KR20140068000A - 주사 바늘 및 장치 - Google Patents

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KR20140068000A
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마티 살베르그
라르스 프렐린
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크론테크 파마 아베
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Abstract

본 발명은 대상체의 조직 내로의 예방 물질 및/또는 치료 물질(즉, 전달 제제)의 전달을 위해 사용되는 여러 바늘 조립체 및 세포내 전달 기구가 개시된다. 바람직하게는, 바늘 조립체 및/또는 세포내 전달 기구는 어레이(예컨대, 3개의 외측 니들 및 중심 니들을 갖는 Y형 어레이)로 배치된 바늘 및/또는 바늘 전극을 포함하고, 어레이 내의 각각의 바늘은 폐쇄 단부 및 각각의 바늘 배럴을 따른 복수의 개구를 갖고, 어레이의 외측 바늘의 바늘 배럴 상의 개구들은 전달 제제를, 중심 바늘 및/또는 인접한 바늘의 개구들을 향해 전달하도록 위치되지만, 바늘 어레이 내의 구역에 의해 한정된 활성 구역의 외부를 향해 전달하도록 위치되지는 않고, 중심 바늘의 바늘 배럴 상의 개구들은 외측 바늘을 향해 전달 제제를 전달하도록 위치된다.

Description

주사 바늘 및 장치{INJECTION NEEDLE AND DEVICE}
서열 목록에 관한 참조
본 출원은 전자 양식의 서열 목록과 함께 출원된다. 서열 목록은 2012년 6월 6일에 생성된, 명칭이 SequenceListingTRIPEP125.TXT인 파일로서 제공되고, 이는 크기가 146 KB이다. 서열 목록의 전자 양식 내의 정보는 전문이 본원에 참조로 포함된다.
발명의 분야
본원에 개시된 실시양태들의 측면들은 일반적으로 대상체 (예를 들어, 인간)의 조직에 의한 치료 물질 (예를 들어, 화학물질, 화합물, 단백질 및 핵산)의 전달 및 흡수를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 바람직한 실시양태는 다수의 세포, 바람직하게는 동물 세포, 예컨대 인간 세포 내로의 DNA, RNA, 및 변형 핵산을 포함하지만 이에 한정되지 않는 유전 물질 또는 핵산의 전달을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
조직 내로의 치료 물질, 예컨대 유전 물질의 전달은 백신접종, 결함 유전자 교체, DNA 면역화, 면역원 도입, 안티-센스(anti-sense) 요법, 및 miRNA, RNAi, 앱타머(aptamer), 또는 siRNA 요법이 포함되는 광범위한 유용한 용도가 있다. 예를 들면, 핵산, 예컨대 DNA가, 예를 들어, 조직 내로 주사될 수 있고, 이때 불충분하긴 하지만 주변 세포가 이러한 핵산을 흡수한다. 이러한 방식으로 도입된 DNA는 DNA가 코딩하는 단백질을 생산할 것이다. 특히 유의한 양의 단백질 발현을 원하는 경우에 (예를 들어, DNA-기반 백신접종에 대해 원하는 바와 같음), 조직 내로의 성공적인 핵산 전달 및 세포에 의한 핵산 흡수가 어렵다. 조직 내로의 유전 물질의 통상적인 주사는 세포에 의한 불량한 흡수, 및 있다 하더라도 낮은 수준인 단백질 발현을 일반적으로 초래한다.
유전자 요법은 인간 및 동물 질환의 치료를 위한 미래의 중요한 도구이다. 일부 임상 발전이 최근 몇 년간 이루어졌고, 한 예에서는 환자의 시력이 유전자 요법 후에 부분적으로 회복되었다 (문헌 [Bainbridge New Engl J Med. 2008 358(21):2231]). 유전자 요법의 임상 용도의 주요 영역은 감염성 질환에 대한 유전자 백신접종이다. 그러나, 유전자 요법을 현실적이게 만드는데 있어 주요 제약은 유전 물질을 재생가능하게 전달하는 것의 어려움이다. 유전자는 바이러스 벡터에 의해 또는 플라스미드 DNA의 형태로 전달될 수 있다. 바이러스 벡터는 이들의 반복 사용을 제한하는 항-벡터 응답을 생성시키고 생산 및 보관하는데 비용이 든다는 제약이 있다. DNA는 항-벡터 응답을 유도하지 않고 생산 및 보관하는데 비교적 저렴하다는 장점이 있다. 그러나, DNA의 주요 문제점은 생체 내에서의 인간 세포 내로의 불량한 흡수이다. 따라서, 생체 내에서 인간 세포로 DNA를 전달하기 위한 새로운 강건하고 허용가능한 방식은 유전자 요법의 모든 분야를 가속화할 수 있다.
정맥내 투여 접근법이 치료제를 동물에게 전달하기 위해 또한 개발되었다 (예를 들어, 미국 특허 번호 6,379,966; 6,897,068; 7,015,040; 7,214,369; 7,473,419; 및 7,589,059를 참조하고, 이들 모두는 이에 의해 명확하게 전문이 참조로 포함된다). 그러나, 정맥내 투여는 실제로 실행하기가 매우 어려울 수 있고; 숙련된 임상의를 필요로 하며, 그리고 부정확하게 수행되면, 이러한 시술은 혈관 개구, 혈종, 및 내부 혈괴의 형성 (이는 색전증에 이를 수 있음)에 이를 수 있다. 또한, 정맥내 투여 접근법은 도입된 치료제 (예를 들어, 핵산 및 단백질)의 광범위한 분산을 일으킬 수 있고, 이는 신체에서 전달 제제에 대한 면역 응답을 개시하도록 하려는 경우에 바람직하지 않다. 따라서, 핵산 및 단백질과 같은 치료 분자의 전달 및 흡수를 촉진하는 장치 및 방법이 여전히 요구된다.
예방제 및/또는 치료제 (예를 들어 화학물질, 화합물, 화학요법제, 단백질, 특이성 교환제, 핵산, 예컨대 DNA, RNA, 기타 천연 핵산, 변형 핵산, 또는 DNA 또는 핵산 앱타머)를 동물 (예를 들어, 인간)의 조직 내로 전달하는 장치 및 방법으로, 이에 의해 상기 제제 ("전달 제제")가 주사 부위 주변의 조직 내의 세포에 의해 흡수될 수 있고, 치료적 또는 미용 이점을 제공하도록 제제가 발현되는 장치 및 방법이 본원에서 개시된다. 본원에서 사용되는 경우에, "전달 제제"라는 용어는 조직 또는 대상체로의 주사 또는 전달 전 또는 조직 또는 대상체로의 전달 후 양쪽 모두의 상기 열거된 것들 중 임의의 것이 포함되는 예방제 및/또는 치료제를 지칭할 수 있다.
일부 실시양태에서, 본원에 기술된 바늘 및/또는 장치 중 하나 이상이 세포 집단 (예를 들어, 재생 세포, 줄기 세포, 전구 세포, 또는 이들의 혼합물)을 투여하여 치료 및/또는 미용 이점을 일으키는데 사용된다. 이러한 실시양태들에서, 세포가 이를 필요로 하는 대상체의 조직 (예를 들어, 유방, 심장, 신장, 뼈, 피부, 지방 조직, 추간판의 지방산 조직)내로 도입되어 치료 또는 미용 이점을 촉진한다 (예를 들어, 유방 재건을 촉진 또는 실행하거나, 허혈 영역을 호전시키거나, 변성 디스크를 회복시키거나, 골 회복을 촉진하거나, 상처 치유를 촉진하거나, 또는 피부에서의 주름 또는 패인 자국을 호전시킨다).
본원에 개시된 여러 실시양태는 인간이 포함되는 살아 있는 동물에서 사용될 수 있는 세포내 전달 장치를 포함한다. 이러한 세포내 전달 장치들 중 일부는 전달 제제를 동물 조직에 국소적으로 (예를 들어, 장치의 바늘 어레이(array)에 의해 규정되는 구역 내로) 오버로딩(overloading)시키고, 전달 제제의 더 다량의 전달 및/또는 흡수를 촉진하도록 이러한 구역 또는 주사 영역에 전기장을 제공하는 것에 의해 작동한다. 일부 실시양태는, 예를 들어, 주사 파라미터를 제어하는 전달 유닛; 적어도 하나의 전기 커넥터를 포함하는, 전달 유닛에 연결된 허브(hub); 복수의 바늘의 각각의 바늘이 폐쇄 단부, 바늘 배럴(barrel), 바늘 배럴 상에 배치된 복수의 개구로, 각각의 바늘 배럴 상의 개구들이 전달 제제의 대향하는 전달 방향 또는 전달 제제의 교차 분무(cross-spray) 전달 패턴을 발생시키도록 적어도 하나의 다른 바늘 배럴 상의 개구들에 대향하는 복수의 개구를 포함하는, 허브에 연결된 복수의 바늘; 전극; 및 전극에서 전기장을 생성시키도록 구성된 전력 공급원으로, 전력 공급원이 적어도 하나의 전기 커넥터를 통해 전극에 연결되는 전력 공급원을 포함하는 세포내 전달 기구를 포함한다.
일부 실시양태에서, 세포내 전달 기구의 복수의 바늘 중 적어도 하나의 바늘은 전력 공급원에 전기 연결되고 전기장을 발생시키도록 구성된 바늘-전극이다.
일부 실시양태에서, 세포내 전달 기구는 전력 공급원에 전기 연결되고 전기장을 발생시키도록 구성된 복수의 바늘-전극을 포함한다.
일부 실시양태에서, 세포내 전달 기구는 중심 바늘 및 중심 바늘 둘레에 배치된 3개의 외측 바늘을 구비한 Y형 패턴으로 배열된 4개의 바늘을 포함하고, 중심 바늘은 제1 극성 전압을 인가하도록 구성된 바늘-전극이고, 3개의 외측 바늘은 제2 극성 전압을 인가하도록 구성된 바늘-전극이다.
세포내 전달 기구의 일부 실시양태에서, 중심 바늘은 각각의 3개의 외측 바늘 상에 존재하는 개구들을 향해 전달 제제의 전달을 지향시키도록 위치되는, 바늘 배럴을 따른 개구들을 포함하고, 각각의 3개의 외측 바늘은 중심 바늘 상에 존재하는 개구들을 향해 전달 제제의 전달을 지향시키도록 위치되는, 바늘 배럴을 따른 개구들을 포함하고, 외측 바늘은 전달 제제를 중심 바늘로부터 멀어지는 방향으로 전달하도록 위치된 개구는 갖지 않는다.
일부 실시양태에서, 세포내 전달 기구는 중심 바늘 및 중심 바늘 둘레에 배치된 복수의 외측 바늘을 포함하는 바늘의 어레이를 포함하고, 중심 바늘은 제1 극성 전압을 인가하도록 구성된 바늘-전극이고, 외측 바늘은 제2 극성 전압을 인가하도록 구성된 바늘-전극이고, 중심 바늘은 전달 제제의 전달을 외측 바늘을 향해 지향시키도록 위치되는, 바늘 배럴을 따른 개구들을 포함하고, 외측 바늘은 전달 제제의 전달을 중심 바늘 및/또는 인접한 바늘을 향해 지향시키도록 위치되는, 바늘 배럴을 따른 개구들을 포함하고, 외측 바늘은 전달 제제의 전달을 바늘의 어레이 내의 구역에 의해 한정된 활성 영역으로부터 멀어지는 방향으로 허용하는 개구는 갖지 않는다.
일부 실시양태에서, 세포내 전달 기구는 육각형 패턴으로 배열된 7개의 바늘을 추가로 포함하고, 전극-바늘인 하나의 바늘이 육각형 패턴의 중심에 위치된다.
본원에 개시된 일부 실시양태는 허브와 유체 연통하는 주사기; 주사기를 수납하도록 구성된 채널; 채널 내에 주사기를 체결하도록 작동 가능한 칼라; 바늘 배럴의 폐쇄 단부가 채널로부터 돌출하여 대상체와 맞물리는데 이용 가능하도록, 채널 내에 주사기 및 허브를 봉입하도록 작동하는 핸들; 핸들의 작동에 의해 충전되도록 구성된 충전 요소 - 충전 요소는 트리거의 작동이 충전 요소를 해제하도록 트리거 및 주사기에 결합되고, 충전 요소는 주사기에 작용하여, 예방 물질 및/또는 치료 물질을 주사기의 외부로 이동시킴 -; 및 피하 바늘 장치의 허브 상의 전기 커넥터와 정합하여, 전력 공급원과 전극 및/또는 바늘-전극 사이에 전기 접속을 확립하도록 구성된 전기 포트를 포함하는, 상기 기술된 바와 같은 세포내 전달 기구를 기술한다.
일부 실시양태에서, 허브는 각각의 바늘 또는 바늘-전극에 대해 전달 제제의 개별 저장소를 포함하는 포켓(pocket) 허브이다.
일부 실시양태에서, 허브는 각각의 바늘 또는 바늘-전극에 대해 전달 제제의 단일 저장소를 포함한다.
일부 실시양태에서, 복수의 바늘 중 적어도 하나의 바늘은 전기 비-전도성 재료로 적어도 부분적으로 라미네이팅된다.
일부 실시양태에서, 세포내 전달 기구는 전기장의 발생을 제어하도록 구성된 전력 공급원 제어기를 추가로 포함한다.
일부 실시양태에서, 전기장 발생을 제어하는 것은 펄스 전압, 바늘-전극의 극성, 펄스 수, 펄스 패턴, 또는 펄스 지속 시간 중 하나 이상을 제어하는 것을 포함한다.
일부 실시양태에서, 충전 요소는 핸들 작동에 의해 압축되도록 구성되고 트리거의 작동 시에 압축 해제되도록 구성된 스프링이다.
일부 실시양태에서, 전극 및/또는 바늘 전극에 인가되는 전기장은 정류성(commutating)이다.
본원에 개시된 추가적인 실시양태는, 본원에 기재된 바와 같은 세포내 전달 기구를 제공하는 단계; 전압 공급원을 제공하는 단계; 상기 전기천공 기구의 복수의 바늘 및 복수의 전극 또는 복수의 바늘-전극을 대상체의 조직 내로 삽입하는 단계; 전달 제제를 복수의 바늘 또는 복수의 바늘 전극의 내강을 통해 대상체의 조직 내로 이동시키는 단계; 및 대상체의 조직에 전기장을 인가하는 단계를 포함하는, 대상체의 조직 내로 전달 제제를 도입하는 방법을 포함한다.
일부 실시양태에서, 전달 제제의 이동은 조직에 전기장을 인가하기 전에 수행된다.
일부 실시양태에서, 전달 제제의 이동은 조직에 전기장을 인가한 후에 수행된다.
일부 실시양태에서, 전달 제제의 이동은 2-단계 공정으로 수행되고, 제1 단계는 전달 제제를 조직 내에 활성 구역 내로 이동시키는 단계를 포함하고, 제2 단계는 하나 이상의 전극 또는 바늘 전극에 급전하여 활성 구역 내의 세포를 전기천공시키는 단계를 포함한다.
일부 실시양태에서, 주사 파라미터는 주사 속도 또는 주사 압력이다.
일부 실시양태에서, 본원에 기술된 전기천공 기구는 DNA 백신접종에서 사용하기 위한 것이다.
일부 실시양태에서, DNA 백신접종은 간염 항원을 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 도입을 포함한다.
일부 실시양태에서, 간염 항원은 C형 간염 바이러스 (HCV) 항원이다.
일부 실시양태에서, HCV 항원은 NS3을 포함한다.
도 1a는 각각의 배럴에 예방제 및/또는 치료제를 배럴 사이의 구역에 전달하기 위한 5개의 개구가 있는, 2개의 배럴이 있는 세포내 전달 기구의 실시양태의 측면도를 도해한다.
도 1b는 예방제 및/또는 치료제를 배럴 사이의 구역에 전달하기 위한 4개의 배럴이 있는 피하주사 바늘 허브의 일 실시양태의 분해 사시도를 도해한다.
도 2a는 각각의 배럴에 예방제 및/또는 치료제를 배럴 사이의 구역에 전달하기 위한 3개의 개구가 있는, 2개의 배럴이 있는 세포내 전달 기구의 실시양태의 측면도를 도해한다.
도 2b는 각각의 바늘 상에서 동일하게 이격된 5개의 개구를 갖는 세포내 전달 기구의 실시양태를 도해한다.
도 2c는 3개의 바늘이 있는 바늘 허브의 실시양태를 도해하고, 피하주사 바늘 허브의 치수를 나타낸다.
도 2d는 엇갈린 구성의 4개의 바늘이 있는 바늘 허브의 실시양태를 도해한다.
도 3은 배럴들 사이의 구역으로 치료제를 전달하기 위한 10개의 개구를 각각 갖는 2개의 배럴을 갖는 세포내 전달 기구의 실시양태의 측면도를 도해한다.
도 4는 근육 세포 내로 DNA를 포함하는 예방제 및/또는 치료제를 전달하는데 유용한 세포내 전달 기구의 실시양태의 측면도를 도해한다.
도 5a는 3개의 바늘이 있는 세포내 전달 기구의 평면도이다.
도 5b는 3개의 배럴이 있는 세포내 전달 기구의 실시양태의 측면도를 도해한다.
도 5c는 교차 분무 패턴을 제공함으로써 대상체의 조직에 치료제를 전달하는 도 5b의 세포내 전달 기구의 사시도를 도해한다.
도 6a는 장치의 종축에 대해 각도를 이루어 각각 배치된 2개의 배럴을 갖는 세포내 전달 기구의 실시양태의 측면도를 도해한다.
도 6b는 2개의 배럴 및 커넥터 피팅(fitting)이 있는 세포내 전달 기구의 실시양태의 사시도이다.
도 6c는 커넥터 피팅이 있는 세포내 전달 기구의 평면도를 도해한다.
도 7a는 대상체의 조직으로 예방제 및/또는 치료제를 전달하기 위한 복수의 개구를 각각 갖는 6개의 배럴을 갖는 세포내 전달 기구의 사시도를 도해한다.
도 7b는 도 7a의 세포내 전달 기구의 평면도이다.
도 8a는 4개의 배럴을 갖는 세포내 전달 기구의 실시양태의 측면도를 도해한다.
도 8b는 "Y"형 패턴의 도 8a의 세포내 전달 기구의 실시양태의 평면도를 도해한다.
도 8c는 "O"형 패턴의 도 8a의 세포내 전달 기구의 실시양태의 또 다른 평면도를 도해한다.
도 9는 4개의 배럴을 포함하는 세포내 전달 기구의 실시양태의 평면도를 도해한다.
도 10a는 별모양 패턴의 7개의 배럴을 포함하는 세포내 전달 기구의 실시양태의 평면도를 도해한다.
도 10b는 7개의 배럴을 포함하는 바늘 허브의 사시도를 도해한다.
도 11은 10개의 배럴을 포함하는 세포내 전달 기구의 실시양태의 평면도를 도해한다.
도 12는 3개의 배럴을 포함하는 세포내 전달 기구의 실시양태의 평면도를 도해한다.
도 13은 3개의 배럴을 포함하는 세포내 전달 기구의 실시양태의 평면도를 도해한다.
도 14는 4개의 배럴을 포함하는 세포내 전달 기구의 실시양태의 평면도를 도해한다.
도 15는 4개의 배럴을 포함하는 세포내 전달 기구의 실시양태의 평면도를 도해한다.
도 16은 고리 형상의 배럴을 포함하는 세포내 전달 기구의 실시양태의 평면도를 도해한다.
도 17은 고리 형상의 배럴을 포함하는 세포내 전달 기구의 실시양태의 평면도를 도해한다.
도 18은 고리 형상의 배럴을 포함하는 세포내 전달 기구의 실시양태의 평면도를 도해한다.
도 19는 단일 내강을 포함하는 배럴의 실시양태의 절결도를 도해한다.
도 20은 2개의 내강을 포함하는 배럴의 실시양태의 절결도를 도해한다.
도 21a 내지 도 21d는 본원에 기술된 세포내 전달 장치와 함께 사용하기 위한 스프링 작동식 특징부의 일 실시양태의 사시도 및 측면도이다.
도 22a 내지 도 22b는 본원에 기술된 세포내 전달 장치와 함께 사용하기 위한 트리거 특징부의 일 실시양태의 사시도 및 측면도이다.
도 23a 내지 도 23c는 상부 허브 부분 및 하부 허브 부분이 있는 바늘 허브의 실시양태를 도해한다.
도 24는 본원에 기술된 세포내 전달 장치와 함께 사용하기 위한 조정 가능한 전달 특징부의 일 실시양태의 사시도를 도해한다.
도 25는 세포내 전달 장치와 함께 사용하기 위한 조정 가능한 전달 유닛의 일 실시양태의 단면도를 도해한다.
도 26은 슬릿(slit)형 개구 및 폐쇄 단부를 갖는 세포내 전달 기구의 실시양태를 도해한다.
도 27a 내지 도 27c는 마이크로-허브 및 폐쇄 단부 바늘을 갖는 세포내 전달 기구의 실시양태를 도해한다.
도 28a 내지 도 28b는 마이크로-허브가 주사기에 부착되어 있는 세포내 전달 기구와 함께 작동되는 조정 가능한 전달 장치의 사시도를 도해한다.
도 29a 내지 도 29c는 전기천공에서 사용하기 위한 세포내 전달 기구의 하나 이상의 바늘에 대한 전기적 연결을 도해한다.
도 30a 내지 도 30f는 바늘 또는 전극의 극성, 전기장, 및 분무 유동의 방향을 나타내는 마이크로허브 주사 장치의 바늘 및 전극 구성의 실시양태를 도해한다.
도 31a는 비-포켓(non-pocket) 허브가 있는 세포내 전달 기구의 원위 단부의 예를 도해한다.
도 31b는 포켓 허브가 있는 세포내 전달 기구의 원위 단부의 또 다른 예를 도해한다.
도 32a 내지 도 32b는 부분적으로 전기적으로 절연된 라미네이트된 바늘들이 있는 세포내 전달 기구의 예를 도해한다.
도 33a 내지 도 33d는 이중 주사기가 있는 세포내 전달 기구 및 이중 주사기가 있는 피하주사 바늘 장치의 전달 및 전기장 패턴의 예를 도해한다.
도 34a 내지 도 34c는 분리 밸브가 있는 세포내 전달 기구, 및 분리 밸브가 있는 피하주사 바늘 장치의 바늘 및 전극 구성의 예를 도해한다.
도 35a는 2-단계 전달 공정의 제1 단계 동안의 세포내 전달 기구의 예를 도해한다.
도 35b는 2-단계 전달의 제1 단계 동안의 바늘 및 전극 구성의 예를 도해한다.
도 35c는 2-단계 전달의 제2 단계 동안의 세포내 전달 기구의 예를 도해한다.
도 35d는 2-단계 전달의 제2 단계 동안의 도 35b의 장치의 바늘 및 전극 구성을 도해한다.
도 36은 마이크로-허브가 주사기에 부착되어 있는 세포내 전달 장치와 함께 작동되는 전력 공급원을 제공하는 재사용가능한 전달 장치의 사시도를 도해한다.
도 37은 내부에 배치된 세포내 전달 기구에 전력 공급원을 제공하는 재사용가능한 전달 장치의 내부도를 도해한다.
도 38a 내지 도 38c는 전기천공을 위해 구성된 마이크로-허브를 갖는 세포내 전달 기구의 실시양태를 도해한다.
도 39a 내지 도 39c는 전기천공을 위해 구성된 마이크로-허브를 갖는 Y형 구성의 세포내 전달 기구의 실시양태를 도해한다.
도 40a 내지 도 40b는 소형 HIP (높은 주사 압력) 주사기 및 대형 HIP 주사기를 도시한다.
도 41은 NS3/4A를 코딩하는 핵산으로의 면역화 5일 후의 토끼 연구의 그래프식 표현이고, T 세포 증식 검정법에서의 방사성 티미딘 흡수를 나타내도록 다양한 농도의 다양한 항원과 함께 인큐베이션되었을 때의 세포의 방사능이 분 당 카운트로서 제공된다.
도 42는 HIP 주사기로의 면역화의 결과로서의 HCV NS3-특이적 T 세포 증식을 도해하는 차트이다. 항원과 함께 인큐베이션된 세포의 방사능을 배지 단독과 함께 인큐베이션된 세포의 방사능으로 나눈 것으로서 증식이 측정된다.
도 43a 내지 도 43c는 정규 27 게이지 바늘 (도 43a), 소형 HIP 주사기 (도 43b), 및 대형 HIP 주사기 (도 43c)로 주사된 부위의 조직의 조직학적 평가이다.
도 44a 내지 도 44i는 NS3/4A 플랫폼 및 HBcAg (NS3 프로테아제 절단 부위가 존재 또는 부재함)를 함유하는 다양한 구축물을 도시한다.
도 45a는 본원에 개시된 주사 바늘 장치 중 하나를 사용하여 물질을 주사할 때의 힘 요건을 측정하기 위한 셋업(setup)의 실시양태를 도시한다.
도 46a 내지 도 46f는 본원에 기재된 세포내 전달 기구를 사용하여 닭가슴살 내로 주사된 염색물을 나타내는 테스트 7 내지 9의 평면도 및 단면도이다.
도 47a 내지 도 47f는 본원에 기재된 세포내 전달 기구를 사용하여 닭가슴살 내로 주사된 염색물을 나타내는 테스트 25 내지 27의 평면도 및 단면도이다.
도 48a 내지 도 48f는 본원에 기재된 세포내 전달 기구를 사용하여 닭가슴살 내로 주사된 염색물을 나타내는 테스트 16 내지 18의 평면도 및 단면도이다.
도 49a 내지 도 49f는 본원에 기재된 세포내 전달 기구를 사용하여 닭가슴살 내로 주사된 염색물을 나타내는 테스트 34 내지 36의 평면도 및 단면도이다.
도 50a 내지 도 50f는 본원에 기재된 세포내 전달 기구를 사용하여 염색물이 수동으로 주사된 닭가슴살의 평면도 및 단면도이다.
도 51a 내지 도 51f는 단일 바늘을 사용하여 염색물이 수동으로 주사된 닭가슴살의 평면도 및 단면도이다.
도 52는 5 ㎖ 주사기를 사용하여 바늘 구성 "3Y01(72)", "3O01(96)", 및 "6X01(144)"으로 위약 유체를 주사하기 위한 최대 힘의 그래프를 나타낸다.
도 53은 10 ㎖ 주사기를 사용하여 바늘 구성 "3Y01(72)", "3O01(96)", 및 "6X01(144)"으로 물을 공기 내로 주사하기 위한 최대 힘의 그래프를 나타낸다.
도 54는 10 ㎖ 주사기를 사용하여 바늘 구성 "3Y05(72)", "3O05(72)", 및 "3X05(72)"로 물을 공기 내로 주사하기 위한 최대 힘의 그래프를 나타낸다.
도 55는 수동 전달에 의해 표준 바늘로, 또는 로이드(Lloyd) 힘 장력계를 사용하여 "3Y05(72)", "3O05(72)", "3X05(72)", 3Y01(72)", 또는 "3O01(96)" 바늘 구성으로 닭에 주사된 염색물의 영상을 나타낸다.
도 56a의 1 내지 도 56b의 2는 전기천공과 결합된, 표준 바늘을 사용하는 주사 및 본원에 기재된 세포내 전달 기구를 사용하는 주사의 예시적인 결과이다.
도 57a의 1 내지 도 57c의 2는 통상적인 바늘 + 전기천공과 비교된, 전기천공과 결합된 2가지 주사 힘 값의 본원에 기재된 세포내 전달 기구를 사용하는 주사의 예시적인 결과이다.
도 58a는 전기천공 부재 하의 IVIN 세포내 전달 기구를 사용한 마우스에서의 면역화 데이터를 도해한다.
도 58b는 전기천공 부재 하의 통상적인 주사 바늘을 사용한 마우스에서의 면역화 데이터를 도해한다.
도 58c는 전기천공과 함께 IVIN 세포내 전달 기구를 사용한 마우스에서의 면역화 데이터를 도해한다.
도 58d는 전기천공과 함께 통상적인 주사 바늘을 사용한 마우스에서의 면역화 데이터를 도해한다.
도 59a 내지 도 59b는 면역화되지 않은 돼지의 면역화 데이터를 도해한다.
도 59c 내지 도 59d는 면역화된 돼지의 면역화 데이터를 도해한다.
본원에 기술된 본 발명의 측면들은 제제 (예를 들어, 핵산)를 조직 내로 전달하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 일부 실시양태는 제제, 예컨대 핵산, 특히 DNA를 표적 조직 내로 도입하도록 구성된 세포내 전달 기구에 관한 것이고, 이때 주사 부위 근처이거나 이에 인접한 부위에 국소화된 영역에서 (예를 들어, 본원에 기재된 세포내 전달 기구의 바늘 어레이 내인 구역에 의해 규정되는 영역 내에서) 분자들이 세포에 의해 흡수된다.
세포내 전달 기구의 바늘(들)은 피팅 커넥터 또는 바늘 허브를 포함할 수 있고, 이는 내부 쓰레드(thread)를 구비한 슬리브(sleeve)를 포함할 수 있다. 피팅 커넥터 또는 바늘 허브는 바늘을 도입될 제제를 함유하는 주사기 또는 용기에 부착하도록 구성될 수 있다. 일부 실시양태에서, 슬리브는 부착 수단을 형성하고, 주사기의 부착 부분 상의 외부 쓰레드 상에 나사로 고정될 수 있다. 피팅 커넥터 또는 바늘 허브는 프레스-온(press-on) 어셈블리(assembly), 스냅-온(snap-on) 어셈블리, 또는 루어 테이퍼(Luer Taper) 연결부, 예컨대 루어 로크(Luer Lok) 또는 루어 슬립(Luer Slip) 연결부 또는 나비모양 커넥터를 또한 포함할 수 있다.
본원에 기재된 세포내 전달 기구의 바늘(들)은 하나 이상의 주사기 배럴에 부착될 수 있고 (예를 들어, 영구적으로 고정되거나, 제거할 수 있게 부착됨), 상기 주사기 배럴 또는 장치는 전달될 예방제 및/또는 치료제를 함유할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 바늘(들) 및 부착된 주사기에 1회용 적용을 위한 예방제 및/또는 치료제, 예컨대 핵산, 단백질, 변형 핵산, 앱타머, 또는 세포 집단이 미리 로딩(loading)될 수 있다. 일부 실시양태에서, 바늘(들) 상에 배치된 개구를 통해 제제가 주사기 내로 흡입될 수 있다. 주사기 배럴은 크기가 다양할 수 있다 (예를 들어, 0.3 cc 내지 100 cc 또는 이를 초과하는 값). 즉, 주사기 배럴은 크기가 0.1, 0.3, 0.4, 0.5, 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, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100 cc 초과일 수 있거나, 이러한 값과 같을 수 있거나, 또는 이러한 값들 사이의 임의의 값일 수 있다. 주사기 배럴은 다양한 물질 (예를 들어, 금속, 플라스틱, 나일론, 폴리에틸렌, 유리)로부터 구축될 수 있다.
본원에 기재된 세포내 전달 기구의 바늘(들)은 유전자 총, 전기천공 시스템 및 미세바늘 장치를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 조직으로의 예방 분자 및/또는 치료 분자 또는 제제의 전달을 용이하게 하는 하나 이상의 장치에 부착될 수 있다. 본원에 기술된 주사 바늘(들)은 유전자 총 전달 시스템 (예를 들어, 미국 특허 번호 5,036,006; 5,240,855; 및 5,702,384를 참조하고, 이들의 개시내용은 이에 의해 명확하게 전문이 참조로 포함된다), 전기천공을 사용하는 전달 시스템 (예를 들어, 미국 특허 번호 6,610,044 및 5,273,525, 6,132,419, 및 6,527,216을 참조하고, 이들의 개시내용은 이에 의해 명확하게 전문이 참조로 포함된다) 및 미세바늘 전달 시스템 (예를 들어, 미국 특허 번호 6,960,193; 6,623,457; 6,334,856; 5,457,041; 5,527,288; 5,697,901; 6,440,096; 6,743,211; 및 7,226,439를 참조하고, 이들의 개시내용은 이에 의해 명확하게 전문이 참조로 포함된다)이 포함되는 기존의 기술과 함께 사용하기 위해 변형될 수 있다.
본원에 기술된 바와 같은, 바늘(들)을 포함하는 세포내 전달 장치는 다양한 예방제 및/또는 치료제 (예를 들어, 세포 집단, 예컨대 줄기 세포를 포함하는 세포 집단, 화학물질, 화합물, 화학요법제, 단백질, 특이성 교환제, 핵산 예컨대 DNA, RNA, 기타 천연 핵산, 변형 핵산, 또는 DNA 또는 핵산 앱타머)를 또한 함유할 수 있다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 바늘(들) 중 하나 이상을 포함하는 세포내 전달 장치는 면역원 (바람직하게는, 바이러스 항원, 예컨대 C형 간염 바이러스 (HCV), B형 간염 바이러스 (HBV), 인간 면역결핍 바이러스 (HIV), 인플루엔자, 일본 뇌염 바이러스 (JEV), 인간 유두종 바이러스 (HPV), 또는 기생충 항원 예컨대 말라리아 항원, 또는 식물 항원, 예컨대 자작나무 항원, 또는 박테리아 항원, 예컨대 포도알균 또는 탄저병 항원, 또는 종양 항원)을 코딩하는 DNA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 바늘 중 하나 이상을 포함하는 세포내 전달 장치는 미리 로딩된 상기 언급된 DNA 중 하나 이상을 포함한다 (예를 들어, 계량 용량의 전달 제제를 함유하는 바늘(들)이 결합된 1회용 주사기에 미리 로딩됨).
일부 실시양태에서, 본원에 기술된 바와 같은 주사기, 바늘, 또는 주사 장치에서 전달되거나 이에 함유된 예방제 및/또는 치료제는 천연 핵산을 포함하고, 다른 실시양태에서, 본원에 기술된 바와 같은 주사기, 바늘, 또는 세포내 전달 장치에서 전달되거나 이에 함유된 예방제 및/또는 치료제는 비천연 핵산 (예를 들어, 인공 뉴클레오티드, 만능 염기, 또는 스페이서(spacer))을 포함한다. 본원에 기술된 바와 같은 주사기 또는 주사 장치에서 전달되거나 이에 함유되는 치료제로서 사용될 수 있는 천연 핵산은 데옥시리보스- 또는 리보스-포스페이트 골격을 포함한다. 본원에 기술된 바와 같은 주사기, 바늘, 또는 세포내 전달 장치에서 전달되거나 이에 함유되는 예방제 및/또는 치료제로서 사용될 수 있는 인공 또는 합성 폴리뉴클레오티드는, 시험관 내에서 또는 무세포 시스템에서 중합되고 천연 리보스-포스페이트 골격과 동일하거나 유사하지만 이러한 골격 이외의 유형의 골격을 함유할 수 있는 임의의 폴리뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 이러한 골격에는 하기의 것들이 포함된다: PNA (펩티드 핵산), 포스포로티오에이트, 포스포로디아미데이트, 모르폴리노, 및 천연 핵산의 포스페이트 골격의 기타 변이체. 본원에 기술된 하나 이상의 실시양태에 포함될 수 있는 염기에는 퓨린 및 피리미딘이 포함되고, 천연 화합물인 아데닌, 티민, 구아닌, 사이토신, 우라실, 이노신, 및 천연 유사체가 이에 추가로 포함된다. 본원에 기술된 하나 이상의 실시양태에 포함될 수 있는 퓨린 및 피리미딘의 합성 유도체에는 아민, 알콜, 티올, 카르복실레이트 및 알킬할라이드와 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 새로운 반응성 기를 배치하는 변형이 포함되지만, 이에 한정되지는 않는다.
본원에서 사용되는 경우에, "염기"라는 용어는 4-아세틸사이토신, 8-히드록시-N6-메틸아데노신, 아지리디닐사이토신, 슈도이소사이토신, 5-(카르복시히드록실메틸)우라실, 5-플루오로우라실, 5-브로모우라실, 5-카르복시메틸아미노메틸-2-티오우라실, 5-카르복시메틸-아미노메틸우라실, 디히드로우라실, 이노신, N6-이소펜테닐아데닌, 1-메틸아데닌, 1-메틸슈도우라실, 1-메틸구아닌, 1-메틸이노신, 2,2-디메틸구아닌, 2-메틸아데닌, 2-메틸구아닌, 3-메틸-사이토신, 5-메틸사이토신, N6-메틸아데닌, 7-메틸구아닌, 5-메틸아미노메틸우라실, 5-메톡시-아미노-메틸-2-티오우라실, 베타-D-만노실큐에오신, 5'-메톡시카르보닐메틸우라실, 5-메톡시우라실, 2-메틸티오-N6-이소펜테닐아데닌, 우라실-5-옥시아세트산 메틸에스테르, 우라실-5-옥시아세트산, 옥시부톡소신, 슈도우라실, 큐에오신, 2-티오사이토신, 5-메틸-2-티오우라실, 2-티오우라실, 4-티오우라실, 5-메틸우라실, N-우라실-5-옥시아세트산 메틸에스테르, 우라실-5-옥시아세트산, 슈도우라실, 큐에오신, 2-티오사이토신 및 2,6-디아미노퓨린을 포함하지만 이에 한정되지 않는, DNA 및 RNA의 공지된 염기 유사체 중 임의의 것을 포함한다. 폴리뉴클레오티드라는 용어는 데옥시리보핵산(DNA) 및 리보핵산(RNA), 및 DNA, RNA 및 기타 천연 및 합성 뉴클레오티드의 조합물을 포함한다.
