EA020542B1

EA020542B1 - Альфа-излучающие частицы гидроксиапатита

Info

Publication number: EA020542B1
Application number: EA200601524A
Authority: EA
Inventors: Гро Сальберг; Рой Ларсен
Original assignee: Алгета Ас
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2014-12-30
Also published as: PL1735013T3; CA2555435A1; US20080226547A1; US8142758B2; EA200601524A1; AU2005215234B2; CA2555435C; BRPI0507824A; EP1735013B1; WO2005079867A2; WO2005079867A3; EP1735013A2; AU2005215234A1

Abstract

Согласно настоящему изобретению предложен гидроксиапатит (ГА), включающий альфа-излучающий радиоизотоп или генератор in vivo альфа-излучающего радиоизотопа. Кроме того, согласно изобретению предложены способы образования такого ГА, фармацевтические композиции, содержащие ГА, и способы медицинского лечения ракового или неракового заболевания, включающие введение ГА или его композиций.

Description

Настоящее изобретение относится к композициям, подходящим для доставки радиоизотопа ίη νίνο. Конкретно, изобретение относится к композициям в виде частиц, содержащим альфа-излучающие радиоизотопы или генераторы альфа-излучающих радиоизотопов. Композиции по изобретению подходят для применения в лечении как раковых, так и нераковых заболеваний.

Введение новых способов терапии является важным в фармацевтических исследованиях во всех областях и особенно в исследовании рака. Одна область данного исследования относится к применению радиоизотопов для терапевтических целей. В течение многих лет исследовали излучатели бета-частиц для применения в лечении раковых заболеваний и были предложены коллоиды, меченные излучателями бета-частиц, для лечения внутриполостных заболеваний, включая метастатический рак яичников.

В последние годы также были предприняты попытки использования альфа-излучателей в противоопухолевых агентах. Альфа-излучатели имеют несколько особенностей, отличающих их от бетаизлучателей, включая более высокие энергии и более короткую длину пробега в тканях. Радиационный пробег типичных альфа-излучателей в физиологическом окружении обычно составляет менее 100 мкм, что является эквивалентом диаметров только нескольких клеток. Это делает данные источники хорошо приспособленными для лечения опухолей, включая микрометастазы, так как мало излучаемой энергии будет выходить за пределы клеток-мишеней, и, таким образом, повреждение окружающей здоровой ткани может быть минимизировано. Напротив, бета-частица имеет пробег в воде 1 мм или более.

Энергия излучения альфа-частиц также является высокой по сравнению с бета-частицами, гаммалучами и рентгеновскими лучами, типично составляя 5-8 МэВ, или в 5-10 раз выше энергии бета-частиц, и в 20 или более раз выше энергии гамма-лучей. Таким образом, это излучение большого количества энергии на очень короткое расстояние сообщает альфа-излучению исключительно высокую линейную передачу энергии (ЛПЭ) по сравнению с гамма- или бета-излучением. Это объясняет исключительную цитотоксичность альфа-излучающих радиоизотопов и также накладывает строгие требования на уровень контроля и изучения распространения радиоизотопов, необходимые для того, чтобы избежать неприемлемых побочных эффектов.

Для внутренней радиоизотопной терапии предложили применять альфа-излучатели, связанные с частицами и коллоидами (см. В1оотег е! а1., ΙπΙ. 1. КаФаЕ Опсо1. Βίοί. РНук. 10 (3) 341-348 (1984); ΚοΐтепксН е! а1., Ιηί. 1. КабйЕ Опсо1. Βίοί. Рйук. 34, 609-616 (1996); ИЗ 970062, ИЗ 5030441, ИЗ 5085848; и V егаЯе е! а1., Оупесо1 Опсо1. 47(3): 366-372 (1992) и Оупесо1 Опсо1. 47 (3): 358-65 (1992)).

Одной из проблем, связанных с этими используемыми ранее носителями в виде частиц и коллоидными носителями, является то, что используемые материалы носителей не являются биосовместимыми и биодеградируемыми. В результате, эти носители могут накапливаться, особенно при неоднократном введении в полость тела. Это накопление бионесовместимого материала, таким образом, может вызвать воспаление и пр.

Другой проблемой, особенно в случае с коллоидами астата-211 и коллоидами свинца-212 из предшествующего уровня техники, является утечка свободного радиоизотопа, так как показали, что астат-211 и висмут-212 (образующийся из свинца-212) накапливаются в нормальных тканях, подобных щитовидной железе и желудку в случае астата, и подобных почкам в случае висмута.

Третьей проблемой, связанной со многими используемыми радионуклидами, является то, что их трудно получить, и они доступны только в маленьких количествах, или то, что они имеют такой короткий период полураспада, что это делает их неподходящими для применения в терапевтических препаратах.

Очень высокая энергия альфа-частицы в сочетании с ее значительной массой приводит к значительному моменту, сообщенному частице, излучаемой при распаде ядра. В результате равный, но противоположный момент сообщается остающемуся дочернему ядру в форме отдачи ядра. Эта отдача является достаточно мощной для разрушения большинства химических связей и вытесняет недавно образовавшийся дочерний изотоп из хелата. Это является особенно важным там, где само дочернее ядро является альфа-радиоактивным, так как это дочернее ядро больше не будет удерживаться частицей или хелатным комплексом, в котором вводилось родительское ядро. В результате, важной проблемой, связанной с предыдущими способами введения альфа-радиоактивных веществ, был контроль биологического распространения альфа-излучающих дочерних изотопов. Это может ограничивать выбор альфаизлучателей альфа-излучателями без дочерних альфа-излучателей или вызывать необходимость ограничения дозы для того, чтобы снизить облучение здоровой ткани.

В тех случаях, когда можно поддерживать контроль за биологическим распространением дочерних ядер, тогда существует значительное преимущество в получении радиоактивных лекарств с альфаизлучателями, имеющими цепь дополнительных дочерних альфа-излучателей. При помощи этого способа можно минимизировать дозу, полученную здоровой тканью во время введения, и, в идеале, в болезненной области может происходить несколько альфа-распадов. Однако если не может быть установлен контроль над судьбой дочерних ядер, тогда они становятся проблемой, если они являются альфаизлучателями. Это происходит из-за того, что они могут затем накапливаться в здоровой ткани и вызывать нежелательные побочные эффекты.

