制造稳定微泡型超声成像剂的方法技术

本发明专利技术为一种微泡型超声成象剂，其特征在于该成象剂包括其直径板大多数小于１０微米的微球体的分散体，其中所述的微球体由被不溶于水的生物相容的材料密封的气体气泡所组成。这样成像剂另外的特点是其浓度可大于１００×１０＋［６］个微球体／ｍｌ，这个浓度能在２０－２５℃的温度下保持４个星期。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于诊断目的的人体超声成像，更具体地说，是涉及超声成像剂。自从1968～1970以来，人们就发现对比回声-心动描记术可用来描绘心脏内部结构的轮廓，探明心脏内的旁路(Gramiak和Shah，1968;以及Feigenbaum等人，1970)，心脏的超声成像与目前的诊断手段如血管成像术(使用射线不透过的颜料进行X射线成像，或使用射电核素成像剂进行射电成像)。然而，由于缺乏有效的用于临床的成像剂，超声成像进入实用的过程也大大地被延缓了。超声成像使用一个超声扫描器产生和接收声波。扫描器置于覆盖被成像区域的人体表面，声波即被导向该区域。扫描器检测反射回来的声波，并把数据转换成图象。当超声能量在一种物质中传播时，这种物质的声学特性取决于该物质的密度及其传播速度。在不同物质的交界面处(如液体-固体交界面或液体-气体交界面)，物质的声学特性的改变(如声阻的变化)是最突出的，当超声能量穿过这种介质时，声学特性的改变将导致更强的声波反射供超声扫描器检测。超声成像剂可以由细小的固态或气体的微粒组成。一旦注入循环系统中后，它们能改善声波的反射，提高图象的清晰度。微泡型成像剂由微小的气(通常是空气)泡(以下简称为微泡)组成，并散布在一种适用于非肠道注入的载体液体中。这些“微小的气泡”由循环系统传送到待成像的器官。人们曾经提出在温暖的水凝胶溶液中形成散布的空气小泡，然后再把溶液冷却至凝固温度使气泡不致逸出。引入人体时，先把凝胶分散体加热直至液化，然后通过非肠道注入的方式引入人体，这时空气微泡还散布在液态凝胶(见梯克纳(Tickne)等人的4，276，885号美国专利和梯克纳等人的“国家技术信息服务报告(NationalTechnicalInformationSerriceReport)，HR-62917-1A，1977年4月)。陷在凝胶中微泡引入血液中后的寿命一般不长。它们很快就散逸了。另外一个缺点是这些微泡还是太大，穿不过毛细管层，从而也就不适合于借助于体外静脉注射的心脏成像。史蒂文·B·费斯顿博士(Dr.StevenB.Feinstem)对由声波产生微泡的成像剂的发现代表了本
内的一个重要进展。费斯顿博士使用粘性水溶液(如70%的山梨醇或葡萄糖溶液)通过高能量的声波处理溶液产生散布的微泡，这些微泡的尺寸小于10微米，能穿过毛细血管层。这些微泡的持续时间虽然一般只有几分钟，但足以允许制备成像剂并通过静脉注射后进行心脏成像(见费斯顿等人，1984和费斯顿的第4，572，203号美国专利。后来，费斯顿博士一直在寻求改善微泡的持续性的方法。他发现如用声波对热敏蛋白质如白朊进行处理，即可得到其稳定性得到改善的微泡(见费斯顿的PCT申请，WO84/02838，该申请与1985年12月5日递交的目前已被批准的美国专利申请(序号805，975)相对应)。得到的微泡浓度为10-14×106个/毫升，微泡的尺寸为2-9微米(凯勒(Keller)，费斯顿，沃森(Watsos)，1987)。微泡的持久时间是24至48小时。然而，费斯顿的声波产生的白朊微泡成像剂对商业制造来说还不够稳定。要使一种成像剂在一个中心地点制造然而再分别运送到美国和其他国家中的医院，其稳定性必须是几个星期或几个月(而不是几小时或几天)。为了能方便地进行商业制造、运输和使用前在医院中的存放，其稳定时间至少需要达到四个星期，最好是至少八个星期甚至更长。另外，为了进行最有效的成像，成像剂中的微泡浓度最好是能达到的最高浓度。但是，成像剂中所希望的小尺寸微泡的数量会随着经声波处理的白朊溶液的存贮时间的增加而下降。微泡的碰撞与尺寸过大的微泡的结合都将引起小微泡的数量消耗。因此，一个重要的目标就是要找到一种能增加成像剂中的微泡浓度的装置。