FI84882C - Foerfarande foer framstaellning av en vattenhaltig perfluorkolvaeteemulsion. - Google Patents

Description

1 84882

Menetelmä vesipitoisen perfluorihiilivetyemulsion valmistamiseksi Tämä keksintö kohdistuu menetelmään kaasun- tai 5 lääkkeensiirtoaineena käytettävän stabiilin, homogeenisen, vesipitoisen pefluorihiilivetyemulsion valmistamiseksi. Tyypillisiä perfluoriyhdisteitä, emulsioita ja niiden käyttöjä on esitetty US-patenteissa 3 911 138 (Clark) ja 4 105 798 (Moore ja Clark). Näissä patenteissa esitetyt 10 perfluoriyhdisteet ovat oleellisesti myrkyttömiä ja soveltuvat siten hyvin terapeuttisiin käyttöihin.

Perfluoriyhdisteiden, kuten edellämainituissa US-patenteissa esitettyjen, vesidispersioita valmistetaan liuottamalla pinta-aktiivista ainetta veteen, lisäämällä 15 perfluoriyhdiste ja sekoittamalla sitten seosta, kunnes saadaan perfluoriyhdisteen tasainen dispersio. Koska per-fluoriyhdisteet ovat erittäin hydrofobisia, vaaditaan huomattava määrä mekaanista energiaa tehokasta dispergoitu-mista varten, kuten suuripaineista homogenisointia tai 20 soonisesti aiheutettua kavitaatiota. Perfluoriyhdisteen valinnasta sekä pinta-aktiivisen aineen valinnasta ja aineosien suhteista riippuen saadaan erittäin stabiileja dispersioita, joiden keskimääräinen osaskoko on erittäin pieni, suuruusluokkaa 0,1 - 1,0 mikronia läpimitaltaan. 25 Näissä tapauksissa dispersiot ovat oleellisesti läpinäkyviä ja kutsutaan niitä kirjallisuudessa joskus "mikroemul-sioiksi" (US-patentti 3 778 381; Rosano et ai). Kuitenkin toisissa tapauksissa voidaan valmistaa käyttökelpoisia dispersioita, joiden keskimääräinen osaskoko on suurempi 30 ja ne voivat muodostaa rajan suspensioiden ja emulsioiden välille. Täten termiä "dispersio" käytetään tässä esitteessä tarkoittamaan yleisesti jokaista kaksifaasista järjestelmää, joko suspensiota, emulsiota tai mikroemulsiota ja joko öljyvedessä, vesi-öljyssä tai käänteistä tyyppiä .···. 35 ja termi "perfluoriyhdisteen faasi" tarkoittaa dispersion 2 84882 perfluoriyhdistettä sisältäviä osasia. Esittelytarkoituksia varten pääpaino tässä esittelyssä kohdistuu suositel-tavimpiin koostumuksiin, joko öljy-vedessä-tyyppisiin emulsioihin tai mikroemulsioihin.

5 Vaikeuksien voittamiseksi muodostettaessa hyviä dispersioita erittäin hydrofobisista perfluoriyhdisteistä on yleinen käytäntö valmistaa dispersiot käyttäen suurta pinta-aktiivisen aineen osuutta perfluoriyhdisteen suhteen (suuruusluokkaa noin 1:5 painon mukaan) ja pientä perfluo-10 riyhdisteen pitoisuutta (noin 20-25 paino/tilavuus-pro-senttia). Tällöin saavutetaan hyvän dispergoitavuuden lisäksi myös pieni osaskoko. Saatujen dispersioiden stabiilisuus on hyvä ja niiden viskositeetti pieni, mikä edistää niiden nopeaa siirtymistä kardiovaskulaarisen järjestelmän 15 lävitse, erikoisesti kapillaareissa ja suonissa, jotka ovat tukkeutuneet tai supistuneet. Näiden dispersioiden säilyminen retikuloendoteliaalisessa järjestelmässä (RES) on myös alentunut. Kuitenkin tavoite optimoida dispersio-prosessi ja dispersion fysikaaliset ominaisuudet (erikoi-20 sesti stabiilisuus ja viskositeetti) antaa käytännössä ylärajan perfluoriyhdisteen määrälle valmiissa dispersioissa ja siten rajoittaa myös dispersioiden kaasunsiir-tokykyä ja niiden kykyä käsitellä hypoksisia soluja ja siirtää lipofiilisiä lääkkeitä tavalla, joka on esitetty 25 EP-hakemusjulkaisussa A 105584.

Lisäksi vaikka on mahdollista (vaikkakaan ei aina käytännöllistä valmistusvaikeuksien vuoksi) valita pinta-aktiiviset aineet ja/tai niiden annostus siten, että ne ovat riittävästi myrkyttömiä LD50-standardien mukaan, on 30 esitetty muita myrkyllisiä vasteita, jotka liittyvät pin-ta-aktiivisiin aineisiin, kuten komplementtiaktivoitumi-nen. Tämä on johtanut joko pinta-aktiivisten aineiden poistamiseen perfluoriyhdisteiden dispersioista tai niiden pitoisuuden alentamiseen, mikä vastaavasti alentaa per-35 fluoriyhdisteen määrää, joka voidaan tehokkaasti disper- goida.

Il 3 84882

Siten tähän mennessä on pidetty välttämättömänä, tehokkaan dispergoitavuuden, pienen osaskoon, stabiilisuu-den ja viskositeetin aiheuttamien vaatimusten täyttämiseksi toisaalta ja riittävän kaasunsiirtokyvyn ja biologisen 5 yhteensopivuuden saavuttamiseksi toisaalta, käyttää verrattain pieniä perfluoriyhdisteen pitoisuuksia sen vesi-dispersioissa, jotka ovat suuruusluokkaa korkeintaan 25 paino/tilavuus-prosenttia, s.o. noin 25 g/100 ml, koko-naisdispersiosta niin, että pinta-aktiivisen aineen määrä 10 voidaan myös pitää pienenä, korkeintaan noin 2-5 paino/tilavuus-prosenttia, s.o. noin 2-5 g/100 ml kokonaisdisper-siosta.

Nyt on havaittu, että pinta-aktiivisen aineen sitä määrää, jota tähän mennessä on pidetty välttämättömänä 15 valmistettaessa perfluoriyhdisteiden korkealaatuisia, biologisesti yhteensopivia, terapeuttisia vesidispersioita, voidaan huomattavasti ja jopa voimakkaasti vähentää heikentämättä mahdollisuutta pitää perfluoriyhdisteet stabiilina, yhtenäisenä dispersiona ja menettämättä niitä 20 näiden dispersioiden ominaisuuksia, jotka vaikuttavat terapeuttiseen tehoon, kuten pientä viskositeettiä, stabii-lisuutta ja perfluoriyhdisteen suurta määrää. Päinvastoin perfluoriyhdisteen dispersioita voidaan nyt valmistaa vielä tehokkaammin ja ne voivat sisältää suurempia määriä 25 perfluoriyhdistettä, kuin tähän mennessä on pidetty mah dollisena ja kuitenkin osaskoko on pieni, viskositeetti pieni ja stabiilisuus hyvä, mitkä ovat aikaisempien, edel-lämainituissa Clark'in ja Moore'n patenteissa mainittujen dispersioiden tunnusmerkkejä.

30 Keksintö koskee mentelmää kaasun- tai lääkkeensiir- toaineena käytettävän stabiilin, homogeenisen vesipitoisen perfluorihiilivetyemulsion valmistamiseksi. Menetelmälle on tunnusomaista, että vesipitoisen emulsion perfluorihii-livetyfaasi konsentroidaan, jolloin emsulio muodostuu en-··. 35 simmäisestä faasista, joka sisältää pefluorihiilivetyä ja sen kanssa kompleksoitunutta pääpinta-aktiivista ainetta, 4 84882 ja toisesta faasista, joka sisältää vettä ja kompleksoitu-matonta pinta-aktiivista ainetta, konsentroitu perfluori-hiilivetyfaasi erotetaan vesipitoisesta faasista ja uudel-leendispergoidaan vesipitoisen väliaineen kanssa, jonka 5 määrä on riittävä perfluorihiilivetyfaasin dispergoimisek-si uudelleen ja siten lopullisen emulsion muodostamiseksi. Tässä käytettynä termillä "konsentrointi" tarkoitetaan perfluoriyhdisteen osasten tiivistämistä, kokoamista tai keräämistä yhteen perfluoriyhdistefaasin muodostamiseksi, 10 johon perfluoriyhdistettä on rikastunut enemmän kuin alkuperäisessä dispersiossa. Uudelleendispergointi voidaan suorittaa steriiliin veteen pelkästään tai uudelleendispergointi voidaan suorittaa lisäämällä vesipitoista väliainetta, joka sisältää sopivaa muuta pintaaktiivista 15 tai muuta ainetta. Lisäksi, kuten seuraavassa esitetään, edellämainitut väkevöinti-, eroitus- ja uudelleendispergointi vaiheet voidaan suorittaa jatkuvalla tavalla ja/tai ne voidaan yhdistää väkevöidyn perfluoriyhdisteen osasten luokitteluun, mikä aiheuttaa vielä suuremman osaskoon ta-20 saisuuden.

Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on pinta-aktii-visen aineen määrän vähentyminen lopullisessa dispersiossa, mitä tähän mennessä on pidetty välttämättömänä näille dispersioille.

25 Keksinnön mukainen menetelmä antaa lisäksi mahdol lisuuden käyttää alkudispersiota valmistettaessa suurempia osuuksia pinta-aktiivista ainetta perfluoriyhdisteen suhteen, joiden tiedetään helpottavan tehokkaampien dispersioiden valmistamista ja korkealuokkaisten perfluoriyhdis-30 teiden muodostamista mutta ilman, että lopuksi viskosi teetti kasvaa epäsuotavalle tasolle tai ilman, että lisätään useisiin pinta-aktiivisiin aineisiin liittyvää epähyväksyttävää myrkyllisyyttä. Sisäisesti käytettäessä kek-sinnönmukaisten dispersioiden viskositeetit kehon lämpö-35 tilassa (37°C) eivät ole suurempia kuin veren viskositeetti ja edullisesti se on huomattavasti pienempi, esimerkiksi

II

5 84882 noin veden viskositeetista (noin 0,7 sentipoisea) noin 3,0 sentipoiseen.

Keksinnön mukaisesti valmistetut perfluoriyhdistei-den vesiemulsiot, sisältävät suurempia määriä perfluoriyh-5 distettä ja pienempiä määriä pinta-aktiivisia aineita kuin tähän mennessä on pidetty mahdollisina tyydyttävien emulsioiden saamiseksi, jolloin vastaavasti kaasunsiirtokyky ja terapeuttinen vaikutus paranevat ja pinta-aktiiviseen aineeseen liittyvä myrkyllisyys vähenee vastaavasti.

10 Seuraavan, erittäin merkittävän ja edullisen kek sinnön kohdan mukaan saadaan perfluoriyhdisteiden vesidis-persioita, joilla ei ole pelkästään edellisissä kohdissa mainittuja ominaisuuksia, vaan joissa myös osaskokoalue on valvottu ja pieni, viskositeetti pieni ja stabiilisuus 15 hyvä. Nämä parannukset johtavat edullisiin biologisiin ominaisuuksiin, kuten hyvään kardiovaskulaariseen viipy-misaikaan ja pieneen RES-säilymiseen ja lopuksi parempaan terapeuttiseen edullisuuteen, jonka luonne on esitetty edellä mainituissa Clark'in ja Moore'n patenteissa ja EP-20 hakemusjulkaisussa A-105584.

Keksinnön erinomaiset edut perustuvat osaksi havaintoon, että jos alkuperäisen dispersion perfluoriyhdis-tefaasi väkevöidään, osa, usein vähäinen osa pinta-aktii-visesta aineesta säilyy perfluoriyhdisteen osasilla ja 25 pinta-aktiivisen aineen loppuosa, usein pääosa, on vesi-faasissa. Väkevöity perfluoriyhdistefaasi eroitetaan sitten vesifaasista ja se dispergoituu helposti uudestaan vesifaasiin, joka ei sisällä pinta-aktiivista ainetta, joka on poistettu vesifaasista eroitusvaiheessa. Eräissä 30 tapauksissa väkevöintivaihe muodostuu kaksi erillistä ker rosta, jotka käsittävät perfluoriyhdistefaasin ja vesifaa-sin. Jatkuvassa suorituksessa, kuten seuraavassa esitetään, faasien kerrostumista ei tavallisesti havaita prosessin dynaamisesta luonteesta johtuen, mutta väkevöitymi-35 nen, eroittuminen ja uudelleendispergoituminen tapahtuvat kuitenkin.

6 84882 Täysin ei ymmärretä, miksi ja kuinka tämä ilmiö tapahtuu. Jollakin tavalla osa pinta-aktiivisesta aineesta sitoutuu tai absorboituu perfluoriyhdisteeseen, jolloin muodostuu perfluoriyhdistettä sisältäviä osasia dispersio-5 prosessin alkuvaiheessa ja/tai väkevöintivaiheessa, jolloin pinta-aktiivinen aine sitoutuu niin lujasti, että se pysyy "kompleksoituna" perfluoriyhdisteen osasten kanssa seuraavissa väkevöinti- ja/tai faasineroitusvaiheissa. Pinta-aktiivisen aineen muu osa pysyy (kompleksoitumatto-10 mana) alkuperäisen dispersion jatkuvassa, vesipitoisessa faasissa. Täten keksinnön tärkeä ominaisuus on, että huomattava osa alkuperäisessä dispersiossa olevasta pinta-aktiivisesta aineesta säilyy vapaana, kompleksoitumattoma-na pinta-aktiivisena aineena ja eroittuu siten perfluori-15 yhdistefaasista. Siten vapaa pinta-aktiivinen aine ei siirry lopulliseen dispersioon. Pinta-aktiivisen aineen loppuosa pysyy liittyneenä perfluoriyhdistettä sisältäviin osasiin riittävässä määrässä uudelleendispergoinnin sallimiseksi .

20 Tämän seurauksena, keksinnön mukaisesti, aluksi suuria määriä pinta-aktiivista ainetta (ja suurempia pinta-aktiivisen aineen ominaisuuksia perfluoriyhdisteen suhteen), joiden tiedetään helpoittavan alkuperäistä disper-goitumista, voidaan nyt käyttää, mutta ilman niiden lopul-25 lisiä haitallisia vaikutuksia, nimittäin epähyväksyttävää viskositeettia ja/tai myrkyllisyyttä lopullisessa dispersiossa pinta-aktiivisen aineen suurten määrien vuoksi.

. - Myös on merkitsevää, että pinta-aktiivisen aineen suuremmat määrät, jotka ovat nyt sallittuja alkuperäisessä 30 dispersiossa, sallivat myös suurempia määriä perfluoriyhdistettä, esimerkiksi enemmän kuin 20-25 paino/tilavuus-prosenttia, mitä tähän mennessä on pidetty käytännöllisenä ylärajana ja siten saavutetaan suurempi kaasunsiirtokyky kuin on mahdollista käytettäessä dispersioita, jotka si-···. 35 sältävät pienemmän määrän perfluoriyhdistettä ja sallivat samalla sopivan pienen osaskoon ja pienen viskositeetin.

Il 7 84882 Tämän esittelyn tarkoituksia varten pinta-aktiivista ainetta, joka säilyy perfluoriyhdisteen osasilla väkevöinti- ja eroitusvaiheiden aikana, kutsutaan "liittyneeksi" pinta-aktiiviseksi aineeksi ja pinta-aktiivista ainet-5 ta, joka säilyy eroitetussa vesipitoisessa nesteessä, kutsutaan "vapaaksi" pinta-aktiiviseksi aineeksi. Pinta-aktiivista ainetta, jota käytetään alkuperäistä dispersiota muodostettaessa (ennen väkevöintiä ja eroittamista) kutsutaan joskus "perus"-pinta-aktiiviseksi aineeksi tässä sen 10 eroittamiseksi lisäpinta-aktiivisesta aineesta, jota haluttaessa voidaan käyttää uudelleendispergointivaiheessa. Jos "pinta-aktiiviseen aineeseen" viitataan ilman tunnusta, ymmärretään sillä pinta-aktiivista ainetta, jota käytetään muodostettaessa alkuperäistä dispersiota. Termeillä 15 "alkuperäinen dispersio" ja "lopullinen dispersio” tarkoitetaan tässä käytettyinä vastaavasti dispersiota, joka on muodostettu keksinnönmukaisen menetelmän ensimmäisessä vaiheessa ja dispersiota, joka saadaan menetelmän seuraa-vissa vaiheissa.