본원에 기술된 바와 같은 주사기, 바늘, 또는 세포내 전달 장치에서 전달되거나 이에 함유된 예방제 및/또는 치료제는 DNA를 포함할 수 있고, 이는 cDNA, 시험관 내에서 중합된 DNA, 플라스미드 DNA, 플라스미드 DNA의 일부분, 바이러스로부터 유래된 유전 물질, 선형 DNA, 벡터 (P1, PAC, BAC, YAC, 인공 염색체), 발현 카세트, 키메라 서열, 재조합 DNA, 염색체 DNA, 올리고뉴클레오티드, 안티-센스 DNA, 또는 이러한 군들의 유도체의 형태일 수 있다. RNA는 올리고뉴클레오티드 RNA, tRNA (전달 RNA), snRNA (소형 핵 RNA), rRNA (리보솜 RNA), mRNA (전령 RNA), 시험관 내에서 중합된 RNA, 재조합 RNA, 키메라 서열, 안티-센스 RNA, siRNA (소형 간섭 RNA), miRNA (마이크로 RNA), 리보자임, 또는 이러한 군들의 유도체의 형태일 수 있다. 본원에 기술된 바와 같은 주사기, 바늘, 또는 세포내 전달 장치에서 전달되거나 이에 함유된 예방제 및/또는 치료제는 DNA 및/또는 RNA의 기능을 방해하는 폴리뉴클레오티드인 안티-센스 폴리뉴클레오티드를 또한 포함할 수 있다. 안티센스 폴리뉴클레오티드에는 모르폴리노, 2'-0-메틸 폴리뉴클레오티드, DNA, RNA 등이 포함되지만, 이에 한정되지는 않는다. siRNA는 전형적으로 15개 내지 50개의 염기쌍, 바람직하게는 21개 내지 25개의 염기쌍을 함유하고 뉴클레오티드 서열이 세포 내의 발현된 표적 유전자 또는 RNA와 동일하거나 거의 동일한 이중 가닥 구조를 포함한다. 간섭은 발현 억제를 초래할 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 세포 내의 이의 존재 또는 발현이 세포 유전자 또는 RNA의 발현 또는 기능을 변경시키는 서열일 수 있다. 또한, DNA 및 RNA는 단일, 이중, 삼중 또는 사중 가닥일 수 있다. 이중, 삼중, 및 사중 가닥 폴리뉴클레오티드는 RNA 및 DNA 양쪽 모두, 또는 천연 및/또는 합성 핵산의 기타 조합물을 함유할 수 있다. 외인성 뉴클레오티드 서열을 발현시키기 위해, 내인성 뉴클레오티드 서열의 발현을 억제하거나, 제거하거나, 증대시키거나 변경시키기 위해, 또는 천연적으로는 세포와 연관되지 않는 특정한 생리학적 특성을 발현시키기 위해 이러한 폴리뉴클레오티드들이 세포에 전달될 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 전체 또는 부분적 단백질을 발현하도록 코딩될 수 있거나, 또는 안티-센스일 수 있다. 전달된 폴리뉴클레오티드는 내인성 유전 물질과 별도로 세포질 또는 핵 내에서 유지될 수 있다. 별법적으로, 중합체가 내인성 유전 물질과 재조합되거나 또는 이의 일부가 될 수 있다. 예를 들어, 본원에 기술된 바와 같은 주사기 또는 세포내 전달 장치에서 전달되거나 이에 함유된 치료제는 상동성 또는 비-상동성 재조합에 의해 자신을 염색체 DNA 내로 삽입할 수 있는 DNA를 포함할 수 있다.
본원에 기술된 바와 같은 주사기, 바늘, 또는 세포내 전달 장치에서 전달되거나 이에 함유된 예방제 및/또는 치료제는 세포 내의 이의 존재 또는 발현이 서열-특이적 방식으로 특정 세포 RNA, 일반적으로는 mRNA의 파괴를 야기하거나 또는 이러한 RNA의 기능 또는 번역을 억제하는 서열을 함유하는 임의의 핵산 또는 핵산 유사체인 RNA 억제제를 또한 포함할 수 있다. RNA 억제제는 유전자가 RNA로 전사되는 것을 또한 억제할 수 있다. RNA의 억제는 RNA가 전사되는 유전자의 발현을 효과적으로 억제할 수 있다. RNA 억제제는 siRNA, 마이크로RNA (miRNA), 간섭 RNA 또는 RNAi, dsRNA, RNA 중합효소 III으로 전사되는 DNA, 리보자임, 및 안티센스 핵산 (RNA, DNA, 또는 인공 핵산일 수 있음)을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 마이크로RNA (miRNA)는 또한 전형적으로 길이가 뉴클레오티드 약 15 내지 50개, 바람직하게는 뉴클레오티드 약 20 내지 25개이고, miRNA는 표적 전령 RNA 전사물 (mRNA) 상의 상보적인 서열에 결합하는 전사후 조절제로서 사용될 수 있고, 일반적으로 번역 억제 및 유전자 침묵을 초래한다. 안티센스 폴리뉴클레오티드는 모르폴리노, 2'-0-메틸 폴리뉴클레오티드, DNA, RNA 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. RNA 중합효소 III으로 전사되는 DNA는 프로모터, 예컨대 U6 프로모터를 함유할 수 있다. 이러한 DNA는 세포 내에서 소형 헤어핀 RNA를 생산하도록 전사될 수 있고, 이는 안티센스 RNA로서 기능할 수 있는 선형 RNA 또는 siRNA로서 기능할 수 있다. RNA 억제제는 시험관 내에서 중합될 수 있거나, 재조합 RNA일 수 있거나, 키메라 서열을 함유할 수 있거나, 또는 이러한 군들의 유도체일 수 있다. RNA 억제제는 표적 RNA 및/또는 유전자가 억제되도록 리보뉴클레오티드, 데옥시리보뉴클레오티드, 합성 뉴클레오티드, 또는 임의의 적절한 조합을 함유할 수 있다. 또한, 이러한 형태의 핵산은 단일, 이중, 삼중 또는 사중 가닥일 수 있다.
본원에 기술된 바와 같은 주사기, 바늘, 또는 세포내 전달 장치에서 전달되거나 이에 함유된 예방제 및/또는 치료제는 벡터 (예를 들어, 발현 벡터) 내로 혼입되는 핵산을 또한 포함할 수 있다. 벡터는 적합한 크기의 또 다른 핵산 단편이 통합될 수 있는, 바이러스, 플라스미드, 또는 고급 생물의 세포로부터 유래되는 다핵산 분자이다; 전형적으로 벡터는 외래 DNA를 숙주 세포 내로 도입하고, 여기에서 재생산될 수 있다. 예는 플라스미드, 코스미드, 및 효모 인공 염색체이다; 종종 벡터는 여러 공급원으로부터의 DNA 서열을 함유하는 재조합 분자이다.
본원에서 사용되는 경우에, "벡터"라는 용어는 발현을 위해 DNA 서열을 세포 내로 전달하기 위한 관련 분자를 포함할 수 있는 임의의 DNA 분자를 지칭한다. 예로는 네이키드(naked) DNA, 비-바이러스성 DNA 복합체 (예를 들어 DNA + 중합체 [양이온성 또는 음이온성], DNA + 형질감염 강화 화합물, 및 DNA + 양친매성 화합물) 및 바이러스성 입자가 포함된다. 본원에서 사용되는 경우에, 벡터는 바이러스 벡터를 또한 포함할 수 있다: 예를 들어, 아데노바이러스; DNA; 아데노-관련 바이러스로부터 유래되고, 아데노바이러스보다 더 작은 아데노-관련 바이러스 벡터 (AAV); 및 레트로바이러스 (핵산이 RNA이고, 역전사효소를 사용하여 자신의 게놈을 숙주 세포 염색체의 DNA 내로 복사하는 임의의 레트로바이러스 과 바이러스; 예로는 HIV형 바이러스가 포함되는 렌티바이러스의 성분을 함유하는 레트로바이러스 및 VSV G가 포함됨).
본원에 기술된 바와 같은 주사기, 바늘, 또는 세포내 전달 장치에서 전달되거나 이에 함유된 예방제 및/또는 치료제는 치료제 (예를 들어, 본원에 기술된 바와 같은 핵산)의 흡수를 강화하는 하나 이상의 화합물을 또한 포함할 수 있다. 본원에 기술된 바와 같은 주사기, 바늘, 또는 세포내 전달 장치에서 전달되거나 이에 함유된 치료제는 예를 들어 중합체를 포함할 수 있고, 이는 단량체로 칭해지는 더 작은 단위들이 반복적으로 함께 결합하는 것에 의해 만들어진 분자이다. "중합체"라는 용어는 2개 내지 약 80개의 단량체가 있는 올리고머, 및 80개를 초과하는 단량체가 있는 중합체 양쪽 모두를 포함할 수 있다. 중합체는 선형, 분지형, 네트워크, 별모양, 빗모양, 또는 사다리모양 유형의 중합체일 수 있다. 중합체는 단일 단량체가 사용되는 단독중합체일 수 있거나, 또는 2가지 이상의 단량체가 사용되는 공중합체일 수 있다. 공중합체의 유형에는 교대, 무작위, 블록 및 그래프트가 포함된다.
본원에 기술된 바와 같은 주사기, 바늘, 또는 세포내 전달 장치에서 전달되거나 이에 함유된 예방제 및/또는 치료제는 핵산-다가양이온 복합체를 또한 포함할 수 있다. 히스톤 및 프로타민과 같은 양이온성 단백질, 및 폴리라이신, 폴리아르기닌, 폴리오르니틴, DEAE 덱스트란, 폴리브렌, 및 폴리에틸렌이민과 같은 합성 중합체는 효과적인 세포내 전달제이다. 다가양이온은 양성 순 전하를 함유하는 중합체, 예를 들어 폴리-L-라이신 히드로브로마이드이다. 다가양이온이 전하가 양성이거나, 전하가 중성이거나 또는 전하가 음성인 단량체 단위를 함유할 수 있지만, 중합체의 순 전하는 바람직하게는 양성이다. "다가양이온"이라는 용어는 2개 이상의 양성 전하를 함유하는 비-중합체성 분자를 또한 지칭할 수 있다. 다가음이온은 음성 순 전하를 함유하는 중합체, 예를 들어 폴리글루탐산이다. 다가음이온이 전하가 음성이거나, 전하가 중성이거나 또는 전하가 양성인 단량체 단위를 함유할 수 있지만, 중합체의 순 전하는 음성이어야 한다. "다가음이온"이라는 용어는 2개 이상의 음성 전하를 함유하는 비-중합체성 분자를 또한 지칭할 수 있다. "다가이온"이라는 용어는 다가양이온, 다가음이온, 양쪽이온성 중합체, 및 등가량의 음이온 및 양이온을 함유하는 중성 중합체를 포함한다. "양쪽이온성"이라는 용어는 동일한 분자의 일부분인 산성 기와 염기성 기 사이의 반응 생성물 (염)을 지칭한다. 염은 용액 내에 용해될 때 양이온 및 음이온으로 해리되는 이온성 화합물이다. 염은 용액의 이온 강도를 증가시키고, 결과적으로 핵산과 다른 양이온 사이의 상호작용을 감소시킨다.
본원에 기술된 바와 같은 주사기, 바늘, 또는 세포내 전달 장치에서 전달되거나 이에 함유된 예방제 및/또는 치료제는 특이성 교환제를 또한 포함할 수 있다. 여러 유형의 특이성 교환제가 공지되어 있고, 이러한 분자들 중 임의의 하나 이상이 본원에 기술된 바와 같은 주사기, 바늘, 또는 주사 장치에서 전달될 수 있거나 또는 이에 함유될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 번호 7,318,926; 7,019,111; 6,933,366; 6,660,842; 6,469,143; 6,245,895; 6,040,137; 5,869,232; 7,943,149; 6,417,324에 특이성 교환제가 기술되어 있고, 이의 개시내용은 명확하게 전문이 참조로 포함된다. 바람직하게는, 병원체 상의 수용체에 대한 리간드를 포함하는 특이성 교환제가 올리고당류 (예를 들어, gal 에피토프 또는 Galα1-3Gal-β1-4GlcNAc-R)에 결합된다 (바람직하게는, 합성에 의해 조립된 특이성 교환제 또는 당접합체(glycoconjugate), 예를 들어, 고체 상 펩티드 합성에 의해 제조된 특이성 교환제 또는 당접합체가 사용된다).
일부 실시양태는 치료제를 표적 조직으로 전달하도록 배열 또는 구성된 복수의 바늘을 포함하는 세포내 전달 장치에 관한 것이다. 일부 실시양태에서, 주사기에 의해 주사 장치의 근위 단부를 통해 제제가 전달되고, 복수의 바늘 배럴의 원위 단부 상에 또는 근처에 배치된 복수의 개구를 통해 표적 조직으로 제제가 전달된다. 다른 실시양태에서, 개구의 단부가 바늘 배럴의 근위 단부 상에 배치될 수 있다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 디자인 특색 중 임의의 하나 이상의 복수의 바늘이 주사 장치 상에서 제공된다. 본원에 기술된 실시양태에는 상기 기술된 바와 같이 구성된 복수의 바늘을 포함하는 캐뉼러(cannula)가 또한 포함된다. 즉, 일부 실시양태에서, 세포내 전달 장치 및/또는 캐뉼러는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10개 또는 이를 초과하는 개수의 바늘을 포함하거나, 이러한 개수의 바늘로 이루어지거나, 또는 이러한 개수의 바늘로 본질적으로 이루어질 수 있다. 바늘은 크기 및 길이가 동일할 수 있거나, 또는 크기 및 길이가 상이할 수 있다. 1개를 초과하는 바늘이 있는 실시양태에서의 각각의 바늘에는 복수의 개구가 있을 수 있고, 이는 상기 기술된 바와 같은 제1 영역 또는 제2 영역, 또는 양쪽 모두에 있을 수 있다 (예를 들어, 밴드의 길이 방향을 따라). 바람직하게는, 세포내 전달 장치의 바늘은 상기 기술된 바와 같이 폐쇄 단부를 갖는다. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10개의 바늘을 포함하거나, 이러한 개수의 바늘로 이루어지거나, 또는 이러한 개수의 바늘로 본질적으로 이루어지는 세포내 전달 장치 및/또는 캐뉼러는 2개 이상의 바늘에서 개구의 양이 상이하고/하거나, 개구의 크기가 상이하고/하거나, 개구의 형상이 상이하고/하거나, 개구의 위치가 상이하도록 구성될 수 있고, 상기 바늘은 바람직하게는 폐쇄 단부를 갖는다. 바람직하게는, 바늘 및 개구는 각각의 바늘 상의 개구가 또 다른 바늘 상의 개구와 대향되어 전달 제제의 대향하는 전달 필드 또는 전달 제제의 교차 분무 전달 패턴이 발생되도록 배향된다 (예를 들어, 중심 바늘 및 3개의 외측 바늘이 있는 4-바늘 어레이에서, 외측 바늘에는 전달 제제를 중심 바늘 상에 존재하는 개구를 향해 지향하는 개구가 있을 수 있고, 중심 바늘에는 3개의 영역 내의 개구가 있고, 이때 각각의 영역은 외측 바늘 상에 존재하는 개구에 대향하고, 중심 바늘에서 빠져나가는 전달 제제는 각각의 외측 바늘 상에 존재하는 개구를 지향한다). 세포내 전달 장치의 일부 실시양태에서, 이같은 바늘 어레이는 하나 이상의 전기 커넥터를 포함하는 허브 에 연결되거나 이러한 허브 상에 배치된다. 또다시, 바람직하게는, 어레이 내의 각각의 바늘 상의 개구는 전달 제제의 교차 분무 패턴 또는 대향되는 전달 영역이 생성되도록 또 다른 바늘 상의 개구에 대향된다. 이러한 방식으로, 전달 제제가 바늘 어레이 내의 영역에 국소적으로 오버로딩됨으로써, 이러한 영역 내에 높은 농도의 전달 제제를 제공하고, 이는 전기장이 인가됨으로써 전달 제제의 흡수를 유도할 때 특히 유용하다. 또한 바람직하게는, 주사 장치, 피하주사 바늘 어셈블리, 또는 세포내 전달 장치는 전극 (일부 실시양태에서는, 바늘 중 하나 이상 자체가 전극임), 및 전극에서 전기장이 생성되도록 구성된 전력 공급원을 포함하고, 이때 전력 공급원은 하나 이상의 전기 커넥터를 통해 전극에 연결된다. 일부 실시양태에서, 1개의 바늘 또는 복수의 바늘에는 배럴의 폐쇄 단부에 인접한 제1 영역 내의 개구가 있고, 1개의 바늘 또는 복수의 바늘에는 바늘 배럴의 폐쇄 단부에서 먼 제2 영역 내의 개구가 있다. 추가적으로, 일부 실시양태에는 가장 넓은 부분에서 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.55, 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95, 1.0, 1.05, 1.10, 1.15, 1.20, 1.25, 1.30, 1.35, 1.40, 1.45, 1.50, 1.55, 1.60, 1.65, 1.70, 1.75, 1.80, 1.85, 1.90, 1.95, 2.0, 2.05, 2.10, 2.15, 2.20, 2.25, 2.30, 2.35, 2.40, 2.45, 2.50, 2.55, 2.60, 2.65, 2.70, 2.75, 2.80, 2.85, 2.90, 2.95, 3.0, 3.05, 3.10, 3.15, 3.20, 3.25, 3.30, 3.35, 3.40, 3.45, 3.50, 3.55, 3.60, 3.65, 3.70, 3.75, 3.80, 3.85, 3.90, 3.95, 또는 4.0 mm와 동일하거나, 이보다 크거나 또는 이보다 작은 크기인 개구가 있는, 제1 바늘 (예를 들어, 상기 기술된 바와 같은 단일 바늘 장치 상의 단일 바늘, 또는 복수의 바늘이 있는 장치 내의 제1 바늘) 또는 복수의 제1 바늘이 있을 수 있다. 일부 실시양태에서, 1개의 바늘 또는 복수의 바늘에 가장 넓은 부분에서 1 ㎛ 미만인 개구가 있다. 일부 실시양태에서, 1개의 바늘 또는 복수의 바늘에 가장 넓은 부분에서 약 900 nm 미만인 개구가 있다. 일부 실시양태에서, 1개의 바늘 또는 복수의 바늘에 가장 넓은 부분에서 약 500 nm 미만인 개구가 있다. 일부 실시양태에서, 복수의 바늘이 있는 세포내 전달 장치 내의 제1 바늘에는 장치 내의 제2 바늘 또는 복수의 제2 바늘보다 더 작거나 또는 실질적으로 더 작은 개구가 있다.
일부 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 1개의 바늘만 포함한다. 바늘은 본원에 개시된 디자인 특색 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 바늘은 폐쇄 또는 개방 단부를 가질 수 있다. 바늘은 복수의 개구, 예를 들어, 적어도 약 5, 10, 20, 30, 50, 70, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 500개이거나, 이를 초과하거나, 또는 이와 동일하거나, 이들 사이의 임의의 개수인 개구 (예를 들어, 적어도 약 5 내지 100, 10 내지 100, 20 내지 100, 30 내지 100, 40 내지 100, 50 내지 100 또는 5 내지 200, 10 내지 200, 20 내지 200, 30 내지 200, 40 내지 200, 50 내지 200, 100 내지 200, 100 내지 500, 140 내지 500, 150 내지 500, 200 내지 500개의 개구)을 포함할 수 있다. 개구는 균일하게 이격될 수 있거나, 또는 무작위로 분포될 수 있다. 일부 실시양태에서, 개구는 바늘 상에서 규칙적인 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 개구는 바늘 축을 따라 회전 대칭이 있는 패턴을 형성할 수 있다. 회전 대칭은 2축, 3축, 4축, 5축, 6축, 또는 이보다 높은 정도의 회전 대칭을 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 개구는 나사축 대칭이 있는 패턴을 형성할 수 있다. 나사축 대칭은 2축, 3축, 4축, 5축, 6축, 또는 이보다 높은 정도의 회전 대칭을 포함할 수 있다. 나사축에 대한 병진 벡터는, 예를 들어, 대략적으로 0.01 mm, 0.05 mm, 0.1 mm, 0.15 mm, 0.2 mm, 0.25 mm, 0.3 mm, 0.4 mm, 0.5 mm, 0.6 mm, 0.7 mm, 0.8 mm, 0.9 mm, 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 1 cm, 2 cm 또는 3 cm이거나, 적어도 이러한 값이거나, 적어도 대략적으로 이러한 값이거나, 이러한 값 이하이거나, 대략적으로 이러한 값 이하일 수 있다. 일부 실시양태에서, 개구는 예방 물질 및/또는 치료 물질이 주사될 때 방사상 패턴이 생성되도록 구성된다.
일부 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 주사기 또는 저장소 내의 하나 이상의 바늘의 상대적인 배향이 고정되도록 예방 물질 및/또는 치료 물질을 함유하는 주사기 또는 저장소에 유동적으로 결합된 하나 이상의 바늘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 바늘의 단부(들)가 예방 물질 및/또는 치료 물질을 함유하는 주사기 또는 저장소에 유동적으로 결합되고 또한 이러한 주사기 또는 저장소 근처에 배치될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 바늘의 한 단부가 예방 물질 및/또는 치료 물질을 함유하는 주사기 또는 저장소로부터 대략적으로 1 mm, 5 mm, 1 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm, 5 cm, 6 cm, 7 cm, 8 cm, 9 cm, 또는 10 cm 떨어져 있거나, 이러한 값 이하로 떨어져 있거나, 대략적으로 이러한 값 이하로 떨어져 있을 수 있다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 바늘의 단부(들)가 바늘(들)과 유동적으로 결합되고 예방 물질 및/또는 치료 물질을 함유하는 주사기 또는 저장소로부터 약 10 cm 이하로 떨어져 있다.
일부 실시양태는 본원에 기술된 바와 같은 제제 (예를 들어, 의약 화합물, 화학물질, 핵산, 펩티드, 특이성 교환제, 특히 DNA)를 함유하는 유체를 포함하는 주사 장치, 세포내 전달 장치, 캐뉼러 및 바늘에 관한 것이다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 세포내 전달 장치, 캐뉼러, 및 바늘은 1회용이다. 즉, 일부 실시양태는 단일 적용 또는 용량의 전달 제제 (예를 들어, 의약 화합물, 화학물질, 핵산, 펩티드, 특이성 교환제, 특히 DNA)를 포함하는 용기 (바람직하게는, 무균성 컨테이너, 예컨대 멸균 주사기)에 연결된 본원에 기술된 바늘 디자인 중 하나 이상을 포함한다. 따라서, 단일 적용물 또는 장치 (상기 제제를 적합한 부위에 투여할 수 있음)가 편리하게 포장되어 개업의 또는 최종 소비자에게 제공될 수 있고, 투여 후에, 복수의 바늘을 포함하는 사용된 주사 장치, 바늘, 또는 캐뉼러를 적합하게 폐기할 수 있다. 일부 실시양태는 상기 언급된 장치의 제조 및 사용 방법 및 원하는 항원에 대한 면역 응답을 유도하는 방법을 또한 포함한다.
일부 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 주사 부위 주변에 있고/있거나 이를 관통하는 조직에서 예방 물질 및/또는 치료 물질 (예를 들어, DNA)의 도입 직후에 또는 도입과 동시에 전기장을 인가하도록 구성되지 않는다. 예를 들어, 세포내 전달 장치는 장치에 결합되고 주사 부위에 있거나 주사 부위 근처에 있는 조직에 전기장을 인가하도록 구성된 전압 공급원을 포함하지 않을 수 있다. 다른 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 주사 부위 주변에 있고/있거나 이를 관통하는 조직에서 예방 물질 및/또는 치료 물질 (예를 들어, DNA)의 도입 직후에 또는 도입과 동시에 전기장을 인가하도록 구성된다. 예를 들어, 세포내 전달 장치는 장치에 결합되고 주사 부위에 있거나 주사 부위 근처에 있는 조직에 전기장을 인가하도록 구성된 전압 공급원을 포함할 수 있다.
본원에 개시된 일부 실시양태는 예방 물질 및/또는 치료 물질이 본원에 개시된 세포내 전달 장치 중 임의의 것을 사용하여 투여되는, 예방 물질 및/또는 치료 물질을 이를 필요로 하는 대상체에게 전달하는 방법을 포함한다. 예방 물질 및/또는 치료 물질은 본원에 개시된 물질들 중 임의의 것일 수 있다. 일부 실시양태에서, 이러한 방법은 예방 물질 및/또는 치료 물질을 주사한 후에, 그러나 하나 이상의 바늘을 빼기 전에, 조직 내로 삽입된 하나 이상의 바늘을 적어도 미리 결정된 시간 동안 유지하는 것을 또한 포함할 수 있다. 치료 물질을 주사한 후에, 그러나 하나 이상의 바늘을 빼기 전에, 하나 이상의 바늘이, 예를 들어, 적어도 1초, 2초, 3초, 4초, 5초, 또는 이를 초과하는 시간 동안, 이러한 값보다 긴 시간 동안, 또는 이러한 값과 동일한 시간 동안 조직 내에서 유지될 수 있다. 일부 실시양태에서, 전체 투여량이 약 60초, 40초, 30초, 20초, 15초, 10초, 5초, 4초, 3초, 2초, 1.5초, 1.0초, 0.8초, 0.5초, 0.4초, 0.3초, 또는 0.2 초 미만의 기간 내에 전달될 수 있다.
하나 이상의 바늘을 조직 내로 삽입하는 것과 하나 이상의 바늘을 조직에서 제거하는 것 사이의 기간 또한 변할 수 있다. 이러한 기간은, 예를 들어, 대략적으로 0.5초, 1초, 2초, 3초, 4초, 5초, 6초, 7초, 8초, 9초, 10초, 15초, 30초, 45초, 또는 60초이거나, 적어도 이러한 값이거나, 적어도 대략적으로 이러한 값이거나, 이러한 값 이하이거나, 대략적으로 이러한 값 이하일 수 있다.
일부 실시양태에서, 바늘(들), 및 본원에 기술된 장치 중 임의의 것이 예방제 및/또는 치료제의 장기 전달 (예를 들어, 적어도 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 또는 14일이거나, 이보다 길거나 또는 이와 동일한 기간 동안의 전달)을 허용하도록 더 긴 기간 동안 대상체의 신체에 고정될 수 있고, 이같은 바늘 및 장치가 소량의 예방 물질 및/또는 치료 물질 (예를 들어 세포 집단, 예컨대 줄기 세포를 포함하는 세포 집단, 화학물질, 화합물, 화학요법제, 단백질, 핵산, 예컨대 DNA, RNA, 기타 천연 핵산, 변형 핵산, 또는 DNA 또는 핵산 앱타머)이 장기간에 걸쳐 상기 대상체에게 투여되도록 소형 펌프에 고정될 수 있다.
일부 실시양태에서, 압력 생성 요소를 사용하여, 본원에 개시된 세포내 전달 장치 중 임의의 것을 통해 고압으로 예방 물질 및/또는 치료 물질이 신체에 전달될 수 있다. 압력 생성 요소는 주사기 상의 플런저(plunger)일 수 있고, 예방 물질 및/또는 치료 물질 상에 높은 힘 또는 압력이 생성되도록 플런저를 누르는 스프링 또는 기타 요소를 포함할 수 있다. 압력 생성 요소에 의해 생성된 높은 힘 또는 압력이 예방 물질 및/또는 치료 물질에 적용되어, 이를 바늘을 통해 이동시킨다 (예를 들어, 바늘(들)에 결합된 주사기 상의 플런저에 힘을 적용하는 것에 의해). 최대 힘은, 예를 들어, 대략적으로 25 N, 40 N, 50 N, 75 N, 100 N, 150 N, 200 N, 또는 500 N이거나, 적어도 이러한 값이거나, 적어도 대략적으로 이러한 값이거나, 이러한 값 이하이거나, 대략적으로 이러한 값 이하일 수 있다. 치료 물질에 적용된 최대 압력은, 예를 들어, 대략적으로 50 kPa, 100 kPa, 200 kpa, 300, kPa, 400 kPa, 500 kPa, 600 kPa, 700 kPa, 800 kPa, 900 kPa, 1000 kPa, 1100 kPa, 1200 kPa, 1300 kPa, 1400 kPa, 1500 kPa, 1600 kPa, 1700 kPa, 1800 kPa, 1900 kPa, 2000 kPa, 2100 kPa, 2200 kPa, 2300 kPa, 2400 kPa, 2500 kPa, 2600 kPa, 2700 kPa, 2800 kPa, 2900 kPa, 3000 kPa, 3100 kPa, 3200 kPa, 3300 kPa, 3400 kPa, 3500 kPa, 3600 kPa, 3700 kPa, 3800 kPa, 3900 kPa, 4000 kPa, 4100 kPa, 4200 kPa, 4300 kPa, 4400 kPa, 4500 kPa, 4600 kPa, 4700 kPa, 4800 kPa, 4900 kPa, 5000 kPa, 6000 kPa, 7000 kPa, 8000 kPa, 9000 kPa, 10 MPa, 15 MPa, 20 MPa, 25 MPa, 또는 30 MPa이거나, 적어도 이러한 값이거나, 적어도 대략적으로 이러한 값이거나, 이러한 값 이하이거나, 대략적으로 이러한 값 이하일 수 있다.
일부 실시양태에서, 예방 물질 및/또는 치료 물질이 높은 구멍 속도 (즉, 개구를 빠져나가는 유체의 평균 속도)로 전달될 수 있다. 구멍 속도는, 예를 들어, 대략적으로 1 mm/s, 1.5 mm/s, 2 mm/s, 2.5 mm/s, 3 mm/s, 3.5 mm/s, 4 mm/s, 5 mm/s, 6 mm/s, 7 mm/s, 8 mm/s, 9 mm/s 또는 10 mm/s이거나, 적어도 이러한 값이거나, 적어도 대략적으로 이러한 값이거나, 이러한 값 이하이거나, 대략적으로 이러한 값 이하일 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 구멍 속도는 적어도 약 3 mm/s일 수 있다. 예를 들어, 개구의 평균 크기에 대한 예방 물질 및/또는 치료 물질을 주사하는 것의 부피 비율에 의해, 구멍 속도를 결정할 수 있다. 임의적으로, 본원에 개시된 세포내 전달 장치는 상기 개시된 구멍 속도 중 임의의 것으로 전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 세포내 전달 장치는 예방 물질 및/또는 치료 물질을 원하는 구멍 속도를 일으키기에 충분한 부피 비율로 주사하도록 구성된 스프링 피스톤과 결합될 수 있다.
본 발명의 일부 측면은 예방 물질 및/또는 치료 물질의 통과를 위해 개조된 내강, 및 배럴의 길이 방향 상의 복수의 개구를 포함하고 폐쇄 단부를 갖는 바늘 배럴을 포함하는 바늘; 및 상기 바늘을 압력 생성 요소에 연결하도록 구성된 커넥터를 포함하는 세포내 전달 장치에 관한 것이다. 일부 실시양태에서, 상기 세포내 전달 장치는 본원에서 기술된 바와 같은 복수의 바늘을 포함하고, 일부 실시양태에서 세포내 전달 장치는 원형, 다이아몬드, 삼각형, 사각형, 직사각형, 사다리꼴, 난형, 또는 기타 형상의 바늘 어레이를 포함한다. 바람직하게는, 세포내 전달 장치는 바늘 배럴 상의 개구들이 서로 대면하도록 복수의 상기 바늘이 구성되도록 디자인되지만, 일부 실시양태에서는, 피하주사 바늘 어셈블리에서 복수의 상기 바늘이 바늘 배럴 상의 개구들이 서로 외면하도록 구성된다. 일부 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 상기 세포내 전달 장치에 연결된 압력 생성 요소를 추가로 포함하고, 이러한 압력 생성 요소는 주사기일 수 있다. 상기 세포내 전달 장치에는 직경이 약 10 nm 내지 4 mm, 0.01 mm 내지 4 mm, 0.1 mm 내지 4 mm, 1.0 mm 내지 4 mm, 1.5 mm 내지 4 mm, 2.0 mm 내지 4 mm, 또는 3.0 mm 내지 4 mm인 개구가 있을 수 있다.
일부 실시양태에서, 상기 세포내 전달 장치는 3개 이상의 상기 바늘에 연결된 단일 주사기를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 3개 이상의 상기 바늘은 약 2 내지 약 10 mm 이격되어 있다. 다른 실시양태에서, 상기 세포내 전달 장치는 4개 이상의 피하주사 바늘에 연결된 단일 주사기를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 세포내 전달 장치에는 약 3 내지 약 6 mm로 이격된 4개 이상의 피하주사 바늘이 있다. 1회용 세포내 전달 장치가 또한 일 실시양태이고, 바람직하게는 이같은 장치는 1개 이상의 주사기에 부착된 복수의 바늘을 포함하고, 이때 바늘은 상기 바늘의 배럴을 따라 분포된 복수의 개구 및 폐쇄 단부를 포함하며, 상기 1개 이상의 주사기는 단일 용량의 예방제 및/또는 치료제를 포함한다. 일부 실시양태에서, 세포내 전달 장치 내의 예방제 및/또는 치료제는 핵산이다. 예방제 및/또는 치료제는 단백질을 코딩하는 DNA일 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 세포내 전달 장치는 3개 이상의 피하주사 바늘에 연결된 단일 주사기를 포함하고, 일부 실시양태에서, 3개 이상의 피하주사 바늘은 약 2 내지 약 10 mm 이격되어 있다. 다른 실시양태에서, 상기 세포내 전달 장치는 4개 이상의 바늘에 연결된 단일 주사기를 포함하고, 일부 실시양태에서, 4개 이상의 피하주사 바늘은 약 3 내지 약 6 mm 이격되어 있다.
본 발명의 측면들은 상기 언급된 장치의 제조 및 사용 방법을 또한 포함한다. 한 접근법에 의하면, 본원에 기술된 장치들 중 일부는 예방제 및/또는 치료제를 대상체에게 전달하는데 사용되고, 상기 방법은 본원에 기술된 전달 장치 중 하나 이상을 제공하고, 상기 장치의 바늘을 대상체의 조직 내로 삽입하고, 주사기로부터 바늘을 통해 조직 내로 치료제를 이동시키는 것에 의해 실행된다. 일부 실시양태에서, 예방제 및/또는 치료제는 핵산이고, 핵산은 항원, 예컨대 바이러스 항원, 바람직하게는 간염 항원 예컨대 HCV 또는 HBV 항원을 코딩할 수 있어서, 본원에 기술된 전달 장치 중 일부는 상기 장치에 의해 전달되는 항원에 대해 대상체에서 면역 응답을 유도하기 위한 목적으로 사용될 수 있다.
추가적인 실시양태는 압력 생성 요소에 대한 연결부; 예방 물질 및/또는 치료 물질의 통과를 위해 개조된 내강; 및 배럴의 길이 방향을 따라 연장되는 복수의 개구를 포함하는 바늘 배럴을 포함하는, 조직 내로의 예방 물질 및/또는 치료 물질의 전달을 위한 세포내 전달 장치를 포함한다. 일부 실시양태에서, 치료 물질은 핵산, 폴리펩티드, 탄수화물, 특이성 교환제, 스테로이드, 세포 집단, 화학물질, 또는 면역원을 포함한다. 일부 실시양태에서, 예방제 및/또는 치료제는 면역계를 유도한다.
전류를 전달하도록 바늘 배럴이 개조될 수 있고, 장치는 전자기장을 전달하도록 개조된 전극을 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서는 예방제 및/또는 치료제가 세포에 진입하고, 다른 실시양태에서는 세포 밖에 남는다. 일부 실시양태에서, 유체 매질 또는 기체 매질을 사용하여 압력이 전달된다. 일부 실시양태에서, 핵산은 간염 바이러스 예컨대 B형 간염 항원 (HBV), 예컨대 HBcAg, 또는 C형 간염 바이러스 (HCV) 항원, 예컨대 NS3/4A, 또는 이들의 조합물, 예컨대 NS3/4A에 연결된 황새 또는 왜가리를 감염시키는 HBV 바이러스로부터의 HBcAg로부터의 서열을 포함한다. 다른 실시양태에서, 핵산은 인간 원숭이 바이러스 항원으로부터의 서열을 포함한다. 바람직하게는, 핵산은 증식성 T-세포 응답을 생성시킬 수 있는 항원을 코딩하는 서열을 포함하고, 일부 실시양태에서, 핵산은 인간 면역결핍 바이러스로부터의 서열을 포함한다.
추가적인 실시양태에는 예방 물질 및/또는 치료 물질 압력 생성 요소; 압력 생성 요소에 결합된 바늘 배럴의 어레이를 포함하는, 조직 내로의 예방 물질 및/또는 치료 물질의 전달을 위한 세포내 전달 장치가 포함되고, 이때 어레이 내의 바늘 배럴 중 하나 이상이 압력 생성 요소로부터 전달된 압력을 조직으로 전달하여 세포막 투과성의 증가를 야기하도록 개조된 복수의 개구를 포함하고, 어레이 내의 바늘 배럴 중 하나 이상이 본원의 다른 곳에서 기술된 바와 같은 예방 물질 및/또는 치료 물질의 통과를 위해 개조된다.
추가적인 실시양태에는 가압된 유체의 공급원에 맞물리도록 구성된 커넥터; 및 장치의 종축에 실질적으로 평행한 방향으로 커넥터로부터 연장된 스템(stem)을 포함하는 바늘 어셈블리를 포함하는, 종축이 있는 세포내 전달 장치가 포함되고, 이때 스템이 커넥터에 유동적으로 결합된 제1 내강, 장치의 종축에 실질적으로 평행한 방향으로 스템으로부터 연장된 제1 바늘 배럴로서, 스템과 유동적으로 결합된 제2 내강 및 제2 내강과 유동적으로 결합된 하나 이상의 개구를 포함하는 제1 바늘 배럴, 및 장치의 종축에 실질적으로 평행한 방향으로 스템으로부터 연장된 제2 바늘 배럴로서, 스템과 유동적으로 결합된 제3 내강 및 제3 내강과 유동적으로 결합된 하나 이상의 개구를 포함하는 제2 바늘 배럴을 포함한다.
일부 실시양태에서, 제1 바늘 배럴 및 제2 바늘 배럴은 이들 사이에 주사 공동(cavity) 공간을 형성한다. 일부 실시양태에서, 주사 공동 공간은 대상체의 적어도 일부분, 예컨대 조직을 수용하도록 구성된다. 일부 실시양태에서, 제1 바늘 배럴 및 제2 바늘 배럴 각각은 동일한 개수의 개구를 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 바늘 배럴 상의 각각의 개구는 제2 바늘 배럴 상의 개구를 대향한다. 일부 실시양태에서, 제1 바늘 배럴 및 제2 바늘 배럴은 스템에 대향되도록 배치된 뾰족한 원위 팁(tip)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 일반적으로 개구들은 곡선이다. 일부 실시양태에서, 일반적으로 개구들은 다각형이다. 일부 실시양태에서, 개구들은 장치의 종축에 실질적으로 평행한 라인 세그먼트(line segment)를 따라 균일하게 배치된다. 일부 실시양태에서, 제3 바늘 배럴이 장치의 종축에 실질적으로 평행한 방향으로 스템으로부터 연장되고, 제3 바늘 배럴이 스템과 유동적으로 결합된 제4 내강 및 제4 내강과 유동적으로 결합된 하나 이상의 개구를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 개구가 주사 공동 공간에 음압을 인가하도록 구성된다.
더욱 추가적인 실시양태들은 종축이 있고, 일반적으로 장치의 종축에 평행하게 배치된 복수의 주사기를 포함하며, 이때 각각의 주사기가 바늘의 길이 방향을 따라 배치된 복수의 개구가 있는 바늘을 포함하고, 개구들이 장치의 종축에 대향하는, 대상체에게 예방제 및/또는 치료제를 전달하기 위한 세포내 전달 장치에 관한 것이다. 이러한 실시양태에서, 하나 이상의 주사기가 유전자를 포함하는 예방제 및/또는 치료제를 포함한다. 일부 실시양태에서, 각각의 바늘이 팁을 포함하고, 복수의 바늘의 팁이 장치의 종축에 대해 실질적으로 수직으로 놓인 평면 상에 배치된다. 추가적인 실시양태에는 상기 바늘의 배럴을 따라 분포된 복수의 개구를 포함하는 피하주사 바늘이 포함되고, 이때 상기 바늘의 단부는 폐쇄되어 있다. 일부 실시양태에서, 상기 폐쇄 단부는 무디다(blunt).
