KR20160027009A - 의학적 진단에 사용되는 조성물 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 의학적 진단 및 환자 모니터링에 사용하기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 이는 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 포함하는 생체적합성 겔과 관련되고, 여기서 i) 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는 적어도 25의 원자 번호 Z를 가지는 적어도 하나의 금속 성분을 포함하는 무기 물질을 포함하고, 상기 나노입자 및 상기 나노입자 응집체 각각은 생체적합성 코팅으로 덮여있고; ii) 나노입자 및/또는 나노입자 응집체 농도는 약 0.5%(w/w) 또는 0.5%(w/w) 미만이며; 및 iii) 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 포함하는 겔의 2s-1 에서의 겉보기 점도는, 20℃ 내지 37℃에서 측정될 때 약 0.1 Pa.s 내지 약 1000 Pa.s이다.
본 발명의 조성물은 일반적으로, 표적 생물학적 조직이 X-선 영상 장치를 사용하여 관찰될 때 적어도 40%의 표적 생물학적 조직의 묘사 및 가시화를 허용한다.

Description

의학적 진단에 사용되는 조성물 및 방법{COMPOSITIONS AND METHODS FOR USE IN MEDICAL DIAGNOSIS}
본 발명은 의학적 진단 및 환자 모니터링에 사용되는 조성물 및 방법과 관련된다. 더욱 상세하게는 이는, 표적 생물학적 조직이 X-선 영상 장치를 사용하여 관찰될 때, 일반적으로 적어도 40%의 표적 생물학적 조직의 묘사 및 바람직하게는 또한 가시화에 사용되는, 나노입자 및/또는 나노입자를 포함하는 생체적합성 겔에 관한 것으로서, 여기서 i) 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는 적어도 25의 원자 번호 Z를 가지는 적어도 하나의 금속 성분을 포함하는 무기 물질을 포함하고, 상기 나노입자 및 상기 나노입자 응집체는 생체적합성 코팅으로 덮여(covered)있고; ii) 나노입자 및/또는 나노입자 응집체 농도는 약 0.5% (w/w) 또는 0.5% (w/w) 미만이며; 및 iii) 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 포함하는 겔의 2s-1 에서의 겉보기 점도는, 20℃ 내지 37℃에서 측정될 때, 약 0.1 Pa.s 내지 약 1000 Pa.s이다.
본 발명의 조성물은 일반적으로, 표적 생물학적 조직이 X-선 영상 장치를 사용하여 관찰될 때, 표적 생물학적 조직의 적어도 40%, 바람직하게는 적어도 50% 및 심지어 더욱 바람직하게는 50% 초과의 묘사 및 가시화를 허용한다.
암 질병의 재발생 또는 재발의 국부 조절은 항암 치료에 이은 수술 및 방사선치료요법 단계의 중요한 단계를 구성한다. 수술-후 방사선치료요법은 국부 조절률을 개선함으로써 종양 재발의 감소, 이상적으로는 재발을 방지하기 위해 수개의 처방에서 사용되어 전에 종양절제술이 수행된 종양 베드를 치료한다. 조기 유방암 임상가들의 공동 연구 그룹(Early Breast Cancer Trialists' Collaborative Group)의 최근의 메타 분석법은, 4개 각각의 국부 재발이 회피되는 경우 1개의 유방암 사망이 회피될 수 있기 때문에 국부 유방 종양 재발을 감소시키는 것의 중요성을 강조하였다. “Customized computed tomography -based boost volumes in breast-conserving therapy: use of three-dimensional histologic information for clinical target volume margins” [ IJROBP 75(3): 757 -763 (2009)]의 저자에 따르면, 국부 조절을 개선하기 위한 한 가지 방법은, 종양 베드가 노출되는 조사 선량(dose)을 증가시키는 것이다[즉, 조사를 증가시키는 것(boost irradiation)이다]. 저자는, 이러한 효과가 종양 베드 (즉, 추가 조사가 구체적으로 표적화하여야 하는 표적 용적)의 묘사를 개선함으로써 추가로 증가 될 수 있었음을 첨언하고 있다.
국제 방사선 단위 측정 위원회(The International Commission on Radiation Units and Measurements )는 악성 종양 성장의 전체적으로 입증가능 한 정도 및 위치로서 육안적 종양 체적(Gross Tumor Volume: GTV)을 규정하고 있다. 보조적 유방 방사선치료요법의 경우(외과적 단계에 이어 방사선치료요법 단계가 수반됨), GTV는 조직의 다양한 경계로 절개되어 구멍을 남긴다. 이러한 구멍은 GTV는 아니지만, 이와 관련되어 있다. 구멍 벽은 다소 완화되어, 종양 베드로 언급된다["Target volume definition for external beam partial breast radiotherapy: clinical, pathological and technical studies informing current approaches" Radiotherapy and Oncology 94 255-263 (2010)].
임상에서, 종양 베드를 정밀하게 확인하는 것은 어렵고(challenging), 종양 베드 윤곽화(contouring)에 있어서 높은 비율의 관찰자 간의 가변성이, 특히 불량하게 가시화된 절제 구멍에서 흔히 보고되고 있다["Excised and Irradiated Volumes in Relation to the Tumor size in Breast-Conserving Therapy" Breast Cancer Res Treat 129:857-865 (2011)]. 유방-보존 치료요법으로 치료된 환자에서, 조사된 수술 후 용적(종양치료요법을 개시하기 전 방사선치료요법 계획 CT-스캔시 묘사되는 것으로서)은, 대부분은, 명확하게 가시적이지 않으며 구멍 가시화 점수가 빈번하게 사용되어 조사된 수술 후 용적 확인의 품질을 평가한다.
마찬가지로, 전립선암의경우, EORTC 조사 종양학 그룹은 수술-후 종양치료요법에서 표적 용적 정의에 대한 권고안을 마련하여, 표적 용적 정의 및 묘사의 표준화 및 임상 품질 보증 과정의 표준화를 위한 가이드라인을 제시하여 왔으며;"Guidelines for target volume definition in post-operative radiotherapy for prostate cancer, on behalf of the EORTC Radiation Oncology Group" [Radiotherapy & Oncology 84 121-127 (2007)]의 저자에 따르면, 특히, 전립선암에 대한 수술 후 방사선치료요법에서 종양 용적 묘사의 높은 관찰자간 가변성이 8명의 개별 환자의 경우 5명의 개별 방사선 종양학자에 의해 수행되는 경우 관찰된 연구를 언급하였다 (CTV는 의사들 사이에서 최소 가변성에 상응하는 환자에 대해 39 내지 53cm3 및 최대 가변성에 상응하는 환자에 대해 16 내지 69 cm3로 변하였다).
"Improving the definition of the tumor bed boost with the use of surgical clips and image registration in breast cancer patients" [Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys. Vol 78(5)　; 1352-1355 (2010)에서 보고된, 추가 기술(boost technique)의 정밀도를 평가하기 위한 연구는, 종양적출술 동안 방사선불투과성 클립, 일반적으로 3개 이상의 클립의 사용이 종양 베드 묘사의 정밀도를 증가시킴을 나타낸다(참조: 도 1). 하지만, CT/클립에 기초한 TB 묘사의 정밀도에 관한 의문은 남아있다. 클립은 절개 구멍 벽에 위치하는 지점만을 정의함으로써 나머지 종양 조직-절개 구멍 계면이 조직 밀도 및 왜곡을 고려하여, 보간법에 의해 유도되어야만 한다.
