專利名稱：磁共振成象用可投藥組合物及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超極化氣體應(yīng)用于磁共振成象(MRI)。MRI是特別適用于活的受試者診斷病情的屏幕顯示技術(shù)。本發(fā)明還涉及可投藥的組合物、制劑和涉及超極化氣體的造影劑(對(duì)比劑)，以及它們?cè)贛RI中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在核磁共振(NMR)技術(shù)中，磁場(chǎng)作用于具有部分(fractional)自旋量子數(shù)的原子核，將其極化成在選定的方向內(nèi)定向。在測(cè)定時(shí)，施加給定共振能的高頻脈沖，使核自旋取向改變，并干擾定向分布；然后核以與時(shí)間有關(guān)的指數(shù)方式回到(松弛)初始狀態(tài)，從而給出信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)電子處理成可記錄的數(shù)據(jù)。當(dāng)信號(hào)具有位置上的差異和足夠的水平時(shí)，數(shù)據(jù)可被編排和成象于屏幕上。例如，將水的質(zhì)子(1H)與有機(jī)組織接觸產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理，可使造影成象(MRI)能直接觀察到活機(jī)體內(nèi)部器官。因此，它在診斷、醫(yī)療和外科上是有力的工具。
盡管1H自然極化性弱(6.8×10-6)，但由于有機(jī)組織中水相當(dāng)豐富，因此氫核會(huì)提供足夠的供處理的信號(hào)到所研究的器官的圖象中，與所述器官不同部分接觸的質(zhì)子的自旋松弛上的差異提供了對(duì)比。事實(shí)上，雖包含氟(自旋1/2)的化合物在檢測(cè)受試者的氣體上已被研究作為NMR信號(hào)發(fā)生源，但在最近產(chǎn)生MRI圖象前一直常規(guī)使用水質(zhì)子。這是因?yàn)榫哂泻俗孕拇罅科渌袡C(jī)原子，即某些天然存在的磷(31P)、碳(13C)、鈉(23Na)、硫同位素等含量太低，不能提供可操作的成象信號(hào)。
最近，有人提出在患者M(jìn)RI中使用某些極化狀態(tài)的惰性氣體的同位素，如3He、129Xe、131Xe、83Kr等。事實(shí)上，這些天然極化狀態(tài)的同位素發(fā)出的信號(hào)極弱(比1H發(fā)出的信號(hào)實(shí)際上弱5000倍)，但超極化將使其提高約104至105倍。此外，超極化氣體的這些自旋松弛參數(shù)受其給予機(jī)體后所分布環(huán)境的性質(zhì)極大的影響(即它們提供不同強(qiáng)度的信號(hào)排列)，使它們成為MR成象中極有趣的造影劑。
通常在有或無(wú)外部施加的磁場(chǎng)存在下通過(guò)與光激發(fā)堿金屬自旋交換相互作用得到超極化惰性氣體(例如見(jiàn)G.D.Cates et al.,Phys.Rev.A45(1992),4631；M.A.Bouchiat et al.,Phys.Rev.Lett.5(1960),373；X.Zeng et al.,Phys.Rev.A 31(1985),260)。用這些技術(shù)，可能有90％或更多極化，正常松弛(T1、T2)之長(zhǎng)(Xe冰為數(shù)分鐘至數(shù)天)使隨后處理(用于診斷目的)很可能進(jìn)行。或者，通過(guò)亞穩(wěn)定性交換可達(dá)到超極化，例如用無(wú)線電脈沖將3He激發(fā)到23S1態(tài)，用1.08μm循環(huán)極化激光光泵激(pumping)至23P亞穩(wěn)態(tài)，并用基態(tài)原子通過(guò)亞穩(wěn)定性交換碰撞將極化轉(zhuǎn)化為基態(tài)(見(jiàn)L.D.Schaerer,Phys.Lett.180(1969),83；F.Laloe et al.,AIPConf.Proc.#131(Workshop on Polarized 3He Beams and Targets,1984)。
