KR100295173B1 - 초음파콘트라스트매질로서유용한가스혼합물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통상의 계면활성제, 첨가제 및 안정화제와의 현탁액일 때 유용한 초음파 콘트라스트제를 제공하는 혼합물을 형성하는 적어도 두개의 생체적합성 물질 A 및 B로 이루어진 마이크로버블 또는 마이크로발룬 형태의 초음파 검사를 위한 주사용 매질에 관한 것이다. 혼합물내 적어도 하나의 성분(B)은 분자량이 80 돌턴이상이고 표준조건하에 물에서 용해도가 0.0283㎖/ ㎖ 물인 가스이다.
콘트라스트 매질내 제1 성분(B) 의 존재는 0.5와 41부피%사이에서 변할 수 있다. 초음파 콘트라스트 매질의 다른 성분(A) 은 분자량이 80이하인 가스 또는 가스 혼합물이다. 제2 성분은 59 내지 99.5부피% 의 비율로 존재하며, 바람직하게는 산소, 공기, 질소, 이산화탄소 또는 그것의 혼합물로부터 선택된다.
기술된 가스 혼합물은 초음파 콘트라스트 매질로서 매우 효과적인 것으로 발견되었다. 또한 본 발명은 초음파 콘트라스트 매질, 콘트라스트제 및 초음파 약제 키트의 제조방법으로 이루어진다.
Description
[발명의 명칭]
초음파 콘트라스트 매질로서 유용한 가스 혼합물
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명에 따른 초음파 콘트라스트 매질의 개략도이고,
제2도는 혼합물내 선택 가스량의 함수로서 콘트라스트 매질의 임계 압력(Pc)의 개략도이고,
제3도는 혼합물내 가스량의 함수로서 옥타플루오로시클로부탄(C4F8)(제3(b)도) 과 도데카플루오로펜탄(C5P12) (제3(a)도) 으로 된 콘트라스트 매질의 임계 압력 (Pc)의 도해를 나타내며,
제4도는 분자량의 함수로서 혼합물내 가스의 최소량의 도해를 나타내며,
제5도 (미니돼지에게 정맥내 주사후 좌심 혼탁화) 는 여러 농도의 SF6를 함유하는 콘트라스트 매질의 정맥내 주사후 미니돼지의 좌심실에서 시간의 함수로서 얻어진 생체내 초음파 검사 응답의 그래프도이고,
제6도 (토끼에게 대동맥내 주사후 심근 혼탁화) 는 여러 농도의 C4F8를 함유하는 콘트라스트 매질과의 시간의 함수로서 얻어진 생체내 초음파 검사 응답의 도해를 나타낸다.
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 초음파 검사용 콘트라스트 매질과, 콘트라스트 매질을 운반하는 마이크로 입자 (마이크로버블, 마이크로발룬 또는 마이크로캡슐) 의 분산체로 이루어지는 주사용 초음파 콘트라스트제에 관한 것이다.
마이크로 입자외에도 콘트라스트제는 계면활성제, 첨가제 및 안정화제를 포함하는 생리학적으로 허용가능한 수성 담체액으로 이루어진다.
또한 본 발명은 초음파 콘트라스트 매질의 제조방법과 그것의 사용방법에 관한다.
[배경기술]
진단 목적을 위한 유용한 초음파 콘트라스트제로서 가스 마이크로 입자의 주사용 현탁액의 용도의 인식으로 더 높은 안정성, 더 나은 압력변화에 대한 내성, 좋은 초음파 발생능력, 제조, 실지 사용 및 저장의 용이성을 가진 가스충전 마이크로발룬 또는 마이크로버블의 개선된 분산에 대하여 상당한 연구개발이 진척되고 있다.
그러한 현탁액과 함께 초음파 콘트라스트제에 대해서 많이 제안되고 있다. 예를들면, 초음파 검사에서 조영제로서 사용할 수 있는 수성 현탁액이 WO-A-91/15244 (Schneider et, al.), WO-A-92/11873(Belier et. al.) 또는 EP-A-0 077 752(Sehering) 에 개시되어 있다.
WO-A-91/15244(Schneider et. al.)는 박층 및/ 또는 박막 형태로 막형성 계면활성제 및, 선택적으로 친수성 안정화제를 함유하는 마이크로버블 현탁액을 개시한다. 현탁액은 수상으로 혼합 전 또는 후에 박층화된 계면활성제를 공기 또는 가스에 노출시킴으로써 얻어진다.
막 형성 계면활성제에서 박막 형태로의 전환은 음파 또는 초음파 주파수하의 고온 균질화 또는 고주파음 분해를 포함하여 여러 기술에 따라서 실행된다.
이들 현탁액내 마이크로버블의 보고된 농도는 108과 109버블/ ㎖ 사이이다. 개시된 현탁액은 저장중에 상당한 고 안정성을 나타탠다.
WO-A-94/09829(Schneider et. at.)에서는 매우 안정한 수성 현탁액의 제조에 사용되는 박층 및/또는 박막 인지질의 농도가 현탁액내 마이크로버블 주변 인지질의 단일의 단분자층에 해당하는 만큼 낮을 수 있다는 것을 나타낸다.
안정하고 낮은 인지질 함량 (수 ㎍/㎖ 이하) 의 현탁액은 마이크로버블 또는 초음파 발생 능력의 심각한 손실없이 장기간동안 저장된다.
초음파 콘트라스트제로서 사용되는 마이크로버블 또는 마이크로발룬의 현탁액의 압력변화에 대한 안정성 부여 방법은 EP-A-0554 213(Schneider et. al)에 개시되어 있다. 거기서는 통상 사용되는 공기, 질소 또는 다른 안정한 가스가 표준조건하에서 물의 리터를 돌턴 단위의 분자량의 제곱근으로 나눈 가스의 리터로 표시된 물에서 안정성이 0.003을 초과하지 않는다면 주사시 압력변화에 기인한 붕괴에 대한 마이크로버블의 안정성의 상당한 향상이 달성될 수 있다고 나타난다. 상기 기준을 만족시키는 것으로 개시된 가스는 예를들면, SeF8, SF6, CF4, C2F6, C2P8, C4F10, 등이다. 이들 가스는 장기 지속성과, 순차적으로 고화질 초음파 영상을 제공하는 생체내 매우 안정한 마이크로발룬을 생성하는 것으로 발견되고 있다.
WO-A-92/17212 및 WO-A-92/17213(Klaveness et. al.)은 비단백질성 가교결합 또는 중합화된 양친매성 물질 (예를들면 인지질)과 가교결합된 단백질 (예를들면 알부민)로 된 엔벌로프를 가진 마이크로발룬을 포함하는 초음파 콘트라스트제를 개시한다.
마이크로발룬은 공기, 산소, 수소, 질소, 헬륨, 아르곤, CH4, SF6과 같은 가스 또는 중탄산나트륨 또는 암모늄과 같은 가스 전구체를 캡슐화한다.
WO-A-93/06869(Mallinckrode Medical Inc.)는 약학적으로 허용가능한 가스 또는 가스의 혼합물을 동물에게 투여하고 그 동물을 초음파 프로브로 스캔하는, 온혈 동물의 초음파 조영 방법을 개시한다. 몇분동안 혼합물의 흡입시, 마이크로버블이 온혈 동물의 혈류에서 발견되고 조직의 초음파 영상이 변하는 것이 명백하기 때문에 가스 또는 가스 혼합물은 흡입에 의해 투여된다.
개시된 가스 및 가스 혼합물은 산소, 산화질소, C2H6, SF6, 크세논, 퍼플루오로카본등을 포함한다.
유용한 가스 및 가스 혼합물은 혈액내에서 더 큰 버블을 형성하는 경향이 있는 것이며 크세논과 산화질소, 그리고 헥사플루오르화황과 같은 다른 약 활성의 보통 마취제로 대표될 수 있다. 예시된 혼합물은 20%의 산소, 60-80%의 헥사플루오르화황, 및/또는 20%의 질소, 크세논, 산화이질소 또는 에틸렌이나 20%의 산소, 20%의 질소 및 60% 의 크세논 또는 산화이질소를 함유한다.
