專利名稱：低粘度螯合聚合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是在磁共振成像組合物和方法中用作磁共振(MR)造影劑的螯合聚合物。更具體地，本發(fā)明涉及的是線型和交聯(lián)的α-(多氨基)-ω-甲氧基聚(烯化氧)-DTPA聚合物和它們的金屬螯合物。
磁共振(MR)被廣泛地用于獲得臨床診斷受試體的空間圖像該技術(shù)和臨床應(yīng)用的評(píng)述由D.P Swanson等在pharmaceuticals in Medlical Imaging，1990，Macmillan publishing company第645-681頁(yè)中給出。
MR圖像是以通過(guò)計(jì)算機(jī)分析綜合了的各種參數(shù)的許多效應(yīng)的合成形式獲得的?？梢酝ㄟ^(guò)選擇合適的儀器參數(shù)，例如射頻(Rf)、脈沖和周期(timing)來(lái)放大或縮小產(chǎn)生圖像的各種參數(shù)的任何信號(hào)，以此來(lái)改進(jìn)圖像質(zhì)量并提供較好的解剖的和功能的信息。在許多情況下，MR成像已被證實(shí)是一種有價(jià)值的診斷工具，因?yàn)檎５呐c患病的組織，根據(jù)它們具有的不同參數(shù)值，可以在圖像中加以區(qū)別。
在MR成像中，器官和組織的體內(nèi)圖像是通過(guò)將受試體放在強(qiáng)的外磁場(chǎng)內(nèi)，用射頻能量脈沖，然后觀察脈沖對(duì)于內(nèi)部和周圍器官或組織所含質(zhì)子的磁性質(zhì)的影響?？梢詼y(cè)量許多參數(shù)。質(zhì)子的弛豫時(shí)間T1和T2，是頭等重要的。T1(也稱做自旋晶格或縱向弛豫時(shí)間)和T2(也稱做自旋-自旋或橫向弛豫時(shí)間)是器官或組織水的化學(xué)和物理環(huán)境的函數(shù)。并且可以使用Rf脈沖技術(shù)進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)計(jì)算機(jī)將這些信息作為空間定位的函數(shù)進(jìn)行分析，再轉(zhuǎn)變這些信息產(chǎn)生圖像。
通常產(chǎn)生的圖像缺乏合適的對(duì)比度(例如，正常的與患病的組織之間)，因此降低了診斷的有效性。為了克服這些缺點(diǎn)，需要使用造影劑。所說(shuō)的造影劑是對(duì)于與它相似的各類化學(xué)物質(zhì)的MR參數(shù)發(fā)揮影響的那些物質(zhì)。理論上講，如果造影劑優(yōu)選被某部位器官或某類型的組織(如患病的組織)吸收時(shí)，它就可以使得到的圖像中的對(duì)比度增強(qiáng)。
由于T1和T2參數(shù)的改變會(huì)強(qiáng)烈地影響MR圖像，因此需要有一種或能影響任何一種參數(shù)或能影響這兩個(gè)參數(shù)的造影劑。研究主要集中在兩類磁活性物質(zhì)，即，順磁性材料，它主要起減少T1的作用，和超順磁性材料，它主要起減少T2的作用。
順磁性發(fā)生在含不成對(duì)電子的那些材料中。順磁性材料的特征在于弱的磁敏感性(對(duì)使用的磁場(chǎng)的應(yīng)答性)，在磁場(chǎng)存在下順磁性材料成為微弱的磁性材料，并且一旦除去外磁場(chǎng)，則迅速地失去該活性，即，去磁。很久以來(lái)人們就認(rèn)識(shí)到，將順磁性溶質(zhì)加到水中會(huì)引起T1參數(shù)的下降。
順磁材料，例如，含Gd的材料，已被用作MR造影劑因?yàn)樗麄兪紫扔绊懙絋1。Gd在它的4f軌道內(nèi)具有最多數(shù)的不成對(duì)的電子(7個(gè))，并顯示任何元素的最大縱向弛豫性。
大多數(shù)與用于MR成像使用的造影劑有關(guān)的物質(zhì)是對(duì)生物系統(tǒng)有毒性影響的順磁材料，這使它們不適合于體內(nèi)使用。例如，Gd鹽的游離加溶形式是具有很強(qiáng)毒性的。為使釓離子較適于體內(nèi)使用，研究者們已將它與二亞乙基三胺五乙酸(DTPA)進(jìn)行了螯合。已經(jīng)過(guò)大規(guī)模臨床試驗(yàn)的該材料的配方，含有用2當(dāng)量的N-甲基-D-葡糖胺(麥格魯明)中和的Gd-DTPA。該藥劑在放大人腦和腎瘤方面已獲得了成功。
盡管它有滿意的弛豫性和安全性，但該配方仍有一些缺點(diǎn)。例如，由于它的分子量低，所以Gd-DTPA二麥格魯明很快地從血液流和組織疾患(瘤子)處被清除掉。它限制了成像窗口，因此大多數(shù)好的圖像都將在每次注射之后得到，并增加了所需藥劑的劑量和相對(duì)的毒性。另外，由于Gd-DTPA的分子尺寸小，所以它的生物分配性對(duì)于成像體疾患和感染是次優(yōu)的。某些方法已被用于克服這些缺點(diǎn)。例如，在化學(xué)上將Gd和Gd-螯合物連接到大分子蛋白質(zhì)例如白蛋白、多熔素(polylysines)和免疫球蛋白上。DTPA連接到用于MR成像增強(qiáng)劑的蛋白質(zhì)載體上的缺點(diǎn)包括不適宜的生物分配性和毒性。另外，蛋白質(zhì)提供一個(gè)固定的平臺(tái)(platform)不能經(jīng)受廣泛的綜合改變。另外，蛋白質(zhì)結(jié)合物(conjugate)加熱消毒將是一個(gè)問(wèn)題，尤其是在白蛋白結(jié)合物的情況下。
為了克服上述缺點(diǎn)，PCT/US 93/09766提出使螯合劑與聚(烯化氧)接觸，形成可金屬配位聚合物，當(dāng)它與順磁性金屬離子締合時(shí)，可產(chǎn)生一種聚合的螯合物，它作為MR成像造影劑時(shí)具有改進(jìn)的使用性。例如，該聚合螯合物含有相對(duì)大量的金屬，在體內(nèi)可能是更穩(wěn)定的，并且比蛋白質(zhì)-螯合物-金屬配合物具有較小的免疫反應(yīng)性。
然而，由于將聚(烯化氧)部分引入到聚合物結(jié)構(gòu)的骨架上，結(jié)果使聚合物組合物的粘度增加，因此，為了維持可接受的配方粘度必須限制配方濃度并提高注射體積。
因此，人們很容易發(fā)現(xiàn)將需要提供其它聚合的MR造影劑，該造影劑也是每個(gè)分子含有相對(duì)大量的金屬，即，是高取代度的；其分子量可使它們?cè)谘合到y(tǒng)中循環(huán)以延長(zhǎng)時(shí)間周期的；顯示出對(duì)于成像的血管、機(jī)體的疾患處和其它組織具有改進(jìn)的生物分配性；于是也就得到了具有最大的可注射濃度和最小的可注射體積的低粘度造影組合物。
我們已發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)性的α-(多氨基)聚(烯化氧)可以與螯合劑或其含反應(yīng)性官能基的母體進(jìn)行接觸，以便形成可金屬配位的接枝共聚物，當(dāng)該接枝共聚物與順磁性金屬離子締合時(shí)，可提供作為MR成像造影劑的特別有用的聚合的螯合物。該聚合物與線型共聚物相比較具有更為球形的形狀，其結(jié)果使粘度下降而使弛豫性提高。
