PL188011B1 - Sposób wytwarzania mikrocząstek do obrazowania diagnostycznego, kompozycja do obrazowania diagnostycznego i sposób zwiększenia hydrofobowości mikrocząstek do obrazowania diagnostycznego - Google Patents

Abstract

1 . Sposób w ytw arzania m ikroczastek do obrazow ania diagnostycznego, w którym m ikroczastki tw orzy sie z bio- logicznie zgodnego polim eru, zas do wnetrza utworzonych m ikroczastek w prow adza sie gazow y srodek obrazow ania, znamienny tym, ze przed form ow aniem m ikroczastek do polim eru w prow adza sie zw iazek hydrofobow y albo poprzez jednoczesne rozpuszczenie polim eru i zwiazku hydrofobowego w rozpuszczalniku organicznym , albo poprzez stopienie polimeru ze zw iazkiem hydrofobow ym , zas m ikroczastki form uje sie w nastepnym kroku albo poprzez usuw anie rozpusz- czalnika polim eru, albo poprzez oziebianie polim eru, przy czym zw iazek hydrofobow y m iesza sie z polim erem w ilosci skutkujacej zw iekszeniem echogenicznosci m ikroczastek w odniesieniu do echogenicznosci m ikroczastek bez zw iazku hydrofobowego, a jako zw iazek hydrofobow y stosuje sie zw iazek w ybrany z grupy zaw ierajacej kw asy tluszczow e, alkoho- le kwasów tluszczow ych, bezw odniki kwasów tluszczow ych, hydroksykw asy tluszczow e, prostoglanydyny, fosfolipidy, s fingolipidy, pochodne cholesterolu 1 pochodne steroidu, witaminy, terpeny, tryptofan, tyrozyne, izoleucyne, leucyne, wali- ne, parabenowy alkil i kw as benzoesowy. 13 K om pozycja do obrazow ania diagnostycznego w postaci m ikroczastek zaw ierajacych zgodny biologicznie po- limer 1 wprow adzony do ich w netrza gaz jako srodek obrazow ania, znam ienna tym, ze m aterial m ikroczastek zaw iera zwiazek hydrofobowy, w prow adzony do niego przed tworzeniem m ikroczastek albo przez rozpuszczenie polim eru i zw iaz- ku hydrofobowego w rozpuszczalniku organicznym , albo stopienie polim eru i zw iazku hydrofobow ego, przy czym m aterial mikroczastek zaw iera zw iazek hydrofobow y w ilosci skutkujacej zw iekszeniem echogenicznosci tych m ikroczastek po- przez porównanie z echogenicznoscia m ikroczastek bez zw iazku hydrofobow ego, zas zw iazek hydrofobow y stanowi zw ia- zek wybrany z grupy zaw ierajacej kwasy tluszczow e, alkohole kwasów tluszczow ych, bezwodniki kw asów tluszczow ych, hydroksykwasy tluszczow e, prostaglandyny, fosfolipidy, sfingolipidy, pochodne cholesterolu i pochodne steroidu, w itam i- n y terpeny, tryptofan, tyrozyne, izoleucyne, leucyne, waline, parabenowy alkil i kw as benzoesowy. 27 Sposób zw iekszenia hydrofobow osci m ikroczastek do obrazow ania diagnostycznego, tw orzonych z biologicznie zgodnego hydrofobow ego polim eru i m ajacych wprow adzony do ich wnetrza gazow y czynnik obrazow ania diagnostyczne- go, znam ienny tym . ze przed tw orzeniem m ikroczastek do polim eru w prow adza sie zw iazek hydrofobow y w ten sposób, ze rozpuszcza sie w je razem w rozpuszczalniku organicznym albo polim er i zw iazek hydrofobow y poddaje sie stopieniu, a nastepnie tworzy sie m ikroczastki poprzez usuwanie rozpuszczalnika albo oziebianie polim eru do zadanej postaci tych mikroczastek, przy czym zw iazek hydrofobow y m iesza sie z polim erem w ilosci skutkujacej zw iekszeniem echogeniczno- sci tych m ikroczastek poprzez porów nanie z echogenicznoscia m ikroczastek bez zw iazku hydrofobow ego PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania mikrocząstek do obrazowania diagnostycznego. kompozycja do obrazowania diagnostycznego i sposób zwiększenia hydrofobowości mikrocząstek do obrazowania diagnostycznego. przeznaczone w szczególności do stosowania w produkcji mikrocząstkowych kontrastowych środków diagnostycznego obrazowania ultradźwiękowego. zawierających związki umożliwiające zachowanie w przedłużonym czasie ich zwiększonej echogeniczności.

Wiadomo jest. że stosowane dotychczas do uzyskania obrazu organów wewnętrznych i budowy człowieka lub zwierzęcia ultradźwięki. fale ultradźwiękowe. fale energii dźwiękowej. przy częstotliwości powyżej częstotliwości rozróżnialnej przez ucho ludzkie. są odbijane przy przechodzeniu przez ciało.

Różne typy tkanki ciała odbijają różnie fale ultradźwiękowe i odbicia. które są wytwarzane przez fale ultradźwiękowe odzwierciedlające różne struktury wewnętrzne są wykrywane i przetwarzane elektronicznie w monitorze obrazowym.

Dla pewnych stanów medycznych otrzymanie użytecznego obrazu interesującego organu lub struktury jest szczególnie trudne. ponieważ szczegóły struktury nie są odpowiednio łatwo odróżnialne od tkanki otaczającej w obrazie ultradźwiękowym wytworzonym przez odbicie fal ultradźwiękowych przy braku środka zwiększającego kontrast.

Wykrywanie i obserwacja pewnych stanów fizjologicznych i patologicznych mogą być znacznie polepszone przez zwiększenie kontrastu w obrazie ultradźwiękowym. poprzez wlanie środka obrazowania do interesującego organu lub innej struktury.

W innych przypadkach szczególnie ważne jest wykrywanie ruchu samego środka zwiększającego kontrast. Na przykład szczególny wzór przepływu krwi. o którym wiadomo. że wynika ze szczególnych nienormalności sercowo-naczyniowych. może być rozróżnialny tylko przez wlanie środka kontrastowego do prądu krwi i obserwowanie dynamiki przepływu krwi.

Materiały. które są użyteczne jako środki kontrastu ultradźwiękowego. działają poprzez posiadanie wpływu na fale ultradźwiękowe. gdy przechodzą one przez ciało i są odbijane tworząc obraz. na podstawie którego dokonywana jest diagnoza medyczna.

Różne typy substancji wpływają na fale ultradźwiękowe w różny sposób i w różnym stopniu. Ponadto pewne skutki powodowane przez środki zwiększające kontrast są łatwiej mierzone i obserwowane niż inne.

Przy wyborze idealnego składu środka zwiększającego kontrast należałoby wybierać substancję. która ma najbardziej gwałtowny wpływ na falę ultradźwiękową podczas jej przechodzenia przez ciało. Także wpływ na falę ultradźwiękową powinien być łatwo mierzalny.

Istnieją trzy główne skutki zwiększania kontrastu. które mogą być widoczne na obrazie ultradźwiękowym: „rozproszenie wsteczne”. „tłumienie wiązki” i „prędkość różniczki dźwięku”.

188 011

Gdy fala ultradźwiękowa przechodząca przez ciało napotka strukturę taką jak organ lub inna tkanka ciała, struktura ta odbija część fali ultradźwiękowej. Różne struktury w obrębie ciała odbijają energię ultradźwiękową w różny sposób i z różną siłą. Ta odbita energia jest wykrywana i użyta do wytworzenia obrazu struktur przez które przeszła fala ultradźwiękowa.

Termin „rozproszenie wsteczne” odnosi się do zjawiska, w którym energia ultradźwiękowa jest rozpraszana wstecznie w kierunku źródła przez substancję o pewnych własnościach fizycznych.

Od dawna zauważono, że kontrast obserwowany na obrazie ultradźwiękowym może być zwiększony przez obecność substancji znanych jako powodujące dużą ilość rozproszenia wstecznego.

Gdy taka substancja podana jest do określonej części ciała, kontrast pomiędzy obrazem ultradźwiękowym tej części ciała a otaczającymi je tkankami ciała, nie zawierającymi tej substancji, jest zwiększony.

Jest oczywiste, że na skutek ich własności fizycznych, różne substancje wywołują rozproszenie wsteczne w różnym stopniu.

Zgodnie z tym poszukiwanie środków wzmacniających kontrast ześrodkowało się na substancjach, które są trwałe i nietoksyczne i które wykazują maksymalną ilość rozproszenia wstecznego.

Zdolność substancji do wywoływania rozproszenia wstecznego energii ultradźwiękowej zależy od danych charakterystycznych substancji, takich jak jej zdolność do sprężania.

Gdy bada się różne substancje, użyteczne jest porównywanie jednej szczególnej miary zdolności substancji do wywoływania rozproszenia wstecznego znanej jako „przekrój rozproszenia”.

Przekrój rozproszenia poszczególnej substancji jest proporcjonalny do promienia rozproszenia i zależy także od długości fali energii ultradźwiękowej i innych własności fizycznych tej substancji, [J. Ophir i K. J. Parker, Środki Kontrastowe w Diagnostyce Ultradźwiękowej, Ultradźwięki w Medycynie i w Biologii, tom IS, nr 4, str. 319, 323 (1989)].

Przy ocenie użyteczności różnych substancji jako środków kontrastujących obraz, można obliczyć, które środki powinny zapewnić największy kontrast na obrazie ultradźwiękowym.

Można przyjąć, że ściśliwość cząstki stałej jest znacznie mniejsza niż ściśliwość otaczającego ją środowiska i że gęstość tej cząstki jest znacznie większa.

Stosując to założenie, przekrój rozproszenia środka zwiększającego kontrast z cząstek stałych został oszacowany jako 1,75 [Ophir i Parker, jak powyżej, str. 325],

Dla czysto ciekłego rozpraszacza, ściśliwość adiabatyczna i gęstość rozpraszacza i otaczającego środowiska są prawdopodobnie w przybliżeniu równe, co dawałoby w efekcie wynik, że ciecze miałyby przekrój rozpraszania zero. Jednakże ciecze mogą wykazywać pewne rozproszenie wsteczne, jeśli istnieją duże objętości środka ciekłego.

Na przykład, jeśli środek ciekły przechodzi z bardzo małego naczynia do bardzo dużego naczynia tak, że ciecz zajmuje zasadniczo całe naczynie, ciecz może wykazywać mierzalne rozproszenie wsteczne. Tym niemniej, oceniane jest przez specjalistów, że czyste ciecze są względnie nieefektywnymi rozpraszaczami w porównaniu z wolnymi mikropęcherzykami gazowymi.

