NO163654B - MICROBOBLE PROCEDURES IN STERILE, INJECTABLE UNIT DOSAGE FORM, PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF AN Aqueous SUSPENSION MICROBOBLES AND USE OF THE MICROBOBLE PROCESSOR FOR INJECTION IN THE BLOOD FLOW. - Google Patents
MICROBOBLE PROCEDURES IN STERILE, INJECTABLE UNIT DOSAGE FORM, PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF AN Aqueous SUSPENSION MICROBOBLES AND USE OF THE MICROBOBLE PROCESSOR FOR INJECTION IN THE BLOOD FLOW. Download PDFInfo
- Publication number
- NO163654B NO163654B NO82822469A NO822469A NO163654B NO 163654 B NO163654 B NO 163654B NO 82822469 A NO82822469 A NO 82822469A NO 822469 A NO822469 A NO 822469A NO 163654 B NO163654 B NO 163654B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- gas
- microbubbles
- liquid
- precursor
- microbubble
- Prior art date
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims description 33
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims description 33
- 239000002552 dosage form Substances 0.000 title claims description 7
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 title claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 30
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 title description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 209
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 184
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 120
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 60
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 60
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims description 50
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 45
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 35
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 34
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 claims description 24
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 22
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 20
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 19
- 239000008121 dextrose Substances 0.000 claims description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 16
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 12
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 claims description 11
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 claims description 11
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 claims description 3
- 229940102213 injectable suspension Drugs 0.000 claims description 3
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 claims description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 149
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 52
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 35
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 29
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 18
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 15
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 13
- 238000007614 solvation Methods 0.000 description 13
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 12
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 11
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 11
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 11
- 239000003708 ampul Substances 0.000 description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 9
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 9
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 7
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 229960004063 propylene glycol Drugs 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 239000011555 saturated liquid Substances 0.000 description 5
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 4
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- -1 maltotetrose Chemical compound 0.000 description 4
- 238000005185 salting out Methods 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 3
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 3
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 3
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 3
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 3
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 3
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-SVZMEOIVSA-N (+)-Galactose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-SVZMEOIVSA-N 0.000 description 2
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010001526 Air embolism Diseases 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-OUBTZVSYSA-N Cobalt-60 Chemical compound [60Co] GUTLYIVDDKVIGB-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 2
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N D-gluconic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000008365 aqueous carrier Substances 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SESFRYSPDFLNCH-UHFFFAOYSA-N benzyl benzoate Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OCC1=CC=CC=C1 SESFRYSPDFLNCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 2
- 238000007591 painting process Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 2
- 239000010421 standard material Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 2
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 description 1
- NAOLWIGVYRIGTP-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trihydroxyanthracene-9,10-dione Chemical compound C1=CC(O)=C2C(=O)C3=CC(O)=CC(O)=C3C(=O)C2=C1 NAOLWIGVYRIGTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTPDSKVQLSDPLC-UHFFFAOYSA-N 2-(oxolan-2-ylmethoxy)ethanol Chemical compound OCCOCC1CCCO1 CTPDSKVQLSDPLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DBTMGCOVALSLOR-UHFFFAOYSA-N 32-alpha-galactosyl-3-alpha-galactosyl-galactose Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(O)C(OC2C(C(CO)OC(O)C2O)O)OC(CO)C1O DBTMGCOVALSLOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RXVWSYJTUUKTEA-UHFFFAOYSA-N D-maltotriose Natural products OC1C(O)C(OC(C(O)CO)C(O)C(O)C=O)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(O)C(CO)O1 RXVWSYJTUUKTEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004435 EPR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019483 Peanut oil Nutrition 0.000 description 1
- 240000007643 Phytolacca americana Species 0.000 description 1
- MUPFEKGTMRGPLJ-RMMQSMQOSA-N Raffinose Natural products O(C[C@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O[C@@]2(CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O2)O1)[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 MUPFEKGTMRGPLJ-RMMQSMQOSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- MUPFEKGTMRGPLJ-UHFFFAOYSA-N UNPD196149 Natural products OC1C(O)C(CO)OC1(CO)OC1C(O)C(O)C(O)C(COC2C(C(O)C(O)C(CO)O2)O)O1 MUPFEKGTMRGPLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000002009 allergenic effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229960002903 benzyl benzoate Drugs 0.000 description 1
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 210000004781 brain capillary Anatomy 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014171 carbonated beverage Nutrition 0.000 description 1
- 210000000748 cardiovascular system Anatomy 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 1
- 238000003759 clinical diagnosis Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 238000002607 contrast-enhanced ultrasound Methods 0.000 description 1
- 235000005687 corn oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000002285 corn oil Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 210000002249 digestive system Anatomy 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 150000004862 dioxolanes Chemical class 0.000 description 1
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 210000003191 femoral vein Anatomy 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 229920002457 flexible plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 description 1
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 229960005150 glycerol Drugs 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007970 homogeneous dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007917 intracranial administration Methods 0.000 description 1
- 238000007912 intraperitoneal administration Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 210000004324 lymphatic system Anatomy 0.000 description 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 description 1
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 1
- FYGDTMLNYKFZSV-UHFFFAOYSA-N mannotriose Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(CO)OC(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)C(O)C1O FYGDTMLNYKFZSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 150000004682 monohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000000312 peanut oil Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 1
- 230000007505 plaque formation Effects 0.000 description 1
- 229940068886 polyethylene glycol 300 Drugs 0.000 description 1
- 229940068918 polyethylene glycol 400 Drugs 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- MUPFEKGTMRGPLJ-ZQSKZDJDSA-N raffinose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO[C@@H]2[C@@H]([C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O2)O)O1 MUPFEKGTMRGPLJ-ZQSKZDJDSA-N 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000001850 reproductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 239000008159 sesame oil Substances 0.000 description 1
- 235000011803 sesame oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- HELHAJAZNSDZJO-OLXYHTOASA-L sodium L-tartrate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O HELHAJAZNSDZJO-OLXYHTOASA-L 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 1
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000011083 sodium citrates Nutrition 0.000 description 1
- 239000001433 sodium tartrate Substances 0.000 description 1
- 229960002167 sodium tartrate Drugs 0.000 description 1
- 235000011004 sodium tartrates Nutrition 0.000 description 1
- 239000012453 solvate Substances 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 235000010356 sorbitol Nutrition 0.000 description 1
- 210000001562 sternum Anatomy 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 210000000779 thoracic wall Anatomy 0.000 description 1
- 150000004043 trisaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012285 ultrasound imaging Methods 0.000 description 1
- 230000002485 urinary effect Effects 0.000 description 1
- 230000002861 ventricular Effects 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- FYGDTMLNYKFZSV-BYLHFPJWSA-N β-1,4-galactotrioside Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@@H](O[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O FYGDTMLNYKFZSV-BYLHFPJWSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
Description
Denne oppfinnelse angår en mikrobobleforløper i steril, injiserbar enhetsdoseringsform, tilpasset for injisering i et væskeholdig område hos et levende vesen, for eksempel blod-strømmen; videre angår den en fremgangsmåte til fremstilling av en vandig suspensjon av mikrobobler egnet for slik injisering som nevnt, og anvendelse av mikrobobleforløperen for injisering i blodstrømmen hos et levende vesen. This invention relates to a microbubble precursor in sterile, injectable unit dosage form, adapted for injection into a fluid-containing area of a living being, for example the blood stream; furthermore, it relates to a method for producing an aqueous suspension of microbubbles suitable for such injection as mentioned, and use of the microbubble precursor for injection into the bloodstream of a living being.
Det er kjent at kon^trasten i ultrasoniske bilder forsterkes ved tilstedeværelsen av mikrobobler i en væske, f.eks. blod-strømmen i et test-individ. Litteraturen beskriver dannelse av slike mikrobobler både utenfor test-individet med påfølgende injisering av mikroboblene inn i individets blodstrøm, og dannelse av mikrobobler in situ i blodstrømmen. It is known that the contrast in ultrasonic images is enhanced by the presence of microbubbles in a liquid, e.g. the blood flow in a test subject. The literature describes the formation of such microbubbles both outside the test individual with subsequent injection of the microbubbles into the individual's blood stream, and formation of microbubbles in situ in the blood stream.
Mikrobobler er for eksempel blitt dannet på enkel måte ved kraftig omrøring av en væskeoppløsning, såsom vanlig saltvanns-oppløsning, en fargeoppløsning eller en midlertidig uttatt mengde blod, før den blir injisert inn i blodstrømmen. Dette kan føre til betydelig forsterkning av ultrasonisk bildekontrast, men disse bobler er vanligvis av uensartet størrelse, ofte så store som 2000 jjm i diameter, som er potensielt farlige som gass-emboli. Videre kan verken størrelsen eller konsentrasjonen av mikroboblene reguleres kvantitativt for optimal kontrast, Microbubbles have, for example, been formed in a simple way by vigorously stirring a liquid solution, such as normal saline solution, a dye solution or a temporarily withdrawn amount of blood, before it is injected into the blood stream. This can lead to significant enhancement of ultrasound image contrast, but these bubbles are usually of non-uniform size, often as large as 2000 µm in diameter, which are potentially dangerous as gas emboli. Furthermore, neither the size nor the concentration of the microbubbles can be regulated quantitatively for optimal contrast,
noe som begrenser deres anvendbarhet. En fremgangsmåte til oppnåelse av mikrobobler av en definert størrelse ved filtrering av bobler fremstilt ved anvendelse av et likestrømspotensial over en sølvplate er beskrevet i US-patent 3 640 271. which limits their applicability. A method for obtaining microbubbles of a defined size by filtering bubbles produced by applying a direct current potential over a silver plate is described in US patent 3,640,271.
I fremgangsmåten ifølge US-patent 4 276 885 dannes mikrobobler av meget nøyaktig størrelse med en membran som er motstandsdyktig mot koalescering, særlig gelatin, og presisjons-mikroboblene injiseres så inn i blodstrømmen. Denne fremgangsmåte fører til betydelig bildeforsterkning sammenlignet med en luftfylt saltoppløsning. Lagring av de således produserte mikrobobler fordrer imidlertid kjøling eller andre teknikker som bevarer mikroboblene. In the method according to US patent 4,276,885, microbubbles of very precise size are formed with a membrane that is resistant to coalescence, especially gelatin, and the precision microbubbles are then injected into the blood stream. This method leads to significant image enhancement compared to an air-filled saline solution. However, storage of the microbubbles produced in this way requires refrigeration or other techniques that preserve the microbubbles.
Ved fremgangsmåten ifølge US-patent 4 265 251 tilsettes en faststoff-mikrobobleforløper, særlig et sakkarid-materiale med innesluttede mikrobobler av gass, vanligvis en gass under trykk, til blodstrømmen. Når sakkaridet oppløses i blodstrømmen, slippes de enkelte mikrobobler ut i blodstrømmen. De således dannede mikrobobler kan anvendes for oppnåelse av et forsterket ultralyd-ekkografisk bilde av en væske som inneholder mikroboblene. Når trykket i hulrommene er annerledes enn trykket i blodstrømmen, produseres ultrasoniske signaler ved dannelse av mikroboblene, som kan anvendes til måling av lokalt blodtrykk. Skjønt disse mikroboble-forløpere ikke fordrer den spesielle lagringsbehandling som fordres for forløperne i US-patent 4 276 885, er antallet mikrobobler pr. volumenhet forløper som kan dannes, naturlig begrenset på grunn av teknologiske faktorer. In the method according to US patent 4,265,251, a solid microbubble precursor, in particular a saccharide material with enclosed microbubbles of gas, usually a gas under pressure, is added to the blood stream. When the saccharide dissolves in the bloodstream, the individual microbubbles are released into the bloodstream. The microbubbles thus formed can be used to obtain an enhanced ultrasound echographic image of a liquid containing the microbubbles. When the pressure in the cavities is different from the pressure in the blood stream, ultrasonic signals are produced by the formation of the microbubbles, which can be used to measure local blood pressure. Although these microbubble precursors do not require the special storage treatment required for the precursors in US patent 4,276,885, the number of microbubbles per unit volume of precursor that can be formed, naturally limited due to technological factors.
Mens noen av mikroboblene ifølge teknikkens stand, særlig gelatin-mikroboblene og mikroboblene dannet fra faststoff-" forløperen, kan lages forholdsvis små, f.eks. 10 pm middel-størrelse eller endog mindre, er det forholdsvis vanskeligere og mer tidkrevende å lage dem i et slikt størrelsesområde og det fordres anvendelse av spesialutstyr og omhyggelig regulerte parametre. Dette øker omkostningene, og de meget små gelatin-mikrobobler gir lagringsvanskeligheter på grunn av deres forholdsvis korte levetid. Videre er antallet mikrobobler som kan dannes i en væske av mikroboble-inneholdende forløpere naturlig begrenset til antallet mikrobobler som finnes i forløperen. Fordi volumet av forløper som kan tilsettes til en væske noen ganger er begrenset, f.eks. i blodet av fysiologiske grunner, og både antallet mikrobobler som kan dannes pr. volumenhet av forløper og den gjennomsnittlige størrelse av disse er begrenset ved teknologiske faktorer, er den ekkogene ugjennomtrengelig-gjøring av væsker som kan oppnås ved slike mikroboble-inneholdende forløpere mindre enn optimal. While some of the microbubbles according to the state of the art, especially the gelatin microbubbles and the microbubbles formed from the solid "precursor", can be made relatively small, e.g. 10 pm average size or even smaller, it is relatively more difficult and time-consuming to make them in such a size range and the use of special equipment and carefully regulated parameters is required. This increases costs, and the very small gelatin microbubbles cause storage difficulties due to their relatively short lifetime. Furthermore, the number of microbubbles that can be formed in a liquid of microbubble-containing precursors naturally limited to the number of microbubbles present in the precursor Because the volume of precursor that can be added to a liquid is sometimes limited, e.g. in the blood for physiological reasons, and both the number of microbubbles that can be formed per unit volume of precursor and the average size of these is limited by technological factors, is the echogenic impenetrability of liquid r that can be achieved with such microbubble-containing precursors is less than optimal.
Det ville være ønskelig at en faststoff-mikrobobleforløper kunne produsere mikrobobler i en væske, og spesielt i blod, med en meget liten gjennomsnittlig diameter, f.eks. ca. 10 pm eller mindre, i mengder større' enn det som er mulig å produsere i en gel eller fast mikrobobleinneholdende forløper. It would be desirable if a solid microbubble precursor could produce microbubbles in a liquid, and especially in blood, with a very small average diameter, e.g. about. 10 pm or less, in quantities greater than what is possible to produce in a gel or solid microbubble-containing precursor.
Et formål med denne oppfinnelse er å tilveiebringe nye faststoff-mikrobobleforløpere som har den tidligere nevnte mikroboble-produserende evne. Et annet formål er å tilveiebringe faststoff-mikrobobleforløpere som er billigere å fremstille enn faststoff-forløperne ifølge US-patent 4 265 251. An object of this invention is to provide new solid microbubble precursors which have the previously mentioned microbubble-producing ability. Another object is to provide solid microbubble precursors that are cheaper to manufacture than the solid precursors of US Patent 4,265,251.
Oppfinnelsen angår således en mikrobobleforløper i steril, injiserbar enhets-doseringsform, tilpasset for injisering i et væskeholdig område hos et levende vesen, for eksempel blod-strømmen, karakterisert ved at den omfatter et partikkelformet fast stoff som er av ikke-toksisk, fysiologisk akseptabelt materiale, oppløselig i væsken/blodet og hovedsakelig fritt for mikrobobler, hvilke partikler er aggregater av mikropartikler med en gjennomsnittlig størrelse i området fra 1 til 250 pm, hvilke mikropartikler avgrenser gassfylte hulrom seg i mellom og kan inneholde intrakrystallinske gasslommér, og hvor forholdet mellom massen av mikropartiklene og volumet av gass i hulrommene dem i mellom er tilstrekkelig stort til at væske/blod hvori mikrobobleforløperen blir oppløst, vil bli overmettet med hensyn til gassen i det område av væsken/blodet som omgir mikroboblene når de dannes deri. The invention thus relates to a microbubble precursor in sterile, injectable unit dosage form, adapted for injection into a fluid-containing area of a living being, for example the blood stream, characterized in that it comprises a particulate solid substance which is of non-toxic, physiologically acceptable material , soluble in the liquid/blood and mainly free of microbubbles, which particles are aggregates of microparticles with an average size in the range from 1 to 250 pm, which microparticles delimit gas-filled cavities between them and may contain intracrystalline gas pockets, and where the ratio between the mass of the microparticles and the volume of gas in the cavities between them is sufficiently large that the liquid/blood in which the microbubble precursor is dissolved will be supersaturated with respect to the gas in the area of the liquid/blood which surrounds the microbubbles when they are formed therein.
Videre angår oppfinnelsen en fremgangsmåte til fremstilling av en vandig suspensjon av mikrobobler egnet for injisering i et væskeholdig område hos et levende vesen, for eksempel blodstrømmen, karakterisert ved at man umiddelbart før injiseringen fremstiller en suspensjon av (a) en enhetsdoseringsmengde av et sterilt injiserbart materiale i enhetsdoseringsform og egnet for inj isering i et væskeholdig område, for eksempel blodstrømmen, hos et levende vesen og som vil frembringe mikrobobler i væsken/blodstrømmen, omfattende et fast stoff i partikkelform hvilket er av ikke-toksisk, fysiologisk akseptabelt materiale, oppløselig i væsken/blodet og hovedsakelig fritt for mikrobobler, hvis partikler er aggregater av mindre partikler og inneholder gassfylte hulrom, hvor de mindre partikler har en gjennomsnittlig størrelse i området 1-250 pm, og hvor forholdet mellom massen av de mindre partikler og volumet av gass i hulrommene dem i mellom er tilstrekkelig stort til at væske/blod hvori materialet blir oppløst, vil bli overmettet med hensyn til gassen i det område av væsken/blodet som omgir mikroboblene når de dannes deri, og (b) en enhetsdoseringsmengde av en bærervæske som er ikke-toksisk og fysiologisk akseptabel og i hvilken det faste stoff i partikkelform er i det minste temporært stabilt slik at en fluid injiserbar suspensjon kan dannes. Furthermore, the invention relates to a method for producing an aqueous suspension of microbubbles suitable for injection into a fluid-containing area of a living being, for example the blood stream, characterized in that immediately before the injection a suspension of (a) a unit dosage amount of a sterile injectable material is produced in unit dosage form and suitable for injection into a liquid-containing area, for example the blood stream, of a living being and which will produce microbubbles in the liquid/blood stream, comprising a solid substance in particulate form which is of non-toxic, physiologically acceptable material, soluble in the liquid /blood and mainly free of microbubbles, whose particles are aggregates of smaller particles and contain gas-filled cavities, where the smaller particles have an average size in the range of 1-250 pm, and where the ratio between the mass of the smaller particles and the volume of gas in the cavities those in between is sufficiently large that liquid/blood in which matter ale is dissolved, will be supersaturated with respect to the gas in the region of the fluid/blood surrounding the microbubbles when they are formed therein, and (b) a unit dosage amount of a carrier fluid which is non-toxic and physiologically acceptable and in which the solid in particle form is at least temporarily stable so that a fluid injectable suspension can be formed.
Oppfinnelsen angår også anvendelse av den ovenfor angitte mikrobobleforløper for injisering i blodstrømmen hos et levende vesen. Det vises til krav 6. The invention also relates to the use of the above-mentioned microbubble precursor for injection into the bloodstream of a living being. Reference is made to requirement 6.
