CZ301067B6 - Superparamagnetické nanocástice na bázi oxidu železa s modifikovaným povrchem, zpusob jejich prípravy a použití - Google Patents

Superparamagnetické nanocástice na bázi oxidu železa s modifikovaným povrchem, zpusob jejich prípravy a použití Download PDF

Info

Publication number
CZ301067B6
CZ301067B6 CZ20060120A CZ2006120A CZ301067B6 CZ 301067 B6 CZ301067 B6 CZ 301067B6 CZ 20060120 A CZ20060120 A CZ 20060120A CZ 2006120 A CZ2006120 A CZ 2006120A CZ 301067 B6 CZ301067 B6 CZ 301067B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
cells
iron oxide
weight
superparamagnetic
solution
Prior art date
Application number
CZ20060120A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2006120A3 (cs
Inventor
Horák@Daniel
Syková@Eva
Babic@Michal
Jendelová@Pavla
Hájek@Milan
Original Assignee
Ústav makromolekulární chemie AV CR
Ústav experimentální medicíny AV CR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ústav makromolekulární chemie AV CR, Ústav experimentální medicíny AV CR filed Critical Ústav makromolekulární chemie AV CR
Priority to CZ20060120A priority Critical patent/CZ301067B6/cs
Priority to PCT/CZ2007/000012 priority patent/WO2007095871A2/en
Priority to US12/280,440 priority patent/US20090309597A1/en
Priority to EA200870288A priority patent/EA015718B1/ru
Priority to EP07711106A priority patent/EP1991503B1/en
Priority to DE602007009052T priority patent/DE602007009052D1/de
Priority to CA2642779A priority patent/CA2642779C/en
Publication of CZ2006120A3 publication Critical patent/CZ2006120A3/cs
Publication of CZ301067B6 publication Critical patent/CZ301067B6/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/22—Compounds of iron
    • C09C1/24—Oxides of iron
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A61K49/1827—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle
    • A61K49/1833—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a small organic molecule
    • A61K49/1836—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a small organic molecule the small organic molecule being a carboxylic acid having less than 8 carbon atoms in the main chain
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A61K49/1827—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle
    • A61K49/1833—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a small organic molecule
    • A61K49/1845—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a small organic molecule the small organic molecule being a carbohydrate (monosaccharides, discacharides)
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A61K49/1827—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle
    • A61K49/1851—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with an organic macromolecular compound, i.e. oligomeric, polymeric, dendrimeric organic molecule
    • A61K49/1854—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with an organic macromolecular compound, i.e. oligomeric, polymeric, dendrimeric organic molecule the organic macromolecular compound being obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. poly(meth)acrylate, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyvinylalcohol
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A61K49/1827—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle
    • A61K49/1851—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with an organic macromolecular compound, i.e. oligomeric, polymeric, dendrimeric organic molecule
    • A61K49/1863—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with an organic macromolecular compound, i.e. oligomeric, polymeric, dendrimeric organic molecule the organic macromolecular compound being a polysaccharide or derivative thereof, e.g. chitosan, chitin, cellulose, pectin, starch
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A61K49/1827—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle
    • A61K49/1866—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle the nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a peptide, e.g. protein, polyamino acid
    • A61K49/1872—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle the nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a peptide, e.g. protein, polyamino acid coated or functionalised with a polyamino acid, e.g. polylysine, polyglutamic acid
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1896—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes not provided for elsewhere, e.g. cells, viruses, ghosts, red blood cells, virus capsides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00—Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/02—Oxides; Hydroxides
    • C01G49/06—Ferric oxide (Fe2O3)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/02—Oxides; Hydroxides
    • C01G49/08—Ferroso-ferric oxide (Fe3O4)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/42—Magnetic properties

Abstract

Superparamagnetické nanocásticové sondy na bázi oxidu železa, s výhodou magnetitu nebo maghemitu, s modifikovaným povrchem, pokryté mono-, di- nebo polysacharidy ze skupiny zahrnující D-arabinosu, D-glukosu, D-galaktosu, D-manosu, laktosu, maltosu, dextrany a dextriny nebo aminokyselinami nebo poly(aminokyselinami) ze skupiny zahrnující alanin, glycin, glutamin, asparagin, histidin, arginin, L-lysin, kyselinu asparagovou a glutamovou, které tvorí koloid sestávající z cástic s úzkou distribucí velikostí o indexu polydisperzity menším než 1,3, jejichž strední velikost je od 0,5 do 30 nm, s výhodou 1 až 10 nm, obsah oxidu železa tvorí 70 až 99,9 hmotn. %, s výhodou 90 hmotn. %, obsah modifikacního cinidla tvorí 0,1 až 30 hmotn. %, s výhodou 10 hmotn. %. Jejich použití pro oznacení bunek, za úcelem jejich sledování.

