DE69232518T2

DE69232518T2 - Verwendung von Perfluorkohlenwasserstoffen zur Herstellung von Potenzierungsmitteln für die ultraschallvermittelte Hyperthermiebehandlung von biologischen Geweben

Info

Publication number: DE69232518T2
Application number: DE69232518T
Authority: DE
Inventors: Inc. Imarx Therapeutics
Original assignee: ImaRx Therapeutics Inc
Current assignee: ImaRx Therapeutics Inc
Priority date: 1990-09-11
Filing date: 1992-05-04
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2012-05-05
Also published as: EP0639067A4; AU1221297A; AU1992692A; EP0639067B1; EP0639067A1; US5149319A; JPH07506032A; DE69232518D1; WO1993021889A1; AU678341B2; ATE214903T1; AU694973B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Perfluorkohlenwasserstoffen für die Herstellung von Hyperthermiepotenziatoren zur Verwendung in Kombination mit Ultraschall zur Erleichterung des selektiven Erhitzens von Geweben und Fluiden.
Die Verwendbarkeit von Wärme zum Behandeln verschiedener entzündlicher und arthritischer Zustände ist seit langem bekannt. Die Verwendung von Ultraschall zur Erzeugung solcher Wärme für alle diese sowie andere therapeutische Zwecke, wie beispielsweise bei der Behandlung von Tumoren, ist jedoch eine recht neue Entwicklung.
Bezüglich der Behandlung von Entzündung und Arthritis dient die Verwendung von Ultraschall-induzierter Wärme der Erhöhung des Blutflusses der betroffenen Bereiche, was verschiedene vorteilhafte Wirkungen ergibt. Darüber hinaus erhöht sich, wenn Ultraschallenergie an einen Tumor freigegeben wird, die Temperatur des tumorösen Gewebes im Allgemeinen mit einer höheren Geschwindigkeit als in normalem Gewebe. Wenn diese Temperatur etwa oberhalb 43ºC erreicht, beginnen die tumorösen Zellen abzusterben, und wenn alles gut geht, verschwindet der Tumor schließlich. Ultraschall-induzierte Wärmebehandlung von biologischen Geweben und Fluiden ist auf dem Fachgebiet als Hyperthermie-Ultraschall bekannt.
Die nicht-invasive Natur von Hyperthermie-Ultraschalltechnik ist einer von ihren Vorteilen. Trotzdem müssen beim Anwenden von Hyperthermie-Ultraschall bestimmte Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden. Insbesondere muss man beim Versuch zum Vermeiden von Wärme-induzierter Schädigung der umgebenden, nicht-angezielten Gewebe die Ultraschallenergie sorgfältig nur auf die zu behandelnden Flächen fokussieren. Bei der Behandlung von Tumoren beispielsweise, wenn Temperaturen, die etwa 43ºC übersteigen, erreicht werden, ist die Schädigung des normalen umgebenden Gewebes von besonderem Belang. Diese Besorgnis mit Überhitzen der nicht-angezielten Gewebe begrenzt somit die Verwendung von Hyperthermie- Ultraschall. Solche therapeutischen Behandlungen würden deutlich wirksamer sein und breiter angewendet werden, wenn ein Weg zum Zielen auf die gewünschten Gewebe und Fluide und Maximieren der in jenen angezielten Geweben erzeugten Wärme entwickelt werden könnte.
Die vorliegende Erfindung ist auf das Verbessern der Wirksamkeit und der Anwendbarkeit von Hyperthermie-Ultraschall durch Bereitstellen von Mitteln, die in der Lage sind, das selektive Erhitzen von angezielten Geweben und Körperflüssigkeiten zu fördern, gerichtet.
WO93/05819, das einen Teil des Standes der Technik gemäß Artikel 54(3) EPC bildet, beschreibt gasförmige Ultraschallkontrastmedien, umfassend Mikrogasblasen, die eine Lebensdauer in Lösung aufweisen, die lang genug ist, um In vivo Bildaufzeichnen zu ermöglichen. Die lange Lebensdauer in Lösung wird durch Auswahl von geeigneten Gasen zum Bilden von Mikroblasen erreicht.
