CN105999314B - 一种超声造影剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声造影剂及其制备方法，属于超声成像剂领域，一种超声造影剂，由壳膜材料和惰性气体组成，所述壳膜材料包含磷脂和白蛋白材料，所述白蛋白材料与磷脂的重量比为1∶4～3∶4；所述的惰性气体为六氟化硫或全氟丙烷。本发明制备的微泡超声造影剂80％的微泡粒径范围小于2μm，粒径分布均一，分散度较市售声诺维更好，体内心肌灌注效果也更佳，适用于心肌微循环灌注显影，其显像效果好，成本低，易于储存，具有广阔的临床应用前景。
Description
技术领域
本发明属于超声成像剂领域，具体涉及一种超声造影剂及其制备方法
背景技术
超声造影已越来越广泛应用于临床诊断，比如检测肝肾脾及浅表器官肿块的血供情况，判断肿块的性质，心腔显影等。目前，国内唯一批准使用的超声造影剂为瑞士生产的六氟化硫微泡(商品名：Sonov声诺维)。该微泡可以提高血液回声，从而提高信噪比，主要增强心脏腔室的浑浊度从而清楚地描绘出左心室内膜的边缘，用于提高大血管及小血管多普勒信噪比，提高病变血管形成的显像效果，主要用于肝脾肾浅表器官及心腔造影。但其对微血管的灌注效果较差，背景噪声较大，尤其是心肌微循环及斑块内微血管灌注效果相对较差，且价格昂贵。心血管疾病已成为致残致死的重要疾病之一，小血管及微血管病变又是心血管疾病的重要组成部分，有研究显示X综合症与心脏微血管病变有关，目前对微血管病变的检查还缺乏一种效果较好的无创检查方法，冠状动脉造影及双源CT仅能显示大于100μm的血管，且有创及较大辐射，对微血管无法显示。目前，声诺维心肌灌注显影效果较差，背景噪声较大，极大地影响了对心肌微循环病变的判断。另外，肝肾脾浅表器官及肿块等的病变需要进一步了解微血管情况，对病情的诊断及治疗具有重大帮助。因此，临床上急需一种能进一步增强微循环显影，价格低的超声造影剂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中超声造影剂所存在的价格昂贵、制备成本高、心肌灌注效果不佳和微循环显影差的上述不足，提供一种超声造影剂及其制备方法，通过在超声造影剂的成膜材料中加入白蛋白并相应调整比例，可使微泡的成泡率增加，分散度更好，粒径更小，体内心肌灌注效果也更好。同时独特的配方设计可减少昂贵的磷脂所占比例，在保证高成泡率的基础上降低了生产成本。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种超声造影剂，由壳膜材料和惰性气体组成，所述壳膜材料包含磷脂和白蛋白材料，所述白蛋白材料与磷脂的重量比为1∶4～3∶4；所述的惰性气体为六氟化硫或全氟丙烷。
白蛋白材料是由氨基酸组成，其本身带有电荷，当制备成微泡时也会使微泡带上电荷，带相同电荷的微泡之间存在相互排斥，使得微泡间分散也更好。同时由于白蛋白也是一种成泡材料，其加入会增加成泡率，当在高渗液中振荡时，微泡膨胀性更小，制备的微泡超声造影剂的粒径就更小。当白蛋白材料与磷脂的重量比大于3∶4时，此时会生成较多较大的微泡，制备的超声造影剂的粒径不能满足微循环显影的要求。当白蛋白材料与磷脂的重量比小于1∶4时，制备的微泡成泡率会降低，分散度不佳。