我們也已發(fā)現(xiàn)，使用具有三個(gè)或多個(gè)氨基的多胺連接基；將產(chǎn)生交聯(lián)的潛在能力，結(jié)果使得到的聚合物具有更為球形的形狀，由此更進(jìn)一步地降低粘度和提高弛豫性。
因此，本發(fā)明的目的之一是提供一種用作磁共振成像造影劑的聚合物，它包括聚合的單元，所說(shuō)的單元包括，借助于連接基的殘部連接到螯合劑殘部(殘基)上的和連接到一個(gè)或多個(gè)側(cè)鏈聚(烯化氧)上的，優(yōu)選另外連接到一個(gè)或多個(gè)側(cè)鏈螯合劑殘部上的多胺部分殘部。
更具體地說(shuō)，本發(fā)明提供一種用作MR成像造影劑的聚合物，它包括聚合物的單元，其中所說(shuō)的單元含有連接到多胺部分的殘部上的螯合劑殘部，與多胺部分對(duì)著的是一個(gè)或多個(gè)由H或烷氧基封端的側(cè)鏈單官能的聚烯化氧。該聚合物可以是線型的或交聯(lián)的，優(yōu)選含有下列結(jié)構(gòu)單元的 式中L和R″＝連接基例如多胺的殘部R＝H或烷基，例如CH3R′＝H、烷基、芳烷基或-PAO-ORPAO＝MW為100-20,000的聚烯化氧metal＝任何一種順磁性的或放射性的金屬chelator＝螯合劑殘部，優(yōu)選DTPA、P4A、EDTA等。
Y＝0～10X＝2～1000本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種藥物用的組合物，優(yōu)選MR成像組合物(以下稱做“造影劑”)，該組合物含有按照本發(fā)明的聚合物和一種或多種藥用可接受的載體或賦形劑。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種產(chǎn)生增強(qiáng)的人或人以外其他動(dòng)物體的MR圖像的方法，所說(shuō)的方法包括給所說(shuō)的受試體施用一種按照本發(fā)明的對(duì)比度增強(qiáng)的聚合物，然后使所說(shuō)的聚合物分布在其中的所說(shuō)受試體的至少一部分產(chǎn)生MR圖像。
本發(fā)明的特別有利之點(diǎn)在于，本發(fā)明的順磁性的聚合的螯合物能長(zhǎng)時(shí)間地提供血管系統(tǒng)內(nèi)的血液有效的MR對(duì)比度的增強(qiáng)作用。
本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)在于，提供聚合的化合物，該化合物具有在不同組織，例如，腫瘤和肝內(nèi)累積的專一性。
本發(fā)明的其它優(yōu)越性在于，提供適于MR成像的聚合的螯合物，它含有相對(duì)大量的金屬，因此與蛋白質(zhì)-螯合物-金屬配合物相比，在體內(nèi)可能更具有潛在的穩(wěn)定性和較小的免疫反應(yīng)性。
本發(fā)明其它的優(yōu)點(diǎn)在于上述聚合物的分子量在合成中可以被改變以便制備所需組合物、分子量和分子大小的試劑。
這些試劑也提供降低了的粘度(基本上由非線型聚合物得到的)和提高了的弛豫性。
本發(fā)明還有其它的優(yōu)點(diǎn)在參考下面優(yōu)選實(shí)施方案的說(shuō)明中可以更容易地了解到。并可以參考下面的附圖，其中

圖1是靜脈給藥本發(fā)明的各種組合物后兔血液的1/T1相對(duì)時(shí)間的曲線圖。
圖2是對(duì)于本發(fā)明的各種組合物和對(duì)比組合物的質(zhì)子弛豫性與質(zhì)子拉莫頻率(larmor frequency)之間的關(guān)系曲線圖。
圖3和圖4表示用本發(fā)明的一種組合物和兩種對(duì)比試劑的MR成像實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
在描述本發(fā)明的聚合物時(shí)，其中主要是關(guān)于它的各種優(yōu)選的實(shí)用性，即，作為用于MR成像的造影劑，也找到了它在其他應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)用性。因此，按照本發(fā)明的聚合物具有多種多樣的用途，例如，在放射治療等當(dāng)中被用作治療試劑，和作為油漆、涂料和粘合劑的添加劑，還可以作為用于光譜和磁性記錄元件的抗靜電劑。
在本發(fā)明實(shí)踐中使用的聚合物包括含有連接到具有側(cè)鏈聚(烯化氧)的聚合物鏈骨架內(nèi)的多胺部分的殘部上的螯合劑殘部的單元。該聚合物優(yōu)選含有2～1000或更多，較優(yōu)選含有3～1000的上述單元。尤其在優(yōu)選實(shí)施方案中，上述單元為重復(fù)單元。
在上述通式(I)中，PAO表示線型的或支化的聚(烯化氧)部分。典型的聚(烯化氧)部分包括聚(環(huán)氧乙烷)、聚(環(huán)氧丙烷)、和聚(環(huán)氧丁烷)。優(yōu)選的聚(烯化氧)包括聚(環(huán)氧乙烷)(PEO)、聚(環(huán)氧丙烷)(PPO)以及PEO和PPO的無(wú)規(guī)和嵌段共聚物。當(dāng)要求最終的聚合物具有水溶性時(shí)，則特別優(yōu)選的是含有PEO的那一些聚合物。也可以進(jìn)一步想到，聚(烯化氧)部分可以含甘油聚(烯化氧)三醚類以及烯化氧和相容性共單體的線型和嵌段共聚物如聚(乙烯亞胺-共-環(huán)氧乙烷)，和接枝的嵌段共聚物如聚(甲基乙烯基醚-共-環(huán)氧乙烷)。對(duì)于MR成像應(yīng)用而言，優(yōu)選聚(烯化氧)部分的平均分子量在大約100～20,000，優(yōu)選在250～10,000道爾頓的范圍內(nèi)。這些部分可以從以相應(yīng)二醇形式的市售品的聚(烯化氧)部分獲得和/或按本領(lǐng)域熟知的工藝方法制備。特別優(yōu)選的一類得自PEGs的PEO部分可由下列通式表示-(CH2CH2O)n-式中n為2到5,000，優(yōu)選2到2500，更優(yōu)選的是2到500。
本發(fā)明的聚合物可以含一種或多種的螯合劑的殘部。眾所周知，螯合劑是含供電子原子的化合物，該原子可以通過(guò)配位鍵與金屬原子結(jié)合形成叫做螯合配合物或螯合物的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這類化合物在Kirk-Othmer Encyclopediaof Chemical Technology，Vol.5,339-368中已報(bào)導(dǎo)。
