DE69914748T2

DE69914748T2 - Radiojodierte phenole für brachytherapie

Info

Publication number: DE69914748T2
Application number: DE69914748T
Authority: DE
Inventors: Jaime Simon; Keith R. Frank; D. Alan STRICKLAND
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 1998-06-02
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2019-06-02
Also published as: US6506363B1; US6315979B1; US20020081662A1; KR20010052519A; IL140029A0; BR9911611A; CA2334146C; KR100589568B1; US6506364B1; JP2002516883A; US6861044B2; WO1999062564A1; ATE259247T1; EP1083937B1; AU755019B2; CA2334146A1; AU4673799A; DE69914748D1; EP1083937A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine radioaktive Flüssigkeit, die verwendet wird, um Tumore in vivo im Körper eines Tiers zu behandeln. Die Flüssigkeit ist in Kombination mit einem implantierbaren Katheter zu verwenden, der mit einem aufpumpbaren Ballon verbunden ist, der in die Nähe eines Tumors oder in den Hohlraum, der nach der chirurgischen Entfernung eines Tumors aus einem Körper eines Tiers zurückbleibt, gesetzt wird. Die radioaktive Flüssigkeit dieser Erfindung wird verwendet, um den Ballon aufzupumpen und das Tumorgewebe oder das Gewebe, das die Resektionshöhle umgibt, mit einer Strahlungsdosis zu beliefern. Diese Lösung ist eine "Brachytherapie-Flüssigkeit", die aus einer wässrigen Lösung eines wasserlöslichen radioaktiven Moleküls mit anderen geeigneten physiologisch verträglichen Bestandteilen besteht.
Hintergrund der Erfindung
In vielen Fällen lassen chirurgische Verfahrensweisen zur Entfernung eines Tumors Krebszellen im Nachbarbereich des Tumors zurück. Dieses passiert aus verschiedenen Gründen, z. B. sind die Krebszellen für den Blick des Chirurgen nicht sichtbar oder kein Farbstoff oder Färbemittel ist erhältlich, um zu ermöglichen, dass die Krebszellen von dem Chirurgen gesehen werden können. Diese verbleibenden Zellen können das Wiederauftreten des Krebses bewirken. Zusätzliche Therapien werden deshalb benötigt, um diese chirurgischen Bereiche zu behandeln.
Eine Art der Behandlung ist, diesem Bereich eine lokale Strahlungsdosis zuzuführen. Dies kann durch Brachytherapie erreicht werden, die die Implantierung von einer radioaktiven Quelle (wie feste Pellets) in einen Bereich in der Nähe des Tumors oder diesen umgebend umfasst. Traditionelle Brachytherapie umfasst das Setzen eines oder mehrerer festen radioaktiven Pellets oder Nadeln in den zu behandelnden Bereich. Die Bestimmung der richtigen Anordnung der radioaktiven Pellets ist nicht einfach und die Implantierung selbst ist schwierig, teuer, zeitaufwendig und stellt ein Potential für das Einbringen einer Infektion dar. Zusätzlich ist die Dosimetrie für diese Quellen wegen komplexer Geometrieerwägungen oft schwierig zu berechnen.
US-Patent 5,429,582 lehrt die Verwendung einer implantierbaren Vorrichtung, wie etwa eines Katheters, zur Behandlung von Gewebe, das einen Hohlraum umgibt, der durch chirurgische Entfernung eines Gehirntumors zurückgelassen wurde. Diese Technik hat den Vorteil gegenüber traditioneller Brachytherapie, dass die Vorrichtung während desselben chirurgischen Vorgangs, der verwendet wird, um den Tumor zu entfernen, eingesetzt wird; somit ist keine zusätzliche Operation notwendig und die Möglichkeit einer Infektion wird stark verringert. Weiterhin füllt der Ballon das Volumen, das von der Tumormasse zurückgelassen wurde, und die Bestimmung, wo die Radioaktivität gesetzt werden muss, ist weniger kompliziert. Dosimetrieberechnungen sind auch mit einer einzigen kugelförmigen radioaktiven Quelle vereinfacht. Des weiteren lehrt US-Patent 5,611,767 das Verfahren und die Vorrichtung zur Strahlungsbehandlung eines Tumors unter Verwendung einer aufpumpbaren Behandlungsvorrichtung, die in einen Schnitt gesetzt wird, der dem Tumor benachbart ist, wobei die aufpumpbare Vorrichtung mit einer radioaktiven Behandlungsflüssigkeit gefüllt wird. Eine Beschreibung der radioaktiven Lösung, die mit der Vorrichtung zu verwenden ist, ist in diesen obigen Patenten jedoch nicht enthalten.
Mehrere radioaktive Isotope von Iod wurden für medizinische Anwendungen eingesetzt. Einige von diesen Isotopen umfassen Iod-123 (¹²³I), Iod-125 (¹²⁵I) und Iod-131 (¹³¹I). Iod-123 hat eine Halbwertzeit von 13,1 h und emittiert γ-Photonen, die für kernmedizinische bildgebende Verfahren nützlich sind. Iod-125 hat eine Halbwertzeit von 60,14 Tagen und emittiert verschiedene relativ niedrigenergetische Photonen, die verwendet werden, um Antikörper zu kennzeichnen, um chirurgische Vorgänge in Krebspatienten zu führen, und als Tracer, um die Nierenfunktion zu untersuchen. Iod-131 hat eine Halbwertzeit von 8,04 Tagen und emittiert γ-Photonen, die für kernmedizinische bildgebende Verfahren nützlich sind, plus β-Teilchen, die für therapeutische Anwendungen nützlich sind.
