一种恒压电脉冲导入艾滋病核酸疫苗的系统的制作方法

本发明涉及疫苗导入系统，尤其涉及一种利用电穿孔技术将预防及治疗艾滋病的核酸疫苗导入靶组织的系统。

背景技术：

早在1981年，就发现了世界第一例艾滋病人，病毒不断变异、基因具有多样性、疫苗研制成本高昂导致艾滋病的疫苗发展与应用受到影响。提高有效率、降低成本成为主要的热点。疫苗分预防疫苗和治疗疫苗，预防疫苗的作用是防止感染病毒，而治疗疫苗的作用，则是诱使人体免疫系统发挥抵抗病毒对人体的损伤，或者增强免疫系统对病毒的抵抗能力，针对的是已经感染病毒的人群。从1985年到1990年前后，艾滋病感染者的数量处于慢速增长阶段，到20世纪90年代后期，艾滋病感染者的数量进入快速增长的阶段。目前，艾滋病感染的数量已呈现急速增长、对数增长时期。不但要预防，而且要面对更多hiv感染者的治疗。艾滋病患者最主要的问题是免疫功能的丧失，那么只要找到一种能够有效触发并恢复其自身免疫能力的方法，病情应该可以得到控制。

但是目前抗艾滋病核酸疫苗的导入效率低，客观上影响了其作用的发挥。故要充分发挥核酸疫苗的功能，还必须提高其导入效率以达到提高其免疫性能的功效。

技术实现要素：

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种恒压电脉冲导入艾滋病核酸疫苗的系统，可使预防及治疗艾滋病的核酸疫苗进入细胞，从而提高其导入体内的效率，增强治疗效果。

本发明的技术方案为：本发明揭示了一种恒压电脉冲导入艾滋病核酸疫苗的系统，将艾滋病核酸疫苗借助低频电脉冲导入靶组织，系统包括：

注射装置，储有艾滋病核酸疫苗；

电脉冲导入装置，其进一步包括：

脉冲设置和实施模块，接收用户输入的电脉冲参数；

电源模块，产生直流电信号；

微控制器，分别与脉冲设置和实施模块、电源模块电连接，接收脉冲设置和实施模块输出的电脉冲参数，根据电脉冲参数输出控制信号；

脉冲生成模块，和脉冲设置和实施模块电连接，根据控制信号将直流电信号处理成恒压电脉冲信号后输出电脉冲信号，输出的电脉冲信号的波形为对称触发单向连续脉冲方波，脉冲频率为1至50hz，脉冲宽度为1ms至150ms，脉冲个数为1至20个；以及

负载，和脉冲生成模块电连接，接收脉冲生成模块输出的电脉冲信号。

根据本发明的恒压电脉冲导入艾滋病核酸疫苗的系统的一实施例，电脉冲导入装置还包括：

信息反馈模块，分别和微控制器、负载电连接，检测电脉冲信号所导入的部位的电流并反馈至微控制器。

根据本发明的恒压电脉冲导入艾滋病核酸疫苗的系统的一实施例，电脉冲导入装置还包括：

存储模块，和微控制器电连接，用于存储基因导入记录。

根据本发明的恒压电脉冲导入艾滋病核酸疫苗的系统的一实施例，电脉冲导入装置还包括：

信息传输模块，和微控制器电连接，用于实现本机和上位机的信息交互。

根据本发明的恒压电脉冲导入艾滋病核酸疫苗的系统的一实施例，脉冲生成模块输出的电脉冲信号是60v恒压、脉冲宽度为50ms、频率为1hz、脉冲个数为6个的单向连续脉冲方波。

根据本发明的恒压电脉冲导入艾滋病核酸疫苗的系统的一实施例，脉冲生成模块输出的电脉冲信号是90v恒压、脉冲宽度为50ms、频率为1hz、脉冲个数为6个的单向连续脉冲方波。

根据本发明的恒压电脉冲导入艾滋病核酸疫苗的系统的一实施例，脉冲生成模块输出的电脉冲信号是108v恒压、脉冲宽度为30ms、频率为1hz、脉冲个数为6个的单向连续脉冲方波。

根据本发明的恒压电脉冲导入艾滋病核酸疫苗的系统的一实施例，负载是毫针电极，毫针电极由电极头和电极柄连接而成，其中电极头的插头插入在电极柄的凹槽中。

根据本发明的恒压电脉冲导入艾滋病核酸疫苗的系统的一实施例，电极头上设有2个电极且电极间距为5mm；或者电极头上设有呈正方形排列的4个电极且电极间距为5mm；或者电极头上设有呈钻石形排列的4个电极且电极间距为6mm。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明先利用注射装置注入艾滋病核酸疫苗，再通过电脉冲导入装置发出低频电脉冲刺激人体的肌肉等靶组织，使预防及治疗艾滋病的核酸疫苗分子导入细胞内，增强了治疗效果，并且通过波形参数及负载电极的设计调整艾滋病疫苗的导入效果，达到高效、低量地预防及治疗艾滋病的功效。