合適的螯合劑的殘部可以選自多磷酸鹽，例如三多磷酸鈉和六偏磷酸；氨基羧酸，如乙二胺四乙酸、N-(2-羥乙基)乙二胺三乙酸、次氮基三乙酸、N，N-二(2-羥乙基)甘氨酸、亞乙基雙(羥苯基甘氨酸)和二亞乙基三胺五乙酸；1，3-二酮，如乙酰丙酮、三氟乙酰丙酮和噻吩甲酰三氟丙酮；羥基羧酸，如酒石酸、檸檬酸、葡糖酸和5-磺基水楊酸；多胺類，如乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺和三氨基三乙基胺；氨基醇類，如三乙醇胺和N-(2-羥乙基)乙二胺；芳香族雜環(huán)堿類，如2，2′-聯(lián)吡啶、2，2′-聯(lián)咪唑(2，2′-diimidazole)、二甲基吡啶胺和1，10-菲咯啉；酚類，如水楊醛、二磺基焦兒茶酚和1，8-二羥萘-3，6-二磺酸；氨基酚類，如8-羥基喹啉和8-羥基喹啉磺酸；肟類，如丁二酮肟和水楊醛肟；含類似螯合官能基的肽類，如聚胱氨酸、聚組氨酸、聚天冬氨酸、聚谷氨酸、或這些氨基酸的混合物；席夫堿類，如二水楊醛1，2-亞丙基二亞胺；四吡咯類，如四苯基卟吩和酞菁；硫的化合物，如甲苯二硫酚、內(nèi)消旋-2，3-二巰基琥珀酸、二巰基丙醇、巰基乙酸、乙基黃原酸鉀、二乙基二硫代氨基甲酸鈉、雙硫腙、二乙基二硫代磷酸、和硫脲；合成的大環(huán)化合物類，如二苯并-[18]-冠醚-6、(CH3)6[14]4，11-二烯N4、和(2，2，2-穴狀化合物)；以及膦酸類，如次氮基三亞甲基膦酸、亞乙基二胺四(亞甲基膦酸)、和羥基亞乙基二膦酸、或是兩種或多種上述試劑的混合物。
優(yōu)選的螯合劑殘部含多羧酸基，其中包括亞乙基二胺-N，N，N′，N′-四乙酸(EDTA)；N，N，N′，N″，N″-二亞乙基三胺五乙酸(DTPA)；1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷-N，N′，N″，N-四乙酸(DOTA)；1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷-N，N′，N″-三乙酸(DO3A)；1-氧雜-4，7，10-三氮雜環(huán)十二烷-N，N′，N″-三乙酸(OTTA)；反式(1，2)-環(huán)己基(hexano)二亞乙基三胺五乙酸(CDTPA) 該螯合化合物類，包括它們的制備和使用都是本技術(shù)領(lǐng)域所熟知的。適用的螯合基已在PCT/US 91/08253中被描述過(guò)了，這里引入該公開文獻(xiàn)作為參考資料。在上述通式I中，Z是一種或多種螯合劑的殘部和該螯合劑殘部是通過(guò)多胺氮和螯合劑殘部之間的化學(xué)鍵連接到多胺部分上。
如果該螯合殘部是由多重螯合部分或亞單元構(gòu)成時(shí)，該亞單元可以由如下所述的連接基連接在一起。因此，一個(gè)以上的螯合部分可以用于構(gòu)成螯合殘部。如果一個(gè)以上的螯合部分存在于螯合殘部中時(shí)，它們可以是相同的也可以是不同的?？梢圆捎靡阎瘜W(xué)方法將各螯合部分連接到一起。因此該螯合殘部可以有一個(gè)部分或螯合各部分的“核心”。例如，DTPA殘部的核心可以是由DTPA二酐與二胺(如乙二胺)反應(yīng)制得，并形成DTPA螯合劑的“核心”。由多重螯合部分構(gòu)成的其它螯合殘部在本技術(shù)領(lǐng)域是已知的并可按已知的化學(xué)方法制備。
對(duì)于磁共振成像的應(yīng)用而言，優(yōu)選的螯合金屬離子的代表例是順磁性的金屬離子，例如原子序數(shù)21-29、42、44和57-71，尤其是57～71的金屬離子。下面的金屬離子是優(yōu)選的Cr、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、和Yb。特別優(yōu)選的是Cr3+、Cr2+、V2+、Mn3+、Mn2+、Fe3+、Fe2+、Co2+、Gd3+和Dy3+，更特別優(yōu)選的是Gd3+、Fe3+、Mn2+、Mn3+、Dy3+和Cr3+。其特別有利的特性在于聚合物可以被制成顯示高取代率，即每分子含有相對(duì)多數(shù)個(gè)的順磁金屬離子。
對(duì)于放射治療而言，該治療劑可以是放射性同位素，優(yōu)選放射性金屬離子同位素。該放射性金屬同位素可以是選自下列金屬同位素離子，例如Sc、Fe、Pb、Ga、Y、Bi、Mn、Cu、Cr、Zn、Ge、Mo、Tc、Ru、In、Sn、Re、Sr、Sm、Lu、Du、Sb、W、Re、Po、Ta和Tl離子。在優(yōu)選實(shí)施方案中，有用的放射性同位素在診斷成像中應(yīng)用也是特別希望的。因此，該實(shí)施方案找到了在成像和治療中的實(shí)用性，該使用可以同其它方法結(jié)合或輔助其它方法而進(jìn)行。對(duì)于該實(shí)施方案的優(yōu)選放射性金屬離子同位素包括44Sc、6467Cu、111In、212Pb、68Ga、90Y、153Sm、212Bi、99mTc和188Re用于治療和診斷成像應(yīng)用中。
基團(tuán)R″表示連接基例如多胺的殘部，它包括氫、亞烷基、優(yōu)選C1- 18的亞烷基，例如亞甲基、亞乙基、亞丙基、亞丁基和亞己基，該亞烷基可以是被1個(gè)或多個(gè)雜原子如氧、氮和硫或含雜原子的基團(tuán)間隔開。
該連接基L可以包括碳；氮；羰基；磺?；?；亞硫?；?；醚；硫醚；酯，即，羰氧基和氧羰基；硫代酯，即，羰基硫和硫羰基；酰胺，即，亞氨基羰基和羰基亞氨基；硫代酰胺，即，亞氨基硫代羰基和硫代羰基亞氨基；硫代；二硫代；磷酸鹽；膦酸酯；亞脲基(urelene)；亞硫脲基(thiourelene)；尿烷，即，亞氨基羰基氧；硫代尿烷，即，亞氨基硫代羰基硫；氨基酸鍵合基，即，基團(tuán) 或 式中n＝1，X是H、含1到18，優(yōu)選1到6個(gè)碳原子的烷基，例如甲基、乙基和丙基，該烷基也可以被1個(gè)或多個(gè)雜原子如氧、氮和硫間隔開，含6到18，優(yōu)選6到10個(gè)碳原子的取代或未取代的芳基如苯基、羥基碘代苯基、羥苯基、氟代苯基和萘基，優(yōu)選含7～12個(gè)碳原子的芳烷基，如芐基，優(yōu)選含5～7個(gè)核碳原子和一個(gè)或多個(gè)雜原子如S、N、P或O的雜環(huán)基，優(yōu)選的雜環(huán)基團(tuán)的實(shí)例有吡啶基、喹啉基、咪唑基和噻吩基；雜環(huán)烷基，其中的雜環(huán)基和烷基部分都優(yōu)選上面所述的基團(tuán)；或肽鍵連基，即，基團(tuán) 或 式中n＞l，每個(gè)X獨(dú)立地代表上面所定義的X基團(tuán)?？梢允褂脙蓚€(gè)或多個(gè)連接基，例如，亞烷基亞氨基和亞氨基亞烷基。還期待有其他的可適用于本技術(shù)中的連接基，如通常在蛋白質(zhì)雜雙官能基和同雙官能基的化學(xué)連接和交聯(lián)中使用的各種連接基。特別優(yōu)選的連接基是未取代或取代的亞氨基，當(dāng)它連接到螯合劑殘部的羰基上時(shí)則形成酰胺。
該連接基可以含有各種不防礙聚合反應(yīng)的取代基。該連接基也可以含有各種干攏聚合反應(yīng)的取代基，但是這些取代基在聚合反應(yīng)中，用本技術(shù)領(lǐng)域公知的合適的保護(hù)基防止了它的干攏作用，并且這些取代基在聚合以后用適當(dāng)?shù)拿摫Ｗo(hù)作用使其再生。該連接基也可以含有在聚合之后再引入的取代基。例如，該連接基可用下列取代基取代，例如鹵素如F、Cl、Br、I；酯基；酰胺基；烷基，優(yōu)選含1～18，更優(yōu)選含1～4個(gè)碳原子的烷基，例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基等；取代的或未取代的芳基，優(yōu)選含6～大約20個(gè)，更優(yōu)選6～10個(gè)碳原子的芳基，例如苯基、萘基、羥苯基、碘代苯基、羥基碘代苯基、氟代苯基和甲氧基苯基；取代或未取代的芳烷基，優(yōu)選含7～大約12個(gè)碳原子的芳烷基，例如，芐基和苯乙基；烷氧基、優(yōu)選其烷基部分是含1～18個(gè)碳原子的上述定義的烷基；烷氧基芳烷基，例如乙氧基芐基；取代的或未取代的雜環(huán)基，優(yōu)選含5～7個(gè)核碳原子和雜原子例如S、N、P或O，優(yōu)選雜環(huán)基的例子是吡啶基、喹啉基、咪唑基和噻吩基；羧基；羧基烷基，優(yōu)選其烷基部分含1-8個(gè)碳原子；螯合基的殘部，優(yōu)選的是例如如上所述的Z；或是聚(烯化氧)部分，優(yōu)選的是例如如上所述的Q。