WO-A-95/27438揭示了超極化氣體在診斷性MRI中的應(yīng)用。例如，在外部超極化后，可將氣體單獨(dú)或與惰性或活性成分一起以氣體或液體形式投予活機(jī)體。給予方式可通過(guò)吸入或直接靜脈注射在體外與氣體接觸過(guò)的血液，該接觸過(guò)的血液再輸回機(jī)體。給予時(shí)，用NMR測(cè)定機(jī)體內(nèi)感興趣的腔內(nèi)氣體的分布，用常用的方法顯示所述分布的計(jì)算值的形象表示。并未提供非胃腸道使用造影劑組合物或制劑的實(shí)際使用例子，也未提供外加組分的鑒定。
US-A-4,586,511公開了將有機(jī)氟化合物施用于活機(jī)體，并實(shí)施NMR測(cè)定，包括化學(xué)位移、松弛時(shí)間或自旋偶合，未提及MRI。
在H.Middleton et al.,Mag,res.Med.33(1995),271這篇文章中，公開了將極化3H引入死豚鼠肺，然后產(chǎn)生所述肺的MR成象。
P.Bachert et al.,Mag.Res.Med.36(1996),192公開了病人在吸入超極化3He后肺部MR成象。
M.S.Chawla等，(Abstract of the Meeting on MRI Techniques Vancouver 1997)建議用鹽水載液中的3He微泡懸浮液作MR血管成象。為了使微泡對(duì)浮力穩(wěn)定，Chawla等建議將40％PEG(Mw 3,350)摻入載液。用注射器將氣體經(jīng)三通閥注入液體產(chǎn)生氣泡。進(jìn)行MRI體外測(cè)定，未報(bào)告體內(nèi)試驗(yàn)。
盡管Chawla等的建議是有價(jià)值的，但由于氣泡相當(dāng)不穩(wěn)定，不能考慮它的實(shí)際應(yīng)用。盡管用Chawla等建議的氣泡穩(wěn)定劑，但按作者建議制備的稀有氣體微泡的載液中的懸浮液在無(wú)或適度外壓下數(shù)秒內(nèi)便破壞。Chawla等的微泡如此不穩(wěn)定這一事實(shí)使其從實(shí)用觀點(diǎn)上來(lái)看是無(wú)用的，對(duì)于體內(nèi)使用，即在患者的診斷應(yīng)用也無(wú)益。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)主要實(shí)施例中，公開了用于體內(nèi)血管和組織MR顯象的可注射MRI造影組合物或制劑，該組合物或制劑的形式為超極化氣體微泡在醫(yī)藥上可用的載液中的分散體或懸浮液。它們基于如下出乎意料的發(fā)現(xiàn)將一些高M(jìn)w外來(lái)惰性氣體(如碳氟化合物之類揮發(fā)性氟化物)少量加入超極化氣體中，將其包在小泡(微泡或微球)中，具有顯著的穩(wěn)定化效果。例如，碳氟化物CnF(2n+2)(n以1-12為宜)在用兩親化合物如磷脂單層界面使氣/液界面穩(wěn)定化的3He或129Xe微泡中的比例可低至1-10體積％(見(jiàn)例如EP-A-0474833和EP-A-0554213)，會(huì)明顯增加壓力下氣泡的穩(wěn)定性。
類似地，在一個(gè)變化的實(shí)施例中，本發(fā)明的組合物包括在充有超極化氣體和部分穩(wěn)定化氣體的微球(代替上述微泡)的載液中的懸浮液或分散體。該微球是具有真實(shí)材料包膜(例如EP-A-0458745所描述的聚合物)的小泡。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是揭示制備上述制劑的技術(shù)，開始制表面活性劑穩(wěn)定劑和兩親化合物的溶液，向該溶液鼓泡通入超極化氣體和部分穩(wěn)定化氣體的混合物；或者，將干燥的兩親化合物粉末和/或表面活性劑粉末暴露于含部分穩(wěn)定化氣體的超極化氣體，然后將經(jīng)暴露的粉末分散在可投藥的載液中。稀有氣體可以高度純化形式從商業(yè)途徑購(gòu)得，用本領(lǐng)域已知常用的方法富集可極化同位素。超極化可按WO-A-96/39912建議的進(jìn)行，例如用光激發(fā)Rb蒸氣進(jìn)行電子-核自旋交換(G.D.Cates et al.,Phys.Rev.A 45(1992),4631；M.A.Bouchiat et la.Phys.Rev.Lett.5(1960),373；X.Zeng et al.,Phys.Rev.A 31(1985),260)。
