KR20230106613A - 플루오로카본 나노액적의 미세유체 방식 제조 - Google Patents

플루오로카본 나노액적의 미세유체 방식 제조 Download PDF

Info

Publication number
KR20230106613A
KR20230106613A KR1020237016142A KR20237016142A KR20230106613A KR 20230106613 A KR20230106613 A KR 20230106613A KR 1020237016142 A KR1020237016142 A KR 1020237016142A KR 20237016142 A KR20237016142 A KR 20237016142A KR 20230106613 A KR20230106613 A KR 20230106613A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluorocarbon
nanodroplets
tac
aqueous
calibrated
Prior art date
Application number
KR1020237016142A
Other languages
English (en)
Inventor
로메인 멜리히
필리프 부사트
사미르 셰르카위
크리스티안 콘티노-페핀
스테판 데그랑주
Original Assignee
브라코 스위스 에스.에이.
아비뇽 유니버시테
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 브라코 스위스 에스.에이., 아비뇽 유니버시테 filed Critical 브라코 스위스 에스.에이.
Publication of KR20230106613A publication Critical patent/KR20230106613A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/22—Echographic preparations; Ultrasound imaging preparations ; Optoacoustic imaging preparations
    • A61K49/222—Echographic preparations; Ultrasound imaging preparations ; Optoacoustic imaging preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, liposomes
    • A61K49/226—Solutes, emulsions, suspensions, dispersions, semi-solid forms, e.g. hydrogels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/02—Halogenated hydrocarbons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/06—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
    • A61K47/16—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite containing nitrogen, e.g. nitro-, nitroso-, azo-compounds, nitriles, cyanates
    • A61K47/18—Amines; Amides; Ureas; Quaternary ammonium compounds; Amino acids; Oligopeptides having up to five amino acids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/06—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
    • A61K47/22—Heterocyclic compounds, e.g. ascorbic acid, tocopherol or pyrrolidones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/06—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
    • A61K47/26—Carbohydrates, e.g. sugar alcohols, amino sugars, nucleic acids, mono-, di- or oligo-saccharides; Derivatives thereof, e.g. polysorbates, sorbitan fatty acid esters or glycyrrhizin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/22—Echographic preparations; Ultrasound imaging preparations ; Optoacoustic imaging preparations
    • A61K49/222—Echographic preparations; Ultrasound imaging preparations ; Optoacoustic imaging preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, liposomes
    • A61K49/223—Microbubbles, hollow microspheres, free gas bubbles, gas microspheres
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0002—Galenical forms characterised by the drug release technique; Application systems commanded by energy
    • A61K9/0009—Galenical forms characterised by the drug release technique; Application systems commanded by energy involving or responsive to electricity, magnetism or acoustic waves; Galenical aspects of sonophoresis, iontophoresis, electroporation or electroosmosis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/10—Dispersions; Emulsions
    • A61K9/107—Emulsions ; Emulsion preconcentrates; Micelles
    • A61K9/1075—Microemulsions or submicron emulsions; Preconcentrates or solids thereof; Micelles, e.g. made of phospholipids or block copolymers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 외부층 및 내부 코어를 포함하는 보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적에 관한 것이며, 상기 외부층은 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함하고, 상기 내부 코어는 (퍼)플루오로카본을 포함한다. 또한, 본 발명은 미세유체 기술을 통한 상기 보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적의 제조 방법, 및 생체내 또는 시험관내 진단 및/또는 치료를 위한 이들의 사용에 관한 것이다.

