NO321966B1 - Anvendelse av et kontrastmiddel for fremstilling av et diagnostisk middel for overvaking av bildekontrast under intervensjonsterapi. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører anvendelse av et kontrastmiddel for fremstilling av et diagnostisk middel for overvåkning av bildekontrast under intervensjonsterapi som angitt i krav 1. Spesielt kan slike midler benyttes ved MRI og optisk imaging som anvender kontrastmidler som søker ved et spesifikt vev eller en vevskomponent og tillater monito-rer ingen av tilstandsendringer i målvevet (for eksempel denaturering, nekrose, vevskoagulasjon, apoptose) som skjer under eller etter intervensjonen terapi. De anvendte kontrastmidler i denne oppfinnelse utviser tilstandsavhengig binding til en eller flere komponenter i et målvev og frembringer en detekterbar endring i signalkarakteristikane til det vevsbundne kontrastmiddel.

Oppfinnelsen bakgrunn

Diagnostiske imagingteknikker, slik som magnetisk resonans imaging (MRI), røntgen, nukleær radiofarmasøytisk imaging, optisk (ultrafiolett, synlig og/eller infrarødt lys} imaging, og ultralydimaging, har blitt anvendt i medisinsk di-agnose i mange år. I noen tilfeller er anvendelsen av kontrastmidler for å forbedre imagingkvaliteten eller for å frembringe spesifikk informasjon pågått i mange år. I andre tilfeller, slik som optisk eller ultralydimaging, er intro-duksjonen av kontrastmidler forestående eller har nylig funnet sted.

MRI og optiske imagingmetoder er unike blant imagingmoda-litetene ved at de gir komplekse signaler som er sensitive for det kjemiske miljø og tilstanden til målvevet. Mens signalet fra røntgen- eller radionuklidmidler forblir det samme enten midlene er frie i plasma, bundet til proteiner eller fanget inne i ben, vil visse midler for MRI og optisk imaging ha ulike signalkarakteristika i forskjellige fysiologiske miljø og patologiske tilstander. Ved binding til vevskomponenter kan for eksempel MRI-kontrastmidler vise endringer i induserte relaksasjonstilstander eller kjemiske endringer i induserte relaksasjonstilstander eller kjemiske skift fra nærliggende eller bundne kjerner. Tilsvarende kan et optisk fargestoff utvise endringer i sin absorbans, reflektans, fluoressens, fosforessens, kjemiluminessens, spredning eller andre spektralegenskaper ved binding.

For å frembringe diagnostiske data må generelt kontrastmidlet interferere med den anvendte elektromagnetiske strå-lingsbølgelengde i imaging teknikken, endre de fysiske vev-segenskaper for å gi et endret signal, eller som i tilfelle med radiofarmasøytika, frembringe strålingskilden selv. Al-minnelig anvendte materialer inkluderer organiske molekyler, metallioner, salter eller chelater, som inkluderer me-talchelater, partikler (spesielt jernpartikler), eller merkede peptider, antistoffer, proteiner, polymerer eller li-posomer.

Etter administrasjon fordeler noen midler seg ikke-spesifikt gjennom kroppsdelingrommene før de metaboliseres og/eller skilles ut; disse midler er generelt kjent som ikke-spesifikke midler. Alternativt har andre midler en spesifikk affinitet for et spesielt kroppsskillerom, celle, cellulær komponent, organ eller vev; disse midler kan refe-reres til som målsøkende midler.

En applikasjon for diagnostiske imaging-teknikker har vært i monitoreringen av intervensjonene terapier. Vanlige intervensjonene terapier inkluderer målsøking av et uønsket vev eller vevskomponent med høy termiske energi ved å anvende fokusert ultralyd (for eksempel Cline et al., "MR Temperature Mapping of Focused Ultrasound Surgery," Mag. Resn. Med., 31:628-636 (1994), radiofrekvensgeneratorer (for eksempel Rossi et al., "Percutaneous RF Interstitial Thermal Ablation in the Treatment of Heptic Cancer, " AJR, 167:759-768 (1996)), mikrobølgeantenne (for eksempel, Schwarzmaier et al., "Magnetic Resonance Imaging of Microwave Induced Tissue Heating," Mag. Resn. Med., 33:729-731

(1995)), og lasere (for eksempel Vogl et al., "Recurrent

Nasopharyngeal Tumors: Preliminary Clinical Results with Interventional MR Imaging-Controlled Laser-Induced Ther-motherapy," Radioloqy, 196:725-733 (1995)); anvendelsen av kryoablasjon (dvs, flytende nitrogen) og injeksjonen av de-naturerende væsker (for eksempel etanol, varm saltløsning) direkte i det uønskede vev (for eksempel Nagel et al., "Contrast-Enchanged MR Imaging of Hepatic Lessions Treated with percutaneous Ethanol Ablation Therapy," Radioloqy, 189:265-270 (193) og Honda etl.,"Percutaneous Hot Saline Injection Therapy for Hepatic Tumors: An alternative to Percutaneous Ethanol Injection Therapy," Radioloqy, 190:53-57 (1994)); injeksjonen av kjemoterapeutiske og/eller ka-otropiske midler i vevet (for eksempel Pauser et al., "Eva-luation of Efficient Chemoembolization Mixtures by Magnetic Resonance Imaging of Therapy Monitoring: An Experimental Study on the VX2 Tumor in the Rabbit Liver," Cancer Res., 56:1863-67 (1996)); og fotodynamiske terapier, hvor et cy-totoksisk middel aktiveres i vivo ved bestråling med lys (for eksempel Dodd et al., "MRI Monitoring of the Effeets of Photodynamic Therapy on prostate Tumors, " Proe. Soc' y Mag. Resn., 3:1368, ISSN 1065-9889 (august 19-25, 1995)). Fellesmålet for alle slike intervensjonene terapier er be-handlingen av uønsket ved eller vevskomponenter (dvs. cancer-, tumor-, neoplastisk vev eller vevskomponent) ved å forårsake nekrose, ablasjon, koagulasjon eller denaturering av slike vev.

For å oppnå den maksimale fordel fra slike intervensjonene metoder, og for å minimalisere bieffekter (for eksempel skade på nærliggende vev), er det essensielt å overvåke, in vivo, effekten av terapien. For å være virkelig effektivt, må faktisk den intervensjonene terapi fortsette inntil den absolutte "død" av det uønskede vev eller vevskomponent (ikke-levedykig etter fjerning eller avslutning av terapi). Således må man ikke bare være i stand til å nøyaktig monitorere terapiens fremgang, for å unngå overdreven behandling og mulig skade på nærliggende vev, men må også være i stand til å nøyaktig skille mellom sant nekrotisk vev og de som kan ha blitt skadet til en viss grad, men ikke desto mindre forblir levedyktige.

En måte å monitorere effekten av den intervensjonene terapi er å avbilde de uønskede vev eller vevskomponenten under eller etter slik terapi. Imidlertid må enhver slik diagnostisk imagingmetode være i stand til å øke kontrasten mellom vevene med forskjellige patologiske tilstander (naturlig vs. denaturert, levedyktig vs. nekrotisk) på en slik måte at det frembringes to basis-informasjonsklasser: 1) Deteksjonsdata. Dette inkluderer spektroskopisk informasjon som er nødvendig for å bestemme den patologiske tilstand til det avbildede vev. Evnen til å frembringe denne informasjonsklasse vedrører "spesifisiteten" og "sensitiviteten" til midlet. 2) Feedback og oppløsning. Disse informasjonsklasser frembringer monitoreringen av intervensjonene terapeutiske prosedyrer som ødelegger eller degraderer vev eller vevskomponenter. Det er tenkt at for noen intervensjonene metoder er sanntid-feedback (ca. 1-10 sekunder) av terapiens fremgang foretrukket, mens for andre metoder er en post-terapeutisk vurdering adekvat. For alle intervensjonene terapier er presis romlig oppløsning (ca. 1-5 mm) av det behandlede vev og alle effekter på omkringliggende vev under behandling ønskelig.

Nåværende MRI-baserte metoder for monitorering av virknin-gen av intervensjonene terapier er generelt en av to klas-ser: (1) de som ikke anvender et eksogent kontrastmiddel, men stoler på noen andre observerbare MR-parametre (vide infra); og (2) de som anvender ikke-spesifikke, ekstracellulære kontrastmidler. Disse metoder gir imidlertid prak-tisk talt ingen direkte informasjon vedrørende den patologiske tilstand av vevet eller vevskomponenten som undergår intervensjonen terapi (f.eks. hvorvidt det er naturlig eller denaturert, nekrotisk eller levedyktig). Videre er slike metoder for en stor del begrenset til monitorering av termiske ablasjonsterapier og gir begrenset sensitivitet til termisk induserte vevstemperaturendringer.

Flere av disse MRI-baserte metoder for monitorering av termiske ablasjonsterapier er avhengig av temperaturavhengig NMR-parametre slik som relaksasjonstider (Ti og/eller T2), protonresonansfrekvensen (PRF) til vann, faseskift og diffusjonskoeffisienten. Imidlertid lider disse metoder av en rekke begrensninger.

En slik metode involverer for eksempel monitorering av temperatureffekten på Ti-relaksasjonstiden til vev. Se for eksempel Cline et al., "MR Temperature Mapping of Focused Ultrasound Surgery," Mag. Resn. Med., 31:628-636 (1994). Denne tilnærmingen er imidlertid inadekvat fordi hvert vev har en unik Ti versus temperatur profil, og således krever denne metoden Ti-kalibrering for hver vevstype. Ti-metoden er også begrenset i sensitivitet med en vevsavhengig endring i Ti på bare 0,01 % til 1,5 % per 1 °C.

En annen metode som anvender temperaturmåling involverer monitorering av temperatureffekten på protonresonansfrekvensen (eller kjemisk skift) av vann. Denne metoden detek-terer endringer i hydrogenbinding og molekylbevegelse av vannmolekyler indusert av temperaturendringer. Se for eksempel J.D. Poorter, et al. "Noninvasive MRI Thermometry with the Proton Resonance Frequency (PRF) Method: In vivo Results in Human Muscle," Mag. Resn. Med., 33:74-81 (1995). Denne metodens lave sensitivitet (0,01 ppm/°C) krever imidlertid anvendelsen av høye magnetiske feltstyrker (dvs. > 4,7 T) som er klinisk uønsket. Videre krever bestemmelsen av vannets kjemiske skift absolutt stabilitet av magnet-feltet og er også svært avhengig av vevets magnetiske suseptibilitet som varierer dramatisk for forskjellige vevs-typer. Således krever også denne metoden, som Ti-metoden, ekstensiv kalibrering for hver vevstype. Endelig gir ikke denne metoden informasjon vedrørende termisk indusert vevsnekrose eller degenerasjon.

En annen kjent metode krever monitorering av temperatureffekten på vannprotondiffusjonskoeffisienten. Se for eksempel H. Saint Jalmes, "Precision in Temperature Measurement via Ti or Diffusion Imaging," Proe. Soc' y Mag. Resn., 2:1072, ISSN 1065-9889 (August 19-25, 1995). Denne metoden er imidlertid også begrenset fordi diffusjonskoeffisienten er følsom for vevsbevegelse og perfusjon.

I alle metodene over kan fysiologiske vevsendringer som skyldes økt blodstrøm, vevsmetabolisme eller indusert ødem resultere i ikke-predikerbare signalvariasjoner (dvs. magnetiske suseptibilitetsendringer). Disse effekter gjør at standard termiske kalibreringskurver er av liten eller ingen verdi for den nøyaktige monitorering av termisk abla-sjonsterapi. Videre kan måling av temperatur alene være utilstrekkelig for å nøyaktig bestemme effekten av vevsablasjon eller bieffekten på omkringliggende vev.

Andre metoder har også blitt rapportert hvilke monitorerer temperatureffekten på det kjemiske skift til andre magnetiske kjerner. For eksempel er kobolt NMR-kjemiske skift en svært sensitiv temperaturundersøkelse. Imidlertid krever den lave reseptivitet av <59>Co høye feltstyrker (S 4,7 T), høye konsentrasjoner og ekstensive målingstider. Se A.G. Webb et al., "Measurement of Microwave Inducted heating of Breast Tumor in Animal Models Using Cobalt Based NMR," Proe. Soc' y Mag. Resn., 1:72, ISSN 1065-9889 (August 19-25, 1995). I tillegg forblir toksisiteten av koboltmidler en alvorlig begrensning for anvendelse in vivo.

Fluor (<19>F) NMR har også blitt anvendt for å monitorere de temperaturavhengige fasetransesjoner av liposom-innkapslede fluorkarboner og fluoriderte polymerer. Se for eksempel Webb et al., "Microencapsulation of Fluorine-Containing Phase Transition Agents for Monitoring Temperature Changes in vivo," Proe. Soc' y Mag. Resn., 3:1574, ISSN 1065-9889 {August 6-12, 1994). Klinisk er imidlertid ikke <19>F-metoder nyttige på grunn av den begrensede biodistribusjon av polymerer som er fluorinerte forbindelser, den kjemiske skift-avhengighet av fluorinerte midler på pH og vevstype, og be-hovet for store magnetiske felt. Disse midler rapporterer heller ikke termisk indusert vevsnekrose.

