JP4335976B2 - 血液貯留画像化組成物およびその使用用途 - Google Patents
血液貯留画像化組成物およびその使用用途 Download PDFInfo
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Description
本発明は、親油性成分を有するキレート化剤にカップリングした常磁性金属イオンおよび1種以上の両親媒性有機化合物から成るNMR画像化造影(imaging contrast)組成物に関する。また本発明は、該組成物の調製並びに注射可能なMRI血液貯留(blood pool)造影剤、その用途、および乾燥造影組成物と生理的に許容しうる水性担体を含有するキットにも関係する。
背景技術
一般に、比較的低分子量の磁気反応性、水溶性金属錯体(複合体)(たとえばGd−DTPA、Gd−DOTA等)は、その血管壁を通る部分的漏れ(血管外空間への溢出)およびその腎臓への非常に急速な排泄に基づき、血液貯留画像化の造影剤としての使用には適さない。急速な排泄(elimination)はこれらの物質を、血管系の画像化に不適切とするが、その理由は、それらが十分な時間にわたって、許容される造影(コントラスト)(プロトンの緩和時間(relaxation time)T1の減少)を付与できないからである。
血液貯留研究に関し、MRI造影剤として好適な物質を製造する種々の試みがなされてきた。血液循環における長い滞留時間、高い緩和性(relaxivity)および投与物質の完全排泄をもつ造影剤の調査によれば、常磁性物質を、ポリエチレングリコールと共重合させるか、あるいはアルブミン、デキストランもしくはポリリシンなどのポリマー鎖にグラフトさせて、リポソーム小胞(liposome vesicle)に封入するかまたはリポソーム膜に固定するという提案がもたらされる。かかる組成の具体例は、Gd−DTPA−アルブミン、Gd−DTPA−デキストランまたはGd−DTPA−ポリリシン錯体分子である[たとえば、M.D.オーガンらの「Invest.Radiol.」(22、1987年、665頁);S.C.ワングらの「Radiology」(175、1990年、483頁);G.シューマン−ジアンピエリらの「Invest.Radiol.」(26、1991年、969頁);およびA.V.S.ベクスラーらの「Invest.Radiol.」(29、増補2、1994年、S62頁);B.T.S.デスラーらの「Invest.Radiol.」(29、増補2、1994年、S65頁);C.D.マイヤーらの「Invest.Radiol.」(29、増補2、1994年、S90頁);D.D.シェンらの「Invest.Radiol.」(29、増補2、1994年、S217頁)参照]。上述の組成物は、水溶性金属錯体より血液中の滞留時間が長いが、その循環中の滞留時間はなお十分でなく、かつこれらの化合物の幾つかは、血液貯留画像化に対して許容できないレベルの毒性を示した。A.A.ボグダノブらの「Radiology」(187、1993年、701頁)には、共有結合したGd−DTPAを有する、メトキシポリ(エチレングリコール)遮蔽高分子骨格(ポリリシン)からなるGd−DTPA−MPEG−ポリリシン錯体の場合の長い滞留時間と低い免疫抗原性が報告されている。
血液中の常磁性物質の緩和性を増大する多くのアプローチの中で、WO−A−91/14178(リサーチ・コーポレイション)に記載の提案に興味を持つことができる。この資料には、本質的に親油性で、かつポリアミノポリカルボン酸誘導体、特に1または2つの脂肪酸成分とカルボキシメチルアセトアミドに置換する少なくとも1つの酢酸基、好ましくは2つの酢酸基とを有するEDTAおよびDTPA誘導体をベース成分とする常磁性コントラスト増強剤が開示されている。好ましい常磁性金属イオンは、ガドリニウムを含む、通常の常磁性金属イオンである。また、常磁性造影剤と他の生理的作用物質(たとえば、プロテイン、ペプチド、抗体またはリポソーム)との複合物(conjugate)も開示されている。リポソーム膜の中に親油性の常磁性作用物質を加え、標的化(targeting)を助成したり、緩和性を改善することができる。
それにも拘らず、高分子に結合した常磁性種を含有する造影剤の半減期は、短かすぎて血液貯留画像化に不都合となることが少なくない。この難点を解決するため、NMR造影剤の担体として、封入常磁性キレートを含有するリポソーム微小胞のサスペンションの使用が提案されている。相対的な生物適合性とリポソームおよびそのサスペンションの容易な調製のために、担体に代わるリポソームの使用が提案されている。公知の常磁性造影剤のリポソームへの封入が、数多くの種々の刊行物に記載されている(たとえば、アンガーらの「JMRI」(3、1993年、195〜198頁);EP−A−0160552等)。
残念なことに、血液循環に注射したリポソーム封入造影剤の使用寿命は、オプソニン作用、次いで食菌作用に基づく急速な生理的除去のために短かい。オプソニン作用プロセスには必然的に、大食細胞、次いでその除去(食菌作用)によって認識できる、オプソニンといわれるプロテインによる”侵入物(intruder)”粒子の被覆および肝臓と脾臓のクプファー(Kupffer)細胞による被覆(オプソニン作用)粒子の代謝が伴なう。
このため、水溶性の常磁性キレートの担体としてのリポソームは、常磁性血液貯留造影剤に対して理想溶液を構成しない。前述の如く、ほとんどのリポソームは、肝臓や脾臓により血液循環から急速に除去される傾向にあり、そして、この性質は後者器官の画像化に有利と思われるが、造影化合物の血中濃度をより長い時間にわたって、比較的高いレベルに保持することが望まれるときには、極めて好ましくない。血液中のリポソーム小胞の寿命を延長し、すなわち、小胞形成脂質に保護物質を加える対策が提案されている。このアプローチの方法にならって、”こそこそした要因(stealth factors)”、たとえば共有結合変性脂質、すなわち、外に延びるポリエチレングリコール(PEG)セグメントをグラフトした脂質(ホスファチジルエタノールアミン(PE))が提案されている。上記”こそこそ”要因の、パルミトイルグルクロン酸(PGlcUA)などの生成物の小胞形成脂質への添加は、血液中のリポソームの半減期を改善すると、報告されている。
血液中のリポソームの寿命は、リポソーム小胞を極めて小さく、たとえば50nmもしくはそれ以下に作ることによって、かなり延長されうることがよく知られている。この提言は、小さな粒子がオプソニンによって寸法認識されうることが少ないため、小胞が十分に小さい場合、その血液中の滞留時間が増加するという事実に基づく。非常に小さな小胞の場合のトラブルは、寸法を減少すると、その閉じ込め容量が、常磁性化合物による血液貯留の画像化に必要な造影剤量に適合しない極めて少量となることである。リポソームの他の欠点は、脂質膜の存在が研究部位内の水プロトンに対する造影剤の作用を著しく遮蔽することである。
このネガチブ効果は、膜脂質内に造影剤を加えることにより、たとえば造影剤のキレート(chelatant)に親油性基をグラフトすることによって下げることができるが[R.A.シュベンデナーらの「Internat.J.Pharm.」(49、1989年、249〜259頁)参照]、今までの結果はなお不十分であり、磁気活性物質と基質の割合は依然として比較的低く、かつ血液中の滞留時間も依然として比較的に短かい。
従って、公知常磁性MRI造影剤組成物の滞留時間はなお不十分であり、器官灌流および血液量測定/画像化が必要なとき、これらの造影剤は比較的に効果的でなくなる。さらに、公知造影剤の縦緩和性r1または(1/T1)は許容しうるが、この要因のさらなる増大は、いっそう良好なコントラストおよび分解能を付与でき、このため画像化がより良好となるか、および/または同じ品質および画像分解能に対して低量の画像化物質の投与を要求するより有効な造影剤を付与する。造影剤の投与量の低下は、いっそう低レベルの毒性に導く。すなわち、水プロトンの緩和時間T1に対して実質的な作用を有する常磁性血液貯留造影剤を付与することにより、ありうる注射後の副作用を最小限度にするための、血液貯留にとって十分なこそこそした性質、すなわち、たった1回投与の注射用組成物で、かつ免疫抗原性が非常に低いかもしくは全くなく、完全な画像化を行なうのに十分な寿命、およびMRI反応物質と医薬的に許容しうる有機基質の最適モル比がなお非常に望まれる。
発明の概要
要するに、本発明は、適当な水性担体液体に、常磁性金属イオン、親油性成分を有するキレート化剤、および生理的に許容しうる非イオン系界面活性剤の1種または2種以上の混合物を含有して成る、常磁性のMRI反応造影組成物に関する。かかる組成物は、必要に応じて1種以上の両親媒性化合物、たとえばリン脂質を含有してもよい。キレート化剤は、少なくとも1つの親油性置換基(たとえば脂肪アルコールのエステル)を有するポリアミノポリカルボキシレート骨格を包含する。常磁性金属イオンとキレート化剤の錯体を、画像化剤と称す。本発明組成物は、画像化剤、非イオン系界面活性剤および必要に応じてリン脂質が、適当な担体液体に懸濁した安定な混合ミセル状態に会合したものである。混合ミセルは、画像化剤と非イオン系界面活性剤および必要に応じて両親媒性化合物との複合(接合)または会合によって構成される。語句「会合」または「複合」とは、ミセルの成分が相互に親和力を有する2種以上の物質の付加物または混合物の形状で存在しうることを意味し;あるいは「会合」は1つ以上の結合、たとえば各成分間のH結合に基づくものであってよく、これによって、親油性と親水性を同時に持つキレート分子が所定の望ましい平衡状態(適切な親水性/親油性バランス)で供給される。このため、画像化組成物は、適当な両親媒性を有する基質と、常磁性種および基質に対し親和力を持つ官能基を有する化合物との混合物を包含してもよく、あるいは画像化組成物は上記成分の多少ともルーズな付加物を包含していてもよい。
明らかに、組成物中の非イオン系界面活性剤の1種または2種以上の混合物の存在は必須であり、その理由は、この非イオン系界面活性剤によって、主要成分(すなわち、常磁性金属イオンおよび親油性官能基を有するキレート化剤)、リン脂質および該界面活性剤が混合ミセルを形成することができるためである。組成物の主要成分をミセルとすることにより、成分変更の性質および予期しない有効な画像特性が得られる。ミセルの寸法は、10〜800nmに変化することが認められるが、該寸法が好ましくは30〜500nmのときに、最も有効な結果が得られると思われる。混合ミセルは、適当な水性担体液体に分散して、長期にわたり凝集または凝結に耐えうる非常に安定なコロイド分散体を形成する。
また本発明は、非イオン系界面活性剤を有する常磁性造影組成物の調製法、該組成物の血液貯留造影剤としての用途、および該組成物の凍結乾燥によって得られる乾燥粉末の造影剤の製造法にも関係する。
さらにまた、該組成物の凍結乾燥によって得られる乾燥粉状配合物(製剤)の入ったバイアルおよび必要に応じて、生理的に許容しうる水性担体の入ったバイアルを有するキットも開示されている。
【図面の簡単な説明】
図1は、常磁性金属イオン1、親油性成分を有するキレート化剤2、リン脂質3(5はその親水性部)および生理的に許容しうる非イオン系界面活性剤(4はその親水性部、6はその親油性部)から成る組成物の混合ミセルを示す概要図である。
図2は、Gd−DTPA、各種のGdベース高分子造影剤、並びに本発明に係るミセルのGd−DTPA−SE/DPPA/F108、Gd−DTPA−(SE)2/DPPA/BRIJ(登録商標)78およびGd−DTPA−(SE)2/BRIJ(登録商標)78組成物の場合に得られる、水中のT1−緩和性の比較データを示すグラフである。
図3は、DTPA無水物とステアリルアルコールの反応によって製造されるDTPA[DTPA−(SE)2]の両親媒性誘導体の構造の概要を示す式である。
図4は、本発明に係るミセルのGd−DTPA−SE/リン脂質/F108組成物のラットにおける血液の薬物動態(pharmacokinetics)のグラフである。
図5は、本発明に係るミセルのGd−DTPA−(SE)2/リン脂質/F108組成物のラットにおける血液の薬物動態のグラフである。
図6は、本発明に従って製造した、種々のリン脂質を持つミセルの放射性標識組成物のラットにおける血液の薬物動態グラフである。
図7は、本発明に係るミセルの153Gd−DTPA−(SE)2/DPPC/BRIJ(登録商標)78および153Gd−DTPA−(SE)2/BRIJ(登録商標)78組成物のラットにおける血液の薬物動態のグラフである。
発明の開示
添付の請求の範囲に記載した本発明の主たる特長は、常磁性金属イオンに加えて、親油性成分を有するポリアミノポリカルボキシレートキレート化剤と複合したときに、格別に有効な常磁性NMR造影組成物が得られ、該画像化組成物が生理的に許容しうる非イオン系界面活性剤の1種または2種以上の混合物および好ましくは1種以上の両親媒性化合物(たとえばリン脂質)を包含するという、予期しえない知見に基づく。常磁性金属イオンは、ポリアミノポリカルボキシレートと複合し、該錯体をたびたび画像化剤と称す。これにも拘らず、常磁性イオンのみが所望の磁性を有するため、ほぼそれ単独が画像化作用、すなわち、水の水素原子の緩和性(relaxivity)の変化の原因をなす。常磁性金属イオンの毒性を阻止し、その望ましくない影響を除去するためのみには、金属イオンの複合、このためキレート化剤の存在が必要である。キレート化剤の中で、ポリアミノポリカルボン酸誘導体が、ヒトまたは動物体のNMR画像化を意図した、常磁性イオンの複合に特に有用であることが認められる。
本発明に係る組成において、ポリアミノポリカルボキシレートキレート化剤は、非イオン系界面活性剤の疎水性部と容易にカップリングまたは撚り合せる(多分、ファンデルワールス力による)疎水性基(たとえば、エステル化した脂肪アルコール鎖)および必要に応じてリン脂質の脂肪酸残基を備えている。非イオン系界面活性剤は多分、4成分系が、担体液体に分散した混合ミセルとして存在できるようにする、付加的な親水性/親油性バランス・パラメーターを付与するであろう。
図1で概要的に示されるように、上記混合ミセルは、常磁性金属イオン(1)(該金属イオン(1)は親油性成分を有するキレート化剤(2)によって保持されている)、両親媒性化合物(たとえばリン脂質)(3)および非イオン系界面活性剤(4)から成る。両親媒性構造、すなわち、イオン系親水性官能基、非イオン系親水性官能基(ポリエチレンオキシドセグメント)および非イオン系疎水性脂肪鎖からなるポリアミノポリカルボキシレートセグメントに結合した、この常磁性金属イオンの配置は、NMR血液貯留画像化において著しく高いコントラスト効率を示す。実験部分から明らかなように、このコントラスト効果は、リン脂質がミセルの代わりに層状(小胞形状)である従来技術の比較組成物と比べて、少なくとも30%良好である。かかる配置差が何故そんなに有効であるのかの理由についての正確な説明がなされていないが、混合ミセルは10〜800nmの粒度を有してよく、最良結果はミセル寸法が30〜500nm範囲内のときに得られることが確立されている。
本発明の混合ミセルの並はずれた性質および該混合ミセルのMRI血液貯留造影剤としての適性の可能な説明は、該混合ミセルが水および油類の両方に親和力を有し、すなわち、適当な親水性/親油性バランスを有するという事実から派生する。必然的に含まれる親水性官能基はイオン系および非イオン系である。対応する親水性/親油性バランス(HLB)は、かなりの範囲に変化し、1〜50であってよいが、好ましくは5〜15である。これらの平衡な界面活性剤特性に基づき、混合ミセルを適当な水性担体液体に分散すると、非常に安定なコロイド分散体が形成され、すなわち、ミセルは長期にわたり、大きな凝結体への凝集または凝結を阻止することが考えられる。図2のグラフには、本発明に係る造影化合物の場合に得られる緩和値T1と、Gd−DTPAおよび種々のGbベース高分子造影剤について報告されている緩和値が示されている。この比較データから明らかなように、混合ミセル形状の常磁性造影組成を持つ造影剤は、これまでに知られている組成物よりも30〜250%大きな緩和性を付与する。このように、本発明の常磁性造影剤の場合に得られる血液循環中の長い滞留時間に結びつく大きな緩和性は、公知のNMR造影剤組成物と比べて、重要な進歩(利点)を付与する。
本発明に係る混合ミセルは、非イオン系界面活性剤、イオン系界面活性剤、およびイオン系および非イオン系界面活性剤混合物を用いて製造しうるが、それらの生理的適性に基づき、非イオン系界面活性剤が好ましい。非イオン系界面活性剤は好ましくは、ポリオキシエチレンおよびポリオキシプロピレンセグメントを有するブロックコポリマー;ポリエチレングリコールアルキルエーテル、たとえばポリエチレングリコール−オクタデシルエーテル;またはポリオキシエチレン脂肪酸エステル;またはポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル;またはn−アルキルグリコピラノシドおよびn−アルキルマルトトリオキシドである。本発明組成物における非イオン系界面活性剤は便宜上、商業上入手しうる製品、たとえばプルロニック(Pluronic、登録商標)、ポロキサマー(Poloxamer、登録商標)、ポロキサミン(Poloxamine、登録商標)、シンペロニック(Synperonic、登録商標)、BRIJ(登録商標)、Myrj(登録商標)、ツイーン(Tween、登録商標)(ポリソルベート)およびこれらの混合物から選ばれる。かかる界面活性剤と常磁性画像化剤の重量比は、1:50〜50:1、好ましくは1:10〜10:1、より好ましくは1:1である。
リン脂質および非イオン系界面活性剤に相溶しうる画像化ポリカルボン酸キレート化分子を作るために、該キレート化分子に、疎水性基をたとえば、疎水性脂肪族または芳香族アルコールとのカルボキシレートエステルの形状で付与する。上記脂肪族アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール(n−,イソ−,ターシャリ−)、ペンタノール、ヘキサノール(および異性体)、ヘプタノール、オクタノール(および異性体)、ノナノール、デカノールおよび脂肪アルコールなどの飽和および不飽和のC1〜C24アルコールが挙げられ;上記芳香族アルコールとしては、置換および非置換のベンジルアルコールおよびより大きなフェニルアルキルアルコールが挙げられる。またキレート化分子に、疎水性基を、疎水性脂肪族または芳香族アミンとのカルボキシレートアミドの形状で付与してもよい。上記脂肪族アミンは、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン(n−,イソ−,ターシャリ−)、ペンチルアミン、ヘキシルアミン(および異性体)、オクチルアミン(および異性体)、ノニルアミン、デシルアミン、アミノアダマンタンおよび脂肪アミンなどの飽和および不飽和のC1〜C24アミンであってよく;上記芳香族アミンとしては、置換および非置換のベンジルアミンおよびより大きなフェニルアルキルアミンが挙げられる。別法として、ポリカルボン酸キレート化剤に親油性疎水性基を、分子骨格のアルキレンセグメントに、またはカルボキシレート官能基のα−炭素にもしくはキレート化剤に存在するときのヒドロキシル基に結合させて付与することができる。後者の一例は、Gd−HP−DO3Aと脂肪酸クロリドの反応生成物である。
実験によれば、ポリアミノポリカルボキシレートキレート化剤の親油性成分は、メチル(C1)から24もの炭素原子を有する長鎖アルキルまたはアルキレン基(C24)までの範囲にわたって変動しうるものであり、また置換または非置換のベンジル基あるいはそれより大きなフェニルアルキル基を有していてもよい。実際に、ポリカルボン酸キレートが、多分リン脂質および/または界面活性剤分子に対しアンカー(anchor)を付与するであろう親油性官能基を有する限り、混合ミセルが形成される。得られる混合ミセルは、短いアルキル基を有する場合でもかなりに安定と思われるが、単なる実用的理由から、C12〜C18のアルキル基が好ましい。非イオン系界面活性剤がBRIJ(登録商標)78の商品名で知られているとき、該界面活性剤と常磁性錯体のミセルが血液循環で許容できる緩和性と妥当な安定性を示しているので、リン脂質の存在は、より大きな緩和性の観点から有利ではあるが、実際には必要でないことがわかった。
本発明組成物における好適な両親媒性化合物は、ホスファチジン酸(PA)、ホスファチジルコリン(PC)、ホスファチジルエタノールアミン(PE)、ホスファチジルセリン(PS)、ホスファチジルグリセロール(PG)、ホスファチジルイノシトール(PI)、カルジオリピン(CL)およびスフィンゴミエリン(SM)から選ばれるリン脂質である。また両親媒性化合物は、置換もしくは部分置換グリセロールのモノ−ホスフェートエステルからなるものであってもよく、該グリセロールの少なくとも1つの官能基は、飽和もしくは不飽和脂肪族の脂肪酸によってエステル化、または飽和もしくは不飽和アルコールによってエーテル化され、リン酸の他の2つの酸性官能基は、遊離またはアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属で塩化されている。ホスフェートエステルとして好ましくは、ジミリストイルホスファチジン酸、ジパルミトイルホスファチジン酸、またはジステアロイルホスファチジン酸から選ばれる脂肪酸グリセライドのモノホスフェートが包含される。
またリン脂質は、脂肪鎖が少なくとも12の炭素原子を有するジアシルおよびジアルキルグリセロリン脂質、並びにイオン系および中性リン脂質、リン酸のモノアルキルもしくはアルケニルエステルおよび/またはコレステロール、エルゴステロール、フィトステロール、シトステロール、ラノステロール、およびトコフェロールから選ばれる1種以上の化合物を包含してもよい。リン脂質を含有する組成物において、リン脂質とポリカルボン酸キレートの重量比に臨界はないと思われるが、該重量比はたとえば1:50〜50:1の広範囲内で変化しうる。実用的範囲は、10:1〜1:10、好ましくは1:5〜5:1、より好ましくは1:3〜3:1であり、この理由として、多量過剰のキレートの使用はキレート化/画像化剤の不必要な浪費をもたらし、一方、一定濃度を越える過剰のリン脂質は余分な利点を付与しない。リン脂質を用いる組成物において、リン脂質と界面活性剤の重量比も上記と同様適宜に変化しうるが、1:10〜10:1、好ましくは1:2〜2:1の範囲が、NMR血液貯留作用物質の最適組成物として認められる範囲と思われる。
当該ミセルの磁気反応成分のキレート部分は、EDTA、DTPA、BOPTA、DOTA、DO3Aおよび/またはこれらの誘導体から選ばれ、また常磁性金属は周知の常磁性金属群の中から、特にGd(III)、Mn(II)、Cr(III)、Cu(II)、Fe(III)、Pr(III)、Nd(III)、Sm(III)、Tb(III)、Yt(III)、Dy(III)、Ho(III)およびEr(III)から選ばれてよい。
また本発明によれば、本発明に係る組成物の非常に有用な形状は、該組成物の凍結乾燥によって生じ、これにより、乾燥した粉状の配合物(formulation,製剤)が得られることが確立されている。この形状の常磁性組成物は特に、長期の貯蔵に便利である。粉末形状の貯蔵は、混合ミセルからなる組成物の再形成が、血液貯留NMR画像化造影剤として有用なサスペンションを形成する、生理的に許容しうる液体担体における凍結粉末の分散によって達成されるという事実によって簡易になる。凍結乾燥は、格別な用心あるいは措置を全く要しない、単純な冷凍乾燥プロセスである。
本発明に係る組成物の調製法は、配合成分として、常磁性造影剤と適当な親油性基を備えたポリカルボン酸キレート化剤、これらに混和する1種以上のリン脂質および非イオン系界面活性剤を選択し、次いで通常の方法に従って、これらの成分を生理的に許容しうる水性液体担体、たとえば純なまたは緩衡した水または食塩水に分散してミセル形状とすることから成る。分散は、選定した成分に基づき、穏やかな混合または強力な手段、たとえば均質化、ミクロ流動化または音波破砕によって行うことができる。
必要な配合成分として、たとえばガドリニウムDTPAのモノもしくはジステアリルエステル、リン脂質のジパルミトイルホスファチジン酸(DPPA)、および非イオン系界面活性剤の「Synperonic F−108」を用いる上記調製を行なう有利な方法において、1部(重量部、以下同様)の造影成分を、それぞれ2部の脂質および界面活性剤、および100〜200部の水と混和する。混合物を50〜80℃の温度にて、数分間の音波破砕で均質化することにより、分散した混合物に、ほとんどが20〜250nm範囲の混合ミセルが形成される。一般に、ミセルの寸法分布はガウス分布である。
別法として、先ず当該粒状付加物の2成分、たとえば常磁性画像化成分とリン脂質を、水性担体液体に分散し、その後、分散体に第3成分を加えることにより、該第3成分の添加は分散体がミセル形状となるようにせしめる。
この別法を行なう有利な方法において、1部の常磁性成分と2部のリン脂質を、適当な有機溶剤、たとえばクロロホルム、塩化メチレン、メタノールまたはこれらの混合物に溶解し、溶液を減圧下で蒸発乾固する。次いで、残留固体を約100〜200部の水(または他の生理的に許容しうる液体担体)へ、たとえば音波破砕、ミクロ流動化あるいはその他の方法で微細分散し、約2部のF−108界面活性剤(または等価化合物)を加え、ミセルが現われ、形成するまで均質化を再開する。
いったん製造した分散体を、その後、通常の熱で滅菌し、そのまま使用するか、あるいは貯蔵のためさらに、たとえば凍結乾燥で脱水することができる。この脱水した粉末形状の物質から、該粉末物質を担体液体の一部と混合し、振とうすることにより、MRI造影剤を生成することができる。
従って、本発明組成物を医療分野で事実上適用するため、乾燥した成分と担体液体を別々に、キット形態で市販することができ、これにより、患者の血液循環へ注射する前に、キット成分を共に混合することにより、造影剤を再形成する。
キットの第1成分、すなわち、乾燥粉末をさらに乾燥不活性雰囲気下で貯蔵してもよく、また第2成分の生理的に許容しうる担体液体はさらに等張性添加物および他の生理的許容成分、たとえば各種のミネラル塩、ビタミン等を含有してもよい。
既に述べたように、再形成した造影剤は特に、ヒトまたは動物体の器官のNMR血液貯留画像化での使用に好適である。これらの組成物は、MR血管造影撮影を容易にしたり、心筋および大脳虚血、肺塞栓症、腫瘍の血管新生および腫瘍灌流の評価を助成することができる。
発明を実施するための最良の形態
次に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
実施例1
図3に示される式のDTPAモノおよびジステアリルエステル、および対応するガドリニウムキレート(Gd−DTPA−SE)および(Gd−DTPA−(SE)2)を、G.W.カバルカらの「Magnetic Resonance in Medicine(薬における磁気共鳴)」(8、1988年、89〜95頁)の開示に準じて製造した。合成に必要なDTPA無水物は、エッケルマンらの「J.Pharm.Sci.」(64、1975年、704〜706頁)の記載に従って製造した。画像化剤の純度は、ガドリニウム分を通常の手段で測定(2N塩酸中で錯体を破壊し、EDTA溶液で滴定;指示薬キシレノール−オレンジ)することによりチェックしたところ、実質的に理論に近い結果が得られた。
600mgのレシチン(SPC−3、ナターマン)(0.788ミリモル)、60mgのコレステロール(0.158ミリモル)、および332mgのGd−DTPA−(SE)2(0.315ミリモル)を、MeOH/CHCl3(1/1)混合物100mlに溶解する。溶液を減圧下で蒸発乾固し(回転蒸発、72℃/15トル、1.5時間)、その後、撹拌下で20mlの蒸留水を加える。混合物をさらに、70℃にて約30分の音波破砕(ブランソン音波発生器、出力40)で均質化することにより、リポソーム小胞(分類”L”)の均質ミルク状サスペンションを得る。
上記サスペンション10mlに、300mgの「Synperonic F−108」を加え、数分間音波破砕を再開することにより、サブミクロ粒子(分類”M”)のミセル形状の安定した視覚上透明なサスペンションを得る。
ミニスペック(Minispec)PC−120(ブルーカー(Bruker))装置を用い、0.47テスラ(Tesla)(20MHz)下で操作して、上記サスペンションのプロトン・スピン緩和性を評価する。EDM510A(EDM=エクスペリメント・デフィニション・モジュール(Experiment Definition Module))を用い、”転化回復(inversion recovery)”法で、スピン−格子緩和時間T1を測定する。EDM610Aを用い、カール−パーセル−メイブーン−ジル(Carr−Purcell−Meiboom−Gill)(GPMG)法で、スピン−スピン緩和時間T2を測定する。
下記表1に示す緩和値(r1およびr2)は、1mM濃度の場合、r([mMs]-1)=1/Tで表示する。
表1の結果から明らかに、画像化化合物の小胞からミセル状への変換は、緩和性、ひいては画像化効率をぬかりなく増大することが認められる。
実施例2
最初のプレパラティブ・モード(preparative mode)(モード1)において、100mgの画像化剤、200mgのDPPA(ジパルミトイルホスファチジン酸Na塩)と200mgの「Synperonic F−108」および20mlのH2Oを共に混合し、次いで混合物を70℃で30分間音波破砕して(ブランソン音波発生器、出力40)、2つのサンプルを調製する。第1サンプル(”M1”)では、画像化種としてモノステアリルエステルのGd−DTPA−SEおよび第2サンプル(”M2”)では、ジステアリルエステルのGd−DTPA−(SE)2を用いた。
ミセルの平均寸法およびミセル寸法分布について、Nicomp 370HDL−NPSS装置を用い、光子相関分光分析法(Photon Correlation Spectroscopy:PSC)の名称で公知の動的光散乱(Dynamic Light Scattering:DSL)法で測定する。粒度分布(ガウス分布)を測定したところ(Nicomp)、両サンプル共、150〜170nmSD±60〜90nmのピークを有していた。
他の2つのサンプルを同じ成分から調製し、但し、技法(モード2)は以下の通りに改変した。すなわち、最初に画像化種と脂質をCHCl3/MeOH(2/1)混合物25mlに溶解し、溶液を実施例1と同様に蒸発乾固し、20mlのH2Oを加え、20分の音波破砕(出力20)で分散を行なう。次いで、F−108を加え、10分間音波破砕を再開する。モノエステルのサンプルを”M3”と分類し、ジエステルのサンプルを”M4”と分類する。粒度分布を測定したところ、両サンプル共、70〜80nmSD±30〜40nmのピークを有していた。
これらのr1およびr2値を下記表2に示す。
”モード2”に係る混合ミセルの場合に得られるr1およびr2の高い値は、”モード1”の場合よりミセルが小さくかつ粒度分布が狭いという事実から派生することが推察される。
実施例3
モード2およびGd−DTPA−SEを用いて、但し、リン脂質の種類を変え、すなわちジパルミトイルホスファチジルグリセロール(DPPG)およびジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)を用いる以外は、実施例2の実験を繰返した。下記表3に、得られる結果を緩和値r1およびr2[(mM・s)-1]で示す。
モード2およびGd−DTPA−(SE)2を用いて、但し、非イオン系界面活性剤の種類を変え、すなわちBRIJ 78(Fluka)の商品名で知られているエイコサエチレングリコール−オクタデシルエーテルを用いる以外は、実施例2の実験を繰返した。この実験で得られる結果を下記表4に示す。
実施例4
実施例2/モード(2)の指示に従って、0.3Mグリセロール緩衝剤(5mMホスフェート、pH7.25)中の組成物を調製する。この組成物は、1ml当り5mgのGd−DTPA−SE、10mgのDPPA−Naおよび10mgのSynperonic F−108を含有する。
最初に、該組成物をラット血液で公知のGd濃度範囲まで希釈し、次いでGdの各濃度に対するT1およびT2を測定して、検量線を作成する。
次に、該組成物を実験ラット(約200g)へ、0.0385ミリモルのGd/kgの用量で静脈注射する(ラット一匹当り約2mlのサスペンション)。各実験に2匹のラット(1つのグループを形成)を用いた。
5mlの血液サンプルについて、NMR緩和測定(T1およびT2)を行い、数値(検量線によってGd濃度[Gd]で表示)を時間に対してプロットし、図4のグラフを得る。最良の数学的にふさわしい線は、下式によって得られる。
この1区画モデルから算出される主な薬物動態パラメーターは、以下の通りである。
排泄半減期=44分
線下領域[Area under curve:AUC]0−∞=31.8mM・分
分布容積=0.077L/kg(または77ml/kg)
クリアランス=0.00121L/kg・分
ミセル形状の場合に得られる排泄半減期(44分)は非常に長く、すなわち、Gd−DTPAの場合に得られるもの(t1/2(β)で15分)より良好である。
実施例5
実施例2/モード(2)に従い、Gd−DTPA−SEの代わりにGd−DTPA−(SE)2を用いて注射用組成物を調製する。
次に、実施例4の記載と同様、ラットにおいてインビボ実験を行なう。注射用量は0.0345ミリモルGd/kgである。得られる結果を、図5のグラフに示す。
時間の関数として[Gd]を付与する式は、以下の通りである。
主な薬物動態パラメーターは、以下の通りである。
排泄半減期=50分
線下領域[AUC]0−∞=21.7mM・分
分布容積=0.115L/kg(または115ml/kg)
クリアランス=0.00159L/kg・分
Gd−DTPA−SEとGd−DTPA−(SE)2の場合に得られる両結果に、実質的な差はない。
実施例4と非常によく似て、本発明のミセルの場合に得られる排泄半減期(50分)は非常に長く、すなわち、Gd−DTPAの場合に得られるもの(t1/2(β)で15分)より良好である。
実施例6
実施例2/モード(2)に従い、153Gd放射性同位元素を用いて、注射用組成物を調製する。以下に示すプレパラート(preparation)を作る。
153Gd−DTPA−(SE)2/DPPA−Na/Synperonic F−108
153Gd−DTPA−(SE)2/DPPG−Na/Synperonic F−108
153Gd−DTPA−(SE)2/DPPC/Synperonic F−108
3つのプレパラートにおける、各成分の割合は同じ5:10:10(mg/ml)に維持する。
r1およびr2値並びに平均寸法分布は、同化合物の場合の実施例3で得られる値に接近する。
プレパラートを実験ラット(約200g)へ、0.0234ミリモルのGd/kgの用量で注射し(ラット1匹当り約1mlのサスペンション)、該注射の10,30,60,90および120分後に血液サンプルを採取する。ラット3匹のグループに実験を行なう(1つのプレパラートに対し1グループ)。各サンプルの放射能をγ−カウンター(パッカード・ミナキシγ)で測定する。各プレパラートに対し、時間の関数として、血液中のGd濃度(ミリモル/l)の変化を、図6に示す。
実施例7
実施例2/モード(1)および(2)に従い、153Gd放射性同位元素を用いて、注射可能な153Gd−DTPA−(SE)2/BRIJ 78および153Gd−DTPA−(SE)2/DPPC/BRIJ78組成物を調製する。該プレパラートにおける各成分の重量比はそれぞれ、5:10および5:10:10であった。
プレパラートを実験ラットへ、0.0234ミリモルのGd/kgの用量で注射し(ラット一匹当り約1mlのサスペンション)、該注射の10,30,60,90および120分後に、血液サンプルを採取する。サンプルの放射能をγ−カウンター(パッカード・ミナキシγ)で測定する。図7に示されるサンプルの放射能変化のプロットから、BRIJ 78を用いてプレパラートを作る場合、リン脂質の存在は、高い緩和性と滞留時間の観点から有利ではあるが、界面活性剤および常磁性錯体のミセルがかなりの高い緩和性と血液循環中の安定性を示すことから、必ずしも必要でないことが理解される。
2つのプレパラートの場合に得られる緩和値[(mM.S)-1]を、下記表5に示す。
興味があり、注目すべき点は、153Gd−DTPA−(SE)2/BRIJ 78プレパラートの場合、測定したミセルの寸法は約538±190nmで、すなわち前記実施例のプレパラートの場合よりはるかに大きいことである。
BRIJの代わりにSynperonic F−108を用いて上記実験を繰返したところ、リン脂質が存在する場合、得られる組成物はより安定であることがわかった。
実施例8
実施例2/モード(2)に従い、以下に示す親油性キレートを用いて、注射用組成物を調製する。
Gd−DTPA−SA=Gd−DTPA−ステアリルアミド
Gd−DTPA−(SA)2=Gd−DTPA−ジステアリルアミド
Gd−DTPA−ME=Gd−DTPA−ミリスチルエステル
Gd−DTPA−(ME)2=Gd−DTPA−ジミリスチルエステル
Gd−DTPA−OE=Gd−DTPA−オクチルエステル
Gd−DTPA−(Ad)2=Gd−DTPA−ジアダマンチルアミド
Gd−DOTA−SE=Gd−DOTA−ステアリルエステル
Gd−DOTA−PE=Gd−DOTA−パルミチルエステル
Gd−HP−DO3A−SE=Gd−HP−DO3A−ステアロイルエステル
測定したr1およびr2値並びに平均寸法分布は、Gd−DTPA−SEおよびGd−DTPA−(SE)2化合物の場合に得られる値の範囲内であった。
図2の情報源:
Gd−DTPA、デキストラン−(Gd−DTPA)、アルブミン−(Gd−DTPA)およびポリリシン−(Gd−DTPA)の緩和値については、R.C.ブラッシュの「Magnetic Resonance in Medicine(薬の磁気共鳴)」(22、1991年、282〜287頁)参照、およびMPEG−ポリリシン−(Gd−DTPA)の緩和値についてはA.A.ボグダノブらの「Radiology(放射線学)」(187、1993年、701〜706頁)参照。
Claims (24)
- Gd(III)、Mn(II)、Cr(III)、Cu(II)、Fe(III)、Pr(III)、Nd(III)、Sm(III)、Tb(III)、Yt(III)、Dy(III)、Ho(III)およびEr(III)から選ばれる常磁性金属イオンおよびC 1 〜C 24 アルキルもしくはアルキレン基または置換もしくは非置換のベンジルまたはフェニルアルキル基を含む親油性成分を有するキレート化剤とポリオキシエチレンおよびポリオキシプロピレンセグメントを有するブロックコポリマー、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、n−アルキルグルコピラノシド、またはn−アルキルマルトトリオシドから選ばれる生理的に許容しうる非イオン系界面活性剤の1種または2種以上の混合物とが、生理的に許容しうる液体担体中に懸濁したミセル状態に会合したことから成る注射可能なNMR画像化組成物。
- さらに1種以上の両親媒性化合物を包含する請求の範囲1に記載のNMR画像化組成物。
- ミセルが、粒度10〜800nmの混合ミセルである請求の範囲2に記載のNMR画像化組成物。
- ミセルが、粒度30〜500nmの混合ミセルである請求の範囲2に記載のNMR画像化組成物。
- 両親媒性化合物が、ジアルキルグリセロリン脂質(ここで、アルキルは少なくとも12の炭素原子を有する)である請求の範囲2に記載のNMR画像化組成物。
- リン脂質が、ホスファチジン酸、ホスフアチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルイノシトール、カルジオリピンおよびスフィンゴミエリンから選ばれる請求の範囲5に記載のNMR画像化組成物。
- リン脂質が置換もしくは部分置換グリセロールのモノホスフェートエステルからなり、該グリセロールの少なくとも1つの官能基が飽和もしくは不飽和脂肪族脂肪酸でエステル化、または飽和もしくは不飽和アルコールでエーテル化され、リン酸の他の2つの酸性官能基が遊離またはアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属で塩化されている請求の範囲6に記載のNBR画像化組成物。
- リン脂質が、ジミリストイルホスファチジン酸、ジパルミトイルホスファチジン酸またはジステアロイルホスファチジン酸から選ばれる、脂肪酸グリセライドのモノホスフェートである請求の範囲7に記載のNBR画像化組成物。
- 両親媒性化合物が、イオン系および中性リン脂質、リン酸のモノアルキルもしくはアルケニルエステルおよび/またはコレステロール、エルゴステロール、フィトステロール、シトステロール、ラノステロール、およびトコフェロールから選ばれる化合物の2種以上からなる請求の範囲2に記載のNBR画像化組成物。
- 画像化剤の親油性成分が、飽和および不飽和C1〜C24の脂肪族もしくは芳香族アルコールのカルボキシレートエステル、または飽和および不飽和C1〜C24の脂肪族もしくは芳香族アミンのカルボキシレートアミドである請求の範囲1に記載のNBR画像化組成物。
- アルコールがメタノール、エタノール、プロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノールおよびその異性体、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノールおよびその異性体、脂肪アルコール、置換および非置換のベンジルアルコールおよびより大きなフェニルアルキルアルコールである請求の範囲10に記載のNBR画像化組成物。
- アミンがメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、t−ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン(およびその異性体)、ヘプチルアミン、オクチルアミン(およびその異性体)、ノニルアミン、デシルアミン、アミノアダマンタン、脂肪アミン、置換および非置換のベンジルアミンおよびより大きなフェニルアルキルアミンである請求の範囲10に記載のNBR画像化組成物。
- 画像化剤の親油性成分が、分子骨格のアルキレンセグメントに、カルボキシレート官能基のα炭素に、またはキレート化剤に存在するときのヒドロキシル基に結合した、親油性、疎水性基を備えている請求の範囲1に記載のNBR画像化組成物。
- キレートがEDTA、DTPA、BOPTA、DOTA、DO3Aおよび/またはこれらの誘導体から選ばれる請求の範囲1に記載のNBR画像化組成物。
- 組成物中の親油性画像化剤と界面活性剤の重量比が1:10〜10:1である請求の範囲1乃至14のいずれか1つに記載のNBR画像化組成物。
- リン脂質と界面活性剤の重量比が1:10〜10:1である請求の範囲5乃至9のいずれか1つに記載のNBR画像化組成物。
- 請求の範囲1乃至16のいずれか1つに記載のNBR画像化組成物から成り、生理的に許容しうる液体担体に分散すると、血液貯留のNMR画像化造影剤として用いるサスペンションを形成する乾燥した粉状製剤。
- 請求の範囲1乃至16のいずれか1つに記載のNBR画像化組成物の調製法であって、
a)常磁性金属イオン、親油性成分を有するキレート化剤、1種以上の非イオン系界面活性剤、および必要に応じて1種以上の両親媒性化合物の複合体を選択し、かつ該複合体を水性相に懸濁して混合物を形成し、次いで
b)該混合物に音波破砕またはミクロ流動化でエネルギーを付与して、配合成分を均一な接触状態とし、かつ均質な成分分散体をミセル形状に生成する
ことを特徴とする調製法。 - 音波破砕またはミクロ流動化の後に、混合物を滅菌および/または凍結乾燥する請求の範囲18に記載の調製法。
- エネルギー付与の後の配合混合物に界面活性剤を加え、次いで必要に応じて音波破砕またはミクロ流動化を繰返す請求の範囲18または19に記載の調製法。
- 両親媒性化合物が、ジミリストイルホスファチジン酸、ジパルミトイルホスファチジン酸またはジステアロイルホスファチジン酸から選ばれる、脂肪酸グリセライドのモノホスフェートから選ばれるリン脂質である請求の範囲18に記載の調製法。
- ヒトまたは動物体の器官のNMR血液貯留画像化に用いる、請求の範囲1乃至17のいずれか1つに記載の組成物。
- MRI造影剤の製造のための、請求の範囲17に記載の粉状製剤の用途。
- 第1成分として不活性雰囲気下に貯蔵した請求の範囲17に記載の乾燥製剤、および第2成分として生理的に許容しうる液体担体を含有し、上記液体担体は第1成分と混合したとき、二成分のサスペンションとして、請求の範囲1乃至16に記載の注射可能なNMR造影組成物を付与することを特徴とする二成分キット。
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