Description

Oblast techniky
Vynález se týká superparamagnetických nanočásticových sond na bázi oxidů železa s modifikovaným povrchem, způsobu jejich přípravy a použití.
Dosavadní stav techniky
Vývoj lékařské diagnostiky v posledních letech směřuje stále více k ranějšímu stanovení často velmi závažných onemocnění. Součástí těchto nových technik je značení buněk, popř. jejich zob15 rázování pomocí magnetické rezonance (magnetic resonance imaging - MR1). MRI umožňuje vizualizaci vnitřních orgánů člověka a tudíž je velkým přínosem nejen v diagnostice, ale i v léčbě a chirurgii. Lékařská diagnostika vyžaduje použití částic nanometrové velikosti. MRÍ využívá skutečnosti, že magnetické nanočástice vytvářejí magnetické pole a ovlivňují okolní prostředí (Shinkai M„ Functional magnetic particles for medical application, J. Biosci. Bioeng. 94, 60620 613, 2002). Rozsah velikosti částic lze rozdělit podle použití na „velké (celkový průměr cca. > 50 nm) a „malé“ (celkový průměr cca. > 50 nm) částice MR diagnostika jater a sleziny je hlavní aplikační oblastí, jelikož částice této velikostí jsou rychle a téměř úplně vstřebány makrofágy těchto orgánů (Kresse M., Pfefferer D., Lawaczeck R., EP 516,252 A2; Groman Ε, V., Josephson L., U.S. Pat. 4,770,183). Částice nalézají uplatnění také v klinické hypertermii (Hasegawa M., Nagae H., Ito Y., Mitzitani A., Hirose K., Ohgaí M., Yamashita Y., TozawaN., Yamada K., Kito K„ Hokukoku S., WO 92/22586 Al; Gordon R. T., US 4 731 239).
Pro značení buněk je klíčové vyrobit monokrystalické nanočástice oxidu železa dispergovateíné ve vodě, které jsou současně biokompatibilní, superparamagnetické, funkcionalizovatelné ne povrchu a přitom jsou zcela buňkami pohlcovány.
Superparamagnetické oxidy železa (tedy bez „magnetické paměti“) jsou v současné době skupinou látek s nej silnějším kontrastem v MR (Stark D. D., Weissleder R., Elizondo G., Hahn P. F., Saini S., Todd L. E„ Wittenberg J., Ferrucci J. T., Superparamagnetic iron oxide: clinical appli35 cation as a contrast agent for MR imaging of the li ver, Radiology 168,297-301,1988), tudíž jsou za nízké koncentrace obzvláště vhodné pro tkáňové specifické aplikace. Existuje totiž kritická velikost, pod kterou mohou mít částice pouze jednou magnetickou doménu i v nulovém magnetickém poli. Podmínkou pro superparamagnetismus je Κ V ~ k T, kde Κ V je energie anisotropie (Kje konstanta anisotropie, V je objem částice) a k T je tepelná energie pohybu (kje Boltzmano40 va konstanta, T je absolutní teplota). Je-li splněna tato podmínka, magnetizace částice může být vyvolána tepelnou energií k T, jestliže překoná potenciálovou bariéru anisotropické energie. Kritická velikost superparamagnetických Částic u magnetitu je asi 25 nm. Superparamagnetické oxidy železa umožňují zvýšit kontrast tkáně zvýšením relaxační rychlosti vody. S měnící se velikostí, povlakem, tloušťkou, chemickými reakcemi na povrchu a směrujícími ligandami, nano45 částicové sondy mohou být směrovány do specifických orgánů, buněk, nebo se dokonce mohou stát in vivo molekulárními markéry různých nemocí. Velikost krystalického jádra oxidů železa, která dává těmto látkám specifický charakter, je však problematická, protože má podstatný vliv na biologické chování. Malá velikost částic zlepšuje přesné směrování, avšak účinnost materiálu se snižuje vzhledem k vzájemné souvislosti mezi velikostí částice a magnetickým momentem, v důsledku čehož je nutné hledat kompromis mezi dobrou kontrastností materiálu a přesným směrováním (Kresse M., Pfefferer D., Lawaczeck R., Wagner S., Ebert W„ Elste V., Semmler
W., Taupitz M. Gaida J., Herrmann A., Ebert M., Swiderski U., US 2003/0185757). Je pravidlem, že jádro obsahující železo by mělo být co největší, aby bylo dosaženo vysokého zobrazovacího účinku (kontrastu), avšak celkový průměr by měl být malý.
Příklady MR1 kontrastních činidel zahrnují injektovatelná jádra, radionuklidy, diamagnetické, paramagnetické, ferromagnetické, superparamagnetické látky, kontrastní látky obsahující železo (např. oxid železa, železité ionty, citran železitoamonný), gadoliniová činidla (např, diethylentriaminopentaacetát gadolinia) a manganové paramagnetické látky. Typickými komerčními MRI kontrastními Činidly jsou např. Magnevist a Resovist (oba Schering), Omniscan, Feridex, Sinerem a Combinex (všechny tři Advanced Magnetics), Endorem (Guerbet), Clariscan (Nycomed). Na přípravu krystalů obsahujících železo (oxidů železa) se superparamagnetickými vlastnostmi byla popsána celá řada různých metod. Tyto lze třídit podle mnoha aspektů. Dvě základní metody na výrobu superparamagnetických krystalů jsou založeny na spékání za vysoké i o teploty a následném mechanickém rozmělňování nebo chemické syntéze ve vodném roztoku. Pro lékařské aplikace se osvědčily částice vyráběné „mokrými“ syntetickými postupy, naproti tomu slinování je popsáno pro výrobu oxidů železa pro technologické (audio/video média, pigmenty do barev, tonery) a biotechnologické aplikace, jako jsou magnetické separace (Schostek S., Beer A., DE 3 729 697 Al; BorelliN. F., LudererA. A., PanzarinoJ. N., US 4 323 056; Osamu L,
Takeshi H., Toshihiro M., Koují N., JP 60 260 463 A2). Mokrou chemickou syntézu lze rozdělit na „dvoustupňovou syntézu“, kterou se nejprve zvýšením pH připraví jádra obsahující oxid železa, ke kterým je posléze přidáván stabilizátor zajišťující fyzikální a jiné potřebné vlastnosti (Kresse M., Pfefferer D., Lawaczeck R„ Wagner S., Ebert W„ Elste V., Semmler W„ Taupitz M. Gaida J., Herrmann A., Ebert M., Swiderski U., US 2003/0185757). U Jednostupňové syntézy“ jsou oxidy železa připravovány srážením solí železa za přítomnosti stabilizátoru, který jádra povléká v průběhu nukleace, čímž brání agregaci a sedimentaci nanokrystalů. Kromě členění na „dvoustupňové“ aJednostupňové“ metody existuje další rozlišení a to podle typu použitého rozpouštědla, totiž na metody používající vodu (Hasegawa M., Hokukoku S., US 4 101 435; Fuji Rebio K. K„ JP 59 195 161) nebo organická rozpouštědla (Porath J„ Mats L., EP 179 039 A2;
Aoyama S„ Kishimoto M., Manabe T„ ínteraction between polymers and magnetic particles effect on the properties of particulate magnetic recording media, J. Mater. Chem. 2, 277-280, 1992; Norio H., Saturo O., JP 05 026 879 A2). Hrubý produkt je nutné vždy pečlivě přečistit a přebytečné látky a nečistoty tak odstranit. Možností volby je pak sterilizace teplem. V současné době používané oxidy železa se vyznačují polydisperzitou částic vyjádřenou indexem polydisper30 žity PDI >1,3. (PD1 = DJDni kde Dn = Σ D/N a Dw = Σ D-f/Σ D?, N je počet částic, Dt je průměr jednotlivé částice.) Polydisperzní částice mají rozdílné fyzikální a chemické vlastnosti, na rozdíl od monodisperzních, jejichž vlastnosti, včetně magnetických, jsou jednotné. Nevýhodou klasických magnetitových nanočástic dále je, že ve vzdušném prostředí mění své vlastnosti. Jejich chemická nestálost způsobuje, že se vzdušným kyslíkem nekontrolovatelně oxidují, dochází k poklesu magnetické susceptibility, koloid ztrácí stabilitu a nanočástice agregují, což je pro lékařské aplikace nepřijatelné. Proto je lepší čerstvě připravené magnetitové částice ihned po syntéze kontrolované oxidovat na maghemit (y-Fe^Oj), kterýje na vzduchu stálý a své vlastnosti nemění. Obecně je povrch magnetických částic pro lékařské zobrazování pokrýván makromolekulami. Téměř všechny v současné době v lékařství standardně používané nanočástice jsou oxidy železa připravované za přítomnosti polysacharidů dextranu jakožto stabilizující látky (Bacíc G„ Niesman M, R., Bennett H. F., Magin R. L,, Schwarz Η. M., Modulation of water proton relaxation rates by liposomes containing paramagnetic materials, Magn. Reson. Med. 6, 445-58, 1988; Ohgushi M., Nagayama K., Wada A„ Dextran-magnetite: a new relaxation reagent and its application to T2 measurements in gel systems, J. Magn. Reson. 29, 599-601, 1978; Pouliquen D., Le
Jeune J. J., Perdrisot R„ Ermias A„ Jal let P„ Iron oxide nanoparticles for use as an MRI contrast agent: pharmacokinetics and metabolism, Magn. Reson. Imaging 9, 275-283, 1991; Ferrucci J. T„ Stark D. D., Iron oxide-enhanced MR imaging of the liver and spleen: review of the first 5 years, Am. J. Roentgenol. 155, 943-950, 1990). Syntéza takovýchto částic se obvykle provádí podle tzv. Moldayova postupu (Molday R. S., MacKenzie D., Immunospecific ferromagnetic iron-dextran reagents for the labeling and magnetic separation of cells, J. Immunol. Methods 52, 353-367, 1982) a vyžaduje pracné a nákladné čistící postupy. Dextran je však chemicky nestálý, např. depolymeruje v kyselém prostředí a různé další reakce mohou vést až k jeho úplné destrukci v alkalickém prostředí. Navíc buňky pohlcují dextranem pokryté nanočástice nedostatečně, což neumožňuje dokonalé MR sledování buněk, pravděpodobně kvůli poměrně neúčinné endocytóze.