Description

플루오로카본 나노액적의 미세유체 방식 제조
본 발명은 일반적으로 생체적합성 플루오르화 계면활성제에 의해 안정화된 보정된(calibrated) (퍼)플루오로카본 나노액적(nanodroplets) 및 미세유체 기술을 통한 그것의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 시험관내 또는 생체내 진단 및/또는 치료를 위한 이러한 보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적의 사용에 관한 것이다.
상 변화 조영제(Phase-change contrast agent, PCCA) 또는 음향 활성화 나노액적은 초음파 진단 및 치료 송달 모두에서 인기가 높아지고 있다. 주로 액체 퍼플루오로카본으로 구성된 코어를 제외하고 나노액적은 상업적으로 이용가능한 기체-충전 마이크로버블과 유사한 조성을 나타낸다. 음향 액적 기화(Acoustic Droplet Vaporization, ADV) 공정으로 인해 캡슐화된 액적은 기화 역치를 넘는 초음파 에너지에 노출되면 기포(gas bubbles)로 전환된다. 실제로 초음파는 제어가능하고 비침습적이며 국소적 방식으로 액적의 기화를 촉진하는 원격 트리거 역할을 한다. 종래의 마이크로버블에 비해 크기가 작기 때문에 나노액적은 연장된 생체내 순환 및 혈관외 공간을 통한 깊은 조직 침투를 나타낸다. 또한, 기화 역치 아래에서는 낮은 음향 감쇠로 인해 초음파적으로 안정하고, 관심의 위치에서 음향적으로 기화될 수 있다.
퍼플루오로카본 나노액적("PFC-NDs")은 초음파투과성, 혈액 뇌 장벽(BBB) 파괴, 멀티모드 영상화 양식을 포함하는 수많은 진단 및 치료 용도에서 혈관외 초음파 조영제로서의 진정한 잠재력을 제시하고, 치료 약물 또는 유전자의 국소 송달을 위한 수동적(종양 조직에서 향상된 투과성 및 체류(EPR) 효과로 인한) 또는 능동적 표적화(표적 리간드 통합에 의한)를 허용한다. PFC-ND의 잠재적으로 가치있는 또 다른 특성은 초음파 초해상도 영상화(UltraSound Super-Resolution Imaging)와 같은 새로운 영상화 전략에 적용할 수 있다는 것인데, 이들 제제는 간헐적인 음향 펄스를 적용함으로써 필요에 따라 활성화 및 비활성화될 수 있기 때문이다.
나노액적의 주요 한계는 시간이 지남에 따라 상대적으로 제한되는 물리화학적 안정성이며, 이것은 진단 및 치료 용도에서의 사용에 영향을 미칠 수 있다.
이 문제를 극복하기 위한 가능한 전략은 적합한 유화제의 선택에서 확인되었다.
영상화를 위해 생성된 대부분의 퍼플루오로카본 액적은 지질, 계면활성제, 단백질 또는 이중블록 폴리머를 유화제로 사용하여 에멀젼으로 제조된다(Astafyeva et al, 2015).
최근, "FTAC"라고 불리는 생체적합성 플루오르화 계면활성제에 의해 안정화된 퍼플루오로카본 나노액적이 Astafyeva 등(2015)에 의해 보고되었는데, 이 사람은 테라노스틱 제제로서 퍼플루오로카본 에멀젼을 조사했다. 이 연구에서는 퍼플루오로카본 나노액적 에멀젼을 생성하기 위해 초음파 균질화기가 사용되었다.
지난 몇 년 동안 "DendriTAC"이라는 새로운 종류의 생체적합성 분기형 계면활성제가 추가로 제안되었다.
WO2016185425는 퍼플루오로카본 나노에멀젼 제조시 안정화제로서 DendriTAC의 합성 및 사용을 교시한다. 에멀젼 제조를 위해 볼텍스, 소니케이터 및 마이크로플루이다이저(고압 균질화기)와 같은 표준 제조 방법이 제안된다.
나노액적의 크기 및 크기 분포는 액체 코어 액적을 기포로 전환하는데 필요한 초음파 압력값에 해당하는 기화 역치를 결정하기 위한 중요한 요소이다. 다양한 크기의 입자를 특징으로 하는 다분산 현탁액에서는 크기가 작은 것보다 기화 에너지가 적게 필요한 크기가 큰 나노액적이 나노액적 현탁액의 기화에 영향을 미친다.
반면에, 비교적 균일한 크기의 입자들을 함유하는 단분산 시스템의 경우, 초음파 노출에 대한 음향 반응이 유사하고 균일하므로, 최저의 음향 압력을 적용하여 최고의 기화 효율을 달성할 수 있다.
음파처리, 압출, 균질화 및 마이크로버블 응축을 포함하는 종래의 제조 과정이 나노액적의 제제화 및 제조에 통상적으로 적용된다(Sheeran et al. 2017).
보다 최근에는 "랩온칩(lab on-a-chip)"으로 알려진 미세유체(microfluidic, MF) 기술이 다양한 크기-제어 나노의약품의 일관된 제조를 위한 강력하고 확장가능한 대안으로 발전했다.
Melich 등(2020)은 PFC-ND 제조를 위한 신속하고 제어된 미세유체 방식 혼합의 사용을 보고한다. 지금까지, 출원인의 지식에 따르면, 생체적합성 플루오르화 계면활성제에 의해 안정화된 이러한 퍼플루오로카본 에멀젼은 아직 미세유체 기술을 통해 제조된 적이 없었다.
출원인은 이제 미세유체 기술을 통해 얻어진, 생체적합성 플루오르화 계면활성제에 의해 안정화된 보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적을 포함하는 신규 조성물을 개발했다.
일반적으로, 최신 기술에서 "보정된"이라는 용어는 "크기-제어된", "균일한 크기의 액적", "단분산(된)" 또는 "단일 크기(의)"라고도 표시된다.
또한, 출원인은 플루오르화 계면활성제 분자(ND 쉘)와 (퍼)플루오로카본 분자(ND 코어) 사이의 몰비가 보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적, 특히 미세유체 기술에 따라서 제조된 것들의 특성에 영향을 미칠 수 있음을 관찰했다.
본 발명자들은 실제로 놀랍게도 종래의 제조시 사용된 일반적으로 낮은 몰비와 비교하여 상기 생체적합성 플루오르화 계면활성제와 상기 (퍼)플루오로카본 사이의 몰비를 더 높게 했을 때 ND의 개선된 안정성 특성이 얻어질 수 있음을 발견했다.
본 발명의 한 양태는 외부층 및 내부 코어를 포함하는 나노액적에 관한 것이며, 상기 외부층은 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함하고, 상기 내부 코어는 플루오로카본을 포함하며, 상기 생체적합성 플루오르화 계면활성제와 상기 플루오로카본 사이의 몰비가 0.06 초과인 것을 특징으로 하고, 여기서 상기 생체적합성 플루오르화 계면활성제는
(A) - 원자가 2 또는 3의 소수성 중심 코어;
- 중심 코어의 각 개방 단부에 부착되고 코어 주변으로 분기하는 세대 사슬
Figure pct00001
; 및
- 각 세대 사슬의 단부에 있는 친수성 말단 기
를 포함하는 세대 n의 양친매성 덴드리머(Dendri-TAC),
여기서
n은 0 내지 12의 정수이고, 친수성 말단 기는
- 단당, 올리고당 또는 다당 잔기,
- 시클로덱스트린 잔기,
- 펩타이드 잔기,
- 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄(Tris), 또는
- 2-아미노-2-메틸프로판-1,3-디올
을 포함하고;
소수성 중심 코어는 식 (Ia) 또는 (Ib)의 기이며:
Figure pct00002
여기서
W는 RF 또는 W0, W1, W2 또는 W3으로부터 선택된 기이고:
Figure pct00003
RF는 C4-C10 퍼플루오로알킬이고,
RH는 C1-C24 알킬 기이고,
p는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
q는 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
L은 선택적으로 하나 이상의 -O-, -S-에 의해 중단된, 선형 또는 분기형 C1-C12 알킬렌 기이고,
Z는 C(=O)NH 또는 NHC(=O)이고,
R은 C1-C6 알킬 기이고,
e는 각 경우에 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4로부터 선택된다,
(B) 식 II의 양친매성 선형 올리고머(F-TAC)
Figure pct00004
여기서
- n은 반복되는 Tris 단위의 수이며(n=DPn은 평균 중합도이다), 여기서 용어 Tris는 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄 단위를 나타내고,
- i는 플루오로알킬 사슬에 있는 탄소 원자의 수이다,
또는 이들의 혼합물로부터 선택된다.
한 실시형태에서, 상기 플루오로카본은 퍼플루오로카본이다.
추가의 양태는 상기 나노액적을 포함하는 수성 현탁액에 관한 것이다.
바람직한 실시형태는 상기 정의된 바와 같은 복수의 나노액적을 포함하는 수성 현탁액에 관한 것이며, 여기서 상기 나노액적은 다분산성 지수(polydispersity index, PDI)가 0.25 미만, 바람직하게 0.20 미만, 더 바람직하게 0.15 미만, 더욱더 바람직하게 0.10 미만이고, Z-평균 직경이 100nm 내지 1000nm, 바람직하게 120 내지 600nm, 더 바람직하게 150 내지 400nm이다.
다른 추가의 양태는 상기 정의된 바와 같은 수성 현탁액의 제조 방법에 관한 것이며, 상기 방법은
a) 수성상을 제조하는 단계,
b) 유기상을 제조하는 단계,
c) 미세유체 카트리지의 제1 입구에 상기 수성상을 주입하고 제2 입구에 상기 유기상을 주입함으로써 상기 수성상과 상기 유기상을 미세유체 장치의 혼합 장치에서 혼합하여 보정된 플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액을 얻는 단계, 및
d) 미세유체 장치의 출구 채널로부터 보정된 플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액을 수집하는 단계
를 포함하고,
여기서
i) 상기 수성상은 Dendri-TAC, F-TAC 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함하고, 유기상은 플루오로카본을 포함하거나, 또는
ii) 상기 유기상이 Dendri-TAC, F-TAC 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 생체적합성 플루오르화 계면활성제 및 플루오로카본을 포함한다.
바람직한 실시형태에 따라서, 상기 수성상은 Dendri-TAC, F-TAC 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함하고, 상기 유기상은 플루오로카본을 포함한다.
선택적으로 단계 d) 후에 수집된 수성 현탁액이 희석된다.
본 발명의 추가의 양태는 보정된 플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액의 제조 방법에 관한 것이며, 상기 방법은
a) 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함하는 수성상을 제조하는 단계;
b) 플루오로카본을 포함하는 유기상을 제조하는 단계;
c) 미세유체 카트리지의 제1 입구에 상기 수성상을 주입하고 제2 입구에 상기 유기상을 주입함으로써 상기 수성상과 상기 유기상을 미세유체 카트리지의 혼합 장치에서 혼합하여 보정된 플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액을 얻는 단계, 및
d) 미세유체 카트리지의 출구 채널로부터 보정된 플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액을 수집하는 단계
를 포함한다.
다른 추가의 양태는 진단 및/또는 치료에 사용하기 위한 본 발명에 따른 수성 현탁액에 관한 것이다.
도 1은 미세유체 카트리지의 코어 부분의 모식도이다.
도 2는 엇갈린 헤링본 믹서(SHM) 디자인의 단면 모식도이다.
본 발명은 바람직하게 미세유체 기술을 통해 얻어지는, 생체적합성 플루오르화 계면활성제에 의해 안정화된 보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적을 포함하는 신규 조성물에 관한 것이다. 상기 보정된 나노액적은 조영 증강 초음파(Contrast-Enhanced Ultrasound, CEUS) 영상화라고 알려진 초음파 영상화 기술에서, 또는 치료 용도, 예를 들어 열 절제 또는 초음파 매개 약물 송달시 조영제로서 적합하다.
본 발명의 한 양태는 외부층 및 내부 코어를 포함하는 나노액적에 관한 것이며, 상기 외부층은 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함하고, 상기 내부 코어는 플루오로카본을 포함하며, 상기 생체적합성 플루오르화 계면활성제와 상기 플루오로카본 사이의 몰비가 0.06 초과인 것을 특징으로 한다.
생체적합성 플루오르화 계면활성제
본 명세서 및 청구범위에서, 용어 "생체적합성"은 독성이 없거나 유해하지 않거나 생리학적으로 반응하지 않고 전형적으로 면역학적 거부반응을 야기하지 않음으로써 생체 조직 또는 생체 시스템과 실질적으로 양립성을 갖는 화합물 및/또는 조성물을 나타낸다.
본 명세서 및 청구범위에서, 표현 "계면활성제"는 화학 분야의 종래의 의미를 가지며, 나노액적의 안정화 층을 형성하기에 적합한 화합물을 말한다.
표현 "플루오르화 계면활성제"는 친수성 부분과 소수성 부분을 포함하는, 나노액적의 안정화 층을 형성하기에 적합한 양친매성 유기 화합물을 말하며, 상기 소수성 부분이 불소 원자를 포함한다(즉, 플루오로카본 부분).
