KR20150024420A - 기체 미세기포를 포함하는 조성물의 제조 - Google Patents

기체 미세기포를 포함하는 조성물의 제조 Download PDF

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KR20150024420A
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지이 헬스케어 에이에스
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Abstract

본 발명은 초음파 조영제의 제조 방법, 특히 기체 미세기포를 포함하는 조성물, 보다 구체적으로 단백질에 의해 캡슐화된 미세기포에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 의해 제조된 미세기포는 좁은 크기 분포를 가질 것이다. 본 발명은 또한 본 발명의 방법에서 유용한 장치에 관한 것이다.

Description

기체 미세기포를 포함하는 조성물의 제조 {PREPARATION OF COMPOSITION COMPRISING GAS MICROBUBBLES}
본 발명은 초음파 조영제에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 초음파 조영제의 제조 방법, 특히 기체 미세기포를 포함하는 조성물, 보다 구체적으로 역학적 에너지를 이용하여 제조된 단백질에 의해 캡슐화된 미세기포에 관한 것이다.
예를 들어 혈관계, 특히 심박동 기록법에서의 혈관계 및 조직 미소혈관계의 연구에서 초음파 영상법이 유용한 진단 도구를 포함한다는 사실은 널리 공지되어 있다. 그렇게 수집된 청각 영상을 향상시키기 위해, 고체 입자의 현탁물, 유화된 액체 액적, 기체 기포 및 캡슐화된 기체 또는 액체를 포함하는 다양한 초음파 조영제가 제안되었다. 가장 성공적인 초음파 조영제는 일반적으로 정맥내 주입될 수 있는 기체 소기포의 분산물로 이루어진다. 예를 들어, WO 97/29783 및 WO 93/05819에 이러한 미세기포 분산물이 개시되어 있다. 적절하게 안정화된다면, 미세기포는, 종종 유리하게 낮은 투여량으로도, 예를 들어 혈관계 및 조직 미소혈관계의 매우 효과적인 초음파 영상화를 허용할 수 있다. 이러한 조영제는 전형적으로 기체를 안정화하는 물질, 예를 들어 유화제, 오일, 증점제 또는 당을 포함하거나, 또는 기체를, 예를 들어 다공성 기체-함유 미세입자로서 또는 캡슐화된 기체 미세기포로서 다양한 시스템에 혼입하거나 캡슐화한다. 미세기포는 초음파 조영제의 성능 수행을 위해 필수적인 기체를 포함하고, 다양한 기체가 미세기포의 안정성 및 음파발생(echogenic) 효과의 지속기간과 같은 성질을 향상시키는 것으로 밝혀졌다. 초음파 조영제의 한 그룹은 캡슐화된 기체 미세기포의 액체 조성물을 포함하는 레디메이드(ready-made) 제제로서 제조되고 운송된다.
다양한 방법이 미세기포를 제조하는 데에 사용될 수 있다. 이러한 기체-함유 미세기포는 적합한 기체 또는 기체 혼합물의 존재하에 막-형성 물질을 함유하는 액체의 진탕 또는 초음파 처리에 의해 제조될 수 있다. 다른 방법은 분무 건조를 포함한다. 그러나, 이러한 기술에 의해 제조된 미세기포는 배치 별로 달라질 수 있는 광범위한 크기 분포를 가지고, 또한 수율, 즉 적절한 크기를 갖는 미세기포에 이르게 되는 막 형성 물질의 비율 역시 배치 별로 달라질 수 있다. US 5,552,133에 콜로이드 밀(colloid mill)을 사용하는, 기체를 캡슐화하는 열-변성가능한 단백질을 포함하는 캡슐화된 기체 미소구체의 제조 방법이 개시되어 있다. 열-변성가능한 단백질의 수용액을 기체와 배합하고, 기계적 전단력을 혼합물에 적용함으로써 혼합하여, 단백질이 변성되고 기체-용액 계면에 침적된 기체 미세기포의 현탁물을 형성한다.
미세기포를 제조할 때, 생성물의 규격에 따른 생성물을 반복적으로 제공하는 견고한 방법을 갖추는 것이 중요하다. 제조된 미세기포가 대략적으로 바람직한 미세기포 크기, 일반적으로 1 내지 7 ㎛, 예를 들어 3 내지 5 ㎛의 좁은 크기 분포를 갖는 것이 바람직하다. 예컨대 7 ㎛ 초과의, 거대 미세기포의 비율이 최소화되고 잘 한정되는 것이 바람직하다. 이를 달성하기 위해, 미세기포 크기의 표준 편차는 작아야 한다. 이는 선행기술의 방법을 사용하여서는 달성되지 않았다. 한가지 문제점은 공정 사이클 전체에 걸쳐서 공정이 운전되는 매회마다 좁은 크기 분포를 갖는 재현가능한 미세기포를 제조하는 것이다. 조영제, 예컨대 변성된 단백질에 의해 캡슐화된 기체 미세기포를 포함하는 조성물을 제조하는 견고한 방법을 찾고자 한다.
당업계의 요구를 고려하여, 본 발명은 조영제, 예컨대 변성된 단백질에 의해 캡슐화된 기체 미세기포를 포함하는 조성물을 제조하는 견고한 방법을 제공한다. 본 발명에 이르러, 수율이 개선될 수 있고 기준 크기보다 크고 작은 미세기포의 과도한 생성을 피하는 방법이 확인되었고 개발되었다. 본 발명의 방법에서, 열-변성가능한 단백질의 수용액을 기체와 배합하고, 이것을 높은 전단력을 이용하여 기계적으로 혼합한다. 놀랍게도, 단백질과 기체의 혼합 전에, 단백질과 기체를 둘다 가열하면, 생성된 미세기포가 좁은 크기 분포를 갖는 견고한 방법을 제공함이 밝혀졌다.
따라서, 제1 측면에서, 본 발명은
i) 열-변성가능한 단백질의 단백질 수용액을 초기 변성을 달성하기 위해 필요한 온도에서 제공하고;
ii) 가열된 단백질 용액으로부터의 열을 이용하여 기체를 가열하고;
iii) 가열된 기체와 가열된 단백질 용액을 혼합하여 기체/액체 혼합물을 수득하고;
iv) 기체/액체 혼합물을 기계적 전단력에 적용함으로써 기체를 단백질 용액으로 분산시켜, 변성된 단백질에 의해 캡슐화된 기체 미세기포의 조성물을 형성하는
순차적 단계를 포함하는, 캡슐화된 기체 미세기포를 포함하는 조성물을 제조하는 방법을 제공한다.
제2 측면에서, 본 발명은
i) 2개의 경로의 각각의 개구부를 제공하는 제1 주입구 및 제2 주입구,
ii) 2개의 경로를 분리하는 종방향 벽을 포함하는 열 전달 구역,
iii) 혼합 장치의 주입구에 연결가능한 1개의 배출구
를 포함하는, 캡슐화된 기체 미세기포를 포함하는 조성물의 제조에서 유용한 공급 파이프를 제공한다.
제3 측면에서, 본 발명은 본 발명의 공급 파이프를 포함하는 장치를 제공한다. 상기 측면에 따른 장치는
i) 높은 기계적 전단력을 발생시키고, 주입구 및 배출구를 갖는 혼합 장치;
ii) 2개의 경로의 각각의 개구부를 제공하는 제1 주입구 및 제2 주입구,
2개의 경로를 분리하는 종방향 벽을 포함하는 열 전달 구역,
혼합 장치의 주입구에 연결된 1개의 배출구
를 포함하는 공급 파이프;
iii) 공급 파이프의 제1 주입구에 연결된 액체 조성물용 공급 탱크;
iv) 공급 파이프의 제2 주입구에 연결된 기체 탱크
를 포함할 수 있다.
도 1은 변성된 단백질에 의해 캡슐화된 기체 미세기포를 포함하는 조성물의 제조에서 유용한 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2a, 2b 및 2c는 하나는 기체를 수송하기 위한 것이고 하나는 단백질 용액을 수송하기 위한 것인, 2개의 경로를 포함하는 본 발명에 따른 공급 파이프를 개략적으로 도시한다.
도 3a, 3b 및 3c는 본 발명에 따른 별법의 공급 파이프를 개략적으로 도시한다.
제1 측면에서, 본 발명은
i) 열-변성가능한 단백질의 단백질 수용액을 초기 변성을 달성하기 위해 필요한 온도에서 제공하고;
ii) 가열된 단백질 용액으로부터의 열을 이용하여 기체를 가열하고;
iii) 가열된 기체와 가열된 단백질 용액을 혼합하여 기체/액체 혼합물을 수득하고;
iv) 기체/액체 혼합물을 기계적 전단력에 적용함으로써 기체를 단백질 용액으로 분산시켜, 변성된 단백질에 의해 캡슐화된 기체 미세기포의 조성물을 형성하는
순차적 단계를 포함하는, 캡슐화된 기체 미세기포를 포함하는 조성물을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 방법을 사용하여, 단계 iv)에서 사용되는 혼합 장치에 들어가기 전에 단백질 용액과 기체를 둘다 가열함으로써, 기체가 혼합 장치에 공급될 때 팽창하는 것을 피한다. 이것이 안정한 방법 및 좁은 크기 분포의 미세기포를 제공하는 데에 있어서 핵심 요인인 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 방법은 기체와 단백질 용액이 배합되기 전에, 기체를 가열하기 위해 단백질 용액으로부터의 열을 이용한다. 그러므로, 단백질 용액과 캡슐화될 기체는 둘다 혼합 장치에 도입되기 전에 예비가열된다. 단백질은 단백질의 초기 변성이 발생하는 온도로 가열된다. 변성 온도는 불용성 물질이 최초 관찰되는 온도이다. 변성 온도는 문헌에서의 단백질 열 변성 표로부터, 또는 임의의 공지된 방법에 의해 실험적으로 입수할 수 있다. 용액에서의 단백질의 변성 온도는 보통 50 내지 100℃의 범위일 것이고, 이는 상이한 단백질, 순도 및 공급원 등에 따라 달라진다. 본 발명의 방법에서, 알부민이 캡슐화된 미세기포를 제공하는 데에 바람직한 단백질이다. 알부민 용액을 사용할 경우에, 이 용액은 60 내지 80℃, 보다 바람직하게는 65 내지 75℃, 가장 바람직하게는 68 내지 72℃로 가열된다. 필요한 정확한 온도는 다수의 파라미터에 따라 좌우되고, 또한 기체/단백질 용액의 혼합물이 혼합 장치에 들어갔을 때 역학적 에너지에 노출되는 결과 온도가 약간 상승할 수 있음을 고려해야 한다. 성분들이 혼합 장치에 들어갈 때, 열이 단백질 용액으로부터 기체로 전달되어, 기체가 혼합 장치에 들어갈 때 유의하게 팽창하지 않도록, 기체가 혼합 장치에서의 온도에 근접한 온도를 갖도록 보장한다. 그러므로, 기체는 가열된 단백질의 온도에 근접한 온도, 예컨대 적어도 변성 온도 - 20℃, 보다 바람직하게는 변성 온도 - 15℃, 보다 바람직하게는 변성 온도 - 10℃의 온도로 가열되어야 한다. 가장 바람직하게는, 단백질 용액 및 기체는 혼합 장치에 들어갈 때 대략 동일한 온도를 갖는다. 단백질은, 예를 들어 열 교환기를 사용하여 가열된다. 단백질 용액으로부터 기체로의 열 전달은 기체 및 가열된 단백질을, 서로 매우 근접해 있고 2개의 분리된 스트림이 배합되어 혼합 장치에 들어가기 전에는 평행하게 진행되는 경로로 수송함으로써 달성될 수 있다. 그러므로, 열은, 바람직하게는 상이한 경로의 파이프를 분리하는 열-전도 벽을 통해 단백질 용액으로부터 기체 스트림으로 전달된다.
본 발명의 추가 실시양태에서, 가열된 기체와 가열된 단백질 용액의 혼합물은 혼합 장치의 주입구에서 또는 그와 매우 가까운 곳에서 발생한다. 그러므로, 기체와 단백질 용액은 분산 단계가 진행되기 직전에 예비혼합된다. 기체와 단백질 용액이 혼합 장치의 주입구로부터 원거리에서 배합된다면, 플러그 흐름(plug flow)이 발생하고 이는 생성된 미세기포의 크기 분포에 있어서 변동을 초래함이 밝혀졌다. 두 성분이 혼합 장치의 주입구에서 배합될 경우에, 혼합 공정의 훨씬 우수한 제어가 달성된다. 그러므로, 단백질 용액과 기체는 혼합 장치에 들어가기 직전에 또는 혼합 장치에 들어갈 때 배합된다. 이는 단백질 용액 및 기체를, 서로 근접 접촉하고 있고 2개의 가열된 스트림이 혼합 장치의 입구 근처에서 배합되기 전에는 평행하게 진행되는 경로로 수송함으로써 달성된다. 이렇게 실시함으로써, 기체 스트림 및 단백질 용액 스트림이 플러그 흐름 없이, 하나의 균등하게 분포된 균일한 혼합물로서 혼합 장치에 들어갈 것이고, 이 후에 이 혼합물은 기계적 혼합에 적용되어 미세기포를 생성한다. 혼합 장치, 예컨대 밀에서의 기포의 제조가 매우 신속하게 진행되므로, 기체 및 캡슐화 단백질이 혼합 장치에 들어갈 때, 균등하게 분포되어 제조 사이클 동안에 고정된 농도를 갖는 것이 중요한 것으로 밝혀졌다.
추가로, 단백질 용액을, 예를 들어 연동 펌프를 사용하여 혼합 장치에 펌핑하는 것보다는, 일정한 공급 압력하에, 예를 들어 유량을 제어하는 제어 밸브와 조합하여 단백질 용액을 제공하는 것이 생성되는 미세기포의 크기 분포에 유리하게 영향을 미침이 밝혀졌다. 가열된 단백질 용액을 혼합 장치, 예컨대 콜로이드 밀에 펌핑하는 것을 포함하는 제조 라인을 대기시킬 경우에, 펌프가 혼합 장치에서 생성되는 미세기포의 크기 분포를 넓히는 압력 맥동을 발생시킴이 확인되었다. 그러므로, 본 발명의 추가 실시양태에서, 본 발명의 방법은 단백질 용액이 가열되어 기체와 혼합되기 전에, 이 단백질 용액을 압력 맥동의 발생 없이 고정된 압력하에 공급하는 단계를 포함한다. 이러한 일정한 공급 압력은 가압 공급 탱크를 사용함으로써 달성된다. 그러므로, 본 발명의 방법은 바람직하게는 단백질 용액 공급물 스트림의 고정된 압력을 이용하고, 이는 일정한 유량, 예컨대 0.5 내지 3.0 리터/분, 예를 들어 1 내지 2 리터/분의 유량을 제공한다. 공급 탱크로부터 단백질 용액의 흐름 및 그의 유량은, 바람직하게는 가열이 개시되기 전에 제어되고 임의로 조절된다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명의 방법은 기체 스트림 및 단백질 용액 스트림의 가열, 가열된 기체와 가열된 단백질 용액의 혼합 장치의 주입구에서의 배합 및 단백질 용액의 고정된 압력하에서의 공급이라는 요소를 모두 포함한다.