进一步地，上述磷脂为1，2-硬脂酰磷脂酰胆碱、L-磷脂酰乙醇胺、二棕榈酰磷脂酰胆碱、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺和二硬脂酰磷脂酰乙醇胺中的一种或几种。上述磷脂类包覆材料进入人体后，易优先被富含网状内皮细胞的组织如肝、脾及骨髓所摄取，具有靶向性，同时磷脂壳膜可生物降解，对人体无害，其储存稳定性也较好。
进一步地，上述白蛋白材料为人血白蛋白、牛血清白蛋白、兔血清白蛋白、猪血清白蛋白、羊血清白蛋白和马血清白蛋白中的一种或几种。白蛋白是血液的组成部分之一，也是由氨基酸组成，作为微泡成膜材料不仅可增加成泡率还可使微泡分散度更好，进入人体后无毒副作用。
本发明的另一目的在于提供一种超声造影剂的制备方法，包括以下步骤：
S1配制甘露醇-磷酸盐缓冲液、聚乙二醇溶液备用，称取预冷冻后的1，2-硬脂酰磷脂酰胆碱和L-磷脂酰乙醇胺放入载药容器中备用；
S2向所述载药容器中加入白蛋白材料、甘油、葡萄糖水、甘露醇-磷酸盐缓冲液和聚乙二醇溶液，盖紧器盖，置于漩涡混合器上混匀1～2分钟，然后进行冻融操作；
S3将载药容器中的空气置换为六氟化硫气体，密封盖口，然后将载药容器放入超声微泡制备仪内振荡45～120秒；
S4冷冻干燥步骤S3得到的产物；
S5将步骤S4得到的冻干粉针剂，注入六氟化硫气体，封盖。
使用前注入0.9％生理盐水1ml震荡45s。上述制备方法通过将冻融方法，机械震荡法联合冷冻干燥方法并用可制备出粒径更小的微泡，同时具有较佳的分散度。
进一步地，上述甘露醇-磷酸盐缓冲液配制包括将20wt％甘露醇溶液与磷酸盐缓冲液按体积比1∶1混合配制成10wt％甘露醇溶液，上述聚乙二醇溶液配制包括将聚乙二醇4000用0.9wt％的生理盐水配制成10wt％聚乙二醇溶液。
进一步地，上述步骤S1中预冷冻的温度为-30～-10℃，预冷冻的时间为30～60min。
进一步地，上述步骤S2中冻融操作包括将载药容器放入25～50℃的水浴箱中水浴10～30分钟，随后取出在-30～-10℃冰箱中冷冻20～40分钟，然后再在25～50℃的水浴箱中水浴10～30分钟，取出后在漩涡混合器上混匀1-2分钟。冻融处理可使磷脂的多晶结构变为单晶结构，反复冻融操作可使混合溶液体系颗粒分散更加均匀，使磷脂溶液更易成泡，同时粒径均匀且更小。
进一步地，上述步骤S2中白蛋白材料、甘油、葡萄糖水、聚乙二醇溶液和甘露醇-磷酸盐缓冲液的体积为1～10∶1～5∶10～40∶1～10∶50～100。该配方比例范围下可减少昂贵的磷脂用量，降低生产成本，且成泡率高。
进一步地，上述白蛋白材料的质量浓度为15～30％，上述葡萄糖水的质量浓度为5～20％。在白蛋白材料中加入葡萄糖水可以增加在制备造影剂微泡时微泡的产出率，同时对脂膜起到稳定分散的作用。
进一步地，上述步骤S4的冷冻干燥条件是冷冻干燥的时间为20～30小时，冷冻干燥温度为-60～-40℃。冷冻干燥温度高于-40℃时，超声造影剂微泡中有液体存在，当处在真空中时，液体产生沸腾，生成气泡，破坏原微泡体系的分散度。冷冻温度低于-60℃时，工艺能耗过大，不利于节能。所制冻干粉稳定易于储存运输。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明在超声造影剂的成膜材料中加入白蛋白并相应调整用量比例，可使微泡的成泡率增加，同时80％的微泡粒径范围小于2μm，粒径分布均一(见图7)，分散度较声诺维更好，体内心肌灌注效果更好，适用于心肌微循环灌注显影，显像效果好，具有广阔的临床应用前景。