Es wurde viel Arbeit für Radioiodierungsverfahren aufgewendet. Moleküle von Interesse sind im Allgemeinen Proteine, wie etwa Antikörper, kleinere Peptide und andere biologisch aktive Moleküle. Zum Beispiel wurde der Farbstoff Tetraiodtetrachlorfluorescein (Diodeosin) mit ¹³¹I markiert, um die Leberfunktion zu untersuchen [Taplin, G. V., et al., J. Lab. Clin. Med., 45, 665 (1955)]. α-Methyltyrosin, das mit ¹²⁵I iodiert ist, kann verwendet werden, um Aminosäuretransportgeschwindigkeiten in Gliomen zu bestimmen [Kuwert, T., et al., J. Nuclear Medicine 38 (10), 1551 (1997)]. Es wurden auch ¹²⁵I markierte monoklonale Antikörper als Identifikationshilfe für Krebsgewebe während chirurgischer Vorgänge verwendet [Nieroda, C. A., et al., Cancer Res., 55 (13) 2858–65 (1995)].
Ein Verfahren zur Radioiodierung von Molekülen wird üblicherweise entweder durch eine Austauschreaktion oder eine elektrophile Substitution bewerkstelligt. Zum Beispiel wird Natriumiotalamat in einer Austauschreaktion mit ¹²⁵I markiert, indem radioaktives Natriumiodid (z. B. Na¹²⁵I mit Iotalamat erhitzt wird [Hung, Joseph C., et al., Nucl. Med. Biol., 21 (7), 1011–12 (1994)]. Der elektrophile Prozess wird durch die Oxidation von Iodid zu einem Elektrophil in Gegenwart des zu markierenden Moleküls gefördert. Elektrophiler Angriff kann dann typischerweise an der ortho-Position von phenolischen Gruppen, wie etwa Tyrosin, erfolgen. Mehrere übliche Oxidationsmittel sind kommerziell erhältlich, z. B. von Pierce Chemical Company, PO Box 117, Rockford, IL 61705, US. Chloramin-T (N-Chlor-4-methylbenzolsulfonamidnatriumsalz, Pierce Chemical Company) ist ein wasserlösliches Oxidationsmittel. Es erfordert die Zugabe eines anderen Reagenzes, um die Reaktion zu beenden, und muss dann von der Lösung abgetrennt werden. IODO-GEN^TM (Pierce Chemical Company) ist ein wasserlösliches Oxidationsmittel zur Iodierung. Es wir typischerweise als ein Film auf die Innenseite des Reaktionsgefäßes beschichtet. Dies wird bewerkstelligt, indem es in Chloroform gelöst wird, die Lösung in ein Reaktionsrohr gebracht wird, dann das Lösungsmittel verdampft wird. Iodierung wird durch Zugabe einer wässrigen Lösung, die das radioaktive Iodid und den zu markierenden Stoff enthält, in das IODO-GEN^TM beschichtete Teströhrchen bewerkstelligt. Entfernung der Lösung aus dem Röhrchen beendet die Reaktion und bewirkt Trennung des Substrats von dem Reagenz. Ein anderes beliebtes Verfahren umfasst die Verwendung von IODO-BEADS^TM (Pierce Chemical Company), welche Polystyrolperlen sind, bei denen das Oxidationsmittel (Chloramin-T) chemisch an die Perle gebunden ist. Entfernen der Plastikperlen von der Lösung beendet die Reaktion.
Die Strukturen von diesen Oxidationsmitteln sind unten gezeigt:
Chloramin-T
IODO-GEN^TM
IODO-BEAD^TM
Am häufigsten werden die obigen Reagenzien verwendet, um Proteine mit einer Radiomarkierung zu versehen. Die Aminosäure, die gegenüber elektrophiler Iodierung am reaktivsten ist, ist Tyrosin wegen der phenolischen Gruppe. Schema 1 unten illustriert die Radioiodierung von Tyrosin unter Verwendung von IODO-GEN^TM als das Oxidationsmittel. Iodid wird zu einer elektrophilen Spezies oxidiert, von der postuliert wird, dass sie I-Cl ist. Elektrophiler Angriff erfolgt dann an der ortho-Position des Phenols.
Schema 1. Iodierung von Tyrosin
Obwohl Iod-125 ideale Kerneigenschaften zur Verwendung in den oben beschriebenen Vorrichtungen hat, hat die Iodidform ¹²⁵I weniger als ideale Eigenschaften. Zum Beispiel wird sie ohne weiteres oxidiert, um flüchtiges Iod, I₂, zu bilden. Zusätzlich wird, wenn Auslaufen aus der Vorrichtung auftritt, sich Aktivität in Körpergeweben, wie etwa Schilddrüse und Magen, konzentrieren, was zu einer unerwünschten Bestrahlungsdosis für diese Gewebe für den Patienten führt. Somit hat, obwohl Technologie zur Iodierung von vielen Molekülen existiert, keiner die Eigenschaften und Verbindungen beschrieben, die mit diesen oben beschriebenen implantierbaren Vorrichtungen zu verwenden sind. Es besteht ein Bedarf an einer Verbindung, die die passenden Eigenschaften zur Verwendung mit diesen Vorrichtungen hat.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Erfindung stellt eine radioaktive Lösung bereit, die im Zusammenhang mit der implantierbaren Vorrichtung, die in US-Patenten 5,429,582 und 5,611,767 beschrieben ist, zur verwenden ist und die die Lösung auch dann vom Körper getrennt hält, wenn ein Auslaufen auftreten sollte, ohne unerwünschte Konzentrierung von Radioaktivität in irgendwelchem Gewebe. Überraschenderweise wurde herausgefunden, dass radioiodierte Verbindungen, die diese gewünschten Eigenschaften erfüllen, Verbindungen der Formel:
worin m und n unabhängig voneinander 0, 1, 2 oder 3 sind, X eine Gruppe ist, die bei physiologischem pH negativ oder positiv geladen ist, R, R¹, R² und R³ unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe sind und I* gleich ¹²³I, ¹³¹I oder ¹²⁵I ist, und ihre pharmazeutisch verträglichen Salze sind.