흥미롭게도, 유방종양절제술 후 종양 베드의 용적 변화의 크기에 대한 보고는 조사 치료요법 또는 방사선치료요법(RT) 전 및 동안에 유의적인 종양 베드 용적 변화를 보여준다. ["The dynamic tumor bed: volumetric changes in the 종괴절제술(lumpectomy) cavity during breast conserving therapy" Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys. 74(3):695-701 (2009)]. Tis(10), T1(24) 및 T2(2) 유방 종양을 지닌, 36명의 환자를 연구에 등록시켰다. 30명의 환자에게 유방종양절제술에 이어서 추가 선량의 10Gy로 전체 유방 조사를 제공하였다. 6명의 환자는 부분 유방 조사로 치료하였다. 유방의 치료 계획 CT 스캔을 수술 직후 치료 계획을 위한 전체 유방 조사 개시 전 및 종양 베드의 추가의 전달 전에 수득하였다. 부분 유방 조사로 치료한 환자에게는 수술 후에 스캔 및 종양 베드 치료 전 스캔만을 제공하였다.
수술 후 스캔과 제2 스캔 사이의 간격(중간 간격, 3주) 동안에, 종양 베드 용적은 49.9%의 중간 값까지 감소하였다. 계획 스캔과 추가 스캔(중간 간격, 7주) 사이에, 중간 종양 베드 용적은 44.6%까지 감소하였다.
계획된 화학치료요법으로 인하여 수술과 RT 사이에 지연(중간 간격, 23주)을 경험한 8명의 환자의 소그룹은, 수술 후 스캔과 계획 스캔 사이의 간격 동안 60.3%의 종양 베드 용적의 중간 감소를 가졌다. 이러한 크기 및 변화율 데이타를 전체 환자 세트의 맥락에서 평가하는 경우, 관찰된 결과는, 종양 베드 용적이 수술 직후 경과 수주 내에서 보다 신속하게 감소한 후 상대적인 안정(relative plateau)에 도달함을 제안하였다.
상기 저자에 따르면, 단일의 계획 스캔이 RT의 과정 동안 극적으로 수축하는 종양 베드를 지닌 환자에 대해 임상 표적 용적(CTV) 추가(boost)의 계획에 사용되는 경우, 계획된 용적, 방사선량 측정, 또는 국부 조절 또는 성형 결과와 같은 임상적 매개변수에 대한 큰 볼륨적 변화의 영향은, 이론적으로 추가의 조사를 위한 중요한 영역이고, 주변의 정상 조직은 불량한 성형 결과 및 더 나중에 바람직하지 않은 효과를 생성할 수 있는 불필요한 추가의 조사를 제공받게 된다. 반대로, 단일의 계획된 스캔을 수술 후 장기간 수행하는 경우, 감소 된 종양 베드 용적은 실제로 진짜 종양 베드 또는 수술적 종양 오염 부위의 과소평가를 초래할 수 있다.
WO 2011/084465는 암 조직의 외과적 제거에 의해 남겨진 조직 갭을 안정화하고 가시화하는 것에 관한 것이다. 발명자들에 따르면, 구조적 충진(conformal filling) 시도는, 사이트의 경계부(margin)의 불량한 해상도를 제공하는 클립의 사용과 비교해서 상당한 개선이다. 기술된 임플란트(implant)는 더는 필요하지 않을 때까지 안정하게 구성화 된 후 생분해될 수 있다. WO 2011/084465에 따르면, 하이드로겔의 이식은 평균 구멍 용적의 증가를 초래한다. 따라서, 표준 경계부(margin)를 사용하는 경우, 하이드로겔은 정상의 조직 방사선 선량을 증가시키는 경향이 있다. 따라서, 감소 된 경계부 확대는 정상 조직 조사 선량을 감소시키기 위해 요구된다.
위로부터 용이하게 이해되는 바와 같이, 수술-후 종양 베드 묘사를 개선시키기 위한 명백한 요구가 남아있다.
본 발명자들은, 표적화 된 조직 볼륨의 변화에 대한, 일반적으로 종양 베드를 고려할 때 종양 변화의 볼륨의 변화 또는 종괴절제술(lumpectomy) 후 조직 리모델링에 대한 영향 없이, 표적화 된 조직 묘사, 특히 종양 베드 묘사를 상당히 향상시키는, 유리한 조성물을 제공한다. 본 발명의 문맥에서, 종양 베드는 종양 절제 후 수득 된 구멍(cavity)를 덮는 조직이다.
첫 번째 목적은, 표적 생물학적 조직이 X-선 영상 장치를 사용하여 관찰될 때 일반적으로 적어도 40%의 표적 생물학적 조직의 묘사 및 바람직하게는 또한 가시화에 사용되는, 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 포함하는 생체적합성 겔에 관한 것으로, 여기에서 i) 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는, 적어도 25의 원자 번호 Z를 가지는 적어도 하나의 금속 성분을 포함하는 무기 물질을 포함하고, 상기 나노입자 및 상기 나노입자 응집체 각각은 생체적합성 코팅으로 덮여(covered)있고; ii) 나노입자 및/또는 나노입자 응집체 농도는 약 0.5% (w/w) 또는 0.5% (w/w) 미만이며; 및 iii) 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 포함하는 겔의 2 s-1에서의 겉보기 점도는, 20℃ 내지 37℃에서 측정될 때 약 0.1 Pa.s 내지 약 1000 Pa.s 이다.
본 발명에 따른 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 포함하는 생체적합성 겔은, 유리하게도 표적 생물학적 조직이 X-선 영상 장치를 사용하여 관찰될 때, 적어도 40%, 바람직하게는 적어도 50%, 심지어 더욱 바람직하게는 50% 초과의 표적 생물학적 조직에 대한 묘사 및 가시화를 허용한다.
타겟화 된 생물학적 조직은 일반적으로 종양 베드이다.
무기 나노입자(INORGANIC NANOPARTICLE )
본 설명에서, 용어 “나노입자(들)”, “나노입자 응집체(들)” 및 “입자(들)”은 동일하게 사용된다.
본 발명의 문맥에서, 용어 “나노입자” 또는 “나노입자 응집체”는, 크기가 나노미터 범위, 일반적으로 1nm 내지 500nm인 생성물, 특히 합성 생성물을 의미한다.
나노입자의 크기 및 이의 구조 및 조성은 X-선 회절계사진(diffractogram)으로 부터 분석될 수 있다.
용어 "나노입자의 응집체" 또는 "나노입자 응집체"는 강력하게, 일반적으로 공유결합적으로, 상호 결합된, 나노입자의 집합체를 의미한다.
본원에서 용어 "나노입자의 크기" 또는 "나노입자 응집체의 크기" 및 "나노입자의 최대 크기" 또는 "나노입자 응집체의 최대 크기"는 "나노입자의 장축(largest dimension)" 또는 "나노입자 응집체의 장축" 또는 "나노입자의 직경" 또는 "나노입자 응집체의 직경"을 말한다.
투과 전자 현미경(TEM)이 나노입자 또는 나노입자 응집체의 크기를 측정하는데 사용될 수 있다. 또한, 동적 광산란(DLS)이 용액 속의 나노입자 또는 나노입자 응집체의 유체역학적 직경을 측정하는데 사용될 수 있다. 이들 두 방법은 크기 측정을 비교하고 상기 크기를 확인하는데 차례대로 추가로 사용될 수 있다.