在另一個(gè)變化的實(shí)施例中，上述技術(shù)涉及制備充有含部分穩(wěn)定化氣體的超極化氣體的微泡的懸浮液，這在一定的條件下用能聚合物質(zhì)的乳液來(lái)達(dá)到，所述條件是聚合物的微球能形成并包裹所述含部分穩(wěn)定化氣體的超極化氣體。
在本發(fā)明的另一個(gè)目的是公開包含原位制備上述含超極化氣體和部分穩(wěn)定化氣體的可投藥組合物所需組分的藥盒，以及對(duì)受試者投藥然后用常用的MRI方法成象的應(yīng)用。
發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明基于如下出乎意料的發(fā)現(xiàn)，即可提供可投藥的MRI造影組合物或制劑，它們包含充有至少一種超極化狀態(tài)稀有氣體和一種或多種惰性氣體的混合物的小泡(微泡或微球)。超極化氣體定義為氣體組分A(主成分)，惰性氣體定義為氣體組分B。氣體B的分子量相對(duì)較高，即＞80道爾頓。氣體B的目的是通過(guò)穩(wěn)定超極化稀有氣體A在小泡內(nèi)的存在來(lái)保護(hù)混合物，或換言之，防止小泡破壞或聚結(jié)，或所述超極化稀有氣體通過(guò)小泡壁逃逸，小泡在具有普通表面活性劑、添加劑和穩(wěn)定劑的載液的懸浮液中?？傻玫浇Y(jié)合所需要的耐壓性和在循環(huán)中的預(yù)定壽命的制劑，根據(jù)需要，這兩個(gè)參數(shù)可加以控制。只要組分B以一定的最小比例存在，只要在標(biāo)準(zhǔn)條件下它在水中的溶解度低于0.0283ml氣體/ml水，MRI造影組合物即能在體內(nèi)外提供診斷上有用的圖象，例如循環(huán)及鄰近器官。成象組合物投予受試者后，用通常用的MRI儀器產(chǎn)生圖象。迄今尚不清楚，有用的MR成象信號(hào)是否主要由仍包在小泡中的或一定時(shí)間后從中擴(kuò)散出來(lái)的超極化氣體部分所產(chǎn)生。
在大多數(shù)情況下，組分B在造影介質(zhì)中的量從低至0.5體積％(分子量較高、水溶性較低的物質(zhì))到約30-40體積％。實(shí)際上，對(duì)于氣體B處于濃度范圍較高部分的混合物來(lái)說(shuō)，氣體B的保護(hù)效果趨于恒定，即一旦達(dá)到所需要的保護(hù)程度，通常就不再進(jìn)一步提高混合物中B的比例。在這方面。，重要的是注意組分B對(duì)A和B混合物物理性質(zhì)的影響，特別是在對(duì)消失的抑制和耐壓力變化的方面，幾乎與B單獨(dú)使用(即純的形式)相同。盡管，將B的比例保持在與合適的微泡穩(wěn)定性相適應(yīng)的最低范圍是重要的，但這是為了受益于超極化氣體產(chǎn)生成象信號(hào)的最高可能濃度。特別驚人的是，包在小泡中的超極化氣體的松弛參數(shù)(這構(gòu)成產(chǎn)生有用的MR圖象的關(guān)鍵因素)并不明顯地受到穩(wěn)定化氣體的存在或周圍氣/液界面上的物質(zhì)的影響。事實(shí)上，氟化氣體與超極化氣體的混合存在可能具有減少后者在操作中可能失去極化的效果。
實(shí)驗(yàn)表明，分子量低于80的物質(zhì)不適合作本發(fā)明氣體混合物的“保護(hù)”成分；此外，對(duì)B的高分子量限制難以確定，試驗(yàn)的大多數(shù)化合物只要其分子量在80以上即為有效的保護(hù)劑。因此，分子量約為240道爾頓的化合物(如十氟丁烷)或290道爾頓的化合物(如全氟戊烷)被發(fā)現(xiàn)是很有效的“保護(hù)劑”成分。以60-99.5％(體積)的相應(yīng)量存在的“主”成分A是超極化氣體，如3He、129Xe、131Xe、83Kr或其類似物。這些超極化氣體可按現(xiàn)有技術(shù)的方法得到。A可任選地由一種或幾種超極化稀有氣體與一定比例的“普通”氣體如氧氣、空氣、氮?dú)?、二氧化碳或其混合物混合?gòu)成。然而，對(duì)于組分A來(lái)說(shuō)，還可考慮其它非超極化形式的不太普通的氣體，如氬氣、氙氣、氪氣、CHClF2或氧化亞氮。