Ein Verfahren zur Verwendung dieser radioiodierten Verbindungen der Formel (II) in einem Katheter zur Behandlung des Gewebes um eine Tumorhöhle herum nach Entfernung des Tumors, insbesondere in vivo im Gehirn, ist beschrieben. Eine Formulierung zur Verwendung dieser Verbindungen der Formel (II) als eine physiologische Lösung ist beschrieben. Diese Verbindungen werden formuliert, um physiologisch verträglich zu sein und es kann ein radiolytisches Schutzmittel vorhanden sein. Die Verbindung wird formuliert und in vivo in einem Tier in der Brachytherapie in einem implantierbaren Katheter verwendet.
Des weiteren können Verbindungen der Formel (II) infolge ihrer raschen renalen Clearance verwendet werden, um die Nierenfunktion zu untersuchen.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel (II) umfasst Radioiodierung einer Verbindung der Formel (I)
worin m, n, X, R, R¹, R¹ und R³ wie oben definiert sind, mit einem Radioiodierungsmittel; unter diesen Bedingungen kann eine kleine Menge der Radioaktivität als die bisiodierte Verbindung der Formel
vorliegen, worin m, n, X, R, R¹, R², R³ und I* wie oben definiert sind.
Das Verfahren, um die Verbindungen der Formel (II) herzustellen, wird auch so bereitgestellt, dass minimales Aussetzen an Strahlung während der Herstellung gewährleistet wird, während hohe Ausbeute und Reinheit bereitgestellt werden; weniger als 15%, vorzugsweise weniger als 10% ungebundenes Iod sind am Ende der Iodierungsreaktion vorhanden. Nach Vervollständigung der Radioiodierungsreaktion wird irgendwelches ungebundenes Iod weiter auf weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 3% in der Endlösung reduziert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist die graphische Darstellung der NaI-Daten aus Tabelle 1.
2 ist die graphische Darstellung der ¹³¹I-HBS-Daten aus Tabelle 1.
3 ist ein schematisches Diagramm der Vorrichtung, die verwendet werden kann, um die radioiodierten Verbindungen der Formel (II) herzustellen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Diese Erfindung stellt eine radioaktive Lösung zur Verwendung im Zusammenhang mit der implantierbaren Vorrichtung, die in US-Patenten 5,429,582 und 5,611,767 beschrieben ist, bereit. Wenn die Ballonvorrichtung mit der radioaktiven Lösung dieser Erfindung gefüllt wird, stellt sie dem Bereich, der den Ballon umgibt, eine Strahlungsdosis zur Verfügung, ohne eine wesentliche Dosis an andere Bereiche des Körpers oder an das Personal, das die radioaktive Lösung handhabt, abzugeben. Im Falle des Auslaufens der radioaktiven Lösung, ist es erwünscht, dass die Radioaktivität rasch aus dem Körper ohne wesentliche Aufnahme in irgendwelchem Gewebe ausgeschieden wird. Zusätzlich ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, dass die radioaktive Lösung leicht in hohen Ausbeuten herzustellen ist. Es ist eine weiteres Ziel dieser Erfindung, Mittel bereitzustellen, um die radioaktiven Komponenten aus der Lösung zu entfernen, nachdem die Lösung aus der Vorrichtung entfernt wurde. Dieser letztere Aspekt der Erfindung hilft bei der Entsorgung der radioaktiven Komponente, nachdem sie in einem Tier, einschließlich einem menschlichen Patienten, verwendet wurde.
Es ist ein anderer Vorteil dieser Erfindung, Verbindungen zur Untersuchung der Nierenfunktion bereitzustellen. Mehrere Radiopharmazeutika wurden verwendet, um die Nieren zu untersuchen, insbesondere Verbindungen, die in den Nieren gehalten werden, wurden für bildgebende Studien verwendet. Zum Beispiel wurden 1960 radioaktive Quecksilberverbindungen verwendet, um die Nieren bildlich darzustellen [McAfee, J. G., et al., "Comparison of renal extraction efficiencies for radioactive agents in the normal dog", J. Nucl. Med., 22, 333 (1981)]. Später wurde eine Reihe von ^99mTc-Agenzien für den gleichen Zweck verwendet [Chervu, L. R., et al., "Renal radiopharmaceuticals – An update", Semin. Nucl. Med. 12, 224 (1982)]. Eine zweite Klasse von Verbindungen wurde verwendet, um die Nierenfunktion zu untersuchen. Diese Verbindungen werden von den Nieren mit geringer oder keiner Retention ausgeschieden. Beispiele umfassen Iotalamat, das mit ¹²⁵I, ^99mTc-DTPA markiert ist [Barbour, G. L., et al., "Comparison of inulin, iothalamate, and ^99mTc-DTPA for measurement of glomerular filtration rate", J. Nucl. Med. 17, 317 (1976)], ortho-¹³¹I-Iodhippurat [Tubis, M., et al., "Preparation and use of ¹³¹I-hippurate in kidney function tests", Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 103, 497 (1960)] und ^99mTc-DADS [Fritzberg, A. R., et al., "Chemical and biological studies of Tc-99m N,N'-bis(mercaptoacetamido)ethylenediamine: a potential replacement for I-131-iodohippurate", J. Nucl. Med. 22, 28 (1981)].
Die radioaktive Lösung dieser Erfindung besteht aus einer wässrigen Lösung einer wasserlöslichen phenolischen Verbindung, die mit Iod, insbesondere ¹²⁵I markiert ist. Die Verbindung, die mit dem radioaktiven Iod zu markieren ist, hat die untenstehende allgemeine Formel:
worin m und n unabhängig voneinander 0, 1, 2 oder 3 sind, X eine Gruppe ist, die bei physiologischem pH negativ oder positiv geladen ist, und R, R¹, R² und R³ unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe sind. Beispiele für X-Gruppen sind primäre Amine, substituierte Amine, die sekundär, tertiär oder quartär sein können, oder Sulfonate. Die Sulfonate sind besonders bevorzugt. Bei physiologischem pH (~7,4) werden Sulfonsäuregruppen deprotoniert werden, um eine negative Ladung zu erhalten, während die Amine protoniert werden würden, um eine positive Ladung zu ergeben.
