JP3456584B2 - ガス充填リポソーム及び超音波造影剤としてのそれらの使用 - Google Patents
ガス充填リポソーム及び超音波造影剤としてのそれらの使用Info
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Description
一部継続出願である1990年8月20日提出の米国出願第56
9,828号と同時に係属する一部継続出願であり、各明細
書の記載事項は引用することにより本明細書の内容とな
る。
詳細には、真空乾燥ガス注入方法を使用して製造され
た、ガス充填リポソームに、そしてその内部に液体が実
質的にない、ガス充填リポソームに関する。本発明はま
た、このようなリポソームを製造するための方法及び装
置に、そして超音波イメージング用途にこのようなリポ
ソームを用いるための方法に関する。
用されてきた種々のイメージング技術が存在する。診断
用イメージングのために使用された最初の技術の1つは
X線であった。この技術を通して得られる画像は、画像
が形成される対象物の電子密度を反映する。造影剤例え
ばバリウムまたはヨウ素は、種々の構造間のコントラス
トが増加するようにX線を減衰または遮蔽するために多
年にわたって使用されてきた。例えば、バリウムは、腸
内腔を規定しそして腸の粘膜の表面を可視化するための
胃腸の研究のために使用されている。ヨウ素化された造
影剤は、血管造影法と呼ばれるX線方法により動脈を脈
管内的に可視化するために使用される。しかしながら、
X線は、X線において用いられる放射線が電離性であ
り、そして電離放射線の種々の有害な影響は累積性であ
るので、幾らか危険であることが知られている。
メージング技術であるが、この技術は種々の欠点、例え
ば高価な費用及び、ポータブルな検査としてそれを行う
ことができないという事項を有する。加えて、MRIは多
くの医療センターで利用可能ではない。
ング技術を提供する。この技術を用いる際には、放射性
核種例えばテクネチウムでラベルされた化合物を患者の
中に注入し、そして画像をガンマカメラから得る。しか
しながら、核医学技術は、乏しい空間解像度に苦しみそ
して動物または患者を放射線の有害な影響に曝す。更に
また、放射性核種の取り扱い及び廃棄に伴う問題が存在
する。
れが電離放射線の有害な影響に患者を曝さないという点
で核医学及びX線とは同じではない。更にまた、磁気共
鳴イメージングとは違って、超音波は比較的安価であり
そしてポータブルな検査として行うことができる。超音
波技術を使用する際には、音は変換器によって患者また
は動物中に送られる。音波が体を通って伝播する時に、
それらは組織及び体液からの界面に出会う。体の中の組
織及び体液の音響特性に依存して、超音波の音波は、部
分的にまたは全体的に反射または吸収される。音波が界
面によって反射される時には、それらは変換器中のレシ
ーバーによって検出されそして処理されて画像を形成す
る。体内の組織及び体液の音響特性が、形成する画像中
に現れるコントラストを決定する。
ら、これらの種々の技術上の改善にも拘わらず、超音波
は、多数の面において、特に肝臓及び脾臓、腎臓、心臓
及び脈管系における疾患のイメージング及び検出に関し
て、血液の流れを測定することを含めて、なお不完全な
道具である。これらの事項を検出しそして測定する能力
は、組織または体液と取り巻く組織または体液との間の
音響特性における差に依存する。結果として、超音波イ
メージング及び疾患の検出を改善するために、組織また
は体液と取り巻く組織または体液との間の音響の差を増
すであろう造影剤が求められてきた。
者を気体状造影剤の追求に向けてきた。音響特性または
音響インピーダンスにおける変化は、大幅に異なる密度
または音響インピーダンスを有する異なる物質の界面
で、特に固体、液体及び気体の間の界面で最も際立つ。
超音波の音波がこのような界面に出会う時には、音響イ
ンピーダンスにおける変化は、音波の一層強い反射及び
超音波像における一層強い信号を結果としてもたらす。
音の効率または反射に影響を与える付加的な要因は、反
射する界面の弾性である。この界面の弾性が大きければ
大きいほど、音の反射はそれだけ一層効率的である。ガ
スの泡のような物質は高度に弾性的な界面を提供する。
かくして、上述の原理の結果として、研究者は、ガスの
泡またはガス含有物体を基にした超音波造影剤の開発に
焦点を合わせてきた。しかしながら、このような造影剤
が効果的であるはずである理論的理由にも拘わらず、全
体としての診断の結果は、これまでのところ幾らか失望
的であった。
り良好な造影剤が必要とされる。本発明はこれらの及び
/またはその他の重要な要望に答えることを指向する。
る。
燥ガス注入方法によって製造された、ガス充填リポソー
ムを含んで成る超音波造影剤を提供し、そしてこのよう
なリポソームは、本明細書中では時々真空乾燥されたガ
ス充填リポソームと称される。もう一つの態様において
は、本発明はその内部に液体が実質的にない、ガス充填
リポソームを含んで成る造影剤に向けられる。
製造するための方法を提供し、そしてこれらの方法は、
(i)リポソームを陰圧下に置くこと、(ii)前記リポ
ソームから実質的にすべての液体を除去するのに十分な
時間の間、前記リポソームを前記陰圧下でインキユベー
トすること、及び(iii)周囲圧力に到達するまで前記
リポソーム中に選ばれたガスを注入することを含んで成
る。上述の工程を用いる方法は、本明細書中では真空乾
燥ガス注入方法と称される。
入方法を使用して本発明のリポソームを製造するための
装置を提供し、そしてこの装置は、(i)リポソームを
含む容器、(ii)この中に入れられたリポソームから液
体を引き出すために容器を陰圧をかけるための手段、
(iii)陰圧をかける手段を容器に接続する導管(この
導管は液体の流れを方向付ける)、及び(iv)容器中の