十分驚人的是，發(fā)現(xiàn)懸浮在水性載體中的由低至0.5％(體積)十二氟代戊烷或0.8％(體積)十氟丁烷與稀有氣體(特別是極短暫的3He)混合組成的混合物微泡會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定性極好的微泡，微泡耐壓力變化，阻止氦逃逸，而不損害極化松弛。
現(xiàn)已表明，氦從微泡中快速消失是由于其分子量低，這使氣體能容易地滲透外界介質(zhì)。在極化129Xe的情況下，氣泡消失是由于其在水性載體中的溶解度高。雖然可用各種表面活性劑、添加劑和穩(wěn)定劑來(lái)減少微泡消失，本發(fā)明還提出用具有物質(zhì)壁的微泡(微球)。設(shè)想具有天然或合成的聚合物如脂質(zhì)雙層(脂質(zhì)體)或變性蛋白質(zhì)如白蛋白制成的壁在有或無(wú)另外的添加劑存在下的微泡。過(guò)去注意到的一般微泡耐壓力變化差，結(jié)果微泡計(jì)數(shù)損失，激勵(lì)了對(duì)現(xiàn)能耐存在于血流中的壓力變化的氣體顆粒的研究。盡管回彈性的界面物質(zhì)的存在證明了對(duì)壓力下微泡穩(wěn)定性有益，但是，其中摻入部分穩(wěn)定劑氣體(如六氟化硫或十二氟戊烷)仍會(huì)改善耐久性。使用這些氣體的實(shí)驗(yàn)表明，充有以低比例的這些氣體與超極化氣體混合物的微泡或微球懸浮液在注射后確實(shí)很能抗循環(huán)中的破壞。這些初步發(fā)現(xiàn)的結(jié)果，鑒定出近200中不同的氣體對(duì)于穩(wěn)定含超極化氣體的MRI造影劑可能是有用的。因此，出乎意料地發(fā)現(xiàn)，將這些氣體中的幾種以相當(dāng)小的比例與超極化稀有氣體混合，可能得到耐壓的微泡。由于保護(hù)氣體的存在，這些微泡會(huì)具有可接受的生理耐受性、合適的血中重吸收半衰期、合適的產(chǎn)生MRI信號(hào)的性能和好的耐壓性。假定本發(fā)明的氣體混合物的這一驚人的特性是因?yàn)榻M分A向周圍介質(zhì)的擴(kuò)散被組分B的大氣體分子所減慢。雖然這一驚人特性的原因尚未闡明，但可以假定，組分B的分子(盡管量很少)實(shí)際上的確在微泡或微球的界面上“塞住了孔”，因此阻止了低分子量3He或溶解度很大的129Xe通過(guò)跨膜擴(kuò)散而逃逸。
用作本發(fā)明組合物和制劑中的組分B的較佳氣體是室溫下為氣態(tài)或液態(tài)、但在體溫下會(huì)立即揮發(fā)的物質(zhì)?？闪信e如下物質(zhì)六氟化硫、四氟甲烷、氯化三氟甲烷、溴化三氟甲烷、溴化氯化二氟甲烷、二氯四氟乙烷、氯化五氟乙烷、六氟乙烷、六氟丙烯、八氟丙烷、六氟丁二烯、八氟-2-丁烯、八氟環(huán)丁烷、十氟丁烷、全氟環(huán)戊烷、十二氟戊烷。更佳的為八氟環(huán)丁烷、八氟丙烷和十氟丁烷。本發(fā)明的制劑較佳地包含選自以下氣體的氣體B，這些氣體為四氟甲烷、六氟乙烷、六氟丙烯、八氟丙烷、六氟丁二烯、八氟-2-丁烯、八氟環(huán)丁烷、十氟丁烷、全氟環(huán)戊烷、十二氟戊烷，更佳地為六氟化硫和/或八氟環(huán)丁烷。