Ved hjelp av oppfinnelsen kan en væskes transmisjons-karakteristika overfor en elektromagnetisk eller elastisk bølge forandres for dannelse av et påvisbart signal ved at det i væsken/blodet oppløses et egnet stoff i partikkelform eller en suspensjon av. dette i en egnet bærervæske som er effektiv når det gjelder å danne, i væsken/blodet, en mengde mikrobobler som virker til vesentlig å forandre slike transmisjonskarakteristika i væsken i det området av denne som inneholder mikroboblene. With the help of the invention, a liquid's transmission characteristics towards an electromagnetic or elastic wave can be changed to form a detectable signal by dissolving a suitable substance in particle form or a suspension of it in the liquid/blood. this in a suitable carrier liquid which is effective when it comes to forming, in the liquid/blood, a quantity of microbubbles which act to significantly change such transmission characteristics in the liquid in the area of it containing the microbubbles.
Ved et foretrukket aspekt måles væskens ugjennomtrengelighet In a preferred aspect, the impermeability of the liquid is measured
for ultralyd-bølger. for ultrasound waves.
Tegningen illustrerer sterkt forstørret en foretrukken fast mikroboble-forløper 1 suspendert i en bærervæske 3 og bestående av et aggregat 5 av mikropartikler 7 av den faste forløper med overflater 9 og med adsorbert gass og intra-krystallinsk gass 15 innesluttet i mikropartiklene. Mellom mikropartiklene har aggregatet passasjer 11 som tilveiebringer forbindelse til det indre av aggregatetsom inneholder innesluttet gass 13 i hulrom mellom mikropartiklene 7. The drawing illustrates greatly enlarged a preferred solid microbubble precursor 1 suspended in a carrier liquid 3 and consisting of an aggregate 5 of microparticles 7 of the solid precursor with surfaces 9 and with adsorbed gas and intra-crystalline gas 15 enclosed in the microparticles. Between the microparticles, the aggregate has passage 11 which provides a connection to the interior of the aggregate, which contains trapped gas 13 in cavities between the microparticles 7.
Den foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet spesielt The present invention will be described in particular
for ultrasonisk avbilding av blodstrømmen som en hovedillu-strasjon vedrørende anvendelsen. Lignende anvendelser for avbilding av andre væskeinneholdende kar og kamre i legemet, endring av slike andre væskers transmisjons-karakteristika overfor elektromagnetiske bølger og andre elastiske bølger som sendes igjennom væskene, vil da være åpenbar for fagfolk på området. for ultrasonic imaging of the blood flow as a main illustration regarding the application. Similar applications for imaging other fluid-containing vessels and chambers in the body, changing the transmission characteristics of such other fluids to electromagnetic waves and other elastic waves sent through the fluids, will then be obvious to those skilled in the art.
Ved benyttelse av mikrobobleforløperen og/eller fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse kan en sky av meget små mikrobobler av hovedsakelig ensartet størrelse, vanligvis 10 pm eller mindre i diameter, produseres i væskene, såsom blodstrømmen, hos et levende individ, fortrinnsvis et menneske. Videre produseres så mange av disse mikrobobler at ved en ultrasonisk avbilding av den delen av blodstrømmen som inneholder disse mikrobobler, kan blodstrømmen vise seg å være ugjennom-trengelig, hvis ønskelig, dvs, at en ultrasonisk ugjennom-trengelig sky av mikroboblene kan dannes som har en tendens til fullstendig å fylle blodkaret. Hvis ønskelig kan en lavere konsentrasjon av mikrobobler dannes ved reduksjon av mengden av mikroboble-forløper som injiseres inn i blodstrømmen. Det vil si at densiteten av skyen av mikrobobler kan reguleres ved regulering av mengden av mikroboble-forløper som tilsettes til blodstrømmen. Dette tilveiebringer en meget bedre kontrast og kontrastkontroll enn det som normalt oppnås med mikrobobler ifølge teknikkens stand. De ultrasoniske bilder kan anvendes for kvantitative diagnostiske formål, for bestemmelse av blodstrømningshastighet og lignende, som beskrevet i US-patenter 3 640 271, 4 265 251 og 4 276 885. By using the microbubble precursor and/or the method according to the present invention, a cloud of very small microbubbles of substantially uniform size, usually 10 µm or less in diameter, can be produced in the fluids, such as the blood stream, of a living individual, preferably a human. Furthermore, so many of these microbubbles are produced that by an ultrasonic imaging of the part of the blood flow that contains these microbubbles, the blood flow can be shown to be impermeable, if desired, i.e. that an ultrasonically impermeable cloud of the microbubbles can be formed which has a tendency to completely fill the blood vessel. If desired, a lower concentration of microbubbles can be formed by reducing the amount of microbubble precursor injected into the blood stream. That is, the density of the cloud of microbubbles can be regulated by regulating the amount of microbubble precursor that is added to the blood stream. This provides a much better contrast and contrast control than is normally achieved with microbubbles according to the state of the art. The ultrasonic images can be used for quantitative diagnostic purposes, for determining blood flow rate and the like, as described in US patents 3,640,271, 4,265,251 and 4,276,885.
Fordi mikroboblene dannet ifølge den foreliggende oppfinnelse kan hovedsakelig fullstendig fylle blodkarene gjennom hvilke de flyter, kan vegg-effekter observeres i blodkaret, dvs, graden av turbulens nær karets vegger og den indre struktur av veggene kan observeres. I tillegg kan de meget små mikrobobler som er dannet passere gjennom kapillærer, idet de således tilveiebringer ultralyd-kontrastforsterkning endog i kapillærsystemer og uten fare for gass-emboli. ørsmå høyre-til-venstre-shunter i hjertet er synlige på ultrasoniske bilder av hjertet, siden de små mikrobobler kan flyte gjennom slike shunter. Små venstre-til-høyre shunter kan også detekteres, siden utstrømnings-sidene ved slike sunter er fri for mikrobobler. Because the microbubbles formed according to the present invention can essentially completely fill the blood vessels through which they flow, wall effects can be observed in the blood vessel, i.e. the degree of turbulence near the vessel walls and the internal structure of the walls can be observed. In addition, the very small microbubbles that are formed can pass through capillaries, thus providing ultrasound contrast enhancement even in capillary systems and without the risk of gas embolism. tiny right-to-left shunts in the heart are visible on ultrasound images of the heart, since the tiny microbubbles can flow through such shunts. Small left-to-right shunts can also be detected, since the outflow sides of such shunts are free of microbubbles.
Det er funnet at under visse forhold behøver en faststoff-mikrobobleforløper ikke ha mikrobobler, dvs. ørsmå baller eller kuler av gass fullstendig omgitt av faststoff, til stede i denne foråt mikrobobler skal dannes i en væske når forløperen oppløses i denne. Alt som trenges er at forløperen tilveiebringer et miljø i væsken i hvilken den oppløses som gir mulighet for dannelse av et antall mikrobobler i væsken og for videre eksistens av disse i en begrenset tidsperiode etter deres dannelse. It has been found that under certain conditions a solid microbubble precursor does not need to have microbubbles, i.e. tiny balls or spheres of gas completely surrounded by solid, present in it for microbubbles to form in a liquid when the precursor dissolves in it. All that is needed is that the precursor provides an environment in the liquid in which it dissolves which allows for the formation of a number of microbubbles in the liquid and for their continued existence for a limited period of time after their formation.
For at det i det hele tatt skal kunne dannes mikrobobler i en væske i hvilken en mikrobobleforløper oppløses, må der selvfølgelig være en gasskilde som tilveiebringer det gassvolum som trenges for dannelse av mikroboblene. Hittil har denne kilde vært gassen i mikroboblene som.er tilstede i bæreren selv. Disse mikrobobler overføres bare fra forløperen til væsken i hvilken den er oppløst. Gassen kan imidlertid tilføres fra én eller flere av (a) gass tilstede i hulrom mellom mikropartiklene av faststoff-forløperaggregatene; (b) gass adsorbert på overflaten av forløperens partikler; (c) gass som er en vesentlig del av den indre struktur av forløperens partikler; (d) gass dannet når forløperen rea-gerer kjemisk med væsken og (e) gass oppløst i væsken og som frigjøres fra denne når forløperen oppløses i den. Det ble først antatt at sistnevnte var den viktigste gasskilde. Det antas imidlertid nå at i mange tilfeller kommer gassen In order for microbubbles to form at all in a liquid in which a microbubble precursor is dissolved, there must of course be a gas source that provides the gas volume needed for the formation of the microbubbles. Until now, this source has been the gas in the microbubbles which are present in the carrier itself. These microbubbles are only transferred from the precursor to the liquid in which it is dissolved. However, the gas may be supplied from one or more of (a) gas present in voids between the microparticles of the solid precursor aggregates; (b) gas adsorbed on the surface of the precursor particles; (c) gas which is an essential part of the internal structure of the precursor particles; (d) gas formed when the precursor reacts chemically with the liquid and (e) gas dissolved in the liquid and which is released from it when the precursor dissolves in it. It was initially assumed that the latter was the most important gas source. However, it is now believed that in many cases the gas comes
i mikroboblene fremstilt ifølge denne oppfinnelse overveiende fra hulrom mellom mikropartiklene i forløperens aggregater og fra overflateadsorbert gass heller enn fra væsken i hvilken forløperen er oppløst, noe som er vist ved forsøk i hvilke faststoff-mikrobobleforløperen ifølge denne oppfinnelse som er blitt omhyggelig avgasset (under vakuun>), tilsettes til en væske som er mettet med gass. I slike forsøk produserte den avgassede forløper meget færre mikrobobler i væsken enn den samme forløper før avgassing. Fordi den gass-mettede væske var uforandret, kan den ikke være den eneste kilde for gassen i mikroboblene. I et annet forsøk, når mikroboble-forløperen (uten avgassing) tilsettes til den samme væske som er blitt omhyggelig.avgasset, dannes mikrobobler i denne, om enn igjen i betydelig mindre mengder enn den samme væske før avgassing. Det sistnevnte forsøk bekrefter at forløperen selv er en betydelig, hvis ikke den overveiende kilde for gassen i de dannede mikrobobler. At en mindre mengde mikrobobler dannes kan forklares enten ved at den avgassede væske ikke lenger er en supplerende kilde for gassen for mikroboblene eller ved at den avgassede væske er in the microbubbles produced according to this invention predominantly from voids between the microparticles in the aggregates of the precursor and from surface adsorbed gas rather than from the liquid in which the precursor is dissolved, which has been shown by experiments in which the solid microbubble precursor according to this invention has been carefully degassed (under vacuum >), is added to a liquid that is saturated with gas. In such experiments, the degassed precursor produced much fewer microbubbles in the liquid than the same precursor before degassing. Because the gas-saturated liquid was unchanged, it cannot be the sole source of the gas in the microbubbles. In another experiment, when the microbubble precursor (without degassing) is added to the same liquid that has been carefully degassed, microbubbles are formed therein, albeit again in significantly smaller amounts than the same liquid before degassing. The latter experiment confirms that the precursor itself is a significant, if not the predominant, source for the gas in the formed microbubbles. That a smaller quantity of microbubbles is formed can be explained either by the fact that the degassed liquid is no longer a supplementary source of the gas for the microbubbles or by the fact that the degassed liquid is
et dårligere miljø enn en gassmettet væske for oppretthol-delsen av mikroboblene etterat de er dannet, som forklart i det følgende. Nåværende tegn tyder på det siste. a poorer environment than a gas-saturated liquid for the maintenance of the microbubbles after they are formed, as explained below. Current signs point to the latter.
Som anført ovenfor er eh videre betingelse for dannelse av et antall mikrobobler ifølge denne oppfinnelse at mikroboble-forløperen tilveiebringer et miljø i væsken i hvilken, den oppløses som gir mikroboblene anledning til fortsatt eksistens i væsken i en egnet tidsperiode, f.eks. ett eller flere sekunder, etter at de er blitt dannet. Denne betingelse oppfylles hvis mengden forløper som oppløses i væsken i det område som umiddelbart omgir hver mikroboble i det øyeblikk den dannes og deretter i løpet av dens nyttige levetid, er tilstrekkelig til å gjøre dette væskeområde overmettet med hensyn til gassen i mikroboblen. De fordrede grader av overmetning må være tilstrekkelige til å kom-pensere for det forhøyede trykk inne i mikroboblen som oppstår på grunn av dens overflatespenning, som vil bli beskrevet. Hvis denne betingelse ikke oppfylles, vil en mikroboble med diameter på lO^um eller mindre bryte sammen i lø-pet av mindre enn et sekund ved oppløsning i væsken sammen med forløperen. Mikroboble-forløperen må således ha tilstrekkelig masse for oppnåelse av denne lokaliserte overmetning. As stated above, a further condition for the formation of a number of microbubbles according to this invention is that the microbubble precursor provides an environment in the liquid in which it dissolves, which gives the microbubbles the opportunity to continue to exist in the liquid for a suitable period of time, e.g. one or more seconds, after they are formed. This condition is met if the amount of precursor dissolved in the liquid in the area immediately surrounding each microbubble at the time of its formation and thereafter during its useful life is sufficient to make this liquid area supersaturated with respect to the gas in the microbubble. The required degrees of supersaturation must be sufficient to compensate for the elevated pressure inside the microbubble that occurs due to its surface tension, which will be described. If this condition is not met, a microbubble with a diameter of 10 µm or less will collapse in the course of less than a second upon dissolution in the liquid together with the precursor. The microbubble precursor must thus have sufficient mass to achieve this localized supersaturation.
Endelig, hvis antallet mikrobobler produsert i betydelig grad skal overstige antallet partikler av faststoff-forløper som tilsettes til væsken, må hver partikkel tilveiebringe et antall kjerner som mikrobobler kan dannes fra. Som forklart i det følgende tilveiebringer aggregater av mikropartikler av faststoff-forløperen et slikt antall kjerner . Finally, if the number of microbubbles produced is to significantly exceed the number of solid precursor particles added to the liquid, each particle must provide a number of nuclei from which microbubbles can form. As explained below, aggregates of microparticles of the solid precursor provide such a number of nuclei.
De førnevnte betingelser kan oppfylles med mange forskjellige typer faststoff, forutsatt at disse stoffene har den nødvendige fysiske struktur. Denne nødvendige fysiske struktur kan bestemmes ut fra de kriterier som er forklart i det følgende. The aforementioned conditions can be met with many different types of solids, provided that these substances have the necessary physical structure. This necessary physical structure can be determined based on the criteria explained below.
Mikrobobledannelse ifølge denne, oppfinnelse bestemmes ved de følgende faktorer: 1. Det totale volum av mikroboblene produsert er likt summen av volumet av gass tilført av faststoff-forløperen pluss gassen som utskilles fra den omgivende væske ved oppløsning av faststoff-forløperen. 2. Det totale antall mikrobobler produsert er likt det totale antall mikroboble-k jerne-r tilført av faststof f-f orlø-peren . 3. Størrelsen av hver mikroboble bestemmes av det gassvolum som er tilgjengelig for hver boble-kjerne. 4. Mikrobobleries levetid bestemmes av den tidslengde i hvilken mikroboble-forløperen kan yte lokalisert gass-overmetning i væsken i det område som omgir hver mikroboble. Derved hindres mikroboblen i å oppløses i væsken. Microbubble formation according to this invention is determined by the following factors: 1. The total volume of the microbubbles produced is equal to the sum of the volume of gas supplied by the solid precursor plus the gas that is released from the surrounding liquid upon dissolution of the solid precursor. 2. The total number of microbubbles produced is equal to the total number of microbubble cores supplied by the solids precursor. 3. The size of each microbubble is determined by the volume of gas available to each bubble core. 4. The lifetime of microbubbles is determined by the length of time in which the microbubble precursor can produce localized gas supersaturation in the liquid in the area surrounding each microbubble. This prevents the microbubble from dissolving in the liquid.
Hver av de ovennevnte faktorer- vil bli omtalt i det følgende: Each of the above-mentioned factors will be discussed in the following:
I. GASSKILDE FOR MIKROBOBLE- DANNELSE I. GAS SOURCE FOR MICROBUBBLE FORMATION
a. Samlet Gassvolum Tilgjengelig for Mikrobobledannelse Volumet g* ass V g innført når en faststoff-mikroboble-forløper .oppløses i en væske kan beregnes som følger: a. Total Gas Volume Available for Microbubble Formation The volume g* ass V g introduced when a solid microbubble precursor is dissolved in a liquid can be calculated as follows:
V = V + V + V. + V V = V + V + V. + V
g c a i r g c a i r
hvor V c = g3 assvolum i interprartikkel-hulrommene mellom mikropartiklene i en aggregat-forløper, where V c = g3 ash volume in the interparticle cavities between the microparticles in an aggregate precursor,
Va = gassvolum adsorbert på overflaten av mikropartiklene , Va = volume of gas adsorbed on the surface of the microparticles,
V^ = volum av intrakrystall-gass i mikropartiklene, V^ = volume of intracrystalline gas in the microparticles,
og and
Vr = gassvolum produsert ved kjemisk reaksjon mellom forløperen og den oppløsende væske. Vr = gas volume produced by chemical reaction between the precursor and the dissolving liquid.
Det totale endelige volum V^ av den gass som er tilgjengelig for dannelse av mikrobobler er dette gassvolum V^ innført ved faststoff-forløperen pluss volumet av oppløst gass Vd utskilt fra væsken ved oppløsning av faststoff-forlø-peren, d.v.s. The total final volume V^ of the gas available for the formation of microbubbles is this gas volume V^ introduced at the solid precursor plus the volume of dissolved gas Vd separated from the liquid upon dissolution of the solid precursor, i.e.
V, = V + V, V, = V + V,
b g + d b g + d
I den foretrukne ,utførelsesform av denne oppfinnelse er Vc> Vd>Va >Vi og Vr = °- In the preferred embodiment of this invention, Vc>Vd>Va>Vi and Vr = °-
Angitt på en annen måte er det samlede endelige volum av mikroboblene V^ = -g- ND3 hvor D er mikroboblenes endelige gjennomsnittlige diameter og N er det samlede antall boblekjerner (og mikrobobler). Stated in another way, the total final volume of the microbubbles is V^ = -g- ND3 where D is the final average diameter of the microbubbles and N is the total number of bubble cores (and microbubbles).