Один способ поддержания контроля за альфа-излучающими дочерними ядрами был предложен в

- 1 020542

ГСО 01/60417. В этом способе применяют липосомы, содержащие хелатор, чтобы удерживать альфаизлучатели и предотвращать выталкивание дочерних ядер в раствор при отдаче ядра. Однако липосомы не являются идеальными для всех способов введения и в некоторых случаях могут демонстрировать нежелательные скорости и пути выведения.

Таким образом, существует значительная потребность в улучшенных радиотерапевтических композициях, показывающих стабильное мечение альфа-излучающих радиоизотопов и имеющих небольшую утечку радиоактивных дочерних ядер в другие ткани или вообще не имеющих ее. Существует дополнительная потребность в радиотерапевтических композициях, имеющих биосовместимые и биодеградируемые компоненты. Более того, существует необходимость в радиотерапевтических композициях, в которых радиоизотопы являются достаточно простыми в получении и доступными в достаточно больших количествах для применения в фармацевтических препаратах.

Авторы настоящего изобретения теперь неожиданно установили, что частицы гидроксиапатита (Г А) можно радиоактивно метить альфа-излучающими радиоизотопами, и они будут стабильно удерживать радиоизотопы на протяжении значительного периода. Более того, авторы настоящего изобретения установили, что Г А, радиоактивно меченный альфа-излучателями, в неожиданно высокой степени удерживает дочерние изотопы после распада родительского изотопа. Это было очень неожиданной находкой, так как отдача, произведенная альфа-распадом, обычно разрушает химические связи и осуществляет высвобождение дочернего продукта.

Следовательно, в первом аспекте согласно настоящему изобретению предложен гидроксиапатит, включающий альфа-излучающий радиоизотоп или радиоизотоп, который является генератором ίη νίνο альфа-излучающих радиоизотопов.

Гидроксиапатиты по настоящему изобретению предпочтительно являются стабильными в том смысле, что радиоизотоп стабильно удерживается в ГА и не вымывается в значительной степени в раствор или в другие ткани при физиологических условиях. Более того, ГА предпочтительно являются стабильными в том смысле, что дочерние изотопы также удерживаются ГА носителем и, по существу, не вымываются в раствор или в другие ткани при физиологических условиях.

Гидроксиапатиты по изобретению и полученные из них композиции имеют преимущество использования терапевтически более сильных альфа-излучающих радиоизотопов вместо бета-излучающих изотопов из предшествующего уровня техники при одновременном сохранении контроля над дочерними ядрами. Более того, предпочтительно можно использовать желательные альфа-излучатели, которые распадаются, давая цепь дальнейших альфа-излучений, так как гидроксиапатиты по настоящему изобретению обеспечивают контроль за судьбой таких дочерних альфа-излучателей. Единственное известное из предшествующего уровня применение частиц гидроксиапатита в качестве носителей было предложено υηηί е! а1. (Яис1 Мей Βίοι 29, 199-209 (2002)) и Вгобаск е! а1. (ГСО 97/01304) в отношении бетаизлучающих радиоизотопов в радиосиновэктомии (т.е. при лечении боли вследствие артрита). Все используемые ранее бета-излучатели распадались до стабильных изотопов, не существенных для распространения дозы (т.е. при распаде, по существу, не было отдачи и дочерний продукт не был радиоактивным, и, следовательно, его распространение не имело какого-либо значения).

Гидроксиапатиты по настоящему изобретению и полученные из них композиции являются весьма подходящими для применения в лечении раковых и нераковых заболеваний. Это объясняется, в частности, тем, что терапевтически активные альфа-излучатели, введенные непосредственно с гидроксиапатитами по изобретению или произведенные ίη νίνο, обеспечивают высокую цитотоксичность и вызывают меньше повреждений в более глубоких и в окружающих областях нормальных тканей по сравнению с бета-излучателями. Это особенно касается ситуации, когда ГА по изобретению применяют в способе местного, регионарного или направленного введения, такого как способы внутриполостного, направленного системного или внутриопухолевого введения, и является следствием более короткого пробега альфа-радиации.

Поэтому во втором аспекте согласно настоящему изобретению предложен способ лечения человеческого или животного субъекта, особенно млекопитающего (особенно млекопитающего, нуждающегося в этом), путем введения эффективного количества гидроксиапатита, включающего альфа-излучающий радиоизотоп или радиоизотоп, который является генератором ίη νίνο альфа-излучающего радиоизотопа, или путем введения композиции, полученной из такого ГА.

В другом аспекте согласно настоящему изобретению предложена фармацевтическая композиция, содержащая гидроксиапатит по настоящему изобретению и по меньшей мере один физиологически приемлемый носитель.

В еще одном аспекте согласно настоящему изобретению предложен гидроксиапатит, включающий альфа-излучающий радиоизотоп или радиоизотоп, который является генератором ίη νίνο альфаизлучающего радиоизотопа, для применения в терапии. В еще одном дополнительном аспекте согласно изобретению предложено применение гидроксиапатита, включающего альфа-излучающий радиоизотоп или радиоизотоп, который является генератором ίη νίνο альфа-излучающего радиоизотопа, в изготовлении лекарства (особенно инъецируемого, инфузируемого лекарства или лекарства для местного применения) для лечения ракового или неракового заболевания (такого как любое из заболеваний, указанных

- 2 020542 здесь ниже).

В еще одном дополнительном аспекте изобретение относится к фармацевтическим композициям и приспособлениям, содержащим гидроксиапатит, включающий альфа-излучающий радиоизотоп или генератор ίη νίνο альфа-излучающего радиоизотопа, таким как шприцы, заранее заполненные фармацевтическими препаратами.

Изобретение дополнительно относится к способу получения гидроксиапатита, включающего альфаизлучающий радиоизотоп или генератор ίη νίνο альфа-излучающего радиоизотопа, включающему стадии:

(а) приведения раствора альфа-излучающего радиоизотопа или генератора ίη νίνο альфаизлучающего радиоизотопа в контакт с частицами гидроксиапатита;

(б) возможно кристаллизации покрытия гидроксиапатита на меченых частицах, полученных на стадии (а), для инкапсуляции тем самым указанного радиоизотопа или указанного генератора ίη νίνο в частице.

Предпочтительно указанный способ включает:

(а) абсорбцию раствора альфа-излучающего радиоизотопа или генератора ίη νίνο альфаизлучающего радиоизотопа на частицах гидроксиапатита, предпочтительно при рН в интервале от примерно 3 до 12; и (б) возможно кристаллизацию покрытия гидроксиапатита на меченых частицах, полученных на стадии (а), для инкапсуляции тем самым указанного радиоизотопа в частице.

Термин гидроксиапатит используют в данной области для того, чтобы обозначить множество родственных фосфатированных соединений, особенно гидроксиапатит кальция, который имеет формулу [Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂]. Гидроксиапатит кальция является компонентом здорового костного матрикса у всех позвоночных. В настоящее время его используют в качестве материала в искусственных конечностях, особенно в бесцементных костных вставках. Еще одним применением гидроксиапатита является его применение в колонках в качестве селективных катионообменников. Гидроксиапатит представляет собой биосовместимое и биодеградируемое вещество, и, следовательно, он является особенно полезным для применения ίη νίνο. В связи с этим, дополнительным преимуществом является то, что его можно обрабатывать термически или автоклавировать. Согласно настоящему изобретению, таким образом, дополнительно предложены продукты и композиции, которые являются устойчивыми к автоклавированию в стандартных условиях.

Термин гидроксиапатит (ГА), используемый в описании и в формуле изобретения, используют для обозначения любого гидроксиапатита и его любого производного или аналога, которые являются биосовместимыми или биодеградируемыми. Они предпочтительно не должны демонстрировать вредных эффектов при предполагаемом применении.

Например, используемый в данном описании изобретения термин гидроксиапатит или ГА охватывает гидроксиапатит кальция, а также любое соединение, где ион кальция, Са²'. замещен любым другим (предпочтительно биосовместимым) катионом, таким как δτ²', Ва²+, Βί³⁺ или Ас³', или комбинацией одного или более чем одного из этих катионов. В одном воплощении предпочтительным является гидроксиапатит, содержащий гидроксиапатит кальция. ГА может дополнительно соосаждаться или кристаллизоваться с другими минералами, имеющими низкую растворимость, особенно с малорастворимыми солями Са.

Поверхность ГА, используемого в настоящем изобретении и называемого в данном описании как гидроксиапатит или ГА, можно дополнительно модифицировать так, чтобы она несла другие заместители или группы, такие как фтор, фосфонаты, включая бифосфонаты и тетрафосфонаты, белки, аминокислоты, пептиды и магнитные вещества.

Посредством модификации поверхности, частицам ГА можно придать различные свойства, такие как, например, более высокую устойчивость к деградации. Другим применением модификации поверхности является включение рецепторсвязывающих молекул, которые могут действовать как направляющие лиганды для направленной доставки к биологическим структурам-мишеням, особенно к рецепторам, ассоциированным с опухолями.

Используемый в данном описании термин гидроксиапатит или ГА также охватывает композиты, такие как любое гидроксиапатитное соединение, объединенное или совместно осажденное с другими веществами, такими как металлы, оксиды, белки, аминокислоты, углеводы, фосфонаты, включающие бифосфонаты, органические соединения, например полилактид, полиэтиленкетоны, стеклокерамика, диоксид титана, оксид алюминия, диоксид циркония, диоксид кремния, полиэтилен, эпоксид, полиэтиленгликоль, полигидроксибутират, желатин, коллаген, хитозан, фосфазен, железо, оксиды железа и/или магнитное железо. Такие комбинации являются полезными для придания конечным частицам ГА дополнительных желательных свойств, таких как, например, магнитные свойства (магнитное железо) или способность к гелеобразованию (желатин, коллаген, хитозан). Дополнительно, некоторые из групп, упомянутых выше, будут делать ГА более липофильным, что хорошо известно специалисту в данной области, и это рассматривается как полезное свойство для любого производного или аналога ГА, который будут использовать в настоящем изобретении.

- 3 020542

Гидроксиапатиты, которые являются подходящими для применения в настоящем изобретении, могут иметь любую твердую форму и будут в общем называться частицами (раг0сн1а1е5) в настоящем описании и в формуле изобретения, чтобы отличать их от радиоактивных частиц (раг0с1е5). таких как альфа-частицы (ядра гелия) или бета-частицы (электроны). Частицы ГА, например, могут быть кристаллами, микросферами или коллоидами. Форма, размер, пористость и плотность частиц могут быть выбраны таким образом, чтобы соответствовать предполагаемому применению.

Размер частиц ГА в целом может находиться в интервале от примерно 10 нм до примерно 100 мкм, но могут быть использованы и коллоиды, и другие маленькие частицы, включая маленькие частицы вплоть до 1 нм.

В одном воплощении предпочтительно, чтобы частицы имели такой размер, чтобы они могли оставаться в суспензии без осаждения. Подразумевается, что в данном контексте осаждение включает флотацию, при которой осадок образуется скорее на поверхности, чем на дне суспензии. В частности, предпочтительно, чтобы частицы имели такой размер, при котором они не будут осаждаться при хранении в течение промежутка времени по меньшей мере 1 ч, предпочтительно по меньшей мере 6 ч и наиболее предпочтительно по меньшей мере 1 месяц при суспендировании в жидкости, такой как фармацевтически приемлемый (особенно водный) раствор. Подходящие размеры частиц, таким образом, можно будет легко определить для любого конкретного типа ГА путем обычных экспериментов по осаждению.

Один особенно предпочтительный общий интервал размеров частиц ГА по настоящему изобретению будет составлять от 1 до 20 мкм, в частности от 1 до 5 мкм.

Предпочтительным является применение частиц, имеющих, по существу, однородное распределение размеров. Предпочтительными будут различные интервалы размеров, и они будут выбраны в зависимости от предполагаемого применения.

Частицы маленького размера могут лучше распределяться в областях, где есть стерические барьеры. Аналогично, они могут иметь преимущества, когда композиции по изобретению вводят внутривенно (например, для системного лечения рака), или для местной доставки (например, в орган, пораженный раком, такой как, например, печень). Таким образом, один предпочтительный интервал для маленьких размеров, особенно для внутривенного ведения, составляет от примерно 1 до примерно 2 нм и более предпочтительный интервал составляет от примерно 8 до 40 нм.

В одном воплощении вводят очень маленькие частицы для того, чтобы предпочтительно осуществлять направленную доставку в опухолевые клетки. В частности, капилляры опухоли могут быть более подвержены протечке, чем капилляры в здоровой ткани (например, из-за их фенестрации). Очень маленькие наночастицы частиц ГА по настоящему изобретению (как, например, от 1 до 50 нм, предпочтительно от 2 до 10 нм, более предпочтительно от 3 до 5 нм) могут, таким образом, избирательно вытекать из капилляров в опухолях и, значит, эффективно направлять включенные в них радиоизотопы к месту опухоли. Такие частицы также можно присоединять к направляющим группировкам (таким как антитела или молекулы, связывающие рецептор, см. выше) с тем, чтобы усилить этот эффект направленной доставки.

С другой стороны, частицы большего размера могут лучше удерживаться в месте введения, например в полости тела. Вторым преимуществом таких более крупных частиц является то, что они не так легко поглощаются или разрушаются макрофагами и, таким образом, ожидается, что они лучше удерживают радиоизотоп ίη νίνο.

Таким образом, дополнительный предпочтительный интервал размеров, особенно для введения в полость тела, составляет примерно от 100 нм до 100 мкм и более предпочтительный интервал составляет примерно от 500 нм до 20 мкм.

Используемый в данном описании размер частиц относится к среднему (моде) размеру наибольшего измерения частиц. Частицы могут иметь любую форму или сочетание форм, включая сферы, пластинки, иглы, стержни и пр., но, в целом, самое длинное измерение будет не более чем в 20 раз, предпочтительно не более чем в пять раз превосходить самое короткое измерение. Когда частицы приготавливают в виде препарата для инъекции (особенно внутривенной или внутриартериальной) или инфузии, в общем не будет детектируемой части частиц, имеющих любое измерение более 8 мкм, предпочтительно более 5 мкм. Местное или регионарное введение, например в полость, внутриопухолевое, подкожное или внутримышечное, может не требовать этого ограничения.

Пористость является вторым свойством частиц ГА, которое можно выбрать так, чтобы оно соответствовало предполагаемому применению или радиоизотопу, которым нужно метить частицы. Конкретно, пористость будет тесно связана с плотностью частиц, и для некоторых применений будет благоприятным выбор частиц ГА, имеющих пористость, которая дает плотность, сходную с плотностью воды, для того чтобы добиться очень медленного осаждения или его полного отсутствия.

В настоящем изобретении можно использовать любой радиоизотоп, подходящий для мечения ГА, чтобы получить композицию согласно изобретению. Это будет изотоп, имеющий или генерирующий (например, путем по меньшей мере одного бета-распада) по меньшей мере одно альфа-радиоактивное ядро. Под термином генератор ίη νίνο альфа-излучающего радиоизотопа подразумевают родительский радиоизотоп, который сам распадается и при этом дает радиоактивный дочерний изотоп, обеспе- 4 020542 чивая таким образом цепь радиоактивных распадов, где по меньшей мере одно из ядер в цепи распадается путем альфа-излучения. Обычно родительский изотоп будет распадаться путем бета-излучения. Также ядра в цепи распадов типично будут иметь такие периоды полураспадов, что на протяжении пребывания различных ядер в теле генерируется терапевтически значимое количество альфа-радиации.

Там, где изотоп, приготовленный в виде композиции по изобретению, представляет собой альфаизлучатель, он предпочтительно будет иметь период полураспада от 1 часа до 1 года, более предпочтительно от 5 часов до 90 суток.

Одна группа предпочтительных ядер включает альфа-излучающие ядра из следующей группы: ²¹¹Λΐ, ²¹²Βί, ²²³Ка, ²²⁴Ка, ²²⁵Ас, ²²⁷Тй и их любые комбинации.

Другая группа радиоизотопов представляет собой бета-излучатели, имеющие по меньшей мере один альфа-излучающий дочерний изотоп в цепи их распадов. Они включают, например, ²¹¹РЬ, который 211 213 213 служит источником альфа-излучающего Βί; Βί, который распадается до альфа-излучающего Ро, и 225 225

Ка, который распадается путем бета-распада с образованием Ас, и далее распадается через четыре альфа- и два бета-излучения с образованием в конечном счете стабильного ²⁰⁹Βί. Одним особенно предпочтительным примером является ²¹²РЬ, который распадается через его альфа-излучающий дочерний изотоп ²¹²Βί.

212 212

В одном предпочтительном воплощении изобретения РЬ/ Βί, подходящие для применения в ГА по настоящему изобретению, могут быть получены способом, включающим:

224 228

1) получение Ка (например, из источника Тория с помощью анионообменной хроматографии);

2) очистку ²²⁴Ка путем приведения в контакт с ί-блокирующим специфическим связующим веществом (например, со специфичной к актинидам/лантанидам смолой, особенно в виде колонки);

3) обеспечение возможности накопления (ίη§ΐΌ\\11ι) ²¹²РЬ (например, путем обеспечения замещения ²²⁴Ка в течение 6-24 ч);

4) очистку полученного ²¹²РЬ путем приведения в контакт со связующим веществом, специфичным к свинцу (например, со специфичной к РЬ смолой, в частности в виде колонки).

В описанном выше способе любую из стадий очистки (1), (2) и/или (4) можно повторить по меньшей мере один раз с теми же самыми или с другими образцами специфического связующего вещества. Подходящие специфические связующие вещества с ί-блокирующим элементом включают производные метанбисфосфоновой кислоты, такие как Р,Р'-диоктилметанбисфосфоновая кислота (например, ОГРЕХ (КТМ)). Подходящие специфичные к РЬ связующие вещества включают краун-эфиры, в частности 18краун-6 производные, такие как ди-трет-бутил-циклогексано-18-краун-6 (например, картридж РЬ-Е25-§, содержащий специфичную к РЬ смолу Еюйтот). Когда используют радиоизотопы, предпочтительно использовать специфичные связующие вещества на неподвижном носителе, таком как диоксид кремния, но при очистке, где контакт со смолой является коротким, можно применять носители из органических смол. Этот способ может быть объединен с любым способом образования ГА, включающего радиоизо212 212 топы, которые здесь упоминали. РЬ и ГА, включающий РЬ, образующийся и который может быть образован при помощи этих способов, формируют дополнительные аспекты изобретения.

Преимущество указанного выше способа получения ²¹²Р состоит в том, что в нем предложена про212 212 стая и легко выполнимая методика, и также получен РЬ большей радиоизотопной чистоты, чем РЬ, который можно было получить ранее.

Композиции по настоящему изобретению являются стабильными в отношении потери нанесенного радиоизотопа из частиц ГА. Композицию можно считать стабильной, если при инкубации в растворе при 37°С в течение по меньшей мере 20 мин по меньшей мере 80% активности нанесенного радиоизотопа обнаруживается в частицах ГА, а не в растворе. Эта доля должна предпочтительно составлять по меньшей мере 85%, более предпочтительно по меньшей мере 90% и наиболее предпочтительно 95% или более.

Данные композиции являются также стабильными в отношении потери дочерних изотопов, генерируемых при распаде (например, при альфа-распаде) нанесенного радиоизотопа или одного из его продуктов распада. В этом отношении композицию можно считать стабильной, если при инкубации в течение подходящего промежутка времени активность, приписываемая дочернему изотопу, генерируемому на протяжении этого периода, распределена так, что по меньшей мере 70% остается связанной с частицами ГА. Эта доля предпочтительно составляет по меньшей мере 75%, более предпочтительно по меньшей мере 80% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 90%.

Мечение гидроксиапатита радиоизотопом можно, например, провести с помощью следующих стадий способа:

(а) абсорбции раствора альфа-излучающего радиоизотопа или генератора ίη νίνο альфаизлучающего радиоизотопа к частицам гидроксиапатита, предпочтительно при рН в интервале от примерно 3 до 12, более предпочтительно при рН от 5 до 10; и (б) возможно кристаллизации покрытия гидроксиапатита на меченых частицах, полученных на стадии (а), для инкапсуляции указанного радиоизотопа в частице ГА.

Данный способ также предпочтительно включает стадию:

(в) нагревания частиц ГА со стадии (а) или стадии (б) до температуры от 70 до 150°С, предпочти- 5 020542 тельно от 80 до 130°С, более предпочтительно от 100 до 120°С.

Частицы Г А, меченные согласно (а) или (б), можно добавлять к биосовместимому или физиологически приемлемому жидкому носителю (предпочтительно водному носителю), чтобы получить инъецируемую или инфузируемую суспензию или дисперсию, наряду с любым необходимым или желательным эксципиентом и/или добавкой. Добавки включают адъюванты, подходящие для получения и стабилизации физиологически приемлемого препарата, для применения в лечении рака и в радиосиновэктомии. Типично, эти дополнительные компоненты, там, где они присутствуют, будут добавлять перед возможной стадией (в).

Фармацевтически приемлемые носители и эксципиенты хорошо известны специалисту в данной области и могут включать, например, соли, сахара и другие регуляторы тоничности, буферы, кислоты, основания и другие регуляторы рН, модификаторы вязкости, красители и пр.

В качестве альтернативы, частицы ГА, меченные согласно (а) с последующими возможными стадиями (б) и/или (в), можно включить в фармацевтические гелеобразные композиции совместно с любым необходимым или желательным эксципиентом и/или добавками. Подходящие добавки будут хорошо известны специалистам в данной области и могут включать добавки, указанные выше, и хорошо известные гелеобразующие агенты, такие как природные и/или синтетические полимерные гели. Композиции в гелеобразной форме предпочтительно обладают свойствами замедленного высвобождения.

Все другие подходящие фармацевтические препараты, которые могут быть получены, начиная с частиц Г А, меченных альфа-излучающим радиоизотопом или генератором ίη νίνο альфа-излучающего радиоизотопа, включая жидкости для инъекции или инфузии, гели, кремы, пасты, капли, пластыри, салфетки, спреи, пропитанные мембраны и слои и пр., образуют другие воплощения изобретения.

Наиболее предпочтительные фармацевтические препараты композиций по изобретению обычно представляют собой жидкость, физиологически приемлемые, инъецируемые или инфузируемые суспензии или дисперсии. Для получения таких фармацевтических композиций композиции по изобретению добавляют к физиологически приемлемым жидким носителям. Особенно предпочтительными являются изотонические солевые или фосфатные буферы, но можно использовать и любой другой жидкий носитель или смесь носителей, которые являются физиологически приемлемыми и совместимыми с соединением по изобретению. Многочисленные такие жидкие носители или системы носителей известны специалистам в области получения фармацевтических препаратов для инъекции и/или инфузии ίη νίνο.

Композиции по настоящему изобретению имеют дополнительное преимущество в том, что их и/или фармацевтические препараты, полученные из них, можно обрабатывать нагреванием, например, в целях стерилизации. Композиции по изобретению типично будут стабильными в отношении обработки нагреванием до температуры выше 70°С, предпочтительно выше 80°С и более предпочтительно до температуры по меньшей мере 100°С. Это особенно важно для более крупных частиц, которые не легко стерилизовать фильтрацией.

Для того чтобы избежать агрегации частиц ГА, находящихся в суспензии, к жидкому фармацевтическому препарату согласно изобретению можно добавить подходящие модификаторы или адъюванты, которые хорошо известны в данной области, такие как диспергирующие агенты. Примерами таких модификаторов могут быть углеводы или белки.