Visse kontrastmidler inneholdende paramagnetiske metall-komplekser har også blitt foreslått for å monitorere effekten av intervensjonene terapier. Slike midler kan indusere store endringer i protonkjemiske skift (20-40 ppm) av den chelaterende ligand fra det normale område til vannresonas-frekvensen. Ved paramagnetisk endring av resonanser vekk fra bulkvannresonansen in vivo, kan disse resonanser obser-veres. Se for eksempel Aime et al., "Yb(III)DOTMA as Contrast Agent in CSI and Temperature Probe in MRS," Proe. Soc' y Mag. Resn., 2:1109, ISSN 1065-9889 (August 19-25, 1995). Selv om disse hyperfine endrede resonanser er temperaturavhengige, krever de anvendelse av høye konsentrasjoner med det paramagnetiske kompleks og klinisk upraktiske, høye magnetiske felt for å detektere temperaturendringer. Disse komplekser kan heller ikke rapportere termisk induserte vevsnekroser.

Mer nylig har en metode for å skille mellom normalt og nekrotisk levervev blitt beskrevet. Dupas et al., "Delinea-tion of Liver Necrosis Using Double Contrast-Enchanged MRI," J. MRI, vol. 7, nr. 2, s. 472-77 (1997). Denne metoden involverer imidlertid anvendelsen av ikke-spesifikke kontrastmidler som begrenser dens evne til spesifikt å monitorere tilstandsendringen i det uønskede vev eller vevskomponenten. Denne metoden krever også administrasjon av flere kontrastmidler.

De kjente diagnostiske imagingmetoder er således begrenset ved at de ikke kan gi nøyaktig informasjon om tilstanden til det spesifikke vev eller vevskomponenten som undergår intervensjonen terapi (dvs. hvorvidt vevet er i sin naturlige eller denaturerte tilstand, nekrotisk eller levedyktig) . Følgelig er det fortsatt et behov for en diagnostisk imagingmetode som ikke-invasivt og nøyaktig kan monitorere tilstanden til et spesifikt vev eller vevskomponent, som eventuelt kan gi hurtig feedback og indusert vevsnekrose under intervensjonene terapier.

Oppsummering av oppfinnelsen

Anvendelse av et kontrastmiddel for fremstilling av et diagnositisk middel for overvåkning av bildekontrast under forløpet av intervensjonsterapi ved bruk av kontrastforsterket MRI, hvor kontrastmidlet: er i stand til å binde til et målsøkt vev eller vevskomponent som undergår eller har undergått intervensjonen terapi; har en spesifikk affinitet for nevnte vev eller vevs komponent; omfatter en bildeforsterkende enhet (IEM) og en tilstandsavhengig vevsbindingsenhet (SDTBM) hvor: den tilstandsavhengige vevsbindende enhet er særpreget ved en Ri relaksivitet, når bundet til vevet eller vevskomponenten i sin denaturerte tilstand, som er mindre enn omkring 80% av Ri relaksiviteten av kontrastmiddelet når det er bundet til vevet eller vevskomponenten i sin native tilstand; og

et bildesignal som er karakteristisk for kontrastmidlet overvåkes for å bestemme hvorvidt den intervensjonene terapi er fullstendig.

De anvendte kontrastmidler i den foreliggende oppfinnelse omfatter en imaging forsterkende (eller signalgenererende) enhet {"IEM") og en tilstandsavhengig vevsbindingsenhet ("SDTBM"). Disse kontrastmidler er i stand til å demonstrere tilstandsavhengig binding til et målsøkt vev eller vevskomponent. Slik binding fører til en detekterbar endring i signalkarakteristikaene til kontrastmidlet og tillater således bestemmelsen av tilstandsendringer innen et målvev {for eksempel ablasjon, degenerasjon eller denature-rastmidler utviser økt kontrast mellom vev av ulike tilstander.

Kort beskrivelse av tegningene

Fig. 1 er en grafisk representasjon av eksperimentelle data for effektene som endringer i temperatur har på den observerte relaksivitet (Ri) for HSA-løsninger med og uten anvendelse av kontrastmiddel. Fig. 2 er en grafisk representasjon av eksperimentelle data for tapet i ROI (region of interest) signalintensitet over tid for MRI-bilde generert ved å anvende HSA-løsninger med og uten et kontrastmiddel. Fig. 3 er en grafisk representasjon av eksperimentelle data for effektene som endringer i etanolkonsentrasjon har på den observerte relaksivitet (Ri) for HSA-løsninger med og uten kontrastmidler.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

For at den her beskrevne oppfinnelse kan bli bedre forstått er den følgende detaljerte beskrivelse fremsatt.

Midlene fremskaffet ved anvendelse av kontrastmidler ifølge oppfinnelsen kan benyttes ved en ikke-invasiv metode for å nøyaktig monitorere effekten av intervensjonene terapier (dvs. monitorering av tilstanden til et uønsket vev eller vevskomponent). Spesielt kan slike midler benyttes ved en diagnostisk imagingmetode som involverer et kontrastmiddel som viser tilstandsavhengig binding til et søkt vev eller vevskomponent og hvis signalkarakteristika endres når det bindes til målvevet. Imagingmetodene som er nyttige i denne sammenhengen er MRI (som inkluderer magnetisk resonans spektroskopiteknikker) og optisk imaging.

Som anvendt her refererer begrepet "intervensjonen terapi" til enhver av en rekke terapeutiske metoder hvor målet er å indusere eller forårsake nekrose, ablasjon eller koagulasjon av noe uønsket {cancer, tumor, neoplastisk) vev eller vevskomponent.

Også, som anvendt her, anvendes begrepene "patologisk tilstand" eller "tilstand" for og bredt beskrive to fysiologiske tilstander hos et vev eller en vevskomponent som undergår intervensjonen terapi. En tilstand kan betraktes som levende, naturlig eller levedyktig. Denne "initierte" tilstand beskriver vanligvis vevet før det er undergått noen intervensjonen terapi og hvor vev og/eller cellulær-mekanismer slik som metabolisme og respirasjon er funksjonelle. Den "andre" tilstand, som beskriver vev under eller etter det har undergått vellykket terapi, kan betraktes som ikke-levedyktig, denaturert, nekrotisk eller aportotisk og hvor slike vev og/eller cellulærmekanisme er avvikende, ikke-funksjonelle eller har opphørt.

De anvendte kontrastmidler i den foreliggende oppfinnelse omfatter en imaging forsterkende (eller signalgenererende) enhet ("IEM") og en tilstandsavhengig vevsbindende enhet ("SDTBM"). På grunn av kombinasjonen av disse enheter, som er definert med detalj under, er kontrastmidlene i stand til å vise tilstandsavhengig binding til et målsøkt vev eller vevskomponent, og å vise signalkarakteristika som er endrede når det er bundet til målet.

Tilstandsavhengig binding refererer til den relative affinitet som kontrastmidlet demonstrerer for det målsøkte vev eller vevskomponent hvilken er avhengig av tilstanden til målvevet. Således har de anvendte kontrastmidler i den foreliggende oppfinnelse en større eller mindre bindingsaffinitet for en eller flere vevskomponenter i deres denaturerte eller nekrotiske tilstand sammenlignet med midlets bindingsaffinitet for det naturlige eller levedyktige vev. Denne tilstandsavhengige endring i binding resulterer i en lokalisering av midlet til vevet av en tilstand over vevet av den andre tilstand mens det på samme tid endrer midlet signalkarakteristika for å øke deteksjonen av tilstandsendringen som skjer. Hvis midlet for eksempel uttrykker en høyere bindingsaffinitet for levedyktig eller naturlig vev, hvor økt bindingsaffinitet resulterer i et mer intenst signal, så avbildes (eller detekteres) det levedyktige vev som en "varm flekk". I løpet av intervensjonen terapi ville denne varme flekk bli "kald" når det levedyktige vev ble nekrotisk, på grunn av den reduserte bindingsaffinetet av midlet for det nekrotiske vev. Hvis midlet uttrykker en høyere bindingsaffinitet for nekrotisk eller ikke-levedyktig vev, så vil følgelig dette vev utvikles som en varm flekk i løpet av terapien.

Det er foretrukket at den tilstandsavhengige bindingsaffinitet av midlet utviser høy sensitivitet for den fysiologiske tilstandsendring. De foretrukne midler er de som har en bindingsaffinitet og tilsvarende signalendringer som er sensitivt tilpasset for å korrespondere med tilstandsendringen som vevet eller vevskomponenten undergår. I et aspekt av oppfinnelsen forsterkes sensitiv sanntidsovervåkning av effekten og utstrekningen av vevsablasjon ved å monitorere endringen i signal i løpet av den intervensjonene terapeutiske prosedyre.

Kontrastmidlenes struktur

De anvendte kontrastmidler i den foreliggende oppfinnelse må omfatte minimum en imaging-forsterkende (eller signalge-neredende) enhet ("IEM"), og en tilstandsavhengig vevsbindende enhet ("SDTBM"). En fysiologisk kompatibel bindingsgruppe ("L") kan valgfritt anvendes for å knytte IEM til SDTBM. Eksempler på egnede bindingsgrupper inkluderer line-ære, forgrenede eller sykliske alkyl, alkyl, aryl, eter, polyhydroksyl, polyeter, polyamin, heterosykliske, peptid, peptoid, fosfat, sulfat eller andre fysiologisk kompatible forbindelsesledd. Bindingsgruppen kan gi viktig fysiokje-misk stabilitet til komplekset ved å øke halveringstiden i blod eller andre biologiske fluid og delingsrom. Bindingsgruppen kan også stille til rådighet et middel for biode-gradering og etterfølgende ekskresjon av midlet.

1. Imagingforsterkende enhet ( IEM)

Det første område i de anvendte kontrastmidler i den foreliggende oppfinnelse er en IEM som kan være ethvert kjemi-kalie eller substans anvendt for å frembringe signalet eller kontrasten ved imaging. IEMen må være i stand til å generere en forskjellig signalkarakteristikk når midlet er bundet til et vev eller en vevskomponent sammenlignet med det til det frie midlet. For optisk imaging kan dette være en endring i absorbans, reflektans, fluoressens, spredning, fosforessens, kjemiluminiumessens, en økning eller senkning i antall absorbanstopper eller enhver endring i deres bøl-gelengde maksimum, eller enhver annen endring som ved eks-tern deteksjon ville tilsvare til en bundet IEM. For MRI kan denne være en endring i de induserte relaksasjonshastigheter til vannprotoner (l/Ti eller 1/T2) eller alle andre nærliggende kjerner, eller et skift av en eller flere topper i NMR spekteret av enten IEMen eller topper som kom-mer til syne fra kjerner på bindingstedet for SDTBM.

Følgelig kan IEMen være et organisk molekyl, metallion, salt eller chelat, inklusive metallchelater; et metallklys-ter eller en partikkel (spesielt jernpartikkel); eller et merket peptid, protein, polymer eller liposom. For optisk imaging (som anvender ultrafiolett, synlig eller infrarødt lys) kan IEMen også være et hvilket som helst organisk eller uorganisk fargestoff. Eksempler på nyttige organiske fargestoffer inkluderer indosyanin grønn og fluoresein. Eksempler på uorganiske fargestoffer inkluderer lumines-sensmetallkomplekser, slik som de av Eu(III), Tb(III) og andre lantanidioner (atomnummer 57-71). Se W. Dew Horrocks & M. Albihn, progr. Inorg. Chem. 1984, 31, pp. 1-104.

En spesielt nyttig IEM er en fysiologisk kompatibel metall-chelatforbindelse bestående av en eller flere sykliske eller asykliske organiske chelaterende midler kompleksert med en eller flere metallioner. For optisk imaging inkluderer de foretrukne metallioner de med atomnummer 13, 21-31, 39-42, 44-50 eller 57-83. For MRI inkluderer de foretrukne metallioner de med atomnummer 21-29, 42, 44 eller 57-83, og mer foretrukket en paramagnetisk form av et metallion med atomnummer 21-29, 42, 44 eller 57-83. Der IEMen omfatter et paramagnetisk metallenelat, velges det foretrukne paramagnetiske metall fra gruppen bestående av Gd(III), Fe(III), Mn(II og III), Cr(III), Cu(II), Dy(III), Tb(III og IV), Ho(III), Pr(III) og Eu(II og III). Mest foretrukket er Gd(III) .

Hvis IEMen er et metallchelat må det ikke dissosiere i noen betydelig grad mens midlet passerer gjennom kroppen, inklusive målvevet. Signifikant frigjørelse av frie metallioner, og spesielt frie paramagnetiske metallioner, kan resultere i toksisitet, som bare ville være akseptabelt i patologiske vev.

Generelt er toksisitetsgraden av et metallchelat relatert til dets dissosioasjonsgrad in vivo før ekskresjon. Toksisitet øker generelt med mengden av fritt metallion. For komplekser hvor kinetisk stabilitet er høy er en høy termo-dynamisk stabilitet (en dannelseskonstant på minst IO15 M"1 og mer foretrukket og minst IO<2>0 M"<1>) ønskelig for å minimalisere dissosiasjon og dets medfølgende toksisitet. For komplekser hvor kinetisk stabilitet er sammenlignbart lavere kan dissosiasjon minimaliseres med en lavere dannelseskonstant, dvs. 10<10>M"<1> eller høyere.

Toksisitet er også en funksjon av antall åpne koordinasjonssteder i komplekset. Generelt senker færre vannkoordi-nasjonssteder tendensen for det chelaterende middel til å frigjøre det paramagnetiske metall. Fortrinnsvis inneholder derfor komplekset to, en eller ingen åpne koordinasjonssteder. Nærværet av mer enn to åpne steder vil generelt uak-septabelt øke toksisitet ved frigivelse av metallioner in vivo.

For å effektivt forsterke MRI-avbildninger må komplekset være i stand til å øke relaksasjonshastighetene l/Ti (lon-gitudinal, eller spin-gitter) og/eller 1/T2 (transvers, eller spin-spin) av vannprotoner eller andre imaging eller spektroskopiske kjerner, inklusive protoner, P-31, C-13, Na-23, eller F-19 på IEMen, andre biomolekyler eller injiserte biomarkører. Relaksiviteter Ri og R2 er definert som evnene til å øke henholdsvis l/Ti eller 1/T2, per mM metallion (dvs. mM_1s-:L) . For den vanligste formen av klinisk MRI, vannproton MRI, er relaksivitet optimal der det paramagnetiske ion bundet til den chelaterende legand fremdeles har en eller flere åpne koordinasjonssteder for vannutveksling (R. B. Lauffer, Chemical Reviews, 87 s. 901-927

(1987)). Dette må imidlertid balanseres med metallchelatets stabilitet (vide infra) som generelt avtar med økende antall åpne koordinasjonssteder. Mer foretrukket inneholder derfor komplekset bare en eller to åpne koordinasjonssteder.

Typen chelaterende ligand kan kraftig påvirke vannutveks-lingshastigheten for et MRI middel. Spesielt kan vannut-vekslingshastigheten spille en betydelig rolle i vevskon-trasten generert ved termiske ablasjonsterapier. En høyere vannutvekslingshastighet gir generelt en høyere Ri på grunn av det store antall vannmolekyler som intrigerer med det paramagnetiske senter; omvent gir en lavere utvekslingshas-tighet en lavere Ri. Således vil et metallchelatkompleks som har en langsom vannutvesklingshastighet (kex-298K =

500-10,000 ns) generelt vise en økning i l/Ti (Ri) når temperaturen øker, hvilket reflekterer de positive effekter av øket termisk bevegelse av vannmolekyler og øket vannutveksling nær det paramagnetiske senter; Ri når da vanligvis en maksimal kontrastverdi ved temperaturer høyere enn fysiologisk. Ved en eller annen temperatur vil så kontrasten avta

til minimale verdier, fordi den fordelaktige effekt av økt vannutveksling utløper ved den utilstrekkelige tiden hvert vannmolekyl bruker nær det paramagnetiske senter.

Et metallchelat med en moderat hurtig vannutvekslingshastighet (kex-298K 10-100 ns) vil vise en relativt flat av-hengighet av l/Ti (Ri) ved temperatur, som deretter vil avta ved en noe høyere temperatur, igjen på grunn av den tilstrekkelig tiden hvert vannmolekyl bruker nær det paramagnetiske metall under slike betingelser.

Et metallchelat med en svært hurtig vannutvekslingshastighet (kex-298K 0,1-10 ns) ved fysiologiske og høyere temperaturer vil vise en avtagende l/Ti, når den økte termiske bevegelse av vannmolekylene videre begrenser tiden hvert vannmolekyl bruker nær det paramagnetiske senter. Et slikt chelat vil imidlertid demonstrere en økning i l/Ti ved lavere temperaturer (dvs. kryogenisk) som skyldes den økte tiden hvert vannmolekyl bruker i nærheten av det paramagnetiske metall.

Når det aktuelle diagnostiske kontrastmiddel anvendes for å monitorere termiske ablasjonsterapier, er det foretrukket at chelatet av moderat hurtig vannutveksling anvendes som IEMen, for å maksimalisere kontrasten mellom den initielle naturlige eller levedyktige vevstilstand (Riinitiell) og den denaturerte eller nekrotiske vevstilstand (Riandre). For de terapier som anvender kryogeniske teknikker, kan det være fordelaktig å anvende chelater med svært hurtige vann-utvekslingshastigheter, for å ta selektiv fordel av økningen i l/Ti (Ri) når temperaturen senkes. I alle intervensjonelle terapimetoder er det foretrukket at sensitiviteten av Ri-profilen med hensyn på vevstilstand faller presis sammen med denatureringsprofilen til vevet eller vevskomponenten av interesse.

I tillegg til å øke l/Ti eller 1/T2 av vevskjerner via di-pol-dipol interaksjoner kan MRI-midler påvirke to andre magnetiske egenskaper og således være til anvendelse klinisk; 1) en jernpartikkel eller et metallchelat med høy magnetisk suseptibilitet, spesielt chelater av Dy, Gd eller Ho, kan endre MRI signalintensiteten av vev ved å skape mikroskopiske magnetiske suseptibilitetsgradienter {A. Villringer et al., Magn. Reson. Med. 6, s. 164-174 (1988)). Ingen åpne koordinasjonssteder på et chelat er krevet for denne applikasjon. 2) en jernpartikkel eller et metallchelat kan også anvendes for å endre resonansfrekvensen til vannprotoner eller andre imaging eller spektroskopiske kjerner, inklusive protoner, P-31, C-13, Na-23 eller F-19 i det injiserte middel eller vevskomponenten til hvilken den binder. Her kan, avhengig av den anvendte kjerne eller strategi, null til tre åpne koordinasjonssteder anvendes.

Den organiske chelaterende ligand bør være fysiologisk kompatibel. Molekylstørrelsen til den chelaterende ligand bør være kompatibel med størrelsen på det paramagnetiske metall. Således krever Gd(III), som har en krystallionradius på 0,938A, en større chelaterende ligand enn jern (III), som har en krystallionradius på 0,64A.

Mange egnede chelaterende ligander for MRI-midler er kjent i faget. Disse kan altså anvendes for metallchelater for andre former av biologisk imaging. Foretrukne IEMer inkluderer:

Det er kjent i faget at andre metaller kan substitueres med Gd<3+> i visse applikasjoner.

2. Tilstandsavhengige vevsbindende enhet ( SDTBM)

Det andre område i de anvendte kontrastmidler i denne oppfinnelse er en tilstandsavhengig vevsbindende enhet (SDTBM) som gir den målsøkende funksjonalitet til midlet. SDTBMen kan være svært variabel, avhengig av komplikasjonen av interesse. Således vil den spesifikke struktur av SDTBMen avhengig av det spesifikke vev eller vevskomponenten som skal bindes. Generelt må imidlertid SDTBMen forsyne kontrastmidlet .med en tilstandsavhengig endring i bindingsaffinitet for det målsøkte vev eller vevskomponent. Denne tilstandsavhengige endring i bindingasaffinitet må også resultere i en detekterbar endring i signalkarakteristikane til kontrastmidlet. Endringen i bindingsaffinitet bør være tilstrekkelig sensitiv og antall bindingssteder tilstrekkelig stort slik at kontrast genereres når tilstanden til vevet endres.

SDTBMen kan omfatte et lite molekyl eller alternativt et biomolekyl. Biomolekylet kan variere i molekylvekt og stør-relse, men alle deler det samme fundamentale trekk ved at de er biologisk avledet eller syntetisert fra naturlig fo-rekommende subenheter {dvs. aminosyrer eller nukleotider). Eksempler på biomolekyler inkluderer reseptor ligander, sa-karider, lipider, hormoner, peptider, proteiner, nukleotider og nukleinsyrer (DNA, RNA), og antistoffer som inkluderer fragmenter derav og monoklonale og genetisk byggede versjoner.

Småmolekyler er, på den ene side, velkjente syntetisk avle-dede, organiske molekyler med relativt lav molekylvekt som har liten eller ingen kjemisk likhet med biomolekyler. Småmolekyler inkluderer ikke typisk biomolekylsubenheter og forbindelsesledd (for eksempel naturlig aminosyrer bundet av amidbindinger). Eksempler på småmolekyler inkluderer syntetiske legemidler, lipofile eller ampifile organiske molekyler og porfyrener.

Mer foretrukket av SDTBM-er er de som binder reversibelt til proteiner i plasma-interstitielt rom (fluidet mellom celler), eller intracellulære rom. Mens ethvert biomolekyl eller småmolekyl som binder til et protein kunne anvendes, er de mest verdifulle er de som binder til proteiner ikke enten eksisterer i høye konsentrasjoner eller har et stort antall bindingssteder for visse ligander. Siden den opprinnelige tilstand av mange proteiner i vev, plasma, eller in-terstitiel eller intracellulært rom vanligvis er mer velde-finert strukturert og kjemisk enn den denaturerte eller ufoldede tilstand, er det foretrukket å designe SDTBMen til å binde med høyere affinitet til slike opprinnelige tilstander enn til de tilsvarende denaturerte tilstander. Denne forskjell i bindingsaffinitet mellom de naturlige og denaturerte tilstander fører til en detekterbar endring i signalkarakteristikkaene til midlet.

Et kvantitativ mål for et kontrastmiddels evne til å relak-sere vannprotoner, og følgelig påvirke MRI-bilde, gis ved dets relaksivitet. Som beskrevet tidligere er relaksivitet avhengig av vannprotonsignalintensitet ved konsentrasjonen av paramagnetisk metallion i løsning. Relaksivitet er definert som den induserte Ti eller T2 relaksasjon per enhets-tid (Ri eller R2 i enheter på mM-1 sek-1) observert for et kontrastmiddel, hvor konsentrasjonen av midlet uttrykkes i millimolar (mM).

De fysiske egenskaper til et gadoliniumkompleks påvirker relaksiviteten til et kontrastmiddel. Antall vannmolekyler bundet til gadoliniumkomplekset, utvekslingshastigheten av vannmolekylet med bulkløsning, relaksasjonstiden av de syv uparrede elektroner og rotasjonstumlingstiden (kjent som rotasjonskorrelasjonstiden) til kontrastmidlet til løsning bidrar alle til den totale relaksivitet. Veksling i disse fysiske egenskaper kan dramatisk endre relaksiviteten. Effekten av vannutvekslingshastighet på relaksivitet har blitt diskutert tidligere. I tillegg senker bindingen av små, relativt lave molekylære gadoliniumsgelater til store makromolekyler rotasjonstumlingstiden og øker relaksasjons-forsterkningen med faktorer på 3 til 10. Bindijig av kontrastmidlet til proteinet forårsaker den magnetiske fluk-tuasjon mellom det paramagnetiske ion og vannprotonene til å skje i en samme tidsskala som Larmor frekvensen, som genererer den mest effektiv longitudinale (Ti) relaksasjon som mulig og en høyst mulige relaksivitet. Således er tilstandsavhengig binding av MRI kontrastmidler til store makromolekyler, slik som proteiner, en effektiv måte å øke MRI-signalet (og kontrast) i en tilstand over den andre. Bildekontrast genereres mellom område som har forskjellige nivåer med binding til kontrastmidlet. I et foretrukket aspekt av oppfinnelsen genereres bildekontrast mellom områder med høy bindingsaffinitet (den opprinnelige tilstand) og lav bindingsaffinitet (den denaturerte tilstand).

For å generere kontrast mellom vev eller vevskomponenter i ulik tilstand, er det ønskelig å ha kontrastmiddelbin-dingsaffinitetsendringen på minst 20 % eller mer når vevet endrer tilstand. Hvis for eksempel midlet var 90 % bundet {dvs. 10 % fritt) til den levedyktige tilstand av et målvev eller vevskomponent (dvs. HSA), bør midlet vært 72 % bundet eller mindre under de samme betingelser til den ikke-levedyktige (dvs. denaturerte) tilstand. Større kontrast vil genereres hvis forskjellen i bindingsaffinitet er høyere. Det er ønskelig at bindingsaffiniteten av kontrastmidlet for den andre vevstilstand (den resulterende fra eller under intervensjonen terapi) bør være 80 % eller mindre av bindingsaffiniteten for den første vevstilstand sammenlignet med bindingsaffiniteten i den andre tilstand, fortrinnsvis 50 % eller mindre, mer foretrukket 30 % eller mindre, enda mer foretrukket 20 % eller mindre og mest foretrukket 10 % eller mindre.

I tilfelle hvor IEMen er en passende kromofor for anvendelse i optisk imaging, kreves det at det er målbar forskjell mellom de optiske egenskaper av det ikke vevsbundne medikament og det vevsbundne kontrastmiddel. For eksempel endres den maksimale absorbans av indocyanin grønn fra 770-780 nm til 790-805 nm ved binding i plasma eller blod. Denne tilstandsavhengige binding kan anvendes for å detektere vevsdenaturering ved monitorering av skifte i absorbans for fargestoffet når vevet denatureres og proteinet ikke lenger binder. Fagmannen vil forstå at optiske midler som er nyttige i de aktuelle diagnostiske kontrastmidler generelt vil tendere til å gi høyere sensitivitet i vevstilstanden. For å generere tilstrekkelig kontrast kan derfor de optiske midler ikke kreve så stor bindingsaffinitetsforskjell eller så stor signalforskjell mellom de to vevstilstander som MR-midlene.