Opprinnelse og relativ betydning av hver av disse kildene som er delaktige i gassforsyningen vil nå bli beskrevet. The origin and relative importance of each of these sources involved in the gas supply will now be described.
b. Gass innesluttet mellom partiklene Mikropartikler av et faststoff kan føyes sammen til aggregater ved elektrostatisk, kjemisk eller fysisk binding. Når det rommet som er mellom mikropartiklene er fylt med gass, vil gassen, i det rette miljø, slippes ut som mikrobobler når aggregatene oppløses i en væske. Den samlede mengde innesluttet gass V avhenger av størrelsesfordelin-gen, formen og graden av komprimering av mikropartiklene som utgjør aggregatene. Hastigheten av aggregatets oppløs-ning, og derfor bobleproduksjons-hastigheten, avhenger også av disse geometriske egenskaper såvel som av oppløselighe-ten av de tilstedeværende mikropartikler. Avhengigheten av størrelsen og antallet av mellomliggende celler av disse geometriske egenskaper hos aggregatene er vel kjent på grunn av betydningen ved produksjonen av og egenskapene ved be-tong. Under mange forhold er denne gass hovedkilden for gass for mikroboble-dannelse i henhold til foreliggende oppfinnelse. b. Gas trapped between the particles Microparticles of a solid can join together to form aggregates by electrostatic, chemical or physical bonding. When the space between the microparticles is filled with gas, the gas will, in the right environment, be released as microbubbles when the aggregates dissolve in a liquid. The total amount of enclosed gas V depends on the size distribution, shape and degree of compression of the microparticles that make up the aggregates. The rate of dissolution of the aggregate, and therefore the rate of bubble production, also depends on these geometric properties as well as on the solubility of the microparticles present. The dependence of the size and number of intermediate cells on these geometric properties of the aggregates is well known due to its importance in the production of and properties of concrete. Under many conditions, this gas is the main source of gas for microbubble formation according to the present invention.
c. Intrakrystall- innesluttet gass c. Intracrystal- trapped gas
Forskjellige fremgangsmåter for produksjon av krystallinske faststofftyper (enkelt- eller polykrystallinsk) kan bevirke at et gassvolum V\ innesluttes i individuelle krystaller (krystallitter) eller i korngrensene mellom krystal-littene. Siden lommer av denne intra-krystall-gassen kan dannes ved kjernedannelse av gassmolekyler innesluttet (sor-bert) i gitteret, kan gasstrykket i slike lommer være. mye høyere enn trykket ved hvilket gassen ble innført i faststoffet, og mye høyere enn trykket i de boblene de danner. De mikrobobler som dannes når et slikt faststoff oppløses i en væske nær atmosfærisk trykk kan derfor bli mye større enn størrelsen av intrakrystall-gasslommene, de kan ha en mye større ekkogenisitet, og energien som frigjøres ved bobledannelse kan sette væsken i sterk bevegelse, inklusive dannelse av ultralyd-impulser. Også den intrakrystall-innesluttede gass kan være en gass forskjellig fra den gass som er tilstede i hulrommene mellom mikropartiklene i mikroboble-forløper-aggregatene. Det sistnevnte gassvolum er bety-kelig større enn- volumet av intrakrystall-innesluttet gass i de foretrukne forløpere ifølge denne oppfinnelse. Different methods for the production of crystalline solid types (single or polycrystalline) can cause a gas volume V\ to be enclosed in individual crystals (crystallites) or in the grain boundaries between the crystallites. Since pockets of this intra-crystal gas can be formed by nucleation of gas molecules enclosed (sorbed) in the lattice, the gas pressure in such pockets can be. much higher than the pressure at which the gas was introduced into the solid, and much higher than the pressure in the bubbles they form. The microbubbles that form when such a solid dissolves in a liquid close to atmospheric pressure can therefore become much larger than the size of the intracrystal gas pockets, they can have a much greater echogenicity, and the energy released by bubble formation can set the liquid in strong motion, including formation of ultrasound impulses. Also, the intracrystal-enclosed gas can be a gas different from the gas present in the cavities between the microparticles in the microbubble precursor aggregates. The latter gas volume is considerably larger than the volume of intracrystal-enclosed gas in the preferred precursors according to this invention.
d. Overflate- adsorbert Gass d. Surface-adsorbed Gas
Gass kan adsorberes på overflaten av mikropartiklene Gas can be adsorbed on the surface of the microparticles
i aggregatene av "en mikroboble-forløper. Når mikropartiklene er meget små, blir det samlede overflateareal meget stort, og volumet V aav adsorbert gass frigitt kan være betydelig sammenlignet med volumet V av aggregatet. Det kan lett vises at V /V = 7rkT/pd 2D , hvor k er Boltzmann-kon- in the aggregates of "a microbubble precursor. When the microparticles are very small, the total surface area becomes very large, and the volume V of adsorbed gas released can be significant compared to the volume V of the aggregate. It can be easily shown that V /V = 7rkT/ pd 2D , where k is the Boltzmann con-
a P P a P P
stanten, T er temperatur, p er gasstrykket i mikroboblene, the stent, T is temperature, p is the gas pressure in the microbubbles,
d er tykkelsen av gassmolekyl-belegget adsorbert på. overflaten av partiklene i aggregatet, og D per den gjennomsnittlige diameter av partiklene. Ved T = 300 oK, p = 1 atm og d = 3,6Å (diameteren av oksygenmolekylet), gir denne ligning V /V —1,0 D , når D måles i mikrometer. Derfor kan d is the thickness of the gas molecule coating adsorbed on. the surface of the particles in the aggregate, and D per the average diameter of the particles. At T = 300 oK, p = 1 atm and d = 3.6Å (the diameter of the oxygen molecule), this equation gives V /V —1.0 D , when D is measured in micrometers. Therefore can
a P P P a P P P
et aggregat av mikropartikler med diameter l^um, som har et fullstendig enkelt-belegg av gassmolekyler adsorbert på sin overflate, gi et volum av mikrobobler omtrent likt volumet av aggregatet, og et aggregat av 0,l^,um partikler vil produsere et ti ganger større volum av mikrobobler når det opp-løses. an aggregate of microparticles of diameter l^um, which has a complete monolayer of gas molecules adsorbed on its surface, will produce a volume of microbubbles approximately equal to the volume of the aggregate, and an aggregate of 0.1^,um particles will produce a ten times greater volume of microbubbles when dissolved.
Skjønt et tettpakket aggregat av meget små mikropartikler teoretisk kan fremskaffe et stort volum adsorbert gass, foretrekkes det at mikroboble-forløperne ifølge denne oppfinnelse danner løst pakkede aggregater, idet hulrommene mellom aggregatenes mikropartikler er hovedkilden for gassen som fremskaffes ved de foretrukne forløpere. Although a densely packed aggregate of very small microparticles can theoretically produce a large volume of adsorbed gas, it is preferred that the microbubble precursors according to this invention form loosely packed aggregates, the voids between the microparticles of the aggregates being the main source of the gas produced by the preferred precursors.
e. Gass produsert ved reaksjon med væsken Hvis mikroboble-forløperen gjennomgår en kjemisk reaksjon under dannelse av en gass når den er oppløst i en væske, f.eks. hvis mikropartikler av natriumbikarbonat innesluttes i aggregatet, kan volumet av gass V rsom således er dannet være med på å fremskaffe gass for mikroboblene. De foretrukne forlø-pere ifølge denne oppfinnelse oppløses bare i væsken uten at de gjennomgår en gassdannende kjemisk reaksjon. Derfor er <V>r vanligvis 0. e. Gas produced by reaction with the liquid If the microbubble precursor undergoes a chemical reaction to form a gas when dissolved in a liquid, e.g. if microparticles of sodium bicarbonate are enclosed in the aggregate, the volume of gas V rwhich is thus formed can help to provide gas for the microbubbles. The preferred precursors according to this invention only dissolve in the liquid without undergoing a gas-forming chemical reaction. Therefore, <V>r is usually 0.
f. Gass oppløst i væsken f. Gas dissolved in the liquid
Når et faststoff oppløselig i en væske mettet med opp-løst gass oppløses i væsken,, kan molekyler av det oppløste faststoff forenes med molekyler av oppløsningsvæsken, idet konsentrasjonen av løsningsmidlet reduseres og fører til at væsken blir overmettet med gass. En slik molekylær forening av et oppløst stoff med dets løsningsmiddel blir vanligvis betegnet " s.olvatasjon" ("hydratas jon" i vandige oppløsninger), og den resulterende reduksjon i gass-oppløselighet blir betegnet "utsalting". Hvis den oppløste væske inneholder kjerner for dannelse av gassbobler, vil gass utskilles fra oppløsningen på disse kjerner under dannelse av bobler. When a solid soluble in a liquid saturated with dissolved gas dissolves in the liquid, molecules of the dissolved solid can combine with molecules of the solvent, the concentration of the solvent being reduced and causing the liquid to become supersaturated with gas. Such molecular association of a solute with its solvent is usually termed "solvation" ("hydratation" in aqueous solutions), and the resulting reduction in gas solubility is termed "salting out". If the dissolved liquid contains nuclei for the formation of gas bubbles, gas will be released from the solution of these nuclei during the formation of bubbles.
Dette fenomen kan lett ses når salt eller sukker tilsettes til en kullsyreholdig drikk. Hvis antallet slike kjerner og deres distribusjon i væsken er i riktige forhold, vil gassen danne mikrobobler av den fordrede størrelse i væsken. Gassvolumet utskilt fra slike væsker V, bidrar i betydelig grad til gassvolumet i mikroboblene som dannes ifølge fremgangsmåten i henhold.til denne oppfinnelse, enten ved at volumet økes ved tilførsel av gass fra mikroboble-forløperen, eller ved at mengden av den sistnevnte gass som oppløses i væsken i løpet av mikrobobledannelsen, reduseres. Hvis mikroboble-f orløperen bare tilveiebringer kjernene for mikroboblene og lite eller ingen gass, f.eks. en avgasset forløper inneholdende uløselige boblekjerner, kan gassen i væsken være den vesentlige eller endog den eneste gasskilde for mikroboblene. Omvendt, hvis væsken er fullstendig avgasset, kan den ikke tilføre noe gass. This phenomenon can easily be seen when salt or sugar is added to a carbonated drink. If the number of such nuclei and their distribution in the liquid are in the right proportions, the gas will form microbubbles of the required size in the liquid. The gas volume separated from such liquids V contributes significantly to the gas volume in the microbubbles that are formed according to the method according to this invention, either by the volume being increased by the supply of gas from the microbubble precursor, or by the amount of the latter gas that is dissolved in the liquid during microbubble formation, is reduced. If the microbubble precursor only provides the nuclei for the microbubbles and little or no gas, e.g. a degassed precursor containing insoluble bubble nuclei, the gas in the liquid can be the essential or even the only gas source for the microbubbles. Conversely, if the liquid is completely degassed, it cannot add any gas.
Den fraksjonen av den oppløste gass som utskilles fra et-volum VT av en gassmettet væske ved solvatasjon (utsalting) ved en. masse M av faststoff-forløper er The fraction of the dissolved gas that is separated from a volume VT of a gas-saturated liquid by solvation (salting out) at a. mass M of solid precursor is
hvor a er Bunsen-absorpsjonskoeffisienten (cm Oppløst gass pr. cm 3 væske), og K er solvatasjons-proporsjonalitetsfaktoren. Volumet utskilt gass er derfor V^ = V^Aa. where a is the Bunsen absorption coefficient (cm Dissolved gas per cm 3 liquid), and K is the solvation proportionality factor. The volume of excreted gas is therefore V^ = V^Aa.
II. MIKROBOBLE- KJERNER II. MICROBUBBLE CORE
Det er vist nedenfor at for å oppnå den største ekko-geniske evne for en gitt gassmengde, er det nødvendig å "oppnå den minste praktisk anvendelige boblediameter. Mikrobobler mindre enn.lO^um i diameter, d.v.s. nær. kapillær-diameter, er også ønskelige fysiologisk sett siden de skulle være ufarlige hvis de passerer fra det venøse til det arte-rielle system. Videre kan en tilleggs-resonansforøkelse av ekkogenisitet (mer enn 10 ganger) oppnås ved typiske MHz-ultralydavbildnings-frekvenser hvis bobler i It is shown below that in order to achieve the greatest echogenic ability for a given amount of gas, it is necessary to "achieve the smallest practical bubble diameter. Microbubbles less than 10 µm in diameter, i.e. close to capillary diameter, are also desirable physiologically since they should be harmless if they pass from the venous to the arterial system.Furthermore, an additional resonance enhancement of echogenicity (greater than 10-fold) can be achieved at typical MHz ultrasound imaging frequencies if bubbles in
dette størrelsesområde anvendes. this size range is used.
Det kan vises av de ovenstående ligninger at for å oppnå en gitt ønsket mikroboblediameter D, må antallet boblekjerner pr. masse-enhet. faststoff-forløper n = N/M være It can be shown from the above equations that to achieve a given desired microbubble diameter D, the number of bubble cores per mass unit. solid precursor n = N/M be
hvor Vg og d er volumet og densiteten av faststoff-forløperen. Hvis det antas at det er e kjerner forbundet med hver mikropartikkel av massen M i aggregatet, må forholdet mellom partikkeldiameter og boblediameter være where Vg and d are the volume and density of the solid precursor. If it is assumed that there are e nuclei associated with each microparticle of mass M in the aggregate, the ratio of particle diameter to bubble diameter must be
III. KRAV FOR BOBLESTABILITET III. REQUIREMENTS FOR BUBBLE STABILITY
Levetiden for mikrobobler av den ønskede lille størrelse er vanligvis meget kort i gass-mettet vann eller blod. For eksempel er levetiden for en nitrogenboble med diameter lO^um i nitrogen-mettet vann eller blod bare ca. 1 sekund, og for en boble med diameter l^urn er den bare noen få millisekunder. Graden av gass-overmetning e i en væske som er tilstrekkelig til å forhindre at mikrobobler med den fordrede størrelse D oppløses i væsken over en egnet tidsperiode er gitt ved The lifetime of microbubbles of the desired small size is usually very short in gas-saturated water or blood. For example, the lifetime of a nitrogen bubble of diameter 10 µm in nitrogen-saturated water or blood is only about 1 second, and for a bubble of diameter l^urn it is only a few milliseconds. The degree of gas supersaturation e in a liquid which is sufficient to prevent microbubbles of the required size D from dissolving in the liquid over a suitable period of time is given by
hvor t er overflatespenningen i væske-gass-grenseflaten og p er metningstrykket av den oppløste gass i væsken. I den foreliggende oppfinnelse oppnås denne grad av overmetning ved solvatasjon av en. masse M av faststoff-for-løper i væskeområdet med volum VT som inneholder mikroboblene. Den ovenstående ligning pluss ligningen som definerer den fraksjon av den oppløste gass som utskilles fra et volum av en gass-mettet væske, fordrer derfor for stabilitet at where t is the surface tension in the liquid-gas interface and p is the saturation pressure of the dissolved gas in the liquid. In the present invention, this degree of supersaturation is achieved by solvation of a. mass M of solid precursor in the liquid region with volume VT containing the microbubbles. The above equation plus the equation that defines the fraction of the dissolved gas that is separated from a volume of a gas-saturated liquid therefore requires for stability that
IV. UL TRASONISKE EGENSKAPER VED MIKROBOBLER IV. ULTRASONIC PROPERTIES OF MICROBUBBLES
Det ultrasonisk spredende tverrsnitt av hver mikroboble er a = D<2>Fr, hvor Fr = {[ (Dr/D) 2-l ] <2> + 6 <2>j<-1> hvor Dr er resonans-boblediameteren og <5 er dempningskonstanten. For . luftbobler i vann er Dr = 650/f cm ved frekvens f og 6 - 0,2.. Når D <>>>Dr, er Fr s 1, og når D = Dr, er Fr = 25. The ultrasonic scattering cross section of each microbubble is a = D<2>Fr, where Fr = {[ (Dr/D) 2-l ] <2> + 6 <2>j<-1> where Dr is the resonant bubble diameter and <5 is the damping constant. For . air bubbles in water is Dr = 650/f cm at frequency f and 6 - 0.2.. When D <>>>Dr, Fr s 1, and when D = Dr, Fr = 25.
Den ultrasoniske ekkogenitet for mikroboblene pr. masse-enhet faststoff-forløper, nemlig E = na, er derfor gitt ved The ultrasonic echogenicity of the microbubbles per mass-unit solid precursor, namely E = na, is therefore given by
For en gitt gass-oppløselighet a og.en gitt masse M av faststof f-f orløper med densitet d, kan derfor mer ultrasonisk kontrast dannes ved en liten boblediameter D, en stor fraksjon av innesluttet gass Vg/Vg, en høy oppløsningsfaktor K og operasjon nær bobleresonans. For a given gas solubility a and a given mass M of solid f-f precursor with density d, more ultrasonic contrast can therefore be formed with a small bubble diameter D, a large fraction of trapped gas Vg/Vg, a high resolution factor K and operation near bubble resonance.
V. OPPSUMMERING AV KRAVENE FOR MIKROBOBLE-FORLØPEREN V. SUMMARY OF REQUIREMENTS FOR THE MICROBUBBLE PRECURSOR
OG KVANTITATIVE EKSEMPLER PÅ DISSE AND QUANTITATIVE EXAMPLES OF THESE
De følgende betingelser er essensielle for dannelse og opprettholdelse av mikrobobler med en gitt fordret diameter som er nyttig for en merkbar tid i en væske med en gitt utgangs-gassinnhold: a) Tilstrekkelig gass må være tilgjengelig i mikroboble-forlø-peren og i væskevolumet VT til å tilveiebringe det samlede The following conditions are essential for the formation and maintenance of microbubbles of a given required diameter useful for an appreciable time in a liquid with a given initial gas content: a) Sufficient gas must be available in the microbubble precursor and in the liquid volume VT to provide the overall
volum Vtø av mikrobobler som gir den fordrede ultrasoniske volume Vtø of microbubbles that provide the required ultrasonic
ekkogenisitet i volumet VT. echogenicity in the volume VT.
b) Et tilstrekkelig antall gass-kjerner n må tilveiebringes av mikroboble-forløperen for.dannelse av den fordrede diameter D hos mikroboblene med det tilgjengelige gassvolum V^. c) Tilstrekkelig masse M av faststoff må være tilstede i mikroboble-forløperen til å overmette væskevolumet VT med b) A sufficient number of gas nuclei n must be provided by the microbubble precursor for the formation of the required diameter D of the microbubbles with the available gas volume V^. c) Sufficient mass M of solid must be present in the microbubble precursor to supersaturate the liquid volume VT with
gass ved solvatasjon slik at bobler med den fordrede diameter D ikke oppløses i løpet av den fordrede anvendelses-periode. gas by solvation so that bubbles with the required diameter D do not dissolve during the required application period.
Betingelse a) fordrer tilstrekkelig høye verdier for innesluttet ga■ ssf raks . jon V g /V s og solvatasjons-f aktor K, som samlet er fordrede fysiske og kjemiske egenskaper hos forløpe-ren. Condition a) requires sufficiently high values for contained ga■ ssf raks . ion V g /V s and solvation factor K, which together are required physical and chemical properties of the precursor.
Betingelse b) fordrer et antall gass-kjerner som er i overensstemmelse med Betingelse a) og den fordrede mikroboble-diameter D, og som primært er en fordret fysisk egen-skap hos forløperen. Condition b) requires a number of gas cores which are in accordance with Condition a) and the required microbubble diameter D, and which is primarily a required physical property of the precursor.
Betingelse c) fordrer en tilstrekkelig konsentrasjon Condition c) requires a sufficient concentration
av faststoff-forløper M/VT som primært er avhengig av forholdet t/K mellom overflatespenning t og solvatasjonsfak-tor K, Og-begge disse kan påvirkes av de kjemiske egenskaper av faststoff-forløperen og dens bærervæske. of solid precursor M/VT which is primarily dependent on the ratio t/K between surface tension t and solvation factor K, And both of these can be influenced by the chemical properties of the solid precursor and its carrier liquid.
Det følgende "sett av verdier er typisk for de forskjellige fysiske og kjemiske egenskaper hos faststoff-for-løpere egnet til mikroboble-ultralydbilde-forsterkning: I vann er a = 0,029 for 02, 0,015 for N2 og 0,76 for CC>2 ved 25°C og en atmosfære partialtrykk for hver av dem. The following "set of values is typical of the various physical and chemical properties of solid-for-runners suitable for microbubble ultrasound image intensification: In water, a = 0.029 for O2, 0.015 for N2, and 0.76 for CC>2 at 25°C and one atmosphere partial pressure for each of them.