20 Pääosa liittyneestä pinta-aktiivisesta aineesta väkevöidyssä perfluoriyhdistefaasissa on "kompleksoitunut" perfluoriyhdisteen kanssa, kuten voidaan määrätä väkevöi-mällä perfluoriyhdistefaasi dispersion näytteessä, mittaamalla pinta-aktiivisen aineen määrä muodostuneessa yläpuo-25 lisessa kerroksessa ja vähentämällä tämä määrä pinta-aktiivisen aineen tunnetusta kokonaismäärästä näytteessä, jolloin saadaan pinta-aktiivisen aineen määrä, joka on kompleksoitunut väkevöidyn perfluoriyhdistefaasin osasten kanssa. Keksinnönmukaista menetelmää on sovellettu menes-30 tyksellä ja näyte on keksinnönmukaista dispersiota, jos laskettu ero on suurempi kuin yläpuolisen kerroksen pinta-aktiivisen aineen määrä. Usein tämä osoittaa, että suurin osa pinta-aktiivisesta aineesta oli poistettu faasin väkevöinti- ja eroitusvaiheiden aikana kohdistettuina alkupe-35 räiseen dispersioon lopullista dispersiota muodostettaessa. Kaikissa tapauksissa se osoittaa, että pääosa liit- 8 84882 tyneestä pinta-aktiivisesta aineesta väkevöidyssä perfluo-riyhdistefaasissa on "kompleksoitunut" perfluoriyhdisteen kanssa lopullisessa dispersiossa ja vain pienempi, jopa vähäinen määrä, havaitaan vesifaasissa. Edullisesti vähin-5 täin 75 painoprosenttia pinta-aktiivisesta aineesta lopullisessa dispersiossa havaitaan kompleksoituneen perfluori-yhdisteen kanssa. "'Kompleksoitunut" pinta-aktiivinen aine, kuten termiä tässä käytetään, tarkoittaa pinta-aktiivista ainetta, joka säilyy väkevöidyn perfluoriyhdistefaasin 10 materiaalin kanssa vesipitoisen faasin poistamisen jälkeen. Vaikka oletetaan, että tämä pinta-aktiivinen aine ei kemiallisesti yhdy perfluoriyhdistefaasin materiaaliin, ei keksintöä rajoiteta mihinkään teoriaan, kuten liittymisen luonteeseen, joko fysikaaliseen, kemialliseen tai niiden 15 yhdistelmään.

Määrättäessä kompleksoituneen pinta-aktiivisen aineen määrää perfluoriyhdisteen vesidispersiossa käytetään linkoamista, joka aiheuttaa dispersion eroittumisen yläpuoliseen vesipitoiseen kerrokseen ja alempaan kerrokseen, 20 joka on vielä perfluoridispersiota, jolloin dispersion yhtenäisyys on säilynyt, mutta joka on väkevöityneempää perfluoriyhdisteen suhteen tuloksena veden poistumisesta siitä vesipitoiseen kerrokseen. Edullisesti, jos keksin-nönmukaista dispersiota lingotaan olosuhteissa, jotka on 25 esitetty seuraavan taulukon 1 kokeissa 4-9, pääosa pinta- aktiivisesta aineesta säilyy kompeksoituna perfluoriyhdistef aasissa. Myöskin edullisesti eräissä toteutuksissa, jos dispersiota lingotaan voimakkaammissa olosuhteissa, jotka on esitetty taulukon 1 kokeessa 10, pääosa pinta-aktiivi-30 sesta aineesta säilyy kompleksoituneena perfluoriyhdiste-faasin kanssa.

Perfluoriyhdisteet, joita käytetään keksinnönmukai-sia dispersioita valmistettaessa, ovat fluorattuja hiilivetyjä tai niiden heteroatomin sisältäviä johdannaisia, .35 jotka omaavat kaasunsiirto-ominaisuuksia ja jotka voidaan dispergoida vesipitoiseen väliaineeseen ja annostella sys-

II

9 84882 teemisesti vesidispersioina eläimille ihminen mukaanluettuna. Yhdisteet voivat olla pääasiallisesti fluorattuja tai täysin fluorattuja ja ne ovat yleensä, vaikkakaan ei välttämättä, nesteitä ympäristönlämpötilassa ja -painees-5 sa.

"Pääasiallisesti fluorattu" tässä esitteessä tarkoittaa, että useimmat yhdisteen vetyatomeista on korvattu fluoriatomeilla niin, että lisäkorvaus ei oleellisesti suurenna materiaalin kaasunkuljetuskykyä. Oletetaan, että 10 tämä taso on saavutettu, kun vähintäin 80-90 % vetyatomeista on korvattu fluoriatomeilla. Kuitenkin on edullista, että vähintäin 95 % vetyatomeista on korvattu, edullisemmin vähintäin 98 % ja vielä edullisemmin 100 % on korvattu fluorilla. Edellä mainituissa US-patenteissa 15 3 911 138 ja 4 105 798 hapensiirtokyky riippuu kaasumais ten materiaalien kuten hapen liukoisuudesta. Näissä patenteissa esitetään, että perfluoratut materiaalit absorboivat 10-100 cm3 happea 100 cm3 kohti materiaalia 25°C lämpötilassa ja 760 elohopeamillimetrin paineessa.

20 Fluorattuihin materiaaleihin, jotka soveltuvat täs sä keksinnössä käytettäviksi, kuuluvat ne, joita yleisesti kutsutaan syklisiksi perfluorihiilivedyiksi sekä niiden johdannaiset.

Esimerkkejä ovat kemiallisesti inerttien C,-C18-25 polysyklisten yhdisteiden kuten bisyklononaanien (esim.

bisyklo(3.3.1)-nonaani, 2,6-dimetyylibisyklo-(3.3.1)-no-naani, 3-metyylibisyklo-(3.3.1)-nonaani ja trimetyylibi-syklo-(3.3.1 )nonaani); adamantaanin ja alkyyli-(C1-C6)-ada-mantaanien kuten metyyli- ja dimetyyliadamantaanin, etyy-30 li- ja dietyyliadamantaanin, trimetyyliadamantaanin, etyy-limetyyliadamantaanin, etyylidimetyyliadamantaanin ja tri-etyyliadamantaanin; metyylidiadamantaanin ja trimetyylidi-adamantaanin; metyyli- ja dimetyylibisyklo-oktaanien; tet-rahydrobinor-S:n, pinaanin, kamfäänin, dekaliinin ja al-35 kyylidekaliinien kuten 1-metyylidekaliinin ja 1,4,6,9-di-metanodekaliinin; bisyklo(4.3.2)-undekaanin, bisyklo- 10 84882 (5.3.0)-dekaanin, bisyklo-(2.2.1)oktaanin, trisyklo- (5.2.1.02,6)-dekaanin,metyylitrisyklo-(5.2.1.02,6)-dekaanin sekä vastaavien tai niiden seosten perfluoratut johdannaiset.

5 Heteroatomin sisältäviin perfluoriyhdisteisiin kuu luvat F-tributyyliamiini, F-tripropyyliamiini ja F-N,N-dimetyylisykloheksyylimetyyliamiini; perfluoroeetterit kuten F-2-butyylitetrahydrofuraani, F-2-butyylifuraani, F-hydrofuraani, F-(2,5,8-trimetyyli-3,6,9-trioksa-l-dodeka-10 nolin) 1,2,2,2-tetrafluorometyylieetteri ja muita hetero-yhdisteitä kuten F-N-metyylidekahydrokinoliini, F-l-metyy-lioktahydrokinolisiini, F-oktahydrokinolidiini ja F-N-syk-loheksyylipyrrolidiini.

Aromaattisiin ja alifaattisiin yhdisteisiin kuulu-15 vat F-naftaleeni, F-l-metyylinaftaleeni, F-n-metyylimorto liini, F-n-heptaani, F-dodekaani ja 1,2-bis-nonyylifluoro-butyylietyleeni. Monosyklisiin alifaattisiin yhdisteisiin kuuluvat F-trimetyylisykloheksaani, F-isopropyylisyklohek-saani, F-tetrametyylisykloheksaani, F-n-butyylisyklohek-20 saani, F-l-metyyli-4-isopropyylisykloheksaani, F-p-di-iso- propyylisykloheksaani ja vastaavat yhdisteet.

Määrätyt edelläesitettyjen materiaalien fluoriato-meista voidaan korvata muilla halogeeniatomeilla kuten bromilla. Näihin yhdisteisiin kuuluvat esimerkiksi mono-25 bromatut yhdisteet kuten l-bromopentadekafluoro-4-isopro- pyylisykloheksaani, 1-bromotridekafluoroheksaani, 1-bromo-pentadekafluoro-oktaani, l-bromopentadekafluoro-3-isopro-pyylisyklopentaani ja perfluoro-l-bromobutyyli-isopropyy-lieetteri tai näiden polybromatut johdannaiset.

