (101) containing the HBV vaccine, wherein the reservoir receptacle (142) is located in the outer cassette (102) and is configured to be supplied to the reservoir (101); аппликатор (400), содержащий приемник (403) кассетного блока, втулку для иглы (152) и детектор введения (148), где детектор введения (148) определяет загрузку резервуара (101) в приемник (142) резервуара;an applicator (400) comprising a cassette unit receptacle (403), a needle hub (152) and an insertion detector (148), where the insertion detector (148) detects the loading of the reservoir (101) into the reservoir receptacle (142); по меньшей мере одну блокировку (120), где такая блокировка (120) облегчает правильное выполнение процедуры введения вакцины против HBV;at least one lock (120), where such lock (120) facilitates the correct execution of the procedure for administering the HBV vaccine; по меньшей мере одно отверстие для инъекции, через которое вводят вакцину против HBV;at least one injection port through which the HBV vaccine is administered; множество проникающих электродов (122), расположенных в заданной пространственной взаимосвязи по отношению к отверстию;a plurality of penetrating electrodes (122) located in a predetermined spatial relationship with respect to the hole; генератор электрического поля (750) для генерации электрического сигнала, функционально соединенный с электродами (122); и регулируемый источник энергии, достаточный для переноса заранее определенного количества вакцины против HBV с заранее определенной скоростью из резервуара (101) через отверстие в заранее определенный участок у индивидуума, где вакцина против HBV содержит:an electric field generator (750) for generating an electrical signal, operatively connected to the electrodes (122); and a controlled energy source sufficient to transport a predetermined amount of the HBV vaccine at a predetermined rate from the reservoir (101) through the opening to a predetermined site on the individual, where the HBV vaccine contains: первую молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую первый полинуклеотид, кодирующий антиген полимеразы HBV, где антиген полимеразы HBV содержит аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 98% идентична SEQ ID NO: 4, и где антиген полимеразы HBV не обладает обратной транскриптазной активностью и активностью РНКазы Н;a first nucleic acid molecule comprising a first polynucleotide encoding an HBV polymerase antigen, wherein the HBV polymerase antigen contains an amino acid sequence that is at least 98% identical to SEQ ID NO: 4, and wherein the HBV polymerase antigen does not have reverse transcriptase activity and RNase H activity ; вторую молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую второй полинуклеотид, кодирующий усеченный коровый антиген HBV, состоящий из аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 2; и фармацевтически приемлемый носитель, где первая молекула нуклеиновой кислоты и вторая молекула нуклеиновой кислоты присутствуют в одной и той же молекуле нуклеиновой кислоты или в двух различных молекулах нуклеиновой кислоты.a second nucleic acid molecule containing a second polynucleotide encoding a truncated HBV core antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; and a pharmaceutically acceptable carrier, wherein the first nucleic acid molecule and the second nucleic acid molecule are present in the same nucleic acid molecule or in two different nucleic acid molecules. 2. Устройство по п.1, где электроды (122) представляют собой множество удлиненных электродов, и блокировка (120) предотвращает случайное срабатывание функции кассеты.2. The apparatus of claim 1, wherein the electrodes (122) are a plurality of elongate electrodes and the lock (120) prevents accidental activation of the cassette function. 3. Устройство по п.1, где по меньшей мере одна блокировка (120) выбрана из группы, состоящей из механической блокировки, излучателя/коллектора света, задней части кассеты (112), блокировки силы, выравнивающей панели (108) и бокового экрана (108), блокировки триггера и аварийного выключателя.3. The apparatus of claim 1, wherein the at least one interlock (120) is selected from the group consisting of a mechanical interlock, a light emitter/collector, a rear cassette (112), a force interlock, a leveling panel (108), and a side shield ( 108), trigger and emergency switch blocking. 