Kromě dextranu je popsáno použití i jiných polysacharidů, jako je arabinogalaktanu (Josephson
L. , Groman Ε. V., Menz E., Lewis J. M., Bengele H., A functionalized superparamagnetic iron oxide colloid as a receptor directed MR contrast agent, Magn. Reson. Imaging 8,637-646,1990), škrobu (Fahlvik A. K., Holtz E., Schroder U., Klaveness 1, Magnetic starch microspheres, biodistribution and biotransformation. A new organ-specific contrast agent for magnetic resonance imaging, Invest. Radiol, 25, 793-797, 1990), glykosoaminoglykanů (KresseM., Wagner S., Pfefferer D., Lawaczeck R., Elste V., Semmler W., Targeting of ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO) particles to tumor cells in vivo by using transferrin receptor pathways, Magn. Reson. Med, 40, 236-42, 1998), nebo proteinů (Widder D. J., Greíf W. L., Widder K. I, Edelman R. R., Brady Τ. I, Magnetite albumin microspheres: a new MR contrast materiál, Am. io J. Roentgenol. 148, 399-404, 1987) jako je např. albumin, nebo syntetických polymerů, např, methakrylátů a organosilanů. Popsána jsou i transfekční činidla zahrnující také polyaminokyseliny (např. polyalaniny, poly(L-argininy), DNA lososích jiker, poly(L-omithiny)), dendrimery, polynukleotidy (Frank J. A., Bulte J. W. M., WO 02/100269 Al), polyglutamát, polyiminy (Van
Zijk P., Goffeney N., Duyn J. H., Bulte J. W. M., WO 03/049604 A3).
Polymerní povlak podstatně zvyšuje velikost částic, což může ovlivnit jejich penetraci a rychlost metabolického odstranění v těle. V poslední době byly v MR zobrazování popsány i disperze holých superparamagnetických nanočástic (nepovleČených polymerem) (Cheng F.-Y,, Su C.-H., Yang Y -S., Yeh C-S., Tsai C,-Y., Wu C.-L., Wu M.-T., Shieh D.-B., Characterization of aqueous dispersions of Fe3O4 nanoparticles and their biomedical applications, Biomaterials 26, 729-738, 2005). Byly připraveny ve vodě a stabilizovány např. citrátovým monomerem (Taupitz
M. , Schnorr J., Wagner S. A., Abramjuk C., Pilgritnm H., Kivelitz D., Schink T., Hansel J„ Laub G., Humogen H., Hamm B., Coronary MR angiography: experimental results with a monomerstabilized blood pool contrast medium, Radiology 222, 120-126, 2002) nebo tetramethyl25 amonium hydroxidem (Cheng F.-Y., Su C.-H., Yang Y.-S., Yeh C-S., Tsai C-Y., Wu C.-L., Wu Μ-T., Shieh D.-B., Characterization of aqueous dispersion of Fe3O4 nanoparticles and their biomedical applications, Biomaterials 26, 729-738, 2005). Tyto nanočástice údajně poskytovaly některé výhody oproti těm, které k ochraně před agregací vyžadovaly přídavek polymeru.
Kmenové buňky mají schopnost diferencovat v jakoukoliv specializovanou buňku organismu a proto stojí ve středu zájmu humánní medicíny, zejména regenerativní medicíny a buněčné terapie, kde lze předpokládat jejich použití (Park H. C,, Shims Y. S., Ha Y., Yoon S. H., Park S. R., Choi Β. H., Park H. S., Treatment of complete spinal cord injury patients by autologous bone marrow cell transplantation and administration of granulocyte-macrophage colony stimulating factor, Tissue Eng. 11, 913-922, 2005; Akiyama Y., Radtke C., Honmou O., Kocsis J. D., Remyelination of the spinal cord following intravenous delivery of bone marrow cells, Glia 39, 229-236, 2002; Akiyama Y., Radtke C., Kocsis J. D., Remyelination of the rat spinal cord by transplantation of identified bone marrow stromal cells, J. Neurosci. 22, 66236630, 2002; Hofstetter C. P., Schwarz E. J., Hess D., Widenfalk J., El Manira A., Prockop J. D.,
Olson, L., Marrow stromal cells form guiding strands in the injured spinal cord and promote recovery, Proč. Nati. Acad. Sci. USA 96, 2199-2204, 2002; Chen J., Li Y., Katakowski M., Chen X., Wang L., Lu D., Intravenous administration of human bone marrow stromal cells induces angiogenesis in the ischemic boundary zone after stroke in rats, Circ. Res 92, 692, 2003; Chen X., Wang L., Lu D., Intravenous administration of human bone marrow stromal cells induces angiogenesis in the ischemic boundary zone after stroke in rats, Circ. Res 92, 692, 2003; Chen J., Zhang Z. G., Li Y., Wang L,, Xu Y. X., Gautam S. C., Intraarterial administration of marrow stromal cells in a rat model of traumatic brain injury, J. Neurosci. Res. 73, 778-786, 2003; Chopp M,, Li Y., Treatment of neural injury with marrow stromal cells, Lancet Neurol. 1, 92-100, 2002; Chopp M., Zhang X. H., Li Y., Wang L., Chen J., Lu D., Spinal cord injury in rat:
treatment with bone marrow stromal cells transplantation, Neuroreport 11, 3001-3005, 2000; Ramon-Cueto A., Plant G. W., Avila J., Bunge Μ. B., Long-distance axonal regeneratíon in the transected adult rat spinal cord ís promoted by olfactory ensheathing glia transplants, J. Neurosci. 18, 3803-3815, 1998; Syková E., Urdziková L., JendelováP., Burian M., Glogarová K., Hájek M., Bone marrow cells - a tool for spinal cord injury repair, Exp. Neurol. 193, 261-262,
2 0 05).
- 3 _
Podstata vynálezu
Předmětem řešení podle vynálezu jsou modifikované superparamagnetické nanočásticové sondy na bázi oxidů železa pro diagnostické a terapeutické použití. Superparamagnetické nanočásticové sondy na bázi oxidů železa, s výhodou magnetitu nebo maghemitu, s modifikovaným povrchem, jsou tvořeny koloidem sestávajícím z částic jejichž velikost je od 2 do 30 nm, s výhodou 2 až 10 nm, a index polydisperzity je menší než 1,3. Jejich povrch je pokryt mono-, di- nebo polysacharidy nebo aminokyselinami nebo poly(aminokyselinami). Sacharidy jsou vybrány ze skupiny tvořené D-arabinosou, D-glukosou, D-galaktosou, D-mannosou, laktosou, maltosou, dextraio ny, dextriny. Aminokyselina nebo poly(aminokyselina) je vybraná ze skupiny zahrnující alanin, glycin, glutamin, asparagin, histidin, arginin, L-lysin, kyselinu asparagovou a glutamovou. Povrchová vrstva modifikačního činidla tvoří 0,1 až 30 hmotn. %, s výhodou 10 hmotn. % a obsah oxidu železa 70 až 99,9 hmotn. %, s výhodou 90 hmotn. %. Činidla, kterými jsou částice opatřeny na povrchu, umožňují jejich průnik do buněk.
Supermagnetické nanočásticové sondy podle vynálezu se připraví tak, že se za teploty 21 °C z vodného 0,1 až 0,2 mol/1 roztoku Fe(III) soli, s výhodou FeCl3, za sonikace o výkonu 350 W po dobu 2 min. působením méně než ekvimolámího množství NH4OH předsráží koloidní Fe(OH)3. K němu se za sonikace po dobu 2 min. přidá 0,1 až 0,2 mol/1 roztok Fe(II) soli, s výhodou FeCk, v molámím poměru FelII/FelI = 2 a směs se vlije do pěti až desetinásobného, s výhodou osminásobného, molámího přebytku 0,5 mol/1 NH4OH. Směs se ponechá 0 až 30 min, s výhodou 15 min., ztrát a poté se sraženina opakovaně, s výhodou 7 až 1 Okřát, magneticky oddělí a promývá deionizovanou vodou o specifickém odporu 18 ΜΩ-cm1. Oproti současnému stavu se nově za sonikace poté přidá 1 až 3 násobek, s výhodou 1,5 násobek, vzhledem kmolámímu množství magnetitu, 0,1 mol/ vodného roztoku citranu sodného, dále se po kapkách přidá 1 až 3 násobek, s výhodou 1,5 násobek vzhledem k magnetitu, 0,7 mol/1 vodného roztoku chlornanu sodného. Opakovaně s výhodou 7 až 1 Okřát, se promývá deionizovanou vodou o specifickém odporu 18 ΜΩ-cm 1 za vzniku koloidu maghenitu, k němuž se po zředění po kapkách, popř. za sonikace po dobu 5 min., přidá vodný roztok modifikačního činidla v hmotn. poměru modifikační činidlo lo/oxid železa = 0,1 až 10, s výhodou 0,2 pro aminokyseliny a poly(aminokyseliny) a 5 pro sacharidy.
Takto připravené nanočástice dosahují podle transmisního elektronového mikroskopu (TEM) velikosti kolem lOnm a s relativně úzkou distribucí velikostí charakterizovanou PDI< 1,3 (obr. 1). Koloidní stabilita částic ve vodě je důsledkem přítomnosti nábojů pocházejících z Fe(III) a z citranových iontů.
Podstatný znak přípravy superparamagnetických nanočásticových sond s modifikovaným povrchem podle vynálezu spočívá v tom, že po srážení následuje pomalé přidávání roztoku modifí40 kačního činidla. Přitom se modifikační činidlo nespecificky adsorbuje na povrch oxidu železa, interakce je důsledkem vodíkové vazby mezi polární -OH skupinou modifikačního činidla a hydroxylovanými a protonovanými místy na povrchu oxidu, popř. náboje činidla interagujícího s cítranem komplexovaným na povrchu oxidu železa. Modifikačním činidlem pokryté nanočástice neagregují, což prokázaly snímky z TEM, podle kterých byla velikost povrchově modifíkova45 ných částic stejná jako u výchozích částic oxidu železa.