US-A-4865836 beschreibt die Verwendung von Emulsionen von bromierten Perfluorkohlenwasserstoffflüssigkeiten als In vivo-Kontrastmedien.
WO80/02365 beschreibt Mikrogasblasen, die in eine geeignete Membran eingekapselt sind zur Verwendung bei der diagnostischen In vivo-Bildaufzeichnung.
WO92/22249, das einen Teil des Standes der Technik gemäß Artikel 54(3) EPC bildet, beschreibt die Verwendung von Ultraschallenergie zum Erhitzen biologischer Gewebe und Fluide und insbesondere die Verwendung von gasgefüllten Liposomen, die durch ein Vakuumtrocknungs-Gas-Instillationsverfahren hergestellt wurden, und/oder gasgefüllten Liposomen, im Wesentlichen ohne Flüssigkeit im Inneren davon, als Hyperthermiepotenziatoren in Kombination mit Ultraschall zum Erleichtern des selektiven Erhitzens von Geweben und Fluiden.
WO91/03267 beschreibt die Verwendung von flüssigen Perfluorkohlenwasserstoffen zum temporären Füllen von pulmonalen Luftdurchgängen und dadurch Bereitstellen eines Wärmeübertragungsmediums für eine Hyperthermiebehandlung von Lungenkrebs. Der flüssige Perfluorkohlenwasserstoff kann durch Ultraschall erhitzt werden.
Die vorliegende Erfindung stellt die Verwendung von Perfluorkohlenwasserstoffen bzw. Perfluorkohlenstoffen zur Herstellung eines Produkts für die Verwendung bei der Potenzierung einer Ultraschall-induzierten Hyperthermiebehandlung von biologischen Geweben und Fluiden bereit, wobei der Perfluorkohlenwasserstoff in ein Liposom eingekapselt ist.
Durch Anwenden der vorliegenden Erfindung wird Hyperthermie-Ultraschall zu einem besseren, selektiveren und wirksameren therapeutischen Verfahren für die Behandlung von Tumoren, Entzündung und Arthritis sowie anderen verschiedenen Zuständen.
Die vorliegende Erfindung wird nun genauer mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die Vergleichsversuche betreffen, wie nachstehend beschrieben:
Fig. 1 stellt eine Kurve dar, die die Temperatur gegen die Zeit für drei verschiedene Proben, die Ultraschallbehandlung unter Verwendung von Ultraschallenergie einer kontinuierlichen 1,0 Megahertz-Wellenquelle unterzogen wurden, darstellt. Sowohl Probe 1 (multilamellare Vesikel, zusammengesetzt aus Ei-Phosphatidylcholin und mit darin eingekapseltem CO&sub2;-Gas) als auch Probe 3 (eine Phosphat-gepufferte Salzlösung, unter Druck gesetzt mit CO&sub2;-Gas) haben eine ähnliche Erhöhung der Temperatur gegen die Zeit. Probe 2 (eine entgaste Phosphat-gepufferte Salzlösung) zeigte einen viel geringeren Anstieg der Temperatur gegen die Zeit, verglichen mit Proben 1 und 3.
Fig. 2 stellt eine Kurve dar, die durch Auftragen der Temperatur gegen die Zeit für verschiedene Proben, die Ultraschallbehandlung unter Verwendung von Ultraschallenergie einer kontinuierlichen 1,0 Megahertz-Wellenquelle unterzogen wurden, erhalten wurde. Probe 2 (eine Phosphat-gepufferte Salzlösung, unter Druck gesetzt mit CO&sub2;-Gas) zeigt einen viel stärkeren Anstieg der Temperatur gegen die Zeit als Probe 1 (eine entgaste Phosphat-gepufferte Salzlösung).
Wenn hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "Hyperthermiepotenziator" ein beliebiges Produkt, hergestellt aus Perfluorkohlenwasserstoff, das die Geschwindigkeit von Ultraschall-induziertem Erhitzen in biologischen Geweben und Fluids, zu welchen es verabreicht wurde, erhöht.
Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendeten Hyperthermiepotenziatoren umfassen einen oder mehrere Perfluorkohlenwasserstoffe, vorzugsweise eine Perfluorkohlenwasserstoffverbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Perfluoroctyljodid, Perfluortributylamin, Perfluortripropylamin und Perfluoroctylbromid, und beliebigen und allen Kombinationen davon.
