FI78617C - Roentgenkontrastmedel. - Google Patents

Description

1 78617 Röntgenvarjoaine

Keksintö koskee perfluoribromialkyylieettereiden käyttöä röntgenvarjoaineina erikoisesti eläimiä, varsinkin ihmisiä, kuvattaessa. Röntgenvarjoaineet ovat käyttökelpoisia esimerkiksi määrättäessä kvantitatiivisesti sydänvaltimon tukkeutumis-aste sydänveritulpan ja muiden tukkeutumista aiheuttavien sairauksien yhteydessä.

Bromattujen fluorihiiliyhdisteiden, kuten perfluorioktyyli-bromidin, käyttö röntgenvarjoaineina on esitetty artikkelissa, jonka ovat kirjoittaneet D.M. Long ym., "Radiopaque Applications of Brominated Fluorocarbon Compounds in Experimental Animals and Human Subjects", Biochemistry Involving Carbon-fluorine Bonds, jonka on toimittanut Robert Filler, ACS Symphosium Series n:o 28, 1976, sivut 171-189.

US-patenttijulkaisuissa 3 778 381 ja 3 453 333 on kuvattu sellaisia perfluorihaloalkyylieettereitä, jotka ovat sukua keksinnön mukaisille eetteriyhdisteille.

Keksinnön mukaisesti on todettu, että perfluoribromialkyyli-eetterit, kuten perfluori-l-bromibutyyli-isopropyylieetteri, ovat erinomaisia röntgenvarjoaineita. Nämä eetterit ovat valon ja lämmön kestäviä ja röntgensäteitä läpäisemättömiä. Niitä voidaan käyttää sellaisinaan tai vesidispersioina, ne ovat suhteellisen myrkyttömiä ja erittyvät pois hiiristä nopeasti. Yleensä perfluoriyhdisteet, joissa on eetterisidos, ovat taipuvaisia viipymään erittäin pitkiä aikoja eläinten retikulo-endoteelisessä järjestelmässä ("RES"). Perfluoribromialkyyli-eettereiden on kuitenkin todettu haihtuvan nopeasti keuhkojen kautta, mikä osoittaa, että ne eivät viivy kudoksissa pitkää aikaa kuten muut eetterit.

Perfluoribromialkyylieettereitä voidaan esittää kaavalla (I): <'mF2m+l0cnF2nBr (I) 2 78617 jossa n ja m ovat erikseen kokonaislukuja 2-6. Täten eetterit voivat sisältää 4-12 hiiliatomia suoran tai haarautuneen ketjun omaavina alkyyliryhminä. Tällaiset eetterit ovat RES-fobisia, so. ne poistuvat eivätkä pysy ruumiin retikuloendo-teelisessä järjestelmässä. Kaavan I mukaisia spesifisiä eette-reitä ovat esim. seuraavat: F-l-bromietyylietyylieetteri F-l-bromietyyli-isopropyylieetteri F-1-bromipropyy1i-i sopropyy1iee11eri F-l-bromibutyyli-isopropyylieetteri F-1-bromibutyy1ietyy1ieetteri F-l-bromibutyylipentyylieetteri F-1-bromihek syy1i-i sopropyy1ieetteri Tällainen eetteri voidaan yleensä valmistaa sen jodiesituot-teesta. Esimerkiksi perfluori-l-bromibutyyli-isopropyyli-eetteri voidaan valmistaa helposti perfluori-1-jodibutyyli-isopropyylieetteristä suorittamalla vapaa radikaali-halogee-nivaihto bromin kanssa ultravioletti (aktiinisen) valon läsnäollessa seuraavasti: (CF3) qCFOC^FqI Br2/uv_(CF3) 2CFOC4FgBr

Edellä esitetty reaktio aikaansaa oleellisesti kvantitatiivisen jodiyhdisteen muuttamisen halutuksi bromidiksi. Erilaisten jodieetteriesituotteiden valmistus ja muita menetelmiä bromidien muuttamiseksi on esitetty esimerkiksi US-patenttijulkaisuissa 3 453 333, 3 470 256 ja 3 547 861 sekä kirjoituksessa "Formation of Fluorinated Ethers in a Modified Halohydrin Reaction", Journal of Organic Chemistry, Voi. 33, n:o 5, toukokuu 1968, sivut 1839-1844. (CFg)2CFOC4FgI:n käyttö muiden eetterien valmistamiseksi on esitetty US-patenttijul-kaisuissa 3 790 607, 3 781 370 ja 3 637 868.

