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用于医学影像的扩散率造影剂制造技术

技术编号:40669942 阅读:7 留言:0更新日期:2024-03-18 19:05
本发明专利技术公开涉及一种基于物质扩散性的外源性医学成像扩散率造影剂的医学成像方法,包括:获得具有特定扩散率的扩散率造影剂,其中扩散率造影剂被配置为可以通过受试者的生物屏障的物质;向受试者注入MRI、PET、SPECT、CT、X射线、光学成像和超声医学成像方法中至少一种医学影像方法的可检测剂量的扩散率造影剂;在注入扩散率造影剂之后,获取受试者感兴趣区域的一幅或多幅图像,定量或非定量地了解感兴趣区域的扩散率变化;和基于感兴趣区域的扩散率变化定量或非定量地识别感兴趣区域中扩散率造影剂的传输过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

1.专利
本专利技术涉及扩散性率造影剂,其特点是在x射线、超声断层扫描、计算机断层扫描(ct)、正电子发射断层扫描(pet)、单光子发射计算机断层扫描(spect)、光学成像以及磁共振成像(mri)等医学成像中的增强扩散率对比度。2.相关技术的描述生物屏障被定义为活的有机体,其作用是保护身体不受病原体和异物的入侵。这些屏障包括细胞膜、核膜、血液-组织屏障(btb)、皮肤、粘膜等。btb包括血-脑屏障(bbb)、血-脑脊液(csf)屏障、血-视网膜屏障、血-睾丸屏障和血-脑肿瘤屏障(bbtb)中的至少一种。btb最重要的功能之一是将重要器官与外部线索和环境中的有害物质分开。该屏障保障了关键的生理过程。例如,bbb提供营养物质(如葡萄糖、氨基酸、乳酸、丙酮酸、维生素、金属、肽和蛋白质),防止有害物质(如细菌、病毒和潜在有害的大分子或亲水分子)进入健康人的大脑。bbb功能障碍已被证明在许多脑部疾病和神经系统疾病中起着直接的关键作用,如脑肿瘤、脑外伤、中风、慢性血管病、帕金森病、血管性认知障碍、多发性硬化症、阿尔茨海默病和痴呆症。bbb破坏也是许多精神疾病的一个常见病理发现,包括精神分裂症、自闭症谱系障碍和情绪障碍。此外,完整的bbb可能会限制某些治疗性物质向大脑的输送。例如,bbb可能阻止或延迟化疗药物(除了一些分子量小于400道尔顿的小分子药物)或疏水性分子的运输。因此,bbb的正常作用会阻止药物进入大脑,给药物输送带来困难,因此监测药物输送被认为具有很大的挑战性,甚至是不可行的。今天,基于造影剂的研究在临床和研究的应用中是很普遍的。2015年,beckett等人报告说"每年进行的大约7600万次计算机断层扫描(ct)和3400万次磁共振成像(mri)检查中,有一半包括使用静脉造影剂"。造影剂用于增强图像对比度,使放射科医生能够轻松区分正常情况和异常情况。全世界每年有数百万次使用造影剂的放射影像检查。各种图像模式,如x射线、超声断层扫描、计算机断层扫描(ct)、正电子发射断层扫描(pet)、单光子发射计算机断层扫描(spect)和磁共振成像(mri),都可以利用造影剂定性和/或定量地测量造影剂在体内跨btb的运输。在正常的生理条件下,造影剂在btb上的运输量为零或非常小,而在病理组织中则变得很大。用于估计btb的造影剂是外源性的或内源性的。在过去的几十年里,只有少数造影剂被fda批准用于临床实践。对造影剂的开发和应用仍有很多挑战。例如,ct和x射线造影剂(如碘化造影剂)的使用受到一些缺点的限制,如电离辐射、软组织对比度差和不良反应的风险增加。相比之下,mri造影剂能提供更好的软组织对比,而没有电离辐射。钆基核磁共振造影剂用于所有核磁共振检查中的约40%,以及约60%的神经核磁共振检查。然而,最近的研究表明,静脉注射钆基磁共振造影剂与神经组织中的剂量依赖性沉积有关,这与肾功能、年龄或暴露与死亡的间隔无关。这些钆沉积是否有害或会导致不良健康影响仍是未知数。因此,食品和药物管理局建议医生限制造影剂的使用,除非是由医生提供的额外信息。化学交换饱和转移(cest)剂是一类最新的磁共振造影剂,它是基于一种分子和另一种分子之间的质子交换。