Alternativní metoda, která umožňuje přípravu oproti současnému stavu velice malých cca. 2 nm superparamagnetických nanočásticových sond s modifikovaným povrchem a s velmi úzkou distribucí velikosti s PDI <1,1 spočívá v in šitu srážení oxidu železa v roztoku modifikačního činid50 la. Tento způsob přípravy spočívá v tom, že se jeden objemový díl 10 až 60 hmotn. %, s výhodou 50 hmotn. %, vodného roztoku sacharidu nebo polysacharidu smíchá s jedním objemovým dílem vodného roztoku Fe(II) a Fe(III) soli, s výhodou FeCl2 a FeCl3, kde molámí poměr Fe(III)/Fe(II) = 2, za teploty 21 °C se přidá 5 až 15 %, s výhodou 7,5%, roztok NH4OH do dosažení pH 12 a směs se zahřívá při 60 °C po dobu 15 min. Dále se směs sonikuje při 350 W výkonu po dobu
5 min. a poté se promývá dialýzou ve vodě pomocí membrány s mezní molekulovou hmotností
000 po dobu 24 hod. do dosažení pH 7, objem vody se sníží odpařením tak, aby obsah sušiny byl 50 až 100 mg, s výhodou 80 mg, na 1 ml
Nanoěástice se modifikují činidly na bázi poly(aminokyselin) jako je polyalanin, polyglycin, polyglutamin, polyasparagin, polyarginin, polyhistidin nebo polylysin, kyselina asparagová a glutamová, monosacharidů (např. arabinosa, glukosa, manosa, galaktosa), disacharidu (např. laktosa, maltosa) a polysacharidů včetně škrobu, dextranů a dextrinů.
Superparamagnetické nanočásticové sondy s modifikovaným povrchem podle vynálezu jsou io určeny pro značení živých buněk, zejména kmenových. Zvláště široké uplatnění tato metoda nalezne při monitorování buněk vhodných pro buněčnou terapii (např. kmenové buňky kostní dřeně, buňky čichového epitelu, buňky tukové tkáně). Po podání buněk bude možné neinvazivní metodou, pomocí magnetické rezonance, sledovat jejich osud v těle příjemce.
Experimentálně bylo zjištěno, že schopnost směrování superparamagnetických nanočásticových sond podle vynálezu do buněk je podstatně lepší než u částic oxidů železa podle doposud používaných metod. Vychytávání poly(aminokyselinami) modifikovaných nanočástic oxidu železa buňkami je umožněno jejich interakcí se záporně nabitým povrchem buněk a následnou endosomolytickou absorpcí. Nanoěástice jsou tak dopraveny do endosomů, splývají s lysozomy za sou20 časného zániku vesikulámí membrány. Jiný mechanismus transportu nanočásticových sond do buněk může spočívat na manosovém transportéru přítomném na povrchu mnohých typů savčích buněk. V porovnání s Endoremem (koncentrace 0,11 mg Fe3O4/ml média), k úplnému označení buněk byly postačující podstatně nižší koncentrace nanočástic oxidu železa modifikovaných podle vynálezu. Výhodou pak je, že organismus pacienta je podstatně méně zatěžován aplikova25 nými částicemi než je nutné při použití v současnosti komerčně dostupných činidel.
Řešení podle vynálezu poskytuje nástroj ke sledování historie a osudu buněk transplantovaných do organizmu, včetně jejich in vivo migrace. Nanočásticové sondy podle vynálezu jsou vhodné pro stanovení diagnos patologií spojených s buněčnou dysfunkcí. Kmenové buňky pacienta se nejprve ex vivo označí - při značení buněk se postupuje tak, že do kompletního kultivačního média se in vitro přidá 5 až 20, s výhodou 10 μί koloidu obsahujícího 0,05 až 45 mg oxidu železa/ml, s výhodou 1 až 5 mg oxidu železa/ml, vztaženo na 1 ml media a buňky se kultivují po dobu 1 až 7 dnů, s výhodou 1 až 3 dny, pri 37 °C a 5% CO2. Během kultivace buňky fagocytují nanoěástice z média do cytoplasmy. Takto označené buňky jsou vpraveny do organismu pacienta, což při použití magnetického pole umožňuje sledovat pohyb, umístění a přežití exogenních buněk MRI zobrazením a odhalit tak patologie související s buněčnými dysfunkcemi.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Příprava výchozích (nepovlečených) superparamagnetických nanočástic oxidu železa 12 ml
0,2 mol/l vodného roztoku FeCl3 bylo smícháno s 12 ml 0,5 mol/l vodného roztoku NH4OH za současné sonikace (Sonicator W-385; Heat Systems-Ultrasonics, Inc., Farmingdale, NY, USA) za teploty místnosti po dobu 2 min. Poté bylo opět za sonikace přidáno 6 ml 0,2 mol/l vodného roztoku FeCl2 a směs vlita do 36 ml 0,5 mol/l vodného roztoku NH4OH. Výsledná sraženina magnetitu byla ponechána zrát po dobu 15 min., magneticky oddělena a opakovaně (7 až 1 Okřát) promývána deionizovanou vodou o specifickém odporu 18 ΜΩαη”1, aby se odstranily všechny po syntéze zbylé nečistoty (včetně NH4CI). Nakonec bylo za sonikace přidáno 1,5 ml 0,1 mol/l roztoku citranu sodného a magnetit oxidován pomalým přidáváním 1 ml 5% roztoku chlornanu sodného. Výše popsaný postup opakovaného promývání pak poskytl výchozí primární koloid. Ke stanovení velikosti nanočástic byl použit dynamický rozptyl světla (DLS), který poskytl prů55 měrný hydrodynamický průměr částic činící 90 ± 3 nm, což svědčí o úzké distribuci velikostí. Ze
snímků z transmisního elektronového mikroskopu, obr. 1, je pak Dn = 6,5 nm a PDI = 1,26. PD1 je index polydisperzity charakterizující šířku distribuce velikostí, PDI = DJDn, kde £>w a Ajsou hmotnostní a číselný střed průměru částic.
Příklad 2
Působení poly(aminokyselin) na superparamagnetické nanočástice oxidu železa - „dvoustupňová syntéza“
V následující kroku bylo do 10 ml výchozího koloidního roztoku obsahujícího nanočástice oxidu železa připravené podle příkladu 1 a zředěného na koncentraci 2,2 mg oxidu železa/ml za míchání přidáno po kapkách 0,01 až 2 ml (typicky 0,2 ml) vodného roztoku poly(aminokyseliny) o koncentraci 0,5 až 10 mg/ml (typicky 1 mg/ml) a směs byla sonikována po dobu 5 min. i 5 Poly(aminokyselinou) může být polyalanin, polyglycin, polyglutamin, polyasparagin, polyarginin, polyhistidin nebo poly(L-lysin), kyselina asparagová a glutamová.
Příklad 3
Působení sacharidů na superparamagnetické nanočástice oxidu železa - „dvoustupňová syntéza“ Různé objemy (0,1 až 5 ml) 4 hmotn. % vodného roztoku sacharidu byly za míchání přidány po kapkách k 10 ml výchozího koloidního roztoku obsahujícího nanočástice oxidu železa připravené podle příkladu 1 a zředěného na koncentraci 2,2 mg oxidu železa/ml a směs sonikována po dobu
5 min. Opakovaně promýváno.
Sacharidem může být D-arabinosa, D~glukosa, D-galaktosa, D-manosa, laktosa, maltosa, dextriny, dextriny.
Příklad 4
In sítu srážení superparamagnetických nanočástic oxidu železa v roztoku sacharidu ml 50 hmotn. % vodného roztoku sacharidu bylo za míchání smícháno s 10 ml vodného roz35 toku obsahujícího 1,51 g FeCl3 x 6 H2O a 0,64 g FeCl2 x 4 H2O; pomalu bylo přidáno 15 ml 7,5% roztoku NH4OH až do dosažení pH 12 a směs byla zahřívána na 60 °C po dobu 15 min. Velké agregáty byly rozbity sonikací (Ultrasonic Homogenizer 4710 Series, Cole-Palmer Instruments, USA, výkon 350 W) po dobu 5 min. Aby se odstranily vodorozpustné soli a přebytečný sacharid, částice se promývaly dialýzou ve vodě membránou Visking (mezní molekulová hmotnost 14 000; Caři Roth GmbH, Německo) po dobu 24 hod. za pokojové teploty (voda byla 5-krát vyměněna, po každé v objemu 2 1) až bylo dosaženo hodnoty pH 7. Objem vody byl snížen odpařováním - sušina: 80 mg oxidu železa/ml koloidu.
Sacharidem může být D-arabinosa, D-glukosa, D-galaktosa, D-manosa, laktosa, maltosa, dextran, dextriny.
Příklad 5
Optická mikroskopie značených buněk
Stromální buňky kostní dřeně (MSC) potkana označené jak výchozími nepovléčenými, tak i povrchově modifikovanými superparamagnetickými nanočásticemi oxidu železa, byly pozorovány v optickém mikroskopu. Buňky označené Endoremern (0,11 mg Fe3O4/ml) sloužily jako kontCZ 301067 B6 rola (obr. 2 a). Nevýhodou Endoremu však byla jeho tendence adherovat k povrchu buněk, navíc se lepil i na dno nádoby.
Buňky v kontaktu s výchozími (nepovlečenými) nanočásticemi připravenými podle příkladu 1 5 proliferovaly a přibližně každá desátá buňka endocytovala nanočástice oxidu železa (obr. 2 b).
Buňky v kontaktu se superparamagnetickými nanočásticemi modifikovanými D-manosou podle Jednostupňové metody4' (připravené srážením insitu v koncentrovaném roztoku D-manosy podle příkladu 4) dobře proliferovaly již při koncentraci 0,02 mg oxidu železa/ml, aniž se tvořily shluky nanočástice adherujících na povrch buněk (obr. 2 c).
io
Ze sledování buněk v kontaktu se superparamagnetickými nanočásticemi modifikovanými Dmanosou podle „dvoustupňové metody44 (až po syntéze) podle příkladu 3 lze usuzovat na optimální koncentraci D-manosy přidávané do koloidu činící 12,8 mg D-manosy na ml koloidu, která zaručí označení cca. 50 % buněčné populace (obr. 2 d).
Maximálního označení buněk (téměř ze 100%) bylo dosaženo nanočásticemi modifikovanými poly(L-lysinem) (0,02 mg poly(L-lysinu) na ml koloidu (obr. 2 e)).
Příklad 6
Transmisní elektronová mikroskopie buněk značených superparamagnetickými nanočásticemi oxidu železa
Transmisní elektronová mikroskopie MSC buněk značených superparamagnetickými nanočásticemi oxidu železa modifikovanými D-manosou podle příkladu 3 a poly(L-lysinem) podle příkladu 2 je ukázána na obr. 3. Patrné jsou četné shluky obou typů superparamagnetických nanočástic uvnitř buněk značených nanočásticemi modifikovanými jak D-manosou, tak i poly(Llysinem). Shluky nanočástic byly rovnoměrně rozmístěny v buněčné cytoplazmě a nebylo patrné, že by se hromadily na buněčné membráně.
Příklad 7
Kvantitativní stanovení buněk značených superparamagnetickými nanočásticemi oxidu železa
Superparamagnetické nanočástice oxidu železa modifikované jak poly(L-lysinem) podle příkladu 2, tak i D-manosou podle příkladu 3, byly úspěšně endocytovány MSC buňkami (jak vyplývá z obr. 2 a 3. MSC buňky byly pěstovány dvojmo na nepokrytých šesti-jamkových kultivačních destičkách v hustotě 105 buněk/mm2. Endorem a nanočástice modifikované poIy(L-lysinem) nebo D-manosou byly přidány do kultivačního média (10 μΙ/ml) a buňky inkubovány po dobu 72 hod. Po vymytí přebytečné kontrastní látky kultivačním médiem byly buňky fixovány 4% roztokem paraformaldehydu v 0,1 mol/1 fosfátovém pufru (PBS) a barveny na železo za vzniku ferrokyanidu železitého (Berlínská modr). Počet označených i neoznačených buněk byl stanoven v invertovaném mikroskopu (Axiovert 200, Zeiss) počítáním náhodně zvolených pěti polí na jamku a dvou jamek na každý experiment (tabulka 1). Buňky na každém snímku byly ručně označeny jako pozitivní nebo negativní na Berlínskou modř; počet označených buněk byl pak spočítán pomocí Image analysis toolbox v programu Matlab 6.1 (The MatchWorks, Natick, MA, USA). Nejlepšího označení buněk bylo dosaženo nanočásticemi obsahujícími 0,02 mg po!y(L50 lysinu) na ml koloidu.
Tabulka 1. Procento stromálních buněk kostní dřeně (MSC) označených in vitro superparamagnetickými nanočásticemi _ Ί CZ 301067 B6
Nepoví ečený oxid železa i PLL oxid železa (0.02 mg PLL/ml) Manosa oxid železa Endorem
MSC (potkan) 27,9 92,2 50,8 60,0
MSC (lidské) netestováno 87,5 netestováno 65,2
Příklad 8
Relaxivita buněk značených superparamagnetickými nanočásticemi oxidu železa modifikovanými poly(L-lysinem)
Aby byla dále ověřena přítomnost poly(L-lysinem) modifikovaných superparamagnetických io nanočástic oxidu železa připravených podle příkladu 2 v buňkách kostní dřeně (MSCs), byly připraveny vzorky se suspenzí Endoremu a poly(L-lysinem) modifikovaných superparamagnetických částic v 4% roztoku želatiny a vzorky se suspenzí buněk značených Endoremem a poly(L-lysinem) modifikovanými superparamagnetickými částicemi s různým počtem buněk v želatině, Následně byly změřeny relaxační časy a získány MR obrazy těchto vzorků.
Ke stanovení Tt a T2 relaxačních časů byl použit relaxometr Broker Minispec 0,5 T. Hodnoty byly přepočteny na protonové relaxivity R( = 1/Tj, R2 = 1/T2 a vztaženy na skutečné koncentrace Π = R)/c (s“'/mM), r2 = R2/c (s’l/mM), případně jsou vztaženy na počet buněk v 1 ml, kde R2 a Ri jsou korigovány na želatinu. Hodnoty relaxivit jsou uvedeny v tabulkách 2 a 3. Z tabulky 3 je zřejmé, že hodnota r2 superparamagnetických nanočástic oxidu železa modifikovaných poly(Llysinem) podle příkladu 2 je podstatně vyšší než u Endoremu.
Tabulka 2. Hodnoty η superparamagnetických nanočástic oxidu železa modifikovaných 25 poly(L-lysinem) (PLL) a Endoremu
PLL oxid železa Relaxivita η suspenze kontrastní látky v želatině (s''/mM Fe) 17,4 Relaxivita η suspenze značených buněk v želatině (s'l/milion buněk/ml) 0,32
Endorem 19,6 0,18
Tabulka 3. Hodnoty r2 superparamagnetických nanočástic oxidu železa modifikovaných poly(L- lysinem) (PLL) a Endoremu
Relaxivita Γ2 suspenze Relaxivita Γ2 suspenze
kontrastní látky v želatině značených buněk v želatině
(s'l/mM Fe) (s^/million buněk/ml)
PLL oxid železa 213 4,29
Endorem 126 1,24
Spektrofotometricky stanovený průměrný obsah železa činil po mineralizací 35,9 pg Fe na buňku u poly(L-lysinem) modifikovaných nanočástic oxidu železa a 14,6 pg Fe/buňku u buněk značených Endoremem.
Příklad 9
In vitro MR zobrazení buněk značených superparamagnetickými nanočásticovými sondami ío Zobrazování označených buněk in vitro je výhodné k prokázání citlivosti MRI a současně k napodobení průběhu signálu v mozkové tkáni. MSC buňky potkana byly označeny superparamagnetickými nanočásticemi modifikovanými poly(L-lysinem) podle příkladu 2 a byla připravena suspenze buněk v 4% roztoku želatiny o koncentraci 4000, 2000, 1600, 1200, 800, 400 a 200 buněk na μί. Neoznačené MSC buňky potkana byly suspendovány v 4% roztoku želatiny o koncentraci 4000,1200 a 200 buněk na μί.
Tyto buněčné vzorky byly následně zobrazeny 4,7 T spektrometrem Broker pomocí standardní turbospinové sekvence (parametry sekvence: repetiční čas TR = 2000 ms, efektivní echočas TE = 42,5 ms, turbofaktor = 4, počet akvizic AC = 16, zobrazené pole FOV = 64 x 64 mm, matrice
MTX = 512 x 512, tloušťka vrstvy 0,75 mm, nastavená geometrie poskytuje srovnatelnou velikost voxelů jako u in vivo měření) a sekvence gradientového echa (TR = 180 ms, TE - 12 ms, stejná geometrie zobrazení).
Při použití obou sekvencí poskytují buňky značené superparamagnetickými nanočásticemi modi25 fikovanými poly(L-lysinem) (obr. 4 A, B), popř. D-manosou, vynikající kontrast ve srovnání s buňkami neznačenými. Viditelný kontrast v MR obrazu byl pozorován i u vzorku, jehož každý obrazový voxel obsahoval průměrně pouhé 2,3 buňky. Podobná řada experimentů byla uvedena v předcházející práci (Jendelová P., Herynek V., DeCroos J., Glogarová K., Andersson B., Hájek M„ Syková E., Imaging the fate of implated bone marrow stromal cells labeled with superparamagnetic nanoparticles, Magn. Reson. Med. 50, 767-776, 2003), kde MR zobrazení želatinových fantomů ukázalo hypointenzivní signál při koncentraci nad 625 buněk na μί.
Příklad 10
Jn vivo MR zobrazení buněk značených superparamagnetickými nanočásticovými sondami
Potkani kmene Wistar byli anestezováni pasivní inhalací 1,5 až 2% isofloranu ve vzduchu. Dýchání bylo monitorováno v průběhu měření. Potkani byli sledováni 3 dny po transplantaci v 4,7 T spektrometru Broker vybaveném povrchovou cívkou tuzemské výroby. Jednoduché sagitální, koronální a příčné snímky byly získány rychlou gradientovou echo sekvencí pro lokalizaci následujících T2- a T2*-vážených obrazu měřených standardní turbospinovou sekvencí (TR = 2000 ms, TE = 42,5 ms, turbofaktor = 4, AC - 16, FOV - 30 x 30 mm, matrice MTX 256 x 256, tloušťka vrstvy 0,75 mm) a sekvencí gradientového echa (TR = 180 ms, TE = 12 ms, stejná geometrie zobrazení). Obr. 4 C dokazuje, že buňky označené superparamagnetickými nanočásticemi oxidu železa modifikovanými poly(L-lysinem) podle příkladu 2 byly jasně rozeznatelné také in vivo. Buněčné implantáty označené superparamagnetickými nanočásticemi oxidu železa byly zřetelné jako hypointensivní plocha přibližně 1 mm2 s ostrým ohraničením podél místa vpichu. Neoznačené buněčné implantáty byly viditelné na MR snímcích jako tkáňová nehomogenita bez hypointenzivního signálu (obr. 4 C).
n
Přehled obrázků na výkresech
Obrázek 1. TEM snímek výchozích (nepovlečených) superparamagnetických nanočástic oxidu železa.
Obrázek 2. Mikroskopické sledování stromálních buněk kostní dřeně označených (a) Endoremem (kontrolní experiment, koncentrace 0,11 mg Fe^/ml), (b) výchozími nepovlečenými superparamagnetickými nanočásticemi oxidu železa, (c) superparamagnetickými nanočásticemi oxidu železa modifikovanými D-manosou podle ,jednostupňové metody“ (koncentrace 0,022 mg io oxidu žele2a/ml), (d) superparamagnetickými nanočásticemi oxidu železa modifikovanými Dmanosou podle „dvoustupňové metody“ (koncentrace 0,022 mg oxidu železa/ml) a (e) superparamagnetickými nanočásticemi oxidu železa modifikovanými poly(L-lysinem) (koncentrace
0,022 mg oxidu železa/ml). Měřítko (a-d) - 100 pm, (e) - 50 pm.
Obrázek 3. TEM snímky MSC buněk značených superparamagnetickými nanočásticemi oxidu železa modifikovanými (a) D-manosou a (b) poly(L-lysinem).
Obrázek4. A:Želatinové fantomy obsahující (a) 100 000, (b) 200 000, (c) 400 000, (d) 600 000, (e) 800 000, (f) 1 000 000 a (g) 2 000 000 buněk značených superparamagnetickými nanočásticemi oxidu železa modifikovanými poly(L—lysinem) a kontrolní vzorky s (h) 100 000, (i) 600 000 a (j) 2 000 000 neznačených buněk.
B: Želatinové fantomy obsahující (a, b) 100 000 buněk značených superparamagnetickými částicemi oxidu železa modifikovanými poly(L-lysinem) a (c, d) neznačených buněk v 0,5 ml. Snímky (a, c) byly získány v standardní turbospinové echo sekvenci, (b, d) pomocí gra25 dientové echo sekvence. I když gradientová echo sekvence poskytuje horší poměr signál/šum, vyšší citlivost poly(L-lysinem) modifikovaných nanočástic oxidu železa výrazně zvyšuje poměr kontrast/šum.
C; Potkaní hemisféry s (a) 90 000 implantovanými neznačenými buňkami a (b) 22 000, (c) 45 000 a (d) 90 000 buňkami značenými superparamagnetickými nanočásticemi oxidu železa modifikovanými poly(L-lysÍnem). MR zobrazení bylo snímáno 3 dny po implantaci.
Průmyslová využitelnost
Řešení podle vynálezu je využitelné v humánní a veterinární medicíně, biologii a mikrobiologii.

Claims (7)

  1. 40 PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Superparamagnetické nanočásticové sondy na bázi oxidů železa, s výhodou magnetitu nebo maghemitu, s modifikovaným povrchem, vyznačující se tím, že jsou pokryty mono-,
    45 di- nebo polysacharídy ze skupiny zahrnující D-arabinosu, D-glukosu, D-galaktosu, D-manosu, laktosu, maltosu, dextrany a dextriny nebo aminokyselinami nebo poly(aminokyselinami) ze skupiny zahrnující alanin, glycin, glutamin, asparagin, histidin, arginin, L-lysin, kyselinu asparagovou a glutamovou, a tvoří koloid sestávající z částic s úzkou distribucí velikostí o indexu polydísperzity menším než 1,3, jejichž střední velikost je od 0,5 do 30 nm, s výhodou 1 až 10 nm,
    50 obsah oxidu železa tvoří 70 až 99,9 % hmotn., s výhodou 90 % hmotn., obsah modifikačního činidla tvoří 0,1 až 30 % hmotn., s výhodou 10 % hmotn.
  2. 2, Superparamagnetické nanočásticové sondy podle nároku 1, vyznačující se tím, že jejich velikost je menší než 2 nm a index polydisperzity menší než 1,1.
  3. 3. Způsob přípravy superparamagnetických nanočásticových sond podle nároku L vyznačující se tím, že se za teploty 21 °C z vodného 0,1 až 0,2 mol/l roztoku Fe(III) soli, s výhodou FeCl3, za sonikace působením méně než ekvimolámího množství NH4OH předsráží
    5 koloidní Fe(OH)3, k němuž se za sonikace přidá roztok Fe(II) soli, s výhodou FeCb, v molámím poměru FelII/FelI ~ 2, a směs se vlije do pěti až desetinásobného, s výhodou osminásobného, molámího přebytku 0,5 mol/l NH4OH, směs se ponechá 0 až 30 min., s výhodou 15 min., zrát a poté se sraženina opakovaně, s výhodou 7 až 1 Okřát, magneticky oddělí a promývá deionizovanou vodou, dále se za sonikace přidá 1 až 3 násobek, s výhodou 1,5 násobek, vzhledem k molár10 nímu množství magnetitu, 0,1 mol/l vodného roztoku citranu sodného, dále se po kapkách přidá 1 až 3 násobek, s výhodou 1,5 násobek vzhledem k magnetitu, 0,7 mol/l vodného roztoku chlornanu sodného a opakovaně, s výhodou 7 až 1 Okřát, se promývá deionizovanou vodou za vzniku koloidu maghemitu, k němuž se po zředění po kapkách, s výhodou za sonikace po dobu 5 min., přidá vodný roztok modifikačního činidla v hmotn. poměru modifikační činidlo/oxid železa = 0,1
    15 až 10, s výhodou 0,2 pro aminokyseliny a poly(aminokyseliny) a 5 pro sacharidy.
  4. 4. Způsob přípravy superparamagnetických nanočásticových sond podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jeden objemový díl 10 až 60 % hmotn., s výhodou 50 % hmotn., vodného roztoku sacharidu, disacharidu nebo polysacharidů, jako je D-arabinosa, D-glukosa, D20 galaktosa, D-manosa, laktosa, maltosa, dextran a dextriny, smíchá s jedním objemovým dílem vodného roztoku Fe(II), a Fe(III) soli, s výhodou FeCl2 a FeCl3, kde molámí poměr Fe(ÍII)/Fe(II) je 2, za teploty 21 °C se přidá 5 až 15%, s výhodou 7,5%, roztok ΝΕ,ΟΗ do dosažení pH 12 a směs se zahřívá při 60 °C po dobu 15 min, dále se směs sonikuje při 350 W výkonu po dobu 5 min a poté se promývá dialýzou v destilované vodě pomocí membrány s mezní molekulovou
    25 hmotností 14 000 po dobu 24 h do dosažení pH 7, objem vody se sníží odpařením tak, aby obsah sušiny byl 50 až 100 mg, s výhodou 80 mg, na 1 ml.
  5. 5. Použití superparamagnetických nanočásticových sond podle nároků 1 a 2 pro označení buněk používaných v magnetické resonanci za účelem sledování jejich pohybu, umístění, přežití
    30 a diferenciace zejména při zjišťování patologií s buněčnou dysfunkcí a regenerace tkání.
  6. 6. Použití superparamagnetických nanočásticových sond podle nároků 1 a 2 pro označení a sledování buněk podaných pro účely buněčné terapie, zejména embryonálních kmenových buněk, fetálních kmenových buněk, kmenových buněk dospělého jedince, včetně kmenových buněk
    35 kostní dřeně, buněk čichového epitelu, buněk tukové tkáně, v organismu příjemce pomocí magnetické rezonance.
  7. 7. Způsob označování buněk, zvláště pak adherentních, pro sledování osudu transplantovaných buněk v organismu magnetickou rezonancí pomocí superparamagnetických nanočásticových
    40 sond podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že do kompletního kultivačního média se in vitro přidá 5 až 20, s výhodou 10 μΐ koloidu obsahujícího 0,05 až 45 mg oxidu železa/ml, s výhodou 1 až 5 mg oxidu železa/ml, vztaženo na 1 ml média a buňky se kultivují po dobu l až 7 dnů, s výhodou 1 až 3 dny, pri 37 °C a 5% CO2.
    3 výkresy
    -11CZ 301067 B6
CZ20060120A 2006-02-24 2006-02-24 Superparamagnetické nanocástice na bázi oxidu železa s modifikovaným povrchem, zpusob jejich prípravy a použití CZ301067B6 (cs)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20060120A CZ301067B6 (cs) 2006-02-24 2006-02-24 Superparamagnetické nanocástice na bázi oxidu železa s modifikovaným povrchem, zpusob jejich prípravy a použití
PCT/CZ2007/000012 WO2007095871A2 (en) 2006-02-24 2007-02-23 Superparamagnetic nanoparticles based on iron oxides with modified surface, method of their preparation and application
US12/280,440 US20090309597A1 (en) 2006-02-24 2007-02-23 Superparamagnetic Nanoparticles Based on Iron Oxides with Modified Surface, Method of Their Preparation and Application
EA200870288A EA015718B1 (ru) 2006-02-24 2007-02-23 Суперпарамагнитные наночастицы на основе оксидов железа с модифицированной поверхностью, способ их получения и применение
EP07711106A EP1991503B1 (en) 2006-02-24 2007-02-23 Method of preparation of superparamagnetic nanoparticles based on iron oxides with modified surface and superparamagnetic nanoparticles obtained by such a method
DE602007009052T DE602007009052D1 (de) 2006-02-24 2007-02-23 Verfahren zur herstellung von superparamagnetischen nanopartikeln auf basis von eisenoxiden mit modifizierter oberfläche und nach diesem verfahren hergestellte superparamagnetische nanopartikel
CA2642779A CA2642779C (en) 2006-02-24 2007-02-23 Superparamagnetic nanoparticles based on iron oxides with modified surface, method of their preparation and application