在本發(fā)明的金屬配位聚合物中，該金屬含量可以從大約0.1一直變化到大約30％(以聚合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì))。對(duì)于MR成像，該聚合物優(yōu)選含順磁性金屬的含量為1～25％，更優(yōu)選含2～20％(以重量計(jì))。在治療實(shí)施方案中，該放射性核素金屬離子存在量大致與成像所需量相同。
對(duì)于MR成像而言，該聚合物優(yōu)選含2到大約500，更優(yōu)選5～100個(gè)重復(fù)單元。如果該聚合物含有可水解的肽，那么該聚合物的每個(gè)分子就可以含有1到幾百個(gè)順磁性金屬離子。
結(jié)構(gòu)式(I)中的聚合物可用獨(dú)立地選自Z或氫在末端被封端。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，其中的聚合物是聚酰胺，該聚合物可以用氫或羥基等基團(tuán)封端，或用得自聚酰胺鏈終止劑，例如單胺和單酰基衍生物如乙酐等單酐的基團(tuán)封端，或用得自上面定義的螯合基殘部的基團(tuán)封端。更期望能制備一種環(huán)狀的聚合物，即，非封端的聚合物。
本發(fā)明的聚合物可以根據(jù)預(yù)定的應(yīng)用采取水溶形式，水分散形式或水不溶形式進(jìn)行制備。該聚合物可以被交聯(lián)或不被交聯(lián)。該聚合物的分子量可以在很寬的范圍內(nèi)變化，即，從大約1,000到108或更大，它是用凝膠滲透色譜(GPC)法測(cè)定的。水溶性聚合物的分子量?jī)?yōu)選從1000到大約250,000。對(duì)于MR成像而言，優(yōu)選聚合物的分子量為5,000-106，更優(yōu)選10,000-100,000。
本發(fā)明的聚合物可以通過(guò)使反應(yīng)性的聚(烯化氧)類與螯合劑或其含反應(yīng)性官能基的母體在無(wú)反應(yīng)性的溶劑中進(jìn)行接觸來(lái)制備從而形成該聚合物。該聚(烯化氧)可以是取代或未取代的。優(yōu)選的反應(yīng)條件，例如溫度、壓力、溶劑等主要是根據(jù)特殊的反應(yīng)物進(jìn)行選擇并且可以由熟悉本技術(shù)的人們很容易地確定。
因此，本發(fā)明另外的目的是提供一種制備本發(fā)明的聚合物的方法，該方法包括下列步驟中的一步或多步(a)使聚(烯化氧)或其衍生物與螯合劑或其含反應(yīng)性官能基的母體進(jìn)行反應(yīng)；(b)多胺和含金屬配位螯合基的二酸或其活化衍生物之間進(jìn)行縮聚反應(yīng)；(c)用合適的保護(hù)基保護(hù)(a)步或(b)步的各種試劑，然后除去所說(shuō)的保護(hù)基。
合適的反應(yīng)性聚(烯化氧)類包括α-(多氨基)-聚(烯化氧)、α-(多肼基)聚(烯化氧)、α-(多異氰酸根)-聚(烯化氧)、α-(多羥基)-聚(烯化氧)、α-聚(醛)-聚(烯化氧)、α-(多羧基)-聚(烯化氧)、α-(多[乙烯基磺?；鵠-聚(烯化氧)、α-(多磷)-聚(烯化氧)、α-(多-[N，N-二烷基氨基氨基磷酸酯基]-聚(烯化氧)、α-(多環(huán)氧乙烷基)-聚(烯化氧)、α-(多烷氧基)-聚(烯化氧)、α-(多磺酸酯基)-聚(烯化氧)(α-(polysulphonato)-poly(alkylene oxides))等。上述聚(烯化氧)是在聚合物一端含多個(gè)官能基而在其相反一端無(wú)反應(yīng)性官能基的線型聚合物；相對(duì)于上述的只在聚合物的一個(gè)末端含有多個(gè)官能基的支化聚(烯化氧)也是有用的。
合適的螯合劑和其含反應(yīng)性官能基的母體包括在二酐形式下的多羧酸類、二(磺酰氯)、二(烷基硫酸酯)、二(乙烯基砜)等。如熟悉本技術(shù)的人們將認(rèn)識(shí)到的那樣，可將對(duì)螯合劑或其含反應(yīng)性官能基的母體的合適的保護(hù)前植體(pregenitor)與反應(yīng)性聚(烯化氧)部分接觸以便形成該聚合物，然后用本技術(shù)領(lǐng)域公知的技術(shù)相繼地除去該保護(hù)基。人們期待的是，額外的螯合官能基可以通過(guò)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)改性作用被引入到未保護(hù)的位置上。如果羥基取代基選擇性地存在于最終的聚合物中，那么它們必須在聚合過(guò)程中被暫時(shí)地保護(hù)起來(lái)，例如采用通用的保護(hù)技術(shù)使形成的不需要的付產(chǎn)物(如由此得到的聚酯酰胺)最少。然而，對(duì)于某些目的而言，在聚合物骨架內(nèi)含有一個(gè)或多個(gè)酯連接基的聚酯聚酰胺還被預(yù)期是有用的。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的聚合物可以通過(guò)使線型α-(多氨基)-聚(烯化氧)與以內(nèi)二酐形式存在的螯合劑母體進(jìn)行反應(yīng)來(lái)制備。
可以通過(guò)使活化形式的聚(烯化氧)與多胺反應(yīng)制備α-(多氨基)-聚(烯化氧)。該多氨基可以通過(guò)本技術(shù)領(lǐng)域公知的其他方法被引入。合適的例證性的多胺類包括二氨基己烷、三(氨基乙基)胺、和二亞乙基三胺。
以其α-羥基-ω-甲氧基形式存在的線型聚(烯化氧)廣泛地得自市售品或者可以由本技術(shù)領(lǐng)域熟知的工藝方法制得。通過(guò)使聚(烯化氧)與活化劑，例如p-甲苯磺酰氯、亞硫酰氯、亞硫酰溴、烷基磺酰氯(如CH3SO2Cl)、磺酸酐、或本技術(shù)領(lǐng)域熟知的其他任何適用的活化劑反應(yīng)使其活化用于親核取代。因此該聚(烯化氧)的活化形式應(yīng)是甲苯磺酸酯(鹽)、氯化物、溴化物等。
活化形式聚(烯化氧)優(yōu)選與化學(xué)計(jì)量過(guò)量的多胺在惰性溶劑中反應(yīng)，和優(yōu)選在例如100～160℃的溫度和例如1～10個(gè)大氣壓的壓力下，足以驅(qū)使該反應(yīng)完成。合適的溶劑包括二烷、乙醇和其它醇類。因此，該α-(多氨基)聚(烯化氧)優(yōu)選被離析例如通過(guò)蒸發(fā)和沉淀，和提純例如通過(guò)溶解到適當(dāng)?shù)娜軇┤缍燃淄?、氯仿或三氯乙烷中，然后，用過(guò)量的NaOH水溶液洗滌該溶液，或者通過(guò)其它任何合適的離析和凈化工藝方法。
