JP2005239641A - Diethylenetriaminepentaacetic acid complex polymer composition - Google Patents

Diethylenetriaminepentaacetic acid complex polymer composition Download PDF

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Kazuo Nishifuji
和夫 西藤
Yosuke Matsui
洋介 松井
Etsuko Kumamoto
悦子 熊本
Yuichiro Matsuoka
雄一郎 松岡
Teru Kuroda
輝 黒田
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Foundation for Biomedical Research and Innovation at Kobe
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a diethylenetriaminepentaacetic acid complex polymer composition suitable as a contrast medium material having a prolonged serum half-life useful as a reagent for treatment or diagnosis, low in toxicity and immunogenicity and capable of visually checking as a label in medical image diagnosis techneque, e.g. Magnetic Resonance Imaging (MRI) method. <P>SOLUTION: This diethylenetriaminepentaacetic acid complex polymer composition comprises a paramagnetic metal complex of a compound derived from diethylenetriaminepentaacetic acid which is chemically modified into a matrix of a water-absorbing polymer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、治療用又は診断用試薬として有用な長期化された血中半減期、低毒性及び低免疫原性を持つとともに、医用画像診断技法、例えば、磁気共鳴画像(Magnegtic Resonance Imaging:MRI)法における標識として視認することができる造影剤材料に好適なジエチレントリアミンペンタ酢酸錯体ポリマー組成物に関する。 The present invention has prolonged blood half-life, low toxicity and low immunogenicity useful as therapeutic or diagnostic reagents, as well as medical diagnostic imaging techniques such as magnetic resonance imaging (MRI). The present invention relates to a diethylenetriaminepentaacetic acid complex polymer composition suitable for a contrast agent material that can be visually recognized as a label in a method.

近年の臨床画像診断の進歩は著しく、X線CT(コンピューター断層撮影)、超音波画像診断、MRI診断、シンチグラフィー等、様々な画像診断法が全身のほぼ全ての分野に用いられている。更に、これらの画像診断法に適した各種造影剤が開発され、その有用性が報告されている。特にMRI診断法は、最近放射線診断分野のみならず医学界全体から著しい注目を集め、普及が進行している。MRI用の造影剤は、他の造影剤と比較して、組織間のコントラスト分解能に優れ、γ線被曝等がなく高い安全性が認められており、更に病変の指摘、正常及び病変部位の解剖学的及び機能的イメージの把握に臨床上有用であることは周知である。 Recent advances in clinical diagnostic imaging have been remarkable, and various diagnostic imaging methods such as X-ray CT (computed tomography), ultrasonic imaging diagnosis, MRI diagnosis, scintigraphy, etc. are used in almost all fields of the whole body. Furthermore, various contrast agents suitable for these diagnostic imaging methods have been developed and their usefulness has been reported. In particular, MRI diagnostic methods have recently attracted significant attention not only from the field of radiological diagnosis but also from the entire medical community, and are spreading. Compared with other contrast agents, MRI contrast agents have superior contrast resolution between tissues, are highly safe without exposure to γ-rays, etc. Further, indication of lesions, normal and anatomy of lesion sites It is well known that it is clinically useful for grasping the scientific and functional images.

医療・福祉の分野において工学技術の果たす役割は多岐に及ぶが、最も重要なことの一つは低侵襲・無拘束医療の実現のための技術革新である。血管系をはじめとしたカテーテル手技は、低侵襲治療の代表的なものである。
しかしながら、臨床現場では、X線撮像を頻繁に行ってカテーテルを患部に誘導し、場合によっては誘導後のカテーテルから造影剤を導入して更にX線CT撮像をも行っている。
これらのX線撮像等により患者及び術者の受ける被曝量は、抗癌剤動注術・血管塞栓術において10〜50分程度のX線照射で、最大50mGy/min程度の皮膚表面線量率に及び、この値は、IAEA(国際原子力委員会)の透視検査ガイダンスレベル(通常レベル25mGy/min)を優に超過するものである。
Engineering technology plays a wide variety of roles in the medical and welfare fields, but one of the most important is technological innovation for the realization of minimally invasive and non-constrained medicine. Catheter procedures including the vascular system are representative of minimally invasive treatments.
However, in clinical practice, X-ray imaging is frequently performed to guide the catheter to the affected part, and in some cases, a contrast medium is introduced from the guided catheter to further perform X-ray CT imaging.
The exposure dose received by the patient and the operator by these X-ray imaging, etc. reaches a skin surface dose rate of about 50 mGy / min at the maximum by X-ray irradiation of about 10 to 50 minutes in the anticancer agent arterial injection / vascular embolization. This value is well above the IAEA (International Atomic Energy Commission) fluoroscopy guidance level (normal level 25 mGy / min).