30 Perfluorattuihin C8- tai alempiin materiaaleihin ja aina C18- tai korkeampiin materiaaleihin kuuluvat niiden osittain bromatut analogit sekä useiden eri perfluoroyh-disteiden seokset ja niitä voidaan myös käyttää tässä keksinnössä.

35 Ne edellämainituista fluoratuista yhdisteistä, jot ka ovat kiinteitä ympäristönlämpötilassa, voidaan liuot- li 11 84882 taa sopivaan liuottimeen tai muihin perfluoriyhdisteisiin, jotka ovat nesteitä ympäristönlämpötilassa ja saatua seosta voidaan käyttää keksinnönmukaisen dispersion muodostamiseen. "Neste" tässä esitteessä kuvailtaessa fluoriyhdis-5 teitä tarkoittaa joko fluoriyhdistettä, joka sinänsä on nestemäinen ympäristönlämpötilassa ja kiinteän fluoriyh-disteen liuosta fluoriyhdistettä olevassa liuottimessa.

Suositeltavia perfluoriyhdisteitä tässä keksinnössä käytettäviksi niiden suhteellisen inerttiyden (kemiallisen 10 ja biologisen), hyvän dispergoitavuuden ja viipymisajan perusteella ovat US-patentin 4 105 798 mukaiset perfluori-C9-C18-polysykliset hiilivedyt ja erikoisesti F-dimetyyli-adamantaani, F-trimetyylibisyklo-(3.3.1)-nonaani, F-tri-syklo( 5.2.1.02'6) -dekaani, F-metyylitrisyklo- ( 5.2.1.02,6) - 15 dekaani, F-bisyklo-(5.2.0)-dekaani ja F-metyylibisyklo- (5.2.0)dekaani mukaanluettuina näiden isomeerit ja näiden yhdisteiden seokset, esimerkiksi F-dimetyyliadamantaanin ja F-trimetyylibisyklo-(3.3.1)-nonaanin painosuhdealueella 90:10 - 10:90 olevat seokset.

20 Suositeltavia dispergoivia aineita perfluoriyhdis- teiden dispergoimiseksi tasaisesti vesipitoiseen väliaineeseen ovat ei-ioniset pinta-aktiiviset aineet. Eräissä keksinnönmukaisissa koostumuksissa ja järjestelmissä erikoisesti niissä tapauksissa, joissa dispersioita käytetään 25 ei-sisäisesti, kuten topikaalisessa tai paikallisessa hoidossa, voidaan käyttää ionisia tai amfoteerisiä pinta-ak-tiivisia aineita perfluoriyhdisteiden dispergoimiseen. Koska systeemiset käsittelyt vaativat yhdisteiden fysiologisen hyväksyttävyyden huolellista huomiota, kuten isoto-30 nisen luonteen huomioimista, ovat ioniset pinta-aktiiviset aineet vähemmän edullisia, vaikka on mahdollista kompensoida tai heikentää niiden ionista luonnetta valmistamalla dispersiot elektrolyyttien tai muiden lisäaineiden kanssa.

Sopiviin ei-ionisiin pinta-aktiivisiin aineisiin 35 kuuluvat alifaattiset materiaalit kuten oksietyleeni- tai oksipropyleeni-homopolymeerit tai etyleenioksidin ja pro- i2 84 882 pyleenioksidin segmenttipolymeerit, jotka muodostuvat hydrofobisesta propyleenioksidiosasta yhdistettynä yhden tai useamman hydrofiilisen etyleenioksidisegmentin kanssa, esimerkiksi nimellä "Pluronic" (kauppanimi) tunnetut pin-5 ta-aktiiviset aineet, joita myy BASF-Wyandotte, Inc. Vä hemmän edullisia aromaattisia tyyppejä voidaan myös käyttää, kuten alkyylifenoksipolyetoksietanoleja, joissa on noin 7-18 hiiliatomia sisältäviä alkyyli-ryhmiä ja 1-60 tai useampia oksietyleeniyksiköitä, esimerkiksi metyyliok-10 tyylifenoksipolyetoksietanoleja,nonyylifenoksipolyetoksi- etanoleja, dodekyylifenoksipolyetoksietanoleja ja vastaavia; metyleenillä yhdistettyjen alkyylifenolien johdannaisia; edellä mainittujen rikkipitoisia analogeja; pitkäket-juisten karboksyylihappojen kuten lauriini-, myristii-15 ni-, palmitiini- ja öljyhapon etyleenioksidijohdannaisia sekä vastaavien happojen tai happoseosten etyleenioksidi-johdannaisia, joita löytyy taliöljystä ja jotka sisältävät 1-60 oksietyleeniyksikköä molekyyliä kohti; ja pitkäket-juisten tai haaroittuneiden amiinien kuten dodekyyliamii-20 nin, heksadekyyliamiinin ja oktadesyyliamiinin analogisia etyleenioksidikondensaatteja, jotka sisältävät 1-60 oksi-etyleeniryhmää.

Luonnossa esiintyvät emulgoivat aineet ja niiden johdannaiset ovat myös käyttökelpoisia. Näihin kuuluvat 25 alginaatit, selluloosajohdannaiset kuten metyyliselluloosa ja karboksimetyyliselluloosa, vesiliukoiset kumit kuten arabikumi ja traganttikumi, fosfolipidit (kuten lesitiini ja munankeltuaisen fosfolipidi, kuten US-patentissa 4 397 870 (Sloviter) on esitetty) sekä sterolit.

30 Ei-ioniset, fluoria sisältävät pinta-aktiiviset ai neet ovat erikoisen edullisia. Fluoratut alkyyliesterit muodostavat näiden pinta-aktiivisten aineiden erään luokan ja myy niitä kaupallisesti 3M Company kauppanimillä FC-93, FC-95, FC-128, FC-143, FC-430 ja FC-431.

35 Vielä edullisemmat ei-ioniset, fluoripitoiset pin ta-aktiiviset aineet, niiden erinomaisen kyvyn vuoksi muo- i3 84 882 dostaa dispersioita, joissa pienen osaskoon omaava alue säilyy verrattain pitkiä aikoja, suuruusluokkaa 35 viikosta vuoteen tai kauemminkin, jopa huoneenlämpötilassa, ovat fluorattuja aminoamidioksideja, joita on esitetty US-pa-5 tenteissä 3 828 085 (Price et ai) ja 3 547 995 (Bartlett). Näitä yhdisteitä esittää yleisesti kaava (1).:

RfCON-RQ (1)

Y

10 jossa Rf on 1-25 hiiliatomia sisältävä perfluorialkyylira-dikaali tai polyfluorialkoksialkyyliradikaali, jossa al-koksiryhmä voi sisältää noin 3-40 hiiliatomia ja jolloin vähintäin pääosa siitä on perfluorattua ja alkyyliryhmä 15 voi sisältää noin 2-40 hiiliatomia, fluorattuna tai fluo-raamattomana; Y on vety tai 1-6 hiiliatomia sisältävä al-kyyli; R on kaavan -C H_ -z 2z 20 mukainen alkyleeniradikaali, jossa z on kokonaisluku välillä 1-6 ja Q on kaavan R5 25 -N-R° 4- 0 mukainen alifaattinen amiinioksidiradikaali, jolloin R5 ja R6 ovat molemmat 1-6 hiiliatomia sisältäviä alkyyliradikaa-30 leja tai hydroksipäätteisiä, 2-6 hiiliatomia sisältäviä alkyyliradikaaleja. Kaikissa tapauksissa alkoksi-, alkyy-li- ja alkyleeni-ryhmät voivat olla suoraketjuisia tai haaroittuneita.

Edellä esitettyjen patenttien mukaisia suositelta-35 via pinta-aktiivisten aineiden alaluokkia ovat seuraavien kaavojen (2) ja (3) mukaiset: i4 84882 o o

CnF2n*l0(CF2>J^NH<CH2>y“llR2 <2> jossa n on vähintäin 3 (edullisesti 3-10), x on vähintäin 5 2 (edullisesti 2-6), y on vähintäin 1 (edullisesti 2-6) ja R1 sekä R2 ovat toisistaan riippumatta, 1-6 hiiliatomia sisältäviä alkyyliradikaaleja; ja O 0 10 cnF2n+l=NH(CH2)z“,,R2 (3) jossa n on vähintäin 3 (edullisesti 3-10), z on vähintäin 1 (edullisesti 2-6) ja R1 sekä R2 ovat toisistaan riippumatta 1-6 hiiliatomia sisältäviä alkyyliradikaaleja.