Einige bevorzugte Beispiele für Verbindungen der Formel (I) sind unten gezeigt.
worin Q und Z irgendein geeignetes pharmazeutisch verträgliches Salz umfassen, z. B. ist, wenn Q vorhanden ist, dann das Salz ein Alkalimetallion, wie etwa Natrium oder Kalium, oder ein Ammoniumion und r ist gleich 0, 1 oder 2; wenn Z vorhanden ist, dann ist das Salz Chlorid oder Bromid. Die bevorzugte Verbindung der Formel (IA) ist, wenn r gleich 0 ist, Q gleich Natrium ist, und sie wird als Natrium-4-hydroxybenzolsulfonat ("HBS") bezeichnet. Bei physiologischem pH (~7,4) werden Sulfonsäu regruppen deprotoniert werden, um eine negative Ladung zu ergeben. Formel (IB) ist Tyrosin und Formel (IC) ist Tyramin, bei beiden ist das Amin bei physiologischem pH protoniert und sie liegen mit einem geeigneten pharmazeutisch verträglichem Salz als Anion, wie etwa Chlorid oder Bromid, vor.
Die Verbindungen der Formel (I) werden leicht in hohen Ausbeuten unter Verwendung zuvor beschriebenen Techniken radioiodiert, um eine Verbindung der untenstehenden Formel bereitzustellen:
worin m, n, R, R¹, R², R³ und X wie für Formel (I) oben definiert sind und I* gleich ¹²³I, ¹³¹I oder ¹²⁵I ist. Die Formeln (IA) und (IC) werden auch in der gleichen Art und Weise iodiert, um die entsprechenden Verbindungen der Formeln (IIA) und (IIC) bereitzustellen.
Die Formulierung der obigen Verbindungen der Formel (II) mit geeigneten pharmazeutisch verträglichen Trägern ist ein Teil dieser Erfindung. Die Formulierung muss in flüssiger Form sein, um in dem Ballonkatheter verwendet werden zu können, und muss physiologisch verträglich sein, für den Fall, dass die Flüssigkeit während der Verwendung in dem Tier in Kontakt mit Gewebe kommen könnte. Die Flüssigkeit kann z. B. eine Lösung, Emulsion oder Suspension in einer physiologisch verträglichen Form sein. Beispiele für bevorzugte Träger sind wässrige Lösungen, z. B. Puffer, wie etwa Phosphat oder HEPES, die auf physiologischen pH eingestellt sind. Es ist wichtig, dass die Verbindung in Lösung ohne vorhandene Feststoffe vorliegt. Die Menge an radioaktiver Verbindung, die in der Formulierung vorhanden ist, hängt davon ab, welches Iodisotop verwendet wird, von der gewünschten Dosis, dem Ballonvolumen und der Berührungszeit. Zum Beispiel beträgt für ¹²⁵I mit einer Berührungszeit von etwa einer Woche in einer Vorrichtung nach US-Patent 5,429,582 die gewünschte Aktivität 20 bis 1.000 mCi, vorzugsweise 50 bis etwa 500 mCi.
Auch wenn Chemical Abstracts Registriernummer 121208-93-3 als 4-Hydroxy-3-iodbenzolsulfonsäure auflistet, ist diese Verbindung nicht radioaktiv und hat keine gegebene Verwendung. Auch wurde von P. De Witt et al., Neth. Recl. Trav. Chim. Pays-Bas, 107 (12), 668–76 (1988) eine kinetische Studie durchgeführt, aber kein radioaktives Molekül oder eine Verwendung wurden angegeben. Somit diskutiert die Literatur nicht die Verbindungen der Formel (II) oder ihre Verwendung.
Die Wirkung der Diiodphenolsulfonsäure (oder 3,5-Diiod-4-hydroxybenzolsulfonsäure oder Sozojodolsäure) auf Schilddrüsenhormone wurde von R. Wahl et al., Nucl.-Med., Suppl. 11, 179–83 (1973) diskutiert. Sie haben herausgefunden, dass Diiodphenolsäure bei Konzentrationen bis zu 0,2 mM Triiodthyronin nicht aus seinem thyroxinbindenen Globulin und Albulin verdrängt, aber Thyroxin selektiv aus prealbuminbindenden Stellen verdrängt. Somit war die Wirkung von Diiodphenolsulfonsäure auf Schilddrüsenhormone minimal.
Die Verwendung von 3,5-Diiod-4-hydroxybenzolsulfonsäure als ein Röntgenkontrastmittel und als ein Desinfektionsmittel wird von R. Wahl et al., Arzneim.-Forsch. 23 (8), 1009–14 (1973) diskutiert. Der Artikel konzentriert sich auf die Diiodverbindung und ihre Wirkung auf Schilddrüsenhormone. Das Verfahren zur Herstellung der Diiodverbindung erzeugt auch die Monoiodverbindung (¹²⁵I-Iodphenolsulfonat), die abgetrennt wurde, aber nicht auf irgendeinen angegebenen Nutzen getestet wurde. Keine toxischen Wirkungen wurden bei der Diiodverbindung festgestellt.
Um die letztendliche radioaktive Lösung zu reinigen, wird, nachdem die Iodierungsreaktion durch irgendeine der oben beschriebenen bekannten Methoden abgeschlossen ist, restliches ungebundenes Iod zu Iodid (I^–) umgewandelt, indem ein Reduktionsmittel, wie etwa Metabisulfit oder Thiosulfat verwendet wird. Iodid in der Lösung wird dann durch Ausfällung mit Silberionen entfernt. Zusatz von Silber kann bewerkstelligt werden, indem ein wasserlösliches Silbersalz, wie etwa Silbernitrat, verwendet wird, oder indem die Lösung durch ein Kationenaustauschharz in der Silberform geführt wird. Die Lösung kann dann durch ein Kationenaustauschharz in der Natriumform geführt werden, um restliches Silber zu entfernen. Nach der Silberausfällung können die Feststoffe dann aus der Lösung durch Filtration entfernt werden. Um Radiolyse der radioaktiven Lösung vor Verwendung zu verhindern, kann sie eingefroren werden und/oder Radioschutzmittel, wie etwa Benzylalkohol, Ascorbinsäure, Gentisinsäure, Cysteinsäure, butyliertes Hydroxytoluol ("BHT"), Zitronensäure, menschliches Serumalbumin ("HSA"), Glycerin, Cysteamin, Sulfarem, Glutathion, Tryptophan und Iodacetamid, können verwendet werden.
