FR2541580A1 - Nouveau produit de contraste pour radiologie, a base de composes organiques fluoro-bromes - Google Patents

Abstract

NOUVEAU PRODUIT DE CONTRASTE, CONSTITUE PAR UN OU PLUSIEURS ETHERS DE COMPOSES ALIPHATIQUES PERFLUORES, BROMES, DONT CHAQUE GROUPE RELIE A L'OXYGENE EST EN C A C. LE PRODUIT EST TEL QUEL OU EN DISPERSION AQUEUSE.

Description

-1

La présente invention concerne un nouveau pro-

duit de contraste pour la radiologie, notamment un composé organique perfluoré, bromé Elle comprend également des

compositions renfermant ce produit Le produit et la com-

position suivant l'invention conviennent à divers emplois radiologiques, et en particulier à l'examen des artères coronaires dans le cas de l'infarctus, de l'ictus ou dans

d'autres maladies occlusives.

L'utilisation, comme substances radioopacifian-

tes, de fluorocarbures bromés, comme le bromure de perfluo-

rooctyle, a été mentionnée par DAM Long et collo dans un

article intitulé "Applications radioopacifiantes de com-

posés de fluorocarbure bromé chez l'homme et les animaux

d'expérimentation", paru dans Biochemistry Involving Carbon-

fluorine Bonds, édité par Robert Filler, ACS Symposium

Series N 28, 1976, pages 171-189 Cependant un tel pro-

duit dc contraste laisseà désirer et ses propriétés biolo-

giques ne sont pas assez satisfaisantes On connaît d'au-

tre part les dangers des produits de contraste iodés, no-

tamanent les troubles digestifs ou rénaux, et les réactions d'intolérance qu'ils peuvent provoquer Il existait donc

un besoin de bon produit de contraste pouvant être intro-

duit dans différentes parties de l'organisme sans incon-

vénient, en vue de l'obtention de radiographies nettes et

précises Cette solution est apportée par la présente in-

vention.

La présente invention est basée sur la constata-

tion que certains éthers perfluorobromoalkyliques sont d' excellentes substances radioopacifiantes Ces éthers sont stables à la lumière et à la chaleur, et sont opaques aux

rayons-X Ils peuvent être utilisés tels quels ou en dis-

persions aqueuses, sont suffisamment non toxiques, et leur

élimination chez les souris s'effectue avec une bonne vi-

tesse En général, les produits chimiques perfluorés, ayant une liaison éther, ont tendance à être retenus longtemps

dans le système réticuloendothélial (SRE) des animaux.

Cependant, de façon inattendue les éthers selon l'inven-

tion transitent rapidement à travers les poumons, ce qui indique qu'ils ne sont pas retenus dans les tissus comme les autres éthers. Les éthers perfluorobromoalkyliques, formant

les produits de contraste, selon l'invention, sont carac-

térisés par la formule ( 1): Cm F 2 m+ 1-O-Cn F 2 n Br ( 1) dans laquelle m et n, indépendamment, sont des nombres entiers de 2 à 6 Ainsi, ces éthers peuvent-ils renfermer de 4 à 12 atomes de carbone, sous forme de groupes alkyle à chaîne linéaire ou ramifiée Ces éthers sont SRE-phobes, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas retenus par le système réticuloendothélial du corps ou sont rapidement éliminés par ce système A titre d'exemples non limitatifs, font partie

de l'invention, les oxydes perfluords de formule ( 1) sui-

vants: oxyde de bromo-1 éthyle et dtéthyle (ou pentafluoroéthoxy bromo-1 tétrafluoroéthane), oxyde de bromo-1 éthyle et

d'isopropyle (ou heptafluoroisopropoxy bromo-1 tétrafluoro-

éthane), oxyde de bromo-1 propyle et d'isopropyle (ou heptafluoroisopropoxy bromo-1 hexafluoropropane), oxyde de bromo-1 butyle et d 1 isopropyle (ou heptafluoroisopropoxy bromo-1 octafluorobutane), oxyde d'éthyle et de bromo-1 butyle (ou pentafluoroéthoxy bromo-1 octafluorobutane),

oxyde de bromo-1 butyle et de pentyle (ou undécafluoropen-

foxy bromo-1 octafluorobutane), oxyde de bromo-1 hexyle et

d'isopropyle (ou heptafluoroisopropoxy bromo-1 dodécafluo-

rohexane). Généralement, l'éther peut être préparé à partir

d'un iodure précurseur Par exemple, l'heptafluoroisopropo-

xy bromo-1 octafluorobutane est facilement préparé à partir

de l'heptafluoroisopropoxy iodo-1 octafluorobutane, par é-

change d'un radical libre d'halogène avec du brome, en présence de lumière ultraviolette (actinique), comme suit: Br + Uv (CF 3)2 CF-O-C 4 FSI (CF 3)2 CF-O-C 4 F 8 Br Cette réaction donne lieu à une conversion pratiquement

quantitative, du composé iodé en bromure voulu La prépa-

ration de différents précurseurs iodure d'éther et d'au-

tres procédés de conversion en bromures sont décrits par exemple dans les brevets américains N 3 453 333,