Eetterit vaihtelevat jonkin verran sen suhteen missä määrin ne eivät läpäise röntgensäteitä. Ne eetterit, joissa on suurempi bromin ja hiilen painosuhde, aikaansaavat parhaimman kontras- 3 78617 tin. Suuremman bromipitoisuuden omaavat eetterit, joissa on vähemmän hiiliatomeja, ovat halvempia valmistaa. Alhaisemman hiilipitoisuuden omaavilla eettereillä, kuten perfluo-ri-l-bromietyyli-isopropyylieettereillä, (CF3) jCFCX^F^r, on kuitenkin suurempi höyrynpaine ja tämän johdosta ne poistuvat nopeammin eläimistä. Näin ollen eetterin valinta käytettäväksi määrätynlaisena röntgenvarjoaineena riippuu siitä kuinka suuri kontrasti halutaan, kuinka nopeasti eetterin halutaan poistuvan ruumiista, ja luonnollisesti myös siitä, kuinka myrkyllinen eetteri on eläimelle. Myrkyllisyyden suhteen voidaan määrätyn asteinen myrkyllisyys hyväksyä. Vaikkakin täysin myrkytön tuote on edullisempi, voidaan vähäinen myrkyllisyys kuitenkin hyväksyä riippuen eläinlajista, eläimen terveydentilasta ja myös muista farmakologisista luonnetta olevista seikoista riippuen.

Koska perfluoribromialkyylieetterit ovat myös hyviä hapen ja hiilidioksidin kantajia, voidaan niitä käyttää veren korvaavina aineina sopivasti emulgoituina tai dispergoituina vesipitoiseen väliaineeseen, tai niitä voidaan sekoittaa muiden perfluorihiili-verisubstituuttien kanssa siten kuin esimerkiksi US-patenteissa 3 911 138 ja 4 105 798 ja muussa alaa koskevassa kirjallisuudessa on esitetty. Lisäksi nämä eetterit sekoittuvat hyvin perfluorihiili-verikorvikkeiden kanssa tai ovat niiden hyviä liuottimia (esim. niiden kanssa, jotka on esitetty edellä mainituissa patenteissa) ja niitä voidaan tämän johdosta käyttää muiden perfluorihiili-verikorvikkeiden laimennusaineina tai liuottimina normaalisti kiinteässä muodossa esiintyviä verta korvaavia perfluorihiili-yhdisteitä varten.

Näitä eettereitä voidaan käyttää sellaisinaan tai seoksena veden kanssa niin, että muodostuu vesidispersioita tai emulsioita. Ö1jy-vedessä-tyyppisiä tai vesi-öljyssä-tyyppisiä vesiemulsioita voidaan käyttää. Mitä suurempi on perfluori-bromialkyylieetterin määrä, sitä suurempi on opasiteetti. Emulsiot voivat sisältää noin 10-90 tilavuus-% vettä, edullisesti 50-90 tilavuus-%, ja perfluoribromialkyylieetteri voi 78617 käsittää aina noin 95 tilavuus-% tai niinkin vähän kuin noin 5 tilavuus-% emulsiosta, sen määrän ollessa edullisesti noin 5-20 tilavuus-%. Erilaisten eettereiden seoksia voidaan myös käyttää. Emulsio sisältää tavallisesti noin 0,5-10 paino-%, edullisesti 1-5 paino-% emulgoimisainetta emulsion vesipitoisuudesta laskettuna. Mitä määrättyä emulgoimisainetta käytetään ei ole tärkeätä, mutta sen tulee olla myrkytön tai vähän myrkyllinen, ja sen tulee muodostaa suhteellisen pysyvä emulsio. Edullisia emulgoimisaineita ovat ei-ioniset tyypit, kuten munankeltuaisen fosfolipidi, joka on sellainen pinta-aktiivinen aine, jonka tiedetään olevan vaarattoman ihmisille. Sopivia ovat myös polyoksietyleenit, polyoksipropy-leenit ja niiden kopolymeerit, joita pidetään kaupan tavaramerkillä "Pluronic”, ja sellaiset fluoratut pinta-aktiiviset aineet, joita on kuvattu US-patenteissa 3 828 085 ja 3 547 995.