附图说明

图1示出了本发明的恒压电脉冲导入艾滋病核酸疫苗的系统的较佳实施例的原理图。

图2a、2b示出了图1所示实施例中的电源模块的原理图。

图3a、3b示出了本发明的电脉冲导入装置的电气原理图。

图4示出了电脉冲导入装置的控制原理图。

图5a至5c示出了负载的结构示意图。

具体实施方式

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1示出了本发明的导入艾滋病核酸疫苗的系统的一个较佳实施例的原理，请参见图1。本实施例的系统包括电脉冲导入装置10和注射装置20两部分。其中注射装置2可以是一个针筒注射器。电脉冲导入装置10包括：电源模块100、脉冲设置和实施模块101、脉冲生成模块102、微控制器106及负载107。较佳的，电脉冲导入装置10还包括：信息反馈模块103、存储模块104、和信息传输模块105。

这些模块之间的连接关系如图1所示，电源模块100的输出端连接微控制器106，脉冲设置和实施模块101的输入端连接微控制器106，其输出端连接脉冲发生模块102。信息传输模块105和存储模块104均与微控制器106建立双向的数据连接。脉冲发生模块102的输出端连接负载107，负载107的输出端连接信息反馈模块103。

注射装置20储有抗艾滋病疫苗。通常先由注射装置20注射抗艾滋病疫苗到肌体靶部位，以注射点为中心推进。

脉冲发生模块102根据微控制器的控制信号将电源模块提供的直流电信号处理成恒压电脉冲信号后输出为电脉冲信号，输出的电脉冲信号的波形为对称触发单向连续脉冲方波，脉冲频率为1至50hz，脉冲宽度为1ms至150ms，脉冲个数为1至20个。在具体的实施中，这个电脉冲信号可以是一个60v恒压、脉冲宽度50ms、频率1hz、脉冲个数为6个的单向连续脉冲方波；也可以是一个90v恒压、脉冲宽度50ms、频率1hz、脉冲个数为6个的单向连续脉冲方波；也可以是一个108v恒压、脉冲宽度30ms、频率1hz、脉冲个数为6个的单向连续脉冲方波。

信息反馈模块103检测电脉冲信号导入部位的电流并经由微控制器106反馈至脉冲设置和实施模块101。脉冲设置和实施模块101根据反馈信息决定是否输出脉冲。

存储模块104用于存储基因导入记录。而信息传输模块105用于实现本机和上位机的信息交互。

电源模块100用于提供电脉冲发生的能量。电源模块100提供合适的脉冲电压和波形等导入参数。图2a、2b示出了电源模块的原理，图2a示出了直流电源的一种实施方式，电池组经由电压处理模块分为5－500v和(dc5v，dc3.3v)两路，其中5－500v这一路用于驱动电脉冲信号，而(dc5v，dc3.3v)这一路用于系统控制。图2b示出了交流电源的一种实施方式，220v交流电通过电压隔离、电源滤波之后，第一路经过电压处理之后形成5－500v的驱动电压，第二路经过变压处理和电压处理之后形成5v和3.3v的系统控制电压。进一步请参见图3a，对应于图2a，5－500v的驱动电压作用于负载，负载的信息再经由信息反馈模块103反馈至微控制器106的系统控制部分。请参见图3b，对应于图2b，驱动电压作用于负载，负载处的信息再经由信息反馈模块103反馈至微控制器106的系统控制部分。

微控制器106用于控制各个模块的运作。微控制器106的对各个模块的运作控制如图4所示，系统电压控制模块(5v，3.3v)提供系统电压给微控制器106。微控制器106控制显示器、键盘、时钟、数据存储管理。微控制器106通过电压控制模块控制脉冲驱动的合适电压(5－500v)，由脉冲驱动模块作用于负载。信息反馈模块103在负载上实施电阻检测，并将反馈信息回传至微控制器106。

本发明的系统的工作原理为：通过升压电路及降压电路等技术设计产生合适的脉冲电压、波形等导入参数，通过一定能量的电脉冲冲击，在细胞膜上形成可逆通道，使核酸疫苗等基因物质快速进入细胞膜内，并进而进入细胞核内表达出抗原，激发体内免疫反应。通过设定的通路完成脉宽、频率等参数的选择。通过反馈电路收集反馈信息，决定是否输出电脉冲。通过记忆功能，实现基因导入记录的保存，通过信息传输模块实现本机与上位机的信息交换以及对使用者的在线指导。

本发明的系统的作用原理为：本发明特定的参数及电极形状可以将核酸疫苗通过电场作用，导入靶组织细胞中。设计合适的导入参数对导入产生重要影响。不适当的参数，不仅不能增加导入效果，甚至还会对机体产生不可逆的损害。本发明的参数可以有效提高hiv核酸疫苗的导入效率，增强免疫效果。

负载107连接脉冲生成模块103，用于将系统发出的电脉冲传输到靶组织中。

负载107的一个实施例如图5a所示是毫针电极，由电极头1071和电极柄1072连接而成，电极头1071的插头插入电极柄1072的凹槽中，电极头上电极数量为2个，电极间距5mm。

负载107的一个实施例如图5b所示是毫针电极，电极头上电极数量为4个(图5b中所示的四个圆点为电极，中间的圆孔为注射针孔)，4个电极排列成正方形，电极间距5mm。

负载107的一个实施例如图5c所示是毫针电极，电极头上电极数量为4个(图5c中所示的四个圆点为电极，中间的圆孔为注射针孔)，4个电极排列成钻石形，电极间距6mm。

本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑板块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如dsp与微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、cd-rom、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存 储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在asic中。asic可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(dsl)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(cd)、激光碟、光碟、数字多用碟(dvd)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。