Die hierin beschriebenen Perfluorkohlenwasserstoffe werden vor der Verabreichung in Liposomen eingekapselt.
Liposomen können durch Anwenden einer beliebigen oder einer Kombination von herkömmlichen Liposomen-Herstellungstechniken hergestellt werden. Wie dem Fachmann leicht deutlich wird, schließen solche herkömmlichen Techniken Beschallung, Chelatdialyse, Homogenisierung, Lösungsmittelinfusion, gekoppelt mit Extrusion, Gefrier-Auftau-Extrusion, Mikroemulsion sowie andere ein. Diese Techniken sowie andere werden beispielsweise in US-Patent Nr. 4 728 578, GB-Patent- Anmeldung G. B. 2193095 A, US-Patent Nr. 4 728 575, US-Patent Nr. 4 737 323, Internationale Anmeldung WO86/00238, Mayer et al., Biochimica et Biophysica Acta, Band 858, Seiten 161-168 (1986), Hope et al., Biochimica et Biophysica Acta, Band 812, Seiten 55-65 (1985), US-Patent Nr. 4 533 254, Mathew et al., Methods In Enzymology, Band 149, Seiten 64-77 (1987), Mathew et al., Biochimica et Biophysica Acta, Band 75, Seiten 169-174 (1984), und Cheng et al., Investigative Radiology, Band 22, Seiten 47-55 (1987) und WO90/04943 beschrieben. Als eine bevorzugte Technik wird ein lösungsmittelfreies System, ähnlich zu jenem, beschrieben in der Internationalen Anmeldung WO86/00238, beim Herstellen von Liposomenaufbauten angewendet.
Die Materialien, die beim Herstellen der erfindungsgemäßen Liposomen angewendet werden können, schließen beliebige der Materialien oder Kombinationen davon, die dem Fachmann als beim Liposomenaufbau geeignet bekannt sind, ein. Die verwendeten Lipide können entweder natürlichen oder synthetischen Ursprungs sein. Solche Materialien schließen Lipide, wie Cholesterin, Cholesterinhemisuccinat, Phosphatidylcholin, Phosphatidylethanolamin, Phosphatidylserin, Phosphatidylglycerin, Phosphatidinsäure, Phosphatidylinosit, Lysolipide, Fettsäuren, Sphingomyelin, Glycosphingolipide, Glucolipide, Glycolipide, Sulfatide, Lipide mit Ether und Estergebundenen Fettsäuren, polymerisierbare Lipide und Kombinationen davon ein, sind jedoch nicht darauf begrenzt. Wie der Fachmann erkennen wird, können Liposomen in Gegenwart oder Abwesenheit von eingearbeitetem Glycolipid, Komplexkohlenhydrat, Protein oder synthetischem Polymer unter Verwendung von herkömmlichen Verfahren synthetisiert werden. Die Oberfläche eines Liposoms kann auch mit einem Polymer, wie beispielsweise mit Polyethylenglycol (PEG), unter Verwendung von Verfahren, die dem Fachmann geläufig sind, modifiziert werden.
Eine beliebige Lipidform kann verwendet werden, mit der einzigen Maßgabe, dass das Lipid oder die Kombination von Lipiden und zugehörigen Materialien, die in die Lipidmatrix eingearbeitet sind, eine Zweischichtphase (Bilayer-Phase) unter physiologisch relevanten Bedingungen bilden sollten. Wie der Fachmann erkennen wird, kann die Zusammensetzung der Liposomen zum Modulieren der Bioverteilung und der Clearance-Eigenschaften der erhaltenen Liposomen verändert werden.
Zusätzlich kann die Größe der Vesikel durch eine Vielzahl von Verfahren, einschließlich Filtration, Beschallung, Homogenisierung und ähnliche Verfahren zum Modulieren liposomaler Bioverteilung und Clearance, eingestellt werden. Zum Erhöhen des inneren wässerigen Verschlussvolumens können die Vesikel wiederholten Zyklen von Gefrieren und Auftauen unterzogen werden.
Die angewendeten Liposomen können von variierenden Größen sein, haben jedoch vorzugsweise einen mittleren Außendurchmesser zwischen etwa 30 Nanometern und etwa 10 Mikrometern. Wie dem Fachmann bekannt ist, beeinflusst die Vesikelgröße die Bioverteilung, und deshalb werden verschieden große Vesikel für verschiedene Zwecke ausgewählt. Zur intravaskulären Verwendung ist die Vesikelgröße im mittleren Außendurchmesser beispielsweise im Allgemeinen nicht größer als etwa 2 Mikrometer und im Allgemeinen nicht kleiner als etwa 30 Nanometer. Für nichtvaskuläre Anwendungen können, falls erwünscht, größere Vesikel, beispielsweise zwischen etwa 2 und etwa 10 Mikrometern mittlerem Außendurchmesser angewendet werden.
Die angewendeten Lipide können ausgewählt werden, um die jeweilige therapeutische Verwendung zu optimieren, die Toxizität zu minimieren und die Lebensdauer des Produkts zu maximieren. Neutrale Vesikel, zusammengesetzt aus entweder gesättigtem oder ungesättigtem Phosphatidylcholin, mit oder ohne Sterol, wie Cholesterin, wirken sehr gut als intravaskuläre Hyperthermiepotenziatoren, um Gas und Perfluorkohlenwasserstoffe einzufangen. Um die Aufnahme durch Zellen, wie das reticuloendotheliale System (RES), zu verbessern, wird ein negativ geladenes Lipid, wie Phosphatidylglycerin, Phosphatidylserin oder ähnliche Materialien, angewendet. Für noch größere Vesikelstabilität kann Liposom unter Verwendung von polymerisierbaren Lipiden polymerisiert werden, oder die Oberfläche der Vesikel kann mit Polymeren, wie Polyethylenglycol, beschichtet werden, um die Oberfläche des Vesikels vor Serumproteinen zu schützen, oder Ganglioside, wie GM1, können in die Lipidmatrix eingearbeitet werden. Vesikel oder Micellen können auch mit gebundenen Rezeptoren oder Antikörpern hergestellt werden, um ihr Einfangen von spezifischen Zelltypen, wie Tumoren, zu erleichtern.
Die Perfluorkohlenwasserstoffe können durch das Liposom durch Zugeben zu dem Medium, in dem das Liposom gemäß herkömmlichem Verlauf gebildet wurde, eingekapselt werden.
Die erfindungsgemäßen Hyperthermiepotenziatoren werden an ein biologisches Gewebe oder biologische Fluids verabreicht, wonach dann Ultraschall auf den biologischen Stoff angewendet wird. Die Erfindung ist besonders verwendbar, wenn in Beziehung zu solchen biologischen Stoffen, wie Tumorgewebe, Muskelgewebe oder Blutflüssigkeiten, angewendet.
Wenn die Anwendung in vivo erfolgt, kann Verabreichung in verschiedenen Arten, wie intravaskulär, intralymphathikal, parenteral, subkutan, intramuskulär, intraperitoneal, interstitial, hyperbarikal oder intratumoral, unter Verwendung einer Vielzahl von Dosierungsformen, ausgeführt werden, wobei der besondere Verabreichungsweg und die angewendete Dosierung von der Art der beabsichtigten therapeutischen Verwendung und dem angewendeten einzelnen Potenzierungsmittel abhängig sein wird.
Perfluorkohlenwasserstoffe werden vorzugsweise entweder intravaskulär oder interstitial verabreicht. Typischerweise wird die Dosierung bei niederen Spiegeln begonnen und erhöht, bis die gewünschte Temperaturerhöhungswirkung erreicht ist. Bei Tumoren mit einer hauptsächlich vorwiegend arteriellen Zuführung, wie der Niere, können diese Hyperthermie potenzierenden Mittel intra-arteriell verabreicht werden.
Zur in-vivo-Anwendung kann der Patient ein beliebiger Säugertyp sein, ist jedoch besonders bevorzugt ein Mensch. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders bei der Behandlung von Tumoren, verschiedenen entzündlichen Zuständen und Arthritis, insbesondere bei der Behandlung von Tumoren, verwendbar. Die Perfluorkohlenwasserstoffe akkumulieren in Tumoren, besonders im Hirn, aufgrund der undichten Kapillaren und des verzögerten Auswaschens aus den erkrankten Geweben. In ähnlicher Weise werden in anderen Bereichen des Körpers, wo Tumorgefäße undicht sind, die Hyperthermie potenzierenden Mittel akkumulieren.