15 Määrättyjä kaavan (1) mukaisia amidoamiinioksideja on esitetty US-patentin 3 828 085 esimerkeissä 1-6, nimittäin O 0 M * 2° cf3(cf2)6cnh(ch2)3n(ch3)2 0 0 B t (cf3)2cfo(cf2)3cnh(ch2)3n(ch3)2 25 0 0

Il t (CF3)2CF0(CF2)5CNH(CH2)3N(CH3)2 o o H t (CF3)2CF0(CF2)7CNH(CH2)3N(CH3)2 30 S ? (CFg)2CF0(CF2)sCNH(CH2)3N(C2H5)2 ? ? 35 (CF3)2CFO(CF2)g(CH2)10CNH(CH2)3N(C2H5)2 is 84882

Alkuperäisen dispersion muodostamiseksi voidaan käyttää tavanomaisia valmiita perfluoriyhdisteen dispersioita tai dispersiot voidaan valmistaa sekoittamalla per-fluoriyhdistettä ja pääpinta-aktiivista ainetta veteen 5 sellaisina määrinä ja osuuksina, jotka antavat tasaisia dispersioita. Tyypilliset määrät ovat 5-75 % (paino/tila-vuus) perfluoriyhdistettä ja noin 1,0 - 15 % (paino/tila-vuus) pinta-aktiivista ainetta dispersion kokonaistilavuudesta laskettuna, s.o. 5-7 g perfluoriyhdistettä ja 1-15 g 10 pinta-aktiivista ainetta 100 millilitraa kohti kokonais-dispersiota. Suositeltavat määrät ovat noin 5-25 % (pai-no/tilavuus) perfluoriyhdistettä ja noin 2-10 % (paino/ti-lavuus) pinta-aktiivista ainetta samoin laskettuna. Kuitenkin keksintö sallii nyt, normaalikäytäntönä, disper-15 sioiden valmistamisen, joissa perfluoriyhdistettä on aluksi läsnä noin 25-60 % (paino/tilavuus) ja pääpinta-aktiivista ainetta on aluksi läsnä noin 10-20 % (paino/tila-vuus), edullisesti noin 5-10 % (paino/tilavuus).

Vesidispersiot (sekä alunperin että lopuksi) taval-20 lisemmin muodostuvat emulsioista, edullisesti öljy-vedes-sä-tyyppisestä, mutta kuuluu niihin myös vesi-öljyssä-tyyppisiä emulsioita. Eräissä tapauksissa emulsioiden osaskoko on erittäin pieni ja näyttävät ne läpinäkyviltä tai liuosmaisilta paljain silmin. Mikroemulsioilla, jotka 25 voidaan valmistaa US-patentin 3 828 085 mukaisten disper-goivien aineiden kanssa, on tämä ominaisuus ja ovat ne suositeltavia. Kolloidiset suspensiot, vaikka niiden käyttö ei ole poissuljettu tässä keksinnössä, ovat vähemmän suositeltavia, erikoisesti systeemisessä annostelussa nii-30 den suuremman osaskokoalueen ja huonomman stabiilisuuden vuoksi. Perfluoriyhdisteen, veden ja pinta-aktiivisen aineen seos dispergoidaan jollain tavanomaisella sekoitusta-valla, esimerkiksi sekoittamalla käsin, ilmastamalla, pot-kurisekoituksen, turbiinivaikutuksen, kolloidisen jauha-35 tuksen, homogenoinnin, suurtaajuus- tai ultraäänivärähte-lyn ja vastaavan menettelyn avulla mukaanluettuina näiden ie 84882 menettelyjen yhdistelmät. Useimmissa tapauksissa emulgoi-tuminen on tehokas ympäristönlämpötilassa. Kuitenkin eräitä edellä mainittuja sekoitustapoja käytettäessä voi lämpöä kehittyä liikaa emulsion muodostamisen aikana ja voi-5 daan se poistaa tunnetuilla tavoilla, esimerkiksi jäähdy-tysvaippaa käyttämällä. Mekaanisen energian syötön määrä eri sekoitusvälineistä voi vaihdella huomattavasti riippuen esimerkiksi käsiteltävän materiaalin määrästä ja käytetystä laitteesta. Edullisesti valmistetaan ensin karkea 10 emulsio heikosti sekoittamalla kuten Waring-sekoittimen avulla. Emulsio siirretään sitten homogenisaattoriin emul-goitumisen saattamiseksi loppuun ja alkuperäisen dispersion muodostamiseksi.

Toisessa vaiheessa valmistettaessa keksinnönmukai-15 siä dispersioita dispersion periluoriyhdistefaasi väkevöi-dään ensimmäisen faasin muodostamiseksi, joka käsittää väkevöityneenä perfluoriyhdistettä sisältäviä osasia komp-leksoituneen pinta-aktiivisen aineen kanssa sekä toisen, vesipitoisen faasin muodostamiseksi. Eräs menetelmä väke-20 vöimiseksi on suurinopeuksinen linkoaminen, esimerkiksi nopeulla 10 000 - 20 000 rpm noin 0,5-3 tunnin ajan. Linkoamisen nopeus ja kesto riippuvat perfluoriyhdisteen tyypistä ja osuudesta dispersiossa (mitä ohuempaa tai mitä pienempi perfluoriyhdisteen määrä, sitä suurempi on no-25 peus). Eräissä seosten linkoamisissa tuloksena on kirkas, yläpuolinen nestekerros, joka nousee pintaan ja perfluoriyhdistettä sisältävä kerros, joka laskeutuu astian pohjaan. Poikittaisvirtaussuodatus (esitetään seuraavassa) on myös kaupallisesti tutkittu menetelmä, joka voidaan sovel-30 taa perfluoriyhdistefaasin jatkuvaan suodatukseen.

Tämän esittelyn mukaan alan asiantuntija voi valita olosuhteet, jotka antavat halutun perfluoriyhdistefaasin väkevöitymisen asteen. Edullisesti väkevöityminen on sellainen, että vähintäin 50 painoprosenttia dispersiossa 35 alunperin olevasta pinta-aktiivisesta aineesta poistuu vesipitoiseen faasiin. Edullisesti korkeintaan 90-95 pai- li i7 84 8 82 noprosenttia pinta-aktiivisesta aineesta poistetaan. Pin-ta-aktiivisen aineen poiston rajat riippuvat kussakin tapauksessa käytetyn määrätyn dispersion ominaisuuksista, mutta alan asiantuntija voi määrätä ne esillä olevan esit-5 teen valossa. Kaikissa tapauksissa väkevöityrnisen aste ei ole niin suuri, että dispersio murtuu tai vaikutetaan haitallisesti väkevöidyn emulsion kykyyn dispergoitua uudestaan keksinnönmukaisen menetelmän kolmannessa vaiheessa lisättävään veteen.

10 Keksinnön kolmannessa vaiheessa nämä kaksi faasia eroitetaan fysikaalisesti toisistaan dekantoimalla tai vastaavalla tavalla, jolloin väkevöity perfluoriyhdiste-faasi poistetaan vapaata pinta-aktiivista ainetta sisältävästä vesipitoisesta faasista.

15 Edellä esitetty toisen ja kolmannen vaiheen kuvaus on peräkkäinen väkevöinti- ja eroitustapahtuma. Nämä vaiheet voidaan suorittaa myös samanaikaisesti mikrosuodatuk-sen avulla (tunnetaan myös "ultrasuodatuksen" nimellä). Tämän keksinnön mukaisten dispersioiden osaskoot ovat 20 alueella noin 0,05 - 10 mikrometriä ja siten mikrosuodatus voi olla käytännöllinen menetelmä samanaikaista emulsion väkevöintiä varten väkevöidyn perfluoriyhdistefaasin muodostamiseksi ja tämän faasin eroittamiseksi vesipitoisesta faasista. Sopiviin mikrosuodatusmembraaneihin kuuluvat 25 tuotteet, joita myy Millipore Company ja Amicon Corporation, kuten esimerkiksi US-patenteissa 3 615 024 ja 3 856 569 on esitetty. Mikrosuodatuksessa dispersiota syötetään membraanin toiselle pinnalle ja paine-ero muodostetaan membraanin ylitse siten, että osa dispersiosta (vesi-30 pitoinen faasi) kulkee membraanin lävitse. Membraanin tu lopuolelle Jäävä osa on perfluoriyhdistefaasia. Paine- tai tyhjiösuodatusta tai dekantointia voidaan käyttää mikro-suodatuksen yhteydessä haluttaessa. Painesuodatus on edullisempi kuin tyhjiösuodatus vaahtoamistaipumuksen vuoksi 35 tyhjiösuodatuksessa.

is 84882

Keksinnönmukaisen dispersion valmistuksen viimeisessä vaiheessa eroitettua väkevöityä perfluoriyhdiste-faasin materiaalia, joka muodostuu perfluoriyhdisteen osasista, jotka sisältävät pienen, pinta-aktiivisen aineen 5 jäännösmäärän niiden kanssa kompleksoituneena, sekoitetaan vesipitoisessa väliaineessa (kuten tislatussa tai steriloidussa vedessä) materiaalin dispergoimiseksi uudestaan. Käytetään tavanomaisia liikutus- tai sekoitusvälineitä ja olosuhteita. Perfluoriyhdisteen määrä lopullisessa disper-10 siossa on edullisesti noin 20-75 % (paino/tilavuus) ja pääpinta-aktiivisen aineen määrä on noin 0,1 - 3 % (paino/tilavuus). Sisäiseen terapeuttiseen käyttöön tarkoitettujen lopullisten dispersioiden keskimääräinen osaskoko on noin 0,5 - 0,6 mikrometriä ja edullisesti sen keskimääräi-15 nen osaskoko säilyy pienempänä kuin 0,3 mikrometriä (esimerkiksi 0,1 - 0,28 mikrometriä) pitkiä aikoja, suuruusluokkaa 35 viikkoa tai kauemmin, huoneenlämpötilassa, mikä osoittaa hyvää stabiilisuutta.

Poikkivirtaussuodatusta voidaan käyttää epäsuotavan 20 pinta-aktiivisen aineen pitoisuuden vähentämiseksi jatkuvasti alkuperäisen dispersion vesifaasissa ja lopullisen dispersion muodostamiseksi, jossa perfluoriyhdistemateri-aalin väkevyys on haluttu. Tässä menetelmässä vesipitoista väliainetta (joka ei sisällä pinta-aktiivista ainetta, 25 joka halutaan poistaa) lisätään aika ajoin tai jatkuvasti suodatusastiaan, johon alkuperäinen perfluoridispersio on lisätty. Kun suodatus etenee perfluoriyhdistefaasin väkevöityessä ja eroittuessa dispersiosta, lisätty vesipitoinen väliaine korvaa tai poistaa pesemällä alkuperäisen 30 dispersion vesifaasin. Tämä aiheuttaa alkuperäisen dispersion vesifaasin valvotun laimentumisen niin, että epäsuo-tavaa pinta-aktiivista ainetta sisältävää vettä poistetaan ja epäsuotavan pinta-aktiivisen aineen pitoisuus jäljellä olevassa vesifaasissa huomattavasti vähenee tai poistuu. 35 Tällöin saadaan myös perfluoriyhdistefaasin materiaalin haluttu väkevyys.

Il i9 84 882

Haluttaessa myrkytöntä lisäpinta-aktiivista ainetta (kuten lesitiiniä tai munankeltuaisen fosfolipidiä) voidaan lisätä vesipitoiseen väliaineeseen uudelleendisper-goinnin aikana tai sen jälkeen uudelleendispergoitumisen 5 edistämiseksi. Noin 0,1 - 5 % (paino/tilavuus) tällaista pinta-aktiivista ainetta voi olla eduksi. Muita aineita voidaan haluttaessa lisätä uudelleendispergoinnin aikana lisäpinta-aktiivisen aineen asemasta tai sen lisäksi kuten kytkentäaineita, kryogeenisiä aineita ja vastaavia. Saatu 10 dispersio on maitomainen tai läpinäkyvä riippuen perfluo-riyhdisteestä, pinta-aktiivisista aineista ja niiden suhteista sekä muista lisäaineista.

Edellä esitettyä menetelmää keksinnön mukaisten dispersioiden valmistamiseksi voidaan muuntaa väkevöidyn 15 perfluoriyhdistefaasin muodostavien osasten keräämiseksi, seulomiseksi tai luokittelemiseksi halutun osaskokoalueen saamiseksi tai sen avustamiseksi lopulliseen dispersioon. Kaupallisia linkoamisjärjestelmiä, joita on kehitetty esimerkiksi antibioottien, proteiinimolekyylien ja virusten 20 talteenottoa ja väkevöintiä varten, voidaan helposti soveltaa keksinnönmukaisia osasia sisältävän perfluoriyhdis-teen eroittamiseksi ja/tai luokittelemiseksi ja komplek-soitumattoman pinta-aktiivisen aineen poistamiseksi. Osasten suuri tiheys verrattuna dispersioiden vesifaasiin te-25 kee nämä järjestelmät hyvin sopiviksi keksintöä sovellettaessa. Lisäksi eroitus ja luokitus voidaan suorittaa erittäin tai jatkuvasti riippuen linkoamislaitteen tyypistä.

Esimerkiksi De Laval vastavirtaerotin käsittää sy-30 linterin, joka pyörii pystyakselinsa ympäri ja jossa on aukkoja sijoitettuina säteittäisesti toisistaan erilleen vaakatasossa olevaan peitelevyyn yläosassa ja alkuperäistä dispersiota voidaan syöttää laitteeseen alapäästä. Dispersio nousee sylinterissä sisäseinän yläpuolelle ja osaset 35 jakautuvat sitten levyn aukkojen lävitse useisiin virtauksiin siten, että halutut hienojakoiset osaset voidaan 2o 8 4 8 82 eroittaa epäsuotavista, karkeista osasista. Samanaikaisesti poistetaan kompleksitoutumatonta pinta-aktiivista ainetta sisältävä vesipitoinen faasi. Johonkin virroista voidaan suorittaa jatkolajittelu tai jokin virtauksista 5 voidaan johtaa uudelleendispergointiasemaan lopullisen dispersion valmistamista varten.

Sylinterimäinen maljalinko sallii edelläesitetyn sylinterimäisen lingon tavalla lajittelun lisäksi myös perfluoriyhdistefaasin jatkuvan väkevöimisen, eroittelun 10 ja uudelleendispergoinnin. Tässä järjestelmässä alkupe räistä dispersiota syötetään lähelle pyörivän maljan alinta kohtaa. Perfluoriyhdistefaasi eroittuu sitten vesipitoisesta faasista ja jakautuu useiksi kerroksiksi maljan sisäseinälle osasten koon mukaan. Halutun koon omaavat 15 perfluoriyhdisteen osaset, jotka sisältävät kompleksoitu- neena pinta-aktiivista ainetta, voidaan sitten ottaa talteen ja johtaa uudelleendispergointiin, kun taas osaset, joiden koko ei ole haluttu, voidaan poistaa tai palauttaa takaisin alkuperäisen dispersion muodostamiseksi. Vesipi-20 toinen faasi, joka sisältää alkuperäisestä dispersiosta eroitettua vapaata pinta-aktiivista ainetta, voidaan hävittää, ottaa talteen tai palauttaa takaisin perfluoriyh-disteen alkuperäisen dispersion muodostamisvaiheeseen.

On myös käytännöllistä käytettäessä muita tunnettuja jär-25 jestelmiä välttää perfluoriyhdistefaasin täydellistä eroittamista alkuperäisen dispersion vesifaasista ja muodostaa jatkuvasti lopullista dispersiota. Eräs tällainen menetelmä on vastavirtaan suoritettu keskipakokromatogra-fia. Tässä menettelyssä väkevöidään jatkuvasti alkuperäis-30 tä dispersiota ja se luokitellaan haluttujen osaskoko- alueiden mukaan, vapaata peruspinta-aktiivista ainetta sisältävä vesipitoinen väliaine poistetaan ja vesipitoista väliainetta (lisäpinta-aktiivisen aineen kanssa tai ilman sitä) lisätään uudelleendispergointiin.

35 Edellä esitettyjä ja muita menetelmiä keksinnön mu kaisen menetelmän suorittamiseksi erittäin, jatkuvasti tai 2i 84882 puolijatkuvasti on esitetty teknillisessä kirjallisuudessa kuten kirjassa "Handbook of Separation Techniques for Chemical Engineers", Schwitzer, P.A., julkaisija McGraw-Hill Book Co., New York, 1975, erikoisesti kappale 4,5, jonka 5 nimi on "Centrifugation".