일부 실시양태에서, 어셈블리는 바늘에 부착된 주사기를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 주사기는 단백질을 코딩하는 DNA와 같은 핵산일 수 있는 예방제 및/또는 치료제를 포함한다. 본 발명의 더욱 추가적인 측면은 하나 이상의 주사기에 연결된 상기 바늘의 배럴을 따라 분포된 복수의 개구를 포함하는 복수의 피하주사 바늘을 포함하는 세포내 전달 장치에 관한 것이다. 바람직하게는, 상기 바늘의 단부는 폐쇄되어 있다. 일부 실시양태에서, 상기 바늘의 단부는 무디다. 일부 실시양태에서, 상기 주사기는 단백질을 코딩하는 DNA와 같은 예방제 및/또는 치료제를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 주사 장치는 3개 이상의 피하주사 바늘에 연결된 단일 주사기를 포함한다. 일부 실시양태는 하나 이상의 주사기에 부착된 복수의 바늘을 포함하고, 이때 바늘이 상기 바늘의 배럴을 따라 분포된 복수의 개구를 포함하고, 상기 하나 이상의 주사기가 단일 용량의 예방제 및/또는 치료제를 포함하는, 1회용 세포내 전달 장치에 관한 것이다. 일부 실시양태에서, 상기 바늘의 단부는 폐쇄되어 있다. 일부 실시양태에서, 상기 바늘의 단부는 무디다. 일부 실시양태에서, 예방제 및/또는 치료제는 핵산이다. 일부 실시양태에서, 핵산은 단백질을 코딩하는 DNA이다.
일부 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 복수의 바늘 각각이 치료 물질의 통과를 위해 개조된 내강, 및 배럴의 길이 방향을 따라 복수의 개구를 포함하는 바늘 배럴을 포함하고, 이때 상기 배럴은 폐쇄 단부를 가지며, 개구들이 각각의 바늘 배럴 상에서 균일하게 이격되어 있으며, 개구의 평균 직경이 약 0.01 mm 내지 약 6 mm인, 내부에 복수의 바늘이 부분적으로 배치되어 있는 바늘 허브; 플런저를 포함하는 주사기; 주사기 및 바늘 허브에 유동적으로 결합되도록 구성된 커넥터로서, 커넥터와 바늘 허브 사이에 갭(gap)을 형성하도록 구성된 커넥터를 포함한다. 일부 실시양태에서, 피하주사 바늘은 바늘 배럴 상의 영역들을 포함하고, 이때 각각의 영역은 상이한 방향으로 치료 물질을 통과시키도록 구성된다. 일부 실시양태에서, 피하주사 바늘은 바늘 배럴의 축에 상응하는 제1 치수 및 바늘 배널의 축에 수직인 제2 치수의 슬릿을 포함하고, 이때 제1 치수가 제2 치수보다 더 길다.
본원에 기술된 바와 같은 주사 장치를 사용하는 것을 포함하는 세포 내로의 핵산 전달 방법이 포함되는, 상기 언급된 장치 중 임의의 하나 이상을 사용하는 방법이 또한 실시양태이다. 일부 실시양태에서, 대상체에게 예방제 및/또는 치료제를 전달하는 방법은, 전압 공급원을 제공하고 세포내 전달 장치의 하나 이상의 바늘을 대상체의 조직 내로 삽입함으로써 전기천공을 사용하는 단계로서, 이때 하나 이상의 바늘 각각이 내강 및 복수의 개구가 있는, 전기적으로 전도성인 재료로부터 제조된 배럴, 및 전압 공급원에 대한 전기 연결부를 포함하는, 단계; 예방제 및/또는 치료제를 바늘의 내강을 통과하여, 그리고 조직 내로 복수의 개구를 통과하여 이동시키는 단계로서, 이때 주사기 및 하나 이상의 바늘이 강성 또는 비-가요성 구조를 형성하도록 하나 이상의 바늘이 상기 예방제 및/또는 치료제를 함유하는 주사기에 연결되는, 단계; 및 하나 이상의 바늘을 전극으로서 사용하여 전기장을 대상체의 조직에 인가하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 예방제 및/또는 치료제의 이동은 전기장을 조직에 인가하기 전에 수행된다. 일부 실시양태에서, 예방제 및/또는 치료제의 이동은 전기장을 조직에 인가한 후에 수행된다. 일부 실시양태에서, 예방제 및/또는 치료제의 이동은 전기장을 조직에 인가하기 전에 수행된다. 일부 실시양태에서, 예방제 및/또는 치료제의 이동은 전기장을 조직에 인가하는 것과 거의 동시에 수행된다 (예를 들어, 예방제 및/또는 치료제의 주사 부위에 있거나 주사 부위 근처인 수용자 조직에 전기장을 인가하기 전, 인가하는 동안 또는 인가한 후에 예방제 및/또는 치료제를 바늘 배럴 상의 개구에 통과시킴으로써 예방제 및/또는 치료제, 예컨대 항원을 코딩하는 핵산이 투여될 수 있다). 일부 실시양태에서, 핵산은 단백질, 예컨대 항원을 코딩하는 DNA이다.
일부 실시양태는 복수의 바늘 쌍을 포함하는 세포내 전달 장치로서, 복수의 바늘 쌍의 각각의 바늘이 폐쇄 단부, 배럴, 및 배럴을 따라 있는 복수의 개구를 포함하고, 이때 복수의 바늘 쌍의 바늘 중 하나 이상 상에서의 개구가 교차 분무 패턴을 생성하도록 하나 이상의 다른 바늘과 관련되어 정렬되고, 복수의 바늘 쌍 중 하나 이상이 반대되는 극성의 전극 쌍을 포함하고, 전극이 대상체에게 전기장을 인가하도록 구성되는, 세포내 전달 장치에 관한 것이다.
일부 실시양태에서, 상기 DNA는 바이러스 항원을 코딩한다. 일부 실시양태에서, 상기 바이러스 항원은 HCV 또는 HBV 항원이다. 또한, 일부 실시양태에서, HBcAg 또는 이의 단편, 또는 HBcAg 또는 이의 단편을 코딩하는 핵산이 애주번트(adjuvant)로서 사용된다. 일부 접근법에 의하면, 상기 HBcAg 또는 이의 단편, 또는 HBcAg 또는 이의 단편을 코딩하는 핵산은 서열 1 내지 32로 이루어진 군으로부터 선택된 서열이다. 항원에 대한 면역 응답을 강화하는 방법이 또한 실시양태이고, 상기 방법은 상기 항원 또는 상기 항원을 코딩하는 핵산을 HBcAg 또는 이의 단편, 또는 HBcAg 또는 이의 단편을 코딩하는 핵산과 혼합하여 또는 HBcAg 또는 이의 단편, 또는 HBcAg 또는 이의 단편을 코딩하는 핵산을 상기 대상체에게 제공한 직후에 상기 대상체에게 제공하는 것을 포함할 수 있다. 일부 방법에서, 상기 HBcAg 또는 이의 단편, 또는 HBcAg 또는 이의 단편을 코딩하는 핵산은 서열 1 내지 32로 이루어진 군으로부터 선택된 서열이다. 일부 방법에서, 이러한 DNA는 NS3/4A 및/또는 HBcAg (예를 들어, 황새 및 왜가리를 감염시키는 바이러스로부터 유래된 HBcAg)를 코딩한다.
일부 실시양태에서, 본원에 기술된 세포내 전달 장치는 면역원성 조성물을 이를 필요로 하는 대상체에게 전달하는데 사용된다. 바람직하게는, 면역원성 조성물은 항원 (예를 들어, HCV 항원, 예컨대 NS3/4A 또는 NS5, 및/또는 HBV 항원, 예컨대 HBcAg, 바람직하게는 황새 또는 왜가리를 감염시키는 HBV로부터의 것)을 코딩하는 핵산이다. 이러한 접근법 중 일부에서, 면역원성 조성물 (예를 들어, 핵산에 의해 코딩되는 항원, 예컨대 NS3/4A, NS5, 또는 HBcAg)에 대한 면역 응답이 평가, 측정, 분석 또는 관찰된다. 이같은 면역원성 조성물의 전달을 위한 바람직한 장치는 주사기 및 바늘 어셈블리가 비-가요성 또는 강성이도록 본원에 기술된 바늘 중 하나 이상에 연결될 수 있는 주사기 (즉, 카테터가 아님)를 포함하는 것이다. 일부 실시양태에서, 약 0.3 ㎖ 이상의 예방 물질 및/또는 치료 물질 (예를 들어, 0.2, 0.3, 0.4, 또는 0.5 ㎖에 현탁된 면역원성 조성물)이 상기 대상체에게 60, 45, 30, 15, 10, 5, 또는 1초 미만으로 전달되고, 전달 압력은 약 200 kpa 이상이다. 일부 실시양태에서, 예방 물질 및/또는 치료 물질의 양은 약 1 ㎖ 이상일 수 있다.
따라서, 본 발명의 측면은 예방제 및/또는 치료제 (예를 들어 세포 집단, 예컨대 줄기 세포를 포함하는 세포 집단, 화학물질, 화합물, 화학요법제, 단백질, 특이성 교환제, 핵산, 예컨대 DNA, RNA, 기타 천연 핵산, 변형 핵산, 또는 DNA 또는 핵산 앱타머)의 전달을 위해 구성된 세포내 전달 장치에 관한 것이고, 이때 상기 세포내 전달 장치가 폐쇄 단부 또는 개방 단부 및 각각의 바늘의 길이 방향을 따라 연장된 복수의 개구를 포함하는 복수의 바늘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 1개의 본원에 기술된 바와 같은 바늘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 복수의 본원에 기술된 바와 같은 바늘을 포함한다. 바늘(들)은 단부가 무딜 수 있거나 (예를 들어, 폐쇄 단부를 가짐), 또는 비스듬하거나, 뾰족하거나 또는 날카로운 단부를 가질 수 있으며, 이들 각각은 또한 폐쇄 단부를 가질 수 있다. 바늘이 다양한 게이지로 제조될 수 있다 (예를 들어, 적어도 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, 또는 34 게이지, 이러한 값과 동일한 게이지, 또는 이러한 값을 초과하는 게이지). 바람직하게는, 바늘(들)의 게이지는 20 이상이고 (예를 들어, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 또는 34 게이지 이상), 더욱 바람직하게는 바늘(들)의 게이지는 23 이상이며 (예를 들어, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 또는 34 게이지), 가장 바람직하게는 바늘(들)의 게이지는 25 이상이다 (예를 들어, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 또는 34 게이지). 일부 실시양태에서, 개구는 하나 이상의 바늘의 팁에 또는 팁 근처에 위치하지 않는다. 예를 들어, 개구는 바늘의 팁으로부터 적어도 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm, 12 mm, 13 mm, 14 mm, 15 mm, 16 mm, 17 mm, 18 mm, 19 mm, 2 cm, 3 cm, 4 cm, 또는 이를 초과하는 값으로 위치할 수 있다.
바늘(들)의 길이는 원하는 전달 유형에 따라 변할 수 있다. 피부 또는 특정 조직 내의 특정 세포를 표적화하기 위해, 예를 들어, 바람직한 표적 깊이는 표적화되는 특정 세포 또는 조직, 및 특정 대상체의 피부 두께에 좌우된다 (예를 들어, 인간 피부의 진피 공간 내의 랑게르한스 세포를 표적화하기 위해, 인간의 경우 전달은 적어도 부분적으로는 전형적으로 약 0.025 mm 내지 약 0.2 mm 범위인 표피 조직 깊이를 포함하는 것이 바람직하다). 따라서, 랑게르한스 세포로의 전달을 원하는 실시양태에서, 바늘 길이는 약 0.025 mm 내지 약 0.2 mm일 수 있다. 일부 실시양태에서, 각질층 바로 아래이고 표피 및 상부 진피를 포함하는 표적 깊이에서 치료제가 전달되는 것이 바람직하다 (예를 들어, 이러한 실시양태에서, 바람직한 바늘 길이는 약 0.025 mm 내지 약 2.5 mm를 포함한다). 다른 실시양태에서, 근육 조직 또는 지방 조직 내로 치료제가 전달된다 (예를 들어, 이러한 실시양태에서, 바람직한 바늘 길이가 약 0.5 cm 내지 약 15 cm를 포함하는 것이 바람직하다). 따라서, 본 발명의 측면은 바늘(들)의 길이가 약 0.025 mm, 0.05 mm, 0.075 mm, 0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm, 0.4 mm, 0.5 mm, 0.6 mm, 0.7 mm, 0.8 mm, 0.9 mm, 1 mm, 5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, 35 mm, 40 mm, 45 mm, 50 mm, 55 mm, 60 mm, 65 mm, 70 mm, 75 mm, 80 mm, 85 mm, 90 mm, 95 mm, 100 mm, 125 mm, 150 mm, 175 mm, 200 mm, 225 mm, 250 mm, 275 mm, 300 mm, 325 mm, 350 mm, 375 mm, 400 mm, 425 mm, 450 mm, 475 mm, 500 mm, 525 mm, 550 mm, 575 mm, 600 mm, 625 mm, 650 mm, 675 mm, 700 mm, 725 mm, 750 mm, 775 mm, 800 mm, 825 mm, 850 mm, 875 mm, 900 mm, 925 mm, 950 mm, 975 mm, 1 cm, 1.25 cm, 1.5 cm, 2.0 cm, 2.25 cm, 2.5 cm, 2.75 cm, 3.0 cm, 3.25 cm, 3.5 cm, 3.75 cm, 4.0 cm, 4.25 cm, 4.5 cm, 4.75 cm, 5.0 cm, 5.25 cm, 5.5 cm, 5.75 cm, 6.0 cm, 6.25 cm, 6.5 cm, 6.75 cm, 7.0 cm, 7.25 cm, 7.5 cm, 7.75 cm, 8.0 cm, 8.25 cm, 8.5 cm, 8.75 cm, 9.0 cm, 9.25 cm, 9.5 cm, 9.75 cm, 10.0 cm, 10.25 cm, 10.5 cm, 10.75 cm, 11.0 cm, 11.25 cm, 11.5 cm, 11.75 cm, 12.0 cm, 12.25 cm, 12.5 cm, 12.75 cm, 13.0 cm, 13.25 cm, 13.5 cm, 13.75 cm, 14.0 cm, 15.25 cm, 14.5 cm, 14.75 cm, 또는 15 cm를 초과하거나, 이러한 값과 동일하거나, 이러한 값 미만이거나 또는 이러한 값 사이의 임의의 숫자인, 하나 이상의 바늘을 포함하는 세포내 전달 장치 및 이의 용도에 관한 것이다. 일부 실시양태에서, 바늘(들)의 길이는 10 mm 초과이다. 일부 실시양태에서, 바늘(들)의 길이는 약 15 mm 초과이다. 일부 실시양태에서, 바늘(들)의 길이는 약 20 mm 초과이다. 일부 실시양태에서, 바늘(들)의 길이는 약 30 mm 초과이다.
본원에 기술된 바늘(들) 중 임의의 것 (예를 들어, 상기 기술된 형상 및 치수의 바늘 중 임의의 하나 이상)이 다양한 크기 및 형상 (예를 들어, 타원형, 원형, 슬릿형 또는 난형 형상)의 복수의 개구를 포함할 수 있고, 이는 기계 절단 또는 레이저에 의해 생산될 수 있다. 하나 이상의 바늘은, 예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 300, 400, 또는 500개를 초과하거나, 이러한 값과 동일하거나, 이러한 값 미만이거나, 또는 이러한 값 사이의 임의의 개수의 개구를 포함할 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 장치 내의 하나 이상의 바늘 모두 내의 개구의 총 개수는 72, 96, 또는 144개일 수 있다. 일부 실시양태에서, 개구들은 바늘의 길이 방향을 따라 균일하게 이격될 수 있다. 일부 실시양태에서, 개구들이 한 구역 내에 군집될 수 있거나 (예를 들어, 바늘의 제1 또는 제2 영역 내에서 이격되거나 (예컨대, 2개의 영역이 바늘의 길이 방향의 중간점에 대해 대치되는 2개의 측면에 의해 분리되는 경우), 또는 상기 개구가 바늘의 길이 방향을 따라 있을 수 있음), 또는 바늘의 길이 방향을 따라 불균일하게 이격될 수 있다. 바늘(들)에 폐쇄 단부 또는 개방 단부가 있을 수 있지만, 폐쇄 단부가 바람직한데, 이같은 디자인이 작은 직경 (예를 들어, 가장 넓은 부분에서 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.55, 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95, 1.0 mm 이하인 크기)의 개구가 사용될 때 전달 압력을 증가시키도록 구성되기 때문이다. 바늘(들)은 외과수술용 스틸, 스테인레스 스틸, 또는 금속 합금으로 구성될 수 있다 (예를 들어, 적어도 약 52％ Ni 및 적어도 약 48％ Ti로 본질적으로 이루어질 수 있다). 일부 실시양태에서, 바늘은 전기적으로 전도성인 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 예를 들어 루어 록(luer lock) 메커니즘에 의해 바늘이 가압 유체 저장소, 예컨대 주사기에 부착 또는 결합되는 경우, 주사기 및 바늘 어셈블리가 카테터가 아니도록 주사기 및 바늘은 강성의 비-가요성 본체를 형성한다. 유사하게, 본원에 기술된 실시양태 중 다수는 주사기 및 바늘 어셈블리에 카테터에 요구되는 바와 같은 바늘을 덮는 외부의 바깥 덮개가 없도록 본원에 기술된 바늘 중 하나 이상에 연결된 주사기를 포함한다. 본원에 기술된 장치 중 다수에 카테터에서 발견되는 것과 유사한 특색이 있지만, 본 발명의 실시양태 중 다수는 카테터가 아니고, 본원에 기술된 장치 중 다수는 주사기가 바늘에 연결될 때 (예를 들어, 주사기가 본원에 기술된 바늘 중 하나 이상을 포함하는 허브에 직접적으로 결합될 때) 강성 및 비-가요성이다.
본원에 개시된 실시양태들은 개시된 배럴 또는 개구를 생성시키기 위한 임의의 특정 제작 공정에 한정되지 않는다. 바늘 배럴은 다이-캐스팅(die-casting), 사출 성형, 블로우(blow) 성형, 기계 세공(tooling), 레이저 가공 등이 예시적으로만 포함되는 표준 바늘 제작 기술 중 임의의 것을 사용하여 제작될 수 있다. 유사하게, 바늘용 물질은 임의 개수의 주지된 바늘 물질, 예컨대 스테인레스 스틸, 카본 스틸 및 다양한 금속 합금으로부터 선택될 수 있다. 배럴 상의 개구는 배럴 제작 공정 중 일부로서 생성될 수 있거나, 또는 드릴 개구 또는 레이저 에칭(etching)에 의해 나중에 부가될 수 있다. 이러한 다양한 제작 방법은 모두 업계에 주지되어 있다.
또한 일반적으로 본 발명의 측면들은 상기 기술된 세포내 전달 장치를 사용하는 약물, 핵산, 또는 기타 생물활성 분자 및 화합물의 막횡단 전달 방법에 관련된다. 활성 성분 (예를 들어 DNA, RNA, 핵산, 단백질, 또는 화합물)이 본원에 기술된 바늘을 통해 전달하기 위해 다수의 용액에서 제형화될 수 있다. 일부 실시양태에서, 활성 성분 (예를 들어 DNA, RNA, 핵산, 단백질, 또는 화합물)이 물, 완충제, 염수, 오일 에멀젼, 오일 또는 글리세린과 같은 담체 용액과 혼합될 수 있다. 그 후, 이러한 액체가 본원에 기술된 바와 같은 바늘을 통과할 수 있다. 일부 실시양태에서, 활성 성분 (예를 들어 DNA, RNA, 핵산, 단백질, 또는 화합물)이 지지체 (예를 들어, 나노입자, 단백질, 당, 또는 펠릿)에 부착될 수 있고, 상기 언급된 담체 용액 (예를 들어, 물, 완충제, 염수, 오일 에멀젼, 오일 또는 글리세린) 중 하나 이상과 혼합될 수 있으며, 지지체에 결합된 제제가 본원에 기술된 바늘을 통과한다. 다양한 담체 매질 및 지지체가 존재하는 것이 이해될 것이고, 본원에서 구체적으로 언급되지 않은 담체 매질 또는 지지체를 사용하는 것은 본 발명의 취지를 벗어나지 않을 것이다. 예를 들어, 담체 매질은 양이온성 오일일 수 있다.
본원에 기술된 세포내 전달 장치와 함께 사용하는데 구상되는 핵산은 상기 언급된 바와 같이 인간, 비-인간 영장류, 마우스, 박테리아, 바이러스, 곰팡이, 원생동물, 새, 파충류, 황새 및 왜가리와 같은 조류, 마우스, 햄스터, 래트, 토끼, 기니 피그, 마멋, 돼지, 미니돼지, 염소, 개, 고양이, 인간 및 비-인간 영장류, 예를 들어, 비비, 원숭이, 및 침팬지로부터의 핵산일 수 있다. 특정 실시양태에서, 본원에 기술된 세포내 전달 장치는 C형 간염 바이러스 (HCV)에서 발견되는 단백질을 코딩하는 핵산의 전달에 사용될 수 있다. HCV 유전자 생성물은 양서류, 파충류, 황새 및 왜가리와 같은 조류, 마우스, 햄스터, 래트, 토끼, 기니 피그, 마멋, 돼지, 미니돼지, 염소, 개, 고양이, 인간 및 비-인간 영장류, 예를 들어, 비비, 원숭이, 및 침팬지를 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 종의 동물을 감염시키는 것으로 공지된 바이러스일 수 있다. 특정 실시양태에서, 본원에 기술된 세포내 전달 장치는 B형 간염 바이러스 (HBV)에서 발견되는 단백질을 코딩하는 핵산의 전달에 사용될 수 있다. HBV 유전자 생성물은 양서류, 파충류, 황새 및 왜가리와 같은 조류, 마우스, 햄스터, 래트, 토끼, 기니 피그, 마멋, 돼지, 미니돼지, 염소, 개, 고양이, 인간 및 비-인간 영장류, 예를 들어, 비비, 원숭이, 및 침팬지를 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 종의 동물을 감염시키는 것으로 공지된 바이러스일 수 있다.
특정 실시양태에서, 활성 성분에 더하여 애주번트가 사용된다. 예를 들어, 약리 제제가 본원에 기술된 장치에 의해 전달되는 약물의 효과를 증가시키거나 보조하는데 필요한 경우에 이에 부가될 수 있다. 또 다른 예에서, 항원 응답을 증가시키는 면역학적 제제가 본원에 기술된 장치와 함께 이용될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 번호 6,680,059 (전문이 이에 의해 참조로 포함됨)는 백신에 대한 애주번트로서 리바비린을 함유하는 백신의 용도를 기술한다. 그러나, 애주번트는 면역 응답을 강화하거나 용이하게 하는 능력 또는 예방제 및/또는 치료제의 효과를 증가시키거나 보조하는 능력이 있는 임의의 물질을 지칭할 수 있다. 일부 실시양태에서, 본원에 개시된 항원 (예를 들어, NS3/4A)을 코딩하는 핵산 또는 항원 중 하나 이상과 함께 투여되는 애주번트는 IL-12, 또는 IL-12를 코딩하는 핵산이고, 이는 관심 항원 (예를 들어, NS3/4A)을 코딩하는 핵산과 동일한 구축물 상에 존재할 수 있거나 또는 그렇지 않을 수 있다.
특정 실시양태에서, 임의의 핵산, 예를 들어, 플라스미드 DNA, 선형 DNA, 안티센스 DNA 및 RNA가 제시된 장치 및 방법과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 핵산은 업계에 주지된 유형의 DNA 발현 벡터일 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 발명은 DNA 또는 RNA 백신접종의 목적으로 사용된다. 즉, 본 발명은 주사된 DNA 또는 RNA 핵산의 세포내 공간 내로의 막횡단 유입율을 강화하는 방법을 포함한다.
특정 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 생물의 다양한 조직 내로의 고압 주사용으로 사용될 수 있으며, 이는 예방 물질 및/또는 치료 물질의 전달에 바람직하다. 예를 들어, 조직은 골격근, 지방 조직, 내부 장기, 뼈, 결합 조직, 신경 조직, 피부 조직 등일 수 있다. 예를 들어, DNA 백신이 근육내 주사에 의해 골격근 내로 또는 피내 주사에 의해 동물의 피부 내로 전달될 수 있다. 다른 실시양태에서, 치료 물질이 비경구 전달을 통해 피하 또는 복막내 조직 내로 전달될 수 있다. 표적 조직 및 예방제 및/또는 치료제 또는 전달 제제에 따라, 제제 전달 강화에 충분한 압력의 생성을 달성하는데 필요한 원하는 물리적 성질을 고려하도록 바늘의 파라미터가 적합하게 변형될 수 있다.
일부 실시양태에서, 미리 정해진 전달 속도로 예방 물질 및/또는 치료 물질을 전달하도록 세포내 전달 장치가 구성될 수 있다. 예를 들어, 원하는 전달 속도를 일으키도록 주사기 플런저를 가압하기 위한 원하는 스트로크 속력을 일으키는 스프링 작동식 장치에 의해 주사기가 제어될 수 있다. 미국 특허 번호 6,019,747이 이같은 장치의 한 예를 개시하고, 이에 의해 전문이 참조로 포함된다. 일부 실시양태에서, 기체 스프링, 전기기계 장치, 가압 공기, 또는 기타 유사한 작동 메커니즘에 의해 주사기가 제어될 수 있다. 전달 속도는, 예를 들어, 적어도 0.1 ㎖/s, 0.3 ㎖/s, 0.5 ㎖/s, 0.8 ㎖/s, 0.9 ㎖/s, 1.0 ㎖/s, 1.1 ㎖/s, 1.2 ㎖/s, 1.3, ㎖/s, 1.4 ㎖/s, 1.5 ㎖/s, 2.0 ㎖/s, 또는 3.0 ㎖/s일 수 있다. 전달 속도는, 예를 들어, 20.0 ㎖/s, 10.0 ㎖/s, 7 ㎖/s, 6 ㎖/s, 5 ㎖/s, 4 ㎖/s, 3 ㎖/s, 또는 2 ㎖/s 이하일 수 있다. 하기에 추가로 논의되는 바와 같이, 본 출원은 이러한 주사 장치를 사용하는 방법을 포함한다. 따라서, 이러한 방법은 치료 물질을 미리 정해진 속도, 예컨대 상기 개시된 속도 중 임의의 것으로 전달하는 것을 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 예방제 및/또는 치료제를 포함한다. 장치는, 예를 들어, 근육내 전달용으로 제형화된 핵산을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 면역원을 코딩하는 DNA 또는 DNA-함유 면역원성 조성물 (예를 들어, DNA 백신)이 본원에 기술된 바늘 중 하나 이상을 포함하는 장치에서 제공된다. 그러나, 광범위한 핵산이 본원에 기술된 실시양태에 의해 전달될 수 있다. 즉, 본원에 기술된 실시양태 중 하나 이상이 mRNA, tRNA, rRNA, cDNA, miRNA (마이크로RNA), siRNA, (소형 간섭 RNA), RNAi (간섭 RNA), piRNA (피위(Piwi)-간섭 RNA), aRNA (안티센스 RNA), snRNA (소형 핵 RNA), snoRNA (소형 핵소체 RNA), gRNA (가이드(Guide) RNA), shRNA (소형 헤어핀 RNA), stRNA (소형 일시적 RNA), ta-siRNA (트랜스(trans)-작용 소형 간섭 RNA), cpDNA (엽록체 DNA), gDNA (게놈 DNA), msDNA (멀티카피(multicopy) 단일 가닥 DNA), mtDNA (미토콘드리아 DNA), GNA (글리콜 핵산), LNA (잠금 핵산), PNA (펩티드 핵산), TNA (트레오스 핵산), 모르폴리노 함유 핵산, 황-함유 핵산, 2-O-메틸 핵산, 및 하나 이상의 변형된 염기 또는 스페이서를 함유하는 핵산으로 이루어진 군으로부터 선택된 핵산 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본원에 기술된 장치에 함유되거나 이에 의해 전달되는 핵산의 농도는 약 0.1 ng/㎖ 내지 약 50 ㎎/㎖에서 변할 수 있다. 일부 측면에서, 본원에 기술된 장치에 함유되거나 이에 의해 전달되는 핵산 농도 (예를 들어, 본원에 기술된 장치에 의한 전달을 위한 핵산의 적절한 용량)는 약 10 ng/㎖ 내지 25 ㎎/㎖이다. 또 다른 측면에서, 핵산 농도는 100 ng/㎖ 내지 10 ㎎/㎖이다. 일부 측면에서, 본원에 기술된 장치에 함유되거나 이에 의해 전달되는 핵산 농도 (예를 들어, 본원에 기술된 장치에 의한 전달을 위한 핵산의 적절한 용량)는 약 100 ng/㎖, 150 ng/㎖, 200 ng/㎖, 250 ng/㎖, 300 ng/㎖, 350 ng/㎖, 400 ng/㎖, 450 ng/㎖, 500 ng/㎖, 550 ng/㎖, 600 ng/㎖, 650 ng/㎖, 700 ng/㎖, 750 ng/㎖, 800 ng/㎖, 850 ng/㎖, 900 ng/㎖, 950 ng/㎖, 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 ㎍/㎖, 34 ㎍/㎖, 35 ㎍/㎖, 36 ㎍/㎖, 37 ㎍/㎖, 38 ㎍/㎖, 39 ㎍/㎖, 40 ㎍/㎖, 41 ㎍/㎖, 42 ㎍/㎖, 43 ㎍/㎖, 44 ㎍/㎖, 45 ㎍/㎖, 46 ㎍/㎖, 47 ㎍/㎖, 48 ㎍/㎖, 49 ㎍/㎖, 50 ㎍/㎖, 55 ㎍/㎖, 60 ㎍/㎖, 65 ㎍/㎖, 70 ㎍/㎖, 75 ㎍/㎖, 80 ㎍/㎖, 85 ㎍/㎖, 90 ㎍/㎖, 95 ㎍/㎖, 100 ㎍/㎖, 150 ㎍/㎖, 200 ㎍/㎖, 250 ㎍/㎖, 300 ㎍/㎖, 350 ㎍/㎖, 400 ㎍/㎖, 450 ㎍/㎖, 500 ㎍/㎖, 550 ㎍/㎖, 600 ㎍/㎖, 650 ㎍/㎖, 700 ㎍/㎖, 750 ㎍/㎖, 800 ㎍/㎖, 850 ㎍/㎖, 900 ㎍/㎖, 950 ㎍/㎖, 1.0 ㎎/㎖, 1.1 ㎎/㎖, 1.2 ㎎/㎖, 1.3 ㎎/㎖, 1.4 ㎎/㎖, 1.5 ㎎/㎖, 1.6 ㎎/㎖, 1.7 ㎎/㎖, 1.8 ㎎/㎖, 1.9 ㎎/㎖, 2.0 ㎎/㎖, 2.1 ㎎/㎖, 2.2 ㎎/㎖, 2.3 ㎎/㎖, 2.4 ㎎/㎖, 2.5 ㎎/㎖, 2.6 ㎎/㎖, 2.7 ㎎/㎖, 2.8 ㎎/㎖, 2.9 ㎎/㎖, 3.0 ㎎/㎖, 3.1 ㎎/㎖, 3.2 ㎎/㎖, 3.3 ㎎/㎖, 3.4 ㎎/㎖, 3.5 ㎎/㎖, 3.6 ㎎/㎖, 3.7 ㎎/㎖, 3.8 ㎎/㎖, 3.9 ㎎/㎖, 4.0 ㎎/㎖, 4.1 ㎎/㎖, 4.2 ㎎/㎖, 4.3 ㎎/㎖, 4.4 ㎎/㎖, 4.5 ㎎/㎖, 4.6 ㎎/㎖, 4.7 ㎎/㎖, 4.8 ㎎/㎖, 4.9 ㎎/㎖, 5.0 ㎎/㎖, 5.1 ㎎/㎖, 5.2 ㎎/㎖, 5.3 ㎎/㎖, 5.4 ㎎/㎖, 5.5 ㎎/㎖, 5.6 ㎎/㎖, 5.7 ㎎/㎖, 5.8 ㎎/㎖, 5.9 ㎎/㎖, 6.0 ㎎/㎖, 6.1 ㎎/㎖, 6.2 ㎎/㎖, 6.3 ㎎/㎖, 6.4 ㎎/㎖, 6.5 ㎎/㎖, 6.6 ㎎/㎖, 6.7 ㎎/㎖, 6.8 ㎎/㎖, 6.9 ㎎/㎖, 7.0 ㎎/㎖, 7.1 ㎎/㎖, 7.2 ㎎/㎖, 7.3 ㎎/㎖, 7.4 ㎎/㎖, 7.5 ㎎/㎖, 7.6 ㎎/㎖, 7.7 ㎎/㎖, 7.8 ㎎/㎖, 7.9 ㎎/㎖, 8.0 ㎎/㎖, 8.1 ㎎/㎖, 8.2 ㎎/㎖, 8.3 ㎎/㎖, 8.4 ㎎/㎖, 8.5 ㎎/㎖, 8.6 ㎎/㎖, 8.7 ㎎/㎖, 8.8 ㎎/㎖, 8.9 ㎎/㎖, 9.0 ㎎/㎖, 9.1 ㎎/㎖, 9.2 ㎎/㎖, 9.3 ㎎/㎖, 9.4 ㎎/㎖, 9.5 ㎎/㎖, 9.6 ㎎/㎖, 9.7 ㎎/㎖, 9.8 ㎎/㎖, 9.9 ㎎/㎖, 10.0 ㎎/㎖, 11 ㎎/㎖, 12 ㎎/㎖, 13 ㎎/㎖, 14 ㎎/㎖, 15 ㎎/㎖, 16 ㎎/㎖, 17 ㎎/㎖, 18 ㎎/㎖, 19 ㎎/㎖, 20 ㎎/㎖, 21 ㎎/㎖, 22 ㎎/㎖, 23 ㎎/㎖, 24 ㎎/㎖, 25 ㎎/㎖, 26 ㎎/㎖, 27 ㎎/㎖, 28 ㎎/㎖, 29 ㎎/㎖, 30 ㎎/㎖, 31 ㎎/㎖, 32 ㎎/㎖, 33 ㎎/㎖, 34 ㎎/㎖, 35 ㎎/㎖, 36 ㎎/㎖, 37 ㎎/㎖, 38 ㎎/㎖, 39 ㎎/㎖, 40 ㎎/㎖, 41 ㎎/㎖, 42 ㎎/㎖, 43 ㎎/㎖, 44 ㎎/㎖, 45 ㎎/㎖, 46 ㎎/㎖, 47 ㎎/㎖, 48 ㎎/㎖, 49 ㎎/㎖, 50 ㎎/㎖보다 크거나, 이러한 값과 동일하거나, 또는 이러한 값 미만이거나, 또는 이러한 값들 중 임의의 2개에 의해 규정되고 이들을 포함하는 범위 내의 값이다.
