專利名稱：含釓大分子磁共振血管造影劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁共振血管造影劑及其制備方法，特別是一種易降解的含釓大分
子磁共振血管造影劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
磁共振血池造影劑(或稱磁共振血管造影劑)是一類不易通過健康血管內(nèi)壁，能 穩(wěn)定地縮短周圍組織縱向弛豫時間(T》，并以能血管成像為特點的大分子物質(zhì)，在輔助敏 銳檢測，獲得有關(guān)組織癌變及心血管系統(tǒng)疾病的信息方面具有巨大的潛力。除此以外，由于 大分子復(fù)合物多具有弛豫效率明顯增強的特點，意味著用大分子復(fù)合物作造影劑，在獲得 同等弛豫效率時可以使用更少的劑量。 大量的研究集中在設(shè)計含釓的大分子復(fù)合物血池造影劑方面。從最初的天然大 分子衍生物類釓血池造影劑，如將配合物Gd-DTPA(二乙三胺五乙酸釓)與清蛋白通過 共價鍵相連制備的大分子復(fù)合物(Invest. Radiol. 22(1987)665-671);到合成大分子類 釓血池造影劑，如聚氨基酸、樹枝狀高聚物等與含釓的配合物鍵合而成的大分子復(fù)合物 (Biocon jugate. Chem. 1(1990)65—71， J. Magn. Reson. Imaging 4(1994)462—466);再至lj以月旨 質(zhì)體等膠體包覆釓配合物制備的大分子釓復(fù)合物(Radiology 171(1989)77-80)和近年來 的靶向大分子釓復(fù)合物，如單克隆抗體與聚L賴氨酸-二乙三胺五乙酸釓(PLL-Gd-DTPA) 的復(fù)合物(Invest. Radiol. 28(1993)789-795)。每一步的發(fā)展都對含釓大分子物質(zhì)作為血 池造影劑的機理認識做出了巨大貢獻。 但到目前為止，限制此類釓大分子造影劑進一步臨床應(yīng)用的最大問題在于，因釓 的不完全清除而引起的蓄積毒性問題。如上述提到的第二代聚丙烯亞胺樹枝狀聚合物類釓 血池造影劑，注入人體后14天仍有高達45 %的殘留(Invest. Radiol. 38 (2003) 662-668)。 除了釓蓄積問題，還有一些釓大分子復(fù)合物，其自身結(jié)構(gòu)就能引起機體的毒性反應(yīng)，如天然 大分子衍生物的免疫毒性反應(yīng)等(Invest. Radiol. 26(1991) 1035-1040)。
設(shè)計具有大分子復(fù)合物血管成像的特性，同時兼顧已通過臨床批準的小分子釓 配合物安全性的含釓大分子復(fù)合物，是含釓磁共振血池造影劑的發(fā)展方向。這方面，也有 了一些初步的嘗試，如可生物降解型聚合物造影劑等(Magn. Reson. Med. 51(2004)27-34)。 特別需要指出的是，近年來，有嘗試采用生物相容性無機粒子制備含釓大分子復(fù)合物的， 如將二乙三胺五乙酸釓與沸石或介孔硅復(fù)合，以顯著增強釓配合物弛豫效率的(Chem. Eur. J. 820025121-5131)，特別的也有人嘗試了雙金屬氫氧化物(LDHs)與釓配合物的復(fù)合 (Chem. Eur. J. 13(2007)2824-2830)。 盡管上述無機復(fù)合物粒徑還較大，不能滿足血池造影劑對粒子尺寸的要求(盡管 因為粒子電荷、構(gòu)型、極性、親脂親油性的不同會有所不同，磁共振血池造影劑粒徑一般需 控制在6-50納米)，但與以往不同的是，生物相容性無機粒子，其最大的優(yōu)勢在于能很好的 解決釓大分子復(fù)合物的安全性問題。如無機物雙金屬氫氧化物，是具有低細胞毒性的生物 相容性無機材料，可作為注射用藥物的載體，最為重要的是已有報道證明雙金屬氫氧化物
3可以通過簡單的處理，只要使環(huán)境酸度達到pH4-5時，就可以逐漸分解成鎂(Mg)、鋁(Al)等 無機離子，而使原來的大分子物質(zhì)得以降解。這有利于在測試結(jié)束后，將大分子物質(zhì)快速代 謝而排除體外，以減少釓的蓄積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供了一種易降解的含釓大分子磁共振血管造影劑。
