用于溶解和传输超极化材料的流体路径系统技术方案

本发明专利技术涉及用于溶解和传输超极化材料的流体路径系统。一种流体路径系统包括将药品容纳在其中的瓶。在流体路径系统中还包括溶解流体路径，溶解流体路径具有与瓶处于流体连通的输出端和附连到容纳溶解介质的压力容器上的输入端。在系统中还包括输送流体路径，输送流体路径具有：第一端，其气密性地附连到瓶上，以从其中传输出被溶解药品和溶解介质的混合物；以及第二端，其连接到用以接收混合物的接收容器上。溶解流体路径阀定位在压力容器和溶解流体路径之间，以控制溶解介质的流量，并且在流体路径系统中还包括输送流体路径阀，以控制从输送流体路径到接收容器的混合物的流量。

Fluid path system for dissolving and transferring hyperpolarized material

The present invention relates to a fluid path system for dissolution and transfer of hyperpolarized materials. A fluid path system includes a bottle containing a drug therein. A fluid path is also included in the fluid path system, the dissolution fluid path having an output end in fluid communication with the bottle, and an input terminal attached to a pressure vessel containing the dissolution medium. Also included in the system of fluid conveying path, fluid conveying path has a first end, the air tightly attached to the bottle, to which is transmitted from the mixture of dissolved drug and dissolution medium; and the second end is connected to the receiving container for receiving the mixture. The dissolution fluid path valve position between the pressure vessel and the dissolution fluid path, in order to control the dissolution medium flow, and also includes a fluid path valve in a fluid path system, to control the fluid conveying path to the mixture from the receiving container traffic.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体涉及用于在用于磁共振成像(MRI)和分析高分辨率NMR波谱中的流体路径系统中溶解和传输药品的方法和设备。MRI是已经对医生变得特别有吸引力的诊断技术，因为它无创伤，并且不涉及使被研究的患者暴露于与其它医学成像技术相关联的X光下。分析高分辨率NMR波谱通常用于确定分子结构。
技术介绍
但是，MRI和NMR波谱可能缺乏灵敏度，因为典型地使用的对比剂的核自旋的极化通常很低。因而，存在许多 在处于固相时改进核自旋的极化的技术。这些技术被称为超极化技术，并且它们使灵敏度提高。在超极化技术中，成像剂的样本，例如13C1-丙酮酸盐或另一种类似的极化成像剂，被引入或注射到成像对象中。如本文所用，用语“极化”指的是改变材料的物理属性，以便在MRI中进一步使用。另外，如本文所用，用语“超极化”指的是在室温和在I特斯拉下看到的水平之上的水平的极化，这在US 6，466，814中有进一步描述。在许多情况下，成像剂在远离其最终使用的设备中经历这个超极化。超极化材料具有非常短的寿命，并且从而，必须快速地将超极化材料从其生产源转移到其预期的最终使用地(即，注射到患者体内)，并且使其转化成可用状态。为了实现这一点，将低温冷冻的超极化材料溶解到溶解介质中，以注射到患者体内。因而，作为动态核极化(DNP)系统的一部分，必须包括用于在极化器内溶解极化样本的手段。对于极化酸(例如丙硐酸)的样本，必须使用溶解介质来溶解样本，以及获得适于体内注射的极化钠盐(例如丙硐酸钠)的溶液。溶解介质典型地由含水溶液构成,含水溶液包括碱(例如氢氧化钠)和缓冲剂(例如TRIS羟甲基氨基甲烷(TRIS))，以溶解样本，以及控制/达到注射物的生理学上可接受的PH值，但溶解介质也可呈水的形式。在目前的方法中，在钛缸体中用氦气将包含氢氧化钠、TRIS缓冲剂和EDTA的限定体积的溶解介质加压到限定的压力，并且将其加热到限定的温度。当溶解过程开始时，从缸体中释放出经加压和加热的溶剂，并且溶剂被连续的氦气流引导而与极化样本接触。这个方法遭受的缺点是，被溶解样本在喷射到接收器皿中时与气体混合且因此不是无菌注射。这会使从被溶解的极化样本中移除电子顺磁剂(EPA)以及无菌地过滤注射物复杂化。在采用流体路径系统来溶解冷冻样本的现有方法中可出现额外的问题。也就是说，关于目前的流体路径系统的一个可能的失效模式涉及确保样本完全被溶解介质溶解。如果溶解介质的热能、量和流量不足以完全溶解样本，则系统可能在样本溶解之前结冻，从而导致冰塞完全挡住进出流体路径系统的流。第二个失效模式是传递到冷冻样本的热能不足以溶解整个样本，从而导致样本中的一些在限定体积的溶解介质进入到流体路径系统中之后仍然处于冷冻/固体状态。在样本为酸的情况下，这样不能完全溶解样本会影响注射物的PH值水平和酸浓度。例如，丙硐酸盐是对高pH值和低pH值(这可催化丙硐酸盐进行反应)两者都敏感的反应性高的化合物，并且从而，样本完全溶解以确保注射物中有期望pH值水平是重要的。目前用于溶解药物样本的方法和装置的另一个限制是与保持无菌产品相关联的费用和复杂性。对于药品，无菌性保证是必要的，而且不能有产品被污染的风险。目前的方法和装置需要处理样本且使样本暴露于环境。因而，与样本接触的任何装置将必须经过消毒，而且将必须在样本的溶解和传输期间确保无菌性。因而，因此存在对可快速且完全溶解冷冻的超极化材料的流体路径系统的需要。溶解材料完全从其最初位置移位到最终位置也是合乎需要的，以便确保可注射溶液中的适当的PH值水平、酸浓度和液态极化。流体路径系统还应当以成本有效且高效的方式在材料的溶解和传输期间保持无菌性。