Innym skutkiem, który może być zaobserwowany wskutek obecności pewnych środków stałych zwiększających kontrast, jest tłumienie fali ultradźwiękowej. Kontrast obrazu został zaobserwowany w konwencjonalnym obrazowaniu dzięki miejscowym różnicom tłumienia pomiędzy pewnymi typami tkanki. [K. J. Parker i R. C. Wang, „Pomiar Tłumienia Ultradźwiękowego w Regionach Wybranych z Obrazów B-Scan”, IEEE Trans. Biomed. Enar. BME 30(8), str. 431-37 (1983); K. J. Parker, R. C. Wang i R. M. Lemer, „Tłumienie Zależności Wielkości i Częstotliwości Ultradźwięków dla Scharakteryzowania Tkanki”, Radiology, 153(3), str. 785-88 (1984)].

Zostało założone, że pomiary tłumienia regionu tkanki dokonane przed i po wlaniu środka mogą dać wzmocniony obraz. Jednakże techniki oparte na kontraście tłumienia jako środku mierzenia wzmocnienia kontrastu środka ciekłego nie są dobrze rozwinięte i, nawet jeśli byłyby w pełni dopracowane, mogą ulegać pogorszeniu od ograniczeń, jeśli chodzi o organy wewnętrzne lub struktury, dla których technika ta może być stosowana.

188 011

Na przykład jest nieprawdopodobne, aby strata tłumienia na skutek ciekłych środków kontrastowych mogła być zaobserwowana w obrazie układu sercowo-naczyniowego z powodu wysokiej objętości ciekłego środka kontrastowego, która byłaby niezbędna w danym naczyniu, zanim mogłaby być zmierzona istotna różnica w tłumieniu.

Pochłanianie energii przez cząstki występuje na skutek mechanizmu określanego jako „ruch względny”. Zmiana w tłumieniu spowodowana przez ruch względny może być pokazana jako wzrastająca liniowo z zagęszczeniem cząstek i jako kwadrat różnicy gęstości pomiędzy cząstkami, a otaczającym środowiskiem. [K. J. Parker i inni, „Środek Kontrastowy z Cząstek Stałych z Potencjałem Obrazowania Ultradźwiękowego Wątroby”, Ultrasound in Medicine & Biology, tom 13, nr 9, str. 555, 561 (1987)].

Dlatego tam, gdzie występuje znaczne nagromadzenie cząstek stałych, kontrast tłumieniowy może być korzystnym mechanizmem obserwowania wzmocnienia kontrastu obrazowego, chociaż skutek jest o znacznie mniejszej wielkości niż przy zjawisku rozproszenia wstecznego i okazałaby się jego mała użyteczność w diagnozach sercowo-naczyniowych.

Dodatkowa technika zwiększania kontrastu na obrazie ultradźwiękowym, wykorzystująca prędkość różniczki głosu, została zaproponowana w oparciu o fakt, że prędkość głosu różni się w zależności od ośrodka, przez który on przechodzi.

Dlatego, jeśli dostatecznie duża objętość środka, w którym prędkość głosu jest inna niż w otaczającej tkance może być wprowadzona do obszaru będącego celem, różnica prędkości głosu w tym obszarze może być mierzalna.

Podsumowując, ultradźwięk diagnostyczny jest potężnym nieinwazyjnym narzędziem, które może być stosowane do uzyskania informacji o organach wewnętrznych ciała.

Nadejście obrazowania skali kontrastów i kolorowego Dopplera znacznie udoskonaliło zakres rozdzielczości tej techniki. Chociaż techniki wykonywania ultradźwięków diagnostycznych polepszono znacznie i ze względu na wykonywanie i stosowanie środków kontrastowych istnieje nadal potrzeba zwiększenia rozdzielczości obrazowania przepływu sercowego i jam sercowych, organów stałych, przepływu nerkowego, przepływu w narządach stałych; sygnałów Dopplera prędkości krwi i kierunku przepływu podczas obrazowania w realnym czasie.

Dla zakapsułkowania środków kontrastowych obrazowania takich jak powietrze stosowana była znaczna różnorodność polimerów naturalnych i syntetycznych. Trzymikrometrowe, wypełnione powietrzem cząstki polimerowe zostały opisane przez Schneidera i innych, w Invest. Radiol., tom 27, strony 134-139 (1 992). Cząstki te były określone jako trwałe w plazmie i pod przyłożonym ciśnieniem. Jednakże przy 2,5 MHz ich echogeniczność była niska.

Inny typ zawiesiny mikropęcherzykowej uzyskano z oczyszczonej ultradźwiękowe albuminy. [Feinstein i inni, J. AM. Coli. Cardiol., tom 11, strony 59-65 (1988)]. Feinstein opisuje przygotowanie mikropęcherzyków, które otrzymują stosowną wielkość dla przejścia przez płuca z doskonałą trwałością in vitro.

Jednakże te mikropęcherzyki są krótkotrwałe in vivo, mając półokres trwałości około kilka sekund (który jest w przybliżeniu równy jednemu przejściu obiegu) z powodu ich niestabilności pod ciśnieniem. [Gottlieb, S. i inni, J. Am. Soc. Echo., tom 3, str. 328 (1990), Skrót; i Shapiro, J. R. i inni, J. Am. Coli. Cardiol., tom 16, strony 1603-1607 (1990)].

Zakapsułkowane w żelatynie pęcherzyki powietrza zostały opisane przez CarrolFa i innych [(Carroll, B. A. i inni, Invest. Radiol., tom 15, strony 260-266 (1980) i Carroll, B. A. i inni, Radiology, tom 143, strony 747-750 (1982)], lecz na skutek ich dużych rozmiarów (12 i 80 mikrometrów) prawdopodobnie nie przeszłyby przez kapilary płucne.

Zakapsułkowane w żelatynie mikropęcherzyki zostały także opisane w międzynarodowym zgłoszeniu patentowym PCT/US80/00502, dokonanym przez Rasor Associates, Inc. Są one utworzone przez „zlewanie się” żelatyny.

Mikropęcherzyki stabilizowane przez mikrokryształy galaktozy (SHU 454 i SHU 508) zostały także opisane przez Fritzscrf’a i innych. [Fritzsch, T. i inni, Invest. Radiol., tom 23 (Dodatek 1), strony 302-305 (1988); i Fritzsch, T. i inni, Inwest. Radiol., tom 25 (Dodatek 1), 160-161 (1990)].

Mikropęcherzyki te są trwałe przez okres do 15 minut in vitro, lecz mniej niż 20 sekund in vivo. [Rovai, D. i inni, J. Am. Coli. Cardiol., tom 10, strony 125-134 (1987); i Smith, M. J. Am. Coli. Cardiol., tom 13, strony 1622-1628 (1989)].

Zakapsułkowane mikropęcherzyki gazu w powłoce z materiału zawierającego fluor są opisane w publikacji WO 96/04018 zgłoszenia międzynarodowego dokonanego przez Molecular Biosystems, Inc.

Europejskie zgłoszenie patentowe Nr 90901933.5, dokonane na rzecz Schering Aktiengesellschaft, ujawnia przygotowanie i stosowanie mikrozakapsułkowanego gazu lub lotnych cieczy dla ultradźwiękowego obrazowania, przy czym mikrokapsułki są tworzone z syntetycznych polimerów lub wielocukrów.

Europejskie zgłoszenie patentowe Nr 91810366.4, dokonane na rzecz Sintetica S.A. (0 458 754 Al), ujawnia mikrobalony gazowe, ograniczone przez międzyfazowo osadzoną membranę polimerową, które mogą być rozproszone w nośniku wodnym dla wstrzyknięcia do organizmu zwierzęcego lub dla podania doustnego, doodbytniczego lub do cewki moczowej w celach terapeutycznych lub diagnostycznych..

Publikacja międzynarodowego zgłoszenia WO 92/18164, dokonanego na rzecz Delta Biotechnology Limited, opisuje przygotowanie mikrocząstek poprzez rozpyłowe suszenie, w bardzo kontrolowanych warunkach, jeśli chodzi o temperaturę, prędkość rozpylania, rozmiar cząstek i warunki suszenia wodnego roztworu białkowego dla utworzenia pustych kul z uwięzionym w nich gazem, do stosowania w obrazowaniu.

Publikacja międzynarodowego zgłoszenia WO 93/25242 opisuje syntezę mikrocząstek dla obrazowania ultradźwiękowego, składających się z gazu zawartego w powłoce z policyjanoakrylanu lub poliestru.

Publikacja międzynarodowego zgłoszenia WO 92/21382 ujawnia wytwarzanie mikrocząstkowych środków kontrastowych, które zawierają wiązaną kowalencyjnie matrycę zawierającą gaz, przy czym matryca jest węglowodanem.

W opisach patentowych USA nr nr 5 334 381, 5 123 414 i 5 352 435, udzielonych na rzecz Unger’a, opisano liposomy użyte do stosowania jako ultradźwiękowe środki kontrastowe, które zawierają gazy, prekursory gazów, takie jak prekursor gazowy pH-aktywizowany lub foto-aktywizowany, jak również inne ciekłe i stałe środki zwiększające kontrast.

W opisie patentowym USA nr 5 393 524, udzielonym na rzecz Quay, ujawniono stosowanie środków zawierających fluoropochodne węglowodorów dla zwiększenia kontrastu w obrazie ultradźwiękowym. Środki te składają się z nadzwyczaj małych pęcherzyków lub mikropęcherzyków wybranych gazów, które charakteryzują się długim okresem trwałości w roztworze i są dostatecznie małe dla przejścia przez płuca, umożliwiając użycie ich w obrazowaniu ultradźwiękowym układu sercowo-naczyniowego i innych żywotnych organów.

Publikacja międzynarodowego zgłoszenia WO 95/23615, dokonanego na rzecz Nycomed, ujawnia mikrokapsułki do obrazowania, które są tworzone przez koacerwację roztworu, na przykład roztworu białkowego zawierającego perfluorowęglowodór.

Zgłoszenie międzynarodowe nr PCT/US94/08416, dokonane na rzecz Massachusetts Institute of Technology, ujawnia mikrocząstki utworzone z polimerów blokowych polietylenowo-glikolowych-poli(laktydo-ko-glikolidowych) mających zakapsułkowane w sobie środki obrazowania zawierające gazy takie jak powietrze i perfluorowęglowodoiy.

W publikacji zgłoszenia międzynarodowego WO 94/16739, dokonanego na rzecz Sonus Pharmaceuticals, Inc. opisano, że podczas, gdy ciała stałe i ciecze odbijają głos do pewnego stopnia, gazy są znane jako skuteczniejsze i są preferowanymi środkami do stosowania jako ultradźwiękowe środki kontrastowe.

W rzeczywistości, jak pokazano w przykładzie 12 w/w zgłoszenia PCT firmy Sonus Pharmaceuticals, Inc., mikrokapsułki białkowe zostały zarzucone, jeśli chodzi o zwiększanie bezpieczeństwa (jak również zagadnienia skuteczności) przy podawaniu świnkom, w porównaniu z emulsjami lub zawiesinami koloidalnymi.

Żaden z tych opisów i żadne z przedstawionych powyżej rozwiązań nie opisuje mikrocząstek. które mogą być wykrywane przy użyciu innych sposobów wykrywania, takich jak

188 011 tomografia emisyjna promieni rentgena. pozytonowa lub fotonowa lub zobrazowanie rezonansem magnetycznym.

We wszystkich tych przypadkach pożądane jest zwiększenie echogeniczności środka obrazowania w połączeniu ze zwiększeniem lub utrzymaniem trwałości i łatwości wytwarzania środka obrazowania.

Jednym ze sposobów zwiększenia echogeniczności mikrocząstki jest zwiększenie czasu. w którym zakapsułkowane gazy pozostają w krążących w obiegu mikrocząstkach. Niestety. w większości przypadków wydyfundowują szybko. bez względu na naturę gazu lub materiał. w którym jest zakapsułkowany. szczególnie w środowisku wodnym obiegu naczyniowego.

W sposobie wytwarzania mikrocząstek do obrazowania diagnostycznego według wynalazku. w którym mikrocząstki tworzy się z biologicznie zgodnego polimeru. zaś do wnętrza utworzonych mikrocząstek wprowadza się do gazowy środek obrazowania. istota rozwiązania polega tym. że przed formowaniem mikrocząstek do polimeru wprowadza się związek hydrofobowy albo poprzez jednoczesne rozpuszczenie polimeru i związku hydrofobowego w rozpuszczalniku organicznym. albo poprzez stopienie polimeru ze związkiem hydrofobowym. zaś mikrocząstki formuje się w następnym kroku albo poprzez usuwanie rozpuszczalnika polimeru albo poprzez oziębianie polimeru. przy czym związek hydrofobowy miesza się z polimerem w ilości skutkującej zwiększeniem echogeniczności mikrocząstek w odniesieniu do echogeniczności mikrocząstek bez związku hydrofobowego. a jako związek hydrofobowy stosuje się związek wybrany z grupy zawierającej kwasy tłuszczowe. alkohole kwasów tłuszczowych. bezwodniki kwasów tłuszczowych, hydroksykwasy tłuszczowe. prostoglanydyny. fosfolipidy. sfingolipidy. pochodne cholesterolu i pochodne steroidu. witaminy. terpeny. tryptofan. tyrozynę. izoleucynę leucynę. walinę. parabenowy alkil i kwas benzoesowy.

Korzystnie według wynalazku związek hydrofobowy wprowadza się z polimerem przy stosunku wagowym pomiędzy związkiem hydrofobowym a polimerem wynoszącym od 0.01 do 30.

Korzystnie jest również według wynalazku. gdy jako związek hydrofobowy wprowadzany z polimerem. stosuje się lipid przy stosunku wagowym pomiędzy lipidem a polimerem wynoszącym od 0.01 do 30.

Według wynalazku jako lipid stosuje się fosfolipid wybrany z grupy. w skład której wchodzą kwasy fosfatydowe. fosfatydylocholiny z nasyconymi jak i nienasyconymi lipidami. etanoloaminy fosfatydylowe. fosfatydylogliceryny. fosfatydyloseryny. fosfatydyloinozytole. pochodne lizofosfatydyli. kardiolipina i β-acylo-y-alkilofosfolipidy.

Korzystnie stosuje się fosfolipid wybrany z grupy. w skład której wchodzą dwuoleilofosfatydylocholina. dwumirystoilofosfatydylocholina. dwupentadekanoilofosfatydylocholina. dwulauroilofosfatydylocholina. dwupalmitoilofosfatydylocholina. dwustearoilofosfatydylocholina. dwuarachidoilofosfatydylocholina. dwubehenoilofosfatydylocholina. dwutrikozanoilofosfatydylocholina. dwulignoceroilofosfatydylocholina i fosfatydyloetanoloaminy.

Korzystnie według wynalazku jako gaz stanowiący środek obrazowania stosuje się gaz wybrany z grupy. w skład której wchodzą gazy fluorowe. tlen. ksenon. argon. hel i powietrze.

Korzystnie jest również. gdy jako gaz stosuje się gaz wybrany z grupy. w skład której wchodzą CF4. C₂F6. C3F8. C4F8. SF6. C2F4 i C3F6.

Korzystnie jest także w innym wykonaniu sposobu według wynalazku. gdy jako gaz stosuje się oktafluoropropan.

Korzystnie w innym wykonaniu jako polimer do tworzenia mikrocząstki stosuje się polimer syntetyczny.

Korzystnie w kolejnym wykonaniu jako polimer do tworzenia mikrocząstki stosuje się polimer naturalny.

Korzystnie jest także. gdy jako polimer do tworzenia mikrocząstki stosuje się polimer bioprzyczepny.

Korzystnie jest. gdy do tworzenia mikrocząstek stosuje się polimer syntetyczny wybrany z grupy, w skład której wchodzą poli(hydroksykwasy). polibezwodniki. poliortoestry. poliamidy. poliwęglany. politereftalany alkilenowe. poliestry winylu. polihalogenki winylu. polisiloksany. poli(octan winylu), polistyren. poliuretany i ich kopolimery. celulozy syntetyczne.

188 011 polikwasy akrylowe, połi(kwas masłowy), połi(kwas walerianowy), poli(laktydo-ko-kaprolaktan), octan winylowy etylenu, ich kopolimery i mieszanki.

W kompozycji do obrazowania diagnostycznego według wynalazku, w postaci mikrocząstek zawierających biologicznie zgodny polimer i wprowadzony do ich wnętrza gaz jako środek obrazowania, istota rozwiązania polega na tym, że materiał mikrocząstek zawiera związek hydrofobowy, wprowadzony do niego przed tworzeniem mikrocząstek albo przez rozpuszczenie polimeru i związku hydrofobowego w rozpuszczalniku organicznym albo stopienie polimeru i związku hydrofobowego, przy czym materiał mikrocząstek zawiera związek hydrofobowy w ilości skutkującej zwiększeniem echogeniczności tych mikrocząstek poprzez porównanie z echogenicznością mikrocząstek bez związku hydrofobowego, zaś związek hydrofobowy stanowi związek wybrany z grupy zawierającej kwasy tłuszczowe, alkohole kwasów tłuszczowych, bezwodniki kwasów tłuszczowych, hydroksykwasy tłuszczowe, prostaglandyny, fosfolipidy, sfingolipidy, pochodne cholesterolu i pochodne steroidu, witaminy, terpeny, tryptofan, tyrozynę, izoleucynę, leucynę, walinę, parabenowy alkil i kwas benzoesowy.

Korzystnie w kompozycji według wynalazku mikrocząstki zawierają wprowadzony z polimerem związek hydrofobowy w ilości określonej stosunkiem wagowym pomiędzy związkiem hydrofobowym a polimerem wynoszącym od 0,01 do 30.

Korzystnie jest także, gdy mikrocząstki jako związek hydrofobowy zawierają lipid wprowadzony z polimerem przy stosunku wagowym pomiędzy lipidem a polimerem wynoszącym od 0,01 do 30.

Korzystnie jest również, gdy lipid jest fosfolipidem wybranym z grupy, w skład której wchodzą kwasy fosfatydowe, fosfatydylocholiny z lipidami nasyconymi jak inienasyconymi, etanoloaminy fosfatydylowe, fosfatydylogliceryny, fosfatydyloseryny, fosfatydyloinozytole, pochodne lizofosfatydyli, kardiolipina i β-acylo-y-alkilofosfolipidy.

Korzystnie jest także, gdy fosfolipid jest wybrany z grupy, w skład której wchodzą dwuoleilofosfatydylocholina, dwumirystoilofosfatydylocholina, dwupentadekanoilofosfatydylocholina, dwulauroilofosfatydylocholina, dwupalmitoilofosfatydylocholina, dwustearoilofosfatydylocholina, dwuarachidoilofosfatydylocholina, dwubehenoilofosfatydylocholina, dwutrikozanoilofosfatydylocholina, dwulignoceroilofosfatydylocholina i fosfatydyloetanoloaminy.

Korzystnie kompozycja według wynalazku jako środek obrazowania zawiera gaz wybrany z grupy, w skład której wchodzą gazy fluorowe, tlen, ksenon, argon, hel i powietrze.

Korzystnie jest też, gdy gaz jest wybrany z grupy w, skład której wchodzą CF4, C2F6, CaF₈, c4F₈, sF6, c2f4 i C3F6.

Korzystnie jest też, gdy gaz jest oktafluoropropanem. W jednym wykonaniu kompozycji według wynalazku mikrocząstka jest utworzona z polimeru syntetycznego.

Korzystnie polimer jest wybrany z grupy zawierającej poli(hydroksykwasy), polibezwodniki, poliortoestry, poliamidy, poliwęglany, politereftalany alkilenowe polialkohole winylowe, poliwinyloetery, poliestry winylu, polihalogenki winylu, polisiloksany, poli(octan winylu), polistyren, poliuretany i ich kopolimery,- celulozy syntetyczne, polikwasy akrylowe, poli-(kwas masłowy), poii(kwas walerianowy), poli(laktydo-ko-kaprolaktan), octan winylowy etylenu, ich kopolimery i mieszanki.

Kompozycja według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera lipid doprowadzony do stanu płynnego z polimerem przed formowaniem mikrocząstek.

Kompozycja według wynalazku charakteryzuje się także tym, że zawiera lipid i polimer rozpuszczone przed formowaniem mikrocząstek w rozpuszczalniku dla obydwu.

Kompozycja według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera gaz wprowadzony do mikrocząstki po zestaleniu się polimeru i lipidu.

Kompozycja według wynalazku charakteryzuje się nadto tym, że jako polimer zawiera polimer naturalny wybrany z grupy, w skład której wchodzą białka i wielocukry.

W sposobie zwiększenia hydroFobowości mikrocząstek do obrazowania diagnostycznego według wynalazku, tworzonych z biologicznie zgodnego hydrofobowego polimeru i mających wprowadzony do ich wnętrza gazowy czynnik obrazowania diagnostycznego, istota

188 011 rozwiązania polega na tym, że przed tworzeniem mikrocząstek do polimeru wprowadza się związek hydrofobowy w ten sposób, że rozpuszcza się w je razem rozpuszczalniku organicznym albo polimer i związek hydrofobowy poddaje się stopieniu, a następnie mikrocząstki tworzy się poprzez usuwanie rozpuszczalnika albo poprzez oziębianie polimeru do żądanej postaci tych mikrocząstek, przy czym związek hydrofobowy miesza się z polimerem w ilości skutkującej zwiększeniem echogeniczności tych mikrocząstek poprzez porównanie z echogenicznością mikrocząstek bez związku hydrofobowego.

Korzystnie w sposobie zwiększenia hydrofobowości mikrocząstek według wynalazku jako związek hydrofobowy stosuje się związek wybrany z grupy zawierającej kwasy tłuszczowe, alkohole kwasów tłuszczowych, bezwodniki kwasów tłuszczowych, hydroksykwasy tłuszczowe, prostaglandyny, fosfolipidy, sfingolipidy, pochodne cholesterolu i pochodne steroidu, witaminy i terpeny.