本發(fā)明的目的之二在于提供該血管造影劑的制備方法。
為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 —種含釓大分子磁共振血管造影劑，其特征在于該造影劑以層狀無機雙金屬氫氧 化物為主體材料，禮配合物與層狀無機雙金屬氫氧化物經(jīng)過插層反應(yīng)形成的納米復(fù)合物， 其中釓的質(zhì)量百分含量為0. 17% 6. 60%。
上述的造影劑的平均粒徑為17 34nm。 上述的層狀無機雙金屬氫氧化物的結(jié)構(gòu)通式為[M,—xM3+x(0H)2]An—仏'n^0，其中 M2+為Mg2+、 Zn2+或Mn2+ ;M3+為A13+或Fe3+ ;A為金屬M2+鹽和M3+鹽對應(yīng)的陰離子形成的層 間陰離子，n為A的電荷數(shù)，x為每摩爾層狀雙金屬氫氧化物中M3+的摩爾分數(shù)，m為每摩爾 層狀雙金屬氫氧化物中層間結(jié)合水的數(shù)目。 上述的A為硝酸根離子或氯離子；n = 1 2， x = 0. 15 0. 35， m = 0. 5 6。
上述的釓配合物為二乙三胺五乙酸釓([Gd(DTPA)]2—)或l，4，7，10-四氮雜環(huán)十二 烷-1，4，7，10-四乙酸釓[Gd(DOTA)]—。 —種制備上述的含釓大分子磁共振血管造影劑的方法，其特征在于該方法的具體 步驟為 a.將可溶性金屬M"鹽和M"鹽溶解在新沸放冷的高純水中得到溶液A，并控制M"、
m"禾p h2o的摩爾比為(io i) : i : aoo io); b.將堿溶于新沸放冷的高純水中得到溶液B，并控制0H-和H20的摩爾比為
i : (ioo io); c.將環(huán)己烷、非離子表面活性劑、正己醇和上述溶液A按20 :3:3: (6 l) 的體積比混合配制成微乳液A，再將環(huán)己烷、非離子表面活性劑、正己醇和上述溶液B按
20 : 3 : 3 : (6 1)的體積比混合配制成微乳液B ; d.按l : 1的體積比，將上述微乳液B逐滴滴加入上述微乳液A中，滴加完畢加熱 至30°C IO(TC反應(yīng)2小時 24小時，得到混合溶液； e.將釓配合物與上述混合溶液按釓與三價金屬鹽的摩爾比Gd : M3+= (1 0.005) : l的比例混合，繼續(xù)反應(yīng)2小時 24小時，得到含釓大分子磁共振血管造影劑；
以上各步反應(yīng)均在惰性氣氛下完成。
上述的釓配合物為Gd-DTPA或GchDOTA。 上述的可溶性金屬M2+鹽和M3+鹽為硝酸鹽或氯化物，其中M2+為Mg2+、Zn2+或Mn2+ ; M3+為AP或Fe3+。 本發(fā)明的含釓大分子磁共振血管造影劑，是釓配合物與無機雙金屬氫氧化物的納 米復(fù)合物，平均粒徑17-34nm，粒徑分布可以滿足磁共振血管造影劑6_50納米的尺寸要求。 縱向弛豫效率巧為7. 5mM—、—、橫向弛豫效率r2為lOmM—、—、比自由釓配合物縱向弛豫效率和橫向弛豫效率分別提高了 2倍和3倍。同時因雙金屬氫氧化物的緣故，該大分子復(fù)合物 通過簡單處理，可以降解成無機離子和小分子釓配合物，從而解決釓大分子磁共振血管造 影劑的釓蓄積問題。 本發(fā)明提供的制備易降解的含釓大分子血管造影劑的方法，是選用易生物降解的 無機雙金屬氫氧化物為主體材料，通過插層反應(yīng)實現(xiàn)含釓配合物與雙金屬氫氧化物(LDHs) 的納米復(fù)合，并由反相微乳體系控制無機大分子產(chǎn)物粒徑在血管內(nèi)造影劑要求范圍內(nèi)。


圖1為實施例 一 產(chǎn)物的X-ray衍射圖。其中曲線a為雙金屬氫氧化物 Mg2Al (0H)6N03，曲線b為實施例一產(chǎn)物含釓大分子血管造影劑 圖2為本發(fā)明含釓大分子血管造影劑的TEM圖。其中(a)為實施例一的產(chǎn)物，(b) 為實施例二的產(chǎn)物，(c)為實施例四的產(chǎn)物。 圖3為發(fā)明含釓大分子血管造影劑的縱向弛豫效率巧圖，其中曲線a為實施例一 的產(chǎn)物，曲線b為實施例三的產(chǎn)物。 圖4為發(fā)明含釓大分子血管造影劑的橫向弛豫效率1~2圖。其中曲線a為實施例 一的產(chǎn)物，曲線b為實施例三的產(chǎn)物。
具體實施例方式
