WO2018201862A1 - 一种循环肿瘤细胞捕获装置 - Google Patents

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Abstract

一种循环肿瘤细胞捕获装置（5），包括一个或多个处理收集循环肿瘤细胞的容器，容器内壁嵌合了能够与循环肿瘤细胞发生特异性结合的抗体，或者嵌合了表面修饰有抗体的纳米颗粒。该容器为螺旋型容器或含有螺纹结构的直筒型，能够使流入容器内部的液体呈现螺旋式前进，进而产生离心力。循环肿瘤细胞相对于红细胞、血小板能够产生更大的离心力，进而与容器壁上的抗体发生特异性结合。两种原理相结合，能够实现对血液中CTC的捕获，减少肿瘤转移的几率；同时还能将富集在容器内壁上的CTC收集起来，以便对其进一步的表征与研究。

Description

一种循环肿瘤细胞捕获装置 技术领域
本发明涉及一种循环肿瘤细胞捕获装置，属于医药器械技术领域。
背景技术
肿瘤是当前疾病中难以攻克的疾病，并且肿瘤发生转移后，患者的生存率更是大大降低。肿瘤转移的过程非常复杂，对血液中的循环肿瘤细胞(CTC)、miRNA、外泌体的检测具有一定的参考价值。CTC作为转移的先驱官，对肿瘤发生转移起到至关重要的作用。
目前有基于细胞大小及表面抗体原理，体外检测少量血液中的CTC数目，对患者的治疗及预后起到一定的参考价值。但由于体外检测体积较少，不能对全身的肿瘤细胞进行检测，容易出现误差，需要多次测定，且不能起到治疗作用。
为了全面清除患者血液中的循环肿瘤细胞，防止肿瘤发生远端转移，需要研发一种循环肿瘤细胞捕获装置。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种循环肿瘤细胞捕获装置，能够将患者的血液引出体外循环装置，捕获循环肿瘤细胞后，将净化的血液输送回人体血液循环，可以代替/辅助现有临床上的化学疗法或放射疗法，有效减小肿瘤远端转移概率，降低对患者的伤害，提高患者治愈率。同时，能够从容器壁上收集到循环肿瘤细胞CTC，对患者的诊断及治疗均具有指导性意义。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种循环肿瘤细胞捕获装置，其特征在于：包括一个或多个处理收集循环肿瘤细胞的容器，
所述容器内壁嵌合了能够与循环肿瘤细胞发生特异性结合的抗体，或者嵌合了表面修饰有该抗体的纳米颗粒；所述抗体为循环肿瘤细胞CTC的特异性抗体，优选为抗上皮细胞粘附蛋白(EpCAM)、细胞角蛋白(cytokeratin，CK)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、表皮生长因子受体1(epidermal growth factor receptor,EGFR)、原癌基因人类表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor-2,HER2)抗体中的一种或几种；
所述容器为螺旋型容器或含有螺纹结构的直筒型，能够使流入容器内部的液体呈现螺旋式前进，进而产生离心力；循环肿瘤细胞相对于红细胞、血小板能够产生更大的离心力，进而与容器壁上的抗体发生特异性结合。
作为优选方案，所述的循环肿瘤细胞捕获装置，其特征在于：所述容器内壁刻有凹陷型或凸起型的螺纹。
作为另一优选方案，所述的循环肿瘤细胞捕获装置，其特征在于：所述容器为直筒型容器，螺纹结构为内壁刻有凹陷型或凸起型的螺纹或者在直筒型的容器内放置有一个或一个以上的螺旋杆或螺旋片。
作为优选方案，所述的循环肿瘤细胞捕获装置，其特征在于：所述纳米颗粒为磁纳米颗粒、金纳米颗粒、二氧化硅纳米颗粒、金属有机骨架纳米颗粒、聚合物纳米颗粒、蛋白纳米颗粒、脂质体中的一种或几种。
作为优选方案，所述的循环肿瘤细胞捕获装置，其特征在于：所述纳米颗粒上含有响应性断裂的连接键。
进一步的，所述的循环肿瘤细胞捕获装置，其特征在于：所述响应响应性断裂的连接键产生的响应为氧化还原响应、pH响应或光敏感性响应。
本发明还提供一种循环肿瘤细胞透析治疗仪，包括动脉压力表、血液泵、肝素泵、流入压力表、除气系统、静脉压力表，还包括权利要求1至6上述的循环肿瘤细胞捕获装置，动脉压力表、血液泵、肝素泵、流入压力表、循环肿瘤细胞捕获装置、除气系统、静脉压力表通过体外血液管道依次连接；血液泵提供体外血液循环的动力；肝素泵向血液提供肝素，防止发生凝血；循环肿瘤细胞捕获装置用于捕获循环肿瘤细胞；净化的血液经过除气系统排除气泡后，在静脉压力表检测血液合格后输送到患者体内。
更具体的，所述的循环肿瘤细胞透析治疗仪，其特征在于：所述除气系统包括放气阀和空气监测器。
有益效果：本发明提供的循环肿瘤细胞捕获装置，使用内壁含有螺纹结构的直筒型或螺旋型容器，或者含有螺旋杆或螺旋片的容器，使血液流过时能够涡旋产生离心力，抗原抗体发生特异性结合；两种原理相结合，不仅能够实现对全身CTC的捕获，减少肿瘤转移的几率；同时能够将富集在容器内壁上的CTC收集起来，以便对其进一步的表征与研究。能够很好的抑制肿瘤细胞在体内的扩散，可以代替/辅助现有临床上的化学疗法或放射疗法，有效减小肿瘤远端转移概 率，降低对患者的伤害，提高患者治愈率。同时，能够从容器壁上收集到CTC，对患者的诊断及治疗均具有指导性意义。
附图说明
图1为循环肿瘤细胞透析治疗仪的结构示意图(箭头表示血流方向)；
图2为螺旋型容器循环肿瘤细胞捕获装置的示意图；
图3为内壁刻有螺纹的直筒型容器循环肿瘤细胞捕获装置的示意图；
图4为直筒型容器内嵌入螺旋杆的循环肿瘤细胞捕获装置的示意图；
图5为直筒型容器内嵌入螺旋片的循环肿瘤细胞捕获装置的示意图；
图6为血流在含有螺纹结构的容器内壁内螺旋前进，CTC与其表面嵌合的特异性抗体结合的示意图；
图中标号：1动脉压力表，2血液泵，3肝素泵，4流入压力表，5循环肿瘤细胞捕获装置，6除气系统，7静脉压力表。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图2至图5所示，一种循环肿瘤细胞捕获装置，包括一个或多个处理收集循环肿瘤细胞的容器，所述容器内壁嵌合了能够与循环肿瘤细胞发生特异性结合的抗体，或者嵌合了表面修饰有该抗体的纳米颗粒。所述抗体为抗上皮细胞粘附蛋白(EpCAM)、细胞角蛋白 (cytokeratin，CK)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、表皮生长因子受体1(epidermal growth factor receptor,EGFR)、原癌基因人类表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor-2,HER2)抗体中的一种或几种。
所述纳米颗粒为磁纳米颗粒、金纳米颗粒、二氧化硅纳米颗粒、金属有机骨架(MOF)纳米颗粒、聚合物纳米颗粒、蛋白纳米颗粒、脂质体中的一种或几种。进一步的，所述纳米颗粒上含有可以响应性断裂(氧化还原响应、pH响应、光敏感性响应等)的连接键。
容器可以为螺旋型容器或直筒型的容器；当为螺旋型容器时，容器内壁刻有凹陷型或凸起型的螺纹，如图2所示；也可以没有凹陷型或凸起型的螺纹，通过螺旋型容器本身的螺旋结构也可以实现使流入容器内部的液体呈现螺旋式前进。
另一种方案，如图3所示，当为直筒型的容器时，容器内壁刻有凹陷型或凸起型的螺纹。
另一种优选方案，如图4和图5所示，当为直筒型的容器时，在直筒型的容器内放置适当大小的螺旋杆或螺旋片。
本发明的循环肿瘤细胞捕获装置能够使流入容器内部的液体呈现螺旋式前进，进而产生离心力；个体较大的循环肿瘤细胞相对于红细胞、血小板能够产生更大的离心力，进而与容器壁上的抗体发生特异性结合。
如图1所示，一种循环肿瘤细胞透析治疗仪，包括动脉压力表1、血液泵2、肝素泵3、流入压力表4、循环肿瘤细胞捕获装置5、除气 系统(放气阀和空气监测器)6、静脉压力表7，动脉压力表1、血液泵2、肝素泵3、流入压力表4、循环肿瘤细胞捕获装置5、除气系统(放气阀和空气监测器)6、静脉压力表7通过体外血液管道依次连接，外部设有机壳。其中血液泵2提供体外血液循环的动力；肝素泵3向血液提供肝素，防止发生凝血；循环肿瘤细胞捕获装置5能够捕获到循环肿瘤细胞；净化的血液经过除气系统6排除气泡后，在静脉压力表7检测血液合格后输送到患者体内。所用部件及连接管道均为医疗级别。
循环肿瘤细胞透析治疗仪中所用连接管道，压力表，血液泵，肝素泵均为医疗常用器材。循环肿瘤细胞捕获装置5是由多个螺旋型或直筒型容器组成，每个容器分别设有血液流入口和流出口，并且每个容器的内壁含有螺纹结构。当血液流经循环肿瘤细胞捕获装置时，容器内壁的螺纹结构以及(或)容器的螺旋结构使血液在容器内螺旋前进，进而可以与嵌合有CTC特异性抗体的容器壁充分接触；同时因CTC体积较大，在涡旋条件下产生相对较大的离心力，更容易与容器内壁嵌合的CTC特异性抗体结合，如图6所示，进而将CTC从血液中分离。患者的血液经过“透析”之后，CTC存留在容器内壁上，对此容器进行特殊处理后收集CTC细胞，以便于对CTC细胞的进一步研究。
本发明从人体动脉血管引出待净化的血液至捕获循环肿瘤细胞装置，设置动脉压力表监测血液压力；由血液泵流向肝素泵，以防止血液发生凝血；然后进入捕获循环肿瘤细胞的核心装置后，利用容器 内壁的螺纹结构以及(或)容器的螺旋结构，使流经的血液螺旋前进，进而可以与嵌合有CTC特异性抗体的容器内壁充分接触；同时因CTC体积较大，在涡旋条件下产生相对较大的离心力，更容易与容器内壁嵌合的CTC特异性抗体结合，进而将CTC从血液中分离；最后净化后的血液经除气系统排除气泡；在静脉压力表检测后回到患者体内。患者的血液经过“透析”之后，CTC存留在容器内壁上，对此容器进行特殊处理后收集CTC细胞，以便于对CTC细胞的进一步研究。该发明能代替/辅助现有临床上的化学疗法或放射疗法，有效减小肿瘤远端转移概率，提高患者治愈率。同时，能够从容器壁上收集到CTC，对患者的诊断及治疗均具有指导性意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