Es wird geglaubt, dass zusätzlich zu den Verbindungen der Formel (II) oben kleine Mengen der bisiodierten Verbindungen gebildet werden könnten. Die Struktur dieser Verbindungen ist unten gezeigt:
worin m, n, R, R¹, R², R³ und X wie in Formel (I) oben definiert sind und I* wie in Formel (II) oben definiert ist. Falls gewünscht, kann die Menge an bisiodierter Verbindung minimiert werden, indem ein großer Überschuss des Ausgangsstoffes gegenüber Iodid verwendet wird. Weiterhin könnte die monoiodierte Verbindung von überschüssigem Ausgangsstoff und bisiodierter Verbindung getrennt werden, indem Standardchromatographietechniken verwendet werden.
Eine Vorrichtung wurde verwendet, um die radioaktiven Verbindungen der Formel (II) herzustellen, bei der ein Kunststoffgehäuse, das eine Reagenzhalterung aufweist, die angepasst ist, um eine Vielzahl von strahlungsabgeschirmten Ampullen aufzunehmen, wobei die Ampullen schwenkbar montiert sind, um Bewegung oder Drehung der Ampullen zu erlauben. Die Vorrichtung umfasst auch eine Reihe von Ventilverteilerstücken, die an dem Gehäuse befestigt sind und über Kunststoffschläuche mit den Ampullen verbunden sind, um richtige Führung des Reagenzes innerhalb des Gehäuses sicherzustellen. Eine computergesteuerte Spritzenpumpe wird verwendet, um die Lösung zwischen Reagenzampullen zu überführen und die Reagenzien auszugeben. Der Computer steuert sowohl die Spritzenpumpe als auch veranlasst er einen Bediener, wo notwendig, zu irgendwelchen manuellen Vorgängen um das Verfahren durchzuführen. Ein schematisches Diagramm dieser Vorrichtung wird als 3 bereitgestellt. Optional können computergesteuerte Ventile verwendet werden.
Wenn Verbindungen der Formel (II) mit radioaktivem Iod iodiert sind, sind sie wasserlöslich. Wenn sie in den Blutstrom eines Tieres eingeführt werden, werden die iodierten Verbindungen der Formel (II) über das Nierensystem ohne weiteres aus dem Körper ausgeschieden und es wird erwartet, dass sie eine niedrige Toxizität aufweisen.
Verbindungen der Formel (II) können auch zur Lagerung oder zum Transport 1yophiliert werden. Um physiologischen pH (~7,4) beizubehalten, werden geeignete Puffer verwendet, wie etwa Bicarbonat, Phosphat, HEPES oder andere bekannte geeignete Puffer. Ein radiolytisches Schutzmittel kann verwendet werden, wie oben erwähnt. Der pH der Lösung kann von 5 bis 9, vorzugsweise von 6,5 bis 8,5 reichen, aber ein physiologischer pH ist am meisten bevorzugt 7 bis 8.
Die Menge an radioaktiver Lösung, die für therapeutische Anwendungen verwendet wird, hängt von verschiedenen Faktoren, wie etwa, der Art des Iodisotops, der Größe des resektierten Bereichs, der zu behandeln ist, der Berührungszeit und der gewünschten Dosis an Radioaktivität, ab. Eine wirksame Menge der ¹²⁵I-markierten Lösung für therapeutische Verwendungen in Vorrichtungen, die in US-Patent 5,429,582 gelehrt sind, liegt im Bereich von 50 bis 500 mCi, vorzugsweise von 100 bis 200 mCi und bevorzugter beträgt sie etwa 150 mCi pro Dosis.
Die Formulierung wird in den implantierten Katheter injiziert und die Lösung wird in der Vorrichtung für den gewünschten Behandlungszeitraum gelassen. Die Lösung wird dann mittels Spritze entfernt und der entleerte Katheter wird entfernt.

Die folgenden Definitionen werden in der Spezifikation und in den unten stehenden Beispielen verwendet:

cm =	Zentimeter
mCi =	Millicurie; der Umwandlungsfaktor in IUPAC-Einheiten ist 1 mCi = 37 MBq
μl =	Mikroliter
mm =	Millimeter
ml =	Milliliter
mg =	Milligramm
g =	Gramm
HBS =	Natrium-4-hydroxybenzolsulfonatdihydrat
HEPES =	N-2-Hydroxyethylpiperazin-N'-2-ethansulfonsäure

Die Erfindung wird ferner durch ein Inbetrachtziehen der folgenden Beispiele, die rein exemplarisch für die vorliegende Erfindung gedacht sind, klargemacht.
Beispiel 1
Ein Papierstreifen der Größe 1 cm × 10 cm wurde mit 2 μl ¹³¹I-Natriumiodid-Lösung in der Mitte des zweiten cm-Abschnitts betupft. Der Streifen wurde in einen Behälter mit einem kleinen Volumen von 0,1 M Silbernitratlösung gegeben, so dass etwa die ersten 50 mm des Streifens unterhalb des Flüssigkeitsniveaus waren. Der Streifen wurde an Ort und Stelle gelassen, bis die Flüssigkeit bis oben an den Papierstreifen gezogen wurde. Der Streifen wurde dann in 1-cm-Abschnitte geschnitten und jeder Abschnitt wurde auf einem thalliumaktivierten Natriumiodid-Detektor, der an einen Mehrkanalanalysator gekoppelt war, gezählt.