본 발명의 나노액적은 바람직하게 수성 용매에 분산되며, 유익하게 내부 코어와 주변 물에 대해 모두 높은 친화성을 나타내는 생체적합성 플루오르화 계면활성제로 이루어진 층에 의해 안정화된다.
본 명세서 및 청구범위에서, 용어 Dendri-TAC는
- 원자가 2 또는 3의 소수성 중심 코어;
- 중심 코어의 각 개방 단부에 부착되고 코어 주변으로 분기하는 세대 사슬
Figure pct00005
; 및
- 각 세대 사슬의 단부에 있는 친수성 말단 기
를 포함하는 세대 n의 양친매성 덴드리머를 말하며,
여기서
n은 0 내지 12의 정수이고, 친수성 말단 기는
- 단당, 올리고당 또는 다당 잔기,
- 시클로덱스트린 잔기,
- 펩타이드 잔기,
- 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄(Tris), 또는
- 2-아미노-2-메틸프로판-1,3-디올
을 포함하고;
소수성 중심 코어는 식 (Ia) 또는 (Ib)의 기이며:
Figure pct00006
여기서
W는 RF 또는 W0, W1, W2 또는 W3으로부터 선택된 기이고:
Figure pct00007
RF는 C4-C10 퍼플루오로알킬이고,
RH는 C1-C24 알킬 기이고,
p는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
q는 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
L은 선택적으로 하나 이상의 -O-, -S-에 의해 중단된, 선형 또는 분기형 C1-C12 알킬렌 기이고,
Z는 C(=O)NH 또는 NHC(=O)이고,
R은 C1-C6 알킬 기이고,
e는 각 경우에 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4로부터 선택된다.
한 실시형태에서, RF는 C4-C10 퍼플루오로알킬이고, RH는 C1-C24 알킬 기이다. 이 경우 양친매성 덴드리머의 소수성 중심 코어는 퍼플루오로알킬 기를 포함하며, 이때 상기 덴드리머를 플루오르화 양친매성 덴드리머라고 한다.
본원에서 사용된 "중심 코어의 원자가 m"은 중심 코어에 부착된 세대 사슬의 수를 말하며, 하기 도식 1에 예시된다:
[도식 1]
Figure pct00008
본원에서 사용된 세대 n=0의 덴드리머는 중심 코어의 원자가에 해당하는, m개의 세대 사슬이 제1 분기점(G0)을 통해서 중심 코어에 연결된 것을 의미한다. 세대 n=1의 덴드리머는 m개의 세대 사슬이 각각 구체적으로 분기점 G1에서 한번 더 분기한 것을 의미한다(도식 2 참조).
[도식 2]
Figure pct00009
바람직한 실시형태에 따라서, n은 0, 1 또는 2이고, 더 바람직하게 n은 0이다.
본 발명에 따른 양친매성 덴드리머의 각 세대 사슬은 친수성 말단 기에 의해 종결된다.
이와 관련하여, 단당, 올리고당 또는 다당 잔기는 특히 글루코오스, 갈락토오스, 만노오스, 아라비노오스, 리보오스, 말토오스, 락토오스, 히알루론산일 수 있다.
시클로덱스트린 잔기는 α, β 또는 γ-시클로덱스트린으로부터 선택될 수 있다.
펩타이드 잔기는 아르기닌-글리신-아스파르트산(RGD) 서열을 함유하는 선형 또는 환형 펩타이드로부터 선택될 수 있다.
다른 실시형태에서, 세대 사슬이 하기 기 (a) 또는 (b)를 통해서 중심 코어에 부착된 덴드리머가 포함된다:
Figure pct00010
여기서
Z는 C(=O)NH 또는 NHC(=O)이고 중심 코어에 부착되며,
R은 C1-C6 알킬 기이고,
e는 각 경우에 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4로부터 선택된다.
추가의 실시형태에서, 중심 코어가 하기 식 (Ia) 또는 (Ib)의 기인 덴드리머가 포함된다:
Figure pct00011
여기서
W는 RF 또는 W0, W1, W2 또는 W3으로부터 선택된 기이며:
Figure pct00012
RF는 C4-C10 퍼플루오로알킬이고,
RH는 C1-C24 알킬 기이고,
p는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
q는 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
L은 선택적으로 하나 이상의 -O-, -S-에 의해 중단된, 선형 또는 분기형 C1-C12 알킬렌 기이다.
다른 추가의 실시형태에서, WL이 하기로부터 선택된 기인 덴드리머가 포함된다:
Figure pct00013
또 다른 실시형태에서, 각 세대 사슬(n)이 상기 정의된 바와 같은 기 (a) 또는 (b)를 통해서 n번 분기된 덴드리머가 포함된다.
다른 실시형태에서, 말단 기가 하기 친수성 부분을 포함하는 덴드리머가 포함된다:
Figure pct00014
특정 실시형태에서, 하기 식을 갖는 덴드리머가 포함된다:
Figure pct00015
여기서
W는 RF 또는 하기로부터 선택된 기이며:
Figure pct00016
RF는 C4-C10 퍼플루오로알킬이고, RH는 C1-C24 알킬 기이며,
p는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
q는 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
Z는 (CO)NH 또는 NH(CO)이고;
R1, R2, R3은 H, 또는 하기 (c) 또는 (d)로부터 선택된 기이고:
Figure pct00017
단:
R1, R2, R3은 동일하며 기 (c) 또는 (d)로부터 선택되거나, 또는
R1, R2, R3 중 하나는 H이고, 나머지 2개는 동일하며 기 (c) 또는 (d)로부터 선택되고;
X는 j가 1이면 Xa이고, j가 0이면 Xb이며;
Xa는 각각 독립적으로 -OC(=O)CH2-NH-, -OC(=O)CH2-O-CH2-, -O(CH2)rC(=O)-NH-, -O(CH2)rC(=O)-O-CH2, OC(=O)NH-, -C(=O)-, -NH-, 및 -OCH2-로부터 선택되고;
Ya는
Figure pct00018
이고,
Xb는
Figure pct00019
이며,
Yb는 독립적으로 하기로부터 선택되고:
Figure pct00020
V는:
Figure pct00021
이고;
R4, R6은 각각 독립적으로 H, C1-C6 알킬 또는 CH2OR10으로부터 선택되고;
R5는 단당, 올리고당, 다당 또는 시클로덱스트린 잔기이고;
R7, R8은 각각 독립적으로 펩타이드 잔기이고;
R10은 H 또는 글루코오스, 갈락토오스 또는 만노오스로부터 선택된 단당이고;
i는 0 또는 1이고;
j는 0 또는 1이고;
e는 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
k는 1 내지 12, 바람직하게 1 내지 5의 정수이고;
r은 1 내지 10의 정수이고;
u는 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
v는 1, 2 또는 3이고;
w는 1 내지 20, 바람직하게 1 내지 10의 정수이고;
x, y는 각각 독립적으로 1 내지 6의 정수이다.
특정 실시형태에서, 하기 식을 갖는 덴드리머가 포함된다:
Figure pct00022
여기서
W는 RF 또는 하기로부터 선택된 기이며:
Figure pct00023
RF는 C1-C24 퍼플루오로알킬 기이고, RH는 C1-C24 알킬 기이며,
p는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
q는 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
Z는 (CO)NH 또는 NH(CO)이고;
R1, R2, R3은 H, 또는 하기 (c) 또는 (d)로부터 선택된 기이고:
Figure pct00024
단:
R1, R2, R3은 동일하며 기 (c) 또는 (d)로부터 선택되거나, 또는
R1, R2, R3 중 하나는 H이고, 나머지 2개는 동일하며 기 (c) 또는 (d)로부터 선택되고;
X는 j가 1이면 Xa이고, j가 0이면 Xb이며;
Xa는 각각 독립적으로 -OC(=O)CH2-NH-, -OC(=O)CH2-O-CH2-, -O(CH2)rC(=O)-NH-, -O(CH2)rC(=O)-O-CH2, OC(=O)NH-, -C(=O)-, -NH-, 및 -OCH2-로부터 선택되고;
Ya는
Figure pct00025
이고,
Xb는
Figure pct00026
이며,
Yb는 독립적으로 하기로부터 선택되고:
Figure pct00027
V는:
Figure pct00028
이고;
R4, R6은 각각 독립적으로 H, C1-C6 알킬 또는 CH2OR10으로부터 선택되고;
R5는 단당, 올리고당, 다당 또는 시클로덱스트린 잔기이고;
R7, R8은 각각 독립적으로 펩타이드 잔기이고;
R10은 H 또는 글루코오스, 갈락토오스 또는 만노오스로부터 선택된 단당이고;
i는 0 또는 1이고;
j는 0 또는 1이고;
e는 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
k는 1 내지 12, 바람직하게 1 내지 5의 정수이고;
r은 1 내지 10의 정수이고;
u는 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
v는 1, 2 또는 3이고;
w는 1 내지 20, 바람직하게 1 내지 10의 정수이고;
x, y는 각각 독립적으로 1 내지 6의 정수이다.
다른 특정 실시형태에서, RF는 C4-C10 알킬 기이다.
특정 실시형태에서, 상기 정의된 계면활성제의 친수성 말단 기는 하기 식을 가진다:
Figure pct00029
여기서 R6, R10, v 및 w는 상기 정의된 바와 같고, v는 특히 3이다.
특정 실시형태에서, 상기 정의된 계면활성제의 친수성 말단 기는 하기 식을 가진다:
Figure pct00030
여기서 v 및 w는 상기 정의된 바와 같고, v는 특히 3이다.
WO2016185425에 양친매성 덴드리머(Dendri-TAC)의 적합한 예들 및 제조 방법이 설명되며, 하기 식을 갖는 F6DiTAC11, F6DiTAC6, F6DiTAC15, F8DiTAC5, DiF6DiTAC7, DiF6DiTAC15, DiF8DiTAC5, DiF8DiTAC11을 포함한다:
Figure pct00031
Figure pct00032
Figure pct00033
Figure pct00034
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
Figure pct00038
및
Figure pct00039
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 양친매성 덴드리머 Dendri-TAC는 하기 식 IA 및 IB의 화합물을 포함하는 군으로부터 선택된다:
Figure pct00040
Figure pct00041
여기서 식 IA의 화합물은 F8DiTAC6이고, 식 IB의 화합물은 DiF6DiTAC7이다.
바람직한 실시형태에서, 양친매성 덴드리머 Dendri-TAC는 DiF6DiTAC7이다.
F-TAC는 polyTRIS 타입의 올리고머를 포함하는 친수성 부분, 및 선형 플루오르화 알킬 사슬을 포함하는 소수성 부분을 포함한다.
본 명세서 및 청구범위에서, 용어 F-TAC는 하기 식 II를 갖는 선형 플루오르화 계면활성제를 말한다:
Figure pct00042
여기서
- n은 반복되는 Tris 단위의 수이며(n=DPn은 평균 중합도이다), 여기서 용어 Tris는 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄 단위를 나타내고,
- i는 플루오로알킬 사슬에 있는 탄소 원자의 수이다,
본 명세서 및 청구범위에서, 식 II의 화합물은 FiTACn으로 상호교환하여 표시될 수 있고, 여기서
- n은 반복되는 Tris 단위의 수이고(n=DPn은 평균 중합도이다),
- i는 플루오로알킬 사슬에 있는 탄소 원자의 수이다,
한 실시형태에 따라서, i는 4 내지 12, 바람직하게 6 내지 10이다.
추가의 실시형태에 따라서, i가 6 내지 10일 때 n은 1 내지 40, 바람직하게 4 내지 30이다.
다른 추가의 실시형태에 따라서, i가 8일 때 n은 1 내지 40, 예를 들어 4 내지 30이다.
양친매성 선형 올리고머 F-TAC의 적합한 예들은, 예를 들어 Astafyeva, 2015에 개시되었고, 하기 식을 갖는 F8TAC7, F8TAC19, F8TAC18, F8TAC13 및 F6TAC8을 포함한다:
Figure pct00043
Figure pct00044
Figure pct00045
Figure pct00046
및
Figure pct00047
본 발명의 한 실시형태에서, 양친매성 선형 올리고머(F-TAC)는 하기 식 IIA 및 식 IIB의 화합물을 포함하는 군으로부터 선택된다:
Figure pct00048
Figure pct00049
여기서 식 IIA의 화합물은 F8TAC7이고, 식 IIB의 화합물은 F8TAC19이다.
출원인은 이제 본 발명의 생체적합성 플루오르화 계면활성제의 물리화학적 특성이 개시된 (P)FC-ND의 크기에 영향을 미칠 수 있음을 발견했다.
표 1은 바람직한 생체적합성 플루오르화 계면활성제의 선택된 물리화학적 특성을 나타낸다. 특히 표면 장력, 임계 미쉘 농도 및 분자량의 값이 보고되었다.
생체적합성 플루오르화 계면활성제의 물리화학적 특성
생체적합성 플루오르화
계면활성제		 ST
(mN/m)		 CMC
(mmol/L)		 MW
(g/mol)
F8DiTAC6 (식 IA) 46.9 1.33E-02 2465
DIF6DiTAC7 (식 IB) 41.9 2.42E-03 3471
F8TAC7 (식 IIA) 32.3 1.34E-02 1705
F8TAC19 (식 IIB) 40.9 2.70E-02 3630
ST: 25℃에서의 표면 장력; CMC: 임계 미쉘 농도; MW: 분자량
예를 들어, 일반적으로 생체적합성 플루오르화 계면활성제와 관련된 표면 장력 값이 낮을수록 ND 크기가 작아진다는 것이 관찰되었다.
본 명세서 및 청구범위에서, 표현 "표면 장력"은 화학 분야의 통상의 의미를 가지며, 액체 표면이 가능한 최소 표면적으로 축소되는 경향을 나타낸다. 개시된 생체적합성 플루오르화 계면활성제와 같은 계면활성제는 두 액체 사이, 기체와 액체 사이, 또는 액체와 고체 사이의 표면 장력을 저하시키는 화합물이다.
예를 들어, 표면 장력은 Wilhelmy 플레이트 기술을 사용하여, 예를 들어 공기/물 계면에서 (25.0±0.5)℃에서 K100 장력계(Kruss, 독일 함부르크)를 사용하여 측정될 수 있다.
한 실시형태에 따라서, 바람직한 생체적합성 플루오르화 계면활성제는 70 mN/m 미만, 더 바람직하게 50 mN/m 미만의 표면 장력 값을 특징으로 한다.
(퍼)플루오로카본
본 명세서 및 청구범위에서, 용어 "플루오로카본"은 수소 원자를 불소 원자로 부분적으로 또는 완전히 치환함으로써 탄화수소로부터 유도된 불소-함유 화합물의 군을 말하며, 이들은 실온에서 액체이다. 바람직하게 플루오로카본은 퍼플루오로카본(PFC), 즉 모든 수소 원자가 불소 원자로 치환된 플루오르화 탄화수소이다.
액체 (퍼)플루오로카본은 25℃ 내지 160℃의 비등점을 특징으로 한다. 본 발명에서, (퍼)플루오로카본은 바람직하게 25℃ 내지 100℃, 더욱더 바람직하게 27℃ 내지 60℃의 비등점을 특징으로 한다.
플루오로카본의 적합한 예는 1-플루오로부탄, 2-플루오로부탄, 2,2-디플루오로부탄, 2,2,3,3-테트라플루오로부탄, 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄, 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로부탄, 1,1,1,2,4,4,4-헵타플루오로부탄, 1,1,2,2,3,3,4,4-옥타플루오로부탄, 1,1,1,2,2-펜타플루오로펜탄, 1,1,1,2,2,3,3,4-옥타플루오로펜탄, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-도데카플루오로헥산이다.
퍼플루오로카본의 적합한 예는 퍼플루오로펜탄, 퍼플루오로헥산, 퍼플루오로헵탄, 퍼플루오로옥탄, 퍼플루오로노난, 퍼플루오로데칼린, 퍼플루오로옥틸브로마이드(PFOB), 퍼플루오로-15-크라운-5-이서(PFCE), 퍼플루오로디클로로옥탄(PFDCO), 퍼플루오로트리부틸아민(PFTBA), 퍼플루오로노난(PFN), 및 1,1,1-트리스(퍼플루오로-tert-부톡시메틸)에탄(TPFBME), 또는 이들의 혼합물이다.
한 실시형태에서, 상기 퍼플루오로카본은 바람직하게 퍼플루오로펜탄(PFP, (비등점 29℃), 퍼플루오로헥산(PFH, 비등점 57℃) 또는 퍼플루오로옥틸브로마이드(PFOB, 비등점 142℃)이다.
BFS/(퍼)플루오로카본 몰비
본 명세서 및 청구범위에서, 표현 "몰비"(Nr)는 개시된 나노액적의 내부 코어를 안정화하기 위해 사용된 생체적합성 플루오르화 계면활성제와 (퍼)플루오로카본((P)FC)의 비를 나타낸다. 하기 식을 사용하여 몰비를 계산하는 것이 가능하다:
[식 1]
Figure pct00050
여기서
- 표현 "생체적합성 플루오르화 계면활성제의 총 몰수"는 나노액적 현탁액 중의 생체적합성 플루오르화 계면활성제의 몰량을 나타내고,
- 표현 "(P)FC의 총 몰수"는 ND의 내부 코어를 형성하는 (퍼)플루오로카본의 몰량을 나타낸다.
일반적으로, ND 현탁액 중의 생체적합성 플루오르화 계면활성제의 몰량은 나노액적의 외부층을 형성하는 생체적합성 플루오르화 계면활성제의 몰량 또는 안정화 층에 결합되지 않은(예를 들어 수성 현탁액 중의 유리 또는 미쉘 형태의) 생체적합성 플루오르화 계면활성제의 몰량, 또는 둘 다를 말한다.
한 실시형태에서, 수성상으로의 생체적합성 플루오르화 계면활성제의 몰량은 0.0006 내지 0.006 mmol, 바람직하게 0.002 내지 0.004 mmol의 범위이다.
한 실시형태에서, 유기상으로의 (P)FC의 몰량은 0.01 내지 0.04 mmol, 바람직하게 0.014 내지 0.028 mmol의 범위이다.
본 발명의 한 양태는 외부층 및 내부 코어를 포함하는 나노액적에 관한 것이며, 여기서 상기 외부층은 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함하고, 상기 내부 코어는 플루오로카본을 포함하며, 상기 생체적합성 플루오르화 계면활성제와 상기 플루오로카본 사이의 몰비는 0.06을 초과한다.
한 실시형태에서, 상기 생체적합성 플루오르화 계면활성제와 상기 플루오로카본 사이의 몰비는 0.060 초과, 바람직하게 0.068 초과, 바람직하게 0.070 초과, 바람직하게 0.080 초과, 바람직하게 0.090 초과, 바람직하게 0.100 초과, 바람직하게 0.140 초과 및 더욱더 바람직하게 0.190 초과이다.
한편, 출원인은 상기 생체적합성 플루오르화 계면활성제와 상기 플루오로카본 사이의 몰비가 바람직하게 0.300 이하, 더 바람직하게 0.250 이하이어야 한다는 것을 관찰했다.
보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적
추가의 양태는 상기 정의된 바와 같은 나노액적을 포함하는 수성 현탁액에 관한 것이다.
바람직한 실시형태는 상기 정의된 바와 같은 복수의 나노액적을 포함하는 수성 현탁액에 관한 것이며, 여기서 상기 나노액적은 100nm 내지 1000nm의 z-평균 직경 및 0.25 미만의 다분산도를 가진다.
본 명세서 및 청구범위에서, 용어 "복수의 나노액적"은 보정된 분포를 특징으로 하는 나노액적의 집단을 말하며, 이것은 실질적으로 모든 나노액적이 실질적으로 유사한 크기를 가진다는 것을 의미한다.
표현 "보정된 분포"는 특정 나노액적 집단(예를 들어 100 내지 1000nm의 z-평균 직경을 갖는)의 다분산도(PDI)가, 다분산성 지수(PDI)가 0.25 미만, 바람직하게 0.2 미만, 더 바람직하게 0.15 미만, 더욱더 바람직하게 0.1 미만인 것을 나타낸다.
용어 "다분산도"(PDI)는 누적치 분산으로부터 계산된 크기 분포의 광범성에 대한 무차원 측정을 말하며, 여기서 누적치 분석은 동적 광 산란에 대한 국제 표준인 ISO13321(1996) 및 ISO22412(2008)에 정의된 바에 따르면 평균 입자 크기(z-평균) 및 분포 너비 추정치(다분산성 지수)를 제공한다.
예를 들어, 0.7 초과의 다분산도는 매우 광범한 입자 크기 분포를 나타내는 반면, 0.08 미만의 값은 단봉 분포를 특징으로 하는 거의 단분산인 샘플을 나타낸다. 다분산도는, 예를 들어 Malvern Zetasizer Nano-ZS 기기(Malvern Instruments Ltd., 영국)를 사용하여 동적 광 산란 기술(DLS)에 의해 측정될 수 있다.
"z-평균 직경(ZD)"은 누적치 분석으로부터 도출된 강도-가중 평균 직경으로 정의된다. 다시 말하면, 동적 광 산란 기술(DLS)을 통해 측정된 수성 현탁액에 분산된 보정된 나노액적 크기의 평균을 말한다.
본 발명에서, z-평균 직경은 100nm 내지 1000nm, 바람직하게 120 내지 600, 더 바람직하게 150 내지 400이다.
바람직하게 생리학적으로 허용되는 본 발명의 수성 현탁액에 적합한 수성 담체는 물(바람직하게 멸균수), 식염수와 같은 수성 용액(이것은 유리하게 최종 주사용 제품이 저장성이 되지 않도록 균형을 맞춰줄 수 있다), 또는 하나 이상의 장성 조정 물질의 용액을 포함한다. 장성 조정 물질은 염 또는 당, 당 알코올, 글리콜 또는 다른 비이온성 폴리올 물질(예를 들어, 글루코오스, 수크로오스, 트레할로오스, 소르비톨, 만니톨, 글리세롤, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 등), 키토산 유도체, 예컨대 카복시메틸 키토산, 트리메틸 키토산 또는 겔화 화합물, 예컨대 카복시메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸 녹말 또는 덱스트란을 포함한다.
본 발명에서, 보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적은 바람직하게 미세유체 기술을 사용하여 생성된다.
안정성
이제 놀랍게도 출원인은 생체적합성 플루오르화 계면활성제와 플루오로카본 사이의 몰비를 조율함으로써 개시된 보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적의 안정성을 실질적으로 개선하는 것이 가능하다는 것을 발견했다.
본 명세서 및 청구범위에서, 용어 "안정성"은 초기 ND 크기 및 바람직하게는 또한 초기 단분산 분포를 경시적으로 실질적으로 유지하는 나노액적 조성물의 특성을 나타낸다.
초기 ND 크기 및 초기 단분산 분포는 제조 과정의 종료시 보정된 ND 조성물의 ND 크기 및 단분산도의 값을 말한다.
명확성을 위해, 제조 과정의 종료는 i) 미세유체 카트리지의 출구 채널로부터 보정된 ND의 수집 또는 ii) 상기 보정된 ND의 수집과 이후 희석 단계(즉 단계 e)를 말한다.
이들 대안적인 최종 단계는 모두 보정된 ND의 임의의 저장 기간 전에 수행된다.
표현 "저장 기간"은 미세유체 방식으로 제조된 보정된 ND의 수성 현탁액이 제조 과정의 종료 후 특정 온도 조건하에 유지되는 시간 기간을 나타내며, 예를 들어 수 시간, 수 일 또는 수 주로 표현된다.
하기 식(식 2)에 따른 ND 크기 진화(%Evol) 변수를 사용하여 보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적의 안정성을 계산하는 것이 가능하다:
[식 2]
Figure pct00051
여기서
- Dfinal은 제조 과정 종료로부터 특정 시간 후, 예를 들어 제조 과정 종료로부터 60분 후 또는 상이한 조건(상이한 온도, 압력 등)에서 저장 기간(예를 들어 1주) 후 보정된 ND의 z-평균 직경이고,
- Dinitial은 제조 과정 종료 직후(예를 들어 수 분 이내) 보정된 ND의 z-평균 직경이다.
본 발명에서, 0에 가까운 %Evol의 값(양수이든 음수이든)은 보정된 ND 현탁액의 높은 안정성을 나타내며, 이로써 현탁액 중의 나노액적은 경시적으로 이들의 초기 평균 치수를 실질적으로 유지한다.
본 발명에 따라서, 보정된 ND 현탁액의 %Evol은 바람직하게 ±50% 이하, 더 바람직하게 ±30% 이하, 및 더욱더 바람직하게 ±20% 이하이다.
놀랍게도 출원인은 BFS와 (퍼)플루오로카본 사이의 몰비가 증가하면 %Evol가 감소하고, 따라서 BFS에 의해 안정화된 개시된 보정된 (퍼)플루오로카본 ND의 안정성이 증가한다는 것을 발견했다.
출원인은 %Evol 변수가 BFS와 플루오로카본 사이의 몰비에 상당한 의존성을 가진다는 것을 발견했다. 특히 이 효과는 몰비 값이 높을수록, 즉 바람직하게 0.08 초과, 더 바람직하게 0.1 초과 및 더욱더 바람직하게 0.14 초과인 값에서 더 명백하다.
또한, BFS와 플루오로카본 사이의 증가된 몰비는 경시적으로 PDI 값을 유지하는데 실질적으로 긍정적인 영향을 미친다는 것이 관찰되었다.
미세유체 카트리지
본 발명의 ND는 바람직하게 미세유체 기술을 사용하여 바텀업 접근법을 통해서 생성된다.
본 명세서 및 청구범위에서, 표현 "미세유체 기술"은 미세규모로 채널 내의 유체를 조작하도록 설계된 미세유체 카트리지를 통해서 나노액적을 제조하는 기술을 말한다.
상기 미세유체 기술은 바텀업 접근법이며, 즉 분자(예를 들어 BFS 및 (퍼)플루오로카본)를 더 큰 나노구조(즉 나노액적)로 조립함으로써 나노액적이 얻어진다고 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 과정에 유용한 미세유체 카트리지(즉 미세유체 카트리지)의 코어 부분(100)의 도식적 그림을 도시한다. 카트리지는 수성상(101')을 공급하기 위한 제1 입구(101) 및 유기상(102')을 공급하기 위한 제2 입구(102)를 포함한다. 수성상과 유기상은 도 2에 예시된 바와 같은 혼합 장치(103), 예를 들어 엇갈린 헤링본 마이크로믹서(203)로 보내지고, 여기서 이들이 혼합되어(예를 들어, 도 2의 마이크로믹서의 경우 층류 혼합을 통해) ND가 형성된다.
다음에, 보정된 플루오로카본 ND는 출구 채널(104)로 보내지고, 이로부터 적합한 용기(예를 들어 바이알)에 수집된다.
대안으로서, 상기 미세유체 카트리지에는 추가의 채널이 장착될 수 있으며, 이것은 예를 들어 혼합 장치(103)와 출구 채널(104) 사이에 위치되고, 보정된 플루오로카본 ND 현탁액이 출구 채널(104)로 보내지기 전에 이들을 적합한 용매로 희석하기 위한 것이다(즉 인라인 희석).
혼합 장치(103)는 일반적으로 미세유체 방식 혼합 성능을 증진시킬 수 있는 적합한 기하구조를 특징으로 한다. 실제로 혼합 과정은 혼합 장치의 독특한 미세채널 기하구조를 따라 일어나며, 이것은 유체 스트림들이 미세유체 카트리지를 빠져나가는 도중에 함께 혼합되도록 한다.
상이한 형상 또는 미세구조에 따라 상이한 타입의 혼합 장치가 이용될 수 있다. 혼합 장치의 적합한 예들은 T 및 Y-자형 믹서(예를 들어 엇갈린 헤링본 마이크로믹서 또는 토로이달 믹서), 및 플로우 포커싱을 이용한 믹서와 같은 패시브 마이크로믹서; 및 압력장 교란을 이용한 믹서, 동전기 활성 마이크로믹서 및 초음파 활성 마이크로믹서와 같은 액티브 마이크로믹서로 분류될 수 있다.
본 발명에서는 2개의 액체상의 혼합이 라미네이션 혼합 또는 토로이달 마이크로믹서에 의해 제어되는 엇갈린 헤링본 마이크로믹서(도 2)가 바람직하다.
혼합 단계 동안 (퍼)플루오로카본 나노액적이 형성되고 미세유체 카트리지의 출구 채널로 보내지거나, 또는 대안으로서 출구 채널로 보내지기 전에 나노액적을 희석하기 위해 추가의 채널로 보내진다.
본 명세서 및 청구범위에서, 표현 "출구(또는 출구) 채널"은 미세유체 카트리지의 말단 부분을 나타내며, 이를 향해서 방금 형성된 나노액적이 혼합 장치로부터 보내지고, 이로부터 형성된 나노액적 현탁액을 적합한 용기(예를 들어 바이알)에 수집하는 것이 가능하다.
미세유체 카트리지의 예는 Precision Nanosystems(캐나다 밴쿠버) 사의 상업적으로 이용가능한 NxGen Cartridge이며, 인라인 희석이 수반되거나 수반되지 않는다. 이들 미세유체 카트리지는 엇갈린 헤링본 또는 토로이달 마이크로믹서를 포함할 수 있으며, 이들은 둘 다 비-난류 조건하에 작동한다. 제조 과정에서 미세유체 카트리지는, 일반적으로 카트리지 어댑터가 장착된 미세유체 기기에 장착됨으로써 미세유체 카트리지가 호스팅되고, 용기(예를 들어 연속흐름 주사를 위한 주사기 또는 바이알)가 미세유체 카트리지의 입구에 직접 연결되며, 구체적으로 액체상을 상기 입구로 펌핑하도록 설계된다. 미세유체 기기의 예는 NanoAssemblr® Benchtop Automated Instrument(Precision Nanosystems, 캐나다 밴쿠버)이다.
본 발명의 한 양태는 보정된 플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액의 제조 방법에 관한 것이며, 상기 방법은
a) 수성상을 제조하는 단계,
b) 유기상을 제조하는 단계,
c) 미세유체 카트리지의 제1 입구에 상기 수성상을 주입하고 제2 입구에 상기 유기상을 주입함으로써 상기 수성상과 상기 유기상을 미세유체 카트리지의 혼합 장치에서 혼합하여 보정된 플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액을 얻는 단계, 및
d) 미세유체 카트리지의 출구 채널로부터 보정된 플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액을 수집하는 단계
를 포함하고,
여기서
i) 상기 수성상은 Dendri-TAC, F-TAC 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함하고, 유기상은 플루오로카본을 포함하거나, 또는
ii) 상기 유기상이 Dendri-TAC, F-TAC 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 생체적합성 플루오르화 계면활성제 및 플루오로카본을 포함한다.
바람직한 실시형태에 따라서, 상기 수성상은 Dendri-TAC, F-TAC 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함하고, 상기 유기상은 플루오로카본을 포함한다.
바람직하게, 상기 플루오로카본은 퍼플루오로카본이다.
전형적으로 단계 c)에서 수성상의 주입과 유기상의 주입은 동시에 수행된다.
표현 "동시에"는 미세유체 카트리지에 수성상과 유기상의 동시 주입(즉 공-주입)을 나타내며, 즉 수성상과 유기상이 동시에 또는 실질적으로 동시에(예를 들어 수 초 이내) 미세유체 카트리지의 2개의 분리된 입구에 주입된다고 할 수 있다.
개시된 방법에 따라서, 2-채널 미세유체 시스템을 통한 액체상의 단일 통과에 의해 보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액을 얻는 것이 가능하다.
한 실시형태에서, 보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액을 제조하는 상기 방법은 미세유체 기술이며, 여기서 상기 보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적(z-평균 직경 100 내지 1000nm)은 0.25 미만, 바람직하게 0.20 미만, 더 바람직하게 0.15 미만, 더욱더 바람직하게 0.1 미만의 다분산성 지수(PDI)를 가진다.
유익하게, 계면활성제가 수성상에 용해되는 경우, 본 발명의 신규한 방법은 Dendri-TAC 및 FTAC 이외의, 임의의 다른 생체적합성 계면활성제, 특히 생체적합성 플루오르화 계면활성제에 의해 안정화된 보정된 나노액적의 수성 현탁액의 제조에 사용될 수 있다.
상기 언급된 바와 같은, 표현 "생체적합성 플루오르화 계면활성제"는 친수성 부분과 소수성 부분을 포함하는, 나노액적의 안정화 층을 형성하기에 적합한 양친매성 유기 화합물을 말한다. 상기 양친매성 유기 화합물은 독성이 없거나 유해하지 않거나 생리학적으로 반응하지 않고 전형적으로 면역학적 거부반응을 야기하지 않음으로써 생체 조직 또는 생체 시스템과 실질적인 양립성을 가진다.
따라서, 본 발명의 추가의 양태는 보정된 나노액적의 수성 현탁액의 제조 방법에 관한 것이며, 상기 방법은
a) 생체적합성 계면활성제를 포함하는 수성상을 제조하는 단계,
b) 플루오로카본을 포함하는 유기상을 제조하는 단계,
c) 미세유체 카트리지의 제1 입구에 상기 수성상을 주입하고 제2 입구에 상기 유기상을 주입함으로써 상기 수성상과 상기 유기상을 미세유체 카트리지의 혼합 장치에서 혼합하여 보정된 나노액적의 수성 현탁액을 얻는 단계, 및
d) 미세유체 카트리지의 출구 채널로부터 보정된 나노액적의 수성 현탁액을 수집하는 단계
를 포함한다.
바람직하게, 상기 생체적합성 계면활성제는 생체적합성 플루오르화 계면활성제이다.
바람직하게, 상기 플루오로카본은 퍼플루오로카본이다.
수성상
표현 "수성상"은, 예를 들어 물, 수성 완충 용액, 수성 등장성 용액 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 수성 액체 성분을 포함하는 액체를 말한다. 바람직하게, 수성상은 물이다.
바람직한 실시형태에 따라서, 상기 수성상은 상기 설명된 바와 같은 양친매성 선형 올리고머 F-TAC 및 양친매성 덴드리머 Dendri-TAC, 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함한다.
예를 들어, 생체적합성 플루오르화 계면활성제는 미세유체 카트리지의 제1 입구에 주입되는 수성상을 제조하기 위해 종래의 기술(예를 들어 교반)을 통해 수성 성분과 혼합될 수 있다.
단계 a)에서 수성상은 0.0006 mmol/mL 내지 0.006 mmol/mL, 더 바람직하게 0.0001 mmol/mL 내지 0.015 mmol/mL, 더욱더 바람직하게 0.001 mmol/mL 내지 0.01 mmol/mL 범위의 농도로 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함한다.
유기상
표현 "유기상"은 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 아세토니트릴 및 아세톤을 포함하는 물과 혼화성인 유기 용매를 포함하는 액체를 말한다. 바람직하게, 유기상은 에탄올이다.
바람직한 실시형태에 따라서, 상기 유기상은 플루오로카본 또는 상이한 플루오로카본들의 혼합물을 포함한다. 바람직하게, 플루오로카본은 퍼플루오로카본이다.
(퍼)플루오로카본의 적합한 예는 상기 언급된 것들이다.
예로서, 플루오로카본은 미세유체 카트리지의 제2 입구에 주입되는 유기상을 제조하기 위해 종래의 기술(예를 들어 교반)을 통해 유기 용매와 혼합될 수 있다.
다른 추가의 실시형태에서, 단계 b)에서 유기상은 0.003 mmol/mL 내지 0.142 mmol/mL, 더 바람직하게 0.011 mmole/mL 내지 0.085 mmole/mL, 더욱더 바람직하게 0.013 mmol/mL 내지 0.057 mmol/mL 범위의 농도로 (퍼)플루오로카본을 포함한다.
대안의 실시형태에서, 상기 유기상은 상기 정의된 바와 같은 생체적합성 플루오르화 계면활성제 및 플루오로카본을 포함한다.
예를 들어, 상기 유기상은
i) 0.0006 mmol/mL 내지 0.006 mmol/mL, 더 바람직하게 0.0001 mmol/mL 내지 0.015 mmol/mL, 더욱더 바람직하게 0.001 mmol/mL 내지 0.01 mmol/mL 범위의 농도의 생체적합성 플루오르화 계면활성제; 및
ii) 0.003 mmol/mL 내지 0.142 mmol/mL, 더 바람직하게 0.011 mmol/mL 내지 0.085 mmol/mL, 더욱더 바람직하게 0.013 mmol/mL 내지 0.057 mmol/mL 범위의 농도의 (퍼)플루오로카본
을 포함한다.
본 발명의 다른 추가의 실시형태에서, 실온에 가까운 비등점을 갖는 플루오로카본의 기화를 피하기 위해, 수성상과 유기상은 둘 다 바람직하게 실온보다 낮은 온도(예를 들어 약 4℃ 내지 20℃)에서 미세유체 카트리지에 주입된다.
추가의 양태는 하기 단계를 포함하는 제조 방법에 의해 얻어질 수 있는 복수의 보정된 플루오로카본 나노액적을 포함하는 수성 현탁액에 관한 것이며, 상기 제조 방법은
a) 수성상을 제조하는 단계,
b) 유기상을 제조하는 단계,
c) 미세유체 카트리지의 제1 입구에 상기 수성상을 주입하고 제2 입구에 상기 유기상을 주입함으로써 상기 수성상과 상기 유기상을 미세유체 카트리지의 혼합 장치에서 혼합하여 보정된 플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액을 얻는 단계, 및
d) 미세유체 카트리지의 출구 채널로부터 보정된 플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액을 수집하는 단계
를 포함하고,
여기서
i) 상기 수성상은 Dendri-TAC, F-TAC 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함하고, 유기상은 플루오로카본을 포함하거나, 또는
ii) 상기 유기상이 Dendri-TAC, F-TAC 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 생체적합성 플루오르화 계면활성제 및 플루오로카본을 포함한다.
바람직한 실시형태에서, 상기 수성상은 Dendri-TAC, F-TAC 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함하고, 유기상은 플루오로카본, 바람직하게 퍼플루오로카본을 포함한다.
추가의 실시형태에서, 상기 보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적은 100 내지 1000nm의 Z-평균 직경 및 0.25 미만, 바람직하게 0.20 미만, 더 바람직하게 0.15 미만, 더욱더 바람직하게 0.1 미만의 다분산성 지수(PDI)를 가진다.
총 유량(TFR) 및 유량비(FRR)
본 발명의 방법은 두 공정 변수, 즉 총 유량 및 유량비를 변화시킴으로써 (퍼)플루오로카본 나노액적의 특성을 제어하는 것이 가능하다.
표현 "총 유량(TFR)"은 미세유체 카트리지의 2개의 분리된 입구를 통해서 펌프되는, 두 유체 스트림, 즉 수성상 및 유기상의 전체 흐름을 말한다. TFR의 측정 단위는 mL/min이다.
한 실시형태에 따라서, TFR은 바람직하게 2 mL/min 내지 18 mL/min, 더 바람직하게 5 mL/min 내지 16 mL/min이며, 더욱더 바람직하게 TFR은 10 mL/min이다.
표현 "유량비(FRR)"는 미세유체 카트리지로 흐르는 수성상의 양과 유기상의 양 사이의 비를 말하며, 하기 식 3에 따른다:
[식 3]
Figure pct00052
수성상 및 유기상의 부피는, 예를 들어 mL로 표현될 수 있다.
바람직한 실시형태에서, FRR(수성상의 부피 대 유기상의 부피)은 1:1 내지 5:1, 바람직하게 1:1 내지 3:1이고, 더 바람직하게 FRR은 1:1이다.
본 발명에서, 생체적합성 플루오르화 계면활성제와 플루오로카본의 각각의 농도 및 FRR은 상기 생체적합성 플루오르화 계면활성제와 상기 플루오로카본 사이의 몰비가 0.060 초과, 바람직하게 0.068 초과, 바람직하게 0.070 초과, 바람직하게 0.080 초과, 바람직하게 0.090 초과, 바람직하게 0.100 초과, 바람직하게 0.140 초과 및 더욱더 바람직하게 0.190 초과가 되도록 의도적으로 조율될 수 있다.
상기 생체적합성 플루오르화 계면활성제와 상기 플루오로카본 사이의 몰비는 바람직하게 0.300 이하, 더 바람직하게 0.250 이하이어야 한다.
선택적 단계 e): 희석
본 발명에 따라서, 제조 방법은 선택적 단계 e)를 더 포함하며, 이것은 보정된 플루오로카본 나노액적의 수집된 수성 현탁액을 희석하는 단계를 포함한다.
놀랍게도 출원인은 미세유체 카트리지를 사용한 ND 생성 후 희석 단계가 초기 ND 크기 및 초기 단분산성에 유리한 영향을 미친다는 것을 관찰했다. 실제로 ND 크기는 희석할 때보다 희석하지 않을 때 더 컸다.
상기 나타낸 바와 같은, 표현 "초기 단분산 분포" 및 "초기 ND 크기"는 제조 과정의 종료시 보정된 ND 조성물의 단분산도의 값 및 ND 크기를 말하며, 제조 과정의 종료는 i) 미세유체 카트리지의 출구 채널로부터 보정된 ND의 수집 또는 ii) 상기 보정된 ND의 수집과 이후 희석 단계(즉 단계 e)를 말한다.
본 명세서 및 청구범위에서, 용어 "희석"은 물 또는 수성 용액을 포함하는, 수성 액체의 적합한 양을 첨가함으로써 현탁액 중 보정된 나노액적의 농도를 감소시키는 과정을 말한다.
수성 액체의 적합한 양은 수성 현탁액 중 보정된 나노액적의 농도를 2 내지 10배 감소시키는데 필요한 수성 액체의 양에 해당한다.
바람직한 실시형태에서, 본 발명 방법의 선택적 단계 e)는 보정된 플루오로카본 나노액적의 수집된 수성 현탁액을 1 내지 20배, 바람직하게 3 내지 8배 희석하는 단계를 포함하며, 더욱더 바람직하게 수집된 수성 현탁액은 5배 희석된다.
추가의 희석 효과는 현탁액 중 유기 용매의 상대적인 양을 감소시키는 것이다.
추가의 바람직한 실시형태에서, 본 발명 방법의 단계 e)는 보정된 플루오로카본의 수집된 현탁액을 물로 희석하는 단계를 포함한다.
상기 언급된 대로, 출구 채널로 보내기 전 보정된 플루오로카본 ND 현탁액의 희석을 목적으로 하는 추가의 채널(예를 들어, 도 1에서 혼합 장치(103)와 출구 채널(104) 사이에 위치된)로 인해, 희석 단계는 대안으로서 미세유체 카트리지 내부에서 수행될 수 있다.
이 경우, 본 발명 방법의 단계 e)는 미세유체 카트리지로부터의 수집 전에, 보정된 플루오로카본 나노액적의 현탁액을 1 내지 20배, 바람직하게 3 내지 8배, 더욱더 바람직하게 5배 희석하는 단계를 포함한다.
선택적 단계 f): 동결
본 발명의 다른 추가의 실시형태는 단계 e)에 이어서 선택적 단계 f)를 포함하는 보정된 플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액의 제조 방법에 관한 것이며, 이것은 보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적의 현탁액을 동결하는 단계를 포함한다.
한 실시형태에서, 상기 단계 f)는 -60℃ 내지 0℃, 바람직하게 -40℃ 내지 -10℃, 더욱더 바람직하게 -30℃의 온도에서 보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적의 현탁액을 동결하는 단계를 포함한다.
다음에, 동결된 현탁액은 -30℃ 내지 -10℃, 바람직하게 -20℃의 온도에 저장될 수 있다.
출원인은 보정된 ND 현탁액의 동결이 사용된 몰비와 무관하게 %Evol를 더 감소시킬 수 있었음을 관찰했다.
추가의 실시형태에서, 상기 단계 f)는 1 내지 60분, 바람직하게 5 내지 30분, 더욱더 바람직하게 15분의 시간 동안 보정된 (퍼)플루오로카본 나노액적을 동결하는 단계를 포함한다.
추가의 실시형태에서, 선택적 단계 f) 전에, 단계 e)에서 희석은 적어도 동결보호제를 포함하는 상기 언급된 바와 같은 수성 용액을 사용하여 수행된다.
표현 "동결보호제"는 경시적으로 초기 ND 크기를 유지하고 초기 단분산 분포를 실질적으로 유지하면서 동결 효능을 개선할 수 있는 임의의 화합물을 지칭한다. 보정된 나노액적의 안정화를 위한 적합한 성분의 예는 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리올, 당류, 계면활성제, 버퍼, 아미노산, 킬레이트 복합체, 및 무기염이다. 바람직하게, 보정된 나노액적의 안정화를 위한 적합한 성분은 당류이다.
바람직하게, 상기 당류는 이당류, 삼당류 및 다당류의 군으로부터 선택되며, 더 바람직하게는 이당이다. 이당류의 예는 트레할로오스, 말토오스, 락토오스 및 수크로오스를 포함한다. 특히 바람직한 이당류는 트레할로오스이다.
바람직한 실시형태에서, 단계 d)에서 수성 용액은 트레할로오스를 포함한다.
다른 바람직한 실시형태에서, 상기 수성 용액은 1 내지 10%, 바람직하게 3 내지 7%, 더 바람직하게 5%의 트레할로오스의 농도를 가진다.
본 발명의 한 양태는 상기 정의된 바와 같은 나노액적 및 트레할로오스를 포함하는 수성 현탁액에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양태는 상기 정의된 바와 같은 복수의 나노액적, 및 트레할로오스를 포함하는 수성 현탁액에 관한 것이며, 여기서 상기 나노액적은 0.25 미만, 바람직하게 0.20 미만, 더 바람직하게 0.15 미만, 더욱더 바람직하게 0.10 미만의 다분산성 지수(PDI) 및 100nm 내지 1000nm, 바람직하게 120 내지 600nm, 더 바람직하게 150 내지 400nm의 Z-평균 직경을 가진다.
음향 액적 기화
표현 "음향 액적 기화(ADV)"는 기화 역치를 넘는 초음파 에너지 적용의 결과로서 액체에서 기체 상태로 (퍼)플루오로카본 나노액적의 내부 코어가 상-이동하는 것을 말한다.
상기 초음파는 제어가능하고 비-침습적이며 국소적 방식으로 액적의 기화를 촉진하는 외부 자극으로 작용한다.
기화 역치 아래에서는 낮은 음향 감쇠로 인해 나노액적이 초음파적으로 안정하며, 관심의 위치에서 음향적으로 기화될 수 있다. 종래의 마이크로버블과 비교하여 더 작은 크기 및 부피로 인해, 나노액적은 연장된 생체내 순환, 혈관외 공간을 통한 깊은 조직 침투를 나타낸다(Helfield et al. 2020).
사용
보정된 BFS-PFC 나노액적은 의료 초음파 용도에서 기체상 마이크로버블의 대안이 될 수 있다. 초음파 에너지 적용시 액적은 관심의 영역에서 선택적으로 기화되어 마이크로버블을 형성할 수 있다. 활성화 후 보정된 BFS-PFC 나노액적은 실질적으로 종래의 조영 증강 초음파(CEUS)와 동일한 방식으로 사용될 수 있다.
한 양태는 진단 및/또는 치료에서 사용하기 위한 상기 정의된 바와 같은 과정에 따라서 얻어진 수성 현탁액에 관한 것이다.
추가의 양태는 진단 및/또는 치료에서 사용하기 위한 상기 정의된 것과 같은 나노액적 또는 복수의 나노액적 및 트레할로오스를 포함하는 수성 현탁액에 관한 것이다.
진단은 전임상 및 임상 연구를 위한 영상화를 포함하여, 기체 충전 미세소포의 사용이 동물(인간을 포함하는) 신체 일부에 대한 시각화의 증진을 허용하는 임의의 방법을 포함한다. 진단 용도의 적합한 예는 분자 및 관류 영상화, 종양 영상화(EPR 효과), 멀티모드 영상화(MR-유도 종양 절제, 형광, 소노-포토어쿠스틱 활성화), US 수차 보정 및 초해상도 초음파 영상화이다.
치료는 환자를 치료하는 임의의 방법을 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 치료는 그대로(예를 들어 초음파 매개 혈전용해, 고강도 집속 초음파 절제, 혈액-뇌 장벽 투과, 면역조절, 신경조절, 방사선민감화에서) 또는 치료제와 조합하여(즉 초음파 매개 송달, 예를 들어 선택된 부위 또는 조직으로 약물 또는 생체활성 화합물의 송달을 위한, 예컨대 종양 치료, 유전자 치료, 감염성 질환 치료, 대사 질환 치료, 만성 질환 치료, 퇴행성 질환 치료, 염증성 질환 치료, 면역학적 또는 자가면역 질환 치료에서 또는 백신으로의 사용에서), 초음파와 (퍼)플루오로카본 나노액적의 조합 사용을 포함하며, 이로써 나노액적의 존재는 치료 효과 자체를 제공할 수 있거나, 또는 예를 들어 자체적으로 또는 다양한 물리적 방법(예를 들어 초음파 매개 송달을 포함하는)에 의한 특정한 활성화 시에, 시험관내 및/또는 생체내에서 생물학적 효과를 발휘하거나 발휘하는 것을 담당함으로써 적용된 초음파의 치료 효과를 증진시킬 수 있다.
하기 실시예는 본 발명을 더 예시하는데 도움이 될 것이다.
실시예
재료 및 방법
하기 재료가 이후 실시예들에 이용된다:
Figure pct00053
실시예 1
미세유체 플랫폼을 사용한 PFC 나노액적의 제조
크기-제어 자체-조립을 허용하는 엇갈린 헤링본 마이크로믹서(SHM)가 장착된 Precision Nanosystems(캐나다 밴쿠버) 사의 NanoAssemblr™ Benchtop 자동화 기기에서 퍼플루오로카본 나노액적을 제조했다. 간단히 말해서, 생체적합성 플루오르화 계면활성제(BFS)를 포함하는 수성상을 미세유체 카트리지(도 1)의 제1 입구에 주입하고, 에탄올에 용해된 PFC로 이루어진 유기상을 제2 입구에 주입했다. 두 상은 모두 ND 제조 전에 약 4℃에서 아이스배스에 보관했다. 채널의 미시적 특성을 조작하여 제어된 방식으로 두 유체 스트림의 가속 혼합을 야기했다. 미세유체 과정 셋팅, 즉 총 유량(TFR, mL/min)과 유량비(FRR)를 변화시켜 ND 특성을 제어했다. 출구 채널로부터 ND 현탁액을 팔콘 바이알(15mL)에 수집했다.
대안으로서(실시예 5 참조), 수집된 ND 현탁액을 초순수 또는 트레할로오스 용액으로 희석했다(5% 최종).
실시예 2
BFS/PFC 몰비의 효과
보정된 퍼플루오로카본 나노액적의 안정성에 대한 BFS/PFC 몰비의 효과를 조사했다.
이 목적을 위해, 두 상이한 PFC-ND 조성물을 Malvern Zetasizer Nano-ZS 기기(Malvern Instruments Ltd. 영국)를 사용하여 특성화했고, 크기(Z 평균) 및 다분산도(PDI)를 하기와 같이 상이한 단계에서 경시적으로 측정했다:
- 미세유체 카트리지로부터 수집 직후 수행된 희석(물, 5배) 후;
- 4℃에서 1주 저장 후, 및
- -20℃에서 1주 저장 후.
각 측정은 실온(즉 25℃)에서 수행되었다.
하기와 같은 두 상이한 조성물을 테스트했다:
- 조성물 1: F-TAC 계면활성제 F8TAC19 및 퍼플루오로펜탄 PFC에 의해 안정화된 나노액적 현탁액; 및
- 조성물 2: Dendri-TAC 계면활성제 DiF6DiTAC7 및 퍼플루오로펜탄 PFC에 의해 안정화된 나노액적 현탁액.
두 조성물은 모두 실시예 1에 설명된 대로 제조했으며, 표 2에 나타낸 대로 각 조성물에 대해 BFS와 PFC 사이에 상이한 몰비(낮은 몰비에서 높은 몰비로)가 얻어지도록 공정 변수를 설정했다. 3:1, 2:1 및 1:1의 3개의 상이한 FRR을 테스트했다.
BFS/PFC 몰비 및 각 FRR은 표 2의 두 번째 칼럼에 제시된다.
결과
4℃ 또는 -20℃에서 1주 저장 후 조성물 1 및 조성물 2의 크기 및 PDI에 대한 BFS/PFC 몰비의 효과
물로 희석(5배)
변수 조성물 1 조성물 2
FRR 몰비
nr 		초기 크기 (nm) PDI %Evol 초기 크기 (nm) PDI %Evol
25℃ 4℃ -20℃ 25℃ 4℃ -20℃
3-1 0.03 206.6 0.066 82 62 231.7 0.115 46 27
0.146 208.9 0.08 37 40 223.0 0.107 28 17
2-1 0.02 222.4 0.061 102 70 224.9 0.112 65 42
0.097 221.7 0.064 49 43 213.3 0.092 43 33
1-1 0.04 317.4 0.034 29 34 301.8 0.090 21 8
0.196 273.9 0.115 -10 -1 299.3 0.088 -5 -9
보정된 PFC-ND에 대한 BFS/PFC 몰비 효과 연구의 전체적인 결과가 표 2에 제시되며, 이것은 미세유체 카트리지로부터 수집 직후 수행된 희석(물, 5배) 후 및 4℃ 또는 -20℃에서 1주 저장 후 얻어진 두 상이한 보정된 ND 조성물의 크기 및 PDI 특성을 비교한다.
특히 시간 경과에 따른 ND 크기의 변화는 %Evol로 표현되며, 상세한 설명 부분에 설명된 식 2에 따라서 계산된다.
0에 가까운 %Evol 값은 보정된 ND 현탁액의 더 높은 안정성을 나타내며, 이로써 현탁액 중의 나노액적은 시간 경과에 따라 그것의 초기 평균 치수를 실질적으로 유지한다.
이 결과는 각각의 정해진 FRR에서 더 높은 BFS/PFC 몰비를 사용함으로써 개선된 경시적 ND 안정성(즉 낮은 %Evol)이 얻어졌다는 것을 보여주었다.
특히 %Evol 변수가 BFS와 PFC 사이의 몰비에 상당한 의존성을 가진다는 것이 관찰되었다. 이 효과는 가장 높은 몰비 값(즉, 0.097, 0.146 및 0.196)에서 특히 명백하다.
실시예 3
희석 단계의 효과
제조 후 보정된 퍼플루오로카본 나노액적의 수집된 현탁액을 희석하는 것의 효과를 조사했다.
이 목적을 위해, 미세유체 카트리지 출구로부터 수집한 직후, 보정된 PFC-ND 현탁액을 물을 사용하여 상이한 희석 계수로 희석했다.
PFC-ND 현탁액을 Malvern Zetasizer Nano-ZS 기기(Malvern Instruments Ltd. 영국)를 사용하여 특성화했고, 크기(Z 평균) 및 다분산도(PDI)를 하기와 같이 상이한 단계에서 경시적으로 측정했다:
- 미세유체 카트리지 출구로부터 보정된 PFC-ND 현탁액의 수집 단계 직후;
- 보정된 PFC-ND 현탁액을 물로 2배 희석한 후; 및
- 보정된 PFC-ND 현탁액을 물로 5배 희석한 후.
각 측정은 실온(즉 25℃)에서 수행되었다.
하기와 같은 두 상이한 조성물을 테스트했다:
- 조성물 1: F-TAC 계면활성제 F8TAC19 및 퍼플루오로펜탄 PFC에 의해 안정화된 나노액적 현탁액; 및
- 조성물 3: Dendri-TAC 계면활성제 F8DiTAC6 및 퍼플루오로펜탄 PFC에 의해 안정화된 나노액적 현탁액.
두 조성물은 모두 실시예 1에 설명된 대로 제조했고, 각 조성물에 대해 BFS와 PFC 사이에 상이한 몰비(낮은 몰비에서 높은 몰비로)가 얻어지도록 공정 변수를 설정했다. 3:1, 2:1 및 1:1의 3개의 상이한 FRR을 테스트했다.
BFS/PFC 몰비 및 각 FRR은 표 3 및 4의 처음 2개 칼럼에 제시된다.
결과
보정된 PFC-ND 특성화의 전체적인 결과를 하기 표 3 및 4에 나타낸다.
조성물 1의 초기 크기 및 PDI에 대한 희석 요인의 효과
변수 희석 없음 물로 희석(2배) 물로 희석(5배)
FRR 몰비 nr 초기 크기(nm) PDI 초기 크기(nm) PDI 초기 크기(nm) PDI
25℃ 25℃ 25℃
3-1 0.146 442.3 0.097 278.7 0.107 210,5 0.097
2-1 0.097 665.2 0.099 318.7 0.065 221,1 0.090
1-1 0.06 1262 0.099 441.4 0.029 275.2 0.038
0.196 1574 0.074 443.7 0.072 273.9 0.115
조성물 3의 초기 크기 및 PDI에 대한 희석 요인의 효과
변수 희석 없음 물로 희석(2배) 물로 희석(5배)
FRR 몰비 nr 초기 크기(nm) PDI 초기 크기(nm) PDI 초기 크기(nm) PDI
25℃ 25℃ 25℃
3-1 0.146 537.2 0.110 328.2 0.100 256.7 0.104
2-1 0.097 832.6 0.058 361.6 0.037 264.2 0.059
1-1 0.06 1428 0.127 439.0 0.046 285.8 0.090
0.196 1585 0.048 471.7 0.048 323.8 0.114
표 3 및 4는 미세유체 카트리지 출구로부터 보정된 PFC-ND 현탁액의 수집 단계 직후 및 수집 직후 수행된 희석 후 두 상이한 보정된 PFC 나노액적 조성물의 크기 및 PDI 특성화를 나타낸다.
특히 희석 없이 얻어진 크기 및 PDI 값과 두 상이한 희석 비율로 샘플을 희석한 후 얻어진 크기 및 PDI 값이 비교된다.
이 결과는 각 BFS/PFC 몰비에서 조사된 두 조성물에 대해 희석 단계가 ND 초기 크기(즉, 미세유체 카트리지의 출구 채널로부터 수집된 보정된 ND 조성물의 ND 크기)를 감소시킬 수 있음을 증명한다.
또한, 2배에서 5배로 희석 계수의 증가는 각 BFS/PFC 몰비에서 조사된 두 조성물에 대해 ND 초기 크기를 더 감소시킬 수 있었다.
예를 들어, 조성물 3에 대해 물로 5배 희석을 수행함으로써 BFS/PFC 몰비가 0.146인 샘플에 대해 약 2배, BFS/PFC 몰비가 가장 높은, 즉 0.196인 샘플에 대해 약 5배의 크기 감소를 얻는 것이 가능했다.
실시예 4
5% 트레할로오스 용액으로 희석한 효과
선택적인 동결 단계 전에 트레할로오스를 포함하는 수성 용액으로 보정된 ND의 수집된 현탁액을 희석하는 것의 효과를 연구했다.
이 목적을 위해, 미세유체 카트리지로부터 수집한 직후, 보정된 PFC-ND 현탁액을 5% w/w 트레할로오스 수성 용액을 사용하여 희석했다. 조사된 희석 계수는 5였다.
희석 단계 후, 보정된 ND를 -20℃에서 동결하고 1주간 저장했다.
PFC-ND 현탁액을 Malvern Zetasizer Nano-ZS 기기(Malvern Instruments Ltd. 영국)를 사용하여 특성화했고, 크기(Z 평균) 및 다분산도(PDI)를 하기와 같이 상이한 단계에서 경시적으로 측정했다:
- 5% w/w 트레할로오스 수성 용액으로 보정된 PFC-ND 현탁액의 5배 희석 후, 및
- -20℃에서 1주 저장 기간 후.
각 측정은 실온(즉 25℃)에서 수행되었다.
이 목적을 위해, 조성물 1(F8TAC19/퍼플루오로펜탄)과 조성물 2(DiF6DiTAC7/퍼플루오로펜탄)를 테스트했다.
두 조성물은 모두 실시예 1에 설명된 대로 제조했고, 각 조성물에 대해 BFS와 PFC 사이에 상이한 몰비(낮은 몰비에서 높은 몰비로)가 얻어지도록 공정 변수를 설정했다. 3:1, 2:1 및 1:1의 3개의 상이한 FRR을 테스트했다.
BFS/PFC 몰비 및 각 FRR은 표 5의 처음 2개 칼럼에 제시된다.
결과
선택적인 동결 단계 전에 트레할로오스를 포함하는 수성 용액으로 희석한 효과에 대한 전체적인 결과를 표 5에 나타낸다.
트레할로오스 용액(5% w/w)으로 희석한 효과
조성물 1 조성물 2
FRR 몰비(nr) 초기 크기(nm) %Evol 초기 크기(nm) %Evol
25℃ -20℃ 25℃ -20℃
3-1 0.146 237.5 15 246.7 16
2-1 0.097 251.6 19 249.6 20
1-1 0.196 369.6 -2 350.5 -8
이 결과는 5% 트레할로오스 수성 용액으로 ND 현탁액을 희석했을 때 -20℃에서 1주 저장 후 초기 ND 크기가 실질적으로 변형되지 않았음을 증명했다.
실시예 5
ND 크기 및 크기 분포에 대한 퍼플루오로카본 성질의 영향
ND 크기 및 크기 분포에 대한 퍼플루오로카본의 영향을 연구하기 위해 하기와 같은 상이한 PFC를 포함하는 상이한 조성물들을 테스트했다:
- Dendri-TAC 계면활성제 DiF6DiTAC7 및 퍼플루오로헥산 PFC에 의해 안정화된 나노액적 현탁액을 포함하는 조성물 4, 및
- Dendri-TAC 계면활성제 F8DiTAC6 및 퍼플루오로옥틸브로마이드(PFOB)에 의해 안정화된 나노액적 현탁액을 포함하는 조성물 5.
조성물 4는 실시예 1에 설명된 대로 제조했고, 각 조성물에 대해 BFS와 PFC 사이에 상이한 몰비(낮은 몰비에서 높은 몰비로)가 얻어지도록 공정 변수를 설정했다. 3:1, 2:1 및 1:1의 3개의 상이한 FRR을 테스트했다. 미세유체 카트리지로부터 수집 직후 희석을 수행했다(물, 5배). 선택된 FRR의 함수로서 평가된 BFS/PFC 몰비의 범위가 표 6의 좌측의 처음 2개 칼럼에 제시된다.
조성물 5는 실시예 1에 설명된 대로 제조했고, BFS와 PFC 사이에 0.1의 몰비가 얻어지도록 공정 변수를 설정했으며, 즉 FRR은 1:1이었고, TFR은 15 ml/min이었다. 유기상 중 PFOB 농도를 2.5 μL/mL 및 10 μL/mL의 두 가지로 하여 테스트했다.
또한, 하기와 같이 상이한 단계에서 크기(Z-평균) 및 다분산도(PDI)를 측정하여 조성물 5의 안정성을 조사했다:
- 미세유체 카트리지로부터 수집 직후 수행된 희석(물, 4배) 후, 및
- 4℃에서 1주 저장 후.
각 측정은 실온(즉 25℃)에서 수행되었다.
얻어진 PFC-ND 현탁액(조성물 4와 5 모두)을 Malvern Zetasizer Nano-ZS 기기(Malvern Instruments Ltd. 영국)를 사용하여 특성화했고, 미세유체 출구로부터 수집된 ND 현탁액의 희석(4배) 후 크기(Z 평균) 및 다분산도(PDI)를 측정했다.
결과
표 6은 미세유체 방식으로 제조된 조성물 4의 특성화로부터 얻어진 결과를 나타낸다.
ND 내부 코어에 PFC로서 퍼플루오로헥산을 사용하여 약 200-250nm 범위의 크기를 갖는 균질한 나노액적을 특징으로 하는 단분산 ND 현탁액을 얻는 것이 가능했음이 관찰되었다.
조성물 4로 제조된 나노액적
FRR 몰비(nr) 초기 크기(nm) PDI
25℃
3-1 0.146 192.9 0.126
2-1 0.097 199.2 0.109
1-1 0.196 234.5 0.122
표 7은 미세유체 방식으로 제조된 조성물 5의 특성화로부터 얻어진 결과를 나타낸다.
조성물 5로 제조된 나노액적
몰비 유기상 중
PFC 농도(μL/mL) 		초기 크기(nm) PDI %Evol
25℃ 4℃
0.1 2.5 273 0.058 12
10 280 0.089 14
조성물 5의 특성화는 ND 내부 코어에 PFC로서 퍼플루오로옥틸브로마이드의 사용이 ND 크기와 관련하여 우수한 결과를 가져왔음을 더 증명했다. 또한, 결정된 PDI 값은 ND 현탁액의 단분산성을 확인했다.
이 결과는 PFC로서 퍼플루오로옥틸브로마이드(PFOB)의 사용이 우수한 경시적 ND 안정성(즉 낮은 %Evol)을 제공했다는 것을 보여주었다.
실시예 6
미세유체 방법의 재현성
개시된 미세유체 방법의 반복성을 평가하기 위해, 보정된 퍼플루오로카본 나노액적의 여러 제제를 실시예 1에 설명된 대로 제조한 후 특성화했다.
용어 "재현성"은 동일한 샘플의 여러 제조물에 대해 미세유체 방법이 유사한 결과를 생성하는 능력의 척도를 나타낸다.
이 목적을 위해, 동일한 조성을 갖는 PFC-ND의 5개 샘플을 제조했으며, 몰비가 0.196인 조성물 2(DiF6DiTAC7/퍼플루오로펜탄)를 사용했고, 공정 변수는 FRR 1-1 및 TFR 15 mL/min이었다.
미세유체 카트리지 출구로부터 수집 직후, 샘플을 물을 사용하여 5배 희석했고, Malvern Zetasizer Nano-ZS 기기를 사용하여 특성화하여 ND 크기(Z-평균)와 다분산도(PDI)를 결정했다.
결과
조성물 2의 미세유체 방식으로 제제된 여러 제제의 특성화
FRR 몰비 nr 초기 크기(nm) PDI
25℃
1-1 0.196 239.4 0.110
229.6 0.098
213.8 0.079
235.1 0.083
236.3 0.084
평균 230.8±10.2 0.091±0.013
동일한 조성을 갖는 미세유체 방식으로 제조된 여러 제제의 특성화(표 8)는 PFC-ND를 포함하는 반복된 샘플들이 유사한 크기 및 PDI 값을 가졌음을 증명했다. 재현성 계수, 즉 반복 측정 사이에 생길 수 있는 최대 차이는 변동 계수로서 5% 미만인 것으로 계산되었다. 백분율로 표현된 변동 계수는 반복 측정의 표준 편차와 전체 평균의 비이다.
이들 결과는 개시된 미세유체 방법의 높은 재현성을 확인했다.
실시예 7
ND 크기 및 크기 분포에 대한 BFS 혼합물의 영향
ND 크기 및 크기 분포에 대한 안정화제로서 BFS 혼합물의 영향을 연구하기 위해, 두 상이한 BFS, 즉 양친매성 선형 올리고머 FTAC와 덴드리머 DendriTAC의 혼합물을 수성상에 첨가했다.
이 목적을 위해, 하기 조성물을 제조했다:
조성물 6: F-TAC 계면활성제인 F8TAC19와 Dendri-TAC 계면활성제인 DiF6DiTAC7의 혼합물에 의해 안정화된 나노액적 현탁액; PFC로는 퍼플루오로펜탄을 사용했다. BFS와 PFC 사이의 몰비는 0.1이었고, 공정 변수는 FRR 1-1 및 TFR 15 mL/min로 설정했다.
F8TAC19와 DiF6DiTAC7 사이의 몰비(%)를 75:25, 50:50 및 25:75로 다르게 하여 테스트했다.
미세유체 카트리지 출구로부터 수집 직후, 보정된 PFC-ND 현탁액을 물을 사용하여 5배 희석했고, Malvern Zetasizer Nano-ZS 기기를 사용하여 특성화하여 ND 크기(Z-평균)와 다분산도(PDI)를 결정했다.
결과
ND 크기 및 크기 분포에 대한 BFS 혼합물(F8TAC19 및 DiF6DiTAC7)의 영향
조성물 6
F8TAC19 DiF6DiTAC7 초기 크기(nm) PDI
25℃
100% 0% 285 0.037
75% 25% 279 0.076
50% 50% 248 0.075
25% 75% 257 0.122
0% 100% 236 0.095
이 결과는 미세유체 방식으로 제조된 PFC-ND에서 안정화제로서 BFS 혼합물의 사용에 의해 우수한 PDI 값을 얻을 수 있었다는 것을 보여주었고, 따라서 현탁액 중 나노액적의 우수한 단분산성을 확인한다.
F8TAC19와 DiF6DiTAC7 사이의 몰비를 다르게 했을 때 ND 크기와 PDI에 유의한 차이는 관찰되지 않았다.
실시예 8
음향 액적 기화 결정
선행 실시예에 따라서 제조된 ND의 음향 액적 기화(ADV) 역치는 B-모드 영상화 방법을 사용하는 종래의 방법에 따라서 결정될 수 있다.
예를 들어, ND의 현탁액은 트랜스듀서의 초점 구역을 통과하면서 기화될 수 있으며, ND 기화가 관찰될 때까지 음압이 10초마다 약 0.2 MPa씩 증가된다(약 3.0 MPa에서 시작). 선행 실시예에 따라서 제조된 ND 현탁액은 6.0 MHZ에서 단일-요소 트랜스듀서를 사용하여 약 4.2 내지 4.6 MPa의 음향 기화 값을 나타낸다. 펄스는 10 Hz의 펄스 반복 주파수(PRF)에서 펄스당 200 사이클로 버스트 모드로 방출되었다.
참고자료
Astafyeva et al, J. Mater. Chem. B,3, 2015, 2892-2907
WO2016185425
Sheeran et al., IEEE T ULTRASON FERR, 64, 1, 2017, 252-263
Melich et al., International Journal of Pharmaceutics, 587, 2020, 119651
Helfield et al., Ultrasound in Medicine & Biology, 46, 10, 2020, 2861-2870