Muodostettaessa lopuksi keksinnönmukaisia dispersioita systeemistä annostusta varten, on edullista lisätä elektrolyyttejä ja muita materiaaleja dispersioiden muodostamiseksi fysiologisesti hyväksyttäviksi (kuten isotoo-10 nista ainetta imettäväisen solujen suhteen) ja säätää tarvittaessa pH-arvo. Sopiva pH-alue on 7,2 - 7,4. Niiden lisäaineiden joukkoon, joita tavallisesti käytetään nesteiden muodostamiseksi fysiologisesti hyväksyttäviksi, kuuluvat puskurit kuten natriumkarbonaatti ja seokset ku-15 ten Ringer'in liuos. Muita materiaaleja, joita tavallisesti käytetään farmaseuttisissa valmisteissa ja jotka asian-tuneva valmistaja tuntee, voidaan myös lisätä dispersioihin. Näihin kuuluvat viskositeettia muuttavat aineet, stabiloivat aineet (esimerkiksi jäätymisen tai likaantumisen 20 aiheuttamaa hajaantumista vastaan, kryogeeniset säilytys-aineet, laimentimet, merkintäaineet ja vastaavat. Näistä lisäaineista voidaan mainita glyseriini, dimetyylisulfok-sidi, eri gelatiinit, sekä luonnosta saatavat että synteettiset polyolit kuten sorbitoli.

25 Käytettäessä keksinnön mukaisia dispersioita lääk keiden syöttöön lääke, jos se on riittävän lipofiilinen, voidaan sekoittaa perfluoriyhdisteen kanssa haluttuna osuuksina. Tätä seosta voidaan sitten käyttää muodostamaan alkuperäinen perfluoriyhdistefaasi, joka sitten muodoste-30 taan lopulliseksi perfluoriyhdisteen dispersioksi keksinnön mukaisen menetelmän avulla. Vaihtoehtoisesti voidaan lääkettä lisätä haluttu määrä väkevöityyn perfluoriyhdis-tefaasiin, joka saadaan keksinnönmukaisista väkevöinti- ja eroitusvaiheista, minkä jälkeen suoritetaan uudelleendis-35 pergointivaihe lääkettä sisältävän lopullisen dispersion muodostamiseksi. Kolmantena vaihtoehtona voidaan lääkettä 22 84882 lisätä lopulliseen perfluoriyhdisteen dispersioon tarvittava määrä. Lääkkeen lipofiilisuus perfluoriyhdistemateri-aalin suhteen on tärkeä huomioonotettava seikka valittaessa lääkkeitä tehokasta annostusta varten; mitä lipofiili-5 sempi lääke on, sitä parempi on sen annostelu, kuten edellämainitussa EP-hakemusjulkaisussa A-105584 on esitetty. Keksintöä kuvaillaan ja esitellään edelleen seuraavien esimerkkien avulla.

Esimerkki 1 10 Alkuperäinen emulsio valmistettiin tavanomaisella tavalla (US-patentti 4 105 798) liuottamalla Pluronic F-68 polyoksietyleenipolyoksipropyleenikopolymeeriä olevaa pinta-aktiivista ainetta (molekyylipaino noin 8200) tislattuun veteen 4,37 paino/tilavuus-prosentin pitoisuuteen 15 ja sitten lisäämällä liuokseen 25 paino/tilavuus-prosentin pitoisuuteen puhdistettua perfluorihiilivetyä (perfluori-yhdistettä), joka muodostui F-l,3-dimetyyliadamantaanin ja F-trimetyylibisyklo( 3.3.1)-nonaanin nestemäisestä seoksesta. Saatua koostumusta sekoitettiin ensin Waring-sekoitti-20 messa raa'an dispersion muodostamiseksi, joka sitten siirrettiin Mantin-Gaulin-homogenisointilaitteeseen ja sekoitettiin stabiilin, tasaisen, kirkkaan emulsion muodostamiseksi .

Yhtä suuret määrät emulsiota lisättiin ensimmäiseen 25 ja toiseen laboratoriolingon kahdesta putkesta ja lingot-tiin 30 minuuttia nopeudella 12 500 rpm keskipakovoiman vastatessa 20 000 olevaa suurinta g-arvoa perfluoriyhdis-tefaasin väkevöimiseksi. Kumpikin näyte eroittui yläpuoliseen faasiin ja pohjalla olevaan geelimäiseen perfluoriyh-30 distefaasiin, jolloin ensimmäisessä putkessa oli 28,7 g yläpuolista nestettä ja 15,4 g oli geeliä ja toisessa putkessa 28,5 g oli yläpuolista nestettä ja 15,5 g oli geeliä. Molempien putkien kaksi faasia eroitettiin dekantoi-malla ja kummankin yläpuolisen nesteen tiheyden havaittiin 35 olevan 1,0148, mikä osoittaa, että alkuperäisestä 25 prosentista perfluoriyhdistettä, 23,9 % oli geelissä ja vain li 23 8 4 8 8 2 1,1 % oli yläpuolisessa nesteessä. Toisesta putkesta saatua geeliä ravisteltiin 41 ml kanssa tislattua vettä ja sen havaittiin dispergoituvan hyvin oleellisesti läpinäkyväksi emulsioksi, joka sisälsi 20 paino/tilavuus-prosentt-5 ia perfluoriyhdistettä (kaasukromatograafisen analyysin mukaan). Osaskokoanalyysi laserspektroskopian avulla osoitti keskimääräiseksi osaskooksi 0,17 mikrometriä. Emulsio säilyi kirkkaana ja stabiilina 104 vuorokauden varastoinnin jälkeen 5°C lämpötilassa (keskimäärin). Tämän 10 ajan lopussa keskimääräinen osaskoko oli 0,24 mikrometriä. Koska alunperin muodostetun emulsion pääosa linkoamisen ja eroittamisen jälkeen oli nestemäistä materiaalia, jota ei käytetty uudelleendispergoinnissa, suurin osa alkuperäisestä pinta-aktiivisesta aineesta ei ollut läsnä uudel-15 leendispergoidussa emulsiossa; kuitenkin pieni mutta riittävä määrä oli jäänyt perfluoriyhdistefaasiin perfluoriyh-disteen uudelleendispergoimisen sallimiseksi ravisteltaessa sitä tislatun veden kanssa. Täten lopullinen dispersio sisälsi voimakkaasti vähentyneen määrän pinta-aktiivista 20 ainetta verrattuna siihen määrään, joka oli läsnä alkuperäisessä emulsiossa ja oleellisesti pinta-aktiivinen aine kokonaisuudessaan lopullisessa emulsiossa pysyi komplek-soituneena perfluoriyhdisteen osasten kanssa ja vain vähäinen määrä, jos lainkaan, siirtyi jatkuvaan faasiin.

25 Esimerkki 2

Toisessa kokeessa, joka suoritettiin oleellisesti esimerkissä 1 esitetyllä tavalla, alkuperäisen, tavanomaisesti valmistetun, stabiilin ja yhtenäisen emulsion, joka sisälsi 25 paino/tilavuus-prosenttia samaa perfluoriyhdis-30 tettä, 4,37 paino/tilavuus-prosenttia samaa pinta-aktiivista ainetta Ja 1,25 paino/tilavuus-prosenttia glyserii-niä (kryogeenisenä aineena), viskositeetin havaittiin olevan 2,5 sentipoisea huoneenlämpötilassa ja sen keskimääräinen osaskoko oli 0,11 mikrometriä, jolloin vähemmän 35 kuin 1 % osasten koosta ylitti 0,3 mikrometriä. Emulsiota lingottiin nopeudella 3500 rpm 6,1 tuntia keskipakovoiman 24 84882 vastatessa 3100 olevaa suurinta g-arvoa (painovoiman arvoa), jolloin kaksi faasia eroittui yläpuoliseksi neste-kerrokseksi ja geelimäiseksi perfluoriyhdistettä olevaksi pohjakerrokseksi. Geeli eroitettiin yläpuolisesta nestees-5 tä ja osia geelistä dispergoitiin uudestaan tislattuun veteen, joiden määrät olivat riittävät muodostamaan kaksi emulsiota, emulsion A, joka sisälsi 25 paino/tilavuuspro-senttia perfluoriyhdistettä ja 1,9 paino/tilavuusprosent-tia pinta-aktiivista ainetta ja emulsion B, joka sisälsi 10 50 paino/tilavuus-prosenttia perfluoriyhdistettä ja 3,4 paino/tilavuus-prosenttia pinta-aktiivista ainetta.

Pinta-aktiivisen aineen määrät lopullisissa emulsioissa perfluoriyhdisteen pitoisuuksien suhteen osoittivat, että pääosa alunperin muodostetun dispersion pinta-15 aktiivisesta aineesta oli poistunut yläpuolisen nesteen kanssa. Lopulliset emulsiot olivat kirkkaita, tasaisia ja stabiileja. Emulsion A viskositeetti oli 1,3 sentistokea. Emulsion B viskositeetti oli 3,1 sentistokea. Viskositeettiä esittävästä käyrästä alkuperäisten ja lopullisten per-20 fluoriyhdisteen pitoisuuksien suhteen voitiin todeta, että keksinnön mukaan valmistettu emulsio voi sisältää noin 42,7 paino/tilavuus-prosenttiin saakka perfluoriyhdistettä ilman viskositeetin kasvua alkuperäiseen emulsioon verrattuna. Tämä esimerkki siten osoittaa keksinnön avulla saa-25 tavan kyvyn alentaa pinta-aktiivisen aineen pitoisuutta oleellisesti, jolloin saadaan kuitenkin, hyväksyttävällä viskositeetilla, perf luoriyhdisteen suurempia pitoisuuksia kuin aikaisemmin on pidetty mahdollisena ilman, että heikennetään emulsion tasaisuutta, selkeyttä ja stabiilisuut-30 ta.