IODO-GEN^TM (2 mg, Pierce Chemical Company) wurde in 1 ml Chloroform gelöst und das Lösungsmittel wurde verdampft, indem ein Argonstrom in die Ampulle geführt wurde, während sie rotiert wurde. Das feste IODO-GEN^TM wurde dann als ein Film auf den Seiten der Ampulle abgeschieden. Eine Lösung, die 25 ml HBS in HEPES-Puffer (pH = 7,5) und Spurenmengen von radioaktivem Natriumiodid (¹³¹I) enthielt, wurde in die Ampulle gegeben. Nach 30 min wurde eine 6-μl-Probe dieser Lösung auf einen 10-cm-Papierstreifen getupft und mit 0,1 N Silbernitrat wie oben beschrieben eluiert. Ein Vergleich der Aktivität auf den Streifen für das Natriumiodid und das Natriumiodid, das mit HBS reagiert hat (¹³¹I-HBS) ist in Tabelle 1 unten gegeben.
Tabelle 1. Zählimpulse bei der Papierchromatographie, die in 1 cm Abschnitte geschnitten wurde Unterteil des Streifens ist Abschnitt 1
Diese Daten (graphisch dargestellt in 1 und 2) zeigen, dass radioaktives Natriumiodid sich nicht im Streifen nach oben bewegt, während die Radioaktivität in der Reaktionsmischung sich im Streifen aufwärts bewegt. Dies ist mit der Bildung von iodiertem HBS (I-HBS) mit etwa 7% ungebundenem Iodid (I^–) konsistent.
Beispiel 2
Proben von radioaktiven (¹³¹I) NaI und iodiertem HBS (¹³¹I-HBS), wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, wurden mittels Papierelektrophorese analysiert. So wurden 2- bis 10-μl-Proben in die Mitte von 33-cm-Papierstreifen (Whatman 1 Chromatographiepapier) getupft, nachdem diese mit einem Elektrophoresepuffer bei pH 8,6 benetzt wurden. Ein Potential von 500 V wurde 15 min angelegt. Die Streifen wurden in 1 cm-Abschnitte geschnitten und wie in Beispiel 1 gezählt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Radioaktivität in der Natriumiodidprobe als ein Anion 7 bis 8 cm wandert. Das I-HBS wanderte 4 cm. Eine Mischung der beiden Lösungen zeigte, dass die Trennung des NaI von I-HBS möglich war.
Beispiel 3
2 mg IODO-GEN^TM, die in 1 ml Chloroform gelöst wurden, wurden in eine Glasampulle gegeben. Die Ampulle wurde in einem Winkel rotiert, während man das Lösungsmittel verdampfen ließ und sich das Reagenz als ein Film auf den Seiten der Ampulle abschied. Eine Menge von 25 mg HBS wurde in ein zweite Ampulle eingewogen. Zu der zweiten Ampulle wurde 1 ml einer Lösung gegeben, die 0,28 mg Träger-Na¹²⁷I und Spurenmengen von radioaktivem Na¹³¹I plus 5 ml HEPES-Puffer (0,02 M, pH = 7,5) enthielt. Die Inhalte der zweiten Ampulle wurden in die erste (IODO-GEN^TM) Ampulle unter Verwendung einer Pipette überführt. Die Papierchromatographiemethode, die in Beispiel 1 beschrieben ist, wurde verwendet, um die Lösung 5, 8, 12 und 16 min nach Einführung in die IODO-GEN^TM-Ampulle zu analysieren. Der Prozentsatz der Aktivität, die an HBS (das sich mit der Lösungsmittelfront bewegte) gebunden war, war 64, 84, 94 bzw. 94%. Mit anderen Worten lagen etwa 6% ungebundenes Iodid vor. Nach 20 min wurden die Inhalte der IODO-GEN^TM-Ampulle in eine Ampulle überführt, die 1 mg Natriummetabisulfit enthielt. Analyse mittels Papierchromatographie der Lösung, die Metabisulfit ausgesetzt wurde, zeigte das 94% des Iods an HBS ge bunden waren. Die Lösung wurde dann durch ein Kationenaustauschharz in der Silberform, gefolgt von einem Kationenaustauschharz in der Natriumform und letztendlich durch einen 0,2-μm-Filter geführt. Analyse mittels Papiechromatographie nach Hindurchführen durch die Säulen und den Filter zeigte, dass 97% der Radioaktivität an HBS gebunden waren, genauso lagen etwa 3% ungebundenes Iodid vor.
Zusätzlich wurde die gereinigte Lösung mit sowohl Umkehrphasen-HPLC- als auch Ionenchromatographie analysiert. Ergebnisse in beiden Fällen zeigten einen einzelnen radiometrischen Peak, der Mono-I-HBS entsprach.
Beispiel 4
Die radioiodierte HBS(¹³¹I-HBS)-Lösung (100 μl), die in Beispiel 3 hergestellt wurde, wurde in eine Schwanzvene von drei Sprague-Dawley-Ratten (180–220 g) injiziert. Nach einer Stunde wurden die Tiere getötet und die Gewebe und Organe von Interesse wurden entnommen und gewogen. Die Menge an Radioaktivität in jedem Organ wurde bestimmt, indem die Gewebeprobe mit einem Natriumiodid-Detektor, der mit einem Mehrkanalanalysator gekoppelt war, gezählt wurde. Die Zählimpulse in den Geweben wurden mit den mittleren Zählergebnissen von drei 100-μl-Teilmengen ¹³¹I-HBS, die in der gleichen Weise gezählt wurden, verglichen. Der Prozentsatz der Dosis in dem Knochen wurde berechnet, indem angenommen wurde, dass der Oberschenkelknochen 1/25 des Gewichts des gesamten Skelettsystems darstellt. Die Blutdosis wurde berechnet, indem angenommen wurde, dass das Blut 6,5% des gesamten Körpergewichts ausmacht. Die Muskeldosis wurde berechnet, indem angenommen wurde, dass die Muskulatur 43% des gesamten Körpergewichts ausmacht. Die Ergebnisse dieses Bioverteilungsexperiments sind in Tabelle 2 unten gezeigt.
Tabelle 2. Prozent der injizierten Dosis ¹³¹I-HBS 1 Stunde nach Injektion
Diese Ergebnisse zeigen, dass sehr wenig Aktivität in dem Körper 1 h nach Injektion zu finden war. Nahezu die gesamte Aktivität war bei allen Tieren in dem Urin zu finden. Das Fehlen von Aktivität in der Schilddrüse impliziert, dass wenig oder kein Iodid (I^–) in der Lösung vorlag.
Beispiel 5
Eine I-HBS-Lösung wurde wie in Beispiel 3 hergestellt. 20 μl dieser Lösung wurden intrathekal in zwei Sprague-Dawley-Ratten (100–150 g) injiziert. Nach 2 h wurden die Ratten getötet und seziert. Die Menge an Radioaktität in verschiedenen Organen und Geweben wurde wie in Beispiel 4 bestimmt. Die Ergebnisse (Durchschnitt aus 2 Ratten) sind in Tabelle 3 aufgeführt.
Tabelle 3. Zwei-Stunden-Ratten-Bioverteilung nach intrathekaler Anwendung
Diese Ergebnisse zeigen, dass die Radioaktivität die Niere verlassen hatte und wenig oder keine Radioaktivität in der Schilddrüse vorlag.
Beispiel 6
Eine Menge von 5 mg Tyramin wurde in eine Glasampulle eingewogen. In diese Glasampulle wurde 1 ml Kaliumbiphthalat-Natriumhydroxid-Puffer (0,05 M, pH 5) gegeben. Die Inhalte dieser Ampulle wurden mittels Pipette in eine IODO-GEN^TM-Ampulle, die wie in Beispiel 3 hergestellt wurde, überführt. Spurenmengen von radioaktivem Na¹³¹I wurden zugegeben. Das Papierchromatographieverfahren, das in Beispiel 1 beschrieben ist, wurde verwendet, um die Lösung nach 7 min zu analysieren und der Prozentsatz der Aktivität, die an Tyramin gebunden war, betrug 94%. Mit anderen Worten betrug das freie Iodid etwa 6%. Die Inhalte der IODO-GEN^TM-Ampulle wurden dann in eine Ampulle überführt, die 1 mg Natriummetabisulfit enthielt. Analyse mittels Papierchromatographie der Lösung, die Metabisulfit ausgesetzt wurde, betrug 92%. Die Lösung wurde dann durch ein Anionenaustauschharz, gefolgt von einem 0,2-μm-Filter geführt. Analyse mittels Papierchromatographie nach Hindurchführung durch die Säulen und den Filter betrug 98%, oder etwa 2% freies Iodid.
Beispiel 7
Die Bioverteilung des radioiodierten Tyramins, das in Beispiel 6 hergestellt wurde, wurde wie in Beispiel 4 (unter Verwendung von 2 Ratten) bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Diese Ergebnisse zeigen, dass die meiste Radioaktivität aus dem Körper 1 h nach Injektion ausgeschieden worden war. Es war sehr wenig in der Schilddrüse vorhanden, was impliziert, dass sehr wenig Iodid (I^–) in der Lösung vorliegt.
Beispiel 8
Neurotoxikologische Tests wurden an Ratten durchgeführt, um die Wirkung eines schweren Auslaufens von I-HBS auf die neurologische Funktion zu bestimmen. Drei Behandlungsgruppen von je 10 Ratten wurden getestet: eine Gruppe war eine Kontrollgruppe, die intrathekal mit Kochsalzlösung injiziert wurde und zwei Gruppen wurden intrathekal mit zwei Konzentrationen von kaltem (nichtradioaktivem) I-HBS injiziert. Bei Injektion betrug das Durchschnittsgewicht der Ratten 100 g.
Eine kalte I-HBS-Lösung wurde hergestellt, die die Folgenden enthielt:
Die hergestellte kalte I-HBS-Lösung wurde dann einer Strahlungsdosis von 20,4 bis 31,3 kGy ausgesetzt. Dies erfolgte, um radiolytische Zersetzung zu simulieren, die in einer ¹²⁵I-HBS-Formulierung nach Verstreichen längerer Zeit auftreten würde.
Die Dosis der I-HBS-Formulierung für Patienten mit einem implantierten Ballonkatheter würde etwa 0,043 ml pro kg Körpergewicht betragen. Für eine 100-g-Ratte wäre eine Dosis von etwa 4,3 μl äquivalent. Ratten der Testgruppe wurden ungefähr 2 × (10 μl) und 4 × 120 μl) dieser Dosismenge injiziert. Das Gesamtinjektionsvolumen wurde durch Verdünnung mit physiologischer Kochsalzlösung bei 20 μl gehalten.
Die Ratten jeder Gruppe wurden durch intramuskuläres Injizieren von 2,5 μl/kg einer Mischung aus 20 mg Ketaminhydrochlorid und 0,15 mg Xylazin pro ml anästhesiert.
Ratten der Gruppe 1 wurden 20 μl physiologischer Kochsalzlösung injiziert.
Ratten der Gruppe 2 wurden 10 μl der kalten I-HBS-Formulierung, die mit 10 μl Kochsalzlösung gemischt war, injiziert. Dies simuliert eine schweres Austreten von etwa dem Doppelten einer normalen Dosis in das Gehirn eines Patienten.
Ratten der Gruppe 3 wurden 20 μl der kalten I-HBS-Formulierung injiziert. Dies simuliert ein schweres Auslaufen von dem etwa Vierfachen einer normalen Dosis in das Gehirn eines Patienten.
Die Ergebnisse wurden gemäß der Vorgehensweise, die in Carillo, et al., veröffentlicht wurde, "Prolonged severe hemorrhagic shock and resuscitation in rats does not cause suptle brain damage." J. Trauma: Injury, Infection, and Critical Care, 45, 239–249 (1998), ausgewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass keine Ratte abnorme neurologische Bewertungsziffern hatte. Da dieser neurologische Test ziemlich empfindlich ist, wird erwartet, dass kein neurologischer Schaden gezeigt werden würde, wenn weniger abgebaute iodierte Lösungen, wie etwa solche, die in den vorherigen Beispielen beschrieben wurden, verwendet würden.