본원에 기술된 세포내 전달 장치에 의해 제공되는 핵산의 양은 약 1 ng 내지 10 g에서 변할 수 있다. 일부 측면에서, 세포내 전달 장치 내에 함유되거나 또는 세포내 전달 장치에 의해 제공되는 핵산의 양은 약 1 ng, 5 ng, 10 ng, 20 ng, 30 ng, 40 ng, 50 ng, 60 ng, 70 ng, 80 ng, 90 ng, 100 ng, 150 ng, 200 ng, 250 ng, 300 ng, 350 ng, 400 ng, 500 ng, 600 ng, 700 ng, 800 ng, 900 ng, 1 ㎍, 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 ㎍, 34 ㎍, 35 ㎍, 36 ㎍, 37 ㎍, 38 ㎍, 39 ㎍, 40 ㎍, 41 ㎍, 42 ㎍, 43 ㎍, 44 ㎍, 45 ㎍, 46 ㎍, 47 ㎍, 48 ㎍, 49 ㎍, 50 ㎍, 55 ㎍, 60 ㎍, 65 ㎍, 70 ㎍, 75 ㎍, 80 ㎍, 85 ㎍, 90 ㎍, 95 ㎍, 100 ㎍, 105 ㎍, 110 ㎍, 115 ㎍, 120 ㎍, 125 ㎍, 130 ㎍, 135 ㎍, 140 ㎍, 145 ㎍ 150 ㎍, 155 ㎍, 160 ㎍, 165 ㎍, 170 ㎍, 175 ㎍, 180 ㎍, 185 ㎍, 190 ㎍, 195 ㎍ 200 ㎍, 205 ㎍, 210 ㎍, 215 ㎍, 220 ㎍, 225 ㎍, 230 ㎍, 235 ㎍, 240 ㎍, 245 ㎍ 250 ㎍, 255 ㎍, 260 ㎍, 265 ㎍, 270 ㎍, 275 ㎍, 280 ㎍, 285 ㎍, 290 ㎍, 295 ㎍, 300 ㎍, 305 ㎍, 310 ㎍, 315 ㎍, 320 ㎍, 325 ㎍, 330 ㎍, 335 ㎍, 340 ㎍, 345 ㎍ 350 ㎍, 355 ㎍, 360 ㎍, 365 ㎍, 370 ㎍, 375 ㎍, 380 ㎍, 385 ㎍, 390 ㎍, 395 ㎍ 400 ㎍, 405 ㎍, 410 ㎍, 415 ㎍, 420 ㎍, 425 ㎍, 430 ㎍, 435 ㎍, 440 ㎍, 445 ㎍ 450 ㎍, 455 ㎍, 460 ㎍, 465 ㎍, 470 ㎍, 475 ㎍, 480 ㎍, 485 ㎍, 490 ㎍, 495 ㎍ 500 ㎍, 505 ㎍, 510 ㎍, 515 ㎍, 520 ㎍, 525 ㎍, 530 ㎍, 535 ㎍, 540 ㎍, 545 ㎍ 550 ㎍, 555 ㎍, 560 ㎍, 565 ㎍, 570 ㎍, 575 ㎍, 580 ㎍, 585 ㎍, 590 ㎍, 595 ㎍ 600 ㎍, 605 ㎍, 610 ㎍, 615 ㎍, 620 ㎍, 625 ㎍, 630 ㎍, 635 ㎍, 640 ㎍, 645 ㎍ 650 ㎍, 655 ㎍, 660 ㎍, 665 ㎍, 670 ㎍, 675 ㎍, 680 ㎍, 685 ㎍, 690 ㎍, 695 ㎍, 700 ㎍, 705 ㎍, 710 ㎍, 715 ㎍, 720 ㎍, 725 ㎍, 730 ㎍, 735 ㎍, 740 ㎍, 745 ㎍ 750 ㎍, 755 ㎍, 760 ㎍, 765 ㎍, 770 ㎍, 775 ㎍, 780 ㎍, 785 ㎍, 790 ㎍, 795 ㎍, 800 ㎍, 805 ㎍, 810 ㎍, 815 ㎍, 820 ㎍, 825 ㎍, 830 ㎍, 835 ㎍, 840 ㎍, 845 ㎍ 850 ㎍, 855 ㎍, 860 ㎍, 865 ㎍, 870 ㎍, 875 ㎍, 880 ㎍, 885 ㎍, 890 ㎍, 895 ㎍ 900 ㎍, 905 ㎍, 910 ㎍, 915 ㎍, 920 ㎍, 925 ㎍, 930 ㎍, 935 ㎍, 940 ㎍, 945 ㎍ 950 ㎍, 955 ㎍, 960 ㎍, 965 ㎍, 970 ㎍, 975 ㎍, 980 ㎍, 985 ㎍, 990 ㎍, 995 ㎍, 1.0 ㎎, 1.1 ㎎, 1.2 ㎎, 1.3 ㎎, 1.4 ㎎, 1.5 ㎎, 1.6 ㎎, 1.7 ㎎, 1.8 ㎎, 1.9 ㎎, 2.0 ㎎, 2.1 ㎎, 2.2 ㎎, 2.3 ㎎, 2.4 ㎎, 2.5 ㎎, 2.6 ㎎, 2.7 ㎎, 2.8 ㎎, 2.9 ㎎, 3.0 ㎎, 3.1 ㎎, 3.2 ㎎, 3.3 ㎎, 3.4 ㎎, 3.5 ㎎, 3.6 ㎎, 3.7 ㎎, 3.8 ㎎, 3.9 ㎎, 4.0 ㎎, 4.1 ㎎, 4.2 ㎎, 4.3 ㎎, 4.4 ㎎, 4.5 ㎎, 4.6 ㎎, 4.7 ㎎, 4.8 ㎎, 4.9 ㎎, 5.0 ㎎, 5.1 ㎎, 5.2 ㎎, 5.3 ㎎, 5.4 ㎎, 5.5 ㎎, 5.6 ㎎, 5.7 ㎎, 5.8 ㎎, 5.9 ㎎, 6.0 ㎎, 6.1 ㎎, 6.2 ㎎, 6.3 ㎎, 6.4 ㎎, 6.5 ㎎, 6.6 ㎎, 6.7 ㎎, 6.8 ㎎, 6.9 ㎎, 7.0 ㎎, 7.1 ㎎, 7.2 ㎎, 7.3 ㎎, 7.4 ㎎, 7.5 ㎎, 7.6 ㎎, 7.7 ㎎, 7.8 ㎎, 7.9 ㎎, 8.0 ㎎, 8.1 ㎎, 8.2 ㎎, 8.3 ㎎, 8.4 ㎎, 8.5 ㎎, 8.6 ㎎, 8.7 ㎎, 8.8 ㎎, 8.9 ㎎, 9.0 ㎎, 9.1 ㎎, 9.2 ㎎, 9.3 ㎎, 9.4 ㎎, 9.5 ㎎, 9.6 ㎎, 9.7 ㎎, 9.8 ㎎, 9.9 ㎎, 10.0 ㎎, 11 ㎎, 12 ㎎, 13 ㎎, 14 ㎎, 15 ㎎, 16 ㎎, 17 ㎎, 18 ㎎, 19 ㎎, 20 ㎎, 21 ㎎, 22 ㎎, 23 ㎎, 24 ㎎, 25 ㎎, 26 ㎎, 27 ㎎, 28 ㎎, 29 ㎎, 30 ㎎, 31 ㎎, 32 ㎎, 33 ㎎, 34 ㎎, 35 ㎎, 36 ㎎, 37 ㎎, 38 ㎎, 39 ㎎, 40 ㎎, 41 ㎎, 42 ㎎, 43 ㎎, 44 ㎎, 45 ㎎, 46 ㎎, 47 ㎎, 48 ㎎, 49 ㎎, 50 ㎎, 55 ㎎, 60 ㎎, 65 ㎎, 70 ㎎, 75 ㎎, 80 ㎎, 85 ㎎, 90 ㎎, 95 ㎎, 100 ㎎, 150 ㎎, 200 ㎎, 250 ㎎, 300 ㎎, 350 ㎎, 400 ㎎, 450 ㎎, 500 ㎎, 550 ㎎, 600 ㎎, 650 ㎎, 700 ㎎, 750 ㎎, 800 ㎎, 850 ㎎, 900 ㎎, 950 ㎎, 1 g, 2 g, 3 g, 4 g, 5 g, 6 g, 7 g, 8 g, 9 g, 10 g보다 작거나, 이러한 값보다 크거나, 또는 이러한 값과 동일하거나, 또는 이러한 값들 중 임의의 2개에 의해 규정되고 이들을 포함하는 범위 내의 값이다.
본원에 기술된 세포내 전달 장치에 의해 제공되는 예방 물질 및/또는 치료 물질의 부피는, 예를 들어, 약 100 ㎕ 내지 100 ㎖에서 변할 수 있다. 일부 측면에서, 피하 주사 압력 장치 내에 함유되거나 또는 피하 주사 압력 장치에 의해 제공되는 예방 물질 및/또는 치료 물질의 부피는 약 100 ㎕, 150 ㎕, 200 ㎕, 250 ㎕, 300 ㎕, 350 ㎕, 400 ㎕, 500 ㎕, 600 ㎕, 700 ㎕, 800 ㎕, 900 ㎕, 1 ㎖, 2 ㎖, 3 ㎖, 4 ㎖, 5 ㎖, 6 ㎖, 7 ㎖, 8 ㎖, 9 ㎖, 10 ㎖, 20 ㎖, 30 ㎖, 40 ㎖, 50 ㎖, 60 ㎖, 70 ㎖, 80 ㎖, 90 ㎖, 또는 100 ㎖보다 작거나, 이러한 값보다 크거나, 또는 이러한 값과 동일하거나, 또는 이러한 값들 중 임의의 2개에 의해 규정되고 이들을 포함하는 범위 내의 값이다.
본 발명의 측면들은 상기 언급된 장치 중 하나 이상의 제조 방법에 또한 관련된다. 한 접근법에 의하면, 1개 또는 복수의 본원에 기술된 바늘이 제공되고, 상기 바늘(들)이 치료제 (예를 들어, 핵산 예컨대 DNA, RNA, 단백질, 또는 화합물)를 함유하는 주사기에 부착된다. 바늘이 주사기로부터 제거될 수 없도록 바늘(들)과 주사기의 부착이 이루어질 수 있거나 (예를 들어, 바늘 및 주사기가 함께 성형됨), 또는 바늘 및 주사기가 탈착가능하도록 부착이 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 주사기에 치료제를 로딩하기 전에 바늘(들)과 주사기의 부착이 이루어진다. 치료제를 부가하기 전 또는 후에 바늘 및 주사기가 멸균될 수 있다. 바람직하게는, 치료제 첨가 전에 바늘 및 주사기 어셈블리가 멸균되고, 멸균 직후에, 멸균된 치료제가 멸균 방식으로 부가된다. 바람직한 제작 공정을 이용하여, 단일 용량의 하나 이상의 멸균된 치료제를 함유하는 하나 이상의 멸균된 주사기에 부착된 본원에 기술된 멸균 바늘 중 하나 이상을 포함하는 1회용 장치가 생산된다. 사용자가 단지 포장물을 찢어 열고 치료제를 적절한 조직 내로 주사하는 것 (예를 들어, 근육 내로의 주사에 의한 1회용 DNA 백신접종)만이 필요하도록, 이러한 1회용 장치들이 따로따로 멸균 포장될 수 있다.
본 발명의 측면들은 본원에 기술된 장치 중 하나 이상을 사용하는 방법에 또한 관련된다. 한 접근법에 의하면, 본원에 기술된 장치 내에 함유된 화합물이 대상체에게 투여되는, 화합물의 세포내 전달 방법이 제공된다. 일부 실시양태에서, 화합물 (예를 들어, 핵산, 예컨대 DNA 또는 단백질)이 본원에 기술된 장치 (예를 들어, 본원에 기술된 바늘 중 하나 이상을 포함하는 주사기)에 제공된다. 그 후, 바늘을 대상체의 조직 내로 삽입하고, 주사기 내의 용액에 압력을 제공하도록 플런저를 배치하고, 이에 의해 원하는 압력으로 화합물을 바늘의 개구 밖으로 가압하는 것에 의해 화합물이 대상체에게 전달된다. 조직 내의 증가된 압력이 세포에 의한 화합물 흡수를 촉진하고, 이에 의해 화합물의 세포내 전달을 허용한다. 실제로, 폴리펩티드, 탄수화물, 미세입자, 스테로이드, 또는 저분자량 분자를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 물질이 높은 주사 압력 하에 내부로 주사되는 것이 바람직한 임의의 예방 물질 및/또는 치료 물질이 본 발명과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 핵산 및 단백질이 높은 주사 압력을 받고 있는 조직 내로 동시에 또는 순차적으로 도입될 수 있다.
일부 실시양태는 본원에 기술된 바와 같은 장치 (예를 들어, 본원에 기술된 바늘 중 하나 이상 및 DNA를 포함하는 주사기)가 제공되고, 바늘이 대상체의 조직 (예를 들어, 근육) 내로 삽입되고, 압력 (예를 들어, 플런저를 배치하고 이를 주사기 내의 DNA 용액을 향해 누르는 것에 의해 발휘되는 압력) 하에 개구를 빠져나가는 것에 의해 DNA가 조직 내로 도입되고, DNA가 근육 세포에 의해 흡수되는, DNA로부터 단백질을 발현하는 방법에 관한 것이다. 임의적으로, DNA를 함유하는 장치가 염증성 응답 (예를 들어, 염증성 응답과 연관된 세포의 동원(mobilization) 또는 활성화)을 촉진하는 방식으로 도입 또는 배치된다. 임의적으로, 바늘 디자인 (예를 들어, 복수의 개구) 또는 장치 구성이 염증성 응답 (예를 들어, 염증성 응답과 연관된 세포의 동원 또는 활성화)을 일으킨다. 임의적으로, 단백질 발현 및/또는 염증성 응답과 연관된 세포 동원의 양이 측정된다. 이같은 측정은 면역학 및/또는 조직화학을 사용하여 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 일부 실시양태는 원하는 항원에 대한 면역 응답을 유도하는 방법으로, 이에 의해 본원에 기술된 바와 같은 장치 (예를 들어, 본원에 기술된 바늘 중 하나 이상 및 DNA를 포함하는 주사기)가 제공되고, 바늘이 대상체의 조직 (예를 들어, 근육) 내로 삽입되고, 압력 (예를 들어, 플런저를 배치하고 이를 주사기 내의 DNA 용액을 향해 누르는 것에 의해 발휘되는 압력) 하에 개구를 빠져나가는 것에 의해 DNA가 조직 내로 도입되고, DNA가 근육 세포에 의해 흡수되는, 방법에 관한 것이다. 이어서, DNA가 코딩하는 단백질이 세포 내에서 제조되고, 면역계가 이러한 단백질에 응답한다. 임의적으로, 도입된 DNA로부터 생산된 항원에 대한 면역 응답이 측정된다 (예를 들어, 항체의 존재, 특이적 T 세포, 감염 감소 또는 소거, 또는 질환 증상의 감소 또는 소멸). 본 발명의 특정 실시양태를 사용하여, 유전자 구축물은 코딩 생성물의 추후 합성을 위한 세포에 의한 유전자 흡수를 위해 골격근 조직 내로 직접적으로 투여될 수 있다. 본 발명의 일부 방법에서, 고압 주사 바늘이 DNA 또는 RNA 분자를 함유하는 액체를 대상체의 조직 내로 추진하는데 사용될 수 있다. 조직과의 충돌 시 액체가 조직 상에 고압을 발휘하여, 세포 투과성을 증가시키고 DNA 또는 RNA 분자가 이러한 영역 내의 세포를 투과하도록 하는 충분한 속도로 액체가 추진된다. 일부 실시양태에서, 핵산 분자를 다른 장기의 세포에 도입하기 위해 본원에 기술된 바와 같은 세포내 전달 장치를 사용하여 유전 물질을 이러한 장기의 조직에 전달할 수 있다. 실제로, 리포솜-유래 시스템, 인공 바이러스 껍질, 및 업계에 공지된 기타 시스템을 포함하여, 업계에 주지되어 있는 기타 유전자 전달 메커니즘이 본 발명의 실시양태와 함께 사용되도록 개조될 수 있다는 것이 쉽게 인지될 것이다 (문헌 [Rossi, J. J. (1995) Br. Med. Bull. 51:217-225]; [Boado, R. J. et al. (1998) J. Pharm. Sci. 87:1308-1315]; [Morris, M. C. et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25:2730-2736] (모두 이에 의해 전문이 참조로 포함됨)). 추가적으로, 다양한 애주번트 (예를 들어, 리바비린, 또는 IL-12 또는 IL-12를 코딩하는 핵산)를 사용하여 면역원성 및/또는 세포 투과성을 강화할 수 있다.
예를 들어, 단지 예시적이고 어떠한 제한 방식도 아니면서, 본 발명의 특정 실시양태는 미국 공개 번호 2005-0277192 및 미국 공개 번호 2005-0124573 (이의 전문은 이에 의해 명확하게 참조로 포함됨)에 기술된 구축물과 함께 사용될 수 있다. 이러한 참고문헌들은 C형 간염 바이러스 (HCV) 비-구조 단백질 3/4A (NS3/4A)를 코딩하는 핵산을 사용하여 인간에서 면역 응답을 촉진하는 것을 기술한다. 예를 들어, HCV NS3/4A 유전자가 진핵생물 발현 벡터를 통해 포유동물 세포 내로 형질감염되었을 때, 상당한 수준의 NS3 발현이 관찰되었다. 추가로, NS3/4A 유전자로 면역화된 마우스가 높은 수준의 NS3-특이적 항체 및 항원 특이적 T 세포를 프라이밍(priming)한 것으로 발견되었다. 최근, 유사한 구축물이 HCV로 감염된 환자의 임상 시험에서 강력한 면역 응답을 일으킨 것으로 발견되었다.
따라서, 일부 실시양태는 인간에서 강력한 면역 응답을 일으키는 것으로 나타난 HCV DNA 구축물 중 하나 이상을 함유하는 본원에 기술된 장치 중 하나 이상이 HCV에 감염되었거나 HCV 감염 위험에 처한 환자에게 제공되는, HCV 감염을 치료 및 예방하는 방법에 관한 것이다. 임의적으로, HCV 감염을 예방하고/하거나 치료하는 의약을 필요로 하는 개체가 확인되고, 그 후 본원에 기술된 바와 같은 고압 주사 바늘 장치를 사용하여 인간에서 강력한 면역 응답을 일으키는 것으로 나타난 HCV 구축물 (예를 들어, NS3/4A를 코딩하는 발현 구축물) 중 하나 이상을 포함하는 의약이 상기 개체에 제공된다. 임의적으로, 접종된 개체에서 처치 후에 또는 처치 과정 동안에 NS3/4A에 대한 면역 응답, 바이러스 역가의 감소, 또는 항-HCV 항체 생산이 측정된다. 그러나, 본 발명은 DNA 면역화를 위한 HCV 항원에 한정되지 않는다. 실제로, 본 발명은 세포 내에서의 임의의 항원성 펩티드의 발현이 바람직한 임의의 경우에 사용될 수 있다. 예를 들어, 특정 질환 상태와 관련된 공지된 항원성 펩티드의 일부 비제한적인 예로는 영문 명칭이 "Method of DNA vaccination"이고 이에 의해 전문이 참조로 포함되는 카로(Charo) 등의 미국 특허 번호 7,074,770에 교시된 바와 같은 하기의 것들이 포함된다:
HBV: PreS1, PreS2 및 표면 env 단백질, 코어(core) 및 pol
HTV: gp120, gp40, gp160, p24, gag, pol, env, vif, vpr, vpu, tat, rev, nef
유두종: E1, E2, E3, E4, E5, E6, E7, E8, L1, L2
HSV: gL, gH, gM, gB, gC, gK, gE, gD, ICP47, ICP36, ICP4.
본원에 기술된 실시양태 중 일부는 mRNA, tRNA, rRNA, cDNA, miRNA (마이크로RNA), siRNA, (소형 간섭 RNA), piRNA (피위-간섭 RNA), aRNA (안티센스 RNA), snRNA (소형 핵 RNA), snoRNA (소형 핵소체 RNA), gRNA (가이드 RNA), shRNA (소형 헤어핀 RNA), stRNA (소형 일시적 RNA), ta-siRNA (트랜스-작용 소형 간섭 RNA), cpDNA (엽록체 DNA), gDNA (게놈 DNA), msDNA (멀티카피 단일 가닥 DNA), mtDNA (미토콘드리아 DNA), GNA (글리콜 핵산), LNA (잠금 핵산), PNA (펩티드 핵산), TNA (트레오스 핵산), 모르폴리노 함유 핵산, 황-함유 핵산, 2-O-메틸 핵산, 및 하나 이상의 변형된 염기 또는 스페이서를 함유하는 핵산으로 이루어진 군으로부터 선택된 핵산 중 하나 이상을 포함하고/하거나 이를 투여한다.
도면을 참조하면, 도 1a는 2개의 배럴을 갖는, 세포내 전달 장치라고도 불리는 피하주사 바늘 장치의 일 실시양태의 측면도를 도시하고, 각각의 배럴은 배럴들 사이의 구역으로 예방제 및/또는 치료제를 전달하기 위한 5개의 개구를 갖는다. 도 1a를 참조하면, 피하주사 바늘 장치의 실시양태는 근위 단부(103), 근위 단부에 대향하는 원위 단부(101), 원위 단부(101)로부터 근위 단부(103)로 이어지는 종축을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 하나 또는 복수의 바늘을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 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, 또는 30개의 바늘을 포함한다. 세포내 전달 장치는 표준 커넥터(100) 및 커넥터(100)로부터 연장하는 바늘 본체(102)를 포함한다. 표준 커넥터(100) 및 바늘 본체(102)는 종축에 대해 실질적으로 평행한 축 상에 배치된다. 몇몇 실시양태에서, 표준 커넥터(100)는 장치를 압력 전달 장치(도시되지 않음), 예를 들어 주사기 또는 펌프에 연결하도록 구성된 루어 록 또는 유사한 메커니즘이다.
바늘의 원위 팁은 아래에 놓인 원하는 목표 조직에 도달하기 위해, 시술자가 대상체(예컨대, 사람, 고양이 또는 개와 같은 애완 동물, 또는 말, 소, 돼지, 또는 닭과 같은 가축)의 피부를 천공하는 것을 허용하도록, 무디거나, 경사지거나, 테이퍼지거나, 예리하거나, 뾰족할 수 있다. 예를 들어, 팁(105a, 105b)은 일반적인 의료용 선단(예컨대, "랜싯 선단")을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 팁(105a, 105b)은 무딜 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 바늘의 원위 팁은 팁이 바늘 배럴의 내강과 바늘 본체의 원위 단부 사이에서 유체 연통을 확립하지 않도록 폐쇄된다. 다른 실시양태에서, 원위 팁은 팁이 바늘 배럴과 바늘의 원위 단부 사이에서 유체 연통을 확립하도록 개방된다.
몇몇 실시양태에서, 피하주사 바늘 장치 또는 세포내 전달 장치는 예방제 및/또는 치료제가 장치 내에 담기고, 추가의 연결이 요구되지 않는, 1회용 장치로 구성될 수 있다. 바늘 본체(102)는 스템 또는 캐뉼러(115)로부터 연장하는 하나 이상의 바늘 전달 배럴(120a, 120b)을 포함할 수 있다. 스템(115)은 중심 내강 또는 채널을 포함할 수 있다. 각각의 바늘 배럴(120a, 120b)은 또한 스템(115) 및 표준 커넥터(100)에 유체 연결되는 적어도 하나의 내강을 포함한다. 도시된 실시양태에서, 바늘 본체(102)는 2개의 바늘 전달 배럴(120a, 120b)을 포함하고, 각각의 바늘 배럴(120)은 원위 팁(105a, 105b)을 포함한다. 바늘 배럴(120a, 120b)의 길이는 변할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 바늘 배럴(120a, 120b)들은 각각 대체로 동일한 길이이고, 몇몇 실시양태에서, 바늘 배럴들은 상이한 길이이다. 바늘 배럴(120a, 120b)은 약 2mm 내지 약 100mm의 범위일 수 있다. 바늘 배럴(120a, 120b)의 게이지는 장치마다 그리고 단일 장치 상에서 배럴(120a, 120b)마다 변할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 장치의 원위 단부에서 바늘 배럴(120a, 120b)들 사이의 공간에 의해 생성된 개방부는 바늘 배럴(120a, 120b)들이 하나 이상의 세포를 둘러싸는 것을 가능케 하기에 충분히 크기가 크다.
바늘 배럴(120a, 120b)들은 각각 배럴의 길이를 따라 배치된 개구(110a, 110b)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 각각의 바늘 배럴(120a, 120b)은 적어도 하나의 개구(110a, 110b)를 포함한다. 다른 실시양태에서, 적어도 하나의 바늘 배럴(120a, 120b)은 개구(110a, 110b)를 포함하지 않는다. 몇몇 실시양태에서, 각각의 개구(110a, 110b)의 크기 및 형상은 배럴마다 변할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 바늘의 길이는 배럴마다 변할 수 있다.
각각의 바늘 배럴(120a, 120b)은 0 내지 100개의 개구를 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 바늘은 바늘의 길이를 따라 1 또는 2개의 개구를 갖는다 (예컨대, 폐쇄 단부 바늘은 바늘의 길이를 따라 적어도 2개의 개구를 가짐). 다른 실시양태에서, 바늘은 정확히 다음의 개수, 다음의 개수 미만, 또는 다음의 개수를 초과하는 다수의 개구를 갖는다: 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, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 또는 100. 개구들은 배럴의 원위 단부 부근에 또는 배럴의 길이를 따라 어디에나 위치될 수 있다. 각각의 배럴 상의 개구들은 각각 종축에 대해 실질적으로 평행한 평면 내에 배치될 수 있다. 개구들은 또한 장치의 종축에 대해 실질적으로 평행하며 종축과 대면하는 라인 세그먼트를 따라 배치될 수 있다. 다른 실시양태에서, 개구들은 장치의 종축에 대해 실질적으로 평행하지 않은 하나 이상의 평면 상에 배치될 수 있다. 각각의 개구는 공통 지점, 예를 들어 종축에 대해 실질적으로 평행한 축 상의 일 지점을 향할 수 있거나, 각각의 개구는 상이한 지점 또는 방향을 향할 수 있다.
개구들은 크기 및 형상에 있어서 변할 수 있다. 예를 들어, 개구는 원형으로, 둥글게, 대체로 곡선으로, 정사각형으로, 직사각형으로, 삼각형으로, 대체로 다각형으로, 대체로 대칭형으로, 대체로 비대칭형으로, 또는 불규칙하게 성형될 수 있다. 추가로, 개구들은 각각의 배럴 내에서 크기 및 형상이 변할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 배럴 상의 제1 개구는 대체로 곡선이며 약 1mm의 직경을 가질 수 있고, 배럴 상의 제2 개구는 제1 개구와 동일한 형상을 가지며 약 1.50mm의 직경을 가질 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 각각의 개구는 대체로 동일한 형상 및 동일한 크기를 가질 수 있다. 개구들은 크기 및 형상이 변할 수 있다. 예를 들어, 개구는 원형으로, 둥글게, 대체로 곡선으로, 정사각형으로, 직사각형으로, 삼각형으로, 대체로 다각형으로, 대체로 대칭형으로, 대체로 비대칭형으로, 또는 불규칙하게 성형될 수 있다. 추가로, 개구들은 각각의 배럴 내에서 크기 및 형상이 변할 수 있다. 예를 들어, 일 실시양태에서, 배럴 상의 제1 개구는 대체로 곡선이며 약 1mm의 직경을 가질 수 있고, 배럴 상의 제2 개구는 제1 개구와 동일한 형상을 가지며 약 1.50mm의 직경을 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 각각의 개구는 대체로 동일한 형상 및 동일한 크기를 가질 수 있다.
도 1b는 배럴들 사이의 구역으로 예방제 및/또는 치료제를 전달하기 위한 4개의 배럴을 구비한 바늘 허브의 일 실시양태의 분해 사시도를 도시한다. 나사식 루어 어댑터(130)가 예방 물질 및/또는 치료 물질을 담는 주사기(도시되지 않음)와 맞물리도록 구성된다. 허브 삽입체(140)가 허브 삽입체(140)의 원위측에서 복수의 바늘(150)을 포함한다. 바늘(150)은 본원에서 설명되는 임의의 구성을 포함한, 다양한 구성일 수 있다. 칼라(160)가 나사식 루어 어댑터(130)와 맞물려서 허브 삽입체(140)를 고정시키도록 구성된다. 가스켓(170)이 주사기로부터 복수의 바늘(150)로의 밀봉된 채널을 유지하기 위해 허브 삽입체(140) 상에 선택적으로 배치될 수 있다. 바늘은 위에서 설명된 바와 같이, (예컨대, 도 1a에 도시된 바와 같이) 복수의 개구를 선택적으로 포함할 수 있다.
개구들의 크기, 형상, 및 수량은 주사되는 유체 또는 유전 물질의 효율적인 전달을 최대화하기 위해, 또는 세포막 투과성을 향상시키기 위한 주사 공동 공간 내의 최적 압력을 생성하기 위해, 또는 이들 모두를 위해, 선택될 수 있다. 도 2a를 참조하면, 세포내 전달 장치는 3개의 개구(210a, 210b) 및 뾰족한 원위 팁(205a, 205b)을 각각 포함하는 2개의 바늘 배럴(220a, 220b)을 포함한다. 원위 팁(205a, 205b)들은 거리(203)만큼 서로로부터 분리된다. 원위 팁(205a, 205b)으로부터 근위 방향으로 이동하면서, 개방부(203)는 바늘 배럴(220a, 220b)들 사이에 형성된 주사 공동 공간(204)을 형성한다. 몇몇 실시양태에서, 팁(205a, 205b)들 사이에서 바늘 배럴(220a, 220b)들 사이의 공간에 의해 생성된 개방부(203)는 바늘 배럴(220a, 220b)이 주사 공동 공간(204) 내에서 하나 이상의 세포를 둘러싸는 것을 가능케 하도록 충분히 크기가 크다.
몇몇 실시양태에서, 목표 조직으로의 원하는 제제를 함유하는 유체의 전달을 위한 세포내 전달 장치를 생성하기 위해, 바늘(220a 및/또는 220b)은 약 0.01 내지 약 4.0mm 범위의 폭 또는 직경을 구비한 복수의 대체로 곡선인 개구(210a, 210b)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 가장 넓은 부분에서의 개구(210a, 210b)의 폭은 약 0.01㎛, 0.02㎛, 0.03㎛, 0.04㎛, 0.05㎛, 0.06㎛, 0.07㎛, 0.08㎛, 0.09㎛, 0.1㎛, 0.15㎛, 0.2㎛, 0.25㎛, 0.3㎛, 0.35㎛, 0.4㎛, 0.45㎛, 0.5㎛, 0.55㎛, 0.6㎛, 0.65㎛, 0.7㎛, 0.75㎛, 0.8㎛, 0.85㎛, 0.9㎛, 0.95㎛, 1.0㎛, 1.5㎛, 2.0㎛, 2.5㎛, 3.0㎛, 3.5㎛, 4.0㎛, 4.5㎛, 5.0㎛, 5.5㎛, 6.0㎛, 6.5㎛, 7.0㎛, 7.5㎛, 8.0㎛, 8.5㎛, 9.0㎛, 9.5㎛, 0.01mm, 0.02mm, 0.03mm, 0.04mm, 0.05mm, 0.06mm, 0.07mm, 0.08mm, 0.09mm, 0.1mm, 0.15mm, 0.2mm, 0.25mm, 0.3mm, 0.35mm, 0.4mm, 0.45mm, 0.5mm, 0.55mm, 0.6mm, 0.65mm, 0.7mm, 0.75mm, 0.8mm, 0.85mm, 0.9mm, 0.95mm, 1.0mm, 1.05mm, 1.10mm, 1.15mm, 1.20mm, 1.25mm, 1.30mm, 1.35mm, 1.40mm, 1.45mm, 1.50mm, 1.55mm, 1.60mm, 1.65mm, 1.70mm, 1.75mm, 1.80mm, 1.85mm, 1.90mm, 1.95mm, 2.0mm, 2.05mm, 2.10mm, 2.15mm, 2.20mm, 2.25mm, 2.30mm, 2.35mm, 2.40mm, 2.45mm, 2.50mm, 2.55mm, 2.60mm, 2.65mm, 2.70mm, 2.75mm, 2.80mm, 2.85mm, 2.90mm, 2.95mm, 3.0mm, 3.05mm, 3.10mm, 3.15mm, 3.20mm, 3.25mm, 3.30mm, 3.35mm, 3.40mm, 3.45mm, 3.50mm, 3.55mm, 3.60mm, 3.65mm, 3.70mm, 3.75mm, 3.80mm, 3.85mm, 3.90mm, 3.95mm를 초과하거나, 그 미만이거나, 그와 동일하거나, 또는 이러한 값들 중 임의의 2개에 의해 한정되며 그를 포함하는 범위 내이다. 다른 실시양태에서, 약 10nm 내지 약 2.0mm 범위의 직경을 구비한 복수의 (예컨대, 10개의) 대체로 곡선인 개구(210a, 210b)를 선택할 수 있다.
개구(210a, 210b)의 크기, 형상 및 수량을 조정하고, 바늘(220a, 220b)이 삽입되는 압력 전달 매질의 물리적 특성을 고려함으로써, 세포내 전달 장치는 약 1 내지 약 5000kPa의 범위 내의 국소 압력을 전달할 수 있다. 본원에서 설명되는 바늘은 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185, 190, 195, 200, 300, 400, 500, 1000, 2000, 3000, 4000, 또는 5000kPa을 초과하거나, 그 미만이거나, 그와 동일한 범위 내의 압력, 또는 이러한 값들 사이의 임의의 값의 압력에서 유체를 전달하도록 구성될 수 있다. 주사 공동 공간(204) 내에 함유된 조직 내의 증가된 국소 압력은 조직 내의 세포의 세포막 투과성 특징을 바꾸고, 세포 내로의 제제(예컨대, DNA)의 진입을 촉진한다.
바늘(220a, 220b)의 길이는 약 0.5cm으로부터 약 15cm까지 변할 수 있다. 소정의 실시양태에서, 바늘은 약 다음의 값, 적어도 다음의 값, 적어도 약 다음의 값, 다음의 값 이하, 또는 약 다음의 값 이하, 또는 이러한 값들 사이의 임의의 값이다: 0.5, 0.75, 1.0, 1.25, 1.5, 2.0, 2.25, 2.5, 2.75, 3.0, 3.25, 3.5, 3.75, 4.0, 4.25, 4.5, 4.75, 5.0, 5.25, 5.5, 5.75, 6.0, 6.25, 6.5, 6.75, 7.0, 7.25, 7.5, 7.75, 8.0, 8.25, 8.5, 8.75, 9.0, 9.25, 9.5, 9.75, 10.0, 10.25, 10.5, 10.75, 11.0, 11.25, 11.5, 11.75, 12.0, 12.25, 12.5, 12.75, 13.0, 13.25, 13.5, 13.75, 14.0, 15.25, 14.5, 14.75, 또는 15cm. 몇몇 실시양태에서, 바늘(들)은 1cm를 초과하는 길이를 갖는다. 몇몇 실시양태에서, 바늘(들)은 15mm를 초과하는 길이를 갖는다. 몇몇 실시양태에서, 바늘(들)은 20mm를 초과하는 길이를 갖는다.
팁(205a, 205b)이 장치의 종축을 향해 각도를 이루는 경사부를 구비하여 도시되어 있지만, 경사부는 조직을 확산시키고, 적어도 일부의 목표 조직을 바늘 배럴(220a, 220b)들 사이에 배치된 영역을 통해 이들 사이에 배치된 주사 공동 공간(204) 내로 전달하기 위해, 반대 방향 또는 상이한 방향으로 각도를 이룰 수 있다 (도 4 참조). 몇몇 실시양태에서, 각각의 팁은 2, 3, 4, 5, 6개, 또는 그 이상의 경사진 모서리와 같은, 복수의 경사진 모서리를 포함할 수 있다. 이는 대체로 축에 대한 회전 대칭성을 갖는 팁을 생성할 수 있고, 각각의 바늘의 균일한 삽입을 제공할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 팁(205a, 205b)은 투관침 팁, 또는 본원에서 개시되는 주사 장치 내의 하나 이상의 바늘 상에서 사용될 수 있는 4개의 경사진 모서리를 갖는 "쿼드카(quadcar)" 팁을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 바늘(220a, 220b)은 유사하거나 상이한 팁(205a, 205b)일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 바늘 팁 상의 적어도 하나의 경사진 모서리가 동일한 바늘 상의 하나 이상의 개구와 대체로 동일한 방향으로 향한다. 몇몇 실시양태에서, 바늘 팁 상의 경사진 모서리는 동일한 바늘 상의 모든 개구와 대체로 동일한 방향으로 향하지 않는다.
제제의 전달 압력은 치료의 효능 및 안전성에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 너무 큰 압력을 인가하는 것은 세포에 대한 바람직하지 않은 손상을 일으킬 수 있고, 너무 작은 압력을 인가하는 것은 제제의 흡수를 허용하기에 충분한 투과성 변화를 산출하지 않을 수 있다. 유체 동역학 법칙 및 관련 방정식이 주사 공동 공간(204) 내의 허용 가능한 압력의 프로파일을 생성하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 바늘 배럴(220a, 220b)의 기하학적 형상 및 제제의 유체 특징, 예를 들어, 점성 및 밀도가 주사 공동 공간(204) 내의 국소 압력에 영향을 줄 것이다. 몇몇 실시양태에서, 개구(210a, 210b)의 크기 및 형상, 유체 및 전달 제제, 그리고 구동 압력은 주사 공동 공간(204) 내에서 원하는 국소 압력을 생성하기 위해 선택될 수 있다. 다르시-바이스바하(Darcy-Weisbach) 방정식이, 예를 들어, 유동 속도, 유체의 점성, 및 파이프 길이에 대한 배럴 내강의 직경의 비율에 관련하여 압력 강하를 정의하기 위해 사용될 수 있다. 방정식은 무엇보다도, 각각의 유형의 유체가 그 자신의 점성 특성을 가지므로, 상이한 담체 매질 유체(예컨대, 인산 완충 염수, 글리세린, 에탄올, 탈이온수, 여과수, 다양한 오일, 에멀젼 등)를 사용할 때 적절한 개구(210a, 210b) 크기를 결정하는데 있어서 유용하다. 표준 연산 유체 동역학 소프트웨어가 원하는 압력 강하를 달성하기 위해 바늘 배럴 및 개구의 최적의 물리적 파라미터를 결정하는데 있어서 이용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 압력 강하의 생성을 위한 유체의 사용으로 제한되지 않고, 다른 유형의 압력 전달 매질을 이용할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 공기, 또는 CO2 또는 N2와 같은 다른 기체가 조직 상으로 압력을 전달하기 위해 사용될 수 있다.
도 2b는 각각의 바늘 상에서 동일하게 이격된 5개의 개구를 갖는 피하주사 바늘 장치 또는 세포내 전달 장치의 일 실시양태를 도시한다. 바늘(230)은 각각의 개구의 중심으로부터 또는 각각의 개구의 대응하는 모서리로부터 측정된, 각각의 개구 사이의 거리(240)를 갖는 5개의 개구(235)를 각각 포함한다. 개구들 사이의 간격은 몇몇 실시양태에서, 바늘 내의 모든 개구에 대해 동일할 수 있거나, 몇몇 실시양태에서, 거리(240)는 변할 수 있다. 간격은 약 다음의 값, 적어도 다음의 값, 적어도 약 다음의 값, 다음 값 이하, 약 다음의 값 이하일 수 있다: 0.01mm, 0.05mm, 0.1mm, 0.15mm, 0.2mm, 0.25mm, 0.3mm, 0.4mm, 0.5mm, 0.6mm, 0.7mm, 0.8mm, 0.9mm, 1mm, 2mm, 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 7mm, 8mm, 9mm, 1cm, 2cm 또는 3cm. 개구(235)들은 제1 바늘 상의 각각의 개구가 제2 바늘 상의 대응하는 제2 개구와 대면하도록 구성된다. 이러한 배열은 서로 대면하는 개구들 사이에서의 치료 물질의 대향 유체 유동 또는 교차 분무를 일으킨다. 몇몇 실시양태에서, 모든 개구는 상이한 바늘 상의 다른 개구와 대면 (또는 대향)하도록 구성된다. 몇몇 실시양태에서, 개구들 중 적어도 2, 4, 6, 8, 10, 16, 20, 30, 40, 50, 또는 60개가 상이한 바늘 상의 다른 개구와 대면 (또는 대향)하도록 구성된다.
도 2c는 3개의 바늘을 구비한 바늘 허브의 일 실시양태를 도시하고, 피하주사 바늘 허브의 치수를 도시한다. 허브(245)는 허브(245)의 원위 단부에 유체 결합된 3개의 바늘(250)을 포함한다. 바늘(250)은 각각 허브(245)의 원위 단부로부터 바늘 팁(257)까지의 바늘 길이(255)를 갖는다. 바늘 길이(255)는 예방 물질 및/또는 치료 물질을 전달하기 위한 목표 조직에 의존하여 변할 수 있다. 바늘 선단(257)과 바늘 선단(257)으로부터 가장 먼 바늘 상의 개구(235) 사이의 거리(265)는 변할 수 있다. 예를 들어, 거리(265)는 약 1mm, 2mm, 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 7mm, 8mm, 9mm, 10mm, 11mm, 12mm, 13mm, 14mm, 15mm, 16mm, 17mm, 18mm, 19mm, 20mm, 21mm, 22mm, 23mm, 24mm, 25mm, 26mm, 27mm, 28mm, 29mm, 3cm, 3.5cm, 4cm 또는 초과, 또는 이러한 값들 중 임의의 2개의 값들 사이의 범위와 같은, 0.1mm와 5cm 사이일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 거리(265)는 10mm를 초과할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 거리(265)는 11mm를 초과할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 거리(265)는 15mm를 초과할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 거리(265)는 20mm를 초과할 수 있다. 유사하게, 바늘 선단(257)에 가장 가까운 개구(235)와 바늘 선단(257)으로부터 가장 먼 개구 사이의 거리(270)는 또한 변할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 거리(257)는 1mm, 2mm, 3mm, 4mm, 5mm, 6,mm, 7mm, 8mm, 9mm, 1cm, 2cm, 3cm, 4cm, 5cm, 6cm, 7cm, 8cm, 9cm, 또는 그의 초과와 같은, 0.5mm와 10cm 사이일 수 있다.
도 2d는 엇갈린 구성의 4개의 바늘을 구비한 바늘 허브의 일 실시양태를 도시한다. 허브(275)는 허브(245)의 원위 단부에 유체 결합된 4개의 바늘(280, 285, 287, 290)을 포함한다. 바늘(287)은 거리(295)만큼 바늘(290)보다 더 길다. 바늘(280)은 바늘(285, 290)보다는 더 길지만, 바늘(287)보다는 더 짧다. 엇갈린 배열의 많은 다른 변경이 또한 사용될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 주사 장치는 복수의 바늘을 포함하고, 적어도 하나 이상의 바늘은 제1 길이를 갖고, 하나 이상의 바늘은 제1 길이보다 더 긴 제2 길이를 갖는다. 몇몇 실시양태에서, 각각의 바늘은 상이한 길이를 가질 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 거리(295)는, 예를 들어, 적어도 0.1mm, 0.15mm, 0.2mm, 0.25mm, 0.3mm, 0.4mm, 0.5mm, 0.6mm, 0.7mm, 0.8mm, 0.9mm, 1mm, 2mm, 3mm, 4mm, 또는 5mm일 수 있다. 바늘 사이의 길이의 차이는, 예를 들어, 5cm, 2cm, 1cm, 5mm, 4mm, 3mm, 2mm, 또는 1mm 이하일 수 있다.
도 3은 배럴들 사이의 구역으로 치료제를 전달하기 위한 10개의 개구를 각각 갖는 2개의 배럴을 갖는 피하주사 바늘 장치 또는 세포내 전달 장치의 일 실시양태의 측면도를 도시한다. 바늘 배럴(320a, 320b)은 중심 내강(315)과 유체 연통하는 내강을 포함한다. 가압된 예방제 및/또는 치료제가 중심 내강(315)을 통해 바늘 배럴(320a, 320b)로 유도될 수 있고, 개구(310a, 310b)를 거쳐 바늘 배럴(320a, 320b)을 빠져나갈 수 있다. 바늘 배럴(320a, 320b)은 배럴의 원위 길이를 따라 균등하게 분포된 10개의 곡선 개구를 각각 포함한다. 개구(310a, 310b)는 가압된 제제를 장치의 종축을 향해 유도하도록 구성되고, 따라서 바늘 배럴(320a) 상의 개구(310a)는 바늘 배럴(320b) 상의 개구(310b)와 대면한다. 일 실시양태에서, 개구들은 배럴의 근위 단부를 향해 약 1mm와 약 3mm 사이에서 배럴(320a, 320b)의 팁으로부터 근위에 배치될 수 있다.
도 4는 근육 세포 내로 DNA를 포함하는 예방제 및/또는 치료제를 전달하는 피하주사 바늘 장치 또는 세포내 전달 장치의 일 실시양태의 측면도를 도시한다. 예방제 및/또는 치료제(430)는 본원에서 설명되는 바와 같이, 세포(450)의 일부 내로의 또는 복수의 세포 내로의 전달을 위한 유전자, 핵산, 단백질, 또는 다른 거대 분자를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 세포내 전달 장치는 주사 공동 공간(404)이 하나의 근육 세포(450)의 적어도 일부를 둘러싸도록 근육 조직 내로 도입되어 있다. 유체의 고압 공급원(도시되지 않음)이 장치의 중심 내강(415) 내로 그리고 각각의 바늘 배럴(420a, 420b)의 내강을 통해 유도되고, 그 후에 개구(410a, 410b)를 통해 주사 공동 공간(404) 내로 배출된다. 각각의 개구(410a, 410b)에 존재하는 높은 압력은 유체가 주사 공동 공간(404) 내에 위치된 조직 내로 배출될 때 유체에 인가되는 압력으로부터 생성된다. 국소 압력의 결과적인 증가는 주사되는 요소의 흡수를 향상시키기 위해 막의 투과성 특성을 바꾼다. 결과적인 투과성 변화는 약물, 핵산, 및 다른 화합물이 세포의 내부로 접근하도록 허용한다.
본원에서 설명되는 바와 같이, 바늘 배럴의 개수는 주사 장치에 대한 의도된 용도, 주사 장치를 생성하기 위해 사용되는 제조 공정, 원하는 국소 압력의 양, 및/또는 다른 인자에 의존하여 변할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 배럴의 개수는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 8, 10, 또는 그 초과의 값과 동일하거나 더 많을 수 있다.
도 5a는 세포내 전달 장치의 평면도를 도시한다. 바늘 배럴(520a, 520b, 520c)들은 커넥터의 중심 또는 중심 내강 하우징(500) 둘레에 배치된다. 바늘 배럴(520a, 520b, 520c)은 정삼각형, 이등변 삼각형, 부등변 삼각형, 또는 직각 삼각형을 형성할 수 있다. 커넥터(500)의 직경(D1)은 바늘 배럴(520)들 사이의 길이(L1)가 변할 수 있는 바와 같이 변할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 커넥터(500)의 직경(D1)은 약 3 내지 약 25mm의 범위이고, 바늘 배럴들 사이의 길이(L1)는 약 1 내지 약 8mm의 범위 또는 그 초과이다. L1은 하나의 배럴의 중심으로부터 인접한 배럴의 중심까지, 또는 하나의 배럴의 모서리로부터 인접한 배럴의 대응하는 모서리까지 측정될 수 있다.
도 5b는 3개의 배럴을 갖는 피하주사 바늘 장치 또는 세포내 전달 장치의 일 실시양태의 측면도를 도시한다. 배럴(520a - 520c)들은 각각 3개의 분리된 주사기(501a, 501b, 501c)에 연결된다. 주사기들은 환자에게로의 전달을 위한 유사하거나 상이한 부피의 치료제를 함유하도록 구성될 수 있다. 일 실시양태에서, 각각의 주사기는 1mL의 예방제 및/또는 치료제를 함유하도록 구성된다. 각각의 주사기(501a, 501b, 501c)는 그로부터 종방향으로 연장하는 바늘 배럴(520a, 520b, 520c)을 포함한다. 각각의 바늘 배럴(520)은 장치의 종축을 향하는 복수의 개구(510a, 510b, 510c)를 포함한다. 각각의 바늘 배럴(520a, 520b, 520c) 상의 개구(510a, 510b, 510c)의 개수는 1개 내지 20개의 범위일 수 있다. 일 실시양태에서, 배럴(520) 상의 개구(510)들은 균등하게 분포되고, 하나의 개구는 약 0.2mm에 걸쳐 배치된다. 바늘 배럴(520)의 길이당 체적 범위는 개구(510)들 사이의 거리에 의존하여 변할 수 있다. 일 실시양태에서, 바늘 배럴(520)의 길이의 각각의 밀리미터는 75㎕의 예방제 및/또는 치료제에 대응한다. 3개의 주사기(501)들은 장치의 종축에 대해 중심 설정된 정삼각형 형상으로 배열될 수 있고, 각각의 바늘 배럴(520)은 다른 2개의 바늘 배럴들 각각으로부터 대체로 동일한 거리에 있다.
바늘 배럴(520)들 사이의 거리는 개구(510)의 개수에 의존하여 변할 수 있다. 일 실시양태에서, 각각의 바늘 배럴(520)은 10개의 개구(510)를 포함하고, 바늘들은 서로로부터 약 3.0mm 이격되어 배치된다. 다른 실시양태에서, 각각의 바늘 배럴(520)은 8개의 개구(510)를 포함하고, 바늘들은 서로로부터 약 2.2mm 이격되어 배치된다. 다른 예시적인 실시양태에서, 각각의 바늘 배럴(520)은 6개의 개구를 포함하고, 바늘들은 서로로부터 약 1.5mm 이격되어 배치된다. 또 다른 실시양태에서, 각각의 바늘 배럴(520)은 개구(510a - 510c)를 포함하고, 바늘들은 서로로부터 약 1.0mm 이격되어 배치된다. 개구(510a - 510c)들은 다양한 배향으로 배향될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 개구(510a - 510c)는 인접한 바늘을 향할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 개구(510a - 510c)는 대향 바늘을 향하고, 도 5c에 도시된 바와 같은 교차 분무 패턴을 생성할 수 있다.
도 5c는 대상체(590)의 조직으로 치료제를 전달하는 도 5b의 피하주사 바늘 장치 또는 세포내 전달 장치의 사시도를 도시한다.
이제 도 6a를 참조하면, 장치의 종축에 대해 각도를 이루어 각각 배치된 2개의 배럴을 갖는 피하주사 바늘 장치 또는 세포내 전달 장치의 일 실시양태의 측면도가 도시되어 있다. 도 6a의 주사 장치는 장치의 종축에 대해 각도를 이루어 각각 배치된 2개의 주사기(620a, 620b)를 포함한다. 지지부(670)가 주사기(620)들을 서로에 대해 제 위치에 유지시키고, 장치의 종축과 대체로 정렬된다.
도 6b는 2개의 배럴 및 커넥터 피팅을 갖는 피하주사 바늘 장치 또는 세포내 전달 장치의 일 실시양태의 사시도를 도시한다. 바늘 배럴(620a, 620b)은 하우징 또는 커넥터(600) 내에 수용된 공통 내강(615)에 유체 연결된다. 바늘 배럴(620a, 620b)들은 서로에 대해 대체로 평행하고, 공통 내강(615)에 의해 배럴로 유도되는 예방제 및/또는 치료제를 대상체에게 분배한다.
도 6c는 커넥터 피팅을 구비한 피하주사 바늘 장치 또는 세포내 전달 장치의 평면도를 도시한다. 바늘 배럴(620a, 620b)들은 길이(L2)만큼 서로 분리될 수 있고, 커넥터(600)는 직경 또는 폭(D2)을 가질 수 있다. 커넥터(600)의 직경(D2)은 바늘 배럴(620)들 사이의 길이(L2)가 변할 수 있는 바와 같이 변할 수 있다. 일 실시양태에서, 커넥터(600)의 직경(D2)은 약 3 내지 약 25mm의 범위이고, 바늘 배럴들 사이의 길이(L2)는 약 1 내지 약 6mm의 범위이다.
도 7a는 대상체의 조직으로 예방제 및/또는 치료제를 전달하기 위한 복수의 개구를 각각 갖는 6개의 배럴을 갖는 피하주사 바늘 장치 또는 세포내 전달 장치의 일 실시양태의 사시도를 도시한다. 6개의 바늘 배럴(720a - 720f)들은 커넥터(700)로부터 서로에 대해 대체로 평행하게 연장한다. 커넥터(700)는 바늘 배럴(720)로 가압된 예방제 및/또는 치료제를 분배하는 공통 내강(715)을 수용한다.
도 7b는 도 7a의 주사 장치의 평면도를 도시한다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 바늘 배럴(720)들 중 5개가 커넥터(700)의 중심에 대해 중심 설정된 5각형 또는 5면 다각형을 형성한다. 이러한 5개의 바늘 배럴(720) 각각은 길이(L3)만큼 좌측 및 우측 바늘 배럴(720)로부터 분리될 수 있다. 제6 바늘 배럴(720)이 5면 다각형의 중심에 배치되고, 길이(L4)만큼 다른 5개의 바늘 배럴로부터 분리된다. 커넥터(700)는 또한 최대 폭(D3)의 직경을 가질 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 직경(D3)은 약 3mm와 약 25mm 사이일 수 있다. 길이(L4, L3)들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 길이(L4)는 약 1 내지 약 6mm의 범위이고, 길이(L3)는 약 1 내지 약 6mm의 범위이다.
도 8a는 4개의 배럴을 갖는 피하주사 바늘 장치 또는 세포내 전달 장치의 일 실시양태의 측면도를 도시한다. 바늘 배럴(820)은 커넥터(800) 내에 수용된 공통 내강(815)과 유체 연결된다. 각각의 바늘 배럴(820)은 임의의 개수의, 예를 들어, 6개 또는 10개의 내향 개구(810a - 810d)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 바늘 배럴(820a - 820d)은 장치의 종축을 따라 배치되고, 개구(810a - 810d)를 포함하지 않거나, 장치의 중심 또는 종축으로부터 멀리 향하는 개구(810a - 810d)를 포함한다. 예를 들어, 바늘 배럴(820b)은 3개의 개구 구역을 포함할 수 있고, 각각의 구역은 바늘(820a), 바늘(820c), 또는 바늘(820d)로부터 선택된 하나의 바늘을 향하는 개구를 포함한다. 구역은 다른 구역과 비교하여 분리된 바늘(820a - 820d)을 각각 향하는 개구를 포함할 수 있다. 바늘 배럴(820a - 820d)들은 약 3mm와 약 100mm 사이의 길이(L5)로 커넥터(800)로부터 연장할 수 있다.
도 8b는 커넥터(800) 및 바늘 배럴(820a - 820d)을 포함하는 도 8a의 주사 장치의 평면도를 도시한다. 바늘 배럴들 중 3개(820a, 820c, 820d)는 장치의 종축에 대해 중심 설정되고 커넥터(800)와 공통 중심을 공유하는 삼각형 내에 배치될 수 있다. 바늘 배럴(820b)은 주변의 바늘 배럴(820a, 820c, 820d)들로부터 등거리에 위치된다. 이러한 바늘 배열은 "Y형 구성"으로 불릴 수 있다. 바늘 배럴(820a - 820d)들은 길이(L6)만큼 서로로부터 분리될 수 있다. 이러한 길이(L6)는 약 2mm와 약 12mm 사이에서 변할 수 있다. 예를 들어, L6는 약 3mm 또는 약 6mm일 수 있다. 커넥터(800)는 약 3 내지 약 20mm 범위의 직경 또는 최대 폭(D4) 치수를 가질 수 있다.
세포내 전달 장치는 도 8b에 도시된 바와 같이 4개의 바늘을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, L6는 6mm이다. 몇몇 실시양태에서, L6는 약 0.1mm 내지 약 6mm일 수 있다. 4개의 바늘 내의 개구의 총 개수는 72개이다. 중심 바늘은 바늘의 축을 따라 3개의 열로 분포된 36개의 개구를 포함하고, 각각의 열은 외측 바늘을 향한다. 3개의 외측 바늘은 바늘들 사이에서 교차 유동을 생성하도록, 중심 바늘을 향하는 12개의 개구의 단일 열을 각각 포함한다. 개구들은 0.1mm의 직경 및 약 0.2mm의 간격을 가질 수 있다. Y형 구성에서, 중심 바늘은 배럴로부터 각각의 외측 바늘을 향해, 3개의 방향으로의 유동을 제공하도록 위치된 개구들을 가질 수 있다. 유사하게, 외측 바늘은 치료제가 각각의 바늘 배럴로부터 중심 바늘을 향해 유동하도록, 배럴의 길이를 따라 배치된 개구들을 가질 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 L6가 3mm인, 도 8b에 도시된 바와 같은 4개의 바늘을 포함한다. 4개의 바늘 내의 개구의 총 개수는 72개이다. 중심 바늘은 바늘의 축을 따라 3개의 열로 분포된 36개의 개구를 포함하고, 각각의 열은 외측 바늘을 향한다. 3개의 외측 바늘은 바늘들 사이에서 교차 유동을 생성하도록, 중심 바늘을 향하는 12개의 개구의 단일 열을 포함한다. 개구들은 0.05mm의 직경 및 약 0.2mm의 간격을 가질 수 있다.
도 8c는 도 8a의 세포내 전달 장치의 일 실시양태의 평면도를 도시한다. 바늘(830a - 830d)은 바늘(830d)과 바늘(830b) 사이의 길이(L7)를 갖는, 정사각형, 또는 사다리꼴, 등변 사다리꼴, 평행사변형, 연(kite), 마름모, 또는 직사각형과 같은 임의의 다른 사변형의 꼭지점으로서 배열된다. 이러한 길이(L7)는 3mm 또는 6mm와 같이, 약 2mm와 약 12mm 사이에서 변할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, L7은 약 0.1mm 내지 약 6mm, 또는 이들의 사이의 임의의 거리일 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 각각의 바늘은 제1 인접한 바늘을 향하는 개구들의 제1 구역을 구비하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 바늘(830b)은 바늘(830a)을 향하는 개구들의 제1 구역을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 각각의 바늘은 제2 인접한 바늘에 대향하는 개구들의 제2 구역을 구비하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 바늘(830b)은 바늘(830a)을 향하는 개구들의 제1 구역 및 바늘(830c)을 향하는 개구들의 제2 구역을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 각각의 바늘은 제3 인접한 바늘에 대향하는 개구들의 제3 구역을 구비하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 바늘(830b)은 바늘(830a)을 향하는 개구들의 제1 구역, 바늘(830c)을 향하는 개구들의 제2 구역, 및 바늘(830d)을 향하는 개구들의 제3 구역을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 각각의 바늘은 동일한 개수의 구역을 구비하여 구성된다. 몇몇 실시양태에서, 각각의 구역은 동일한 개수의 개구를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 각각의 바늘은 3개의 구역들 중 임의의 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 바늘(830)들은 평행사변형 또는 마름모와 같은 다이아몬드 형상을 형성하도록 선택적으로 구성될 수 있다. 이러한 바늘 배열은 개구 구역들의 구체적인 조성에 의존하여, "O형 또는 X형 패턴"으로 불릴 수 있다. O형 패턴에서, 바늘(830a - 830d) 상의 구역들은 인접한 바늘만을 향하도록 구성되어, "O"와 유사한 분무 패턴을 생성한다. X형 패턴에서, 바늘(830a - 830d) 상의 구역들은 인접한 바늘 및 대향하는 바늘을 향하도록 구성되어, "X"와 부분적으로 유사한 분무 패턴을 생성한다.
몇몇 실시양태에서, 주사 장치는 도 8c에 도시된 바와 같은 바늘을 포함하고, 여기서 L7은 3mm이고, 각각의 바늘은 바늘의 축을 따라 3개의 열로 분포된 18개의 개구(4 x 18은 72개의 총 개구)를 포함한다. 각각의 열은 바늘들 사이에서 교차 유동을 생성하도록 3개의 다른 바늘들 중 하나를 향하고, 유동을 대체로 4개의 바늘로부터 등거리인 중심에 수렴시킨다. 개구들은 0.05mm의 직경 및 약 0.2mm의 간격을 가질 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 도 8c에 도시된 바와 같은 바늘을 포함하고, 여기서 L7은 3mm이고, 각각의 바늘은 바늘의 축을 따라 2개의 열로 분포된 24개의 개구(4 x 24는 96개의 총 개구)를 포함한다. 각각의 열은 바늘들 사이에서 교차 유동을 생성하도록 인접한 바늘을 향한다. 개구들은 0.1mm의 직경 및 약 0.2mm의 간격을 가질 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 도 8c에 도시된 바와 같은 바늘을 포함하고, 여기서 L7은 6mm이고, 각각의 바늘은 바늘의 축을 따라 3개의 열로 분포된 36개의 개구(4 x 36은 144개의 총 개구)를 포함한다. 각각의 열은 바늘들 사이에서 교차 유동을 생성하도록 3개의 다른 바늘들 중 하나를 향하고, 유동을 대체로 4개의 바늘로부터 등거리인 중심에 수렴시킨다. 개구들은 0.1mm의 직경 및 약 0.2mm의 간격을 가질 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 도 8c에 도시된 바와 같은 바늘을 포함하고, 여기서 L7은 6mm이고, 각각의 바늘은 바늘의 축을 따라 2개의 열로 분포된 18개의 개구(4 x 18은 72개의 총 개구)를 포함한다. 각각의 열은 바늘들 사이에서 교차 유동을 생성하도록 인접한 바늘을 향한다. 개구들은 0.05mm의 직경 및 약 0.2mm의 간격을 가질 수 있다.
도 9 내지 도 15는 주사 장치의 다양한 다른 실시양태들의 평면도를 도시한다. 이러한 주사 장치들 각각은 복수의 바늘 배럴을 포함하고, 바늘 배럴 상에 배치된 개구를 포함할 수 있다. 개구는 대상체에게 가압된 예방제 및/또는 치료제를 전달하고 그리고/또는 대상체에게 음압을 인가하도록 구성될 수 있다.
도 9는 4개의 바늘 배럴을 포함하는 피하주사 바늘 장치 또는 세포내 전달 장치의 일 실시양태의 평면도를 도시한다. 각각의 바늘 배럴(920a - 920d)은 주사 공간(904) 내로 가압된 예방 물질 및/또는 치료 물질을 전달하도록 구성된 적어도 하나의 내향 또는 중심 지향 개구(910)를 포함한다.
도 10a는 7개의 배럴을 포함하는 피하주사 바늘 장치 또는 세포내 전달 장치의 일 실시양태의 평면도를 도시한다. 바늘 배럴(1020)들 중 6개가 6각형을 형성하고, 제7 바늘 배럴은 6각형의 중심 부근에 배치된다.
도 10b는 7개의 배럴을 포함하는 피하주사 바늘 허브의 사시도를 도시한다. 바늘 배럴(1020a - 1020g)은 허브(1045) 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 6개의 바늘 배럴(1020a - 1020c, 1020e - 1020g)이 제7 중심 바늘 배럴(1020d) 둘레에 배열된다. 개구(1010)는, 개구가 인접한 바늘 배럴들 및 중심 바늘 배럴로 지향되도록 구역 내에 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 10a 상의 화살표에 의해 도시된 바와 같이, 제1 구역 내의 하나의 바늘 배럴(1020a)은 제1 인접한 바늘 배럴(1020g)을 향하고, 제2 구역 내의 개구는 제2 인접한 바늘 배럴(1020b)을 향하고, 제3 구역 내의 개구는 중심 바늘 배럴(1020d)을 향한다. 길이(D10)는, 몇몇 실시양태에서, 약 0.5mm 내지 약 12mm의 임의의 거리 또는 이들 사이의 임의의 거리일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, D10은 약 3mm일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, D10은 약 6mm일 수 있다.
도 11은 주사 공간(1104) 내로 가압된 예방 물질 및/또는 치료 물질을 전달하도록 구성된 적어도 하나의 내향 또는 중심 지향 개구(1110a - 1110j)를 각각 포함하는 10개의 바늘 배럴(1120a - 1120j)을 갖는 세포내 전달 장치의 일 실시양태를 도시한다.
도 12 내지 도 14는 가압된 치료제가 주사 공동 공간에 대해 비대칭으로 전달되는 세포내 전달 장치의 실시양태를 도시한다. 이는 몇몇 상황에서, 예를 들어, 모든 측면보다는, 조직의 단지 하나의 부분 또는 영역 상에 더 포커싱된 양압을 전달하는데 바람직할 수 있다.
도 12는 3개의 바늘 배럴(1220a - 1220c)을 갖는 세포내 전달 장치의 일 실시양태를 도시하고, 3개의 바늘 배럴들 중 2개는 주사 공간(1204) 내로 가압된 예방 물질 및/또는 치료 물질을 전달하도록 구성된 적어도 하나의 내향 또는 중심 지향 개구(1210b - 1210c)를 포함한다. 제3 바늘 배럴(1220a)은 주사 공간(1204)으로 가압 유체를 전달하도록 구성된 임의의 개구를 포함하지 않는다.
몇몇 실시양태에서, 피하주사 바늘 장치 또는 세포내 전달 장치는 하나 이상의 개구를 거쳐 주사 공동 공간으로 음압을 인가하도록 구성된다. 음압 또는 부압은 세포막 상으로 최적양의 압력을 전달하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 실시양태에서, 음압은 바늘 배럴들 중 하나 이상을 향해 지향된 화살표에 의해 표현된다. 음압은 소정의 개구를 다른 개구와 상이한 내강에 연결함으로써 인가될 수 있다.
도 13은 3개의 바늘 배럴(1320a - 1320c)을 갖는 세포내 전달 장치의 일 실시양태를 도시하고, 3개의 바늘 배럴들 중 2개(1320b, 1320c)는 주사 공간(1304) 내로 가압된 예방 물질 및/또는 치료 물질을 전달하도록 구성된 적어도 하나의 내향 또는 중심 지향 개구(1310b, 1310c)를 포함한다. 제3 바늘 배럴(1320a)은 주사 공간(1304)으로 음압을 인가하도록 구성된 적어도 2개의 내향 또는 중심 지향 개구(1310a)를 포함한다.
도 14는 4개의 바늘 배럴(1420a - 1420d)을 갖는 세포내 전달 장치의 일 실시양태를 도시하고, 4개의 바늘 배럴들 중 2개(1420c, 1420d)는 주사 공간(1404)으로 가압된 예방 물질 및/또는 치료 물질을 전달하도록 구성된 적어도 하나의 내향 또는 중심 지향 개구(1410c, 1410d)를 포함한다. 제3 및 제4 바늘 배럴(1420a, 1420b)은 주사 공간(1404) 내로 가압 유체를 전달하도록 구성된 임의의 개구를 포함하지 않는다.
도 15는 4개의 바늘 배럴(1520a -1520d)을 갖는 세포내 전달 장치의 일 실시양태를 도시하고, 4개의 바늘 배럴들 중 2개(1520b, 1520d)는 주사 공간(1504) 내로 가압된 예방 물질 및/또는 치료 물질을 전달하도록 구성된 적어도 하나의 내향 또는 중심 지향 개구(1510b, 1510d)를 포함한다. 제3 및 제4 바늘 배럴(1520a, 1520c)은 주사 공간(1504)으로 음압을 인가하도록 구성된 개구(1510a, 1510c)를 포함한다.
본원에서 설명되는 바와 같이, 각각의 바늘 배럴의 형상은 변할 수 있다. 도 16 내지 도 18은 내향 또는 중심 지향 개구를 포함하는 고리 형상 바늘 배럴의 실시양태를 도시한다. 도 16은 고리 형상이며 3개의 내향 또는 중심 지향 개구(1610)를 포함하는 바늘 배럴(1620)을 도시한다. 3개의 개구(1610)들 중 2개는 주사 공간(1604) 내로 가압된 예방 물질 및/또는 치료 물질을 전달하도록 구성되고, 제3 개구(1610)는 주사 공간으로 음압을 인가하도록 구성된다. 개구(1610)들은 삼각형, 예를 들어, 정삼각형을 형성할 수 있다. 도 17은 고리 형상이며 서로 대면하는 2개의 내향 또는 중심 지향 개구(1710)를 포함하는 바늘 배럴(1720)을 도시한다. 2개의 개구(1710)들 중 하나는 주사 공간(1704) 내로 가압된 예방 물질 및/또는 치료 물질을 전달하도록 구성되고, 다른 개구(1710)는 주사 공간으로 음압을 인가하도록 구성된다. 도 18은 고리 형상이며 서로 대면하는 2개의 내향 또는 중심 지향 개구(1810)를 포함하는 바늘 배럴(1820)을 도시한다. 양 개구(1820)는 주사 공간(1804) 내로 가압된 예방 및/또는 치료 물질을 전달하도록 구성된다. 개구(1810)들은 임의의 적합한 형상, 예를 들어, 대체로 다각형인 형상을 포함할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 바늘 배럴은 복수의 개구에 유체 연결된 하나의 내강, 또는 1개를 초과하는 내강을 포함할 수 있다. 도 19는 단일 내강을 포함하는 배럴의 일 실시양태의 절결도를 도시한다. 바늘 배럴(1920)은 단일 내강(1935) 및 단일 내강(1935)과 각각 유체 연결된 3개의 개구(1910)를 포함한다. 내강(1935)은 압력의 전달 및 예방제 및/또는 치료제의 전달을 위해 사용된다.
도 20은 2개의 내강을 포함하는 배럴의 일 실시양태의 절결도를 도시한다. 바늘 배럴(2020)은 2개의 개구(2010)와 유체 연결되는 제1 내강(2035)을 포함한다. 바늘 배럴(2035)은 또한 제3 개구(2012)와 유체 연결되는 제2 내강(2037)을 포함한다. 이러한 실시양태는, 예를 들어, 가압된 예방제 및/또는 치료제의 전달을 위해 제1 내강을 그리고 다른 유체, 예방제, 및/또는 치료제의 전달 및/또는 음압의 인가를 위해 제2 내강을 사용하는 것이 바람직할 때 채용될 수 있고, 그 반대도 가능하다.
몇몇 실시양태에서, 조정 가능한 세포내 전달 장치와 함께 사용하기 위한 조정 가능한 전달 유닛은 피하주사 바늘을 수납하도록 구성된 채널, 바늘 배럴의 폐쇄 단부가 채널로부터 돌출하여 생물학적 시편과 맞물리는데 이용 가능하도록 채널 내에 주사기 및 바늘 허브를 봉입하도록 작동하는 핸들, 핸들의 작동에 의해 충전되도록 구성된 충전 요소 - 충전 요소는 트리거의 작동이 충전 요소를 해제하도록 트리거 및 주사기에 결합됨 - 를 포함하고, 충전 요소는 주사기 상에 작용하여, 예방 물질 및/또는 치료 물질을 주사기의 외부로 이동시킨다. 몇몇 실시양태에서, 조정 가능한 전달 유닛은 핸들의 작동에 의해 압축되도록 구성되고 트리거의 작동 시에 압축 해제되도록 구성된 스프링을 포함한다.
도 21a는 본원에서 설명되는 바늘 장치와 함께 사용될 수 있는 스프링 작동식 장치의 하나의 예이다. 스프링 작동식 장치(2100)는 일 측면 상에서 장입 링 그립(2110) 및 대향 측면 상의 깊이 조정 부재(2120)를 포함한다. 깊이 조정 부재(2120)는 스프링 작동식 장치(2100)와 회전 가능하게 맞물릴 수 있고, 대상체에게 투여할 때 바늘이 조직을 침투하는 깊이를 조정하도록 구성될 수 있다. 트리거 버튼(2130)은 장치가 바늘 플런저를 압축하여 예방 물질 및/또는 치료 물질을 주사하는 것을 트리거링하도록 눌릴 수 있다.
도 21b는 스프링 작동식 장치(2100) 내로 삽입되는 세포내 전달 장치(2140)를 도시한다. 장입 링 그립(2110)은 바늘이 스프링 작동식 장치(2100)의 공동 내로 삽입될 수 있도록 취출된다. 도 21c는 스프링 작동식 장치(2100) 내에 장입된 세포내 전달 장치(2140)를 도시한다. 도 21d는 스프링(2150)이 세포내 전달 장치(2140)의 길이를 따라 연장하는 스프링 작동식 장치(2120)의 내강을 따라 배치되어 있는 스프링 작동식 장치(2100)의 측면도를 도시한다. 스프링(2150)은 장입 링 그립(2110)이 취출될 때 연장하며, 트리거 버튼(2130)을 누를 때 주사기(2140)의 플런저를 압축하도록 구성된다.
도 22a는 본 출원의 주사 바늘 장치와 함께 사용하기 위한 스프링 작동식 전달 장치의 일 실시양태의 사시도이다. 스프링 작동식 트리거 장치(2200)는 주사기의 플런저 부분을 수납하도록 구성된 플런저 개구(2210), 및 주사기의 배럴 부분을 수납하도록 구성된 배럴 개구(2220)를 포함한다. 트리거(2230)는 트리거(2230)를 압착하는 것이 주사기의 플런저를 누르도록 구성된다. 도 22a는 트리거 장치(2200) 내로 삽입되는 바늘 장치(2240)를 도시한다. 바늘 장치(2240)는 본원에서 설명되는 바와 같은 임의의 바늘 장치 또는 바늘 허브일 수 있다.
도 22d는 트리거(2230)를 압착하는 것이 바늘 장치의 플런저를 압축하여 예방 물질 및/또는 치료 물질을 주사하도록, 트리거(2230)가 플런저 개구(2210)에 결합되어 있는 (예컨대, 레버 또는 기어에 의해 결합되어 있는), 트리거 장치(2200)의 측면도이다.
도 23a는 바늘 허브의 일 실시양태를 도시한다. 바닥 허브 구성요소(2300)가 복수의 바늘을 수납하도록 구성되고, 각각의 바늘은 바늘 배럴(2310) 및 바늘의 일 단부에 배치된 허브 맞물림 부재(2320)를 갖는다. 바닥 허브 구성요소(2300)는 바늘 배럴(2310)을 수납하고 허브 내에 바늘을 유지하기 위해 허브 맞물림 부재(2320)와 맞물리는 개구(2330)를 포함한다. 도 23b는 개구(2330) 내로 삽입된 후의 바늘을 도시한다. 개구(2330)의 깊이는 바늘들이 (예컨대, 도 2d에 도시된 바와 같이) 서로에 대해 엇갈리도록 변할 수 있다. 도 23c는 상부 허브 구성요소(2340)가 바닥 허브 구성요소(2300) 상에 배치될 때 개구(2330)와 맞물리도록 구성된 개구 맞물림 부재(2350)를 갖는 상부 허브 구성요소(2340)를 도시한다. 개구 맞물림 부재(2350)는 허브 내에 허브 맞물림 부재(2320)를 고정시킬 수 있다. 바닥 허브 구성요소(2300) 및 상부 허브 구성요소(2340)는, 예를 들어, 2개의 구성요소들을 함께 용접함으로써 함께 고정될 수 있다.
도 24는 세포내 전달 장치와 함께 사용하기 위한 조정 가능한 전달 장치 또는 조정 가능한 전달 유닛의 일 실시양태의 사시도이다. 조정 가능한 전달 유닛(ADU: 2400)은 스프링 트리거(2420)에 결합된 스프링 피스톤(2410)을 포함한다. 스프링 피스톤(2410)은 스프링 트리거(2420)가 (예컨대, 누름에 의해) 작동되면 주사기(2430) 내의 플런저를 누르도록 구성된다. 주사기(2430)는 볼 베어링(2440) 및 칼라(2450)에 의해 ADU(2400)의 내강(2435) 내에 고정된다. 주사기(2430)는 예방 물질 및/또는 치료 물질을 주사하기 위한 하나 이상의 바늘을 포함하는 허브(2460)에 결합된다. 허브(2460)는 본원에서 개시되는 설계들 중 임의의 하나를 가질 수 있다. ADU(2400)는 ADU(2400)의 본체 및 스프링 트리거(2420)를 통한 슬롯(2470)을 선택적으로 포함할 수 있다. 슬롯(2400)은 예방 물질 및/또는 치료 물질을 전달하기 전에 스프링 피스톤(2410)을 압축시키는 프라이밍 부재를 수납하도록 구성될 수 있다. ADU(2400)는 또한 스프링 피스톤(2410)에 회전 가능하게 결합되고 스프링 트리거(2420)가 작동될 때 주사기에 인가되는 힘 (또는 압력)을 조정하도록 구성된 나사식 조정기(2480)를 선택적으로 포함할 수 있다.
도 25는 프라이밍 지그를 구비한 조정 가능한 전달 유닛의 일 실시양태의 단면도를 도시한다. ADU(2400)는 정렬 보조구(2510) 및 프라이밍 지그(2520)에 결합하는 프라이밍 부재에 의해 작동되도록 구성될 수 있다. ADU(2400)는 정렬 보조구(2510) 내에 안착되며 프라이밍 지그(2520)와 맞물려서, 스프링 트리거(2420)를 상승시키고 내강(2435)으로의 접근을 허용할 수 있다. 주사기(2430)는 내강(2435) 내로 삽입되고, 주사기(2430)는 ADU(2400)의 내강 내에 주사기를 고정시키도록 체결된다. 프라이밍된 ADU(2400)는 이제 대상체 내에서의 사용을 위해 정렬 보조구(2510)로부터 제거될 수 있다. 예방 물질 및/또는 치료 물질을 분배하기 위해, 스프링 트리거(2420)가 눌리고, 스프링(2530)이 해제되어, 스프링 피스톤(2410)을 작동시키고, 이는 결국 주사기(2435)의 플런저를 작동시킨다.
몇몇 실시양태에서, 트리거 장치 및 스프링은 본원에서 개시되는 바늘 장치를 사용하여 예방 물질 및/또는 치료 물질을 전달하는 방법들 중 하나를 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 트리거 장치는 일정 기간(예컨대, 약 1초 이하) 내에 예방 물질 및/또는 치료 물질을 전달하거나, 예방 물질 및/또는 치료 물질에 최대 힘 또는 압력(예컨대, 약 50 내지 150N 또는 약 50 내지 5000kPa)을 인가하거나, 최대 속도(예컨대, 적어도 약 2.5mL/s)로 치료 물질을 전달하도록, 구성될 수 있다.
도 26은 슬릿형 개구 및 폐쇄 단부를 갖는 세포내 전달 장치의 실시양태를 도시한다. 4개의 바늘 배럴(2620)이 Y형 패턴으로 배열된다. 4개의 바늘 배럴(9120)은 중심 바늘 및 중심 바늘로부터 그리고 서로로부터 등거리에 위치된 3개의 외측 바늘로, 허브(2645) 내에 부분적으로 배치된다. 개구(2610)는 바늘 배럴의 축을 따른 제1 치수 및 바늘 배럴의 축에 대해 직교하는 제2 치수를 갖는 적어도 하나의 세장형 슬릿을 포함할 수 있다.
개구(2610)의 제1 치수는, 예를 들어, 약 0.01㎛, 0.02㎛, 0.03㎛, 0.04㎛, 0.05㎛, 0.06㎛, 0.07㎛, 0.08㎛, 0.09㎛, 0.1㎛, 0.15㎛, 0.2㎛, 0.25㎛, 0.3㎛, 0.35㎛, 0.4㎛, 0.45㎛, 0.5㎛, 0.55㎛, 0.6㎛, 0.65㎛, 0.7㎛, 0.75㎛, 0.8㎛, 0.85㎛, 0.9㎛, 0.95㎛, 1.0㎛, 1.5㎛, 2.0㎛, 2.5㎛, 3.0㎛, 3.5㎛, 4.0㎛, 4.5㎛, 5.0㎛, 5.5㎛, 6.0㎛, 6.5㎛, 7.0㎛, 7.5㎛, 8.0㎛, 8.5㎛, 9.0㎛, 9.5㎛, 10㎛, 15㎛, 20㎛, 25㎛, 30㎛, 35㎛, 40㎛, 45㎛, 50㎛, 55㎛, 60㎛, 65㎛, 70㎛, 75㎛, 80㎛, 85㎛, 90㎛, 95㎛, 0.1mm, 0.2mm, 0.3mm, 0.4mm, 0.5mm, 0.6mm, 0.7mm, 0.8mm, 0.9mm, 1mm, 1.05mm, 1.10mm, 1.15mm, 1.20mm, 1.25mm, 1.30mm, 1.35mm, 1.40mm, 1.45mm, 1.50mm, 1.55m, 1.60mm, 1.65mm, 1.70mm, 1.75mm, 1.80mm, 1.85mm, 1.90mm, 1.95mm, 또는 2.0mm를 초과하거나, 그와 동일하거나, 그 미만일 수 있거나, 이러한 값들 중 임의의 2개에 의해 한정되며 그를 포함하는 범위 내일 수 있다.