Die durch die Erfindung hergestellten Potenziatoren können in Kombination mit anderen therapeutischen und/oder diagnostischen Mitteln angewendet werden. In Tumortherapieanwendungen können beispielsweise die Hyperthermiepotenziatoren in Kombination mit verschiedenen chemotherapeutischen Mitteln verabreicht werden.
Beliebige der verschiedenen Arten von Ultraschall-Bildvorrichtungen können angewendet werden, wobei der einzelne Typ oder das Modell der Vorrichtung für die Erfindung nicht kritisch sind. Vorzugsweise sind jedoch Vorrichtungen, die speziell zum Verabreichen von Ultraschall-Hyperthermie aufgebaut sind, bevorzugt. Solche Vorrichtungen werden in den US-Patenten Nummern 4 620 546, 4 658 828 und 4 586 512 beschrieben.
Obwohl der Anmelder nicht auf irgendeine Theorie des Vorgangs festgelegt sein möchte, wird von den durch die vorliegende Erfindung hergestellten Hyperthermiepotenziatoren angenommen, dass sie ihre ausgezeichneten Ergebnisse aufgrund der nachstehenden wissenschaftlichen Postulate besitzen.
Ultraschallenergie kann durch ein Gewebe, entweder reflektiert oder absorbiert, übertragen werden. Es wird angenommen, dass die durch die Erfindung hergestellten Potenziatoren dazu dienen, die Absorption von Schallenergie innerhalb der biologischen Gewebe oder Fluids zu erhöhen, was ansteigendes Erhitzen ergibt, wodurch sich die therapeutische Wirksamkeit von Ultraschallhyperthermie erhöht.
Die Absorption von Schall wird als die akustischen Bereiche erhöhend angenommen, die einen hohen Grad an Ultraschallheterogenität aufweisen. Weiche Gewebe und Fluids mit einem höheren Grad an Heterogenität werden Schall bei höherer Geschwindigkeit als Gewebe oder Flüssigkeiten absorbieren, die akustisch homogener sind. Wenn Schall auf eine Grenzfläche trifft, die eine andere akustische Impedanz als das sie umgebende Medium aufweist, wird angenommen, dass sich sowohl die Reflexion des Schalls erhöht als auch die Absorption des Schalls ansteigt. Es wird angenommen, dass der Absorptionsgrad des Schalls zu einem Unterschied zwischen den akustischen Impedanzen zwischen den zwei Geweben oder Strukturen, die die Grenzflächenerhöhungen umfassen, führt.
Es wird auch angenommen, dass intensive Schallenergie, Kavitätsbildung verursacht, und wenn Kavitätsbildung auftritt, wird wiederum angenommen, dass dies intensives lokales Erhitzen verursacht.
Da Perfluorkohlenwasserstoffe hohe akustische Impedanzunterschiede zwischen Flüssigkeiten und Weichgeweben sowie eine Verminderung des Kavitätsschwellenwertes aufweisen, können die Pertluorkohlenwasserstoffe unter Erhöhung der Absorptionsgeschwindigkeit von Ultraschallenergie und Bewirkung einer Umwandlung der Energie zu örtlicher Wärme wirken.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Potenziatoren können zum Erhöhen der akustischen Heterogenität dienen und erzeugen Kavitätskeime in Tumoren und Geweben, wobei sie dabei als ein Potenziator zum Erhitzen von Ultraschallhyperthermie wirken. Weil die Perfluorkohlenwasserstoffe eine akustische Impedanz erzeugen, die nicht zwischen Geweben und benachbarten Fluiden übereinstimmt, erhöhen die Perfluorkohlenwasserstoffe die Absorption von Schall und die Umwandlung von Energie in Wärme.
Die nachstehenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung und sollten nicht als den durch die beigefügten Ansprüche definierten Umfang der Erfindung begrenzend aufgefasst werden.
In allen folgenden Beispielen wurde ein kontinuierlicher 1,0 Megahertz Wellenultraschallwandler (Medco Mark IV Sonlator) verwendet, um die Ultraschallenergie zu applizieren. Das Entgasen der Lösung; das heißt, Entfernen des Gases aus der Lösung, erfolgte unter Verwendung von Standardvakuumverfahren.