このX線使用によるカテーテルの誘導及び撮像のプロセスの一部をMRIで置き換えることにより、患者及び術者の被曝量を低減することが可能となるが、そのためには、MRIの撮像において鮮明に認識可能なカテーテル、及び、それを可能にする造影剤の開発が必要不可欠である。このようなカテーテルのMR視認性を造影剤の応用によって実現することができれば、電磁気的機序によって能動可視化する技術よりももっと手軽に使いやすいMRI用カテーテルを製作することができる。しかしながら、このような造影剤の実用的な製品は未だ作られておらず、この開発が急がれる。 By replacing part of the catheter guidance and imaging process using X-rays with MRI, it becomes possible to reduce the exposure dose of the patient and the operator. For this purpose, it is clearly recognized in MRI imaging. The development of possible catheters and contrast agents that make them possible is essential. If such MR visibility of the catheter can be realized by application of a contrast agent, an MRI catheter that is easier to use than a technique of active visualization by an electromagnetic mechanism can be manufactured. However, no practical product of such a contrast agent has yet been made, and this development is urgent.

現在、核磁気共鳴診断用造影剤としては、ジエチレントリアミンペンタ酢酸−Gd錯体がよく知られており(例えば、特許文献1参照)、この錯体化合物は、常磁性金属イオンによる水プロトンのスピン−格子緩和時間(T1)変化を作用機序とするものである。このような錯体化合物からなるMRI用造影剤は、含まれるGdイオンが水プロトンの緩和時間を短縮させる効果が高く、その結果、周囲の水プロトンからのMR信号が高くなりコントラスト増強効果をもたらすことが知られている。
しかしながら、この錯体化合物は血中半減期が極めて短く、錯体化合物又は該錯体化合物を水性バインダー樹脂へ混合した混合物をカテーテル上へ塗布しただけでは、使用中に錯体化合物が血液中へ溶出してしまい、短時間でカテーテルのMR視認性がなくなってしまうという問題があった。
At present, diethylenetriaminepentaacetic acid-Gd complex is well known as a contrast agent for nuclear magnetic resonance diagnosis (see, for example, Patent Document 1), and this complex compound is a spin-lattice relaxation of water protons by paramagnetic metal ions. Time (T1) change is the mechanism of action. The contrast agent for MRI comprising such a complex compound has a high effect of reducing the relaxation time of water protons by the contained Gd ions. As a result, the MR signal from the surrounding water protons is increased, resulting in a contrast enhancement effect. It has been known.
However, this complex compound has an extremely short half-life in blood, and simply applying the complex compound or a mixture of the complex compound to an aqueous binder resin onto the catheter causes the complex compound to elute into the blood during use. There is a problem that the MR visibility of the catheter is lost in a short time.

特開昭58−29718号公報JP 58-29718 A

本発明は、上記現状に鑑み、治療用又は診断用試薬として有用な長期化された血中半減期、低毒性及び低免疫原性を持つとともに、医用画像診断技法、例えば、磁気共鳴画像(Magnegtic Resonance Imaging:MRI)法における標識として視認することができる造影剤材料に好適なジエチレントリアミンペンタ酢酸錯体ポリマー組成物を提供することを目的とする。 In view of the above-described situation, the present invention has a prolonged blood half-life, low toxicity and low immunogenicity useful as therapeutic or diagnostic reagents, and medical diagnostic imaging techniques such as magnetic resonance imaging (Magnetic). It is an object of the present invention to provide a diethylenetriaminepentaacetic acid complex polymer composition suitable for a contrast agent material that can be visually recognized as a label in the Resonance Imaging (MRI) method.

本発明は、吸水性ポリマーのマトリクスに、ジエチレントリアミンペンタ酢酸に由来する化合物の常磁性金属錯体が化学修飾して含有されているジエチレントリアミンペンタ酢酸錯体ポリマー組成物である。
以下に本発明を詳述する。
The present invention is a diethylenetriaminepentaacetic acid complex polymer composition in which a paramagnetic metal complex of a compound derived from diethylenetriaminepentaacetic acid is chemically modified and contained in a water-absorbing polymer matrix.
The present invention is described in detail below.

本発明のジエチレントリアミンペンタ酢酸錯体ポリマー組成物(以下、本発明のDTPA錯体ポリマー組成物ともいう)は、吸水性ポリマーのマトリクスに、ジエチレントリアミンペンタ酢酸(以下、DTPAともいう)に由来する化合物の常磁性金属錯体(以下、DTPA錯体ともいう)が化学修飾して含有されている。 The diethylenetriaminepentaacetic acid complex polymer composition of the present invention (hereinafter also referred to as DTPA complex polymer composition of the present invention) is a paramagnetic substance of a compound derived from diethylenetriaminepentaacetic acid (hereinafter also referred to as DTPA) in a matrix of a water-absorbing polymer. A metal complex (hereinafter also referred to as a DTPA complex) is contained by chemical modification.