본 발명의 방법에서, 기체와 단백질 용액의 혼합물은 이 혼합물을 기계적 전단력에 적용함으로써 철저하게 혼합된다. 이용된 기계적 전단력이 요구되는 크기의 미세기포를 제조한다. 이는 높은 기계적 전단력이 발생되는 혼합 장치, 예컨대 고속 혼합기, 밀, 회전자 고정자, 플루이다이저(fluidizer) 등을 사용함으로써 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 밀, 예컨대 콜로이드 밀 또는 콘 밀(cone mill)이 단백질 용액 및 기체를 분산시키는 단계 (iv)에서 사용된다. 이러한 밀은 고속 회전자 및 대향하는 면을 갖는 동반된 고정자를 포함한다. 회전자 및 고정된 고정자를 이용하는 혼합기는 전형적으로 고속의 회전자 첨단부 속도를 발생시키는 상당한 고속의 회전 속도에서 작동한다. 회전자와 고정자 사이의 속도 차이가 회전자와 고정자 사이의 간극에서 매우 높은 전단 및 난류 에너지를 제공한다. 따라서, 첨단부 속도가 생성물에 부과되는 전단의 양을 고려할 때 매우 중요한 요인이다. 본 발명의 방법에서, 회전자와 고정자 표면의 상대 속도는 20 m/s 이상이어야 한다. 회전자가 바람직하게 원뿔형이라면, 표면에서의 속도는 직경에 따라 좌우되므로 원뿔의 첨단부에서부터 기부로 갈수록 달라질 것이다. 따라서, 기체와 단백질 용액의 가열된 혼합물은, 이 혼합물이 20 m/s 이상, 바람직하게는 25 m/s 이상, 특히 바람직하게는 30 m/s 이상, 보다 특히 바람직하게는 35 m/s 이상의 속도로 서로에 대하여 상대적으로 움직이는 표면에 의해, 예를 들어 100 m/s 이하, 보다 특히 60 m/s 이하, 특히 50 m/s 이하의 첨단부에 의해 발생된 전단력에 적용되는 구역을 통과한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 본 발명의 방법은 단계 iv) 후에, 제조된 조성물을 벌크 컨테이너(bulk container) 또는 직접적으로 충전 탱크에 전달하는 추가 단계를 포함한다. 벌크 컨테이너는, 예를 들어 10 내지 100 리터의 용적을 갖는, 예를 들어 가요성 대형 백(bag)이다. 제조된 생성물, 즉 캡슐화된 기체 미세기포를 포함하는 조성물을 혼합 장치로부터 벌크 컨테이너 또는 충전 탱크에 전달하기 전에, 조성물의 온도를, 예를 들어 열 교환기를 사용하여 강하시킨다. 혼합 장치로부터 흘러나오는 생성물의 온도는, 예를 들어 20 내지 30℃, 예컨대 25 내지 28℃의 온도로 강하된다.
본 발명의 방법을 사용함으로써, 생성된 미세기포의 좁은 크기 분포가 달성되고, 본 발명의 방법은 생성물의 명세에 따른 생성물을 반복적으로 제공한다. 이는, 특히 사용되는 성분이 고가이고, 명세 요건을 만족시키지 않는 미세기포의 생성으로 인한 물질의 손실을 상기 방법으로 피하므로, 경제적으로 실행가능한 방법을 제공하는 데에 있어서 중요하다. 기체의 흐름 및 단백질 용액의 흐름, 및 이들의 비율, 단백질 용액의 온도 및 혼합기의 속도 (회전자 속도)와 같은 파라미터가 청구된 방법의 개선점 이외에도, 생성물의 특징 및 최적화되어야 하는 요건에 영향을 미친다. 임의의 주어진 생성물에 대해서, 그의 특징은 임상적으로 한정된다. 예를 들어, 옵티슨(Optison)™의 경우에, 평균 직경 범위는 3.0 내지 4.5 ㎛이고, 여기서 95%가 10 ㎛ 미만이다. 농도 명세는 5.0 내지 8.0 x 108개 미세기포/ml이다. 본 발명의 방법에 의해 제조된 미세기포는 좁은 크기 분포 및 작은 표준 편차를 갖는 잘 한정된 평균 입자 크기를 갖는다. 제조된 미세기포는 대략적으로 바람직한 미세기포 크기, 일반적으로 1 내지 7 ㎛, 예를 들어 3 내지 5 ㎛의 좁은 크기 분포를 가질 것이고, 표준 편차는 작다. 실시예 1에서 제시된, 예시 실험의 범위에서, 달성되는 평균 입자 크기는 매우 안정적이고 2.8 내지 4.3 ㎛에서 달라진다. 본 발명의 방법을 사용함으로써, 예컨대 인간 혈청 알부민 및 퍼플루오르화된 기체의 미세기포를 제조할 때, 0.18 내지 0.25 ㎛의 입자 크기에 대한 표준 편차가 달성된다. 백분율로 나타내면, 20% 미만, 예컨대 10% 미만의 입자 크기에 대한 표준 편차가 본 발명의 방법에 의해 달성된다. 3.0 내지 4.5 ㎛ 범위의 평균 입자 크기를 갖는 입자를 제조할 경우에, 7.3% 이하의 표준 편차가 달성된다. 또한, 작은 표준 편차를 갖는 잘 한정된 농도의 미세기포 (입자/용량)가 달성된다. 실험의 대부분이 5.0 내지 8.0 x 108개 미세기포/ml의 농도를 제공하는 실시예 1에서 보고된 바와 같이, 3.1 내지 11.8 x 108개 미세기포/ml에서 달라지는 농도가 달성된다. 농도에 대한 표준 편차는, 예를 들어 0.40 내지 0.70 x 108개 미세기포/ml이다. 백분율로 나타내면, 수득된 농도에 대한 표준 편차는 15% 미만, 보다 바람직하게는 12% 미만이다. 그러므로, 농도 및 입자 크기에 관한 생성물의 명세에 따른 요건이 청구된 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 방법에 따라 제조된 기체 미세기포는 기체 미세기포를 둘러싸는 안정화제에 의해 안정화되어, 기체의 주위 액체로의 확산을 지연시키고 미세기포 사이의 융합을 방지한다. 본 발명의 방법에서, 이러한 안정화제는 감열성이어서, 제조 공정 동안에 가열에 의해 부분적으로 불용화될 수 있다. 미세기포를 형성하는 데에 바람직한 물질은 아미노산 중합체이다. 이러한 중합체는 단백질분해성 효소 작용에 의해 생분해가능하다. 유용한 아미노산 중합체는 천연 아미노산 (단백질) 및 합성 아미노산 중합체를 포함한다. 바람직한 단백질은 알부민이고, 이것은 동물 또는 인간 알부민일 수 있지만, 인간 혈청 알부민이 가장 바람직하다. 다른 수용성 단백질, 예컨대 헤모글로빈, 바람직하게는 인간 헤모글로빈이 알부민을 대체할 수 있다. 유용한 합성 아미노산 중합체는 폴리-L-리신 및 폴리-L-글루탐산을 포함한다. 예를 들어, 20,000 내지 50,000의 분자량 범위를 갖는 폴리-L-리신 또는 폴리-L-글루탐산이 단독으로 또는 또 다른 중합체, 예컨대 알부민과 조합되어 사용될 수 있다. 단백질 유도체 또는 단백질의 일부가 또한 본 발명의 범주 내에 포함된다. 실제 변성 온도는 사용되는 단백질 또는 단백질 유도체에 따라 좌우되는 범위에 있다.
생체적합성 기체가 조성물의 미세기포에 사용될 수 있고, "기체"라는 용어는 37℃의 정상 인체 온도에서 실질적으로 또는 완전히 기체상 (증기 포함) 형태인 임의의 물질 (혼합물 포함)을 포함하는 것으로 이해된다. 따라서, 기체는 예를 들어, 공기, 질소, 산소, 이산화탄소, 수소, 아산화질소, 비활성 기체, 예컨대 헬륨, 아르곤, 크세논 또는 크립톤; 플루오르화 황, 예컨대 헥사플루오르화 황, 데카플루오르화 이황 또는 펜타플루오르화 트리플루오로메틸황;
헥사플루오르화 셀레늄;
임의로 할로겐화된 실란, 예컨대 테트라메틸실란;
저분자량 탄화수소 (예를 들어, 7개 이하의 탄소 원자 함유), 예를 들어 알칸, 예컨대 메탄, 에탄, 프로판, 부탄 또는 펜탄, 시클로알칸, 예컨대 시클로부탄 또는 시클로펜탄, 알켄, 예컨대 프로펜 또는 부텐, 또는 알킨, 예컨대 아세틸렌;
에테르; 케톤; 에스테르;
할로겐화된 저분자량 탄화수소 (예를 들어, 7개 이하의 탄소 원자 함유); 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
할로겐화된 저분자량 탄화수소를 포함하는 조성물이 바람직하다. 할로겐화된 기체에서 할로겐 원자의 적어도 일부는 유리하게 플루오린 원자이다. 따라서, 생체적합성의 할로겐화된 탄화수소 기체는 예를 들어, 브로모클로로디플루오로메탄, 클로로디플루오로메탄, 디클로로디플루오로메탄, 브로모트리플루오로메탄, 클로로트리플루오로메탄, 클로로펜타플루오로에탄, 디클로로테트라플루오로에탄 및 퍼플루오로카본, 예를 들어 퍼플루오로알칸, 예컨대 퍼플루오로메탄, 퍼플루오로에탄, 퍼플루오로프로판, 퍼플루오로부탄 (예를 들어, 임의로 다른 이성질체, 예컨대 퍼플루오로이소부탄과의 혼합물로 퍼플루오로-n-부탄), 퍼플루오로펜탄, 퍼플루오로헥산 및 퍼플루오로헵탄; 퍼플루오로알켄, 예컨대 퍼플루오로프로펜, 퍼플루오로부텐 (예를 들어, 퍼플루오로부트-2-엔) 및 퍼플루오로부타디엔; 퍼플루오로알킨, 예컨대 퍼플루오로부트-2-인; 및 퍼플루오로시클로알칸, 예컨대 퍼플루오로시클로부탄, 퍼플루오로메틸시클로부탄, 퍼플루오로디메틸시클로부탄, 퍼플루오로트리메틸시클로부탄, 퍼플루오로시클로펜탄, 퍼플루오로메틸시클로펜탄, 퍼플루오로디메틸시클로펜탄, 퍼플루오로시클로헥산, 퍼플루오로메틸시클로헥산 및 퍼플루오로시클로헵탄으로부터 선택될 수 있다. 다른 할로겐화된 기체는 플루오르화된, 예를 들어 퍼플루오르화된 케톤, 예컨대 퍼플루오로아세톤 및 플루오르화된, 예를 들어 퍼플루오르화된 에테르, 예컨대 퍼플루오로디에틸 에테르를 포함한다. 특히 안정한 미세기포 현탁물을 형성하는 것으로 공지된, 플루오르화된 기체, 예컨대 플루오르화 황 또는 플루오로카본 (예를 들어, 퍼플루오로카본)을 포함하는 조성물을 위해 본 발명의 방법을 사용하는 것이 추가로 유리할 수 있고, 여기서 SF6, 퍼플루오로프로판 및 퍼플루오로부탄이 바람직하고, 퍼플루오로프로판이 특히 바람직하다.
가장 바람직하게는, 본 발명의 방법은 퍼플루오로카본 기체, 가장 바람직하게는 퍼플루오로프로판 (옥타플루오로프로판 (OFP) 또는 퍼플루트렌이라고도 함)을 캡슐화하는 단백질, 가장 바람직하게는 알부민을 포함하는 미세기포를 포함하는 조성물의 제조를 위한 것이다. 바람직한 실시양태에서, 옵티슨™이라는 제품이 청구된 방법에 따라 제조된다.
제2 측면에서, 본 발명은 제1 측면의 방법에 따라 제조된 조성물을 제공한다. 조성물은 치료용 또는 진단용이거나, 이러한 용도가 결합될 수 있고, 초음파 조영제로서의 진단 용도가 바람직하다. 조성물은 바람직하게는 레디메이드 제제이고, 즉 조성물은 바람직하게는 생리학상 허용되는 수성 담체, 예컨대 주사용수 중의 기체 미세기포의 분산물이다. 소형 용기, 예컨대 바이알(vial) 또는 병(bottle)에 충전하고, 캡핑(capping)한 후에, 환자에게 주입하기 전에 균질 현탁물을 제공하기 위해 약한 진탕에 의한 재현탁이 필요할 수 있다. 그러므로, 조성물은 인간 또는 동물인 환자에게 주입할 준비가 된 것이다. 미세기포가 생물학적 표적에 대하여 친화력을 갖는 매개체를 포함하는 초음파 조영제가 또한 포함된다. 예를 들어 기본파 및 고조파 B 모드 영상법, 및 기본파 및 고조파 도플러(Doppler) 영상법을 포함하는, 다양한 영상법 기술이 초음파 적용에서 이용될 수 있고; 필요에 따라 3차원 영상법 기술이 이용될 수도 있다.
제3 측면에서, 본 발명은 캡슐화된 기체 미세기포를 포함하는 조성물의 제조에서 유용한 공급 파이프를 제공하고, 여기서 공급 파이프는
i) 2개의 경로의 각각의 개구부를 제공하는 제1 주입구 및 제2 주입구,
ii) 2개의 경로를 분리하는 종방향 벽을 포함하는 열 전달 구역,
iii) 혼합 장치의 주입구에 연결가능한 1개의 배출구
를 포함한다.