3 470 256 et 3 547 861, et dans "Formation d'éthers fluo-

rés par réaction d'halogénhydrine modifiée", Journal of

Organic Chemistry, Vol 33, N 5, Mai 1968, pages 1839-

1844 L'utilisation de (CF 3)2 CF-O-C 4 F 8 I, pour la prépara-

tion d'autres éthers, est décrite dans les brevets U S.

N 3 790 607 et 3 637 868.

D'autre part, les brevets américains N 3778381

de Rosano et coll et N 3 453 333 de Litt et coll décri-

vent des éthers perfluorohalogénoalkyliques, apparentés

aux éthers selon l'invention.

La radioopacité varie quelque peu selon les é-

thers; ceux qui présentent un rapport pondéral brome/car-

bone, supérieur,donnent un contraste plus marque Les éthers ayant une teneur brome supérieure et peu d'atomes de carbone, notamment m et N de 2 à 4, sont moins coûteux

à synthétiser D'autre part, les éthers à teneur inférieu-

re en carbone, comme par exemple heptafluoroisopropoxy ont-

bromo-1 tétrafluoroéthane,/egalement des pressions de va-

peur supérieures, raison pour laquelle ils s'éliminent plus rapidement chez l'animal En conséquence, le choix d'un éther en vue de son utilisation pour une application

particulière comme produit de contraste, dépend du contras-

te souhaité, de la rapidité avec laquelle il doit être éli-

miné du corps et, naturellement, de sa toxicité En ce qui concerne cette dernière, elle ne doit pas dépasser celle qui peut être tolérée par l'organisme donné: par suite, bien qu'une substance non toxique soit préférable, on peut accepter un faible niveau de toxicité selon l'espèce de l'animal, son état de santé, et d'autres considérations

de nature pharmacologique.

Comme ces éthers perfluorobromoalkyliques sont également de bons véhicules de l'oxygène et du dioxyde de

carbone, ils peuvent lorsqu'ils sont convenablement é-

mulsionnés ou dispersés dans un milieu aqueux servir de substituant du sang, ou bien être mélangés avec d'autres

substituants du sang perfluorocarbonés, de la manière dé-

crite dans les brevets U S no 3 911 138 et 4 105 798 et dans d'autres publications De plus, les produits suivant

l'invention sont très miscibles avec ces substituants per-

fluorocarbonés du sang et constituent de bons solvants pour ces composés, ils peuvent donc être utilisés comme diluants, ou comme solvants pour de tels composés qui sont

normalement solides.

Les éthers selon l'invention peuvent être utili-

sés tels quels ou en mélange avec de l'eau, sous forme de dispersions aqueuses, notamment des émulsions Il peut s'agir d'émulsions aqueuses du type huile-dans-l'eau ou

du type eau-dans-l'huile Plus est forte la quantité d'é-

ther perfluorobromoalkylique, plus l'opacité est grande.

Les émulsions peuvent renfermer de l'eau à raison de 10 % à 90 % en volume, de préférence de 50 à 90 %, et l'éther

perfluorobromoalkylique peut représenter jusqu'à 95 % en vo-

lume, mais pas moins de 5 %, du volume de l'émulsion, la

préférence allant pour l'intervalle de 5 à 20 % en volume.

Il est souvent avantageux de se servir de mélanges de plu-

sieurs éthers différents.

Normalement, l'émulsion renferme environ 0,5-10 % en poids, de préférence 1 à 5 % en poids, d'un émulsifiant, rapporté à la teneur en eau de l'émulsion Le choix du tensioactif n'est pas critique, mais il doit être en soi non toxique, ou sa toxicité doit pouvoir être tolérée, et il doit former une émulsion assez stable Les émulsifiants

préférés sont de types non ioniques, comme les phospholi-

pides du jaune d'oeuf, un produit tensio-actif connu pour être sans danger pour l'homme Conviennent également des polyoxyéthylènes, polyoxypropylènes, ainsi que leurs co- polymères, disponibles dans le commerce,par exemple sous

le nom de "Pluronic", et des tensio-actifs fluorés, dé-

crits dans les brevets U S N 3 828 085 et 3 547 995, en particulier en vue de la mise de la composition sous la

forme d'une microémulsion.

Les agents de contraste éthers perfluorobromo-

alkyliques, selon l'invention, peuvent être utilisés dans de nombreuses applications de radiographie,dans un but de diagnostic médical et vétérinaire, Ils s'avèrent

utiles,par exemple, pour les gastroentérographies, alvéo-

lographies, bronchographies, lymphographies, ventriculo-

myélographies, splénographies, cholécystographies, pan-

créatographies, angiographies rénales et urographies ré-

trogrades En ce qui concerne en particulier l'angiogra-

phie rénale, les bromoéthers selon l'invention, utilisés par exemple sous forme d'émulsions, sont remarquables car ils ne sont pas excrétés dans l'urine En outre, toutes

les artères, artérioles, veinules et veines du rein res-

sortent très nettement Par contre, une radiographie réa-

lisée avec un agent de contraste iode, hydrosoluble, clas-

sique, donne une silhouette en forme de rein d'un noir massif, car l'agent est excrété trop rapidement Dans le

cas de la lymphangiographie, les agents de contraste hy-

drosolubles, connus, sont sirupeux, d'o grande difficulté

pour les administrer à l'aide d'une aiguille ténue de ca-

libre 30 Par contre, le produit de contraste selon l'in-

vention passe très facilement par une telle aiguille, ce

qui facilite le mode opératoire pour le diagnostic.

L'éther selon l'invention, ou sa dispersion, doit être rendu isotonique, ou autrement physiologiquement acceptable par le sang, avant son introduction dans le courant sanguin; cela est réalisé par les compositions

suivant l'invention qui contiennent des sels, par exem-

ple solution de Ringer, d'agents tampon, comme Na HCO 3, ou d'autres additifs communément utilisés dans ce but Ainsi

peut-il y avoir intérêt à incorporer aux produits de con-

traste suivant l'invention des modificateurs de viscosité, des stabilisants, des antigels, diluants, etc; de tels

additifs sont, par exemple, la glycérine, le diméthyl-

sulfoxyde, diverses gélatines, des polyols, en particulier

sorbitol, et autres.

Les exemples suivants donnent une illustration

non limitative de la présente invention.

EXEMPLE 1

L'heptafluoroisopropoxy bromo-1 octafluorobu-

tane, (CF 3)2 CF-O-C 4 F 8 Br est préparé avec un rendement de 85 %, par réaction du brome avec (CF 3)2 CF-O-C 4 F 81, en présence de lumière ultraviolette Ce produit est purifié

dans un alambic annulaire de Perkin-Elmer et par chroma-

tographie gazeuse; il est caractérisé par spectrométrie

de masse et spectroscopie infrarouge Son point d'ébul-

lition est de 113 -115 C à 760 torr, et sa densité à 24 C

est de 1,861 Poids moléculaire: 446 (calculé et trouvé).

La DL 50 de cet éther est supérieure à 100 ml/kg, sous forme d'émulsion renfermant 10 % en volume d'éther et 90 % en volume d'eau renfermant en poids 5 % de tensio-actif Pluronic F 68; il est donc relativement non toxique Le Pluronic F 68 est un copolymère de polyoxyéthylène et de polyoxypropylène, ayant un poids moléculaire de l'ordre de 8200 Les limites de données de toxicité sont comme suit:

TABLEAU 1

Emulsion Nombre de vivants au temps indiqué Dose (ml/kg) 10 mn 1 heure 7 jours

3/4 3/4 3/4

4/4 4/4 4/4

50 4/4 4/4 4/4

Afin de déterminer la stabilité de l'émulsion, l'émulsion d'éther décrite ci-dessus, préparée au moyen d'ultrasons, est conservée à 20 C dans un tube de Pyrex scellé, dans

un réfrigérateur La stabilité de l'émulsion est détermi-

née par mesure de la densité optique, au départ et après

plusieurs jours de conservation des échantillons, à l'ai-

de d'un appareil Spectronic 20 et d'une cellule de dimen-

sion convenable Une étude comparative avec des émulsions dans lesquelles l'éther selon l'invention est remplacé par de la perfluorodécaline ou de la perfluorotributyl amine,

indique que l'émulsion d'éther selon l'invention est sen-

siblement stable.

L'élimination est mesurée par injection à une

souris de l'émulsion d'essai décrite plus haut, et pla-

cement de cette souris dans une chambre en verre, au tra-

vers de-laquelle l'oxygène s'écoule à raison de 20 ml/mn.