Keksinnön mukaisia perfluoribromialkyylieetterivarjoaineita voidaan käyttää erilaisissa kuvaustarkoituksissa lääketieteen ja eläinlääketieteen diagnostiikassa. Radiografiseen käyttöön sisältyvät esimerkiksi gastroenterografia, alveolografia, bronkografia, lymfografia, ventrikulomyelografia, splenogra-fia, kolekystografia, pankreatografia, munuaisten angiografia ja urografia. Erikoisesti kysymyksen ollessa munuaisten angio-grafiasta ovat keksinnön mukaiset bronueetterit, kun niitä käytetään esimerkiksi emulsioina, erinomaisia siksi, että ne eivät erity virtsaan. Lisäksi kaikki pienet ja suuret munuaisten valtimot ja laskimot näkyvät erittäin selvästi. Toiselta puolen röntgentutkimus, joka suoritetaan käyttäen tavanomaista jodattua vesiliukoista varjoainetta, aikaansaa voimakkaan mustan munuaisten muotoisen silhuetin, koska varjoaine erittyy hyvin nopeasti. Lymfangiografiästä kysymyksen ollessa ovat tunnetut vesiliukoiset varjoaineet siirappimaisia ja niitä on tämän johdosta erittäin vaikea antaa ohuen neulan (n:o 30) avulla. Perfluoribromialkyylieetterivarjoaineet sitä vastoin läpäisevät tällaisen neulan erittäin helposti ja edistävät täten diagnostista käsittelyä.

5 78617 Käytettäessä eetteriä sellaisenaan tai vesidispersiona röntgenvarjoaineena voidaan se antaa eläimelle eri tavoin. Sopivia menetelmiä ovat nieleminen, injektoiminen ja katetroiminen. Käytetty määrä voi vaihdella huomattavasti riippuen osittain eläimen painosta ja siitä alueesta, johon röntgensäteet suunnataan. Röntgensäteilyn voimakkuus (tai määrä) voi myös vaikuttaa eetterin käytettyyn määrään. Alan asiantuntija ottaa edellä esitetyt tekijät aina huomioon määrätessään tehokkaan käytettävän määrän eri olosuhteissa.

Eetteri tai eetteridispersio on tehtävä isotoniseksi tai muulla tavoin fysiologisesti vereen sopivaksi ennen sen johtamista verenkiertoon lisäämällä suoloja (esim. Ringerin liuosta), puskuroimisaineita (kuten NaHCOg) tai muita tarkoitukseen yleisesti käytettyjä lääkeaineita.

Seuraava esimerkki kuvaa edelleen keksintöä rajoittamatta sen suojapiiriä siihen nähden mikä patenttivaatimuksissa on esitetty.

Esimerkki

Perfluori-l-bromibutyyli-isopropyylieetteriä, (CF^)CFOC^F-Br, valmistetaan 85 %:n saannolla saattamalla bromi reagoimaan yhdisteen (CF3)2CFOC4FgI kanssa ultraviolettivalon läsnäollessa. Tuote puhdistetaan käyttäen laitetta "Perkin-Elmer Annular Still" ja preparatiivista kaasukromatografiaa ja tutkitaan massaspektrometrian ja infrapunaspektroskopian avulla. Eetterin kiehumispiste on 113-115°C paineessa 760 torr ja sen tiheys on 1,861 g/ml lämpötilassa 24°C. Molekyylipaino: 446 (laskettu ja todettu).

Eetterin LDgQ-arvo on yli 100 ml/kg emulsiona, joka sisältää 10 tilavuus-% eetteriä ja 90 tilavuus-% 5 paino-%:sta pinta-aktiivista ainetta "Pluronic F68" vedessä, ja se on tämän johdosta suhteellisen myrkytöntä. Pinta-aktiivinen aine "Pluronic F68" on polyoksietyleeni-polyoksopropyleeni-kopolymeeri, jonka molekyylipaino on noin 8200. Myrkyllisyysarvojen rajat ovat seuraavat: 6 78617

Taulukko 1

Elossa olevien eläinten lukumäärä

Emulsio esitetyllä hetkellä_

Annos (ml/kg) 10 min 1 h 7 vrk 100 3/4 3/4 3/4 75 4/4 4/4 4/4 50 4/4 4/4 4/4

Emulsion stabiilisuuden määräämiseksi varastoidaan edellä kuvattua eetteriemulsiota, joka on valmistettu ultraääntä käyttäen, lämpötilassa 2°C suljetussa "Pyrex"-putkessa jäähdytyslaitteessa. Emulsion stabiilisuus määrätään mittaamalla optinen tiheys alussa ja useiden vuorokausien pituisen varastoimisen jälkeen näytteistä käyttäen laitetta "Spectronic 20" ja sopivan kokoista kennoa. Vertailu sellaisten emulsioiden kanssa, joissa perfluoridekaliinia tai perfluoritributyyli-amiinia käytetään eetterin sijasta osoittaa, että eetteriemul-sio on huomattavan pysyvä. Muiden perfluoribromoitujen eette-riemulsioiden stabiilisuuden voidaan odottaa vaihtelevan.

Haihtuminen mitataan injektoimalla hiireen edellä kuvattua koe-emulsiota ja sovittamalla hiiri lasiseen kammioon, jonka lävitse happea virtaa nopeudella noin 20 ml per minuutti.

20 minuutin kuluttua otetaan happinäytteitä käyttäen mikro-ruiskua ja analysoidaan kaasukromatografisesti käyttäen "SE-30" patsasta ja elektroneja vastaanottavaa toteamislai-tetta. Kalibroimalla tutkimuslaite vertailunäytteen avulla, joka on valmistettu emulsion perfluoriyhdisteestä, voidaan laskea se nopeus, jolla perfluoriyhdiste haihtuu ihon ja keuhkojen kautta valveilla olevasta hiirestä. Tiedettäessä hiireen injektoitu määrä ja se nopeus, jolla se poistuu eri ajankohtina, voidaan laskea se aika, jona kaikki perfluoriyhdiste on haihtunut pois.

Edellä esitetystä käsittelystä saadut tulokset osoittavat, verrattuna oleellisesti samanlaisiin emulsioihin lukuunottamatta sitä, että käytetään erilaisia perfluoriyhdisteitä (perfluoridekaliinia ja perfluorioktyylibromidia), esitettynä 1 78617 niinä nopeuksina (^ug/min), joilla perfluoriyhdiste poistuu hiirestä 5, 10, 20, 30 ja 40 viikon kuluttua, että perfluori- 1-bromibutyyli-isopropyylieetteri poistuu hiiren ruumiista nopeudella, joka on suunnilleen sama kuin perfluoridekaliinin nopeus (jonka tiedetään haihtuvan nopeasti) ja sillä on tämän johdosta edullinen haihtumisnopeus.

Perfluori-l-bromibutyyli-isopropyylieetterin kerääntyminen hiiren maksaan ja pernaan, johon eläimeen on infusoitu edellä kuvattua eetteriemulsiota, määrätään polttamalla suoraan maksan ja pernan homogenaatit natriumbifenyylin kanssa, jota seuraa fluoridi-ionin määrääminen elektrodin avulla. Tulokset ovat seuraavat infuusioannoksen ollessa 100 % ml/kg.