實施例一 小分子釓配合物為二乙三胺五乙酸釓(Gd-DTPA)，雙金屬氫氧化物為 Mg2Al(0H) 6N03。 a.將15. 42g Mg(N03)2 6H20禾口 7. 48g A1(N03)3 9H20溶于50mL新沸高純水，配 成溶液A，b.將5. 25g NaN03和9. 2mL NH3 H20溶于50mL新沸高純水配成溶液B ; c.取1. 5mL溶液A加入含有壬基酚聚氧乙烯醚的有機相，其中有機相中各物質(zhì)體
積比固定為環(huán)己烷壬基酚聚氧乙烯醚正己醇20 :3:3。 d.取1. 5mL溶液B和1. 5mL2. OM氨水加入等體積的上述有機相； e.將含有溶液B的微乳液逐滴滴加入含有溶液A的微乳液中，滴加完畢加熱至
80。C反應(yīng)8h。 f.將釓與鋁摩爾比0. 5 : 1的Na2[Gd(dtpa)H20]溶液1. 5mL滴加入上述反應(yīng)體
系中，離子交換8h。以上所有反應(yīng)均在N2保護且伴隨磁力攪拌下完成。 g.反應(yīng)結(jié)束后，4000轉(zhuǎn)每分鐘離心，對所得溶膠樣的物質(zhì)反復(fù)洗滌數(shù)遍，干燥，密
封保存。 X-ray衍射測試結(jié)果，參見圖1，相對純Mg2Al (OH)6N03圖1 (a)，實施例一產(chǎn)物圖 1 (b) ， (003)衍射峰從2 9 =10°向小角度偏移至2 9 = 6. 0° ，隨著雙金屬氫氧化物層間 的N03—被[Gd(dtpa)H20]2—取代，層間距由0. 85納米增加到產(chǎn)物含釓大分子血管造影劑的 1. 46納米。產(chǎn)物含釓大分子血管造影劑的粒徑由TEM電鏡測試照片，參見圖2 (a)，可以直觀 得看到，產(chǎn)物含釓大分子血管造影劑的粒徑分布在25納米左右，符合磁共振血池造影劑對 粒子尺寸需在6-50納米的要求。對新鮮制備的含釓大分子血管造影劑測試其縱向弛豫時 間T\和橫向弛豫時間T2(圖3曲線a和圖4曲線a)，當[Gd(dtpa)H20]2—含量為0. 7mM時，
5室溫、磁場強度4. 7T下，其縱向弛豫率巧"7. 6mM—、—1和橫向弛豫率1~2 " 17mM—、—、比同等測試條件下自由[Gd(dtpa)H20]2—(巧=3. 2mM—、—、 r2 = 3. 7mM—、—0 ，巧和r2分別提高了 2倍和3倍。 實施例二 本實施例與實施例一基本相同，所不同的是，步驟c、 d、 f各步驟所加水溶液總體積增加到實施例一的2倍，即在將Na2[Gd(dtpa)H20]溶液加入后，反應(yīng)體系中
各物質(zhì)體積比，環(huán)己烷壬基酚聚氧乙烯醚正己醇水溶液由20 : 3 : 3 : 3增加到
20 : 3 : 3 : 6。圖2(b)中TEM照片可以看到，實施例二產(chǎn)物復(fù)合物粒徑增加到48納米，粒徑較大。縱向弛豫效率4. 0mr18—、橫向弛豫效率5. 5mM—、—、 實施例三本實施例與實施例一基本相同，所不同的是，步驟f調(diào)整為加入釓與鋁摩爾比1 : 1的Na2[Gd(dtpa)H20]溶液，即釓加入量是實施例一的2倍，產(chǎn)物復(fù)合物中釓的載入量由實施例一的GdX二 5. 41%，增加到6(1%= 5. 94%，但縱向弛豫效率相對實施例一有所下降，為5. 9mM—、—、參見圖3曲線b ;圖4曲線b為其橫向弛豫效率。
實施例四本實施例與實施例一基本相同，所不同的是，步驟f調(diào)整為加入釓與鋁摩爾比0.4 : 1的Na2[Gd(dtpa)H20]溶液。產(chǎn)物釓載入百分比為5. 19 % ，縱向弛豫效率6. 9mM—、—、比實施例一 7. 6mM—、—1小，產(chǎn)物粒徑分布17納米左右，見圖2(c)。
權(quán)利要求
一種含釓大分子磁共振血管造影劑，其特征在于，該造影劑以層狀無機雙金屬氫氧化物為主體材料，釓配合物與層狀無機雙金屬氫氧化物經(jīng)過插層反應(yīng)形成的納米復(fù)合物，其中釓的質(zhì)量百分含量為0.17％～6.60％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釓大分子磁共振血管造影劑，其特征在于，所述的造影劑的平均粒徑為17 34nm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含釓大分子磁共振血管造影劑，其特征在于，所述的層狀無機雙金屬氫氧化物的結(jié)構(gòu)通式為[M2;xM3+x(0H)2]An—x/n !^20，其中M2+為Mg2+、 Zn2+或Mn2+ ;M3+為A13+或Fe3+ ;A為金屬M2+鹽和M3+鹽對應(yīng)的陰離子形成的層間陰離子，n為A的電荷數(shù)，x為每摩爾層狀雙金屬氫氧化物中M3+的摩爾分數(shù)，m為每摩爾層狀雙金屬氫氧化物中層間結(jié)合水的數(shù)目。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的含釓大分子磁共振血管造影劑，其特征在于，所述的層狀無機雙金屬氫氧化物中，A為硝酸根離子或氯離子；n = 1 2，x = 0. 15 0. 35，m = 0. 5 6。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含釓大分子磁共振血管造影劑，其特征在于，所述的釓配合物為二乙三胺五乙酸釓或1，4，7， 10-四氮雜環(huán)十二烷_1，4，7， 10-四乙酸釓。
6. —種制備根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含釓大分子磁共振血管造影劑的方法，其特征在于，該方法的具體步驟為a. 將可溶性金屬M2+鹽和M3+鹽溶解在新沸放冷的高純水中得到溶液A，并控制M2+、 M3+和^0的摩爾比為(io i) : i : (ioo io);b. 將堿溶于新沸放冷的高純水中得到溶液B，并控制OH—和H20的摩爾比為1 : (100 10);c. 將環(huán)己烷、非離子表面活性劑、正己醇和上述溶液A按20 :3:3: (6 i)的體積比混合配制成微乳液A，再將環(huán)己烷、非離子表面活性劑、正己醇和上述溶液B按20 : 3 : 3 : (6 i)的體積比混合配制成微乳液B ;d. 按l : 1的體積比，將上述微乳液B逐滴滴加入上述微乳液A中，滴加完畢加熱至30°C IO(TC反應(yīng)2小時 24小時，得到混合溶液；e. 將釓配合物與上述混合溶液按釓與三價金屬鹽的摩爾比Gd : M3+= (1 0.005) : l的比例混合，繼續(xù)反應(yīng)2小時 24小時，得到含釓大分子磁共振血管造影劑；以上各步反應(yīng)均在惰性氣氛下完成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述的釓配合物為二乙三胺五乙酸釓或1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷_1，4，7，10-四乙酸釓。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述的可溶性金屬M2+鹽和M3+鹽為硝酸鹽或氯化物，其中M2+為Mg2+、 Zn2+或Mn2+ ;M3+為Al3+或Fe3+。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含釓大分子磁共振血管造影劑及其制備方法。本發(fā)明的易降解釓(III)大分子磁共振血管造影劑，是釓配合物與無機雙金屬氫氧化物的插層復(fù)合物，平均粒徑17-34nm。該造影劑是將易生物降解的雙金屬氫氧化物(LDHs)作為主體材料，通過插層反應(yīng)實現(xiàn)含釓配合物與雙金屬氫氧化物的納米復(fù)合，并由反相微乳體系控制無機大分子產(chǎn)物粒徑在血管內(nèi)造影劑要求范圍內(nèi)，其縱向弛豫效率r1為7.5mM-1s-1，橫向弛豫效率r2為10mM-1s-1，比自由二乙三胺五乙酸釓(Gd-DTPA)分別提高了2倍和3倍，同時因雙金屬氫氧化物的緣故，該大分子復(fù)合物通過簡單處理，可以降解成無機離子和小分子釓配合物，從而解決釓(III)大分子磁共振血管造影劑降解慢、釓清除困難的問題。
文檔編號A61K49/06GK101711881SQ200910200519
公開日2010年5月26日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者徐甲強, 李佼, 潘慶誼 申請人:上海大學(xué)