I venøst blod, i hvilket.de partielle trykk for 02, N2 og CO., er henholdsvis ca. 40, 760 og 45 mm Hg, er a = 0,06. For ioniske saltoppløsninger, se P.S. Albright og J.W. Williams, Trans. Faraday Soc. 33/ 247 (1937), er K = 300 Z/W cm<3>/g, hvor Z og W er valensen og atomvekten for saltet. Hvis V er likt hulrom-volumet i et aggregat av sfæriske partikler, er V /V = 0,35, 0,9 og 1,9 for henholdsvis tettpakkede, In venous blood, in which the partial pressures for 02, N2 and CO., are respectively approx. 40, 760 and 45 mm Hg, a = 0.06. For ionic salt solutions, see P.S. Albright and J.W. Williams, Trans. Faraday Soc. 33/ 247 (1937), is K = 300 Z/W cm<3>/g, where Z and W are the valency and atomic weight of the salt. If V is equal to the void volume in an aggregate of spherical particles, V /V = 0.35, 0.9 and 1.9 for close-packed, respectively
g s g p
enkelt-kubiske og rombe-anordninger. For gass adsorbert på partikler med diameter D ,um, er V /V = l/D . single-cubic and rhombic devices. For gas adsorbed on particles with diameter D ,um, V /V = l/D .
p/ g s p p/ g s p
Som et typisk eksempel når det gjelder ekkogenisitet, gir de ovennevnte formler, når D = 10,um bobler, og dekstrose eller galaktose som faststoff-forløpere har d = 1,5 g/cm , As a typical example in terms of echogenicity, the above formulas give, when D = 10.um bubbles, and dextrose or galactose as solid precursors have d = 1.5 g/cm ,
W 180 g, Z = 1, Vg/Vs = 1 og a = 0,06, for ikke-resonans-ultralyd-ekkogénisitet i venøst blod W 180 g, Z = 1, Vg/Vs = 1 and a = 0.06, for non-resonant ultrasound echogenicity in venous blood
E. = 4 x IO<3> [1 + 0,15] cm<2>/g.. E. = 4 x IO<3> [1 + 0.15] cm<2>/g..
Ved disse betingelser kan det derfor ses at en meget høy ekkogenisitet .oppnås pr. gram faststoff-forløper, av hvilken ca. 15% kommer fra utskilt gass. Ved et tettpakket aggregat av effektivt divalent faststoff-forløper, vil imidlertid utskilt gass bidra med ca. halvdelen eller mer av den totale ekkogenisitet. Under these conditions, it can therefore be seen that a very high echogenicity is achieved per grams of solid precursor, of which approx. 15% comes from excreted gas. In the case of a densely packed aggregate of effective divalent solid precursor, however, released gas will contribute approx. half or more of the total echogenicity.
Når det gjelder de fordrede kjerner, er e henholdsvis 0,75, 1,0 og 1,5 for midtsentrerte, tettpakkede og enkelt-kubiske anordninger hvis hvert interpartikkel-hulrom i en an-retning av sfæriske partikler fungerer som en boblekjerne. Det følger av de ovennevnte formler at den fordrede partikkeldiameter er omtrent lik den ønskede boblediameter, f.eks. Dp/D = (1,5/1,15)<1/3> = 1,1. Det er funnet at effektiv dan-, neise av mikrobobler med diameter mindre enn 10yum fra en faststoff-forløper fordrer en forløper-partikkelstørrelse i dette område. Det kan ses fra det førnevnte at ikke-fuktende faststoffkjerner av dette antall og med denne diameter kan anvendes som mikroboblekjerner, heller enn gass innesluttet i faststoff-forløperen, forutsatt at faststoff-forløperen og væsken i hvilken den er oppløst sammen tilveiebringer det volum gass som trenges for dannelse av en stabil mikroboble fra kjernene. In terms of the required cores, e is 0.75, 1.0 and 1.5 for center-centered, close-packed and single-cubic devices, respectively, if each interparticle cavity in a device of spherical particles acts as a bubble core. It follows from the above formulas that the required particle diameter is approximately equal to the desired bubble diameter, e.g. Dp/D = (1.5/1.15)<1/3> = 1.1. It has been found that efficient formation of microbubbles of diameter less than 10 µm from a solid precursor requires a precursor particle size in this range. It can be seen from the foregoing that non-wetting solid cores of this number and of this diameter can be used as microbubble cores, rather than gas contained in the solid precursor, provided that the solid precursor and the liquid in which it is dissolved together provide the volume of gas which is needed for the formation of a stable microbubble from the cores.
Når det gjelder den fordrede masse av faststoff-forløper, er t =42 dyn/cm for blod, slik at de ovennevnte formler gir p = 1 atmosfære og D = 10,um bobler, er In terms of the required mass of solid precursor, t = 42 dyne/cm for blood, so the above formulas give p = 1 atmosphere and D = 10.um bubbles, is
Det er blitt observert at en injeksjon av galaktose-faststoff-mikrobobleforløper med M = 1,5 er omtrent det maksimale for forsterkning av et ultralydbilde av et hundehjerte for hvilket det ovenfor beregnede eksempel gir et endelig volum blod-galak-toseblanding på V = 15 cm<3>. Det vehtrikulære slagvolum for hunden er i området 15-25 cm<3.> Det viser seg derfor at faststof f-forløper-injeksjonen bæres som en bolus inn i ventrik-kelen hvor den blir nesten fullstendig blandet med blod. It has been observed that an injection of galactose solid microbubble precursor with M = 1.5 is about the maximum for enhancing an ultrasound image of a dog heart for which the above calculated example gives a final volume of blood-galactose mixture of V = 15 cm<3>. The ventricular stroke volume for the dog is in the range 15-25 cm<3.> It therefore appears that the solid precursor injection is carried as a bolus into the ventricle where it is almost completely mixed with blood.
Av det foregående kan det ses at bobledannelse ved en faststoff-mikrobobleforløper kan forbedres på en eller flere av de følgende måter: a) Øking av gassvolumet utskilt fra væsken, f .eks. ved anvendelse av en sterkt solvatiserende forbindelse som faststoff-forløper, eller mer forløper; b) Øking av gassmengden innesluttet i en gitt masse av forløperen, f.eks. ved reduksjon av størrelsen og/eller pak-kings-densiteten av mikropartiklene i aggregater som danner forløperen; c) Øking av antallet av bobledannende kjerner (i overensstemmelse med a og b), f.eks. ved reduksjon av størrelsen From the foregoing, it can be seen that bubble formation with a solid microbubble precursor can be improved in one or more of the following ways: a) Increasing the volume of gas separated from the liquid, e.g. by using a strongly solvating compound as a solid precursor, or more precursor; b) Increasing the amount of gas contained in a given mass of the precursor, e.g. by reducing the size and/or packing density of the microparticles in aggregates that form the precursor; c) Increasing the number of bubble-forming nuclei (in accordance with a and b), e.g. by reducing the size
av mikropartiklene eller ved tilsetting av et ikke-fuktende kjernedannende- middel til disse; of the microparticles or by adding a non-wetting nucleating agent to these;
d) Reduksjon av den mengde som trenges av forløper for oppnåelse av den fornødne grad av lokalisert gass-overmetning d) Reduction of the quantity needed of precursor to achieve the required degree of localized gas supersaturation
i væsken i hvilken forløperen .oppløses; ved anvendelse av en hurtig-oppløselig sterkt solvatiserende forbindelse som forløper, ved tilsetning av forløperen som en blanding med en annen væske eller faststoff som reduserer oppløseligheten av gassen som er oppløst i den gass-mettede væske, eller ved hjelp av en. lav bobleoverflate-spenning, f.-eks. ved å.blande eh liten mengde overflateaktivt middel i faststoff-forløperen eller dens bærervæske; in the liquid in which the precursor is dissolved; by using a fast-dissolving strongly solvating compound as a precursor, by adding the precursor as a mixture with another liquid or solid that reduces the solubility of the gas dissolved in the gas-saturated liquid, or by means of a. low bubble surface tension, e.g. by mixing a small amount of surfactant into the solid precursor or its carrier liquid;
Alle de før beskrevne fremgangsmåter er sannsynligvis aktive i forskjellige grader i en god faststoff-mikroboble-forløper. Dannelsen av lokalisert gass-overmetning i væsken som omgir mikroboblene er essensiell. All of the previously described processes are likely to be active to varying degrees in a good solid microbubble precursor. The formation of localized gas supersaturation in the liquid surrounding the microbubbles is essential.
Dannelse av Faststoff-Mikrobobleforløpere og .deres Observerte Opptreden Formation of Solid Microbubble Precursors and Their Observed Behavior
a. Kommersielt Tilgjengelige Salter og Sakkarider Forskjellige salter og sakkarider i deres kommersielt tilgjengelige form er blitt vurdert som faststoff-forløpere for mikrobobledannelse. Visuelle observasjoner av mikroboble-dannelse er i god overensstemmelse med kvantitativ måling a. Commercially Available Salts and Saccharides Various salts and saccharides in their commercially available form have been evaluated as solid precursors for microbubble formation. Visual observations of microbubble formation are in good agreement with quantitative measurement
av ultralyd-kontrasteffekten produsert av et hvilket som helst gitt metall. Når det gjelder prøver bestående av relativt store individuelle krystaller, uten noe visuelt tegn på innesluttet gass, er deres opptreden i overensstemmelse med gassutskillelses-(utsaltings-)forholdet for mikro-bobleproduks jon.. of the ultrasound contrast effect produced by any given metal. In the case of samples consisting of relatively large individual crystals, without any visual sign of entrapped gas, their behavior is consistent with the gas separation (salting out) condition for micro-bubble production.
Det er blitt bekreftet ved kvantitative forsøk at jo mindre partiklene er, dess mer effektiv er et gitt materiale som faststoff-mikrobobleforløper. Dette er i overensstemmelse med gassutskillelses-mekanismen fordi den større oppløsningshastighet for et findelt materiale,skulle resul-tere i en høyere grad av lokal gass-overmetning og derfor i en større dannelseshastighet og totalt antall mikrobobler ved en gitt mengde materiale. Materialer som var an- It has been confirmed by quantitative experiments that the smaller the particles, the more effective a given material is as a solid microbubble precursor. This is in accordance with the gas separation mechanism because the greater dissolution rate for a finely divided material should result in a higher degree of local gas supersaturation and therefore in a greater formation rate and total number of microbubbles for a given amount of material. Materials that were an-
slått å ha gode solvatasjons-téndenser viste seg å ha de beste egenskaper når det gjaldt mikrobobledannelse. Mikrobobledannelse i avgasset vann ved hjelp av forløpere som er høyst aktive i gassmettet vann, og i gassmettet vann ved hjelp av avgassede (i vakuum) forløpere som var høyst aktive i dette før avgassing, er vesentlig mindre, noe som bekrefter at faststoff-forløperen og test-væsken tilsammen må tilføre nok gass for tilveiebringelse av stabile bobler. Siden test-væskene og mikroboble-forløperne sjelden er avgasset, kan denne fordring lett imøtekommes. shown to have good solvation tendencies proved to have the best properties when it came to microbubble formation. Microbubble formation in degassed water using precursors that are highly active in gas-saturated water, and in gas-saturated water using degassed (in vacuum) precursors that were highly active in this before degassing, is significantly less, which confirms that the solid precursor and the test liquid together must add enough gas to provide stable bubbles. Since the test liquids and microbubble precursors are rarely degassed, this requirement can be easily met.
Fysisk Form av Faststoff- Mikrobobleforløpere Physical Form of Solid Microbubble Precursors
a. Optimal Fysisk Form a. Optimal Physical Form
Mikrobobleforløperne ifølge denne oppfinnelse er, til forskjell fra mikroboble-forløperne ifølge U.S. patent 4 265 251 og 4 276 885, selv hovedsakelig fri for mikrobobler, d.v.s. mikrokuler eller -baller av gass fullstendig omgitt av forløpermaterialet. The microbubble precursors according to this invention, unlike the microbubble precursors according to the U.S. patents 4,265,251 and 4,276,885, even substantially free of microbubbles, i.e. microspheres or balls of gas completely surrounded by the precursor material.
Mikroboblene dannes ved hjelp av faststoff-forløperne ifølge denne, oppfinnelse ved deres dannelse i væsken i hvilken forløperen er oppløst. De foreliggende forløpere er, liksom forløperne ifølge U.S. patent 4 265 251, stabile faste stoffer ved omgivelsestemperaturer og er ikke-toksiske og fysiologisk tilfredsstillende når de injiseres i blodstrømmen hos et levende individ, f.eks. et menneske. The microbubbles are formed by means of the solid precursors according to this invention by their formation in the liquid in which the precursor is dissolved. The present precursors are, like the precursors according to U.S. patent 4,265,251, stable solids at ambient temperatures and are non-toxic and physiologically satisfactory when injected into the bloodstream of a living subject, e.g. a human being.
Den fysiske struktur hos mikroboble-forløperen er ytterst viktig og bestemmer antallet og størrelsen av mikroboblene The physical structure of the microbubble precursor is extremely important and determines the number and size of the microbubbles
.som d.annes fra denne. En forløper i mikrokrystallinsk form hvis krystaller er atskilte, kompakte og relativt frie for strukturelle defekter,har få kjerner for dannelse av mikrobobler og derfor liten bobledannelses-kapasitet, d.v.s. så .which is different from this one. A precursor in microcrystalline form whose crystals are separated, compact and relatively free of structural defects has few nuclei for the formation of microbubbles and therefore little bubble-forming capacity, i.e. so
lite som én boble eller mindre pr. partikkel, mens aggregater av partikler med mange indre hulrom som er i forbindelse med den ytre del av aggregatet er de mest effektive. Aggregater av mikropartikler, idet hver mikropartikkel har en gjennomsnittlig størrelse omtrentlig tilsvarende størrelsen av de ønskede mikrobobler, foretrekkes. as little as one bubble or less per particle, while aggregates of particles with many internal cavities that are in connection with the outer part of the aggregate are the most effective. Aggregates of microparticles, each microparticle having an average size approximately corresponding to the size of the desired microbubbles, are preferred.
Antallet partikler i hvert aggregat er fortrinnsvis The number of particles in each aggregate is preferably
større enn 10 for oppnåelse av et vesentlig volum av indre struktur i aggregatet, og er mer foretrukket større enn 100 slik at man nærmer seg fordelene med en fullt utviklet aggregat-struktur. Den foretrukne størrelse av mikropartikler i aggregatet er omtrentlig lik mikroboblestørrelsen som er maksimal for den påtenkte bruk og faller i området l-50^um. Mest foretrukket faller imidlertid mikropartikkeldiameteren i området 5-10^um siden dette størrelsesområde for bobler er mest nyttig for injeksjon i blodstrømmen, som beskrevet tidligere. greater than 10 to achieve a significant volume of internal structure in the aggregate, and is more preferably greater than 100 so that one approaches the advantages of a fully developed aggregate structure. The preferred size of microparticles in the aggregate is approximately equal to the microbubble size that is maximum for the intended use and falls in the range of 1-50 µm. Most preferably, however, the microparticle diameter falls in the range of 5-10 µm since this size range of bubbles is most useful for injection into the blood stream, as described earlier.
Den foretrukne størrelse av mikropartikkelaggregatet er oftest bestemt ved den maksimale oppløsningstid for forlø-peren for en gitt bruk. For eksempel, hvis bobledannelse fordres umiddelbart etter injeksjon på injeksjonsstedet, er en gjennomsnittlig aggregatstørrelse på ca. 20yum foretrukket, mens det er funnet at for forsterkning av det ultrasoniske bilde av høyre hjertehalvdel er en gjennomsnittlig stør-relse på 40yUm å foretrekke, og ved gjennomløping gjennom lungene for å avbilde den venstre hjertehalvdel er det funnet at en gjennomsnittlig størrelse på 125^um er å foretrekke. The preferred size of the microparticle aggregate is most often determined by the maximum dissolution time for the precursor for a given use. For example, if bubble formation is required immediately after injection at the injection site, an average aggregate size of approx. 20 µm preferred, while it has been found that for enhancing the ultrasonic image of the right half of the heart an average size of 40 µm is preferable, and when passing through the lungs to image the left heart half it has been found that an average size of 125 µm is preferable.
For vanlig anvendelse er aggregater i størrelsesområdet 30-50^,um mest foretrukket. For normal use, aggregates in the size range 30-50 µm are most preferred.
• Det er imidlertid klart at de foretrukne gjennomsnittlige mikropartikkel- og aggregat-størrelser er underlagt visse reservasjoner. For eksempel må mikropartikkelstør-relsen være i overensstemmelse med det. foretrukne- antall partikler for en gitt aggregatstørrelse, eller omvendt, avhengig • It is clear, however, that the preferred average microparticle and aggregate sizes are subject to certain reservations. For example, the microparticle size must be in accordance with it. preferred- number of particles for a given aggregate size, or vice versa, depending
av hvilken fordring, d.v.s. boblestørrelse eller opplysningstid, som er den viktigste i den spesielle anvendelsé av for-løperne. For oppnåelse av de ønskede gjennomsnittlige ag-gregatstørrelser, kan det være nødvendig å la forløperen passere gjennom en sikt slik at partikler større enn ca. 250^um ikke er tilstede og forløperen fritt kan passere gjennom en injeksjonsnål. of which claim, i.e. bubble size or illumination time, which is the most important in the particular application of the precursors. To achieve the desired average aggregate sizes, it may be necessary to pass the precursor through a sieve so that particles larger than approx. 250 µm is not present and the precursor can freely pass through an injection needle.
Fordi faststoff-forløperen vanligvis er hovedkilden Because the solid precursor is usually the main source
for gassen for mikroboblene, inneholder hulrommene i aggregatene vanligvis og fortrinnsvis et gassvolum omtrent tilsvarende gassvolumet i mikroboblene dannet ved forløperen, selv om dette, som forklart i det foregående, ikke er absolutt nødvendig hvis væsken er gass-mettet. for the gas for the microbubbles, the cavities in the aggregates usually and preferably contain a volume of gas roughly equivalent to the volume of gas in the microbubbles formed by the precursor, although, as explained above, this is not absolutely necessary if the liquid is gas-saturated.
I tillegg til partiklenes fysiske struktur som må tilveiebringe det nødvendige antall mikroboblekjerner, må for-løperens masse være tilstrekkelig til å bevirke åt områdene av den væske i hvilken den oppløses, umiddelbart omgivende det sted hvor en mikroboble dannes og senere brukes, blir overmettet med hensyn til gassene som er oppløst i den, eller uttrykt på en annen måte, i tilsynelatende•likevekt med. hensyn til gassen i mikroboblen. Det er vanligvis utilstrekkelig at væsken båre mettes med gass ved det omgivende væsketrykk, ■ fordi trykket av gassen i mikroboblen vanligvis hovedsakelig overstiger det omgivende væsketrykk på grunn av overflatespen-ningséffekter. Foråt eh mikrobobié skal ha en nyttig levetid etterat den dannes i væsken i hvilken forløperen oppløses, må væsken derfor være overmettet med hensyn til det omgivende, trykk i samme grad som trykket av gass i mikroboblen overstiger det omgivende trykk.. In addition to the physical structure of the particles, which must provide the necessary number of microbubble nuclei, the mass of the precursor must be sufficient to cause the areas of the liquid in which it dissolves, immediately surrounding the place where a microbubble is formed and later used, to be supersaturated with respect to to the gases dissolved in it, or otherwise expressed, in apparent•equilibrium with. consideration of the gas in the microbubble. It is usually insufficient for the liquid to simply be saturated with gas at the ambient liquid pressure, ■ because the pressure of the gas in the microbubble usually mainly exceeds the ambient liquid pressure due to surface tension effects. Before the microbubble is to have a useful life after it is formed in the liquid in which the precursor dissolves, the liquid must therefore be supersaturated with respect to the surrounding, pressure to the same degree that the pressure of gas in the microbubble exceeds the surrounding pressure.