2개의 주입구는, 예를 들어 누설 방지 연결을 제공하는 클램프(clamp), 예컨대 트리 클램프(tree clamp)를 사용하여 전달 라인 또는 도관과 연결되도록 설계된다. 바람직하게는, 하나의 주입구는 액체 조성물, 예컨대 열-변성가능한 단백질의 수용액을 수송하는 도관과 연결가능하고, 나머지 다른 주입구는 기체, 예컨대 퍼플루오로카본 기체를 수송하는 도관과 연결가능하다. 2개의 주입구는 분리되어 있으며, 바깥쪽에서 봤을 때, 열 전달 구역이 시작되는 곳에서 합쳐지는 2개의 파이프 구역의 개구부를 제공한다.
열 전달 구역은 바람직하게는 파이프의 대부분을 구성하고, 여기서 2개의 경로는 평행하게 진행되고 열이 하나의 경로에서 수송되는 스트림으로부터 나머지 다른 경로의 스트림으로 전달될 수 있다. 바람직하게는, 파이프는, 적어도 열 전달 구역에서, 하나의 원통형 파이프에서 2개의 분리된 경로를 제공하는 외부 원통형 표면을 가지고, 여기서 경로는 경로를 따라 지나가는 스트림의 혼합을 방지하는 종방향의 내벽에 의해 분리된다. 한 실시양태에서, 원통의 내부 용적은 각각의 경로에 대하여 하나씩 이등분된 파이프를 제공하면서 종방향 벽에 의해 이등분 분할된다. 또 다른 실시양태에서, 2개의 경로는 외부 파이프의 내부를 지나가는 하나의 내부 파이프를 갖춤으로써 분리된다. 그러므로, 상기 실시양태에서, 종방향 벽은 하나의 경로가 나머지 다른 경로의 내부를 지나가도록 원통형 내부 파이프를 구성하고, 여기서 2개의 파이프는 바람직하게는 동일한 중심선을 갖는다. 바람직하게는, 기체 스트림은 내부 경로를 따라 지나가고 액체 조성물은 외부 경로를 따라 지나간다. 2개의 경로에서의 스트림 사이에 온도 차이가 있으면, 이러한 차이는 스트림이 배출구를 향해 평행하게 이동함에 따라 감소할 것이다. 파이프의 길이는 하나의 경로의 스트림으로부터 나머지 다른 경로의 스트림으로 충분한 열 전달이 가능하도록 충분히 길어야 한다. 열 전달 구역의 길이는 바람직한 열 전달을 보장하도록 충분히 길고, 예를 들어 10 내지 100 cm, 예컨대 15 내지 50 cm, 바람직하게는 20 내지 40 cm이다. 액체 조성물을 위한 주입구의 적절한 내경 크기는 5 내지 40 mm, 예컨대 15 내지 25 mm이다. 기체를 위한 주입구의 적절한 직경 크기는 0.5 내지 40 mm이다. 파이프가 이등분된 파이프로 분할된 실시양태에서, 기체 주입구는 단백질 용액을 위한 주입구와 동일한 치수를 가질 수 있다. 기체 스트림이 내부 파이프를 지나가는 실시양태에서, 기체 파이프의 직경은 바람직하게는 단백질 용액을 위한 파이프의 직경보다 상당히 작고, 예를 들어 단지 0.5 내지 3.0 mm이다. 열 전달 구역에서, 외경은 바람직하게는 단백질 용액을 위한 제1 파이프 구역의 외경과 대략 동일하고, 예를 들어 10 내지 45 mm이다.
공급 파이프의 배출구는, 예를 들어 누설 방지 연결을 제공하는 클램프, 예컨대 트리 클램프를 사용하여 혼합 장치의 주입구와 연결가능하다. 파이프의 배출구에서 또는 그 근처에서, 종방향 내벽이 끝나고 파이프의 2개의 경로가 합쳐져서, 이들 경로를 따라 지나가는 스트림이 공정 동안에 계속해서 동일한 균일 조성물을 제공하면서 혼합될 것이다. 따라서, 공급 파이프가 혼합 장치에 연결될 때, 새로 혼합된 조성물이 이 혼합 장치에 들어가거나 액체 조성물과 기체가 주입구에서 또는 혼합 장치에 들어간 직후에 혼합될 것이다. 기체가 내부 파이프를 지나가는 실시양태에서, 상기 파이프는 단백질 용액의 배출구와 동일한 곳에서 끝나고 배출구를 가질 수 있다. 그러므로, 내부 및 외부 파이프는 동일한 길이를 갖는다. 별법으로, 내부 파이프가 외부 파이프의 배출구보다 약간 앞에서 끝날 수 있어, 두 성분이 혼합 장치에 들어가기 전에 혼합되도록 보장한다. 또 다른 별법에서, 내부 파이프는 외부 파이프보다 길고 외부 파이프의 배출구 바깥쪽까지 연장될 수 있다. 이러한 별법에서, 공급 파이프가 혼합 장치에 커플링될 때, 내부 파이프는 혼합 장치로 연장될 것이다. 파이프의 열 전달 구역이 종방향 벽에 의해 이등분된 파이프로 분할된 실시양태에서, 상기 벽은 파이프의 배출구에서 또는 별법으로 배출구보다 약간 앞에서 끝날 수 있어, 성분이 혼합 장치에 들어가기 전에 혼합되도록 보장한다.
공급 파이프는 임의의 편리한 물질 또는 물질의 조합일 수 있지만, 금속 또는 세라믹, 특히 금속, 예컨대 강철, 바람직하게는 스테인리스강이 바람직할 것이다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 캡슐화된 기체 미세기포를 포함하는 조성물의 제조 장치를 제공하고, 상기 장치는 본 발명의 제3 측면에서 기재된 공급 파이프를 포함한다.
그러므로, 본 발명의 장치는
i) 높은 기계적 전단력을 발생시키고, 주입구 및 배출구를 갖는 혼합 장치;
ii) 2개의 경로의 각각의 개구부를 제공하는 제1 주입구 및 제2 주입구,
2개의 경로를 분리하는 종방향 벽을 포함하는 열 전달 구역,
혼합 장치의 주입구에 연결된 1개의 배출구
를 포함하는 공급 파이프;
iii) 공급 파이프의 제1 주입구에 연결된 액체 조성물용 공급 탱크;
iv) 공급 파이프의 제2 주입구에 연결된 기체 탱크
를 포함한다.
혼합 장치는 높은 기계적 전단력이 발생되는 장치, 예컨대 고속 혼합기, 밀, 회전자 고정자, 플루이다이저 등이다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 혼합 장치는 밀, 예컨대 콜로이드 밀 또는 콘 밀이고, 이러한 혼합 장치는 단백질 용액 및 기체의 분산에 사용된다. 이러한 밀은 고속 회전자 및 대향하는 면을 갖는 동반된 고정자를 포함하는데, 즉 출발 혼합물이 하나는 회전자라 불리는 요소 상의 표면이고 나머지 다른 표면은 고정자라 불리는 요소 상의 표면인, 두 표면의 상대적인 회전에 의해 전단력이 혼합물에 대하여 작용하는 구역을 통과하는 혼합기이다. 회전자 및 고정된 고정자를 이용하는 혼합기는 전형적으로 고속의 회전자 첨단부 속도를 발생시키는 상당한 고속의 회전 속도에서 작동한다. 회전자와 고정자 사이의 속도 차이가 회전자와 고정자 사이의 간극에서 매우 높은 전단 및 난류 에너지를 제공한다. 본 발명의 장치의 혼합 장치에서, 전단력 구역을 형성하기 위해 서로에 대하여 상대적으로 움직이는 표면은 바람직하게는 2 mm 미만, 바람직하게는 1 mm 미만, 특히 바람직하게는 600 ㎛ 미만, 예를 들어 300 내지 500 ㎛ 정도로 서로 이격되어 있다. 회전자와 고정자 사이의 거리는 바람직하게는, 예를 들어 0.2 내지 0.6 mm에서 조정가능하다. 최적의 이격은 전단력 구역을 통과하는 혼합물의 점도에 따라 좌우될 것이고 최소한의 이격은 제조에서의 제약에 의해 제공될 수 있다. 단백질 용액/기체 혼합물은 회전자와 고정자의 표면 사이에서 분산되고 공동화된다. 혼합 장치는 바람직하게는 회전자, 및 모터 및 베어링(bearing)을 포함하는, 그를 위한 구동 수단이 배치된 혼합 챔버를 추가로 포함한다. 혼합기는 회전자와 대향하는 고정자를 가지며, 고정자 및 회전자는 평활한 표면을 가질 수 있거나, 또는 한 실시양태에서 반경 방향으로 연장되는 유체 수송 수단이 구비된 축 방향으로 연장되는 체결 융기부 및 함몰부를 갖춤으로써, 주입구로부터 회전자와 고정자 사이를 반경 방향으로 통과하는 유체를 위한 복수 개의 전단력 구역을 한정할 수 있다. 본 발명의 혼합기 장치에서, 주입구는 바람직하게는 전단력 구역의 반경 방향 내향 쪽에, 바람직하게는 회전자의 회전 축에 또는 그 근처에 위치한다. 바람직하게는, 혼합 장치의 주입구는 회전자의 구동 축에 인접해 있으므로, 공급 파이프 배출구로부터의 기체와 단백질 용액 혼합물은, 필요에 따라, 전단력 구역에 들어가기 전에 예비혼합 챔버에서 추가로 예비혼합될 수 있다.
적절한 혼합이 발생하도록 보장하기 위해, 제2 회전자, 및 필요에 따라 추가 회전자, 예를 들어 5개 이하의 회전자가 제공될 수 있고, 이들은 동일한 구동 수단, 바람직하게는 회전하는 구동 축에 의해 구동된다. 제2 회전자가 제공되는 경우에, 혼합기는 바람직하게는 제1 챔버의 배출구와 연통되는 주입구를 가지고 그 자체의 배출구를 갖는 제2 혼합 챔버를 가질 것이다.
회전자 및 고정자는 임의의 편리한 물질 또는 물질의 조합일 수 있지만, 금속 또는 세라믹, 특히 금속, 예컨대 강철이 바람직할 것이다. 게다가, 회전자 및 고정자 표면은, 필요에 따라, 최종 생성물의 최적의 수율 또는 특징을 제공하도록 코팅되거나 처리될 수 있다. 회전자 및 고정자 요소의 치수는 회전자가 제조된 물질, 목적하는 기낭 크기의 상한, 회전 속도, 회전자 직경, 및 혼합물 점도에 따라 좌우될 것이지만, 일반적으로 스테인리스강 요소, 5000 내지 12000 rpm의 회전 속도, 및 수성 혼합물의 경우에, 25 cm 이하, 예를 들어 7.5 내지 15 cm의 회전자 직경이 이용될 수 있다. 그러나, 이러한 파라미터는 비제한적이며, 본 발명의 장치에서 유용한 혼합 장치는 다른 치수, 물질 및 작동 속도로도 제조될 수 있다.
본 발명의 장치의 혼합 장치가 현저한 가열 효과를 발생시킬 수 있고, 또한 미세기포의 크기 및 안정성이 온도의 영향을 받을 수 있으므로, 혼합 장치에 온도 제어 수단, 예를 들어 정온기-제어되는 가열 또는 냉각 수단, 예컨대 혼합 챔버 주위의 냉각 재킷(jacket), 또는 선택적으로 고정자 또는 회전자 내에 있는 또는 그와 열 접속된 열 교환기와 같은 냉각 요소, 또는 선택적으로 또는 추가적으로 회전자 구동 축 내에 있는 또는 그와 열 접속된 냉각 요소, 또는 회전자 구동 축 주위의 기계적 실링(seal)을 제공하는 것이 특히 바람직하다. 혼합물의 온도는 각각의 혼합 챔버의 배출구에서 또는 회전자의 둘레에서 모니터링될 수 있고, 이는 상기 온도 제어 수단을 제어하는 데에 사용될 수 있다. 혼합 장치로부터 흘러나오는 생성물 스트림의 온도를, 예를 들어 20 내지 30℃, 예컨대 25 내지 28℃의 온도로 강하시키기 위해, 혼합 장치에 혼합 장치의 배출구로부터의 생성물 스트림과 열 접속된 열 교환기와 같은 냉각 요소를 제공하는 것이 추가로 바람직하다. 배출구는 바람직하게는 밀의 바닥을 향하여 위치한다.
장치의 공급 파이프는 제3 측면에서 기재되었다.
장치는 하기에 기재된 바와 같이, 공급 파이프의 제1 주입구에 다른 독립체를 통해 연결된, 액체 조성물, 예컨대 단백질 용액용 공급 탱크를 추가로 포함한다. 공급 탱크는 일정한 공급 압력을 제공하는 가압 공급 탱크이고, 이는 좁은 크기 분포를 제공하면서, 생성된 미세기포의 크기 분포에 유리하게 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 공급 탱크는, 예를 들어 비활성 기체, 예컨대 압축 공기 또는 질소 기체를 공급 탱크에 취입시킴으로써 가압된다. 바람직하게는, 이러한 기체는 멸균 필터를 통해 첨가된다. 공급 탱크에서의 압력은 예를 들어, 0.5 내지 3.0 barG (1.5 내지 4.0 barA)이고, 바람직하게는 1 내지 2 barG이다. 이러한 가압 공급 탱크는 혼합 수단, 예컨대 교반기를 추가로 포함할 수 있어, 가열되고 혼합 장치에 전달될 균질 용액을 제공한다. 공급 탱크는 예를 들어, 10 내지 200 리터, 예컨대 50 내지 150 리터이고, 일정한 유량, 예컨대 0.5 내지 3.0 리터/분, 예를 들어 1 내지 2 리터/분의 유량을 제공한다. 공급 탱크로부터 단백질 용액의 흐름 및 그의 유량은, 바람직하게는 가열이 개시되기 전에 제어되고 임의로 조절된다. 이는 공급 탱크의 배출구에 흐름 제어기 및 조절 밸브를 포함시킴으로써 수행될 수 있다. 추가로, 공급 탱크와 공급 파이프 사이에서 단백질 용액 공급물 스트림이 단백질의 초기 변성을 달성하기 위해 필요한 온도로 가열된다. 공급물 스트림에 온도 제어 수단, 예를 들어 정온기-제어되는 가열 수단, 예컨대 공급물 스트림 내에 있는 또는 그와 열 접속된 열 교환기를 제공하는 것이 바람직하다. 단백질 용액 공급물 스트림의 온도는 공급 파이프에 들어가기 전에 모니터링될 수 있고, 이 공급 파이프에서 열이 단백질 용액 공급물 스트림으로부터 기체로 전달될 것이다.
장치는 하기에 기재된 바와 같이, 공급 파이프의 제2 주입구에 다른 독립체를 통해 연결된 기체 탱크를 추가로 포함한다. 기체 탱크는 미세기포에 캡슐화될 기체의 공급원이다. 그의 기체 유량은, 바람직하게는 기체가 가열되는 공급 파이프에 들어가기 전에 제어되고 임의로 조절된다. 이러한 조절은 기체 탱크의 배출구에 흐름 제어기 및 조절 밸브를 포함시킴으로써 수행될 수 있다. 기체 탱크는 압력하에, 예를 들어 1 내지 4 barG의 압력하에 기체를 제공한다. 기체 유량은 예를 들어, 0.5 내지 2.5 리터/분이다. 그러나, 밀에 들어가는 기체의 압력은 분당 회전수 및 유량에 의해 설정되고, 기체에 의해 용이하게 조절될 수 없다.
1개 이상의 멸균 필터가 장치에 포함되어, 전염체를 포함하는 모든 형태의 미생물 생물체를 제거하거나 사멸시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시양태는 이제부터 첨부 도면을 참조하여 단지 예시 방식으로 설명될 것이고, 여기서 도 1은 변성된 단백질에 의해 캡슐화된 기체 미세기포를 포함하는 조성물의 제조에서 유용한, 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 도시한다. 그러므로, 도 1은 주요 요소가 혼합 장치 (20), 공급 파이프 (30), 액체 조성물용 공급 탱크 (40) 및 기체 탱크 (50)인 장치 (1)를 도시한다. 공급 탱크 (40)는 액체 용액 (42), 예컨대 변성가능한 혈청 알부민 용액을 포함한다. 공급 탱크 (40)에 용액을 구성하는 성분 (41)이 공급된다. 바람직한 실시양태에서, 이러한 성분은 1% 인간 혈청 알부민 용액 (42)을 제조하는, 예를 들어 5% 용액으로 제공되는 혈청 알부민 (41a), 주사용수 (41b) 및 바람직하게는 0.9% 용액으로 제공되는 NaCl (41c)이다. 압축 공기 또는 질소 기체가 내용물에 압력을 가하기 위해, 멸균 필터 (44)를 통해 공급 탱크 (40)에 취입된다. 추가로, 온도 제어 유닛 (47)이 공급 탱크 (40)에 연결된다. 균질 용액 (42)을 제공하기 위해, 교반기 (46)가 공급 탱크 (40)에 추가로 포함된다. 공급 탱크 (40)로부터 단백질 용액의 흐름은 공급 탱크 (40)의 배출구 근처의 흐름 제어기 (62) 및 조절 밸브 (64)에 의해 제어되고 임의로 조절된다. 그 후에, 용액은 바람직하게는 멸균 필터 (66)를 통해 지나간다. 추가로, 공급 탱크 (40)와 공급 파이프 (30) 사이에서 단백질 용액 (42)의 스트림이 열 교환기 (68)를 이용하여, 단백질의 초기 변성을 달성하기 위해 필요한 온도로 가열된다. 바람직한 온도로 가열된 후에, 단백질 용액은 주입구 (32)를 통해 공급 파이프 (30)에 들어간다.
기체 탱크 (50)는 미세기포에 캡슐화될 기체 (52)를 제공한다. 기체 탱크 (50)로부터 기체의 흐름은 기체 탱크 (50)의 배출구 근처의 흐름 제어기 (72) 및 조절 밸브 (74)에 의해 제어되고 임의로 조절된다. 공급 파이프 (30)에 들어가기 전에, 기체 (52)는 바람직하게는 멸균 필터 (76)를 통해 지나간다. 그 후에, 기체는 단백질 용액을 위한 주입구 (32)와 분리된, 주입구 (34)를 통해 공급 파이프 (30)에 들어간다. 공급 파이프 (30)에서 단백질 용액으로부터 기체로의 열 전달이 발생하여, 기체가 혼합 장치 (20)에 들어갈 때 유의하게 팽창하지 않도록 보장할 것이다. 단백질 용액 (42) 및 기체 (52)는 파이프 (30)의 배출구 (36)로부터 흘러나와, 혼합된 조성물로서 주입구 (24)를 통해 혼합 장치 (20)에 들어간다. 공급 파이프 (30)의 배출구 (36) 및 혼합 장치 (20)의 주입구 (24)는, 예를 들어 클램프에 의해 연결될 수 있다. 혼합 장치 (20)는 회전자 (25) 및 고정자 (26)를 포함하는 밀 (22)을 포함하고, 여기서 회전자 (25)는 모터 (29) 및 베어링 (28) 및 임의의 냉각 시스템을 포함하는 그를 위한 구동 수단에 의해 구동된다. 생성된 생성물 (80), 즉 바람직하게는 변성된 단백질에 의해 캡슐화된 기체 미세기포의 조성물은, 바람직하게는 밀 (22)의 바닥에서 혼합 장치로부터 취출된다. 생성물 스트림 (80)의 온도는 온도 제어 유닛 (82)을 사용하여, 예를 들어 열 교환기에 의해 임의로 측정되고 조절된다.
도 2 및 3은 본 발명에 따른 별법의 공급 파이프를 도시한다. 도 2a는 제1 파이프 구역 (33)의 개구부를 제공하는 제1 주입구 (32)를 갖는 공급 파이프 (30)를 도시한다. 바람직하게는 단백질 용액을 공급하기 위한 것인, 주입구 (32)는 클램프를 사용하여 도관 또는 전달 라인과 연결가능한 원주부 (32a)를 갖는다. 원주부 (34a)를 갖는 제2 주입구 (34)는, 바람직하게는 기체를 공급하기 위한 제2 파이프 구역 (35)의 개구부를 제공한다. 파이프 구역 (34 및 35)은 바깥쪽에서 봤을 때, 병합점 (37)에서 병합되어, 원통형 외벽 (38) 및 2개의 스트림을 분리하는 종방향 내벽 (31)을 갖는 하나의 파이프를 제공한다. 병합점 (37)에서부터 배출구 (36) 근처의 종방향 벽 (31) 단부까지의 파이프 (30) 구역이 열 전달 구역을 제공한다. 도시된 바와 같이, 종방향 벽 (31)은 배출구 (36)보다 약간 앞에서 끝난다. 다른 실시양태에서, 벽은 배출구 (36)에서 또는 그와 근접한 곳에서 끝날 수 있다. 파이프 (30)의 배출구 (36)는, 예를 들어 클램프를 사용하여 혼합 장치의 주입구와 연결가능한 원주부 (36a)를 갖는다. 도 2b는 종방향 벽 (31) 및 원통형 외벽 (38)을 갖는 파이프 (30)의 열 전달 구역의 횡단면을 도시한다. 도 2c는 원주부 (32a)를 갖는 제1 주입구 (32) 및 원주부 (34a)를 갖는 제2 주입구 (34)를 가지고, 원통형 외벽 (38)을 갖는, 배출구 (36)에서 본 측면도로 파이프 (30)를 도시한다.
도 3은 별법의 공급 파이프를 도시하고, 여기서 도 3a는 제1 파이프 구역 (33)의 개구부를 제공하는 제1 주입구 (32)를 갖는 공급 파이프 (30)를 도시한다. 바람직하게는 단백질 용액을 공급하기 위한 것인, 주입구 (32)는 원주부 (32a)를 갖는다. 원주부 (34a)를 갖는 제2 주입구 (34)는, 바람직하게는 기체를 공급하기 위한 제2 파이프 구역 (35)의 개구부를 제공한다. 파이프 구역 (33 및 35)은 바깥쪽에서 봤을 때, 병합점 (37)에서 병합되어, 원통형 외벽 (38)을 가지고 그 안에서 기체 공급물을 위한 내부 파이프 (31)가 지나가는 하나의 파이프를 제공한다. 병합점 (37)에서부터 배출구 (36)까지의 파이프 (30) 구역이 열 전달 구역을 제공한다. 도시된 바와 같이, 내부 파이프 (31)는 배출구 (36)의 약간 바깥쪽에서 끝나고, 배출구 (39)를 갖는다. 다른 실시양태에서, 파이프는 배출구에서 또는 그와 근접한 곳에서, 또는 배출구 (36)보다 약간 앞에서 끝날 수 있다. 파이프 (30)의 배출구 (36)는, 예를 들어 클램프를 사용하여 혼합 장치의 주입구와 연결가능한 원주부 (36a)를 갖는다. 도 3b는 내부 파이프 (31) 및 원통형 외벽 (38)을 갖는 파이프 (30)의 열 전달 구역의 횡단면을 도시한다. 도 3c는 원주부 (32a)를 갖는 제1 주입구 (32) 및 원주부 (34a)를 갖는 제2 주입구 (34)를 가지고, 원통형 외벽 (38)을 갖는, 배출구 (36)에서 본 파이프 (30)를 도시한다.
본 발명은 이제부터 하기의 비제한적 실시예를 참조하여 예시된다.
실시예
실시예 1: 옵티슨 ™의 제조
본 발명의 방법에 따라 제조된 옵티슨™ 배치를 평가하고, 변동성 및 예측가능성과 관련하여 제3자의 방법과 비교하였다. 그 목적은 생성물 품질의 차후 예측가능성을 이해하기 위해 두 제조 방법의 예측가능성을 비교하기 위한 것이다.
물질 및 방법
청구된 방법에 따라 지이 헬쓰케어(GE Healthcare)에 의해 제조된 옵티슨™ 배치를 제조하는 25회의 실험, 및 제3자의 방법에 의해 제조된 옵티슨™ 배치를 제조하는 19회의 실험을 평가하고 변동성 및 예측가능성과 관련하여 비교하였다.
지이의 방법은 열이 단백질 용액 (인간 혈청 알부민)으로부터 기체 (퍼플루오로프로판 = OFP)로 전달되는 공급 파이프를 포함하고, 또한 단백질 용액과 기체가 분산 단계 직전에, 밀을 사용하여 혼합되는, 도 1에 도시된 장치의 사용을 포함하였다. 가압 공급 탱크가 단백질 용액을 밀에 전달하기 위해 사용되었다.
제3자의 방법은 가열된 단백질 용액 (인간 혈청 알부민)이 밀에 들어가기 전 약 1 미터의 거리에서 가열되지 않은 기체 (OFP)와 혼합되는 장치를 포함하였다. 연동 펌프가 단백질 용액을 밀에 전달하기 위해 사용되었다.
결과
미가공 데이터가 표 1 및 2에서 제시되었고, 이들은 두 방법에서 사용된 파라미터를 제공한다. 수득된 평균 입자 크기 및 농도가 확인되었다.
Figure pct00001
Figure pct00002
수득된 입자 크기 및 농도에 대한 표준 편차 (SD) (~RMSEC 검정법의 오차의 제곱 평균 제곱근)를 확인하였다:
제3자의 방법:
평균 입자 크기: 0.33 ㎛의 SD
농도: 1.19 x 108개 미세기포/ml의 SD
청구된 방법:
입자 크기: 0.22 ㎛의 SD
농도: 0.55 x 108개 미세기포/ml의 SD
표준 편차는 본 발명의 신규하고 개선된 방법을 적용함으로써, 제조 재현성이 증가하였고, 그에 따라 생성물 품질의 예측가능성도 증가하였음을 시사한다.

Claims (13)

  1. i) 열-변성가능한 단백질의 단백질 수용액을 초기 변성을 달성하기 위해 필요한 온도에서 제공하고;
    ii) 가열된 단백질 용액으로부터의 열을 이용하여 기체를 가열하고;
    iii) 가열된 기체와 가열된 단백질 용액을 혼합하여 기체/액체 혼합물을 수득하고;
    iv) 기체/액체 혼합물을 기계적 전단력에 적용함으로써 기체를 단백질 용액으로 분산시켜, 변성된 단백질에 의해 캡슐화된 기체 미세기포의 조성물을 형성하는
    순차적 단계를 포함하는, 캡슐화된 기체 미세기포를 포함하는 조성물을 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 열-변성가능한 단백질의 수용액이 50 내지 100℃의 온도로 가열되는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기체가 가열된 단백질의 온도에 근접한 온도, 예컨대 적어도 단백질의 변성 온도 - 20℃로 가열되는 것인 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 기체와 단백질 용액이 분산 단계 직전에 예비혼합되는 것인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 단백질 용액이 일정한 공급 압력하에 제공되는 것인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 미세기포가 평균 입자 크기의 20% 미만의 표준 편차를 갖는 입자 크기를 갖는 것인, 변성된 단백질에 의해 캡슐화된 기체 미세기포의 조성물을 형성하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 단백질이 인간 혈청 알부민인 방법.
  8. i) 2개의 경로의 각각의 개구부를 제공하는 제1 주입구 및 제2 주입구,
    ii) 2개의 경로를 분리하는 종방향 벽을 포함하는 열 전달 구역,
    iii) 혼합 장치의 주입구에 연결가능한 1개의 배출구
    를 포함하는, 캡슐화된 기체 미세기포를 포함하는 조성물의 제조에서 유용한 공급 파이프.
  9. 제8항의 공급 파이프를 포함하는 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    i) 높은 기계적 전단력을 발생시키고, 주입구 및 배출구를 갖는 혼합 장치;
    ii) 2개의 경로의 각각의 개구부를 제공하는 제1 주입구 및 제2 주입구,
    2개의 경로를 분리하는 종방향 벽을 포함하는 열 전달 구역,
    혼합 장치의 주입구에 연결된 1개의 배출구
    를 포함하는 공급 파이프;
    iii) 공급 파이프의 제1 주입구에 연결된 액체 조성물용 공급 탱크;
    iv) 공급 파이프의 제2 주입구에 연결된 기체 탱크
    를 포함하는 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 종방향 벽이 공급 파이프의 파이프 구역에 존재하고, 또한 종방향 벽이 파이프 구역의 직경을 가로질러 상기 2개의 경로를 형성하는 것인 장치.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 종방향 벽이 공급 파이프의 파이프 구역에 존재하고, 또한 파이프 구역이 원통형 외벽을 갖는 외부 파이프, 및 내부 파이프를 포함하고, 여기서 상기 내부 파이프는 외부 파이프의 내부를 지나가는 것인 장치.
  13. 캡슐화된 기체 미세기포를 포함하는 조성물의 제조에 있어서의, 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 장치의 용도.
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