當(dāng)充以本發(fā)明的造影劑氣體混合物并分散于含有用的表面活性劑、添加劑和穩(wěn)定劑的水性載體中時(shí)，形成的微泡提供有用的MRI造影劑組合物。除微泡外，本發(fā)明的造影組合物可含表面活性劑、添加劑和穩(wěn)定劑。表面活性劑可包含一種或幾種層狀或片狀成膜表面活性劑，它們用來(lái)穩(wěn)定微泡短暫的氣/液界面。還可使用水合劑和/或親水性穩(wěn)定劑化合物，如聚乙二醇、糖類(如乳糖或蔗糖、葡聚糖、淀粉和其它多糖)，或其它常規(guī)添加劑(如聚丙二醇和聚氧乙烯二醇)；脂肪醇與聚氧化烯基二醇的醚；脂肪酸和脂肪酸與聚氧化烯基脫水山梨醇的酯；皂類；甘油聚亞烷基硬脂酸酯；甘油聚氧化乙烯蓖麻油酸酯；聚亞烷基二醇的均聚物和共聚物；聚乙氧基化豆油和蓖麻油及其氫化衍生物；蔗糖或其它碳水化合物與脂肪酸、脂肪醇的醚和酯，它們可任選地聚氧化烯化；飽和或不飽和脂肪酸的一、二和三甘油酯；豆油與蔗糖的甘油酯。表面活性劑可以是成膜或非成膜的，可包括亞油基-卵磷脂型或聚亞乙基十二烷酸酯型可聚合的兩親化合物。在非成膜表面活性劑中，可使用聚氧丙烯和聚氧乙烯的嵌段共聚物。較佳的是，表面活性劑為成膜的，更佳的是選自磷脂酸、磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇、心磷脂、鞘磷脂及其混合物。
已經(jīng)提到，本發(fā)明并不限于微泡懸浮液組成的造影劑作為用于本發(fā)明的磁化稀有氣體的媒介物。任何充以造影劑氣體混合物的合適的中空珠狀顆粒均可合適地加以使用，如具有合成或天然聚合物或蛋白質(zhì)制成的包膜的脂質(zhì)體或微球。因此，已確定用白蛋白或脂質(zhì)體、囊泡或膽影酸乙酯多孔顆粒充以本發(fā)明的氣體造影劑混合物制成的微球提供了好的成象劑。用山梨醇或非離子型表面活性劑如聚氧乙烯／聚氧丙烯共聚物(商品名Pluronic)使微泡穩(wěn)定的懸浮液與用純超極化氣體單獨(dú)制成的原來(lái)的制劑相比，證明有同樣好的成象能力。因此，相信本發(fā)明提供了MRI造影介質(zhì)的更普遍的概念，及提供了對(duì)造影劑性質(zhì)更好的控制。因此認(rèn)為本發(fā)明的介質(zhì)和含本發(fā)明介質(zhì)的造影劑是將MRI技術(shù)的發(fā)展更推進(jìn)一步的產(chǎn)品。
本發(fā)明還包括制備本MRI造影制劑的方法，其中，至少兩種組分A和B的氣體混合物懸浮于含普通表面活性劑和穩(wěn)定劑的生理上可接受的水性載液，以便形成充氣的氣泡或微球。該方法的特征在于按如下關(guān)系式確定所述氣體混合物中組分(B)的最小有效比例Bc％=K/ebMwt+C其中，Bc％為混合物中組分B的總量(體積)，K和C分別為常數(shù)140和-10.8，Mwt表示超過(guò)80的組分B的分子量，b為操作溫度和穩(wěn)定微泡的膜(類脂膜)厚度的復(fù)合函數(shù)；但是，由于體溫是基本恒定的，穩(wěn)定劑膜結(jié)構(gòu)基本上與類脂濃度無(wú)關(guān)，因此b值保持在0.011-0.012之間，可認(rèn)為是一個(gè)常數(shù)。按此方法制成的造影劑包含耐壓力變化性極好、重吸收相當(dāng)快的微泡或微球的懸浮液。現(xiàn)在可將這兩種性質(zhì)控制到實(shí)際上定制的MRI劑的程度。用上面的標(biāo)準(zhǔn)，從任何可得到的在體溫下是氣體、分子量和水溶性如上所述的無(wú)毒(“ofthe shelf”)物質(zhì)開始，制備具有所需要的特性的制劑。制備本制劑所需操作在文獻(xiàn)EP-A-0474833,EP-A-0554213和EP-A-0458745中有詳述(其揭示內(nèi)容在此引為參考)。
例如，在本發(fā)明范圍內(nèi)有益地使用的微球的制備實(shí)施例涉及將水包油乳劑制成聚合物有機(jī)溶液在水相載體中的液滴，使聚合物沉積在液滴與載體的界面上(例如用稀釋法作界面沉積)，在載體中的懸浮液中產(chǎn)生充水或溶劑的微泡，最后使懸浮液經(jīng)受一些條件(如冷凍干燥)，從而包在小泡中的溶劑蒸發(fā)，被本發(fā)明的氣體混合物替代。上述方法中可具備合格條件的聚合物包括選自多糖、聚氨基酸、聚丙交酯和聚乙交酯類及其共聚物、丙交酯和內(nèi)酯的共聚物、多肽、聚原酸酯、聚二噁烷酮、聚-β-氨基酮、聚磷腈、聚酐和聚(氰基丙烯酸烷基酯)的可生物降解的聚合物。更具體地可列舉聚谷氨酸或聚天冬氨酸衍生物及其與其它氨基酸的共聚物。還可將添加劑與聚合物一起摻合作為摻合物，例如增塑劑，如肉豆蔻酸異丙酯、單硬脂酸甘油酯等，用來(lái)控制柔韌性，表面活性劑之類兩親物質(zhì)和卵磷脂等磷脂，通過(guò)增加孔隙來(lái)控制滲透性，以及疏水性化合物如石蠟等高分子量烴，用來(lái)降低孔隙性。