4. Устройство по любому из пп.1-3, где устройство содержит по меньшей мере два набора блокировок (120), где первая блокировка представляет собой механическую блокировку, а вторая блокировка выбрана из группы, состоящей из излучателя/коллектора света, задней части кассеты (112), блокировки силы, выравнивающей панели (108) и бокового экрана (108), блокировки триггера и аварийного выключателя, предпочтительно где механическая блокировка представляет собой блокировку резервуара, дополнительно содержащую (i) по меньшей мере одно отверстие блокировки резервуара (144), или (ii) индикаторную панель, простирающуюся вдоль одной или более поверхностей кассеты, где этот индикатор указывает на правильное введение резервуара в кассету, и предпочтительно задняя часть кассеты (112) обеспечивает оптическую линию визирования по меньшей мере через одно отверстие блокировки резервуара (144).4. A device according to any one of claims 1 to 3, wherein the device comprises at least two sets of interlocks (120), wherein the first interlock is a mechanical interlock and the second interlock is selected from the group consisting of a light emitter/collector, a rear portion of the cassette (112), force lock, leveling panel (108) and side shield (108), trigger lock and safety switch, preferably where the mechanical lock is a reservoir lock, further comprising (i) at least one reservoir lock hole (144), or (ii) an indicator panel extending along one or more surfaces of the cartridge, wherein the indicator indicates proper insertion of the reservoir into the cartridge, and preferably the rear portion of the cartridge (112) provides an optical line of sight through at least one reservoir locking hole (144). 5. Устройство по п.4, где устройство также содержит третью блокировку (120), которая представляет собой блокировку силы, где блокировка силы определяет силу, приложенную к заранее определенному участку ткани индивидуума, и предотвращает введение вакцины против HBV индивидууму, если такая сила является недостаточной, предпочтительно где блокировка силы также образует электрический замок внутри аппликатора (400).5. The device of claim 4, wherein the device further comprises a third interlock (120) which is a force interlock, wherein the force interlock detects a force applied to a predetermined area of tissue of the individual and prevents the administration of HBV vaccine to the individual if such force is insufficient, preferably where the locking force also forms an electrical lock within the applicator (400). 6. Устройство по любому из пп.1-5, где устройство также содержит по меньшей мере один датчик, предпочтительно выбранный из группы, состоящей из датчика загрузки кассеты (436), датчика загруженности кассеты (438), датчика силы кассеты, датчика положения механизма вставки (483), датчика вставки, оптического детектора (148) и электрического датчика.6. A device according to any one of claims 1 to 5, where the device also contains at least one sensor, preferably selected from the group consisting of a cassette loading sensor (436), a cassette loading sensor (438), a cassette force sensor, a mechanism position sensor insert (483), insert sensor, optical detector (148) and electrical sensor. 7. Устройство по п.6, где датчик детектирует метку резервуара и подтверждает наличие вакцины против HBV.7. The device of claim 6, wherein the sensor detects the reservoir label and confirms the presence of HBV vaccine. 8. Устройство для регулируемой доставки вакцины против HBV в заранее определенный участок ткани у индивидуума, где указанное устройство включает:8. A device for controlled delivery of an HBV vaccine to a predetermined tissue site in an individual, wherein said device includes: кассетный блок (100), содержащий корпус (102); резервуар (101), содержащий вакцину против HBV, где приемник (142) резервуара находится в корпусе (102) и имеет конфигурацию, подходящую для подачи в резервуар (101);a cassette unit (100) containing a housing (102); a reservoir (101) containing an HBV vaccine, wherein a reservoir receptacle (142) is located in a housing (102) and is configured to be supplied to the reservoir (101); - 52 043519 аппликатор (400, содержащий приемник кассетного блока (403), втулку для иглы (152) и детектор введения (148), где детектор введения (148) определяет загрузку резервуара (101) в приемнике для резервуара (142);- 52 043519 applicator (400, comprising a cassette unit receptacle (403), a needle hub (152) and an insertion detector (148), where the insertion detector (148) detects the loading of the reservoir (101) in the reservoir receptacle (142); по меньшей мере одно отверстие для инъекции, через которое вводят вакцину против HBV;at least one injection port through which the HBV vaccine is administered; множество проникающих электродов (122), расположенных в заданной пространственной взаимосвязи по отношению к отверстию;a plurality of penetrating electrodes (122) located in a predetermined spatial relationship with respect to the hole; опорную конструкцию электрода (124), содержащую отверстие и стенку, где опорная конструкция электрода предотвращает случайное перпендикулярное движение электродов (122);an electrode support structure (124) comprising an opening and a wall, where the electrode support structure prevents accidental perpendicular movement of the electrodes (122); генератор электрического поля (750) для генерации электрического сигнала, функционально соединенный с электродами (122); и регулируемый источник энергии, достаточный для переноса заранее определенного количества вакцины против HBV с