Overtrykket i boblen på grunn av overflatespenning er omvendt proporsjonal med boblediameteren, og er omtrent én atmosfære for en 3^um boble i vann. Hvis ikke dette overtrykk i boblen kompenseres for ved et lignende overtrykk i den opp-løste gass, vil derfor den store trykkforskjellen og det store overflate/volum-forhold forårsake at mikrobobler i denne stør-relsesorden oppløses i væsken umiddelbart etterat de er dannet, eller endog før gasskjernene slippes ut av aggregatet. Faststoff-forløperen ifølge denne oppfinnelse tilveiebringer både gasskjernene og den faststoffmasse som trenges for å stabilisere de resulterende mikrobobler ved solvatasjons-indusert overmetning av en væske. Forholdet masse/gassvolum M/Vg.for forløperen som trenges•for å danne, stabilisere og supplere mikrobobler av en gitt diameter avhenger av forholdet t/K som forklart i det foregående. Overflatespenningen t og solvatasjons-faktoren K avhenger begge både av væskens og faststoffets egenskaper, slik at for' en gitt væske avhenger det fordrede forhold mellom masse og gass av faststoffets egenskaper. Som omtalt nedenfor er det funnet at bqbledan-nelses-egenskapene hos forskjellige faststoffmaterialer i samme aggregatform kan variere i stor utstrekning, men at de beste bio-forlikelige faste materialer har bobledannende egenskaper i den ovenfor beskrevne optimale aggregatforløper-form som er hovedsakelig like og som er meget effektive for produksjon av ultrasonisk kontrast i blodstrømmen. Det forer trukne-masse/gassvolum-forhold hos disse materialer, ikke inklusive gass utenfor aggregatene, oppnås når aggregatets densitet er i.området 1/3-2/3 av egenvekten d av faststoffet. Mest foretrukket er densiteten, av aggregatet ca. d/2, slik at The excess pressure in the bubble due to surface tension is inversely proportional to the bubble diameter, and is about one atmosphere for a 3^um bubble in water. If this overpressure in the bubble is not compensated for by a similar overpressure in the dissolved gas, the large pressure difference and the large surface/volume ratio will therefore cause microbubbles of this order of magnitude to dissolve in the liquid immediately after they are formed, or even before the gas cores are released from the unit. The solid precursor according to this invention provides both the gas nuclei and the solid mass needed to stabilize the resulting microbubbles upon solvation-induced supersaturation of a liquid. The ratio mass/gas volume M/Vg. for the precursor which is needed•to form, stabilize and supplement microbubbles of a given diameter depends on the ratio t/K as explained in the preceding. The surface tension t and the solvation factor K both depend on the properties of the liquid and the solid, so that for a given liquid the required ratio between mass and gas depends on the properties of the solid. As discussed below, it has been found that the bubble-forming properties of different solid materials in the same aggregate form can vary to a large extent, but that the best bio-compatible solid materials have bubble-forming properties in the above-described optimal aggregate precursor form which are essentially similar and which are very effective for the production of ultrasonic contrast in the blood stream. The leading mass/gas volume ratio for these materials, not including gas outside the aggregates, is achieved when the density of the aggregate is in the range 1/3-2/3 of the specific gravity d of the solid. Most preferred is the density, of the aggregate approx. d/2, so that
gjennomsnitts-størrelsen av interpartikkel-hulrommene er omtrent lik gjennomsnittsstørrelsen av mikropartiklene som the average size of the interparticle voids is approximately equal to the average size of the microparticles which
i sin tur er omtrent lik den ønskede størrelse av mikroboblene dannet ved forløperen. For sakkaridene er d 1,5 g/cm<3>, og for NaCl er d =2,17 g/cm<3>. in turn is approximately equal to the desired size of the microbubbles formed by the precursor. For the saccharides, d is 1.5 g/cm<3>, and for NaCl, d =2.17 g/cm<3>.
Skjønt det kan synes å være vanskelig å tilveiebringe Although it may seem difficult to provide
alle de betingelser som er nødvendige for dannelse av mikrobobler av den fordrede størrelse i egnede mengder og med en egnet levetid, kan mange forskjellige mikrobobleforløpere ifølge denne oppfinnelse lett fremskaffe disse betingelser hvis de ovenfor omtalte kriterier oppfylles. Kriteriene for en tilfredsstillende mikrobobleforløper kan bestemmes teoretisk, som omtalt tidligere. all the conditions necessary for the formation of microbubbles of the required size in suitable quantities and with a suitable lifetime, many different microbubble precursors according to this invention can easily provide these conditions if the above-mentioned criteria are met. The criteria for a satisfactory microbubble precursor can be determined theoretically, as discussed earlier.
Det ble funnet at det samme faststoffmateriale skaffet It was found that the same solid material provided
fra forskjellige handelskilder eller pulverisert ved forskjellige metoder kan ha bemerkelsesverdig forskjellige mikrobobledannelses-karakteristika fordi de på forskjellige måter er forskjellige fra den optimale fysiske form beskrevet ovenfor. from different commercial sources or powdered by different methods can have remarkably different microbubble formation characteristics because they differ in various ways from the optimal physical form described above.
For å oppnå den høye grad av pålitelighet, reproduserbarhet og effektivitet som kreves for klinisk diagnose, var det derfor nødvendig å etablere fremgangsmåter for fremstilling av standard-faststoffmikrobobleforløper-materialer som er uavhengige av formen av det ubearbeidede utgangsmateriale. og som resulterer i deri optimale fysiske form. Det er funnet at slike standardmaterialer kan fremstilles fra kommersielt tilgjengelige utgangsmaterialer ved omhyggelig regulert kulemaling til et findelt pulver eller ved regulert rekrystallisasjon. Therefore, in order to achieve the high degree of reliability, reproducibility and efficiency required for clinical diagnosis, it was necessary to establish methods for the production of standard solid-state microbubble precursor materials that are independent of the shape of the raw starting material. and which results in optimum physical shape. It has been found that such standard materials can be prepared from commercially available starting materials by carefully controlled ball milling to a finely divided powder or by controlled recrystallization.
b. Kulemaling b. Ballpoint pen
Kommersielle partier av forskjellige sakkarider valgt for potensiell bio-forenlighet ble kulemalt i 10 minutter i en kulemølle av typen Pitchford Chemical Model 3300 med tre aluminiumoksydkuler med diameter 1,5 cm. De resulterende pulvere er aggregater av mikropartikler, og aggregatene er i størrelsesområdet l-160yum med en overveiende andel av aggregater nær 40^um, og mikropartiklene er i området l-20^um med en overveiende andel av mikropartikler nær lO^um. Den lavere grense på l^um er oppløsningsgrensen hos det anvendte lysmikroskop. Skjønt et stort antall mindre mikropartikler og- aggregater også kunne være tilstede, ville de ikke oppta noen betydelig fraksjon av det totale puivervolum. Relativt få av de største aggregater forekommer og disse opptar også et ubetydelig volum. De kan fjernes ved sikting, hvis ønsket. Commercial batches of various saccharides selected for potential biocompatibility were ball milled for 10 minutes in a Pitchford Chemical Model 3300 ball mill with three 1.5 cm diameter alumina balls. The resulting powders are aggregates of microparticles, and the aggregates are in the size range 1-160µm with a predominant proportion of aggregates near 40µm, and the microparticles are in the range 1-20µm with a predominant proportion of microparticles close to 10µm. The lower limit of l^um is the resolution limit of the light microscope used. Although a large number of smaller microparticles and aggregates could also be present, they would not occupy any significant fraction of the total puiver volume. Relatively few of the largest aggregates occur and these also occupy an insignificant volume. They can be removed by sifting, if desired.
Blant sakkarid-forløperne fremstilt ved 'denne fremstil-lingsmetode, ble galaktose funnet å gi den beste ultrasoniske kontrast i alle partikkelstørrelsesområder oppnådd ved sikting. Den ble valgt som standardmaterialet for en serie in vitro- og in vivo-forsøk. Among the saccharide precursors prepared by this preparation method, galactose was found to give the best ultrasonic contrast in all particle size ranges obtained by sieving. It was chosen as the standard material for a series of in vitro and in vivo experiments.
Siden en stor mengde av den interpartikkel-innesluttede gass finnes i løse aggregater av fine partikler av disse materialer, er det mulig at slik gass kan bidra betydelig til deres mikrobobledannelse. Since a large amount of the interparticle-trapped gas is found in loose aggregates of fine particles of these materials, it is possible that such gas may contribute significantly to their microbubble formation.
Oppvarming og utstrakt plastisk bearbeiding av materialet oppstår under malingsprosessen. Diffusjon av luft inn i det varme materiale eller inneslutting av luft under den plas-tiske bearbeiding kan oppstå i dette materiale, slik at det Heating and extensive plastic processing of the material occurs during the painting process. Diffusion of air into the hot material or entrapment of air during the plastic processing can occur in this material, so that
vy \ s view \ p
blir muliggjort at den intra-krystallinsk innesluttede gass kan bidra til dets mikrobobledannende karakteristika. Siden en betydelig fraksjon av materialet består av partikler med diameter mindre enn I0^,um, kunne adsorbert gass også i betydelig grad bidra til mikrobobledannelse. Endelig skulle deti store grad av plastisk bearbeiding sammen med muligheten for innbefatning av gass og faststoff forbundet med malingsprosessen, tilveiebringe en høy densitet av bobledannende kjerner i dette materiale. is enabled that the intra-crystalline trapped gas can contribute to its microbubble-forming characteristics. Since a significant fraction of the material consists of particles with a diameter smaller than 10^,um, adsorbed gas could also contribute significantly to microbubble formation. Finally, the large degree of plastic processing, together with the possibility of including gas and solid matter associated with the painting process, should provide a high density of bubble-forming cores in this material.
Skjønt gassutskillelse (utsalting) er en betydelig ef-fekt ved disse materialer, danner de også noen bobler når de oppløses i avgasset vann. Volumet av mikrobobler dannet i dette er imidlertid meget mindre, hvilket tyder på at summen av de andre effekter, særlig av gass innesluttet i hulrommene mellom mikropartikler, er en vesentlig, om ikke dominerende faktor. Although gas release (salting out) is a significant effect of these materials, they also form some bubbles when dissolved in degassed water. However, the volume of microbubbles formed in this is much smaller, which suggests that the sum of the other effects, particularly of gas enclosed in the cavities between microparticles, is a significant, if not dominant, factor.
c. Vann- Rekrystallisasjon c. Water - Recrystallization
Galaktose ble funnet å være klart overlegen i forhold til dekstrose og natriumklorid som faststoff-mikrobobleforløper for oppnåelse av ultrasonisk kontrast ved bearbeiding ved kulemalings-metbden. Dekstrose og NaCl er imidlertid foretrukket som biologiske kontrastmidler fordi deres velegnethet for injeksjon i store mengder i blodstrømmen er veletab-lert, mens den universelle velegnethet for. galaktose er mindre sikker. Fremgangsmåter er funnet for.fremstilling av ytterst aktive dekstrose-og NaCl - mikrobobleforløpere som kan sammenlignes med eller som er overlegne overfor galaktose bearbeidet ved kulemalings-metoden. Galactose was found to be clearly superior to dextrose and sodium chloride as a solid microbubble precursor for obtaining ultrasonic contrast when processed by the ball-painting method. However, dextrose and NaCl are preferred as biological contrast agents because their suitability for injection in large quantities into the bloodstream is well established, while the universal suitability for. galactose is less safe. Methods have been found for the production of highly active dextrose and NaCl microbubble precursors which can be compared to or are superior to galactose processed by the ball milling method.
Den første av disse fremgangsmåter, som er mest egnet The first of these methods, which is most suitable
for dekstrose og.andre materialer som har tendens til å spal-tes ved oppvarming til høye temperaturer, består av rekrystallisasjon av dekstrose fra en mettet vandig oppløsning ved lave temperaturer. Kommersiell USP dekstrose oppløses i kokende avionisert vann for oppnåelse av en mettet oppløsning som hurtig avkjøles ved omrøring i et isvannbad inntil rekrystallisasjon begynner. Oppløsningen blir så fullstendig rekrystallisert i flere timer i luft ved 6°C og omgivelsestrykk. De resulterende krystaller vaskes med USP etanol for dextrose and other materials which tend to decompose when heated to high temperatures, consists of recrystallization of dextrose from a saturated aqueous solution at low temperatures. Commercial USP dextrose is dissolved in boiling deionized water to obtain a saturated solution which is rapidly cooled by stirring in an ice water bath until recrystallization begins. The solution is then completely recrystallized for several hours in air at 6°C and ambient pressure. The resulting crystals are washed with USP ethanol
og tørkes i luft med 2.5% fuktighet ved omgivelsestrykk. and dried in air with 2.5% moisture at ambient pressure.
Det resulterende presipitat består av store, d.v.s. The resulting precipitate consists of large, i.e.
fra ca. 100 til lOOO^um i størrelse, forholdsvis harde og tette aggregater av mikropartikler av dekstrose med en gjennomsnittsstørrelse på 5-20^um. Aggregatene oppløses forholdsvis sakte i gassmettet vann og utvikler kontinuer-lig rikelige mengder av kraftig-utdrevne mikrobobler i dia-meterområdet l-10^um til de er fullstendig oppløst. Når aggregatene er knust, er de resulterende individuelle parr tikler i området 10-l00yum og utvikler også mikrobobler på samme måte, men aggregater og partikler meget mindre enn dette oppløses uten å produsere mikrobobler. Dannelseshastighet.en og det totale antall mikrobobler dannet av aggregatene er meget mindre i avgasset vann enn i gassmettet vann, og levetiden for de dannede bobler er kortere i det avgassede vann. Den ultrasoniske kontrast oppnådd med denne for-løper er lik eller overlegen overfor kulemalt galaktose. from approx. 100 to 1000 µm in size, relatively hard and dense aggregates of microparticles of dextrose with an average size of 5-20 µm. The aggregates dissolve relatively slowly in gas-saturated water and continuously develop copious amounts of strongly expelled microbubbles in the diameter range 1-10 2 um until they are completely dissolved. When the aggregates are crushed, the resulting individual particles are in the 10-100 µm range and also develop microbubbles in the same way, but aggregates and particles much smaller than this dissolve without producing microbubbles. The rate of formation and the total number of microbubbles formed by the aggregates is much smaller in degassed water than in gas-saturated water, and the lifetime of the bubbles formed is shorter in the degassed water. The ultrasonic contrast obtained with this precursor is equal to or superior to ball milled galactose.
Den andre rekrystallisasjonsmetode er hurtigere og The second recrystallization method is faster and
er egnet for materialer som NaCl som kan oppvarmes til høye temperaturer. Kommersielle NaCl-krystaller oppløses i en minimal mengde varmt avionisert vann. Oppløsningen oppvarmes så hurtig i en digel som holdes ved en temperatur som forårsaker at alt vannet koker av, fortrinnsvis i ca. ett minutt. NaCl-krystallene som blir tilbake avkjøles straks til romtemperatur. Det visuelle utseende og mikroboble-dannelsesegenskapene hos dette aktiverte NaCl-materiale er de samme som hos den aktiverte dekstrose oppnådd ved lavtemperatur-rekrystallisasjon. is suitable for materials such as NaCl that can be heated to high temperatures. Commercial NaCl crystals are dissolved in a minimal amount of warm deionized water. The solution is then heated rapidly in a crucible which is kept at a temperature which causes all the water to boil off, preferably for approx. one minute. The NaCl crystals that remain are immediately cooled to room temperature. The visual appearance and microbubble formation properties of this activated NaCl material are the same as those of the activated dextrose obtained by low temperature recrystallization.
d. Oppløsningsmiddel- Rekrystallisasjon d. Solvent- Recrystallization
En annen fremgangsmåte for fremstilling av standard-mikrobobleforløpere fra kommersielt tilgjengelige materialer produserer ikke flere mikrobobler enn de vann-rekrystalliserte materialer, men har enestående mikrobobleproduserende egenskaper som kan være viktige ved spesielle anvendelser som fordrer disse egenskaper. Another method for producing standard microbubble precursors from commercially available materials does not produce more microbubbles than the water-recrystallized materials, but has unique microbubble-producing properties that can be important in special applications that require these properties.
Ved denne fremgangsmåte oppløses en faststoff-forløper In this method, a solid precursor is dissolved
i et varmt organisk oppløsningsmiddel, f.eks. oppløses dekstrose i kokende varm (80°C) ren etanal og rekrysfcalliseres in a warm organic solvent, e.g. dissolve dextrose in boiling hot (80°C) pure ethanal and recrystallize
og tørkes på samme måte som beskrevet for fremgangsmåten for lavtemperatur - vannrekrystallisasjon. Dekstrose som er rekrystallisert ved denne fremgangsmåte har en fin, den-drittisk struktur og danner aggregater med en stor, åpen struktur lik ny snø. Dette materiale oppløses øyeblikkelig i vann, og lar det bli tilbake en "skygge" av forholdsvis and dried in the same way as described for the method for low-temperature water recrystallization. Dextrose recrystallized by this method has a fine, dendritic structure and forms aggregates with a large, open structure similar to new snow. This material dissolves instantly in water, leaving behind a "shadow" of relatively
få mikrobobler med et temmelig stort størrelsesområde (10-100^um) av samme form som aggregatet. few microbubbles with a fairly large size range (10-100 µm) of the same shape as the aggregate.
e. Bestrålings- aktivering e. Irradiation activation
Store krystaller (1-0,1 mm) av polysakkaridet arabinose ble observert å danne ubetydelige mikrobobler selv i vann overmettet med CC^- Etter bestråling med høyenergi-kobolt-gammastråler dannet dette materiale rikelige mengder av bobler på lO^um i CC^-overmettet vann etterhvert som det ble oppløst. Dette resultat tyder på at krystall-defekter for-årsaket av bestrålingen kan tjene som kjerner for dannelsen av solvatasjons-utskilte mikrobobler. De andre effekter synes lite trolig å være betydelige ved denne fremgangsmåte. Large crystals (1-0.1 mm) of the polysaccharide arabinose were observed to form negligible microbubbles even in water supersaturated with CC^- After irradiation with high-energy cobalt gamma rays, this material formed copious amounts of lO^um bubbles in CC^- supersaturated water as it dissolved. This result suggests that crystal defects caused by the irradiation can serve as nuclei for the formation of solvation-separated microbubbles. The other effects seem unlikely to be significant with this method.
Kjemiske Typer av Faststoff- Mikrobobleforløpere Chemical Types of Solid Microbubble Precursors
Høy oppløselighet for faststoff-forløperne er ønskelig fordi graden av overmetning som er oppnåelig avhenger av konsentrasjonen av solvatiserings-faststoff-forløperen som er oppnåelig i væsken. En overmetningsgrad på 10% muliggjør marginalt stabilisering av en 30^um boble, slik at den foretrukne oppløselighet er større enn konsentrasjonen på 0,3 mol/liter av et effektivt monovalent faststoff som denne grad tilsvarer. Oppløseligheter lik eller større enn 1 mol/liter er å foretrekke fordi slike konsentrasjoner gir mer enn 30% overmetning, som kan stabilisere bobler mindre enn 10^um. High solubility of the solid precursors is desirable because the degree of supersaturation achievable depends on the concentration of the solvation solid precursor achievable in the liquid. A degree of supersaturation of 10% enables marginal stabilization of a 30 µm bubble, so that the preferred solubility is greater than the concentration of 0.3 mol/liter of an effective monovalent solid to which this degree corresponds. Solubilities equal to or greater than 1 mol/liter are preferred because such concentrations provide more than 30% supersaturation, which can stabilize bubbles smaller than 10 µm.
Siden det er en optimal oppløsningstid, er det imidlertid en tilknyttet optimal oppløsningshastighet, som er proporsjonal med oppløseligheten, for de foretrukne aggregat-størrelser tidligere nevnt. For anvendelser som har fordel av en lang opplysningstid, som.ved avbilding av den venstre hjertehalvdel, er en lav oppløselighet fordelaktig, men den må være i overensstemmelse med det som kreves for tilstrekkelig overmetning beskrevet ovenfor. Den optimale opp-løselighet for slike anvendelser skulle derfor være nær 1 mol/liter. I virkeligheten er det funnet at galaktose Since there is an optimum dissolution time, however, there is an associated optimum dissolution rate, which is proportional to the solubility, for the preferred aggregate sizes previously mentioned. For applications that benefit from a long exposure time, such as when imaging the left hemisphere of the heart, a low resolution is advantageous, but it must be consistent with that required for adequate supersaturation described above. The optimal solubility for such applications should therefore be close to 1 mol/litre. In reality, it has been found that galactose
er overlegen i forhold til de andre sakkarider for dannelse av kontrast for venstre hjertehalvdel og dens oppløselighet er ca. 1 mol/liter (0,20 g/cm 3). is superior to the other saccharides for the formation of contrast for the left half of the heart and its solubility is approx. 1 mol/liter (0.20 g/cm 3 ).
Fordi mikroboble-forløperne fremstilles før anvendelse, bør de være stabile ved omgivelsestemperaturer for lagrings-formål. Av økonomiske grunner er de fortrinnsvis også stabile i luft. Skjønt krystallinske forbindelser foretrekkes, kan amorfe forbindelser som danner aggregater av mikropartikler av den nødvendige størrelse også anvendes. Because the microbubble precursors are prepared prior to use, they should be stable at ambient temperatures for storage purposes. For economic reasons, they are also preferably stable in air. Although crystalline compounds are preferred, amorphous compounds which form aggregates of microparticles of the required size may also be used.
Mikroboble-forløperne kan således dannes av mange kje-mikalier eller blandinger derav. For eksempel kan forskjellige salter såsom natriumklorid, natriumcitrat, natriumace-tat og natriumtartrat anvendes, forutsatt åt disse har den nødvendige fysiske struktur. Polyvalente elektrolytter såsom CaCl2 og AlCl^ er effektive men er biologisk mindre tilfredsstillende. Mange organiske og uorganiske forbindelser er også egnet som mikroboble-forløpere, inklusive de som er oppført i tabellen nedenfor, av hvilke glukose, galaktose, maltose og natriumklorid er foretrukket. Andre sukkerarter og sukker-beslektede forbindelser som kan anvendes innbefatter arabinose, maltotriose, maltotetrose, sorbitol, manni-tol, glukonsyre og sakkaridsyre. Særlig egnede organiske forbindelser er de sukkerarter som har evne til å danne hydrogen-binding til vann. Monosakkarider og disakkarider er funnet å-være utmerkede mikroboble-forløpere. Raffinose, The microbubble precursors can thus be formed from many chemicals or mixtures thereof. For example, various salts such as sodium chloride, sodium citrate, sodium acetate and sodium tartrate can be used, provided that these have the necessary physical structure. Polyvalent electrolytes such as CaCl2 and AlCl^ are effective but are biologically less satisfactory. Many organic and inorganic compounds are also suitable as microbubble precursors, including those listed in the table below, of which glucose, galactose, maltose and sodium chloride are preferred. Other sugars and sugar-related compounds that may be used include arabinose, maltotriose, maltotetrose, sorbitol, mannitol, gluconic acid and saccharic acid. Particularly suitable organic compounds are those sugars which have the ability to form hydrogen bonds with water. Monosaccharides and disaccharides have been found to be excellent microbubble precursors. Raffinose,
et trisakkarid, er også tilfredsstillende som forløper. Tabell I viser natriumklorid•og forskjellige sukkerarter dannet som mikroboble-forløpere ved den kulemalingsteknikk som er utprøvet. a trisaccharide, is also satisfactory as a precursor. Table I shows sodium chloride and various sugars formed as microbubble precursors by the ball milling technique that has been tested.
Det skal bemerkes at skjønt den maksimale- boblestørrélse (Tabell I) var 15-25^um, var den midlere boblestørrélse ca. lO^um. Slike meget små mikrobobler har evnen til å gå inn i kapillærer og tilveiebringe ultrasonisk kontrast i disse. Videre danner mange forholdsvis små mikrobobler et meget fint og tett kontrastmiddel med hovedsakelig fullstendig ultrasonisk opasifikasjon i de mulige hulrom. Dette gir for eksempel anledning til oppdagelsen av små shunter og andre små strukturer og strømminger i hjertet. Videre kan mer kontrast oppnås for den samme mengde kontrastmiddel enn med mikroboble-kontrastmidler ifølge teknikkens stand, på grunn av den. sær-deles effektive oppnådde opasifikasjon. Graden av opasitet (densitet) kan reguleres ved regulering av mengden av faststof f-f orløper som anvendes. Videre kan ankomsttiden for mikrobobler til ethvert spesielt område i blodstrømmen reguleres ved valg av et spesielt•sakkarid eller salt, siden de forskjellige sakkarider oppløses med forskjellige hastigheter og forskjellige salter Ved enda andre forskjellige hastigheter. Således kan et hvilket som helst av mange peri-fere injeksjonssteder benyttes for produksjon av mikrobobler It should be noted that although the maximum bubble size (Table I) was 15-25 µm, the average bubble size was approx. lO^um. Such very small microbubbles have the ability to enter capillaries and provide ultrasonic contrast in them. Furthermore, many relatively small microbubbles form a very fine and dense contrast agent with mainly complete ultrasonic opacification in the possible cavities. This gives rise, for example, to the discovery of small shunts and other small structures and flows in the heart. Furthermore, more contrast can be obtained for the same amount of contrast agent than with prior art microbubble contrast agents, because of it. particularly effective achieved opacification. The degree of opacity (density) can be regulated by regulating the amount of solid precursor used. Furthermore, the arrival time of microbubbles to any particular area of the blood stream can be regulated by choosing a particular saccharide or salt, since the different saccharides dissolve at different rates and different salts at yet other different rates. Thus, any one of many peripheral injection sites can be used for the production of microbubbles
på et hvilket som helst spesielt område i blodstrømmen, on any particular area of the blood stream,
for eksempel i hjertet, ved valg av et sakkarid eller salt som oppløses med en spesiell hastighet. Forskjellige bærervæsker kan også anvendes med en spesiell faststoff-forløper for å utvelge stedet for mlkroboble-produksjon. Enn videre, på grunn av den meget lille mikrobobiestørrelse som er oppnåelig, kan mikroboblene krysse gjennom lungene når kontrast-midlet injiseres på den venøse side og kan derfor tilveiebringe kontrast til den venstre side av kroppen. På grunn av den forholdsvis lille boblestørrélse som er oppnåelig, for example, in the heart, by selecting a saccharide or salt that dissolves at a particular rate. Different carrier fluids can also be used with a special solid precursor to select the site of microbubble production. Furthermore, because of the very small microbubble size achievable, the microbubbles can cross through the lungs when the contrast agent is injected on the venous side and can therefore provide contrast to the left side of the body. Due to the relatively small bubble size that is achievable,
er farene for luftemboli vesentlig eliminert. Denne stør-relse er liten nok for ufarlig passasje gjennom hjernekapil-lærer for eksempel, og muliggjør forsterkning av ultrasoniske bilder av hjerne-blodkar. the dangers of air embolism are essentially eliminated. This size is small enough for harmless passage through brain capillaries, for example, and enables amplification of ultrasonic images of brain blood vessels.
B ærervæske B carrier fluid
Ved en foretrukken utføreisesform av oppfinnelsen tilsettes faststoff-mikrobobleforløperen til væsken i hvilken mikroboblene skal fremskaffes som en dispersjon eller suspensjon i en bærervæske i hvilken faststoff-forløperen i hvert fall er forbigående stabil, d.v.s. den er kjemisk og fysisk stabil i denne og danner ikke alle sine mikrobobler i den i løpet av minst flere sekunder etterat den er blitt dispergert deri, fortrinnsvis i minst flere minutter eller lenger. In a preferred embodiment of the invention, the solid microbubble precursor is added to the liquid in which the microbubbles are to be produced as a dispersion or suspension in a carrier liquid in which the solid precursor is at least transiently stable, i.e. it is chemically and physically stable therein and does not form all of its microbubbles therein within at least several seconds after being dispersed therein, preferably for at least several minutes or longer.
Bærervæsken har flere viktige funksjoner: The carrier fluid has several important functions:
a) Den fungerer som dispergeringsmiddel, idet faststoff-forløperpulveret tillates å dannes til og dispergeres uniformt a) It acts as a dispersant, allowing the solid precursor powder to form and disperse uniformly
i en stabil eller kvasi-stabil suspensjon egnet for injeksjon i blodstrømmen eller annen testvæske i hvilken mikroboblene skal dannes. in a stable or quasi-stable suspension suitable for injection into the blood stream or other test fluid in which the microbubbles are to be formed.
b) . Den tjener til å holde suspensjonen av f aststof f-f orlø-per i den sammen som en viskøs bolus for transport i b). It serves to hold the suspension of solids flowing in it together as a viscous bolus for transport in
testvæsken til det sted hvor mikroboblene skal anvendes. the test liquid to the place where the microbubbles are to be used.
c) Den tjener som overflateaktivt middel for å modifisere testvæskens overflateegenskaper for å hjelpe på dannelse og c) It serves as a surfactant to modify the surface properties of the test fluid to aid in the formation and
stabilisering av de meget små .mikrobobler dannet ved innvirkning av faststoff-forløperen på testvæsken. stabilization of the very small microbubbles formed by the impact of the solid precursor on the test liquid.
Angående bærervæskens funksjon som dispergeringsmiddel, må den fukte faststoff-forløperen tilstrekkelig til at det kan dannes en homogen oppslemning, men den må bevare og ikke i vesentlig grad oppløse aggregatene av mikropartikler og gasskjernene innesluttet deri. Det er funnet at mange gassmettede ikke-vandige bærervæsker, særlig de lavpolaritets-væsker som ikke solvatiserer f aststof f-f orløperen og i hvilke faststoff-forløperen er uløselig, oppfyller disse kriterier. Forholdsvis fortynnede vandige oppløsninger kan også anvendes som bærervæsker, men bare hvis tilstrekkelig bærervæske anvendes for dannelse av en konsentrert oppslemning av faststof f-f orløperen . Skjønt en liten mengde forløper oppløses- Regarding the carrier liquid's function as a dispersant, it must wet the solid precursor sufficiently so that a homogeneous slurry can be formed, but it must preserve and not significantly dissolve the aggregates of microparticles and the gas nuclei contained therein. It has been found that many gas-saturated non-aqueous carrier liquids, especially those low-polarity liquids which do not solvate the solid precursor and in which the solid precursor is insoluble, meet these criteria. Relatively diluted aqueous solutions can also be used as carrier liquids, but only if sufficient carrier liquid is used to form a concentrated slurry of solids from the precursor. Although a small amount of precursor dissolves
i bærervæsken av en slik oppslemning, blir bærervæsken mettet med faststoffet slik at ingen videre betydelig oppløsning skjer. Videre forårsaker den høye konsentrasjon.av faststof f-f orløper i bærervæsken at denne blir sterkt overmettet med gass. Derfor er gasskjernene i faststoff-forløperen, eller til og med mikroboblekjerner delvis utsluppet derfra, stabile.mot oppløsning. Enn videre bør oppslemningens viskositet være tilstrekkelig høy slik at den suspenderte faststof f-f or løper og mikroboblekjernene ikke skilles ut fra suspensjonen i-en tilstrekkelig lang tid mellom deres dannelse og deres injeksjon. Ved in vivo-anvendelse må oppslemningens viskositet være tilstrekkelig-.lav for å lette injeksjonen. At man kan anvende vann som hovedkomponenten i bærervæsken er viktig for anvendelse i blodstrømmen for å redusere potensielle ugunstige fysiologiske effekter av andre stoffer. Slike andre stoffer bør tilsettes bare slik at det er nok for oppnåelse av de fordrede fuktings- og overflateaktive egenskaper hos bærervæsken, f.eks. er 5% propylenglykol i vann funnet å være en tilfredsstillende bærervæske. Når den anvendes med f.eks. kulemalt galaktose-forløper, danner denne bærervæske en oppslemning som er tilstrekkelig stabil for injeksjon opptil en time etterat den. in the carrier liquid of such a slurry, the carrier liquid becomes saturated with the solid so that no further significant dissolution occurs. Furthermore, the high concentration of solid matter in the carrier liquid causes it to become heavily supersaturated with gas. Therefore, the gas nuclei in the solid precursor, or even microbubble nuclei partially released therefrom, are stable against dissolution. Furthermore, the viscosity of the slurry should be sufficiently high so that the suspended solids flow and the microbubble cores do not separate from the suspension for a sufficiently long time between their formation and their injection. For in vivo use, the viscosity of the slurry must be sufficiently low to facilitate injection. The fact that water can be used as the main component of the carrier fluid is important for use in the bloodstream to reduce potential adverse physiological effects of other substances. Such other substances should only be added so that it is sufficient to achieve the required wetting and surface-active properties of the carrier liquid, e.g. 5% propylene glycol in water is found to be a satisfactory carrier liquid. When used with e.g. ball milled galactose precursor, this carrier fluid forms a slurry sufficiently stable for injection up to one hour after it.
ér dannet uten merkbart tap åv bobledannende effektivitet. is formed without appreciable loss of bubble-forming efficiency.
Angående bærervæskens funksjon som transportbefordrende medium, danner bærervæsken blandet med faststoff-forløperen i de foreskrevne forhold, en oppslemning som er tilstrekkelig viskøs til å forhindre at den blandes i noen betydelig grad med testvæsken under dens transport i testvæsken til det sted hvor boblene skal dannes og anvendes. Det er funnet at den maksimale viskositet av oppslemningen avhenger av avstanden fra injeksjonsstedet til stedet for anvendelse av mikroboblene.. Viskositeten av oppslemningen'kan justeres ved at mengden av bærervæske varieres i forhold til mengden faststoff-forløper eller ved at mengden av ikke-vandig dispergeringsmiddel varieres i en gitt mengde bærermiddel. For eksempel er det funnet at et volum på 5% propylenglykol i vandig oppløsning som bærervæske, som gir maksimal ultrasonisk avbilding av høyre hjertehalvdel med lett injiserbarhet, Regarding the function of the carrier fluid as a transport facilitating medium, the carrier fluid mixed with the solid precursor in the prescribed proportions forms a slurry sufficiently viscous to prevent it from mixing to any significant extent with the test fluid during its transport in the test fluid to the location where the bubbles are to be formed and are used. It has been found that the maximum viscosity of the slurry depends on the distance from the injection site to the site of application of the microbubbles. The viscosity of the slurry can be adjusted by varying the amount of carrier liquid in relation to the amount of solid precursor or by varying the amount of non-aqueous dispersant is varied in a given amount of carrier. For example, it has been found that a volume of 5% propylene glycol in aqueous solution as a carrier fluid, which provides maximal ultrasonic imaging of the right hemisphere with easy injectability,
også injiseres lett når det samme volum av mer viskøs 10% propylenglykol i vandig oppløsning anvendes, som er utmerket for avbilding av venstre hjertehalvdel. is also easily injected when the same volume of more viscous 10% propylene glycol in aqueous solution is used, which is excellent for imaging the left half of the heart.
Angående bærervæskens funksjon som overflateaktivt middel, har betydningen av lav overflatespenning på dannelsen av meget små mikrobobler og deres stabilisering mot oppløs-ning allerede vært fremhevet. Et annet viktig trekk er Regarding the function of the carrier liquid as a surfactant, the importance of low surface tension on the formation of very small microbubbles and their stabilization against dissolution has already been highlighted. Another important feature is
et overflateaktivt middels rolle ved forhindring av sammensmelting av de små mikrobobler slik at de danner fysiologisk uønskede store bobler. Et viktig kriterium ved valg av bærervæske er derfor den grad i hvilken den reduserer overflatespenningen og undertrykker boble-sammensmelting. a surfactant role in preventing the coalescence of the small microbubbles so that they form physiologically undesirable large bubbles. An important criterion when choosing a carrier liquid is therefore the extent to which it reduces the surface tension and suppresses bubble coalescence.
For å oppnå de ovenfor beskrevne funksjoner på én gang, er den foretrukne viskositet av oppslemningen dannet av bærervæsken og faststoff-forløperen i området 5-30 centipoise, idet 15 centipoise er det mest foretrukne for vanlige formål. For in vivo-anvendelse fordres det vanligvis en viskositet, ikke større enn 1.000 eps. Bobler dannet ved en overflate-aktiv bærervæske opprettholder et belegg av overflateaktive molekyler på deres overflate og bevarer lav overflatespenning og anti-koalesens også etterat oppslemningen er dispergert i testvæsken på teststedet. In order to achieve the above-described functions at once, the preferred viscosity of the slurry formed by the carrier liquid and the solid precursor is in the range of 5-30 centipoise, 15 centipoise being the most preferred for ordinary purposes. For in vivo use, a viscosity no greater than 1,000 eps is usually required. Bubbles formed by a surfactant carrier liquid maintain a coating of surfactant molecules on their surface and preserve low surface tension and anti-coalescence even after the slurry is dispersed in the test liquid at the test site.
I Tabell II er oppført en del væsker som er blitt ut-prøvet som bærervæsker ved at de først er blitt blandet med en spesiell mikroboble-forløper (kulemalt galaktose) for dannelse av en dispersjon, og deretter er vann blitt tilsatt og eventuell mikroboble-dannelse er blitt observert. Graderingene er fra null til ti, og høyere tall indikerer økt mikroboble-dannelse for like mengder galaktose. Oppsettingen i Tabell II er ikke uttømmende for alle mulige bærervæsker, men er heller laget som eksempel på det faktum at et stort antall ulike væsker kan tjene som bærervæske. Slike væsker som dimetylacetamid, glyserolformol, glykofurol, benzylbenzoat, forskjellige oljer og forskjellige dioksolaner, for eksempel, er egnede som bærervæsker, i hvert fall for noen faststoff-forløpere. Skjønt metanol og etanol er anvendbare, inakti-verer de galaktosen i løpet av bare noen få minutter.- Følge-lig er bare meget friske dispersjoner av galaktose i disse bærervæsker egnet for mikrobobledannelse. Table II lists a number of liquids that have been tested as carrier liquids in that they have first been mixed with a special microbubble precursor (ball milled galactose) to form a dispersion, and then water has been added and possible microbubble formation have been observed. The ratings are from zero to ten, and higher numbers indicate increased microbubble formation for equal amounts of galactose. The set-up in Table II is not exhaustive for all possible carrier liquids, but is rather made as an example of the fact that a large number of different liquids can serve as a carrier liquid. Such liquids as dimethylacetamide, glycerol formalin, glycofurol, benzyl benzoate, various oils and various dioxolanes, for example, are suitable as carrier liquids, at least for some solid precursors. Although methanol and ethanol are usable, they inactivate the galactose within only a few minutes. Consequently, only very fresh dispersions of galactose in these carrier liquids are suitable for microbubble formation.
Bærervæsker er nyttige i situasjoner hvor væsken anvendes in vitro,for å regulere konsentrasjonen av mikrobobler dannet pr. volumenhet testvæske ved øking av volumet av testvæske i hvilken faststoff-forløperen ér dispergert før det oppløses deri. På grunn av at mikroboblene dannet ifølge denne oppfinnelse er så virkningsfulle når det gjelder å forandre en væskes transmisjons-karakteristika overfor elastiske og elektromagnetiske bølger, trenges det vesentlig mindre faststoff-forløper for å forandre disse karakteristika enn mikroboblekilder..'ifølge teknikkens stand. Carrier liquids are useful in situations where the liquid is used in vitro, to regulate the concentration of microbubbles formed per unit volume of test liquid by increasing the volume of test liquid in which the solid precursor is dispersed before it dissolves therein. Because the microbubbles formed according to this invention are so effective when it comes to changing a liquid's transmission characteristics towards elastic and electromagnetic waves, significantly less solid precursor is needed to change these characteristics than microbubble sources..'according to the state of the art.
Det er ikke nødvendig at bærervæsken er løselig i blod. Skjønt sesamolje, maisolje, peanøttolje og andre triglyseridestere eller fettsyrer ikke er løselig i vann (eller blod) i noen betydelig grad, er de utmerkede bærervæsker. I grunnen, skjønt disse triglyseridestere fukter bg belegger forløper-aggregatene, tjener tydeligvis skjærspenningene i blodstrøm-men og dynamikken i hjertet til at de fysisk eroderes fra mikro-boblef orløperen, som så oppløses i blodet og tilveiebringer det ønskede antall mikrobobler. Dette er spesielt ønskelig fordi triglyseridester-belegget kan hindre mikrobobleforløperen fra å produsere de fleste mikroboblene før den har nådd f.eks. hjertet/hvor erosjonen er størst. It is not necessary that the carrier liquid be soluble in blood. Although sesame oil, corn oil, peanut oil, and other triglyceride esters or fatty acids are not soluble in water (or blood) to any significant extent, they are excellent carrier fluids. Basically, although these triglyceride esters moisten and coat the precursor aggregates, apparently the shear stresses in the blood flow and the dynamics of the heart serve to physically erode them from the microbubble precursor, which then dissolves in the blood and provides the desired number of microbubbles. This is particularly desirable because the triglyceride ester coating can prevent the microbubble precursor from producing most of the microbubbles before it has reached e.g. the heart/where the erosion is greatest.
Noen av bærervæskene ifølge Tabell II ble også utprøvet under anvendelse av rekrystallisert glukose og enten rekrystallisert eller kulemalt natriumklorid som mikroboble-forløper. Mens kulemalt natriumklorid var dårligere enn kulemalt galaktose som mikroboble-forløper, var rekrystallisert glukose og natriumklorid likså gode som, eller bedre enn, galaktosen. Some of the carrier liquids according to Table II were also tested using recrystallized glucose and either recrystallized or ball milled sodium chloride as microbubble precursor. While ball milled sodium chloride was inferior to ball milled galactose as a microbubble precursor, recrystallized glucose and sodium chloride were as good as, or better than, galactose.
For anvendelse i kroppen må både bærervæsken og mikroboble-f orløperen være bio-forlikelige, d.v.s. ikke-toksiske og ikke-allergifremkallende og ellers fysiologisk akseptable i den mengde de injiseres i. Som det fremgår, tilfredsstiller bare noen av væskene (eller væskeblandingene) i Tabell II dette kriterium. For use in the body, both the carrier liquid and the microbubble precursor must be bio-compatible, i.e. non-toxic and non-allergenic and otherwise physiologically acceptable in the quantity in which they are injected. As can be seen, only some of the liquids (or liquid mixtures) in Table II satisfy this criterion.
Vandige oppløsninger er egnede som bærervæsker for injeksjon inn i blodstrømmen, forutsatt at oppløsningen er viskøs nok til å forhindre øyeblikkelig dannelse av alle mikroboblene ved blanding av mikroboble-forløperen med bærervæsken. En slik vandig oppløsning har fortrinnsvis en viskositet som er vesentlig større enn vannets, fortrinnsvis minst 5 og ikke mer enn 1.000 centipoise. Egnede stoffer til å øke viskositeten i vandige bærerbæsker innbefatter glyserol, propylenglykol, polyetylenglykol 300 og 400, polyvinyl-pyrrolidon og andre vann-dispergerbare polymerer som er bio-forlikelige som forklart ovenfor. Aqueous solutions are suitable as carrier fluids for injection into the blood stream, provided that the solution is viscous enough to prevent instantaneous formation of all the microbubbles upon mixing of the microbubble precursor with the carrier fluid. Such an aqueous solution preferably has a viscosity which is substantially greater than that of water, preferably at least 5 and not more than 1,000 centipoise. Suitable agents for increasing the viscosity of aqueous carriers include glycerol, propylene glycol, polyethylene glycol 300 and 400, polyvinyl pyrrolidone, and other water-dispersible polymers which are biocompatible as explained above.
Det er også ønskelig at mikroboble-forløperen har en densitet omtrent lik bærervæskens densitet slik at en stabil dispersjon opprettholdes. Dette kan oppnås ved anvendelse av en blanding av væsker som har en komponent som har høyere densitet og en annen komponent som har lavere densitet enn mikroboble-forløperen. It is also desirable that the microbubble precursor has a density approximately equal to the density of the carrier liquid so that a stable dispersion is maintained. This can be achieved by using a mixture of liquids having one component that has a higher density and another component that has a lower density than the microbubble precursor.
Fabrikasjons- Artikler Articles of manufacture
Når det gjelder, fabrikasjonsårtikler, tilveiebringes Where applicable, articles of manufacture are provided
de foretrukne ikke-toksiske, fysiologisk akseptable faststof f-f orløpere ifølge denne oppfinnelse i steril doseringsenhets-form, d.v.s. ca. 0,25-10 og fortrinnsvis ca. 0,5-3,5 g, forseglet i en beholder med hjelpemidler for å få ut innholdet, f.eks. en alminnelig glassampulle med innsnørt del som kan fraskilles, en flaske med lokk, en fleksibel plastpose eller en alminnelig ampulle med en åpning som ér forseglet med en membran av gummi eller annen elastomer gjennom hvilken en kanyle kan stikkes inn for blanding av bærervæske med faststoff-forløperen i ampullen og fjerning av blandingen fra denne etterat det er dannet en homogen dispersjon av sistnevnte i den førstnevnte. the preferred non-toxic, physiologically acceptable solid f-f precursors of this invention in sterile dosage unit form, i.e. about. 0.25-10 and preferably approx. 0.5-3.5 g, sealed in a container with aids to extract the contents, e.g. an ordinary glass ampoule with a threaded part that can be separated, a bottle with a cap, a flexible plastic bag or an ordinary ampoule with an opening that is sealed with a membrane of rubber or other elastomer through which a cannula can be inserted for mixing carrier liquid with solid the precursor in the ampoule and removing the mixture therefrom after a homogeneous dispersion of the latter has been formed in the former.
Når det gjelder et annet fabrikasjonsartikkel-aspekt tilveiebringes de forannevnte faststoff-forløpere som et utstyrssett sammen med en separat, sterilt emballert doserings-énhetsmengde, f.eks. forseglet i en glassampulle eller i det sylindriske kammer i en sprøyte, d.v.s. fira ca. 0,25 til 10 ml, fortrinnsvis ca. 1 - 7,5 ml, av en fysiologisk aksepter-bar steril bærervæske for denne, som forklart ovenfor, i hvilken faststoff-forløperen i hvert fall er forbigående stabil, d.v.s. at etter blanding med denne dannes ikke mikrobobler i betydelige mengder eller de fortsetter å dannes i minst.flere minutter. In another article of manufacture aspect, the aforementioned solid precursors are provided as a kit together with a separate sterile packaged dosage unit quantity, e.g. sealed in a glass ampoule or in the cylindrical chamber of a syringe, i.e. celebrate approx. 0.25 to 10 ml, preferably approx. 1 - 7.5 ml, of a physiologically acceptable sterile carrier liquid for this, as explained above, in which the solid precursor is at least transiently stable, i.e. that after mixing with this, microbubbles do not form in significant quantities or they continue to form for at least several minutes.
Ved et videre fabrikasjonsartikkel-aspekt tilveiebringes sterile doseringsenhets-mengder av faststoff-forløperen og bærervæsken i adskilte kamre i en enkelt forseglet tokammer-ampulle med hjelpemidler for blanding av ingrediensene inne i ampullen. Slike ampuller er alminnelige og er beskrevet i US-patent 2 694 614, 2 908 274, 3 073 471, 3 081 899, In a further article of manufacture aspect, sterile dosage unit amounts of the solid precursor and the carrier liquid are provided in separate chambers in a single sealed two-chamber ampoule with means for mixing the ingredients within the ampoule. Such ampoules are common and are described in US patents 2,694,614, 2,908,274, 3,073,471, 3,081,899,
3 464 414, 3 940 003 og 4 089 432. Fortrinnsvis har tokammer-ampullen en elastomer propp mellom øvre og nedre kammer som kan gjennomstikkes med en kanyle eller som kan presses ned i det nederste kammer ved øking av gasstrykket i det øvre kammer. Ampullen har en elastomer kapsel som kan gjennomstikkes med en kanyle og som er dekket av et fjernbart støvdeksel. Faststoff-forløperen oppbevares i det nederste kammer og bærervæsken i det øvre kammer. For dannelse av en suspensjon av faststoff-forløperen i bærervæsken, fjernes støvdekslet, og hvis proppen kan presses ned i det nedre kammer, blir dette gjort ved at luft injiseres inn i det øvre kammer med en kanyle eller ved at trykket i det øvre kammer på annen måte økes, f.eks. ved at den elastomere kapsel presses innover i det øvre kammer. Hvis proppen er tilpasset for å gjennomstikkes av en nål, stikkes kanylen gjennom den elastomere kapsel, bærervæsken trekkes inn i kanylen, nålen stikkes inn gjennom proppen og bærervæsken sprøytes inn i det nedre kammer. Etterat det er blitt dannet en ensartet dispersjon eller suspensjon av faststoff-forløperen i bærervæsken, trekkes blandingen inn i kanylen og injiseres inn i testvæsken for dannelse av mikrobobler i denne. 3,464,414, 3,940,003 and 4,089,432. Preferably, the two-chamber ampoule has an elastomeric stopper between the upper and lower chambers which can be pierced with a needle or which can be pressed down into the lower chamber by increasing the gas pressure in the upper chamber. The ampoule has an elastomeric capsule that can be pierced with a needle and is covered by a removable dust cover. The solid precursor is stored in the lower chamber and the carrier liquid in the upper chamber. To form a suspension of the solid precursor in the carrier liquid, the dust cap is removed, and if the plug can be forced down into the lower chamber, this is done by injecting air into the upper chamber with a cannula or by the pressure in the upper chamber on other way is increased, e.g. in that the elastomeric capsule is pressed into the upper chamber. If the stopper is adapted to be pierced by a needle, the cannula is inserted through the elastomeric capsule, the carrier fluid is drawn into the cannula, the needle is inserted through the stopper, and the carrier fluid is injected into the lower chamber. After a uniform dispersion or suspension of the solid precursor in the carrier liquid has been formed, the mixture is drawn into the cannula and injected into the test liquid to form microbubbles therein.
Testvæsker Test fluids
Den forholdsvis høypolare væske i hvilken mikroboble-forløperne ifølge denne oppfinnelse kan tilsettes for dannelse av og stabilisering av mikrobobler deri ved solvatisering, hvorved man kan forutsi hvilke resultater som kan ventes når blod anvendes, har i alminnelighet en meget høy dielektrisitetskonstant (over 40) og vil i alminnelighet være en vandig væske med en dielektrisitetskonstant på ca. 80. Det er vesentlig at bærervæsken ikke i noen betydelig grad har innvirkning på solvatiseringen (polar- eller hydrogenbindings-koordinasjon) av testvæsken med det oppløste stoff dannet ved oppløsning av faststoff-mikrobobleforløperen i denne. Dette sikrer at vannkonsentrasjonen i testvæsken vil redusere lokalt, hvorved gass oppløst i testvæsken vil utskilles eller oppløseligheten i testvæsken for gass tilført fra faststoff-forløperen vil reduseres. En sterkt polar bærervæske kan anvendes hvis, som tidligere beskrevet, dens egenskaper er slik at faststoff-forløperen hindres i å oppløses fullstendig deri før blandingen tilsettes testvæsken. The relatively highly polar liquid in which the microbubble precursors according to this invention can be added for the formation and stabilization of microbubbles therein by solvation, whereby one can predict what results can be expected when blood is used, generally has a very high dielectric constant (above 40) and will generally be an aqueous liquid with a dielectric constant of approx. 80. It is essential that the carrier liquid does not have any significant effect on the solvation (polar or hydrogen bond coordination) of the test liquid with the dissolved substance formed by dissolving the solid microbubble precursor in it. This ensures that the water concentration in the test liquid will reduce locally, whereby gas dissolved in the test liquid will be excreted or the solubility in the test liquid for gas supplied from the solid precursor will be reduced. A strongly polar carrier liquid can be used if, as previously described, its properties are such that the solid precursor is prevented from completely dissolving therein before the mixture is added to the test liquid.
Anvendelses- metoder Application methods
Mikrobobleforløperen ifølge oppfinnelsen kan anvendes for The microbubble precursor according to the invention can be used for
å forandre transmisjons-karakteristika, dvs. enten refleksjons-evne eller absorpsjonsevne for elektromagnetisk og lyd-(elastisk bølge-)stråling som transmitteres gjennom en væske for dannelse av et detekterbart signal, ved at væsken forsynes med en mengde mikrobobler som er effektive til i vesentlig grad å forandre en slik strålings transmisjonskarakteristika gjennom væsken i det område av denne som inneholder mikroboblene. to change transmission characteristics, i.e. either reflectivity or absorption for electromagnetic and sound (elastic wave) radiation that is transmitted through a liquid to form a detectable signal, by providing the liquid with a quantity of microbubbles that are effective for significantly to change the transmission characteristics of such radiation through the liquid in the area of it that contains the microbubbles.
Fordi mikrobobler i alminnelighet forandrer de fysiske egenskaper hos væsker som påvirker transmisjonsevnen og refleksjonsevnen for elektromagnetisk og lyd-(elastisk bølge)-stråling som faller inn i et område i væsken som inneholder boblene, er mikrobobleforløperen ifølge denne oppfinnelse nyttig i forskjellige analytiske, diagnostiske og operasjons-prosesser, noe som vil være klart for dem som har kunnskaper i avbilding, deteksjon, gradering og utprøving ved anvendelse av slik stråling. Eksempler på slike elektromagnetiske egenskaper hos en væske som kan forandres av mikrobobler er: resistivitet, elektrisk og magnetisk susceptibilitet, dielektrisitetskonstant og absorpsjon, kjerne- og elektron-paramagnetisk resonans-respons. ' Eksempler på elastisk-bølge-egenskaper som kan forandres er: sammentrykkbarhet, densitet, akustisk impedans og absorpsjon. Eksempler på slik stråling og de tilhørende anvendelser som potensielt kan ha fordel av anvendelsen av mikroboble-dannende materialer er: medisinsk ultrasonisk avbilding (både transmisjon og ekkografisk), røntgen-avbilding (f.eks. CT-avsøkning), NMR-avbilding og mikrobølge-avbilding. Because microbubbles generally change the physical properties of liquids that affect the transmissibility and reflectivity of electromagnetic and acoustic (elastic wave) radiation incident on a region of the liquid containing the bubbles, the microbubble precursor of this invention is useful in various analytical, diagnostic and operational processes, which will be clear to those who have knowledge in imaging, detection, grading and testing when using such radiation. Examples of such electromagnetic properties of a liquid that can be changed by microbubbles are: resistivity, electric and magnetic susceptibility, dielectric constant and absorption, nuclear and electron paramagnetic resonance response. ' Examples of elastic-wave properties that can be changed are: compressibility, density, acoustic impedance and absorption. Examples of such radiation and the associated applications that could potentially benefit from the use of microbubble-forming materials are: medical ultrasonic imaging (both transmission and echographic), X-ray imaging (e.g. CT scan), NMR imaging and microwave - image.
Etter at mikrobobleforløperen er injisert i blodstrømmen, oppnås et ultrasonisk bilde av strømmen på motsatt side av det sted hvor bærervæsken er oppløst eller spredd, og faststoff-forløperen er blitt oppløst og har dispergert mikroboblekjerner og derved forsynt blodet med det fordrede antall mikrobobler. Blodstrøm-hastighet kan bestemmes ved samtidig måling av mikroboblenes posisjoner og hastigheter, eller av skyen av mikrobobler, fra et slikt ultrasonisk bilde. Blod-strøms-hastighet kan også bestemmes ved måling av intensitetene av to ultrasoniske bilder, ett fra en proksimal vegg og det annet fra en distal vegg i et blodkar, på et sted i blodstrømmen og anvendelse av konvensjonelle fargefortynnings-likninger, eller ved måling av intensiteten fra en distal grenseflate før og under strømning av den mikroboble-inneholdende væske. Dessuten kan grensen mellom det strømmende blod og blodkaret observeres med henblikk på eventuell turbulens som kan forårsakes av platedannelse på blodkar-veggene. After the microbubble precursor is injected into the blood stream, an ultrasonic image of the stream is obtained on the opposite side of the place where the carrier liquid is dissolved or dispersed, and the solid precursor has been dissolved and has dispersed microbubble nuclei, thereby supplying the blood with the required number of microbubbles. Blood flow velocity can be determined by simultaneous measurement of the positions and velocities of the microbubbles, or of the cloud of microbubbles, from such an ultrasonic image. Blood flow velocity can also be determined by measuring the intensities of two ultrasonic images, one from a proximal wall and the other from a distal wall of a blood vessel, at a location in the blood flow and applying conventional dye dilution equations, or by measuring the intensity from a distal interface before and during flow of the microbubble-containing liquid. In addition, the boundary between the flowing blood and the blood vessel can be observed with a view to any turbulence that may be caused by plaque formation on the blood vessel walls.
I henhold til en annen utførelse av oppfinnelsen kan mikroboble-forløperen beskrevet ovenfor oppløses i en sterkt polar væske, f.eks. midlertidig uttatt blod, normalt saltvann eller vann, fortrinnsvis i en sprøyte eller lignende, for dannelse av en sky av mikrobobler, og den polare væske med mikrobobleskyen kan injiseres i blodstrømmen. Mikroboble-forløperen kan også tilsettes direkte til væsken uten bærervæske. According to another embodiment of the invention, the microbubble precursor described above can be dissolved in a strongly polar liquid, e.g. temporarily withdrawn blood, normal saline or water, preferably in a syringe or the like, to form a cloud of microbubbles, and the polar liquid with the microbubble cloud can be injected into the blood stream. The microbubble precursor can also be added directly to the liquid without a carrier liquid.
Den førnevnte forbedring er vist å være spesielt nyttig The aforementioned improvement has been shown to be particularly useful
ved forsterkning av ultrasoniske bilder av blodstrømmen, dvs. by amplifying ultrasonic images of the blood flow, i.e.
av det kardiovaskulære system. Meget høy ultrasonisk kontrast er oppnådd i forhold til ethvert mikroboblekonstrastmiddel ifølge teknikkens stand. Mikroboblene som dannes er vanligvis meget mindre enn mikrobobler med kontrastmidler ifølge teknikkens stand, og en meget høyere konsentrasjon av slike mikrobobler kan dannes for bedre konstrast, med større letthet og bedre kontroll, og til lavere pris. of the cardiovascular system. Very high ultrasonic contrast has been achieved compared to any microbubble contrast agent according to the state of the art. The microbubbles that are formed are usually much smaller than microbubbles with contrast agents according to the state of the art, and a much higher concentration of such microbubbles can be formed for better contrast, with greater ease and better control, and at a lower cost.