Rozwiązania według wynalazku zapewniają uzyskanie mikrocząstek o znacznie zwiększonej echogeniczności, zawierających środek obrazowania, którą mogą zachować przez więcej niż kilka okresów obiegu in vivo.

Jest tak dzięki temu, że kompozycje z mikrocząstkami według wynalazku utrzymują zakapsułkowany gaz jako środek obrazowania przez znacznie dłuższe okresy czasu, zwiększając tym samym ich echogeniczność in vivo.

Zaletą rozwiązań według wynalazku jest dostarczenie mikrocząstek zawierających środki obrazowania, które są przeznaczone do specyficznych regionów ciała.

Nieoczekiwanie według wynalazku okazało się, że wprowadzenie gazów, zwłaszcza gazów fluorowych takich jak perfluorowęglowodory, do mikrocząstek utworzonych z połączenia naturalnego lub syntetycznego polimeru i związku hydrofobowego, korzystnie w postaci określonego lipidu, daje znaczne zwiększenie echogeniczności w porównaniu z mikrocząstkami nie zawierającymi lipidu.

Związki inne niż lipidy, które są hydrofobowe i ograniczają dyfuzję wody do mikrocząstek, mogą być także wprowadzane do mikrocząstek dla zwiększenia echogeniczności.

W zalecanym wykonaniu polimery są syntetycznymi polimerami biodegradowalnymi. Produkowane mikrocząstki mają średnicę odpowiednią dla tkanki, która ma być obrazowana, na przykład średnicę między 0,5 a 8 mikrometrów do podania wewnątrznaczyniowego i średnicę pomiędzy 0,5 a 5 mm do podawania doustnego w celu obrazowania drogi żołądkowojelitowej lub innych świateł przewodów.

Zalecanymi polimerami są polihydroksykwasy, takie jak polikwas mlekowy razem z kwasem glikolowym, polilaktyd lub poliglikolid, najkorzystniej połączone z poliglikolem etylenowym lub innymi materiałami hamującymi absorpcję przez system siateczkowośródbłonkowy (RES).

Najkorzystniejszymi lipidami są fosfolipidy, korzystnie dwupalmitoilofosfatydylocholina (DPPC), dwustearoilofosfatydylocholina (DSPC), dwuarachidoilofosfatydylocholina (DAPC), dwubehenoilofosfatydylocholina (DBPC), dwutrikozanoilofosfatydylocholina (DTPC), dwulignoceroilofosfatydylocholina (DLPC), wprowadzone w stosunku wagowym pomiędzy lipidem a polimerem wynoszącym jak podano wcześniej od 0,01-30, najkorzystniej zaś od 0,1-10.

Wprowadzenie dodatkowego lipidu znacznie zwiększa echogeniczność w porównaniu z tymi samymi mikrocząstkami polimerycznymi bez dodatkowego lipidu.

Adhezja tych mikrocząstek może być zwiększona lub zmniejszona przez odpowiedni dobór polimerów bioprzyczepnych (bioadhezyjnych). Na przykład, adhezja ta może być zwiększona w przypadku, gdy polimer jest stosowany do podawania doustnego.

Docelowa wartość może być także osiągnięta przez odpowiedni dobór polimeru lub wprowadzenie do albo sprzężenie z polimerem ligandów, które specjalnie wiążą się z poszczególnymi typami tkanek lub cząsteczkami powierzchni komórek.

Ponadto ligandy mogą być wiązane z mikrokulkami, co powoduje naładowanie, lipofilowość lub hydrofilowość cząstki.

Mikrocząstki polimerowe kompozycji według wynalazku są użyteczne w różnorodnych procedurach obrazowania diagnostycznego włącznie z obrazowaniem ultradźwiękowym, ob188 011 razowaniem rezonansowo-magnetycznym, fluoroskopią, prześwietlaniem promieniami rentgena i tomografią komputerową.

Kompozycja mikrocząstek według wynalazku jest użyteczna zwłaszcza w różnorodnych zastosowaniach diagnostycznych obrazowania ultradźwiękowego, w szczególności w procedurach ultradźwiękowych, takich jak obrazowanie naczyń krwionośnych i echokardiografii.

Mikrokulki otrzymane sposobami według wynalazku mogą być stosowane w różnych zastosowaniach obrazowania, włącznie z zastosowaniami kardiologicznymi, zastosowaniami w obrazowaniu perfuzji krwi jak również w obrazowaniu organów i żył obwodowych.

Przedmiot wynalazku został bliżej przedstawiony na przykładach realizacji uzupełnionych objaśniającym rysunkiem, na którym uwidoczniono wykresy skutku długości łańcucha węgłowego lipidu wprowadzonego do mikrocząstek polimerycznych, sporządzonym jako stopień rozproszenia wstecznego względem czasu (w minutach) dla lecytyny (zaciemnione kółka), DPPc (puste kwadraty), DSPC (puste romby) i DAPC (X). Poniżej na wstępie przedstawiony jest opis procesów i odczynników stosowanych przy wytwarzaniu mikrocząstek sposobem zgodnie z wynalazkiem. Podane są sposoby syntezy polimerycznych układów dostawczych składających się z syntetycznych mikrocząstek polimerowo-lipidowych, które zawierają gazy, zwłaszcza perfluorowęglowodory.

Według stosowania w niniejszym opisie, termin „mikrocząstki” obejmuje mikrokulki i mikrokapsułki jak również mikrocząstki, o ile inaczej nie określono. Mikrocząstki mogą być lub nie być kształtu kulistego.

Mikrokapsułki są określone jako mikrocząstki mające powłokę zewnętrzną polimerową otaczającą rdzeń z innego materiału, w tym przypadku gazu.

Mikrokulki są zasadniczo kulkami polimerycznymi w stanie stałym, które mogą obejmować strukturę o budowie plastra miodu utworzoną przez pory w polimerze, które są wypełnione gazem dla celów obrazowania, jak opisano poniżej.

Do dostarczania gazów fluorowych mogą być stosowane zarówno matryce niebiodegradowalne jak i biodegradowalne zmieszane z lipidami, chociaż matryce biodegradowalne są zalecane, zwłaszcza do wstrzykiwania dożylnego.

Nieerodowalne polimery mogą być stosowane do podawania doustnego. Zalecane są polimery syntetyczne dzięki bardziej odtwarzalnej syntezie i degradacji.

Polimer jest dobierany w oparciu o czas wymagany dla trwałości in vivo, tj. czas wymagany dla doprowadzenia środka obrazowania miejsce, gdzie żądane jest obrazowanie i czas wymagany na obrazowanie.

W jednym z wykonań mikrocząstki z trwałością in vivo pomiędzy około 20 a 30 minut lub więcej mogą być wytworzone do takich zastosowań jak na przykład echokardiografia, neurosonografia, grafia macicy i jajowodów oraz procedury diagnostyczne dotyczące organów stałych.

Trwałość in vivo mikrocząstek z zakapsułkowanym środkiem kontrastowym może być regulowana podczas produkcji przy użyciu polimerów takich jak poliaktyd razem z glikolidem kopolimeryzowanym z glikolem polietylenowym (PEG). PEG, jeśli znajduje się na powierzchni zewnętrznej, może wydłużyć czas obiegu tych materiałów, ponieważ jest on bardzo hydrofilowy.

Reprezentatywnymi polimerami syntetycznymi są: poli(hydroksykwasy takie jak poli(kwas mlekowy), poli(kwas glikolowy) i poli(kwas mlekowy razem z kwasem glikolowym), poliglikolidy, polilaktydy, kopolimery polilaktydowe, ko-glikolidowe i mieszanki, polibezwodniki, poliortoestry, poliamidy, poliwęglany, polialkileny takie jak polietylen i polipropylen, poliglikole alkilenowe takie jak poli(glikol etylenowy), politlenki alkilenowe takie jak poli(tlenek etylenowy), politereftalany alkilenowe takie jak poli(tereftalan etylenowy), polialkohole winylowe, poliwinyloetery, poliestry winylu, polihalogenki winylu takie jak poli-(chlorek winylu), poliwinylopirolidon, polisiloksany, polialkohole winylowe), poli(octan winylu), polistyren, poliuretany i ich kopolimery, pochodne celuloz takie jak alkiloceluloza, hydroksyalkiloceluloza, etery celulozowe, estry celulozowe, nitrocelulozy, metylocelulozy, etylocelulozy, hydroksypropyloceluloza, hydroksypropylometyloceluloza, octan celulozy, propionian celulozy, octanomaślan celulozy, octanoftalan celulozy, karboksyetyloceluloza,

188 011 trójoctan celulozy i sól siarczanu sodowego celulozy (łącznie określane tutaj jako „celulozy syntetyczne”), polimery kwasu akrylowego, kwas albo kopolimery metakrylowe lub pochodne zawierające ich estry, polimetakrylan metylu), polimetakrylan etylu), polimetakrylan butylu), polimetakrylan izobutylu), poli(heksylometakrylan), polimetakrylan izodecylu), polimetakrylan laurylowy), polimetakrylan fenylu), poli(akrylan metylu), poli(akrylan izopropylu), poli(akrylan izobutylu), poli(akrylan oktadekanolu) (łącznie określane tutaj jako „kwasy poliakrylowe”), poli(kwas masłowy), poli(kwas walerianowy) i poli(laktydo-ko-kaprolakton), ich kopolimery i mieszanki.

Zastosowane tu określenie „pochodne” obejmuje polimery mające podstawienia, dodatki grup chemicznych, na przykład alkilowych, alkilenowych, przyłączenia grup wodorotlenowych, utlenienia i inne modyfikacje rutynowo wykonywane przez specjalistów.

Przykłady zalecanych polimerów niebiodegradowalnych obejmują octan winylowy etylenu, kwas poli(met)akrylowy, poliamidy, kopolimery i ich mieszanki.

Przykłady zalecanych polimerów biodegradowalnych obejmują poli(hydrokskwasy), takie jak kwas mlekowy i poliaktyd kwasu glikolowego, poliglikolid, poliaktyd z glikolidem i kopolimery z glikolidem polietylenowym, polibezwodniki, poli(orto)estry, poliuretany, polikwas masłowy), poli (kwas walerianowy) i poli(laktydo-ko-kaprolakton), ich mieszanki i kopolimery.

Przykłady zalecanych polimerów naturalnych obejmują białka takie jak albumina i prolaminy, na przykład zeina, wielocukry takie jak alginian, celuloza i alkanoany wielowodorotlenowe, na przykład maślan wielowodorotlenowy.

Polimery bioprzyczepne szczególnie interesujące w zastosowaniu do powierzchni śluzówkowych, takich jak w drogach żołądkowo-jelitowych, zawierają polibezwodniki, polikwas akrylowy, polimetakrylany metylu), polimetakrylany etylu), polifmetakrylan butylu), polimetakrylan izobutylu), poli(heksylometakrylan), polimetakrylan izodecylu), polimetakrylan laurylowy), polimetakrylan fenylu), poli(akrylan metylu), poli(akrylan izopropylu), polijakrylan izobutylu), poli(akrylan oktadekanolu).