本発明のDTPA錯体ポリマー組成物は、吸水性ポリマーに吸収された水のプロトンにDTPA錯体が作用することで、MRIの撮像におけるMR信号のコントラストが向上し、MR視認性が優れたものとなる。従って、上記吸水性ポリマーは、その内部に水を保持する機能を有することが必要であり、このような吸水性ポリマーとしては、例えば、ポリアクリル酸共重合体、ポリメタクリル酸共重合体、ゼラチン、寒天、デンプン、セルロース、ヒアルロン酸、ポリビニルアルコール等が挙げられる。 In the DTPA complex polymer composition of the present invention, the DTPA complex acts on the protons of water absorbed in the water-absorbing polymer, so that the MR signal contrast in MRI imaging is improved and the MR visibility is excellent. . Therefore, the water-absorbing polymer needs to have a function of retaining water therein, and examples of such a water-absorbing polymer include polyacrylic acid copolymers, polymethacrylic acid copolymers, and gelatin. , Agar, starch, cellulose, hyaluronic acid, polyvinyl alcohol and the like.

上記DTPA錯体は、常磁性金属イオンにDTPAに由来する化合物が配位子として配位したものである。このようなDTPA錯体は、低毒性及び低免疫原性を持つことが知られており、従って、上記DTPA錯体を含有する本発明のDTPA錯体ポリマー組成物は、MRI法の撮像における造影剤材料として好適に使用することができる。 The DTPA complex is a compound in which a compound derived from DTPA is coordinated as a ligand to a paramagnetic metal ion. Such a DTPA complex is known to have low toxicity and low immunogenicity. Therefore, the DTPA complex polymer composition of the present invention containing the DTPA complex is used as a contrast agent material in MRI imaging. It can be preferably used.

上記DTPAに由来する化合物の配位子としては、例えば、N,N,N’,N’’,N’’−ジエチレントリアミンペンタ酢酸(DTPA)や、エチレンジアミン−N,N,N’,N’−テトラ酢酸(EDTA)、1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−N,N’,N’’,N’’’−テトラ酢酸(DOTA)等の二官能性配位子等が挙げられる。 Examples of the ligand of the compound derived from DTPA include N, N, N ′, N ″, N ″ -diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) and ethylenediamine-N, N, N ′, N′—. Bifunctional ligands such as tetraacetic acid (EDTA), 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-N, N ′, N ″, N ′ ″-tetraacetic acid (DOTA) .

上記常磁性金属イオンとしては、例えば、原子番号21〜29、42、44及び58〜70の元素の2価又は3価の金属イオンが挙げられ、具体的には、例えば、Cr3+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Yb3+、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+及びFe3+等が挙げられる。なかでも極めて強い磁気モーメントを有することから、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+及びFe3+が好ましい。 Examples of the paramagnetic metal ions include divalent or trivalent metal ions of the elements having atomic numbers 21 to 29, 42, 44, and 58 to 70. Specifically, for example, Cr 3+ , Mn 2+ , Fe 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , Cu 2+ , Pr 3+ , Nd 3+ , Sm 3+ , Yb 3+ , Gd 3+ , Tb 3+ , Dy 3+ , Ho 3+ , Er 3+ and Fe 3+ . Among these, Gd 3+ , Tb 3+ , Dy 3+ , Ho 3+ , Er 3+ and Fe 3+ are preferable because they have a very strong magnetic moment.

このようなDTPA錯体において、上記常磁性金属イオンに配位していない1又はそれ以上のカルボキシル基が存在する場合、これらのカルボキシル基中の水素原子は、必要に応じて、無機塩基、有機塩基、アミノ酸及び/又はアミノ酸アミドのカチオンによって置換されていてもよい。中性の錯体化合物にすることにより、精製すべき結晶が得られやすくなるからである。 In such a DTPA complex, when one or more carboxyl groups that are not coordinated to the paramagnetic metal ion are present, the hydrogen atoms in these carboxyl groups are, as necessary, an inorganic base, an organic base May be substituted by a cation of an amino acid and / or an amino acid amide. This is because a neutral complex compound makes it easier to obtain crystals to be purified.

上記無機塩基のカチオンとしては特に限定されず、例えば、カルシウムイオン、ナトリウムイオン、リチウムイオン、カリウムイオン、マグネシウムイオン等が挙げられ、なかでも、カルシウムイオン及びナトリウムイオンが好適である。 The cation of the inorganic base is not particularly limited, and examples thereof include calcium ion, sodium ion, lithium ion, potassium ion, magnesium ion, and the like, among which calcium ion and sodium ion are preferable.

上記有機塩基のカチオンとしては特に限定されず、例えば、第1級、第2級又は第3級アミンのカチオンが挙げられる。このような第1級、第2級又は第3級アミンのカチオンとして、例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、モルホリン、グルカミン、N,N−ジメチルグルカミン及びN−メチルグルカミンのカチオン等が挙げられ、なかでも、N−メチルグルカミンのカチオンが好適である。 The cation of the organic base is not particularly limited, and examples thereof include primary, secondary, and tertiary amine cations. Examples of such primary, secondary or tertiary amine cations include ethanolamine, diethanolamine, morpholine, glucamine, N, N-dimethylglucamine and N-methylglucamine cations, and the like. Of these, a cation of N-methylglucamine is preferable.

上記アミノ酸のカチオンとしては特に限定されず、例えば、リジン、アルギニン、オルニチンのカチオン等が挙げられる。 The cation of the amino acid is not particularly limited, and examples thereof include lysine, arginine, ornithine cation, and the like.

上記アミノ酸アミドのカチオンとしては特に限定されず、例えば、リジンメチルアミド、グリシンエチルアミド及びセリンメチルアミドのカチオン等が挙げられる。 The cation of the amino acid amide is not particularly limited, and examples thereof include lysine methylamide, glycine ethylamide, and serine methylamide cations.

本発明のDTPA錯体ポリマー組成物において、上記DTPA錯体は、上記吸水性ポリマーのマトリクスに化学修飾されている。なお、本明細書において、「化学修飾」とは、共重合等の化学結合や化学的親和力により、ポリマーに固着している状態をいう。 In the DTPA complex polymer composition of the present invention, the DTPA complex is chemically modified in the matrix of the water-absorbing polymer. In the present specification, “chemical modification” refers to a state where the polymer is fixed to the polymer by a chemical bond such as copolymerization or chemical affinity.

上記DTPA錯体を上記吸水性ポリマーのマトリクスに化学修飾する方法としては特に限定されず、従来公知の一般的な方法を用いることができるが、例えば、上記DTPA中のカルボン酸を上記吸水性ポリマーとエステル化又はアミド化する方法、上記DTPAの無水物を用いて上記吸水性ポリマーとエステル化する方法等が挙げられる。 The method for chemically modifying the DTPA complex into the matrix of the water-absorbing polymer is not particularly limited, and a conventionally known general method can be used. For example, the carboxylic acid in the DTPA can be combined with the water-absorbing polymer. Examples thereof include a method of esterification or amidation, a method of esterification with the water-absorbing polymer using the anhydride of the DTPA.

このように、本発明のDTPA錯体ポリマー組成物は、上記DTPA錯体が吸水性ポリマーのマトリクス中に化学修飾されているため、上記DTPA錯体が吸水性ポリマーのマトリクス中に強固に固定されている。従って、本発明のDTPA錯体ポリマー組成物を、例えば、MRIの撮像における造影剤として使用して血液中に浸漬した場合、従来の錯体化合物又は該錯体化合物を水性バインダー樹脂へ混合した混合物からなる造影剤に比べて、上記DTPA錯体が血液中に溶出し難くなり、血中半減期が長期化されたものとなる。 Thus, in the DTPA complex polymer composition of the present invention, since the DTPA complex is chemically modified in the matrix of the water absorbent polymer, the DTPA complex is firmly fixed in the matrix of the water absorbent polymer. Accordingly, when the DTPA complex polymer composition of the present invention is immersed in blood using, for example, a contrast agent in MRI imaging, a contrast medium comprising a conventional complex compound or a mixture obtained by mixing the complex compound with an aqueous binder resin. Compared with the agent, the DTPA complex is less likely to elute in the blood, and the blood half-life is prolonged.

このような本発明のDTPA錯体ポリマー組成物を製造する方法としては特に限定されず、例えば、上記吸水性ポリマーのモノマーと、上記DTPA錯体の配位子であるDTPAとを化学修飾し、該DTPAを上記常磁性金属イオンに配位させた後、上記モノマーを重合してポリマー化する方法、上記吸収性ポリマーに上記DTPA錯体の配位子であるDTPAを化学修飾した後、上記DTPAを上記常磁性金属イオンに配位させる方法等が挙げられる。 A method for producing such a DTPA complex polymer composition of the present invention is not particularly limited. For example, the monomer of the water-absorbing polymer and DTPA which is a ligand of the DTPA complex are chemically modified, and the DTPA Is coordinated to the paramagnetic metal ion, and then the monomer is polymerized to form a polymer. The absorbent polymer is chemically modified with DTPA, which is a ligand of the DTPA complex, and then the DTPA is converted to the paramagnetic metal ion. Examples thereof include a method of coordinating with magnetic metal ions.

上記吸水性ポリマーのモノマーと、上記DTPA錯体の配位子であるDTPAとを化学修飾し、該DTPAを上記常磁性金属イオンに配位させた後、上記モノマーを重合してポリマー化する具体的な方法としては、例えば、メタクリル酸2−ヒドロキシエチルとDTPAの無水物とを反応させてエステル化し、該エステル化物に金属水和物と有機塩基のカチオンとを反応させて錯体を形成し、上記モノマーをメタクリル酸と懸濁重合させる方法等が挙げられる。 Specifically, the monomer of the water-absorbing polymer and the DTPA which is a ligand of the DTPA complex are chemically modified, the DTPA is coordinated to the paramagnetic metal ion, and then the monomer is polymerized to be polymerized. For example, 2-hydroxyethyl methacrylate and DTPA anhydride are reacted to esterify, and the esterified product is reacted with a metal hydrate and an organic base cation to form a complex. Examples thereof include a method of subjecting a monomer to suspension polymerization with methacrylic acid.