Esimerkki 3

Suoritettiin sarja kokeita keksinnön mukaan valmistettujen, uudelleenmuodostettujen emulsioiden osaskokojen, viskositeettien ja stabiilisuuksien tutkimiseksi perfluo-35 riyhdisteen ja pinta-aktiivisen aineen pitoisuuksien suh teen tavanomaisesti valmistettuihin emulsioihin verrattu!- li 25 84882 na. Perfluoriyhdiste ja pinta-aktiivinen aine olivat samat kuin esimerkissä 2. Kaikki erot aineosien pitoisuuksissa ja tesiolosuhteissa on esitetty seuraavassa taulukossa I testitulosten kanssa, jolloin "PFC" tarkoittaa perfluori-5 yhdistettä. Kokeet 1, 4 ja 5 vastaavat esimerkin 2 kokeita. Koe 10 on esimerkin 1 koe. Kokeet 1-3 ovat vertailuja, s.o. alkuperäisiä, tavanomaisesti valmistettuja stabiileja emulsioita, joita ei lingottu kuten niitä emulsioita, joita käytettiin kokeiden 4-10 uudelleenmuodostettujen emul-10 sioiden valmistamiseksi.

Kokeiden 4-9 uudelleenmuodostetut emulsiot valmistettiin, kuten esimerkissä 2 on esitetty, s.o. linkoamalla kokeen 1 vertailuemulsion näytteitä, eroittamalla muodostuneet geeli- ja yläpuoliset kerrokset ja dispergoimalla 15 geelit uudestaan tislattuun veteen, joiden määrät ovat riittävät antamaan esitetyt perfluoriyhdistepitoisuudet. Pinta-aktiivisen aineen pitoisuudet laskettiin eroituksena alunperin tunnettujen pitoisuuksien ja eroitettujen, yläpuolisten liuosten pitoisuuksien välillä. Alkuperäiset 20 pinta-aktiivisen aineen pitoisuudet ja perfluoriyhdisteen pitoisuudet määrättiin tiheyden ja perfluoriyhdisteiden kromatograafisen analyysin mukaan.

Tulokset osoittavat, että stabiileja, pienviskoosi-sia emulsioita voidaan valmistaa tehokkaasti keksinnön 25 mukaan, jolloin ne sisältävät huomattavasti suurempia pitoisuuksia perfluoriyhdistettä ja pienempiä pitoisuuksia pinta-aktiivista ainetta, kuin aikaisemmin on ollut mahdollista. Siten emulsioiden kaasunsiirtokyky on suurempi ja niiden pinta-aktiivisen aineen aiheuttama myrkyllisyys 30 pienempi ja tarjoavat ne siten huomattavasti kasvaneita terapeuttisia etuja.

26 84882 3* ^ m ·η ή μ ο£ΰ *5 g ns <D ·Η

i? s W „ — £ »nr^ ιλο w-im o X O

i 5 8 ^ ~ 22 <r^r oo o en cc -j· > o Tj '2 o o o oo o o cT' o o '“J * - (tj <0 Λ g > h -h

Hl (Ö <H Λί tn -h nJ O tn

Jr| tn -H +J tT> Q) ιλ·λ tn c x giäjiie ns cT ^ rT' £ l! _

Hrl φ ά > Ή (O

Q > $ O (0 --——--- rt TI > g 2L o to a ς ω > οι ό •j 5 On 0> 0^ On O On O ΟΊ00 o Ti 00 CO 00 <T CN <T <N <J vj rt ,1¾ S turo CNt^iNtM^CMin CN — ^ £ n J e „„„ —. cm „οι n o tl) >

:r?tn Q ^ T" _> " ^ · X

i—i a; \ ~ ~ - ^ <-> — tn o—.

>< C O' X 3 --- rj cq tn m m m m * ? !

P · Φ r- n- _ H E

.5^ -5 <H_r^co^o><i cr' <r en 01 O' ^ "q 111 ·-! tn .-. tn*~ r4~ O C Cn

-= O -H

H O S O

rt» d 03 O

_ o r- jjTl il il 1/1 'T oo <r aa vj cn on Φ 0) ~ ^ cs_ <Γ^ cn_ <3·^ cm o

M »8 3) *“·**·— OO OO 0~ O C

_ >1 >1 m-UvO-H

9 e rt tn 4J ·Η

3 g u tn <u os 4J

3 jj» rj <0 -P Λ -P

»H {(o (S in in m m o un o in in in Ή >i Qqj

3 > P-ι (NtNtsi cNm <n in <n<n cn -h :r0 4J

m -----------P Ai C >i 03 to -h :«j •H ft ‘ Ή Jt

1 E O 4J

3 :ttl X +j ·' X rQ .. „„ „„ m 7» 5 ίίίΐ1

C iii ~~ «_ ·*.·>» —.C -H 4-> C

•I_| Cp NO ιΟ Ό nö n£> vO O <D iH ·Η (fl •3 <0 tu n a

------e Dl O E

. . 0 0 3 0

- · - .·; 3 4J tn O

. -!: Λ a)

C tn O rH 4J JJ

:-: Ile ... § § § § g g - § m SS

- * .S n n, min mm mm <nj -M ·Ηβ : : : mm mm mm ^a> 60*

mm%i , — ’ — —————————— "— 1 H » «*> '*.' I II· T3 Ό id *H

....: S HJ, -h ro o 3 .2ΰ e a <u x tr at ,5 s e ω |a^ ° ^ °° - - co s s 1 o, h h

- -P C Ή 3 O

ciOe t) < U 3 Ή $|i&| s «g ΐ s -^7____ :(0 M O X (1)

ii ---— -r-ι 3 X -H 4J

q 0 m m e

% ^ ~ 04 ” * ^ 'Of- eo «n o -H J a * H

/ s 13 « i

Claims (7)

27 84 8 82

1. Menetelmä kaasun- tai lääkkeensiirtoaineena käytettävän stabiilin, homogeenisen, vesipitoisen perfluori- 5 hiilivetyemulsion valmistamiseksi, tunnettu siitä, että vesipitoisen emulsion perfluorihiilivetyfaasi konsentroidaan, jolloin emulsio muodostuu ensimmäisestä faasista, joka sisältää perfluorihiilivetyä ja sen kanssa kompleksoitunutta pääpinta-aktiivista ainetta, ja toisesta 10 faasista, joka sisältää vettä ja kompleksoitumatonta pinta-aktiivista ainetta, konsentroitu perfluorihiilivetyfaasi erotetaan vesipitoisesta faasista ja uudelleendisper-goidaan vesipitoisen väliaineen kanssa, jonka määrä on riittävä perfluorihiilivetyfaasin dispergoimiseksi uudel-15 leen ja siten lopullisen emulsion muodostamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoinen faasi erotetaan oleellisesti kokonaisuudessaan perfluorihiilivetyfaasista.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että uudelleendispergointivaihees- sa lisätään lisäpinta-aktiivista ainetta määrä, joka on riittävä edistämään konentroidun perfluorihiilivetyfaasin uudelleendispergointia.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen mene- 25 telmä, tunnettu siitä, että perfluorihiilivetyfaa sin konsentrointi suoritetaan sentrifugoimalla.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pääpinta-aktiivisen aineen määrä lopullisessa emulsiossa on pienempi kuin sen 30 määrä alkuperäisessä emulsiossa.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkuperäinen emulsio valmistetaan sekoittamalla perfluorihiilivedyn ja pääpinta-aktiivisen aineen seosta vesipitoisessa väliaineessa.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että alkuperäisestä emulsiosta erotetaan perfluorihiilivetyfaasi, jonka hiukkasko- 28 84 882 ko on alueella 0,05 - 0,6 μπι, ja tämä perfluorihiilivety-faasi dispergoidaan uudelleen, jolloin mainitun hiukkasko-koalueen ulkopuolelle jäävä materiaali mahdollisesti palautetaan alkuperäisen emulsion valmistamista varten. 5 29 84 882