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20060120A CZ301067B6 (cs) 2006-02-24 2006-02-24 Superparamagnetické nanocástice na bázi oxidu železa s modifikovaným povrchem, zpusob jejich prípravy a použití

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2006120A3 CZ2006120A3 (cs) 2007-11-21
CZ301067B6 true CZ301067B6 (cs) 2009-10-29

Family

ID=38324204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20060120A CZ301067B6 (cs) 2006-02-24 2006-02-24 Superparamagnetické nanocástice na bázi oxidu železa s modifikovaným povrchem, zpusob jejich prípravy a použití

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20090309597A1 (cs)
EP (1) EP1991503B1 (cs)
CA (1) CA2642779C (cs)
CZ (1) CZ301067B6 (cs)
DE (1) DE602007009052D1 (cs)
EA (1) EA015718B1 (cs)
WO (1) WO2007095871A2 (cs)

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7810743B2 (en) 2006-01-23 2010-10-12 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic liquid delivery device
US7703698B2 (en) 2006-09-08 2010-04-27 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic liquid treatment chamber and continuous flow mixing system
US8034286B2 (en) 2006-09-08 2011-10-11 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment system for separating compounds from aqueous effluent
US9283188B2 (en) 2006-09-08 2016-03-15 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Delivery systems for delivering functional compounds to substrates and processes of using the same
US7712353B2 (en) 2006-12-28 2010-05-11 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic liquid treatment system
US7673516B2 (en) 2006-12-28 2010-03-09 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic liquid treatment system
US7998322B2 (en) 2007-07-12 2011-08-16 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber having electrode properties
US7785674B2 (en) 2007-07-12 2010-08-31 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Delivery systems for delivering functional compounds to substrates and processes of using the same
US7947184B2 (en) 2007-07-12 2011-05-24 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Treatment chamber for separating compounds from aqueous effluent
US8454889B2 (en) 2007-12-21 2013-06-04 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Gas treatment system
US8858892B2 (en) 2007-12-21 2014-10-14 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Liquid treatment system
US8632613B2 (en) 2007-12-27 2014-01-21 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Process for applying one or more treatment agents to a textile web
US20090166177A1 (en) 2007-12-28 2009-07-02 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for preparing emulsions
US9421504B2 (en) 2007-12-28 2016-08-23 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for preparing emulsions
US8215822B2 (en) 2007-12-28 2012-07-10 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for preparing antimicrobial formulations
US8206024B2 (en) 2007-12-28 2012-06-26 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for particle dispersion into formulations
US8057573B2 (en) 2007-12-28 2011-11-15 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for increasing the shelf life of formulations
US8685178B2 (en) 2008-12-15 2014-04-01 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Methods of preparing metal-modified silica nanoparticles
US8163388B2 (en) 2008-12-15 2012-04-24 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Compositions comprising metal-modified silica nanoparticles
US8580230B2 (en) 2009-02-23 2013-11-12 Kent State University Materials and methods for MRI contrast agents and drug delivery
WO2011001351A1 (en) * 2009-07-01 2011-01-06 Koninklijke Philips Electronics N. V. Stimuli-responsive carriers for mpi-guided drug delivery
IT1397612B1 (it) * 2009-12-15 2013-01-18 Colorobbia Italia Spa Magnetite in forma nanoparticellare
KR101805873B1 (ko) * 2011-08-03 2018-01-10 한화케미칼 주식회사 단당류 인산 또는 그 유도체로 표면이 개질된 친수성 나노입자, 그의 콜로이드 용액 및 그 용도
KR101324170B1 (ko) * 2010-09-16 2013-11-05 한국과학기술연구원 표면 개질된 금속 입자 및 생분해성 고분자를 포함하는 생체 이식물, 이의 염증 억제용으로서의 용도 및 그 제조 방법
FR2968562B1 (fr) 2010-12-14 2013-01-11 Guerbet Sa Composes pour le diagnostic de maladies liees a l'expression de muc5ac
KR101642903B1 (ko) 2011-02-09 2016-07-27 한화케미칼 주식회사 친수성 물질이 코팅된 산화철 나노입자의 제조방법 및 이를 이용하는 자기공명영상 조영제
WO2012154555A1 (en) * 2011-05-06 2012-11-15 The General Hospital Corporation Nanocompositions for monitoring polymerase chain reaction (pcr)
DE102011112898A1 (de) * 2011-09-08 2013-03-14 Charité - Universitätsmedizin Berlin Nanopartikuläres Phosphatadsorbens basierend auf Maghämit oder Maghämit/Magnetit, dessen Herstellung und Verwendungen
KR20130045647A (ko) * 2011-10-26 2013-05-06 한국기초과학지원연구원 양쪽성 이온으로 코팅된 자기공명영상 조영제
US10203325B2 (en) * 2011-11-09 2019-02-12 Board Of Trustees Of Michigan State University Metallic nanoparticle synthesis with carbohydrate capping agent
KR20130067615A (ko) * 2011-12-14 2013-06-25 한국전자통신연구원 금속 산화물 나노입자의 제조 방법
EP2825064A1 (en) * 2012-03-15 2015-01-21 Fresenius Kabi Deutschland GmbH Compositions for dysphagia assessment
GB201204579D0 (en) * 2012-03-15 2012-05-02 Univ Nottingham Trent Coating metal oxide particles
WO2016081833A2 (en) * 2014-11-20 2016-05-26 The Trustees Of Dartmouth College System and method for magnetic assesment of body iron stores
CN102961763B (zh) * 2012-11-13 2014-11-12 中国科学院长春应用化学研究所 含天门冬氨酸-葡聚糖的顺磁性金属配合物磁共振成像造影剂及其制备方法
RU2533487C2 (ru) * 2013-02-18 2014-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Способ получения наночастиц маггемита и суперпарамагнитная порошковая композиция
CN103449534B (zh) * 2013-08-06 2015-09-23 陕西科技大学 一种以离子液体为模板剂制备磁性纳米粒子的方法
US9409148B2 (en) 2013-08-08 2016-08-09 Uchicago Argonne, Llc Compositions and methods for direct capture of organic materials from process streams
CA2926057C (en) * 2013-10-07 2019-01-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Treated fillers, compositions containing same, and articles prepared therefrom
CN103692519B (zh) * 2013-12-19 2015-10-21 东北林业大学 一种木材表面原位生长磁性纳米Fe3O4的方法
EP3139832A4 (en) 2014-05-07 2017-12-27 The Trustees Of Dartmouth College Method and apparatus for nonlinear susceptibility magnitude imaging of magnetic nanoparticles
US20160008492A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-14 Emory University Compositions of saccharide coated nanoparticles and uses
RU2597093C1 (ru) * 2015-06-25 2016-09-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) СПОСОБ СИНТЕЗА ПОРОШКА СУПЕРПАРАМАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ Fe2O3
DE102015215736A1 (de) * 2015-08-18 2017-02-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung von stabil dispergierbaren magnetischen Eisenoxid-Einkern-Nanopartikeln, stabil dispergierbare magnetische Eisenoxid-Einkern-Nanopartikel und Verwendungen hiervon
CA3106346A1 (en) * 2017-07-19 2019-01-24 Auburn University Methods for separation of magnetic nanoparticles
CN108519481B (zh) * 2018-03-08 2020-10-16 捷和泰（北京）生物科技有限公司 一种改善核心抗体磁微粒化学发光免疫分析精密度的方法
FR3079744B1 (fr) * 2018-04-05 2020-04-03 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de fabrication d’un fluide biocompatible comportant une poudre de particules magnetiques, fluide biocompatible comportant une poudre de particules magnetiques
CN110255625B (zh) * 2019-07-02 2021-10-22 浙江华源颜料股份有限公司 一种高活性催化剂氧化铁红的制备方法及其应用
CN110694591A (zh) * 2019-09-05 2020-01-17 武汉东湖科创中试基地科技有限公司 Fe-GO/Cs复合微球的制备方法及其用途
CN110723754B (zh) * 2019-09-19 2022-03-22 桂林理工大学 利用Fe(OH)3胶体和蔗糖制备α-Fe2O3电极材料的方法
CN111150884A (zh) * 2020-01-15 2020-05-15 东南大学 具有超顺磁性氧化铁磁性纳米涂层的磁感应线圈式椎体融合器
CN113281367B (zh) * 2021-05-10 2022-05-06 中山大学 一种过氧化氢或葡萄糖的检测方法
CN113558217B (zh) * 2021-08-24 2023-04-04 温州快鹿集团有限公司 一种味精的精制工艺
CN114620771B (zh) * 2022-03-25 2023-09-29 旷达汽车饰件系统有限公司 一种表面带有氨基基团的纳米Fe3O4的制备方法
CN115043998B (zh) * 2022-04-07 2023-06-30 广州医科大学 利用糖基或苯基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法及其制备的聚合物和应用
CN114956278B (zh) * 2022-06-09 2023-06-02 河海大学 改性植物单宁环保磁絮凝剂及分步治理高藻水体的方法
CN114990022A (zh) * 2022-06-23 2022-09-02 中南大学 一种利用嗜中高温嗜酸古菌合成磁性纳米材料的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4731239A (en) * 1983-01-10 1988-03-15 Gordon Robert T Method for enhancing NMR imaging; and diagnostic use
EP0543020A1 (en) * 1991-06-11 1993-05-26 Meito Sangyo Kabushiki Kaisha Oxidized composite comprising water-soluble carboxypolysaccharide and magnetic iron oxide
US20030185757A1 (en) * 2002-03-27 2003-10-02 Mayk Kresse Iron-containing nanoparticles with double coating and their use in diagnosis and therapy

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5913521B2 (ja) * 1975-06-19 1984-03-30 メイトウサンギヨウ カブシキガイシヤ 磁性酸化鉄・デキストラン複合体の製造法
CA1066483A (en) * 1975-09-25 1979-11-20 Wasyl Kunda Process for production of finely divided magnetite particles
US4323056A (en) * 1980-05-19 1982-04-06 Corning Glass Works Radio frequency induced hyperthermia for tumor therapy
US4452773A (en) * 1982-04-05 1984-06-05 Canadian Patents And Development Limited Magnetic iron-dextran microspheres
US5597531A (en) * 1985-10-04 1997-01-28 Immunivest Corporation Resuspendable coated magnetic particles and stable magnetic particle suspensions
US4770183A (en) * 1986-07-03 1988-09-13 Advanced Magnetics Incorporated Biologically degradable superparamagnetic particles for use as nuclear magnetic resonance imaging agents
US4827945A (en) * 1986-07-03 1989-05-09 Advanced Magnetics, Incorporated Biologically degradable superparamagnetic materials for use in clinical applications
IL98744A0 (en) * 1990-07-06 1992-07-15 Gen Hospital Corp Method of studying biological tissue using monocrystalline particles
DE4117782C2 (de) * 1991-05-28 1997-07-17 Diagnostikforschung Inst Nanokristalline magnetische Eisenoxid-Partikel, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie diagnostische und/oder therapeutische Mittel
DE4428851C2 (de) * 1994-08-04 2000-05-04 Diagnostikforschung Inst Eisen enthaltende Nanopartikel, ihre Herstellung und Anwendung in der Diagnostik und Therapie
DE19612001A1 (de) * 1996-03-18 1997-09-25 Silica Gel Gmbh Adsorptions Te Superparamagnetische Teilchen mit vergrößerter R¶1¶-Relaxivität, Verfahren zur Herstellung und deren Verwendung
TW588018B (en) * 2003-07-31 2004-05-21 Univ Nat Cheng Kung Method for preparation of water-soluble and dispersed iron oxide nanoparticles and application thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4731239A (en) * 1983-01-10 1988-03-15 Gordon Robert T Method for enhancing NMR imaging; and diagnostic use
EP0543020A1 (en) * 1991-06-11 1993-05-26 Meito Sangyo Kabushiki Kaisha Oxidized composite comprising water-soluble carboxypolysaccharide and magnetic iron oxide
US20030185757A1 (en) * 2002-03-27 2003-10-02 Mayk Kresse Iron-containing nanoparticles with double coating and their use in diagnosis and therapy

Also Published As

Publication number Publication date
EP1991503A2 (en) 2008-11-19
EP1991503B1 (en) 2010-09-08
CA2642779C (en) 2013-05-14
CA2642779A1 (en) 2007-08-30
CZ2006120A3 (cs) 2007-11-21
EA015718B1 (ru) 2011-10-31
WO2007095871A2 (en) 2007-08-30
DE602007009052D1 (de) 2010-10-21
US20090309597A1 (en) 2009-12-17
WO2007095871A3 (en) 2007-10-18
EA200870288A1 (ru) 2009-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1991503B1 (en) Method of preparation of superparamagnetic nanoparticles based on iron oxides with modified surface and superparamagnetic nanoparticles obtained by such a method
Chen et al. Composites of aminodextran-coated Fe3O4 nanoparticles and graphene oxide for cellular magnetic resonance imaging
Roca et al. Effect of nanoparticle and aggregate size on the relaxometric properties of MR contrast agents based on high quality magnetite nanoparticles
CN111330023B (zh) 一种磁性纳米复合材料及其制备方法与应用
US8821837B2 (en) Aqueous method of making magnetic iron oxide nanoparticles
Neoh et al. Surface modification of magnetic nanoparticles for stem cell labeling
Horák et al. Effect of different magnetic nanoparticle coatings on the efficiency of stem cell labeling
Guldris et al. Influence of the separation procedure on the properties of magnetic nanoparticles: Gaining in vitro stability and T1–T2 magnetic resonance imaging performance
Zhang et al. Synthesis of superparamagnetic iron oxide nanoparticles modified with MPEG-PEI via photochemistry as new MRI contrast agent
CN111821473A (zh) 一种协同增强肝特异性的复合铁氧体纳米颗粒及其制备方法及其应用
Acharya et al. Cubic mesophase nanoparticles doped with superparamagnetic iron oxide nanoparticles: A new class of MRI contrast agent
Do et al. Polyethyleneimine-mediated synthesis of superparamagnetic iron oxide nanoparticles with enhanced sensitivity in T2 magnetic resonance imaging
Bustamante et al. Influence of structural and magnetic properties in the heating performance of multicore bioferrofluids
Arosio et al. The effect of size, shape, coating and functionalization on nuclear relaxation properties in iron oxide core–shell nanoparticles: a brief review of the situation
Alzoubi et al. Exploring the impact of pH on the properties of citric acid-coated iron oxide nanoparticles as high-performance T2 contrast agent for MRI applications
KR101143257B1 (ko) 만노스가 말단 수식된 고분자가 코팅된 자기공명 영상 조영제 및 그것의 제조 방법
Lee et al. Magnetic nanoparticles for magnetic resonance imaging contrast agents
Xie et al. Succinylated heparin monolayer coating vastly increases superparamagnetic iron oxide nanoparticle T 2 proton relaxivity
Andrew et al. Synthesis and surface functionalization of ferrite nanoparticles
Cheng et al. Synthesis of carboxyl superparamagnetic ultrasmall iron oxide (USPIO) nanoparticles by a novel flocculation–redispersion process
WO2001074406A2 (en) Dendrimer composition for magnetic resonance analysis
Shokouhimehr Prussian blue nanoparticles and its analogues as new-generation T1-weighted MRI contrast agents for cellular imaging
CN114558150B (zh) 一种用于pH可视化的磁共振成像纳米探针的制备方法
Ashwini et al. Surface-modified Ferrite Nanoparticles as Magnetic Resonance Imaging T2 Contrast Agents
Hachani Development of novel magnetic nanoparticles to track stem cells in tissue-engineered organs

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20190224