一种微泡浓度非常高的成像剂以本质上就好得多，能提供一个安全因数。如果微泡的浓度高于有效成像所需的最低值，那么，损失一些具有有用尺寸的气泡也是可以接受的。本专利技术提出了一种经浓缩的常温稳定的超声成像剂，其特点在于包括一种可用于非肠道引入的水溶液介质，该水溶液介质中散布着直径极大多数小于10微米微球体，这些微球体由不溶于水的生物相容(biocampatible)材料密封成的微泡组成，上述成像剂的均匀散布浓度大于100×106个微球体/毫升，并能在20至25℃的温度范围内在四个星期内维持上述浓度。上面说到的不溶于水的生物相容物质可以是类似白朊的材料。上面所述的本专利技术的成像剂的平均散布浓度大于100×106(即108)个微球体/毫升，它代表了本
内的一个显著进展。这个高浓度可以在通常的室温(20-25℃)下维持较长的时间(4至8星期甚至更长)。在某些最佳实施例中，微球体的密度可达到300-500×106个微球体/毫升。令人惊 的是，这些高浓度能维持的时间超过八个星期。因此，本专利技术的成像剂适用于以商业为基础的制造和运输。运到以后，医院可以把它们保存好几个星期，此时，它们还能按要求被用于诊断。本专利技术的成像剂最好由一种热可变属性的生物兼容蛋白质通过逐步的声波处理步骤制成。与费斯顿的方法一样，先对一种蛋白质水溶液进行声波处理形成气体微泡，同时加热该溶液，使一小部分的蛋白质降低可溶性。但是，经改进的声波处理步骤采用一种全新的顺序声波处理，它将产生浓度增加的高稳定微泡。在上面的这个初始声波处理阶段，近距离声波发生器的喇叭型辐射器直接与溶液接触(亦即刚浸入溶液的上表面之下)。进行这一初始声波处理时将察觉不到溶液起泡。在下一阶段的声波处理将加速泡沫的形成。此时，近距离声波发生器的喇叭型辐射器缩至环境空气中溶液的表面以上但是临近溶液表面的一个位置。将大量地发生起泡和气溶(aerosolate)现象。微泡的数目因此大量增加，这些微泡被属性已变的蛋白质所密封，这样可得到高度稳定的微球体散布。此外，微球体的稳定度允许它们能被浓缩和/或分馏。经过这样的处理之后，气泡的浓度将变成二倍甚至二倍于原浓度，同时大尺寸的气泡将被剔除掉。举个例子来说，经初始生产步骤后微球的浓度可能是从50至150×166个微球/毫升。经过一种浮层分离浓缩步骤之后，微球的浓度可以上升至200至600×106个微球/毫升。经过另一种浮层分离步骤之后，尺寸大于70微毫的大部分微泡可以去除，这样就生成了基本上由直径极大多数小于10微米的微球体构成的成像剂。举例来说，至少80%的微球体的直径在1-9微米的范围内。 下面的附图说明了制备本专利技术的超声成像剂的一种最佳方法。图1A至1D。示出了顺序声波处理步骤中的各个步骤。图2.是沿图1中的线2-2的剖面图，示出了近距离声波发生器的喇叭型辐射器与盛有待声波处理的白朊溶液的唧筒的内壁的位置关系。图3.示出了一个分离器容器，其中微球散布的溶液被汇集起来进行浮层分离浓缩。图4，4A和4B，示出了分馏微球散布体从而去除尺寸过大的微球体的一种方法。图5.是一张实验数据表，示出了刚制造后的成像剂中的微球体浓度和它们的存贮稳定度。实施本专利技术的起始材料是一种合适的生物相容(biocompatible)材料的水溶液。这种密封材料必须是热敏的，这样在声波处理期间通过加热就能部分地降低可溶性。更具体地说，在声波处理的同时，一小部分溶解了的生物兼容材料被加热或被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种经浓缩的室温稳定型超声成像剂，其特征在于包括一种能进行非肠道引入的水溶液介质，这种水溶液介质中含有直径极大多数小于１０微米的微球体的散布体，上述的微球体由不溶于水的生物兼容材料密封住气体气泡而组成，上述的成像剂平均散布浓度大于１００×１０↑［６］个微球体／毫升，这样的浓度能在２０—２５℃的温度上维持４个星期。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思J威德，彼得J韦斯特卡皮，
申请(专利权)人：分子生物系统研究所，
类型：发明
国别省市：US[美国]