上記錯体モノマーと共重合させるモノマーとのモル比としては、1:20〜1:500であることが好ましい。上記錯体モノマーに対する共重合させるモノマーのモル比が20未満であると、重合後のポリマーが溶剤に溶解しないことがあり、500を超えると、充分なMR視認性が得られないことがある。
また、上記DTPAと化学修飾させるモノマーとしては特に限定されず、例えば、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸4−ヒドロキシブチル、メタクリル酸2−ヒドロキシプロピル等が挙げられる。
A molar ratio of the monomer to be copolymerized with the complex monomer is preferably 1:20 to 1: 500. When the molar ratio of the monomer to be copolymerized with respect to the complex monomer is less than 20, the polymer after polymerization may not be dissolved in the solvent, and when it exceeds 500, sufficient MR visibility may not be obtained.
Moreover, it does not specifically limit as a monomer chemically modified with the said DTPA, For example, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, etc. are mentioned.

上記吸収性ポリマーに上記DTPA錯体の配位子であるDTPAを化学修飾した後、上記DTPAを上記常磁性金属イオンに配位させる具体的な方法としては、例えば、ポリビニルアルコールのヒドロキシル基とDTPAの無水物とを反応させエステル化し、金属水和物と有機塩基のカチオンとを反応させ錯体を形成する方法等が挙げられる。 As a specific method of coordinating the DTPA to the paramagnetic metal ion after chemically modifying DTPA, which is a ligand of the DTPA complex, to the absorbent polymer, for example, a hydroxyl group of polyvinyl alcohol and DTPA Examples include a method in which an anhydride is reacted and esterified, and a metal hydrate and an organic base cation are reacted to form a complex.

本発明のDTPA錯体ポリマー組成物は、DTPA錯体の配位子であるDTPAが吸水性ポリマーのマトリクスに化学修飾して含有されているので、上記DTPA錯体が吸水性ポリマーに強固に固定されている。そのため、本発明のDTPA錯体ポリマー組成物は、血液中に浸漬した場合であっても、上記吸水性ポリマーから上記DTPA錯体が血液中に短時間で溶出することがない。また、MRIの撮像において上記DTPA錯体が吸水性ポリマーに吸収され保持された水のプロトンに作用することで、MR信号のコントラストを向上させることができ、MR視認性が優れたものとなる。
従って、本発明のDTPA錯体ポリマー組成物は、治療用又は診断用試薬として有用な長期化された血中半減期、低毒性及び低免疫原性を持つとともに、医用画像診断技法、例えば、MRI法における標識として視認することができる造影剤材料に好適なものとなる。また、このような本発明のDTPA錯体ポリマー組成物を体内低侵襲性医療器具、例えば、カテーテル上に塗布することで、DTPA錯体がカテーテル上から血液中へ短時間で溶出することがなく、該カテーテルのMR視認性が長期間優れたものとなるため、X線使用によるカテーテルの誘導及び撮像のプロセスの一部をMRIで置き換えることができ、患者及び術者の被曝量を低減することが可能となる。
このような造影剤として、本発明のDTPA錯体ポリマー組成物を有する体内低侵襲性医療器具もまた、本発明の1つである。
In the DTPA complex polymer composition of the present invention, since the DTPA, which is a ligand of the DTPA complex, is chemically modified and contained in the matrix of the water-absorbing polymer, the DTPA complex is firmly fixed to the water-absorbing polymer. . Therefore, even when the DTPA complex polymer composition of the present invention is immersed in blood, the DTPA complex does not elute from the water-absorbing polymer in the blood in a short time. Further, in MRI imaging, the DTPA complex acts on the protons of water absorbed and retained by the water-absorbing polymer, whereby the contrast of the MR signal can be improved and the MR visibility is excellent.
Accordingly, the DTPA complex polymer composition of the present invention has a prolonged blood half-life, low toxicity and low immunogenicity useful as a therapeutic or diagnostic reagent, and a medical diagnostic imaging technique such as MRI method. It is suitable for a contrast medium material that can be visually recognized as a label. In addition, by applying such a DTPA complex polymer composition of the present invention onto an in-vivo minimally invasive medical device such as a catheter, the DTPA complex does not elute from the catheter into the blood in a short time, Because the MR visibility of the catheter is excellent for a long period of time, part of the catheter guidance and imaging process using X-rays can be replaced with MRI, and the exposure dose of patients and operators can be reduced. It becomes.
An in-vivo minimally invasive medical device having the DTPA complex polymer composition of the present invention as such a contrast agent is also one aspect of the present invention.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
(DTPAの無水物とHEMAとのエステル化)
ジエチレントリアミンペンタ酢酸二無水物12.5g(0.035mol)中に、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEMA)1.84g(0.014mol)、トリエチルアミン4.29g(0.042mol)、ピリジン0.54g(0.0068mol)を溶解した溶液を室温にて滴下した。滴下終了後、還流させて5時間攪拌し反応させた。
反応終了後、ジメチルホルムアミド(DMF)を加えて溶解し、2Mの塩酸、続いて炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。洗浄した洗浄液を留去し、DTPA無水物とHEMAとのエステル化物(DTPA/HEMAモノマーのエステル化物)を得た。得られた化合物をマススペクトル:504.4で同定した。
(Example 1)
(Esterification of DTPA anhydride with HEMA)
In 12.5 g (0.035 mol) of diethylenetriaminepentaacetic acid dianhydride, 1.84 g (0.014 mol) of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), 4.29 g (0.042 mol) of triethylamine, 0.54 g of pyridine ( 0.0068 mol) was dissolved dropwise at room temperature. After completion of the dropwise addition, the mixture was refluxed and stirred for 5 hours for reaction.
After completion of the reaction, dimethylformamide (DMF) was added and dissolved, and the mixture was washed with 2M hydrochloric acid and then with an aqueous sodium hydrogen carbonate solution. The washed washing liquid was distilled off to obtain an esterified product of DTPA anhydride and HEMA (esterified product of DTPA / HEMA monomer). The obtained compound was identified by mass spectrum: 504.4.

(エステル化物の錯形成)
得られたDTPA/HEMAモノマーエステル化物17.4g(0.034mo1)に水を全体濃度が15重量%になるように加え、95〜100℃で1時間攪拌した。
次いで、酢酸ガドリニウム四水和物14.0g(0.034mol)を加えて、同温度で2時間反応させた。
更に、メグルミン13.4g(0.069mol)を加えて、同温度で1.5時間反応させた。
得られた反応溶液に、エタノール、メタノール及びアセトンを加え、氷冷して再沈澱させた。その後、沈澱物を回収し、DTPA/HEMAモノマーのエステル化物にGdイオンが配位したDTPA/HEMAモノマー錯体を得た。
なお、DTPA/HEMAモノマーのエステル化物にGdイオンが配位しているか否かは、赤外線吸収スペクトル(IR):1599cm−1(カルボキシイオンのOH面外変角振動)を測定することにより確認することができた。
(Complex formation of esterified product)
Water was added to 17.4 g (0.034 mol) of the obtained DTPA / HEMA monomer esterified product so that the total concentration was 15% by weight, and the mixture was stirred at 95 to 100 ° C. for 1 hour.
Next, 14.0 g (0.034 mol) of gadolinium acetate tetrahydrate was added and reacted at the same temperature for 2 hours.
Furthermore, 13.4 g (0.069 mol) of meglumine was added and reacted at the same temperature for 1.5 hours.
Ethanol, methanol and acetone were added to the resulting reaction solution, and the mixture was ice-cooled and reprecipitated. Thereafter, the precipitate was recovered to obtain a DTPA / HEMA monomer complex in which Gd ions were coordinated to the esterified product of the DTPA / HEMA monomer.
Whether or not Gd ions are coordinated to the esterified product of the DTPA / HEMA monomer is confirmed by measuring an infrared absorption spectrum (IR): 1599 cm −1 (OH out-of-plane vibration of carboxy ions). I was able to.

(ポリマー化)
まず、n−へキサン中にソルビタンモノステアレート1.974gを添加し、窒素を吹き込んで溶存酸素を除去した。
次に、メタクリル酸30.0g(0.348mol)とDTPA/HEMAモノマーのエステル化物3.0g(0.0035mol)とを水に溶解させてモノマー濃度が45%になるようにし、過硫酸カリウム(KPS)0.117gを加えて溶解した後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を除去し、n−へキサン中に加えて分散させ、窒素ガスを導入しつつ温度を60〜65℃に保持して6時間攪拌した。
攪拌終了後、ガラスフィルターにて吸引ろ過を行い、フィルター上物をメタノールに溶解させて、クロロホルム中に滴下し、再沈澱させた。更に再沈澱を2回行い、減圧乾燥し、メタクリル酸と、DTPA/HEMAモノマーのエステル化物との共重合体(DTPA錯体ポリマー組成物(1))を得た。
なお、XRF(蛍光X線分析装置:理学電気工業社製)測定により、得られたDTPA錯体ポリマー組成物(1)からGdが検出された。
メタクリル酸と錯体モノマーとのモル比は、100:1であった。
(Polymerization)
First, 1.974 g of sorbitan monostearate was added to n-hexane, and dissolved oxygen was removed by blowing nitrogen.
Next, 30.0 g (0.348 mol) of methacrylic acid and 3.0 g (0.0035 mol) of the esterified product of DTPA / HEMA monomer were dissolved in water so that the monomer concentration became 45%, and potassium persulfate ( KPS) After adding 0.117 g and dissolving, nitrogen gas was blown to remove dissolved oxygen, added and dispersed in n-hexane, and maintained at a temperature of 60 to 65 ° C. while introducing nitrogen gas. Stir for 6 hours.
After completion of the stirring, suction filtration was performed with a glass filter, and the material on the filter was dissolved in methanol and dropped into chloroform for reprecipitation. Further, reprecipitation was performed twice and dried under reduced pressure to obtain a copolymer of methacrylic acid and an esterified product of DTPA / HEMA monomer (DTPA complex polymer composition (1)).
In addition, Gd was detected from the obtained DTPA complex polymer composition (1) by XRF (fluorescence X-ray analyzer: Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd.) measurement.
The molar ratio of methacrylic acid and complex monomer was 100: 1.

(比較例1)
DTPA1.0g(1mol)に水を全体濃度10重量%になるように加え、95〜100℃で攪拌しながら1時間攪拌した。
次いで、酢酸ガドリニウム四水和物1.0g(1mol)を加えて、同温度で2時間反応させた。
更に、メグルミン1.0g(2mol)を加えて、同温度で1.5時間反応させた。
得られた反応溶液に、エタノール、メタノール及びアセトンを加え、氷冷して再沈澱させた。その後、沈澱物を回収してDTPA錯体(2)を得た。
(Comparative Example 1)
Water was added to 1.0 g (1 mol) of DTPA so that the total concentration was 10% by weight, and the mixture was stirred for 1 hour while stirring at 95 to 100 ° C.
Next, 1.0 g (1 mol) of gadolinium acetate tetrahydrate was added and reacted at the same temperature for 2 hours.
Furthermore, 1.0 g (2 mol) of meglumine was added and reacted at the same temperature for 1.5 hours.
Ethanol, methanol and acetone were added to the resulting reaction solution, and the mixture was ice-cooled and reprecipitated. Thereafter, the precipitate was recovered to obtain a DTPA complex (2).

なお、XRF(蛍光X線分析装置:理学電気工業社製)測定により、得られたDTPA錯体(2)からGdが検出された。 In addition, Gd was detected from the obtained DTPA complex (2) by XRF (fluorescence X-ray analyzer: Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd.) measurement.

(比較例2)
水性のバインダー樹脂(ウレタン系、固形分:30%)に、比較例1にて合成したDTPA錯体(2)を25phr添加して混合溶解し、DTPA錯体を含んだ混合液(3)を得た。
得られたDTPA錯体を含んだ混合液(3)を乾燥し、バインダー樹脂とDTPA錯体の混合物(4)を得た。
(Comparative Example 2)
25 phr of the DTPA complex (2) synthesized in Comparative Example 1 was added to an aqueous binder resin (urethane-based, solid content: 30%) and mixed and dissolved to obtain a mixed liquid (3) containing the DTPA complex. .
The obtained mixed solution (3) containing the DTPA complex was dried to obtain a mixture (4) of the binder resin and the DTPA complex.

(評価)
(1)ガドリニウムの流出確認
実施例1及び比較例1、2で合成、混合した組成物を蒸留水に1時間、10時間浸漬して、蛍光X線にてGdの有無を確認した。結果を表1に示した。
(Evaluation)
(1) Confirmation of Gadolinium Outflow The composition synthesized and mixed in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was immersed in distilled water for 1 hour and 10 hours, and the presence or absence of Gd was confirmed by fluorescent X-rays. The results are shown in Table 1.

(2)MR撮像テスト
実施例1で得られたDTPA錯体ポリマー組成物(1)をメタノールに溶解させ、図1に示したようにスライドガラス10上に塗布、乾燥し、厚さ3μmの線画塗膜11を形成した。
このスライドガラス(線画塗膜形成)を、台20上に置いたシャーレ21内で蒸留水に浸漬し(図2参照)、MRIの撮像を行いMR視認性の確認を行った。また、参考例として、メタクリル酸と錯体モノマーとのモル比を50:1とした以外は、実施例1と同様にして作製したDTPA錯体ポリマー組成物についても同時にMR視認性の確認を行った。結果を図3及び図4に示した。
なお、図3及び図4中、実施例1に係るDTPA錯体ポリマー組成物(1)は「GdP1」と表示し、参考例に係るDTPA錯体ポリマー組成物は「GdP2」と表示し、図3及び図4中「GdP1」又は「GdP2」のいずれも記載されていないものは、図2に示した台20上に配列した状態でMRIの撮像を行った結果を示す。
(2) MR imaging test The DTPA complex polymer composition (1) obtained in Example 1 was dissolved in methanol, applied onto the slide glass 10 and dried as shown in FIG. A film 11 was formed.
This slide glass (line drawing coating film formation) was immersed in distilled water in a petri dish 21 placed on a table 20 (see FIG. 2), and MRI imaging was performed to confirm MR visibility. As a reference example, MR visibility was also confirmed for the DTPA complex polymer composition produced in the same manner as in Example 1 except that the molar ratio of methacrylic acid to the complex monomer was 50: 1. The results are shown in FIG. 3 and FIG.
3 and 4, the DTPA complex polymer composition (1) according to Example 1 is denoted as “GdP1”, the DTPA complex polymer composition according to the reference example is denoted as “GdP2”, and FIG. 3 and FIG. In FIG. 4, the case where neither “GdP1” nor “GdP2” is described indicates the result of MRI imaging in a state of being arranged on the table 20 shown in FIG.

表1に示したように、DTPA錯体の配位子であるDTPAが吸水性ポリマーのマトリクスに化学修飾されている実施例1では、蒸留水に10時間浸漬した後であってもGdが検出され、DTPA錯体錯体が水中に流出していなかった。一方、比較例1では、蒸留水に溶解し、比較例2では、蒸留水に1時間浸漬した時点でGdが検出されず、DTPA錯体錯体が水中に流出してしまった。 As shown in Table 1, in Example 1 in which DTPA, which is a ligand of the DTPA complex, was chemically modified in the matrix of the water-absorbing polymer, Gd was detected even after being immersed in distilled water for 10 hours. The DTPA complex was not flowing out into the water. On the other hand, in Comparative Example 1, it was dissolved in distilled water, and in Comparative Example 2, Gd was not detected when immersed in distilled water for 1 hour, and the DTPA complex complex flowed out into water.

また、図3及び図4に示したように、実施例1に係るDTPA錯体ポリマー組成物(1)は、蒸留水に浸漬後10分経過後に視認性が確認された。また、参考例に係るDTPA錯体ポリマー組成物についても視認性は確認されたが、実施例1に係るDTPA錯体ポリマー組成物(1)の方が視認性に優れていた。 Moreover, as shown in FIG.3 and FIG.4, the visibility of the DTPA complex polymer composition (1) which concerns on Example 1 was confirmed after 10-minute progress after being immersed in distilled water. Moreover, although visibility was confirmed also about the DTPA complex polymer composition which concerns on a reference example, the direction of the DTPA complex polymer composition (1) which concerns on Example 1 was excellent in visibility.

本発明によれば、治療用又は診断用試薬として有用な長期化された血中半減期、低毒性及び低免疫原性を持つとともに、医用画像診断技法、例えば、磁気共鳴画像(Magnegtic Resonance Imaging:MRI)法における標識として視認することができる造影剤材料に好適なジエチレントリアミンペンタ酢酸錯体ポリマー組成物を提供できる。 In accordance with the present invention, it has prolonged blood half-life, low toxicity and low immunogenicity useful as a therapeutic or diagnostic reagent, as well as medical imaging techniques such as magnetic resonance imaging (Magnetic Resonance Imaging). A diethylenetriaminepentaacetic acid complex polymer composition suitable for a contrast agent material that can be visually recognized as a label in the (MRI) method can be provided.

実施例1で作製した線画塗膜を模式的に示す平面図である。3 is a plan view schematically showing the line drawing coating film produced in Example 1. FIG. 実施例1及び参考例に係るDTPA錯体ポリマー組成物のMR撮像テストの様子を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the mode of the MR imaging test of the DTPA complex polymer composition which concerns on Example 1 and a reference example. 実施例1及び参考例に係るDTPA錯体ポリマー組成物のMR撮像テストの結果を示すMRIである。It is MRI which shows the result of MR imaging test of the DTPA complex polymer composition which concerns on Example 1 and a reference example. 実施例1及び参考例に係るDTPA錯体ポリマー組成物のMR撮像テストの結果を示すMRIである。It is MRI which shows the result of MR imaging test of the DTPA complex polymer composition which concerns on Example 1 and a reference example.

符号の説明Explanation of symbols

10 スライドガラス
11 線画塗膜
20 台
21 シャーレ
10 slide glass 11 line drawing film 20 stand 21 petri dish

Claims (4)

吸水性ポリマーのマトリクスに、ジエチレントリアミンペンタ酢酸に由来する化合物の常磁性金属錯体が化学修飾して含有されていることを特徴とするジエチレントリアミンペンタ酢酸錯体ポリマー組成物。 A diethylenetriaminepentaacetic acid complex polymer composition, wherein a paramagnetic metal complex of a compound derived from diethylenetriaminepentaacetic acid is chemically modified and contained in a water-absorbing polymer matrix. 吸水性ポリマーが、ポリアクリル酸共重合体、ポリメタクリル酸共重合体、ゼラチン、寒天、デンプン、セルロース、ヒアルロン酸又はポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項1記載のジエチレントリアミンペンタ酢酸錯体ポリマー組成物。 2. The diethylenetriaminepentaacetic acid complex polymer composition according to claim 1, wherein the water-absorbing polymer is a polyacrylic acid copolymer, a polymethacrylic acid copolymer, gelatin, agar, starch, cellulose, hyaluronic acid or polyvinyl alcohol. Stuff. ジエチレントリアミンペンタ酢酸に由来する化合物の常磁性金属錯体が、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+及びFe3+からなる群より選ばれる少なくとも1種の常磁性金属イオンを含有することを特徴とする請求項1又は2記載のジエチレントリアミンペンタ酢酸錯体ポリマー組成物。 The paramagnetic metal complex of the compound derived from diethylenetriaminepentaacetic acid contains at least one paramagnetic metal ion selected from the group consisting of Gd 3+ , Tb 3+ , Dy 3+ , Ho 3+ , Er 3+ and Fe 3+. 3. The diethylenetriaminepentaacetic acid complex polymer composition according to claim 1 or 2. 造影剤として、請求項1、2又は3記載のジエチレントリアミンペンタ酢酸錯体ポリマー組成物を有することを特徴とする体内低侵襲性医療器具。
An in-vivo minimally invasive medical device comprising the diethylenetriaminepentaacetic acid complex polymer composition according to claim 1, 2 or 3 as a contrast agent.
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