2、本发明使用10wt％含甘露醇高渗溶液制备微泡可使微泡的粒径更小，同时甘露醇还可用作冻干保护剂，体系不需额外添加冻干保护剂。
3、本发明制备液配方该配方可减少昂贵的磷脂比例，降低生产成本，且成泡率高。
4、本发明在超声造影剂的制备方法上采用了冻融方法，机械震荡法联合冷冻干燥技术并用可制备出粒径更小的微泡，全程无菌制成的冻干粉易于储存运输。
附图说明：
图1为本发明实施例1制备的磷脂联合白蛋白超声造影剂的外观图。
图2为本发明对比例1制备的相同磷脂比例未加入白蛋白超声造影剂的外观图。
图3为市售声诺维的微泡溶液图。
图4为本发明实施例1制备的超声造影剂冻干粉剂的外观图。
图5为本发明实施例1制备的超声造影剂配置后的微泡形态图(200倍光镜下观察)。
图6为本发明实施例1制备的超声造影剂配置后的微泡形态图(200倍光镜下多视野观察)。
图7为本发明实施例1制备的超声造影剂配置后的微泡形态图(400倍光镜下观察)。
图8为本发明实施例1制备的超声造影剂配置后的微泡形态图(400倍光镜下多视野观察)。
图9为市售声诺维配置后的微泡形态图(200倍光镜下观察)。
图10为市售声诺维配置后的微泡形态图(造影剂稀释4倍后200倍光镜下观察)。
图11为市售声诺维配置后的微泡形态图(400倍光镜下观察)。
图12为造影前正常兔左室短轴切面声像图。
图13为本发明实施例1制备的超声造影剂在对正常兔给药后的心肌灌注显影图像。
图14为本发明实施例1制备的超声造影剂在对正常兔给药后的心肌灌注多次观察显影图像。
图15为市售声诺维超声造影剂对正常兔给药后的心肌灌注显影图像。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1超声造影剂的制备
1、溶液配制：采用磷酸盐缓冲液(Hyclone，赛默飞世尔生物化学制品有限公司)与20wt％甘露醇溶液按体积比1∶1混合配制成10wt％甘露醇溶液，采用0.9wt％的生理盐水配制聚乙二醇4000为10wt％聚乙二醇4000溶液。
2、在-20℃冰箱预冻1，2-硬脂酰磷脂酰胆碱
(1，2-Distearoyl-sn-glycero-3-phospocholine，sigma公司)、L-磷脂酰乙醇胺
(1，2-Dipalmitoyl-sn-glycero-3-phospoethanolamine，sigma公司)40分钟，在电子天平上称取1，2-硬脂酰磷脂酰胆碱4mg，L-磷脂酰乙醇胺2mg，放入容积为3.6ml的玻璃小瓶中备用。
3、向装有磷脂的玻璃小瓶中加入20wt％人血白蛋白(BaxterAG)50μl，甘油50μl，10wt％聚乙二醇溶液50μl，10wt％葡萄糖水200μl，10wt％的甘露醇溶液700μl。将小玻璃瓶盖紧，在漩涡混合器上混匀2分钟。
4、将小玻璃瓶放入45℃的水浴箱中水浴20分钟，取出在-20℃冰箱中冷冻30分钟，然后再在45℃的水浴箱中水浴20分钟，取出后在漩涡混合器上混匀2分钟。
5、将小玻璃瓶中的空气置换为六氟化硫气体，通过封口胶密封带盖的瓶口，然后将小玻璃瓶放入超声微泡制备仪内振荡90秒。
6、将制备的微泡放入-20℃冰箱中预冻5小时，然后再放入-50℃冷冻干燥机中冷冻干燥24小时，冻干成粉末状，在取出冻干粉末前压紧瓶盖，取出小瓶后在小瓶内充入六氟化硫气体即制得固态的超声造影剂。
在使用微泡时，从小瓶瓶盖处注入0.9％生理盐水1ml，将小瓶放入微泡制备仪中振荡45秒制备成微泡悬混液。
微泡的使用，用20ml空针抽取0.9％生理盐水4ml备用，抽出小瓶中的微泡与0.9％生理盐水混匀使用。
对实施1制备的超声造影剂配置后的微泡形态图(图5、图6、图7、图8)观察可知其粒径分布大多数位于2μm范围内，且分布均匀，分散度好。
实施例2超声造影剂的制备
1、溶液配制：采用磷酸盐缓冲液(Hyclone，赛默飞世尔生物化学制品有限公司)与20wt％甘露醇溶液按体积比1∶1混合配制成10wt％甘露醇溶液，采用0.9wt％的生理盐水配制聚乙二醇4000为10wt％聚乙二醇4000溶液。
2、在-20℃冰箱预冻1，2-硬脂酰磷脂酰胆碱
(1，2-Distearoyl-sn-glycero-3-phospocholine，sigma公司)、L-磷脂酰乙醇胺
(1，2-Dipalmitoyl-sn-glycero-3-phospoethanolamine，sigma公司)40分钟，在电子天平上称取1，2-硬脂酰磷脂酰胆碱4mg，L-磷脂酰乙醇胺2mg，放入容积为3.6ml的玻璃小瓶中备用。
3、向装有磷脂的玻璃小瓶中加入20wt％牛血清白蛋白100μl，甘油20μl，10wt％聚乙二醇溶液30μl，10wt％葡萄糖水300μl，10wt％的甘露醇溶液500μl。将小玻璃瓶盖紧，在漩涡混合器上混匀2分钟。
4、将小玻璃瓶放入45℃的水浴箱中水浴20分钟，取出在-20℃冰箱中冷冻30分钟，然后再在45℃的水浴箱中水浴20分钟，取出后在漩涡混合器上混匀2分钟。
5、将小玻璃瓶中的空气置换为六氟化硫气体，通过封口胶密封带盖的瓶口，然后将小玻璃瓶放入超声微泡制备仪内振荡90秒。
6、将制备的微泡放入-25℃冰箱中预冻6小时，然后再放入-40℃冷冻干燥机中冷冻干燥24小时，冻干成粉末状，在取出冻干粉末前压紧瓶盖，取出小瓶后在小瓶内充入六氟化硫气体即制得固态的超声造影剂。
在使用微泡时，从小瓶瓶盖处注入0.9％生理盐水1ml，将小瓶放入微泡制备仪中振荡45秒制备成微泡悬混液。
微泡的使用，用20ml空针抽取0.9％生理盐水4ml备用，抽出小瓶中的微泡与0.9％生理盐水混匀使用。
实施例3超声造影剂的制备
1、溶液配制：采用磷酸盐缓冲液(Hyclone，赛默飞世尔生物化学制品有限公司)与20wt％甘露醇溶液按体积比1∶1混合配制成10wt％甘露醇溶液，采用0.9wt％的生理盐水配制聚乙二醇4000为10wt％聚乙二醇4000溶液。
2、在-30℃冰箱预冻1，2-硬脂酰磷脂酰胆碱
(1，2-Distearoyl-sn-glycero-3-phospocholine，sigma公司)、L-磷脂酰乙醇胺
(1，2-Dipalmitoyl-sn-glycero-3-phospoethanolamine，sigma公司)50分钟，在电子天平上称取1，2-硬脂酰磷脂酰胆碱7mg，L-磷脂酰乙醇胺4mg，放入容积为3.6ml的玻璃小瓶中备用。
3、向装有磷脂的玻璃小瓶中加入20wt％兔血白蛋白75μl，甘油35μl，10wt％聚乙二醇溶液40μl，10wt％葡萄糖水250μl，10wt％的甘露醇溶液600μl。将小玻璃瓶盖紧，在漩涡混合器上混匀1分钟。
4、将小玻璃瓶放入45℃的水浴箱中水浴20分钟，取出在-20℃冰箱中冷冻30分钟，然后再在45℃的水浴箱中水浴20分钟，取出后在漩涡混合器上混匀2分钟。
5、将小玻璃瓶中的空气置换为六氟化硫气体，通过封口胶密封带盖的瓶口，然后将小玻璃瓶放入超声微泡制备仪内振荡100秒。
6、将制备的微泡放入-25℃冰箱中预冻6小时，然后再放入-40℃冷冻干燥机中冷冻干燥24小时，冻干成粉末状，在取出冻干粉末前压紧瓶盖，取出小瓶后在小瓶内充入六氟化硫气体即制得固态的超声造影剂。
在使用微泡时，从小瓶瓶盖处注入0.9％生理盐水1ml，将小瓶放入微泡制备仪中振荡45秒制备成微泡悬混液。
微泡的使用，用20ml空针抽取0.9％生理盐水4ml备用，抽出小瓶中的微泡与0.9％生理盐水混匀使用。
对比例1超声造影剂的制备
1、溶液配制：采用磷酸盐缓冲液(Hyclone，赛默飞世尔生物化学制品有限公司)与20wt％甘露醇溶液按体积比1∶1混合配制成10wt％甘露醇溶液，采用0.9wt％的生理盐水配制聚乙二醇4000为10wt％聚乙二醇4000溶液。
2、在一20℃冰箱预冻1，2-硬脂酰磷脂酰胆碱
(1，2-Distearoyl-sn-glycero-3-phospocholine，sigma公司)、L-磷脂酰乙醇胺
(1，2-Dipalmitoyl-sn-glycero-3-phospoethanolamine，sigma公司)40分钟，在电子天平上称取1，2-硬脂酰磷脂酰胆碱4mg，L-磷脂酰乙醇胺2mg，放入容积为3.6ml的玻璃小瓶中备用。
3、向装有磷脂的玻璃小瓶中加入甘油50μl，10wt％聚乙二醇溶液50μl，10wt％葡萄糖水200μl，10wt％的甘露醇溶液750μl。将小玻璃瓶盖紧，在漩涡混合器上混匀2分钟。
4、将小玻璃瓶放入45℃的水浴箱中水浴20分钟，取出在-20℃冰箱中冷冻30分钟，然后再在45℃的水浴箱中水浴20分钟，取出后在漩涡混合器上混匀2分钟。
5、将小玻璃瓶中的空气置换为六氟化硫气体，通过封口胶密封带盖的瓶口，然后将小玻璃瓶放入超声微泡制备仪内振荡90秒。
6、将制备的微泡放入一20℃冰箱中预冻5小时，然后再放入-50℃冷冻干燥机中冷冻干燥24小时，冻干成粉末状，在取出冻干粉末前压紧瓶盖，取出小瓶后在小瓶内充入六氟化硫气体即制得固态的超声造影剂。
在使用微泡时，从小瓶瓶盖处注入0.9％生理盐水1ml，将小瓶放入微泡制备仪中振荡45秒制备成微泡悬混液。
微泡的使用，用20ml空针抽取0.9％生理盐水4ml备用，抽出小瓶中的微泡与0.9％生理盐水混匀使用。
将对比例1和实施例1制备的微泡造影剂进行肉眼观察对比可知，实施例1制备的微泡造影剂其成泡率更高(图1、图2所示)，从图3、图4可以看出，从外观图上可见自制微泡成泡率较高，冻干粉有利于储存运输。
对比例2
制备液中没有加入10wt％的甘露醇溶液，除此之外，按照与实施例1相同的方法制备了对比例2的物质。得到超声造影剂粒径较大，分散度也不好。
对比例3
制备液中加入的人血白蛋白的重量含量为磷脂的100％，除此之外，按照与实施例1相同的方法制备了对比例3的物质。得到超声造影剂粒径较大，分布不均匀，分散度也不好。
对比例4
制备液中加入的人血白蛋白的重量含量为磷脂的10％，除此之外，按照与实施例1相同的方法制备了对比例4的物质。得到超声造影剂粒径较大，分布不均匀，分散度也不好。
试验例
对市售声诺维超声造影剂配置后对其微泡形态图进行观察如图9、图10和图11所示，从附图可以看出其微泡成团分布，分散度相对较差，粒径大小不一，且粒径均大于实施例1制备的超声造影剂的粒径。
以兔为模拟动物，采用静脉团注注射方式给药对正常兔的心肌灌注的超声显像进行测定，测试结果如图12、图13、图14和图15所示，可以看出实施例1制备的超声造影剂对正常兔心肌灌注显影效果较好，多次观察其微泡造影后可见兔心肌灌注显影效果均匀。反观市售声诺维超声造影剂对相同的正常兔心肌灌注回声不均匀，部分节段出现灌注稀疏或缺失(图15中箭头所示)严重影响对疾病的诊断。动物实验也显示实施例1制备的微泡造影剂的心肌灌注效果要优于声诺维。这是因为微循环内径不大于5μm，微泡进去体内后随体温的增高及超声辐照共振，微泡粒径会成倍增加，所以粒径更小分散好的微泡更易灌注。成团分布及粒径较大的微泡不易进入微循环。
Claims (7)
1.一种超声造影剂，由壳膜材料和惰性气体组成，其特征在于，所述壳膜材料包含磷脂和白蛋白材料，所述白蛋白材料与磷脂的重量比为1∶4～3∶4；所述的惰性气体为六氟化硫或全氟丙烷。
2.根据权利要求1所述的超声造影剂，其特征在于，所述磷脂为1，2-硬脂酰磷脂酰胆碱、L-磷脂酰乙醇胺、二棕榈酰磷脂酰胆碱、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺和二硬脂酰磷脂酰乙醇胺中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的超声造影剂，其特征在于，所述白蛋白材料为人血白蛋白、牛血清白蛋白、兔血清白蛋白、猪血清白蛋白、羊血清白蛋白和马血清白蛋白中的一种或几种。
4.一种权利要求1-3任一项所述的超声造影剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1 配制甘露醇-磷酸盐缓冲液、聚乙二醇溶液备用，称取预冷冻后的1，2-硬脂酰磷脂酰胆碱和L-磷脂酰乙醇胺放入载药容器中备用；
S2 向所述载药容器中加入白蛋白材料、甘油、葡萄糖水、甘露醇-磷酸盐缓冲液和聚乙二醇溶液，盖紧器盖，置于漩涡混合器上混匀1～2分钟，然后进行冻融操作；
其中，所述甘露醇-磷酸盐缓冲液配制包括将20wt％甘露醇溶液与磷酸盐缓冲液按体积比1∶1混合配制成10wt％甘露醇-磷酸盐缓冲液，所述聚乙二醇溶液配制包括将聚乙二醇4000用0.9wt％的生理盐水配制成10wt％聚乙二醇溶液；
所述白蛋白材料的质量浓度为15～30％，所述葡萄糖水的质量浓度为5～20％；
白蛋白材料、甘油、葡萄糖水、聚乙二醇溶液和甘露醇-磷酸盐缓冲液的体积比为1～10∶1～5：10～40∶1～10∶50～100；
S3 将载药容器中的空气置换为六氟化硫气体，密封盖口，然后将载药容器放入超声微泡制备仪内振荡45～120秒；
S4 冷冻干燥步骤S3得到的产物；
S5 将步骤S4得到的冻干粉针剂，注入六氟化硫气体，封盖。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中预冷冻的温度为-30～-10℃，预冷冻的时间为30～60min。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中冻融操作包括将载药容器放入25～50℃的水浴箱中水浴10～30分钟，随后取出在-30～-10℃冰箱中冷冻20～40分钟，然后再在25～50℃的水浴箱中水浴10～30分钟，取出后在漩涡混合器上混匀1-2分钟。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4的冷冻干燥条件是冷冻干燥的时间为20～30小时，冷冻干燥温度为-60～-40℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |