KR20180039161A - 플루오로카본 나노에멀전의 입자 크기 조절 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음파 처리(예를 들어, 초음파 처리)를 통해 플루오로카본 및 퍼플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로펜탄 및 퍼플루오로헥산)의 나노에멀전에서 입자 크기를 조절하는 장치 및 방법을 제공한다.

Description

플루오로카본 나노에멀전의 입자 크기 조절

우선권 주장 및 관련 특허 출원

본원은 2015년 8월 14일자에 출원된 미국 가출원 제62/205,586호의 우선권의 이익을 주장하며, 이 문헌의 전체 내용은 참조로서 본 명세서에 포함된다.

본 발명의 기술 분야

본 발명은 약학 조성물 및 이의 제조 방법 그리고 치료적 사용에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 기계적 진동(예를 들어, 음파처리(sonication), 특히 초음파 처리(ultrasonication))을 통해 플루오로카본(fluorocarbon) 및 퍼플루오로카본(perfluorocarbon)(예를 들어, 퍼플루오로펜탄(perfluoropentane) 및 퍼플루오로헥산(perfluorohexane))의 나노에멀전(nanoemulsion)의 입자 크기를 조정하는 방법 및 디바이스에 관한 것이다.

플루오로카본(FC) 및 특히 퍼플루오로카본(PFC) 나노에멀전들은 초음파 이미징 및 산소 전달제로서 유용한 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 수(water) 중의 도데카플루오로펜탄(DDFP) 나노에멀전과 같은 PFC 에멀전은 실온에서 서브-미크론 크기의 액적을 포함한다. PFC 나노에멀전은 고압 균질화에 의해 제조될 수가 있으며, 이것은 선택적 방법인 것으로 간주된다.

FC/PFC 나노에멀전의 안정성은 성분, 보관 조건, 농도 및 용기 헤드 스페이스 등 다양한 변수에 따라 달라진다. 본 명세서에서 더 논의되는 바와 같이, PFC 나노에멀전은 시간 경과에 따라 입자 크기의 성장을 나타내는 경향이 있다. 큰 입자 크기(예를 들어, 2 미크론 이상 크기의 입자)는 나노에멀전의 혈관(예를 들면, IV) 투여와 관련된 부작용을 증가시킬 수도 있다. 나노에멀전의 불안정성은 통상적으로 오스트발트 숙성(Ostwald ripening)의 메커니즘에 의한 입자 성장에 의해 나타나며, 이 메커니즘에 의해 시간이 지남에 따라 입자 크기가 허용 규격을 초과하는 결과를 초래할 수 있어서, 제품의 사용 및 소모에 부적합하거나 실수로 사용될 경우에는 안전 위험을 초래할 수도 있다.

따라서, 제품을 규격 내의 입자 크기 파라미터로 되돌릴 수 있는 방법이 필요하다. 이렇게 하면 기대되는 용도로 제품을 사용할 수 있으므로, 제조 현장 및/또는 시장에서의 제품 소모를 줄일 수 있다.

본 발명은 부분적으로, FC/PFC 나노에멀전의 입자 크기를 효율적이면서 효과적으로 조절할 수 있는 방법 및 장치의 예상치 못한 발견에 기초한다. 본 발명의 방법 및 장치는 제조 현장에서 또는 널리 이용 가능한 장비를 사용하는 사용 지점에서 사용될 수 있다. 고압 균질화를 통해 새롭게 제조된 FC/PFC 나노에멀전의 입자 크기와 동등하거나 유사한 값으로 FC/PFC 나노에멀전의 입자 크기를 감소시키기 위해, 약 10 KHz 내지 약 1 MHz의 초음파 주파수를 사용하는 초음파 처리가 사용될 수 있다. 새로운 프리필드 시린지 및 주입 시스템은 입자 크기 최적화 및 제품 안전성 및 효능을 보장할 수 있다.

일 양태에서, 본 발명은 전반적으로, 퍼플루오로카본 나노에멀전의 입자 크기를 감소시키는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 상기 퍼플루오로카본 나노에멀전의 입자 크기를 사전 선택된 값으로 조절하기에 충분한 지속 기간 동안에 상기 퍼플루오로카본 나노에멀전에 기계적 진동을 가하는 단계를 포함한다. 상기 퍼플루오로카본 나노에멀전은 약 4 내지 약 10 개의 탄소 원자들로 된 길이를 갖는 퍼플루오로카본을 포함한다.

특정 실시예들에서, 상기 퍼플루오로카본 나노에멀전은 바이알 또는 프리필드 시린지(pre-filled syringe) 내에 봉입된다.

특정 실시예들에서, 상기 기계적 진동은 초음파를 포함한다. 특정 실시예들에서, 상기 초음파는 약 10KHz 내지 약 10MHz의 주파수를 갖는 것을 특징으로 한다. 특정 실시예들에서, 상기 퍼플루오로카본의 길이는 약 4 내지 약 8 개의 탄소 원자들을 갖는다.

본 방법의 특정 실시예들에서, 플루오로카본은 퍼플루오로카본이다. 특정 실시예들에서, 상기 퍼플루오로카본은 퍼플루오로펜탄, 또는, 퍼플루오로헥산, 또는 퍼플루오로펜탄 및 퍼플루오로헥산 모두를 포함한다.

본 방법의 특정 실시예들에서, 상기 퍼플루오로카본은 퍼플루오로펜탄으로 이루어진다.

본 방법의 특정 실시예들에서, 상기 퍼플루오로카본은 퍼플루오로헥산으로 이루어진다.

다른 양태에서, 본 발명은 전반적으로, 플루우로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전이 사전 충전된 프리필드(pre-filled) 시린지에 관한 것이며, 상기 퍼플루오로카본의 길이는 약 4 내지 약 10 개의 탄소원자들을 가지며, 상기 퍼플루오로카본 나노에멀전에서 상기 퍼플루오로카본의 체적당 중량(weight volume)은 약 0.1 % 내지 50이다.

프리필드 시린지의 특정 실시예들에서, 플루오로카본은 퍼플루오로카본이다. 특정 실시예들에서, 상기 퍼플루오로카본의 길이는 약 4 내지 약 8 개의 탄소원자들을 갖는다.

프리필드 시린지의 특정 실시예들에서, 플루오로카본은 퍼플루오로카본이다. 특정 실시예들에서, 상기 퍼플루오로카본은 퍼플루오로펜탄, 또는, 퍼플루오로헥산, 또는 퍼플루오로펜탄 및 퍼플루오로헥산 모두를 포함한다.

프리필드 시린지의 특정 실시예들에서, 상기 퍼플루오로카본은 퍼플루오로펜탄으로 이루어진다.

프리필드 시린지의 특정 실시예들에서, 상기 퍼플루오로카본은 퍼플루오로헥산으로 이루어진다.

프리필드 시린지의 특정 실시예들에서, 상기 시린지는 유리, 또는 플라스틱 또는 유리 및 플라스틱 모두를 포함하는 물질로 제조된다.

프리필드 시린지의 특정 실시예들에서, 상기 시린지는 유리 물질로 제조된다.

프리필드 시린지의 특정 실시예들에서, 상기 시린지는 플라스틱 물질로 제조된다.

프리필드 시린지의 특정 실시예들에서, 상기 시린지는 초음파 에너지를 상기 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전에 인가하기 위한 초음파 트랜스듀서에 장착된다.

프리필드 시린지의 특정 실시예들에서, 상기 초음파는 약 10KHz 내지 약 10MHz 범위의 주파수를 갖는 것을 특징으로 한다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 전반적으로, 본 명세서에서 개시된 상기 방법에 의해 제조된 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전의 조성물에 관한 것이다.

상기 조성물의 특정 실시예들에서, 상기 조성물은 상기 조성물을 대상에 투여하기 직전의 POC(point of care) 시에 제조된다.

상기 조성물의 특정 실시예들에서, 상기 조성물은 밀폐된 용기 내에 봉입된 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전으로부터 제조되고, 상기 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전의 입자 크기가 약 1 미크론보다 크다.

상기 조성물의 특정 실시예들에서, 상기 초음파에 노출된 후의, 상기 퍼플루오로카본 나노에멀전의 평균 입자 크기는 500 nm 미만이다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전의 입자 크기를 감소시키는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 시린지 내에 봉입된 퍼플루오로카본 나노에멀전을 제공하는 단계; 및 상기 퍼플루오로카본 나노에멀전을 중간에 있는(en route) 튜브를 통해서 대상자에게 전달하는 단계를 포함하며, 상기 퍼플루오로카본 나노에멀전은 초음파 필드를 통해서 전달되며, 상기 초음파 필드를 통해서 전달된 상기 퍼플루오로카본 나노에멀전의 평균 입자 크기는, 10% 이상만큼 감소된다.

상기 방법의 특정 실시예들에서, 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전의 평균 입자 크기가 30% 이상만큼 감소한다. 상기 방법의 특정 실시예들에서, 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전의 평균 입자 크기가 50% 이상만큼 감소한다.

상기 방법의 특정 실시예들에서, 상기 초음파 필드를 통과하기 이전의, 상기 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전의 평균 입자 크기는 약 1 미크론보다 크다. 상기 방법의 특정 실시예들에서, 상기 초음파 필드를 통과한 후의, 상기 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전의 평균 입자 크기는 500 nm 미만이다.

본 발명은 도면들과 함께 취해진 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 보다 잘 이해될 것이며, 도면들에 있어서 동일한 참조 부호는 동일한 요소를 지정하도록 사용된다.
도 1은 나노에멀전의 배합된 성분의 유리 바이알을 볼텍싱하고 이어서 코어스(coarse) 에멀전을 시린지 내로 흡인함으로써 생성되는 규격 외 나노에멀전 또는 코어스 에멀전의 인-라인 초음파 처리에 사용되는 장비의 예시적인 실시형태를 나타낸다.
도 2는 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 및 수성 계면활성제의 코어스 에멀전 또는 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 및 수성 계면활성제의 규격 외 에멀전의 인-라인 음파 처리(또는 초음파 세정기를 이용한 초음파 처리)에 사용되는 코일형 튜브의 구성의 예시적인 실시형태를 나타낸다.
도 3은 부속 초음파 프로세서 UIS250v에 의해 구동되는 바이알 트위터(VialTweeter)(Hielscher Ultrasonics GmbH, Teltow, Germany)의 예시적인 실시형태를 나타낸다. 이 장치는 적절하게 구성된 소노드로드(sonotrode)와 함께 바이알이나 시린지 또는 튜브에 초음파 에너지를 전달할 수 있다. 초음파의 파워는 초음파 프로세서를 사용하여 변경할 수 있으며, 이 초음파 프로세서는 특정 애플리케이션의 최적화를 위해 펄스, 진폭 및 전력과 관련하여 초음파를 변경할 수 있다.
도 4는 인산염 완충된 30% 수성 수크로오스 용액 중 퍼플루오로펜탄(2% w/v) 및 PTB(PEG-Telomer B) 계면활성제 (0.3% w/v)의 나노에멀전의 전형적인 공칭 10 mL 용량 바이알의 예시적인 실시형태를 나타낸다.
도 5는 바이알 트위터를 사용하여 초음파 처리될 용액을 함유하는, 최대 50 mL의 부피를 가질 수 있는 바이알의 예시적인 실시형태를 나타낸다. 바이알은 바이알 트위터의 소노드로드 픽스처 단부에 부착될 수 있다.
도 6a는 작은 부피의 샘플에 초음파를 전달하는데 사용되는 소노로드가 있는 바이알 트위터의 예시적인 실시형태를 나타낸다.
도 6b는 코어스 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 계면활성제 에멀전 또는 규격 외 에멀전을 함유하는 프리필드 시린지의 예시적인 실시형태를 나타낸다. 초음파 소스는 코어스 플루오로카본 계면활성제 에멀전 또는 퍼플루오로카본 계면활성제 에멀전 또는 규격 외 에멀전이 차지하는 영역에서 시린지에 부착될 수 있다. 초음파 처리는 소노트로드의 정확한 위치에 따라 주입 이전 또는 주입 중에 수행될 수 있다.
도 6c는 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 및 계면활성제의 코어스 에멀전 및 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 및 계면활성제의 규격 외 에멀전으로 채워지는 플라스틱 일회용 시린지의 예시적인 실시형태를 나타내며, 이 시린지는 정확한 입자 크기의 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 계면활성제 나노에멀전을 제공하기 위해 초음파 수조에서 초음파 처리될 준비가 되어 있다.
도 6d는 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 및 계면활성제의 코어스 에멀전 및 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 및 계면활성제의 규격 외 에멀전을 함유하는 시린지가 시린지 펌프에 부착된 예시적인 실시형태를 나타낸다.
도 7a는 그 자체가 시린지 펌프에 통합된 트랜스듀서에 장착된 시린지의 예시적인 실시형태를 나타내며, 여기서 초음파의 소스는 통합 트랜스듀서이다.
도 7b는 그 자체가 시린지 펌프에 통합된 집중 초음파 트랜스듀서에 장착된 시린지의 예시적인 실시형태를 나타내며, 여기서 집중 초음파의 소스는 통합 트랜스듀서이다.
도 8은 통합 트랜스듀서를 포함하는 플런저가 삽입될 수 있는 피스톤 어셈블리를 갖는 프리필드 시린지 시스템의 예시적인 실시형태를 나타낸다. 이것은 환자에게 전달되기 전에 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 및 계면활성제의 규격 외 에멀전 또는 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 및 계면활성제의 코어스 에멀전의 초음파 처리를 가능하게 한다.

정의

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.

본 명세서에서 사용되는, 개시된 화합물 또는 조성물의 "투여(administration)"는 본 명세서에서 논의된 바와 같은 임의의 적합한 제제 또는 투여 경로를 사용하는 약학적 조성물의 대상으로의 전달을 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "기계적 진동"은 객체에 움직임을 부여할 수 있는 임의의 장치 또는 임의의 주파수의 에너지를 정적인 객체에 부여할 수 있는 장치(여기서 에너지는 적어도 부분적으로는 용기 내의 내용물과 같은 객체로 송신됨)를 사용하여 용기(예를 들어, 바이알 또는 시린지)와 같은 객체에 진동 움직임을 가하는 것을 의미한다.

예를 들어, 바이알은 볼텍싱 장치의 진동 고무 컵 상에 배치될 수 있고, 볼텍싱 장치가 움직이는 동안 거기에 유지될 수 있다. 볼텍서(vortexer)는 고무 컵을 통해 바이알의 바닥에 원형 또는 타원형 움직임 또는 대략 원형 또는 타원형 움직임을 부여하며, 이 고무 컵에 바이알이 안착되어 바이알의 움직임과 내용물의 흔들림이 유도된다. 바이알에 부여되는 에너지와 바이알의 내용물은 볼텍스 움직임의 속도에 따라 달라질 수 있다.

기계적 진동은 또한, 예를 들어, 적절한 수단에 의해 바이알 또는 시린지 또는 다른 유형의 용기로 보내지는 초음파 주파수일 수 있는 음파 주파수를 제공하는 오실레이터 또는 트랜스듀서를 사용하여 바이알 또는 시린지 또는 다른 용기 및 내용물에 에너지를 부여하는 프로세스를 포함할 수 있다. 에너지는 오실레이터 또는 트랜스듀서와 바이알, 시린지 또는 다른 용기가 직접 접촉하며, 그 후에 각각의 바이알, 시린지 또는 용기에 대한 바이알 벽, 시린지 표면 또는 용기 벽을 통해 주어진 또는 변경된 주파수 및 감쇠의 에너지를 전달하는 것에 의해 전달될 수 있다. 오실레이터 또는 트랜스듀서는 바이알, 시린지 또는 용기의 임의의 부분 또는 그 상에 배치될 수 있으며, 음파 에너지의 적어도 일 부분의 적절한 전달이 오실레이터 또는 트랜스듀서와 바이알, 시린지 또는 용기에 영향을 미치는 한 접촉할 필요 없이, 시린지 또는 용기의 임의의 부분에 근접하게 배치될 수도 있다. 주파수 전달의 예로는 수조, 겔 층 또는 오실레이터 또는 트랜스듀서 및 바이알, 시린지 또는 용기와 접촉하는 금속 표면과 같은 고체 물질이 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "나노에멀전(nanoemulsion)"은 수성 매질 내 나노액적들의 현탁액 또는 에멀전을 의미한다. 용어 "나노액적(nanodroplet)"은 액체 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본을 포함하는 서브미크론 액적을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "나노에멀전"은 달리 수정되지 않는 한, 의도된 용도에 적합하지 않은 규격 외의 입자 크기를 갖는 에멀전을 지칭하는데 사용된다.

본 명세서에 사용되는 용어 "NVX-108"은 플루오로 계면활성제 PTB(PEG-Telomer B)에 의해 안정화되고 인산나트륨 완충된 30% 수성 수크로오스 용액에 현탁된 도데카플루오로펜탄(DDFP) 나노에멀전(DDFPe)을 지칭한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "플루오로카본" 또는 "FC"는 대부분의 탄소-수소 결합이 탄소-불소 결합으로 치환된 물질을 지칭한다. 이 부류의 물질에서, 화합물은 또한 아민기, 에테르기, 알켄기, 알킨기, 알칸기 및 방향족 기 그리고 C-H 결합이 치환되지만 탄소-불소 결합으로 완전히 치환되지 않은 헤테로 방향족 기도 또한 가질 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "퍼플루오로카본" 또는 "PFC"는 모든 탄소-수소 결합이 탄소-불소 결합으로 치환된 물질을 지칭한다. 플루오로카본의 경우와 마찬가지로, 퍼플루오로카본은 아미노기, 에테르기, 알켄기, 알킨기, 알칸기 및 방향기뿐만 아니라 헤테로 방향족 작용기를 가질 수 있지만, 모든 경우에 탄소-수소 결합은 탄소-불소 결합으로 치환된다. 달리 언급되지 않는 한, 실시형태가 "FC"를 언급하는 경우, 본 발명은 또한 PFC를 갖는 대응하는 실시형태를 포함함에 유의한다.

액체 플루오로카본 및 퍼플루오로카본은 아미노기, 에테르기, 알켄기, 알킨기, 알칸기, 아릴기 또는 심지어 헤테로 아릴기와 같은 다른 작용기를 가질 수 있는 물질들로부터 선택될 수 있으며, 이들 중 임의의 기가 불소 이외의 다른 할로겐, 예를 들어 염소 원자 또는 브롬 원자를 가질 수 있다. 또한, C-H 결합은 크게 (플루오로카본의 경우) 또는 (퍼플루오로카본의 경우에서와 같이) 탄소-불소 결합으로 완전히 치환된다. 아민, 에테르, 알켄, 알킨 또는 알칸의 탄소 함유 기는 그 길이가 4 탄소 내지 8 탄소의 범위일 수 있다.

퍼플루오로알칸, 퍼플루오로알켄 및 퍼플루오로알킨일 경우, 바람직한 탄소 사실 길이는 물질의 비등점에 의해 결정된다. 5 탄소 사슬 길이 물질의 비등점이 25 ℃ 미만일 경우, 6 탄소 사슬이 바람직하며, 5 탄소 사슬 길이 물질의 비등점이 25 ℃ 내지 30 ℃일 경우, 바람직한 탄소 사슬 길이는 5 탄소 원자이다. 모든 탄소-수소 결합이 탄소-불소 결합으로 치환된 퍼플루오로알칸의 경우, 바람직한 물질은 사슬 길이가 6 탄소 원자, 가장 바람직하게는 5 탄소 원자 인 것이다. 퍼플루오로알칸의 경우, 바람직한 퍼플루오로카본은 바람직하게는 주성분으로서 도데카플루오로-n-펜탄으로 이루어지지만 다른 구조 이성질체가 23%까지의 수준으로 존재할 수 있는 도데카플루오로펜탄이다. 다른 이성질체의 존재가 최소화되는 이상적으로는 2% 미만의 수준인 도데카플루오로-n-펜탄이 더욱 바람직하다.

본 명세서에서 사용되는 "프리필드 시린지(pre-filled syringe)"는 그 일단은 용기 내에 삽입되는 유체 및 가스 기밀 피스톤 어셈블리를 갖는 플런저를 수용하고, 바늘 또는 다른 적절한 어셈블리가 끼워질 수 있는 출구 포트를 포함하는 시린지 용기를 갖는 시린지(예를 들어, 유리 또는 플라스틱 시린지)를 지칭한다. 예를 들어 출구 포트를 막기 위해 배치될 수 있는 양방향 스톱콕(stopcock)이 장착될 수 있다. 투여 시에는, 시린지에 부착된 스톱콕 어셈블리가, 시린지 내용물을 환자에게 투여할 수 있는 장치에 대한 바늘 또는 적절한 연결부에 부착될 수 있다.

출구 포트에 장착된 구성 요소들의 어셈블리는, 시린지에 부착된 다른 어셈블리로의 시린지의 내용물을 폐쇄 또는 개방하는 것 이외에 다른 기능을 가질 수 있음을 이해할 수 있다. 예를 들어, 어셈블리의 일부로서, 투여 전 또는 투여 중에 시린지의 내용물에 초음파 에너지를 전달할 수 있는 트랜스듀서와 같은 구성 요소가 있을 수 있다.

본 명세서에 사용되는 용어 "음파 처리(sonication)"는 원하는 파워에서 원하는 주파수를 생성할 수 있는 트랜스듀서 또는 프로브 또는 다른 메커니즘을 사용하여 생성된 음파 에너지가 바이알 또는 프리필드 시린지와 같은 용기의 내용물로 전달되는 기계적 진동의 서브세트를 지칭하는 것이다. 그러한 음파 에너지의 주파수는 10 KHz에서 최대 10 MHz일 수 있다. 본 명세서에서, 20KHz 미만의 주파수에서의 초음파 처리를 언급할 경우, 그러한 주파수는 가청 범위 내에 있기 때문에 기술적으로 초음파가 아닌 것으로 이해된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "초음파 처리(ultrasonication)"는 약 20 KHz 이상, 일반적으로 약 20 KHz 내지 1 MHz의 비가청 주파수 범위의 주파수를 사용하는 음파 처리를 의미한다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 초음파 처리는 초음파 에너지의 전달을 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "대상체"라는 용어는 특정 처치를 받게 되는 인간, 비인간 영장류, 설치류 등을 포함하나 이에 한정되지 않는 임의의 동물(예를 들어, 포유 동물)을 지칭한다. 통상적으로, "대상체" 및 "환자"라는 용어는 인간 대상과 관련하여 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용된다.

본 발명의 상세한 설명

본 발명은 FC/PFC 나노에멀전의 입자 크기를 조절하여 제품을 규격 내의 입자 크기 파라미터로 효율적이고 효과적으로 복귀시키는 방법 및 디바이스를 제공한다. 본 발명의 방법 및 디바이스는 제조 현장에서 또는 폭넓게 이용 가능한 장비를 사용하는 이용 시점에서 사용될 수 있다. 기계적 진동(예를 들어, 음파처리 및 초음파처리)은 고압 균질화를 통해 새롭게 제조되는 물질과 비교할만한 값들로의 원하는 입자 크기 조절(예를 들어, 감소)을 허용하는데 필요한 에너지를 제공한다. 또한, 입자 크기 최적화 및 제품의 안전성 및 효능을 보장하는 신규한 프리필드 시린지 및 주입 시스템이 개시된다. 본 발명의 방법 및 디바이스는 일단 교정되고 나면 예상 용도들에 있어서 이전에 규격을 벗어난 제품을 사용할 수 있게 하므로, 제조 현장 및/또는 시장에서 제품의 소모가 줄어든다.

PFC 나노에멀전의 제조에 가장 일반적으로 사용되는 방법은 고압 균질화이다. 예를 들어, 고압 균질화를 사용한 DDFP 나노에멀전의 제조는 통상적으로 다음과 같이 수행된다.

PTB(PEG-Telomer B) 중의 WFI(water for injection) 6 % wt/vol 및 DDFP 중의 약 40 % wt/vo의 용액을 포함하는, 질소에 의해서 약 10 psi로 가압되는 냉간 자켓, 밀폐 용기 압력 용기 0(PV0)이 약 300 내지 600 rpm에서 1 시간 동안 2-6 ℃로 교반된다. PV0는 밸브식 위생 피팅을 통해 Avestin®EmulsiFlex-C50 고압 호모지나이저(Avestin Inc, Ontario Canada)의 입구와 출구에 연결되고, 약 20 분 동안 약 7000 psi에서 연속 균질 처리된다. 적절한 밸브 및 튜브 라인을 사용하여 호모지나이저로부터, 제로 균질화 압력하에서, 약 4℃에서 WFI 중의 30% 수크로오스의 약 10배 양의 교반된 인산염 완충(pH 약 7) 용액을 함유하는 ~ 12배 용량의 냉간 자켓 압력 용기(PV1)로 균질화된 용액이 전달된다. 이 용액은 가압된 질소 대기(~10 psi) 하에서 약 15 분 동안 교반된다. 적절한 밸브 및 튜브 라인을 사용하여, 이 용액은 PV1으로부터 약 7000 psi의 균질화 압력의 호모지나이저를 통과하여, PV1과 동일한 크기의 제 3 냉간 자켓 압력 용기(PV2)로 전달된다. 이 물질은 약 10 psi의 질소 압력하에서 약 15 분 동안 PV2에서 교반된 후에 질소 압력을 통해 0.8/0.2 미크론 Supor AcroPak ™ 500 인라인 필터를 거쳐 제 4 냉간 자켓 압력 용기(PV3)로 전달된다. 그 후에, 최종 생성된 물질이 약 15 분 동안 교반된 후에 주어진 용도를 위한 적절한 크기의 멸균 바이알이 채워지고 물질의 원하는 부피를 전달하도록 보정된 연동 펌프를 사용하여 멸균 층류 후드에서 크림프 밀봉된다. 이 물질은 표준 안정성 챔버에서 일정한 온도로 보관된다.

본 명세서에 개시된 바와 같이, FC/PFC 나노에멀전은 시간이 지남에 따른 입자 크기 증가를 나타내는 경향이 있다. 이것은 큰 입자 크기, 예를 들어 크기가 2 미크론을 초과하는 입자들은 특히 입자들의 혈관(예를 들어, IV) 투여와 관련된 부작용의 위험을 증가시킬 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

퍼플루오로카본 및 계면활성제의 프라이머리 에멀전의 고압 균질화, 수크로오스(sucrose) 및 완충제와 같은 첨가제들을 선택적으로 함유할 수 있는 연속 상을 갖는 균질화의 희석, 그 후에 이루어지는 멸균 단계로서의 서브미크론 여과에 의한 퍼플루오로카본 나노에멀전의 제조에 있어서의 광범위한 연구들이 수행되었다. 퍼플루오로카본 에멀전은 퍼플루오로카본 성분의 휘발성 및 하나 이상의 첨가제들의 분해 가능성으로 인해 열-살균될 수가 없다. 따라서, 충전(filling) 직전의 무균 여과가 제품의 멸균을 보장하기 위해서 사용된다.

표 1은 PTB(Peg Telomer B), 퍼플루오로알킬-에틸-폴리에톡실화 알콜, 계면활성제 및 인산염 완충 수성 수크로오스와 배합한 DDFP의 새롭게 제조되는 에멀전에 대한 대표적이고 전형적인 서브미크론 입자 데이터를 나타낸다.

[표 1] 고압 균질화에 의해 제조된 완충 DDFP/PegTelomer B/완충 수크로오스 에멀전의 배치에 대한 입자 크기

새로 제조되는 물질의 특징은 다음과 같다: VWMD(Volume Weighted Mean Diameter)는 IWMD(Intensity Weighted Mean Diameter)보다 작고, NWMD(Number Weighted Mean Diameter)는 IWMD 및 VWMD 양쪽 모두보다 작다. 전형적인 배치에 대한 이러한 파라미터들의 값이 표 1에 나타나 있다. 카이 제곱(Chi squared)(유니모달 가우스 분포에 대한 적합도, Xi Sq 또는 Xi²라고도 함) 값은 일반적으로 0.75를 초과하지 않지만, 통상적으로 0.17 - 0.40이며, 이것은 얻어진 동적 광 산란 데이터가 유니모달 가우스 분포로서의 입자 존재와 일치함을 나타낸다. 본 목적을 위해, IWMD 및 IWCUM99%<에 대해 설정되는 규격을 벗어나는 값은 각각 >600 nm 및 >1300 nm이다.

이러한 에멀전들의 안정성은 성분, 보관 조건, 농도 및 용기의 헤드 스페이스를 비롯한 여러 변수들에 의존한다. 나노에멀전들의 불안정성은 통상적으로 오스트발트 숙성(Ostwald ripening) 메커니즘에 의한 입자 성장에 의해 나타낼 수 있는데, 이 메커니즘에 따르면 시간이 지남에 따라 에멀전이 지정된 범위보다 큰 크기의 입자들을 갖게 될 수 있다. 그러한 이벤트가 발생할 경우, 입자의 99%가 초과하지 않아야 하는 크기 한계가 종종 해당 파라미터에 대한 허용 규격을 넘어 초과하게 되어 제품을 원하는 용도로 사용하기에 부적합하게 만드는 문제가 동반된다.

FC/PFC(예를 들어, 퍼플루오로펜탄, 퍼플루오로헥산) 나노에멀전들에 대한 광범위한 연구에 기초하여, 멸균 나노에멀전들의 입자 성장은 일반적으로 성분 열화를 수반하지 않는 것으로 관찰되었다. 통상적으로, 나노에멀전들의 유일한 바람직하지 않은 속성은 큰 입자 크기 및 CUM99%< 값들이었다.

본 명세서에 개시된 방법 및 디바이스는 제품을 규격 내의 입자 크기 파라미터들로 복귀시켜서 기대되는 용도로 제품을 사용할 수 있게 하며, 이에 따라 안전하지 않은 사용을 방지하고 제품의 소모를 줄일 수 있다. 본 개시된 디바이스 및 방법의 중요한 이점은, "교정(rectification)" 프로세스가 용기로부터 멸균 제품을 꺼내는 것을 수반하지 않으며, 제품을 가열 또는 냉각도 필요로 하지 않는다는 것이다. 이 프로세스는 간단한 절차를 통해 단기에 이루어진다. 개시된 방법 및 디바이스는 휘발성 퍼플루오로카본(또는 다른 휘발성) 성분을 갖는 이러한 제품들에 특히 적합하다.

나노에멀전을 수용한 용기의 개봉을 필요로 하지 않거나 수반하지 않음으로써, 미생물 오염의 위험이 최소화되어 멸균 유지와 관련된 비용이 방지된다.

본 발명의 방법 및 디바이스는 제조 현장 또는 널리 이용 가능한 장비를 사용하는 사용 지점에서 사용될 수 있다. 캐비테이션(cavitation)이 발생하는 다수의 로컬 구역을 생성하는 저전력 초음파 처리는, 고압 균질화를 통한 물질의 제조로부터 얻어진 값들로, 원하는 입자 크기 감소를 허용하는데 필요한 에너지를 제공한다. 또한, 입자 크기 최적화 및 제품의 안전성 및 효능을 보장하도록 설계된 신규한 프리필드 시린지 및 주입 시스템이 본 명세서에 개시된다.

놀랍게도, 나노에멀전이 밀봉 용기 내에 배치되었을 때, 기계적 진동(예를 들어, 음파 처리 및 특히 초음파 처리)이 FC/PFC 나노에멀전 내의 입자 크기를 조정(예를 들어, 감소)하는데 효율적이고 효과적으로 사용될 수 있다는 것이 발견되었다.

특정 실시형태들에서, FC/PFC 나노에멀전이 위치되는 용기는 유리 바이알(glass vial)을 포함한다. 특정 실시형태들에서, 용기는 플라스틱 바이알(plastic vial)을 포함한다. 특정 실시형태들에서, 용기는 FC/PFC 에멀전이 내부에 채워진 프리필드 시린지를 포함한다.

특정 실시형태들에서, FC/PFC 나노에멀전은 예를 들어 고압 균질화에 의해 제조되는 미리-제조된 에멀전을 포함한다. 특정 실시형태들에서, PFC 나노에멀전은 PFC, 수상(aqueous phase) 및 하나 이상의 첨가제의 혼합물을 포함하며, 이 혼합물은 이전에 균질화를 거치지 않은 것이다.

특정 실시형태들에서, 바이알 또는 시린지는 교반 단계를 선택적으로 거치며, 이 교반 단계는 음파 처리 이전의 수동으로 흔들어주는 단계 또는 볼텍싱하는 단계일 수 있다. 특정 실시형태들에서, PFC 나노에멀전은 시린지 펌프 또는 파워 인젝터와 협력하여 음파 처리된다. 이들 실시형태들 중 몇몇에서, 음파 처리는 시린지 몸체, 시린지 플런저(syringe plunger), 시린지를 빠져 나가는 튜빙(tubing), 또는 시린지의 팁 또는 시린지의 팁의 근위 또는 원위 부분에 적용될 수 있으며, 이에 따라 물질이 환자에게 주입되기 전에 초음파 처리되도록 한다.

특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지의 주파수는 약 1 KHz 내지 약 10 MHz 범위이다. 특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지의 주파수는 약 10 KHz 내지 20 KHz 범위이다. 특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지의 주파수는 10 KHz 내지 약 10 MHz를 포함한다.

특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지의 주파수는 약 10 KHz 내지 약 20 KHz 범위이다. 특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지의 주파수는 약 20 KHz 내지 약 5 MHz 범위이다. 특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지의 주파수는 약 5 MHz 내지 약 10 MHz 범위이다. 특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지의 주파수는 약 40 KHz 내지 약 1 MHz 범위이다. 특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지의 주파수는 약 40 KHz 내지 약100 KHz 범위이다. 특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지의 주파수는 약 100 KHz 내지 약 500 KHz 범위이다. 특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지의 주파수는 약 500 KHz 내지 약 1 MHz 범위이다.

특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지는 예를 들어 약 5 KHz(음파 처리), 10 KHz(음파 처리), 20 KHz, 30 KHz, 40 KHz 또는 50 KHz로부터, 약 100 KHZ, 500 KHz, 1 MHz, 2 MHz, 5 MHz 또는 10 MHz까지의 주파수에서 스위핑(sweeping)된다(20KHz 내지 10 MHz의 모든 주파수들은 초음파 처리로 간주될 수 있음). 특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지는 적용된 초음파 처리의 공칭 주파수의 +/- 1 % 내지 약 +/- 10 %의 범위에 걸친 주파수에서 스위핑된다. 일 예로서, 공칭 초음파 주파수가 40 KHz인 경우, 주파수는 39.6 KHz 내지 40.4 KHz 또는 36 KHz 내지 44 KHz의 범위를 통해 스위핑될 수 있다. 아래에서 설명되는 후속 스윕 범위들의 경우, 동일한 방식으로 계산이 수행된다.

특정 실시형태들에서, 음파 처리 또는 초음파 처리 에너지는 적용된 초음파의 공칭 주파수의 +/- 1 % 내지 약+/- 20 %의 범위에 걸친 주파수에서 스위핑된다. 특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지는 적용된 초음파의 공칭 주파수의 +/- 1 % 내지 약 +/- 50 %의 범위에 걸친 주파수에서 스위핑된다. 특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지는 적용된 초음파의 공칭 주파수의 +/- 1 % 내지 약 +/- 70 %의 범위에 걸친 주파수에서 스위핑된다. 특정 실시형태들에서, 음파 처리 또는 초음파 처리 에너지는 적용된 공칭 주파수의 +/- 1 % 내지 약 +/- 100 %의 범위에 걸친 주파수에서 스위핑된다. 명시된 예들보다 작거나 큰 주파수 스위핑이 본 명세서에서 고려된다.

특정 실시형태들에서, 전달되는 초음파 에너지는 공칭 음파 처리 또는 초음파 처리 주파수에서 송신되는 에너지로 한정되지 않는다. 초음파 처리 에너지는 공칭 초음파 주파수 및 이와 관련된 고조파들에서 송신되는 것을 포함한다. 예를 들어, 세라믹-적층 압전 트랜스듀서들의 경우, 3차 및 더 높은 고조파들이 공칭 트랜스듀서 에너지에서 기여되는 것보다 더 많은 초음파 처리 에너지를 기여한다.

특정 실시형태들에서, 음파 처리 또는 초음파 처리 에너지의 전력은 약 0.1 와트 내지 약 200 와트 범위(예를 들어, 약 0.1 와트 내지 약 5 와트, 약 0.1 와트 내지 약 10 와트, 약 0.1 와트 내지 약 20 와트, 약 0.1 와트 내지 약 50 와트, 약 0.1 와트 내지 약 100 와트, 약 0.5 와트 내지 약 200 와트, 약 1.0 와트 내지 약 200 와트, 약 10 와트 내지 약 200 와트, 약 20 와트 내지 약 200 와트, 약 50 와트 내지 약 200 와트, 약 100 와트 내지 약 200 와트, 약 2 와트 내지 약 20 와트)이다.

특정 실시형태들에서, 음파 처리 또는 초음파 처리 에너지는 약 1초 내지 약 30분(예를 들어, 약 1초 내지 약 25분, 약 1초 내지 약 20분, 약 1초 내지 약 15분, 약 1초 내지 약 10분, 약 1초 내지 약 5분, 약 1초 내지 약 1분, 약 1초 내지 약 2분, 약 1초 내지 약 3분, 약 10초 내지 약 30분, 약 30초 내지 약 30분, 약 1분 내지 약 30분, 약 5분 내지 약 30분, 약 10분 내지 약 30분, 약 1분 내지 약 5분, 약 5분 내지 약 15분, 약 15분 내지 약 25분)의 지속 시간 동안 PFC 나노에멀전에 적용된다. 특정 실시형태들에서, 음파 처리 또는 초음파 처리 에너지는 약 60초 미만의 지속 시간 동안 적용된다.

특정 실시형태들에서, 음파 처리 또는 초음파 처리 에너지는 간헐적으로 적용된다. 이러한 타입의 처치는 트랜스듀서의 듀티 사이클(duty cycle)의 변화이다. 예를 들어, 트랜스듀서에는 5초 동안 전력이 공급될 수 있고, 이어서 트랜스듀서에 전력이 공급되지 않는 5초의 기간이 뒤따를 수 있으며, 이러한 것이 소정의 총 시간, 예를 들어 4분 동안 수행된다. 본 경우에 있어서, 트랜스듀서의 듀티 사이클은 50% 듀티 사이클이다. 원하는 입자 크기의 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 나노에멀전을 제조하기 위해 음파 처리 또는 초음파 처리가 사용되는 본 명세서에서 설명된 임의의 실시형태에서는 1% 내지 100%의 듀티 사이클이 이용될 수 있으며, 바이알 내 또는 시린지 어셈블리 내에서 미리 혼합된 성분들의 교반에 의해 제조된 코어스 에멀전으로부터이든 또는 기존의 나노에멀전으로부터이든 관계없이, 이것은 코어스 에멀전 또는 기존의 나노 에멀젼이 이레이디에이션(irradiation)에 접근할 수 있는 그러한 어셈블리의 임의의 성분들을 포함한다.

특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지는 압전 트랜스듀서에 의해서 바이알 또는 시린지의 벽에 직접 적용된다. 특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지는 세라믹 트랜스듀서 또는 다른 트랜스듀서에 의해서 바이알 또는 시린지의 벽에 적용된다.

특정 실시형태들에서, 바이알 또는 시린지 튜빙(예를 들어, 시린지를 빠져나오는 튜빙)은 음파 에너지 적용을 위해 수조(water bath) 내에 배치될 수도 있다.

특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지는 시린지의 플런저 내에 위치한 영구적으로 배치되거나 제거 가능한 초음파 트랜스듀서를 통해 시린지 및 그것의 내용물에 적용된다.

특정 실시형태들에서, 음파 처리 또는 초음파 처리는, 시린지의 단부와 시린지의 출구 바로 뒤에 있는 시린지 내용물들의 경로를 시작하는 어셈블리의 시작부 사이에 있는, 시린지의 단부에 배치된 트랜스듀서를 통해 시린지에 적용된다.

특정 실시형태들에서, 음파 처리 또는 초음파 처리는 시린지의 단부에 배치된 트랜스듀서를 통해 시린지에 적용되며, 여기서 이 트랜스듀서는 직접 접촉되거나 또는 시린지 내용물들이 대상(subject) 또는 환자에게 전달되기 바로 전에 그것을 통과 할 때에 트랜스듀서에 의해 조사되는 튜빙의 작은 코일형(coiled) 섹션을 갖는 커플링 매체를 통해서 접촉된다.

트랜스듀서는 플런저의 내부와 동심이거나 플런저의 X, Y 또는 Z 축에 대해 비대칭적으로 배치될 수 있다.

트랜스듀서의 치수들은 시린지 플런저 내에 있는 허용되는 공간의 길이, 폭 또는 깊이의 임의의 비율에 걸쳐있다.

예시적인 실시형태에서, 플런저가, 재사용 가능한 트랜스듀서가 끼워지는 원통형 내부 공간을 갖는 일회용 시린지가 사용된다. 흔들거나, 볼텍스하는 것에 의해 또는 성분들을 현탁시키는 다른 수단에 의해 교반된 나노에멀전의 성분들을 함유하는 시린지가 파워 인젝터 또는 시린지 펌프에 장전되고, 재사용 가능한 트랜스듀서가 플런저의 내부에 끼워진다. 대안적으로, 트랜스듀서는 플런저에 끼워진 다음에 파워 인젝터 또는 시린지 펌프에 어셈블리를 장전할 수도 있다. 주입이 시작되기 이전의 미리 정해진 기간 동안 트랜스듀서에 전력이 공급된 다음, 트랜스듀서에 대한 전력이 주입 이전에 정지될 수도 있다. 대안적으로는, 트랜스듀서의 사전-주입 전력 공급 이후에, 그 주입은, 1% 내지 100% 범위일 수 있는 최적화된 듀티 사이클에서 트랜스듀서로의 지속적인 전력 적용 또는 트랜스듀서로의 간헐적인 전력 적용으로 개시될 수 있다.

특정 실시형태들에서, 트랜스듀서는 주입하는 동안 제품들이 각각 시린지 단부를 빠져나가는 시점의 지점 또는 그 부근에서 시린지의 몸체에 각각 배치된 링 트랜스듀서 또는 원추형 링 트랜스듀서일 수 있다. 트랜스듀서의 외부 표면은 그것이 끼워지는 시린지의 섹션의 윤곽에 물리적으로 결합되도록 구성될 수 있으며, 이것은 사용되는 시린지의 타입에 따라 결정될 것이다. 제품의 주입이 시작되기 이전에, 트랜스듀서는 최소 1초에서 최대 30분까지(예를 들어, 약 5초, 10초, 30초, 1분, 3분, 5분, 10분, 15분, 20분, 25분)의 특정 기간 동안 주입 전에 작동될 수 있다.

특정 실시형태들에서, 음파 처리 에너지는 비접촉식 초음파 처리 트랜스듀서들을 사용하여 적용된다. 이러한 실시형태들에서, 트랜스듀서 주파수는 예를 들어 30 KHz 내지 5 MHz일 수 있다. 비접촉식 트랜스듀서들은 PFC 나노에멀전을 제조 및 전달하기 위해 사용되는 장치에서 사용되는 트랜스듀서와 바이알, 시린지, 시린지 구성 요소들, 튜빙, 또는 바늘 사이에 접촉면 또는 커플링 유체를 필요로 함 없이, 공기를 통해 필요한 초음파를 송신한다. 이러한 비접촉식 트랜스듀서의 예들로는 Ultran Group(3100 Research Drive, State College, PA 16801USA)에서 입수할 수 있는 트랜스듀서들을 포함한다. 이러한 비접촉식 트랜스듀서들은 원형, 정사각형, 포인트 포커스 및 원통형 포커스 구성들로 제공될 수 있다.

특정 실시형태들에서는, 초음파 전력원이 특정 적용에 적합하도록 변경될 수 있다. 특정 실시형태들에서, 초음파 주파수는 초음파 전력의 파장이 튜빙 또는 시린지 또는 바이알의 직경, 또는 특정 부분과 매칭되도록 선택된다. 예를 들어, 수조 음파 처리기의 주파수가 10 내지 30 KHz의 범위인 경우, 초음파 에너지의 파장은 약 160 mm 내지 약 50 mm이며, 일반적으로 이것은 바이알, 시린지 및 시린지에서 빠져나오는 튜브의 직경보다 더 크다.

특정 실시형태들에서는, 트랜스듀서들 및 적절한 소프트웨어를 사용하여, 시린지의 특정 영역, 시린지 구성 요소, 또는 시린지의 내외부로 안내되는 튜브에 초음파가 집중될 수 있다. 이 공간을 규정하거나 트랜스듀서로부터 음파 처리될 공간까지의 거리를 조정하는 것에 의해, 집중 초음파를 사용함으로써, 미리 교반된 성분들의 혼합물의 변형이, 원하는 입자 크기 규격들을 갖는 퍼플루오로카본 에멀전을 제공하는 것을 가능하게 하는 인-라인(in-line) 시스템에서 미리 교반된 성분들의 혼합물을 음파 처리할 수 있다. 특정 실시형태들에서, 집중 초음파 처리의 적용은 연속적이다. 특정 실시형태들에서, 집중 초음파 처리의 적용은 1% 내지 100%의 범위일 수 있는 최적화된 듀티 사이클에서 간헐적이다.

약 500 KHz 내지 약 10 MHz의 초음파는 약 3 밀리미터 내지 약 0.16 밀리미터의 파장을 가지며, 예를 들어, 시린지를 빠져나가는 튜브에 적용될 수 있다. 플로우 레이트로 동력 전달을 포함하는 시스템에 포함된 펌프로 주입 속도를 제어하으로써, 입자의 크기를 제어 할 수 있다. 음파 처리되는 시스템 구성 요소와 관계없이 오직 하나의 초음파 주파수만을 사용하는 것이 아니라, 시스템의 특정 구성 요소(시린지 몸체, 시린지 몸체 출구, 시린지에서 주입 부위로 물질을 운반하는 튜브)에 적합한 초음파 주파수를 선택하는 것에 의하여, 초음파 에너지가 특정 용도, 즉 바이알, 시린지 및/또는 튜브의 초음파 처리에 적합하게 되는 것을 보장할 수 있다.

초음파 에너지의 주파수를 변경하는 것이 초음파를 집중시키는 것이 아니라는 것이 밝혀졌다. 오히려, 주파수 변경은 초음파 처리되고 있는 공간 내에 얼마나 많은 에너지 사인파의 주기가 존재하는지를 결정한다. 작은 공간의 긴 파장 음파 처리는 작은 공간에 대하여 사인파의 작은 섹션을 효과적으로 제공하므로, 작은 공간 내의 상이한 지점들에서의 에너지는 유사하며 시간에 따른 에너지 레벨의 변화는 없다. 짧은 파장을 사용하면 샘플 공간의 것보다 작은 복수의 사인파 주기를 샘플에게 제공한다.

특정 실시형태들에서, 초음파는 더 큰 공간 내의 매우 작은 영역에 에너지를 국한시키기 위해 집중될 수 있다. 모든 에너지는 동일한 진폭으로 해당 공간에 놓이게 된다. 비유하자면, 입구쪽에서 모든 빛을 모으고 출구쪽을 지나는 어느 지점에 그것을 집중시키는 렌즈를 생각할 수 있다.

특정 실시형태들에서, 이전에 교반된 성분 혼합물의 음파 처리는 시린지 내로 흡인 중에 수행될 수 있다. 흡인되는 물질이 적절하게 위치된 트랜스듀서를 통과함에 따라, 이 물질의 음파 처리가 주입 전의 흡인 중에 수행됨으로써, FC/PFC 나노에멀전에 시린지 내에서의 원하는 입자 크기 분포를 부여한다.

흡인 중에 음파 처리가 사용되는 경우, 트랜스듀서는 시린지의 입구에 부착된 튜브에, 시린지의 입구 부분에, 시린지의 입구에 근접한 시린지의 몸체에, 시린지의 플런저 내에 또는 시린지 배럴의 임의의 부분에 위치될 수 있다. 트랜스듀서의 위치에 따라, 음파 처리 전력 레벨 및/또는 주파수 그리고 듀티 사이클의 최적화를 수행함으로써, 필요한 입자 크기 분포를 갖는 퍼플루오로카본 에멀전의 가장 효율적인 생산을 제공하도록 한다. 필요한 모든 물질을 시린지 내에 흡인한 후에 초음파 처리가 선택적으로 계속되거나 정지될 수 있으며, 퍼플루오로카본 에멀전의 주입이 개시될 수 있다.

선택적인 교반 단계가 그 용도에 따라 수행될 수 있다. 예를 들어, 15초에서 3분까지의 기간 동안(예를 들어, 약 30초, 1분, 2분 동안) 수동으로 흔들기를 수행할 수 있다. 예를 들어, 볼텍싱은 약 1,000 rpm 내지 약 5,000 rpm(예를 들어, 약 1,000 rpm, 2,000 rpm, 3,000 rpm, 4,000 rpm, 5000 rpm)의 상이한 rpm 범위에서 수행될 수 있다. 볼텍서(vortexer)의 사이클 스트로크는 약 1 mm 내지 약 10 mm(예를 들어, 약 3 mm, 5 mm, 7 mm, 9 mm)로 다양할 수 있다. 이 볼텍싱 단계는 약 1초 내지 약 5분 동안(예를 들어, 약 10 내지 60초, 30초 내지 2분, 1분 내지 3분의 지속 기간 동안) 지속될 수 있다. 볼텍싱은 밀봉된 바이알 또는 프리필드 시린지에 대하여 기계적 진동의 형태로 적용될 수 있다. 각 진동의 진폭은 약 1 mm 내지 약 10 mm(예를 들어, 약 3 mm, 5 mm, 7 mm, 9 mm)의 편위를 초래할 수 있다.

FC 또는 PFC는 약 1카본 내지 약 10카본 원자의 카본 길이 범위의 선형 또는 분지형 플루오로카본 물질을 포함할 수 있다. 유용한 FC/PFC는 퍼플루오로부탄(perfluorobutane), 퍼플루오로펜탄(perfluoropentane), 퍼플루오로헥산(perfluorohexane), 퍼플루오로헵탄(perfluoroheptane), 퍼플루오로옥탄(perfluorooctane), 퍼플루오로노난(perfluorononane), 퍼플루오로데칼린(perfluorodecalin), 퍼플루오로옥틸브로마이드(perfluorooctylbromide), 퍼플루오로트리프로필아민(perfluorotripropylamine) 및 퍼플루오로트리부틸아민(perfluorotributylamine)을 포함한다. 바람직한 PFC들은 퍼플루오로펜탄, 퍼플루오로헥산, 퍼플루오로헵탄 및 퍼플루오로옥탄을 포함한다. 가장 바람직한것은 퍼플루오로펜탄이다. 최종 에멀전에서의 FC/PFC의 농도는 약 0.1 중량% 내지 약 100 중량%로 다양할 수 있다. 더 바람직하게는 농도는 약 1 중량% 내지 약 50 중량%/부피이다. 보다 더 바람직하게는 농도는 약 2 % w/vol 내지 약 10 % w/vol이다.

FC/PFC는 용기 내에 포함된 하나 이상의 계면활성제를 통해 에멀전화된다. 유용한 계면활성제는 PEG-Telomer-B, DuPont Capstone FS-3100 및 관련 캡스턴 상표 플루오로 계면활성제 및 인지질 그리고 이들의 혼합물을 포함하며, 이에 한정되지 않는다. 특히 유용한 인지질 혼합물은 DPPC, DPPE-MPEG(5,000) 및 DPPE를 포함한다. 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 나노에멀전의 제조를 위한 인지질 제제의 성분은 또한 DPPE-MPEG 또는 DSPE-MPEG 화합물을 포함할 수 있으며, 여기에는 1 내지 113 옥시에틸렌 단위 및 이러한 화합물의 혼합물이 거의 없다. 유사하게 DPPC는 DSPC로 치환될 수 있으며, DPPE 페이는 DSPE로 치환될 수 있다. 이러한 하나 이상의 성분의 치환은 퍼플루오로카본 나노에멀전의 성능을 최적화하기 위해 사용될 수 있다.

바람직하게는 계면활성제 농도는 약 0.1 mg/mL 내지 약 100 mg/mL로 다양하다. 당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 계면활성제의 농도는 FC의 농도에 따라 달라지게 된다. 일 예로서, 2 % w/vol DDFP를 사용할 경우, 사용되는 계면활성제 농도는 약 0.3 중량%/부피일 수 있다. 원할 경우에는, DDFP에 대한 계면활성제의 비율 및 이들의 절대 퍼센티지가, 특정 용도를 위한 입자 크기 및/또는 총 투여량 또는 용기 크기를 최적화하도록 달라질 수 있다. 예를 들어, DDFP의 나노에멀전은 4% DDFP 중량/부피 및 0.3% PTB 중량/부피를 사용하여 보다 농축된 나노에멀전을 제공하도록 제조될 수 있다.

에멀전의 수상(aqueous phase)은 물(예를 들어, WFI), 식염수, PBS 또는 다른 완충제(들)를 갖는 수성 매질(aqueous media)을 포함할 수 있다. 또한, 수크로오스(sucrose), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 글리세롤(glycerol), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)과 같은 첨가제들이 단독으로 또는 조합하여 또는 다른 물질들이 FC/FC 에멀전을 포함하는 용기들에 첨가될 수 있다.

일 양태에서, 본 발명은 일반적으로 퍼플루오로카본 나노에멀전의 입자 크기를 감소시키는 방법에 관한것이다. 이 방법은 퍼플루오로카본 에멀전의 입자 크기를 미리-선택된 값으로 조정하기에 충분한 시간 동안 퍼플루오로카본 에멀전에 기계적 진동을 적용하는 단계를 포함한다. 퍼플루오로카본 나노에멀전은 그 길이가 4 내지 약 10의 카본 원자인 퍼플루오로카본을 포함한다.

특정 실시형태들에서, 플루오로카본 에멀전은 바이알 또는 프리필드 시린지에 넣어진다.

특정 실시형태들에서, 기계적 진동은 초음파를 포함한다. 특정 실시형태들에서, 초음파는 약 10 KHz 내지 약 10 MHz의 주파수를 특징으로 한다. 특정 실시형태들에서, 퍼플루오로카본은 길이가 약 4 내지 약 8 카본 원자이다.

이 방법의 특정 실시형태들에서, 플루오로카본은 퍼플루오로카본이다. 특정 실시형태들에서, 퍼플루오로카본은 퍼플루오로펜탄, 퍼플루오로헥산 또는 양쪽 모두를 포함한다.

이 방법의 특정 실시형태들에서, 퍼플루오로카본은 퍼플루오로펜탄으로 구성된다.

이 방법의 특정 실시형태들에서, 퍼플루오로카본은 퍼플루오로헥산으로 구성된다.

다른 양태에서, 본 발명은 일반적으로 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전의 프리필드 시린지에 관한 것이며, 여기서 플루오로카본은 길이가 약 4 내지 약 10 카본 원자이고, 플루오로카본 나노에멀전은 플루오로카본의 약 0.1% 내지 50% 중량 부피이다.

프리필드 시린지의 특정 실시형태들에서, 여기서 플루오로카본은 퍼플루오로카본이다. 특정 실시형태들에서, 퍼플루오로카본은 길이가 약 4 내지 약 8 카본 원자이다.

프리필드 시린지의 특정 실시형태들에서, 플루오로카본은 퍼플루오로카본이다. 특정 실시형태들에서, 퍼플루오로카본은 퍼플루오로펜탄, 퍼플루오로헥산 또는 양쪽 모두를 포함한다.

프리필드 시린지의 특정 실시형태들에서, 퍼플루오로카본은 퍼플루오로펜탄으로 구성된다.

프리필드 시린지의 특정 실시형태들에서, 퍼플루오로카본은 퍼플루오로헥산으로 구성된다.

프리필드 시린지의 특정 실시형태들에서, 시린지는 유리, 플라스틱 또는 양쪽 모두를 포함하는 물질로 제조된다.

프리필드 시린지의 특정 실시형태에서, 시린지는 유리 물질로 제조된다.

프리필드 시린지의 특정 실시형태들에서, 시린지는 플라스틱 물질로 제조된다.

프리필드 시린지의 특정 실시형태들에서, 시린지는 초음파 에너지를 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전에 적용하기 위해 초음파 트랜스듀서에 끼워진다.

프리필드 시린지의 특정 실시형태들에서, 초음파는 약 10 KHz 내지 약 10 MHz의 범위의 주파수를 갖는 것을 특징으로 한다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 일반적으로 본 명세서에 개시된 방법에 의해 제조되는 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전의 조성물에 관한 것이다.

조성물의 특정 실시형태들에서, 조성물은 밀봉된 용기 내에 포함되는 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전으로부터 제조되며, 여기서 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본)의 입자 크기는 약 1미크론보다 크다.

조성물의 특정 실시형태들에서, 초음파에 노출된 후의 평균 입자 크기는 500 nm미만이다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 일반적으로 플루오로카본(예를 들면, 퍼플루오로카본) 나노에멀전의 입자 크기를 감소시키는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 시린지 내에 포함된 플루오로카본 나노에멀전을 제공하는 단계와, 플루오로카본 나노에멀전을 도중에 튜브를 거쳐서 대상에 전달하는 단계를 포함하며, 여기서 플루오로카본 나노에멀전은 초음파 필드를 통과함으로써 플루오로카본 나노에멀전의 평균 크기가 10% 이상 감소된다.

이 방법의 특정 실시형태들에서, 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전의 평균 크기는 30% 이상 감소한다. 이 방법의 특정 실시형태들에서, 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전의 평균 크기는 50% 이상 감소한다.

이 방법의 특정 실시형태들에서, 초음파 필드를 통과하기 전에 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전의 평균 입자 크기는 약 1 미크론보다 크다. 이 방법의 특정 실시형태들에서, 초음파 필드를 통과한 후에 플루오로카본(예를 들어, 퍼플루오로카본) 나노에멀전의 평균 입자 크기는 500 nm 미만이다.

특정 실시형태들에서, 본 명세서에 개시된 퍼플루오로카본 나노에멀전은 하나 이상의 인지질(phospholipid)들을 포함한다.

인지질들은 임의의 적절한 탄소 사슬 길이를 가지며, 예를 들어 길이가 약 12 턴소 내지 약 18 탄소(예를 들어, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) 범위이다.

인지질들은 나노에멀전에서 임의의 적절한 중량%를 나타낼 수 있으며, 예를 들어 약 0.10% 내지 약 7.5%(예를 들어, 약 0.10% 내지 약 5%, 약 0.10% 내지 약 4%, 약 0.10% 내지 약 3%, 약 0.10% 내지 약 1.5%)를 나타낼 수 있다.

2015년 6월 12일자로 출원된 "Phospholipid Composition and Microbubbles and Emulsions with same"이라는 발명의 명칭의 PCT/US15/35681의 개시 내용은 모든 목적을 위해 참조로서 본 명세서에 포함된다.

조성물이 3개 인지질의 혼합물을 포함하는 특정 실시형태들에서, 예시적인 인지질 및 이의 상대적인 양은 예를 들어 포스파티딜콜린 약 75 내지 약 87 몰 %, 포스파티딜에탄올아민 약 5 내지 약 15 몰 % 및 포스파티딜에탄올아민-MPEG 약 3 내지 약 20 몰 %이며, 여기서 "MPEG"은 말단 메톡시기를 갖는 PEG기를 지칭한다. 본 명세서에서 MPEG은 약 350 내지 약 5,000(예를 들어, 약 350 내지 약 4,000, 약 350 내지 약 3,000, 약 350 내지 약 2,000, 약 500 내지 약 5,000, 약 1,000 내지 약 5,000, 약 1,500 내지 약 5,000, 약 2,000 내지 약 5,000, 약 3,000 내지 약 5,000, 약 4,000 내지 약 5,000)을 포함할 수 있다. 그 분자의 올리고에틸렌옥시 부분이 MPEG 인지질에 존재하는 메톡시 말단이 아니라 수산기로 종결되는 포스파티딜에탄올아민-PEG는 제제 내에서 포스파티딜에탄올아민-MPEG로 대체될 수 있다. 또한, 포스파티딜에탄올아민-MPEG 및 포스파티딜에탄올아민-PEG의 조합물도 이들 제제의 올리고에틸렌옥시 함유 인지질 성분으로서, 임의의 상대 비율로 사용될 수 있다.

조성물이 3개 인지질의 혼합물을 포함하는 실시형태들에서, 예시적인 인지질 및 이의 상대적인 양은 예를 들어 포스파티딜콜린 약 80 내지 약 85 몰 %, 포스파티딜에탄올아민 약 8 내지 약 13 몰 % 및 포스파티딜에탄올아민-MPEG(또는 포스파티딜에탄올아민-PEG) 약 6 내지 약 11 몰 %일 수 있다.

특정 실시형태들에서, 포스타티틸에탄올아민은 약 350 내지 약 5,000의 분자량을 갖는 PEG 기를 포함한다(예를 들어, 약 350 내지 약 4,000, 약 350 내지 약 3,000, 약 350 내지 약 2,000, 약 500 내지 약 5,000, 약 1,000 내지 약 5,000, 약 1,500 내지 약 5,000, 약 2,000 내지 약 5,000, 약 3,000 내지 약 5,000, 약 4,000 내지 약 5,000).

특정 실시형태들에서, 본 발명의 조성물은 DuPont Zonyl FS100 또는 DuPont FSO의 주문 정제된 의료용 그레이드인 PTB(PEG Telomer B)를 포함한다. 특정 실시형태들에서, 본 발명의 조성물들은 퍼플루오로-n-헥실-올리고에틸렌옥시-알콜을 포함한다. 퍼플루오로-n-헥실올리고에틸렌옥시-알콜의 특정 형태는 DuPont Capstone FS-3100으로 알려진 플루오로 계면활성제 제품이며, 특정 실시형태들에서, 본 발명의 조성물들은 물질 또는 그 물질의 주문 정제된 버전을 포함한다. 특정 실시형태들에서, 본 발명의 조성물들은 테트라데카플루오로-n-헥산(tetradecafluoronhexane; TDFH)을 포함한다. 특정 실시형태들에서, 본 발명의 조성물들은 임의의 비율로 존재하는 2개 이상의 가능한 구조 이성체의 혼합물로 구성될 수 있는 테트라데카플로오로헥산을 포함한다. 특정 실시형태들에서, 본 발명의 조성물들은 도데카플루오로-n-펜탄(dodecafluoronpentane; DDFP)을 포함한다. 특정 실시형태들에서, 본 발명의 조성물들은 임의의 비율들로 존재하는 2개 이상의 가능한 구조 이성체의 혼합물로 구성될 수 있는 도데카플루오로펜탄을 포함한다.

특정 실시형태들에서, 본 발명의 조성물들은 도데카플루오로-n-펜탄, 1,2-디팔미토일-sn-글리세로-3-포스파티딜콜린, 1,2-팔미토일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민-N-[메톡시(폴리에틸렌 글리콜)-5000] 염(예컨대, 나트륨 염), 및 1,2-디팔미토일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민 중의 하나 이상을 포함한다.

특정 실시형태들에서, 본 발명의 조성물들은 1,2-디미리스토일-sn-글리세로-3-포스파티딜콜린, 1,2-디미리스토일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민-N-[메톡시(폴리에틸렌 글리콜)-2000] 염(예컨대, 나트륨 염), 및 1,2-디미리스토일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민 중의 하나 이상을 포함한다. 특정 실시형태들에서, 본 발명의 조성물들은 1,2-디도데카노일-sn-글리세로-3-포스파티딜콜린, 1,2-디도데카노일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민-N-[메톡시(폴리에틸렌 글리콜)-2000] 나트륨 염 및 1,2-디도데카노일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민 중의 하나 이상을 포함한다.

다음의 실시예들은 당업자에게 본 발명을 제조하고 사용하는 방법을 더 설명하기 위해서 제공된다. 그러나 이러한 실시예들이 본 발명의 범위에 대한 한정으로서 의도되는 것은 아니다.

실시예들

실시예 1 - 도데카플루오로펜탄 - PTB (Peg Telomer ) B의 에이징된 나노에멀전의 단일 유리 바이알에 대한 초음파 처리에 의한 입자 크기 감소 - 3개의 시험

예비 연구에서, 완충된 30% 수크로오스 내의 도데카플루오로펜탄/PTB(Peg Telomer B)의 에이징된 에멀전 3개 샘플을 연구하였다. 오리지널 제조는 고압 균질화 및 여과를 사용하여 수행되었다. PSS Nicomp 380 DLS 서브미크론 입자 크기 측정 장치를 사용하여 2개의 에이징된 샘플에 대한 입자 크기 데이터를 얻었다. 이 기기의 유니모달 가우스 분포 피팅 루틴을 사용하여 IWMD(intensity-weighted mean diameter), VWMD(volume-weighted mean diameter) 및 NWMD(number-weighted mean diameter)을 구하였다. 에이징된 샘플에 대한 카이 제곱 값은 일반적으로 0.75 - 2.0이었으며, 이것은 유니모달 가우스 분포를 가정한 상관 데이터의 처리를 허용할 수 있는 허용 범위의 상부 부분이다. 또한, 표준 편차 및 누적 99 %< 값들도 얻어졌다. 이 데이터가 표 2에 나타나 있다.

[표 2] DDFP - PTB 에멀전의 에이징된 샘플의 초음파 처리. 입자 크기에 미치는 초음파 처리 시간의 영향

에이징된 샘플들에 대한 카이 제곱 값들은 새로 제조된(균질화 방법) 물질 (카이 제곱이 일반적으로 0.18-0.35)에 대해 얻어진 값들과 비교할 때 상당히 상승되었다. 초음파 처리 전의 평균 입자 직경 값(표 1 참조)은 새로 제조된 물질에 대한 값보다 훨씬 높았다(표 1 참조). 분포의 표준 편차는 일반적으로 새로 제조된 물질에 대한 25-35%와 비교할 때, 더 높은(즉 34-50%) 경향이 있었다.

에이징된 물질의 초음파 처리는 VWR 아쿠아소닉 75HT 초음파 세정조(전력 출력 75 와트)를 사용하여 수행하였다. 샘플 바이알을 20 게이지 구리 와이어를 통해 지지체로부터 매달고 바이알을 세정조 중앙에 넥(neck)까지 담그었다. 음파 처리는 표 1에 표시된 시간 동안 수행되었다. 에이징된 물질의 초음파 처리로 인해 IWMD, VWMD 및 NWMD가 새로 제조된 물질(균질화 방법)에서 얻은 것과 동일하거나 이보다 낮아졌다. 분포의 표준 편차 감소에 대한 효과가 현저하게 나타나지는 않았지만, 이 값들은, 에이징된 물질과 비교할 때 더 낮은 경향이 있으며, 새로 제조된 재료의 범위에 접근하였다. 음파 처리는 강도 및 볼륨 가중 평균 입자 직경에 대한 Cum99%< 값을 대폭 감소시켰다. 초음파 처리 시간을 2 분에서 10 분으로 증가시키거나, 또는 10 분 초음파 처리 이후에 10 분 대기 시간을 갖고 그 후에 15 분 초음파 처리함으로 인해, 초음파 처리 시간이 증가함에 따라 입자 크기의 3 가지 카테고리 모두에서 가우시안의 평균 직경, 표준 편차 및 CUM99%<값을 점차적으로 감소시킨다는 결과가 나타났다.

실시예 2. 복수의 바이알의 동시 초음파 처리에 의한 도데카플루오로펜탄 -PTB(Peg Telomer B)의 에이징된 나노에멀전의 입자 크기 감소

에이징된 물질의 6개의 바이알을 초음파 세정조에서 동시에 초음파 처리하여 에이징된 물질의 트랜치가 교정되어 스루풋 및 효율이 증가하는지를 결정하는 또 다른 시험이 수행되었다.

에이징된 물질에 대한 베이스라인을 확립하고 입자 크기 파라미터의 가변성을 결정하기 위해, 3개의 무작위로 선택된 에이징된 샘플의 서브미크론 입자 사이징이 수행되었다. 이 데이터가 표 3에 나타나 있다.

[표 3] DDFP - PTB 나노에멀전의 3개 에이징된 샘플에 대한 입자 크기 파라미터

이 3개의 에이징된 샘플에 대한 입자 사이징 데이터는 에이징된 샘플들이 에이징 프로세스가 샘플 공간에 걸쳐 비교적 균일하다는 것을 나타내는 낮은 RSD에 의해 보여주는 바와 같이 특성이 상당히 유사하다는 것을 나타내었다. IWMD는 600 nm의 규격을 초과했으며, Cum99%< 값들은 1300 nm 한계를 상당히 초과하였다. 이러한 샘플들에 대한 카이 제곱은 새로 제조된 물질보다 상당히 높은 경향이 있었으며, 이것은 새로 제조된 물질과 비교했을 때 에이징된 물질에 대해 입자 크기 분포가 잘 나타나지 않았음을 암시한다.

에이징된 물질의 바이알 트랜치의 초음파 처리를 평가하기 위해, 6개의 바이알 세트를 초음파 세정조에서 23-25 ℃의 온도 범위에서, 25분 동안 동시에 초음파 처리하였다. 바이알은 20 게이지의 스테인리스 스틸 와이어를 통해 2줄의 3개 바이알로 매달려서 바이알 넥까지 잠기었다. 이 2줄의 바이알은 세정조의 길이와 폭의 중앙 50%를 차지하였다. 초음파 처리된 샘플들에 대한 입자 사이징 데이터가 표 4에 나타나 있다.

[표 4] 25분 초음파 처리 이후 DDFP - PTB 나노에멀전의 6개 에이징된 샘플에 대한 입자 크기 파라미터

모든 초음파 처리된 샘플들에 대한 입자 크기 데이터는 균질화에 의해 얻어진 새로 제조된 물질의 것보다 낮았다(고압 균질화를 사용하여 새로 제조된 물질의 입자 크기 파라미터 값은 표 1 참조). 표 5는 에이징된(3 바이알) 및 동시에 초음파 처리된 에이징된(6 바이알) 물질에 대한 평균 데이터를 비교한 것이다.

[표 5] IWMD , % 표준 편차, 분포<의 Cum99% 및 Xi Sq의 평균값에 대한 DDFP -PTB 에멀전의 에이징된 샘플 6 바이알 트랜치의 25분 음파 처리 효과

IWMD, % 표준 편차, 분포<의 Cm99% 및 카이 제곱 값의 현저한 감소가 얻어졌다. 이 데이터는 바이알의 트랜치에서 에이징된 물질를 초음파 처리하면 에이징된 물질보다 좁은 입자 분포를 가지며 그것의 분포<의 Cum99 %가 고압 균질화를 사용하여 새로 제조된 물질의 값보다 훨씬 낮게 되는 바람직한 IWMD를 가진 물질을 효율적으로 생산할 수 있음을 보여준다. 또한, 카이 제곱 값의 극적인 감소는 음파 처리된 물질의 입자 크기 분포가, 입력된 에이징 물질보다 실제 가우스 분포에 훨씬 가깝다는 것을 의미한다.

실시예 3. 배합된 에멀전 성분들을 볼텍싱한 후 바이알들을 초음파 처리함으로써 유리 바이알들 내에 도데카플루오로펜탄 - PTB (Peg Telomer B) 나노에멀전 제조 - 온 디맨드 시나리오에 있어서 고압 균질화를 고품질 나노에멀전을 제조하기 위한 수단으로서의 초음파 처리로 대체

최종 농도에서 에멀전 성분의 배합물을 함유하는 밀봉된 바이알의 초음파 처리를 사용하여 고압 균질화를 회피할 수 있는지의 여부를 알아보기 위한 실험들을 수행하였다. 밀봉된 바이알들에 대하여 볼텍싱을 실시한 후 초음파 처리한 결과 고압 균질화에 의해 제조된 것과 동일한 에멀전으로 되었다.

4 mL 공칭 5 mL 용량(실제 용량 9 mL) 바이알 각각에 주입용 물(WFI, 6% w/v PTB) 내의 PTB 용액 0.44 mL 및 WFI(30% w/v) 내의 수크로오스 7.44 mL를 채웠다. 바이알을 바이알 스토퍼로 밀봉하고, 성분들이 혼합될 수 있도록 교반하여, 10분 동안 얼음-수조에 두었다. 그 다음, 바이알을 얼음-수조에서 꺼내어 수건으로 말린 후 분석용 저울의 팬(pan)에 놓았으며, 저울은 중량을 0으로 나타내었다. DDFP를 포함하는 20 mL 스크류-밀봉 바이알을 냉동고(-20 ℃)에서 꺼내어 얼음-수조에 두었다. 그 직후에, ¾" 22 게이지 바늘이 달린 1 mL 일회용 시린지를 사용하여 차가운 DDFP를 반복하여 흡인 및 토출함으로써 시린지를 식혔다. 그 다음, 0.4mL DDFP 분취액을 시린지에 흡인하고, 그 DDFP를 0.21g(2.26 % w/v)의 중량으로 토출될 때까지 중량 측정된 바이알에 전달하였다. 바이알을 즉시 스토핑하고 크림프-밀봉하였다. 각각의 바이알을 최대 속도로 설정된 VWR 미니볼텍서(Minivortexer) 상에서 차례로 1분 동안 똑바로 세우고, 1분 동안 뒤집고, 1분 동안 똑바로 세우는 방식으로 볼텍싱하였다. VWR 아쿠아소닉 75HT 초음파 세정조의 조 내에 20 게이지 스테인리스 스틸 와이어를 통해 좌우 및 전후에 중심이 맞추어진 넥에 매달린 바이얼이 미리 정해진 기간 동안 초음파 처리되었으며, 그 후에 최종 생성된 에멀전의 입자 크기를 측정하기 이전에 10 분간 그대로 두었다. 얻어진 데이터를 표 6에 나타낸다.

[표 6] 배합된 성분들에 대한 볼텍싱 및 초음파 처리가 요구에 따라 고품질 DDFP-PTB(Peg Telomer B) 나노에멀전들을 제공함

실험들은 심지어 단시간 동안의 초음파 처리에 의해서도 고압 균질화를 사용하여 제조된 물질에 의해 나타나는 것과 구별될 수 없는 입자 크기 파라미터를 갖는 에멀전을 제공함을 보여 주었다. 이것은 제조 시설에서의 제조 또는 사용 지점에서의 볼텍싱/음파 처리 프로토콜의 구현에 의해, 퍼플루오로카본 에멀전의 효율적인 제조를 위한 고압 균질화를 대체할 수 있음을 보여준다.

실시예 4. 유리 바이알 내의 배합 성분들을 볼텍싱한 후 초음파 처리하여 도데카플루오로펜탄-인지질 나노에멀전 제조

인지질 DPPC(디팔미토일포스파티딜콜린), DPPE-PEG-5000(1,2-디팔미토일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민-N-[모노메톡시폴리(에틸렌 글리콜)(5000)] 및 DPPE(1, 2-디팔미토일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민)을 크림프-밀봉된 공칭 5 mL 바이알(실제 총 용량 9 mL)에 DDFP(2% w/v)를 함유한 전체 인지질 0.3% w/vol의 농도로 제조하였다. 밀봉된 바이알을 똑바로 세워서 적어도 30 초 동안 그리고 뒤집어서 30 초 동안 볼텍싱한 후 2, 8 또는 16 분 동안 초음파 처리하였다. 각 초음파 처리 시간에 대한 결과들이 표 7에 표시되어 있다.

[표 7] DDFP와 인지질 현탁액을 함유하는 바이알들을 볼텍싱 및 음파 처리하여 인지질 캡슐화된 퍼플루오로카본 나노액적을 생산

이종 성분 혼합물 볼텍싱은 현탁액을 제공하며, 그 사이징 데이터(초음파 처리 시간 = 0 분)는 상당한 양의 인지질 미셀(NWMD의 작은 값에 의해서 증명됨)을 수반할 가능성이 있는 캡슐화된 나노액적의 존재를 나타낸다. 볼텍싱된 혼합물의 특성에 대한 다른 인디케이터는 초음파 처리된 바이알들로부터의 물질의 같은 크기 샘플 분취량과 비교할 때 낮은 산란 강도이다.

단기간의 초음파 처리(2 분)는 서브미크론 크기의 캡슐화된 퍼플루오로카본 나노액적의 특징인 IWMD, VWMD 및 NWMD를 제공한다. 보다 구체적으로, NWMD의 4배 증가는 인지질 미셀의 파괴 및 캡슐화된 나노액적의 형성을 나타낸다. 2 분 초음파 처리로부터의 샘플 분취량의 산란 강도는 볼텍싱만 행한 샘플의 동일한 크기 분취량과 비교할 때 상당히 증가하였다.

실질적으로 감소된 Xi Sq 및 %SD는 고압 균질화에 의해 얻어진 것과 유사한 가우시안 나노입자 분포의 형성과 일치한다. 증가된 초음파 처리 시간(8 분 및 16 분)은 시스템을 IWMD, VWMD, %SD, IWCUM99%< 및 VWCUM99%< 값들의 감소에 의해 입증되는 입자 크기 분포에 대한 포화 값들에 더 근접시킨다. 이 데이터는 서브미크론 크기의 캡슐화된 퍼플루오로카본 나노액적을 생산하는 초음파 처리의 유용성이 특정 부류의 계면활성제에 국한되지 않으며, 특정 용도에 특히 적합한 상이한 계면활성제 유형을 사용하여 캡슐화된 퍼플루오로카본 나노액적을 제조하는데 적용될 수 있음을 입증한다.

실시예 5. 규격 외 에멀전들의 인-라인 실시간 입자 크기 감소

주입을 위해 인-라인 시스템에서 초음파 처리가 사용될 수 있는지를 결정하기 위한 실험을 수행하였다. 규격 외 DDFP-PTB 에멀션 바이알을 똑바로 세워서 30 초 동안 그리고 뒤집어서 30 초 동안 볼텍싱하여, 1 분간 그대로 두었다. 1.5" 22 게이지 일회용 주사 바늘이 장착된 1 mL Becton 및 Dickinson 시린지를 사용하여 헤드 스페이스를 공기 0.5 mL로 가압하고 이어서 시린지가 에멀전의 원하는 분취량을 수동적으로 채울 수 있게 되는 볼텍싱 단계 후에 입자 사이징을 위해서 볼텍싱된 물질의 0.3 mL 분취량을 채취하였다.

1.5" 22 게이지의 Becton 및 Dickinson 일회용 바늘이 장착된 6 mL의 NormJect ™ 일회용 플라스틱 시린지(Henke Sass Wolf)에 5 mL의 공기를 채웠다. 상부로부터 바이알의 스토퍼를 뚫어서 바이알 헤드 스페이스로 공기를 주입함으로써 바이알에 압력을 가하였다. 전체 어셈블리를 거꾸로 뒤집어, 시린지에 5mL의 에멀전을 수동적으로 채웠다. 그 다음, 에멀전을 뒤집어진 바이알의 헤드 스페이스에 주입하고 시린지에 다시 에멀전 5mL를 수동적으로 채웠다.

바늘을 즉시 시린지로부터 제거하고, 시린지에 암형 1/16" 내경 Luer Lock 피팅-1/16" 바브 어댑터를 사용하여 폴리프로필렌 튜브(1/8" 외경, 1/16" 내경)를 끼웠다. 폴리프로필렌 튜브의 내부 용적은 2.2 mL였다.

도 1은 나노에멀전의 배합된 성분의 유리 바이알을 볼텍싱한 후에 코어스 에멀전을 시린지 내로 흡인함으로써 생성된 규격 외의 나노에멀전 또는 코어스 에멀전의 인-라인 초음파 처리에 사용되는 장비의 예시적인 실시형태를 도시한 것이다. 시린지 펌프(120)는 시린지(110) 내용물을 제어된 속도로 초음파 세정조(130)에 잠긴 튜브 코일로 전달하는데 사용된다. 튜브의 길이와 시린지의 속도 설정은 튜브에서의 시린지 내용물의 체류 시간과 전달된 시린지 내용물에 초음파가 적용되는 시간을 결정한다.

도 2는 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 및 수성 계면활성제의 코어스 에멀전 또는 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 및 수성 계면활성제의 규격 외 에멀전의 인-라인 음파 처리 또는 초음파 처리(초음파 세정기를 사용)에 사용되는 코일형 튜브의 구성의 예시적인 실시형태를 도시한 것이다. 일반적으로 코일형 튜브는 세정조의 물에 완전히 잠겨 있다. 그러나, 코일의 스파이럴에 수직인 코일의 축이 초음파 세정조의 바닥에 평행한 코일이 위치될 경우에는(이 도면에 도시된 바와 같이), 튜브의 코일이 초음파 세정조의 물 속으로 잠기는 깊이는 이 프로세스의 듀티 사이클을 변화시키는데 사용될 수 있다. 코일을 구성하는 일련의 루프 각각이 초음파 세정조의 물에 절반만큼 잠길 경우에는, 예를 들어 50%의 듀티 사이클을 제공하게 된다. 이것은 연속적인 초음파 처리가 나노에멀전의 온도를 허용할 수 없는 레벨까지 올릴 수 있기 때문에 바람직할 수 있다. 더 짧은 듀티 사이클을 사용함으로써, 제조되는 나노에멀전의 온도를 제어할 수 있다. 튜브의 코일이 초음파 세정기의 수조에 더 또는 덜 잠기게 되면 듀티 사이클이 각각 증가 또는 감소되며, 이것은 필요에 따라 듀티 사이클을 제어하기 위한 간단하고 편리한 방법을 구성한다. 이러한 방식으로, 입자 크기 파라미터 및 제조 온도를 제어할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 튜브는 직경이 약 2"인 루프(210)(도 2)로 감겨져, 튜브를 포지셔닝할 수 있는 그루브가 있는 플라스틱 힌지 클립을 사용하여 소정 위치에 유지되는 나란한 루프의 어레이를 형성한다. 그 다음, 시린지를 하바드 장치 모델 11 플러스 시린지 펌프(120)에 배치하였다. 시린지 펌프는 1cc/분의 플로우 레이트로 설정되었다. 코일형 튜브는 VWR 아쿠아소닉 75HT 초음파 처리기(130)의 수조에 완전히 잠겼다. 시린지 펌프를 시동시키고 나서 즉시 초음파 처리를 개시하였다. 규격 외 에멀전은 음파 처리기 수조에 있는 루프 튜브를 통과하면서 초음파 처리에 노출되었다. 초음파 처리된 물질을 10 ℃로 유지된 바이알에 수집하였다. 바이알은 입자 사이징을 위해 물질이 채취될 때까지(~수집 중지 후 1 분) 즉시 부틸 고무 스토퍼로 밀봉되었다. 표 8은 볼텍싱 이후이지만 음파 처리 이전 및 볼텍싱 및 인-라인 음파 처리 이후 규격 외 물질에 대해 얻어지는 입자 크기 데이터를 나타낸다.

[표 8] 볼텍싱 및 규격 외 DDF - PTB 에멀전의 인-라인 초음파 처리를 위한 입자 크기 데이터

이 실시예에서 설명되는 기술은 고압 균질화(표 1 참조)에 의해 제조된 물질에 의해 나타나는 입자 크기 파라미터를 나타내는 DDFP-PTB 나노에멀전을 제공한다. 이것은 본 명세서에 개시된 개선 프로세스를 통해 최고 품질의 물질을 얻을 수 있음을 보여준다. 따라서, 상당한 보관 기간 동안 입자 크기 성장을 거쳐서 규격 외 입자 크기 파라미터를 나타내는 나노에멀전 물질에 대하여 인-라인 프로세스를 사용하여 효율적이고 효과적으로 교정할 수 있다.

실시예 6. 배합 성분으로부터의 DDFP - PTB 에멀전의 인-라인 실시간 제조

인-라인 초음파 처리가 단지 나노에멀전의 성분으로 바이알을 충전시키고, 성분 혼합물을 볼텍싱한 후에 인-라인 음파 처리하는 것에 의해 DDFP-PTB 에멀전을 제공할 수 있는지를 결정하기 위한 실험을 수행하였다. 이 기술은 JIT(just-in-time) 시나리오에서 나노에멀전을 제조한 후 즉시 실시간으로 주입할 수 있게 한다.

공칭 5 mL 세럼 바이알(실제 부피 9 mL)에 WEF(water for injection)(7.65 mL) 내의 PTB(Peg Telomer-B)(24.4 mg) 및 0.2 마이크론 여과된 30% 수크로오스를 채웠다. 그 다음, 1 mL 투베르쿨린 인슐린-배분 시린지(본질적으로 제로 데드 볼륨)를 사용하여 차가운 DDFP(0.179 g)를 첨가하였다. 바이알을 즉시 크림프-밀봉하고 나서, 1 분 동안 똑바로 세워서 그리고 1 분 동안 거꾸로 뒤집어서 볼텍싱하였다. 바이알을 1 분간 그대로 둔 다음, 부드럽게 10배 시간 동안 뒤집어 놓았다. 0.3 mL 분취액을 실시예 5에서 설명된 바와 같이 입자 크기 측정을 위해 샘플링하였다. 그 다음, 볼텍싱된 물질의 5 mL의 분취액을 실시예 5에서 설명된 바와 똑같이 처리하였다.

표 9는 볼텍싱 이후 음파 처리 이전 및 볼텍싱 및 인-라인 음파 처리 이후 성분 혼합물에 대해 얻어진 입자 크기 데이터를 나타낸다.

[표 9] DDFP - PTB 에멀전의 현탁 성분의 볼텍싱 및 음파 처리를 위한 입자 크기 데이터

본 실시예에 기재된 기술을 사용하는 DDFP-PTB 나노에멀전의 제조는 고압 균질화(표 1 참조)에 의해 제조된 물질에 의해 나타나 있는 입자 크기 파라미터를 갖는 나노에멀전을 제공하였다. 이것은 에멀전의 인-라인 제조의 유효성 및 유용성을 보여준다.

이 기술의 이점은 다음을 포함한다: (1) 즉각적인 최고 품질 물질 제조, (2) 매우 균일한 물질 품질, (3) 바이알 내의 2 상 혼합물로서 또는 각각의 성분이 최대 안정성을 위한 조건하에 보관될 수 있도록 실시간으로 배합되는 분리된 성분으로서 성분의 보관, (4) 가능할 경우 냉장 또는 기타 환경 제어 없이도 더욱 안정적인 성분(예를 들면, DDFP)의 보관 허용, (5) 장기간 보관된 사전 형성된 에멀전의 보관 수명 한계로 인해 발생할 수 있는 물질 소모 최소화.

실시예 7. DDFP 벌크가 100 nm 이하의 입자로 감소되는 DDFP 나노에멀전의 제조

투여량 측정 클립(용적 5 mL) 및 일회용 22 게이지 바늘이 장착된 6 mL의 헨케 사스 울프 노말젝트(Henke Sass Wolf Normject) 일회용 시린지를 흡인에 의해서 규격 외 나노에멀전(out-of-specification-nanoemulsion, OOSN)의 5.8 mL 샘플로 채웠다(2% DDFP w/v; 0.3% PTB(Peg-Telomer B) w/v; 10 mM 인산나트륨 완충액(pH 7) 중 30% 수크로오스). 샘플 흡인 후 바늘을 제거하여 시린지의 루어 락(Luer Lock)을 데드-엔드(dead-end) 캡 피팅에 의해서 대기에 밀봉시켰다. 어셈블리는 VWR 아쿠아소닉 HT75 초음파 세정기의 세정조에 중심을 맞춰서 좌우 및 전후로 위치시켰고 시린지의 루어 락이 물 탱크의 바닥을 향하게 하였으며, 시린지의 장축은 바닥에 수직하게 하였다. 시린지의 유체 레벨(fluid level)은 세정조의 물 레벨(water level)보다 0.5" 아래에 있었다. 음파 처리를 25 ℃에서 2 분 동안 수행하고 나서, 시린지를 세정조에서 꺼내고 주위 온도에서 30 분간 그대로 두었다.

이 실험은 총 3 회의 시도에 있어서 2 개의 샘플에 대해 수행되었다. 이 샘플들의 입자 크기 파라미터들에 대한 데이터가 표 10에 나타나 있다. 입자 크기 파라미터는 PSS Nicomp 380 DLS 서브미크론 입자 크기 측정 장치를 사용하여 얻어졌다.

[표 10] 일회용 시린지 내의 규격 외 DDFP 나노에멀전의 음파 처리는 고품질 나노에멀전을 제공한다.

표 10의 OOSN(0) 항목에 나타나 있는 바와 같이, 매우 큰 입자 크기 파라미터들이 OOSN에서 발견되었다. 이 데이터 검사는 시린지 내부 초음파 처리된 OOSN의 IWMD, VWMD 및 NWMD도 규격 범위 내에 있었음을 나타낸다. 이 값들은 유리 바이알 내 OOSN의 음파 처리 또는 에멀전화 기술(표 1 참조)로서 고압 균질화를 사용하여 얻은 새로운 물질에 의해 얻어진 값의 약 50%였다. 이러한 예상치 못한 결과는 플라스틱 일회용 시린지에서의 음파 처리로 평균 압력 7250 psi에서 고압 균질화를 사용하거나 또는 40 KHz 및 총 전력 75 와트(아쿠아오닉 HT75 초음파 세정기)에서 유리 용기 내의 전구체 OOSN을 음파 처리하는 것에 의해 접근할 수 없었던 입자 크기의 나노에멀전을 생성함을 나타낸다.

플라스틱 일회용 시린지 내 물질의 음파 처리는 입력 DDFP의 질량의 대부분의 평균 입자 크기가 106 nm 미만인 DDFP의 나노에멀전을 신속하게 제공한다. 이것은 평균 체적 가중 누적 75% 분포 < 105nm의 값에 의해 입증되었다. 이러한 에멀전은 고압 균질화에 의해 얻어지는 일반적인 퍼플루오로카본 나노에멀전보다 더 작은 입자가 보다 적합한 특수 용도에 유용하다.

표 11은 고압 균질화, 유리 바이알에서 분리된 성분들의 배합과 그 뒤의 볼텍싱 및 음파 처리, 유리 바이알에서의 OOSN의 볼텍싱과 그 뒤의 일회용 플라스틱 시린지로의 물질 전달 및 시린지의 장축이 세정조의 바닥에 수직하게 향하게 하는 시린지의 음파 처리에 의해서 제조되는 DDFP 나노에멀전에 대한 비교 데이터를 나타낸다.

[표 11] 고압 균질화 및 음파 처리에 의해 제조된 인산염 완충 DDFP (2% w/v)-PTB(Peg-Telomer B)(0.3% w/v)-수크로오스(30% w/v) 나노에멀전에 대한 입자 크기 파라미터 비교

플라스틱 시린지가 음파 처리가 수행되었던 용기일 경우 입자 크기 파라미터에서 가장 큰 차이가 발견되었다. 따라서, 100 나노미터 이하 범위의 평균 입자 직경이 요구될 경우에는, 플라스틱 시린지에서 코어스 에멀전을 초음파 처리하는 것을 사용하여 그것을 신속하고 효율적으로 생성할 수가 있다. 이것은 첫번째 응답자에 의한 응급 상황에서 사용할 수 있는 고품질 나노에멀전의 주문형 제조를 가능하게 한다.

실시예 8. 배합된 성분을 함유하는 시린지의 음파 처리에 의한 퍼플루오로카본 나노에멀전의 제조: 시린지 음파 처리된 퍼플루오로카본 나노에멀전의 입자 크기 조절

상기 실시예 7은 시린지 내에서 배합된 성분들의 볼텍싱된 혼합물의 음파 처리 후 대량의 입력 DDFP에 대해 100nm 이하의 입자 크기 파라미터를 갖는 PFC 나노에멀전을 제조하는 방법을 예시하였다. 음파 처리 시간을 1 분으로 단축하는 것은 고압 균질화를 사용하여 얻어진 퍼플루오로카본 나노에멀전을 제공하지 않는다는 것이 관찰되었다. 그러나, PFC의 상대적인 양, 예를 들어, DDFP가 혼합물 내의 다른 성분들에 비해 증가되는, 혼합된 성분들의 볼텍싱된 혼합물의 (시린지 내에서의) 음파 처리는, 에멀전이 이제 계면활성제-안정화된 DDFP의 농도에 있어서 증가되는 것을 제외하고는, 고압 균질화에 의해 제조된 나노에멀전의 전형적인 입자 크기 파라미터를 갖는 PFC 나노에멀전을 쉽게 제공한다는 것이 밝혀졌다. 이는 에멀전화된 DDFP의 단위 당 수크로오스 및 계면활성제의 사용 및 총 부피에 대하여 콤팩트하고 경제적인 형식으로 원하는 에멀전 유형의 주문형 생산을 가능하게 한다.

예시적인 실시예는 나머지 성분들의 농도가 동일하게 유지되는 동안 DDFP 농도가 4% w/v까지 상승되는 경우이며; 따라서 DDFP는 4% w/v로 유지되며, PTB(Peg-Telomer B) 계면활성제는 0.3% w/v로 유지되며, 수크로오스는 30% w/v로 유지되며, 인산염 완충액은 10 mM에서 제어된다. 이러한 혼합물 7.77 mL가 들어 있는 공칭 5 mL 용량 바이알(실제 총 부피 9.0 mL)을 30 초 동안 수직으로 세우고 30 초 동안 뒤집어서 볼텍싱시켰다. 그런 다음, 혼합물을 시린지가 완전히 채워질 때까지 1.5", 22 게이지 일회용 바늘과 투여 클립이 장착된 Henke Sass Wolf Normject™ 일회용 플라스틱 시린지 내로 흡입되었다. 바늘을 제거하고 시린지의 루어 로크를 데드 엔드 캡 피팅(dead end cap fitting)을 사용하여 밀봉했다. 시린지는 실시예 7에서 설명된 바와 같이 탱크의 바닥에 수직인 장축을 갖는 VWR Aquasonic 75HT 초음파 세정 조의 탱크 내에서 좌우 방향 및 전후 방향으로 센터링되게 포지셔닝되었다.

3 분 동안 초음파 처리를 수행하고, 시린지를 상기 세정 조에서 꺼내고, 시린지의 내용물의 분취량을 서브미크론 입자 사이징을 위해서 사용하였다. 세 번의 테스트에 대한 결과가 표 12에 나와있다.

표준 2% DDFP 나노에멀전에서, DDFP (4% w/v)의 대 다른 성분들의 상대 농도가 2 배가 된, 시린지 내에서의 혼합된 성분들의 초음파 처리는, 고압 균질화에 의해 생성된 표준 2% w/v DDFP 나노에멀전의 입자 크기 파라미터 특성들을 갖는 퍼플루오로카본 나노에멀전에 대한 간단하고 주문형 경로를 제공한다(표 1 참조). 이는 요구된 규격을 갖는 새롭게 제조된 재료를 제공하면서, 요구되는 부피를 50% 감소시키고, 요구되는 규격의 계면활성제의 양, 수크로오스의 양 및 수성 완충액의 양을 50 만큼% 감소시킨다.

[표 12] 바이알 내에서 혼합된 성분들을 볼텍싱시키고 , 이어서 플라스틱 1 회용 시린지 내로 이동시키고 상기 시린지 내에서 초음파 처리함으로써 생성된, DDF 4% w/v, PTB 0.3% w/v, 수크로오스 30% w/v, 10 mM 나트륨 인산염 완충액 나노에멀전에 대한 입자 크기 파라미터들

차후의 실시예 1: 바이알 트위터를 사용하는 단일 또는 복수 바이알의 초음파 처리함-초음파 에너지가 직접 접촉에 의해 바이알에 전달됨

본 실시예는 다수의 또는 단일 밀봉된 바이알이 압전 장치를 사용하여 수조 없이 초음파 처리될 수 있는 방식을 도시한다. 이러한 장치의 예로는 바이알 트위터 (Hielscher Ultrasonics GmbH, Germancy, Teltow)가 있으며, 이러한 장치는 한 번에 여러 개의 바이알들을 초음파 에너지에 노출시키는데 사용될 수 있다. 수조는 밀봉된 바이알 내로 초음파 에너지를 전달하는 데 필요하지 않다.

도 3은 초음파 프로세서 UIS250v(320)(250 와트, 24kHz))에 의해 전력이 공급되는 바이알 트위터(310)의 예시적인 실시형태를 도시한다. 이 장치는 올바른 적절하게 구성된 소노트로드(sonotrode)를 사용하여 바이알이나 시린지 또는 튜빙에 초음파 에너지를 전달할 수 있다. 초음파의 파워는 초음파 프로세서를 사용하여 변화될 수 있으며, 초음파 프로세서는 특정 애플리케이션의 최적화를 위해 펄스, 진폭 및 전력과 관련하여 초음파 처리를 변화시킬 수 있다. 바이알 트위터는 그의 고강도 부분에 위치한 6 개의 바이알 각각에 최대 10 와트를 전달하고, 그의 저 강도 부분에 위치한 2 개의 바이알 각각에 최대 5 와트를 전달한다.

도 4는 인산염 완충된 30% 수성 수크로오스 용액 내에서의, DDFP(2% w/v) 및 PTB(Peg-Telomer B) 계면활성제(0.3% w/v)의 나노에멀전, NVX-108의 전형적인 공칭 10 mL 용량 바이알의 예시적인 실시형태를 도시한다. 특정 실시형태에서, 바이알(400)은 바이알(400)에서 음향 에너지의 반사를 일으키거나 바이알(400) 내에 2차 집중 영역을 형성하도록 구성되거나 배치되지 않는다.

사전 충진 및 밀봉된 바이알이 바이알 트위터 내에 배치되어, 규격 외 에멀전의 크기를 감소시키거나 밀봉된 바이알 내에 함유된 출발 물질로부터 최종 에멀전을 제조할 수 있다. 바이알 트위터는 12x32mm 또는 15x45mm의 바이알들을 보관하도록 제조된다. 바이알 트위터의 단부에 최대 50 mL의 대형 바이알을 부착할 수 있다.

도 5는 바이알 트위터를 사용하여 초음파 처리될 용액을 함유하는 최대 50 mL의 부피를 가질 수 있는 바이알의 예시적인 실시형태를 도시한다. 바이알(510)은 바이알 트위터(310)(도 3)에 부착될 수 있다. 이는 NVX-108의 바이알(400)(도 4) 또는 프리필드 시린지를 나타낸다. 이는 또한 아직 고압 균질화를 받지 않았거나 또는 입자 크기가 큰 에멀전을 목표 나노에멀전으로 변환시키는 임의의 처리를 받지 않은, NVX-108를 제조하는데 사용되는 성분들의 입자 크기가 큰 에멀전 또는 NVX-108의 규격 외 에멀전의 바이알을 나타낼 수도 있다. 특정 실시형태들에서, 바이알(510)은 바이알(510) 내의 음향 에너지의 반사를 일으키거나, 바이알(510) 내에 2차 집중 영역을 형성하도록 구성되거나 배열되지 않는다.

차후의 실시예 2. 바이알트위터 또는 초음파 에너지를 전달할 수 있는 트랜스듀서들의 어레이와 트랜스듀서 및 전력 공급부를 채용하는 다른 시스템들을 사용하여 프리필드 시린지를 처음파 처리함

이러한 실시예는 프리필드 시린지를 초음파 처리하기 위해 바이알 트위터(310)가 사용될 수 있는 방식, 그리고, 예를 들어 해당 재료를 환자에게 주입되는 동안에 파워 주입기 또는 시린지 펌프가 초음파 처리에 해당 재료를 노출시키는데 사용될 수는 방식을 보여준다.

도 6a는 작은 부피의 샘플에 초음파를 전달하는데 사용되는 소노트로드가 있는 바이알트위터의 예시적인 실시형태를 도시한다.

UIS250v(320)(도 3)은 단일 바이알의 매우 강한 초음파 처리에 사용될 수 있다. 소노트로드(Sonotrode) VT24d10(610)은 단일 바이알에 최대 15 와트를 전달하도록 설계된다. 다양한 바이알 직경들에 대한 소노트로드를 사용할 수 있다. 바이알 대신에, 아래에 나와 있는 것처럼 시린지가 소노트로드 내로 장착될 수 있다.

도 6b는 입자 크기가 큰 플루오르카본 또는 퍼플루오로카본 계면활성제 에멀전 또는 규격 외 에멀전을 함유하는 프리필드 시린지(620)의 예시적인 실시형태를 도시한다. 프리필드 시린지(620)는 소노트로드의 단부 내의 구멍에 끼워질 수 있으며, 바이알트위터와 접촉하는 시린지 표면의 포지셔닝은, 시린지의 내용물(625)이 바이알트위터가 초음파를 생성하는 구역에 있도록, 제어될 수 있다.

초음파 공급원, 예를 들어, 바이알트위터의 적절히 구성된 소노트로드는 입자 크기가 큰 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 계면활성제 에멀전 또는 규격 외 에멀전(625)에 의해 점유된 영역에서 시린지에 부착될 수 있고, 초음파 처리는 소노트로드의 정확한 위치에 따라서, 주입 이전에 또는 주입 동안에 수행될 수 있다. 플런저가 수축되고 입자 크기가 큰 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 계면활성제 에멀전 또는 규격 외 에멀전(625)이 시린지의 내부의 더 큰 부분을 차지하면, 소노트로드가, 목표 입자 크기를 갖는 최종 나노에멀전을 제공하도록 충분한 효율로 초음파가 전달될 수 있는 임의의 부분 상에서 상기 시린지에 부착될 수 있다는 것이 이해된다.

도 6c를 참조하면, 프리필드시린지가 소노트로드에 장착될 때, 시린지는 이상적으로 시린지 펌프 또는 파워 주입기에 부착된다. PC는 초음파 프로세서의 파워를 모니터링할 수 있으며 PC는 시린지 펌프나 파워 주입기를 제어할 수 있다. 시린지 펌프 또는 파워 주입기는, 시린지, 유출 챔버 또는 튜빙이 사전 지정된 파워 강도 및 지속 기간에 노출된 후에만 활성화될 것이다.

바람직하게는, 시린지는 시린지의 출구가 아래를 향하도록 수직으로 배향된다.. 시린지는 수평 위치에서 수직 위치로 상이한 각도들로 배향될 수 있다. 수직 배향 또는 이로부터의 배향 변화는 우발적인 더 큰 미세 기포 또는 우발적인 가스가 상부로 부유되어 환자에게 주입되지 않도록 하도록 된다.

도 6d의 도시된 실시형태는 프리필드 시린지가 부착된 시린지 펌프-NE-300-U (630)을 도시한다. 박스 영역들 A, B 및 C는 바이알 트위터의 적절하게 구성된 소노트로드가 부착되어 상기 언급된 입자 크기가 크거나 또는 규격 외 에멀전의 초음파 처리를 가능하게 하는 구역이다. 구역 A는 시린지 용기이고, 구역 B는 시린지 용기에서 떨어진 구역으로서 이러한 구역에서 내용물이 시린지 용기 외부로 나오며, 구역 C는 처리된 에멀전을 환자에게 전달하는 튜빙 또는 튜브 바늘 어셈블리 이전에 설치된 적절한 기구를 사용하여 소노트로드 또는 다른 초음파 소스가 부착될 수 있는 구역이다. 전달 속도, 초음파 출력 및 듀티 사이클의 변화를 사용하여, 특정 용도에 맞게 입자 크기가 최적화된 나노에멀전을 제공할 수 있다.

도 6d의 도시된 실시형태는 프리필드 시린지가 부착된 시린지 펌프-NE-300-U (630)을 도시한다. 시린지 용기 및 시린지의 상당한 길이 및 단부가 어떻게 노출되어 있는지를 주목할 필요가 있으며, 당업자는 시린지가 적절하게 구성된 소노트로드를 갖는 바이알트위터의 단부 내로 끼워질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 펌프의 하우징에 대한 지지부를 변경함으로써, 시린지는 시린지 베럴의 팁이 아래로 향하도록 수직 위치 또는 경사 위치로 사용될 수 있다. 바이알트위터 간의 접촉점은 시린지 용기(도 6d-구역 A)을 따라서 또는 시린지 내용물이 용기를 빠져나가는 구역(도 6d-구역 B)에서 또는 시린지의 내용물이 시린지를 빠져 나오는 구역으로부터 더 멀리 떨어진 지점(도 6d-구역 C)에 존재할 수 있다는 것이 또한 주목된다. 바이알트위터는 도 6d에 도시된 구성에서 초음파를 전달하는데 사용될 수 있는 초음파 처리를 위한 유일한 시스템은 아니다. 또한, 이와 관련하여, 링 형상 또는 원뿔 형상으로 조립될 수 있는 소형 트랜스듀서들의 어레이가 유용할 수 있다. 특히, 압전 마이크로머시닝된 초음파 트랜스듀서(PMUT)를 배치하여, 상기 구역 A, 구역 B 또는 구역 C에 의해 경계가 정해지는, 시린지 외측의 임의의 표면의 형상에 부합할 수 있는 트랜스듀서들의 어레이를 준비할 수 있다(Qiu et al. 2015 Sensors 15, 8020-8041.)

이제, 도 7a를 참조하면, DDFP 나노에멀전(730A)을 함유하는 시린지(710A)는 압전 트랜스듀서(720A)와 접촉하여 위치된다. 초음파(740A)는 시린지(710A) 내의 DDFP 에멀전(730A)에 인가된다. 트랜스듀서(720A)는 예를 들어 1% 내지 100% 만큼 시린지(710A)의 용기의 원주의 상이한 비율의 부분들을 따라서 연장된다. 특정 실시형태에서, 트랜스듀서(720A) 및 트랜스듀서(720A)용 전력 공급부는 본 명세서에 개시된 시린지 펌프와 통합되며, 이로써, 초음파 출력이 시린지의 내용물에 인가되는 동안 플로우 레이트가 제어된다. 다른 실시형태에서, 트랜스듀서(720A)는 시린지 펌프에 통합될 수 있는 한편, 별도의 전력 공급부가 트랜스듀서(720A)에 전력을 공급하도록 사용될 수 있다.

도 7b에서, 입자 크기가 큰 DDFP 에멀전 또는 규격 외 DDFP 에멀전(730B)을 포함하는 시린지(710B)는 포커싱된 압전 트랜스듀서(720B)와 접촉하여 위치된다. 집속된 초음파(740B)는 시린지(710B) 내의 입자 크기가 큰 DDFP 에멀전 또는 규격 외 DDFP 에멀전(730B)에 인가된다. 이러한 초음파 에너지는 초점(750B)으로 표시된, 입자 크기가 큰 DDFP 에멀전 또는 규격 외 DDFP 에멀전(730B) 내의 일 지점에서 초점을 이룬다. 초점(750B)은 용액의 중심에 있을 필요는 없다는 점이 주목된다. 포커싱된 트랜스듀서(720B)는, 예를 들어, 1% 내지 100%만큼, 시린지(710B)의 용기의 원주의 상이한 비율들의 부분들을 따라 연장한다. 특정 실시형태에서, 트랜스듀서(720B) 및 트랜스듀서(720B)용 전력 공급부는 본 명세서에서 개시된 시린지 펌프와 통합되며, 이로써, 초음파 출력이 시린지의 내용물에 인가되는 동안 플로우 레이트가 제어된다. 다른 실시형태에서, 트랜스듀서(720A)는 시린지 펌프에 통합될 수 있는 한편, 별도의 전력 공급부가 트랜스듀서(720A)에 전력을 공급하도록 사용될 수 있다.

차후의 실시예 3. 맞춤형 통합형 트랜스듀서를 사용하여 프리필드 시린지를 초음파 처리함

도 8은 맞춤형 초음파 장치가 에멀전의 크기를 조절하도록 구성될 수 있는 방식을 도시한다. 도 8은 통합형 트랜스듀서를 포함하는 플런저가 삽입될 수 있는 피스톤 어셈블리를 갖는 프리필드 시린지 시스템의 예시적인 실시형태를 도시한다. 이는 환자에게 전달하기 전에, 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 및 계면활성제의 규격 외 에멀전 또는 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본 및 계면활성제의 입자 크기가 큰 에멀전의 초음파 처리를 가능하게 한다.

트랜스듀서 또는 핸드헬드 프로브 어셈블리(810)는 음향파를 통과시키는 피스톤(820)을 통해 시린지의 베이스에 초음파 에너지를 인가하도록 시린지(830)의 적절하게 구성된 피스톤(820)에 부착된다. 캡(840)은 시린지의 단부에서 액체 및 가스 불투과성 장벽을 형성한다. 캡(840)은 루어 로크 또는 다른 밸브를 포함할 수 있다.

가혹한 환경에서 사용되는 경우에, 시린지가, 플루오로카본 또는 퍼플루오로카본, 예를 들어, 퍼플루오로펜탄의 비등점 이상의 온도에서 보관될 수 있으므로, 시린지의 내용물은 압력 하에 있을 수 있음을 유의해야 한다. 시린지(830)는 유리 또는 플라스틱 재료를 포함할 수 있지만, 반드시 액체 및 가스에 대해 불투과성이다. 시린지는 플루오로카본, 계면활성제(들) 및 첨가제의 에멀전 또는 혼합물로 채워진다. 피스톤(820)은 압력 저항성을 가지며 플루오로카본의 휘발성으로 인해 존재할 수 있는 압력 하에서 가스 및 액체가 시린지로부터 빠져나가는 것을 방지하도록 설계된다.

피스톤(820)과 시린지 용기의 내부 사이의 계면은 약학적 고무, 실리콘 또는 열가소성 엘라스토머 또는 이들의 혼합물을 완전히 또는 부분적으로 포함할 수 있다. 그 외부에서 시린지 내용물과 접촉하고 그 내부에서 초음파 프로브의 트랜스듀서 또는 압전 장치와 접촉하는 피스톤(820)의 섹션은, 스테인레스 스틸, 또는 세라믹 재료와 같은 다른 적합한 재료 또는 시린지 내용물은 본 명세서에 개시된 시간 제한치 내에서 목표 특성을 갖는 나노에멀전을 제공하는 효율로, 인가된 초음파 에너지를 시린지 내용물로 전달할 수 있는 다른 재료로 구성될 수 있다.

피스톤은 헨드헬드 초음파 프로브(810)가 그의 베이스 내로 삽입될 수 있게 설계된다. 초음파 프로브(810)는 피스톤(820)의 내부와 접촉하고 피스톤(820)을 통해 초음파 에너지를 시린지 내의 유체 내로 전달하는 압전 트랜스듀서 또는 기계적 진동 장치(850)를 포함한다. 사인파 발생기 (예를 들면, 1 MHz) 및 전원 공급 장치, 게이팅 회로 및 증폭기는 상기 압전 수정 또는 기계식 진동 장치에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있다. 이상적으로, 이 모두는 분리가능한 시린지 플런저에 통합되어 있다. 전원 공급 장치는 배터리일 수 있으며, 바람직하게는, 충전식이어서 재사용이 가능하지만, 1 회용 장치로서 제공될 수도 있다. 회로는 가스켓과 일체화돌 수 있으며, 가스켓은 시린지 용기의 단부까지 밀봉된 상태로 유지되고 필요한 초음파 처리 기간(기계적 진동)까지 그리고 사전 지정된 출력이 시린지에 전달될 때까지, 움직일 수 없다. 이렇게 함으로써, 상기 통합된 회로는 충분한 출력이 시린지의 내용물에 전달된 후에만 해당 제품이 주입될 수 있도록 해당 제품의 안전을 보장하는데 사용될 수 있다. 핸드헬드 장치가 아닌 초음파 프로브(810)는 또한 병원 및 수술실 환경에서 사용하기 위한 파워 인젝터 장치에 통합될 수 있음을 주목해야 한다.

차후의 실시예 4. 전투 현장에서의 외상 환자의 치료

군인은 대규모 출혈뿐만 아니라 외상성 뇌 손상으로 인한 돌발적인 상해를 겪는다. 구급 요원은 배낭으로부터 5% 중량 체적 DDFPe의 프리필드 시린지를 취득한다. 이러한 물질은 층화되고 흰색 불투명하게 나타난다. 구급 요원이 시린지를 손으로 격렬히 흔든다. 구급 요원이 배낭에서 트랜스듀서를 가져 와서 시린지 단부에 트랜드듀서를 나사 체결하고 압력 트랜스듀서를 가스켓의 뒷면에 맞춘다. 트랜스듀서는 자동으로 맞물려 필요한 양의 초음파 에너지를 시린지에 전달한다. 충분한 초음파 에너지의 노출 후에 시린지 내의 물질은 반투명하고 균일하게 보인다. 루어 락(luer lock)이 시린지 단부에 고정되고 하우징에 의해 커버링된 바늘이 상기 루어 락에 고정된다. 구급 요원은 바늘을 덮고 있는 하우징을 제거하고 바늘을 혈관 안에 넣는다(뼈 속 주입도 사용될 수 있다는 것이 주목된다). 루어 락이 열리 며 구급 요원이 플런저(또한 트랜스듀서를 포함할 수도 있음)를 누르고 출혈의 경우를 치료하기에 충분한, 0.25 ml/kg의 5% w/vol DDFPe 투여량을 투여한다.

본 발명의 바람직한 실시형태들이 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 이들 실시형태에 대한 수정 및 변형이 당업자에게 이루어질 수 있다는 것은 자명하다.

본 출원인의 발명은 도면을 참조하여 바람직한 실시형태들에서 설명되며, 이러한 도면들에서, 동일한 참조 번호는 동일하거나 유사한 요소를 나타낸다. 본 명세서 전체에 걸쳐, "일 실시형태", "실시형태" 또는 유사한 언어에 대한 언급은, 해당 실시형태와 관련하여 설명된 특정 특징들, 구조들 또는 특성들이 본 발명의 적어도 하나의 실시형태에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸쳐, "일 실시형태에서", "실시형태에서" 및 유사한 언어와 같은 표현들의 출현은, 반드시 그러한 것은 아지니만, 모두가 동일한 실시형태를 지칭할 수도 있다.

본 출원인의 발명의 설명된 특징들, 구조들 또는 특성들은 하나 이상의 실시형태에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다. 이하의 설명에서, 본 발명의 실시형태에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정한 세부 사항이 열거된다. 그러나, 당업자는 이러한 특정 세부 사항들 중 하나 이상 없이도, 또는 다른 방법, 구성 요소, 재료 등을 사용하여, 본 출원인의 발명의 구성 및/또는 방법이 실시될 수 있음을 인식할 것이다. 다른 예들에서, 공지된 구조들, 재료들 또는 동작들은 본 발명의 애매한 양태들을 피하기 위해 상세히 도시되거나 기술되지 않는다.

본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서, 해당 명사의 단수형은 문맥상 명확하게 다르게 지시하지 않는 한 해당 명사의 복수형을 포함한다.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 기술된 것과 유사한 또는 균등한 임의의 방법 및 재료는 또한 본 발명의 실시 또는 테스트에 사용될 수 있지만, 이러한 바람직한 방법 및 재료가 이제 기술된다. 본 명세서에서 인용된 방법은 개시된 특정 순서에 추가하여, 논리적으로 가능한 임의의 순서로 수행될 수 있다.

참조로서의 인용

특허, 특허 출원, 특허 공보, 저널, 서적, 논문, 웹 컨텐츠와 같은 다른 문서에 대한 참조 및 인용이 본 명세서에서 이루어졌다. 모든 상기 문헌은 모든 목적을 위해 그 전체가 본 명세서에서 참조 문헌으로서 인용된다. 본 명세서에서 참조로서 인용되는 것으로 말해지지만, 본 명세서에서 명시적으로 제시된 기존 정의들, 진술들 또는 기타 공개 자료들과 충돌하는 모든 자료 또는 그 일부는, 인용된 자료와 본 명세서의 자료 간에 충돌이 발생하지 않는 정도 내에서만, 인용된다. 충돌이 발생하는 경우, 이러한 충돌은 본 명세서의 자료를 바람직한 발명으로서 선호함으로써 해결된다.

균등사항들

대표적인 실시예들은 본 발명을 예시하는 것을 돕기 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로서 해석되어서도 안된다. 실제로, 본 명세서에서 도시되고 설명된 것 이외에, 본 발명의 다양한 변형예 및 본 발명의 다른 수많은 실시형태들이, 상기 실시예들, 및 본 명세서에서 포함된 과학적 문헌 및 특허 문헌에 대한 인용들을 포함하여, 본 명세서의 전체 내용으로부터 당업자에게 명백해질 것이다. 이러한 실시예들은 그의 다양한 실시형태들 및 그의 균등사항들로 본 발명의 실시에 맞게 구성될 수 있는 중요한 부가적인 정보, 예시사항들 및 지침들을 포함한다.

Claims (32)

1. 퍼플루오로카본 나노에멀전의 입자 크기를 감소시키는 방법으로서,
   상기 퍼플루오로카본 나노에멀전의 입자 크기를 사전 선택된 값으로 조절하기에 충분한 지속 기간 동안에 상기 퍼플루오로카본 나노에멀전에 기계적 진동을 가하는 단계를 포함하며,
   상기 퍼플루오로카본 나노에멀전은 약 4 내지 약 10 개의 탄소 원자들로 된 길이를 갖는 퍼플루오로카본을 포함하는, 입자 크기를 감소시키는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 퍼플루오로카본 나노에멀전은 바이알 또는 프리필드 시린지(pre-filled syringe) 내에 봉입된, 입자 크기를 감소시키는 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 기계적 진동은 초음파를 포함하는, 입자 크기를 감소시키는 방법.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 초음파는 약 10KHz 내지 약 10MHz의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는, 입자 크기를 감소시키는 방법.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 퍼플루오로카본의 길이는 약 4 내지 약 8 개의 탄소 원자들을 갖는, 입자 크기를 감소시키는 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 퍼플루오로카본은 퍼플루오로펜탄, 또는, 퍼플루오로헥산, 또는 퍼플루오로펜탄 및 퍼플루오로헥산 모두를 포함하는, 입자 크기를 감소시키는 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 퍼플루오로카본은 퍼플루오로펜탄으로 이루어진, 입자 크기를 감소시키는 방법.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 퍼플루오로카본은 퍼플루오로헥산으로 이루어진, 입자 크기를 감소시키는 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 퍼플루오로카본 나노에멀전은 하나 이상의 인지질(phospholipid)을 포함하는, 입자 크기를 감소시키는 방법.
10. 퍼플루오로카본 나노에멀전이 사전 충전된 프리필드(pre-filled) 시린지로서,
    상기 퍼플루오로카본의 길이는 약 4 내지 약 10 개의 탄소원자들을 가지며,
    상기 퍼플루오로카본 나노에멀전에서 상기 퍼플루오로카본의 체적당 중량(weight volume)은 약 0.1 % 내지 50인, 프리필드 시린지.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 퍼플루오로카본의 길이는 약 4 내지 약 8 개의 탄소원자들을 갖는, 프리필드 시린지.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 퍼플루오로카본은 퍼플루오로펜탄, 또는, 퍼플루오로헥산, 또는 퍼플루오로펜탄 및 퍼플루오로헥산 모두를 포함하는, 프리필드 시린지.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 퍼플루오로카본은 퍼플루오로펜탄으로 이루어진, 프리필드 시린지.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 퍼플루오로카본은 퍼플루오로헥산으로 이루어진, 프리필드 시린지.
15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 퍼플루오로카본 나노에멀전은 하나 이상의 인지질을 포함하는, 프리필드 시린지.
16. 제 10 항에 있어서,
    상기 시린지는 유리, 또는 플라스틱 또는 유리 및 플라스틱 모두를 포함하는 물질로 제조되는, 프리필드 시린지.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 시린지는 유리 물질로 제조된, 프리필드 시린지.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 시린지는 플라스틱 물질로 제조된, 프리필드 시린지.
19. 제 10 항에 있어서,
    상기 시린지는 초음파 에너지를 상기 퍼플루오로카본 나노에멀전에 인가하기 위한 초음파 트랜스듀서에 장착되는, 프리필드 시린지.
20. 제 10 항에 있어서,
    상기 초음파는 약 10KHz 내지 약 10MHz 범위의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는, 프리필드 시린지.
21. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 퍼플루오로카본 나노에멀전의 조성물.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 조성물을 대상에 투여하기 직전의 POC(point of care) 시에 제조된, 조성물.
23. 제 21 항에 있어서,
    밀폐된 용기 내에 봉입된 퍼플루오로카본 나노에멀전으로부터 제조되고,
    상기 퍼플루오로카본 나노에멀전의 입자 크기가 약 1 미크론보다 큰, 조성물.
24. 제 23 항에 있어서,
    상기 초음파에 노출된 후의, 상기 퍼플루오로카본 나노에멀전의 평균 입자 크기는 500 nm 미만인, 조성물.
25. 퍼플루오로카본 나노에멀전의 입자 크기를 감소시키는 방법으로서,
    시린지 내에 봉입된 퍼플루오로카본 나노에멀전을 제공하는 단계; 및
    상기 퍼플루오로카본 나노에멀전을 중간에 있는(en route) 튜브를 통해서 대상자에게 전달하는 단계를 포함하며,
    상기 퍼플루오로카본 나노에멀전은 초음파 필드를 통해서 전달되며,
    상기 초음파 필드를 통해서 전달된 상기 퍼플루오로카본 나노에멀전의 평균 입자 크기는, 10% 이상만큼 감소하는, 입자 크기를 감소시키는 방법.
26. 제 25 항에 있어서,
    상기 퍼플루오로카본 나노에멀전의 평균 입자 크기가 30% 이상만큼 감소하는, 입자 크기를 감소시키는 방법.
27. 제 26 항에 있어서,
    상기 퍼플루오로카본 나노에멀전의 평균 입자 크기가 50% 이상만큼 감소하는, 입자 크기를 감소시키는 방법.
28. 제 25 항에 있어서,
    상기 초음파 필드를 통과하기 이전의, 상기 퍼플루오로카본 나노에멀전의 평균 입자 크기는 약 1 미크론보다 큰, 입자 크기를 감소시키는 방법.
29. 제 28 항에 있어서,
    상기 초음파 필드를 통과한 후의 상기 퍼플루오로카본 나노에멀전의 평균 입자 크기는 500 nm 미만인, 입자 크기를 감소시키는 방법
30. 제 25 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 퍼플루오로카본 나노에멀전은 하나 이상의 인지질을 포함하는, 입자 크기를 감소시키는 방법
31. 제 25 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 퍼플루오로카본 나노에멀전의 조성물.
32. 제 31 항에 있어서,
    상기 조성물을 대상에 투여하기 직전의 POC(point of care) 시에 제조된, 조성물.

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