Alle disse fordeler kan også oppnås når det gjelder forsterkning av ultrasoniske bilder av andre væskefylte deler i kroppen, såsom det lymfatiske system, fordøyelsessystemet, urin-, forplantnings-, galle-systemet og andre systemer, såvel som intra-peritoneale, intrakraniale, intratoråkale og andre hulrom og mellomrom i kroppen. All these advantages can also be achieved when it comes to enhancing ultrasound images of other fluid-filled parts of the body, such as the lymphatic system, digestive system, urinary, reproductive, biliary and other systems, as well as intra-peritoneal, intracranial, intrathoracic and other cavities and spaces in the body.
Skjønt iallfall en del av mikroboblene vanligvis dannes in situ i væsken gjennom hvilken et signal sendes, kan mikroboblene først, som det vil fremgå, dannes i en annen væske, f.eks. en bærervæske som forklart i det foreliggende, og bærervæsken som inneholder mikroboblene kan så tilsettes til væsken i hvilken bølgeenergien transmitteres, f.eks. blodstrømmen i et levende individ. Levetiden for slike mikrobobler deri er imidlertid mindre enn når mikroboblene dannes in situ. Although at least some of the microbubbles are usually formed in situ in the liquid through which a signal is sent, the microbubbles can first, as will be seen, be formed in another liquid, e.g. a carrier liquid as explained herein, and the carrier liquid containing the microbubbles can then be added to the liquid in which the wave energy is transmitted, e.g. the flow of blood in a living individual. However, the lifetime of such microbubbles therein is less than when the microbubbles are formed in situ.
MATERIALSAMMENSETNING MATERIAL COMPOSITION
Eksempel 1 Kulemalt Galaktose Example 1 Ball milled galactose
Ca. 5 g (10 ml) kommersiell d(+)-galaktose (vannfritt About. 5 g (10 ml) commercial d(+)-galactose (anhydrous
pulver') anbringes i et aluminiumoksyd-kammer med aluminiumoksyd-ender som inneholder tre aluminiumoksydkuler med diameter ca. 13 mm, under en lavfuktighets-atmosfære (20% relativ fuktighet) . Ovennevnte innretning anbringes i en Pitchford kulemølle, modell 3800. Galaktosen pulveriseres i kulemøllen i 10 minutter, tas så ut av kammeret og lagres i et miljø med lav fuktighet (20% relativ fuktighet) og romtemperatur (19-29°) inntil bruk. powder') is placed in an aluminum oxide chamber with aluminum oxide ends containing three aluminum oxide balls with a diameter of approx. 13 mm, under a low humidity atmosphere (20% relative humidity). The above device is placed in a Pitchford ball mill, model 3800. The galactose is pulverized in the ball mill for 10 minutes, then taken out of the chamber and stored in an environment with low humidity (20% relative humidity) and room temperature (19-29°) until use.
I motsetning til utgangspulveret, som faktisk ikke Unlike the starting powder, which actually doesn't
har noen evne til mikrobobledannelse, har den kulemalte galaktose en midlere partikkelstørrelse på 45^,um, hvilke partikler er aggregater av mikrokrystaller med en midlere størrelse på lO^um med hulrom mellom mikrokrystallene med omtrent samme størrelse, som er høyst aktive mikroboblekjerner. has any ability to form microbubbles, the ball-milled galactose has an average particle size of 45 µm, which particles are aggregates of microcrystals with an average size of 10 µm with cavities between the microcrystals of approximately the same size, which are highly active microbubble cores.
Eksempel 2 Rekrystallisert Dekstrose Example 2 Recrystallized Dextrose
15 g kommersiell d-dekstrose (monohydrat-pulver USP.) anbringes i et. 100 ml begerglass og fuktes med 4,8 ml varmt (100°C) avionisert vann. Begeret oppvarmes i et vannbad (100°C) mens dets innhold omrøres inntil alle dekstrosekrys'-tallene er oppløst. Begeret avkjøles i et isbad,og innholdet omrøres inntil krystaller begynner å dannes. Begeret dekkes med plastfolie og nedkjøles (6°C) i 12 timer,. 15 g of commercial d-dextrose (monohydrate powder USP.) is placed in a 100 ml beaker and moisten with 4.8 ml of warm (100°C) deionized water. The beaker is heated in a water bath (100°C) while its contents are stirred until all the dextrose crystals are dissolved. The beaker is cooled in an ice bath, and the contents are stirred until crystals begin to form. Cover the beaker with plastic foil and cool down (6°C) for 12 hours.
Innholdet i begeret tas ut, anbringes på filterpapir og vaskes med 100% etanol. Krystallene på filterpapiret anbringes i et atmosfære med la<y> fuktighet (20% relativ fuktighet) inntil de er tørre (12 timer). De tørre krystaller knuses ved anvendelse av morter og pistill, og siktes så gjennom en sikt med 180yum åpninger. Det siktede materiale lagres i et miljø med lav fuktighet (20% relativ fuktighet) og romtemperatur (19-29°C) inntil bruk. The contents of the beaker are taken out, placed on filter paper and washed with 100% ethanol. The crystals on the filter paper are placed in an atmosphere of low humidity (20% relative humidity) until they are dry (12 hours). The dry crystals are crushed using a mortar and pestle, and then sieved through a sieve with 180 µm openings. The sieved material is stored in an environment with low humidity (20% relative humidity) and room temperature (19-29°C) until use.
Til forskjell fra utgangspulveret har det siktede materiale aggregater med en gjennomsnittlig størrelse på 75^um, av mikrokrystaller med middelstørrelse lO^um, med hulrom mellom mikrokrystallene av omtrent samme størrelse, som er høyst aktive mikroboblekjerner. Unlike the starting powder, the sieved material has aggregates with an average size of 75 µm, of microcrystals with an average size of 10 µm, with voids between the microcrystals of approximately the same size, which are highly active microbubble cores.
E ksempel 3 Rekrystallisert Natriumklorid E xample 3 Recrystallized Sodium Chloride
10 ml NaCl av matvare-kvalitet (atskilte krystaller på 295^um) oppløses i 20 ml avionisert vann i en digel. Dige-len oppvarmes hurtig inntil alt vannet er kokt av. De gjenværende krystaller siktes deretter gjennom en sikt med åpninger på 180yum. Det siktede materiale oppbevares ved romtemperatur (19-29°C) inntil bruk. 10 ml of food-grade NaCl (separate crystals of 295 µm) are dissolved in 20 ml of deionized water in a crucible. The pot is heated quickly until all the water has boiled off. The remaining crystals are then sieved through a sieve with openings of 180 µm. The sieved material is stored at room temperature (19-29°C) until use.
Det rekrystalliserte NaCl har aggregater (58^um middel-størrelse) av mikrokrystaller (26^um middelstørrelse) med hulrom mellom mikrokrystallene med omtrent samme størrelse som er høyst aktive mikroboblekjerner. The recrystallized NaCl has aggregates (58 µm average size) of microcrystals (26 µm average size) with voids between the microcrystals of approximately the same size that are highly active microbubble cores.
Eksempel 4 Suspensjon av Faststoff-Forløper i Bærervæske Example 4 Suspension of Solid Precursor in Carrier Liquid
10 ml propylenglykol (PG) sterilisert med tørr varme (120°C, 4 timer) blandes med 90 ml steril, kommersiell 5% dekstrose i vann (D5W). 10 ml of propylene glycol (PG) sterilized by dry heat (120°C, 4 hours) is mixed with 90 ml of sterile, commercial 5% dextrose in water (D5W).
Tilsett 1,5 g av den kulemalte galaktose ifølge Eksempel 1 til 3 ml av den således fremstilte PG/D5W-bærervæske i et polyetylen-plastbeger på 50 ml. Rør i ca. 15 sekunder inntil den melkeaktige (med mikrobobler med et gjennomsnitt på ca. lO^um) blanding er blitt homogen. Trekk blandingen inn i en steril kanyle og fjern alle innesluttede gasslommer. Anvend blandingen innen ca. 10 minutter etter blanding for maksimal mikrabobledånnelse. Add 1.5 g of the ball-milled galactose according to Example 1 to 3 ml of the thus prepared PG/D5W carrier liquid in a 50 ml polyethylene plastic beaker. Stir for approx. 15 seconds until the milky (with microbubbles with an average of about 10 µm) mixture has become homogeneous. Draw the mixture into a sterile needle and remove any trapped gas pockets. Use the mixture within approx. 10 minutes after mixing for maximum microbubble delivery.
Følg fremgangsmåten.i Eksempel 4, under anvendelse av enten den samme mengde av den rekrystalliserte dekstrose ifølge Eksempel 2 eller det rekrystalliserte NaCl ifølge Eksempel 3 for fremstilling av flytende blandinger med tilsvarende mikrobobledannelses-evner. Anvend blandingen innen ca. 10 minutter etter blanding for maksimal mikroboble-dannelse . Follow the procedure in Example 4, using either the same amount of the recrystallized dextrose according to Example 2 or the recrystallized NaCl according to Example 3 to produce liquid mixtures with corresponding microbubble-forming capabilities. Use the mixture within approx. 10 minutes after mixing for maximum microbubble formation.
FABRIKASJONSARTIKKEL ARTICLE OF MANUFACTURE
Eksempel 5 Utstyrssett Example 5 Equipment set
Trekk inn i en 10 ml sprøyte ca. 5,4 ml av PG/D5W-bærervæsken ifølge Eksempel 4 og tildekk den innsnevrede del av sprøyten hvor kanylen er tilkoplet, med et fjernbart deksel. Sterilisér den lukkede enhet, f.eks. ved at den utsettes Draw into a 10 ml syringe approx. 5.4 ml of the PG/D5W carrier liquid according to Example 4 and cover the constricted part of the syringe where the needle is connected with a removable cover. Sterilize the closed device, e.g. in that it is postponed
for ca. 1,5 M-rad kobolt-60 gammastråler. Fyll, under en tørr nitrogen-atmosfære, en 10 ml plastpose dannet av fleksibel polyetylenfilm med ca. 2,7 g av den kulemalte galaktose ifølge Eksempel 1, av den rekrystalliserte dekstrose ifølge Eksempel 2 eller den rekrystalliserte NaCl ifølge Eksempel 3. Forsegl posens åpning med en tynn gummimembran og tildekk membranen med et metallokk og et korrugert deksel for å holde lokket på plass. Steriliser den forseglede' pose, f.eks. ved at den utsettes for ca. 1,5 M-rad kobolt-60 gammastråler. Pakk inn sprøyteposen som et utstyrssett, eventuelt sammen med en steril kanyle nr. 16. for approx. 1.5 M-rad cobalt-60 gamma rays. Fill, under a dry nitrogen atmosphere, a 10 ml plastic bag formed from flexible polyethylene film with approx. 2.7 g of the ball milled galactose according to Example 1, of the recrystallized dextrose according to Example 2 or the recrystallized NaCl according to Example 3. Seal the opening of the bag with a thin rubber membrane and cover the membrane with a metal lid and a corrugated cover to keep the lid in place . Sterilize the sealed bag, e.g. in that it is exposed to approx. 1.5 M-rad cobalt-60 gamma rays. Pack the syringe bag as a kit, possibly together with a sterile No. 16 needle.
I en annen versjon byttes plastposen med en vanlig ampulle med gummikork som beskrevet i det foregående. Faststof f-f orløperen og bærervæsken blandes ved at blandingen overføres frem og tilbake mellom ampullen og sprøyten, flere ganger. In another version, the plastic bag is replaced with an ordinary ampoule with a rubber stopper as described above. Solids f-f the precursor and the carrier liquid are mixed by transferring the mixture back and forth between the ampoule and the syringe, several times.
Eksempel 6 Fremgangsmåte for Dannelse av Mikrobobler Example 6 Procedure for Formation of Microbubbles
For fremstilling av en suspensjon av faststoff-mikro-bobleforløper i en bærervæske ifølge denne oppfinnelse ved anvendelse av utstyrssettet ifølge Eksempel 5, fjernes deks-let fra sprøyten og kanylen monteres sterilt på denne. For the production of a suspension of solid microbubble precursor in a carrier liquid according to this invention using the equipment set according to Example 5, the cover is removed from the syringe and the cannula is sterilely mounted on it.
Fjern det korrugerte deksel og lokket fra plastposens åpning, stikk igjennom gummimembranen og sprøyt innholdet i sprøyten inn i posen. Bland faststoff-mikrobobleforløperen med bærervæsken manuelt i posen inntil en viskøs melkeaktig (på grunn av mikrobobledannelse) homogen blanding er dannet. Trekk blandingen ut av posen inn i sprøyten og anvend den innen ca. 10 minutter. Remove the corrugated cover and lid from the opening of the plastic bag, poke through the rubber membrane and inject the contents of the syringe into the bag. Mix the solid microbubble precursor with the carrier liquid manually in the bag until a viscous milky (due to microbubble formation) homogeneous mixture is formed. Pull the mixture out of the bag into the syringe and use it within approx. 10 minutes.
Eksempel 7 Fremgangsmåte for Anvendelse av Mikrobobler Example 7 Procedure for Application of Microbubbles
Innen noen minutter etter dannelse av suspensjonen Within a few minutes of forming the suspension
av galaktose i PG/D5W-bærervæsken som beskrevet i Eksempel 6, utføres en bolus-injeksjon med 3 ml av blandingen inne-', holdende 1,5 g galaktoseforløper gjennom et plast-kateter inn i lårvenen hos en hund på 25-40 kg. Øyeblikkelig etter injeksjonen injiseres gjennom det samme injeksjonssted en 10 ml bolus saltvanns-skyllevæske. Under kontrast-injeksjonen og saltvanns-skyllingen holdes med hendene en vanlig ultrasonisk transducer, tilkoplet akustisk gel, mot hundens .høyre bryst-sidevegg ved et ribbe-mellom- of galactose in the PG/D5W carrier liquid as described in Example 6, a bolus injection of 3 ml of the mixture containing 1.5 g of galactose precursor is carried out through a plastic catheter into the femoral vein of a dog of 25-40 kg . Immediately after the injection, a 10 ml bolus saline rinse is injected through the same injection site. During the contrast injection and the saline rinse, a normal ultrasonic transducer, connected to acoustic gel, is held with the hands against the dog's right chest side wall at a rib-between-
rom mens hunden ligger på sin høyre side. Registrer sig-nalene. M-modus- og/eller 2D-ekkokontrast-forsterkede ultrasoniske bilder oppnås av den høyre hjertehalvdel, og vedvarer i = 10 sekunder. room while the dog lies on its right side. Record the signals. M-mode and/or 2D echo-contrast-enhanced ultrasound images are obtained of the right hemisphere, lasting for = 10 seconds.
Den ovennevnte fremgangsmåte kan også følges under anvendelse av 2,7 g faststoff-forløper i 5,4 ml bærervæske og en skylling med 18 ml saltvann, for oppnåelse av forsterkede ultrasoniske bilder av den høyre hjertehalvdel hos mennesker, idet transduceren holdes med hendene mot pasientens venstre brystvegg ved et ribbe-mellomrom eller i subxiphoid (under brystbenet) stilling mens pasienten ligger på rygg. The above procedure can also be followed using 2.7 g of solid precursor in 5.4 ml of carrier fluid and a rinse with 18 ml of saline, to obtain enhanced ultrasound images of the right hemisphere of the heart in humans, with the transducer held by the hands against the patient's left chest wall at a rib-interspace or in the subxiphoid (under the sternum) position while the patient is supine.
Ved anvendelse av ovennevnte fremgangsmåte oppnås de følgende ultrasoniske bildeforsterkninger: By using the above method, the following ultrasonic image intensifications are achieved:
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US20774180A | 1980-11-17 | 1980-11-17 | |
PCT/US1981/001526 WO1982001642A1 (en) | 1980-11-17 | 1981-11-17 | Microbubble precursors and methods for their production and use |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO822469L NO822469L (en) | 1982-07-16 |
NO163654B true NO163654B (en) | 1990-03-19 |
NO163654C NO163654C (en) | 1990-06-27 |
Family
ID=26764997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO822469A NO163654C (en) | 1980-11-17 | 1982-07-16 | MICROBOBLE PROCEDURES IN STERILE, INJECTABLE UNIT DOSAGE FORM, PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF AN Aqueous SUSPENSION MICROBOBLES AND USE OF THE MICROBOBLE PROCESSOR FOR INJECTION IN THE BLOOD FLOW. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO163654C (en) |
-
1982
- 1982-07-16 NO NO822469A patent/NO163654C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO822469L (en) | 1982-07-16 |
NO163654C (en) | 1990-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0052575B1 (en) | Composition generating microbubbles | |
US4657756A (en) | Microbubble precursors and apparatus for their production and use | |
US4442843A (en) | Microbubble precursors and methods for their production and use | |
US4681119A (en) | Method of production and use of microbubble precursors | |
Miller et al. | Ultrasound contrast agents nucleate inertial cavitation in vitro | |
CA1338507C (en) | Ultrasonic contrast medium made up of small gas bubbles and fatty-acid-containing microparticles | |
CA1239092A (en) | Ultrasound contrast agents containing microparticles and gas micro-bubbles | |
US5855865A (en) | Method for making encapsulated gas microspheres from heat denatured protein in the absence of oxygen gas | |
Meltzer et al. | Why do the lungs clear ultrasonic contrast? | |
US5141738A (en) | Ultrasonic contrast medium comprising gas bubbles and solid lipophilic surfactant-containing microparticles and use thereof | |
Kripfgans et al. | Acoustic droplet vaporization for therapeutic and diagnostic applications | |
DK173528B1 (en) | Concentrated, stabilized microbubble-type ultrasonic imaging agent and method for producing such a microbubble | |
KR102255403B1 (en) | Combined photoacoustic and ultrasound diagnostic method | |
ES2238724T3 (en) | PRESSURE RESISTANT PROTEIN MICROSPHERES AS AGENTS FOR ECOGRAPHIES. | |
DK165622B (en) | MICROPARTICLE AND GAS BUBBLE CONTAINING ULTRA SOUND CONTROLLING AGENT AND EQUIPMENT AND PROCEDURE FOR ITS MANUFACTURING | |
JPH07505135A (en) | Improvements regarding contrast media | |
DK160741B (en) | CONTRACTOR FOR ULTRA SOUND DIAGNOSTICS AND PROCEDURE FOR ITS MANUFACTURING | |
JPH09500114A (en) | Improvements in or relating to polymeric materials | |
US5333613A (en) | Microparticles as ultrasonic contrast media | |
Wheatley et al. | Structural studies on stabilized microbubbles: development of a novel contrast agent for diagnostic ultrasound | |
KR20150010908A (en) | Contrast agent for combined photoacoustic and ultrasound imaging | |
RU2137502C1 (en) | Gas-containing microparticles, microparticles- containing means, their utilization in ultrasonic diagnostics, and method for preparing these particles and means | |
NO163654B (en) | MICROBOBLE PROCEDURES IN STERILE, INJECTABLE UNIT DOSAGE FORM, PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF AN Aqueous SUSPENSION MICROBOBLES AND USE OF THE MICROBOBLE PROCESSOR FOR INJECTION IN THE BLOOD FLOW. | |
JPS6344731B2 (en) | ||
JP3414894B2 (en) | Ultrasound contrast agent and method for producing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MK1K | Patent expired |
Free format text: EXPIRED IN NOVEMBER 2001 |