リポソーム中にガスを導入するための手段を含有して成
る。
の画像を供給するための、及び/または患者の疾患組織
の存在を診断するための方法であって、(i)本発明の
リポソームを患者に投与すること、及び(ii)超音波イ
メージングを使用して患者を走査して、患者の部位の及
び/または患者の中のあり得る疾患組織の可視画像を得
ることを含んで成る方法を意図する。
メージングのための診断用キットを提供する。
された、ガス充填リポソーム、及び真空乾燥ガス注入方
法に従って製造することができるその内部に液体が実質
的にない、ガス充填リポソームは、多数の予期できない
高度に有益な特徴を有する。本発明のリポソームは、超
音波に対する強い反響性(echogenicity)を示し、圧力
に対して高度に安定であり、そして/または乾燥して若
しくは液体媒体中に懸濁して貯蔵される時のいずれにお
いても長い貯蔵寿命を有する。また、ガスが充填されそ
して、カップ状の形に不可逆的につぶれるよりはむしろ
それらの元の円の形を再び取る、真空乾燥ガス注入方法
の間のリポソームの能力は驚くべきことである。
術の超音波造影剤が効果的であるはずであるという理論
的理由にも拘わらず、診断の結果は殆ど失望的に留まっ
ていた。従前の研究者によって開発された多数のガス状
超音波造影剤は安定化されていない泡を含んでいて、そ
してこれらの造影剤の不安定性はこのような造影剤の診
断の有用性をひどく低減することが見いだ出された。従
前の研究者によって開発されたその他のガス状超音波造
影剤は、かなりの量の液体もまた含む構成体で安定化さ
れたガスの泡を含んでいて、そして構成体中のかなりの
量の液体の存在は満足のより少ない診断の結果を導くこ
とが見い出された。事実、構成体中の液体の存在は構成
体中のガスの共鳴の特徴を不利に変えることが見い出さ
れ、そして構成体中への更なる液体の(そして付随的に
は構成体からのガスの)拡散を促進することが見い出さ
れた。本発明は、これらの及び/またはその他の重要な
必要性を扱う努力において、超音波イメージングのため
の新しい及び/またはより良い造影剤を提供する。
を、以下の図面及び説明においてより詳細に述べる。
真空乾燥されたガス注入リポソーム及びその内部に液体
が実質的にないガス充填リポソームを製造するための本
発明による装置を示す。
の内部に液体が実質的にない、ガス充填リポソームのdB
反射率のグラフ図である。このデータは、Acoustic Im
aging(商標)モデル5200走査機(Acoustic Imaging、
フェニックス、アリゾナ)を使用して7.5メガヘルツの
変換器によって走査することによって得られ、そして反
射率を測定するためのシステムテストソフトウェアを使
用して描いた。このシステムは、各々の実験に先立って
既知の音響のインピーダンスによって標準化した。
た、ガス充填リポソームを含んで成る超音波造影剤に向
けられ、このようなリポソームは本明細書中では時々真
空乾燥されたガス注入リポソームと称される。本発明
は、更に、その内部に液体が実質的にない、ガス充填リ
ポソームを含んで成る造影剤に向けられる。
リポソームと、その内部に液体が実質的にない、ガス充
填リポソームとの両方を製造するために用いることがで
きる真空乾燥ガス注入方法は、以下の方法を意図する。
第一に、この方法に従って、リポソームを陰圧(即ち、
減圧または真空状態)下に置く。次に、リポソームを、
リポソームから実質的にすべての液体を除去し、それに
よって実質的に乾燥されたリポソームを生成させるのに
十分な時間、その陰圧下でインキユベートする。実質的
にすべての液体の除去とは、そして実質的に乾燥された
リポソームとは、これらの文言が本明細書中で使用され
る時には、リポソームは液体が少なくとも約90%ない、
好ましくは液体が少なくとも約95%ない、最も好ましく
は液体がほぼ100%ないことを意味する。最後に、周囲
圧力に到達するまでリポソームにガスを付与することに
よってリポソームに選ばれたガスを注入し、かくして本
発明の主題の真空乾燥されたガス注入されたリポソー
ム、及びその内部に液体が実質的にない、本発明のガス
充填リポソームを生成させる。本明細書中で使用される
時には、その内部に液体が実質的にないとは、液体が少
なくとも約90%ない、好ましくは液体が少なくとも約95
%ない、最も好ましくは液体がほぼ100%ないことを意
味する。
たリポソーム、及びその内部に液体が実質的にない、ガ
ス充填リポソームは、多数の驚くべきしかし高度に有益
な特徴を有する。本発明のリポソームは、超音波に対す
る強い反響性を示し、圧力に対して高度に安定であり、
そして/または乾燥して若しくは液体媒体中に懸濁され
てのどちらかで貯蔵される時に一般的に長い貯蔵寿命を
有する。リポソームの反響性は、本発明の診断に使用す
る上で明らかに重要であり、そして図2中に図示されて
いる。好ましくは、本発明のリポソームは、2dBより大
きい、好ましくは約4dB〜約20dBの反射率を有する。こ
れらの範囲内で、本発明のリポソームに関する最高の反
射率は、より大きなリポソームによってリポソームのよ
り高い濃度によって、及び/またはより高い超音波周波
数を用いる場合に示される。リポソームの安定性もま
た、実用上非常に重要である。本発明のリポソームは、
既知の手順例えば加圧化またはその他の技術によって製
造された、その他のガス充填リポソームよりも、貯蔵の
間大きな安定性を有する傾向がある。例えば、生成の72
時間後では、従来のやり方で製造されたリポソームは、
しばしば本質的にガスがなく、ガスがリポソームから拡
散してしまったか及び/またはリポソームが破裂及び/
又は融解してしまって、結果として同時に反射率の損失
がもたらされる。これと比較して、本発明のガス充填リ
ポソームは、一般的に約3週間より長い貯蔵寿命安定
性、好ましくは約4週間より長い貯蔵寿命安定性、更に
好ましくは約5週間より長い貯蔵寿命安定性、なお更に
好ましくは約3カ月より長い貯蔵寿命安定性、そしてし
ばしばもっとずっと長い、例えば6カ月、12カ月、また
は2年をさえ越える貯蔵寿命安定性を有する。
るようにカップの形の構造につぶれるよりもむしろそれ
らの元の円の形を取り戻す、真空乾燥ガス注入方法の間
のリポソームの能力は予想外である。例えば、Crowe
ら、Archives of Biochemistry and Biophysics、242
巻、240〜247頁(1985)、Croweら、Archives of Bioch
emistry and Biophysics、220巻、477〜484頁(198
3)、Fukudaら、J.Am.Chem.Soc.、108巻、2321〜2327頁
(1986)及びReganら、J.Am.Chem.Soc.、102巻、6638〜
6640頁(1980)を参照せよ。
ムは、当業者には明らかであろう種々の慣用のリポソー
ム調製技術の任意の1つを使用して製造することができ
る。これらの技術は、凍結融解、並びに超音波処理、キ
レート透析、均質化、溶媒注入(infusion)、マイクロ
乳化、自発形成、溶媒蒸発、フレンチプレス細胞技法、
制御された洗浄剤透析及びその他のような技術を含む。
所望の場合には、リポソームのサイズは、真空乾燥及び
ガス注入に先立って、生成するリポソームの生物分布及
びクリアランスを調節するために、種々の手順例えば押
出、濾過、超音波処理、液体の非混和性シース中に導入
された液体のコアの層流を用いる均質化、及び類似の方
法によって調節することができる。しかしながら、規定
されたサイズの細孔を通しての圧力下での押出が、リポ
ソームのサイズを調節する好ましい手段である。上述の
技術、並びにその他のものは、例えば、米国特許第4,72
8,578号、英国特許出願GB2193095A、米国特許第4,728,5
75号、米国特許第4,737,323号、国際出願PCT/US85/0116
1、Mayerら、Biochimica et Biophysica Acta、858
巻、161〜168頁(1986)、Hopeら、Biochimica et Bi
ophysica Acta、812巻、55〜65頁(1985)、米国特許
第4,533,254号、Mayhweら、Methods in Enzymology、
149巻、64〜77頁(1987)、Mayhweら、Biochimica et
Biophysica Acta、755巻、169〜74頁(1984)、Chen
gら、Investigative Radiology、22巻、47〜55頁(198
7)、PCT/US89/05040、米国特許第4,162,282号、米国特
許第4,310,505号、米国特許第4,921,706号並びにLiposo
me Technology、Gregoriadis,G、編集、I巻、29〜3
7、51〜67及び79〜108頁(CRC出版社、Boca Raton,FL,
1984)中で議論されている。上述の特許、刊行物及び特
許出願の各々の開示事項は、それらの全体が引用によっ
て本明細書中に組み込まれる。多数の種々の技術の任意
のものを用いることができるけれども、好ましくは、リ
ポソームはマイクロ乳化技術によって製造される。種々
の慣用の手順によって製造されたリポソームは、次に、
本発明のリポソームを製造するために、本発明の真空乾
燥ガス注入方法において用いることができる。
きリポソームを製造する際に利用することができる物質
は、リポソーム合成のために適切であるとして当業者に
知られている任意の物質またはそれらの組み合わせを含
む。使用される脂質は、天然または合成のどちらの起源
のものでも良い。このような物質は、脂質例えば脂肪
酸、リソ脂質、ジパルミトイルホスファチジルコリン、
ホスファチジルコリン、ホスファチジン酸、スフィンゴ
ミエリン、コレステロール、コレステロールヘミスクシ
ネート、トコフェロールヘミスクシネート、ホスファチ
ジルエタノールアミン、ホスファチジルイノシトール、
リソ脂質、スフィンゴミエリン、グリコスフィンゴ脂
質、グルコ脂質、グリコ脂質、スルファチド、エーテル
及びエステル結合された脂肪酸を有する脂質、リン酸ジ
アセチル、ステアリルアミン、ジステアロイルホスファ
チジルコリン、ホスファチジルセリン、スフィンゴミエ
リン、カルジオリピン、長さが6〜8の炭素の短鎖脂肪
酸を含むリン脂質、非対称アシル連鎖を含む(例えば、
6の炭素の一つのアシル連鎖及び12の炭素のもう一つの
アシル連記を含む)合成リン脂質、6−(5−コレステ
ン−3β−イロキシ)−1−チオ−β−D−ガラクトピ
ラノシド、ジガラクトシルジグリセリド、6−(5−コ
レステン−3β−イロキシ)ヘキシル−6−アミノ−6
−デオキシ−1−チオ−β−D−ガラクトピラノシド、
6−(5−コレステン−3β−イロキシ)ヘキシル−6
−アミノ−6−デオキシル−1−チオ−α−D−マンノ
ピラノシド、ジベヘノイルホスファチジルコリン、ジミ
リストイルホスファチジルコリン、ジラウロイルホスフ
ァチジルコリン、並びにジオレオイルホスファチジルコ
リン、並びに/またはこれらの組み合わせを含むが、そ
れらに限定されない。本発明の精神を保持する当業者に
明らかなその他の有用な脂質またはそれらの組み合わせ
もまた、本発明によって包含される。例えば、米国特許
第4,310,505号に述べられたように、脂質を有する炭水
化物を生体内標的化(targeting)のために用いて良
い。本発明における使用のために特に興味のあるもの
は、真空乾燥ガス注入が行われる温度でゲル状態(液状
結晶性状態と比較して)にある脂質である。種々の脂質
の相転移温度は、当業者には容易に明らかであろうし、
そして、例えば、その開示が全体として引用によって本
明細書中に組み込まれる、Liposome Technology、Greg
oriadis,G、編集、I巻、1〜18頁(CRC出版社、Boca
Raton,FL 1984)中に述べられている。加えて、任意の
リポソーム膜中への少なくとも小量の負に荷電された脂
質の組み入れは、必要ではないけれども、高度に安定な
リポソームを供給するために有益である。少なくとも小
量とは、全脂質の約1モル%を意味する。適切な負に荷
電された脂質は、当業者には容易に明らかであろうし、
そして、例えばホスファチジルセリン及び脂肪酸を含
む。真空乾燥ガス注入方法の後の合わせられた究極の反
響性及び安定性の理由のために最も好ましいのは、ジパ
ルミトイルホスファチジルコリンから製造されたリポソ
ームである。
ァチジルコリンリポソームは、ジパルミトイルホスファ
チジルコリン脂質をリン酸塩で緩衝された食塩水または
水の中に懸濁させること、及びジパルミトイルホスファ
チジルコリン脂質がゲル状態から液状結晶性状態へ転移
してリポソームを形成するために必要とされる45℃の温
度より少し高い温度である約50℃に脂質を加熱すること
によって製造することができる。約2ミクロンのむしろ
不均一なサイズ分布の多重層小胞を製造するためには、
リポソームを、次に、リポソーム溶液を約50℃の温度で
保持しながら手によってゆっくりと混合して良い。次
に、温度を室温に下げ、そしてリポソームをそのままに
留める。規定されたサイズのポリカーボネートフィルタ
ーを通してのジパルミトイルホスファチジルコリンリポ
ソームの押出は、所望の場合には、さらに均一なサイズ
分布のリポソームを作るために用いることができる。こ
の技術のための有用な装置は、押出が脂質に関するゲル
状態−液状結晶性転移温度より上で好都合に達成できる
ように熱バレルを備えた押出装置(Extruder Device
(商標)、Lipex Biomembranes、バンクーバー、カナ
ダ)である。
の凍結融解手順を、オリゴ層(oligolamellar)または
単層のどちらかのジパルミトイルホスファチジルコリン
リポソームを製造するために使用して良い。凍結融解手
順の後で、次に、上で述べたような押出手順をリポソー
ムに関して実施して良い。
明の真空乾燥されたガス注入リポソーム、及びその内部
に液体が実質的にないガス充填リポソームを製造するた
めに、本発明の真空乾燥ガス注入方法にかけることがで
きる。本発明の方法に従って、リポソームを、リポソー
ムに陰圧(即ち、減圧または真空条件)をかけるために
適切な容器中に入れる。次に、リポソームから実質的に
すべての液体を除去し、それによって実質的に乾燥され
たリポソームを生成させるのに十分な時間陰圧をかけ
る。当業者が、一度本発明の開示を与えられると、認識
するであろうように、種々の陰圧を用いることができ、
そして重要なパラメーターは実質的にすべての液体がリ
ポソームから除去されてしまったことである。一般的
に、約24〜約72時間かけられる、少なくとも約700mmHg
そして好ましくは約700mmHg〜約760mmHg(ゲージ圧力)
の範囲の陰圧が、リポソームから実質的にすべての液体
を除去するのに十分である。その他の適切な圧力及び時
間の期間は、本明細書中の開示に鑑みて、当業者には明
らかであろう。
ソームにかけてリポソームにガスを注入し、それによっ
て本発明の真空乾燥されたガス注入リポソームを、そし
てその内部に液体が実質的にない、ガス充填リポソーム
を生成させる。好ましくは、ガス注入は、ゆっくりと、
即ち、少なくとも約4時間の時間の期間にわたって、最
も好ましくは約4〜約8時間の時間の期間にわたって行
われる。種々の生物適合性ガスを用いることができる。
このようなガスは、空気、窒素、二酸化炭素、酸素、ア
ルゴン、キセノン、ネオン、ヘリウム、またはこれらの
任意のそしてすべての組み合わせを含む。その他の適切
なガスは当業者には明らかであろう。選ばれるガスはリ
ポソームの提案された用途によってのみ限定される。
書中で以後真空乾燥ガス注入方法と称される。
ってリポソームを冷却するが、このような冷却が好まし
い。好ましくは、リポソームに陰圧をかけるのに先立っ
て、リポソームを、0℃未満に、更に好ましくは約−10
℃〜約−20℃に、そして最も好ましくは−10℃に冷却す
る。所望の陰圧に達すると、次にリポソーム温度を、実
質的にすべての液体がリポソームから除去されてしまう
まで、好ましくは0℃より高く、更に好ましくは約10℃
〜約20℃に、そして最も好ましくは10℃に上げ、そして
陰圧を打ち切り、その時点で次に温度を室温に復帰せし
める。
空乾燥ガス注入方法を、凍結保護剤(cryoprotectant
s)の存在下で初めから製造されたリポソームか、また
は本発明の真空乾燥ガス注入方法を実施するのに先立っ
て凍結保護剤を添加されたリポソームのどちらかに関し
て実施することが好ましい。このような凍結保護剤は、
必ずしも添加されはしないが、低温でリポソーム膜の実
体を維持するのを助け、そしてまた膜の究極の安定性を
加える。好ましい凍結保護剤は、トレハロース、グリセ
ロール、ポリエチレングリコール(殊に分子量400のポ
リエチレングリコール)、ラフィノース、スクロース及
びソルビトールであり、そしてトレハロースが特に好ま
しい。
であることもまた驚くべきことに発見された。この特徴
のために、真空乾燥及びガス注入の後の規定された細孔
サイズのフィルターを通してのリポソームの押出を、比
較的均一なそして規定された細孔サイズのリポソームを
作り出すために、所望の場合には、実施することができ
る。
水性溶液例えば食塩水溶液(例えば、リン酸塩で緩衝さ
れた食塩水溶液)、または単に水の中に懸濁させ、そし
て好ましくは約2℃〜約10℃の温度で、好ましくは約4
℃で貯蔵して良い。好ましくは、水は無菌である。最も
好ましくは、リポソームを高張食塩水溶液(例えば、約
0.3〜約0.5%のNaCl)中に貯蔵するが、所望の場合に
は、食塩水溶液は等張性で良い。水溶液はまた、所望の
場合には、pH6.8〜pH7.4のpH範囲を与えるように緩衝さ
れていて良い。適切な緩衝剤は、酢酸塩、クエン酸塩、
リン酸塩及び重炭酸塩を含むが、これらに限定されな
い。デキストロースもまた懸濁媒体中に含めて良い。好
ましくは、水性溶媒は、その中にリポソームを懸濁させ
るのに先立って脱ガス(即ち、真空圧力下で脱ガス)さ
れる。細菌発育阻止剤もまた、貯蔵に際しての細菌によ
る劣化を防止するためにリポソームと共に含まれて良
い。適切な細菌発育阻止剤は、ベンザルコニウムクロリ
ド、ベンゼトニウムクロリド、安息香酸、ベンジルアル
コール、ブチルパラベン、セチルピリジニウムクロリ
ド、クロロブタノール、クロロクレゾール、メチルパラ
ベン、フェノール、安息香酸カリウム、カリウムソルべ
ート(sorbate)、安息香酸ナトリウム及びソルビン酸
を含むがこれらに限定されない。更に、1以上の酸化防
止剤も、脂質の酸化を防止するためにガス充填リポソー
ムと共に含まれて良い。適切な酸化防止剤は、トコフェ
ロール、アスコルビン酸及びパルミチン酸アスコルビル
を含む。種々の上述のやり方で製造されたリポソーム
は、少なくとも数週または数カ月の間貯蔵することがで
きる。その代わりに、本発明のリポソームは、所望の場
合には、それらの乾燥された、懸濁されない形で貯蔵し
ても良く、そしてこのようなリポソームもまた数週また
は数カ月より長い貯蔵寿命を有する。詳細には、いずれ
のやり方で貯蔵されても、本発明のリポソームは、一般
的に約3週間より長い貯蔵寿命安定性、好ましくは約4
週間より長い貯蔵寿命安定性、更に好ましくは約5週間
より長い貯蔵寿命安定性、なお更に好ましくは約3カ月
より長い貯蔵寿命安定性、そしてしばしばもっとずっと
長い、例えば6カ月、12カ月または2年をさえ越える貯
蔵寿命安定性を有する。
たガス注入リポソーム、及びその内部に液体が実質的に
ない、ガス充填リポソームを製造するために有用な装置
もまた提供される。詳細には、リポソームを真空乾燥し
そして乾燥されたリポソーム中にガスを注入するための
好ましい装置を図1中に示す。この装置はリポソーム19
を入れるための容器8を含む。所望の場所には、装置は
容器8を取り巻くドライアイス17を含む氷浴5を含んで
良い。氷浴5及びドライアイス17はリポソームを0℃未
満に冷却せしめる。真空ポンプ1が、容器に維持された
(sustained)陰圧をかけるために導管15を経由して容
器8に接続されている。好ましい態様においては、ポン
プ1は、少なくとも約700mmHgの陰圧、そして好ましく
は約700mmHg〜約760mmHg(ゲージ圧力)の範囲の陰圧を
かけることができる。マノメーター6が、容器8にかけ
られた陰圧の監視を可能にするために導管15に接続され
ている。
防止するために、一連のトラップを導管15に接続してリ
ポソームから引き出された液体(及び液体蒸気、本明細
書中ではすべてを集合的に液体と呼ぶ)を収集するのを
助ける。好ましい態様においては、2つのトラップを利
用する。第一のトラップは、好ましくは、ドライアイス
17を含む氷浴4中に配置されたフラスコから成る。第二
のトラップは、好ましくは、その回りにチューブ16が螺
旋状に配置されているカラム3から成る。カラム3は、
そのトップ端で導管15にそしてその底端でチューブ16の
一端に接続されている。チューブ16の他端は導管15に接
続されている。図1中に示すように、ドライアイス17を
含む氷浴2がカラム3及びチューブ16を取り囲む。所望
の場合には、ドライアイス17を、液体窒素、液体空気ま
たはその他の低温貯蔵用の物質で置き換えることができ
る。氷浴2及び4は、トラップ中への収集のために、リ
ポソームから引き出された液体を収集しそして液体蒸気
を凝縮するのを助ける。本発明の好ましい実施態様にお
いては、アイストラップ2及び4は、各々少なくとも約
−70℃の温度で維持される。
ら容器8中にそしてリポソーム19中に導入せしめられる
ように容器8の上流で導管15中に配置されている。
によって利用される。好ましい実施態様においては、ド
ライアイス17を含む氷浴5が、リポソームの温度を0℃
未満に、更に好ましくは約−10℃〜約−20℃に、そして
最も好ましくは−10℃に低下させるために使用される。
ストップコック14及び9を閉じておいて、真空ポンプ1
を機動する。次に、ストップコック10、11、12及び13を
注意深く開いて、真空ポンプ1によって容器8中に真空
を作り出す。少なくとも約700mmHgのそして好ましくは
約700mmHg〜約760mmHg(ゲージ圧力)の負圧が達成され
るまでマノメーター6によって圧力を測定する。本発明
の好ましい実施態様においては、ドライアイス17を含む
氷浴4によって冷却された容器7、並びにドライアイス
17を含む氷浴2によって冷却されたカラム3及びコイル
16が、一緒にまたは別々にリポソームから引き出された
液体蒸気を凝縮しそして液体をトラップして、その結果
このような液体及び液体蒸気が真空ポンプ1に入るのを
防止する。本発明の好ましい態様においては、アイスト
ラップ2及び4の温度は、各々、少なくとも約−70℃の
温度で維持される。所望の陰圧は一般的に少なくとも24
時間維持され、その結果液体及び液体蒸気は容器8中の
リポソーム19から除去されそして容器3及び7中で凍結
される。システム内の圧力を、マノメーター6を使用し
て監視しそして一般的に約24〜約72時間維持するが、こ
の時間には実質的にすべての脂質がリポソームから除去
されてしまっている。この時点で、ストップコック10を
ゆっくりと閉じそして真空ポンプ1を停止する。次に、
ストップコック14を徐々に開き、そしてガスをガスボト
ル18からストップコック14を通して導管15を経由してゆ
っくりとシステム中に導入し、容器8中のリポソーム19
中にガスを注入する。好ましくは、このガス注入は、シ
ステムが周囲圧力に到達するまで、少なくとも約4時間
の時間の期間にわたって、最も好ましくは約4〜約8時
間の時間の期間にわたってゆっくりと行われる。
及びその内部に液体が実質的にない、ガス充填リポソー
ムは、超音波コントラストイメージングのための優れた
特徴を有する。詳細には、本発明は、一般的に患者の像
を作る際に、そして/または患者の中の病気の組織の存
在を診断する際に有用である。患者はいずれのタイプの
哺乳類でも良いが、最も好ましくはヒトである。かくし
て、本発明の更なる態様においては、患者の内部の体の
部位の画像を与える方法が提供される。この方法は、患
者に本発明のリポソームを投与すること及び超音波イメ
ージングを使用して患者を走査して部位の可視画像を得
ることを有して成る。患者の中の疾患組織の存在を診断
するための方法であって、患者に本発明のリポソームを
投与すること、及び次に超音波イメージングを使用して
患者を走査して患者の中の存在しうる疾患の組織の可視
画像を得ることを含んで成る方法もまた提供される。患
者の部位とは、患者全体、または患者の特別な領域若し
くは部分を意味する。例えば、本発明の方法を使用する
ことによって、患者の心臓、及び患者の脈管構造(即
ち、静脈または動脈系)を可視化することができ、及び
/または病気の組織を診断することができる。患者の脈
管構造を可視化する際には、本発明の開示に鑑みて当業
者によって十分に理解されるであろうように、血液の流
れを測定することができる。本発明はまた、患者の右
心、即ち超音波によってはこれまで容易には画像を形成
できなかった部位の中の疾患を可視化及び/または診断
する際に特に有用である。患者の肝臓、脾臓及び腎臓の
部位もまた、本発明の方法を使用して容易に可視化し及
び/またはそれらの中の病気検出をすることができる。
好ましくは、それらが約30ナノメートル〜約10ミクロン
の平均外径を有するサイズ範囲のものであり、そして好
ましい平均外径は約2ミクロンである。当業者には知ら
れているように、リポソームのサイズは生物分布に影響
を与え、そしてそれ故種々の目的のために異なるサイズ
のリポソームを選んで良い。例えば、脈管内の使用のた
めには、リポソームのサイズは、平均外径で、一般的に
約5ミクロンより大きくはなく、そして約30ナノメート
ルより小さくはない。器官例えば肝臓の超音波増進(en
hancement)を供給しそして通常の組織からの腫瘍の弁
別を可能にするためには、平均外径が約30ナノメートル
〜約100ナノメートルのもっと小さなリポソームが有用
である。
を本発明の実施の際に用いることができ、そして装置の
特定タイプまたはモデルは本発明の方法にとって限定的
ではない。一般的には、本発明の診断用途用のために
は、約3.0〜約7.5メガヘルツの超音波周波数が用いられ
る。
ジング剤の投与は、種々のやり方で、例えば脈管内に、
リンパ管内に、非経口的に、皮下に、筋肉内に、腹膜内
に、間質内に、高圧的に(hyperbarically)、経口的に
または腫瘍内に種々の投薬形を使用して実施して良い。
1つの好ましい投与のルートは脈管内へである。脈管内
の使用のためには、本発明の造影剤は、一般的に静脈内
に注射されるが、同様に動脈内に注射しても良い。投与
される有用な投薬量及び投与の方式は、年齢、体重、及
び診断される哺乳動物、及び意図された特別な診断の応
用に依存して変わるであろう。典型的には、投薬量を比
較的低いレベルで始めそして所望のコントラスト増進が
達成されるまで増す。一般的には、本発明の造影剤は、
水または食塩水溶液(例えば、リン酸塩で緩衝された食
塩水)中のような水性懸濁液の形で投与される。好まし
くは、水は無菌である。また好ましくは食塩水溶液は高
張性食塩水溶液(例えば、約0.3〜約0.5%のNaCl)であ
るが、所望の場合には、食塩水溶液は等張性で良い。ま
た所望の場合には、溶液を緩衝してpH6.8〜pH7.4の範囲
のpHを与えても良い。加えて、デキストロースを好まし
くは媒体中に含めて良い。好ましくは、水性溶液を、そ
の中にリポソームを懸濁させるのに先立って脱ガス(即
ち、真空圧力下で脱ガス)する。
トは、慣用の超音波イメージングキット構成要素に加え
て、真空乾燥ガス注入方法によって製造された、ガス充
填リポソーム、及びその内部中に液体が実質的にない、
ガス充填リポソームを含有して成る。このような慣用の
超音波イメージングキット構成要素は良く知られてい
て、そして、例えば投与に先立って細菌のコンタミを除
去するまたはリポソームの集塊を破壊するためのフィル
ターを含む。
における多数の態様において先行技術のリポソームとは
異なると信じられる。例えば、本発明のリポソームは、
その内部中に液体が実質的にない。定義によって、先行
技術におけるリポソームは、水性媒体の存在によって特
徴付けられてきた。例えば、Dorland′s Illustrated M
edical Dictionary、946頁、第27版(W.B.Saunders社、
フィラデルフィア 1988)を参照されたし。更にまた、
本発明のリポソームは、驚くべきことに、超音波造影剤
としてのリポソームの使用にとって大きな利益のある特
徴である、超音波に対する強い反響性を示し、そして長
い貯蔵寿命を有する。
のリポソームのための種々のその他の用途が存在する。
このような付加的な用途は、例えば、超音波のための高
体温相乗剤のようなそして薬配達ビヒクルのような応用
を含む。このような付加的な用途及びその他の関連する
主題は、“新規なリポソームドラツグデリバリーシステ
ム”及び“ガス充填リポソームを使用して生物の組織及
び体液に局在化された治療の熱を供給するための方法”
という標題の本発明と同時に出願された出願人の特許出
願中に述べられそして特許請求されている。なおこれら
の特許出願の各々の開示事項は、その全体が引用によっ
て本明細書中に組み込まれる。
る。実施例1〜8は、真空乾燥されたガス注入リポソー
ムの製造及びテストを述べている事実上の実施例であ
り、ガス充填リポソームはその内部に液体が実質的にな
い。実施例9〜11は、本発明のリポソームの使用を述べ
ている予言的な実施例である。以下の実施例は、添付さ
れた請求の範囲の範囲を限定すると考えられてはならな
い。
10mlのリン酸塩で緩衝された食塩水中に懸濁させ、この
懸濁液を約50℃に加熱し、そして次に約30分間丸底フラ
スコ中で手によって渦を巻かせた。熱源を除去し、そし
て懸濁液を室温に冷却せしめながら更に2時間渦を巻か
せて、リポソームを生成させた。
したものと類似の装置中の容器に入れ、約−10℃に冷却
し、そして次に高い負の真空圧力をかけた。次に、リポ
ソームの温度を約10℃に上げた。高い負の真空圧力を約
48時間維持した。約48時間後に、約4時間の期間にわた
って室の中に窒素を徐々に注入し、この時間の後で圧力
を周囲圧力に戻した。生成した真空乾燥されたガス注入
されたリポソーム(ガス充填リポソームはその内部中に
何ら液体が実質的にない)を、次に、10ccのリン酸塩で
緩衝された食塩水中に懸濁させ、そして約4℃で約3カ
月貯蔵した。
めに、これらのリポソームの250mgのサンプルを、300cc
の脱ガスされた(即ち、真空圧力下で脱ガスされた)リ
ン酸塩で緩衝された食塩水中に懸濁させた。次に、これ
らのリポソームを、Acoustic Imaging モデル 5200
走査機(Acoustic Imaging、フェニックス、AZ)を
使用しそしてdB反射率を測定するためのシステムソフト
ウェアを用いる7.5mHzの変換器によって種々の時間間隔
で走査した。このシステムはリポソームをテストするの
に先立って既知の音響インピーダンスの陰影によって標
準化した。dB反射率を示すグラフを図2中に与える。
び凍結予防保護剤トレハロース(1グラム)を10mlのリ
ン酸塩で緩衝された食塩水中に懸濁させ、この懸濁液を
約50℃に加熱し、そして次に約30分間丸底フラスコ中で
手によって渦を巻かせた。熱源を除去し、そして懸濁液
を室温に冷却せしめながら更に約2時間渦を巻かせて、
リポソームを生成させた。
例1中で示した手順に実質的に従って真空乾燥しそして
ガスを注入して、真空乾燥されたガス注入リポソームを
生成させたが、ガス充填リポソームはその内部に何らの
液体も実質的に存在しなかった。次にこれらのリポソー
ムを10ccのリン酸塩で緩衝された食塩水中に懸濁させ、
そして次に約4℃で数週間貯蔵した。
めに、実施例2の手順に実質的に従った。これらのリポ
ソームのdB反射率は、実施例2中で報告したdB反射率と
類似であった。
10mlのリン酸塩で緩衝された食塩水中に懸濁させ、この
懸濁液を約50℃に加熱し、そして次に約30分間丸底フラ
スコ中で手によって渦を巻かせた。次に、この懸濁液
を、約50℃で温度を維持しながら、押出に先立って慣用
の凍結融解処理をしてそしてしないでの両方で、熱バレ
ルによって覆われた押出装置(Extruder Device(商
標)、Lipex Biomembranes、バンクーバー、カナダ)
による5サイクルの押出を施した。熱源を除去し、そし
て懸濁液を室温に冷却せしめながら更に約2時間渦を巻
かせて、リポソームを生成させた。
例1中で示した手順に実質的に従って真空乾燥しそして
ガス注入して、真空乾燥されたガス注入されたリポソー
ムを生成させたが、ガス充填リポソームはその内部中に
何ら液体が実質的になかった。次にこれらのリポソーム
を10ccのリン酸塩で緩衝された食塩水中に懸濁させ、そ
して次に約4℃で数週間貯蔵した。
めに、実施例2の手順に実質的に従った。これらのリポ
ソームのdB反射率は、実施例2中で報告したdB反射率と
類似であった。
施例1のリポソーム懸濁液を、約600psiの圧力で5回、
押出装置(Extruder Device(商標)、Lipex Biomemb
ranes、バンクーバー、カナダ)中の2ミクロンのポリ
カーボネートフィルターを通過させた。押出処理の後
で、実施例2中で述べたようにして、リポソームを超音
波検査的に検討した。驚くべきことに、高い圧力下での
押出の後でさえ、本発明のリポソームはそれらの反響性
を実質的に保留した。
周波数を使用する超音波によって走査した。結果は、超
音波の周波数が高ければ高いほど、反響性はそれだけ急
速に衰え、これは比較的高い共鳴周波数及び高い周波数
に伴うより高いエネルギーを反射することを示した。
である。
有する、窒素ガスを内部に閉じ込めている500mgの真空
乾燥されたガス注入されたリポソーム(ガス充填リポソ
ームはその内部中に液体が実質的にない)の静脈内投与
量を投与し、そして左心室心筋を超音波検査的に検討す
る。
有する、窒素ガスを内部に閉じ込めている500mgの真空
乾燥されたガス注入されたリポソーム(ガス充填リポソ
ームはその内部中に液体が実質的にない)の静脈内投与
量を投与し、そして左心室心筋を超音波検査的に検討す
る。
する、窒素ガスを内部に閉じ込めている500mgの真空乾
燥されたガス注入されたリポソーム(ガス充填リポソー
ムはその内部中に液体が実質的にない)の静脈内投与量
を投与し、そして肝臓を超音波検査的に検査する。
本発明の種々の改変が、上述の説明から当業者には明ら
かであろう。このような改変もまた、添付された請求の
範囲の範囲内に入ると意図される。
Claims (26)
- 【請求項1】水性媒体中にガス充填リポソームを含んで
なり、該リポソームの内部の少なくとも90%に液体がな
いことを特徴とする超音波イメージングのための造影
剤。 - 【請求項2】該ガス充填リポソームが真空乾燥ガス注入
方法によって得ることのできる、請求項1記載の造影
剤。 - 【請求項3】該リポソームが、脂肪酸、リソ脂質、ジパ
ルミトイルホスファチジルコリン、ホスファチジルコリ
ン、ホスファチジン酸、コレステロール、コレステロー
ルヘミスクシネート、トコフェロールヘミスクシネー
ト、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジル
イノシトール、スフィンゴミエリン、グリコスフィンゴ
脂質、グルコ脂質、グリコ脂質、スルファチド、エーテ
ルおよびエステル結合された脂肪酸を有する脂質、並び
に重合された脂質から成る群から選ばれた脂質材料を含
んで成る、請求項1又は2記載の造影剤。 - 【請求項4】該リポソームが、ジパルミトイルホスファ
チジルコリンを含んで成る、請求項3記載の造影剤。 - 【請求項5】該リポソームが、空気、窒素、二酸化炭
素、酸素、アルゴン、キセノン、ヘリウム及びネオンか
ら成る群から選ばれたガスによって満たされている、請
求項1又は2記載の造影剤。 - 【請求項6】該リポソームが、3週間より長い安定性を
有する、請求項1又は2記載の造影剤。 - 【請求項7】該リポソームが、2dBより大きい反射率を
有する、請求項1又は2記載の造影剤。 - 【請求項8】該リポソームが、2dB〜20dBの反射率を有
する、請求項7記載の造影剤。 - 【請求項9】(i)リポソームを陰圧下に置く工程、 (ii)該リポソームの内部から少なくとも90%の液体を
除去するのに十分な時間、該リポソームを陰圧下でイン
キュベートする工程、及び (iii)周囲圧力に到達するまで該リポソーム中にガス
を注入する工程を含んで成り、かつ、該リポソームが水
性媒体中に懸濁していることを特徴とする超音波イメー
ジング用造影剤で使用するためのガス充填リポソームの
製造方法。 - 【請求項10】工程(i)中又はその前に該リポソーム
を−10℃〜−20℃の温度に冷却せしめ、工程(ii)中に
該リポソームを10℃〜20℃の温度に加温せしめ、そして
工程(iii)中に該リポソームを周囲温度に加温せしめ
ることを、さらに含んで成る、請求項9記載の方法。 - 【請求項11】該陰圧が、93kPa(700mmHg)〜101kPa
(760mmHg)であり、そして24〜72時間かけられる請求
項9記載又は10記載の方法。 - 【請求項12】該ガスが、4〜8時間にわたって該リポ
ソーム中に注入される請求項9〜11のいずれかに記載の
方法。 - 【請求項13】工程(iii)後に、該リポソームを規定
された細孔サイズのフィルターの少なくとも1つを通し
て押出す工程をさらに含んでなる、請求項9〜12のいず
れかに記載の方法。 - 【請求項14】該ガスが、空気、窒素、二酸化炭素、酸
素、アルゴン、キセノン、ヘリウム及びネオンから成る
群から選ばれる、請求項9〜13のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項15】水性媒体中に懸濁された場合に、内部の
少なくとも90%に液体がないことを特徴とするガス充填
リポソームを含んでなる超音波イメージングのためのキ
ット。 - 【請求項16】該ガス充填リポソームが、真空乾燥ガス
注入方法によって得ることのできる、請求項15記載のキ
ット - 【請求項17】該超音波イメージングが、患者の内部の
体の部位の画像を与えるものである、請求項15記載のキ
ット - 【請求項18】該超音波イメージングが、患者中の疾患
組織の存在を診断するためのものである請求項15記載の
キット。 - 【請求項19】該患者の内部の体の部位が、右心臓領域
である請求項17記載のキット。 - 【請求項20】水性媒体中に懸濁された場合に、内部の
少なくとも90%に液体がないことを特徴とするガス充填
リポソーム。 - 【請求項21】真空乾燥ガス注入方法によって得ること
のできる、請求項20記載のガス充填リポソーム。 - 【請求項22】重合された脂質を含んでなる請求項20記
載のガス充填リポソーム。 - 【請求項23】ポリエチレングリコールをさらに含んで
なる請求項20又は21記載のガス充填リポソーム。 - 【請求項24】生体内でのターゲッティングのための物
質を含んでなる、請求項20又は21記載のガス充填リポソ
ーム。 - 【請求項25】ターゲッティングのための物質が炭水化
物である、請求項24記載のガス充填リポソーム。 - 【請求項26】脂肪酸、リソ脂質、ジパルミトイルホス
ファチジルコリン、ホスファチジルコリン、ホスファチ
ジン酸、コレステロール、コレステロールヘミスクシネ
ート、トコフェロールヘミスクシネート、ホスファチジ
ルエタノールアミン、ホスファチジルイノシトール、ス
フィンゴミエリン、グリコスフィンゴ脂質、グルコ脂
質、グリコ脂質、スルファチド、エーテルおよびエステ
ル結合された脂肪酸を有する脂質、リン酸ジアセチル、
ステアリルアミン、ジステアロイルホスファチジルコリ
ン、ホスファチジルセリン、カルジオリピン、長さが6
〜8の炭素の短鎖脂肪酸を含むリン脂質、非対称アシル
鎖を含む合成リン脂質、6−(5−コレステンー3β−
イルオキシ)−1−チオーβ−D−ガラクトピラノシ
ド、ジガラクトシルジグリセリド、6−(5−コレステ
ンー3β−イルオキシ)ヘキシルー6−アミノー6−デ
オキシー1−チオーβ−D−ガラクトピラノシド、6−
(5−コレステンー3β−イルオキシ)ヘキシルー6−
アミノー6−デオキシー1−チオーα−D−マンノピラ
ノシド、ジベヘノイルホスファチジルコリン、ジミリス
トイルホスファチジルコリン、ジラウロイルホスファチ
ジルコリン、ジオレオイルホスファチジルコリン、並び
にこれらの組み合わせ物から成る群から選ばれた脂質を
含んで成る請求項20又は21記載のガス充填リポソーム。
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