Эффективная дозировка, которую будут вводить пациенту, нуждающемуся в лечении, будет зависеть от нескольких факторов, таких как период полураспада и цепь распадов радиоизотопа, включенного в композицию по изобретению; путь введения; медицинское состояние пациента и его/ее возраст и масса; а также от заболевания, которое лечат. Такой эффективной дозировки можно добиться путем введения фармацевтической композиции по изобретению в виде одной однократной дозы один раз, или посредством по меньшей мере одной однократной дозы в сутки (типично одной, двух или трех в сутки) в течение периода лечения, составляющего по меньшей мере одни конкретные сутки, или по меньшей мере одни сутки в неделю в течение одной или более чем одной недели или месяца. Лечение можно повторить по меньшей мере один раз, если это является необходимым или подходящим, по мнению квалифицированного врача-терапевта.

Если используют радиоизотоп, имеющий короткий период полураспада, то это обычно дает дозировки с более высокой активностью в расчете на однократное введение по сравнению с радиоизотопом, имеющим более длинный период полураспада.

Типичные дозировки обычно будут лежать в интервале от 10 кБк до 10 ГБк на каждое однократное введение, с более предпочтительным интервалом от 1 МБк до 1 ГБк на каждое однократное введение.

Композиции по настоящему изобретению являются полезными в фармацевтических композициях, особенно в препаратах или устройствах, в жидком или гелеобразном состоянии и для лечения рака и нераковых заболеваний.

Как указано выше, согласно настоящему изобретению в различных аспектах предложены способ лечения раковых или нераковых заболеваний, композиции для применения в таких способах и применение композиции для изготовления лекарства для применения в таком способе лечения. Заболевания, особенно соответствующие этим аспектам изобретения, включают метастатические и неметастатические раковые заболевания, такие как мелкоклеточный и немелкоклеточный рак легких, злокачественная мела- 6 020542 нома, рак яичников, рак молочной железы, рак костей, рак толстой кишки, рак мочевого пузыря, рак шейки матки, саркомы, лимфомы, лейкозы и опухоли предстательной железы. Другие заболевания, особенно соответствующие применению этих аспектов изобретения, включают нераковые, особенно гиперпластические заболевания, и для уменьшения боли при заболеваниях (особенно заболеваниях костей), включающих артрит.

Таким образом, одно воплощение этих аспектов относится к способу лечения опухоли локально. Такое лечение можно предпочтительно применять путем внутриопухолевой инъекции или инфузии терапевтически эффективного количества композиции по изобретению субъекту (обычно пациенту, являющемуся человеком), нуждающемуся в таком лечении, терапевтически эффективного количества композиции по изобретению. Такой способ обеспечивает местное облучение опухолевой ткани. Альфаизлучающие радиоизотопы являются высокоэффективными в этом воплощении, поскольку их пробег является коротким и повреждение окружающей здоровой ткани минимизируется. Примерами заболеваний, которым это воплощение изобретения может особенно помочь, являются заболевания, вызывающие твердые опухоли, такие как немелкоклеточный рак легких, злокачественная меланома, рак яичников, рак шейки матки, саркомы и опухоли предстательной железы.

Дополнительное воплощение изобретения относится к способам лечения локально распространяющихся раковых заболеваний, таких как, например, опухоли печени, или перитонеально или интракраниально ограниченных заболеваний. Это лечение можно особенно предпочтительно применять через местно-регионарные инъекции или инфузии терапевтически эффективного количества композиции по изобретению субъекту, нуждающемуся в таком лечении.

Еще одним воплощением изобретения является способ лечения локально распространяющихся раковых заболеваний, таких как опухоли печени, через введение терапевтически эффективного количества жидкого препарата, содержащего радиоактивно меченный ГА согласно изобретению, субъекту, нуждающемуся в таком лечении, особенно в кровоток пораженной области или органа указанного субъекта, например в кровоток печени в случае опухоли печени. Это может способствовать транспорту композиции в данную опухоль.

Дополнительное воплощение изобретения относится к способу лечения системно распространяющегося рака путем внутривенной инъекции или инфузии, или другого системного введения терапевтически эффективного количества фармацевтического препарата, содержащего радиоактивно меченный ГА согласно изобретению, субъекту, нуждающемуся в таком лечении.

Дополнительное воплощение изобретения относится к способу лечения внутриполостных опухолей, где терапевтически эффективное количество радиоизотопа в форме композиции по настоящему изобретению вводится субъекту, нуждающемуся в таком лечении, путем инъекции или инфузии в полость, пораженную опухолью, и задерживается там, для того чтобы получить облучение поверхностей полости. Такие полости включают полость черепа, брюшную полость и полости, образованные перикардиальным выпотом и мезотелиомой, и введение подходит для раковых заболеваний, таких как внутричерепные раковые заболевания, внутрибрюшинные раковые заболевания или раковые заболевания, расположенные в полостях, образованных перикардиальным выпотом и мезотелиомой.

Другое воплощение изобретения относится к способу комбинированной терапии, который включает введение субъекту, нуждающемуся в таком лечении, терапевтически эффективного количества активного, радиоактивно меченного ГА согласно настоящему изобретению и одного или более чем одного дополнительного лечения, выбранного из группы, состоящей из хирургии, химиотерапии и радиотерапии (особенно радиотерапии внешними лучами).

Комбинированная терапия представляет собой особенно предпочтительное воплощение настоящего изобретения и может быть выполнена одновременным, последовательным или чередующимся способом или любой их комбинацией. Таким образом, комбинированное лечение может включать один тип лечения с последующим одним или более чем одним другими типами лечения, где каждый тип лечения можно повторять один или более раз. Одним примером одновременной комбинированной терапии является химиотерапия, объединенная с введением композиции по настоящему изобретению, в тот же самый момент времени (либо при помощи того же самого, либо посредством другого способа введения). Такое комбинированное лечение можно объединять с последовательной терапией, например, начиная одновременное лечение после хирургического удаления опухоли. Комбинированную терапию можно повторять один или более чем один раз, как необходимо на основании состояния пациента.

Примером чередующейся комбинированной терапии могла бы быть химиотерапия в один или в более чем один период лечения, чередующаяся на другие сутки или недели с введением фармацевтической композиции по изобретению; или, например, хирургия с последующим одним или более чем одним периодом лечения радиоактивно меченым ГА согласно изобретению.

Весьма предпочтительное воплощение изобретения относится к способу лечения путем применения композиции или устройства согласно изобретению в терапевтически эффективном количестве во время операции после того, как была проведена процедура удаления ракового материала у субъекта. Композиция по настоящему изобретению может быть использована в ложе опухоли или в окружающей ткани. Такое применение может быть осуществлено для достижения стерилизующего эффекта в или около ложа

- 7 020542 опухоли и, если это подходит, в полости. Это может быть особенно полезным в случае, когда происходит разрыв опухоли (например, во время хирургической процедуры). Такое лечение также может дополнительно или альтернативно оказывать противоопухолевый эффект на любые оставшиеся опухолевые клетки в этом месте и/или поблизости от него. Это воплощение можно было бы выполнить с использованием суспензии активного соединения (например, приготовленной в виде спрея или салфетки).

В качестве альтернативы, что касается этого способа лечения, предпочтительным может быть то, что композиция по изобретению находится в виде пасты, пластыря, пропитанного слоя (особенно рассасывающегося пластыря или слоя), крема или геля и особенно препарата (например, геля) обеспечивающего замедленное высвобождение терапевтического радиоактивного агента.

Еще одно воплощение настоящего изобретения относится к способу синовэктомии, т.е. к лечению субъекта, страдающего от боли в суставах и/или костях, такой как, например, боль, возникающая вследствие артрита.

Используемый в данном описании термин субъект обычно будет указывать на пациента, являющегося человеком, но также может указывать на млекопитающего субъекта, не являющегося человеком, особенно млекопитающего субъекта, относящегося к семейству псовых или кошачьих.

В следующем разделе изобретение проиллюстрировано с тем, чтобы показать, как гидроксиапатитные частицы можно метить альфа-излучающим радиоизотопом и бета-излучающим радиоизотопом соответственно. Примеры не следует рассматривать как ограничивающие данное изобретение. Изобретение также проиллюстрировано приложенной фигурой, на которой показана задержка ²¹²Βί в различных тканях через 1 и 24 ч после ведения ²¹²РЬ. Также показан равновесный уровень и продемонстрировано, что уровни ²¹²Βί близки к равновесию.

Общие материалы и способы.

Используемые гидроксиапатитные частицы представляли собой гидроксиапатит, забуференную водную суспензию, типа 1 (Бщта, δΐ Ьошб, МО, США) или Масго-Ргер Сегат1с гидроксиапатит типа 1, 20 мкМ (Βίο Каб ЬаЬогаЮпеБ, Негси1е5, СА, США).

Счетчики и детекторы: гамма-спектроскопию осуществляли германиевым детектором ЕО&О Ог1ес ОЕМ15-Р. Общий подсчет радиоактивности осуществляли с помощью мультилуночного Ыа1 детектора (Раскагб Сгу§1а1 II, Раскагб ПМгшпет Со., ЭотеиегБ Огоуе, Ш, США).

Мечение частиц и очистка. Реакционную смесь энергично перемешивали на вихревой мешалке (Μδ1 МйшЬакег, 1КА, Германия) в течение 1 мин и затем инкубировали на встряхивателе в течение 30 мин перед трехкратным центрифугированием (5 мин, 9000 об/мин, центрифуга Μίηίδρίη, ЕррепбогГ, Германия) и двухкратной промывкой осадка 1 мл раствора 0,1 М цитрата.

Пример 1. Приготовление частиц, меченных радием-223.

227 227

Радий-223 получали из источника Ас/ ТЬ, иммобилизованного на колонке Э1РЕХ-2, путем элюции ²²³Ка с помощью 1 М НС1. К НС1-элюату добавляли 0,1 М Ыа-цитрат до тех пор, пока рН не становился выше 5. В пробирку типа эппендорф объемом 2 мл добавляли 250 мкл дисперсии гидроксиапатита 40 мг/мл и 50 мкл раствора ²²³Ка/цитрата. И мечение, и очистку осуществляли, как описано в разделе Материалы и способы. Активность, связанная с осадком, превышала 96% для всех трех экспериментов, выполненных параллельно в тройной повторности.

Пример 2. Тестирование стабильности ίη νίίτο частиц ГА, меченных ²²³Ка.

К частицам ²²³Ка-ГА, описанным в примере 1, добавляли 500 мкл либо 0,1 М цитрата натрия, либо бычьего сывороточного альбумина. Дисперсию инкубировали в течение ночи при 37°С и растворы центрифугировали согласно примеру 1. Активность, связанная с осадком, превышала 96% при измерении через 20 мин. Повторное измерение, выполненное через 2 ч, не показало значимых различий в скоростях подсчета, что указывает на то, что распределение дочерних изотопов хорошо согласовалось с распреде223 223 лением Ка. В дополнительном эксперименте с использованием частиц керамического ГА, Ка (1 МБк), включенный в 10 мг керамического ГА, инкубировали в фетальной телячьей сыворотке в течение двух недель при комнатной температуре, после чего 93,2% было связано с осадком.

Э1 Э Э1 э

Пример 3. Приготовление частиц ГА, меченных РЬ и Βί.

228 224

Получали свинец-212, по существу, не содержащий ТЬ и Ка.

Используя в качестве исходного материала ²²⁸ТЬ, упаренный досуха, добавляли 0,5 мл 8 М ΗΝΟ₃, и этот раствор переносили в колонку, содержащую предварительно уравновешенный анионообменник (АО1-Х8). Радий-224 и дочерние изотопы экстрагировали в 3 мл 8 М ΗΝΟ₃. Затем ²²⁴Ка экстракт выпаривали досуха, растворяли в 0,5 мл 1 М НС1 и очищали на колонке Э1РЕХ (АС-смола, ЕюЬгот 1пс.

Эапеп, Ш, США), элюируя ²²⁴Ка в 700 мкл 1 М НС1 с получением продукта, не содержащего торий-228.

212 224

На следующий день (после накопления (шдгоМЬ) РЬ) Ка элюат выпаривали досуха и затем растворяли в 0,5 мл 1 М НЫО₃ и переносили на колонку, содержащую специфичную к РЬ смолу (РΒ-Β25-δ, ЕюЬгот). Радий-224 элюировали 2 мл 1 М НЫО₃ и 2 мл дистиллированной Н₂О. Свинец-212 экстрагировали из РЬ-смолы, используя 650 мкл 0,1 М раствора оксалата аммония.