BEISPIELE

Beispiel 1 (Vergleich)

Eine gekühlte, entgaste Lösung von Phosphat-gepufferter Salzlösung (PBS) wurde Ultraschallhyperthermie unterzogen. Ein weiteres gleiches Volumen von Standard- PBS wurde in einem kommerziellen Sodasyphon mit Kohlendioxid unter Druck gesetzt. Der Druck wurde entlastet und die Lösung wurde dann mit identischen Parametern, wie für die vorstehend beschriebene Lösung von PBS Ultraschall unterzogen. Die begaste Lösung erreichte eine wesentlich höhere Temperatur als die entgaste Lösung. Diese Ergebnisse werden in Fig. 1 erläutert.

Beispiel 2 (Vergleich)

Gasblasen von Stickstoff wurden durch eine Standardlösung von PBS geleitet. Eine entgaste Lösung von PBS wurde hergestellt. Ultraschallenergie wurde angewendet, um jede Lösung zu erreichen, während dessen die Temperatur mit einem Thermometer gemessen wurde. Die Gasblasen enthaltende Lösung (Probe 2) erreichte eine wesentlich höhere Temperatur als die entgaste Lösung (Probe 1). Die Ergebnisse in diesem Beispiel werden in Fig. 2 gezeigt und sind qualitativ ähnlich zu jenen, die in Beispiel 1 beobachtet wurden.
In sowohl Beispiel 1 als auch 2 sollte angemerkt werden, dass die Ultraschallhyperthermie unmittelbar nach Begasen der Lösungen begann. Wenn Ultraschallhyperthermie mehr als fünf Minuten nach dem Begasungsschritt verzögert war, war die erhaltene Temperatur nur wenig größer als für das entgaste PBS. Dies ist auf die relativ schnelle Verzögerung der nicht stabilisierten Gasblasen in Lösung zurückzuführen.

Beispiel 3 (Vergleich)

Gas-einkapselnde Liposomen wurden über ein Druckverfahren, wie vorstehend in WO91/09629 beschrieben, hergestellt. Ein Liposom ohne Gas wurde auch hergestellt. Die zwei Proben wurden Ultraschallenergie, wie vorstehend beschrieben, ausgesetzt. Die Ergebnisse bestätigten verbessertes Erhitzen für die Liposomen, die das Gas eingekapselt aufwiesen, ähnlich zu jenem, gezeigt in Fig. 2. Das Gas, ob in einer äußeren stabilisierenden Umhüllung eingefangen oder nicht, wie ein Liposom, dient dem Potenzieren des Erhitzens.
Der Vorteil der Anwendung von Liposomen oder anderen solcher Stabilisierungsverfahren besteht darin, dass in vivo die stabilisierten Blasen möglicherweise leichter an die Stellen gerichtet werden können, beispielsweise Tumore, als nichteingekapselte Blasen. Angemerkt sei, dass die nicht-eingekapselten Blasen, beschrieben in Beispielen 1 und 2, nur für einige Minuten in Lösung stabil waren, wohingegen die liposomalen Blasen eine viel längere Stabilität aufweisen.

Beispiel 4 (Vergleich)

Albumin-Mikrokugeln wurden, wie vorstehend in US-Patent Nr. 4 718 433 beschrieben, zum Einkapseln von Luft hergestellt. Zwei Lösungen von PBS wurden hergestellt; eine enthaltend Gas-eingekapselte Albumin-Mikrokugeln und die andere enthaltend eine Lösung der gleichen Konzentration von Albumin in entgastem PBS. Die Konzentration an Albumin war in beiden Fällen 1%. Die Ultraschallenergie wurde dann wie in Beispiel 1 angewendet. Die mit Gas gefüllte, Albumin-Mikrokugeln enthaltende Lösung erreichte eine wesentlich höhere Temperatur als die Lösung von Albumin ohne Gas. Der für die begaste Lösung beobachtete Temperaturanstieg war ähnlich zu jenem, der für die in Beispielen 1 bis 3 beschriebenen, Gas enthaltenden Proben beobachtet wurde.

Beispiel 5 (Vergleich)

Stabilisierte Luftblasen wurden, wie vorher beschrieben, unter Verwendung eines Gemisches von den Polymeren Polyoxyethylen und Polyoxypropylen, wie in US- Patent Nr. 4 466 442, in Lösung hergestellt. Ultraschallenergie wurde angewendet. Wiederum zeigten die Temperaturmessungen für die stabilisierte, Luftblasen enthaltende Lösung eine höhere Temperatur.

Beispiel 6 (Vergleich)

Eine Lösung, enthaltend Emulsionen von Perfluoroctylbromid (PFOB), wurde, wie in US-Patent Nr. 4 865 836 beschrieben (Probe 1), hergestellt, und die Lösung wurde Ultraschallhyperthermie ausgesetzt. Außerdem wurde eine zweite Lösung von PFOB-Emulsion gemäß den gleichen Verfahren hergestellt, mit der Ausnahme, dass diese zweite Lösung mit Sauerstoff, wie in US-Patent Nr. 4 927 623 beschrieben (Probe 2), begast wurde. Probe 2 wurde dann Ultraschallhyperthermie ausgesetzt. Die Proben 1 und 2, enthaltend PFOB, erreichten beide eine höhere Temperatur nach Ultraschallbehandlung als das entgaste PBS von Beispielen 1 und 2. Außerdem erreichte Probe 2 mit Ultraschallhyperthermie eine viel höhere Temperatur als Probe 1.