Obwohl die Erfindung mit Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, mögen die Fachleute der Technik nach Lesen und Verstehen dieser Offenbarung Änderungen dieser Modifikationen, die gemacht werden können, die nicht von dem Umfang und Geist der Erfindung, wie oben beschrieben oder hiernach beansprucht, abweichen, erkennen.

Claims

Pharmazeutische Formulierung, enthaltend als einen aktiven Bestandteil eine radioiodierte Verbindung der Formel
worin m und n unabhängig voneinander 0, 1, 2 oder 3 sind, X eine Gruppe ist, die bei physiologischem pH negativ oder positiv geladen ist, R, R¹, R² und R³ unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe sind und I* gleich ¹²³I, ¹³¹I oder ¹²⁵I ist, und ihre pharmazeutisch verträglichen Salze mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger, in der weniger als etwa 15% ungebundenes Iod vorhanden sind.
Formulierung nach Anspruch 1, worin die X-Gruppen primäre Amine, substituierte Amine, die sekundär, tertiär oder quartär sein können, oder Sulfonate sind.
Formulierung nach Anspruch 2, worin X ein Sulfonat ist.
Formulierung nach Anspruch 1, worin m und n gleich 0 sind, R, R¹, R² und R³ Wasserstoff sind und X ein Sulfonat ist, als ihr pharmazeutisch verträgliches Salz.
Formulierung nach Anspruch 4, die Natrium-3-iod-4-hydroxybenzolsulfonat ist.
Formulierung nach Anspruch 1, wori n m und n bei de gleich 1 sind, R, R¹, R² und R³ Wasserstoff sind und X ein Amin ist, als ihr pharmazeutisch verträgliches Salz.
Formulierung nach Anspruch 6, die Iodtyramin als das Chloridsalz ist.
Formulierung nach einem der Ansprüche 1–7, worin I* gleich ¹²⁵I ist.
Formulierung nach Anspruch 1, worin der pharmazeutisch verträgliche Träger Wasser ist, das auf einen physiologischen pH gepuffert ist.
Formulierung nach Anspruch 9, worin der Puffer HEPES ist und der pH von 6–8 reicht.
Formulierung nach Anspruch 9 oder 10, worin ein radiolytisches Schutzmittel vorhanden ist.
Formulierung nach Anspruch 11, worin das radiolytische Schutzmittel eines oder mehrere aus Benzylalkohol, Ascorbinsäure, Gentisinsäure, Cystein, butyliertes Hydroxytoluol (BHT), Zitronensäure, menschliches Serumalbumin (HSA), Glycerin, Cysteamin, Sulfarem, Glutathion, Tryptophan und Iodacetamid ist.
Formulierung nach Anspruch 12, worin das radiolytische Schutzmittel das Natriumsalz von Ascorbinsäure ist.
Formulierung nach Anspruch 5, worin das Iod gleich ¹²⁵I ist, die als pharmazeutisch verträgliche Träger HEPES- und Acetatpuffer aufweist, mit einem Radioschutzmittel aus Ascorbinsäure.
Formulierung nach einem der Ansprüche 1–14, worin weniger als 10% nichtgebundenes Iod vorhanden sind.
Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel (II),
worin m, n, X, R, R¹, R², R³ und I* wie in Anspruch 1 definiert sind, das Radioiodierung einer Verbindung der Formel (I)
worin m, n, X, R, R¹, R² und R³ wie in Anspruch 1 definiert sind, mit einem Radioiodierungsmittel umfasst, unter Bedingungen, so dass eine kleine Menge der Radioaktivität als die bisiodierte Verbindung der Formel
vorliegt, worin m, n, X, R, R¹, R², R³ und I* wie in Anspruch 1 definiert, und so, dass weniger als 15% ungebundenes Iod am Ende der Iodierungsreaktion vorhanden sind.
Verfahren nach Anspruch 16, worin das Verfahren in einem halbautomatischen Apparat zur Herstellung von radioaktiven Lösungen durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, worin die Lösung, die eine Verbindung der Formel (II) enthält, ferner gereinigt wird, indem alles verbleibende ungebundene Iod zu Iodid umgesetzt wird, indem ein Reduktionsmittel verwendet wird und dann das Iodid entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, worin das Reduktionsmittel Metabisulfit oder Thiosulfat ist.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, worin das Iodid durch Fällung mit Silberionen durch Verwendung eines wasserlöslichen Silbersalzes oder eines Kationenaustauschharzes in der Silberform entfernt wird, gefolgt von einem Kationenaustauschharz in der Natriumform, um verbleibendes Silber zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, worin ein großer Überschuss der Verbindung der Formel (I) im Vergleich zu der Menge an Iodid verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16–21, worin weniger als 10% ungebundenes Iod am Ende der Iodierungsreaktion vorhanden sind.
Verfahren nach Anspruch 18, worin die Menge an irgendwelchem ungebundenen Iodid weniger als 5% in der Endlösung beträgt.
Verfahren nach Anspruch 23, worin die Menge an irgendwelchem ungebundenen Iodid weniger als 3% in der Endlösung beträgt.
Verwendung einer Formulierung, die als aktiven Bestandteil eine Verbindung der Formel (I) enthält, wie in einem der Ansprüche 1–15 beansprucht, zur Herstellung eines Arzneimittels für eine therapeutische Anwendung.
Verwendung einer Formulierung, die als aktiven Bestandteil eine Verbindung der Formel (I) enthält, wie in einem der Ansprüche 1–15 beansprucht, bei der Erzeugung eines Medikaments für die Brachytherapie.
Verwendung einer Formulierung, die als aktiven Bestandteil eine Verbindung der Formel (I) enthält, wie in einem der Ansprüche 1–15 beansprucht, bei der Erzeugung eines Medikaments zum Studium der Nierenfunktion.