CN100563719C - 超声磁共振联合造影剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

超声磁共振联合造影剂及其制备方法涉及超声、磁共振造影剂，具体涉及由修饰后的高分子聚合物囊壳以及包裹磁造影剂和生物活性气体的联合造影剂及其制备方法。该造影剂由修饰后的高分子聚合物组成的囊壳材料包裹磁共振造影剂和生物活性气体组成，其中囊壳材料主要包括高分子聚合物、靶向抗体、表面活性剂；该联合造影剂中，按重量百分比计，高分子聚合物占有的比例是10～30%，聚乙二醇1～10%，表面活性剂为0.01～5%，靶向抗体为5～10%，磁共振造影剂为0.4～1%，生物活性气体全氟戊烷为1～5%，其余为溶剂。通过本发明能够在超声造影剂稳定性和有效性方面提高的同时完成磁共振造影，既提高了病人的顺应性又提高了诊断的准确性。

Description

超声磁共振联合造影剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及超声、磁共振造影剂，具体涉及由修饰后的高分子聚合物囊壳以及包裹磁造影剂和生物活性气体的联合造影剂及其制备方法。

背景技术

超声造影剂(ultrasound contrast agent，UCA)是一类能够显著增强医学超声检测信号的诊断药剂，在人体微小血管和组织灌注检测与成像方面，使用UCA具有成像效果好、实时、操作方便、无离子辐射、无损性、适用面广等优点。超声造影剂的基本点是使用气体作为增强反射的介质。在经历了第一代游离微气泡造影剂、第二代包裹空气微气泡造影剂之后，第三代新型声学造影剂采用了血液弥散性极差的高分子氟碳气体作为包裹微气泡内的气体。微气泡造影剂开创了无创伤超声医学的一个崭新领域，目前除作为超声诊断药剂之外还具有分子成像、促进血栓溶解、促进基因转染及药物体内运输定点释放的作用。

磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)是以人体在核磁共振过程中所散发的电磁波以及与这些电磁波有关的参数，如质子密度、弛豫时间等作为成像参数进行成像。MRI可获得丰富的诊断信息，与CT(computer assistedtomography)及核素成像相比没有放射引起的电离损害。使用MRI造影剂可提高MRI诊断的敏感性和特异性，增强信号对比度和提高软组织图像的分辨率。不仅能显示人体组织器官的形态学改变，还能反映组织器官的功能性变化。软组织对比分辨率高，敏感性高，适用各种细小病变和肿瘤的早期发现。目前一般把MRI造影剂分为以下3类：顺磁性，如二乙二胺五醋酸钆(Gd-DTPA)；铁磁性，如Fe₃O₄微粒；超顺磁性，如超顺磁Fe₃O₄微粒、γ-Fe₂O₃。

常规超声显像，包括彩色多普勒超声和彩色能量图，它们观察到的是一种相对静态的血流动力学状态。超声造影可能由于造影部分被组织遮掩不显影或者超声影像对比不明显而缺乏增强信息，使诊断不确定。故在疾病诊断的准确性方面被认为略逊于经常使用造影增强的MRI影像技术。本发明结合了超声和磁共振两种造影的优点，制备出超声-磁共振联合造影剂，病人使用该联合造影剂后，靶向到达病灶部位，先经超声造影后，再释放磁共振造影剂，进行磁共振造影，通过超声影像和磁共振影像的共同作用提高疾病诊断的准确性。

在超声造影增强显像后，使用磁共振造影剂具有更多的优势，原因在于该联合造影剂具有：(1)靶向性：高分子聚合物表面抗体修饰包裹的超声-磁共振联合造影剂进入人体后，到达特异性的抗原组织，可较长时间进行超声显影，然后微气泡破裂释放出包裹的磁共振造影剂再进行磁共振造影；(2)稳定性好：选择的高分子聚合物化学性质稳定，具有良好的粘弹性，在血液循环中更能耐压，超声造影时间持续长；(3)安全性：在制备过程中选择了天然或合成的生物可降解聚合物，具有对人体无害和生物相容性好的特点；(4)准确性：超声造影后再进行磁共振造影，磁共振造影弥补了超声造影局部显性不准确的缺点，从而提高疾病诊断的效率并提高准确性。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供-种超声磁共振联合造影剂及其制备方法，(1)改进微气泡造影剂的囊壳材料；(2)将磁共振造影剂装载到超声微气泡上；(3)优化联合造影剂的制备工艺。通过本发明能够在超声造影剂稳定性和有效性方面提高的同时完成磁共振造影，既提高了病人的顺应性又提高了诊断的准确性。

技术方案：

1.本发明的超声磁共振联合造影剂由修饰后的高分子聚合物组成的囊壳材料包裹磁共振造影剂和生物活性气体组成，其中囊壳材料主要包括高分子聚合物、靶向抗体、表面活性剂；该联合造影剂中，按重量百分比计，高分子聚合物占有的比例是10～30％，聚乙二醇1～10％，表面活性剂为0.01～5％，靶向抗体为5～10％，磁共振造影剂为0.4～1％，生物活性气体全氟戊烷为1～5％，其余为溶剂。

高分子聚合物为聚丁基-2-氰基丙烯酸酯、或二棕榈酰磷脂酰胆碱、或羧甲基淀粉、或羧甲基纤维素、或海藻酸钠、或壳聚糖。表面活性剂为吐温80和司盘60或司盘80。靶向抗体为Rb40.34抗P-选择性蛋白抗体、生物素、抗生物素蛋白链霉素。磁共振造影剂为二乙二胺五醋酸酯或聚合物修饰的超顺磁Fe₃O₄纳米粒或聚合物修饰的γ-Fe₂O₃。所述的溶剂为pH＝7.4±0.1的去离子水。

2.超声磁共振联合造影剂的制备方法包括以下步骤：

步骤a：将囊壳材料与水介质或非水介质接触，使其成为液体状态，得到囊壳材料溶液。

步骤b：囊壳材料溶液经高压灭菌后，加入磁共振造影剂二乙二胺五醋酸酯(Gd-DTPA)，在超声波声振仪中声振空化处理持续3～5分钟，同时加入全氟戊烷，进行声振处理，得囊壳材料包裹磁共振造影剂和全氟戊烷的微气泡溶液；

步骤c：取步骤b的聚合物微气泡经磷酸缓冲液洗涤后，加入抗生物素蛋白链霉素，反应20～30分钟后经磷酸缓冲液洗涤，加入生物素耦合的p-选择性蛋白抗体Rb40.34，反应20～30分钟，再经磷酸缓冲液洗涤，制备得表面带p-选择性蛋白抗体的具有靶向性的超声-磁共振联合造影剂微球溶液；其中磷酸缓冲液pH＝7.4±0.1；

步骤d：将步骤c制备的超声-磁共振联合造影剂微球溶液充分混匀后，测定溶液微球的各项指标：微球浓度、粒径及粒径分布、稳定性、造影剂包封率、体外超声影像、体外磁共振造影剂释放情况和体外靶向性，并优化处方调整到最佳值，最后将符合要求的微球溶液分装入小包装瓶中。

或在步骤a聚合物溶液中加入超顺磁Fe₃O₄或γ-Fe₂O₃制备聚合物修饰的超顺磁Fe₃O₁纳米粒或聚合物修饰的γ-Fe₂O₃后，在步骤b中仅加入全氟戊烷，按照步骤c和步骤d制备得表面带p-选择性蛋白抗体的具有靶向性的超声-磁共振联合造影剂微球溶液；测定溶液中微球的各项指标：微球浓度、粒径及粒径分布、稳定性、造影剂包封率、体外超声影像、体外磁共振造影剂释放情况和体外靶向性，并优化处方调整到最佳值，最后将符合要求的微球溶液分装入小包装瓶中。

附图说明

图1是超声-磁共振联合造影剂的制备工艺一，

图2是超声-磁共振联合造影剂的制备工艺二，

图3是磁共振微气泡的结构示意图，其中有靶向配体1、聚合物囊壳2、磁共振造影剂3、全氟戊烷4。

具体实施方式

本发明的超声磁共振联合造影剂由修饰后的高分子聚合物组成的囊壳材料包裹磁共振造影剂和生物活性气体组成，其中囊壳材料主要包括高分子聚合物、靶向抗体、表面活性剂；该联合造影剂中，按重量百分比计，高分子聚合物占有的比例是10～30％，聚乙二醇1～10％，表面活性剂为0.01～5％，靶向抗体为5～10％，磁共振造影剂为0.4～1％，生物活性气体全氟戊烷为1～5％，其余为溶剂。

材料：1)聚丁基-2-氰基丙烯酸酯(PBCA)或二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)或羧甲基淀粉(CMS)或羧甲基纤维素(CMC)或海藻酸钠或壳聚糖

2)聚乙二醇(PEG)

3)吐温80

4)司盘60或司盘80

5)Rb40.34抗P-选择性蛋白抗体

6)生物素

7)抗生物素蛋白链霉素

8)二乙二胺五醋酸酯(Gd-DTPA)或聚合物修饰的超顺磁Fe₃O₄纳米粒

9)全氟戊烷，

具体实施实例1：联合造影剂的处方组成

配方组成1(上限组成)

羧甲基淀粉修饰超顺磁Fe₃O₄纳米粒   1g

聚乙二醇(PEG)                     100g

吐温80                            30g

司盘80                            30g

Rb40.34抗P-选择性蛋白抗体         10μg

生物素                            5.5μg

抗生物素蛋白                      5.5μg

全氟戊烷                          5g

去离子水                          总1000ml

配方组成2(下限组成)

羧甲基淀粉修饰超顺磁Fe₃O₄纳米粒            0.4g

聚乙二醇(PEG)                              30g

吐温80                                     10g

司盘80                                     10g

Rb40.34抗P-选择性蛋白抗体                  5μg

生物素                                     1.5μg

抗生物素蛋白                               1.5μg

全氟戊烷                                   1g

去离子水                                   总1000ml

配方组成3(最佳点组成)

羧甲基淀粉修饰超顺磁Fe₃O₄纳米粒            0.7g

聚乙二醇(PEG)                              50g

吐温80                                     20g

司盘80                                     20g

Rb40.34抗P-选择性蛋白抗体                  7.5μg

生物素                                     3μg

抗生物素蛋白                               3μg

全氟戊烷                                   3g

去离子水                                   总1000ml

联合造影剂的制备方法：

称取聚乙二醇(PEG)50g，在室温条件下溶解在1.0L的去离子水中，经121℃，15分钟高压灭菌处理后，加入0.7g羧甲基淀粉(CMS)修饰的超顺磁Fe₃O₄纳米粒和40g吐温80和司盘60(1∶1)混合物，机械混匀后，在110W功率的超声波声振仪中声振空化处理持续3～5分钟，同时加入全氟戊烷3g，得装载超顺磁Fe₃O₄并包裹全氟戊烷的微气泡微球。微球经磷酸缓冲液(PBS)(pH＝7.4±0.1)洗涤后，加入抗生物素蛋白链霉素，在0℃振荡30分钟。再经磷酸缓冲液(PBS)(pH＝7.4±0.1)洗涤两次后，加入生物素耦合的p-选择性蛋白抗体Rb40.34，在0℃振荡30分钟，经磷酸缓冲液(PBS)(pH＝7.4±0.1)少量多次洗涤后，制备得表面带p-选择性蛋白抗体的具有靶向性的超声-磁共振联合造影剂微球溶液。取样观察初检浓度为8.2×10⁷个/ml，粒径分布为1～5μm，控制该联合造影剂的微球浓度及粒径分布，最后将符合要求的微球溶液分装入小包装瓶中。

Claims (7)

1.一种超声磁共振联合造影剂，其特征在于该造影剂由修饰后的高分子聚合物组成的囊壳材料包裹磁共振造影剂和生物活性气体组成，其中囊壳材料主要包括高分子聚合物、靶向抗体、表面活性剂；该联合造影剂中，按重量百分比计，聚丁基-2-氰基丙烯酸酯或二棕榈酰磷脂酰胆碱、或羧甲基淀粉、或羧甲基纤维素、或海藻酸钠、或壳聚糖占有的比例是10～30％，聚乙二醇1～10％，表面活性剂为0.01～5％，靶向抗体为5～10％，磁共振造影剂为0.4～1％，生物活性气体全氟戊烷为1～5％，其余为溶剂。

2.根据权利要求1所述的超声磁共振联合造影剂，其特征在于表面活性剂为吐温80和司盘60或司盘80。

3.根据权利要求1所述的超声磁共振联合造影剂，其特征在于靶向抗体为Rb40.34抗P-选择性蛋白抗体、抗生物素蛋白链霉素。

4.根据权利要求1所述的超声-磁共振联合造影剂，其特征在于磁共振造影剂为二乙二胺五醋酸酯或聚合物修饰的超顺磁Fe₃O₄纳米粒或聚合物修饰的γ-Fe₂O₃。

5.根据权利要求1所述的超声-磁共振联合造影剂，其特征在于所述的溶剂为pH＝7.4±0.1的去离子水。

6.一种如权利要求1所述的超声磁共振联合造影剂的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：

步骤a：将囊壳材料与水介质或非水介质接触，使其成为液体状态，得到囊壳材料溶液，

步骤b：囊壳材料溶液经高压灭菌后，加入磁共振造影剂二乙二胺五醋酸酯，在超声波声振仪中声振空化处理持续3～5分钟，同时加入全氟戊烷生物活性气体，进行声振处理，得囊壳材料包裹全氟戊烷的微气泡溶液；

步骤c：取步骤b的聚合物微气泡经磷酸缓冲液洗涤后，加入抗生物素蛋白链霉素，反应20～30分钟后经磷酸缓冲液洗涤，加入生物素耦合的p-选择性蛋白抗体Rb40.34，反应20～30分钟，再经磷酸缓冲液洗涤，制备得表面带p-选择性蛋白抗体的具靶向性的超声-磁共振联合造影剂微球溶液；其中磷酸缓冲液pH＝7.4±0.1；

步骤d：将步骤c制备的超声-磁共振联合造影剂微球溶液充分混匀后，测定溶液微球的各项指标：微球浓度、粒径及粒径分布、稳定性、造影剂包封率、体外超声影像、体外磁共振造影剂释放情况和体外靶向性，最后将符合要求的微球溶液分装入小包装瓶中。

7.根据权利要求6所述的超声磁共振联合造影剂的制备方法，其特征在于在步骤a中，在聚合物溶液中加入超顺磁Fe₃O₄或γ-Fe₂O₃制备聚合物修饰的超顺磁Fe₃O₄纳米粒或聚合物修饰的γ-Fe₂O₃后，在步骤b中仅加入全氟戊烷，按照步骤c和步骤d制备得表面带p-选择性蛋白抗体的具有靶向性的超声-磁共振联合造影剂微球溶液。

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