Beispiel 7 (Vergleich)

Ein Gewebsäquivalentes Phantom wurde unter Verwendung von Niedrigtemperatur- Agargel mit einer Geliertemperatur von 50ºC hergestellt. Ein Phantom wurde aus entgastem PBS und 4%igem Agargel hergestellt. Ein weiteres Phantom wurde hergestellt, jedoch in diesem Fall wurde das flüssige Gel mit Stickstoffgas bei 1,2 MPa (180 psi) 24 Stunden in einer üblich aufgebauten Druckkammer bei 52ºC unter Druck gesetzt. Der Druck wurde innerhalb eines Zeitraums von 5 Sekunden entlastet, unter somit Bilden von Mikroblasen in einer Flüssigkeit, wie viskoses Gel. Beide Gelproben (entgast und jene, die Mikroblasen enthalten) wurden gelieren und auf 37ºC abkühlen lassen. Die Proben wurden dann Ultraschallenergie, wie vorstehend, ausgesetzt und die Temperaturen aufgezeichnet. Die Mikroblasen enthaltende Probe hatte wiederum eine viel höhere Heizgeschwindigkeit als das aus der entgasten Lösung hergestellte Gel.
Das Vorstehende wurde wiederholt, jedoch in diesem Fall wurde das Liposomeneinfangende Gas in dem Gel angeordnet und das Gel erneut auf 37ºC gekühlt. Ultraschallerhitzen zeigte wiederum eine verbesserte Heizgeschwindigkeit. Der Zweck des Gewebeäquivalenten Phantoms wurde gezeigt, wie die Blasen das Erhitzen in Geweben, beispielsweise einem Tumor, potenzieren könnten.

Beispiel 8 (Vergleich)

Zwei Ratten, die C&sub2;-klonal abgeleitete, epitheliale Karzinome tragen, wurden mit Ultraschalltherapie behandelt. In eine von diesen Ratten wurden 2 cm³ Stickstoffgas in ungefähr 4 cm³ Tumorvolumen injiziert. Hyperthermie wird beiden Ratten verabreicht und die intra-tumorale Temperatur verfolgt. Die mit einer interstitialen Injektion von Stickstoff behandelte Ratte hatte eine höhere Tumortemperatur.

Beispiel 9 (Vergleich)

Eine Gruppe von Kaninchen, die VX2-Karzinome im Hirn trugen, wurde mit Ultraschallhyperthermie behandelt, während die Tumortemperatur und die Temperatur des umgebenden Gewebes mit einer Sonde verfolgt wird. Ein Volumen von 3 bis 5 cm³ Perfluorooctylbromidemulsion wird in eine zweite Gruppe von Kaninchen in der karotiden Arterie ipsilateral zu dem Hirntumor injiziert, unter Verfolgen des Tumors und des umgebenden Gewebes. Die mit PFOB behandelten Kaninchen zeigten erhöhte Tumortemperaturen und ein selektiveres Erhitzen des Hirntumors, verglichen mit dem normalen Gewebe.

Beispiel 10 (Vergleich)

Der gleiche Versuch wie in Beispiel 9 wird wiederholt, unter Verwendung einer 3 cm³-Injektion von in Liposomen eingekapseltem Gas. Wiederum zeigen Temperaturmessungen des Tumors und normalen Gewebes erhöhte Temperatur in dem Tumor, bezogen auf normales Gewebe des Tiers, das mit Gas gefüllten Liposomen behandelt wurde.

Beispiel 11 (Vergleich)

Eine Lösung von die gasförmige Vorstufe von Essigsäuremethylester einkapselnden Liposomen wird hergestellt und in PBS suspendiert. Eine Kontrolllösung von PBS und die Lösung, enthaltend die den Essigsäuremethylester einkapselnden Liposomen, wird mit Ultraschall erhitzt und die Temperatur gemessen. Die Temperatur der Lösung, die die Essigsäuremethylester einkapselnden Liposomen enthält, hat eine biexponentielle Geschwindigkeit des Erhitzens, was sich in der Verbesserung der Heizwirksamkeit nach dem Punkt, an dem das Gas aus der gasförmigen Vorstufe gebildet wird, reflektiert.