  1. 一种循环肿瘤细胞捕获装置，其特征在于：包括一个或多个处理收集循环肿瘤细胞的容器，
    所述容器内壁嵌合了能够与循环肿瘤细胞发生特异性结合的抗体，或者嵌合了表面修饰有抗体的纳米颗粒；所述抗体为循环肿瘤细胞的特异性抗体；
    所述容器为螺旋型容器或含有螺纹结构的直筒型，能够使流入容器内部的液体呈现螺旋式前进，进而产生离心力；循环肿瘤细胞相对于红细胞、血小板能够产生更大的离心力，进而与容器壁上的抗体发生特异性结合。
  2. 根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞捕获装置，其特征在于：所述抗体为抗上皮细胞粘附蛋白、细胞角蛋白、血管内皮生长因子、表皮生长因子受体1、原癌基因人类表皮生长因子受体2抗体中的一种或几种。
  3. 根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞捕获装置，其特征在于：所述容器内壁刻有凹陷型或凸起型的螺纹。
  4. 根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞捕获装置，其特征在于：所述容器为直筒型容器，在直筒型的容器内放置有一个或一个以上的螺旋杆或螺旋片。
  5. 根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞捕获装置，其特征在于：所述纳米颗粒为磁纳米颗粒、金纳米颗粒、二氧化硅纳米颗粒、金属有机骨架纳米颗粒、聚合物纳米颗粒、蛋白纳米颗粒、脂质体中的一种或几种。
  6. 根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞捕获装置，其特征在于：所述纳米颗粒上含有响应性断裂的连接键。
  7. 根据权利要求6所述的循环肿瘤细胞捕获装置，其特征在于：所述响应响应性断裂的连接键产生的响应为氧化还原响应、pH响应或光敏感性响应。
  8. 一种循环肿瘤细胞透析治疗仪，包括动脉压力表、血液泵、肝素泵、流入压力表、除气系统、静脉压力表，其特征在于：还包括权利要求1-7任一项所述的循环肿瘤细胞捕获装置，动脉压力表、血液泵、肝素泵、流入压力表、循环肿瘤细胞捕获装置、除气系统、静脉压力表通过体外血液管道依次连接；血液泵提供体外血液循环的动力；肝素泵向血液提供肝素，防止发生凝血；循环肿瘤细胞捕获装置用于捕获循环肿瘤细胞；净化的血液经过除气系统排除气泡后，在静脉压力表检测血液合格后输送到患者体内。
  9. 根据权利要求8所述的循环肿瘤细胞透析治疗仪，其特征在于：所述除气系统包括放气阀和空气监测器。
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