Au bout de 20 minutes, des échantillons d'oxygène sont prélevés à l'aide d'une micro-seringue, et sont analysés par chromatographie gazeuse avec une colonne SE-30 et un

détecteur à capteur d'électrons Par calibrage de ce détec-

teur avec-un étalon préparé à 'partir du composé perfluoro de l'émulsion, on peut calculer la vitesse avec laquelle ce composé est élimine à travers la peau et les-poumons de la souris intacte, éveillée Connaissant la quantité de produit injecté à la souris, et la vitesse avec laquelle il s'élimine sur une certaine durée, on peut calculer le

moment o il aura totalement disparu.

Les résultats du mode opératoire précédent,

exprimés en terme de vitesse (gg/mn) avec laquelle le com-

posé perfluoro s'élimine de la souris à des temps écoulés

de 5, 10,20, 30 et 40 semaines, indiquent que si l'on com-

pare des émulsions pratiquement identiques, sauf en ce qui

concerne l'emploi de différents composés perfluoro (per-

fluorodécaline et bromure de perfluorooctyle), l'éther

selon l'invention, heptafluoroisopropoxy bromo-1 octafluo-

robutane, s'élimine à une vitesse presqu'identique à celle de la perfluorodécaline (connue pour s'éliminer rapidement),

et présente donc une vitesse d'élimination souhaitable.

L'accumulation de 1 'heptafluoroisopropoxy bromo-

1 octafluorobutane dans le foie et la rate des souris l'a-

yant reçu en injection intra-veineuse sous forme d'émul-

sion, est déterminée par combustion directe d'homogénats

de ces organes avec du biphényl sodique, suivie d'une me-

sure de l'ion fluorure avec une électrode Les résultats

sont comme suit pour une dose d'injection de 100 % ml/kg.

TABLEAU 2

Analyse de combustion humide du foie et de la rate

Nombre de jours après Pourcentage de dose rési-

injection duelle Foie Moyenne Rate

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

Ces données montrent que l'éther selon l'invention s'accu-

mule dans le foie et la rate et puis s'en va.

Au cours d'autres expérimentations, des échan-

tillons de tissus sont prélevés chez des souris ayant reçu des doses intraveineuses de l'émulsion décrite plus haut,

renfermant l'heptafluoroisopropoxy bromo-1 octafluorobu-

tane Les doses d'émulsion sont de 100, 75 et 50 ml/kg.

Les souris sont sacrifiées au bout de 7, 13 et 24 jours,

et des échantillons de foie, de rate et de rein sont en-

levés, fixés et montés en coupes Un échantillon de rate

est également enlevé à une souris 330 jours après l'injec-

tion Certains de ces tissus sont pris en coupes et exami-

nés Pendant la période durant laquelle l'éther selon l'in-

vention est présent en grandes quantités, l'examen micros-

copique révèle peu ou pas de mitose des hépatcytes, mais on observe un peu d'hypertrophie des noyaux On observe certains des cellules binuclédes, et dans / cas, leur proportion

atteint jusqu'à 53 % Moins de 1 % du cytoplasme des hépato-

cytes est occupé par l'éther en question On observe une légère infiltration des cellules mononucléaires, et on

trouve dans l'espace intermédiaire des cellules blasti-

ques, ainsi que des particules fluorocarbonées La réémul-

sion des particules fluorocarbonées les plus grandes en

particules plus petites, qui précède normalement leur dis-

parition, est très proche de l'achèvement Deux semaines

après l'injection, le foie se trouve dans des limites nor-

males, à l'exception de quelques phagocytes renfermant le composé perfluorobromé et des noyaux des hépatocytes qui

sont quelque peu agrandis, mais autrement normaux.

Un échantillon sans solvant d'heptafluoroiso-

propoxy bromo-1 octafluorobutane est injecté dans la tra-

chée d'un rat anesthésié,par un tube de matière plastique ayant une extrémité biseautée Une série de clichés aux rayons-X sont pris, qui montrent que cet éther est un

bon agent de contraste De même, l'émulsion ci-dessus ren-

fermant cet éther est injectée par voie intraveineuse à une souris Deux jours plus tard un cliché aux rayons-X

est pris ( 50 KVA appliqués) Le rayonnement X montre net-

tement le foie et la rate, ce qui indique que l'éther en

question s'est déposé dans le système réticuloendothélial.

Les résultats précédents démontrent ainsi l'efficacité de

l'éther en question comme agent radioopacifiant.