例如,葡萄糖被用作外源性cest剂,以克服传统mri造影剂的潜在风险。在过去十年中用于医学成像的各种造影剂在以下参考文献中公开:timothy j.hubin和thomas j.meade在wo2002006287a2和美国专利号6656450b2公开了一种用于t1或t2*加权核磁共振成像造影剂。nicolaas p.willard等人在wo2006114738a2和的美国专利号8734761公开了包含cest活性顺磁复合物的mri造影剂,用于确定患者体内的局部ph、温度、氧浓度或其他代谢物。william m.pardridge和ruben j.boado在w02008022349a2和授予的美国专利号8497246b2公开了通过血脑递送全身性蛋白质药物(例如胰岛素受体、转铁蛋白受体、leptm受体、脂蛋白受体或igf受体)的方法进入中枢神经系统(cns)的屏障。david j.yang等人在wo2008130439a1和美国专利号8758723b2公开了n4化合物作为pet和spect的造影剂。ulrike wiebelitz在wo2009000777a2和美国专利号9682159b2公开了使用几种具有不同成像表现特性的造影剂的组合。jun-ming shih等人在美国专利号9017646b2公开了一种荧光物质作为荧光显微镜成像中的造影剂,用于评估bbb渗透性。chenghua gu和ayal ben-zvi在wo2014205338a2和美国专利申请公开号20160120893a1公开了一种基因或基因表达产物的激动剂,用于调节bbb通透性以达到治疗目的。xing yang等人在wo2014186737a1和美国专利号10188754b2公开了β羟基羧酸盐和β-氨基羧酸盐衍生物作为用于基于cest的mri或频率标记交换成像的造影剂。adib raphael karam和andrew karellas在wo2015195501a1和美国专利申请20170095578a1公开了一种gadoxeate di sodium作为造影剂用于制作图像,例如ct扫描。造影剂表现出顺磁性和强烈的x射线吸收。由于它们的x射线吸收特性,基于钆的试剂已被提议作为用于x射线平面血管造影和ct的碘化造影剂的替代品。philippe patrick monnier等人在w02017049411a1和美国专利号10398753b2公开的组合物(rgma、可溶性rgma及其功能片段和变体、rgmc、可溶性rgmc及其功能片段和变体,以及neogenin肽,包括4ig。)用于调节血脑屏障通透性以治疗疾病和病症,以及促进药物向大脑的输送,以及促进髓鞘再生和防止脱髓鞘的方法和组合物。valeria boi等人在wo2017098044a1和美国专利申请号2021/0024500a1公开了能够螯合顺磁性金属离子的新型二聚大环化合物及其作为造影剂的用途。gabriel e.sanojya等人在w02018053460公开了一种顺磁性聚合物组合物作为mri中的造影剂。shai berlin在wo2019012530a1和美国专利申请号20200405885a1公开了一种混合分子,其包含至少一种造影剂和至少一种用于临床解剖成像的自标记酶底物。mikkel jacob thaning等人在美国专利申请号20200062791a1公开了锰(ii)配合物作为mri造影剂。silvio aime等人在wo2020127154公开了包含钆复合物和水溶性聚亚芳基添加剂的药物组合物,可用作mri中的造影剂。michael scott echols在wo2020243585a1和美国专利申请号20200376143a1公开了一种方法和系统,用于保存对象然后将可灌注和/或可扩散造影剂引入对象以进行放射成像。markus berger等人在美国专利申请号20200353104a1公开了一类新的高弛豫细胞外钆螯合物(即四钆)作为m本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于物质扩散性的外源性医学成像扩散率造影剂的医学成像方法,其特征在于:包括:

2.根据权利要求1所述的方法,所述生物屏障包括细胞膜、核膜、血液组织屏障和粘膜中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:通过扩散率造影剂在感兴趣组织或病变区有可检测的扩散率来选择造影剂。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:修改物质的扩散率,以获得在受试者的目标组织或病变上具有可检测扩散率,来得到新扩散率造影剂。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:合成新物质,该扩散性对比剂在受试者的目标组织或病变上具有可检测的扩散性。

6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:所述扩散率造影剂选自金属、金属离子、聚合物、肽、核苷酸、糖类、配体、脂质、蛋白质、螯合物、抗体、纳米颗粒、脂质体或其变体中的一种或多种。

7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:其中扩散率造影剂选自药物、蛋白质、肽、抗体、抗体片段、配体、细胞因子、抑制性物质、刺激性物质、纳米颗粒、营养物质、食品、化合物、药物及其变体。

8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于改变物质的扩散率的方法包括:改变物质浓度的一种或多种操作;用一种元素替换另一种元素来调整物质的质量重量;增加物质的溶解度;通过与其他溶液和化合物混合来改变物质的粘度;和改变物质的温度。

9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于改变物质的扩散率的方法包括:改变物质浓度的一种或多种操作;用一种元素替换另一种元素来调整物质的质量重量;增加物质的溶解度;通过与其他溶液和化合物混合来改变物质的粘度;和改变物质的温度。

10.根据权利要求4所述改变扩散率造影剂扩散率的方法,其特征在于:通过一个或多个物理修饰和化学修饰杂化方法来改变物质的扩散率。

11.根据权利要求4所述改变扩散率造影剂扩散率的方法,其特征在于:其中调节物质的扩散性包括调节包括物质在内的溶质的比容、包括物质在内的溶剂的质量和包括物质在内的溶剂的粘度中的一个或多个。

12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:其中扩散率造影剂既不是顺磁性也不是超顺磁性物质。

13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:其中扩散率造影剂的质量约为1道尔顿至100道尔顿。

14.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:其中扩散率造影剂的质量重量约为100道尔顿至800道尔顿。

15.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:其中扩散率造影剂的质量约为800道尔顿至6000道尔顿。

16.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:其中扩散率造影剂的扩散率约为10-8米2秒-1至10-9米2秒-1。

17.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:其中扩散率造影剂的扩散率是大约10-9米2秒-1到10-10米2秒-1。

18.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:其中扩散率造影剂的扩散率约为10-10米2秒-1至10-11米2秒-1。

19.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:其中扩散性造影剂在血液中的粘度约为1x10-4帕斯卡.秒至1x 10-3帕斯卡.秒。

20.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:其中血液中的扩散性造影剂的粘度约为1x10-3帕斯卡.秒至1x 10-2帕斯卡.秒。

21.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:其中扩散性造影剂通过直肠、口服、鼻腔、静脉、输液或腹腔注入受试者。

22.根据权利要求1所述的方法,还包括以下至少一项:对疾病进行风险评估、诊断疾病、监测疾病疗法、分期疾病,以及基于对感兴趣区域内扩散对比剂传输特性的表征进行针对生物屏障的疗法评估。

23.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:其中将治疗性药物用作扩散性造影剂。

24.根据权利要求23所述的方法,其特征在于:进一步包括识别和/或量化治疗性药物的输送过程和药物动力学。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种基于物质扩散性的外源性医学成像扩散率造影剂的医学成像方法,其特征在于:包括:

2.根据权利要求1所述的方法,所述生物屏障包括细胞膜、核膜、血液组织屏障和粘膜中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:通过扩散率造影剂在感兴趣组织或病变区有可检测的扩散率来选择造影剂。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:修改物质的扩散率,以获得在受试者的目标组织或病变上具有可检测扩散率,来得到新扩散率造影剂。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:合成新物质,该扩散性对比剂在受试者的目标组织或病变上具有可检测的扩散性。

6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:所述扩散率造影剂选自金属、金属离子、聚合物、肽、核苷酸、糖类、配体、脂质、蛋白质、螯合物、抗体、纳米颗粒、脂质体或其变体中的一种或多种。

7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:其中扩散率造影剂选自药物、蛋白质、肽、抗体、抗体片段、配体、细胞因子、抑制性物质、刺激性物质、纳米颗粒、营养物质、食品、化合物、药物及其变体。

8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于改变物质的扩散率的方法包括:改变物质浓度的一种或多种操作;用一种元素替换另一种元素来调整物质的质量重量;增加物质的溶解度;通过与其他溶液和化合物混合来改变物质的粘度;和改变物质的温度。

9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于改变物质的扩散率的方法包括:改变物质浓度的一种或多种操作;用一种元素替换另一种元素来调整物质的质量重量;增加物质的溶解度;通过与其他溶液和化合物混合来改变物质的粘度;和改变物质的温度。

10.根据权利要求4所述改变扩散率造影剂扩散率的方法,其特征在于:通过一个或多个物理修饰和化学修饰杂化方法来改变物质的扩散率。

11.根据权利要求4所述改变扩散率造影剂扩散率的方法,其特征在于:其中调节物质的扩散性包括调节包括物质在内的溶质...

【专利技术属性】
技术研发人员:王敬华
申请(专利权)人:王敬华
类型:发明
国别省市:

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