上述螯合劑的內(nèi)酐形式可從市場(chǎng)上購(gòu)到和/或可以用本技術(shù)領(lǐng)域已知的工藝方法制備。例如，EDTA和DTPA的內(nèi)酐形式是市售品。B4A、P4A和TMT的內(nèi)酐形式可以用本技術(shù)領(lǐng)域已知的工藝方法制備。例如，該酐可以通過(guò)在作為催化劑的吡啶存在下在乙酐中加熱相應(yīng)的酸進(jìn)行制備。對(duì)于制備B4A、P4A和TMT的方法已在US-4859777號(hào)專利中介紹過(guò)了?；旌萧策m用。
可使反應(yīng)性的α-(多氨基)-聚(烯化氧)在無(wú)反應(yīng)性溶劑中與內(nèi)二酐反應(yīng)形成非金屬配位的聚合物。該反應(yīng)可以在接近于室溫和大氣壓力下方便地進(jìn)行。然而，較高和較低的溫度和壓力是所期望的。合適的溶劑包括二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、乙腈、氯仿、二氯甲烷和1，2-二氯乙烷。該非金屬配位的聚合物優(yōu)選被離析然后提純，例如通過(guò)滲萃(diafiltration)。
可以通過(guò)使非金屬配位聚合物與金屬離子源接觸形成金屬配位聚合物。通過(guò)將金屬的溶液或固體鹽或氧化物加到聚合物的溶液(優(yōu)選水溶液)中就可以方便地完成該反應(yīng)。因此，螯合的聚合物最好在水中被滲萃以便除去過(guò)量的未螯合的金屬。
對(duì)于制備本發(fā)明聚合物這一方法的普通反應(yīng)方案和例證性的實(shí)施例如下所述。
換言之，該聚合物可以以合適的多胺與含有金屬配位的螯合基的，以合適地活化形式如以活化的二酯形式存化的二元酸之間的縮聚反應(yīng)來(lái)進(jìn)行制備。
聚合物產(chǎn)物的分子量取決于許多因素，這些因素包括，例如，初始聚(烯化氧)部分的分子量；有或無(wú)反應(yīng)性聚合鏈終止劑如一元酐或一元胺(在聚酰胺的情況下由于聚合過(guò)程中封閉聚合物端基使其分子量下降)；有或無(wú)反應(yīng)性交聯(lián)劑(它使聚合過(guò)程中的聚合物的分子量增加)；和聚(烯化氧)和螯合劑在聚合反應(yīng)中的相對(duì)濃度以及(它反過(guò)來(lái)影響聚合物產(chǎn)物中的重復(fù)單元數(shù))。分子量為1,000～108的不溶和水溶的聚合物的制備可由熟悉聚合物合成技術(shù)領(lǐng)域的人們用常規(guī)的實(shí)驗(yàn)方法完成。
當(dāng)聚合物用作血液系統(tǒng)成像的MR造影劑或作為準(zhǔn)備靜脈給藥的組合物時(shí)，該聚合物優(yōu)選制備成水可溶的，即，可注射的形式。在另一方面，當(dāng)該聚合物準(zhǔn)備作為胃腸成像的MR造影劑而口服給藥時(shí)，該聚合物優(yōu)選被制備成水不溶型聚合物。
當(dāng)共聚物含有螯合的毒性金屬類，例如，重金屬離子，要求配方中含稍微過(guò)量的螯合劑，例如，由Schering在DE-A-3640708中討論的那樣，較優(yōu)選稍微過(guò)量的螯合劑的鈣鹽。
在本發(fā)明的給藥組合物中活性組分的實(shí)際含量應(yīng)如此變化，即，使獲得的活性組分的量保證對(duì)特殊的給藥組合物和方法有效地獲得所要求的效果。因此應(yīng)根據(jù)所要求的效果、給藥方式、所要求的處理的持續(xù)性和其它普通考慮的因素來(lái)選擇劑量的水平。
按照本發(fā)明所用的造影劑的劑量應(yīng)根據(jù)所用造影劑的明確特性進(jìn)行變化。然而優(yōu)選該劑量應(yīng)保持低至與達(dá)到對(duì)比度提高的成像和最小的靜脈(IV)點(diǎn)滴或快速濃注(bolus injection)的體積相符合的水平。在該方法中潛伏的毒性最小。對(duì)于大多數(shù)MR造影劑的合適劑量通常應(yīng)為0.02～3mmol順磁性金屬/kg體重，尤其是0.05～1.5mmol/kg，特別是0.08～0.5，更特別為0.1～0.4mmol/kg。熟悉本領(lǐng)域的普通工作者都可以通過(guò)相關(guān)的方法，試驗(yàn)確定任何特定MR造影劑對(duì)于體內(nèi)或體外應(yīng)用的最佳劑量。
配制造影劑可以用常規(guī)的醫(yī)藥或獸藥助劑，例如穩(wěn)定劑、抗氧劑、滲透度調(diào)節(jié)劑(osmolality adjusting agents)、緩沖劑、pH調(diào)節(jié)劑等，并且應(yīng)是適于直接地注射或輸液形式或以生理上可接受的載體介質(zhì)，例如注射級(jí)水，分散或稀釋以后注射或輸液形式。因此，該造影劑可配制成常規(guī)的給藥形式例如粉劑、溶液、懸浮液、分散液等，然而，通常在生理上可接受的載體介質(zhì)中形成的溶液、懸浮液和分散液是優(yōu)選的。
為了給藥，該造影劑應(yīng)該使用生理上可接受的載體或賦形劑進(jìn)行配制，對(duì)腸胃道外注射、對(duì)于口服給藥應(yīng)以固體或液體形式，對(duì)于直腸或局部給藥或其它的可用本領(lǐng)域熟知的所有方式。例如，可以將化合物，也可以添加醫(yī)藥上可接受的賦形劑，懸浮或溶解于水介質(zhì)中，然后對(duì)得到的溶液或懸浮液進(jìn)行消毒滅菌。
胃腸外的給藥的形式，例如靜脈注射液，當(dāng)然應(yīng)該是無(wú)菌的和無(wú)生理上不能接受的劑類，并且應(yīng)具有低滲透性以便減少刺激或其它給藥過(guò)程中的副作用，因此該造影介質(zhì)應(yīng)優(yōu)選等滲或稍微高滲的。合適的媒體包括通常用于腸胃道外給藥溶液，例如氯化鈉注射液、林格氏注射液(Ringer’s Injection)、葡萄糖注射液、葡萄糖和氯化鈉注射液、乳酸林格氏注射液和其它溶液(例如在Remington′s Pharmaceutical Sciences，15th ed.，EstonMack publishing Co.，PP.1405-1412和1461-1487(1975)以及在The National Formulary XIV，14th ed.WashingtonAmerican Pharmaceutical Association(1975)中介紹的)的水基媒體。該溶液可含有通常用于腸胃道外溶液的防腐劑、抗微生物劑、緩沖劑和抗氧劑、賦形劑和其它可與造影劑相容的并且將不影響產(chǎn)品制備、貯存和使用的添加劑。
因此本發(fā)明還有另一個(gè)目的則是提供一種對(duì)人或人以外動(dòng)物體實(shí)施治療的方法，該方法包括將本發(fā)明的醫(yī)療上有效的聚合物，例如治療上有效的螯合的金屬給藥于所說(shuō)的受試體。
本發(fā)明還有另外的目的是提供一種將本發(fā)明的聚合物用于在人或人以外其它動(dòng)物體上產(chǎn)生圖像和實(shí)施治療的診斷劑或治療劑的制造中的應(yīng)用。
本發(fā)明還有其它的目的在于提供一種承載螯合金屬的聚合物的制造方法，所說(shuō)方法包括使按照本發(fā)明的含螯合部分的聚合物進(jìn)行金屬配位，例如在溶劑中使該聚合物與至少一種微溶的金屬化合物，例如氯化物、氧化物、乙酸鹽或碳酸鹽混合在一起。