EXEMPLE 2

Le produit de contraste est constitué par de l'o-

xyde perfluoré de bromo-1 éthyle et d'éthyle pur, c'est-à-

dire le composé suivant la formule ( 1) dans lequel m= 2, n= 2, le nombre total d'atomes de F étant de 9, soit: C 2 F 5-o-C 2 F 4 Br

EXEMPLE 3

La composition de contraste est formée par le mé-

lange des deux oxydes perfluorés suivants: 78 volumes d'oxyde perfluoré de bromo-1 éthyle et d'isopropyle F 3 C 0 CF-O-C 2 F 4 Br et

F 3 C

22 volumes d'oxyde perfluoré de bromo-I butyle et de

pentyle C 5 F 11-O-C 4 F 8 Br.

EXEMPLE 4

La composition suivant l'invention comprend

1080 volumes d'eau dans laquelle sont émulsionnés 20 volu-

mes d'oxyde perfluoré de bromo-1 propyle et d'isopropyle F 3 C 3 \

CF-O-C 3 F 6 Br.

F 3 C

L'eau renferme 4 % en poids de tensioactif dérivé du sorbi-

tane, vendu sous le nom de "Tween 80 " et: 0,6 % Na Cl 0,04 % K Cl 0,027 % Ca Cl 2 0,41 % lactate de Na

EXEMPLE 5

L'émulsion suivante de l'oxyde perfluoré de bromo-

1 butyle et d'éthyle C 2 F 5-O-C 4 F 8 Br, dans l'eau, est employée comme composition de contraste: 18 volumes de cet oxyde perfluoré, 82 volumes d'eau, contenant 3 % en poids de composé tensioactif fluoré

I O

OO

(CF 3)2 CF-O-(CF 2)7 C-NH(CH 2)3 N(CH 3)2

0,4 % de Na Cl et 0,3 % de bicarbonate de sodium.

EXEMPLE 6

Un produit de contraste est obtenu par mélange de: volumes de C 2 F 5-O-C 2 F 4 Br volumes de (CF 3)2 CF-O-C 4 F 8 Br

volumes de (CF 3)2 CF-O-C 6 F 2 Br.

EXEMPLE 7

On prépare une émulsion en dispersant 15 volumes d'oxyde perfluoré de bromo-1 butyle et de pentyle C 5 F 11-O-C 4 F 8 Br dans 85 volumes d'eau renfermant 5 % en

poids de tensioactif "Pluronic 68 " et 0,5 % de Na HCO 3.

Claims (9)

Revendications

1.Nouveau produit de contraste pour radiographie, qui comprend un composé organique, aliphatique, perfluoré, et bromé, caractérisé en ce que ce composé est un éther de formule %Cm F 2 m+l 0-Cn F 2 n Br. o chacun des coefficients m et N est un nombre entier de

2 à 6 indépendamment l'un de l'autre.

2 Produit suivant la revendication 1, constitué par

un oxyde de bromo-1 alkyle perfluoré et d'alkyle perfluo-

ré, caractérisé en ce que les coefficients m et N ont des

valeurs de 2 à 4.

3 Produit de contraste suivant la revendication 2,

caractérisé en ce qu'il est constitué par l'oxyde de per-

fluoro-bromo-butyle et de perfluoro-isopropyle.

4 Produit suivant une des revendications 1 à 3, ca-

ractérisé en ce que l'éther perfluoré est sous la forme d'une dispersion aqueuse-renfermant un composé tensioactif, celui-ci étant de préférence présent à raison de 0,5 à 10 %

en poids par rapport à l'eau de la dispersion.

5 Produit suivant ia revendication 4, caractérisé en ce que la dispersion se compose de 50 à 95 volumes d'eau et respectivement 50 à 5 volumes d'éther perfluoré, et de

préférence 80 à 95 volumes d'eau pour 20 à 5 volumes d'é-

ther perfluoré.

6 Produit suivant la revendication 4 ou 5, caracté-

risé en ce qu'il contient une faible quantité d'un ou de

plusieurs sels minéraux, solubles dans l'eau.

7 Produit suivant une des revendications 1 à 3, ca-

ractérisé en ce qu'il est composé par un mélange de plu-

sieurs éthers perfluorés, conformes à la formule selon

revendication 1, le mélange contenant, de préférence, da-

vantage d'éthers dont les m et N sont de 2 à 4.

8 Produit suivant une des revendications 1 à 7,

caractérisé en ce qu'il comprend une solution d'un autre

composé aliphatique perfluoré, bromé, dans un éther ré-

pondant à la formule selon la revendication I.

9 Produit suivant une des revendications 4 à 6, ca-

ractérisé en ce que la dispersion est sous la forme d'une microémulsion.