Конечный раствор ²¹²РЬ годился для непосредственного объединения с гидроксиапатитом и реагировал, как описано для ²²³Ка в примере 1.

- 8 020542

Пример 4. Тестирование стабильности частиц Г А, меченных РЬ и Βί.

ГА, меченный свинцом-212, инкубировали в фетальной телячьей сыворотке в течение ночи и затем центрифугировали, как описано выше. Измеряли радиоактивность, связанную с осадком и супернатан212 212 том. Обнаружили, что свыше 93% как РЬ, так и Βί было связано с осадком. Доля активности, связанной с осадком, по-видимому, была несколько выше в случае керамических частиц.

Пример 5. Биораспределение ГА, меченного ²¹²РЬ.

ГА, меченный ²¹²РЬ (20 мкМ, керамический), получали, как описано выше, промывали и центрифугировали три раза и растворяли в 0,01 М цитрате натрия/лимонной кислоте в изотоническом солевом растворе при рН 7,4. 7 самкам мышей Ьа1Ь С с массой тела 21-25 г вводили внутрибрюшинно 0,5 мл суспензии, содержащей 0,4 МБк ²¹²РЬ, связанного с 1,0 мг ГА. Животных умерщвляли через 1 ч (п=3) и 24 ч (п=4) и препарировали. Результаты: данные по биораспределению (таблица) показывают, что практически количественная активность была обнаружена в брюшной полости и в органах и тканях внутри этой полости, что свидетельствует об очень малой утечке из данной полости. Картины распределения, связанной со свободным ²¹²Βί, т.е. повышенного накопления в почках, не было обнаружено с достоверной степенью.

Распределение в тканях частиц керамического гидроксиапатита, меченных ²¹²РЬ, через 1 и 24 ч после внутрибрюшинной инъекции

Ткань	1 час	24 часа
Кровь	(0,46 ± 0,40) / 0,39 ± 0,34	(0,32 ±0,19)/0,30 ±0,24
Печень	(3,04 ± 2,83) / 3,09 + 2,93	(2,10 ± 1,56)/2,06 ±1,45
Селезенка	(3,03 ± 1,11)/3,25 ±1,21	(5,47 ±5,21 )/5,58 ±5,27
Почки	(4,05 ± 3,08)/3,32 ±2,84	(4,21 ±3,29)/4,12+ 3,39
Тонкая кишка	(0,78 ± 0,86) / 0,72 ± 0,80	(0,62 ± 0,25) / 0,60 ± 0,26
Толстая кишка	(0,45 ±0,41)/0,43 ±0,38	(0,52 ±0,39)/0,52 ±0,40
Желудок	(3,20 ±2,09)/3,29 ±2,18	(5,11 ±2,79)/5,10 ±2,79
Диафрагма	(6,23 ± 2,39) / 6,25 ± 2,33	(4,84 ± 1,95)/4,49 ±2,47
Сердце	(0,10 ±0,11)/0,12 ±0,13	(0,06 ±0,06)/0,04 ±0,03
Легкие	(0,36 ±0,29)/0,33 ±0,27	(0,18 ±0,12)/0,13 ±0,09
Мышцы	(1,18 ±1,89)/1,32 ±2,14	(0,35 ±0,58)/0,37 ±0,67
Кости	(0,44 ± 0,46) / 0,44 ± 0,47	(0,44 ± 0,20) / 4,49 ± 2,47

Числа в скобках: ткани, измеренные приблизительно через 1 ч после умерщвления животных. Числа, выделенные жирным шрифтом: ткани, измеренные через одни сутки после умерщвления животных, т.е. через период времени, который дается для установления равновесия дочерних изотопов с материнским изотопом ²¹²РЬ. Если число в скобках меньше, чем соответствующее число, выделенное жирным

212 212 шрифтом, то это указывает на истощение дочернего изотопа Βί в ткани относительно РЬ на момент

212 212 смерти (противоположное обозначало бы обогащение Βί относительно РЬ на момент смерти).

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ радиохимического лечения человека или животного субъекта, не являющегося человеком, нуждающегося в этом, включающий введение указанному субъекту эффективного количества гидроксиапатита, содержащего катион, который является двухвалентным или трехвалентным, или смесь таких катионов и включающего альфа-излучающий радиоизотоп, выбранный из группы Αΐ, Βί, Ка,

Ка, Ас, ТЬ, или бета-излучающий радиоизотоп, выбранный из группы РЬ, РЬ, Βί или К.
2. Способ по п.1, где катион выбран из группы, состоящей из кальция, стронция, бария, висмута, иттрия, лантана, свинца или их смесей.
3. Способ по п.1 или 2, где гидроксиапатит представляет собой частицу и имеет размер от 1 нм до 100 мкм.
4. Способ по п.3, где гидроксиапатит имеет размер от 1 до 20 мкм.
5. Способ по любому из пп.1-4, где гидроксиапатит объединен или совместно осажден с веществом, выбранным из полилактида, полиэтиленкетонов, стеклокерамики, диоксида титана, оксида алюминия, диоксида циркония, диоксида кремния, полиэтилена, эпоксида, полиэтиленгликоля, полигидроксибутирата, желатина, коллагена, хитозана, фосфазена или их смесей.
6. Способ по любому из пп.1-5, где указанный гидроксиапатит, содержащий указанный катион, вводят путем введения композиции, содержащей указанный гидроксиапатит, содержащий указанный катион, и физиологически приемлемый носитель.
7. Способ по п.6, где композиция находится в жидкой, инъецируемой форме.
8. Способ по п.6, где композиция находится в гелеобразной форме.

- 9 020542
9. Способ по любому из пп.1-8, где осуществляют лечение внутриполостной первичной или метастатической опухоли.
10. Способ по любому из пп.1-8, где указанный гидроксиапатит вводят внутрь опухоли.
11. Способ по любому из пп.1-8, где осуществляют лечение рака.
12. Способ по любому из пп.1-8, где в случае противоракового лечения и/или стерилизации ложа опухоли и, возможно, полости в случае внутриполостной опухоли указанное введение осуществляют после хирургического удаления по меньшей мере части опухоли.