舉出下面的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于此。
實(shí)施例1-4敘述由平均MW為2000的甲氧基聚乙二醇得到的交聯(lián)聚合物(Ia)的制備，其中L和R″＝N(CH2CH2NH2)3R＝CH3PAO＝聚乙二醇metal＝Gd(III)chelator＝DTPAy＝1x＝4.2(平均) 實(shí)施例5-8和9-12敘述從平均分子量MW分別為750和550的甲氧基聚乙二醇得到的類似的交聯(lián)聚合物(分別為Ib和Ic)，其中分別為L(zhǎng)和R″＝N(CH2CH2NH2)3R＝CH3PAO＝聚乙二醇metal＝Gd(III)chelator＝DTPAy＝1
x＝11.7(平均)9.3(平均)，的 實(shí)施例13-15敘述一種線型聚合物(Id)其中L和R″＝H2N(CH2CH2(OCH2CH2)2NH2R＝CH3PAO＝聚乙二醇metal＝Gd(III)chelator＝DTPAy＝0x＝3.3(平均) 聚合物Ia、Ib和Ic按下述方案1進(jìn)行制備方案1 n為1到5,000聚合物Id按下述方案2進(jìn)行制備方案2 n＝1～5000買施例1將平均分子量MW 2000的甲氧基-PEG(44.20g，22.1mmol；UnionCarbide)在663ml甲苯中的溶液回流幾小時(shí)，以便共沸除水。用三乙基胺(7.39ml，53.0mmol)、4-二甲基氨基吡啶(0.270g，2.21mmol)和甲苯磺酰氯(9.27g，48.6mmol)處理該冷的甲苯溶液，并在油浴中在60℃下加熱48小時(shí)。另外加入3.70ml三乙基胺、0.135g二甲基氨基吡啶和4.64g甲苯磺酰氯并連續(xù)在60℃下加熱144小時(shí)。另外再加入3.70ml三乙基胺、0.135g二甲基氨基吡啶和4.64g甲苯磺酰氯并于60℃下連續(xù)再加熱144小時(shí)。然后冷卻并過(guò)濾該反應(yīng)混合物。濾液用水萃取三次。合并的水萃取物用乙醚洗滌三次，然后用氯仿萃取三次。該氯仿萃取物通過(guò)無(wú)水MgSO4干燥和濃縮成40.65g(85％)的產(chǎn)物1a。實(shí)施例224.87g(11.55mmol)la在250mls無(wú)水乙醇(EtOH)中的溶液用17.3ml(115mmol)三(2-氨基乙基)胺進(jìn)行處理。反應(yīng)混合物在不銹鋼高壓釜中于160℃下加熱16小時(shí)。通過(guò)蒸發(fā)除去該溶劑并將殘留物溶于500ml水中再用23mllN的NaOH進(jìn)行堿化。該堿化的溶液用乙醚洗滌兩次，然后用氯仿進(jìn)行萃取。該氯仿萃取物通過(guò)無(wú)水MgSO4干燥；溶劑蒸發(fā)之后通過(guò)于90℃真空(1mmHg)下加熱除去殘留的三(2-氨基乙基)胺，獲得23.94g(97％)2a。實(shí)施例3用三乙基胺(0.784ml、5.62mmol)和二亞乙基三胺五乙酸二酐(1.005g，2.81mmol)處理3.99g(1.88mmol)2a在40mls乙腈中的溶液。在室溫下3.25小時(shí)以后再加入0.18ml(1.9mmol)的乙酐并再連續(xù)攪拌30分鐘，然后加入160ml水。實(shí)施例4從實(shí)施例3得到的粗產(chǎn)物聚合物3a的溶液用氯化釓(III)六水合物(1.15g，3.09mmol)處理，然后在裝有10,000MW隔離膜的滲萃池中逆水滲萃。用NaOH將溶液的pH調(diào)到7，然后該溶液通過(guò)0.2mm的尼龍過(guò)濾器過(guò)濾。冷凍干燥產(chǎn)生2.81g平均分子量為12,100道爾頓(通過(guò)使用PEG分子量標(biāo)準(zhǔn)化的SEC-HPSC測(cè)定)的產(chǎn)物(Ia)；7.60％釓(按重量計(jì))。
將在等滲食鹽水中的含100mM Gd的Ia溶液對(duì)老鼠靜脈給藥100、300和1000mmol Gd/kg，結(jié)果在7天之后未致死，尸檢未發(fā)現(xiàn)異常。實(shí)施例5平均分子量MW 750的甲氧基-PEG(100，0g，0.1333mol；SigmaChemical co.)在1500ml甲苯中的溶液回流幾小時(shí)進(jìn)行共沸除水。用三乙基胺(61.3ml，0.440mol)、4-二甲基氨基吡啶(1.62g，0.0133mol)和甲苯磺酰氯(76.26g，0.400mol)處理冷的甲苯溶液，然后在油浴中60℃下加熱48小時(shí)。該冷的反應(yīng)混合物按實(shí)施例1所述的進(jìn)行完畢產(chǎn)出100.4g(83％)產(chǎn)物1b。實(shí)施例6從實(shí)施例5得到的產(chǎn)物1b與三(2-氨基乙基)胺按實(shí)施例2所述那樣進(jìn)行反應(yīng)，得到97％的產(chǎn)率2b。實(shí)施例7
5.39g(6.14mmol)2b在54mls乙腈中的溶液，用三乙基胺(2.57ml，18.4mmol)和二亞乙基三胺五乙酸二酐(3.29g，9.20mmol)處理。室溫下1.0小時(shí)以后加入216mls水并攪拌該溶液30分鐘。實(shí)施例8用氯化釓(III)六水合物(3.76g，10.1mmol)處理從實(shí)施例7得到的粗產(chǎn)聚合物3b的溶液，然后在裝配有10,000MW隔離膜的滲萃池中逆水滲萃。用NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH到7，然后通過(guò)0.2mm尼龍過(guò)濾器過(guò)濾該溶液。冷凍干燥生產(chǎn)出平均分子量為19,100道爾頓(通過(guò)使用PEG分子量標(biāo)準(zhǔn)化的SEC-HPSC測(cè)定)的產(chǎn)物(Ib)6.05g，13.1％釓(按重量計(jì))。
將在等滲食鹽水中的含100mM Gd的Ib溶液，對(duì)老鼠靜脈給藥100、300和1000mmol Gd/kg，7天以后的結(jié)果是無(wú)致死，無(wú)臨床癥狀，和尸檢未發(fā)現(xiàn)異常。實(shí)施例9平均分子量MW為550的甲氧基-PEG(66.67g，0.1212mol；SigmaChemical Co.)在1000ml的甲苯中的溶液回流幾小時(shí)共沸除去水。冷的甲苯溶液用三乙基胺(55.75ml，0.4000mol)、4-二甲基氨基吡啶(2.96g，0.0242mol)和甲苯磺酰氯(69.33g，0.3636mol)處理并在油浴中60℃下加熱48小時(shí)。該冷的反應(yīng)混合物按實(shí)施例1所述進(jìn)行完畢產(chǎn)生出47.58g(56％)的產(chǎn)物1c。實(shí)施例10從實(shí)施例9得到的1c產(chǎn)物用三(2-氨基乙基)胺按實(shí)施例2所述進(jìn)行處理得到84％產(chǎn)率的2c。實(shí)施例114.23g(6.24mmol)的2c在42mls乙腈中的溶液用三乙基胺(2.61ml，18.7mmol)和二亞乙基三胺五乙酸二酐(3.34g，9.36mmol)進(jìn)行處理。在室溫下1.0小時(shí)以后再加入168mls水并對(duì)該溶液攪拌30分鐘。實(shí)施例12從實(shí)施例11得到的粗產(chǎn)聚合物3c的溶液用氯化釓(III)六水合物(3.65g，9.83mmol)處理，然后在裝有10,000MW隔離膜的滲萃池中進(jìn)行逆水滲萃，用NaOH調(diào)節(jié)該溶液的pH至7然后該溶液通過(guò)0.2mm尼龍過(guò)濾器過(guò)濾。冷凍干燥生產(chǎn)出4.15g產(chǎn)物(IC)，其平均分子量為13,600道爾頓(通過(guò)使用PEG分子量標(biāo)準(zhǔn)化的SEC-HPLC測(cè)定)，15.6％釓(按重計(jì))。