Claims (21)

  1. 외부층 및 내부 코어를 포함하는 나노액적으로서, 상기 외부층은 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함하고 상기 내부 코어는 플루오로카본을 포함하며, 상기 생체적합성 계면활성제와 상기 플루오로카본 사이의 몰비가 0.06을 초과하는 것을 특징으로 하고, 여기서 상기 생체적합성 플루오르화 계면활성제는
    (A) - 원자가 2 또는 3의 소수성 중심 코어;
    - 중심 코어의 각 개방 단부에 부착되고 코어 주변으로 분기하는 세대 사슬
    Figure pct00054
    ; 및
    - 각 세대 사슬의 단부에 있는 친수성 말단 기
    를 포함하는 세대 n의 양친매성 덴드리머(Dendri-TAC),
    여기서
    n은 0 내지 12의 정수이고, 친수성 말단 기는
    - 단당, 올리고당 또는 다당 잔기,
    - 시클로덱스트린 잔기,
    - 펩타이드 잔기,
    - 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄(Tris), 또는
    - 2-아미노-2-메틸프로판-1,3-디올
    을 포함하고;
    소수성 중심 코어는 식 (Ia) 또는 (Ib)의 기이며:
    Figure pct00055

    여기서
    W는 RF 또는 W0, W1, W2 또는 W3으로부터 선택된 기이고:
    Figure pct00056

    RF는 C4-C10 퍼플루오로알킬 또는 C1-C24 알킬 기이고,
    RH는 C1-C24 알킬 기이고,
    p는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
    q는 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
    L은 선택적으로 하나 이상의 -O-, -S-에 의해 중단된, 선형 또는 분기형 C1-C12 알킬렌 기이고,
    Z는 C(=O)NH 또는 NHC(=O)이고,
    R은 C1-C6 알킬 기이고,
    e는 각 경우에 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4로부터 선택된다;
    (B) 식 II의 양친매성 선형 올리고머(F-TAC)
    Figure pct00057

    여기서
    - n은 반복되는 Tris 단위의 수이며(n=DPn은 평균 중합도이다), 여기서 용어 Tris는 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄 단위를 나타내고,
    - i는 플루오로알킬 사슬에 있는 탄소 원자의 수이다;
    또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 나노액적.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 양친매성 덴드리머 Dendri-TAC는 하기 식 IA 및 식 IB의 화합물을 포함하는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 나노액적.
    Figure pct00058

    Figure pct00059
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 양친매성 선형 올리고머 F-TAC는 하기 식 IIA 및 식 IIB의 화합물을 포함하는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 나노액적.
    Figure pct00060

    Figure pct00061
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플루오로카본은 퍼플루오로카본인 것을 특징으로 하는 나노액적.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생체적합성 플루오르화 계면활성제와 상기 플루오로카본 사이의 상기 몰비는 0.07을 초과하는 것을 특징으로 하는 나노액적.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 나노액적을 포함하는 수성 현탁액.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 복수의 나노액적을 포함하는 수성 현탁액으로서, 상기 나노액적은 100nm 내지 1000nm의 z-평균 직경 및 0.25 미만의 다분산도를 갖는 것인 수성 현탁액.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 트레할로오스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 현탁액.
  9. 보정된 플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액의 제조 방법으로서, 상기 방법은
    a) 수성상을 제조하는 단계,
    b) 유기상을 제조하는 단계,
    c) 미세유체 카트리지의 제1 입구에 상기 수성상을 주입하고 제2 입구에 상기 유기상을 주입함으로써 상기 수성상과 상기 유기상을 미세유체 카트리지의 혼합 장치에서 혼합하여 보정된 플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액을 얻는 단계, 및
    d) 미세유체 카트리지의 출구 채널로부터 보정된 플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액을 수집하는 단계
    를 포함하고,
    여기서
    i) 상기 수성상은 Dendri-TAC, F-TAC 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함하고, 유기상은 플루오로카본을 포함하거나, 또는
    ii) 상기 유기상이 Dendri-TAC, F-TAC 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 생체적합성 플루오르화 계면활성제 및 플루오로카본을 포함하는 것인 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 수성상은 Dendri-TAC, F-TAC 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함하고, 상기 유기상은 플루오로카본을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 플루오로카본은 퍼플루오로카본인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 퍼플루오로카본은 퍼플루오로펜탄, 퍼플루오로헥산, 퍼플루오로옥틸브로마이드 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수성상 부피와 상기 유기상 부피 사이의 비는 1:1 내지 5:1인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 보정된 플루오로카본 나노액적의 상기 수집된 현탁액을 수성 액체로 희석하는 추가의 단계 e)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 수성 액체는 물인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 보정된 나노액적의 수성 현탁액의 제조 방법으로서, 상기 방법은
    a) 생체적합성 계면활성제를 포함하는 수성상을 제조하는 단계;
    b) 플루오로카본을 포함하는 유기상을 제조하는 단계;
    c) 미세유체 카트리지의 제1 입구에 상기 수성상을 주입하고 제2 입구에 상기 유기상을 주입함으로써 상기 수성상과 상기 유기상을 미세유체 카트리지의 혼합 장치에서 혼합하여 보정된 나노액적의 수성 현탁액을 얻는 단계, 및
    d) 미세유체 카트리지의 출구 채널로부터 보정된 나노액적의 수성 현탁액을 수집하는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 생체적합성 계면활성제는 생체적합성 플루오르화 계면활성제인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 플루오로카본은 퍼플루오로카본인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 하기 단계를 포함하는 제조 방법에 의해 얻어질 수 있는 복수의 보정된 플루오로카본 나노액적을 포함하는 수성 현탁액으로서, 상기 제조 방법은
    a) 수성상을 제조하는 단계,
    b) 유기상을 제조하는 단계,
    c) 미세유체 카트리지의 제1 입구에 상기 수성상을 주입하고 제2 입구에 상기 유기상을 주입함으로써 상기 수성상과 상기 유기상을 미세유체 카트리지의 혼합 장치에서 혼합하여 보정된 플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액을 얻는 단계, 및
    d) 미세유체 카트리지의 출구 채널로부터 보정된 플루오로카본 나노액적의 수성 현탁액을 수집하는 단계
    를 포함하고,
    여기서
    i) 상기 수성상은 Dendri-TAC, F-TAC 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 생체적합성 플루오르화 계면활성제를 포함하고, 유기상은 플루오로카본을 포함하거나, 또는
    ii) 상기 유기상이 Dendri-TAC, F-TAC 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 생체적합성 플루오르화 계면활성제 및 플루오로카본을 포함하는 것인 수성 현탁액.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 나노액적은 100nm 내지 1000nm의 z-평균 직경 및 0.25 미만의 다분산도를 갖는 것을 특징으로 하는 수성 현탁액.
  21. 제 6 항, 제 7 항, 제 8 항, 제 19 항 또는 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 진단 및/또는 치료에 사용하기 위한 것임을 특징으로 하는 수성 현탁액.
KR1020237016142A 2020-11-11 2021-11-11 플루오로카본 나노액적의 미세유체 방식 제조 KR20230106613A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20207039.7 2020-11-11
EP20207039 2020-11-11
PCT/EP2021/081432 WO2022101365A1 (en) 2020-11-11 2021-11-11 Microfluidic preparation of fluorocarbon nanodroplets

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230106613A true KR20230106613A (ko) 2023-07-13

Family

ID=73343982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237016142A KR20230106613A (ko) 2020-11-11 2021-11-11 플루오로카본 나노액적의 미세유체 방식 제조

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20230404920A1 (ko)
EP (1) EP4243880A1 (ko)
JP (1) JP2023548070A (ko)
KR (1) KR20230106613A (ko)
CN (1) CN116437900A (ko)
CA (1) CA3193243A1 (ko)
IL (1) IL302811A (ko)
WO (1) WO2022101365A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024033540A1 (en) 2022-08-12 2024-02-15 Bracco Suisse Sa Freeze-dried nanodroplets with fluorinated compound
WO2024133892A1 (en) 2022-12-22 2024-06-27 Bracco Suisse Sa Cationic cross-linked vesicles

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3095806A1 (en) 2015-05-19 2016-11-23 Universite D'Avignon et Des Pays Du Vaucluse Dendri-tac and their use as theranostics
EP3334421A4 (en) * 2015-08-14 2019-04-10 Nuvox Pharma, LLC PARTICLE SIZE ADJUSTMENT IN FLUORINATED HYDROCARBON NANOEMULSIONS

Also Published As

Publication number Publication date
CN116437900A (zh) 2023-07-14
JP2023548070A (ja) 2023-11-15
EP4243880A1 (en) 2023-09-20
CA3193243A1 (en) 2022-05-19
US20230404920A1 (en) 2023-12-21
WO2022101365A1 (en) 2022-05-19
IL302811A (en) 2023-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20230106613A (ko) 플루오로카본 나노액적의 미세유체 방식 제조
Hernandez et al. Role of surface tension in gas nanobubble stability under ultrasound
US20220000790A1 (en) Formulation of acoustically activatable particles having low vaporization energy and methods for using same
US10286091B2 (en) Dendri-TAC and their use as theranostics
EP3049117B1 (en) Ultrasound mediated delivery of drugs
US11007284B2 (en) Gas-encapsulated acoustically responsive stabilized microbubbles and methods for treating cardiovascular disease
HU229090B1 (en) Improvements in or relating to contrast agents
JPH11506782A (ja) オストワルド係数の低いフッ素化エーテルで安定化させたガスエマルジョン
JP7357078B2 (ja) ガス充填微小胞
Melich et al. Microfluidic preparation of various perfluorocarbon nanodroplets: Characterization and determination of acoustic droplet vaporization (ADV) threshold
US20230039515A1 (en) Nanodroplets with improved properties
Brüßler et al. Correlation of structure and echogenicity of nanoscaled ultrasound contrast agents in vitro
US6572840B1 (en) Stable microbubbles comprised of a perfluoropropane encapsulated lipid moiety for use as an ultrasound contrast agent
Shi et al. Fluorocarbon exposure mode markedly affects phospholipid monolayer behavior at the gas/liquid interface: Impact on size and stability of microbubbles
Barmin et al. Engineering the acoustic response and drug loading capacity of PBCA-based polymeric microbubbles with surfactants
JP2024503272A (ja) 単分散マイクロバブルの制御された製造プロセス
CN107233583B (zh) 一种具有超长持续时间的超声造影剂及其制备方法
US20220288227A1 (en) Ultrasound Responsive Microbubbles And Related Methods
WO2023217952A1 (en) Microfluidic preparation of dual-phase nanodroplets with fluorinated compounds
Jeng Synthesis of Multifunctional Microbubbles through Precursor Microfluidic Droplet Generation
WO2024033540A1 (en) Freeze-dried nanodroplets with fluorinated compound
WO2017025826A1 (en) HFB Bubbles
Khan et al. Applications of Oxygen-Carrying Micro/Nanobubbles: a Potential Approach to Enhance Photodynamic Therapy and Photoacoustic Imaging
CN118450910A (zh) 具有氟化化合物的纳米微滴的微流体制备
EP4452340A1 (en) Microfluidic preparation of nanodroplets with fluorinated compound

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination