專利名稱：造影劑或與其相關(guān)的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型造影劑，更具體地說是涉及到診斷成像中使用的微粒造影劑。
超聲顯像建立在超聲波(例如1—10MHz頻率范圍)經(jīng)由振子透過人或動(dòng)物受試體的基礎(chǔ)上，超聲波與身體組織和體液的界面相互作用。
超聲影像的反差來源于超聲波在界面處不同的反射/吸收，其結(jié)果可用多普勒技術(shù)包括使用彩色多普勒技術(shù)來增強(qiáng)反射信號(hào)。以判斷血液流動(dòng)。
很早就認(rèn)識(shí)到使用造影劑有利于加大不同的組織/體液的聲學(xué)性質(zhì)差別。自從1968年碘代花菁綠用作第一個(gè)超聲造影劑以來，已經(jīng)測試過其它許多潛在的造影劑，它們包括乳狀液、固體微粒、水溶性化合物，無氣泡的和各類包封的含氣體系。大家普遍接受易于壓縮的低密度造影劑由于它們產(chǎn)生超聲背景散射而尤其有效，于是含氣和產(chǎn)生氣體的體系傾向于表現(xiàn)出明顯大于其它類型造影劑的功效。
現(xiàn)在，有三種超聲造影劑在市場上可買到或不久將進(jìn)行臨床開發(fā)。它們是以含氣半乳糖微晶為主要成分的EchovistR、以脂肪酸包殼的含氣半乳糖微晶LevovistR和含有用部分變性人體血清蛋白包封的氣泡構(gòu)成的AlbunexR。
含氣造影介質(zhì)在磁共振(MR)成像中(例如作為會(huì)降低MR信號(hào)強(qiáng)度的敏感性造影劑)也被認(rèn)為是有效的。含氧造影介質(zhì)也表現(xiàn)為潛在有效的順磁MR造影劑。
進(jìn)一步來說，在X—射線成像領(lǐng)域已經(jīng)觀察到，如二氧化碳這樣的氣體可以用作成負(fù)像的口服造影劑。
最常見于含氣和產(chǎn)生氣體造影劑的一個(gè)共同缺點(diǎn)是它們?cè)隗w內(nèi)相對(duì)缺乏穩(wěn)定性。這在如回聲心動(dòng)記描法等領(lǐng)域是個(gè)特殊的問題。在該領(lǐng)域需要改善造影劑使其具有產(chǎn)生微氣泡的能力，微氣泡需充分小至能通過肺的微血管床(即尺寸一般小于約10μm，最好小于約7μm)，以便讓左側(cè)心臟顯像，并且最好是足以能穩(wěn)定進(jìn)行數(shù)次循環(huán)流通。
還要求造影劑在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)出良好的貯藏穩(wěn)定性，例如直至一年以上，最好是2—3年或更長時(shí)間。
本發(fā)明以我們的發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)，即微粒材料作為診斷成像造影劑可能有用，該材料在與如注射用水這樣的合適的載液配制后和/或在受試者服用后能夠化學(xué)產(chǎn)生氣體，例如，由于受血液或其它體液作用后能化學(xué)產(chǎn)生氣體。
這些造影劑可以與現(xiàn)存的微粒造影劑(例如上述EchovistR和LevovistR)區(qū)別開。在EchovistR和LevovistR中，微氣泡的產(chǎn)生基本上只是一種與氣體帶入微粒之上或之中有關(guān)的物理過程，例如作為包含物存在于其晶體結(jié)構(gòu)的空穴中和/或粘附到它們的表面上?？梢岳斫馐褂帽景l(fā)明的造影劑可以導(dǎo)致產(chǎn)生由這種物理吸附的氣體以及化學(xué)產(chǎn)生的氣體造成的微泡，這能提高造影效果的綜合強(qiáng)度。
含有包封在脂質(zhì)體中的化學(xué)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)以前已有描述，例如在WO—A—9109629中。由于必要的穩(wěn)定脂質(zhì)體需要親水中心，所以包封物質(zhì)一般作為在水或另一相對(duì)親水溶劑中的溶液存在。這些造影劑的造影效果將受可導(dǎo)入脂質(zhì)體中心的溶液的產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的最大負(fù)荷的限制，進(jìn)一步說，由于諸如泡囊熔化和滲漏等因素的結(jié)果，這些脂質(zhì)體產(chǎn)品傾向于表現(xiàn)出比根據(jù)本發(fā)明的干性微粒材料更低的長期貯存穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種包含微粒物質(zhì)的造影劑，在于載液中配制造影劑時(shí)和/或在將配制的造影劑給予人或動(dòng)物受試體時(shí)，能夠化學(xué)產(chǎn)生氣體。
這些造影劑可用于許多顯像診斷技術(shù)，包括超聲、MR和X—射線成像，它們?cè)诔暢上窈蚆R成像診斷(例如作為敏感性造影劑)中的應(yīng)用構(gòu)成了本發(fā)明的優(yōu)選特征。
例如，產(chǎn)生氣體物質(zhì)可以是在對(duì)受試者給藥后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體的單一化合物(這里的術(shù)語化學(xué)反應(yīng)包括酶促反應(yīng))，例如由于熱誘導(dǎo)的分解或pH的改變或酶降解的結(jié)果產(chǎn)生氣體。于是象無毒無機(jī)和有機(jī)碳酸鹽(如堿金屬和堿土金屬碳酸鹽和碳酸氫鹽)、碳酸精氨酸和分子式為RO·CO·OM的化合物(這里R是有機(jī)基團(tuán)、M代表生理學(xué)可接受的陽離子)在血流正常pH條件下都將產(chǎn)生二氧化碳，正如氨基丙二酸鹽等化合物的反應(yīng)一樣。
諸如丙二酸，α—氰基酸、α—硝基酸、α—芳基酸、α—酮酸、α，α，α—三鹵代酸、β—酮酸和β，γ—不飽和酸等羧酸相對(duì)容易脫羧，在體內(nèi)隨著二氧化碳的產(chǎn)生也可自動(dòng)脫羧。
亞甲基二酯(例如使用象在WO—A—9317718和WO—A—9318070中描述的技術(shù)所制備亞甲基二酯，這些內(nèi)容引入本文供參考)用普通的酯酶裂解可導(dǎo)致二氧化碳放出，所以按照本發(fā)明，這些雙酯衍生物(如葡聚糖等化合物的衍生物)可以提供有用的造影劑。
過氧化氫(可作為抗氧化劑—穩(wěn)定化固體配制物或顆?；|(zhì)，作為一種聚乙烯基吡咯烷酮—過氧化氫絡(luò)合物(例見WO—A—9107184)或其前體形式，例如四水合過硼酸鈉(見EP—A—0253772)或過氧化脲(見WO—A—9011248)存在)隨著放出二氧化碳而酶促降解。
可以理解，根據(jù)本發(fā)明的以上造影劑在按配方配制后保持穩(wěn)定(例如在注射用水這樣的可注射介質(zhì)中的溶液)，直至實(shí)際服用時(shí)才開始產(chǎn)生氣體，這種配方構(gòu)成了本發(fā)明另一特征。
其它類型的生成氣體物質(zhì)包括與水反應(yīng)產(chǎn)生氣體的化合物。應(yīng)用這種化合物的造影劑在用注射用水配制時(shí)將立刻開始產(chǎn)生微泡。有代表性的這類化合物包括諸如硼氫化鈉或氫化鈣這樣的氫化物；諸如乙炔鈉等乙炔化物(acetylenides)、諸如碳化鈣這樣的碳化物、能反應(yīng)生成氨基酸和二氧化碳的N—羧酸酐(見J.Am.Chem.Soc.112(1990)pp.7414—7416)；和聚碳酸酯(見Pope等的Org.Synth.Coll.Vol.VI(1988)p.418)，如分子式如下的化合物(CH3)3C·O·(CO2)n·C(CH3)3這里，n至少是2，這類化合物與水反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳。
產(chǎn)生氣體的物質(zhì)還可以包含許多化合物，這些化合物既可以單獨(dú)貯藏也可以一起貯藏，當(dāng)它們例如與注射水配制時(shí)便相互作用。實(shí)例包括傳統(tǒng)的泡騰系統(tǒng)，該系統(tǒng)一般含有碳酸鹽或碳酸氫鹽(例如無毒性堿金屬或堿土金屬鹽)和有機(jī)酸，如酒石酸、琥珀酸或檸檬酸。其它具代表性的的混合配制物包括過碳酸鈣/碳酸氫鈉/檸檬酸、5—硝基呋喃丙烯酸酯/乙二胺四乙酸/抗壞血酸/酒石酸/偏亞硫酸氫鈉/碳酸氫鈉和長鏈聚磷酸鹽/碳酸氫鈉。
如果期望的話，微粒材料可由下列方法穩(wěn)定化，例如用合適的生物相容材料包殼或包封，該生物材料可選擇那些例如可溶解的和/或可生物降解的材料。因此有代表性的材料包括聚乙二醇、環(huán)氧乙烷—環(huán)氧丙烷嵌段共聚物(pluronics)、白蛋白、明膠、淀粉、膠原蛋白、葡聚糖、聚交酯/聚乙交酯、嵌段共聚物和可生物降解的聚合物，例如在WO—A—9204392、WO—A—9317718和WO—A—9318070中描述的那些材料。包殼/包封可以摻入離子載體(如尼日利亞菌素)，以便當(dāng)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)由于pH的改變而活化時(shí)促進(jìn)質(zhì)子轉(zhuǎn)移。
微粒材料可以以前脂質(zhì)體的形式被有利地穩(wěn)定化(例如Payne等人在J.Phorm.Sci.75(1986)pp.325—329中，Katare等人在J.Microencapsulation 7(1990)，pp.455—462中和Ibid.8(1991)pp.1—7中所描述的，這些文章的內(nèi)容在此引入供參考)。這些產(chǎn)品基本上包含用脂質(zhì)體生成材料(例如卵磷脂，氫化卵磷脂或氫化磷脂酰絲氨酸這樣的磷脂)以干燥形式包殼的微粒材料。這類產(chǎn)品一般含有干燥的、自由流動(dòng)的粉末，特別是表現(xiàn)出良好的長期貯存穩(wěn)定性。當(dāng)產(chǎn)品用象注射水這樣的水基載液配制時(shí)，形成脂質(zhì)體常伴隨有氣體的產(chǎn)生。包殼材料還可以為這樣的材料，即載液實(shí)際上是不可滲透的或是對(duì)其惰性的，但在服用時(shí)或服用前(例如由于pH的改變或酶活性的結(jié)果)被改性或活化(如表現(xiàn)出增強(qiáng)的滲透性)，所以導(dǎo)致了服用后在體內(nèi)脂質(zhì)體的形成和氣體的產(chǎn)生。后一類前脂質(zhì)體的水基懸浮液和分散體可以顯示出良好的貯存穩(wěn)定性，并且構(gòu)成了本發(fā)明另一個(gè)特征。如果希望，這種含水配制物的穩(wěn)定性可以通過選擇合適的條件(如pH值)來得到加強(qiáng)(例如用緩沖液將配制物調(diào)至微堿性)，以確保服用前不出現(xiàn)氣體的生成。
可以理解，由造影劑以前脂質(zhì)體形式產(chǎn)生的脂質(zhì)體可以幫助穩(wěn)定微泡，這是借助其在諸如脈管系統(tǒng)中較長的停留時(shí)間而產(chǎn)生的。
根據(jù)本發(fā)明，如果希望的話，造影劑中的微粒材料可以摻入一種對(duì)產(chǎn)生滲透梯度有用的溶質(zhì)來加強(qiáng)流體通過任何包殼層進(jìn)入材料的擴(kuò)散作用。
微泡的穩(wěn)定性通?？梢酝ㄟ^作為凝聚核的產(chǎn)生氣體物質(zhì)的微粒本身來加強(qiáng)，微粒也可以有多孔的或海綿狀結(jié)構(gòu)，例如在該結(jié)構(gòu)的孔或網(wǎng)絡(luò)中含有產(chǎn)生氣體的物質(zhì)，或具有是在顆粒表面形成的氣袋或空穴。這種結(jié)構(gòu)上的撓曲性相對(duì)于較剛性的含氣體系來說將提高它們的回波性能。
本發(fā)明的造影劑可用任何方便的方法制備，例如通過使產(chǎn)生氣體物質(zhì)微粉化的方法制備。在此微粉化之前或之后，可以應(yīng)用任何期望的包殼或包封材料。這樣，例如優(yōu)選的親水性微粉化產(chǎn)生氣體物質(zhì)可以分散于揮發(fā)性親油溶劑中，而在分散步驟之前、之中或之后，期望的包殼材料已溶于此溶劑中，此后，除去溶劑(如在減壓下)，得到根據(jù)本發(fā)明的包殼的微粒產(chǎn)品。
一般來說，可以使用諸如研磨或碾磨等常規(guī)微粉化技術(shù)，球磨也許特別方便。
包殼/包封使用常規(guī)方法(例如流化床，噴涂模制、浸漬、凝聚—相分離、多孔板離心和溶劑蒸發(fā)技術(shù))可以同樣有效包殼/包封，得到具有合適的組成、厚度和滲透性的一層或多層的包衣層。
本發(fā)明的造影劑可以例如經(jīng)腸道或非腸道服用，盡管在特殊的應(yīng)用中直接給入象輸卵管這樣的體腔也許更有利。然而一般來說，為了增強(qiáng)血管成像，包括心臟和心臟外灌注，血管內(nèi)給予，最常見的是靜脈注射是最可能使用的方法。
可以理解，對(duì)于靜脈給予的造影劑產(chǎn)生的微泡應(yīng)當(dāng)足夠小以通過肺系統(tǒng)的毛細(xì)血管床。所以應(yīng)當(dāng)優(yōu)選諸如產(chǎn)生直徑小于10μm的微泡的造影劑，最好在0.2—8μm范圍內(nèi)(比如0.3—7μm)，例如微顆?？梢员憷鼐哂?—7μm(如1—4μm)的平均尺寸。實(shí)際上，較大的微粒和微泡尺寸(例如直徑高至500μm)的在象胃腸成像這樣的應(yīng)用中可能是有用的。
以下非限定性實(shí)施例對(duì)于闡述本發(fā)明很有用。實(shí)施例1卵磷脂(2.5g)加入于氯仿(30ml)中的無水碳酸氫鈉(10g)的懸浮液中，使其溶解，然后在40℃減壓除去溶劑，得到固體產(chǎn)品。
該產(chǎn)品(100mg)溶于水基葡萄糖(5ml 50mg/ml溶液)，溶液用鹽酸酸化至pH為2，加熱至50℃，形成混濁的懸浮液，其中存在的顆粒傾向于浮于頂部，光學(xué)顯微鏡顯示出脂質(zhì)體的形成和泡中含有氣體。實(shí)施例2于氯仿中(20ml)的磨細(xì)的無水碳酸鈉(1.6g)的懸浮液超聲化處理幾分鐘以破壞其結(jié)塊。加入氫化卵磷脂(280mg)，攪拌使其溶于懸浮液，于40℃減壓除去溶劑，得到固體粉末。
該產(chǎn)品(100mg)加入含水抗壞血酸(2ml 25mg/ml溶液)導(dǎo)致混濁懸浮液生成，存在于其中的顆粒傾向于浮上頂部，光學(xué)顯微鏡證實(shí)脂質(zhì)體已形成，且泡中含氣體。實(shí)施例3于氯仿(20ml)中的磨細(xì)的無水碳酸鈉(1.6g)懸浮液超聲化處理幾分鐘破壞其結(jié)塊，加入氫化磷脂酰絲氨酸(280mg)，攪拌使其溶于懸浮液，加入甘油(4ml)，然后于40℃減壓除去溶劑，得到無水濃縮物。
該產(chǎn)品(200mg)加入水基葡萄糖(4ml 50mg/ml溶液)，于是通過碳酸鈉形成氣體，這一過程被磷脂的絲氨酸部分的質(zhì)子誘發(fā)，導(dǎo)致形成混濁的懸浮體，存在于其中的顆粒傾向于浮于頂部，光學(xué)顯微鏡證實(shí)脂質(zhì)體已形成，并且泡中含氣體。實(shí)施例4由實(shí)施例1—3配制的產(chǎn)品的聲學(xué)效果通過以下方法測定將產(chǎn)品用IsotonII(Coulter Electronics Limited，Luton England)再稀釋十倍，將此稀釋樣品放入池中，該池于37℃水浴中保溫，用3.5MHz單電池轉(zhuǎn)換器以脈沖—反射技術(shù)測定聲學(xué)反散射，在所有情況下都獲得了來自池內(nèi)部強(qiáng)的聲學(xué)反散射，而在僅含有Isoton II的池上進(jìn)行的參比測定沒有表現(xiàn)出聲學(xué)反散射。實(shí)施例5將磨細(xì)的碳酸鈉和碳酸氫鈉粉末(1∶1w/w，1.36g)分散于含Aerosol OT(1.75g)的己烷(20ml)中，加入溶于水(50ml)的吐溫60(1.0g)，得到的混合物用Ystral均化器乳化，得到精細(xì)的乳液。
將該產(chǎn)品(2ml)注入磷酸緩沖液(5ml)，觀察得到的混合物在試管內(nèi)表現(xiàn)出回波效果，此信號(hào)可穩(wěn)定20分鐘。
權(quán)利要求
1.一種造影劑，包括在配制造影劑和/或在將配制的造影劑用于人或動(dòng)物受試體時(shí)能化學(xué)產(chǎn)生氣體的微粒材料。
2.如權(quán)利要求1的造影劑，其中，能夠化學(xué)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)選自堿金屬和堿土金屬碳酸鹽和碳酸氫鹽、碳酸精氨酸、分子式為RO·CO·OM的化合物，(這里R代表有機(jī)基團(tuán)，M代表生理學(xué)可接受的陽離子，在體內(nèi)自動(dòng)脫羧的羧酸、酶可降解的亞甲基二酯、過氧化氫或其前體的固體組分、氫化物、乙炔化物、碳化物、N—羧基酸酐、聚碳酸酯和包含至少一種碳酸鹽或碳酸氫鹽和至少一種有機(jī)酸的泡騰配制物。
3.如權(quán)利要求2的造影劑，其中，能化學(xué)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)選自碳酸鈉、碳酸氫鈉和其混合物。
4.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的造影劑，其中微粒物質(zhì)用生物相容性材料包殼或包封。
5.如權(quán)利要求4的造影劑，其中，微粒物質(zhì)用脂質(zhì)體產(chǎn)生材料以干燥形式包殼。
6.如權(quán)利要求5的造影劑，其中，脂質(zhì)體產(chǎn)生材料選自卵磷脂、氫化卵磷脂和氫化磷脂酰絲氨酸。
7.如權(quán)利要求5或6的造影劑，其中脂質(zhì)體產(chǎn)生材料當(dāng)貯存于含水配制介質(zhì)中時(shí)是不反應(yīng)的，但是在服用造影劑時(shí)或之前調(diào)整了組分時(shí)，它能在體內(nèi)促進(jìn)脂質(zhì)體的產(chǎn)生。
8.含有前述任何權(quán)利要求所述的造影劑的無水懸浮液和濃縮物。
9.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的造影劑的配制形式，包括僅在服用時(shí)活化的能化學(xué)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)。
10.如權(quán)利要求9的配制形式，包括權(quán)利要求7所述的造影劑的水懸浮液和水分散體。
11.制備如權(quán)利要求1所述的造影劑的方法，該方法包括微粉化能化學(xué)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)和/或在此微粉化之前或之后，將包殼或包封材料加于該物質(zhì)上。
12.如權(quán)利要求1—10中任一項(xiàng)所述的造影劑在診斷成像中的應(yīng)用。
13.如權(quán)利要求1—10中任一項(xiàng)所述的造影劑在超聲成像中的應(yīng)用。
14.如權(quán)利要求1—10中任一項(xiàng)所述的造影劑在磁共振成像中的應(yīng)用。
15.產(chǎn)生人或非人動(dòng)物體的增強(qiáng)的成像的方法，該方法包括給予該人或非人動(dòng)物體如權(quán)利要求1—10任一項(xiàng)所述的造影劑，該人或非人動(dòng)物體的至少一部分產(chǎn)生超聲或磁共振成像。
全文摘要
能在與適當(dāng)載液如注射用水配制后和/或施用于受試者后如受血液或其他體液作用后能化學(xué)產(chǎn)生氣體的微粒材料可在診斷成像，尤其在超聲成像和磁共振成像中用作造影劑。
文檔編號(hào)A61K49/00GK1121314SQ94191800
公開日1996年4月24日 申請(qǐng)日期1994年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月16日
發(fā)明者A·阿比, A·博格, H·杜斯塔德, K·頓克, P·A·佛斯, J·科拉沃尼斯, J·約思特森, P·龍威德, P·思特蘭德, H·陶樂紹格 申請(qǐng)人:奈科姆成像有限公司