对于依赖于应用的有效载荷、受控药代动力学分布和肾脏清除的药物设计制造技术

描述了纳米粒子或分子形式的给予药物的设计和使用。在某些实例中，所述纳米粒子具有核和围绕所述核的壳。所述核可配置或设计成提供有用的X射线衰减特性、γ射线发射特性、磁特性或治疗作用。纳米粒子或分子的尺寸范围最小值大于约3‑4 nm和尺寸范围最大值小于约5‑6 nm，以便在成像期间保留在血池中，或者将尺寸范围最大值选择为小于约3‑4 nm，以便在成像期间从血池中分布，同时仍通过肾脏消除。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对于依赖于应用的有效载荷、受控药代动力学分布和肾脏清除的药物设计关于联邦政府赞助的研究与开发的声明本专利技术在美国国立卫生研究院授予的合同号R01EB015476的政府支持下完成。美国政府享有本专利技术的某些权利。背景非侵入式成像技术使得能够获得患者的内部结构或特征的图像。特别是，这种非侵入式成像技术依赖于各种物理原理，比如通过目标体积的X射线光子的差分传输或声波反射，以采集数据并构建图像或者表示受试者的内部特征。例如，在基于X射线的成像技术中，X射线辐射贯穿目标受试者(比如人类患者)，并且辐射的一部分撞击其中收集强度数据的检测器。在数字X射线系统中，检测器产生代表撞击检测器表面的离散像素区域的辐射量或强度的信号。然后可处理信号以生成可显示以供查看的图像。在一项这种基于X射线的技术(称为计算机断层扫描(CT))中，扫描仪可在围绕患者的多个视角位置投射来自X射线源的X射线束。X射线束在其穿过物体时会被衰减，并由一组检测器元件进行检测，这些检测器元件会产生表示检测器上入射X射线强度的信号。对信号进行处理以产生代表沿着X射线路径的物体的线性衰减系数的线积分的数据。这些信号一般称为“投影数据”或仅称为“投影”。通过使用重建技术(比如滤波反投影)，可生成图像，该图像表示患者或成像物体的目标区域的体积或体积渲染。在医学情境下，然后可从重建的图像或渲染的体积定位或识别目标病理或其他结构。为了增强某些目标解剖体类型与其他组织之间的图像对比度，可采用造影剂，当给予时，造影剂会增加其所存在的组织的不透明度。例如，在临床X射线/CT成像中，目标解剖体可为含有血液的脉管系统或器官实质，其否则在没有造影剂的情况下很难在X射线下与邻接组织区分开。然而，目前的成像造影剂具有多种限制。例如，碘化小分子的相对小尺寸使得其能够几乎立即开始从血池立即分布到间质液中，从而在给予后的几分钟内基本上稀释了造影剂。这限制了其中采集的图像在目标血管和器官中含有最大造影剂浓度的可用时间。因此，即使在采集窗口内，由于对比度增强至少部分地取决于成像体积中目标解剖隔室内该药剂的浓度，分布效果可能会影响采集窗口中不同时间获得的图像的可比性。此外，构成这种药剂的分子尺寸存在上限，因为较大的分子可能无法被患者的肾脏有效去除。通过肾脏的去除很重要，以便该药剂不会保留在患者体内的这种器官(比如肾脏、肝脏和脾脏)中。快速的肾脏清除通常通过最大程度地减少组织对该药剂的暴露来降低毒性的可能性。简述以下概述范围与原始要求保护的主题相称的某些实施方案。这些实施方案不旨在限制要求保护的主题的范围，而是这些实施方案仅旨在提供可能实施方案的简要概述。实际上，本专利技术可包括可与以下阐述的实施方案相似或不同的多种形式。在一个方面，提供一种可注射到受试者(例如患者)体内的药剂。根据该方面，所述药剂包含纳米粒子或分子，其尺寸确定为在受试者的组织、器官或身体隔室(bodilycompartment)之间实现特定程度的分布或缺乏分布，同时仍通过肾脏消除。在另一方面，提供一种用于实施对比度增强的图像采集的方法。根据该方面，确定患者或患者体内要成像的解剖学区域的尺寸。基于患者或解剖学区域的尺寸，确定用于采集患者或患者体内解剖学区域的一个或多个图像的X射线能谱。基于解剖学尺寸或X射线能谱中的一者或二者，选择一种或多种X射线衰减元素用作造影剂的成分。给予患者造影剂。造影剂包含具有选定尺寸的纳米粒子或分子，以实现患者的组织、器官或身体隔室之间特定程度的分布或缺乏分布，同时仍被肾脏消除。采集患者的一个或多个对比度增强的图像。在另一方面，提供一种用于使用可注射到患者体内的一种或多种类型的药物来实施程序的方法。根据该方面，作为程序的一部分，将所述一种或多种类型的药物给予患者。当存在超过一种药物时，可同时或顺序注射。所述类型的药物中的一种或多种包含具有选定尺寸的纳米粒子或分子，以实现患者的组织、器官或身体隔室之间特定程度的分布或缺乏分布，同时仍被肾脏消除。附图简述当参考附图阅读以下详述时，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征、方面和优点，其中在整个附图中相似的字符表示相似的部分，其中：图1为根据本公开的方面被配置为采集患者的CT图像并处理图像的计算机断层扫描(CT)系统的实施方案的示意图；图2描绘说明内皮单层对不同Stokes-Einstein半径的分子的渗透性的曲线；图3描绘猪血浆中造影剂碘普罗胺的浓度，其作为时间的函数说明；图4描绘在X射线峰值能量范围内各种元素的CT图像对比度；图5描绘根据本方法的方面的造影剂纳米粒子的实例的剖面图和化学视图；图6描绘在给猪注射TaCZ纳米粒子造影剂或碘普罗胺(一种常规的碘化小分子造影剂)之后，将其包裹在脂肪等效包装(adipose-equivalentencasement)中的猪的CT图像；图7描绘使用TaCZ纳米粒子造影剂或碘普罗胺(一种常规的碘化小分子造影剂)生成的猪的CT图像的多读取器评价结果；图8描绘评价猪血浆中的TaCZ纳米粒子或碘普罗胺的研究结果；和图9描绘评价猪尿中的TaCZ纳米粒子或碘普罗胺的研究结果。详述以下将描述一个或多个具体实施方案。为了提供对这些实施方案的简要描述，可能未在说明书中描述实际实施的所有特征。应当意识到，在任何这种实际实施的开发中，如在任何工程或设计项目中，都必须做出多种特定于实施的决策，以实现开发人员的特定目标，比如遵守与系统相关和与业务相关的限制，这可能因实施而异。此外，应当意识到，这种开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员而言，这仍将是设计、制作和制造的例行工作。当介绍本专利技术各种实施方案的元素时，冠词“一(a)”、“一个(an)”、“该(the)”和“所述(said)”旨在意指存在一种或多种元素。术语“包含(comprising)”、“包括(including)”和“具有(having)”旨在为包括性的，并且意指除所列元素以外可能存在另外的元素。此外，以下讨论中的任何数字实例旨在为非限制性的，并且因此另外的数值、范围和百分比处于所公开实施方案的范围内。尽管通常在医学成像的情境下提供以下讨论，但是应当意识到，本技术不限于这种成像情境。实际上，在这种成像情境下提供实例和解释仅是通过提供真实世界的实施和应用的例子以便于解释。然而，本方法也可用于其他药物(drug)或药物剂(pharmacologicalagent)递送的情境，包括(但不限于)癌症治疗药物、PET示踪剂(发出γ辐射的分子)、磁性元素和/或不同造影剂和/或与治疗剂组合的造影剂的多种或混合有效载荷的递送。通常，在其中受控药代动力学分布和/或肾脏清除为因素的任何药剂递送情境下，本方法都可能是合宜的。如本文更详细讨论的，可从本方法中受益的一种类型的给予药剂为造影剂，其被用于医学成像中以增强目标解剖体与其他组织之间的图像对比度。例如，在临床X射线或计算机断层扫描(CT)成像中，目标解剖体可为含有血液的脉管系统或器官实质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可注射到受试者体内的药剂，其中所述药剂包含：/n纳米粒子或分子，其尺寸确定为在受试者的组织、器官或身体隔室之间实现特定程度的分布或缺乏分布，同时仍通过肾脏消除，/n其中所述药剂被注射到静脉或动脉中，并且所述药剂包含纳米粒子或分子，所述纳米粒子或分子的尺寸范围最小值大于约3-4 nm和尺寸范围最大值小于约5-6 nm，以便在成像期间保留在血池中，或者将尺寸范围最大值选择为小于约3-4 nm，以便在成像期间从血池中分布。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170703 US 15/6408801.一种可注射到受试者体内的药剂，其中所述药剂包含：
纳米粒子或分子，其尺寸确定为在受试者的组织、器官或身体隔室之间实现特定程度的分布或缺乏分布，同时仍通过肾脏消除，
其中所述药剂被注射到静脉或动脉中，并且所述药剂包含纳米粒子或分子，所述纳米粒子或分子的尺寸范围最小值大于约3-4nm和尺寸范围最大值小于约5-6nm，以便在成像期间保留在血池中，或者将尺寸范围最大值选择为小于约3-4nm，以便在成像期间从血池中分布。


2.权利要求1的药剂，其中所述药剂包含纳米粒子，所述纳米粒子包含：
核；和
围绕所述核的壳。


3.权利要求1的药剂，其中所述纳米粒子或分子含有一种或多种X射线衰减元素。


4.权利要求3的药剂，其中所述一种或多种X射线衰减元素包括原子序数为53-83的元素。


5.权利要求1的药剂，其中所述药剂被注射到静脉或动脉中，并且所述药剂包含纳米粒子或分子，所述纳米粒子或分子的尺寸范围最大值选择为小于约3-4nm，以便在成像期间从血池中分布。


6.权利要求1的药剂，其中所述药剂被注射到静脉或动脉中，并且所述药剂包含纳米粒子或分子，所述纳米粒子或分子的尺寸范围最大值选择为小于约3.5nm，以便在成像期间从血池中分布。


7.权利要求1的药剂，其中所述药剂被注射到静脉或动脉中，并且所述药剂包含纳米粒子或分子，所述纳米粒子或分子的尺寸范围最小值大于约3-4nm和尺寸范围最大值小于约5-6nm，以便在成像期间保留在血池中。


8.权利要求1的药剂，其中所述药剂被注射到静脉或动脉中，并且所述药剂包含纳米粒子或分子，所述纳米粒子或分子的尺寸范围最小值大于约3.5nm和尺寸范围最大值小于约5.5nm，以便在成像期间保留在血池中。


9.权利要求2的药剂，其中所述核包含具有不同X射线衰减特性、γ射线发射特性、磁特性或治疗特性的一种或多种元素或分子。


10.一种实施对比度增强的图像采集的方法，其包括：
确定患者或患者体内要成像的解剖学区域的尺寸；
基于所述患者或解剖学区域的尺寸，确定用于采集所述患者或所述患者体内解剖学区域的一个或多个图像的X射线能谱；
基于所述解剖学尺寸或所述X射线能谱中的一者或二者，选择一种或多种X射线衰减元素用作造影剂的成分；
给予所述患者所述造影剂，其中所述造影剂被注射到静脉或动脉中，并且所述造影剂包含纳米粒子或分子，所述纳米粒子或分子的尺寸范围最小值大于约3-4nm和尺寸范围最大值小于约5-6nm，以便在成像期间保留在血池中，或者将尺寸范围最大值选择为小于约3-4nm，以便在成像期间从血池中分布；和
采集所述患者的一个或多个对比度增强的图像。


11.权利要求8的方法，其中所述造影剂被注射到静脉或动脉中，并且所述造影剂包含纳米粒子或分子，所述纳米粒子或分子的尺寸范围最大值选择为小于约3-4nm，以便在成像期间从血池中分布。


12.权利要求10的方法，其中所述造影剂被注射到静脉或动脉中，并且所述造影剂包含纳米粒子或分子，所述纳米粒子或分子的尺寸范围最大值选择为小于约3.5nm，以便在成像期间从血池中分布。


13.权利要求8的方法，其中所述造影剂被注射到静脉或动脉中，并且所述造影剂包含纳米粒子或分子，所述纳米粒子或分子的尺寸范围最小值大于约3-4nm和尺寸范围最大值小于约5-6nm，以便在成像期间保留在血池中。


14.权利要求8的方法，其中所述造影剂被注射到静脉或动脉中，并且所述造影剂包含纳米粒子或分子，所述纳米粒子或分子的尺寸范围最小值大于约3.5nm和尺寸范围最大值小于约5.5nm，以便在成像期间保留在血池中。...

【专利技术属性】
技术研发人员：RE科尔伯恩，PM艾迪科，PJ小伯尼塔迪布斯，PF菲茨杰拉德，DE梅耶，ME马里诺，BMY叶，
申请(专利权)人：通用电气健康护理有限公司，加州大学评议会，
类型：发明
国别省市：英国;GB