或者，如WO-A-96/04018所述，聚合物可包含氟原子，即與含F(xiàn)化合物如全氟甲基和全氟異丁基共價(jià)結(jié)合。要不然，可通過(guò)與全氟化氣體如全氟丙烷、全氟化烷基酯和全氟化酰鹵和酸酐的反應(yīng)，引入氟化基團(tuán)。
另外的聚合物對(duì)于本發(fā)明的微球也是合適的，即WO-A-96/39912所公開的氟化和/或氘化的聚硅氧烷和聚硅烷。
本發(fā)明還包括一種干制劑，該制劑包含儲(chǔ)存于含一種或幾種超極化氣體(氣體組分A)和一種或幾種保護(hù)氣體(氣體組分B)的氣體混合物中的表面活性劑、添加劑和穩(wěn)定劑。該干制劑包含冷凍干燥的成膜表面活性劑和可任選地包含水合劑，如聚乙二醇或其它合適的親水性物質(zhì)。注射前，將干制劑與生理上可接受的載液混合，形成本發(fā)明的MRI造影組合物。成膜表面活性劑較佳為選自磷脂酸、磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇、心磷脂、鞘磷脂的磷脂及其混合物。
在一個(gè)變化的實(shí)施例中，可將非離子型表面活性劑如聚氧乙烯和聚氧丙烯共聚物與成膜表面活性劑如二棕櫚酰磷脂酰甘油混合用來(lái)保證微泡短暫的氣/液包膜的穩(wěn)定性。如前所述，水性液態(tài)載體可進(jìn)一步包含親水性添加劑，如甘油、PEG、山梨醇等。此外，有用的本發(fā)明制劑還可用含有吐溫20、山梨醇、豆油和任選的其它添加劑的鹽水溶液來(lái)制備。
本發(fā)明還提供兩組分的藥盒，包含儲(chǔ)存于氣體混合物中的表面活性劑、添加劑和穩(wěn)定劑的干制劑作為第一組分，及生理上可接受的載液作為第二組分，它與第一組分接觸，形成MRI造影制劑。藥盒可包括兩個(gè)分開的小瓶系統(tǒng)，每個(gè)小瓶包含一種組分，它們互相連在一起，以便在造影劑使用前，這兩個(gè)組分可方便地放在一起。很清楚，含干制劑的小瓶同時(shí)包含按本發(fā)明的組分A和B的氣體混合物。藥盒可以很方便地是預(yù)充兩種組分的注射器的形式，并可進(jìn)一步包括將針頭連接在其一端的工具。
本發(fā)明還提供三組分藥盒，包含第一組分，為儲(chǔ)存于穩(wěn)定化氣體(B)分壓下的表面活性劑、添加劑和穩(wěn)定劑的干制劑；第二組分，超極化氣體(A)和第三組分，生理上可接受的載液。
本發(fā)明進(jìn)一步包括制備造影制劑的方法，該制劑具有含A和B的MRI造影氣體混合物的微泡，以及它們?cè)诨疾〉娜嘶騽?dòng)物器官成象上的應(yīng)用。
當(dāng)用于人或動(dòng)物體器官成象時(shí)，本發(fā)明的MRI造影介質(zhì)以在上述生理上可接受的載液中的微泡水懸浮液的形式給患者投用，用MRI儀對(duì)患者進(jìn)行掃描，從而產(chǎn)生器官成象或機(jī)體的部分成象。
下面的實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明實(shí)施例1將58mg二花生酰磷脂酰膽堿(DAPC)、2.4mg二棕櫚酰磷脂酸(DPPA)(以上均購(gòu)自Avanti Polar Lipids(USA))和3.94g聚乙二醇(PEG 4000，購(gòu)自Siegfried,CH)于60℃溶于叔丁醇(20ml)。將此澄清的溶液快速冷卻至-45℃，冷凍干燥成白色固體。將所述白色固體等分量(25mg)加到10ml玻璃小瓶中。
用橡皮塞塞住小瓶，真空下抽空。然后，將氙氣與不同量碳氟化合物的混合物經(jīng)針頭通過(guò)塞子引入小瓶。
表1

