JP2016515158A - 結像可能な塞栓性微小球 - Google Patents
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Abstract
Description
材料
WO2004/071495の実施例1に記載のようにスルホン酸塩で変性したポリビニルアルコールAMPS微小球(LC/DC-BeadTM, Biocomaptibles UK Ltd)を製造する。無水ジメチルスルホキシド(DMSO)、1,1’−カルボニルジイミダゾール(CDI)、 2,3,5−トリヨードベンジルアルコール、2,3,5−トリヨウ化安息香酸、N,N’−ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール水和物(HOBt)、4−(ジメチルアミノ)ピリジン(DMAP)、1,3−ジアミノプロパン、トリエチルアミン(Et3N)及び無水ジクロロメタン(DCM)は、Sigma Aldrichから購入した。ドキソルビシン(Dox)は、Bedford Laboratoriesから入手した。脱イオン水(DI水)は、Millipore purification systemから入手した。
PVA−AMPSヒドロゲルビーズの形成
合成とドキソルビシン担持の各ステップの期間におけるビーズの大きさと外形をチェンバースライド(Electron Microscopy Sciences;〜150 μlビーズとDI水の懸濁液)において検査し結像する。カラーCCDカメラ(Axiovision,Zeiss)を搭載した正立顕微鏡(Zeiss,Axio Imager.M1,Thornwood,NY)には、5x対物レンズで明視野像を取得する。
放射線不透過性を評価するために、ビーズを生体内応用に関するビーズ濃度(ビーズ体積百分率)でアガロースマトリックスに浮遊させる。1%のアガロース混合物を同体積の脱イオン水のビーズ懸濁液に添加して様々な濃度(ビーズ体積百分率が0%、3.1%、6.2%及び12.5%の範囲にある)を有するビーズ含有アガロースファントム(0.5%w/v)を製造する。アガロースを(氷上に)緩やかにゲル化しながら前記溶液を混合することにより、ビーズが均一に分布する。ビーズの体積百分率は、重力によるビーズ充填体積だけに起因し、充填されたビーズの間の水溶液又は変更したビーズ充填効率を考慮しない。
ヨウ素を結合した造影剤の放射線不透過性の微小球内の分布を臨床256スライスCT (Philips, Andover, MA)に結像することにより、465mAsの管電流、80keVの管電圧、1mmの厚さ、0.5mm積み重ねの設定での総合減衰を確定する。OsiriXで所定のファントムの中間スライスにおける80mm2の矩形領域の平均減衰を測定する。
SkyScan 1172高解像度マイクロCT (Skyscan,Konitch,BE)で結像可能なビーズを含むファントムのマイクロCT結像と分析を行うことにより、各単一のビーズの放射線不透過性とヨウ素のビーズ内での分布を評価する。0.5mmのアルミニウムフィルタにより、放射線不透過性の微小球は、5μmの解像度、78 kV、127マイクロアンペアで結像する。単一のビーズの平均減衰を測定するとともに、それを平均値と標準誤差(n=10)として報告する。
臨床CTとマイクロCTにおいて、実施例2に従って製造された結像可能なビーズの放射線不透過性を評価し、かつ二つの放射線撮影技術で前記粒子を可視化する。臨床CTでは、アガロースファントムにおける各所定の体積の結像可能なビーズの放射線不透過性に基づいて可視化する。3.1%の結像可能なビーズ充填体積は、26±15 HU (ハウンズフィールド単位)の平均減衰を示し、かつ、結像可能なビーズ充填体積がそれぞれ6.2%と12.5%に増大すると、平均減衰はそれぞれ41±16HUと74±25HUに増大する。マイクロCTでは、単一の粒子は、952.3±93.9HU(n=10)の平均減衰を示す。画像は図2に示される。
先に伝えられている方法(Lewis,A. L.ら. Journal of Materials Science-Materials in Medicine 2007, 18, 1691)によれば、ドキソルビシンを実施例5に従って製造された結像可能なビーズに担持する。簡単に言えば、DI水で十分に洗浄したビーズ250μlを0.5mlのDox(20mg/ml)溶液に浸入するとともに、室温で3hr振る。図3Bにおける光学顕微鏡観察像から見えるように、ドキソルビシンを担持した放射線不透過性のビーズは、ドキソルビシンを担持したヒドロゲルの特徴的赤色の外形を呈し、かつ大きさが僅かに低下するようである。
臨床CTとマイクロCTでは、実施例6と7において製造されたビーズの放射線不透過性又は放射線濃度を評価し、二つの技術では、二組のビーズはいずれも放射線不透過性であり、かつ二つの放射線撮影技術で容易に可視化できることを確認した。臨床CTでは、各所定の体積のビーズの放射線不透過性に基づいて可視化する。3.1%のビーズ充填体積は、129±33HUの平均放射線不透過性を示し、かつ、ビーズ充填体積がそれぞれ6.2%と12.5%に増大すると、平均放射線不透過性はそれぞれ269±53HUと444±83HUに増大する。これは図4Aに示される。マイクロCTでは、単一の「空白」ビーズとドキソルビシンを担持したビーズは、それぞれ7903.99±804HU(n=10)と11873.96±706.12の平均減衰を示す。これらは、それぞれ図4Bと4Cに示される。
反応容器には、撹拌によりアセトンで乾燥された10gのPVAビーズと200mLの無水DMSOを50℃で30min混合する。次に、窒素雰囲気で41.6gの1,1’−カルボニルジイミダゾール(CDI)と4.1mLのトリエチルアミンをビーズ懸濁液に添加する。反応を完了した後、温度を約22℃の室温に低下させる。次に、200mlの無水ジエチルエーテルを反応混合物に添加するとともに、10min撹拌した後、溶媒を除去する。次に、DMSOとジエチルエーテル(1:1、v/v)の混合溶媒で活性化ビーズを三回洗浄する。活性化ビーズの元素分析により、CDI活性化によるOHの転化が約30%であると確認された。
比較として、本実施例は、すべての三つのステップでは70℃の反応温度を用い、第3のステップではビーズ上の出発材料のOHに等しい2/3TIBAを用いたことを除き、すべての面で実施例8と一致している。これらのより高い温度条件下で、前記ビーズは、より強い茶色を呈する。乾燥されたビーズのヨウ素含有量は、表1にリストされ、僅かに低い結合効率を示す。前記ビーズをさらに121℃で20min高圧殺菌し、かつ殺菌した後に損傷/分解が観察されない。
時々攪拌しながら2.87mlのドキソルビシン溶液(24.4mg/ml)を1mlのビーズ(篩い分けを行い、100−300μm)に添加して、実施例9で製造されたビーズの薬物担持能力をテストする。24hrの後、483nmのUVで溶液中の残したドキソルビシンを測定し、かつ担持歩留まりを99.6%と計算した。
本実施例は、第3のステップではTIBAと反応性(アミノ基に接続された)ビーズとの反応において代替カップリング剤N,N’−ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)を用いたことを除き、すべての面で実施例9と同じである。この場合にビーズ上の出発材料のOHに等しいDICとTIBAを用いる。元素分析により、最終的に乾燥されたビーズのヨウ素含有量が17.7%であると確認され、実施例8と9に観察された結合効率より低いことを証明した。
Claims (36)
- カルボニルジイミダゾール又はカルボジイミドとの求核置換反応に対して活性化される活性化ヒドロゲルビーズ。
- 前記ヒドロゲルは、ポリヒドロキシポリマー、例えばポリビニルアルコール(PVA)又はビニルアルコール共重合体を含む、
請求項1に記載の活性化ヒドロゲルビーズ。 - 前記ヒドロゲルは、1,2−ジオール及び/又は1,3−ジオールの構造を含有するポリマー骨格を有することにより、アクリル系モノマーと架橋できる、
請求項1又は2に記載の活性化ヒドロゲルビーズ。 - 前記アクリル系モノマーは、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(AMPS)である、
請求項3に記載の活性化ヒドロゲルビーズ。 - 予め形成されたヒドロゲルビーズの上及び/又は内のヒドロキシ部分は、カルボニルジイミダゾールと反応することで活性化される
請求項1〜4のいずれか1項に記載の活性化ヒドロゲルビーズ。 - (i)ヒドロゲルビーズを、膨潤したまで、有機溶媒に浮遊させるステップと、
(ii)触媒量の塩基の存在下で、かつ無水条件で、カルボニルジイミダゾール又はカルボジイミドを溶媒中の膨潤ビーズの懸濁液に添加することにより、活性化を実現するステップとを含む、
求核置換に対してヒドロゲルビーズを活性化する方法。 - (iii)前記活性化ビーズをろ過しかつ有機溶媒で洗浄することにより、精製活性化ビーズを提供するステップ、をさらに含む、
請求項6に記載の方法。 - 活性化ビーズのイミダゾール又はジイミド官能基に対して反応性を有するヨウ素化化合物と結合した請求項1〜5のいずれか1項に記載の活性化ヒドロゲルビーズを含む、
放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 前記ヨウ素化化合物は、ヨウ素化アルコール類、ヨウ素化アミン類又はヨウ素化カルボン酸類である、
請求項8に記載の放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 前記ヨウ素化化合物はヨウ素化アルコール類である、
請求項8又は9に記載の放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 前記ヨウ素化アルコール類は、トリヨードベンジルアルコール又はトリヨードフェニルアルコールである、
請求項10に記載の放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 前記ヨウ素化化合物は、2,3,5−トリヨードベンジルアルコールである、
請求項10に記載の放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 請求項1〜5に記載の活性化ヒドロゲルビーズを含み、かつ少なくとも二つの炭素原子を有する脂肪族炭素鎖を含む末端双官能リンカーでそのイミド又はイミダゾール官能基に結合された、
反応性ヒドロゲルビーズ。 - 末端双官能リンカーの二つの官能基はイミド又はイミダゾールと反応する、
請求項13に記載の反応性ヒドロゲルビーズ。 - 前記双官能リンカーの前記官能基又は反応性部分は、アミン、カルボン酸及びアルコールのうち1種又は複数種を含む、
請求項13又は14に記載の反応性ヒドロゲルビーズ。 - 前記双官能リンカーはジアミノアルカンである、
請求項13〜15に記載の反応性ヒドロゲルビーズ。 - 双官能リンカーは、一般式H2N(CH2)nNH2を有し、ここで、nは2〜20のいずれの数字も含む、
請求項16に記載の反応性ヒドロゲルビーズ。 - nは2〜10個の炭素原子である、
請求項16に記載の反応性ヒドロゲルビーズ。 - nは2〜4個の炭素原子である、
請求項16に記載の反応性ヒドロゲルビーズ。 - 請求項13〜19のいずれか1項に記載の反応性ヒドロゲルビーズを含み、かつ前記双官能リンカーでヨウ素化化合物に共有結合された、
放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 前記ヨウ素化化合物は、ヨウ素化アルコール類、ヨウ素化アミン類又はヨウ素化カルボン酸類である、
請求項20に記載の放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 前記ヨウ素化化合物は、2,3,5−トリヨウ化安息香酸である、
請求項20又は21に記載の放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 予め形成されたヒドロゲルビーズ上の、芳香族ヨウ素含有化合物と反応した官能基を含む、
活性化の放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 前記ヨウ素含有化合物は、ヨウ素化ベンジルアルコール又はヨウ素化フェニルアルコール、又はヨウ素化安息香酸である、
請求項23に記載の放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 前記ヨウ素含有化合物は、2,3,5−トリヨウ化安息香酸である、
請求項23又は24に記載の放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 前記ヒドロゲルビーズは、アルコール性ヒドロキシル置換基又はそのアシル化誘導体を有するポリマーで予め形成された、
請求項23〜25に記載の放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 前記ヒドロゲルビーズは、架橋したポリビニルアルコールであるポリマーで予め形成された、
請求項23〜26に記載の放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 前記ヒドロゲルビーズは、エチレン性不飽和ポリビニルアルコールマクロマとエチレン性不飽和コモノマを共重合して形成された、架橋したポリビニルアルコールで予め形成された、
請求項23〜27に記載の放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 前記エチレン性不飽和ポリビニルアルコールマクロマは、環状アセタール結合により隣接する水酸基からの酸素原子と接続されるペンダントエチレン性基を含み、前記隣接する水酸基は、N−アクリルアミノアセトアルデヒドジメチルアセタールの反応により形成される、
請求項23〜28に記載の放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - ヒドロゲルは、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム塩と共重合した、N−ホルミルメチルアクリルアミドと部分アセタール化したポリビニルアルコールを含む、
請求項23〜29に記載の放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 前記ビーズに吸収された薬理活性剤を含む、
請求項8〜12と20〜30のいずれか1項に記載の放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 前記薬理活性ビーズは、抗血管新生薬物又は化学療法薬である、
請求項31に記載の放射線不透過性のヒドロゲルビーズ。 - 必要のある患者に請求項8〜12と20〜30のいずれか1項に記載の放射線不透過性のビーズを含む組成物を投与することを含む、
血管化組織を塞栓する方法。 - 前記血管化組織は、増殖性組織又は固形腫瘍である、
請求項33に記載の血管化組織を塞栓する方法。 - 前記固形腫瘍は、肝細胞癌である、
請求項34に記載の血管化組織を塞栓する方法。 - 患者の血管に請求項8〜12と20〜30のいずれか1項に記載の放射線不透過性のヒドロゲルビーズを投与するとともに、X線で前記ビーズの組織での存在を検出すること、を含む、
塞栓形成術を監視する方法。
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