將在等滲含鹽水中的含100mM Gd的IC溶液，對(duì)老鼠靜脈給藥100，300和1000mmol Gd/kg，結(jié)果是7天以后無(wú)致死，無(wú)臨床癥狀和在尸檢中未發(fā)現(xiàn)異常。實(shí)施例13從實(shí)施例1得到的產(chǎn)物1a與“ED-148”按實(shí)施例2所述進(jìn)行反應(yīng)，用乙醚沉淀二氯甲烷溶液以后給出產(chǎn)率為75％的4。實(shí)施例141.45g(0.680mmol)4在14.5mls乙腈中的溶液用三乙基胺(0.19ml，1.36mmol)和二亞乙基三胺五乙酸二酐(0.267g，0.748mmol)處理。在室溫下4小時(shí)后加入58mls水。實(shí)施例15從實(shí)施例14得到的粗產(chǎn)聚合物5的溶液用氯化釓(III)六水合物(0.215g，0.578mmol)處理，然后在裝有5,000MW隔離膜的滲萃池中進(jìn)行逆水滲萃。該溶液通過(guò)0.45mm尼龍過(guò)濾器過(guò)濾并冷凍干燥生產(chǎn)出1.06g產(chǎn)物I(Id)，其平均分子量為8,700道爾頓(通過(guò)使用PEG分子量標(biāo)準(zhǔn)化的SEC-HPLC測(cè)定)。粘度測(cè)量Ia(實(shí)施例4)、Ib(實(shí)施例8)、Ic(實(shí)施例12)和由聚乙二醇(1450)-二胺和DTPA[PEG(1450)-DTPA(Gd)]制備的類似分子量的線型共聚物的水溶液粘度被示于表1中。該化合物在PCT/US 93/09766中被公開了。用布洛氏布洛克菲爾德回旋式粘度計(jì)(Brookfield Viscometer)(LVCP DVII-Plus型)測(cè)定粘度，該粘度計(jì)裝有錐板式測(cè)量軸和控制溫度的夾套進(jìn)樣池。用LAUDARM6循環(huán)水浴控制溫度。使用布洛氏布洛克菲爾德回旋式粘度標(biāo)準(zhǔn)(5～100CP范圍)校對(duì)該粘度計(jì)。
表1聚合的Gd-螯合物粘度濃 度 粘度聚合物 mg聚合物/ml mM Gd CP(℃)Ia(實(shí)施例4) 21010013.5(20℃)Ib(實(shí)施例8) 1201005.3(20℃)Ic(實(shí)施例12)1001002.2(25℃)1491473.3(25℃)1991965.1(25℃)PEG(1450)-DTPA(Gd) 10446.0 9.1(20℃)12053.1 11.6(20℃)21092.9 45.3(20℃)226100.0 56.1(20℃)表中所列數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明組合物產(chǎn)生的溶液粘度很低。例如，100mMGd溶液的粘度Ia(13.5CP)、IB(5.3CP)和IC(2.2CP)大大地低于100mM聚合的PEG(1450)-DTPA(Gd)溶液的粘度(56.1CP)。在mg聚合物/ml濃度相等的條件下比較時(shí)，本發(fā)明的組合物粘度也明顯地小于聚合的PEG(1450)-DTPA(Gd)的粘度，如，在210mg聚合物/ml濃度條件下比較時(shí)Ia的粘度為13.5CP，而聚合的PEG(1450)-DTPA(Gd)的粘度則為45.3CP和在120mg聚合物/ml濃度條件下比較時(shí)Ib的粘度為5.3CP，而聚合的PEG(1450)-DTPA(Gd)的粘度則為11.6CP。
測(cè)定在兔體內(nèi)血液系統(tǒng)中的滯留情況用外科移植術(shù)經(jīng)皮膚將導(dǎo)管導(dǎo)入兔的耳緣靜脈處理兔子。將含有100mMGd(在等滲食鹽水中)的聚合物Ia(實(shí)施例4)、Ib(實(shí)施例8)、和Ic(實(shí)施例12)的制劑，以0.06mmol Gd/kg的劑量注射到兔的對(duì)面耳緣。通過(guò)導(dǎo)管采取血樣和在肝素管內(nèi)收集注射后0、5、15、30、60分鐘，2小時(shí)和24小時(shí)的血樣。在2MHz和40℃操作條件下使用Bruker Minispec對(duì)各血樣進(jìn)行T1測(cè)量。該數(shù)據(jù)以繪圖形式列于圖1之中。
該數(shù)據(jù)表明，給兔施用本發(fā)明的組合物的結(jié)果是血液1/T1的顯著提高至少120分鐘。長(zhǎng)時(shí)間的血液1/T1增強(qiáng)性，使這些試劑對(duì)于如在圖3和4中舉例的脈絡(luò)管路成像是有用的。核磁共振色散曲線(NMRD)
在35℃下得到了聚合物Ia(實(shí)施例4)、Ib(實(shí)施例8)和Ic(實(shí)施例12)的NMRD曲線。該數(shù)據(jù)以圖解形式列于圖2，同時(shí)與聚合的PEG(1450)-DTPA(Gd)(在PCT/US 93/09766中公開的一種化合物)的數(shù)據(jù)相比較。結(jié)果表明，本發(fā)明的組合物與線型聚合物PEG(1450)-DTPA(Gd)相比較具有改善的弛豫性。在弛豫方面的改進(jìn)特別值得注意的是在20～60MHz范圍內(nèi)的質(zhì)子拉莫爾頻率；相應(yīng)的常規(guī)使用的臨床磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.5～1.5特斯拉(磁通密度單位)。
MR成像研究實(shí)施例12的組合物、聚合的PEG(1450)-DTPA(Gd)(在PCT/US 93/09766公開的類似分子量的對(duì)比化合物)和MagnevistR(一種市售的非聚合的對(duì)比物)在正常的雄性新西蘭白兔(3只兔/劑量)體內(nèi)進(jìn)行成像，成像是在1.5T(GESigna，Milwaukee，WI)造影給藥前后使用腹腔脈管系統(tǒng)的3D-TOF MR血管照相術(shù)。成像參數(shù)是視野(FOV)＝24cm，軸位采集(axial aquisition)再現(xiàn)時(shí)間(TR)＝33，3mm的層厚度，60區(qū)分，256×256母體和1激磁(1NEX)。在注射5分鐘后，用上述參數(shù)和30°翻轉(zhuǎn)角進(jìn)行MRA；這個(gè)工序之后(注射后15分鐘)立刻用同樣的參數(shù)和90°翻轉(zhuǎn)角進(jìn)行MRA。感興趣區(qū)域(ROI)測(cè)量是在高位(肝區(qū)內(nèi))和中低位腔靜脈(IVC)和準(zhǔn)脊髓肌肉系統(tǒng)按先后造影順序進(jìn)行。在兩個(gè)IVC水平進(jìn)行三個(gè)ROI測(cè)量，并平均產(chǎn)生一個(gè)單一值。與本底的百分對(duì)比度算作100(SIIVC-SI肌肉)/SI肌肉(SI＝信號(hào)強(qiáng)度)。結(jié)果圖示于圖3和4中。