技术实现思路
通过提供一种用于在流体路径系统中溶解和传输药品的设备和方法，本专利技术克服了前述缺点。该流体路径系统使冷冻的超极化材料快速且完全地溶解，并且将产生的超极化溶液从其在极化器系统内的最初位置传输到极化器系统的外部的最终位置，以供使用(例如注射到患者体内)。根据本专利技术的一方面，描述一种流体路径系统。该流体路径系统包括:用以容纳药物的瓶；溶解流体路径，其具有与瓶处于流体连通的输出端和附连到用以容纳溶解介质的压力容器上的输入端；以及输送流体路径，其具有气密性地附连到瓶上的第一端，以传输被溶解药品和溶解介质的混合物。溶解流体路径和输送流体路径为管状结构，并且溶解流体路径定位在输送流体路径的内部或者平行于输送流体路径。流体路径系统还包括:接收容器，其连接到输送流体路径的第二端上，以接收混合物；用以控制流量的溶解流体路径阀和输送流体路径阀；滤筒，其结合在输送流体路径内，以在超极化溶液进入接收容器之前，从超极化溶液中移除电 子顺磁剂(EPA)和处理剂中的至少一个；以及滑动密封单元，其定位在压力容器和瓶之间，以将容纳瓶的低温冷却室与周围环境密封开，而不接触瓶的内容物。滑动密封件是将溶解流体路径和输送流体路径分成两部分且能够在流体路径的长度上移动的单元。根据本专利技术的另一方面，一种用以使待用于磁共振(MR)成像中的材料极化的极化器系统包括:低温冷却系统，其用以将待超极化的材料冷却到低温温度；以及超导磁体，其定位在低温冷却系统周围，以产生磁场，以及使材料超极化。极化器系统还包括用以溶解和输送超极化材料的流体输送系统。在上面描述了流体路径系统。根据本专利技术的又一方面，一种制造流体路径系统的方法包括以下步骤:将输送流体路径的第一端气密性地密封到瓶上，其中，输送流体路径包括管状结构，并且瓶容纳待超极化的固体材料；将溶解流体路径定位在输送流体路径内，溶解流体路径也包括管状结构，并且具有与瓶的内部容积处于流体连通的输出端；将注射器连接到溶解流体路径的输入端上，注射器在其中具有溶解介质；以及将接收容器连接到输送流体路径的第二端上，以接收超极化溶液。超极化溶液由溶解介质和溶解的超极化材料构成。根据以下详细描述和图，将使本专利技术的各种其它特征和优点显而易见。附图说明图示出为了执行本专利技术而在目前构想到的实施例。在图中:图1是根据本专利技术的实施例的流体路径系统的框图和示意图。图2是根据本专利技术的实施例的瓶的横截面图。图3是根据本专利技术的另一个实施例的流体路径系统的一部分的示意图。图4是根据本专利技术的一个实施例的长颈瓶和刺钉的横截面图。图5是沿着图4的5-5得到的横截面图。图6是根据本专利技术的实施例的流体路径系统的框图和示意图。具体实施例方式参照图1，显示用于溶解和传输药品的流体路径系统10 (即流体输送系统)。在一个实施例中，这个药品是用作磁共振成像(MRI)和NMR波谱中的成像剂的固体超极化材料的样本12。例如，样本12可由13C1-丙酮酸和EPA构成，但其它成像剂也是可行的。如果在用于准备可注射溶液以及将可注射溶液输送给患者的临床环境中使用，流体路径系统10可由医疗级材料制成。这样的材料是已知的，并且大体是在可滤取性和稳定性方面经过质量验证的塑料。另外基于它们的热、机械和化学属性来选择用于流体路径系统10的材料，以与产品和环境(低温和过热温 度，以及高压)相容。流体路径系统10设计成对样本和产生的溶液提供无菌阻隔，并且所有组件和其中的部件均设计成防止用户不慎打破阻隔。另外构想到的是，可将流体路径系统10制成一次性部件(即，单次使用)，但也可完全或部分地再循环。单次使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体路径系统，包括：用以将药品容纳在其中的瓶；溶解流体路径，其具有与所述瓶处于流体连通的输出端和附连到用以容纳溶解介质的压力容器上的输入端；输送流体路径，其具有气密性地附连到所述瓶上的第一端，以从其中传输出被溶解药品和溶解介质的混合物；其中，所述溶解流体路径和输送流体路径为管状结构，并且所述溶解流体路径定位在所述输送流体路径的内部或者平行于所述输送流体路径；接收容器，其连接到所述输送流体路径的第二端上，以接收所述混合物；溶解流体路径阀，其定位在所述压力容器和所述溶解流体路径之间，以控制所述溶解介质的流量；输送流体路径阀，其用以控制从所述输送流体路径到所述接收容器的所述混合物的流量；滤筒，其结合在所述输送流体路径内，以在所述超极化溶液进入所述接收容器之前，从所述超极化溶液中移除电子顺磁剂(EPA)和处理剂中的至少一个；滑动密封单元，其定位在所述压力容器和所述瓶之间，以使将所述瓶容纳在其中的低温冷却室与周围环境密封开，而不接触所述瓶的内容物，以及其中，所述滑动密封件是将所述溶解流体路径和输送流体路径分成两部分且能够在所述流体路径的长度上移动的密封单元。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JA乌尔巴恩，JH阿登克耶尔拉森，AM利奇，EJ特尔菲延，DK迪特里奇，DB惠特，P米勒，EW斯陶特纳，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：