개구(2610)의 제2 치수는, 예를 들어, 약 0.01㎛, 0.02㎛, 0.03㎛, 0.04㎛, 0.05㎛, 0.06㎛, 0.07㎛, 0.08㎛, 0.09㎛, 0.1㎛, 0.15㎛, 0.2㎛, 0.25㎛, 0.3㎛, 0.35㎛, 0.4㎛, 0.45㎛, 0.5㎛, 0.55㎛, 0.6㎛, 0.65㎛, 0.7㎛, 0.75㎛, 0.8㎛, 0.85㎛, 0.9㎛, 0.95㎛, 1.0㎛, 1.5㎛, 2.0㎛, 2.5㎛, 3.0㎛, 3.5㎛, 4.0㎛, 4.5㎛, 5.0㎛, 5.5㎛, 6.0㎛, 6.5㎛, 7.0㎛, 7.5㎛, 8.0㎛, 8.5㎛, 9.0㎛, 9.5㎛, 10㎛, 15㎛, 20㎛, 25㎛, 30㎛, 35㎛, 40㎛, 45㎛, 50㎛, 55㎛, 60㎛, 65㎛, 70㎛, 75㎛, 80㎛, 85㎛, 90㎛, 95㎛, 0.1mm, 0.2mm, 0.3mm, 0.4mm, 0.5mm, 0.6mm, 0.7mm, 0.8mm, 0.9mm, 1mm, 1.05mm, 1.10mm, 1.15mm, 1.20mm, 1.25mm, 1.30mm, 1.35mm, 1.40mm, 1.45mm, 1.50mm, 1.55m, 1.60mm, 1.65mm, 1.70mm, 1.75mm, 1.80mm, 1.85mm, 1.90mm, 1.95mm, 2.0mm, 2.05mm, 2.10mm, 2.15mm, 2.20mm, 2.25mm, 2.30mm, 2.35mm, 2.40mm, 2.45mm, 2.50mm, 2.55mm, 2.60mm, 2.65mm, 2.70mm, 2.75mm, 2.80mm, 2.85mm, 2.90mm, 2.95mm, 3.0mm, 3.1mm, 3.2mm, 3.3mm, 3.4mm, 3.5mm, 3.6mm, 3.7mm, 3.8mm, 3.9mm, 또는 4.0mm를 초과하거나, 그와 동일하거나, 그 미만일 수 있거나, 이러한 값들 중 임의의 2개에 의해 한정되며 그를 포함하는 범위 내일 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 적어도 하나의 슬릿은 약 2.15mm의 제1 치수 및 약 0.05mm의 제2 치수를 가질 수 있다. 세장형 슬릿은 제1 치수가 제2 치수보다 더 크다면, 본원에서 설명되는 바와 같은 임의의 개구 치수를 가질 수 있다. 외측 바늘(2620) 상의 개구(2610)는 중심 바늘을 향하도록 구성될 수 있고, 중심 바늘 상의 개구는 각각의 외측 바늘을 향하도록 각각 구성될 수 있다.
도 27a 내지 도 27c는 마이크로 허브 내에 부분적으로 배치된 복수의 바늘을 갖는 세포내 전달 장치의 일 실시양태를 도시한다. 이러한 장치의 허브는 본원의 다른 부분에서 설명되는 주사 장치에 대한 그의 더 작은 크기 때문에 마이크로 허브이다.
도 27a를 참조하면, 마이크로 허브 주사 장치(2700)의 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 27b를 참조하면, 마이크로 허브 주사 장치의 측면 절결도가 도시되어 있다. 마이크로 허브 주사 장치(2700)는 개구를 포함하는 바늘 배럴의 부분이 마이크로 허브 내에 배치되지 않도록 마이크로 허브(2745) 내에 배치된 복수의 바늘 배럴(2720)을 포함한다. 바늘 배럴(2720)은 본원의 다른 부분에서 설명되는 바와 같은 복수의 개구(2710)를 포함한다. 개구들은 바늘 배럴의 길이를 따라 배치되고, 마이크로 허브(2745) 내에 배치되지 않은 바늘 배럴(2720)의 부분 상에 배치된다. 마이크로 허브(2745)는 대체로 원통형 형상일 수 있다.
마이크로 허브 세포내 전달 장치는 또한 루어 커넥터(2730)를 포함한다. 루어 커넥터(2730)는 제1 단부(2731) 상에서 주사기 상의 루어 피팅과 그리고 제2 단부(2732) 상에서 마이크로 허브(2745)와 정합하도록 구성된다. 루어 커넥터는 루어 커넥터(2730)의 중심을 통과하는 도관(2735)을 형성한다. 도관(2735)은 루어 커넥터(2735)를 통한 유체를 위한 유동 경로를 제공한다. 루어 커넥터(2730)의 제1 단부(2731)는 나사식 연결, 마찰식 끼움, 또는 다른 적합한 부착 방법을 사용하여 주사기 상의 루어 피팅과 정합할 수 있다. 마이크로 허브(2745)와 정합하는 루어 커넥터(2730)의 제2 단부(2732)는 허브(2745)의 제1 원통형 직경부를 수납하도록 크기 설정된 내부 중공 직경부를 갖는다.
마이크로 허브(2745)는 루어 커넥터(2730)의 표면과 직접 접촉하는 표면을 제공하도록 크기 설정된 제1 원통형 직경부(2746)를 갖는다. 마이크로 허브(2745)는 루어 커넥터(2730)의 일 부분의 제2 단부(2732) 내에 끼워지도록 크기 설정된 제2 원통형 직경부(2747)를 갖는다. 루어 커넥터(2730)의 제2 단부(2732) 내에 배치되는 마이크로 허브(2745)의 부분에 대응하는 마이크로 허브(2745)의 제2 원통형 직경부(2747)는 바늘 홀더(2745)가 루어 커넥터(2730) 내에 완전히 맞물리면 갭(L92)이 생성되도록 크기 설정된다. 몇몇 실시양태에서, L92는 대략 0.5mm일 수 있다. 갭은 루어 커넥터(2730)를 통해 유동하는 유체가 각각의 바늘 배럴(2720)의 개방 단부(2715)에 접근하는 것을 허용하는 마이크로 허브(2745)의 일 단부와 루어 커넥터(2730)의 제2 단부(2732) 사이에서의 챔버(2740)를 생성하도록 크기 설정된다. 챔버(2740)는 부착된 주사기로부터의 유체가 궁극적으로 모든 바늘 배럴(2720) 상의 모든 개구(2710)를 통해 유동할 수 있도록, 각각의 바늘 배럴(2720)의 개방 단부(2715)와 챔버(2735) 사이에서의 유체 연통을 제공한다.
도 27c는 투관침 팁 바늘을 갖는 마이크로 허브 세포내 전달 장치의 도면을 도시한다. 투관침 팁 바늘은 바늘 배럴의 장축에 대해 각도를 이루어 교차하는 평면들에 의해 형성되어 하나의 지점 내에서 종결되는 3개의 경사진 표면을 갖는다. 도 27c를 참조하면, L92A는, 몇몇 실시양태에서, 약 0.01mm 내지 약 3mm일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, L92A는 약 1mm이다. 몇몇 실시양태에서, L92B는 약 0.01mm 내지 약 4mm일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, L92B는 약 1mm이다. 몇몇 실시양태에서, L92C는 약 1mm 내지 약 6mm일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, L92C는 약 4mm이다. 바늘 배럴(2720)은, 예를 들어, 바늘 배럴당 6개의 개구(2710)를 가질 수 있고, 각각의 개구는 약 0.5mm의 직경을 가지며 약 0.2mm로 이격된다. 몇몇 실시양태에서, 개구는 0.05mm의 직경을 가질 수 있다.
도 28a 내지 도 28b는 주사기에 부착된 마이크로 허브를 갖는 세포내 전달 장치와 함께 작동되는 조정 가능한 전달 유닛의 사시도를 도시한다. 도 28a 및 도 28b를 참조하면, 조정 가능한 전달 유닛은 주사기 및 마이크로 허브 세포내 전달 장치를 수납하도록 구성된 공동(2850), 잠금 핸들(2860), 및 버튼(2870)을 포함한다. 주사기 및 마이크로 허브 주사 장치는 바늘 배럴이 조정 가능한 전달 장치의 제1 단부로부터 돌출하도록 공동(2850) 내에 위치된다. 공동 내에 위치되면, 잠금 핸들(2850)이 하강된다. 핸들(2860)을 하강시키는 것은 조정 가능한 전달 장치의 제2 단부 부근에 배치된 버튼(2870)에 결합된, 조정 가능한 전달 장치 내의 충전 요소를 프라이밍한다. 충전 요소는 핸들(2860)을 하강시키는 행위에 의해 압축되는 스프링일 수 있다. 핸들이 완전히 하강되면, 주사기 및 마이크로 허브 장치는 공동(2850) 내에 있고, 충전 요소는 프라이밍되고, 조정 가능한 전달 장치는 원하는 대로, 대상체 또는 조직 내로 삽입될 수 있다. 사용자는 버튼(2870)을 누를 수 있고, 이는 충전 요소를 해제하여, 주사기의 플런저가 작동되게 한다. 주사기의 플런저를 작동시키는 것은 본원의 다른 부분에서 설명되는 바와 같이, 유체 또는 치료제를 주사기로부터 루어 커넥터를 통해, 바늘 배럴을 통해, 개구의 외부로, 궁극적으로 조직 또는 대상체 내로 배출한다.
본원에서 설명되는 바늘 배럴 및 세포내 전달 장치 실시양태는 유전자 전달을 향상시키기 위해 다른 공지된 방법 및 시스템과 관련하여 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 몇몇 실시양태는 세포 투과성을 바꾸기 위해 전류 또는 전자기장을 발생시키기 위한 제어 회로를 이용한다. 몇몇 실시양태에서, 발생된 전류 또는 전자기장을 조직 내로 전도 또는 전달하기 위해 바늘 배럴들 중 하나 이상을 이용하는 것이 요구될 수 있다. 바늘 배럴은 본원에서 전체적으로 통합된 엡스타인(Eppstein)의 미국 특허 제6,527,716호에 개시되어 있는 것과 같은, 음파, 전자기, 기계, 및 열 에너지 또는 화학적 강화제 중 하나 이상을 선택적으로 사용하는 임의의 개수의 공지된 대안적인 미세 천공 방법과 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 태양들은 또한 전술한 장치의 세포내 전달 장치로서의 또는 전기천공법과 관련한 사용에 관한 것이다. 전기천공법은 세포의 외부막의 투과성을 증가시켜서 치료제의 더 큰 세포 흡수를 허용하기 위해 조직 또는 샘플 내에서 전기장을 발생시키기 위한 전극을 사용하는 공지된 치료 처치법이다 (본원에서 전체적으로 참조로 통합된, 미국 특허 제6,241,701호, 미국 특허 제6,516,223호, 미국 특허 제6,678,556호, 미국 특허 제6,610,044호, 및 미국 특허 제6,110,161호 참조).
본 출원의 교시에 의해 안내 받은 당업자는 본 출원의 세포내 전달 장치 및 조정 가능한 전달 유닛이 전기천공법에서 사용하기 위한 전극을 포함하도록 쉽게 구성할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 본원에서 설명되는 세포내 전달 장치의 바늘은 조직 또는 샘플에 전기장을 인가하도록 구성된 전극(바늘-전극 또는 조합된 바늘 및 전극으로도 불림)을 포함할 수 있다. 바늘은 전기천공법에서 사용하기 위한 전극으로서 구성될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 전술한 장치의 바늘은 샘플 또는 조직 내로 삽입될 수 있다. 전극으로서 구성된 바늘은 바늘 주변의 세포의 세포막을 투과화하기 위해 조직 또는 샘플 내에서 전기장을 발생시킬 수 있다. 치료제는 그 다음 본원에서 설명되는 세포내 전달 장치를 거쳐 전달될 수 있고, 세포 흡수가 개선될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 전술한 장치의 바늘은 본원에서 설명되는 바와 같이, 샘플 또는 조직 내로 삽입되어 치료제를 전달할 수 있다. 전극으로서 구성된 바늘은 또한 샘플 또는 조직 내에서 전기장을 발생시키도록 사용될 수 있고, 이는 바늘 주변의 세포의 세포막을 투과화한다. 세포막의 투과화 시에, 치료제의 세포 흡수가 개선될 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 주사 속도 및 압력이 다양한 전달 유닛을 사용함으로써 변경될 수 있다. 전달 유닛은 스프링, 가스 스프링, 기전 메커니즘, 압축 공기, 또는 다른 유사한 장치에 의해 작동되는 압력 발생 요소를 가질 수 있다. 압력 발생 요소를 작동시키는 힘을 변경함으로써, 주사 속도 및/또는 주사 압력이 변경될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 세포내 전달 장치는 바늘 어레이에 의해 한정된 영역으로 제제를 신속하게 전달하도록 구성된다. 예방제 및/또는 치료제의 신속한 주사는 증가된 세포내 압력과 함께, 조직에 국소적으로 과부하를 가하여, 세포막의 투과성을 증가시킨다. 주사 압력 및/또는 속도를 변경함으로써, 국소 조직 과부하는 변경될 수 있어서, 예방제 및/또는 치료제의 흡수를 변경시킨다.
도 29a 내지 도 29c는 전기천공법에서 사용하기 위한 세포내 전달 장치의 하나 이상의 바늘로의 전기적 연결을 도시한다. 도 29a를 참조하면, 바늘(2920a - 2920d)은 전기 전도성 재료로 구성되고, 전기 커넥터(2925a - 2925d)를 거쳐, 전압 공급원, 전류 공급원, 또는 다른 전력 공급원(도시되지 않음)에 개별적으로 전기 연결된다. 몇몇 실시양태에서, 전압 공급원은 배터리 전력식일 수 있다. 전압 공급원은 원하는 전기장을 달성하기 위해 개별 바늘에 가변 극성의 신호를 인가하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 양전압이 바늘(2920a, 2920b, 2920c)에 인가될 수 있고, 음전압이 바늘(2920d)에 인가될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 음전압이 바늘(2920a, 2920b, 2920c)에 인가될 수 있고, 양전압이 바늘(2920d)에 인가될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 고정 전압이 바늘(2920a - 2920d)에 인가될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 전압은 펄스식이거나 가변식일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 동일한 전압이 각각의 바늘(2920a - 2920d)에 인가될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상이한 전압 또는 전압 패턴이 바늘(2920a - 2920d)에 인가될 수 있다. 본 기술 분야의 당업자는 바늘(2920a - 2920d)이 극성 또는 전압의 임의의 조합을 가질 수 있음을 이해할 것이다.
도 29b를 참조하면, 바늘(2930a - 2930d)은 전기 전도성 재료로 구성되고, 전기 커넥터(2935a - 2935d)를 거쳐, 전압 공급원(도시되지 않음)에 개별적으로 전기 연결된다. 몇몇 실시양태에서, 양전압이 바늘(2930a, 2930b)에 인가될 수 있고, 음전압이 바늘(2930c, 2930d)에 인가될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 양전압이 바늘(2930a, 2930c)에 인가될 수 있고, 음전압이 바늘(2930b, 2930d)에 인가될 수 있다.
도 29c를 참조하면, 바늘(2940a - 2940f)은 전기 전도성 재료로 구성되고, 전기 커넥터(2945a - 2945f)를 거쳐 전압 공급원(도시되지 않음)에 개별적으로 전기 연결된다. 전압 공급원은 개별 바늘에 가변 극성의 신호를 인가하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 양전하가 바늘(2940a - 2940e)에 인가될 수 있고, 음전압이 바늘(2940f)에 인가될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 음전하가 바늘(2940a - 2940e)에 인가될 수 있고, 양전압이 바늘(2940f)에 인가될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 양전하가 바늘(2940a, 2940c, 2940f)에 인가될 수 있고, 음전압이 바늘(2940b, 2940d, 2940e)에 인가될 수 있다. 전압 극성 패턴의 구체적인 실시양태가 개시되었지만, 당업자는 본 출원에서 바늘에 인가되는 전압의 극성이 변경될 수 있고, 제한이 없이, 극성들의 임의의 조합이 임의의 패턴으로 개별 바늘에 인가될 수 있음을 이해할 것이다.
도 30a 내지 도 30f는 마이크로 허브 주사 장치의 바늘 및 전극 구성의 실시양태를 도시한다. 마이크로 허브 주사 장치(3001)는 바늘(3010), 전극(3020), 및/또는 조합된 바늘-전극(3030)을 포함할 수 있다. 조합된 바늘-전극(3030) 및/또는 분리된 바늘(3010)은 본원의 다른 부분에서 설명되는 바와 같이 예방제 또는 치료제의 전달을 위해 이용될 수 있다. 마이크로 허브 주사 장치의 바늘로부터의 예방제 또는 치료제의 유동 방향은 바늘-전극(3030)으로부터 연장하는 화살표에 의해 도시되어 있다. 조합된 바늘-전극(3030) 및/또는 분리된 전극(3020)은 하나 이상의 전극장(3040)을 생성하기 위해 이용될 수 있다. 복수의 바늘(3010), 전극(3020), 및/또는 조합된 바늘-전극(3030)은 원하는 전달 유형 및 전극장의 원하는 장 패턴을 생성하도록 구성될 수 있다. 전달 유형은 '별'형, 'X'형 및 'Y'형을 포함할 수 있지만 이들로 제한되지 않는다. 장 패턴은 평행 장 패턴, 'O' 장 패턴, 및 'Δ' 장 패턴을 포함할 수 있지만 이들로 제한되지 않는다. 장 패턴은 정류성일 수 있다. 도 30a를 참조하면, 조합된 바늘-전극(3030)은 '별'형 전달 및 장 패턴을 위해 구성된다. 도 30b를 참조하면, 조합된 바늘-전극(3030)은 'Y'형 전달 및 장 패턴을 위해 구성된다. 도 30c를 참조하면, 분리된 바늘(3010)은 'Y'형 전달을 위해 구성되고, 분리된 전극(3020)은 평행 장 패턴을 위해 구성된다. 도 30d를 참조하면, 조합된 바늘-전극(3030) 및 중심 바늘(3010)은 '별'형 전달 및 정류성 'O' 장 패턴을 위해 구성된다. 도 30e를 참조하면, 분리된 전극(3010)은 'Y'형 전달을 위해 구성되고, 정류성 전극(3020)은 'Δ' 장 패턴을 위해 구성된다. 도 30f를 참조하면, 조합된 바늘-전극(3030) 및 분리된 바늘(3010)은 'Y'형 전달을 위해 구성되고, 분리된 전극(3020)은 평행 장 패턴을 위해 구성된다. 도 30a 내지 도 30f에 도시된 바늘(3010)의 극성은 단지 예시적인 목적이다. 극성은 역전되거나 전환될 수 있다. 바늘 극성 페어링 및 장 패턴은 도시된 것과 상이할 수 있다. 예를 들어, 바늘 극성 페어링 및 장 패턴은 전기천공을 향상시키기 위해 바뀔 수 있다. 도 30a 내지 도 30f는 또한 바늘 및/또는 그에 위치된 개구로부터의 예방 물질 및/또는 치료 물질의 유동 방향을 도시한다. 방향은 각각의 바늘 및/또는 바늘 전극으로부터 연장하는 화살표에 의해 표시되어 있다. 예를 들어, 도 30a 및 도 30b는 중심에서 하니의 바늘을 그리고 중심 바늘 둘레에서 각각 육각형 또는 삼각형 형상으로 배치된 외측 바늘을 갖는 바늘의 어레이의 2개의 유형을 도시한다. 바늘의 어레이는 예방 물질 및/또는 치료 물질의 유동이 지향되는 활성 구역 또는 영역을 봉입한다. 도시된 바와 같이, 중심 바늘/바늘-전극은 예방 물질 및/또는 치료 물질의 유동을 각각의 외측 바늘을 향해 지향시키기 위해 바늘 배럴을 따라 위치된 개구들을 갖는다. 외측 바늘은 유동을 중심 바늘을 향해 지향시키는 바늘 배럴을 따라 위치된 개구들을 갖는다. 몇몇 실시양태에서 (예를 들어, 이후에 설명되는 도 33d), 외측 바늘은 또한 예방제 및/또는 치료제의 유동을 인접한 바늘을 향해 또는 외측 바늘들 중 하나로 지향시키는 바늘 배럴을 따라 위치된 개구들, 및 유동을 중심 바늘을 향해 지향시키는 개구들을 가질 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 외측 바늘은 유동을 바늘 어레이 내의 구역에 의해 한정된 활성 영역의 외부로 지향시키는 개구는 갖지 않는다.
도 31a 내지 도 31b는 바늘 허브 구성을 갖는 세포내 전달 장치의 원위 단부의 예를 도시한다. 도 31a는 비-포켓 허브를 도시하고, 도 31b는 전극들 사이의 거리(3110), 슬리브 층(3120), 및 전극의 격리된 영역(3130)을 갖는 포켓 허브를 도시한다. 슬리브 층(3120)은 환자의 전기천공을 방지하기 위해 절연될 수 있다. 비-포켓 허브는 바늘(3010) 및/또는 전극(3020)의 원위 단부에서 허용 가능한 장 손실을 가정한다. 전극의 격리된 영역(3130)은 국소화된 장을 생성할 수 있다. 포켓 허브는 바늘(3010) 및/또는 전극(3020)의 원위 단부들 사이의 증가된 거리가 바늘(3010) 및/또는 전극(3020)의 원위 단부에서 허용 가능한 시스템 손실을 일으킨다고 가정한다. 몇몇 실시양태에서, 포켓 허브는 바늘(3010)의 원위 단부에서 전기 손실을 감소시킨다.
도 32a 내지 도 32b는 라미네이팅된 바늘(3010)을 갖는 세포내 전달 장치의 예를 도시한다. 라미네이팅된 바늘(3010)은 전하를 포커싱하고 손실을 최소화하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 허브 내의 약물을 통한 전류의 흐름은 전력 손실을 최소화하기 위해 최소화될 수 있다. 라미네이팅된 바늘(3010)은 2개의 절연 층(3210)들 사이에 위치된 전도성 코팅(3250)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 전도성 코팅(3250)은 전극으로서 작용할 수 있고, 바늘 및 약물은 전기 신호에 대한 직접 결합을 갖지 않는다. 다른 실시양태에서, 라미네이팅된 바늘(3010)은 전극으로서 작용할 수 있고, 바늘의 내부는 비-전도성 코팅(3215)으로 코팅될 수 있다. 비-전도성 코팅(3215)은 예방제 및/또는 치료제가 바늘 배럴 내에 있을 때 전극과 직접 전기적으로 접촉하는 것을 방지한다. 이러한 배열은 바늘 배럴 내부의 전기장으로 인한 예방 물질 또는 치료 물질의 분해 또는 열화를 방지할 수 있다. 라미네이팅된 니들(3010)은 본원에서 설명되는 임의의 바늘일 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 바늘(3010)은 치료 물질의 유동을 인접한 또는 대향하는 바늘의 배럴 상의 개구를 향해 지향시키도록 배향된 각각의 배럴의 길이를 따른 개구들을 갖는다.
도 33a는 이중 주사기를 갖는 세포내 전달 장치의 하나의 예를 도시한다. 이중 주사기(3380)는 2개 이상의 주사기를 포함할 수 있다. 이중 주사기(3380)는 바늘-전극 극성을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 이중 주사기(3380)의 이중 약물 챔버가 전류가 허브 내의 약물을 통해 흐르는 것을 방지할 수 있다. 허브는 바늘-전극(3330)으로의 전기 연결부(3310)를 포함할 수 있다. 허브는 예방 물질 및/또는 치료 물질을 함유하는 저장소에 결합되지 않고서, 전극으로서만 작용하는 하나 이상의 전극을 포함할 수 있다.
도 33b 내지 도 33d는 이중 주사기를 갖는 세포내 전달 장치의 전달 및 장 패턴의 예를 도시한다. 이중 주사기의 각각의 주사기(3380)는 하나 이상의 바늘 전극(3330)에 결합될 수 있다. 바늘-전극(3330)의 개수는 특별히 제한되지 않고, 주사 및 전기천공의 원하는 구성 또는 패턴을 달성하기 위해 요구되는 대로 선택될 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 조합 바늘-전극(3330)은 임의의 원하는 전달 유형 및/또는 장 패턴을 생성하도록 구성될 수 있다. 도 33b는 육각형 형상 전달 및 장 패턴을 도시하고, 화살표는 바늘-전극(3330)의 배럴 상의 개구로부터의 예방 물질 및/또는 치료 물질의 유동 방향을 표시한다. 도 33c는 '열(row)'형 전달 및 장 패턴을 도시한다. 도 33d는 'O & Y'형 전달 및 'O & Y' 장 패턴을 도시하고, 화살표는 바늘-전극(3330)의 배럴 상의 개구로부터의 예방 물질 및/또는 치료 물질의 유동 방향을 표시한다. '열'형 전달 및 장 패턴에서, 6개의 바늘이 쌍으로 구성된 바늘 전극이고, 각각의 쌍 중 하나는 양의 극성을 갖고, 각각의 쌍 내의 다른 하나는 음의 극성을 갖는다. 쌍들은 도 33c에 도시된 바와 같이 서로 가로질러 정렬될 수 있거나, 쌍들은 도 33d에 도시된 바와 같이, 쌍들의 다른 패턴으로 배열될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 전기천공을 제공하도록 배열된, 1, 2, 3, 4, 또는 5개 또는 그 초과의 바늘 전극의 쌍이 있을 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 전기장은 정류성일 수 있거나, 개별 바늘-전극 또는 바늘-전극 쌍의 극성은 전기 신호가 인가될 때 교대하는 극성을 가질 수 있다.
도 34a는 분리 밸브를 갖는 세포내 전달 장치의 하나의 예를 도시한다. 허브(3405)는 분리 밸브(3410)를 포함할 수 있다. 분리 밸브(3410)는 바늘-전극의 원위 단부에서 손실을 제거하는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 분리 밸브는 전류가 허브 내의 약물을 통해 흐르는 것을 방지하는 것을 도울 수 있다. 바늘-전극(3010)들 중 하나 이상이 분리 밸브(3410)를 포함할 수 있다. 분리 밸브는 비-전도성 기계식 체크 밸브의 형태일 수 있다. 분리 밸브는 박막, 볼 밸브 등을 포함할 수 있지만 이들로 제한되지 않는다. 피하주사 바늘 장치는 바늘-전극(3430)으로의 전기 연결부를 포함할 수 있다. 바늘-전극(3430)으로의 전기 연결부는 원하는 극성 또는 패턴을 제공하도록 구성될 수 있다.
도 34b 내지 도 34c는 분리 밸브를 갖는 세포내 전달 장치의 바늘 및 전극 구성의 예를 도시한다. 분리 밸브는 본원에서 설명되는 것과 같은, 조합된 바늘-전극(3430)의 임의의 구성을 허용한다. 도 34b는 '별'형 패턴의 정류성 장을 도시하고, 여기서 개별 바늘들은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 쌍으로 정류화되어, 대상체 조직 내의 바늘의 어레이에 의해 한정된 영역 내에서 생성되는 정류화되며 가변적인 전기장으로 이어진다.
도 35a는 2-단계 전달의 제1 단계 중의 세포내 전달 장치의 하나의 예를 도시한다. 몇몇 실시양태에서, 본원에서 설명되는 방법은 제1 단계 및 제2 단계를 포함하는 2-단계 전달을 포함할 수 있다. 바늘은 전극으로부터 분리될 수 있고, 본원에서 설명되는 임의의 유형일 수 있다. 제1 단계 중에, 후퇴 가능한 바늘(3510)이 대상체 내로 삽입된다. 예방 물질 및/또는 치료 물질이 실질적으로 전극(3520)의 활성 구역(3525) 내에 전달된다.
도 35b는 2-단계 전달의 제1 단계 중의 바늘 및 전극 구성의 하나의 예를 도시한다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 바늘(3530) 및 전극(3520)은 임의의 원하는 전달 유형 및/또는 장 패턴을 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도시된 구성에서, 바늘(3530)은 'Y' 전달을 위해 구성되고, 전극(3520)은 평행 전기장을 제공하도록 구성된다.
도 35c는 2-단계 전달의 제2 단계에서의 세포내 전달 장치의 하나의 예를 도시한다. 제2 단계 중에, 후퇴 가능한 바늘(3530)은 예방 물질 및/또는 치료 물질의 전달에 이어서 제거 또는 후퇴되고, 전극(3520)이 급전된다. 급전된 전극(3520)은 전기천공 중에 전기장을 전달한다. 후퇴 가능한 바늘(3530)은 금속 부분을 포함할 수 있다. 바늘(3530)을 후퇴시키는 것은 전기천공 중에 전기장으로부터 바늘(3530)의 금속 부분을 제거하는 것임이 이해될 것이다.
도 35d는 2-단계 전달의 제2 단계 중의 도 35b의 예시적인 바늘 및 전극 구성을 도시한다.
도 36은 주사기에 부착된 마이크로 허브 및 전기천공을 위한 전기 연결부를 포함하는 세포내 전달 장치와 함께 사용하기 위해 구성된 재사용 가능한 전달 장치의 사시도를 도시한다. 재사용 가능한 전달 장치(3600)는 프라이밍 레버(3610), 전기 공급 케이블(3620), 주사기 수납 부분(3630), 및 전기 포트(3640)를 포함한다. 재사용 가능한 전달 장치(3600)는 주사기(3680)를 수납하도록 구성된다. 주사기(3680)는 허브(3685) 및 전기 커넥터(3690)를 포함한다. 주사기(3680)는 전기 커넥터(3690)가 전기 포트(3640)와 정합하여, 전력 공급원(도시되지 않음)으로부터 전기 공급 케이블(3620)을 통해 허브(3685) 내의 바늘 전극으로의 전도 경로를 생성하도록, 주사기 수납 부분(3630) 내로 삽입된다. 프라이밍 레버(3610)는 주사기 수납 부분(3630) 내에 주사기(3680)를 보유하기 위해 작동하고, 전달이 요구될 때 작동 시에 주사기(3680)를 작동시키도록 프라이밍되는, 재사용 가능한 전달 장치 내의 압축 스프링을 작동시키도록, 구성된다.
도 37은 주사기(3680)가 프라이밍 레버(3610)의 작동 이후에서 배치되어 있는 재사용 가능한 전달 장치(3600)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 프라이밍 레버(3610)는 트리거 장치(3750)의 작동 시에 압축 스프링(3730)이 해제되도록 작동시킨다. 트리거 장치(3750)의 작동 시에, 압축 스프링(3730)은 확장하여, 주사기(3680)를 직접 또는 하나 이상의 구성요소를 통해 간접으로 작동시켜서, 예방 물질 및/또는 치료 물질을 주사기(3680)로부터 허브(3685) 내에 배치된 바늘(3695)을 통해 대상체 내로 이송한다. 바늘(3695)은 본원의 다른 부분에서 설명되는 바와 같은 전극-바늘 또는 바늘일 수 있다. 재사용 가능한 전달 장치(3600)는 전기 공급 케이블(3620)을 거쳐 전력 공급원에 전기 연결된다. 재사용 가능한 전달 장치(3600)는 또한 허브(3685) 내에 배치된 전극 또는 바늘-전극을 거쳐 대상체에게 원하는 전기천공 패턴 또는 신호를 전달하기 위해, 시술자에 의해 제어 가능한 전기 신호 발생기(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 트리거 장치는 전기 또는 기전 메커니즘, 예컨대, 솔레노이드, 모터, 형상 기억 합금 근육 와이어, 및 다른 유사한 메커니즘에 의해 작동 및/또는 해제될 수 있음을 본 기술 분야의 당업자가 이해할 것이다.
도 38a 내지 도 38c는 전기천공을 위해 구성된 마이크로 허브를 갖는 세포내 전달 장치의 실시양태를 도시한다. 세포내 전달 장치(3800)는 마이크로 허브(3810) 및 주사기 부착 부분(3820)을 포함한다. 마이크로 허브(3810)는 바늘(3830)을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 바늘(3830)은 전극-바늘 또는 비전극 바늘을 임의의 조합으로 포함할 수 있다. 전극 및 바늘 전극은 전기 도관(3840)과 전기 접속한다. 도 38b에 도시된 바와 같이, 2개의 바늘(3830)은 전기 도관(3840)과 전기 접속하는 커넥터(3845)와 전기 접속한다. 몇몇 실시양태에서, 하나 이상의 바늘(3830)은 하나 이상의 전기 커넥터(3845)와 전기 접속할 수 있으며, 바람직한 전기장을 제공하기 위한 임의의 패턴 또는 형상으로 배열될 수 있다. 바늘(3830)은 본원의 다른 부분에서 설명되는 바늘들 중 하나, 예를 들어, 개구들이 특정 분무 패턴을 위해 구역화되어 있는 배럴을 따른 개구들을 갖는 바늘, 또는 임의의 다른 적합한 설계와 유사할 수 있다. 예를 들어, 본원의 다른 부분에서 설명되는 바와 같이, 바늘(3830)들 중 하나 이상은 대전될 때 양의 극성을 가질 수 있거나, 바늘(3830)들 중 하나 이상은 대전될 때 음의 극성을 가질 수 있다.
도 38c는 바늘(3830) 및 전극(3835)을 포함하는 마이크로 허브(3810)를 도시한다. 본원의 다른 부분에서 설명되는 바와 같이, 본 기술 분야의 당업자는 바늘(3830) 및 전극(3835)이 대상체 또는 조직 내에서 다양한 전기장을 제공하기 위해 다양한 패턴으로 전기적으로 연결될 수 있음을 이해할 것이다.
도 39a 내지 도 39c는 전기천공을 위해 구성된 마이크로 허브를 갖는 Y형 구성을 구비한 세포내 전달 장치의 실시양태를 도시한다. 도시된 바와 같이, 바늘(3930)은 Y형 패턴으로 배열되고, 본원의 다른 부분에서 설명되는 바와 같은 Y형 분무 패턴을 제공하기 위한 배럴을 따른 개구들을 갖는다. 바늘(3930)은 모두 전기 커넥터(3945)와 전기 접속하고, 따라서 전기 도관(3940)과 전기 접속한다. 마이크로 허브(3910) 및 주사기 연결 부분(3920)은 포켓 설계 또는 비-포켓 설계를 제공하도록 구성될 수 있다. 도 38c는 포켓 설계를 도시하고, 도 39c는 비-포켓 설계를 도시한다.
일부 실시양태에서, 대상체에게 인가되는 전기장은 바늘 전극에 인가되는 전압을 기초로 변할 수 있다. 세포 유형이 변함에 따라, 세포의 전기천공에 요구되는 전기장 강도도 그러하다. 세포를 가로질러 요구되는 전압은 세포 반경에 반비례한다. 예를 들어, 근육 세포는 더 낮은 전압을 요구하고, 간 세포는 더 높은 전압을 요구한다. 따라서, 본원에 기술된 바와 같은 피하주사 바늘 장치에 의해 생성되는 전기장은 표적 세포 유형에 따라 가변적일 수 있다. 본원에 기술된 피하주사 바늘 장치에 의해 전달되는 전기장 강도는 수 볼트 /cm, 100 볼트/cm, 200 볼트/cm, 300 볼트/cm, 400 볼트/cm, 500 볼트/cm, 600 볼트/cm, 800 볼트/cm, 900 볼트/cm, 1000 볼트/cm, 1500 볼트/cm, 2000 볼트/cm 또는 이를 초과하는 값, 또는 열거된 값들 사이의 임의의 값의 범위일 수 있다. 전기장 강도가 너무 높아지면, 예를 들어, 3000 볼트/cm이면, 세포 사망이 가능해진다.
본원에 기술된 주사 시스템은 DNA의 고도로 국소화된 주사 및 흡수를 달성하기 위한 생체내 세포내 주사 (IVIN)로 명명될 수 있다. 주사 동안, 치료제 및/또는 예방제가 대상체 또는 조직에서 바늘들 사이의 부피에 오버로딩될 것이고, 이에 의해 국소 압력 증가가 예방제 및/또는 치료제를 세포 내로 밀어 넣는다. 따라서, 본원에 기술된 바와 같은 IVIN은 표준 피하주사 바늘을 사용하는 주사와 비교했을 때, 치료제 및/또는 예방제, 예컨대 DNA의 고도로 국소화된 침착, 및 표적 세포 내로의 개선된 국소적 흡수 양쪽 모두를 달성한다. 전기천공 (EP) 장치가 기술된 기술과 조합될 수 있다. 예를 들어, IVIN이 생체내 EP로 치료될 DNA를 일정 부피의 근육 세포에 국소적으로 오버로딩하는데 사용될 수 있다. EP의 부재 하에, 표준 근육내 IVIN이 DNA 흡수 및 발현 효율을 크게 개선한다.
세포가 투과성이게 되고 DNA가 흡수되도록 IVIN 기술이 근육 조직에 DNA-함유 용액을 오버로딩할 수 있다. IVIN 기술로, 이는 조직 주변에 원을 따라 놓이고 DNA를 조직에 주사하는 바늘들로 근육 내의 고도로 국소화된 부위에서 달성될 수 있다. 따라서, 조직이 국소적으로 오버로딩되어, 국소적인 염증 및 개선된 DNA 흡수 및 항원 발현 양쪽 모두를 초래한다.
더욱 중요하게는, 본원에서 토끼 앞정강근으로 대표되는 더 큰 근육에서, IVIN이 생체 내에서 근육 섬유를 형질감염시키는 것에서 생체내 EP와 조합된 정규 바늘 주사와 유사한 효율을 나타낸다.
일부 실시양태에서, IVIN이 생체내 EP와 조합되는 경우에, 추가적인 조직 손상을 야기하지 않으면서 흡수가 추가로 개선된다. 일부 실시양태에서, 생체내 EP 펄스 패턴에는 세포를 투과성이게 만드는 1회의 짧은 고전압 펄스, 및 DNA의 세포 흡수를 촉진하는 제2의 더 긴 저전압 펄스가 있다. 이러한 펄스 패턴은 조직에 대한 파괴 효과가 최소이고, 조직 파괴 및 염증을 야기하도록 또한 의도되는 펄스 패턴보다 더욱 허용성이다. 따라서, IVIN과 생체내 EP의 조합은 고도로 효과적이고 허용성인 DNA 전달 양식을 초래할 수 있다. 또한, 하기 실시예 12에서 나타난 바와 같이, IVIN과 생체내 EP의 조합은 상승작용성 효과를 초래한다.
IVIN이 생체내 EP과 조합될 때, 하기 실시예에서 실연되는 바와 같이 유의한 염증 및 형질감염이 나타난다.
생체내 EP 펄스 패턴에는 세포를 투과성이게 만드는 1회의 짧은 고전압 펄스, 및 DNA의 세포 흡수를 촉진하는 제2의 더 긴 저전압 펄스가 있을 수 있다. 이러한 펄스 패턴은 조직에 대한 파괴 효과가 최소일 수 있고, 조직 파괴 및 염증을 야기하도록 또한 의도되는 펄스 패턴보다 더욱 허용일 수 있다. 따라서, IVIN과 생체내 EP의 조합은 고도로 효과적이고 허용성인 DNA 전달 양식을 초래한다.
일부 실시양태에서, 고도로 면역원성인 B형 간염 코어 항원 (HBcAg)으로부터의 서열이 부가되었다. 이를 행함으로써, 야생형 동물에서 결정된 바와 같이 면역원성이 크게 개선되지 않는다. 그러나, 조합된 NS3/4A-HBAcg 백신이 HCV에 대해 기능장애성인 T 세포가 있는 숙주 (만성적으로 감염된 인간에서와 같음)에서 사용되는 경우, 응답이 크게 개선된다.
따라서, 약 20억명의 인간이 이미 HBV와 접촉되었기 때문에, 일 실시양태는 비-인간 기원의 HBcAg, 예를 들어, 인간이 접촉된 적이 없는 조류 (황새) HBcAg (sHBcAg)를 포함할 수 있다. 또한, 인간과 비-인간 HBcAg 사이에는 교차 반응성이 없다. 이상적으로는, 가장 면역원성인 버젼을 확인하기 위해, 즉 NS3/4A에 부가되는 가장 양호한 버전의 sHBcAg를 선별하기 위해, 4가지 최종 유전자형-1 및 -2 플라스미드가 야생형 및 NS3/4A-Tg 모델에서 테스트될 것이다. 유전자형 3 및 4 NS3/4A-sHBcAg 백신이 이들의 복제물로서 설립되는데, 유사하게 거동할 것으로 예상되기 때문이다. 4개의 NS3/4A 유전자형 모두에 대한 최적화된 백신 서열이 생성되었다. 따라서, 완성된 백신-믹스는 HCV NS3/4A(gt1)-sHBcAg, NS3/4A(gt2)-sHBcAg, NS3/4A(gt3)-sHBcAg, 및 NS3/4A(gt4)-sHBcAg를 함유한다. 그 후, 이를 정확한 용량의 IL-12 플라스미드와 조합하고, 최종적인 최적의 믹스 내로 제형화하며, 이는 최종 백신을 구성한다.
하기의 실시예는 내부에 함유된 항원에 대한 면역 응답을 필요로 하는 대상체에게 전달될 수 있는, DNA 면역화 분야에서의 본 발명의 다양한 실시양태를 설명하도록 제공된다. 하기의 실시예들이 본 발명에 따라 제조될 수 있는 많은 유형의 실시양태에 관하여 포괄적이거나 철저하지 않다는 것을 이해하여야 한다.
실시예 1
체중이 3.5 ㎏인 뉴질랜드 백색 토끼에 대형 높은 주사 압력 (HIP) 주사기, 소형 HIP 주사기, 또는 정규 27 게이지 바늘을 사용하여 앞정강근에 0.9 ㎎의 ChronVac-C (coNS3/4A DNA) 또는 coHBcAg를 함유하는 0.3 ㎖의 0.9％ NaCl을 함유하는 용액을 주사하였다. 토끼의 오른쪽 앞정강근 (TA), 왼쪽 앞정강근 (TA), 또는 양쪽 모두에 주사하였다.
도 40a에 도해된 바와 같이, 소형 HIP 주사기에는 길이가 4 내지 5 mm인 바늘이 있다. 이러한 소형 HIP 주사기에는 4개의 바늘이 있다. 도면에 도해된 바와 같이, 3개의 외측 바늘이 삼각형 대형으로 배향되고, 이때 등변 삼각형을 형성하도록 각각의 바늘 사이가 약 3 ㎜로 균일하게 이격되어 있다. 3개의 외측 바늘에 의해 형성된 삼각형의 중앙에 중심 바늘이 놓인다. 각각의 바늘에는 6개의 개구가 있다. 외측 바늘 모두는 개구가 중앙으로 개방되어 있고, 중심 바늘은 개구가 90도 각도로 4개의 방향으로 개방되어 있다. 도 40b에 도해된 바와 같은 대형 HIP 주사기에는 길이가 8 내지 9 mm인 바늘이 있다. 이러한 대형 HIP 주사기에는 각각의 바늘 사이가 6 mm로 균일하게 이격된, 삼각형 대형으로 배향된 4개의 바늘이 있다. 3개의 외측 바늘에 의해 형성된 등변 삼각형의 중앙에 중심 바늘이 놓인다. 대형 HIP 주사기의 각각의 바늘에는 10개의 개구가 있다. 외측 바늘 모두는 개구가 중앙으로 개방되어 있고, 중심 바늘은 개구가 90도 각도로 4개의 방향으로 개방되어 있다. 주사 계획이 하기 표 1에서 제시된다:
Figure pct00001
제5일에, 토끼 115 내지 118을 희생시키고, 말초혈 단핵 세포 (PBMC)를 T 세포 증식에 대해 분석하였다. PBMC를 표준 96h 증식 검정법을 사용하여 시험관내 증식성 회상 응답에 대해 검정하였다. (전문이 본원에 명확하게 참조로 포함된 문헌 [Lazinda et al., J. Gen. Virol. 82:1299-1308 (2001)] 참조.) 간략하게, 미량역가 플레이트에 약 200,000개의 세포/웰을 시딩(seeding)하고, 세포를 배지 단독, 재조합 NS3 또는 HBcAg와 함께 인큐베이션하였다. 또한, PBMC를 양성 대조군으로서의 콘카나발린 A (ConA)와 함께 인큐베이션하였다. 72시간 후, 방사성 티미딘을 첨가하였고, 16 내지 24시간 후에 세포를 수확하였다. 분 당 카운트로서의 세포의 방사능이 도 41에서 도해되고, 표 2에 열거된다. 항원과 함께 인큐베이션된 세포의 분 당 카운트 (cpm)로서의 세포 방사능을 배지 단독과 함께 인큐베이션된 세포의 CPM으로 나눈 것 (샘플 대 음성 비; S/N)으로서 증식이 결정되었다. 결과가 도 42에서 제시된다.
Figure pct00002
결과는, 대형 HIP 주사기로 면역화된 토끼가 소형 HIP 주사기로 면역화된 토끼보다 더 큰 T 세포 증식을 통해 나타나는 더 강건한 면역 응답을 나타낸다는 것을 나타낸다. 데이터는 HIP 주사기로 근육 조직 내로 도입된 DNA가 효과적으로 세포 내로 전달되었고, 여기에서 전사, 번역되었으며, 강력한 면역 응답이 생성되도록 동물의 면역계에 의해 사용되었다는 강한 증거를 또한 제공한다. HCV 항원 NS3/4A를 코딩하는 DNA 및 HBV 항원 HBcAg를 코딩하는 DNA 양쪽 모두가 포유동물에서 강한 면역 응답을 효과적으로 생성시켰고, 이는 면역원을 코딩하는 다양한 DNA가 접종된 동물에서 면역 응답을 유도하도록 본원에 기술된 전달 장치를 사용하여 포유동물 내로 효과적으로 도입될 수 있음을 실연한다.
조직학적 평가를 위해 각각의 토끼에 대한 주사 부위를 또한 수집하였다 (전문이 본원에 참조로 포함된 문헌 [Ahlen et al., In Vivo Electroporation Enhances the Immunogenicity of Hepatitis C Virus Nonstructural 3/4A DNA by Increased Local DNA Uptake, Protein Expression, Inflammation and Infiltration of CD3+ T Cells. J. Immunol. 2007 179(7):4741-53]에 기술된 바와 같음). 간략하게, 조직을 완충된 4％ 포름알데히드 용액에서 고정시키고, 탈수시키고, 파라핀에 매립하였다. 매립된 조직을 4 내지 6 ㎛ 절편으로 절편화하였다. 절편들을 유리 슬라이드 상에 마운팅(mounting)하고, 헤마톡실린 및 에오신 염색 (H&E), 또는 coNS3/4A DNA-면역화 마우스로부터의 폴리클로날 마우스 혈청 (불용성 퍼옥시다제(peroxidase) 기질을 사용하여 비오틴화 염소 항-마우스 2차 항체 및 퍼옥시다제로 표지된 스트렙타비딘에 의해 검출됨)으로 염색하였다.
결과가 도 43a 내지 도 43c에서 제시된다. 주사 부위, 특히 바늘 사이에 국소화된 높은 농도의 염색된 면역 세포에 의해 지시되는 바와 같이, 양쪽 HIP 주사기로 0.9 ㎎의 coNS3/4A를 주사하는 것은 유의한 양의 국소적인 염증, 재생 및 섬유화를 일으켰다. 데이터는 토끼에서 대형 주사기가 소형 주사기보다 더 양호한 염증성 응답을 일으켰음을 나타낸다. 주사 부위에 국소화된 염색된 면역 세포가 거의 부재하는 것으로 지시되는 바과 같이, 통상적인 27 게이지 바늘로 0.9 ㎎의 coNS3/4A를 주사하는 것은 국소적인 염증, 재생 및 섬유화를 거의 야기하지 않았다. 추가적으로, 항체 표지에 의해 지시되는 바와 같이, 양쪽 모두의 HIP 주사기가 주사 부위 주변의 세포가 유의한 양의 NS3 단백질를 생산하도록 유도하였다; 반면에, 이러한 조건 하에서의 27 게이지 바늘을 사용한 통상적인 주사는 검출가능한 NS3 단백질을 생산하지 않았다. 따라서, 이러한 데이터는 HIP 주사기가 DNA를 세포 내로 효과적으로 전달하였고, 여기에서 NS3에 대해 특이적인 항체에 의해 검출할 수 있는 유의한 양으로 DNA가 전사 및 번역되었지만, 27 게이지 바늘을 사용한 통상적인 주사는 그렇지 않았음을 나타낸다.
이러한 실시예에서 제공된 결과는 본원에 기술된 HIP 주사기가 항원을 코딩하는 발현 플라스미드를 이러한 항원에 대해 지시된 항체에 의해 검출가능한 단백질 발현 수준을 허용하는데 충분한 양으로, 그리고 인지할 수 있는 양의 항원-특이적 T 세포를 생성시키는데 충분한 양으로 대상체의 세포 내로 효과적으로 전달한다는 것을 실연한다. 즉, 이러한 데이터는 본원에 기술된 HIP 주사기가 핵산을 대상체에서 강력한 면역 응답을 일으키는데 충분한 양으로 신체의 세포에 효과적으로 전달한다는 것을 나타낸다. 따라서, 이러한 HIP 주사기를 사용하여 DNA 백신을 주사하는 것은 백신을 전달하는 표준 방법과 비교하여 면역 응답을 개선한다.
실시예 2
높은 주사 압력 (HIP) 바늘이 근육내 DNA 백신접종의 효능을 개선하는 메커니즘이 C형 간염 바이러스 비-구조 (NS) 3/4A 유전자를 사용함으로써 특성화된다. HCV 감염의 지속적인 제어 및 소거는 효과적인 면역 응답, 특히 비-구조 NS3 단백질에 표적화된 T 세포 응답에 관련된다. 백신접종을 통해 간 외부에서 T 세포를 활성화시킴으로써, 기존의 T 세포 레퍼토리의 보완 또는 재성형을 허용할 수 있다. 마우스에서 본 발명의 NS3/4A 플라스미드-기반 백신 예가 테스트되었다. 생체내 HIP 바늘로 투여된 백신은 근세포 구성원의 투과성을 증가시킬 것으로 구상되고, 이때 플라스미드가 핵에 의해 효과적으로 흡수되고 발현됨으로써, 기능성 생체내 면역 응답을 유도한다. 생체내 HIP 바늘을 사용하는 것은 단백질 발현 수준 및 발현 기간 양쪽 모두를 증가시킴으로써, 그리고 주사 부위에서 CD3+ T 세포 침윤 및 국소적인 염증성 응답을 강화함으로써 coNS3/4A의 면역원성을 강화한다.
수컷 및 암컷 C57BL/6 마우스를 우리 당 5마리의 마우스로 사육하고 우리에 넣었다. 먹이 및 물에 자유롭게 접근하게 하면서, 마우스에게 시판되는 사료 (RM3 (p) PL IRR 사료; 스페셜 다이어트 서비스(Special Diet Service))를 먹였다. 모든 동물은 실험을 시작하기 전에 적어도 6주령이었다. SV40-루시퍼라제(luciferase) 플라스미드 (pGL4.13-[Luc2-SV40]; 프로메가(Promega))를 표준 기술에 의해 사내에서 생산하였다. 우수의약품 제조 기준(Good Manufacturing Practice) 규정 하에 coNS3/4A 플라스미드를 생산하였다.
coNS3/4A DNA 백신을 2-배럴 27-게이지 HIP 바늘로 단일 근육내 주사 (마우스의 경우 0.05 ㎖)에 의해 오른쪽 앞정강근 (TA) 근육 내로 투여하였다. 용량은 마우스의 경우 0.5 내지 50 ㎍ 범위의 DNA였다. 주사 및 동물 당 1개의 2-배럴 바늘을 사용하였다. 이러한 절차를 1달 간격으로 마우스에서 3회까지 반복하였다.
효소 면역검정법에 의한 NS3에 대한 마우스 항체의 검출을 표준 면역검정법 기술을 사용하여 수행하였다. 면역화되지 않은 동물 혈청의 동일한 희석물의 OD의 3배인 405 nm에서의 OD를 제공하는 최종 혈청 희석물로서 항체 역가가 결정되었다. NS3 항체 수준과 관련하여, HIP 바늘을 사용하여 또는 이를 사용하지 않고 투여된 여러 용량의 coNS3/4A-DNA의 백신접종 후에 용량-응답 관계가 나타났다. 면역화 후 부스트(boost) 효과가 나타났다. HIP 바늘로 제공된 더 낮은 용량이 HIP 바늘 없이 전달된 더 큰 용량과 동일한 평균 NS3-특이적 항체 수준을 유도하였다. 결과적으로, HIP 바늘이 항체 응답과 관련하여 coNS3/4A DNA-기반 면역화를 더욱 효과적이게 만들고, 이는 HIP 바늘을 사용하는 것에 의해 매개되는 애주번트 효과의 이점을 지지한다.
실시예 3
체중이 2.5 내지 3.5 ㎏인 뉴질랜드 백색 토끼를 시판원으로부터 구입하였다. 4-배럴 27-게이지 HIP 바늘로의 단일 근육내 주사에 의해 coNS3/4A DNA 백신을 오른쪽 앞정강근 (TA) 근육 내로 투여하였다. 용량은 70 내지 700 ㎍의 DNA 범위였다. 주사 및 동물 당 1개의 4-배럴 바늘을 사용하였다. 이러한 절차를 1달 간격으로 토끼에서 5회까지 반복하였다.
효소 면역검정법에 의한 NS3에 대한 토끼 항체의 검출을 표준 면역검정법 기술을 사용하여 수행하였다. 면역화되지 않은 동물 혈청의 동일한 희석물의 OD의 3배인 405 nm에서의 OD를 제공하는 최종 혈청 희석물로서 항체 역가가 결정되었다.
NS3에 대한 증식성 응답을 토끼 전혈에서 결정하였다. 총 4 ㎖의 전혈을 1차 백신접종 직전 및 각각의 백신접종 2주 후에 각각의 토끼의 귀 동맥으로부터 수득하였고, 헤파린 튜브에서 수집하였다. 혈장 및 말초 단핵 세포 (PMBC)를 구배 원심분리로 단리하였다. 효소 면역검정법에 의해 NS3-특이적 항체를 분석할 때까지 혈장을 -80℃에서 보관하였다. 표준 96시간 증식 검정법을 사용하여 시험관내 증식성 회상 응답에 대해 PBMC를 즉각적으로 검정하였다. 간략하게, 마이크로플레이트에 200,000개의 세포/웰을 시딩하고, 세포를 배지 단독, ConA, PHA, 또는 rNS3과 함께 인큐베이션하였다. 72시간 후, 방사성 티미딘을 첨가하였고, 16 내지 24시간 후에 세포를 수확하였다. 항원과 함께 인큐베이션된 세포의 분 당 카운트 (cpm)로서의 세포 방사능을 배지 단독과 함께 인큐베이션된 세포의 cpm으로 나눈 것 (샘플 대 음성 (S/N) 비)으로서 증식이 결정되었다. 각각의 시점의 평균 S/N 비에 의해 군들을 비교하였다.
토끼의 오른쪽 TA에 지시된 양의 coNS3/4A DNA를 함유하는 0.3 ㎖의 염수를 주사하였다. 평균 종점 역가로서 항체 수준을 기록하였다. 수회 주사 후에 피크 항체 종점 역가에 도달하였다.
HIP 바늘을 사용하여 면역화된 토끼에서 PBMC에서의 NS3-특이적 증식성 응답의 유도와 관련하여 용량-응답 관계를 나타내는 데이터가 기록되었다. 시험관 내에서 rNS3의 존재 하에서의 이중 또는 삼중 결정의 평균 S/N로서 증식성 결과를 나타내는 데이터가 수집되었다.
NS3-특이적 증식이 결정되었다. 평균 NS3-회상 증식이 대조군과 비교했을 때 더 높은 용량의 coNS3/4A DNA를 받은 군에서 일관적으로 더 높았다. 따라서, 백신접종이 토끼에서 시험관 내에서의 검출가능한 T 세포 응답을 프라이밍하였다.
실시예 4
다음에 이어지는 실험에서, 본원에 기술된 주사 바늘(들)을 유전자 총 전달 시스템, 전기천공을 사용하는 전달 시스템, 및 미세바늘 전달 시스템이 포함되는 기존의 유전자 전달 기술과 함께 사용하기 위해 변형시켰다. 이러한 실험에서, NS3/4A-pVAX1 벡터를 마우스 또는 토끼에게 변형된 유전자 총 전달 시스템, 변형된 전기천공 장치, 또는 변형된 미세바늘 전달 시스템을 통해 투여하였다. 정제된 NS3/4A-pVAX1 벡터를 사용하여 마우스 또는 토끼 군을 면역화시켰다. 플라스미드를 변형된 유전자 총 전달 시스템, 변형된 전기천공 장치, 또는 변형된 미세바늘 전달 시스템을 통해 재생 앞정강근 (TA) 근육 내로 직접적으로 주사하였다. 약 0.25 ㎎/㎏의 DNA의 플라스미드 DNA로 면역화를 수행하였다. 제0주, 제4주 및 제8주에 면역화를 수행하였다.
효소 면역흡착 검정법 (EIA)을 사용하여 뮤린(murine) NS3-특이적 항체의 존재를 검출하였다. 본질적으로 문헌 [Chen et al., Hepatology 28(1): 219 (1998)]에 기술된 바와 같이 이러한 검정법을 수행하였다. 간략하게, rNS3을 50 mM 탄산나트륨 완충제 (pH 9.6) 내의 1 ㎍/㎖로 96웰 미량역가 플레이트 (눈크(Nunc), 덴마크 코펜하겐)에 4℃에서 철야로 수동적으로 흡착시켰다. 그 후, 37℃에서 1시간 동안 PBS, 2％ 염소 혈청 및 1％ 소 혈청 알부민을 함유하는 희석 완충제와 함께 인큐베이션함으로서 플레이트를 차단시켰다. 그 후, 1:60에서 시작하는 마우스 혈청의 단계 희석물을 플레이트에서 1시간 동안 인큐베이션하였다. 알칼리성 포스파타제(phosphatase)가 접합된 염소 항-마우스 또는 염소 항-토끼 IgG (시그마 셀 프로덕츠(Sigma Cell Products), 미주리주 세인트 루이스)에 이어지는 pNPP 기질 (1개의 정제/5 ㎖의 1M 디에탄올 아민 완충제 + 0.5 mM MgCl2)의 첨가에 의해, 결합된 뮤린 및 토끼 혈청 항체를 검출하였다. 1M NaOH를 첨가하여 반응을 정지시키고, 흡광도를 405 nm에서 판독하였다.
4주 및 6주 후에, NS3/4A-pVAX1로 면역화된 모든 마우스 및 토끼에서 NS3 항체가 발달되었을 것이다. 유사하게, NS3/4A-pVAX1로 면역화된 모든 마우스 및 토끼에서 강력한 T 세포 응답이 발달되었을 것이다. 변형된 유전자 총 전달 시스템, 변형된 전기천공 장치, 또는 변형된 미세바늘 전달 시스템을 통해 NS3/4A-pVAX1로 면역화된 모든 마우스 및 토끼에서 원하는 항원에 대한 강력한 면역 응답이 발달되었을 것이다.
실시예 5
테스트된 모든 종에서 B형 간염 바이러스 (HBV)의 외인성 캡시드 단백질 (HBcAg)이 CD4+ T 세포 수준에 대해 고도로 면역원성이라는 것이 주지되어 있다. 그러나, HBcAg, 특히 비-인간 형태의 HBcAg는 유전자 백신용 애주번트로서 탐구되지 않았다. 비-인간 HBcAg를 사용하는 것의 주요 특색은 HBV가 세계 인구의 거의 1/3을 감염시키는 매우 통상적인 감염이라는 것이다. 따라서, HBV에 대해 고도로 풍토성인 구역에서 이러한 백신을 또한 사용할 수 있기 위하여, 고도로 먼 종으로부터의 HBcAg 서열을 사용하여야 한다. DNA 백신 애주번트로서 HBcAg를 사용하는 것이 여기에서 탐구된다. HBcAg-서열이 C형 간염 바이러스에서 유래된 유전자의 면역원성을 효과적으로 개선하여, HBcAg가 세포내 애주번트 (iac)로 작용할 수 있다는 것을 지지한다. 중요하게, HBcAg-서열을 부가하는 것의 주요 역할이 인간 HCV 감염을 모방하는 모델에서 나타났다. HBcAg-기반 백신은 인간 백혈구 항원 (HLA)-A2 및 HCV 비-구조 (NS) 3/4A 복합체를 공동-발현하는 트랜스제닉(transgenic) 마우스에서 심한 T 세포 내성을 극복할 수 있었다. 여기에서, "건강한" 비-내성화 이종성 T 세포의 존재가 기능장애성 HCV NS 3/4A-특이적 T 세포의 활성화를 보조하였다. 따라서, HBcAg가 만성 바이러스 감염에서 일반적으로 나타나는 바와 같은 바이러스 항원의 지속적인 존재 하에 숙주에서 기능장애성 T 세포 응답을 회복하는 것을 도울 수 있는 세포내 애주번트로서 효과적으로 작용한다.
일부 실시양태는, 예를 들어, 국제 특허 출원 공개 번호 WO 2009/130588 (미국을 지정하였고, 영어로 공개되었으며, 이의 개시내용이 이에 의해 명확하게 전문이 참조로 포함됨)에 개시된 HBcAg 핵산 또는 단백질 서열 중 하나 이상을 포함한다. 일부 실시양태는 도 44a 내지 도 44i에서 확인되는 NS3/4A/HBcAg 융합물 또는 상기 융합물을 코딩하는 핵산, 또는 서열 1 내지 32에 기술된 단백질을 코딩하는 핵산 또는 핵산 또는 핵산을 포함한다. 항원성 펩티드, 예컨대 WO 2009/130588 (예를 들어, 자작나무 항원) 및 WO 2010/086743 (양쪽 모두 미국을 지정하였고, 영어로 공개되었으며, 이의 개시내용이 이에 의해 명확하게 전문이 참조로 포함됨)에 기술된 것들을 코딩하는 추가적인 핵산 서열이 HBcAg 코딩 핵산 서열에 또한 연결될 수 있고, 상기 융합물을 이를 필요로 하는 대상체에게 본원에 기술된 주사 장치 중 하나 이상을 사용하여 투여할 수 있다. 일부 실시양태는 리바비린 또는 CPG 뉴클레오티드, 예를 들어, 서열 33을 포함하지만 이에 한정되지 않는 추가적인 애주번트를 또한 포함한다. 상기 언급된 실시양태들 중 임의의 것이 본원에 기술된 주사 장치 중 하나 이상 내로 혼입될 수 있고, 이를 필요로 하는 대상체에게 투여될 수 있다.
실시예 6
본원에 기술된 세포내 전달 장치를 사용하여 물질을 주사하기 위한 힘 요건을 연구하였다. 위약 액체를 개방 공간 또는 닭가슴살 내로 주사하였고, 인가된 힘을 로이드 힘 장력계를 사용하여 측정하였다.
도 45는 본원에 개시된 주사 바늘 장치 중 하나를 사용하여 물질을 주사할 때의 힘 요건을 측정하기 위한 셋업의 예이다. 로이드 힘 테스터(4500)를 사용하여 유체(4520)를 함유하는 주사기(4510)를 미리 정해진 속도로 압축시켜, 0.3 ㎖의 유체 (예를 들어, 공기 또는 물)를 주사하는 동안 인가된 힘을 측정하였다. 서포트 지그(support jig; 4530)가 압축 동안 주사기(4510)를 고정하였고, 고속 카메라(4540)가 바늘 배럴(4550)로부터의 분무 패턴을 기록하였다. 2개의 상이한 주사기를 테스트하였다: (i) 0.3 ㎖를 주사하기 위해 5.09 mm의 플런저 깊이를 필요로 하는 3 ㎖ 주사기, 및 (ii) 0.3 ㎖를 주사하기 위해 2.63 mm의 플런저 깊이를 필요로 하는 5 ㎖ 주사기. 초기 테스트는 개방 구역 (즉, 근육 조직 내에 위치하지 않음) 내로 공기를 주사하는데 필요한 힘을 연구하였다. 개방 구역 또는 닭가슴살 내로 염색물을 주사하기 위한 테스트가 또한 완료되었다.
테스트된 주사 장치는 일반적으로 도 8b에 도해된 것과 동일한 구조로 구성된 4개의 바늘을 포함하였다. 길이 L6은 6 mm였다. 구체적으로, 바늘(820b)은 3개의 영역을 포함하고, 이들 각각에는 모두 인접한 바늘(820a, 820c, 820d) 중 하나를 대향하는 15개의 개구가 있었다. 즉, 바늘(820b)은 모두 바늘(820a)을 대향하는 15개의 개구가 있는 제1 영역, 모두 바늘(820b)을 대향하는 15개의 개구가 있는 제2 영역, 및 모두 바늘(820c)을 대향하는 15개의 개구가 있는 제3 영역을 포함하였다. 한편, 바늘(820a, 820c, 820d) 각각은 모두 바늘(820b)을 대향하는 개구 15개의 영역 1개를 포함하였다. 소정의 영역 내의 모든 개구는 바늘 배럴의 축을 따라 수직으로 이격되어 있었다. 각각의 개구는 각각의 개구의 중심 사이가 약 0.2 mm인 간격으로 이격되었다. 0.05 mm 원형 개구 또는 0.1 mm 원형 개구가 있는 바늘을 테스트하였다.
결과가 표 3에서 제시된다.
Figure pct00003
개방 구역 내로의 물의 분무 패턴을 고속 카메라를 사용하여 연구하였다. 일반적으로, 1 ㎖/s 이상의 유속을 생산하는 테스트에서 명확하고 대칭형인 분무 패턴이 생산되었고, 이는 압력을 증가시킬 것으로 예상되고, 치료 물질을 전달하는데 적절할 수 있다. 도 46 내지 도 49는 염색물을 주사한 후의 닭가슴살의 평면도 및 단면도를 나타낸다.
실시예 7
이러한 예는 물질을 수동으로 전달하는 것에 대한 실제적인 압력 한계를 고려하기 위해 본원에 개시된 세포내 전달 장치를 사용하여 물질을 조직 샘플 내로 수동으로 주사하는 것을 기술한다. 실시예 6과 동일하게 바늘이 구성되었고, 0.05 mm 개구를 포함하였으며, 이때 바늘 사이의 간격은 3 mm였다. 서포트 지그를 사용하여 3 ㎖ 주사기를 지지하였고, 가능한 한 빨리 플런저를 수동으로 눌렀다. 플런저 움직임을 고속 카메라를 사용하여 기록하였고, 0.3 ㎖의 염색물을 닭가슴살 내로 주사하기 위한 시간을 계산하는데 사용하였다.
테스트를 3회 반복하였고, 물질을 전달하는데 필요한 시간은 0.48초, 0.40초, 및 0.48초였다. 따라서, 평균 수동 전달 속도는 약 0.45초였다. 도 50은 염색물의 수동 주사 후의 닭가슴살의 평면도 및 단면도를 나타낸다. 도 51은 단일 바늘만 사용하여 염색물을 수동으로 주사한 후의 닭가슴살의 평면도 및 단면도를 나타내는 비교예이다.
실시예 8
본원에 기술된 세포내 전달 장치를 사용하여 물질을 주사하기 위한 힘 요건을 일반적으로 실시예 6에 기술된 것과 동일한 절차를 사용하여 연구하였다.
여러 개의 상이한 주사 장치를 테스트하였다. 주사 장치 "3Y01(72)"는 도 8b에 도해된 4개의 바늘을 포함하였고, 이때 L6은 3 mm였다. 4개의 바늘 내의 개구의 총 개수는 72개였다. 중심 바늘은 바늘의 축을 따라 3개의 열로 분포된 36개의 개구를 포함하였고, 각각의 열은 외측 바늘을 향했다. 바늘 사이의 교차 유동이 생성되도록, 3개의 외측 바늘 각각은 중심 바늘을 대향하는 개구 12개의 단일 열을 포함하였다. 개구의 직경은 0.1 mm였고, 간격은 약 0.2 mm였다.
주사 장치 "3O01(96)"은 도 8c에 도해된 바늘을 포함하였고, 이때 L7은 3 mm였고, 각각의 바늘은 바늘 축을 따라 2개의 열로 분포된 24개의 개구 (4×24=96개의 개구)을 포함하였다. 바늘 사이의 교차 유동이 생성되도록 각각의 열이 인접한 바늘을 대향하였다. 개구의 직경은 0.1 mm였고, 간격은 약 0.2 mm였다.
주사 장치 "6X01(144)"는 도 8c에 도해된 바늘을 포함하였고, 이때 L7은 6 mm였고, 각각의 바늘은 바늘 축을 따라 3개의 열로 분포된 36개의 개구 (4×36=144개의 개구)을 포함하였다. 바늘 사이의 교차 유동이 생성되도록 각각의 열이 3개의 다른 바늘 중 하나를 대향하였고, 또한 4개의 바늘로부터 등거리의 중심 근처에서 수렴하였다. 개구의 직경은 0.1 mm였고, 간격은 약 0.2 mm였다.
주사 장치 "3O05(72)"는 각각의 개구가 0.05 mm이고, L7이 3 mm이며, 각각의 바늘이 18개의 개구를 포함한 것을 제외하고는 일반적으로 "3O01(96)"과 구성이 동일하였다. 주사 장치 "3X05(72)"는 각각의 개구가 0.05 mm이고, L7이 3 mm이며, 각각의 바늘이 18개의 개구를 포함한 것을 제외하고는 일반적으로 "6X01(144)"와 구성이 동일하였다. 주사 장치 "3Y05(72)"는 각각의 개구가 0.05 mm이고 L6이 3 mm인 것을 제외하고는 일반적으로 "3Y01(72)"과 구성이 동일하였다.
도 52는 5 ㎖ 주사기를 사용하여 물이 개구에서 빠져나가기 위한 다양한 분사 속도 (mm/s 단위)에서의 최대 힘을 나타낸다.
도 53은 10 ㎖ 주사기를 사용하여 물이 개구에서 빠져나가기 위한 다양한 분사 속도 (mm/s 단위)에서의 최대 힘을 나타낸다. 'X', 'O', 및 'Y'형 구멍은 각각 "6X01(144)", "3O01(96)", 및 "3Y01(72)"이다.
도 54는 10 ㎖ 주사기를 사용하여 물이 개구에서 빠져나가기 위한 다양한 분사 속도 (mm/s 단위)에서의 최대 힘을 나타낸다. 'X', 'O', 및 'Y'형 구멍은 각각 "3X05(72)", "3O05(72)", 및 "3Y05(72)"이다. (i) 공기를 개방 공간 내로 주사할 때; (ii) 물을 개방 공간 내로 주사할 때; 및 (iii) 물을 닭 내로 주사할 때의 상기 기술된 6개의 바늘 장치에 대한 최대 주사 힘을 테스트하였다. 최대 힘이 하기 표 4에서 제시된다.
닭가슴살 내로의 염색물 전달을 테스트하였다. 염색물을 바늘 "3Y05(72)", "3O05(72)", "3X05(72)", "3Y01(72)", 및 "3O01(96)"로 로이드 힘 장력계를 사용하여 주사하였다. 비교예로서, 배럴의 단부에 1개의 개구가 있는 단일 바늘을 사용하여 닭가슴살 내로 염색물을 전달하였다. 각각의 테스트에 대해 0.3 ㎖를 주사하였고, 도 55는 결과를 나타낸다. 결과는 바늘 "3Y05(72)", "3O05(72)", "3X05(72)", "3Y01(72)", 및 "3O01(96)"에 대한 개선된 국소화된 조직 전달을 나타낸다.
Figure pct00004
실시예 9
조합형 급성 및 반복 독물학 연구를 총 72마리의 토끼 (암컷 36마리 및 수컷 36마리)를 사용하여 수행하였다. 2주 순응 후, 모든 동물에 전기천공과 조합하여 완충제, 인간 용도용으로 의도되는 임상 용량 (DNA 양)/㎏ 또는 임상 용량의 10× (DNA 양)/㎏을 본원에 기술된 바늘 및 방법을 사용하여 근육 내에 주사하였다. 동물의 건강 상태를 DNA 주사 후에 매일 모니터링하였다. 제1 백신접종 7일 후에, 각각의 동물 군으로부터의 4마리의 동물에서 혈액학 및 임상 화학 분석을 위해 혈액 샘플을 취하였다. 그 후, 동물들을 안락사시키고, 조직병리학적 분석을 위해 관련 장기를 절제하였다. 특히 주사 부위가 조직병리학에 대한 관심 대상이었다.
반복 투여 후의 독성을 연구하기 위해, 나머지 48마리의 동물 (수컷 24마리, 암컷 24마리)에 1개월 간격의 백신접종으로 완충제, 인간 용도용으로 의도되는 임상 용량 또는 임상 용량의 10× (DNA 양)/㎏을 총 4회 백신접종하였다. 최종 주사 7일 후에, 동물에서 혈액학 및 임상 화학 분석을 위해 혈액 샘플을 취하였다. 그 후, 동물들을 안락사시키고, 조직병리학적 분석을 위해 관련 장기를 절제하였다. 특히 주사 부위가 조직병리학에 대한 관심 대상이었다. 반복 투여 기간 동안, 혈액 샘플을 취하여, 백신접종에 응답한 항체 발달을 결정하고, 백신의 유효성을 확인하였다.
실시예 10
제1 연구에서는, HCV로 감염된 개체에 약 0.25 ㎎/체중 ㎏의 ChronVac-C (coNS3/4A DNA) (코돈-최적화 HCV NS3/4A를 코딩하는 발현 플라스미드)를 함유하는 약 0.5 ㎖의 0.9％ NaCl을 함유하는 용액을 대형 높은 주사 압력 (HIP) 주사기를 사용하여 대퇴부 근육에 주사하였다. 제2 연구에서는, HBV로 감염된 개체에 약 0.25 ㎎/체중 ㎏의 coHBcAg (코돈-최적화 HBV 코어 항원을 코딩하는 발현 플라스미드)를 함유하는 약 0.5 ㎖의 0.9％ NaCl을 함유하는 용액을 대형 HIP 주사기를 사용하여 대퇴부 근육에 주사하였다. 대형 HIP 주사기에는 각각의 바늘 사이가 6 mm로 균일하게 이격된, 삼각형 대형으로 배향된 4개의 바늘이 있었다. 3개의 외측 바늘에 의해 형성된 등변 삼각형의 중앙에 중심 바늘이 놓였다. 대형 HIP 주사기의 각각의 바늘에는 10개의 개구가 있었다. 외측 바늘 모두는 개구가 중앙으로 개방되어 있었고, 중심 바늘은 개구가 90도 각도로 4개의 방향으로 개방되어 있었다.
제5일 및 제10일에, 접종된 개체로부터 혈액을 뽑고, 말초혈 단핵 세포 (PBMC)를 단리하고, PBMC를 T 세포 증식에 대해 분석하였다. PBMC를 표준 96h 증식 검정법을 사용하여 시험관내 증식성 회상 응답에 대해 검정하였다. (본원에 명확하게 전문이 참조로 포함된 문헌 [Lazinda et al., J. Gen. Virol. 82:1299-1308 (2001)] 참조.) 미량역가 플레이트에 약 200,000개의 세포/웰을 시딩하고, 세포를 배지 단독 또는 재조합 NS3 또는 HBcAg와 함께 인큐베이션하였다. 또한, PBMC를 양성 대조군으로서의 콘카나발린 A (ConA)와 함께 인큐베이션하였다. 72시간 후, 방사성 티미딘을 첨가하였고, 16 내지 24시간 후에 세포를 수확하였다. 분 당 카운트로서의 세포의 방사능을 측정하였다. 추가적으로, NS3/4A 및/또는 HBcAg에 대해 특이적인 항체의 존재를 표준 검정법 (예를 들어, ELISA)을 사용하여 결정할 수 있었다. 임의적으로, 부스트 주사를 2주 또는 3주 간격으로 제공하였다. 결과는 대형 HIP 주사기로 면역화된 인간이 NS3/4A 및/또는 HBcAg에 대한 인지가능한 면역 응답을 나타낸다는 것을 나타낼 것이다.
실시예 11
충전된 바늘 전극 내에 함유된 예방 물질 및/또는 치료 물질에 대한 전기장 발생의 효과를 결정하기 위해, 그리고 주사 매질 및 대상체의 변화에 따른 전극 바늘의 전기적 성질, 예를 들어, 전류 소모, 전압 등에 대한 효과를 결정하기 위해, 다양한 조합의 바늘 전극의 충전을 연구하였다. 조합 및 결과가 표 5에서 기술된다.
표 5에서, 바늘 전극과 함께 구성된 본원에 기술된 바와 같은 세포내 전달 장치의 2가지 실시양태를 테스트하였다. 프로브 IV는 본원에 기술된 바와 같은, 포켓 허브가 있는 7-바늘 주사 장치이다. 프로브 VII은 본원에 기술된 바와 같은, 포켓 허브가 있는 4-바늘, Y형 주사 장치이다. 구성 칼럼은 어느 바늘 (번호로 확인됨)이 양성 극성인지 및 어느 것이 음성 극성인지를 도시한다. 시계방향으로 진행되면서 바늘에 번호가 매겨졌고, 중심 바늘의 번호가 가장 높았다. 대상체 또는 EP 매질에서 생성된 원하는 600 V/cm 전기장을 유지하도록 전압을 조정하였다. 바늘 피치(pitch)에 따라 바늘 팁에서의 전기장 강도가 변한다.