그 방법은 두개의 다른 스캔중에 얻어진 초음파 신호의 비교에 기초한다. 첫번째는 가스 혼합물의 흡입 전이고 두번째는 흡입후 얼마 지나서이다.
관심을 끄는 개념이 WO-A-93/05819(Quary)에 개시되었다. 그 문헌은 주입시 압력변화에 저항하고 좋은 초음파 신호를 제공하는 기체상 마이크로버블을 형성하는, 액체 도데카 플루오로펜탄 또는 데카플루오로부탄 및 소르비톨의 수중 에멀션을 개시한다.
비록 주위 온도에서 액체이지만 에멀션내 물질은 고휘발성이며 체온에서 쉽게 증발하고 소르비톨과 같은 안정화제와 첨가제를 함유하는 담체액내에서 기체상 분산체를 형성한다.
주입시, 고휘발성 물질의 방울은 쉽게 분해되고 상당량의 매우 안정한 마이크로버블을 발생한다. 공기 또는 어떤 다른 가스외에 순수한 형태로 단지 선택된 물질, 때를들면 도데카플루오로펜탄을 함유하는 마이크로버블은 에멀션 담체액에 존재하는 안정화제, 예를들면, 소르비톨, Tween20 및 콩기름에 의해서 안정화된다.
일반화에 의하여 콰이(Quay)는 선행 기술의 부피 밀도, 용해도 및 분산도 (계수 Q)사이의 관계식으로서 정의된 기준에 의해 사용되는 다수의 다른 비액체 (기체)화학물질로 적용될 수 있다고 발견하였다. 그 문헌은 계수 Q가 5보다 더 큰 어떤 생체 적합성 가스가 초음파 검사제로서 매우 유용하다는 것을 특허권리로 주장하며 그 기준을 만족시키는 약 180 가스/ 액체의 리스트가 재공된다.
그 문헌으로 원하는 성질을 달성하기 위해서 당연히 콘트라스트제는 계수 Q가 5보다 더 커야하는 물질로 만들어진다.
정의된 기준은 Q = 4.0 × 10-7× ρ/CsD이고 여기서 P는 가스밀도이고, D는 용액내 가스 분산도이고 Cs는 가스의 수용해도이며, 가스의 수중 분산도와 용해도는 실제와 가장 근접한 접근법을 사용하는 간단한 모델을 사용하여 전개된다. 상기 기준에 따라서 선택된 순수한, 즉 혼합되지 않은 물질로부터 얻어진 콘트라스트제는 유망한 결과를 나타낸다. 실험용 개로 시험된 콘트라스트제는 말초 정맥 투여후 심근의 초음파 검사에서 유망한 결과를 제공하는 것으로 보고되고 있다(Beppu S. et at. in Proceedings from 66thScientific Session of the American Heart Association, Atlanta, October 1993).
투여량에 따라서, 도데카플루오로펜탄의 2.2% 에멀션의 주사는 85분이내에 평균 혼탁화를 제공하는 것으로 발견되었다. 그러나 좌심 혼탁화가 균질한 투여량으로 동맥혈의 산소 포화의 감소가 관찰되었으며, 폐동맥성 수축압의 증가가 관찰되었다.
대다수의 선행 조성물은 이점을 가지며 대다수는 철저한 임상 시험중이다. 대다수는 여러가지 개발 단계에 있다. 그러나, 여러가지 보고로부터 지금까지, 단지 매우 소수의 콘트라스트제만이 초음파 검사에 의해 기본적으로 제공되는 진단 가능성의 전체범위를 활용할 수 있는 것으로 나타났다. 실로, 단지 극소수 콘트라스트재가 실제 유용하며 달리 표현하자면 인체내 기관을 분석하기 위한 가장 좋은 비침입법중의 하나인 진단기술로 득을 얻도록 의료 종사자를 돕는다.
그리 많지 않은 약재가 초음파 개념의 충분한 잠재력의 개발이 허용되며 이것은 기술 및/또는 조영재의 더 폭넓은 사용을 방헤한다.
공지 초음파 검사 약재로의 실험은 어떤 것은 좋은 강도와 콘트라스트를 보장하는데 불충분한 후방산란을 재공하며 또는 일반사용의 진단 도구로서 그것의 용도가 재한된 단지 일정한 백분율의 개체군에서 유용한 영상을 제공하는 것으로 나타났다.
다른 것은, 압력변화에 대한 나쁜 내성때문에, 의미심장한 측정 또는 유용한 영상을 허용하기에는 너무 수명이 짧다.
보통 마이크로버블 또는 마이크로발룬이 물에서 고용해성을 가진 가스로 충전된 콘트라스트제는 압력변화에 불충분하게 저항한다.
엔벨로프가 강체 물질로 된 마이크로발룬의 현탁액도 음파에 응하여 충분하게 공명하지 않기 때문에 효과적이지 않다.
압력변화에 대한 높은 내성을 가진 주목할만한 콘트라스트제는 수성 담체내에서 저용해도를 가진 가스를 사용하는 것이다.
저용해도의 직접적인 영향은 재흡수의 저속도이고 체내로부터의 느린 제거이다.
그러한 매우 불용성 가스로 된 조영제는 장기간동안 혈액 순환내에서 체류하여 시험의 초기 단계중 생성된 영상의 방해를 유발하는 가스 마이크로버블의 퇴보 또는 재순환을 야기한다. 그러한 콘트라스트제는 보통 좌심을 영상화하는데 보통 유용하지만 느린 재흡수 또는 제거때문에 관류 측정에 효과적으로 사용할 수 없다.
관류 측정은 보통 초음파 응답 곡선의 적분에 의해 실행되며, 이것은 보통 가우스 함수이며, 조영제의 “단일 통과” 후에 나타난다. 그러므로 “단일 통과” 후 퇴보 또는 재순환은 재현이 중첩되고 최종 결과를 방해하기 때문에 바람직하지 않다.
그러므로, 고압 내성이 부여된 마이크로버블 또는 마이크로발룬의 일정한 기간에 걸친 지속성은 유용하기 보다는 더 방해된다.
매우 지속적인 마이크로버블을 가진 초음파검사용 콘트라스트제는 단지 일정한 연구, 예를들면, 혈관 도플러 연구에 유용하다.
좌심 및 심근의 영상화에 사용되는 약제는 선명한 영상을 제공할 것이며, 압력변화에 대한 좋은 내성을 가질 것이지만 과도하게 지속하지는 않을 것이며 주사시 즉시 생성된 영상을 방해하지 않을 것이다. 재순환은 적용범위와 선명한 영상을 포함하는데 사용하려는 약제의 바람직한 양태가 아니다.
명백히, 주사후 콘트라스트제의 내압성 또는 내구성을 조절하는 것, 즉 충분한 내압성을 갖지만 순환계내에서 조절된 수명을 갖게 설계된 버블 (또는 마이크로발룬) 의 현탁액을 사용하는 것이 매우 바람직하다.
[발명의 개요]
간단히 요약하면, 본 발명은 통상의 계면활성제, 첨가제 및 안정화제를 가진 현탁액일때 유용한 초음파 콘트라스트제를 제공하는 혼합물을 형성하는, 적어도 두개의 생체 적합하고, 체온에서 기체상인 물질 A 및 B로 이루어진 마이크로버블 또는 마이크로발룬 형태의 주사용 초음파 콘트라스트 매질에 관한 것이다.
혼합물내 적어도 하나의 성분(B)은 분자량이 80 돌턴 이상이고 물에서 용해도가 표준 조건하애서 0.0283㎖ 가스/ ㎖ 물 이하인 가스이다. 이 문헌을 통하여 분젠 계수에 해당하는 것으로 언급되는 가스 용해도와 80 돌턴 이상의 분자량은 비교적 높은 것으로 간주되며, 반면에 80 돌턴 미만의 분자량은 비교적 낮은 것으로 간주된다.
그러므로 본 발명의 혼합물의 많은 부분이 “비교적 낮은”분자량 가스 또는 복수의 가스로 이루어지고, 반면에 혼합물의 적은 부분이 “비교적 높은” 분자량 가스 또는 가스 혼합물로 이루어진 혼합물로 정의될 수 있다. 콘트라스트 매질에서 “적은 부분” 또는 활성화 성분(B)의 양은 실제로 항상 0.5와 41부피%사이에 있다.