由圖3和4中的圖表指出，本發(fā)明的代表性的組合物與低分子量試劑MagnevistR相比顯示出血管的明顯增強(qiáng)，另外，％對(duì)比度(高位(肝區(qū)內(nèi))和中低位腔靜脈(IVC)與準(zhǔn)脊髓肌肉)在低劑量(0.056mmol Gd/kg VS.0.08mmolGd/kg)下可與線型聚合物PEG(1450)-DTPA(Gd)相比較。
本發(fā)明已詳細(xì)地，特別是參考其幾個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，被敘述過(guò)了，但是應(yīng)當(dāng)理解在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以進(jìn)行某些變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用作磁共振造影劑的聚合物，它含有聚合的單元，所說(shuō)的單元包括連接到螯合劑殘部和一個(gè)或多個(gè)側(cè)鏈的聚(烯化氧)上的多胺部分的殘部。
2.按照權(quán)利要求1的聚合物，其中所說(shuō)的單元還包括一個(gè)或多個(gè)借助于連接基的殘部連接到聚合物骨架上的側(cè)鏈的螯合劑殘部。
3.按照權(quán)利要求1或2的聚合物，其中所說(shuō)的螯合劑殘部具有與其締合了的順磁性的或放射性的金屬類。
4.按照上面所述權(quán)利要求的任何一項(xiàng)權(quán)利要求的聚合物，它含有下列結(jié)構(gòu)式(I)的聚合單元 式中L和R″＝連接基的殘部；R＝H或烷基；R′＝H、烷基、芳烷基或-PAO-OR；PAO＝MW 200～20,000的聚烯化氧；metal＝順磁的或放射性的金屬類；chelator＝螯合劑殘部；y＝0～10；和X＝2～1,000。
5.按照權(quán)利要求4的聚合物，其中所說(shuō)的基團(tuán)L和R″是多胺的殘基。
6.按照權(quán)利要求3～5的任何一項(xiàng)權(quán)利要求的聚合物，其中所說(shuō)的金屬類選自Gd3+、Fe3+、Mn2+、Mn3+、Dy3+和Cr3+。
7.按照上面所述權(quán)利要求的任何一項(xiàng)權(quán)利要求的聚合物，其中所說(shuō)的螯合劑殘部是選自EDTA、DTPA、DOTA、DO3A、OTTA、CDTPA、P4A、B4A、PheMT、DCDTPA和TMT的螯合劑。
8.按照權(quán)利要求4的聚合物，其中的R″代表氫或亞烷基，它可以由一個(gè)或多個(gè)雜原子間隔開。
9.按照權(quán)利要求4的聚合物，其中L獨(dú)立地代表碳、氨基、亞氨(基)、次氮基、亞氨基、亞烷基、羰基、磺?；?、亞硫酰基，醚、硫醚、酯、硫代酯、酰胺、硫代酰胺、硫代、二硫代、磷酸酯、膦酸酯、亞脲基、亞硫脲基、氨基甲酸乙酯、硫代氨基甲酸乙酯、氨基酸鍵或肽鍵。
10.按照權(quán)利要求4的聚合物，其中L獨(dú)立地代表亞氨基或次氮基鍵。
11.按照權(quán)利要求4的聚合物，其中所說(shuō)的基團(tuán)PAO-選自聚(環(huán)氧乙烷)部分、聚(環(huán)氧丙烷)部分和聚(環(huán)氧乙烷)-共聚(環(huán)氧丙烷)部分。
12.按照權(quán)利要求4的聚合物，其中-OR選自O(shè)H、OCH3、O(CH2)PCH3其中P＝2～20。
13.按照上面所述權(quán)利要求的任何一項(xiàng)權(quán)利要求的聚合物，它含有2～1000個(gè)所說(shuō)的聚合的單元。
14.按照上面所述權(quán)利要求的任何一項(xiàng)權(quán)利要求的聚合物，它含有5～100個(gè)所說(shuō)的聚合的單元。
15.按照權(quán)利要求4的聚合物，其中所說(shuō)的金屬是Gd3+或Dy3+；L和R″是N(CH2CH2NH2)3或H2NCH2CH2(OCH2CH2)2NH2；R是CH3；R′是H或-PAO-OR；PAO是分子量MW為200～20,000聚(環(huán)氧乙烷)部分；和所說(shuō)的螯合劑是DTPA。
16.按照權(quán)利要求4的聚合物，其中所說(shuō)的金屬是Gd3+；L和R″是N(CH2CH2NH2)3；R是CH3；R′是H；PAO是MW為550的聚(環(huán)氧乙烷)部分；和所說(shuō)的螯合劑是DTPA。
17.一種藥物組合物，它含有權(quán)利要求1～16的任何一項(xiàng)權(quán)利要求的聚合物和一種或多種醫(yī)藥上可接受的載體或賦形劑。
18.產(chǎn)生增強(qiáng)的人或人以外動(dòng)物體的MR圖像的方法，所說(shuō)的方法包括給所說(shuō)受試體施用增大對(duì)比度量的按照權(quán)利要求3～16任一項(xiàng)要求的含順磁性金屬的聚合物和在其中分布有所說(shuō)聚合物的所說(shuō)受試體的一部分產(chǎn)生MR圖像。
19.制備權(quán)利要求1的聚合物的方法，所說(shuō)的方法包括下列步驟的一步或多步(a)使聚(烯化氧)或其衍生物與螯合劑或其含官能基的母體進(jìn)行反應(yīng)；(b)使多胺與含金屬配位螯合基的二酸或其活化的衍生物之間進(jìn)行縮聚反應(yīng)；(c)用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)基保護(hù)步驟(a)或(b)的各試劑然后除去所說(shuō)的保護(hù)基。
20.按照權(quán)利要求19的方法，其中包括使線型α-(多氨基)-聚(烯化氧)與螯合劑或其以內(nèi)二酐形式存在的母體進(jìn)行反應(yīng)。
21.按照權(quán)利要求1的聚合物用于對(duì)人體或人以外動(dòng)物體實(shí)施治療或產(chǎn)生圖像的方法中的診斷或治療藥劑的制造中的應(yīng)用。
22.按照權(quán)利要求3-16任一項(xiàng)權(quán)利要求的含有放射性金屬類的聚合物在放射治療中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適于用作磁共振成像的線型和交聯(lián)聚合物，該聚合物含有包括連接到螯合劑殘部和一個(gè)或多個(gè)側(cè)懸的(聚)烯化氧上的多胺部分的殘部的單元。
文檔編號(hào)A61K49/12GK1151702SQ95193848
公開日1997年6月11日 申請(qǐng)日期1995年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月28日
發(fā)明者戴維·L·拉德 申請(qǐng)人:耐克麥德英梅金公司