Figure pct00005
본 실시예의 테스트는 바늘을 전극으로서 및 예방 물질 및/또는 치료 물질 (전달 제제)의 담체로서 사용하는 것이 예방제 및/또는 치료제를 분해하지 않으면서, 그리고 전류 소모를 바람직하지 않게 증가시키지 않으면서 달성될 수 있음을 실연하였다. 전기적으로 전도성인 재료로부터 바늘 전극을 제작할 수 있다. 일부 실시양태에서, 전기 비-전도성 재료로부터 허브가 구축된다.
실시예 12
본원에 개시된 실시예로부터 이해될 바와 같이, 2-단계 전달로 IVIN 전달에 이어서 전기천공을 활용하는 것이 어느 한쪽 방법 단독에 비해 또는 양쪽 방법의 부가적인 효과에 비해 상승작용성 응답을 달성한다는 것이 발견되었다. 토끼 앞정강근으로 대표되는 더 큰 근육에서의 전달, 흡수 및 발현이 도 56a의 1 내지 도 56b의 2 및 도 57a의 1 내지 도 57c의 2에서 설명된다.
현행 실험에서, 제1 동물군에 정규 피하주사 바늘 (정규 바늘로 또한 지칭될 수 있음)를 사용하여 NS3/4A를 주사하였다. 제2 동물군에 정규 바늘을 사용하여 NS3/4A를 주사하였고, 생체내 EP가 이어졌다. 제3 동물군에 본원에 기술된 바와 같은 IVIN 장치를 사용하여 NS3/4A를 주사하였다. 제4 동물군에 동일한 IVIN 장치를 사용하여 NS3/4A를 주사하였고, 생체내 EP가 이어졌다.
본 실시예에서, IGEA/키리텍(Kiritec)이 제공하는 EC 마크 클리니포레이터(Cliniporator) EP 장치를 사용하여 생체내 EP를 전달하였다. 생체내 EP의 펄스 패턴에는 1회의 짧은 고전압 펄스에 이어지는 제2의 더 긴 저전압 펄스가 있었다. 이론에 한정되지 않으면서, 이러한 1회의 짧은 고전압 펄스는 세포를 투과성이게 만드는 것을 돕는 한편, 제2의 더 긴 저전압 펄스는 DNA의 세포 흡수를 촉진하는 것을 돕는 것으로 여겨진다. 관찰된 바와 같이, 이러한 펄스 패턴은 조직에 대한 파괴 효과가 최소였고, 조직 파괴 및 염증을 야기하도록 또한 의도되는 펄스 패턴보다 더욱 허용성이었다.
주사 및 생체내 EP (있는 경우) 후에, 각각의 샘플 집단으로부터의 조직 샘플을 NS3/4A 발현 수준에 대해 검정하였다.
도 56a의 1에 제시된 바와 같이, 정규 바늘로 주사되고 생체내 EP가 없는 조직 샘플에서는 NS3/4A 발현이 중등도로 관찰되거나 관찰되지 않았다. 도 56a의 2에 제시된 바와 같이, 인지할 수 있는 발현 수준의 NS3/4A가 정규 바늘로 주사되고 생체내 EP를 받은 조직 샘플에서 검출되었다. 따라서, 도 56a의 1 및 도 56a의 2에 제시된 바와 같이, 정규 바늘을 사용하는 것으로부터의 결과는 생체내 EP와 결합되지 않은 경우에 정규 바늘을 사용하는 것 (도 96a의 2)보다 생체내 EP와 결합된 경우 (도 96a의 1)에 크게 강화된다.
유사하게, 도 56b의 1 내지 도56b의 2에 제시된 바와 같이, 125N 주사 힘으로 IVIN 바늘을 사용하는 것으로부터의 결과가 생체내 EP와 결합되지 않은 경우에 125N 주사 힘으로 IVIN 바늘을 사용하는 것 (도 56b의 2)보다 생체내 EP와 결합된 경우 (도 56b의 1)에 강화되었다.
도 56a의 2를 도 56b의 1과 비교하면, 125N 주사 힘의 IVIN 주사는 생체 내의 근육 섬유를 형질감염시키는 것에서 생체내 EP와 조합된 정규 바늘 주사 (도 56a의 2)와 유사한 효능을 나타냈다 (도 56b의 1).
이론에 제한되지 않으면서, 허브의 구성은, 조직을 고정하고 조직 내에 NS3/4A를 중앙으로 주사하는 원을 따라 바늘을 배치하였기 때문에, IVIN 기술로 주사하는 것이 조직 내에서 고도로 국소화된 부위를 달성한 것으로 여겨진다. 조직이 국소적으로 오버로딩되어, 국소적인 염증 및 개선된 DNA 흡수 및 항원 발현 양쪽 모두를 초래한 것으로 여겨진다.
추가로, 도 56a의 2 및 도 56b의 1을 도 56b의 2와 비교함으로써 볼 수 있듯이, 조합된 125N 주사 힘의 IVIN 바늘과 생체내 EP (도 56b의 2)는 생체내 EP (도 56a의 2) 또는 IVIN 바늘 (도 56b의 1) 단독에 비해 강화된 염증 및 형질감염 양쪽 모두를 나타냈다. 또한, 도 56b의 2에서 볼 수 있듯이, 조합된 125N 주사 힘의 IVIN 바늘과 생체내 EP는 생체내 EP (도 56a의 2) 및 IVIN 바늘 (도 56b의 1)의 부가적인 효과에 비해 진정으로 상승작용성인 효과를 일으켰다.
도 57a의 1 내지 도 57c의 2는 정규 바늘 + 전기천공과 비교된, 전기천공과 결합된 2가지 주사 힘 값의 상기 기술된 피하주사 바늘 장치를 사용하는 주사의 예시적인 결과이다. 도 57a의 1 내지 도 57a의 2에 나타난 바와 같이, 정규 바늘을 사용하는 것으로부터의 결과가 생체내 EP와 결합되지 않은 경우에 정규 바늘을 사용하는 것 (도 57a의 2)보다 생체내 EP와 결합되었을 경우 (도 57a의 1)에 크게 강화되었다. 유사하게, 도 57b의 1 내지 도 57b의 2에 제시된 바와 같이, 75N 주사 힘의 IVIN 바늘을 사용하는 것으로부터의 결과가 생체내 EP와 결합되지 않은 경우에 75N 주사 힘의 IVIN 바늘을 사용하는 것 (도 57b의 2)보다 생체내 EP와 결합된 경우 (도 57b의 1)에 강화되었다. 유사하게, 도 57c의 1 내지 도 57c의 2에 제시된 바와 같이, 125N 주사 힘의 IVIN 바늘을 사용하는 것으로부터의 결과가 생체내 EP와 결합되지 않은 경우에 125N 주사 힘의 IVIN 바늘을 사용하는 것 (도 57c의 2)보다 생체내 EP와 결합된 경우 (도 57c의 1)에 강화되었다.
도 57c의 2에 제시된 바와 같이, 125N 주사 힘의 IVIN과 생체내 EP 형질감염의 조합이 고도로 효과적이었다.
도 58a는 전기천공 없이 IVIN 세포내 전달 기구를 사용하여 앞정강근 근육 내로 5 ㎍ NS3/4A DNA가 주사된 C57BL/6 마우스로부터의 지라세포 백만개 당 인터페론 감마를 생산하는 세포의 개수를 도해한다.
도 58b는 C57BL/6 마우스에서 5 ㎍ NS3/4A DNA를 전달하기 위해 표준 주사 방법을 사용한 동일한 양을 도해한다.
도 58c는 전기천공과 함께 IVIN 세포내 전달 기구를 사용하여 앞정강근 근육 내로 5 ㎍ NS3/4A DNA가 주사된 C57BL/6 마우스로부터의 지라세포 백만개 당 인터페론 감마를 생산하는 세포의 개수를 도해한다.
도 58d는 전기천공과 함께 통상적인 바늘을 사용하여 앞정강근 근육 내로 5 ㎍ NS3/4A DNA가 주사된 C57BL/6 마우스로부터의 지라세포 백만개 당 인터페론 감마를 생산하는 세포의 개수를 도해한다.
따라서, IVIN을 사용하는 DNA 전달은 DNA의 국소화된 침착 및 흡수 및 발현, 뿐만 아니라 국소적인 염증을 초래하였다. 또한, 생체내 EP와 조합되었을 때, 추가적인 조직 손상을 야기하지 않으면서 흡수 및 발현이 추가로 개선되었다. 따라서, IVIN과 생체내 EP의 조합이 고도로 효과적이고 허용성인 DNA 전달 양식을 초래하였고, 이는 유전자 백신 (예를 들어, HBcAg의 존재 또는 부재 하의 NS3/4A와 같은 원하는 항원을 코딩하는 핵산 구축물)을 전달하는데 특히 유용할 수 있다.
실시예 13
NS3/4A DNA를 전달하도록 IVIN 주사 시스템이 있는 세포내 전달 기구를 사용하여 비근교계 돼지의 피부 (6×50 ㎍) 또는 오른쪽 대퇴부 근육 (1×500 ㎍)에 주사를 놓았다. 도 59a 및 도 59b는 NS3/4A DNA IVIN 주사를 받지 않은 돼지 (면역화되지 않은 돼지)의 말초혈 단핵 세포 백만개 당 돼지-인터페론 감마를 생산하는 세포의 개수를 도해한다. 도 59c 및 도 59d는 NS34A DNA 주사 후의 돼지 (면역화된 돼지)의 말초혈 단핵 세포 백만개 당 돼지-인터페론 감마를 생산하는 세포의 개수를 도해한다. 데이터가 나타내는 바와 같이, NS3/4A 구축물을 전달하는 세포내 전달 장치를 사용한 후에 인지할 수 있는 면역 응답이 유도되었다.
SEQUENCE LISTING <110> CHRONTECH PHARMA AB Sallberg, Matti Frelin, Lars <120> INJECTION NEEDLE AND DEVICE <130> TRIPEP.125WO <150> 61/497442 <151> 2011-06-15 <150> 61/500066 <151> 2011-06-22 <150> 61/587066 <151> 2012-01-16 <150> 61/597112 <151> 2012-02-09 <150> 61/642356 <151> 2012-05-03 <160> 33 <210> 1 <211> 183 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> HBCAg (amino acid seq) <400> 1 Met Asp Ile Asp Pro Tyr Lys Glu Phe Gly Ala Thr Val Glu Leu Leu 1 5 10 15 Ser Phe Leu Pro Ser Asp Phe Phe Pro Ser Val Arg Asp Leu Leu Asp 20 25 30 Thr Ala Ser Ala Leu Tyr Arg Glu Ala Leu Glu Ser Pro Glu His Cys 35 40 45 Ser Pro His His Thr Ala Leu Arg Gln Ala Ile Leu Cys Trp Gly Glu 50 55 60 Leu Met Thr Leu Ala Thr Trp Val Gly Val Asn Leu Glu Asp Pro Ala 65 70 75 80 Ser Arg Asp Leu Val Val Ser Tyr Val Asn Thr Asn Met Gly Leu Lys 85 90 95 Phe Arg Gln Leu Leu Trp Phe His Ile Ser Cys Leu Thr Phe Gly Arg 100 105 110 Glu Thr Val Ile Glu Tyr Leu Val Ser Phe Gly Val Trp Ile Arg Thr 115 120 125 Pro Pro Ala Tyr Arg Pro Pro Asn Ala Pro Ile Leu Ser Thr Leu Pro 130 135 140 Glu Thr Thr Val Val Arg Arg Arg Gly Arg Ser Pro Arg Arg Arg Thr 145 150 155 160 Pro Ser Pro Arg Arg Arg Arg Ser Gln Ser Pro Arg Arg Arg Arg Ser 165 170 175 Gln Ser Arg Glu Ser Gln Cys 180 <210> 2 <211> 552 <212> DNA <213> wild-type HBcAg <400> 2 atggacatcg acccttataa agaatttgga gctactgtgg agttactctc gtttttgccc 60 tccgacttct ttccttcagt acgagatctt ctagataccg cctcagctct gtatcgggaa 120 gccttagagt ctcctgagca ttgttcacct caccatactg cactcaggca agcaattctt 180 tgctgggggg aactaatgac tctagctacc tgggtgggtg ttaatttgga agatccagcg 240 tctagagacc tagtagtcag ttatgtcaac actaatatgg gcctaaagtt caggcaactc 300 ttgtggtttc acatttcttg tctcactttt ggaagagaaa cagttataga gtatttggtg 360 tctttcggag tgtggattcg cactcctcca gcttatagac caccaaatgc ccctatccta 420 tcaacacttc cggagactac tgttgttaga cgacgaggca ggtcccctag aagaagaact 480 ccctcgcctc gcagacgaag gtctcaatcg ccgcgtcgca gaagatctca atctcgggaa 540 tctcaatgtt ag 552 <210> 3 <211> 552 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HBCAg (codon optimized nt seq) <400> 3 atggacatcg acccctacaa ggagttcggc gccaccgtgg agctgctgag cttcctgccc 60 agcgacttct tccccagcgt gcgcgacctg ctggacaccg ccagcgccct gtaccgcgag 120 gccctggaga gccccgagca ctgcagcccc caccacaccg ccctgcgcca ggccatcctg 180 tgctggggcg agctgatgac cctggccacc tgggtgggcg tgaacctgga ggaccccgcc 240 agccgcgacc tggtggtgag ctacgtgaac accaacatgg gcctgaagtt ccgccagctg 300 ctgtggttcc acatcagctg cctgaccttc ggccgcgaga ccgtgatcga gtacctggtg 360 agcttcggcg tgtggatccg cacccccccc gcctaccgcc cccccaacgc ccccatcctg 420 agcaccctgc ccgagaccac cgtggtgcgc cgccgcggcc gcagcccccg ccgccgcacc 480 cccagccccc gccgccgccg cagccagagc ccccgccgcc gccgcagcca gagccgcgag 540 agccagtgct ag 552 <210> 4 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> NS3/4A junction (amino acid sequence) <400> 4 Ser Ala Asp Leu Glu Val Val Thr Ser Thr Trp Val Leu Val Gly Gly 1 5 10 15 Val Leu <210> 5 <211> 54 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> NS3/4A junction (codon optimized nt seq) <400> 5 agcgccgacc tggaggtggt gaccagcacc tgggtgctgg tgggcggcgt gctg 54 <210> 6 <211> 16 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> NS4A/B junction (amino acid sequence) <400> 6 Asp Glu Met Glu Glu Cys Ser Gln His Leu Pro Tyr Ile Glu Gln Gly 1 5 10 15 <210> 7 <211> 48 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> NS4A/B junction (nucleotide sequence) <400> 7 gacgagatgg aggagtgcag ccagcacctg ccctacatcg agcagggc 48 <210> 8 <211> 869 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> CONSTR-1 NS3/4A-HBcAg (NS3-NS4A-HBcAg fusion with active protease) (amino acid sequence) <400> 8 Met Ala Pro Ile Thr Ala Tyr Ala Gln Gln Thr Arg Gly Leu Leu Gly 1 5 10 15 Cys Ile Ile Thr Ser Leu Thr Gly Arg Asp Lys Asn Gln Val Glu Gly 20 25 30 Glu Val Gln Ile Val Ser Thr Ala Ala Gln Thr Phe Leu Ala Thr Cys 35 40 45 Ile Asn Gly Val Cys Trp Thr Val Tyr His Gly Ala Gly Thr Arg Thr 50 55 60 Ile Ala Ser Pro Lys Gly Pro Val Ile Gln Met Tyr Thr Asn Val Asp 65 70 75 80 Gln Asp Leu Val Gly Trp Pro Ala Pro Gln Gly Ala Arg Ser Leu Thr 85 90 95 Pro Cys Thr Cys Gly Ser Ser Asp Leu Tyr Leu Val Thr Arg His Ala 100 105 110 Asp Val Ile Pro Val Arg Arg Arg Gly Asp Gly Arg Gly Ser Leu Leu 115 120 125 Ser Pro Arg Pro Ile Ser Tyr Leu Lys Gly Ser Ser Gly Gly Pro Leu 130 135 140 Leu Cys Pro Ala Gly His Ala Val Gly Ile Phe Arg Ala Ala Val Cys 145 150 155 160 Thr Arg Gly Val Ala Lys Ala Val Asp Phe Ile Pro Val Glu Ser Leu 165 170 175 Glu Thr Thr Met Arg Ser Pro Val Phe Ser Asp Asn Ser Ser Pro Pro 180 185 190 Ala Val Pro Gln Ser Tyr Gln Val Ala His Leu His Ala Pro Thr Gly 195 200 205 Ser Gly Lys Ser Thr Lys Val Pro Ala Ala Tyr Ala Ala Gln Gly Tyr 210 215 220 Lys Val Leu Val Leu Asn Pro Ser Val Ala Ala Thr Met Gly Phe Gly 225 230 235 240 Ala Tyr Met Ser Lys Ala His Gly Ile Asp Pro Asn Ile Arg Thr Gly 245 250 255 Val Arg Thr Ile Thr Thr Gly Ser Pro Ile Thr Tyr Ser Thr Tyr Gly 260 265 270 Lys Phe Leu Ala Asp Gly Gly Cys Ser Gly Gly Ala Tyr Asp Ile Ile 275 280 285 Ile Cys Asp Glu Cys His Ser Thr Asp 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Thr Ile Thr Thr Gly Ser Pro Ile Thr Tyr Ser Thr Tyr Gly 260 265 270 Lys Phe Leu Ala Asp Gly Gly Cys Ser Gly Gly Ala Tyr Asp Ile Ile 275 280 285 Ile Cys Asp Glu Cys His Ser Thr Asp Ala Thr Ser Ile Leu Gly Ile 290 295 300 Gly Thr Val Leu Asp Gln Ala Glu Thr Ala Gly Ala Arg Leu Thr Val 305 310 315 320 Leu Ala Thr Ala Thr Pro Pro Gly Ser Val Thr Val Pro His Pro Asn 325 330 335 Ile Glu Glu Val Ala Leu Ser Thr Thr Gly Glu Ile Pro Phe Tyr Gly 340 345 350 Lys Ala Ile Pro Leu Glu Ala Ile Lys Gly Gly Arg His Leu Ile Phe 355 360 365 Cys His Ser Lys Lys Lys Cys Asp Glu Leu Ala Ala Lys Leu Val Ala 370 375 380 Leu Gly Val Asn Ala Val Ala Tyr Tyr Arg Gly Leu Asp Val Ser Val 385 390 395 400 Ile Pro Thr Ser Gly Asp Val Val Val Val Ala Thr Asp Ala Leu Met 405 410 415 Thr Gly Phe Thr Gly Asp Phe Asp Ser Val Ile Asp Cys Asn Thr Cys 420 425 430 Val Thr Gln Thr Val Asp Phe Ser Leu Asp Pro Thr Phe Thr Ile Glu 435 440 445 Thr Ile Thr Leu Pro Gln Asp Ala Val Ser Arg Thr Gln Arg Arg Gly 450 455 460 Arg Thr Gly Arg Gly Lys Pro Gly Ile Tyr Arg Phe Val Ala Pro Gly 465 470 475 480 Glu Arg Pro Ser Gly Met Phe Asp Ser Ser Val Leu Cys Glu Cys Tyr 485 490 495 Asp Ala Gly Cys Ala Trp Tyr Glu Leu Thr Pro Ala Glu Thr Thr Val 500 505 510 Arg Leu Arg Ala Tyr Met Asn Thr Pro Gly Leu Pro Val Cys Gln Asp 515 520 525 His Leu Glu Phe Trp Glu Gly Val Phe Thr Gly Leu Thr His Ile Asp 530 535 540 Ala His Phe Leu Ser Gln Thr Lys Gln Ser Gly Glu Asn Leu Pro Tyr 545 550 555 560 Leu Val Ala Tyr Gln Ala Thr Val Cys Ala Arg Ala Gln Ala Pro Pro 565 570 575 Pro Ser Trp Asp Gln Met Trp Lys Cys Leu Ile Arg Leu Lys Pro Thr 580 585 590 Leu His Gly Pro Thr Pro Leu Leu Tyr Arg Leu Gly Ala Val Gln Asn 595 600 605 Glu Val Thr Leu Thr His Pro Val Thr Lys Tyr Ile Met Thr Cys Met 610 615 620 Ser Ala Asp Leu Glu Val Val Thr Ser Thr Trp Val Leu Val Gly Gly 625 630 635 640 Val Leu Ala Ala Leu Ala Ala Tyr Cys Leu Ser Thr Gly Cys Val Val 645 650 655 Ile Val Gly Arg Ile Val Leu Ser Gly Lys Pro Ala Ile Ile Pro Asp 660 665 670 Arg Glu Val Leu Tyr Arg Glu Phe Asp Glu Met Glu Glu Cys Ser Gln 675 680 685 His Leu Pro Tyr Ile Glu Gln Gly Met Asp Ile Asp Pro Tyr Lys Glu 690 695 700 Phe Gly Ala Thr Val Glu Leu Leu Ser Phe Leu Pro Ser Asp Phe Phe 705 710 715 720 Pro Ser Val Arg Asp Leu Leu Asp Thr Ala Ser Ala Leu Tyr Arg Glu 725 730 735 Ala Leu Glu Ser Ser Ala Asp Leu Glu Val Val Thr Ser Thr Trp Val 740 745 750 Leu Val Gly Gly Val Leu Pro Glu His Cys Ser Pro His His Thr Ala 755 760 765 Leu Arg Gln Ala Ile Leu Cys Trp Gly Glu Leu Met Thr Leu Ala Thr 770 775 780 Trp Val Gly Val Asn Leu Glu Asp Pro Ala Ser Arg Asp Leu Val Val 785 790 795 800 Ser Ser Ala Asp Leu Glu Val Val Thr Ser Thr Trp Val Leu Val Gly 805 810 815 Gly Val Leu Tyr Val Asn Thr Asn Met Gly Leu Lys Phe Arg Gln Leu 820 825 830 Leu Trp Phe His Ile Ser Cys Leu Thr Phe Gly Arg Glu Thr Val Ile 835 840 845 Glu Tyr Leu Val Ser Phe Gly Val Trp Ile Arg Thr Pro Pro Ala Tyr 850 855 860 Arg Pro Pro Asn Ala Pro Ile Leu Ser Ser Ala Asp Leu Glu Val Val 865 870 875 880 Thr Ser Thr Trp Val Leu Val Gly Gly Val Leu Thr Leu Pro Glu Thr 885 890 895 Thr Val Val Arg Arg Arg Gly Arg Ser Pro Arg Arg Arg Thr Pro Ser 900 905 910 Pro Arg Arg Arg Arg Ser Gln Ser Pro Arg Arg Arg Arg Ser Gln Ser 915 920 925 Arg Glu Ser Gln Cys 930 <210> 31 <211> 933 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> NS3/4A-HBcAg Fusion Protein <400> 31 Met Ala Pro Ile Thr Ala Tyr Ala Gln Gln Thr Arg Gly Leu Leu Gly 1 5 10 15 Cys Ile Ile Thr Ser Leu Thr Gly Arg Asp Lys Asn Gln Val Glu Gly 20 25 30 Glu Val Gln Ile Val Ser Thr Ala Ala Gln Thr Phe Leu Ala Thr Cys 35 40 45 Ile Asn Gly Val Cys Trp Thr Val Tyr His Gly Ala Gly Thr Arg Thr 50 55 60 Ile Ala Ser Pro Lys Gly Pro Val Ile Gln Met Tyr Thr Asn Val Asp 65 70 75 80 Gln Asp Leu Val Gly Trp Pro Ala Pro Gln Gly Ala Arg Ser Leu Thr 85 90 95 Pro Cys Thr Cys Gly Ser Ser Asp Leu Tyr Leu Val Thr Arg His Ala 100 105 110 Asp Val Ile Pro Val Arg Arg Arg Gly Asp Gly Arg Gly Ser Leu Leu 115 120 125 Ser Pro Arg Pro Ile Ser Tyr Leu Lys Gly Ser Ser Gly Gly Pro Leu 130 135 140 Leu Cys Pro Ala Gly His Ala Val Gly Ile Phe Arg Ala Ala Val Cys 145 150 155 160 Thr Arg Gly Val Ala Lys Ala Val Asp Phe Ile Pro Val Glu Ser Leu 165 170 175 Glu Thr Thr Met Arg Ser Pro Val Phe Ser Asp Asn Ser Ser Pro Pro 180 185 190 Ala Val Pro Gln Ser Tyr Gln Val Ala His Leu His Ala Pro Thr Gly 195 200 205 Ser Gly Lys Ser Thr Lys Val Pro Ala Ala Tyr Ala Ala Gln Gly Tyr 210 215 220 Lys Val Leu Val Leu Asn Pro Ser Val Ala Ala Thr Met Gly Phe Gly 225 230 235 240 Ala Tyr Met Ser Lys Ala His Gly Ile Asp Pro Asn Ile Arg Thr Gly 245 250 255 Val Arg Thr Ile Thr Thr Gly Ser Pro Ile Thr Tyr Ser Thr Tyr Gly 260 265 270 Lys Phe Leu Ala Asp Gly Gly Cys Ser Gly Gly Ala Tyr Asp Ile Ile 275 280 285 Ile Cys Asp Glu Cys His Ser Thr Asp Ala Thr Ser Ile Leu Gly Ile 290 295 300 Gly Thr Val Leu Asp Gln Ala Glu Thr Ala Gly Ala Arg Leu Thr Val 305 310 315 320 Leu Ala Thr Ala Thr Pro Pro Gly Ser Val Thr Val Pro His Pro Asn 325 330 335 Ile Glu Glu Val Ala Leu Ser Thr Thr Gly Glu Ile Pro Phe Tyr Gly 340 345 350 Lys Ala Ile Pro Leu Glu Ala Ile Lys Gly Gly Arg His Leu Ile Phe 355 360 365 Cys His Ser Lys Lys Lys Cys Asp Glu Leu Ala Ala Lys Leu Val Ala 370 375 380 Leu Gly Val Asn Ala Val Ala Tyr Tyr Arg Gly Leu Asp Val Ser Val 385 390 395 400 Ile Pro Thr Ser Gly Asp Val Val Val Val Ala Thr Asp Ala Leu Met 405 410 415 Thr Gly Phe Thr Gly Asp Phe Asp Ser Val Ile Asp Cys Asn Thr Cys 420 425 430 Val Thr Gln Thr Val Asp Phe Ser Leu Asp Pro Thr Phe Thr Ile Glu 435 440 445 Thr Ile Thr Leu Pro Gln Asp Ala Val Ser Arg Thr Gln Arg Arg Gly 450 455 460 Arg Thr Gly Arg Gly Lys Pro Gly Ile Tyr Arg Phe Val Ala Pro Gly 465 470 475 480 Glu Arg Pro Ser Gly Met Phe Asp Ser Ser Val Leu Cys Glu Cys Tyr 485 490 495 Asp Ala Gly Cys Ala Trp Tyr Glu Leu Thr Pro Ala Glu Thr Thr Val 500 505 510 Arg Leu Arg Ala Tyr Met Asn Thr Pro Gly Leu Pro Val Cys Gln Asp 515 520 525 His Leu Glu Phe Trp Glu Gly Val Phe Thr Gly Leu Thr His Ile Asp 530 535 540 Ala His Phe Leu Ser Gln Thr Lys Gln Ser Gly Glu Asn Leu Pro Tyr 545 550 555 560 Leu Val Ala Tyr Gln Ala Thr Val Cys Ala Arg Ala Gln Ala Pro Pro 565 570 575 Pro Ser Trp Asp Gln Met Trp Lys Cys Leu Ile Arg Leu Lys Pro Thr 580 585 590 Leu His Gly Pro Thr Pro Leu Leu Tyr Arg Leu Gly Ala Val Gln Asn 595 600 605 Glu Val Thr Leu Thr His Pro Val Thr Lys Tyr Ile Met Thr Cys Met 610 615 620 Ser Ala Asp Leu Glu Val Val Thr Ser Thr Trp Val Leu Val Gly Gly 625 630 635 640 Val Leu Ala Ala Leu Ala Ala Tyr Cys Leu Ser Thr Gly Cys Val Val 645 650 655 Ile Val Gly Arg Ile Val Leu Ser Gly Lys Pro Ala Ile Ile Pro Asp 660 665 670 Arg Glu Val Leu Tyr Arg Glu Phe Asp Glu Met Glu Glu Cys Ser Gln 675 680 685 His Leu Pro Tyr Ile Glu Gln Gly Thr Leu Pro Glu Thr Thr Val Val 690 695 700 Arg Arg Arg Gly Arg Ser Pro Arg Arg Arg Thr Pro Ser Pro Arg Arg 705 710 715 720 Arg Arg Ser Gln Ser Pro Arg Arg Arg Arg Ser Gln Ser Arg Glu Ser 725 730 735 Gln Cys Ser Ala Asp Leu Glu Val Val Thr Ser Thr Trp Val Leu Val 740 745 750 Gly Gly Val Leu Pro Glu His Cys Ser Pro His His Thr Ala Leu Arg 755 760 765 Gln Ala Ile Leu Cys Trp Gly Glu Leu Met Thr Leu Ala Thr Trp Val 770 775 780 Gly Val Asn Leu Glu Asp Pro Ala Ser Arg Asp Leu Val Val Ser Ser 785 790 795 800 Ala Asp Leu Glu Val Val Thr Ser Thr Trp Val Leu Val Gly Gly Val 805 810 815 Leu Tyr Val Asn Thr Asn Met Gly Leu Lys Phe Arg Gln Leu Leu Trp 820 825 830 Phe His Ile Ser Cys Leu Thr Phe Gly Arg Glu Thr Val Ile Glu Tyr 835 840 845 Leu Val Ser Phe Gly Val Trp Ile Arg Thr Pro Pro Ala Tyr Arg Pro 850 855 860 Pro Asn Ala Pro Ile Leu Ser Ser Ala Asp Leu Glu Val Val Thr Ser 865 870 875 880 Thr Trp Val Leu Val Gly Gly Val Leu Met Asp Ile Asp Pro Tyr Lys 885 890 895 Glu Phe Gly Ala Thr Val Glu Leu Leu Ser Phe Leu Pro Ser Asp Phe 900 905 910 Phe Pro Ser Val Arg Asp Leu Leu Asp Thr Ala Ser Ala Leu Tyr Arg 915 920 925 Glu Ala Leu Glu Ser <210> 32 <211> 569 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Codon Optimized HBcAg <400> 32 gaattcgcac catggacatc gacccctaca aggagttcgg cgccaccgtg gagctgctga 60 gcttcctgcc cagcgacttc ttccccagcg tgagagacct gctggacacc gccagcgccc 120 tgtacagaga ggccctggag agccccgagc actgcagccc ccaccacacc gccctgagac 180 aggccatcct gtgctggggc gagctgatga ccctggccac ctgggtgggc gtgaacctgg 240 aggaccccgc cagcagagac ctggtggtga gctacgtgaa caccaacatg ggcctgaagt 300 tcagacagct gctgtggttc cacatcagct gcctgacctt cggcagagag accgtgatcg 360 agtacctggt gagcttcggc gtgtggatca gaaccccccc cgcctacaga ccccccaacg 420 cccccatcct gagcaccctg cccgagacca ccgtggtgag aagaagaggc agaagcccca 480 gaagaagaac ccccagcccc agaagaagaa gaagccagag ccccagaaga agaagaagcc 540 agagcagaga gagccagtgc tagtctaga 569 <210> 33 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> A CpG containing Oligonucleotide <400> 33 tccatgacgt tcctgacgtt 20

Claims (25)

  1. 조직에 국소적으로 오버로딩(overloading)함으로써 살아있는 동물에서의 세포내 전달을 위한 장치이며,
    주사 파라미터를 제어하는 전달 유닛;
    전달 유닛에 연결되며, 적어도 하나의 전기 커넥터를 포함하는 허브;
    허브에 연결된 복수의 바늘
    을 포함하고,
    복수의 바늘 각각은,
    폐쇄 단부;
    바늘 배럴;
    바늘 배럴 상에 배치된 복수의 개구 - 각각의 바늘 배럴 상의 개구들은 전달 제제의 대향하는 전달 방향 또는 전달 제제의 교차 분무 전달 패턴을 발생시키도록 적어도 하나의 다른 바늘 배럴 상의 개구들에 대향함 -;
    전극; 및
    전극에서 전기장을 발생시키도록 구성된 전력 공급원 - 전력 공급원은 적어도 하나의 전기 커넥터를 통해 전극에 연결됨 -
    을 포함하는,
    세포내 전달 기구.
  2. 제1항에 있어서, 복수의 바늘 중 적어도 하나의 바늘은 전력 공급원에 전기 연결되고 전기장을 발생시키도록 구성된 바늘-전극인, 세포내 전달 기구.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 세포내 전달 기구는 전력 공급원에 전기 연결되고 전기장을 발생시키도록 구성된 복수의 바늘-전극을 포함하는, 세포내 전달 기구.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 세포내 전달 기구는 중심 바늘 및 중심 바늘 둘레에 배치된 3개의 외측 바늘을 구비한 Y형 패턴으로 배열된 4개의 바늘을 포함하고, 중심 바늘은 제1 극성 전압을 인가하도록 구성된 바늘-전극이고, 3개의 외측 바늘은 제2 극성 전압을 인가하도록 구성된 바늘-전극인, 세포내 전달 기구.
  5. 제4항에 있어서, 중심 바늘은 각각의 3개의 외측 바늘 상에 존재하는 개구들을 향해 전달 제제의 전달을 지향시키도록 위치되는, 바늘 배럴을 따른 개구들을 포함하고, 각각의 3개의 외측 바늘은 중심 바늘 상에 존재하는 개구들을 향해 전달 제제의 전달을 지향시키도록 위치되는, 바늘 배럴을 따른 개구들을 포함하고, 외측 바늘은 전달 제제를 중심 바늘로부터 멀어지는 방향으로 전달하도록 위치된 개구는 갖지 않는, 세포내 전달 기구.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 세포내 전달 기구는 중심 바늘 및 중심 바늘 둘레에 배치된 복수의 외측 바늘을 포함하는 바늘의 어레이를 포함하고, 중심 바늘은 제1 극성 전압을 인가하도록 구성된 바늘-전극이고, 외측 바늘은 제2 극성 전압을 인가하도록 구성된 바늘-전극이고, 중심 바늘은 전달 제제의 전달을 외측 바늘을 향해 지향시키도록 위치되는, 바늘 배럴을 따른 개구들을 포함하고, 외측 바늘은 전달 제제의 전달을 중심 바늘 및/또는 인접한 바늘을 향해 지향시키도록 위치되는, 바늘 배럴을 따른 개구들을 포함하고, 외측 바늘은 전달 제제의 전달을 바늘의 어레이 내의 구역에 의해 한정된 활성 영역으로부터 멀어지는 방향으로 허용하는 개구는 갖지 않는, 세포내 전달 기구.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 세포내 전달 기구는 육각형 패턴으로 배열된 7개의 바늘을 추가로 포함하고, 바늘-전극인 하나의 바늘이 육각형 패턴의 중심에 위치되는, 세포내 전달 기구.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    허브와 유체 연통하는 주사기;
    주사기를 수납하도록 구성된 채널;
    채널 내에 주사기를 체결하도록 작동 가능한 칼라;
    바늘 배럴의 폐쇄 단부가 채널로부터 돌출하여 대상체와 맞물리는데 이용 가능하도록, 채널 내에 주사기 및 허브를 봉입하도록 작동하는 핸들;
    핸들의 작동에 의해 충전되도록 구성된 충전 요소 - 충전 요소는 트리거의 작동이 충전 요소를 해제하도록 트리거 및 주사기에 결합되고, 충전 요소는 주사기에 작용하여, 예방 물질 및/또는 치료 물질을 주사기의 외부로 이동시킴 -; 및
    피하주사 바늘 장치의 허브 상의 전기 커넥터와 정합하여, 전력 공급원과 전극 및/또는 바늘-전극 사이에 전기 접속을 확립하도록 구성된 전기 포트
    를 추가로 포함하는 세포내 전달 기구.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 허브는 각각의 바늘 또는 바늘 전극에 대해 전달 제제의 개별 저장소를 포함하는 포켓 허브인, 세포내 전달 기구.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 허브는 각각의 바늘 또는 바늘-전극에 대해 전달 제제의 단일 저장소를 포함하는, 세포내 전달 기구.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 바늘 중 적어도 하나의 바늘은 전기 비-전도성 재료로 적어도 부분적으로 라미네이팅되는, 세포내 전달 기구.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 전기장의 발생을 제어하도록 구성된 전력 공급원 제어기를 추가로 포함하는 세포내 전달 기구.
  13. 제12항에 있어서, 전기장의 발생을 제어하는 것은 펄스 전압, 바늘-전극의 극성, 펄스의 수, 펄스 패턴, 또는 펄스 지속 시간 중 하나 이상을 제어하는 것을 포함하는, 세포내 전달 기구.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 충전 요소는 핸들 작동에 의해 압축되도록 구성되고 트리거의 작동 시에 또는 전기 작동식 트랜스듀서에 의해 활성화될 때 압축 해제되도록 구성된 스프링인, 세포내 전달 기구.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 전극 및/또는 바늘 전극에 인가되는 전기장은 정류성인, 세포내 전달 기구.
  16. 대상체의 조직 내로 전달 제제를 도입하는 방법이며,
    제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 세포내 전달 기구를 제공하는 단계;
    전압 공급원을 제공하는 단계;
    상기 전기천공 기구의 복수의 바늘 및 복수의 전극 또는 복수의 바늘-전극을 대상체의 조직 내로 삽입하는 단계;
    전달 제제를 복수의 바늘 또는 복수의 바늘 전극의 내강을 통해 대상체의 조직 내로 이동시키는 단계; 및
    대상체의 조직에 전기장을 인가하는 단계
    를 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 전달 제제의 이동은 조직에 전기장을 인가하기 전에 수행되는, 방법.
  18. 제16항에 있어서, 전달 제제의 이동은 조직에 전기장을 인가한 후에 수행되는, 방법.
  19. 제16항에 있어서, 전달 제제의 이동은 2-단계 공정으로 수행되고, 제1 단계는 전달 제제를 조직 내에 활성 구역 내로 이동시키는 단계를 포함하고, 제2 단계는 하나 이상의 전극 또는 바늘 전극에 급전하여 활성 구역 내의 세포를 전기천공시키는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 주사 파라미터는 주사 속도인, 세포내 전달 기구.
  21. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 주사 파라미터는 주사 압력인, 세포내 전달 기구.
  22. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, DNA 백신접종에서 사용하기 위한 세포내 전달 기구.
  23. 제20항에 있어서, DNA 백신접종은 간염 항원을 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 도입을 포함하는, 세포내 전달 기구.
  24. 제21항에 있어서, 간염 항원은 C형 간염 바이러스(HCV) 항원인, 세포내 전달 기구.
  25. 제22항에 있어서, HCV 항원은 NS3를 포함하는, 세포내 전달 기구.
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