заранее определенной скоростью из резервуара (101) через отверстие в заранее определенный участок у индивидуума, где вакцина против HBV содержит:an electric field generator (750) for generating an electrical signal, operatively connected to the electrodes (122); and a controlled energy source sufficient to transport a predetermined amount of HBV vaccine at a predetermined rate from the reservoir (101) through the opening to a predetermined site on the individual, where the HBV vaccine contains: первую молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую первый полинуклеотид, кодирующий антиген полимеразы HBV, где антиген полимеразы HBV содержит аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 98% идентична SEQ ID NO: 4, и где антиген полимеразы HBV не обладает обратной транскриптазной активностью и активностью РНКазы Н;a first nucleic acid molecule comprising a first polynucleotide encoding an HBV polymerase antigen, wherein the HBV polymerase antigen contains an amino acid sequence that is at least 98% identical to SEQ ID NO: 4, and wherein the HBV polymerase antigen does not have reverse transcriptase activity and RNase H activity ; вторую молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую второй полинуклеотид, кодирующий усеченный коровый антиген HBV, состоящий из аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 2; и фармацевтически приемлемый носитель, и где первая молекула нуклеиновой кислоты и вторая молекула нуклеиновой кислоты присутствуют в одной и той же молекуле нуклеиновой кислоты или в двух различных молекулах нуклеиновой кислоты.a second nucleic acid molecule containing a second polynucleotide encoding a truncated HBV core antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; and a pharmaceutically acceptable carrier, and wherein the first nucleic acid molecule and the second nucleic acid molecule are present in the same nucleic acid molecule or in two different nucleic acid molecules. 9. Устройство по п.8, где опорная конструкция электрода (124) обеспечивает рабочее соединение между проводящей областью контакта, расположенной в дистальной области (137) электродов (122), и регулируемым источником энергии, если электроды (122) размещены в заданном участке ткани у индивидуума, предпочтительно где опорная конструкция электрода (124) содержит по меньшей мере одно отверстие для прохода электродов (122) и отверстие для прохода иглы для инъекции.9. The device of claim 8, wherein the electrode support structure (124) provides an operative connection between a conductive contact area located in a distal region (137) of the electrodes (122) and a controlled energy source if the electrodes (122) are placed in a predetermined tissue area in an individual, preferably wherein the electrode support structure (124) includes at least one opening for passage of electrodes (122) and an opening for passage of an injection needle. 10. Устройство по п.8 или 9, где опорная конструкция электрода (124) представляет собой плоскую опорную конструкцию, расположенную перпендикулярно относительно вытянутой ориентации электродов (122), предпочтительно где плоская опорная конструкция содержит по меньшей мере одно отверстие, имеющее конфигурацию, обеспечивающую проход электрода (122) через заданный участок ткани.10. The apparatus of claim 8 or 9, wherein the electrode support structure (124) is a planar support structure positioned perpendicular to the elongated orientation of the electrodes (122), preferably where the planar support structure includes at least one opening configured to allow passage electrode (122) through a given area of tissue. 11. Устройство по любому из пп.8-10, где опорная конструкция электрода (124) является адаптивной опорой электрода, предпочтительно где адаптивная опора электрода представляет собой пружину сжатия, изготовленную из металла, полимера или эластомерного материала.11. The device according to any one of claims 8 to 10, wherein the electrode support structure (124) is an adaptive electrode support, preferably where the adaptive electrode support is a compression spring made of metal, polymer or elastomeric material. 12. Устройство по любому из пп.8-11, где опорная конструкция электрода (124) содержит по меньшей мере одно из телескопической трубки, пружины защитного экрана (138) и по меньшей мере одного бокового опорного элемента, прикрепленного к электродам (122) по меньшей мере одним необязательным шарнирным элементом.12. The device according to any one of claims 8 to 11, wherein the electrode support structure (124) comprises at least one of a telescopic tube, a protective screen spring (138) and at least one side support element attached to the electrodes (122) at at least one optional hinge element. 13. Устройство по любому из пп.1-12, где вакцина против HBV способна индуцировать иммунный ответ у млекопитающего против по меньшей мере двух генотипов HBV, а предпочтительно, вакцина против HBV способна индуцировать Т-клеточный ответ у млекопитающего против генотипов HBV по меньшей мере В, С и D, а более предпочтительно, вакцина против HBV способна индуцировать CD8-Tклеточный ответ у человека против генотипов HBV по меньшей мере А, В, С и D.13. The device according to any one of claims 1 to 12, wherein the HBV vaccine is capable of inducing an immune response in a mammal against at least two HBV genotypes, and preferably, the HBV vaccine is capable of inducing a T cell response in a mammal against at least HBV genotypes B, C and D, and more preferably, the HBV vaccine is capable of inducing a CD8 T cell response in humans against at least HBV genotypes A, B, C and D. 14. Устройство по любому из пп.1-13, где первая не встречающаяся в природе молекула нуклеиновой кислоты присутствует в первом плазмидном ДНК-векторе, а вторая не встречающаяся в природе молекула нуклеиновой кислоты присутствует во втором плазмидном ДНК-векторе.14. The device according to any one of claims 1 to 13, wherein the first non-naturally occurring nucleic acid molecule is present in the first plasmid DNA vector and the second non-naturally occurring nucleic acid molecule is present in the second plasmid DNA vector. 15. Устройство по п.14, где вакцина против HBV включает:15. The device according to claim 14, where the vaccine against HBV includes: a) первый плазмидный ДНК-вектор, включающий, от 3'-конца до 5'-конца, промоторную последовательность, содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 7; энхансерную последовательность, содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 8; последовательность, кодирующую сигнальный пептид и содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 5; первую полинуклеотидную последовательность, содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 3; и последовательность сигнала полиаденилирования, содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 11;a) a first plasmid DNA vector comprising, from the 3' end to the 5' end, a promoter sequence containing the polynucleotide sequence SEQ ID NO: 7; an enhancer sequence containing the polynucleotide sequence SEQ ID NO: 8; a sequence encoding a signal peptide and containing the polynucleotide sequence SEQ ID NO: 5; a first polynucleotide sequence comprising the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 3; and a polyadenylation signal sequence comprising the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 11; b) второй плазмидный ДНК-вектор, включающий от 3'-конца до 5'-конца, промоторную последовательность, содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 7; регуляторную последовательность, содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 8; последовательность, кодирующую сигнальный пептид и содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 5; вторую полинуклеотидную последовательность, содержащую полинуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 1; и последовательность сигнала полиаденилирования, содержащую полинуклеотидную поb) a second plasmid DNA vector comprising, from the 3' end to the 5' end, a promoter sequence containing the polynucleotide sequence SEQ ID NO: 7; a regulatory sequence containing the polynucleotide sequence SEQ ID NO: 8; a sequence encoding a signal peptide and containing the polynucleotide sequence SEQ ID NO: 5; a second polynucleotide sequence comprising the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 1; and a polyadenylation signal sequence containing a polynucleotide --
EA202091517 2017-12-19 2018-12-18 METHOD AND DEVICE FOR DELIVERY OF VACCINES AGAINST HEPATITIS B VIRUS (HBV) EA043519B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
USPCT/US2017/067269 2017-12-19
US62/607,430 2017-12-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA043519B1 true EA043519B1 (en) 2023-05-30

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220040478A1 (en) Method and apparatus for delivery of therapeutic agents
CA3085492A1 (en) Methods and apparatus for the delivery of hepatitis b virus (hbv) vaccines
US11389531B2 (en) Methods and apparatus for the delivery of hepatitis B virus (HBV) vaccines
Low et al. DNA vaccination with electroporation induces increased antibody responses in patients with prostate cancer
US10252004B2 (en) Method and apparatus for delivery of therapeutic agents
US20160235928A1 (en) Injection needle and device
Wallace et al. Tolerability of two sequential electroporation treatments using MedPulser DNA delivery system (DDS) in healthy adults
KR20180099751A (en) An electroporation device having a needle array detachable by a lock-out system
TW201938214A (en) Methods and apparatus for the delivery of hepatitis B virus (HBV) vaccines
EA043519B1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DELIVERY OF VACCINES AGAINST HEPATITIS B VIRUS (HBV)
Hannaman Electroporation based TriGrid™ delivery system (TDS) for DNA vaccine administration
JP6884291B1 (en) Automatic injection device
Lu et al. Tolerability of a piezoelectric microneedle electroporator in human subjects