W rozwiązaniach według wynalazku rozpuszczalnik polimerów jest rozpuszczalnikiem organicznym, który jest lotny lub ma względnie niski punkt wrzenia lub może być usunięty w próżni i który jest dopuszczony do podawania ludziom w ilościach śladowych, taki jak chlorek metylenu.

Używane mogą być także inne rozpuszczalniki, takie jak octan etylu, etanol, metanol, dwumetyloformamid (DMF), aceton, acetonitryl, czterowodorofuran (THF), kwas octowy, dwumetylosulfotlenek (DMSO) lub ich kombinacje.

Ogólnie, stosowany polimer jest rozpuszczany w rozpuszczalniku dla utworzenia roztworu polimeru mającego stężenie pomiędzy 0,1 a 60% wagi do objętości, korzystniej pomiędzy 0,25 a 30%.

Poniżej objaśnione są pojęcia „związki hydrofobowe” i „lipidy”.

Ogólnie, zgodnie ze sposobem według wynalazku, wprowadzenie związków hydrofobowych w ilości skutecznej ogranicza wnikanie i/lub absorpcję wody przez mikrocząstki oraz powoduje zwiększenie echogeniczności mikrocząstek polimerycznych mających w sobie zakapsułkowany gaz, zwłaszcza gazy fluorowe takie jak perfluorowęglowOdory.

Według wynalazku lipidy, które mogą być stosowane do stabilizacji gazu wewnątrz mikrocząstek polimerycznych, obejmują głownie, ale nie są ograniczone do następujących klas lipidów: kwasy tłuszczowe i pochodne, jedno-, dwu- i trój-glicerydy, fosfolipidy, sfingolipidy, pochodne cholesterolu i pochodne steroidów, terpeny i witaminy.

Kwasy tłuszczowe i ich pochodne mogą obejmować, ale nie są ograniczone do następujących: kwasy tłuszczowe nasycone i nienasycone, kwasy tłuszczowe o liczbach nieparzystych i parzystych, izomery cis i trans oraz pochodne kwasów tłuszczowych obejmujące alkohole, estry, bezwodniki, hydroksykwasy tłuszczowe i prostaglandyny.

Kwasy tłuszczowe nasycone i nienasycone, które mogą być stosowane, obejmują głównie, ale nie są ograniczone do cząsteczek, które zawierają od 12 atomów węgla do 22 atomów węgla w postaci liniowej albo rozgałęzionej.

188 011

Przykłady kwasów tłuszczowych nasyconych, które mogą być stosowane, obejmują głównie, ale nie są ograniczone do związków takich jak kwas laurynowy, mirystynowy i stearynowy.

Przykłady kwasów tłuszczowych nienasyconych, które mogą być stosowane, obejmują, ale nie są ograniczone do kwasów laurynowego, fizeterynowego, mirystoleinowego, palmitoleinowego, petroselininowego i oleinowego.

Przykłady kwasów tłuszczowych rozgałęzionych, które mogą być stosowane, obejmują, ale nie są ograniczone do związków takich jak kwas izolaurynowy, izomistyrynowy, izopalmitynowy i izostearynowy oraz pochodne izoprenu.

Pochodne kwasów tłuszczowych obejmują kwas 12-(((7'-dwuetylaminokumaryno-3-il)-karbonylo)metylamino-oktadekanoinowy, kwas N-[l 2-(((7'-dwuetylaminokumaryno-3-il)-karbonylo)metylamino)oktadekanoilo]-2-aminopalmitynowy, N-sukcinylo-dwuoleilofosfatydyloetanoloaminę i palmitoilohomocysteinę i/lub ich kombinacje.

Jedno-, dwu- i trój-glicerydy lub ich pochodne, które mogą być stosowane, obejmują, ale nie są ograniczone do cząsteczek, które mają kwasy tłuszczowe lub mieszaniny kwasów tłuszczowych zawierające od 6 do 24 atomów węgla, dwugalaktozylodwugliceryd, 1,2-dwuoleilo-sn-glicerynę; l,2-dwupalmitoilo-sn-3-sukcyniloglicerynę i l,3-dwupalmitoilo-2-sukcyniloglicerynę.

Fosfolipidy, które mogą być stosowane, obejmują, ale nie są ograniczone do związków takich jak kwasy fosfatydowe, fosfatydylocholiny z lipidami zarówno nasyconymi jak i nienasyconymi, etanoloaminy fosfatydylowe, fosfatydylogliceryny, fosfatydyloseryny, fosfatydyloinozytole, pochodne lizofosfatydyli, kardiolipina i β-acylo-y-alkilo fosfolipidy.

Przykłady fosofolipidów obejmują, ale nie są ograniczone do związków takich jak fosfatydylocholiny takie jak dwuoleilofosfatydyłocholina, dwumirystoilofosfatydylocholina, dwupentadekanoilofosfatydylocholina, dwulauroilofosfatydylocholina, dwupalmitoilofosfatydylocholina (DPPC), dwustearoilofosfatydylocholina (DSPC), dwuarachidoilofosfatydylocholina (DAPC), dwubehenoilofosfatydylocholina (DBPC), dwutrikozanoilofosfatydylocholina (DTCP), dwulignoceroilofosfatydylocholina (DLPC) i fosfatydyloetanoloaminy takie jak dwuoleilofosfatydyloetanoloamina lub l-heksadecylo-2-palmitoiloglicerynofosfoetanoloamina.

Mogą być także stosowane fosfolipidy z asymetrycznymi łańcuchami acylowymi (np. z jednym łańcuchem acylowym o 6 atomach węgla i drugim łańcuchem acylowym o 12 atomach węgla).

Sfmgolipidy, które mogą być stosowane, obejmują ceramidy, sfingomieliny, cerebrozydy, gangliozydy, sulfatydy i lizosulfatydy. Przykłady sfingolipidów obejmują, ale nie są ograniczone do związków takich jak gangliozydy GM1 i GM2.

Steroidy, które mogą być stosowane, obejmują, ale nie są ograniczone do związków takich jak cholesterol, siarczan cholesterolu, hemibursztynian cholesterolu, 6-(5-cholesterolo-3p-iloksy)heksylo-6-amino-6-dezoksylo-l-tio-a-D-galaktopyranozyda, 6-(5-cholesteno-Sf^-iill^l^i^s^yi^i^i^i^s^lL^-^^-^j^i^ii^t^-^^-^i^i^e^t^l^i^s^ll^-^i-^l^ii^-^a-D-mannopyranozyda i choresterylo(4'-trójmetylo-35-amono)butanonian.

Dodatkowe związki lipidowe, które mogą być stosowane, obejmują tokoferol i pochodne oraz oleje i oleje z nich pochodzące takie jak stearyloamina.

Mogą być stosowane różnorodne lipidy kationowe takie jak DOTMA, N-[l-(2,3-dwuoleOi ikooksy)propyl-N,N,N-trójmetv]oamonochlorek; DOTAP, 1,2idwuoleoilooksy-3-(trójmetyloamono)propan; oraz DOTB, l,2idwuoleoilo-3-(4'-trójmetylo-amono)butαnoilo-sn gliceryna.

Najbardziej zalecanymi lipidami są fosfolipidy, korzystnie DPPC, DDSPC, DAPC, DSPC, DTPC, DBPC, DLPC, a najkorzystniej DPPC, DAPC i DBPC.

Zawartość lipidów mieści się przy stosunku wagowym lipidów do polimerów w zakresie 0,01-30, najkorzystniej w zakresie pomiędzy 0,1-10.

Inne zalecane związki hydrofobowe obejmują aminokwasy takie jak tryptofan, tyrozyna, izoleucyna, leucyna i walina, związki aromatyczne takie jak paraben alkilowy, na przykład paraben metylowy i kwas benzoesowy.

Do mikrocząstek jako środki obrazowania może być wprowadzony każdy zgodny biologicznie lub akceptowalny farmakologicznie gaz.

188 011

Termin „gaz” odnosi się do każdego związku. który jest gazem lub jest zdolny do tworzenia gazu w temperaturze. w której obrazowanie jest wykonywane.

Gaz może być złożony się z pojedynczego związku takiego jak tlen. azot. ksenon. argon albo może być mieszaniną związków taką jak powietrze.

Preferowane są gazy fluorowe. Przykłady gazów fluorowych obejmują CF4. C2F6. C3F8. C4F8. SFó. C2F4 i C3F6.

Szczególnie preferowany jest perfluoropropan. ponieważ zapewnia to gaz nierozpuszczalny. który nie będzie skraplał się w temperaturze stosowania i który jest farmakologicznie akceptowalny. W miejsce gazu lub w kombinacji z gazem mogą być wprowadzone inne środki obrazowania.

Te inne środki obrazowania. które mogą być wykorzystywane. obejmują dostępne w handlu środki stosowane w tomografii pozytonowej emisyjnej (PET). tomografii wspomaganej komputerowo (CAT). tomografii komputerowej emisyjnej pojedynczego fotonu. prześwietlaniu rentgenowskim. fluoroskopii i obrazowaniu rezonansem magnetycznym (MRI). Mikrocząstki naładowane tymi środkami mogą być wykrywane przy użyciu standardowych technik dostępnych w stanie techniki i dostępnego w handlu wyposażenia.

Przykłady materiałów do stosowania jako środki kontrastowe w obrazowaniu rezonansem magnetycznym obejmują chelaty gatalinowe obecnie dostępne. takie jak kwas duetylenotrójaminopięciooctowy (DTPA) i dwumeglumin gatopentotanowy. jak również żelazo. magnez. mangan. miedź i chrom.

Przykłady materiałów użytecznych dla tomografii wspomaganej komputerowo (CAT) i prześwietlania rentgenowskiego obejmują materiały oparte na jodzie do podawania dożylnego. takie jak monomery jonowe dla których typowymi są diatrizoan i iotalaman. monomery niejonowe takie jak iopamidol. izoheksol i joversol. dimery niejonowe takie jak jotrol i jodiksanol i dimery jonowe. na przykład joksagaln. Inne użyteczne materiały obejmują bar do stosowania doustnego.

Poniżej opisane są ogólnie sposoby wytwarzania mikrocząstek według wynalazku i otrzymywane mikrocząstki. W najbardziej zalecanym wykonaniu sposobu ich wytwarzania. mikrocząstki są wytwarzane przez suszenie rozpyłowe.

Jak to określono w istocie wynalazku. w sposobach tych mogą być też użyte inne techniki. takie jak ekstrakcja rozpuszczalnika. zakapsułkowywanie gorącego roztopionego materiału mikrocząstek i odparowywanie rozpuszczalnika. co szczegółowo omówiono poniżej. Głównym kryterium jest to. że polimer musi być rozpuszczony lub stopiony z lipidem przed ukształtowaniem mikrocząstki. Chociaż opisano to specjalnie w odniesieniu do wprowadzenia lipidu. zrozumiałe jest. że lipid może być zastąpiony przez inne użyteczne związki hydrofobowe. W zalecanym wykonaniu gaz jest następnie wymieniany przez przyłożenie strumienia pożądanego gazu do mikrokulek lub odciągnięcie próżniowe dla usunięcia zakapsułkowanego gazu. a następnie napełnienie pożądanym gazem.

a. Odparowanie rozpuszczalnika

W sposobie tym polimer jest rozpuszczany w lotnym rozpuszczalniku organicznym takim jak chlorek metylenu. Środek tworzący pory. jako ciało stałe lub w roztworze. może być dodawany do roztworu polimeru. dla użycia w formowaniu mikrocząstek. do których ma być wprowadzony gaz jako środek obrazowania.

Jeśli mają być wprowadzone inne środki obrazowania. to środek obrazowania może być dodany jako albo ciało stałe albo w roztworze do roztworu polimeru.

Mieszanina jest traktowana dźwiękami wysokiej częstotliwości lub homogenizowana. a otrzymana w wyniku tego dyspersja lub emulsja jest dodawana do roztworu wodnego. który zawiera środek powierzchniowo czynny taki jak TWEEN™20. TWEEN™80. PEG (glikol polietylenowy) lub poli(alkohol winylowy) i jest homogenizowany do postaci emulsji.

Otrzymana emulsja jest mieszana do chwili aż większość rozpuszczalnika organicznego wyparuje. opuszczając mikrocząstki. Może być stosowanych kilka różnych stężeń polimeru w zakresie od 0.05-0.60 g/ml. Sposobem tym mogą być otrzymane mikrocząstki o różnych rozmiarach w zakresie od 1-1000 mikrometrów i o różnych morfologiach. Sposób ten jest uzyteczny dla względnie trwałych polimerów takich jak poliestry.

188 011

Odparowanie rozpuszczalnika jest opisane przez E. Mathiowitz'a i innych, w J. Scanning Microscopy, 4, 329 (1990); L. R. Beck'a i innych, Fertil. Steril., 31, 545 (1979); S. Benita i innych, J. Pharm. Sci., 73, 1721 (1984). Jednakże nietrwałe polimery, takie jak polibezwodniki, mogą degradować się podczas procesu wytwarzania na skutek obecności wody. Dla tych polimerów bardziej użyteczne są następujące dwa sposoby, które są wykonywane w całkowicie organicznych rozpuszczalnikach.

b. Mikrozakapsułkowanie gorącego stopionego materiału mikrocząstek

W sposobie tym polimer i lipid są najpierw topione, a następnie mieszane z cząstkami stałymi środka tworzącego pory lub stałym albo ciekłym środkiem diagnostycznym. Mieszanina jest zawieszona w nie mieszającym się rozpuszczalniku (przykładowo takim jak olej silikonowy) i, podczas ciągłego mieszania, podgrzewana do temperatury 5°C powyżej punktu topienia się polimeru. Gdy emulsja jest już ustabilizowana, jest następnie chłodzona aż do zestalenia się cząstek polimeru. Otrzymane mikrocząstki są myte poprzez dekantację nierozpuszczalnikiem polimerowym takim jak eter ropy naftowej (frakcja wrząca w temperaturze od 20-135°C) dając swobodnie przepływający proszek. Tym sposobem mogą być otrzymane mikrocząstki o rozmiarach pomiędzy 1 a 1000 mikrometrów. Powierzchnie zewnętrzne cząstek przygotowanych tą techniką są zwykle gładkie i zwarte. Procedura ta jest stosowana do przygotowania mikrocząstek wykonanych z poliestrów i polibezwodników. Jednakże sposób ten jest ograniczony do polimerów o masach cząsteczkowych pomiędzy 1000-50000.

Mikrozakapsułkowanie gorącego stopionego materiału jest opisane przez E. Mathiowitz'a i innych, Reactive Polymers, 6, 275 (1987). Polibezwodniki, na przykład wykonane z dwu-karboksyfenoksypropanu i kwasu sebacynowego ze stosunkiem molowym 20:80 (P(CPP-SA) 20:80) (masa cząsteczkowa 20000), mogą być przygotowane przez mikrozakapsułkowanie gorącego stopionego materiału lub na przykład, poli(fumarowo-ko-sebacynowe) (20:80) (masa cząsteczkowa 15000) mikrocząstki mogą być przygotowane przez mikrozakapsułkowanie gorącego stopionego materiału.

c. Usuwanie rozpuszczalnika

Technika ta była początkowo przewidziana dla polibezwodników. W metodzie tej środek tworzący pory jest rozpraszany lub rozpuszczany w roztworze wybranego polimeru i lipidu w lotnym rozpuszczalniku organicznym takim jak chlorek metylu. Mieszanina ta dla utworzenia emulsji jest zawieszana przez mieszanie w oleju organicznym (takim jak olej silikonowy). W odróżnieniu od opisanego odparowywania rozpuszczalnika, sposób ten może być zastosowany do wykonywania mikrocząstek z polimerów o wysokich temperaturach topienia i różnych masach cząsteczkowych. Zewnętrzna morfologia cząstek wyprodukowanych tą techniką jest bardzo zależna od typu użytego polimeru.

d. Suszenie rozpyłowe mikrocząstek

Mikrocząstki mogą być wytwarzane poprzez suszenie rozpyłowe przez rozpuszczanie polimeru zgodnego biologicznie i lipidu w stosownym rozpuszczalniku, dyspergowanie środka tworzącego pory do roztworu polimerowego, a następnie suszenie rozpyłowe roztworu polimerowego dla utworzenia mikrocząstek.

Jak określa się tutaj, proces „suszenia rozpyłowego” roztworu polimerowego i środka tworzącego pory odnosi się do procesu, w którym roztwór jest rozpylany dla utworzenia delikatnej suszonej mgły poprzez bezpośredni kontakt z gorącymi gazami nośnymi.

Przy używaniu dostępnego w tej dziedzinie techniki urządzenia do suszenia rozpyłowego, roztwór polimerowy jest dostarczany poprzez otwór wlotowy suszarki rozpyłowej, przechodzi przez rurę w suszarce i następnie jest rozpylany przez otwór wylotowy.

Temperatura może być zmieniana w zależności od zastosowanego gazu i polimeru. Dla wytworzenia produktów o pożądanych parametrach, temperatura otworów wlotowego i wylotowego jest sterowana.

Rozmiar cząstek stałych roztworu polimerowego jest funkcją dyszy użytej do rozpylania roztworu polimerowego, ciśnienia w dyszy, prędkości przepływu, użytego polimeru, stężenia polimeru, typu rozpuszczalnika i temperatury rozpylania (zarówno temperatury wlotowej jak i wylotowej) i masy cząsteczkowej. Zasadniczo, im wyższa masa cząsteczkowa, tym większy rozmiar cząstki, przyjmując, że stężenie jest takie same.

188 011

Typowe parametry suszenia rozpyłowego są następujące: stężenie polimeru = 0,005-0,20 g/ml, temperatura wlotowa =30-1000°C, temperatura wylotowa =20-100°C, prędkość przepływni polimeru = 2,283-3,33 ml/sek (5-222 ml/min.), średnica wewnętrzna dyszy = 0,2-4 mm.

Mogą być otrzymane mikrocząstki w zakresie średnicy pomiędzy jednym a dziesięcioma mikrometrami, z morfologią, która zależy od wyboru polimeru, stężenia, masy cząsteczkowej i przepływu rozpylania. Jeśli środek obrazowania jest stały, środek ten może być zakapsułkowany jako cząstki stałe, które są dodawane do roztworu polimeru przed rozpylaniem lub środek obrazowania może być rozpuszczany w roztworze wodnym, który jest następnie emulgowany z roztworem polimeru przed rozpylaniem, lub to ciało stałe może być rozpuszczane wspólnie z polimerem w stosownym rozpuszczalniku przed rozpylaniem,

e. Mikrocząstki hydrożelowe

Mikrocząstki wykonane z polimerów typu żelowego, takich jak polifosfozan lub polimetakrylan metylu, są wytwarzane przez rozpuszczenie polimeru w roztworze wodnym, zawieszenie, jeśli to pożądane, środka tworzącego pory i zawieszenie lipidu w mieszaninie, homogenizowanie mieszaniny oraz wytłoczenie przez urządzenie formujące mikrokropelki, produkujące mikrokropelki, które spadają do kąpieli utwardzającej, składającej się z roztworu o przeciwnie naładowanych jonach lub roztworu polielektrolitowego, która to kąpiel jest wolno mieszana.

Korzyścią tych układów jest zdolność do dalszej modyfikacji powierzchni mikrocząstek przez powleczenie ich polimerami polikationowymi, takimi jak polilizyna, po wytworzeniu. Cząstki mikrocząstkowe są kontrolowane przez stosowanie wytłaczarek różnej wielkości.

Podczas syntezy mikrocząstek zawierających środki obrazowe, dla ułatwienia formowania mikrocząstek stałych dodawane mogą być różnorodne dodatki, przykładowo środki powierzchniowo czynne lub emulgatory.

Przykładowe emulgatory lub środki powierzchniowo czynne, które mogą być użyte (0,1-5% wagowo) obejmują większość fizjologicznie dopuszczalnych emulgatorów.

Przykłady obejmują naturalne i syntetyczne formy soli żółciowych lub kwasów żółciowych, zarówno sprzężonych z aminokwasami jak i niesprzężonych takich jak taurodezoksycholan i kwas cholowy. Środki tworzące pory mogą być zawarte w ilości pomiędzy 0,01% a 90% wagi do objętości, dla zwiększenia tworzenia porów. Na przykład, przy suszeniu rozpyłowym, odparowywaniu rozpuszczalnika, środek tworzący pory taki jak sól lotna, na przykład wodorowęglan amonowy, octan amonowy, chlorek amonowy lub benzoesan amonowy lub inna sól liofilizowana, jest najpierw rozpuszczany w wodzie. Roztwór zawierający środek tworzący pory jest następnie emulgowany z roztworem polimerowym dla utworzenia kropelek środka tworzącego pory w polimerze. Emulsja ta jest następnie suszona rozpyłowo lub pobierana przez proces ekstrakcji/odparowywania rozpuszczalnika. Po wytrąceniu polimeru, utwardzone mikrocząstki są zamrażane i liofilizowane dla usunięcia środków tworzących pory.

W zalecanym wykonaniu dla przygotowania wstrzykiwalnych mikrocząstek zdolnych do przechodzenia przez płucne łożysko włoskowate, mikrocząstki powinny mieć średnice w przybliżeniu pomiędzy jednym, a dziesięcioma mikrometrami. Większe mikrocząstki mogą zatykać łożysko płucne, a mniejsze mikrocząstki mogą nie zapewniać dostatecznej echogeniczności. Większe mikrocząstki są użyteczne dla podawania drogami innymi niż wstrzykiwanie, na przykład doustnie (dla ocenienia drogi żołądkowo-jelitowej), nałożenie na inne powierzchnie śluzówkowe (odbytnicze, pochwowe, ustne, nosowe) lub przez inhalację. Zalecany rozmiar cząstek do podawania doustnego wynosi od około 0,5 mikrometra do 5 mm.

Użyteczne, farmaceutycznie akceptowane nośniki zawierają roztwór soli mieszczący w sobie glicerynę i TWEEN 20 i izotoniczny mannit zawierający TWEEN 20.

Analiza wielkości cząstek może być wykonywana na liczniku Coultefa przez lekką mikroskopię, skaningową mikroskopię elektronową lub transmitancyjną mikroskopię elektronową.

188 011

Mikrocząstki mogą być ukierunkowane specjalnie lub niespecjalnie poprzez dobór polimeru tworzącego mikrocząstkę, rozmiaru mikrocząstki i/lub wprowadzenie lub przyłączenie do mikrocząstek ligandu.

Na przykład, do powierzchni mikrocząstki mogą być przyłączone biologicznie aktywne molekuły lub molekuły wpływające na ładunek, lipofiłowość lub hydrofilowość cząstki. Ponadto do mikrocząstek mogą być przyłączone molekuły, które minimalizują adhezję tkanki lub które ułatwiają specjalne ukierunkowanie mikrocząstek in vivo. Reprezentatywne molekuły ukierunkowane zawierają przeciwciała, lektyny i inne molekuły, które są specjalnie wiązane przez receptory na powierzchniach komórek szczególnego typu. Poprzez odpowiednie dobory możliwe jest wpływanie na hamowanie wychwytu przez układ siateczkowośródbłonkowy (RES). Wychwyt i usuwanie mikrocząstek mogą być także minimalizowane przez dobór polimeru i/lub wprowadzanie albo przyłączanie molekuł, które minimalizują adhezję lub wychwyt.

Na przykład, adhezja tkanki przez mikrocząstkę może być minimalizowana przez wiązanie kowalencyjne części poli(głikolu alkilenowego) do powierzchni mikrocząstki. Powierzchniowe części poli(glikolu alkilenowego) mają wysokie powinowactwo do wody, co zmniejsza adsorpcję białka na powierzchni cząstki. Dzięki temu rozpoznanie i wychwyt mikrocząstki przez układ siateczkowo-śródbłonkowy (RES) są redukowane.

Przykładowo, końcowa grupa wodorotlenowa poli(glikolu alkilenowego) może być użyta do kowalentnego przyłączenia biologicznie aktywnych molekuł lub molekuł wpływających na ładunek, lipofiłowość lub hydrofilowość cząstki, do powierzchni mikrocząstki. Dostępne sposoby techniczne mogą być użyte do przyłączenia jakiegokolwiek z szerokiego zakresu ligandów do mikrocząstek dla wzmocnienia własności podawania, trwałości lub innych własności mikrocząstek in vivo.

W swych zastosowaniach diagnostycznych otrzymywane mikrocząstki są typowo łączone z farmaceutycznie akceptowanym nośnikiem takim jak roztwór soli buforowany fosforanem lub roztwór soli lub mannit. Następnie ilość skuteczna dla wykrywania jest podawana pacjentowi przy użyciu stosownej drogi, typowo przez wstrzyknięcie do naczynia krwionośnego lub doustnie.

Otrzymane sposobem według wynalazku mikrocząstki zawierające zakapsułkowany środek obrazowania mogą być użyte w obrazowaniu naczyniowym, jak również w zastosowaniach wykrywania chorób wątroby i nerek, w zastosowaniach kardiologicznych, w wykrywaniu i charakteryzowaniu guzów i tkanek rakowych i w mierzeniu obwodowej prędkości krwi. Mikrocząstki te mogą być także łączone z ligandami, które minimalizują adhezję tkanki lub które ukierunkowują mikrocząstki na specyficzne regiony ciała in vivo jak opisano powyżej.

Sposoby i składy opisane powyżej będą lepiej zrozumiałe po wzięciu pod uwagę następujących nie ograniczających przykładów.

Przykład 1

Przygotowanie mikrocząstek oktafluoropropanowych PEG-PLGA/PLGA z lecytyną

3,2 gramów PEG-PLgA (75:25) [(glikolu polietylenowego (IV = 0,75dL/g, produkt Birmingham Polymers)], 6,4 g PLGA (50:50) [(IV= 0,4 dL/g, produkt Henley Chemicals)], 23 mg lecytyny (produkt Spectrum Chemicals) i 193 mg kwasu palmitynowego (produkt Spectrum Chemicals) zostało rozpuszczonych w 190 ml chlorku metylenu.

10,8 ml z 0,70 g/ml octanu amonowego zostało dodanych do roztworu polimeru i następnie mieszanina polimeru i octanu amonowego była homogenizowana przy 166,66 obr./sek. (10000 obr/min.) w okresie ł minuty przy użyciu homogenizatora Virtis. Roztwór był pompowany z prędkością przepływu 20 ml/min. (0,33 ml/sek.) i suszony rozpyłowo przy użyciu suszarki rozpyłowej Bucchi Lab. Temperatura wlotowa wynosiła 40°C. Proszek mikrocząstkowy był gromadzony i liofilizowany na liofilizerze tacowym (FTS) przez 120 godzin. Mikrocząstki były rozdzielone do fiolek Purform o pojemności 5 ml oraz uszczelniane korkami butylowymi i obciskane. Fiolki te były napełnione oktafluoropropanem przy ciśnieniu około 68,95 kPa (10 funt/cal²) i przepłukiwane tym gazem przez trzy minuty. Następnie fiolki były przechowywane w temperaturze 4°C aż do zastosowania.

Średnice cząstek mieściły się w zakresie 1-10 mikrometrów, przy czym ich wielkość ustalano na liczniku Coulter'a z liczbową przeciętną średnią 2,0 mikrometry. Skaningowa mikroskopia elektronowa ujawniła, że cząstki są zasadniczo kuliste z gładkimi powierzchniami i rzadkimi delikatnymi pokarbowaniami na powierzchni.

Przykład 2

Przygotowanie mikrocząstek oktafluoropropanowych PEG-PLGA/PLGA z dwupalmitoilofosfatydylocholmą(DPPC).

Mikrocząstki były przygotowane tak jak w przykładzie 1, z tym wyjątkiem, że w miejsce lecytyny wprowadzono 29,6 mg dwupalmitoilofosfatydylocholiny (produkt Avanti, Birmingham Al).

Przykład 3

Przygotowanie mikrocząstek oktafluoropropanowych PEG-PLGA/PLGA z dwustearoilofosfatydylocholiną (DSPC).

Mikrocząstki były przygotowane tak samo jak w przykładzie 1, z tym wyjątkiem, że w miejsce zastosowanej tam lecytyny wprowadzono 29,9 mg dwustearoilofosfatydylocholiny (produkt Avanti, Birmingham Al).

Przykład 4

Przygotowanie mikrocząstek oktafluoropropanowych PEG-PLGA/PLGA z dwuarachidoilofosfatydylocholiną (DAPC)

Mikrocząstki były przygotowane jak w przykładzie 1, z tym wyjątkiem, że w miejsce lecytyny wprowadzono 29,9 mg dwuarachidoilofosfatydylocholiny (stanowiącej produkt firmy Avanti, Birmingham Al).

Przykład 5

Pomiar in vitro mikrocząstkowego rozproszenia wstecznego

Pomiar rozproszenia wstecznego różnych mikrocząstek polimerycznych zawierających oktafluoropropan wytworzonych w przykładach 1 -4 realizowany był przez wystawienie każdorazowo 10 mikrolitrów zawiesiny otrzymanych mikrocząsteczek na działanie zogniskowanej wiązki ultradźwiękowej. Moc akustyczna rozproszenia wstecznego jako funkcja głębokości w próbce została określona jak następuje.

Do wzbudzenia uderzeniowego przetwornika ultradźwięków zogniskowanych (2,25 MHz), który wysyła impuls ultradźwiękowy do zawiesiny mikrocząstek w soli fizjologicznej, był zastosowany Pulsator-odbiornik (Panametrics® model 5800). Zawiesinę mikrocząstek umieszczono w cylindrycznej komorze próbki (55 ml solanki), która była usytuowana w kąpieli wodnej o kontrolowanej temperaturze wyregulowanej na 37°C. Komora była ustawiona w odległości około 0,0381 m (1,5 cala) od przetwornika ultradźwięków zogniskowanych tak, że przetwornik był zogniskowany na oknie akustycznym tej komory. Komory były obracane z prędkością 15 obr./min. (0,25 obr./sek.) dla utrzymania mikrocząstek w zawiesinie. Zawartość rozpuszczonego gazu w solance była utrzymywana w przybliżeniu na poziomie 90% nasycenia powietrzem, jak to ustalono za pomocą miernika rozpuszczonego tlenu (Orion® model 840). Działanie układu badania akustycznego było sterowane przez komputer PC wykorzystujący chroniony prawnie program o nazwie LabVIEW® (National Instruments®). Komputer włączał pulsator-odbiornik dla uzyskania wzbudzenia uderzeniowego przetwornika ultradźwiękowego. Sygnał rozproszenia wstecznego był odbierany przez ten sam przetwornik i sygnał powrotny był wzmacniany przez zespół pulsatora-odbiomika. Wzmocniony sygnał był przekazywany do oscyloskopu cyfrowego (LeCroy® model 9310AM) dla konwersji cyfrowej przy 100 Megapróbkach/sekundę (MSa/s).

Otrzymany po konwersji cyfrowej (próbkowaniu cyfrowym) sygnał był dalej przetwarzany, to znaczy sygnał był podnoszony do kwadratu, analizowany Szybką Transformatą Fouriera (FFT - FAST FOURlER TRANSFORM) i scalany ponad szerokością pasma 6 dB przetwornika. Dane akustyczne zgromadzone przez układ były przetwarzane do zintegrowanej mocy rozproszenia wstecznego, w dowolnych jednostkach, jako funkcja głębokości w zawiesinie mikrocząstek. Dane pomiarowe z 50 impulsów zintegrowanej mocy rozproszenia wstecznego względem głębokości były uśredniane.

188 011

Ustalano najlepiej pasującą linię prostą przechodzącą poprzez uśrednione dane zintegrowanej mocy rozproszenia wstecznego i współrzędną y, która jest proporcjonalna do współczynnika rozproszenia wstecznego. Każda próbka była badana co 2,5 minuty w ciągu całkowitego okresu czasu wynoszącego 10 minut.

Wykresy rozproszenia wstecznego w funkcji czasu dla czterech różnych partii mikrocząstek otrzymanych w przykładach od 1 -4 są pokazane na załączonym rysunku.

Wiadomo, że lecytyna jest mieszaniną fosfolipidów o różnych długościach łańcuchów. Z wykresów na załączonym rysunku wynika, że gdy długość łańcucha kwasu tłuszczowego przyłączonego do fosfocholiny jest zwiększana, wielkość rozproszenia wstecznego jest bardziej podtrzymywana przez dłuższy okres czasu wykazując zwiększoną trwałość oktafluoropropanu w mikrocząstkach. Stosowanie wysoko oczyszczonych fosfolipidów jest także bardziej efektywne w trwałości gazu w porównaniu z mieszaniną fosfolipidów zawartych w lecytynie.

CZAS [min.) —·— LECYTYNA —DPPC --O-- DSPC --Χ-- DAPC

188 011

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz Cena 4.00 zł.

Claims (28)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania mikrocząstek do obrazowania diagnostycznego, w którym mikrocząstki tworzy się z biologicznie zgodnego polimeru, zaś do wnętrza utworzonych mikrocząstek wprowadza się gazowy środek obrazowania, znamienny tym, że przed formowaniem mikrocząstek do polimeru wprowadza się związek hydrofobowy albo poprzez jednoczesne rozpuszczenie polimeru i związku hydrofobowego w rozpuszczalniku organicznym, albo poprzez stopienie polimeru ze związkiem hydrofobowym, zaś mikrocząstki formuje się w następnym kroku albo poprzez usuwanie rozpuszczalnika polimeru, albo poprzez oziębianie polimeru, przy czym związek hydrofobowy miesza się z polimerem w ilości skutkującej zwiększeniem echogeniczności mikrocząstek w odniesieniu do echogeniczności mikrocząstek bez związku hydrofobowego, a jako związek hydrofobowy stosuje się związek wybrany z grupy zawierającej kwasy tłuszczowe, alkohole kwasów tłuszczowych, bezwodniki kwasów tłuszczowych, hydroksykwasy tłuszczowe, prostoglanydyny, fosfolipidy, sfmgolipidy, pochodne cholesterolu i pochodne steroidu, witaminy, terpeny, tryptofan, tyrozynę, izoleucynę, leucynę, walinę, parabenowy alkil i kwas benzoesowy.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wymieniony związek hydrofobowy wprowadza się z polimerem przy stosunku wagowym pomiędzy związkiem hydrofobowym a polimerem wynoszącym od 0,01 do 30.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako związek hydrofobowy wprowadzany z polimerem stosuje się lipid przy stosunku wagowym pomiędzy lipidem a polimerem wynoszącym od 0,01 do 30.
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że jako lipid stosuje się fosfolipid wybrany z grupy zawierającej kwasy fosfatydowe, fosfatydylocholiny z lipidami nasyconymi jak i nienasyconymi, etanoloaminy fosfatydylowe, fosfatydylogliceryny, fosfatydyloseryny. fosfatydyloinozytole, pochodne lizofosfatydyli, kardiolipinę i β-acylo-y-alkilo fosfolipidy.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosuje się fosfolipid wybrany z grupy, w skład której wchodzą: dwuoleilofosfatydylocholina, dwumirystoilofosfatydylocholina, dwupentadekanoilofosfatydylocholina, dwulauroilofosfatydylocholina, dwupalmitoilofosfatydylocholina, dwustearoilofosfatydylocholina, dwuarachidoilofosfatydylocholina, dwubehenoilofosfatydylocholina, dwutrikozanoilofosfatydylocholina, dwulignoceroilofosfatydylocholina i fosfatydy-loetanoloaminy.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako gaz stanowiący środek obrazowania, stosuje się gaz wybrany jest z grupy, w skład której wchodzą gazy fluorowe, tlen, ksenon, argon, hel i powietrze.
7. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że stosuje się gaz wybrany z grupy, w skład której wchodzą CF4, C2F6, C3F8, C4F8, SFć, C2F4 i C3F6.
8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że jako gaz stosuje się oktafluoropropan.
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako polimer do tworzenia mikrocząstki stosuje się polimer syntetyczny.
10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako polimer do tworzenia mikrocząstki stosuje się polimer naturalny.
11. 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako polimer do tworzenia mikrocząstki stosuje się polimer bioprzyczepny.
12. 12. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że do tworzenia mikrocząstek stosuje się polimer syntetyczny wybrany z grupy, w skład której wchodzą poli(hydtOksykwasy), poli188 011 bezwodniki, poliortoestry, poliamidy, poliwęglany, politereftalany alkilenowe, poliestry winylu, polihalogenki winylu, polisiloksany, poli(octan winylu), polistyren, poliuretany i ich kopolimery, celulozy syntetyczne, polikwasy akrylowe, poli(kwas masłowy), poli(kwas walerianowy), poli(laktydo-ko-kaprolaktan), octan winylowy etylenu, ich kopolimery i mieszanki.
13. 13. Kompozycja do obrazowania diagnostycznego w postaci mikrocząstek zawierających zgodny biologicznie polimer i wprowadzony do ich wnętrza gaz jako środek obrazowania, znamienna tym, że materiał mikrocząstek zawiera związek hydrofobowy, wprowadzony do niego przed tworzeniem mikrocząstek albo przez rozpuszczenie polimeru i związku hydrofobowego w rozpuszczalniku organicznym, albo stopienie polimeru i związku hydrofobowego, przy czym materiał mikrocząstek zawiera związek hydrofobowy w ilości skutkującej zwiększeniem echogeniczności tych mikrocząstek poprzez porównanie z echogenicznością mikrocząstek bez związku hydrofobowego, zaś związek hydrofobowy stanowi związek wybrany z grupy zawierającej kwasy tłuszczowe, alkohole kwasów tłuszczowych, bezwodniki kwasów tłuszczowych, hydroksykwasy tłuszczowe, prostaglandyny, fosfolipidy, sfingolipidy, pochodne cholesterolu i pochodne steroidu, witaminy, terpeny, tryptofan, tyrozynę, izoleucynę, leucynę, walinę, parabenowy alkil i kwas benzoesowy.
14. 14. Kompozycja według zastrz. 13, znamienna tym, że mikrocząstki zawierają wprowadzony z polimerem związek hydrofobowy w ilości określonej stosunkiem wagowym pomiędzy związkiem hydrofobowym a polimerem wynoszącym od 0,01 do 30.
15. 15. Kompozycja według zastrz. 14, znamienna tym, że mikrocząstki jako związek hydrofobowy zawierają lipid wprowadzony z polimerem przy stosunku wagowym pomiędzy lipidem a polimerem wynoszącym od 0,01 do 30.
16. 16. Kompozycja według zastrz. 13, znamienna tym, że lipid jest fosfolipidem wybranym z grupy w skład której wchodzą kwasy fosfatydowe, fosfatydylocholiny z lipidami nasyconymi jak i nienasyconymi, etanoloaminy fosfatydylowe, fosfatydylogliceryny, fosfatydyloseryny, fosfatydyloinozytole, pochodne lizofosfatydyli, kardiolipina i β-acylo-y-alkilo fosfolipidy.
17. 17. Kompozycja według zastrz. 16, znamienna tym, że wymieniony fosfolipid jest wybrany z grupy w skład której wchodzą dwuoleilofosfatydylocholina, dwumirystoilofosfatydylocholina, dwupentadekanoilofosfatydylocholina, dwulauroilofosfatydylocholina, dwupalmitoilofosfatydylocholina, dwustearoilofosfatydylocholina, dwuarachidoilofosfatydylocholina, dwubehenoilofosfatydylocholina, dwutrikozanoilofosfatydylocholina, dwulignoceroilofosfatydylocholina i fosfatydyloetanoloaminy.
18. 18. Kompozycja według zastrz. 13, znamienna tym, że środek obrazowania jest gazem wybranym z grupy, w skład której wchodzą gazy fluorowe, tlen, ksenon, argon, hel i powietrze.
19. 19. Kompozycja według zastrz 18, znamienna tym, że gaz jest wybrany z grupy w skład której wchodzą CF4, C2F6, C3F8, C4F8, SFó, C2F4 i C3F6.
20. 20. Kompozycja według zastrz. 19, znamienna tym, że gaz jest oktafluoropropanem.
21. 21. Kompozycja według zastrz. 13, znamienna tym, że mikrocząstka jest utworzona z polimeru syntetycznego.
22. 22. Kompozycja według zastrz. 21, znamienna tym, że polimer jest wybrany z grupy zawierającej poli(hydroksykwasy), polibezwodniki, poliortoestry, poliamidy, poliwęglany, politereftalany alkilenowe, polialkohole winylowe, poliwinyloetery, poliestry winylu, polihalogenki winylu, polisiloksany, poli(octan winylu), polistyren, poliuretany i ich kopolimery, celulozy syntetyczne, polikwasyakrylowe, poli(kwas masłowy), poli(kwas walerianowy), poli-(laktydo-kokaprolaktan), octan winylowy etylenu, ich kopolimery i mieszanki.
23. 23. Kompozycja według zastrz. 15, znamienna tym, że zawiera lipid doprowadzony do stanu płynnego z polimerem przed formowaniem mikrocząstek.
24. 24. Kompozycja według zastrz. 23, znamienna tym, że zawiera lipid i polimer rozpuszczone przed formowaniem mikrocząstek w rozpuszczalniku dla obydwu.
25. 25. Kompozycja według zastrz. 23, znamienna tym, że zawiera gaz wprowadzony do mikrocząstki po zestaleniu się polimeru i lipidu.
26. 26. Kompozycja według zastrz. 13, znamienna tym, że jako polimer zawiera polimer naturalny wybrany z grupy, w skład której wchodzą białka i wielocukry.

    188 011
27. 27. Sposób zwiększenia hydrofobowości mikrocząstek do obrazowania diagnostycznego, tworzonych z biologicznie zgodnego hydrofobowego polimeru i mających wprowadzony do ich wnętrza gazowy czynnik obrazowania diagnostycznego. znamienny tym, że przed tworzeniem mikrocząstek do polimeru wprowadza się związek hydrofobowy w ten sposób. że rozpuszcza się w je razem w rozpuszczalniku organicznym albo polimer i związek hydrofobowy poddaje się stopieniu. a następnie tworzy się mikrocząstki poprzez usuwanie rozpuszczalnika albo oziębianie polimeru do żądanej postaci tych mikrocząstek. przy czym związek hydrofobowy miesza się z polimerem w ilości skutkującej zwiększeniem echogeniczności tych mikrocząstek poprzez porównanie z echogenicznością mikrocząstek bez związku hydrofobowego.
28. 28. Sposób zwiększenia hydrofobowości mikrocząstek według zastrz. 27. znamienny tym, że jako związek hydrofobowy stosuje się związek wybrany z grupy zawierającej kwasy tłuszczowe. alkohole kwasów tłuszczowych. bezwodniki kwasów tłuszczowych. hydroksykwasy tłuszczowe. prostaglandyny. fosfolipidy. sfingolipidy. pochodne cholesterolu i pochodne steroidu. witaminy i terpeny.