Beispiel 12 (Vergleich)

Bei einem Patienten mit einem Nierenkrebs wird die linke femorale Arterie unter Verwendung von Standardtechnik katheterisiert. Die renale Arterie wird katheterisiert und 10 cm³ einer 1%igen Lösung von beschallten, Gas-eingefangenen Albumin- Mikrokugeln wird in die renale Arterie injiziert. Der therapeutische Ultraschall wird verwendet, um den Tumor zu erhitzen und die Mikrokugeln des Gases an den Tumor freizugeben, unter Verursachen von verbesserter Tumorerhitzung.

Beispiel 13 (Vergleich)

Beispiel 12 wird in einem weiteren Patienten wiederholt, jedoch in diesem Fall werden Gasblasen, eingekapselt in den Tensiden Polyoxyethylen und Polyoxypropylen, zum Embolisieren der Niere verwendet. Erneut wird therapeutischer Ultraschall auf die Niere angewendet und das Ergebnis ist verbessertes Erhitzen des Tumors.

Beispiel 14 (Vergleich)

Beispiel 13 wird wiederholt, jedoch in diesem Fall unter Verwendung von Liposomen, die sowohl Chemotherapie als auch Kohlendioxidgas einkapseln. Erneut wird Hyperthermie unter Verwendung von Ultraschall auf den Tumor angewendet und es gibt nicht nur verbessertes Tumorerhitzen, sondern auch verbesserte Tumorreaktion, verursacht durch die Wechselwirkung von gleichzeitigem Erhitzen und Chemotherapie.

Beispiel 15 (Vergleich)

Kleine Liposomen, weniger als etwa 100 nm Durchmesser, werden zum Einfangen von Stickstoffgas unter Druck hergestellt. Phasen-empfindliche Lipide werden mit einer Gel-zu-flüssigkristallin-Übergangstemperatur von 42,5ºC ausgewählt. Diese werden intravenös an einen Patienten mit Glioblastoma multiforme verabreicht, welches gewöhnlich ein tödlicher Hirntumor ist. Ultraschallhyperthermie wird auf den Bereich des Hirntumors durch eine Schädelklappe, die vorher chirurgisch erzeugt wurde, angewendet. Die in den Liposomen eingefangenen Mikroblasen akkumulieren sich im Tumor des Patienten aufgrund der Durchlässigkeit der Tumorgefäße. Die Mikroblasen werden von dem normalen Hirn aufgrund der Integrität der Blut-Hirn- Schranke ausgeschlossen. Die Ultraschallenergie erhöht die Tumortemperatur auf 42,5ºC und die Liposomen unterlaufen den Phasenübergang, was es den Blasen ermöglicht, sich auszudehnen. Die intra-tumoralen Blasen erhöhen die Wirksamkeit des Erhitzens in dem Tumor durch den therapeutischen Ultraschall.

Beispiel 16 (Vergleich)

Luftblasen werden in lipiden Monoschichten, wie vorher in US-Patent Nr. 4 684 479 beschrieben, eingefangen. Bei einem Patienten mit Glioblastoma multiforme werden diese Lipid-Einschicht-stabilisierten Luftblasen intravenös jeden Tag für 7 Tage während täglicher Behandlungen mit Ultraschallhyperthermie verabreicht. Die stabilisierten Luftblasen akkumulieren in dem Tumor des Patienten und der Patient hat verbesserte Reaktion auf die Behandlung mit Ultraschallhyperthermie.
Verschiedene Modifizierungen innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche, zusätzlich zu jenen, die hierin gezeigt und beschrieben wurden, werden dem Fachmann aus der vorangehenden Beschreibung deutlich.

Claims

1. Verwendung von Perfluorkohlenwasserstoffen zur Herstellung eines Produkts für die Verwendung in der Potenzierung einer Ultraschall-induzierten Hyperthermiebehandlung von biologischen Geweben und Fluiden, wobei der Perfluorkohlenwasserstoff in ein Liposom eingekapselt ist.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei der Perfluorkohlenwasserstoff aus der Gruppe, bestehend aus Perfluoroctyliodid, Perfluortributylamin, Perfluortripropylamin und Perfluoroctylbromid, ausgewählt ist.