Den tilstandsavhengige binding må også resultere i en karakteristisk signalendring av kontrastmidlet. I MRI kan denne tilstandsavhengige signalendring manifesteres som en endring i de induserte relaksasjonshastigheter (l/TiS eller I/T2) av vannprotoner, eller relaksiviteter Ri og R2. Foretrukket er relaksiviteten av midlet i den andre vevstilstand (Riannen) ønskelig 80 % eller mindre av relaksiviteten (Riinitiell) av midlet i den initielle vevstilstand. Fortrinnsvis er Ri andre 50 % eller mindre av Riinitiell, mer foretrukket 20 % eller mindre og enda mer foretrukket 10 % eller mindre.

Det er også foretrukket at etter at den intervensjonene terapi er ferdig og målvevet vender tilbake til fysiologiske betingelser (for eksempel i tilfellet med termiske denaturering, etter at temperaturen har returnert til fysiologisk temperatur), er Ri-relaksiviteten til midlet fremdeles lavere enn relaksiviteten til midlet i den initielle vevstilstand (Riinitiell), fortrinnsvis 80 % eller mindre av Riinitiell, mer foretrukket 50 % eller mindre av Riinitiell, enda mer foretrukket 20 % eller mindre og mest foretrukket 10 % eller mindre. Det er også ønskelig at Ri-relaksiviteten av kontrastmidlet, etter den intervensjonene terapi er ferdig og målvevet vender tilbake til fysiologiske betingelser, kan opprettholdes ved relaksiviteten til midlet målt øyeblikkelig etter at den intervensjonene terapi er ferdig.

Som tidligere indikert vil den spesifikke struktur av SDTBM-en være avhengig av det spesifikke vev eller vevskomponent som skal bindes. Følgelig er det nødvendig å først bestemme hvilket vev eller vevskomponent som skal målsøkes.

En rekke mulige bindingssteder er påtenkt. Slike bindingssteder inkluderer nukleinsyrer, glykosaminoglykaner (tidligere kjent som syrenykopolysakarider), klassifisert vev, ben, fett, synovialt fluid, cellemembraner, proteiner, lipoproteiner, enzymer, proteglykaner, amyloider og ceroider. De foretrukne bindingssteder er proteiner, med serum og strukturelle/minneproteiner som mest foretrukket.

Der målet er et protein, inkluderer egnede proteiner human serum albumin (HSA, 0,7 mM i plasma; lavere konsentrasjoner i interstitielt rom); fettsyrebindingsprotein {FABP, også kjent som Z-protein eller protein A, omtrent 0,1 mM i de primære celler i leveren, nyrene, hjertet og vev); glu-totinon-S-transferase (GST, også kjent som ligandin; omtrent 0,1 mM i de primære celler i leveren, nyrene, hjertet og andre vev); alfa 1-syreglykoproteiner (AAG, MW 41000, 0,55g - l,4g/L), samt lipoproteiner (for eksempel de konsentrert i aterosklerotisk plakk). Andre eksempler inkluderer de strukturelle proteiner i den ekstracellulære matriks (kollagener, laminin, elastin, fibronektin, entasitin, vitronektim), amyloid (som inkluderer beta-2 amyolid proteinet (A4) i Alzheimers sykdom), ceroid (eller lipofusin), og glykoproteiner (for eksempel osteonektin, tenasin, og trombospondin).

Et foretrukket proteinmål for positivt ladede kontrastmidler eller kontrastmidler inneholdende basiske SDTBMer ville være alfa 1-syre glykoprotein (AAG). Plasmanivåene av dette positive akuttfaseprotein varierer betydelig med sykdoms-tilstanden. For eksempel øker konsentrasjonen av AAG to til fire ganger etter inflammatorisk stimuli og plasmanivåer av AAG har blitt foreslått som en prognostisk hjelp for glio-nom, metastatisk bryst og andre karsinom, neonatal infek-sjon og kronisk smerte. Hevede nivåer er blitt notert i aterosclerose, Chrons sykdom, myokardininfarkt, nefritt og bakterielle, virale og postoperative infeksjoner. Det svært løslige AAG har en enkel polypeptidkjede av 183 aminosyrer og karakteriseres ved flere uvanlig egenskaper, inklusive et høyt karbohydrat og sialsyreinnhold (henholdsvis 45 % og 12%) og et lavt isoelektrisk punkt ved pH 2,7. Alfa 1-syre glykoprotein har vært implisert i binding av tallrike basiske medikamenter, inklusive propranolol (Ka = ll,3xl0<5>), imipramin (Ka = 2,4xl0<5>) og klorpromazin (Ka = 35,4xl0<5>). Prosenten av fritt lidokain har blitt korrelert med konsentrasjonen av AAG i pasienter (0,4 til 3 gl-<1>), som imp-liserer at selektiv binding til AAG over andre proteiner

(for eksempel HSA) i plasma kunne oppnås ved å anvende ra-sjonelie medikamentdesignmetoder.

Ligander for HSA, FABP og GST er mer foretrukne SDTBMer fordi disse er negativt ladede molekyler eller tenderer til å være nøytrale med delvis negativt ladede grupper (for eksempel en ester, et amin eller et ketonkarbonyloksygen); slike forbindelser er generelt tenkt å være mindre toksiske enn positivt ladede molekyler. Av disse tre proteiner kan HSA være mest foretrukket i noen tilfeller, siden ligander for FABP og GST ville kreve noe intracellulært opptak før binding. Generelt unngås intracellulært opptak for kontrastmidler (unntatt i leveren) for å minimalisere toksisiteten. HSA er til stede i betydelige kvantiteter i mange ekstracellulære fluidmiljøer inklusive plasma, det inters-titielle rom i normale og cancervev, synovialt fluid, cere-bral spinalvæske og inflammatorisk eller absessvæske. I mange patologiske vev slik som tumorer, inflammasjon, aterosklerotisk plakk, eller veggene i aterosklerotiske arte-rier, er kapilærene lekk hvilket resulterer i enda høyere HSA nivåer. Dette kan forsterke anvendeligheten av de aktuelle overvåkningsmidlene fordi et stort antall intervensjonene terapier er rettet mot syke vev.

HSA er også foretrukket fordi det er kjent å ha god affinitet og høy kapasitet for binding av en bred variasjon av strukturelt forskjellige molekyler, og vanligvis på et stort antall bindingssteder. Således eksisterer mer fleksibilitet i designen av kontrastmidlene.

For binding til HSAs naturlige tilstand kan et bredt område av hydrofobe og amfifibsubstanser være nyttige som SDTBMen (U. Kragh-Hansen, Pharm. Rev., 33, s. 17-53 (1981); X. M. He et al., Nature, 358, s. 209-215 (1992); D. C. Carter, Adv. Protein Chem., 45, s. 153-203 (1994)). Disse inkluderer, men er ikke begrenset til, småmolekyler omfattende minst en av alifatisk, alkoksy-, alkyltio-, alkylkarbonyl-, alkylkarbonyloksy-, aryl- eller hetrosyklisk gruppe med 1 til 60 karbonatomer og, valgfritt, en eller flere nitrogen-, oksygen-, svovel-, halogen-, alifatiske amid-, ester-sulfonamid-, asyl-, sulfonat-, fosfat-, hydroksyl- eller organmetalliske substituenter. Alternativt, men mindre foretrukket, kan SDTBMen være et biomolekyl slik som et peptid inneholdende hydrofobe aminosyrerester og/eller substituenter med eller uten hydrofobe eller hydrofile terminale grupper.

Som angitt over kan et vidt område av hydrofobe substanser være nyttige som SDTBMen for binding til HSA. Generelt vil bindingsaffiniteten til HSA og mulige andre proteiner øke med hydrofobisiteten til SDTBMen. Teoretiske estimater av hydrofobisiteten til en substituent slik som en SDTBM kan oppnås ved å beregne bidraget til logaritmen av oktanol-vann {eller oktanol-buffer) fordelingskoeffesienten (log P) for TBMen selv ved å anvende Hansch 1-konstanten for substituenter. Se A. Leo and C.Hansch, "Partition Coefficients and their Uses," Chemical Reviews, 71, s. E525-616 (1971); K. C. Chu, "The Quantitative Analysis of Strukture-Activity Relationships," Burger's Medicinal Chemistry, Part 1, s. 393-418, (4 utg. 1980). Bindingsaffinitet vil øke med økende log P bidrag. For substituenter på alifatiske grupper kan for eksempel de følgende 1 konstanter anvendes:

For substituenter på arylgrupper kan de følgende konstanter anvendes:

Således ville log P-bidraget for en p-metylbenzylgruppe bundet til en IEM bli beregnet som følger (ved å anvende verdien av den 1-alifatiske for CH3 som et estimat for

-CH2-gruppen) :

For binding til HSA er et minimums log P-bidrag på 2 (ekvivalent med 4 CH3 grupper eller en fenylring) krevet for å oppnå signifikant binding. Mer foretrukket er et log P-bidrag på 3. Enda mer foretrukket er et log P-bidrag på 4.

HSA-binding kan vurderes ved likevekstdialyse eller ultra-filtrering anvendende 4,5 % vekt/volum HSA i en pH 7,4 buffer. Fortrinnsvis minst 10 %, og mer foretrukket minst 50 %, mer foretrukket minst 80 % og mest foretrukket minst 95 % av kontrastmidlet bindes til den naturlige HSA tilstand ved en fysiologisk relevant konsentrasjon (0,01 - lOmM i plasma for MRI og optisk imaging). I denne applika-sjonen er målingen av prosent binding av kontrastmidlet til HSA en feil på omtrent +/- 5 %. Proteinbinding til andre proteiner eller til serum kan vurderes på en tilsvarende måte.

Tilføringen av lipofile grupper i et kontrastmiddel vil sannsynligvis senke løsligheten av midlet. For å bibeholde effektiv løslighet av kontrastmidlet ved klinisk effektive doseringsnivåer eller høyere, kan det være foretrukket å inkorporere en eller flere hydrogenbindingsgrupper (oksygen, nitrogen, etc.) i SDTBMen.

Mens rene alifatiske grupper »kan anvendes som SDTBMer, kan disse ikke være så foretrukket som blandede alifatiske arylgrupper eller rene arylgrupper. Spesielt når en negativ ladning er knyttet til rene alifatiske grupper, spesielt lange og fleksible, kan kontrastmidlet interferere med me-tabolismen til endogene molekyler slik som fettsyrer eller interaksjonene mellom membranproteiner og lupider. Disse lange og fleksible, kan kontrastmidlet interferere med me-tabolismen til endogene molekyler slik som fettsyrer eller interaksjonene mellom membranproteiner og lupider. Disse kan øke toksisiteten til midlet. Det er således foretrukket at SDTBMen inneholder minst en arylring.

I tilfelle av naturlig tilstand HSA-bundne MRI-midler for tumor eller vevsforsterkning, er det spesielt foretrukket for kontrastmidlet å inneholde to eller flere distinkte lipofile grupper for fullstendig å immobilisere midlet når det er bundet til proteinet. Disse grupper kan være på en SDTBM, eller som to eller flere separate kjemiske grupper bundet til kontrastmidlet. På grunn av deres omfangsrike natur og stivhet, er det foretrukket at de to eller flere grupper hver består av en aromatisk ring, med de to eller flere ringer i hele molekyler arrangert i en regid, ikke-plan orientering.

Den magnetiske effektivitet, eller relaksivitet, til et MRI middel er generelt høyest når midlet har en rotasjonskorrelasjonstid omtrent lik HSA {R. B. Lauffer, Chemical Reviews, 87, s.901-927 (1987)). Mens et lite molekyl slik som Gd-DTPA har en rotasjonskorrelasjonstid på omtrent 0,1 na-nosekunder (nsek), har HSA en korrelasjonstid større enn 5-10 nsek; hvis et chelat har en så lang korrelasjonstid skjer de magnetiske fluktuasjoner mellom det paramagnetiske ion og vannprotonene på den samme tidsskala som Larmor se-kvensen, hvilket genererer den mest effektive longitudinale (Ti)-relaksasjon som er mulig og således den høyest mulige relaksivitet. Enhver fleksibilitet av chelatet når det er bundet til proteinet er forventet å senke den effektive rotasjonskorrelasjonstid og således senke relaksiviteten. Siden et tilknytningssted til proteinet fremdeles kan gi fleksibilitet i flere retninger, kan ytterligere tilknyt-ningssteder være foretrukket.

Som tidligere indikert må den tilstandsavhengige binding også resultere i en karakteristisk signalendring for kon-relaksiviteter Ri og R2. Der HSA er målet kan således gra-den med hvilket en middel har blitt tilpasset for maksi-mumsrelaksivitet vurderes ved å måle den tilstandsavhengige relaksivitet-bundet (Ri-bundet) i nærvær av HSA i dets to fysiologiske tilstander: naturlig og denaturert. I et foretrukket aspekt av den foreliggende oppfinnelse er relaksiviteten av midlet i den andre vevstilstand (Riandre) ønskelig 80 % eller mindre av relaksiviteten (Riinitiell) av midlet i den initielle vevstilstand. Fortrinnsvis er Riandre 50 % eller mindre av Riinitiell, mer foretrukket 20 % eller mindre og mest foretrukket 10 % eller mindre.

Dette krever måling av relaksiviteten til det frie chelat (Ri-fri) samt relaksiviteten (Ri-observert) og prosent binding av midlet i 4,5 % HSA og dets to fysiologiske tilstander. I et foretrukket aspekt av oppfinnelsen tilsvarer Ri-fri Ri-observert i den naturlige tilstand. Ri-observert er et molfraksjonsvektgjennomsnitt av Ri-fri og Ri-bundet:

Således:

Tilstandsavhengig binding til HSA

Som indikert over, er det foretrukne målprotein for kontrastmidlene som skal anvendes i denne oppfinnelse HSA. For en slik applikasjon er det ønskelig at kontrastmidlet utviser økt blodhalveringstid for å øke utstrekningen med hvilken midlet forblir i blodet (dvs. bundet til HSA) og således tilgjengeligheten gjennom forløpet av den intervensjonelle terapi. Forlenget blodhalveringstid kan oppnås ved å inkludere en bindingsgruppe (L) som virker som en blod-halveringsforlengende enhet ("BHEM") for å redusere hastigheten av hepatocytt-opptak for kontrastmidlet. Se US pa-tentsøknad med serie nr. 08/382,317, inngitt 1. februar 1995, som inkorporeres ved referanser. BHEMene er ekstremt hydrofile grupper som kan hydrogenbinde med vann. Nærværet i et kontrastmiddel av den hydrofile BHEM reduserer hepato-cytopptaket av midlet.

Eksempler på kjemiske grupper som ville tjene som en BHEM inkluderer karbon, fosfor, wolfram, molybden eller svovela-tomer som har tilknyttet ladede eller nøytrale hetroatomer slik som oksygen, nitrogen, svovel eller alogener {spesielt fluor) som har to eller flere enslige elektronpar (dvs. fullstendig eller delvis negativ ladning) eller elektropo-sitive hydorgenatomer (dvs. protonert amin) for hydrogenbinding med vann. Disse inkluderer grupper slik som sulfon, eter, urea, tio-urea, aminsulfonamid, karbamat, peptid, ester, karbonat og asetaler. Foretrukne grupper inkluderer de som har en eller flere delvise eller fullstendige negative ladninger i vandig løsning ved fysiologisk pH hvor de negativt ladede atomer ikke kan være delvis eller fullstendig nøytralisert ved kovalent eller koordinert kovalent binding til IEMen. Eksempler på disse foretrukne MHEMer inkluderer negativt ladede grupper slik som fosfatmonoester, fosfat-diester, karboksylat og sulfonat. Mer foretrukket er de som har fosfatgrupper eller enhver esterform derav. Enda mer foretrukne er fosfatdiestre, fordi: a) de er svært hydrofile med fire hydrogenbindingsoksygener; b) de syntetise-res relativt enkelt ved å anvende teknikker vist under; c) de tjener som utmerkede bindingsgrupper mellom IEMen og SDTBmen; og d) fordi fosfatforbindelser eksisterer og metaboliseres naturlig i kroppen, fosfatdiesterinnholdende kontrastmidler er forventet å være ikke-toksiske.

Inkorporeringen i et kontrastmiddel i et aktuelt diagnostisk middel av em BHEM resulterer i forlenget blodretensjon av midlet. Blodretensjon er fortrinnsvis målt ved å beregne, i et rotteplasmafarmokinetisk eksperiment, arealet under plasmakonsentrasjonen versus tidskurven ("arealet under kurven" eller "AOS-kons") for en spesifikk tidslengde (for eksempel 0-10 minutter, 0-30 minutter, 0-60 minutter, 0-120 minutter eller 0-uendelig). Blodretensjon (som målt ved AOC-kons) kan evalueres eksperimentelt ved administrasjon av et kontrastmiddel til rotter, kaniner eller høyereståen-de pattedyr. Det er blitt observert at blodhalveringsfor-lengelsen er større i kaniner og høyerestående pattedyr enn i rotter. I denne applikasjon representerer blodhalverings-data, som målt ved AUC-kons. eksperimentering i rotter. Feilen forbundet med disse dataene er omtrent +/- 10 %.

Grunnen til at en halveringstidsmåling i seg selv ikke anvendes er at den matematiske definisjon av denne kvantitet ofte ikke er klar og at de resulterende estimater er vari-able avhengig av den anvendte farmakokinetiske modell og tidslengden blodprøvene ble erholdt over.

For eksempel er de gjennomsnittlige plasmakonsentrasjoner observert etter haleveneinjeksjon av 0,1 mmol/kg Gs<153>~ merket Gd-DTPA i to rotter vist under. Ved å anvende Macintosh programmet KaleidaGraph, ble denne AUC-kons. fra 0 til 10 minutter beregnet som 3,5 mM min.

Kontrastmidlene, som er nyttige for å målsøke serumprotei-ner slik som HSA, utviser en AUC-kons. økning på minst 20 % når BHEMen tilføres til IEMen og SDTBMen. De utviser fortrinnsvis en AUC-kons. økning på minst 40 %, mer foretrukket minst 70% og enda mer foretrukket minst 100%. Generelt er økningen i AUC-kons. forårsaket av en BHEM større når bindingen i plasma er signifikant, for eksempel 20 % - 50 % eller større. Den beregnede prosentøkning i AUC-kons. kan være forskjellig for AUC-konser bestemt over forskjellige tidsperioder. Generelt er prosentøkningen i AUC-kons. forårsaket av BHEmen større for AUC-konser tatt over lengre perioder, for eksempel 0-30 minutter eller en 0-10 minutter.

Siden strukturen og de fysiske karakteristikane for hele kontrastmiddelmolekylet vil styre dets binding i plasma, er det viktig å velge IEMer og BHEMer som er kompatible med den ønskede binding. For å oppnå binding til de positivt ladede bindingssteder på HSA, er det for eksempel foretrukket å ha IEMer og BHEMer med nettonøytral eller netto negativ ladning for å redusere muligheten for repulsjon og kan-skje til og med økt bindingsaffinitet. For binding til alfa surt glykoprotein bør i det minste en del av kontrastmidlet være positivt ladet. For binding til globulinet bør i det minste en del av kontrastmidlet være steroidalt av natur. For binding til lipoproteiner bør i det minste en del av kontrastmidlet være lipofilt eller fettsyrelignende.

Det er påtenkt at BHEmen kan være arrangert i en rekke stillinger med hensyn på IEMen og SDTBMen. Enhetenes stilling kan imidlertid ikke være slik at en enhet interfererer med den tiltenkte funksjon av den andre. I et HSA-bindende kontrastmiddel bør plasseringen av BHEMen for eksempel ikke blokkere evnen til SDTBMen til å binde midlet til HSA. Siden hoveddelene av bindingsstedene i HSA er sokkelignende (X. M. He et al., Nature, 358,s. 209-215 {1992); D.C. Carter, Adv, protein Chem., 45.s. 153-203 {1994)), med hydro-fobiske indre (spesielt nær "tå"-regionen) og positivt ladede "ankel"-regioner, ville bindingsaffiniteten av en STDBM avta hvis distaldelen av STDBMen ble gjort ekstremt hydrofil. Som et illustrativt eksempel, hvis STDBMen er fenylring, er den mest foretrukne BHEM-stilling på ringen orto, etterfulgt av meta. En hydrofil gruppe i parastilling ville redusere STDBMens bindingsaffinitet til HSA.

For IEMer som består av et metallchelat, er det foretrukket at BHEMene og SDTBMene ikke er knyttet til IEMen slik at bindingsstyrken mellom metallionet og dens chelaterende legand ikke reduseres signifikant. Der den chelaterende arm er acetat er fortrinnsvis ikke BHEMen eller SDTBMen bundet til acetatoksygenet.

Et annet stillingskrav er at BHEMens negativt ladede atomer ikke kan være delvis eller fullstendig nøytralisert av kovalent eller koordinerende kovalent binding til IEMen; dette sikrer at i vanningssystemet vil de svært hydrofile atomer i BHEMen være kraftig solvatisert. Når IEMen er et metallchelat, er det for eksempel viktig å stille de negativt ladede atomer i BHMen slik at de ikke kan bli nøytralisert av det positivt ladede metallion <M<n+>) i IEMen gjennom koordinerende kovalente bindinger via dannelsen av 5- eller 6-leddede chelatringer, de mest stabile ringstørrelser. Fordi 5-leddede chelatringer er de mest stabile metal-lionene av interesse for IEMer (slik som gadolinium), er det svært viktig å forhindre deres dannelse. Således, som vist i tegningen under, kan ikke en fosfinat (-P02-) eller fos f ona t (-PO3-) BHEM være bundet til nitrogenatomet av et aminokarboksylatgelaterende middel via en -CH2- kjede siden denne ville danne en svært stabil 5-ledded chelatring. Tilsvarende bør ikke en fosfodiester (-OP3-) BHEM være knyttet til hydrogenatomet av et aminokarboksylatchelaterende middel via en -CH2- kjede siden denne kunne danne en 6-leddet chelatring. Imidlertid kan begge disse BHEMer være knyttet til andre stillinger, slik som etylenryggraden av liganden. I noen tilfeller, som vist, kan det være foretrukket å øke lengden på bindingsgruppen for å gjøre det sikkert at 5-eller 6-leddede ringer ikke kan dannes.

Fosfinat BHEM

Svært ugunstig (5-leddet chelatring, ladning nøytralisert)

Ugunstig

(6-leddet chelatring, ladning nøytralisert)

Mer foretrukket

(ingen mulighet for 5- eller 6-leddede chelatringer eller ladningsnøytralisering)

Det er påtenkt at de aktuelle enhetene kan være plassert i kontrastmidlet slik at de følgende strukturer kan resultere:

Hvor m kan være lik 0-4,

s, o og p kan være like eller forskjellige og lik 1-4,

og r og q er minst en.

Hvis enhetene er plassert i kontrastmidlet som i struktur (1) over, er BHEMen fortrinnsvis sulfon, urea, tio-urea, amin, sulfonamid, karbomat, peptid, ester, karbonat, aceta-ler og mer foretrukket

eller esterformer,

Hvor Z = P, W, Mo eller S

Y1'Y2= O eller S

Y<3>, Y<4> - 0, S eller ikke tilstede

R2 = H, Ci-6 alkyl eller ikke tilstede.

Mest foretrukket er BHEMen en fosfatgruppe.

Hvis enhetene er plassert i kontrastmidlet som i struktur (2) over, er BHEMen fortrinnsvis sulfon, urea, tio-urea, amin, sulfonamid, karbamat, peptid, ester, karbonat, aceta-ler eller mer foretrukket har BHEMen den følgende formel:

eller esterformer,

Hvor Z = P, W eller Mo

Y<1>' Y2 = O eller S

Y<3>, Y<4> - 0, S eller ikke tilstede

R2 = H, C1-6 alkyl eller ikke tilstede.

Mest foretrukket er BHEM en fosfatgruppe.

Hvis enhetene er plassert i kontrastmidlet som i struktur (3) over, er BHEMen fortrinnsvis SO3- eller esterformer, sulfon, urea, tio-urea, amin, sulfonamid, karbamat, peptid, ester, karbonat, acetal eller mer foretrukket

eller esterformer,

Hvor Z = P, W, Mo eller S

Y<1>' Y<2> = 0 eller S

Y<3>, Y<*> = 0, S eller ikke tilstede ;R2 = H, C1-6 alkyl eller ikke tilstede. ;Mest foretrukket er BHEMen en fosfatgruppe. ;Det er tenkt på at hvis de aktuelle enhetene er plassert i kontrastmidlet som i struktur (3) over, har de foretrukne kontrastmidler formlene: eller ;Hvor Ri, R2, R3/ R4» R5/ R6/ R7f Rs, R9( Rio/ R11 og Rie kan være like eller forskjellige og velges fra gruppen bestående av H, SDTBM, BHEM og Ci-6 alkyl, forutsatt at minst en av disse Rs er SDTBM og minst en annen er BHEM, ;R12, R13 og Rn kan være like eller forskjellige og velges fra gruppen bestående av 0" og N(H)Ri7, ;R15 = H, CH2CH{OH)CH3, hydroksyalkyl eller CH(Ri6)CORi2 og ;Rit = H eller Ci-e alkyl. ;For kontrastmidler omfattende formlene vist over er fortrinnsvis BHEMen sulfon, eter, urea, tio-urea, amin, amid, sulfonamin, karbamat, peptid, ester, karbonat, actal og mer foretrukket C00" eller esterformer, SO3" eller esterformer og ;;eller esterformer, ;Hvor Z - P, W, Mo eller S ;Y<1>' Y2 =0 eller S ;Y<3>, Y<4>=0, S eller ikke tilstede ;R2 = H, Ci-e alkyl eller ikke tilstede. ;I tilfelle med et HSA-bindende kontrastmiddel kan BHEMen plasseres mellom IEMen og SDTBMen som vist over i struktur (1) eller på IEMen vekk fra SDTBMen som vist over i struktur (3). På denne måten kan det fulle bindingspotensiale til den hydrofobe SDTBM-gruppe uttrykkes uten interferens fra den hydrofile BHEM-gruppe. ;Kontrastmidler nyttige ved anvendelsen ifølge foreliggende oppfinnelse som utviser tilstandsavhengig binding til HSA, er fremsatt i US patentsøknad med serie nr. 08/382,317, inngitt 1. februar 1995. For eksempel er de følgende midler ;nyttige: ;;Hvor n kan være lik 1-4. ;Hvor R omfatter en alifatisk gruppe og/eller minst en arylring, eller omfatter et peptid inneholdende hydrofobe aminosyrerester og/eller substituenter med eller uten hydrofobe eller hydrofile terminale grupper. ;De foretrukne kontrastmidler som er nyttige ved anvendelsen ifølge denne oppfinnelse er: ;De mest foretrukne kontrastmidler med tilstandsavhengig binding til HSA er MS-317, MS-322, MS-325 og MS-328. De mest foretrukne er MS-325. ;Anvendelse av kontrastmidlene ;De anvendte midler i denne oppfinnelse er definert for å inkludere farmasøytisk akseptable derivater derav. Et far-masøytisk akseptabelt derivat betyr ethvert farmasøytisk akseptabelt salt, ester, salter av en ester eller annet derivat av en forbindelse av denne oppfinnelse som, ved administrasjon til en mottaker, er i stand til å frembringe (direkte eller indirekte) en forbindelse av denne oppfinnelse eller en hemmende aktiv metabolit eller rest derav. Spesielt gunstige derivater er de som øker biotilgjengelig-heten av forbindelsene av denne oppfinnelse når slike forbindelser administreres til et pattedyr (for eksempel ved å tillate en oralt administrert forbindelse og bli enklere absorbert i blodet) eller som øker leveringen av stammole-kylet til et biologisk delingsrom (for eksempel hjernen eller det lymfatiske system). ;Det er også tenkt på at midlene anvendt i denne oppfinnelse kan omfatte et farmasøytisk akseptabelt salt. Farmasøytisk akseptable salter av denne oppfinnelse inkluderer de avledet fra uorganiske eller organiske syrer og baser. Inklu-dert blant slike syresalter er de følgende: acetat, adipat, alginat, aspartat, benzoat, benzensulfonat, bisulfat, buty-rat, citrat, kamporat, kamporsulfonat, syklopentanpropio-nat, diglukonat, dodesylsulfat, etansulfonat, fumarat, glu-koheptanoat, glyserfosfat, hemisulfat, heptanoat, hek-sanoat, hydroklorid, hydrobromid, hydroiodid, 2-hydroksy-etansulfonat, lacetat, maletat, metansulfonat, 2-naftalen-sulfonat, nicotinat, oksalat, pamoat, pectinat, persulfat, 3-fenyl-propionat, pikrat, pivalat, propionat, sukkinat, tartrat, tiocyanat, tosylat og undekanoat. Basesalter inkluderer ammoniumsalter, alkaliummetallsalter, slik som na-trium- og kaliumsalter, alkaliejordmetallsalter, slik som kalsium-, magnesium- og sinksalter, salter med organiske baser slik som de sykloheksyle aminsalter, N-metyl-D-gluka-min, og salter med aminosyrer slik som arginin, lysin og så videre. De basiske nitrogeninnholdende grupper kan quater-niseres med slik midler som lavere alkylhalider, slik som metyl-, etyl-, propyl- og butylklorider, bromider og diodi-der; de alkylsulfater, slik som dimetyl-, dietyl-, dibutyl-og diamylsulfater, langkjedede alider slik som desyl-, lau-ryl-, myristyl- og stearylklorider, bromider og iodider, arakylhalider, slik som benzyl- og fenetylbromider og andre. Vann- eller oljeløslige dispersible produkter oppnås derved. De foretrukne salter av denne oppfinnelse er N-metyl-D-glukamin, kalsium- og natriumsalter. ;De aktuelle diagnostiske kontrastmidler omfatter hvilke som helst av de ovennevnte kompleksene, eller farmasøytisk akseptable salter derav, sammen med en hvilken som helst far-masøytisk akseptabel bærer, adjuvant eller vehikkel. Farma-søytisk akseptable bærere, adjuvantie og vehikler som kan anvendes i de farmasøytiske sammensetninger inkluderer io-nebyttere, alumina, aluminiumsstearat, lecitin, serumpro-teiner, slik som human serumalbumin, buffersubstanser slik som fosfater, glycin, sorbinsyre, kaliumsorbat, TRIS {tris(hydroksymetyl)amino-metan), delvise glyceridblan-dinger av mettede vegetabilske fettsyrer, vann, salter eller elektrolytter, slik som protaminsulfat, dinatriumhydro-genfosfat, kaliumhydrogenfosfat, natriumklorid, sinksalter, kolloidal silica, magnesium trisilicat, polyvinyl pyrroli-don, celluose-baserte substanser, polyetylenglykol, na-triumkarboksymetylcellulose, polyakrylater, vokser, poly-etylen-polyoksypropylen-blokk polymerer, polyetylenglykol og ullfett. ;De aktuelle farmasøytiske sammensetninger kan være i form av et sterilt injiserbart preparat, for eksempel en steril injiserbar vandig eller oljelignende suspensjon. Denne suspensjon kart formuleres i henhold til kjente teknikker i faget ved å anvende egnede dispergerings eller fuktemidler og suspensjonsmidler. Det sterile injiserbare preparat kan også være en steril injiserbar løsning eller suspensjon i en ikke-toksisk parenteral-akseptabelt diluent eller løse-middel/ for eksempel som en løsning i 1,3-butandiol. Blant de akseptable vehikler og løsemidler som kan anvendes er vann, Ringers løsning og isoton natriumkloridløsning. I tillegg anvendes konvensjonelt sterile fikserte oljer som et løsemiddel eller suspensjonsmiddel. I denne hensikt kan enhver blandet fiksert olje anvendes inklusive syntetiske mono- eller diglyserider. Fettsyrer, slik som moleinsyre og dens glyseridderivater er nyttige i fremstillingen av injiserbare formuleringer, på samme måte som naturlige farma-søytisk akseptable oljer, slik som olivenolje eller kastor-olje, spesielt i deres polyoksyetylerte versjoner. Disse oljeløsninger eller suspensjoner kan også inneholde en langkjedet alkoholdiluent eller dispergeringsmiddel. ;Siden de aktuelle diagnostiske kontrastmidlene kan binde til plasmaproteiner, i noen tilfeller avhengig av injek-sjonsdosen og hastigheten, kan bindingsstedene på plasmaproteiner bli mettet. Dette vil føre til avtatt binding av midlet og kunne komprementere halveringstid eller tolerbar-het. Således kan det være ønskelig å injisere midlet for-håndsbundet til en steril albumin eller plasma erstatnings-løsning. Alternativt kan et apparat/sprøyte anvendes som inneholder midlet og blander det med blod dratt opp i sprøyten; dette reinjiseres deretter til pasienten. ;Det diagnostiske kontrastmiddel kan administreres oralt, parenteralt, ved inhalasjonsspray, topisk, rektalt, nasalt, bukkalt, vaginalt eller via et implantert reservoar i dose-ringsformuleringer inneholdende konvensjonelle ikke-toksiske farmasøytisk akseptable bærere, adjuvantia og vehikler. Begrepet "parenteral", som anvendt her, inkluderer subkutane, intravenøse, intramuskulære, intra-artikulære, intra-synoviale, intrasterinale, intratekale, intrahepa-tiske, intralesjonale og intrakraniale injeksjons- eller infusjonsteknikker. ;Når det administreres oralt, kan de diagnostiske kontrastmidlene administreres i enhver oral akseptabel doserings-form inklusive, men ikke begrenset til, kapsler, tabletter, vandige suspensjoner eller løsninger. I tilfelle med tabletter for oral anvendelse, inkluderer bærer, som er vanlig anvendt, laktose og maisstivelse. Smøremidler, slik som magnesiumstearat, er typisk også tilsatt. For oral administrasjon i en kapselform inkluderer nyttige diluenter, laktose og tørket maisstivelse. Når vandige suspensjoner er krevet for oral anvendelse, kombineres den aktive ingredi-ens med emulgerings- og suspensjonsmidler. Hvis ønsket kan visse søtnings-, smaks- eller fargestoffer også tilsettes. ;Alternativt, når de administreres i form av stikkpiller for rektal administrasjon, kan de diagnostiske kontrastmidlene fremstilles ved å blande midlet med en egnet ikke-irriterende eksipient som er fast ved romtemperatur, men flytende ved rektal temperatur og derfor vil smelte i rek-tum for å frigjøre legemidlet. Slike materialer inkluderer kakaosmør, biovoks og polyetylenglykoler. ;Som bemerket tidligere, kan de diagnostiske kontrastmidlene også administreres topisk, spesielt når målet for behandling inkluderer områder eller organer som er enkelt til-gjengelige ved topisk applikasjon, inklusive øye, huden eller lavere intestinale system. Egnede topiske formuleringer er enkelt fremstilt for hver av disse områder eller organer. ;Topisk applikasjon for det lavere intestinale system kan effektueres i en rektal stikkpilleformulering (se over) eller i en egnet enemformulering. Topisk transdermale plastre kan også anvendes. ;For topiske formuleringer kan de diagnostiske kontrastmidlene formuleres i en egnet salve inneholdende den aktive komponent suspendert eller løst i en eller flere bærere. Bærere for topisk administrasjon av de aktuelle midlene inkluderer mineralolje, parafinolje, vaselin, propylen gly-kol, polyoksyetylen, polyoksypropylenforbindelse, emulge-rende voks og vann. Alternativt kan de aktuelle midlene formuleres i en egnet lotion eller krem inneholdende de aktive komponenter suspendert eller løst i en eller flere farmasøytisk akseptable bærere. Egnede bærere inkluderer, men er ikke begrenset til, mineralolje, sorbitanmonostea-rat, polysorbat 60, cetyl etervoks, cetearylalkohol, 2-oktyldodekanol, benzylakohol og vann. ;For otalmisk anvendelse, kan de farmasøytiske sammensetninger formuleres som mikroniserte suspensjoner i isoton, pH justert steril saltløsning, eller fortrinnsvis, som løs-ninger i isoton, pH justert steril saltløsning, enten med eller uten et konserveringsmiddel slik som benzylalkonium-klorid. Alternativt, for otalmisk anvendelse, kan de far-masøytiske sammensetninger formuleres i en salve slik som vaselin. ;For administrasjon ved nasal aerosol eller inhalasjon fremstilles de farmasøytiske sammensetninger i henhold til velkjente teknikker i faget for farmasøytisk formulering og kan fremstilles som løsninger i saltløsning, som anvender benzylalkohol eller andre egnede konserveringsmidler, ab-sorpsjonsfremmere for å øke biotilgjengeligeheten, fluorkarboner og/eller andre konvensjonelle løslighets eller dispergeringsmidler. ;Dosering avhenger av sensitiviteten til den diagnostiske imaginginstrumentering, samt sammensetningen av kontrastmidlet. Eksempelvis for MRI-imaging krever generelt et kontrastmiddel inneholdende en svært paramagnetisk substans, for eksempel gadolinium (III), en lavere dosering enn et kontrastmiddel inneholdende en paramagnetisk substans med et lavere magnetisk moment, for eksempel jern (III). Fortrinnsvis vil doseringen være i område fra ca. 0,001 til 1 mmol/kg kroppsvekt per dag av det aktive metall-ligand kompleks. Mer foretrukket vil doseringen være i område fra ca. 0,005 til ca. 0,05 mmol/kg kroppsvekt per dag. ;I tilfelle hvor optisk imaging anvendes for å monitorere den intervensjonene terapi vil dosene av midlet være omtrent lik den i MRI (0,001-10 mmol/kg). Også, som MRI-kontrastmidler, er administrasjonen av optiske midler velkjent i faget. ;Det bør imidlertid forstås at et spesifikt doseringsregime for enhver spesiell pasient også vil avhenge av en rekke faktorer, inklusive alderen, kroppsvekten, generell helse, kjønn, diett, administrasjonstid, ekskresjonshastighet, le-gemiddel kombinasjon og vurderingen til den behandlende lege. ;Etter administrasjon av den fastende dosering med kontrastmidlet underkastet deretter pasienten enten MRI eller optisk imaging (ultrafiolett lys, synlig lys eller infrarødt lys imaging). De passende innstillinger og imaging-parametre for å.utføre disse imagingteknikker, samt datasamling og analyse (dvs. monitorering av midlets signalkarakteristika) er velkjente eller involverer vanlig aksepterte prin-sipper. ;Sluttrinnet er å monitorere en imagingsingalkarakteristikk av det administrerte kontrastmiddel. For optisk imaging inkluderer slike signalkarakteristika absorbans, reflektans, fluoressens eller fosforessens og/eller deres livsti-der, kjemiluminessens, spredning eller andre spektrale égenskaper. For MRI-imaging inkluderes slike signalkarakte-* t

ristika Ri- og R2-relaksivitetene (henholdsvis l/Ti og 1/T2) .

Sanntidsovervåkning er mulig hvor et bilde genereres og således overvåkes signalkarakteristikker periodisk gjennom forløpet av den intervensjonene terapi. Frekvensen som bildene genereres og monitoreres ved vil avhenge av typen og varigheten til terapien.

For at denne oppfinnelsen skal bli bedre forstått er de følgende eksempler fremsatt.

Eksempler

Det følgende er et syntesekjerna for foretrukne kontrastmidler nyttig ved anvendelsen ifølge oppfinnelsen, og spesielt for det til MS-325. Se OS patentsøknad med serie nr. 08/833,745, inngitt 11. april 1997. Et annet nyttig, selv om det ikke er så foretrukket, syntesekjema for disse kontrastmidler er beskrevet i US patentsøknad med serie nr. 08/382,317, inngitt 1. februar 1995.

Først reageres en alkohol ROH med PCI3, fortrinnsvis i et molart forhold på 1:1, for å danne et diklorfosfinreak-sjonsprodukt (I):

R gruppen kan være lineær, forgrenet eller syklisk alifatisk, aryl, hetrosyklisk, peptidisk, peptoid, deokyribo-eller ribo-nukleotidisk eller nukleosidisk, eller syklisk eller asyklisk organiske chelaterende middelgruppe, hvilken valgfritt kan være substituert med en eller flere nitrogen, oksygen, svovel, halogen, alifatisk, amid, eter, sulfonamid, aryl, acyl, sulfonat, fosfat, hydroksyl eller organometalliske substituenter.

Denne reaksjonen skjer i nærvær av et eteral eller hydro-karbonløsmiddel og utføres ved en temperatur fra ca. -50°C til ca. 15°C, fortrinnsvis fra ca. -10 °C til ca. -5 °C, i en periode på fra ca. 30 minutter til ca. 3 timer, fortrinnsvis fra ca. 1 til ca. 1,5 timer. Løsemidlet kan være ethvert eteralt eller hydrokarbonløsemiddel og fortrinnsvis kan det velges fra gruppen bestående av heptan, metyl-t-butyletre, dioksaner, tetrahydrofuraner, diety-letre, og etylenglykoldialkyletre. Mer foretrukket er løse-midlet tetrahydrofuran.

Klorfosfinet (I) reageres deretter med fra ca. 5 til ca. 6 ekvivalenter av en aminbase for å danne et bis(amino) fos-fino reaksjonsprodukt (II):

Denne reaksjonen skjer også i nærvær av et eteralt eller hydrokarbonløsemiddel, som beskrevet over, og utføres ved en temperatur fra ca. -50 °C til ca. 15 °C, fortrinnsvis fra ca. -10 °C til ca. -5 °C, i en periode fra ca. 30 minutter til ca. 3 timer, fortrinnsvis fra ca. 15 til ca. 30 minutter. Den anvendte base for å danne reaksjonsprodukt (II) kan være enhver aminbase, fortrinnsvis en base som har en pKa-verdi fra ca. 5 til 11, og mer foretrukket valgt fra gruppen bestående av imidazol, 2,4-dimetylimidazol, lH-te-trazol, dialkylaminer (metyl, etyl, butyl), pyridin, pipe-razin, piperidin, pyrrol, 1H-1, 2, 3-triazol, og 1,2,4-triazol. I en mer foretrukket utførelse er basen imidazol.

Bis(amino)fosfinoforbindelsen (II) reageres deretter med fra ca. 0,75 til 1,0 ekvivalenter av en sekundær alkohol E^OH, hvor R<1> kan være en hvilken som helst av substituen-tene definert over for R-gruppen, for å danne et (ami-no) fosfinoreaksjonsprodukt (III):

Reaksjonen skjer i nærvær av et eteralt eller hydrokarbon-løsemiddel og utføres ved en temperatur fra ca. -50 °C til ca. 15 °C, fortrinnsvis fra ca. -10 °C til ca. -5 °C, i en periode på fra ca. 30 minutter til ca. 3 timer, fortrinnsvis fra ca. 1,0 til ca. 1,5 timer. Løsemidlet kan være et hvilket som helst eteral eller hydrokarbonløsemiddel og kan fortrinnsvis velges fra gruppen bestående av heptaner, metyl-t-butyletere, dioksaner, tetrahydrofuraner, 1,3-dioksa-lener, diglymer, dietyl etere og etylenglykol dialkyletere. Mer foretrukket er løsemidlet tetrahydrofuran.

Til slutt reageres(amino)fosfinoforbindelsen (III) med ca. en ekvivalent med surt vann, fortrinnsvis som har en pH på ca. 2,5 til 5, og ca. 1 eller flere ekvivalenter av en ok-sidant for å danne den ønskede fosfodiesterforbindelse

(IV) :

Oksidanten kan være en hvilken som helst peroksidtype ok-sidant og velges fortrinnsvis fra gruppen bestående av pe-riodater. Mer foretrukket er oksidanten natriumperiodat.

Hydrolysen og oksidasjonen over utføres i en løsemiddel-blanding ved en temperatur fra ca. -15 °C til ca. 25 °C, fortrinnsvis fra ca. 0 °C til ca. 2 °C, for en periode på fra ca. 10 til 24 timer, fortrinnsvis fra ca. 10 til ca. 15 timer. Løsemiddelblandingen omfatter enhver kombinasjon av løsemiddel valgt fra gruppen bestående av eterale eller hy-drokarbonløsemidler. Fortrinnsvis omfatter løsemiddel-blandingen tetrahydrofuran, heptan og toluen i volumforhol-det 10:10:1.

I overensstemmelse med dette synteseskjemaet fremstilles den chelaterende legand i MS-325 komplekset som følger: Fremstilling av [(4,4-difenylcykloheksyl)fosfooksyrnetyl] dietylen- triaminpentaeddiksyre

Fremstillingen av den chelaterende ligand anvendt i MS-325 komplekset er vist under i skjema I:

I et enkelt reaksjonskar som inneholder en løsning av fos-fortriklorid (13,2 ral, 0,151 mol) i tetrahydrofuran (202

ml) ble en løsning av 4,4-difenyl-cykloheksanol (1) (38,34 g, 0,152 mol) i tetrahydrofuran (243 ml) tilsatt under om-røring og opprettholdelse av en indre temperatur på -6,2 °C

til -5,3°C i 1,5 timer. Blandingen ble deretter omrørt i

ytterligere 34 minutter hvilket ga et diklorfosfin reaksjonsprodukt (2), som har et <31>p NMR kjemisk på 174,28 ppm.

Til denne løsningen ble imidazol (51,34 g, 0,753 mol) i tetrahydrofuran (243 ml) tilsatt under omrøring og opprettholdelse av en indre temperatur på -7,8 °C til -3,6 °C i 37 minutter. Den resulterende blanding ble deretter omrørt i ytterligere 20 minutter hvilket ga en løsning av et bis(amino)fosfinoreaksjonsprodukt (3) som har et 31p NMR kjemisk skift på 106,36 ppm.

Til denne løsning ble en løsning bestående av 2-(R)-hydroksymetyldietylentriamin-pentaeddiksyre, penta-t-butylester (4) (160,0 g, 0,128 mol, renhet: 56,32 vekt%) i heptan (114 ml) tilsatt under omrøring og opprettholdelse av en indre temperatur på -6,8 °C til -4,8 °C i 1 time og 6 minutter. Denne blandingen ble deretter omrørt i ytterligere 23 minutter hvilket ga en løsning (5) som har et <31>p NMR kjemisk skift på 123,8 ppm.

Til slutt ble vann (202 ml) tilsatt over en periode på ca.

1 minutt mens en indre temperatur på -6,5 °C til 6,5 "C ble opprettholdt. Blandingen ble omrørt i 5 minutter etterfulgt av tilsettingen av heptan (620 ml), toluen (70 ml) og 5N

vandig saltsyre (202 ml) over 5 minutter mens en indre temperatur på 1,0°C til 12,1°C ble opprettholdt. Natriumperiodat (22,6 g, 0,106 mol) ble deretter tilsatt over en periode på 3 minutter mens en indre temperatur på 10,5°C ble opprettholdt. Reaksjonsblandingen ble varmet til romtemperatur over 35 minutter og omrørt i ytterligere 2,5 timer hvilket ga en løsning (6) med et <31>p NMR kjemisk skift på

4,27 ppm. Fasene ble separert og den organiske fase ble vasket med 10 % vandig natriumtiosulfat (2 x 809 ml).

Til den organiske fase over ble tetraoktylammoniumbromid (8,21 g, 0,015 mol) tilsatt. Konsentrert saltsyre (11,5 M, 405 ml) ble deretter tilsatt over en periode på 22 minutter mens en indre temperatur på 22,8 °C til 25,0°C ble opprettholdt. Denne blandingen ble omrørt i 16,0 timer hvilket ga en forbindelse {!) med et <31>p NMR kjemisk skift på 7,78 ppm. Fasene ble separert og den organiske fase kastet.

Til den vandige fase over ble 8M vandig natriumhydroksyd (630 ml) tilsatt inntil en pH på 6,56 ble notert. Løsningen ble konsentrert under redusert sikt (50 °C til 55 °C, vaku-um 85 mm Hg) inntil 400 ml av løsningsmidlet ble samlet (omtrent 1 time). Løsningen ble avkjølt i romtemperatur og amerlit XAD-4 resin (92,0 g) ble tilsatt. Suspensjonen ble omrørt i 50 minutter ved romtemperatur og filtrert for å gi en lys gul vandig løsning (1,1 1).

Løsningen over ble lastet på C-18 omvendt fase silicagel (271 g, pakket våt i metanol og deretter vasket med 800 ml metanol, 800 ml metanol/vann, 1:1 og 800 ml vann) og eluert med vann. Den første 1,0 1 av den samlede eluent ble kastet og den neste samlede 1,3 1 ble holdt tilbake. Til den til-bakeholdte løsning ble 6N vandig saltsyre (60 ml til en pH = 2,15) og 3N vandig saltsyre (30 ml til en pH = 1,63) tilsatt. Slurrien ble omrørt i 1,25 timer og filtrert. Det faste stoff ble vasket med pH 1,67 vandig løsning (500 ml) og tørket (48-50°C, 4-6 med mer Hg) til en konstant vekt (18,0 timer) for å oppnå et off-white fast stoff, forbin-deise med formel:

(65,5 g, utbytte: 68,89 %, renhet: 99,45 vekt%, 98,95 are-al%, 3,02 % vann og 97,81 % chelaterbar).

Eksperimentelt

Tre prøvetyper ble fremstilt og evaluert. Den første var en kontrollprøve inneholdende human serum albumin (HSA) uten et kontrastmiddel. De to andre prøver inneholdt HSA og henholdsvis det ikke-spesifikke middel Gd-DTPA og det HSA-spesifikke middel MS-325.

I disse eksemplene ble de longitudinale relaksiviteter (Ri, mM-<1> sek-<1>) monitorert og erholdt ved 20 MHz ved å bestemme relaksasjonshastigheten (l/Ti) hvor vannprotoner i fosfat-bufret saltløsning (PBS, 150 mM NaCl, 10 mM fosfat, pH = 7,4), i PBS-løsninger inneholdende 4,5 vekt% HSA, eller i geler inneholdende 4,5 vekt% HSA og 1 % Agar. Avhengigheten av temperatur på relaksivitet (Ri) ble observert ved å variere temperaturen til prøvene med et sirkulerende vannbad og monitorering av prøvetemperatur med et termoelement.

Eksempel 1: Monitorering av den termale nekrose av 4,5 %

HSA.

De følgende tre eksempler ble fremstilt i løsninger av

4,5 % HSA: (1) en kontrollprøve uten et kontrastmiddel; (2) et samlingseksempel med Gd-DTPA; og (3) en prøve med MS-325. Prøvene med Gd-DTPA og MS-325 ble fremstilt ved å til-sette en vandig formulering (pH=7) omfattende enten Gd-DTPA eller MS-325 til den 4,5 % HSA-løsning. De resulterende blandinger hadde en konsentrasjon på henholdsvis 0,3 mM Gd-DTPA og 0,1 mM MS-325.

De tre prøver ble deretter anvendt for å monitorere den termale denaturering av de 4,5 % HSA-løsninger. For å gjøre dette ved Ti-data (og således Ri-data (=1/Ti) for hver prøve samlet ved 20 MHz over et temperaturområde på 20-60 °C. Hver prøve ble deretter fjernet fra NMRen og varmet ved 85 °C i 15 minutter for å indusere termisk denaturering av HSAen. Deretter ble prøven returnert til NMRen og Ti-data ble samlet ved denne høyere temperatur. Se tabell 1 under og figur 1.

Som tabell 1 og figur 1 viser, etter termisk denaturering av de tre HSA-inneholdende løsninger, prøver som også inneholdt det HSA-spesifikke kontrastmiddel MS-325 en signifikant senkning i den observerte Ri {et tap på 26,7 med mer"<1 >sek"<1>) i løpet av HSA denatureringen som målt fra øyeblikkelig før denaturering (56,2 °C) til øyeblikkelig etter denaturering (85 °C). Prøven som inneholdt det ikke-spesifikke kontrastmiddel Gd-DTPA viste, selv ved en konsentrasjon tre ganger den anvendt for MS-325 prøven, liten endring i Ri (et tap bare 0,1 mM"<1> sek<-1>) i løpet av denaturering. Dette indikerer at Gd-DTPA verken binder til naturlig eller denaturert HSA.

Etter at dataene over var tatt opp ble de denaturerte prø-ver tillatt å kjøle til fysiologisk temperatur {37 °C) og Ti-data ble igjen samlet. Prøven ved MS-325 opprettholdt et signifikant tap i Ri (et nettotap på 25 mM"<1> sek"<1>) mens prøven med Gd-DTPA bare demonstrerte små endringer i Ri (et nettotap på 0,5 mM-<1> sek-<1>).

Eksempel 2: MRI Imaging av den termiske denaturering av HSA ved 1,0 Tesla.

De følgende prøver ble fremstilt i 1 % agargeler inneholdende 4,5 % HSA: (1) en kontrollprøve uten et kontrastmiddel; (2) et sammenligningseksempel med Gd-DTPA; og (3) en prøve med MS-325. Kontrastmidlene ble tilsatt i en mengde tilstrekkelig slik at konsentrasjonen av Gd-DTPA og MS-325 var henholdsvis 0,3 mM Gd-DTPA og 0,1 mM MS-325. Slike agargeler inneholdende 4,5 % HSA er referert til som "fan-tomer" .

Initielt Ti-veide MRI scan (FISP-3D, TR=15, TE=4, alfa=30) ved 1,0 tesla av agarfantomene ble deretter erholdt ved en temperatur på ca. 25 °C. De initielle scan viste at fantomene inneholdende MS-325 var lysere enn fantomene inneholdende Gd-DTPA {sammenligningseksempel) eller 4,5 % HSA alene (kontrollprøve); dette resultatet var som forventet på grunn av den spesifikke vinning av MS-325 til HSA.

Fantomene ble deretter varmet i et sirkulerende vannbad med ytterligere Ti-veide MRI scan erholdt over tid. Da temperaturen økte, forble fantomene inneholdende MS-325 mye lysere {mindre signalintensitetstap som målt i % tap ROI (område av interesse)} enn fantomene inneholdende Gd-DTPA eller 4,5 % HSA alene. Se tabell under og figur 2.

Da fantomene ble varmet over 50-60 °C ble de opakke i far-ger, hvilket tilsvarer den termiske denaturering av HSAen. På samme tid, som tabell 2 og figur 2 viser, ble et dramatisk tap av signalintensitet observert for fantomene som inneholdt MS-325 {76 % tap i intensitet). Fantomene som inneholdt Gd-DTPA eller HSA alene frembragte imidlertid bare en moderat endring i signalintensiteten. Gd-DTPA fantomene, selv ved en Gd-DTPA konsentrasjon som var tre ganger høyere enn den anvendt for MS-325 fantomene, forble konstant mørke bilder under MRI-scannene etter termisk denaturering.

Etter at dataene over var samlet ble de denaturerte prøver deretter tillatt å avkjøle til normal fysiologisk temperatur (37 °C). Fantomene inneholdende MS-325 opprettholdt sitt tap i signalintensitet (32 % tap). Kontrollfantomene og fantomene inneholdende Gd-DTPA viste fremdeles henholdsvis bare en 5 % og en 10 % senkning i signalintensitet etter denaturering.

I henhold til disse resultatene kan kontrastmidlene nyttige i denne fremgangsmåte av denne oppfinnelse frembringe en svært sensitiv indikasjon på den termiske denaturering av HSA. Selv når tre ganger konsentrasjonen av et annet kontrastmiddel ble anvendt, kunne ikke denne høyere konsentrasjon frembringe den krevede sensitivitet for å monitorere HSAs termiske denaturering.

Eksempel 3: Etanoldenaturering av HSA

De følgende tre eksempler ble fremstilt i løsninger med 4,5 % HSA: (1) en kontrollprøve uten et kontrastmiddel; (2) et sammenligningseksempel med Gd-DTPA; og (3) en prøve med MS-325. Prøvene med Gd-DTPA og MS-325 ble fremstilt ved å til-sette en vandig formulering (pH=7) omfattende enten Gd-DTPA eller MS-325 til 4,5 % HSA-løsningen. De resulterende blandinger hadde en konsentrasjon på henholdsvis 0,31 mM Gd-DTPA og 0,08 mM MS-325.

Absolutt etanol ble deretter titrert til hver av prøvene. Ti-data (og således Ri-data (= l/Ti) > ble samlet ved 20 MHz og 37 °C etter hver tilsetting med metanol. Se tabell 3 under og figur 3.

Som tabell 3 og figur 3 demonstrerer, i løpet av etanolab-lasjon av de 4,5 % HSA-løsninger, viste prøven inneholdende MS-325 en signifikant senkning i den observerte relaksivitet {33 mM-<1> sek"<1>) og således, som tillater deteksjonen av etanolindusert nekrose. Prøven inneholder en Gd.DTPA {selv ved nesten fire ganger konsentrasjonen av MS-325) viste imidlertid bare en liten endring i observert relaksivitet (0,3 mM<-1> sek"1) .

Claims (35)

1. Anvendelse av et kontrastmiddel for fremstilling av et diagnositisk middel for overvåkning av bildekontrast under forløpet av intervensjonsterapi ved bruk av kontrastforsterket MRI, hvor kontrastmidlet: er i stand til å binde til et målsøkt vev eller vevskomponent som undergår eller har undergått intervensjonen terapi; har en spesifikk affinitet for nevnte vev eller vevskomponent; omfatter en bildeforsterkende enhet (IEM) og en tilstandsavhengig vevsbindingsenhet (SDTBM) hvor: den tilstandsavhengige vevsbindende enhet er særpreget ved en Ri relaksivitet, når bundet til vevet eller vevskomponenten i sin denaturerte tilstand, som er mindre enn omkring 80% av Ri relaksiviteten av kontrastmiddelet når det er bundet til vevet eller vevskomponenten i sin native tilstand; og et bildesignal som er karakteristisk for kontrastmidlet overvåkes for å bestemme hvorvidt den intervensjonene terapi er fullstendig.

2. Anvendelse ifølge krav 1, hvor den aktuelle IEM velges fra gruppen bestående av organiske molekyler, metallioner, salter og chelater, partikler, klustere, jernpartikler, merkede peptider, proteiner, polymerer, liposmer, organiske fargestoffer og uorganiske fargestoffer.

3. Anvendelse ifølge krav 1, hvor den aktuelle IEM omfatter et fysiologisk kompatibelt chelat omfattende minst et syklisk eller asyklisk organisk chelaterende middel kompleksert med en eller flere metallioner med atomnummer 13, 21-34, 39-42, 44-50 eller 57-83.

4. Anvendelse ifølge krav 3, hvor metallionet er et paramagnetisk metallion med atomnummer 21-29, 42, 44 eller 57-83.

5. Anvendelse ifølge krav 4, hvor det paramagnetiske metallion velges fra gruppen bestående av Gd{III), Fe(III), Mn{II), Mn(III), Cr{III), Cu(II), Dy(III), Tb(III), Ho(III), Er(III) ogEu(III).

6. Anvendelse ifølge krav 5, hvor metallionet er Gd(III).

7. Anvendelse ifølge krav 5, hvor det chelaterende middel velges fra gruppen bestående av DTPA, DOTA, DTPA-BMA og HP-D03A.

8. Anvendelse ifølge krav 1, hvor det aktuelle IEM omfatter en jernpartikkel eller et metallchelat av Dy, Gd eller Ho.

9. Anvendelse ifølge krav 1, hvor den aktuelle SDTBM velges fra gruppen bestående av småmolekyler og biomolekyler.

10. Anvendelse ifølge krav 9, hvor den aktuelle SDTBM omfatter et småmolekyl omfattende minst en alifatisk, alkoksy-, alkyltio-, alkylkarbonyl-, alkylkarbonyloksy-, aryl-eller hetrosyklisk gruppe med 1 til 60 karbonatomer og, valgfritt, en eller flere nitrogen-, oksygen-, svovel-, halogen-, alifatisk amid-, ester sulfonamid-, acyl-, sulfonat-, fosfat-, hydroksyl- eller organometalliske substituenter.

11. Anvendelse ifølge krav 10, hvor den aktuelle SDTBM omfatter minst en arylring.

12. Anvendelse ifølge krav 11, hvor den aktuelle SDTBM omfatter minst to arylringer.

13. Anvendelse ifølge krav 12, hvor kontrastmidlet har strukturen:

14. Anvendelse ifølge krav 13, hvor avbildningsmetoden er kontrastforsterket MRI.

15. Anvendelse ifølge krav 13, hvor den intervensjonene terapi er fokusert ultralyd.

16. Anvendelse ifølge krav 9, hvor den aktuelle SDTBM omfatter et biomolekyl omfattende et peptid inneholdende hydrofobe aminosyrerester og/eller substituenter med eller uten hydrofobe eller hydrofile terminale grupper.

17. Anvendelse ifølge krav 1, hvor kontrastmidlet utviser en tilstandsavhengig bindingsaffinitet for et vev eller en vevskomponent i plasma, interstitielt rom, synovialvæske, cerebrospinalvæske, inflammatorisk væske, abscess-væske eller intracellulært rom.

18. Anvendelse ifølge krav 1, hvor kontrastmidlet utviser en tilstandsavhengig bindingsaffinitet for et protein valgt fra gruppen bestående av humant serum albumin, fettsyre-bindende protein, glutatinon-S-transferase og lipoproteiner.

19. Anvendelse ifølge krav 1, hvor kontrastmidlet ytterligere omfatter en blodhalveringstidsforlengende enhet (BHEM) som har en eller flere fullstendige eller partielle negative ladninger i vandig løsning ved fysiologisk pH hvor den negative ladning ikke kan bli delvis eller fullstendig nøytralisert ved kovalent eller koordinativ kovalent binding til den aktuelle IEM.

20. Anvendelse ifølge krav 19, hvor kontrastmidlet utviser en tilstandsavhengig bindingsaffinitet for humant serum albumin .

21. Anvendelse ifølge krav 20, hvor minst 10 % av midlet bindes til humant serum albumin i dets naturlige tilstand.

22. Anvendelse ifølge krav 21, hvor minst 50 % av midlet bindes til humant serum albumin i dets naturlige tilstand.

23. Anvendelse ifølge krav 22, hvor minst 80 % av midlet bindes til humant serum albumin i dets naturlige tilstand.

24. Anvendelse ifølge krav 24, hvor minst 95 % av midlet bindes til humant serum albumin i dets naturlige tilstand.

25. Anvendelse ifølge krav 20, hvor kontrastmidlet utviser en bindingsaffinitet for humant serum albumin i dets denaturerte tilstand som er mindre enn omkring 80 % av kont-rastmidlets bindingsaffinitet for humant serum albumin i dets naturlige tilstand.

26. Anvendelse ifølge krav 25, hvor kontrastmidlet utviser en bindingsaffinitet for humant serum albumin i dets denaturerte tilstand som er mindre enn ca. 50 % av kontrast-midlets bindingsaffinitet for humant serum albumin i dets naturlige tilstand.

27. Anvendelse ifølge krav 26, hvor kontrastmidlet utviser en bindingsaffinitet for humant serum albumin i dets denaturerte tilstand som er mindre enn ca. 20 % av kontrastmidlet bindingsaffinitet for humant serum albumin i dets naturlige tilstand.

28. Anvendelse ifølge krav 27, hvor kontrastmidlet utviser en bindingsaffinitet for humant serum albumin i dets denaturerte tilstand som er mindre enn ca. 10 % av kontrast-midlets bindingsaffinitet for humant serum albumin i dets naturlige tilstand.

29. Anvendelse ifølge krav 1, hvor kontrastmidlet utviser en Ri-relaksivitet når det er bundet til vevet eller vevskomponenten i dens denaturerte tilstand som er mindre enn omkring 50 % av Ri-relaksiviteten til kontrastmidlet når det er bundet til vevet eller vevskomponenten i dens naturlige tilstand.

30. Anvendelse ifølge krav 29, hvor kontrastmidlet utviser en Ri-relaksivitet når det er bundet til vevet eller vevskomponenten i dens denaturerte tilstand som er mindre enn omkring 20 % av Ri-relaksiviteten til kontrastmidlet når det er bundet til vevet eller vevskomponenten i dens naturlige tilstand.

31. Anvendelse ifølge krav 30, hvor kontrastmidlet utviser en Ri-relaksivitet når det er bundet til vevet eller vevskomponenten i dens denaturerte tilstand som er mindre enn omkring 10 % av Ri-relaksiviteten til kontrastmidlet når det er bundet til vevet eller vevskomponenten i dens naturlige tilstand.

32. Anvendelse ifølge krav 1, hvor kontrastmidlet utviser en Ri-relaksivitet når den intervensjonene terapi er av-sluttet og det målsøkte vev eller vevskomponent returneres til fysiologiske betingelser som er mindre enn omkring 80 % av Ri-relaksiviteten til kontrastmidlet når det er bundet til vevet eller vevskomponenten i sin naturlige tilstand.

33. Anvendelse ifølge krav 32, hvor kontrastmidlet utviser en Ri-relaksivitet når den intervensjonene terapi er av-sluttet og det målsøkte vev eller vevskomponent returneres til fysiologiske betingelser som er mindre enn omkring 50 % av Ri-relaksiviteten til kontrastmidlet når det er bundet til vevet eller vevskomponenten i sin naturlige tilstand.

34. Anvendelse ifølge krav 33, hvor kontrastmidlet utviser en Ri-relaksivitet når den intervensjonene terapi er av-sluttet og det målsøkte vev eller vevskomponent returneres til fysiologiske betingelser som er mindre enn omkring 20 % av Ri-relaksiviteten til kontrastmidlet når det er bundet til vevet eller vevskomponenten i sin naturlige tilstand.

35. Anvendelse ifølge krav 34, hvor kontrastmidlet utviser en Ri-relaksivitet når den internvensjonelle terapi er av-sluttet og det målsøkte vev eller vevskomponent returneres til fysiologiske betingelser som er mindre enn omkring 10 % av Ri-relaksiviteten til kontrastmidlet når det er bundet til vevet eller vevskomponenten i sin naturlige tilstand.