在每個(gè)小瓶中注入3％甘油水溶液10ml，然后劇烈混合，得到氣泡懸浮液。用濁度測(cè)定法(如EP-A-0554213所述)測(cè)定耐壓性Pc。表中的數(shù)值相應(yīng)于原來(lái)存在的氣泡約一半被破壞的壓力(大氣壓以上)。用Coulter Multisizer Ⅱ(coulterElectronics Ltd)測(cè)定氣泡濃度和平均氣泡大小。平均氣泡大小為2.0μm。
上面的結(jié)果表明，已有5％C4F8的氙氣氣泡抗破壞性提高很多。而且，如NMR所確認(rèn)的那樣，含C4F8的超極化氙氣樣品的極化在儲(chǔ)存條件下比無(wú)碳氟化合物的樣品維持時(shí)間長(zhǎng)。
實(shí)施例2如實(shí)施例1所述，將下面的成分一起勻化制成無(wú)水制劑二硬脂酰磷脂酰膽堿(DSPC)30mg二棕櫚酰磷脂酰甘油(DPPG)30mg聚乙二醇4000(PEG)3.94g叔丁醇(t.BuOH)20ml將20mg上述混合物樣品放在塞上橡皮塞的小瓶中，真空下抽空后，在其中引入氣體或氣體混合物(表2)。
表2

通過(guò)針頭在小瓶中引入10ml鹽水，并攪拌產(chǎn)生氣泡懸浮液。在表2中，標(biāo)明了所用的氣體、氣泡計(jì)數(shù)(最初和6小時(shí)后)、包入氣體的體積(μl/ml)，及將氣泡計(jì)數(shù)減半(參考實(shí)施例1)所需施加的壓力mmHg。注意到純He和Xe在6小時(shí)后無(wú)結(jié)果，因?yàn)闅馀菥茐牧??！癷nd”表示數(shù)值太低，無(wú)法精確測(cè)定。
上面的結(jié)果又強(qiáng)調(diào)了組分B的比例對(duì)穩(wěn)定氣泡的重要性。
實(shí)施例3用實(shí)施例2的方法，從DSPC(30mg)、DPPG(30mg)、PEG(3g)和叔丁醇(20ml)的混合物中取出20mg的等分樣品。將樣品放在小瓶中，暴露于各種氣體或氣體混合物中(見(jiàn)下表)。如前面的實(shí)施例所述，產(chǎn)生氣泡懸浮液和進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果收集在下面的表中。
表3

上表的數(shù)據(jù)又表明，稀有氣體中加入各種碳氟化合物對(duì)微泡穩(wěn)定性的影響。
實(shí)施例4用C4F10作為保護(hù)氣體B，在超極化3He中以各種比例存在，重復(fù)實(shí)施例3的操作。條件和結(jié)果總結(jié)于下面的表4中。
表4

表5總結(jié)了用Xe進(jìn)行上面試驗(yàn)時(shí)的結(jié)果。
表5<

>表4和表5的結(jié)果表明，低至1％的十氟丁烷對(duì)超極化的Xe和He均已有明顯的穩(wěn)定化效果。
實(shí)施例5用Oxford磁鐵于2泰斯拉得到的按實(shí)施例3制備的造影劑(90％超極化Xe和10％十氟丁烷)的NMR譜見(jiàn)

圖1。129Xe峰值在23.55MHz。
權(quán)利要求
1．在液態(tài)載體中被氣/液界面限定的充氣微泡，包含一種或幾種兩親化合物穩(wěn)定化的微泡或聚合物膜，其特征在于氣體包含超極化氣體和鹵化氣體的混合物。
2．如權(quán)利要求1所述的微泡，其中超極化氣體選自3氦、氬、129氙或氪，較佳為氦或氙。
3．如權(quán)利要求1所述的微泡，其中所述鹵化氣體是氟化的，較佳為全氟化的。
4．如權(quán)利要求3所述的微泡，其中所述氟化氣體選自SF6、CF4、C2F6、C3F6、C3F8、C4F6、C4F8、C4F10、C5F10、C5F12、C6F14中的至少一種或其混合物。
5．如權(quán)利要求1、2、3或4所述的微泡，其平均大小為0.1-10μm
6．前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的微泡，其中所述兩親化合物選自糖衍生物、天然或合成的兩親聚合物、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚合物、磷脂等。
7．如權(quán)利要求6所述的微泡，其中所述磷脂包含選自膽堿、乙醇胺、絲氨酸、甘油、戊糖和己糖的親水性基團(tuán)。
8．如權(quán)利要求6所述的微泡，其中所述磷脂包含成膜飽和磷脂。
9．如權(quán)利要求6所述的微泡，其中所述磷脂選自磷脂酸、磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇、心磷脂和鞘磷脂。
10．如權(quán)利要求9所述的微泡，其中磷脂進(jìn)一步包含選自磷酸聯(lián)十六烷基酯、膽甾醇、麥角甾醇、植物甾醇、谷甾醇、羊毛甾醇、生育酚、棓酸丙酯、抗壞血酸棕櫚酸酯、丁基化羥基甲苯和脂肪酸的物質(zhì)。
11．如權(quán)利要求10所述的微泡，其中磷脂包括卵磷脂或其衍生物。
12．如權(quán)利要求1所述的微泡，包括氟化的高分子量烴氣體，并被所述單層磷脂物質(zhì)穩(wěn)定。
13．如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的微泡，其中所述聚合物選自天然或合成的蛋白質(zhì)、烴類、氟化烴類、可聚合的磷脂和聚氨基酸。
14．如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的微泡，其中所述聚合物選自多糖、聚氨基酸、聚丙交酯和聚乙交酯類及其共聚物、丙交酯和內(nèi)酯的共聚物、多肽、聚原酸酯、聚二噁烷酮、聚-β-氨基酮、聚磷腈、聚酐和聚(氰基丙烯酸烷基酯)的可生物降解的聚合物。
15．如權(quán)利要求1或2所述的微泡，其中膜聚合物選自聚谷氨酸或聚天冬氨酸衍生物及其與其它氨基酸的共聚物。
16．水性分散體，包含權(quán)利要求6或權(quán)利要求13所述的氣體微泡。
17．水性分散體，包含權(quán)利要求6所述的氣體微泡，含有選自直鏈或交聯(lián)多糖和寡糖、糖、親水性聚合物和碘化的化合物的溶解的增粘劑或穩(wěn)定劑，其與所含表面活性劑的重量比在1∶5-100∶1之間。
18．如權(quán)利要求17所述的水性分散體，進(jìn)一步包含≤50重量％的非層狀表面活性劑，該表面活性劑選自脂肪酸、脂肪酸和醇或多元醇的酯，及醇和/或多元醇的醚。
19．如權(quán)利要求18所述的水性分散體，其中多元醇為聚亞烷基二醇、多亞烷基化糖和其它碳水化合物，及聚亞烷基甘油。
20．如權(quán)利要求1所述氣體微泡的水性分散體，含有107-108或108-109或1010-1011個(gè)微泡/ml。
21．MRI造影劑的制備方法，其特征在于在包含一種或幾種能產(chǎn)生含氣體微泡的表面活性劑的載液中產(chǎn)生含生物相容性超極化氣體和鹵化氣體的氣體微泡。
22．如權(quán)利要求21所述的方法，包括在含兩親化合物包括磷脂的液體中振蕩或用聲波處理氟化和超極化氣體。
23．如權(quán)利要求21所述的方法，其中造影劑是用冷凍干燥法分離的。
24．用權(quán)利要求21的方法制備的MRI造影劑。
25．按權(quán)利要求22制備的用于患病的人和動(dòng)物器官和組織MRI成象的診斷MRI造影劑。
26．按權(quán)利要求22的方法制備的雙功能MRI和超聲造影劑。
27．包含干制劑的藥盒，其特征在于包含能在超極化氣體和至少一種生物相容性鹵化氣體的混合物的氣氛下形成權(quán)利要求1所述含氣微泡的表面活性劑材料，及水性載液。
28．包含干制劑的藥盒，其特征在于包含儲(chǔ)存于穩(wěn)定化氣體的分壓下的能形成權(quán)利要求1所述含氣微泡的表面活性劑材料，第二種組分超極化氣體和第三種組分生理上可接受的液。
全文摘要
本發(fā)明涉及超極化氣體在活機(jī)體磁共振成象(MRI)上的應(yīng)用。本發(fā)明還涉及可投藥的組合物、制劑,制備這些組合物、制劑的方法,和涉及超極化氣體的造影劑,以及它們的MRI上的應(yīng)用。
文檔編號(hào)A61K9/48GK1236323SQ98801143
公開日1999年11月24日 申請(qǐng)日期1998年8月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月12日
發(fā)明者H·圖尼耶, M·施奈德, F·嚴(yán), J·布洛紹 申請(qǐng)人:勃勒柯研究有限公司