초음파 콘트라스트 매질의 다른 성분(A) 은 물에서 용해도가 질소의 용해도 보다 크고(표준 조건하에서 0.0144㎖/ ㎖ 물) 혼합물내 양이 실질적으로 항상 59 내지 99.5부피%의 비율인 가스 또는 가스의 혼합물일 수 있다. 이 “많은 부분” 또는 우세한 성분은 분자량이 보통 80 돌턴 이하로 비교적 낮고, 산소, 공기, 질소, 이산화탄소 또는 그것의 혼합물과 같은 가스로부터 선택된 가스 또는 복수의 가스가 바람직하다.
본 발명의 초음파 콘트라스트 매질에서 분자량이 80 돌턴 이상인 가스는 가스혼합물 또는 체온에서 기체상이지만 주위 온도에서 액체 상태일수 있는 물질의 혼합물일 수 있다. 그러한 기체 또는 액체 물질은 각각의 그러한 물질의 분자량이 80 돌턴 이상이고 각 물질의 물에서 용해도가 표준 조건하애서 0.0283㎖ 가스/ ㎖ 물 이하라면 본 발명의 콘트라스트 매질에 유용하다.
본 발명의 콘트라스트 매질로 충전되고 통상의 계면활성제, 첨가제 및 안정화제를 함유하는 수성 담체에 분산될 때, 형성된 마이크로버블은 초음파 영상을 위한, 압력변화에 대한 조절된 내성과 주사후 조정된 내구성을 가진 주사용 콘트라스트제를 제공한다. 마이크로버블외에, 본 발명의 콘트라스트제는 마이크로버블 소실 가스/ 액체 엔벨로프를 안정화시키는 계면활성제와, 선택적으로 친수성 제제 및 기타 첨가제를 함유한다. 첨가제는 폴리옥시프로필렌과 폴리옥시에틸렌의 블록 공중합체 (폴록사머), 폴리옥시에틸렌-소르비톨, 글리세롤-폴리알킬렌 스테아레이트, 글리세롤폴리옥시에틸렌 리신올에이트, 폴리알킬렌 글리콜의 단일 및 공중합체, 콩기름, 뿐만 아니라 수소화 유도체, 지방산, 지방 알코올과의 수크로스 또는 다른 탄수화물의 에테르 및 에스테르, 콩기름 글리세리드, 덱스트란, 수크로스 및 탄수화물을 포함할 수 있다.
계면활성제는 막 형성 및 비-막형성 계면활성제일 수 있고 리놀레일-레시틴형 중합 가능한 양친매성 화합물 또는 폴리에틸렌 도데카노에이트를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 계면활성제는 포스파티드산, 포스파티딜콜린, 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜세린, 포스파티딜글리세롤, 포스파티딜이노시톨, 카르디올리핀, 스핑고미엘린 및 그것의 혼합물중에서 선택된 박층 또는 박막형태의 하나이상의 막형성 계면활성제로 이루어진다.
또한 본 발명은 통상의 계면활성제와 안정화제를 함유하는 생리학적으로 허용가능한 담체에 현탁함으로써 초음파 콘트라스트제를 제조하는 방법을 포함하며, 가스 충전된 마이크로버블 또는 마이크로발룬은 혼합물내 최소 유효량이 하기식에 따라 결정될 수 있는 가스중 적어도 하나의 가스 혼합물로 이루어진다:
Bc% =K/ebMwt+ C
식중에서 Bc% (부피%)는 혼합물내 성분 B의 전체량이고, K, C 및 b는 각각 140, -10.8 및 0.012의 값을 가진 상수이고, Mwt는 80을 초과하는 성분 B의 분자량을 나타낸다. 본 발명의 방법에 따라서 제조된 콘트라스트제는 압력변화에 대한 뛰어난 내성과 조절된 흡수율을 가진 마이크로버블 또는 마이크로발룬의 현탁액으로 이루어진다.
또한, 본 발명은 가스 및/또는 체온에서 기체로 전환되는 액체의 혼합물로 통상 저장되는 건조 제제로 이루어진 키트를 포함한다. 생리학적으로 허용가능한 담체액에 분산될 때, 가스 및/ 또는 액체 혼합물을 가진 건조제제는 본발명의 초음파 콘트라스트제를 생성한다. 초음파 콘트라스트 매질의 존재하에 냉동건조제제의 저장방법도 개시된다.
본 발명은 초음파 콘트라스트 매질을 함유하는 마이크로버블을 가진 콘트라스트제의 제조방법 뿐만 아니라 사람 또는 동물체내 기관의 영상화에서 그것의 사용을 더 포함한다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 적어도 두가지 생체적합한 기체 또는 체온에서 기체인 물질 A (주부분 또는 비교적 저분자량) 및 B (활성 또는 비교적 고분자량) 의 혼합물로 충전된 버블로 이루어진 초음파 콘트라스트 매질이 통상의 계면활성제, 첨가제 및 안정화제와의 현탁액으로, 마음대로 조절가능한 매개변수인 원하는 내압성 및 순환계내 더 짧은 수명을 겸한 주사용 초음파 콘트라스트제를 재공할다는 예기치 못한 발명에 기초한다.
분자량이 80돌턴 이상인 혼합물내 적어도 하나의 (활성)물질 또는 성분 (비교적 고분자량) 이 일정한 최저 비율로 존재하고 그것의 물에서 용해도가 표준 조건에서 0.0283㎖ 가스/ ㎖ 물 이하라면, 초음파 콘트라스트 매질은 순수한 물질 단독을 사용할 때 얻어지는 것 만큼이나 좋은 초음파 검사 성질을 제공한다.
“활성”이란 초음과 발생능력 및 압력변화에 대한 내성에 관하여, 혼합물이 물질 또는 성분 단독 (순수 형태로) 과 동일하거나 거의 동일하개 행동하게 하는 그것의 물리적 성질을 혼합물내 다른 성분에게 주는 물질 또는 성분을 의미한다.
대부분의 경우, 콘트라스트 매질내 제1 활성 또는 고분자량 성분의 양은 0.5부피% (고분자량과 물에서 저용해도를 갖는 물질에 대해서) 에서 41부피% 까지 변한다.
분자량이 80 돌턴 이하(“저분자량”)인 물질은 활성 성분으로서 적당하지 않으며 분자량의 상한은 그것의 분자량이 비교적 높다면, 즉, 80 이상이라면 시험된 모든 화합물이 효율적이기 때문에 평가하기가 어렵다는 것으로 실험애서 나타났다.
따라서 분자량이 데카플루오로부탄과 같이 약 240 돌턴 또는 퍼플루오로펜탄과 같이 약 290돌턴인 화합물이 효율적인 활성 성분임을 발견하였다.
또한 1,2,3-노나데칸트리카르복실산, 2-히드록시-트리메틸에스테르와 같이 분자량이 500 돌턴을 약간 넘는 물질도 활성, 고분자량 성분으로서 사용될 수 있다는 것을 나타낸다.
다른 “주” 성분은 59 내지 99.5부피% 의 양으로 상응하개 존재하며 물에서의 용해도가 질소의 용해도 보다 큰 가스 또는 복수의 가스 (표준 조건하에서 0.0144㎖/ ㎖ 물) 일 수 있다. 바람직하게는 제2 성분은 산소, 공기, 질소, 이산화탄소 또는 그것의 혼합물이며 더욱 바람직하게는 산소 또는 공기이다. 그러나, 성분 A에 대해서, 아르곤, 크세논, 크립톤, CHCℓF2또는 산화질소와 같은 다른 덜 상용되는 가스도 사용될 수 있다.
이들 덜 상용되는 가스의 어떤 것은 O2, N2, 공기, CO2등보다 더 큰 분자량, 예를들면 80 돌턴 이상일 수 있지만, 이 경우에서, 그것의 물에서 용해도가 카테고리 B 의 가스와 용해도를 초과해야 하며, 즉 0.0283㎖/ ㎖ 물 이상이어야 한다.
수성 담체에 현탁하여 공기와의 혼합물내에 0.5부피% 만큼 적은 도데카플루오로펜탄과 같은 물질, 또는 0.8부피% 의 테카플루오로부탄으로 형성된 혼합물은 생체내 뛰어난 초음파 영상 및 압력변화에 대한 내성을 제공하는 마이크로버블을 생성한다는 매우 예기치 못했던 발견을 하였다. 이것은 특히 놀라운 일인데 왜냐하면 지금까지는 좌심 및 심근의 좋은 초음파 영상을 얻기 위해서 이들 물질과 그것에 잔한 다수의 다른 물질이 100% 농도, 즉 순수한 형태로 (공기없이) 사용될 필요가 있다고 생각되었기 때문이다. 상이한 잉의 이들, 저수용성, 물질 및 공기를 함유하는 물질로의 실험은 초음파 영상이 단지 순수한 물질로된 초음파 검사제를 사용하는 유사한 조건하에서 얻어진 것 만큼이나 좋다는 것을 나타낸다.
초기 연구는 순환계내 공기 마이크로버블의 빠른 제거가 다른 생리학적으로 바람직한 가스가 희석에 의해 빠르게 흡수되기 때문에 일어나고 마이크로버블의 소산이 다양한 계면활성제, 첨가제 및 안정화제의 사용을 통하여 감소될 수 있다는 것을 보여준다.
초기개발단계에서, 소산문제에 대한 해결책으로서, 물질벽을 가진 마이크로발룬 또는 마이크로소포(microvesicle)도 제안되었다. 지질 이중층 (리포좀) 또는 공기 또는 CO2로 채워진 알부민 같은 변성 단백질 같은 천연 또는 합성 중합체로 만든 벽을 가진 마이크로소포가 제안되었다. 구 콘트라스트제의 압력변화에 대한 빈약한 내성과 초음파 발생능력의 필연적인 손실은 혈류에서 발생하는 압력변화에 대한 더 나은 내성을 가진 기체상 입자에 대한 연구를 초래하였다. 따라서, 헥사플루오르화황과 더 최근에 도데카플루오로펜탄과 같은 충전제 가스가 제안되었다.
이들 가스로의 실험은 주사시, 이들 가스 단독으로 만든 마이크로버블의 현탁액이 혈액 순환계에서 붕괴에 대한 실로 확실한 내성을 가진다는 것을 나타낸다.
이들 초기 발견의 결과로서, 거의 200가지의 다른 가스가 초음파 콘트라스트제의 제조에 매우 유용한 것으로 확인되었다.
따라서 산소 또는 공기를 내압성인 약간의 이들 가스와 혼합함으로써 순수한 헥사플루오르화황 또는 도데카플루오로펜탄보다 생리학적으로 더 나은 내성 및/ 또는 더 짧은 흡수 수명을 가진 초음파 제제를 얻을 수 있다는 예기치 못한 발견을 하였다.
본 발명의 초음파 매질의 그러한 놀라운 행동은 가스 혼합물을 포함하는 마이크로버블에서 주변 액체로 공기의 확산이 물에서 용해도가 공기 또는 산소의 용해도와 거의 같거나 더 낮은 가스 또는 복수의 가스의 큰 분자의 존재에 의하여 느려진다는 사실로부터 일어난다고 간주된다.
이 놀라운 행동에 대한 이유는 아직 설명되지 않고 있지만, 고분자량 가스의 분자가 심지어 매우 소량의 양이라도 마이크로버블 범위내에서 실제로 “구멍을 메우며” 따라서 막투과 확산에 의한 저분자량 가스의 누출을 방지한다고 가정할 수 있다.
이 모델의 도해는 제1도에 나타내며 분자량이 80 돌턴 이상인 가스(2) 와 혼합된 공기(1)를 함유하는 마이크로버블이 수성 매질(3)에 현탁되어 있다.
계면활성제 (예를들면, 인지질)에 의해 안정화된 소산 외층(4)은 마이크로버블을 형성하는 가스 혼합물을 유지한다. 마이크로버블 부피밖으로 균일하게 분산되는 활성 또는 소수가스 B는 더 느리게 확산되고 결국은 계면활성제 멤브레인같은 엔벨로프가 자발적으로 형성된 수용액내애서 기공을 차단하여 더 작고 전형적으로 더 용해성인 대다수 성분 A의 빠른 이탈을 방지한다.
반면에, 활성 또는 소수 성분 가스(B) 는 소산 엔벨로프의 안정화에 사용되는 계면활성제의 친유성 부분에 대해서 산소 또는 공기보다 더 큰 친화성을 나타낸다.
따라서 다른 가설에 따르면 이들 가스는 멤브레인을 가로질러 더 작은 가스 (들) 의 확산을 방지하거나 느리게 하는 멤브레인 부근에서 집중하려는 경향이 있다.
어쨌든, 수집된 실험 데이터는 본 발명의 초음파 검사 매질의 제조를 위해서, 혼합물내 활성가스의 필요량이 소정 멤브레인 물질의 다공성을 차단하거나 마이크로버블의 내벽에 형성된 단분자층에 요구되는 양에 해당하는 양이라고 제시한다. 그러므로, 요구되는 최소량은 저분자량 성분의 누출 및 흡수를 방지하기 위해 기공을 차단하거나 맴브레인 내벽을 피복하는데 필요한 양이다.
또한 본 발명의 초음파 콘트라스트 매질의 뛰어난 성질은 질소, 이산화탄소, 산소 또는 공기 (필수적으로 산소/ 질소 혼합물) 와 다른 가스를 조합하여 사용해서 얻어진다고 믿어진다. 기능적으로, 이들 생물학적 및 생리학적으로 적합한 가스는 해당 매질의 중요한 특성을 제공하여 그것의 유리한 성질을 보장한다.
비록, 본 발명의 초음파 콘트라스트 매질은 대다수 또는 성분 A 역할을 하는 다수의 다른 가스로 만들어질 수도 있지만 산소와 공기가 바람직하다.
이 문헌의 문맥에서 공기는 “일성분” 가스로 다루어진다.
본 발명에 따르면, 압력변화에 대한 높은 내성과 비교적 빠른 흡수, 즉 체내 제거를 겸비한 초음파 콘트라스트 매질은 분자량이 80 돌턴 이상인 가스 또는 복수의 가스를 물에서 용해도가 0.0144㎖/ ㎖ 물 이상이고 분자량이 보통 80 돌턴 이하인 가스 또는 복수의 가스와 혼합하여 사용할 때 얻을 수 있다.
채온에서 가스이지만 주위 온도에서 액상일 수 있는 물질과 혼합된 산소 또는 공기와 같은 가스는 혼합물내 가스의 모든 이점을 가진 초음파검사 매질을 생성할 것이다.
바꾸어 말하면, 마이크로버블의 현탁액으로서 주사될때 이들 혼합물은 명확한 콘트라스트와 함께 선명하고 뚜렷한 영상을 제공하며 (보통 압적변화에 대한 좋은 내성을 가진 마이크로버블에 대하여)동시에 단지 공기 또는 산소로 충전된 것처럼 빠르게 흡수된다.
따라서 공기, 질소, 이산화탄소 또는 산소를 체온에서 가스인 일정하게 조절된 양의 공지의 생체적합성 고분자량 물질중 어떤 것과 조합함으로써 중요하고 완전히 예측할 수 없는 이점을 가진 초음파 콘트라스트 매질이 얻어진다.
상술된 바와 같이, 이들 매질은 각각의 성분의 좋은 점, 즉 한 성분으로부터 압력 변화에 대한 좋은 내성과 다른 성분으로부터 비교적 빠른 흡수를 제공하며 동시에 매질내에 각 성분을 단독으로 취했을 때의 각각의 단점을 제거한다. 이것은 특히 놀라운 일인데, 왜냐하면 성분을 별개로 취한 것을 평균한 성질을 예상했기 때문이다.
그러한 생체 적합성 물질(B) 의 분자량이 80 돌턴 이상이고 물에서 그것의 용해도가 표준 조건하에서 0.0283㎖ 가스/ ㎖ 물이라면 기체 또는 액채 상태의 그러한 물질은 본 발명의 콘트라스트 매질에 유용하다. 적당한 계면활성제와 안정화제와 조합하더라도 헥사플루오르화황, 테트라플루오로메탄, 클로로트리플루오로메탄, 디클로로플루오로메탄, 브로모트리플루오로메탄, 브로모클로로디플루오로메탄, 디브로모디플루오로메탄, 디클로로테트라플루오로에탄, 클로로펜타플루오로에탄, 헥사플루오로에탄, 헥사플루오로프로필렌, 옥타플루오로프로판, 헥사플루오로부타디엔, 옥타블루오로-2-부텐, 옥타플루오로시클로부탄, 데카플루오로부탄, 퍼플루오로시클로펜탄, 도데카플루오로펜탄 및 더욱 바람직하게는 헥사플루오르화황 및/ 또는 옥타플루오로시클로부탄과 같은 가스가 카테고리 B에 사용될 수 있으며, 바람직하게는 본 발명의 매질은 가스 B로서 헥사플루오르화황, 테트라플루오로메탄, 헥사플루오로에탄, 헥사플루오로프로필렌, 옥타플루오로프로판, 헥사플루오로부타디엔, 옥타플루오로-2-부텐, 옥타플루오로시클로부탄, 데카플루오로부탄, 퍼플루오로시클로펜탄, 도데카플루오로펜탄으로부터 선택된 가스를 포함하며 더욱 바람직하게는 헥사플루오르화황 및/ 또는 옥타플루오로시클로부탄이다.
본 발명의 다른 예견치 못한 놀라운 양태는 WO 93/05819의 기준이 본 발명의 매잘에 적용될 때 본 가스 혼합물로 얻어진 Q 계수가 5 미만이라는 사실이다. 이것은 놀라운 일인데, 왜냐하면 WO 93/05819에 따르면 Q 계수가 5 이하인 매질은 유용한 콘트라스트 매질을 제조하는데 적당한 가스에서 제외되기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 균일한 가스 혼합물은 Q 계수가 5 이하이더라도 여전히 초음파 영상에 유용한 콘트라스트제를 제공한다.
본 발명의 콘트라스트 매질로 충전되고 통상의 계면활성제, 첨가제 및 안정화제를 함유하는 수성담체에 분산될 때, 형성된 마이크로버블은 초음파 영상에 유용한 콘트라스트제를 제공한다. 마이크로버블외에도 본 발명의 콘트라스트제는 계면활성제, 첨가제 및 안정화제를 함유한다.
박층 또는 박막형태의 하나이상의 막형성 계면활성제를 포함할 수 있는 계면활성제는 마이크로버블 소산 가스/ 액체 엔벨로프를 안정화시키는데 사용된다.
폴리에틸렌글리콜, 락토스 또는 수크로스, 덱스트란, 전분 및 기타 폴리사카라이드와 같은 탄수화물, 또는 폴리옥시프로필렌글리콜 및 폴리옥시에틸렌글리콜 같은 다른 통상의 첨가제와 같은 수화제 및/또는 친수성 안정화제 화합물; 지방산 알코올과 폴리옥시알킬렌글리콜의 에테르; 지방산과 폴리옥시알킬화 소르비탄의 에스테르; 비누; 글리세롤-폴리알킬렌스테아레이트; 글리세롤-폴리옥시에틸렌리시놀에이트; 폴리알킬렌글리콜의 단일-및 공중합체; 폴리에톡시화 콩기름 및 피마자유 뿐만아니라 수소화 유도체; 선택적으로 폴리옥시알킬화되는, 수크로스 또는 다른 탄수화물과 지방산, 지방 알코올의 에테르 및 에스테르; 포화 또는 불포화 지방산의 모노-, 디-및 트리글리세리드; 콩기름 및 수크로스의 글리세리드도 사용될 수 있다. 계면활성제는 막형성 및 비-막형성 계면활성제일 수 있으며 리놀레일-레시틴 또는 폴리에틸렌도데카노에이트형의 중합가능한 양친매성 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는 계면활성제는 막형성 계면활성제는 막형성 계면활성제이고 보다 바람직하게는 포스파티드산, 포스파티딜콜린, 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜세린, 포스파티딜글리세롤, 포스파티딜이노시톨, 카르디오리핀,스핑고미엘린 및 그것의 혼합물로부터 선택된 인지질이다.
본 발명은 단지 마이크로버블이 본 발명의 초음파 콘트라스트 매질의 담체로서 사용되는 콘트라스트제에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다.
초음파 콘트라스트 매질, 예를들면 합성 또는 천연 중합체 또는 단백질로부터 생성된 엔벨로프를 가진 리포좀 또는 마이크로버블로 충전된 어떤 적당한 입자가 편리하게 사용될 수 있다. 이와 같이 알부민 또는 리포좀 소포 또는 요오디파미드 에틸에스테르 다공성 입자로 제조된 마이크로발룬은 본 발명의 초음파 콘트라스트 매질로 충전했을 때 좋은 초음파 검사 콘트라스트제를 제공한다.
마이크로버블이 소르비톨 또는 폴리옥시에틸렐/ 폴리옥시프로필렌 공중합체와 같은 비이온성 계면활성제 (Pluronic으로 시중공지됨) 로 안정화된 현탁액은 순수한 물질 단독으로 만든 원래의 제제와 비교했을 때 동일하게 좋은 조영 능력을 나타낸다. 그러므로 본 발명은 초음파 매질의 더 일반화된 개념을 제공하며 초음파 영상의 문제에 대한 더 나은 통찰력, 뿐만아니라 콘트라스트제 성질의 더 나은 조절을 제공한다고 믿어진다. 그러므로 매질 및 본 발명의 매질을 함유하는 콘트라스트제는 그 기술이 한 단계 더 개발된 생성물로서 생각된다.
또한 본 발명은 가스 충전된 마이크로버블 또는 마이크로발룬을 형성하도록 통상의 계면활성제와 안정화제를 함유하는 생리학적으로 허용가능한 담체에 현탁함으로써 초음파 콘트라스트제를 제조하는 방법을 포함하며, 가스의 상기 혼합물내 적어도 하나의 성분(B) 의 최소 유효비는 다음 기준에 따라 결정된다:
Bc %= K/ebMwt+ C
식중에서 Bc% (부피%)는 혼합물내 성분 B의 전체량이고 K및 C는 각각 140, -10.8의 값을 가진 상수이고, Mwt는 80을 초과하는 성분 B의 분자량을 나타내며 b는 조작온도와 마이크로버블을 안정화시키는 멤브레인 (지질 막) 의 두께의 복합 함수인 양이다; 그러나, 체온이 실질적으로 일정하고 안정화제 막구조가 실질적으로 지질농도와 무관하기 때문에 0.011 내지 0.012 사이를 유지하며 상수로 간주될 수 있다. 본 발명의 방법에 따라 제조된 콘트라스트제는 압력변화에 대한 뛰어난 내성관 비교직 빠른 흡수를 가진 마이크로버블 또는 마이크로발룬의 현탁액으로 이루어진다. 두가지 성질은 실제로 현재 주문제작 초음파 검사제가 가능한 정도로 조절된다. 상기 기준으로 체온에서 가스이고 상술된 바와 같은 분자량과 물에서의 용해도를 가진 어떤 유용한 비독성(“선반의”) 물질로 출발하여 원하는 특성을 가진 재제를 생성하는 것이 가능하다.
또한 본 발명은 체온에서 가스이고 그중 적어도 하나는 분자량이 80 돌턴 이상인 가스이고 물에서의 용해도가 표준 조건하에서 0.0283㎖/ ㎖ 물 이하인 물질의 혼합물로 저장된 계면활성제, 첨가제 및 안정화제로 이루어진 건조 제제를 포함한다.
주사에 앞서서 냉동건조 막 형성 계면활성제와 선택적으로 폴리에틸렌글리콜 같은 수화제 또는 다른 종래의 친수성 물질로 이루어진 제제는 생리학적으로 허용가능한 담체액으로 혼합되어 본 발명의 초음파 콘트라스트제가 생성된다.
바람직하게는 막형성 계면활성제는 포스파티드산, 포스파티딜콜린, 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜세린, 포스파티딜글리세롤 포스파티딜이노시톨, 카르디올리핀, 스핑고미엘린 및 그것의 혼합물로부터 선택된 인지질이다.
한 변형으로서, 마이크로버블 소산 가스/ 액체 엔벨로프의 안정화는 디팔미토일포스파티딜글리세롤과 같은 막형성 계면활성제와 조합하여 폴리옥시에틸렌과 폴리옥시프로필렌의 공중합체와 같은 비이온성 계면활성제에 의해 확실히 할 수 있다. 전과 같이, 수성액체 담채는 글리세롤, PEG, 소르비톨 등과 같은 친수성 첨가제를 더 함유할 수 있다. 더욱더, 본 발명의 유용한 약제는 Tween20, 소르비톨, 콩기름 및 선택적으로 다른 첨가제로 제조될 수 있다.
또한 제1성분으로서 가스 혼합물로 저장된 계면활성제, 첨가제 및 안정화제의 건조 제제와, 제2 성분으로서 제1 성분과 접촉이 일어날 때 초음파 콘트라스트 매질을 제공하는 생리학적으로 허용가능한 담체액으로 이루어진 2 성분 키트가 개시된다.
키트는 각기 성분중 하나를 함유하는 두개의 분리 바이얼 시스템을 포함하며 콘트라스트 사용전에 용이하게 성분들이 모이도록 상호연결된다.
분명히, 건조 제제를 함유하는 바이얼은 동시에 본 발명의 초음파 매질을 함유한다. 간편하게, 키트는 사전충전된 두개의 칸막이 주사기 형태일 수 있으며 그 단부의 한쪽에 바늘을 연결하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 본 발명은 초음파 콘트라스트 매질을 함유하는 마이크로버블을 가진 콘트라스트제의 제조방법, 뿐만아니라 사람 또는 동물 체내의 기관의 영상화에서 그것의 사용으로 이루어진다.
사람 또는 동물 체내의 기관의 영상화에 사용될 때 본 발명의 초음파 콘트라스트 매질은 상술된 생리학적으로 허용가능한 담체액내 수성 현탁액 형태로 환자에게 투여되고 환자는 초음파 프로브로 스캔되어서 기관 또는 영상화된 신체 일부의 영상을 생성한다.
다음 실시예는 본 발명을 더 설명한다:
[실시예 1]
다중박층 소포(MLVs)는 디아라키도일포스파티딜콜린(DAPC, Avanti Polar Lipids제) 120mg 과 디팔미토일포스파티드산(DPPA 산형, Avanti Polar Lipids 제) 5mg을 헥산/ 에탄올(8/2, v/v) 25㎖에 용해시킨다음 회전증발기를 사용하여 둥근바닥 플라스크에서 용매를 증발건조시켜서 제조하였다. 잔류 지질막을 진공 건조기에서 건조시키고 물(5㎖) 을 첨가한 후, 혼합물을 교반하에 90℃에서 30분동안 배양하였다. 생성된 용액을 85℃에서 0.8㎛ 폴리카보네이트 필터(Nuclepore) 를 통과시켜서 분출하였다. 이 제제를 물중의 덱스트란 10,000MW(Fluka) 167㎎/㎖ 용액 45㎖에 가하였다. 용액을 철저히 혼합하고, 500㎖ 둥근바닥 플라스크로 옮기고, -45℃로 냉동시키고 13.33 Nt/m2(0.1 Torr) 하에서 냉동건조하였다. 얼음의 완전한 승화를 밤새도록 얻었다. 생성된 냉동 건조물의 분액(100mg)을 20㎖ 유리 바이얼에 도입하였다. 바이얼을 고무 마개로 밀폐하고 진공을 사용하여 바이얼에서 공기를 제거하였다. 공기와 여러가지 양의 헥사플루오르화황의 혼합물을 바늘에 의해 마개를 통해서 바이얼로 도입하였다.
버블 현탁액은 물중의 3% 글리세롤 용액 10㎖를 각각의 바이얼로 주사하고 이어서 격렬하게 혼합함으로써 얻었다. 생성된 마이크로버블 현탁액을 혈구 계산반을 사용하여 계수하였다. 평균 버블크기는 2.0㎛ 였다.
임계 압력(Pe)의 시험관내 측정(EP-A-0 554 213 에 정의됨), 초음파 발생능력 (즉, 후방산란계수) 및 다양한 샘플에 대한 버블 계수를 실행하였다 (표 1 참조).
결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 100% 공기를 함유하는 마이크로버블 (샘플 A) 은 저내압성을 가진다. 그러나 단지 5% SF6만으로 내압성은 상당히 증가한다 (샘플 B). 25% SF6만으로, 내압성은 100% SF6과 거의 동일하게 된다.
반면에, 버블농도, 평균버블크기 및 후방산란계수는 SF6의 백분율과 거의 무관하다
[표 1]
생성된 현탁액을 0.5㎖/10kg 의 투여량으로 미니 돼지(Pitman Moore)로 정맥내 주사하고 좌심실강의 영상을 비디오 레코더로 기록하였다. 생체내 초음파 검사측정은 Acuson Xp128 초음파 시스템(Acuson Corp. USA) 및 7MHz 섹터 트랜스듀서를 사용하였다.
콘트라스트의 강도는 영상 분석기(Dextra Inc.)를 사용하여 비디오 농도계에 의해 측정하였다. 제5도는 미니 돼지의 좌심의 비디오 농도계 기록을 나타낸다. 100% 공기의 경우(샘플 A)와 95% 공기의 경우(샘플 B) 사이에 다시 상당한 차이가 관찰되었다.
특히, 5% SF6으로 최대 강도는 이미 거의 달성되었으며 순환계내 수명도 매우 빠른 증가를 나타낸다. 10% SF6으로, 추가의 강도증가는 없지만 단지 수명은 연장된다.
본 실시예로부터, 가스 혼합물내 10% 내지 25% 이상의 SF6를 사용해도 실제 이익은 제공되지 않는다고 추정된다. 사용된 혼합물에 대해서 얻어진 Q 계수의 값은 WO-A-93/05819에 명기된 임계치 5보다 훨씬 아래였다는 점은 흥미를 끈다.
[실시예 2]
실시예 1에 기술된 바와 같이 얻어진 PEG/DAPC/DPPA 냉동건조물의 분(25mg) (덱스트란 10,000 대신 PEG 4000을 사용함) 을 10㎖ 유리 바이얼에 도입하였다.
Tedlar샘플링 백을 공기와 옥타플루오로시클로부탄(C4F8) 으로 충전하였다. 공지의 부피를 주사기에 의해서 백으로부터 발취하고 그것의 내용물을 3방향 스톱콕크(stopcock) 시스템을 경유하여 혼합하였다 (사전에 공기를 뺌).
그다음 냉동건조물을 2.5㎖ 염수(0.9% NaCℓ)에 현탁하였다.
아래에 제공된 결과는 현탁액의 내압성, 버블농도 및 후방산란계수를 나타낸다. 100% C4F8의 경우에서 내압성은 225mHHg에 이르렀다 (공기의 경우 43mmHg와 비교됨). 다시 내압성의 상당한 증가는 5% C4F8만으로도 이미 관찰되었다(Pc=117mmHg).
토끼에게 대동맥내 주사한 후 (0.03㎖/kg), 심근내 콘트라스트 효과의 약간의 연장은 2% C4F8로 이미 인지되었다 (공기와 비교했을 때).
그러나, 5% C4F8로 콘트라스트의 지속시간이 상당히 증가하였는데, 내압성의 문턱값을 넘는다면 버블의 내구성이 엄청나게 증가하기 때문이다 (제6도 참조).
[표 2]
다시 여기서, 가스의 이 조합은 혼합물내 가스 B의 5%에서 매우 좋은 영상을 제공하였으며, 한편 심근의 뛰어난 영상은 25% 까지의 옥타플루오로시클로부탄을 함유하는 혼합물로 얻어졌다.
공기와의 혼합물내 C4F8의 함수로서 임계 압력의 해당 도표는 제2도로 제공된다. 이 실시예는 가스 혼합물의 사용으로 단순히 고분자량/ 저용해도 가스의 작은 퍼센트를 가함으로써 공기 버블의 내압성을 상당히 개선시킨다고 다시 나타낸다. 도면은 가스 혼합물의 적당한 선택에 의하여 어떤 원하는 내압성을 얻는 것이 가능하다고 더 나타난다.
[실시예 3]
실시예 5에 기술된 것과 동일한 냉동건조물을 사용하였다. 가스상은 도데카플루오로펜탄(C5F12)과 공기로 만들었다. C5F12는 실온에서 액체이고 비등점이 29.5℃이다. 실시예 5에서 기술된 바와 같이 얻어진 PEG/DSPC/DPPG 냉동건조물 50mg을 각기 함유하는 24㎖ 유리 바이얼을 진공하에 놓고, 진공하에 밀페한 다음 45℃로 가열하였다. 적은 부피 (수 마이크로리터) 의 C5P12를 여전히 45℃에서 마개를 통하여 바이얼로 주사하였다. 그다음 공기를 도입하여 바이얼내를 대기압으로 하였다. 실온에서 냉각시킨 후, 염수(5㎖) 를 마개를 통하여 주사하고 바이얼을 강력하게 교반하였다. 가스상내 C5F12의 실제 백분율은 도입된 액체의 완전 기화를 가정하여 계산하였다. 이것은 이 온도에서 액체 부분이 기체상으로 되지 않기 때문에 과대평가되었다.
[표 3]
제3도에 나타낸 바와 같이 내압성의 증가는 공기중의 단지 0.5% C5F12로 이미 검출할 수 있었다. 1.4%의 C5F12에서 내압성은 130mmHg를 초과하였다. 이들 현탁액도 미니돼지에게 정맥내 주사하였다(15kg 당 0.5㎖). 강도는 실시예 1에 기술된 바와 같이 비디오 농도계에 의해 측정하였다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 최대 강도는 1.4% C5F12로 이미 얻어졌다. C5F12의 더 높은 백분율은 반감기의 연장과 AUC의 증가를 가져온다. 반감기(t1/2)는 주사와, 강도가 그 최대치의 50%로 떨어진 시간 사이의 시간경과로 결정하였다. 곡하 면적(AHC)은 t1/2까지 측정하였다.
실시예 1 내지 3도 WO-A-93/05819에 설명된 것과 반대로 Q값이 더 작고 어떤 경우 5보다 훨씬 작은 가스 혼합물로부터 현저한 콘트라스트 증강제를 얻는 것이 가능하다고 나타난다.
[실시예 4]
디아라키도일포스파티딜콜린(DAPC) 50mg, 디팔미토일포스파티드산(DPPA) 2.4mg(이상 Avanti Polar Lipids제 (USA)) 및 폴리에틸렌글리콜 3.94g(PEG 4000, Siegfried제) 를 60℃에서 둥근바닥 유리용기중의 teat-부탄올 (20㎖) 에 용해시켰다. 맑은 용액을 -45℃로 급속냉각시켜서 냉동건조하였다. 얻어진 백색 케이크 분취물(25mg)을 10㎖ 유리 바이얼에 도입하였다.
Tedlar가스 샘플링 백을 하나는 공기로 충전하고 또 하나는 헥사플루오르화황(SF6) 으로 충전하였다. 소정 부피의 가스를 두개의 별도 주사기를 사용하여 격막을 통해 백에서 수집하고 삼방향 스톱콕에 의하여 내용물을 혼합하였다. 생성된 가스 혼합물을 10㎖ 유리 글라스에 도입하고 공기를 빼고 여전히 진공하에서 고무 마개로 밀패하였다.
일곱개의 바이얼에 공기와 SF6의 가스 혼합물을 다른 비율로 함유시켰다. SF6의 농도는 0에서 100%사이였다.
가스상 내 SF6의 실제 백분율은 농도계(A. Paar 농도계)에 의해서 확인하였다. 그다음 염수(0.9% NaCl) 를 마개를 통해서 각각의 바이얼로 주사하고 (바이얼당 5㎖) 분말을 격렬한 교반에 의해 용해시켰다.
생성된 마이크로버블 현탁액을 시험관내 및 생체내 평가하였다.
내압성 Pc는 비탁계 분석을 사용하여 측정하였으며 후방산란계수는 펄스 에코기구를 사용하여 측정하였다 (둘다 EP-A-0 554 213에 기술됨). 버블 농도와 평균 버블 크기는 Coulter Multisizer II (Coulter Electronies Ltd) 로 분석하여 측정하였다. 얻어진 결과는 실시예 1에 주어진 것과 사실상 동일하였다.
[표 4]
[실시예 5]
PEG/DSPC/DPPG 냉동건조물은 디스테아로일포스파티딜콜린(DSPC) 30mg과 디팔미토일포스파티딜 글리세롤(DPPG) 30mg을 사용하여 (모두 SYGENA, 스위스 제) 실시예 4에 기술된 바와 같이 제조하였다. 생성된 케이크 분취물(25mg)을 10㎖ 유리 바이얼에 도입하였다. 상이한 가스 혼합물을 여러가지 가스로 충전된 Tedlar백에서 적당한 부피를 발취함으로써 여러 바이얼에 도입하였다.
표 4는 조사된 가스 혼합물, 그것의 분자량 및 그것의 용해도 (분젠 계수로 나타냄) 와 얻어진 마이크로버블의 내압성을 나타낸다. CO2, 크세논, CHCℓF2와 같이 단독으로는 안정하고 저항력있는 버블을 형성할 수 있는 능력이 매우 빈약한 고용해성 가스는 그럼에도 불구하고 작은 백분율의 SF6또는 C4F8과 같은 가스가 첨가된다면 고용해성 버블을 발생할 수 있다.
[실시예 6]
본 발명의 방법은 WO 92/11873의 실시예 1에 기술된 바와 같이 제조된 마이크로버블 현탁액에 적용되었다. PluronicF68(분자량이 8400인 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 공중합체) 3g, 디팔미토일포스파티딜글리세롤 1g 및 글리세롤 3.6g을 증류수 80㎖에 가하였다. 약 80℃로 가열한 후 맑은 균질 용액을 얻었다. 텐시드 용액을 실온으로 냉각하고 부피를 100㎖로 조정하였다. 버블 현탁액을 밸브에 의해 연결된 두개의 주사기를 사용하여 얻었다.
[표 5]
주사기중 하나는 텐시드 용액 5㎖로 충전하고 한편 다른 것은 공기 또는 공기/C4F8혼합물 0.5㎖로 충전하였다 (표 5 참조).
삼방향 밸브는 가스함유 주사기에 연결하기 전에 텐시드 용액으로 충전하였다. 대안으로 두개의 피스톤을 조작함으로써, 텐시드 용액을 두개의 주사기 사이에서 앞뒤로 전달하며 (각 방향 5번) 우유같은 현탁액을 얻었다. 공기로 포화된 증류수로 희석(1/50)한 후 내압성(Pc) 을 측정하였다. 분액을 마취시킨 토끼에게 정맥내 주사하고(0.003㎖/kg) 좌심실의 초음파 영상을 기록하였다. 곡하 면적(AUC) 뿐만아니라 반감기(t1/2)도 측정하였다. 반감기와 AUC의 상당한 증가가 5% C4F8을 사용했을 때 관찰되었다 (공기와 비교함). 유사한 결과를 5% C5F12로 얻었다.
[실시예 7]
마이크로버블 현탁액을 공기와 옥타플루오로시클로부탄 C4F8의 혼합물을 사용하여 WO-A-93/05819에 기술된 바와 같이 얻었다. 소르비톨(20g), NaCℓ(0.9g),콩기름(6㎖), Tween 20(0.5㎖) 를 함유하는 수용액을 제조하고 증류수 100㎖로 조정하였다.
[표 6]
이 용액의 10㎖를 10㎖ 주사기로 취하였다. 두번째 10㎖ 주사기를 공기와 C4F8의 혼합물로 충전하였다. 두개의 주사기를 삼방향 스톱콕에 의해 연결하였다. 대안으로 총 20회동안 각각의 두개의 피스톤을 조작하여 우유같은 현탁액을 얻었다. 이들 현탁액을 그것의 내압성에 대해서 시험하였다.
또 분액을 마취시킨 토끼로 정맥내 주사하고(0.1㎖/kg) 좌심실의 초음파 영상을 기록하였다. 흥미롭게도 콘트라스트는 1% 또는 심지어 5% C4F8로도 좌심실에서 검출되지 않았다. 그러나, 좌심실 혼탁화는 1% 및 심지어 5% 이상의 C5F12로 얻어졌다.
[실시예 8]
PIG/DSPC/DPPG 냉동건조물을 디스테아로일포스파티딜콜린(DSPC) 30mg과 디팔미토일포스파티딜글리세롤(DPPG) 30mg을 사용하여 (SYGENA, 스위스 제) 실시예 4에 기술된 바와 같이 제조하였다. 생성된 케이크의 분취물(25mg)을 10㎖ 유리 바이얼에 도입하였다. 상이한 가스 혼합물을 여러가지 가스로 충전된 Tedlar백에서 적당한 부피를 발취하여 여러 바이얼에 도입하였다. 표 7은 조사된 가스 혼합물과 얻어진 마이크로버블의 내압성을 나타낸다. 고분자량 가스가 심지어 고분자량 및 0.0283 이하의 용해도 (분젠 계수로 나타냄) 를 가진 둘 이상의 가스 혼합물일 수 있다는 것은 주목할만하다.
[표 7]
단일 가스 대신에, 둘이상의 활성 또는 소수 성분 가스 혼합물도 사용할 수 있다. 비록 이 실시예에서, 임계 압력은 두 성분중 더 무거운 것의 백분율과 비례하더라도 가스의 다른 조합은 시너지 작용을 통하여 혼합물내 불용성 가스 (들) 의 전체량을 더 저하시킬 수 있다.
Claims (24)
- 통상의 계면활성제, 첨가제 및 안정화제를 함유하는 수성 담체액중의 현탁액일 때 초음파 검사용 콘트라스트제를 제공하는, 생체적합성이고 체온에서 가스인 물질로 이루어진 주사용 초음파 콘트라스트 매질에 있어서, 상기 매질은 가스(A) 와 (B)의 혼합물이며, 0.5 내지 41부피% 의 양으로 존재하는 가스(B) 중 적어도 하나는 분자량이 80돌턴이상이고 표준 조건하에서 측정된 그것의 물에서 용해도는 0.0283㎖ 가스/ ㎖ 물 이하이고, 혼합물의 나머지는 가스(A) 인 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트 매질.
- 제1항에 있어서, 가스(B) 는 플루오르- 함유 생체 적합성 가스인 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트 매질.
- 제2항에 있어서, 플루오르- 함유 가스는 SF6, CF4, C2F6, C2F8, C3F6, C3F8, C4F6, C4F8, C4F10, C6F10, C5F12및 그것의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트 매질.
- 제3항에 있어서, 플루오르- 함유 가스는 헥사플루오르화황 또는 옥타플루오로시클로부탄인 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트 매질.
- 제1항에 있어서, 가스(A) 는 공기, 산소, 질소, 이산화탄소 및 그것의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트 매질.
- 통상의 계면활성제, 첨가제 및 안정화제로 이루어진 생리학적으로 허용가능한 수성담체중의 가스 충전된 마이크로버블 또는 마이크로발룬의 현탁액으로 이루어진 주사용 초음파 콘트라스트제에 있어서, 상기 가스는 적어도 두개의 생체 적합성 가스(A) 와 (B) 의 가스 혼합물이며, 0.5 내지 41부피% 의 양으로 존재하는 적어도 하나의 가스(B) 는 분자량이 80 돌턴 이상이고 표준 조건하에 물에서 용해도가 0,0283㎖/ ㎖ 물 이하이고, 혼합물의 나머지는 가스(A) 인 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트제.
- 제6항에 있어서, 가스(B) 는 플루오르- 함유 생체적합성 가스인 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트제.
- 제7항에 있어서, 플루오르- 함유 가스는 SF6, CF4, C2F6, C2F8, C3F6, C3F8, C4F6, C4F8, C4F10, C5F10, C5F12및 그것의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트제.
- 제6항 또는 제7항에 있어서, 가스(A) 는 공기, 산소, 질소, 이산화탄소 또는 그것의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트제.
- 제6항에 있어서, 계면활성제는 박층 및/ 또는 박막형태로 존재하는 적어도 하나의 막형성 계면활성제와, 선택적으로 친수성 안정화제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트제.
- 제10항에 있어서, 막형성 계면활성제는 인지질인 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트제.
- 제11항에 있어서, 인지질은 포스파티드산, 포스파티딜롤린, 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜세린, 포스파티딜글리세롤, 포스파티딜이노시톨, 카르디올리핀, 스핑고미엘린 및 그것의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트제.
- 제11항에 있어서, 인지질에 더하여, 수성 담체는 폴리옥시에틸렌과 폴리옥시프로필렌의 공중합체, 및 글리세롤로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트제.
- 제6항에 있어서, 계면활성제는 콩기름, Tween및/ 또는 소르비톨인 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트제.
- 체온에서 생체적합성 가스이며, 그중 적어도 하나는 분자량이 80 돌턴이상이고 표준 조건하에 그것의 물에서 용해도가 0.0283㎖/ ㎖ 물 이하인 물질의 혼합물로 저장된, 계면활성제, 첨가제 및 안정화제로 이루어진 건조 제제.
- 제15항에 있어서, 가스는 플루오르- 함유 생체적합성 가스인 것을 특징으로 하는 건조 제제.
- 제16항에 있어서, 플루오르- 함유 가스는 0.5 내지 41부피% 의 양으로 혼합물에 존재하며, 나머지 59 내지 99.5부피% 는 공기, 산소, 질소, 이산화탄소 또는 그것의 혼합물인 것을 특징으로 하는 건조 제제.
- 제1 성분으로서 체온에서 가스인 물질의 혼합물로 저장된, 계면활성제, 첨가제 및 안정화제의 건조 제제와, 제2 성분으로서 제1 성분과 혼합될 때 이성분 현탁액으로서 초음파 콘트라스트제를 제공하는 생리학적으로 허용가능한 담체액으로 이루어진 이성분 키트에 있어서, 혼합물내 가스중 적어도 하나는 분자량이 50돌턴 이상이고 표준조건하에 물에서 용해도가 0.0283㎖ 가스/ ㎖ 물 이하인 것을 특징으로 하는 이성분 키트.
- 제18항에 있어서, 가스는 0.5 내지 41부피% 의 양으로 혼합물로 존재하는 플루오르- 함유 생체적합성 가스이고, 나머지는 공기, 산소, 질소, 이산화탄소 또는 그것의 혼합물인 것을 특징으로 하는 이성분 키트.
- 제18항 또는 제19항에 있어서, 플루오르- 함유 가스는 SF6, CF4, C2F6, C2F8, C3F6, C3F8, C4F6, C4F8, C4F10, C5F10, C5F12및 그것의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 이성분 키트.
- 적어도 두개의 생체적합성 성분 (A 및 B) 의 가스 혼합물을 통상의 계면활성제, 첨가제 및 안정화제를 함유하는 생리학적으로 허용가능한 수성 담체액에 현탁하여 가스 충전된 마이크로버블 또는 마이크로발룬을 형성하는, 제6항의 초음파 콘트라스트제의 제조방법에 있어서, 상기 가스 혼합물내 적어도 하나의 가스 성분의 최소 유효비는Bc%=K/ ebMwt+ C(식중 Bc% (부피%)는 혼합물내 성분(B) 의 전체량이고, K, C 및 b는 각각 140, -10.8 및 0.012의 값을 가진 상수이고, Mwt는 >80인 성분(B) 의 분자량을 나타낸다. )에 따라서 결정되는 것을 특징으로하는 초음파 콘트라스트제의 제조방법.
- 제21항에 있어서, 계면활성제는 포스파티드산, 포스파티딜콜린, 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜세린, 포스파티딜글리세롤, 포스파티딜이노시톨, 카르디올리핀, 스핑고미엘린 및 그것의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트제의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 매질은 사람 또는 동물 체내의 초음파 영상화에 사용되는 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트 매질.
- 제1항에 있어서, 매질은 초음파 콘트라스트제의 제조에 사용되는 것을 특징으로 하는 초음파 콘트라스트 매질.
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