본원에 정의된 바와 같이, 나노입자 또는 나노입자 응집체의 장축(largest dimension)은 약 5nm 내지 약 250nm, 바람직하게는 약 10nm 내지 약 100nm 또는 약 200nm, 심지어 더욱 바람직하게는 약 20nm 내지 약 150nm이다.
입자의 형태(shape)가 이의 "생접합성"에 영향을 미칠 수 있으므로, 상당히 균일한(homogeneous) 형태를 갖는 입자가 바람직하다. 약동학적 이유로, 형태가 필수적으로 구형, 원형 또는 난형인 나노입자 또는 나노입자 응집체가 따라서 바람직하다. 이러한 형태는 또한 나노입자 또는 나노입자 응집체와 세포의 상호작용 또는 세포에 의한 나노입자 또는 나노입자 응집체의 흡수에 유리하다. 구형 또는 원형 형태가 특히 바람직하다.
일반적으로, 장축(largest dimension)은 구형 또는 원형 형태의 나노입자 또는 나노입자 응집체의 직경, 또는 난형 또는 타원형 형태의 나노입자 또는 나노입자 응집체의 최대 길이이다.
무기 물질 나노입자 또는 나노입자 응집체는, 일반적으로 적어도 하나의 금속 성분, 일반적으로 적어도 25의 원자 번호 Z를 가지는 금속 성분을 포함한다. 무기 물질은 또는 몇몇 금속 성분, 일반적으로 두 개의 금속 성분을 포함할 수 있다.
특정 실시형태에서, 나노입자 또는 나노입자 응집체는 무기 물질로 구성되고, 상기 무기 물질은 단일의 금속 성분 또는 금속 성분의 혼합물을 포함한다.
무기 물질은 바람직하게는, 적어도 25, 바람직하게는 적어도 40 또는 41, 더욱 바람직하게는 적어도 50 또는 51, 더욱 바람직하게는 적어도 60, 61, 62 또는 심지어 63의 유효 원자 번호 (Zeff)를 가지는 물질이다.
유효 원자 번호는, 원자 번호와 유사하지만 원자들보다는 화합물(예를 들면, 물) 및 상이한 물질들(예를 들면, 조직 및 뼈)의 혼합물에 대해 사용되는 용어이다. 유효 원자 번호는, 화합물 또는 물질의 혼합물에 대한 평균 원자 번호로 계산한다. 이는 Zeff로 약술된다.
유효 원자 번호는 화합물 속의 각각의 원자의 분수 비(fraction portion)를 취하여 이를 원자의 원자 번호로 곱하여 계산한다. 유효 원자 번호, Zeff에 대한 수학식은 다음과 같다:
Figure pct00001
여기서,
f n 은 각각의 원소와 관련된 전자의 총수의 분수이고,
Z n 은 각각의 원소의 원자 번호이다.
원자 번호(또는 양성자 수로 공지됨)는 원자의 핵 속에서 발견된 양성자의 수이다. 이는 기호 Z(및 본원에서 또한 Z n 로 정의됨)로 전통적으로 나타내 진다. 원자 번호는 화학 원소를 유일하게 정의한다. 중성 전하의 원자에서, 원자 번호는 전자의 수와 동일하다.
예는 2개의 수소 원자(Z-1) 및 하나의 산소 원자(Z=8)로 이루어진 물(H2O)이다. 전자의 총수는 1+1+8 = 10이다. 2개의 수소에 상응하는 전자의 분수는 2/10이고 유일한 산소에 상응하는 전자의 분수는 (8/10)이다. 따라서, 물의 Zeff는 다음과 같다:
Zeff는 나노입자의 도입되는 방사선 흡수능에 관여한다.
나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 구성하는 무기 물질은 일반적으로 금속, 산화물, 황화물 및 이들의 어느 혼합물에서 선택된다. 일반적으로 이러한 무기 물질은 적어도 25의 원자 번호 Z를 가지는 적어도 하나의 금속 성분을 포함한다.
나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 구성하는 무기 물질이 산화물인 경우 이러한 산화물은 예를 들면, 철 산화물(Fe3O4 또는 Fe2O3), 지르코늄 산화물(ZrO2), 세륨(IV) 산화물(CeO2), 네오디늄(III) 산화물(Nd2O3), 사마륨(III) 산화물(Sm2O3), 유로피움(III) 산화물(Eu2O3), 가돌리늄(III) 산화물(Gd2O3), 테르븀(III) 산화물(Tb2O3), 디스프로슘(III) 산화물(Dy2O3), 홀뮴 산화물(Ho2O3), 에르븀 산화물(Er2O3), 튤륨(thullium)(III) 산화물(Tm2O3), 이테르븀 산화물(Yb2O3), 류테튬 산화물(lu2O3), 하프늄(IV) 산화물(HfO2), 탄탈륨(V) 산화물(Ta2O5), 레늄(IV) 산화물(ReO2), 비스무스(III) 산화물(Bi2O3) 로부터 선택될 수 있다.
특정 실시형태에서, 산화물의 혼합물이 또한 본 발명의 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 제조하는 데 사용될 수 있다. 본 발명의 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는 따라서 산화물의 혼합물로 구성되거나 또는 이를 포함할 수 있다.
나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 구성하는 무기 물질이 금속인 경우, 이러한 금속은, 예를 들어 금 금속(Au), 은 금속(Ag), 백금 금속(Pt), 팔라듐 금속(Pd), 주석 금속(Sn), 탄탈륨 금속(Ta), 이테르븀 금속(Yb), 지르코늄 금속(Zr), 하프늄 금속(Hf), 테르븀 금속(Tb), 톨륨 금속(Tm), 세륨 금속(Ce), 디스프로슘 금속(Dy), 에르븀 금속(Er), 유로피움 금속(Eu), 홀뮴 금속(Ho), 철 금속(Fe), 란타늄 금속(La), 네오다이뮴 금속(Nd), 프라세오다이뮴 금속(Pr), 및 류테튬 금속(Lu)에서 선택될 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 특정 실시형태에서, 금속의 혼합물은 또한 본 발명의 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 제조하는 무기 물질로서 사용될 수 있다.
본 발명의 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는 따라서 금속의 혼합물로 구성되거나 또는 이를 포함할 수 있다.
나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 구성하는 무기 물질이 황화물인 경우, 상기 황화물은 예를 들어 은 황화물(Ag2S), 비스무스 황화물(Bi2S3), 철 황화물(Fe3S4)에서 선택될 수 있다. 특정 실시형태에서, 황화물의 혼합물은 또한 본 발명의 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 제조하는데 사용될 수 있다. 따라서 본 발명의 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 황화물의 혼합물로 구성되거나 이를 포함할 수 있다.
산화물, 금속 및/또는 황화물의 혼합물은 또한 본 발명의 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 제조하는데 사용될 수 있다. 따라서 본 발명의 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는 산화물, 금속 및/또는 황화물의 혼합물로 구성되거나 또는 이를 포함할 수 있다.
본 발명의 문맥에서 유리하게 사용될 수 있는 나노입자의 예는 하프늄 산화물 물질로 덮여진 금 금속 나노입자이다.
바람직한 실시형태로, 본 발명의 문맥에서 사용되는 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는 입체 그룹을 나타내는 제제(agent)로부터 선택된 생체적합 물질로 피복될 수 있다. 이러한 그룹은 예를 들면, 폴리에틸렌 글리콜(PEG); 폴리에틸렌옥사이드; 폴리비닐알코올; 폴리아크릴레이트; 폴리아크릴아미드(폴리(N-이소프로필아크릴아미드)); 폴리카바미드; 생중합체; 덱스트란, 자일란 및 셀룰로즈와 같은 다당류; 및 폴리설포베타인과 같은 쌍극자이온성 화합물(switterionic compound) 등으로부터 선택될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시형태에서, 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는 생물학적 표적과 상호작용을 허용하는 제제(agent)로부터 선택된 생체적합성 물질로 피복될 수 있다. 이러한 제제는 일반적으로 나노입자의 표면상에 양성 또는 음성 전하를 가져올 수 있다. 이러한 전하는 일반적으로 나노입자 및/또는 나노입자 응집체 현탁액 상에서 일반적으로 수행된, 제타 전위 측정(zeta potential measurement)에 의해 측정될 수 있고, 이의 농도는 0.2 내지 10 g/L에서 변하고, 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는 6 내지 8로 구성되는 pH를 지닌 수성 매질 속에 현탁 된다.
나노입자 표면상에 양성 전하를 형성하는 제제는 예를 들면, 아미노프로필트리에톡시실란 또는 폴리라이신일 수 있다. 나노입자 표면상에 음성 전하를 형성하는 제제는 예를 들면, 포스페이트(예를 들면, 폴리포스페이트, 메타포스페이트, 피로포스페이트 등), 카복실레이트(예를 들면, 시트레이트 또는 디카복실산, 특히 숙신산) 또는 설페이트일 수 있다.
유리하게는, 코팅은 인비보(in vivo)에서 나노입자 및/또는 나노입자 응집체의 온전성(integrity)을 보존하고, 이의 생체적합성을 보증하거나 개선시키고, 이의 임의의 기능화(예를 들면, 스페이서 분자, 생체적합 중합체, 표적화제, 단백질 등을 사용하여)를 촉진한다.
본 발명에 따른 특정 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는 표적 세포 상에 존재하는 인식 성분과 이의 상호작용을 허용하는 적어도 하나의 표적화제를 더 포함할 수 있다. 이러한 표적화제는, 일반적으로 나노입자 및/또는 나노입자 응집체가 표적 부위를 묘사할 때 작용한다. 표적화제는 사람 또는 동물 체내에 존재하는 분자에 대해 친화성을 나타내는 어떠한 생물학적 또는 화학적 구조일 수 있다. 예를 들면, 이는 펩타이드, 올리고펩타이드 또는 폴리펩타이드, 단백질, 핵산(DNA, RNA, SiRNA, tRNA, miRNA, 등), 호르몬, 비타민, 효소, 병리학적 세포(pathological cell)에 의해 발현된 분자의 리간드, 특히, 종양 항원의 리간드, 호르몬 수용체, 사이토킨 수용체 또는 성장 인자 수용체일 수 있다. 상기 표적화제는 예를 들면, LHRH, EGF, 폴레이트, 항-B-FN 항체, E-셀렉틴/P-셀렉틴, 항-IL-2Ra 항체, GHRH, 등으로 구성된 그룹에서 선택될 수 있다.
생체적합성 겔(BIOCOMPATIBLE GEL)
천연 중합체 겔은 주로 i) 온도 및 pH 변화 및 ii) 금속성 이온의 결과로서 분자간 결합의 형성에 의해 수득 된다. 따라서, 겔의 형성 동안에, 가역적 용액-겔 전이가 일어난다.
한편, 합성 겔은 공유 결합 또는 다른 물리적 결합에 의해 연결된 중합체 쇄로 이루어진다. 이들 구조는 일반적으로 비가역적 겔 형성을 초래한다.
겔의 특성은 네트워크(network) 및 용매 둘 다에 의해 영향받는다. 겔은 양호한 용매 속에 침지되는 경우 팽윤한다. 하이드로겔은 일반적으로 수성 환경 속에서 팽윤하는 겔이다.
본 발명에 따른 바람직한 생체적합성 겔은 생체적합성 하이드로겔이다.
의학적 적용(medical application)에 사용되는 중합체는 생체적합성이어야 하는데; 즉, 예를 들어 내부 기관 또는 어떠한 다른 생물학적 시스템과 같은 신체와 접촉할 때, 이들은 염증 및/또는 부작용 반응을 유발하지 않아야 한다.
생체적합성 겔을 형성하는데 사용될 수 있는 일반적인 중합체는 폴리에틸렌이민(PEI); 폴리에틸렌글리콜(PEG); 폴리프로필렌글리콜(PPG); 예를 들면, 셀룰로즈 유도체(예를 들면, 메틸셀룰로즈, 카복시메틸셀룰로즈, 하이드록시에틸셀룰로즈, 하이드록시프로필셀룰로즈), 하이알루론산 유도체, 키토산, 덱스트란, 등을 포함하는 다당류; 폴리(아크릴아미드) 유도체; 폴리(락트산)(PLA) 유도체; 폴리(아크릴산)(PAA) 유도체; 폴리(락타이드-코-글리콜)산(PLGA) 유도체; 폴리비닐 알코올(PVA); 폴리(비닐피롤리돈); 폴리알킬시아노아크릴레이트 유도체; 콜라겐 유도체; 폴리(글루탐산)(PGA); 및 젤라틴으로부터 선택될 수 있다. 생체적합성 겔은 또한, 본원에 정의된 중합체의 어떠한 혼합물로 구성될 수 있다.
생접합성 하이드로겔을 제조하는데 유리하게 사용될 수 있는 바람직한 중합체는 i) 셀룰로즈 유도체, 일반적으로 메틸셀룰로즈, 카복시메틸셀룰로즈, 하이드록시에틸셀룰로즈, 하이드록시프로필셀룰로즈, 및 ii) 하이알루론산 계열 또는 하이알루론산으로 작용성 그룹을 도입시켜 일반적으로 수득 된 이의 유도체의 멤버를 포함하는 다당류 계열 중에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 생체접합성 겔을 형성시키기 위하여 용매 속에 분산되는 중합체의 양은 일반적으로 0.1% 내지 50%(중량 w/w 당 중량), 보다 바람직하게는 0.5% 내지 40%, 일반적으로 0.5% 내지 35%, 또는 0.5% 내지 25%, 및 심지어 보다 바람직하게는 약 1%, 약 2%, 또는 약 3% 내지 약 15% 또는 약 20%(w/w)이다.
생체적합성 겔이 하이드로겔인 경우, 용매는 일반적으로 수성 매질이다.
20℃ 내지 37℃의 온도에서 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 포함하는 생접합성 겔의 2s-1에서의 겉보기 점도는 약 0.1 Pa.s 내지 약 1000 Pa.s, 바람직하게는 1 Pa.s 내지 750 Pa.s, 일반적으로 5 Pa.s 내지 500 Pa.s 또는 5 Pa.s 내지 300 Pa.s이다. 점도 측정은 일반적으로 20℃ 및 37℃에서 회전식 점도계(Couette rheometer: MODEL RM200, 제조원: LAMY Rheology)를 사용하여, 0.1 s-1 내지 300 s-1에 속하는, 제공된 범위의 전단율에서 수행한다. 겉보기 점도는 2s-1로 보고된다.
각각의 샘플에 대하여, 측정은 표준 DIN ISO 3219 제안에 따라서, 적합한 스핀들을 사용하여 적어도 25ml의 용적에서 수행한다.
입자-겔 상호작용(INTERACTION PARTICLE-GEL)
본 발명에 따른 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 포함하는 생체적합성 겔 내에서, 나노입자 또는 나노입자 응집체 각각은 무기 물질, 일반적으로 적어도 25의 원자 번호 Z를 가지는 적어도 하나의 금속 성분을 포함하는 무기 물질을 포함하거나 또는 구성되고, 나노입자 또는 나노입자 응집체 각각은 유리하게도 생체적합성 코팅으로 덮여진다.
겔 내의 나노입자 및/또는 나노입자 응집체 농도는 약 0.5%(w/w) 또는 0.5%(w/w) 미만이다. 바람직한 실시형태로, 겔 내 나노입자 및/또는 나노입자 응집체 농도는 약 0.15% 내지 0.5%(w/w), 일반적으로 0.2% 내지 0.5%(w/w)이다. 예를 들어, 겔 내 나노입자 및/또는 나노입자 응집체 농도는 약 0.2%, 0.4% 또는 0.5%(w/w)와 동등하다.
나노입자 및/또는 나노입자 응집체 및 생체적합성 겔을 형성하는 중합체 사이의 어떠한 강력한 상호작용(강력한 상호작용은 일반적으로 공유결합성 상호작용임)의 부재는, 상기 나노입자 및/또는 나노입자 응집체가 겔로부터 실제로 방출되어 이들이 종양 베드를 정확하게 묘사하도록 보증하는 중요한 특징이다.
입자와 생체적합성 겔을 형성하는 중합체 사이의 강력한 상호작용의 부재는, 일반적으로 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 포함하는 겔의 점도를 상술한 바와 같이 20℃ 및 37℃에서 측정하고, 수득 된 점도 곡선을 나노입자 또는 나노입자 응집체를 포함하지 않는 겔의 것과 비교함으로써 입증할 수 있다. 유사한 점도 곡선(즉 하나를 서로로부터 20% 이하, 일반적으로 15% 이하까지 상이하도록 하는 값)은 나노입자 및/또는 나노입자 응집체와 겔 사이의 강력한 상호작용의 부재를 입증한다.
생물학적 조직 및 종양 베드 묘사(delineation) 및 가시화(visualization)
본 발명의 생체적합성 겔은 다양한 분야, 특히 인간 또는 동물 의약에서 사용될 수 있다. 여기서 설명하는 본 발명에 따른 생체적합 겔은, 바람직하게는 포유류 내, 심지어 더욱 바람직하게는 인간 내에서, 표적화 된 조직을 묘사, 일반적으로 묘사 및 가시화, 특히 종양 베드, 바람직하게는 CT 스케너와 같은 X-선 영상 장치를 사용하는 경우 종양 베드의 묘사 및 가시화의 사용을 위함이다.
종양 베드 가시화 및 치료 계획( 즉 적절한 방사선치료요법 계획)을 위해 전통적으로 사용된 방법은 i) 촉진(palpation) 및/또는 외과적 반흔(surgical scar)을 이용하는 계획; ii) 수술 전 영상 발견(일반적으로 유방촬영술(mammography)), 임상 병력 및/또는 수술 보고서를 고려한 계획; iii) 당업자에게 알려진, 일반적으로 방사선사진, 컴퓨터 단층촬영(CT), 양전자 방출 단층촬영(PET), 또는 자기 공명 영상화(MRI)를 포함하는 계획과 같은 임상적 방법을 포함한다.
X-선, 예를 들어 CT 스캐너를 사용하는 의학적 영상 기술은 종양 베드 치료 계획을 결정하기 위해 일반적으로 사용되는 기술이다.
컴퓨터 단층촬영(CT) 영상화는 상이한 조직에 의한 X-선의 가변적 흡수에 기초하고, 교차-단면 영상을 제공한다. 용어 "단층촬영"은 "슬라이스(slice)"를 의미하는 그리스 언어 "부분(tomos)" 및 "그림 그리다"를 의미하는 그리스어 "그래프(graphe)"로부터 기원 된다. CT 영상 시스템은 체내의 뼈 및 연조직의 횡단면 영상을 생산한다. CT 영상을 합해져서 3D 영상을 생성한다.
본 발명의 문맥에서 사용되는 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는, 무기 물질, 바람직하게는 원자 번호가 적어도 25, 바람직하게는 적어도 40, 심지어 보다 바람직하게는 40 초과인 적어도 하나의 금속 성분을 포함하는 무기 물질을 포함하거나 이루어진다. 나노입자는 고유하게 방사선-불투과성(radio-opaque)(즉, 이들은 X-선을 흡수함)이며 일반적으로 방사선 사진 또는 컴퓨터 단층촬영을 통해 용이하게 가시화될 수 있다.
일반적으로 CT 스캐너에 의해 전달된 X-선에 노출되는 경우, 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는 표적 생물학적 조직 및 입자의 전자 밀도의 차이로 인하여 CT 영상에 있어서 현저한 대조(constrast)를 생성한다.
하운스필드 수(Hounsfield number)는 컴퓨터 단층촬영 내 화소(사진 성분)의 계산된 X-선 흡수 계수의 표준화된 값이다. 당해 수는 하운스필드 단위(Hounsfield units: HU)로 표현된다. 공기의 CT 수는 -1000(HU = -1000)이고 물의 것은 0(HU = 0)이다. Z eff 가 높은 무기 입자의 경우, 조직과 입자 사이의 분리는 일반적으로 150의 HU 값 주변에서 일어난다. 일반적으로 120 내지 200의 HU 값 초과시, 더 이상의 연조직 밀도는 측정될 수 없다.
본 발명의 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 포함하는 생체적합성 겔은 i) 목적한 생물학적 조직(표적화된 조직)에 침착시키거나 ii) 바람직하게는 수술 시기(종양 절제)에 종양절제술 후 남은 구멍을 충진(filling)시킴으로써 피검자에게 투여될 수 있다.
나노입자 또는 나노입자의 응집체는 겔로부터 방출된 후 표적화된 조직, 바람직하게는 종양 베드에 침착된다.
바람직하게는, 나노입자 또는 나노입자의 응집체는 일반적으로 24시간 내지 1 개월 미만, 바람직하게는 24시간 내지 3주, 보다 바람직하게는 24시간 내지 2주 동안 표적 조직에 참착함으로서, 완전하고 지속적인 표적화된 조직 묘사를 허용한다. 이러한 묘사는 일반적으로 어떠한 추가의 치료 계획과 관련하여 높은 가치가 있는 것이다.
구멍(cavity)이 본 발명에 따른 겔로 충진(filled)될 경우, 본 발명에 따른 겔은 적어도 10%의 구멍 용적, 바람직하게는 20%의 구멍 용적, 심지어 더욱 바람직하게는 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 90% 초과의 구멍 용적을 채울 수 있다. 구멍 용적의 100%가 또한 이러한 겔로 채워질 수 있다.
겔의 반복된 투여는 적절할 경우, 수행될 수 있다.
나노입자 및/또는 나노입자의 응집체를 포함하는 본 발명에 따른 겔에 의해 허용되는 표적화 된 조직의 묘사는, 일반적으로 X-선 의학 영상 장치, 및 보다 바람직하게는 CT 스캐너를 사용하여 가시화할 수 있다. 용어 "묘사"는, 나노입자 또는 나노입자의 응집체가 i) 적어도 약 40%, 바람직하게는 적어도 약 50%, 및 심지어 보다 바람직하게는 약 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 약 95% 초과의 표적화 된 조직을 덮고(cover); 및 바람직하게는 ii) 표적화 된 조직의 표면상에 두께가 100μm 내지 0.5cm, 예를 들면, 500μm 내지 0.5cm인 층을 형성함을 의미한다. 층 내의 하우스필드(HU) 수는 적어도 120 HU이다. 이상적으로, 나노입자 또는 나노입자의 응집체는 표적화된 조직의 99% 또는 심지어 표적화된 조직의 100%를 덮는다.
또한, 피검자 내 종양 베드를 묘사하는 방법이 기술되고, 이러한 묘사는 X-선 영상화 장치를 사용하여 피검자 내 종양 베드의 후속적인 가시화를 허용하며, 여기서 상기 방법은 피검자의 종양 베드를 본 발명에 따른 나노입자 또는 나노입자 응집체를 포함하는 겔(본원에 기술됨)에, 일반적으로 종양 베드 내로 겔의 침착을 통해, 바람직하게는 수술 시기(종양 절제)에 노출 시킴으로써, 침착 후 24시간 내지 1개월 미만, 바람직하게는 24시간 내지 3주, 보다 바람직하게는 24시간 내지 2주의 지연 내에서 종양 베드의 묘사를 수득할 수 있다. 종양 베드 묘사는 이후에 X-선 영상화 장치를 사용하여 가시화될 수 있다.
본 발명은 어떠한 유형의 악성 고형 종양, 특히, 상피, 신경외배엽 또는 간엽 기원의 어떠한 종양 베드, 및 림프절이 관련되어 있는 한 림프암을 묘사하는 데 사용될 수 있다.
본원에 기술된 나노입자 및/또는 나노입자의 응집체를 포함하는 생체적합성 겔은, 특히 방사선치료요법이 전통적인 보조제 치료이거나 특정 피검자에 대한 가장 적절한 보조제 치료이거나, 방사선치료요법이 보조적 치료로서 처방될 수 있는 경우 암 치료 프로토콜과 관련하여 사용하는 것으로 의도된다. 이러한 암은 AIDS, 흑색종과 관련된 악성 신생물을 포함하는 피부 암, 편평세포 암, 뇌, 소뇌, 뇌하수체, 척추, 뇌간, 눈 및 안와를 포함하는 중추 신경계 종양; 두 및 경부 종양; 폐암; 유방암; 간 및 간담즙관 암, 결장, 직장 및 회장암, 위, 췌장, 식도암과 같은 위장 종양; 전립선, 고환, 음경 및 요도암과 같은 남성 비뇨생식기 종양; 자궁 경부, 자궁내막, 난소, 나팔관, 질 및 외음부 암과 같은 부인과 종양; 부신 및 복막후 종양; 국소화(localization)와 상관없이 뼈 및 연조직의 육종; 및 윌름스 종양(Wilm's tumor), 신경모세포종, 중추신경계 종양, 유윙 육종(Ewing's sarcoma) 등과 같은 소아 종양으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 추가의 목적은, 선택적으로 치료 제제와 함께, 본 발명에 따른 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 포함하는 생체적합성 겔(본원에서 설명 됨)을 포함하는 키트와 관련된다. 특정 실시형태에서, 키트는, 별도의 용기 속에, 본원에 설명된 바와 같은 생체적합성 겔 및 본원에 설명된 바와 같은 나노입자 또는 나노입자 응집체의 현탁액(이는 인 시츄(in situ)에서, 즉 표적 부위 상에서, 또는 생체외(ex vivo)에서 표적 부위 상에 혼합물의 침착 전에 접촉되거나, 일반적으로 혼합되도록 의도됨)을 포함한다.
본원에서 설명되는 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 포함하는 생체적합성 겔를 포함하는 키트로, 생체적합성 겔 및 나노입자 및/또는 나노입자 응집체가 별도의 용기 내에 존재하는 키트는 따라서 여기에 더 설명된다.
하기의 실시예는 본 발명의 범위를 제한함 없이 본 발명을 예시한다.
도 1 : 클립을 사용 한 종양 조직 묘사
"Improving the definition of the tumor bed boost with the use of surgical clips 및 image registration in breast cancer patients” [ Int . J. Radiation Oncology Biol. Phys. Vol 78(5) ; 1352-1355 (2010)] 기초.
종양 베드 용적 묘사: 전체 종양 용적(GTV)(적색); 임상 표적 용적(CTV) 클립 = 0.5-cm 경계부를 지닌 모든 클립; 계획 표적 용적(Planning Target Volume; PTV)(녹색) = GTV+CTV 클립+0.5-cm 측부(lateral) 및 1-cm 상-하 경계부(superior-inferior margins).
도 2: 하프늄 산화물로 구성된 나노입자 및/또는 나노입자 응집체(0.4% w/w)를 포함하는 메틸셀룰로오스(4% w/w)로 구성된, 생체적합성 하이드로겔을 사용한 종양 베드 묘사를 나타내는, 종양절제술 후 남겨진 구멍 내로의 겔 참착 후 15분(<30분), 3일 및 7일째에 찍혀진 CT 영상. 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는, 종양베드 내로의 겔 침착 전에 겔과 혼합되었다.
도 3 : 하프늄 산화물로 구성된 나노입자 및/또는 나노입자 응집체(0.2% w/w)를 포함하는 메틸셀룰로오스(4% w/w)로 구성된, 생체적합성 하이드로겔을 사용한 종양 베드 묘사를 나타내는, 종양절제술 후 남겨진 구멍 내로의 겔 침착 후 15분(<30분), 3일 및 7일째에 찍혀진 CT 영상. 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는 종양 베드 내로 겔 침착 전 겔과 혼합되었다.
도 4 : 하프늄 산화물로 구성된 나노입자 및/또는 나노입자 응집체(0.4% w/w)를 포함하는 메틸셀룰로오스(4% w/w)로 구성된, 생체 적합성 하이드로겔을 사용한 종양절제술 후 남겨진 구멍(cavity) 내로의 겔 침착 후 15분(<30분), 2일 및 7일째에 찍혀진 CT 영상. 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는 수술의 시점에 겔 내로 도입(incorporated)되었다.
실시예 (EXAMPLES)
실시예 1 : 코팅제로서 나트륨 헥사메타포스페이를 사용한, 생체적합성 하프늄 산화물( HfO 2 ) 나노입자 또는 나노입자 응집체
테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAOH) 용액을 HfCl4 용액에 가한다. TMAOH 용액의 첨가는, 최종 현탁액의 pH가 7 내지 13에 도달될 때까지 수행한다. 백색 침전물이 획득되었다.
침전물은 오토클레이브 속으로 추가로 이전되고, 120℃ 내지 300℃의 온도로 가열되어 결정화를 수행한다. 냉각 후 현탁액은 탈-이온화 수로 세척된다.
나트륨 헥사메타포스페이트 용액이 세척된 현탁액에 가해지고, pH 6 내지 8의 pH로 조절된다.
나노입자 및 나노입자 응집체 현탁액의 멸균은 인 비트로(in vitro) 또는 인비보(in vivo) 실험 이전에 수행된다.
실시예 2: 크기가 상이한 금 나노입자의 합성 및 물리-화학적 특성화
금 나노입자는 수용액 상에서 염화 금을 나트륨 시트레이트로의 환원에 의해 수득된다. 프로토콜은 문헌[G. Frens Nature Physical Science 241 (1973) 21]으로부터 조절된다.
통상의 실험에서, HAuCl4 용액이 비등할때 까지 가열된다. 이어서, 나트륨 시트레이트가 첨가된다. 수득 되는 용액은 비등 하에서 5분의 추가 기간동안 유지된다.
나노입자의 크기가 시트레이트 대(versus) 금 전구체 비율을 조절함으로써 15 nm 내지 105 nm까지로 조절된다.(참조. 표 1)
제조된 금 나노입자의 현탁액이 이후 30 kDa 셀룰로오스 막을 가지는 한외여과 장치를 사용하여 농축된다.
수득 되는 현탁액은, 궁극적으로 0.22μm 컷오프 막 필터를 통해 라미나 후드(laminar hood) 하에 여과되고, 4℃에서 저장된다.
입자 크기는 투과 전자 현미경(TEM)을 사용하여 및 각각의 입자의 나노입자 장축을 고려하여 200개 보다 많은 입자에서 측정된다.
샘플
 입자 크기(nm)
 합성
시트레이트 HAuCl 4
금-15 15±2(1σ) 20 mL 30 mL 500 mL 0.25 mM
금-30 32±10(1σ) 7.5 mL 40 mM 500 mL 0.25 mM
금-60 60±10(1σ) 2 mL 85 mM 500 mL 0.25 mM
금-80 80±10(1σ) 1.2 mL 43 mM 200 mL 0.30 mM
금-105 105±25(1σ) 1.2 mL 39 mM 200 mL 0.33 mM
실시예 3 : 종양 베드 상 겔 침착 전 겔 내 생체적합성 하프늄 산화물 나노입자 및/또는 나노입자 응집체 도입(0.4% w/w).
실시예 1로부터의 생체적합성 HfO2 나노입자 수성 현탁액의 용적이 겔의 용적에, 일반적으로 3,5% w/w 내지 4,5 % w/w 사이에 놓인 중합체(메틸셀룰로오스) 농도와 함께 더해진다.
HfO2 나노입자 현탁액과 겔 사이의 용적 비율은, 0.4%(w/w)의 겔 내 최종 HfO2 나노입자 농도에 도달되도록 조절된다. 이렇게 수득 된 제제(preparation)는 일반적으로 자기 교반기(magnetic stirrer) 또는 스파툴라(spatula)를 사용하여 부드럽게 혼합된다.
실시예 4 : 종양 베드 상의 겔 침착 전 겔 내 생체적합성 하프늄 산화물 나노입자 및/또는 나노입자 응집체 도입(0.2% w/w)
실시예 1로부터의 생체적합성 HfO2 나노입자 수성 현탁액의 용적이 겔의 용적에, 일반적으로 3,5% w/w 내지 4,5 % w/w 사이에 놓인 중합체(메틸셀룰로오스) 농도와 함께 더해진다.
HfO2 나노입자 현탁액과 겔 사이의 용적 비율은, 0.2%(w/w)의 겔 내 최종 HfO2 나노입자 농도에 도달되도록 조절된다. 이렇게 수득 된 제제(preparation)는 일반적으로 자기 교반기 또는 스파툴라를 사용하여 부드럽게 혼합된다.
실시예 5 : 실시예 3으로부터의 하이드로겔에 포매된 (embedded), 나노입자를 사용하는 경우 수득된 "종양 베드 " 묘사 품질의 컴퓨터 단층촬영(CT)에 의한 평가(assessment)
당해 실험의 목적은, CT(컴퓨터 단층 촬영)에 의해서, 나노입자(NP)에 의한 "종양 베드" 묘사의 품질을 평가하는 것이다.
실시예 3으로부터의 실험 겔이, BALB/cJRj 마이스 내, EMT-6 이소성(ectopic) 이식된 종양(유방 종양 세포)의 절제에 의해 남겨진 구멍 내로 이식(침착)되었다.
CT 분석이, 종양의 절제에 의해 남겨진 구멍 내로의 겔 이식 후 15분(<30분), 3일 및 7일째에 수행되어, 시간에 따른 종양 베드 내 나노입자 및/또는 나노입자 응집체에 의해 점유된 용적을 평가(evaluate)하였다. 이를 위해, 수동 분절화(목적하는 영역(region of interest; ROIs))가 수술 구멍 주변에서 수행되었다. 이후에, 120 HU를 초과하는 역치화(thresholding)가 수술 구멍 내에서 수행되어 나노입자 또는 나노입자 응집체의 존재를 평가하고, 모든 마이스에 대한 이들 나노입자 또는 나노입자 응집체에 의해 점유된 위치 및 용적 둘 다를 평가하였다. 도 2는 수술 후 및 겔 이식 후 7일이 경과 하자마자의 50% 초과의 구멍 묘사를 보여주는 CT 영상을 나타낸다.
실시예 6 : 컴퓨터 단층촬영(CT)에 의한, 실시예 4로부터의 하이드로겔 내 포 매된 나노입자를 사용하는 경우 수득 된 "종양 베드 " 묘사의 품질의 평가(assessment)
당해 실험의 목적은, CT(컴퓨터 단층촬영)에 의한, 나노입자(NP)에 의한 "종양 베드" 묘사의 품질을 평가하기 위한 것이다.
실시예 4의 실험 겔이, BALB/cJRj 마이스 내 EMT-6 이소성(ectopic) 이식 종양(유방 종양 세포)의 절제에 의해 남겨진 구멍 내로 이식(침착) 되었다.
CT 분석이, 종양의 절개에 의해 남겨진 구멍 내로의 겔 이식 후 15분(<30분), 3일 및 7일째에 수행되어 시간에 따른 종양 베드 내 나노입자 또는 나노입자 응집체에 의해 점유된 용적을 평가(evaluate)하였다. 이를 위해, 수동 분절화(목적하는 영역; ROIs)가 수술 구멍 주위에서 수행되었다. 이후, 120 HV 초과의 역치화(thresholding)이 수술 구멍 내부에서 수행되어 나노입자 및/또는 나노입자 응집체의 존재를 평가하고, 모든 마이스에 대한 이들 나노입자 및/또는 나노입자 응집체에 의해 점유된 용적 및 위치 둘다를 평가하였다. 도 3은 수술 및 겔 이식 후 7일이 경과하자마자의 50% 초과의 구멍의 묘사를 보여준다.
실시예 7: 겔 제조(GEL PREPARATION)
겔이, 일반적으로 물에서 3,5% w/w 내지 4,5 % w/w의 중합체(메틸셀룰로오스) 농도로 형성되었다. 따라서 수득 된 제제(preparation)는 조심스럽게 일반적으로 자기 교반기 또는 스파툴라를 이용하여 혼합되었다.
실시예 8 : 수술 시점에서 실시예 7로부터의 겔 내 포매된 생체적합성 하프늄 산화물 나노입자 및/또는 나노입자 응집체(0.4% w/w)를 사용하는 경우 획득된 "종양 베드" 묘사의 품질의 컴퓨터 단층촬영(CT)에 의한 평가(Assessment)
당해 연구의 목적은 나노입자(NP)에 의한 "종양 베드" 묘사의 품질은 CT(컴퓨터 단층촬영)에 의해 평가하는 것이다.
실시예 7로부터의 실험겔이, BALB/cJRj 마이스 내 EMT-6 이소성(ectopic) 이식 종양(유방 종양 세포)의 절개에 의해 남겨진 구멍 안으로 이식(침착)되었다.
이의 이식 바로 전에, 실시예 1로부터의 하프늄 산화물 나노입자의 현탁액이 시린지를 통해 겔 내로 첨가되어 최종 농도(0.4% w/w)에 도달되었다.
CT 분석이, 종양 절개에 의해 남겨진 구멍 내로의 겔 이식 후 15분(<30분), 2일 및 7일째에 수행되어 시간에 따른 종양 베드 내 나노입자 및/또는 나노입자에 의해 점유된 용적을 평가(evaluate)하였다. 이를 위해 수동 분절화(목적하는 영역(ROIs))가 수술 구멍 주위에서 수행되었다. 그 후 120HU 초과의 역치화(thresholding)이 수술 구멍 내부에서 수행되어, 나노입자 및/또는 나노입자 응집체의 존재를 평가(evaluate)하였고, 모든 마이스에 대하여 이들 나노입자 및/또는 나노입자 응집체에 의해 점유된 옹적 및 위치 둘다를 평가하였다. 도 4는 수술 및 겔 이식 후 7일이 경과하자마자 80% 구멍 묘사를 보여주는 CT 영상을 나타낸다.
참조문헌(REFERENCES)
- Customized Computed Tomography-Based Boost Volumes in Breast-Conserving Therapy: Use of Three-Dimensional Histologic Information for Clinical Target Volume Margins. IJROB 75(3) 757-763 (2009)
- Target volume definition for external beam partial breast radiotherapy: clinical, pathological and technical studies informing current approaches. Radiotherapy and Oncology 94 255-263 (2010)
- Excised and Irradiated Volumes in Relation to the Tumor size in Breast-Conserving Therapy. Breast Cancer Res Treat 129:857-865 (2011)
- Guidelines for target volume definition in post-operative radiotherapy for prostate cancer, on behalf of the EORTC Radiation Oncology Group. Radiotherapy & Oncology 84 121-127 (2007)
- Improving the definition of the tumor bed boost with the use of surgical clips and image registration in breast cancer patients. Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys. Vol 78(5) ; 1352-1355 (2010)
- The dynamic tumor bed: volumetric changes in the lumpectomy cavity during breast conserving therapy. Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys. 74(3):695-701 (2009).

Claims (9)

  1. 표적 생물학적 조직이 X-선 영상 장치를 사용하여 관찰될 때 적어도 40%의 표적 생물학적 조직의 묘사 및 가시화의 사용을 위한, 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 포함하는 생체적합성 겔(biocompatible gel)로서, i) 상기 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는 적어도 25의 원자 번호 Z를 가지는 적어도 하나의 금속 성분(metal element)을 포함하는 무기 물질을 포함하고, 상기 나노입자 및 상기 나노입자 응집체 각각은 생체적합성 코팅으로 덮여 있고; ii) 상기 나노입자 및/또는 나노입자 응집체 농도는 약 0.5%(w/w) 또는 0.5%(w/w) 미만이며; iii) 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 포함하는 겔의 2s-1 에서 겉보기 점도(apparent viscosity)는, 20℃ 내지 37℃에서 측정될 때 약 0.1 Pa.s 내지 약 1000 Pa.s인, 생체적합성 겔.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 나노입자 및/또는 나노입자 응집체 농도는 약 0.15% 내지 약 0.5%(w/w)인, 생체적합성 겔.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 무기 물질은 금속, 산화물, 황화물 또는 이들의 어느 혼합물인, 생체적합성 겔.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노입자 또는 나노입자 응집체는 적어도 하나의 표적화제를 더 포함하는, 생체적합성 겔.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 겔은 하이드로겔인, 생체적합성 겔.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 X-선 영상 장치는 CT 스캐너인, 생체적합성 겔.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생물학적 조직은 종양 베드(tumor bed)인, 생체적합성 겔.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 종양 베드는 종양 절제 후 수득 된 구멍(cavity)을 덮는 조직인, 생체적합성 겔.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 나노입자 및/또는 나노입자 응집체를 포함하는 생체적합성 겔을 포함하는 키트(kit)로서, 상기 생체적합성 겔 및 상기 나노입자 및/또는 나노입자 응집체는 별도의 용기들 속에 존재하는, 키트.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6042450B2 (ja) 2011-12-16 2016-12-14 ナノビオティックスＮａｎｏｂｉｏｔｉｘ 金属材料および酸化ハフニウム材料を含むナノ粒子、その製造および使用
CN107708668A (zh) 2015-05-28 2018-02-16 纳米生物技术公司 用作治疗性疫苗的纳米粒子
CN105097174B (zh) * 2015-08-12 2018-06-22 华南理工大学 一种木聚糖季铵盐纳米磁性颗粒及其制备方法
CA3047651A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-28 Nanobiotix Nanoparticles for use for enhancing brain performances or for treating stress
WO2018114945A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-28 Nanobiotix Nanoparticles for use for treating a neuronal disorder
KR101949347B1 (ko) * 2017-05-24 2019-02-18 이화여자대학교 산학협력단 유방암의 재발 예측을 위한 정보제공방법
JP7376901B2 (ja) * 2017-11-13 2023-11-09 国立大学法人北海道大学 修飾金属ナノ粒子及び医薬組成物
CN107998395A (zh) * 2017-12-14 2018-05-08 天津市赛宁生物工程技术有限公司 一种双功能乳腺靶标及制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6161034A (en) 1999-02-02 2000-12-12 Senorx, Inc. Methods and chemical preparations for time-limited marking of biopsy sites
US20050084869A1 (en) * 2003-10-20 2005-04-21 Sung Hyun Kim Novel composition and methods for the diagnosis of lung cancer
FR2869803B1 (fr) * 2004-05-10 2006-07-28 Nanobiotix Sarl Particules activables, preparation et utilisations
DE102006041495A1 (de) 2006-08-29 2008-03-20 Friedrich-Schiller-Universität Jena Substanzgemisch zur lokalen Deposition von Magnetpartikeln in einem Medium, insbesondere in tumorbefallenem organischem Gewebe, sowie Applikationskit zur Verabreichung
DE102008008522A1 (de) 2008-02-11 2009-08-13 Magforce Nanotechnologies Ag Implantierbare Nanopartikel-enthaltende Produkte
EP2130553A1 (en) * 2008-06-05 2009-12-09 Nanobiotix Inorganic nanoparticles of high density to destroy cells in-vivo
EP2275137A1 (en) * 2009-07-10 2011-01-19 Nanobiotix Metallic nanoparticles, preparation and uses thereof
EP3960215A1 (en) 2009-12-15 2022-03-02 Incept, LLC Implants and biodegradable fiducial markers
WO2013076305A1 (en) * 2011-11-25 2013-05-30 Danmarks Tekniske Universitet Formulation of solid nano-sized particles in a gel-forming system
JP6042450B2 (ja) * 2011-12-16 2016-12-14 ナノビオティックスＮａｎｏｂｉｏｔｉｘ 金属材料および酸化ハフニウム材料を含むナノ粒子、その製造および使用
WO2014121224A2 (en) * 2013-02-01 2014-08-07 The Trustees Of Dartmouth College Biodegradable iron oxide nanoparticle gel for tumor bed therapy
SI3010552T1 (sl) * 2013-06-20 2019-08-30 Nanobiotix Sestavki za uporabo v onkologiji

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