Taulukko 2

Maksan ja pernan märkäpolttoanalyysl Vrk, infuusion jälkeen Annoksen jäännös-%

Maksa Keskimäärin Perna 7 15,85 16,3 4,77 16,72 13 2,59 2,59 2,30 2,59 24 1,4 1,3 0,4 1,2

Arvot osoittavat, että eetteri joutui maksaan ja pernaan ja poistui niistä sitten.

Muissa kokeissa kudosnäytteitä on otettu hiiristä, joille on annettu intravenööttisinä annoksina edellä kuvattua emulsiota, joka sisältää perfluori-l-bromibutyyli-isopropyylieet-teriä. Emulsioannokset ovat 100, 75 ja 50 ml/kg. Hiiret tapettiin 7, 13 ja 24 vuorokauden kuluttua ja niistä poistettiin maksan, pernan ja munuaisten näytteet, jotka kiinnitettiin ja leikattiin osasiksi. Pernan näyte poistettiin myös hiirestä 330 vrk infuusion jälkeen. Muutamat näistä kudoksista leikattiin osasiksi ja tutkittiin. Sinä aikana, jona eetteriä esiintyy suurissa määrissä, osoittaa mikroskooppinen tutkimus vähän tai ei ollenkaan hepatosyyttien mitoosista, mutta 8 78617 jonkin verran tuman hypertropiaa voidaan todeta. Kaksitumaisia soluja voidaan todeta, ja muutamissa tapauksissa aina 53 % niistä ovat kaksitumaisia. Vähemmän kuin 1 % hepato-syytti-sytoplasmasta sisältää perfluoribromialkyylieetteriä. Jonkin verran yksitumaisten solujen suodattumista voidaan todeta ja välikalvossa on todettu hajonneita soluja sekä fluorihiiliosasia. Suurempien fluorihiiliosasten uudelleen emu1goituminen pienemmiksi osasiksi, mikä normaalisti edeltää niiden häviämistä, on erittäin lähellä loppuvaihetta. Kaksi viikkoa infuusion jälkeen maksa on normaalitilassa lukuunottamatta muutamia fagosyyttejä, jotka sisältävät perfluoribromi-yhdistettä, ja hepatosyyttien tumat ovat jonkin verran laajentuneita, mutta muutoin normaaleja.

Perfluori-l-bromibutyyli-isopropyyli-etterin puhdas näyte injektoidaan anestetoidun rotan henkitorveen muoviputken lävitse, jossa on viisto pää. Suoritetaan sarja röntgensäde-tutkimuksia ja tällöin ilmenee, että eetteri on hyvä varjoaine. Samalla tavoin injektoidaan edellä kuvattua eetteriä sisältävää emulsiota intravenööttisesti hiireen. Röntgensäde-tutkimukset (käytetään 50 KVA) suoritetaan kaksi vuorokautta myöhemmin. Röntgensädetutkimukset näyttävät selvästi maksan ja pernan ja osoittavat, että eetteri sijaitsee retikuloendo-teelisessä järjestelmässä. Edellä olevat tulokset osoittavat täten, että eetteriä voidaan käyttää tehokkaasti röntgenvarjoaineena .

Claims (4)

9 78617

1. Röntgenvarjoaine eläimen määrätyn sisäosan tekemiseksi röntgensäteitä läpäisemättömäksi, tunnettu siitä, että se sisältää perfluoribromialkyylieetteriä, jolla on kaava CmFo™xi°C„F- Br m 2m+l n 2n jossa kaavassa m ja n ovat itsenäisesti kokonaislukuja 2-6.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen aine, tunnettu siitä, että eetteri on F-l-bromibutyyli-isopropyylieetteri.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen aine, tunnettu siitä, että röntgenvarjoaine käsittää eetterin vesidispersion.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen aine, tunnettu siitä, että vesidispersio sisältää n. 50-90 tilavuus-% vettä, noin 0,5-10 paino-% dispergoimisainetta vesimäärästä laskettuna ja noin 5-20 tilavuus-% eetteriä.