NO318460B1 - Fremgangsmate for fremstilling av mikropartikler for diagonistisk billeddannelse, sammensetning derav samt fremgangsmate for a oke hydrofobisiteten til mikropartikler. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører fremgangsmåte for fremstilling av mikropartikler for diagnostisk billeddannelse, sammensetning derav samt fremgangsmåte for å øke hydrofobisiteten til mikropartikler.

Ved anvendelse av ultralyd for å oppnå et bilde av de indre organene og strukturene til et menneske eller et dyr blir ultralydbølgene, bølger fra lydenergi ved en frekvens over det som kan oppfattes av det menneskelige øret, reflektert når de passerer gjennom kroppen. Forskjellige typer kroppsvev reflekterer ultralydbølgene forskjellig og refleksjonene som blir produsert av ultralydbølgene som blir reflektert bort fra forskjellige indre strukturer blir detektert og omdannet elektronisk til en visuell fremvisning.

For noen medisinske tilstander er oppnåelse av et nyttig bilde av organet eller strukturen av interesse spesielt vanskelig på grunn av detaljene ved strukturen ikke kan skilles tilstrekkelig fra omgivende vev i et ultralydbilde produsert ved refleksjon av ultralydbølger uten et kontrastfremmende middel. Deteksjon og observasjon av visse fysiologiske og patologiske tilstander kan bli vesentlig forbedret ved å forsterke kontrasten i et ultralydbilde ved å innføre et middel inn i et organ eller en annen struktur av interesse. I andre tilfeller er deteksjon av bevegelsen til det kontrollfremmende middel i seg selv spesielt viktig. For eksempel kan et bestemt blodstrømningsmønster som er kjent for å være et resultat av spesielle kardiovaskulære unormale tilstander bare skjelnes ved infusering av et kontrast-middel inn i blodstrømmen og observering av dynamikken til blodstrømningen.

Materialer som er nyttig som ultralydkontrastmidler virker ved å ha en effekt på

ultralydbølgene når de passerer gjennom kroppen og blir reflektert for å danne et bilde hvorfra en medisinsk diagnose blir stilt. Forskjellige typer av forbindelser påvirker ultralydbølgene på forskjellige måter og i varierende grad. Visse effekter forårsaket av kontrastfremmende midler blir lettere målt og observert enn andre. Ved valg av en ideell sammensetning for et kontrastfremmende middel vil man foretrekke forbindelsen som har den mest dramatiske effekten på ultralydbølgen når den passerer gjennom kroppen. Effekten på ultralydbølgen bør også lett kunne måles. Det er tre hovedkontrastfremmende effekter som fremkommer i et ultralydbilde: tilbakespredning ("backscatter"), stråleattenuering og diffrensiale til lydhastigheten.

Tilbakespredning

Når en ultralydbølge som passerer gjennom kroppen møter en struktur, så som et organ eller et annet kroppsvev, reflekterer strukturen en del av ultralydbølgen. Forskjellige strukturer i kroppen reflekterer ultralydenergien på forskjellige måter og med varierende styrker. Denne reflekterte energien blir detektert og anvendt for å danne et bilde av strukturer hvorigjennom ultralydbølgen har passert. Betegnelsen "tilbakespredning" referer til det fenomenet hvor ultralydenergien blir spredt tilbake mot kilden av en forbindelse med visse fysiske egenskaper.

Det har lenge vært anerkjent at kontrasten observert i et ultralydbilde kan bli forsterket ved tilstedeværelse av forbindelser kjent for å forårsake en stor mengde tilbakespredning. Når en slik forbindelse blir administrert til en bestemt del av kroppen, blir kontrasten mellom ultralydbilde av denne delen av kroppen og omgivende vev som ikke innholder forbindelsen forsterket. Det er velkjent at på grunn av deres fysiske egenskaper forårsaker forskjellige forbindelser tilbakespredning i varierende grad. Søk etter kontrastfremmende midler har følgelig fokusert på forbindelser som er stabile og ikke-toksiske og som utviser maksimal mengde tilbakespredning.

Evnen som en forbindelse har til å forårsake tilbakespredning av ultralydenergi avhenger av karaktertrekkene til forbindelsen så som dens evne til å bli komprimert. Ved undersøkelse av forskjellige forbindelser er det nyttig å sammenligne et bestemt mål av evnen som en forbindelse har til å forårsake tilbakespredning kjent som "spredningstverrsnittet". Spredningstverrsnittet til en bestemt forbindelse er proporsjonal med radiusen til sprederen, og avhenger også av bølgelengden til ultralydenergien og av andre fysiske egenskaper til forbindelsen, J. Ophir og KJ. Parker, Contrast Agents in Diagnostic Ultrasound, Ultrasound in Medicine & Biology, vol. IS, n. 4, s. 319, 323 (1989).

Ved vurdering av anvendbarheten av forskjellige forbindelser som bildekontrastmidler kan man beregne hvilke midler som vil ha høyest spredningstverrsnitt ("scattering cross-section") og følgelig hvilke midler som vil gi størst kontrast i et ultralydbilde. Det kan antas at komprimerbarheten til en fast partikkel er mye mindre enn den til det omgivende mediumet og at tettheten til partikkelen er mye større. Ved å anvende denne antakelsen er spredningstverrsnittet til et fast partikkel-kontrastfremmende middel blitt estimert til 1,75 (Ophir og Parker, supra, ved 325). For en ren væskespreder er det sannsynlig at den adiabatiske komprimerbarheten og tettheten til sprederen og omgivende medium er omtrent like, og dette vil tilveiebringe det resultatet at væsker vil ha et spredningstverrsnitt på 0. Væsker kan derimot utvise en viss tilbakespredning dersom store volumer av et væskemiddel er tilstede. Hvis for eksempel et væskemiddel passerer fra en meget liten åre til en meget stor åre slik at væsken okkuperer omtrent hele åren kan væsken utvise målbar tilbakespredning. Det er kjent av fagfolk innenfor dette fagområdet at rene væsker er relativt ineffektive spredere sammenlignet med frie gassmikrobobler.

Stråleattenuering:

En annen effekt som kan bli observert ut ifra nærvær av visse faste kontrastfremmende midler, er attenuering av ultralydbølgen. Bildekontrast er blitt observert ved konvensjonell billeddannelse på grunn av lokaliserte attenueringsforskjeller mellom visse vevstyper. KJ. Parker og R.C. Wang, "Measurement of Uitrasonic Attenuation Within Regions selected from B-Scan Images", IEEE Trans. Biomed. Enar. BME 30(8), s. 431-37 (1983); K.J. Parker, R.C. Wang, og R.M. Lerner, "Attenuation of Ultrasound Magnitude and Frequency Dependence for Tissue Characterization", Radiology, 153 (3), s. 785-88 (1984). Det er blitt foreslått at målinger av attenueringen til en vevslegion tatt før og etter infusjon av et middel kan tilveiebringe et forsterket bilde. Teknikker basert på attenueringskontrast som et middel for å måle konstrastforsterkning av et væskemiddel er ikke godt utviklet, selv om det hadde vært fullstendig utvikler, kan lide av begrensninger med hensyn på indre organer eller strukturer hvormed denne teknikken kan bli anvendt. Det er for eksempel usannsynlig at et tap av attenuering på grunn av væskekonstrastmidler kan bli observert i bilde av kardiovaskulært system på grunn av det høye volumet av væskekonstrastmiddel som må være tilstede i en gitt åre før en vesentlig forskjell i atternuering kan bli målt.

Absorpsjon av energi til partiklene oppstår ved en mekanisme referert til som "relativ bevegelse". Forandring i attenuasjon forårsaket av relativ bevegelse kan bli vist å øke lineært med partikkelkonsentrasjonen og som kvadratet av tetthetsforskjellen mellom partiklene og det omgivende mediet. K.J. Parker, et al., "A Particulate Contrast Agent with Potential for Ultrasound Imaging of Liver", Ultrasound in Medicine & Biology, Vol. 13, nr. 9, s. 555, 561

(1987). Der hvor vesentlig akkumerling av faste partikler oppstår, kan attemueringskontrast være en mulig mekanisme for observering av forsterkning av billedkontrast til tross for at effekten har en mye mindre størrelse enn tilbakespredningsfenomenet og vil være lite anvendbart i kardiovaskulære diagnoser.

Forskjell i lydhastighet:

En ytterligere teknikk for å forsterke kontrasten i et ultralydbilde er blitt foreslått basert på det faktum at lydhastigheten varierer avhengig av mediet hvorigjennom det beveger seg. Dersom et stort nok volum til et middel, hvorigjennom lydhastigheten er forskjellig fra omgivende vev, kan bli infusert inn i et målområde, kan forskjellen i lydhastigheten gjennom målområdet være målbart.

Diagnostiskultralyd er et kraftfullt, ikke-invasivt redskap som kan bli anvendt for å oppnå informasjon om indre organer i kroppen. Forekomst av grå skalabilleddannelse og farge Doppler har i stor grad brakt fremskritt på omfanget og oppløsningen av teknikken. Til tross for at teknikker for utførelse av diagnostisk ultralyd er blitt betydelig forbedret, og for fremstilling og anvendelse av kontrastmidler, er det fortsatt et behov for å forsterke oppløsningen av billeddannelsen for hjerteperfusjon og hjertekammere, faste organer, nyreperfusjon; fast organperfusjon; og Doppler signaler til blodhastighet og strømningsretning i løpet av reell-tiddannelse.

En mengde naturlige og syntetiske polymerer er blitt anvendt for å innkapsle billeddannende kontrastmidler, så som luft. Schenider et al., Invest. Radiol., vol. 27, pp 134-139

(1992) beskriver tre um, luftfylte polymere partikler. Disse partiklene ble rapportert å være stabile i plasma og under påført trykk. Ved 2,5 MHz var deres ekogenisitet derimot lav. En annen type mikroboblesuspensjon er blitt oppnådd fra sonikert albumin. Feinstein et al., J. Am. Coll. Cardiol., Vol. 11, pp. 59-65 (1988). Feinstein beskriver fremstilling av mikrobobler som har hensiktsmessig størrelse for transpulmonær passering med fullkommen stabilitet in vitro. Disse mikroboblene er derimot kort Hvete in vivo, med en halveringstid i størrelsesorden på noen få sekunder (som omtrent er lik en sirkuleringsføring) på grunn av deres manglende stabilitet under trykk. Gottlieb, S. et al., J. Am. Soc. Echo., Vol. 3, pp. 328

(1990), Abstract; og Shapiro, J. R. et al., J. Am. Coll. Cardiol., Vol. 16, pp. 1603-1607 (1990). Gelatin-innkapslet luftbobler er beskrevet av Carroll et al., (Carroll, B.A. et al., Invest. Radiol., Vol. 15, pp. 260-266 (1980), og Carrolll, B.A. et al., Rafiology, Vol. 143, pp 747-750

(1982), men på grunn av deres store størrelse (12 og 80 um) er det ikke sannsynlig at de passerer gjennom lungekapillærer. Gelatininnkapslede mikrobobler er også blitt beskrevet i PC17US80/00502 av Rasor Associates, Inc. Disse blir dannet ved "sammensmelting" av gelatin.

Mikrobobler stabilisert av mikrokrystaller av galaktose (SHU 454 og SHU 508) er også blitt beskrevet av Fritzsch et al., Fritzsch T. et al., Invest. Radiol. Vol. 23 (suppl 1), pp. 302-305 (1988); og Frizsch, T. et al., Invest. Radiol. Vol. 25 (Suppl 1), 160-161 (1990). Mikroboblene varer opptil 15 minutter in vitro, men mindre enn 20 sekunder in vivo. Rovai, D. et al., J. Am. Coll. Cardiol., Vol. 10, pp 125-134 (1987; og Smith, M. et al., J. Am. Coll. Cardiol., Vol. 13, pp. 1622-1628 (1989). Gassmikrobobler innkapslet i et skjell av et fluor-innholdende materiale er beskrevet i WO 96/04018 av Molecular Biosystems, Inc.

Europeisk patentsøknad nr. 90901933.5 til Schering Aktiengesellschaft beskriver fremstilling og anvendelse av mikroinnkapslet gass eller flyktige væsker for ultralyd billeddannelse, hvor mikrokapslene blir dannet av syntetiske polymerer eller polysakkarider. Europeisk patentsøknad nr. 91810366.4 til Sintetica S.A. (0 458 745 AI) beskriver luft eller gass mikroballonger tilgrensende en interfasedeponert polymermembran som kan bli dispergert i en vandig bærer for injeksjon inn i et vertsdyr eller for oral, rektal eller uretral administrering, for terapeutiske eller diagnostiske formål. WO 92/18164 til Delta Biotechnology Limited beskriver fremstilling av mikropartikler ved spraytørking under meget kontrollerte betingelser når det gjelder temperatur, sprayrate, partikkelstørrelse og tørke-betingelser, til en vandig proteinoppløsning for å danne hule sfærer med en gass innesluttet deri, for anvendelse ved billeddannelse. WO 93/25242 beskriver syntese av mikropartikler for ultralydbilleddannelse bestående av en gass innesluttet i et skall av polycyanoakrylat eller polyester. WO 92/21382 beskriver produksjon av mikropartikkelkontrastmidler som innbefatter en kovalentlig bundet matrise inneholdende en gass, hvori matrisen er et karbohydrat. U.S. patent nr. 5,334,381, 5,123,414 og 5,352,435 til Unger beskriver liposomer anvendt som ultralydkontrastmidler, som innbefatter gasser, gassforløpere, så som en pH aktivert eller foto-aktivert gassformig forløper, samt andre væsker eller faste kontrastfremmende midler.

U.S patent nr. 5,393,524 til Quay beskriver anvendelse av midler, inkludert fluokarboner, for å forsterke kontrasten i et ultralydbilde. Midlene består av ekstremt små bobler, eller mikrobobler, eller valgte gasser, som utviser lange livsløp i oppløsning og er små nok for å passere lungene, og muliggjør anvendelse derav i ultralydbilleddannelse av kardiovaskulært system og andre vitale organer. WO 95/23615 til Nycomed beskriver mikrokapsler for billeddannelse som ble dannet ved koaservasjon av en oppløsning, for eksempel, en proteinoppløsning, inneholdende et perfluorkarbon. PC17US94/08416 til Massachusetts Institute of Technology beskriver mikropartikler dannet av polyetylenglykolpoly(laktid-ko-glykolid) blokkpolymerer som har et billeddannende midler innkapslet deri, inkludert gasser så som luft og perfluorkarboner. Som beskrevet i WO 94/16739 til Sonus Pharmaceuticals, Inc. er gasser kjent for å være mer effektive og utgjøre foretrukket medium for anvendelse som ultralydkontrastmidler, til tross for at faste stoffer og væsker reflekterer lyd i lignende grad. Som vist i eksempel 12 i PCT søknaden til Sonus ble proteinmikrokapsler avvist å føre til trygghetsmessig betraktninger (samt effektivitetsspørsmål) når administrert til marsvin, sammenlignet med emulsjoner eller koloidale suspensjoner.

Ingen av disse beskrevne mikropartiklene kan bli detektert ved anvendelse av andre deteksjonsmetoder, så som røntgen, positron eller fotonemisjonstomografi, eller magnetisk resonansbilleddannelse.

I alle disse tilfellene er det ønskelig å forsterke ekogeni si teten til det billeddannende midlet i sammenheng med å forsterke eller opprettholde stabiliteten og lett fremstilling av det billeddannende midlet. En måte som man kan øke ekogeniteten av en mikropartikkel på er å øke tiden hvorved de innkapslede gassene forblir i de sirkulerende mikropartiklene. Uheldigvis diffunderer gassene i de fleste tilfellene ut hurtig, uansett naturen til gassen eller det innkapslende materialet, spesielt i det vandige miljøet til den vaskulære sirkulasjonen.

Det er derfor en hensikt ifølge oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av mikropartikler for diagnostisk billeddannelse, kjennetegnet ved at mikropartiklene blir dannet av en biokompatibel polymer og har inkorporert gass deri, idet forbedringen omfatter

(a) inkorporering inn i polymeren en hydrofob forbindelse ved enten oppløsningen av polymeren og den hydrofobe forbindelsen i et organisk oppløsningsmiddel eller

smelting av polymeren med den hydrofobe forbindelsen, før mikropartiklene blir

dannet, og

(b) dannelse av mikropartiklene ved enten fjerning av polymeroppløsningsmidlet eller avkjøling av polymeren,

hvor den hydrofobe forbindelsen ble blandet med polymeren i mikropartikkelen i en mengde som er effektiv for å øke ekogenisiteten til mikropartikkelen sammenlignet med ekogenisiteten til mikropartikkelen uten den hydrofobe forbindelsen og

hvor den hydrofobe forbindelsen blir valgt fra gruppen bestående av fettsyrer, fettsyrealkoholer, fettsyreanhydrider, hydroksyfettsyrer, prostaglandiner, fosfolipider, sfingolipider, kolesterol og steroidderivater, vitaminer, terpener, tryptofan, tyrosin, isoleucin, leucin, valin, alkylparaben og benzosyre.

Mikropartiklene har betydelig forsterket ekogenisitet. En annen hensikt ifølge oppfinnelsen er en sammensetning for diagnostisk billeddannelse, kjennetegnet ved at den omfatter biokompatible polymeriske mikropartikler inkorporerende en gass som blir dannet ifølge følgende trinn

(a) oppløsning av polymeren og en hydrofob forbindelse i et organisk oppløsningsmiddel eller smelting av polymeren med den hydrofobe forbindelsen, før mikropartiklene blir

dannet,

(b) dannelse av mikropartiklene ved enten fjerning av polymeroppløsningsmidlet eller avkjøling av polymeren,

hvor den hydrofobe forbindelsen ble blandet med polymeren i mikropartikkelen i en mengde som er effektiv for å øke ekogenisiteten til mikropartikkelen sammenlignet med ekogenisiteten til mikropartikkelen uten den hydrofobe forbindelsen, og

hvor den hydrofobe forbindelsen blir valgt fra gruppen bestående av fettsyrer, fettsyrealkoholer, fettsyreanhydrider, hydroksyfettsyrer, prostaglandiner, fosfolipider, sfingolipider, kolesterol og steroidderivater, vitaminer, terpener, tryptofan, tyrosin, isoleucin, leucin, valin, alkylparaben og benzosyre.

Det er en ytterligere hensikt ifølge foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte for øking av hydrofobisiteten til mikropartikler dannet av en biokompatibel hydrofob polymer og inkorporert deri et gassformig billeddannende middel, kjennetegnet ved at forbedringen omfatter oppløsning av polymeren og en hydrofob forbindelse i et organisk oppløsningsmiddel eller smelting av polymeren og den hydrofobe forbindelsen, fjerning av oppløsningsmidlet eller avkjøling av polymeren for å danne mikropartikler, hvori den hydrofobe forbindelsen blir blandet med polymeren i mikropartikkelen i en mengde som effektivt øker ekogenisiteten til mikropartikkelen sammenlignet med ekogenisiteten av mikro-partikkelen uten hydrofob forbindelse.

Det er blitt oppdaget at inkorporering av gasser, spesielt fluorinerte gasser så som perfiuorkarboner, inn i mikropartikler dannet fra kombinasjonen av en naturlig eller syntetisk polymer og et lipid har betydelig forsterket ekogenisitet sammenlignet med mikropartikler det ikke er inkludert lipid. Forbindelser andre enn lipider som er hydrofobe og som begrenser diffusjonen av vann inn i mikropartiklene kan også bli inkorporert i mikropartiklene for å forsterke ekogenisiteten. I den foretrukne utførelsesformen er polymerene syntetiske biodegraderbare polymerer. Mikropartiklene blir fremstilt med en diameter egnet for at målsøkt vev blir billeddannet, for eksempel, med en diameter på mellom 0,5 og 8 pm for intravaskulær administrering, og en diameter på mellom 0,5 og 5 mm for oral administrering for billeddannelse av mave-tarmkanalen eller andre hulrom. Foretrukne polymerer er polyhydroksysyrer så som polymelkesyre-ko-glykolsyre, polylaktid eller polyglykolid, mest foretrukket konjugert til polyetylenglykol eller andre materiale som inhiberer opptaket til retikuloendotelsystemet (RES). De mest foretrukne lipidene er fosfolipider, fortrinnsvis dipalmitoylfosfatidylkolin (DPPC), diastearoylfosfatidylkolin (DSPC), diarakidoylfosfatidylkolin (DAPC), dibehenoylfosfatidylkolin (DBPC), ditrikosanoylfosfatidylkolin (DTPC), dilignoceroylfatidylkolin (DLPC), inkorporert i et forhold på mellom 0,01-30 (w lipid/ w polymer), mest foretrukket mellom 0,1-10 (w lipid / w polymer).

Adhesjon av disse mikropartiklene kan bli forsterket eller redusert gjennom seleksjon av bioadhesivpolymerer. For eksempel kan adhesjonen bli forsterket i det tilfellet hvor polymeren blir anvendt for oral administrering. Målsøking kan også bli oppnådd ved seleksjon av polymer eller inkorporering deri eller kobling til polymeren av ligander som spesifikt bindes til bestemte vevstyper eller celleoverflatemolekyler. I tillegg kan ligandene bli koblet til mikrosfærer som påvirker ladningen, lipofilisiteten eller hydrofilisiteten til partikkelen. Polymere mikropartikler er nyttige i forskjellige diagnostiske billeddannende prosedyrer som innbefatter ultralydbilleddannelse, magnetisk resonansbilleddannelse, fluorskopi, røntgen og databasert tomografi. Mikrosfærer kan bli anvendt i forskjellige billeddannende applikasjoner som innbefatter kardiologiapplikasjoner, blodperfusjonsapplikasjoner samt for organ og periferalvenebilleddannelse.

Figur 1 er en graf som viser effekten av karbonkjedelengden til lipid inkorporert i polymeriske mikropartikler, plottet som grad tilbakespredning over tid (minutter) for lecitin (fylte sirkler), DPPC (åpne firkanter), DSPC (åpne diamanter) og DAPC (X).

Fremgangsmåtene er tilveiebrakt for syntese av polymeriske leveringssystemer bestående av polymerlipid mikropartikler som inneholder gasser, spesielt perfiuorkarboner. Mikropartikler er nyttige i forskjellige diagnostiske ultralydbilleddannende applikasjoner, spesielt i ultralydprosedyrer så som blodårebilleddannelse og ekokardiografi. Inkorporering av ytterligere lipid øker ekogenisiteten betraktlig sammenlignet med samme polymeriske mikropartikler uten ytterligere lipid.

Som anvendt heri innbefatter betegnelsen mikropartikler mikrosfærer og mikrokapsler, samt mikropartikler, dersom ikke annet er angitt. Mikropartikler kan ha sfærisk form. Mikrokapslene er definert som mikropartikler som har et ytre polymerskall som omgir en kjerne av et annet materiale, i dette tilfellet, en gass. Mikrosfærer er generelt faste polymersfærer, som kan innbefatte en gjennomhullet struktur dannet av porer gjennom polymeren som er fylt med en gass for billeddannende formål, som beskrevet nedenfor.

Både ikke-biodegraderbare og biodegraderbare matriser kan bli anvendt blandet med lipider for levering av gasser, til tross for at biodegraderbare matriser er foretrukket, spesielt for intravenøs injeksjon. Ikke-nedbrytbare polymerer kan bli anvendt for oral administrering. Syntetiske polymerer er foretrukket på grunn av mer reproduserbar syntes og degradering. Polymeren blir valgt basert på tiden som er nødvendig for in vivo stabilitet, dvs. tiden som er nødvendig for distribusjon til det stedet hvor billeddannelse er ønsket, og tiden som er nødvendig for billeddannelse. I en utførelsesform kan mikropartikler med en in vivo stabilitet på mellom omtrent 20 til 30 minutter eller mer bli fremstilt, for eksempel for anvendelse i applikasjoner så som ekokardiografi, nevrosonografi, hysterosalpingografi og diagnostiske prosedyrer på faste organer. In vivo stabiliteten til kontrastmiddelinnkapslede mikropartikler kan bli justert i løpet av produksjonen ved anvendelse av polymerer så som polylaktidko-glykolidkopolymerisert med polyetylenglykol (PEG). PEG kan hvis eksponert på den ytre overflaten forlenge tidspunktet som disse materialer sirkulerer på grunn av at den er hydrofil.

Representative syntetiske polymerer er: poly(hydroksysyrer) så som poly(melkesyre), poly(glykolsyre) og poly(melkesyre-ko-glykolsyre), polyglykolider, polylaktider, polylaktid-koglykolidkopolymerer og blandinger, polyanhydrider, polyortoestre, polyamider, polykarbonater, polyalkylener så som polyetylen og polypropylen, polyalkylenglykoler så som poly(etylenglykol), polyalkylenoksider så som poly(etylenoksid), polyalkylentereftalater så som poly(etylentereftalat), polyvinylalkoholer, polyvinyletere, polyvinylestre, polvinylhalider så som poly(vinylklorid), polyvinylpyrrolidon, polysiloksaner, poly(vinylalkoholer), poly-(vinylacetat), polystyren, polyuretaner og kopolymerer derav, derivatiserte celluloser så som alkylcellulose, hydroksyalkylcelluloser, celluloseetere, celluloseestre, nitrocelluloser, metylcellulose, etylcellulose, hydroksypropylcellulose, hydroksypropylmetylcellulose, hydroksybutylmetylcellulose, celluloseacetat, cellulosepropionat, celluloseacetatbutyrat, celluloseacetatftalat, karboksyletylcellulose, cellulosetriacetat og cellulosesulfatnatriumsalt (samler referert til heri som "syntetiske celluloser), polymerer av akrylsyre, metakrylsyre eller kopolymerer eller derivater derav inkludert estre, poly(metylmetakrylat), poly(etylmetakrylat), poly(butylmetakrylat), poly(isobutylmetakrylat), poly(heksylmetakrylat), po!y(isodecylmet-akrylat), poly(laurylmetakrylat), poly(fenylmetakrylat), poly(metylakrylat), poly(isopropyl-akrylat), poly(isobutylakrylat) og poly(oktadecylakrylat) (samlet referert til heri som "polytakrylsyrer"), poly(smøresyre), poly(valeiransyre) og poly(laktid-ko-kaprolakton), kopolymerer og blandinger derav. Som anvendt heri innbefatter "derivater" polymerer med substitusjoner, addisjoner av kjemiske grupper, for eksempel, alkyl, alkylen, hydroksyleringer, oksidasjoner og andre modifikasjoner som rutinemessig blir dannet av fagfolk innenfor dette området.

Eksempler på foretrukne ikke-biodegraderbare polymerer innbefatter etylenvinylacetat, poly(metakrylsyre), polyamider, kopolymerer og blandinger derav.

Eksempler på foretrukne biodegraderbare polymerer innbefatter polymerer av hydroksysyrer så som melkesyrer og glykolsyre, polylaktider, polyglykolider, polylaktid-ko-glykolider og kopolymerer med PEG, polyanhydrider, poly(orto)estre, polyuretaner, poly-(smørsyre), poly(valeransyre), poly(laktid-ko-kaprolakton), blandinger og kopolymerer derav.

Eksempler på foretrukne naturlige polymerer innbefatter proteiner så som albumin og prolaminer, for eksempel, zein og polysakkarider så som alginat, cellulose og polyhydroksy-alkanoater, for eksempel polyhydroksybutyrat.

Bioadhesive polymerer av spesiell interesse for anvendelse i billeddanenlse av mukosaloverflater, som i mave-tarmkanalen, innbefatter polyanhydrider, polyakrylsyre, poly-(metylmetakrylater), poly(etylmetakrylater), poly(butylmetakrylat), poly(isobutylmetakrylat), poly(heksylmetakrylat), poly(isodecylmetakrylat), poly(laurylmetakrylat), poly(fenylmet-akrylat), poly(metylakrylat), poly(isopropylakrylat), poly(isobutylakrylat) og poly(oktadecyl-akrylat).

Som definert heri er polymeroppløsningsmiddel et organisk løsningsmiddel som er flyktig eller som har et relativt lavt kokepunkt eller som kan bli fjernet under vakuum og som kan aksepteres for administrering til mennesker i spormengder, så som metylenklorid. Andre oppløsningemidler, så som etyleacetat, etanol, metanol, dimetylformamid (DMF), aceton, acetonitril, tetrahydrofuran (THF), eddiksyre, dimetylsulfoksid (DMSO) og kloroform kan også bli anvendt, eller kombinasjoner derav. Generelt blir polymeren oppløst i oppløsnings-midlet for å danne en polymeroppløsning med en konsentrasjon på mellom 0,1 og 60 vekt% til volum (w/v), mer foretrukket mellom 0,5 og 30%.

Inkorporering av forbindelser som er hydrofobe og i en effektiv mengde derved begrense penetrering og/eller opptak av vann til mikropartiklene er effektivt for øking av ekogenisiteten til polymer mikropartikler som har gass innkapslet deri, spesielt fluorinerte gasser så som perfiuorkarboner. Lipider som kan bli anvendt for å stabilisere gass inne i polymere mikropartikler, innbefatter men er ikke begrenset til, følgende klasser av lipider: fettsyrer og derivater, mono-, di- og triglycerider, fosfolipider, sfingolipider, kolesterol og steroidderivater, terpener og vitaminer. Fettsyrer og derivater derav kan innbefatte, men er ikke begrenset til, mettede og umettede fettsyrer, odde- og partallfettsyrer, cis og transisomerer, og fettsyrederivater innbefattet alkoholer, estre, anhydrider, hydroksyfettsyrer og prostaglandiner. Mettede og umettede fettsyrer som kan bli anvendt innbefatter, men er ikke begrenset til, molekyler som har mellom 12 karbonatomer og 22 karbonatomer i enten lineær eller forgrenet form. Eksempler på mettede fettsyrer som kan bli anvendt innbefatter, men er ikke begrenset til, laurin-, myristin-, palmitin- og sterarinsyrer. Eksempler på umettede fettsyrer som kan bli anvendt innbefatter, men er ikke begrenset til, laurin-, fyseterin-, myristolein-, palmitolein-, petroselin- og oljesyrer. Eksempler på forgrende fettsyrer som kan bli anvendt innbefatter, men er ikke begrenset til, isolaurin-, isomyrestin-, isopalmetin- og isostearinsyrer og isoprenoider. Fettsyrederivater innbefatter 12-(((7'-dietylaminokumarin-3-yl)karbonyl)metylamino)-oktadekansyre; N-[12-((('-dietylaminokumarin-3-yl)karbonyl)-metylamino)oktadekanoyl]-2-aminopalmitinsyre, N-sukksinyl-dioleoylfosfatidyletanolamin og palmitol-homocystein; og/eller kombinasjoner derav. Mono,- di- og triglycerider eller deres derivater derav som kan bli anvendt innbefatter, men er ikke begrenset til, molekyler som har fettsyrer eller blandinger av fettsyrer mellom 6 og 24 karbonatomer, digalaktosyldiglycerid, 1,2-dioyI-sn-glycerol; l,2-cdipalmitoyl-sn-3-sukksinylglyceroI; og l,3-dipalmitoyl-2-sukksinylglycerol.

Fosfolipider som kan bli anvendt innbefatter, men er ikke begrenset til, fosfatidinsyrer, fosfatidylkoliner med både mettede og umettede lipider, fosfatidyletanolaminer, fosfatidylglyceroler, fosfatidylseriner, fosfatidylinositoler, lysofosfatidylderivater, kardiolipin og p-acyl-y-alkylfosfolipider. Eksempler på fosfolipider innbefatter, men er ikke begrenset til, fosfatidylkoliner så som dioleoylfosfatidylkolin, dimyristoylfosfatidylkolin, dipentadekanoyl-fosfatidylkolin, dilauroylfosfatidylkolin, dipalmitoylfosfatidylkolin (DPPC), diasteraoylfosfatidylkolin (DSPC), diarakidoylfosfatidylkolin (DAPC), dibehenoylfosfatidylkolin (DBPC), ditrikosanoylfosfatidylkolin (DTPC), dilignoceroylfatidylkolin (DLPC); og fosfatidyletanolaminer så som dioleoylfosfatidyletanolamin eller 1-heksadecyl-s-palmitoylglycerofosfo-etanolamin. Syntetiske fosfolipider med asymmetriske fosfolipider med asymmetriske acylkjeder (for eksempel med en acylkjede med 6 karboner og en annen acylkjede med 12 karboner) kan også bli anvendt.

Sfingolipider som kan bli anvendt innbefatter ceramider, sfingomyeliner, cerebrosider, gangliosider, sutfatider og lysosulfatider. Eksempler på sfinglolipider innbefatter, men er ikke begrenset til, gangliosider GM1 og GM2.

Steroider som kan bli anvendt innbefatter, men er ikke begrenset til, kolesterol, kolesterolsulfat, kolesterolhemisukksiniat, 6-(5-kolesterol 3|3-yloksy)heksyl-6-amino-6-deoksy-l-tio-a-D-galaktopyranosid, 6-(5-kolesten-2p-tloksy)helcsyl-6-amino-6-deoksyl-l-tio-aD mannopyranosid og kolesteryl)4'-trimetyl 35 ammonio)butanat.

Ytterligere lipidforbindelser som kan bli anvendt innbefatter tokoferol og derivater, og oljer og derivatiserte oljer så som stearlyamin.

Forskjellige kationiske lipider så som DOTMA, N-[l-(2,3-dioleoylokay)propyl-N,N,N-trimetylammoniumklorid; DOTAP, 1,2-dioleoyloksy-3-(trimetylammonio)propan; og DOTB, l,2-dioleoyl-3-(4'-trimetyl-ammonio)butanol-sn glycerol kan bli anvendt.

Mest foretrukne lipider er fosfolipider, fortrinnsvis DPPC, DDSPC, DAPC, DSPC, DTPC, DBPC, DLPC og mest foretrukket er DPPC, DAPC og DBPC.

Lipidinnholdet varierer fra 0.01-30 (w lipid/ w polymer); mest foretrukket er mellom 0,1-10 (w lipid/ w polymer).

Andre foretrukne hydrofobe forbindelser innbefatter aminosyrer så som tryptofan, tyrosin, isoleucin, leucin og valin, aromatiske forbindelser så som alkylparaben, for eksempel, metylparaben og benzosyre.

Hvilke som helst biokompatible eller farmasøytisk akseptable gasser kan bli inkorporert i mikropartiklene. Betegnelsen gasser referer til en hvilken som helst forbindelse som er en gass eller som har evne til å danne en gass ved temperaturen hvorved billeddannelse blir utført. Gassen kan bestå av en enkelt forbindelse så som oksygen, nitrogen, xenon, arogon, nitrogen, eller en blanding av forbindelse så som luft. Fluorinerte gasser er foretrukket. Eksempler på fluorinerte gasser innbefatter CF4, C2F6, C3F8, C4F8, SF6, C2F4 og C3F6. Perfluorpropan er spesielt foretrukket på grunn av at den tilveiebringer en uoppløselig gass som ikke vil kondensere ved anvendt temperatur og er farmakologisk akseptabel.

Andre billeddannende midler kan bli inkorporert istedenfor en gass eller i kombinasjon med gassen. Billeddannende midler som kan bli anvendt innbefatter kommersielt tilgjengelige midler anvendt i positronemisjonstomografi (PET), dataassistert tomografi (CAT), enkelt fotonemisjonsdatabasert tomografi, røntgen, fluoroskopi og magnetisk resonnansbilled-dannelse (MRI). Mikropartikler lastet med disse midlene kan bli detektert ved anvendelse av standardteknikker tilgjengelig på fagområdet og kommersielt tilgjengelig utstyr.

Eksempler på egnet materiale som kan anvendes som kontrastmidler i MRI innbefatter gataliniumkelater som for tiden er tilgjengelige, så som dietylentriaminpentaeddiksyre (DTPA) og gatopentoatdimeglumin, samt jem, magnesium, mangan, kobber og krom.

Eksempler på materialer nyttige for CAT og røntgen innbefatter iodbaserte materialer for intravenøs administrering, så som ioniske monomerer som eksempelvis diatrizoat og iotalamat, ikke-ioniske monomerer så som iopamidol, isoheksol og ioversol, ikke-ioniske dimerer, så som iotrol og iodiksanol og ioniske dimerer, for eksempel, ioksagalt. Andre nyttige materialer innbefatter barium for oral anvendelse.

I den mest foretrukne utførelsesformen blir mikropartiklene produsert ved spray-tørking. Andre teknikker kan bli anvendt, så som oppløsningsmiddelekstrahering, varmsmelte-innkapsling og oppløsningsmiddelavdampning, som beskrevet nedenfor. Et hovedkriterium er at polymeren må bli oppløst eller smeltet med lipidet, før dannelse av mikropartikkelen. Til tross for at det er beskrevet spesifikt med referanse til inkorporering av lipid, er det under-forstått at andre nyttige hydrofobe forbindelser kan bli anvendt istedenfor lipid.

I en foretrukket utførelsesform blir gassen deretter erstattet ved påføring av en strøm av ønsket gass til, eller påføring av et vakuum, mikropartiklene for å fjerne innkapslet gass, og deretter fylling med ønsket gass.

a. O ppløsningsmiddelavdampine

I denne fremgangsmåten blir polymeren og lipidet oppløst i et flyktig organisk Oppløsningsmiddel så som metylenklorid. Et poredannende middel som et fast stoff eller i oppløsning kan bli tilsatt til oppløsningen for anvendelse ved fremstilling av mikropartikler som skal inkorporere gass som billeddannende middel. Dersom andre billeddannende midler skal bli inkorporert kan det billeddannende midlet bli tilsatt som enten et fast stoff eller i oppløsning til polymeroppløsningen. Blandingen bli sonikert eller homogenisert og den resulterende dispersjon eller emulsjon blir tilsatt til en vandig oppløsning som inneholder et overflateaktivt middel så som TWEEN ™ 20, TWEEN ™ 80, PEG eller polyfvinylalkohol) og homogenisert for å danne en emulsjon. Den resulterende emulsjonen blir omrørt helt til det meste av det organiske oppløsningsmidlet avdampes og etterlater mikropartikler. Flere forskjellige polymerkonsentrasjoner kan bli anvendt (0,05-0,60 g/ml). Mikropartikler med forskjellige størrelser (1-1000 u.m) og morfologier kan bli oppnådd ifølge denne fremgangsmåten. Denne fremgangsmåten er nyttig for relativt stabile polymerer som polyestre.

Oppløsningsmiddelavdampning er beskrevet av E. Mathiowitz, et al., J. Scanning Microscopy, 4, 329 (1990); L. R. Beck, et al, Fertil. Steril., 31,545,81979); og S. Benita, et al., J. Pharm. Sei., 73,1721 (1984).

Labile polymerer, så som polyanhydrider, kan bli degradert i løpet av fremstillings-prosessen på grunn av tilstedeværelse av vann. For disse polymerene er følgende to fremgangsmåter, som blir utført i fullstendig organiske oppløsningsmidler, mer nyttige.

b. Varmsmeltemikroinnkapsling

I denne fremgangsmåten blir polymeren og lipidet først smeltet og deretter blandet med de faste partiklene av det poredannende midlet eller det faste stoffet, eller flytende diagnostisk middel. Blandingen blir suspendert i et ikke-blandbart oppløsningsmiddel (som silisiumolje), og mer kontinuerlig omrøring, oppvarmet til 5°C over smeltepunktet til polymeren. Når emulsjonen er stabilisert blir den avkjølt helt til polymerpartiklene stivner. De resulterende mikropartiklene blir vasket ved dekantering med et polymer ikke-oppløsnings-middel så som petroleumeter for å tilveiebringe et frittstrømmende pulver. Mikropartikler med størrelse mellom 1 til 1000 um kan bli oppnådd ifølge denne fremgangsmåten. De ytre over-flatene til partiklene fremstilt ifølge denne teknikken er vanligvis glatte og tette. Denne fremgangsmåten blir anvendt for å fremstille mikropartikler dannet av polyestre og polyanhydrider. Denne fremgangsmåten er derimot begrenset til polymerer med molekylvekt på mellom 1000-50000.

Varm-smeltemikroinnkapsling beskrevet av E. Mathiowitz, et al., Reactive Polymers, 6,275 (1987). Polyanhydrider, for eksempel fremstilt av bis-karboksyfenoksypropan og sebacinsyre med moralforhold på 20:80 (P(CPP-SA) 20:80) (Mw 20000), kan bli fremstilt ved varm-smeltemikroinnkapsling eller for eksempel, poly(fumar-ko-sebacin) (20:80) (Mw 15000) mikropartikler, kan bli fremstilt ved varm-smeltemikroinnkapsling.

c. Fjerning av oppløsningsmiddel

Denne teknikken ble hovedsakelig konstruert for polyanhydrider. I denne fremgangsmåten blir det poredannende midlet dispergert eller oppløst i en oppløsning av valgte polymer og lipid i et flyktig organisk oppløsningsmiddel som metylenklorid. Denne blandingen blir suspendert ved omrøring i en organiske olje (så som silisiumolje) for å danne en emulsjon. Til forskjell fra oppløsningsmiddelavdampning kan denne fremgangsmåten bli anvendt for å danne mikropartikler fra polymerer med høye smeltepunkt og forskjellige molekylvekter. Ytre morfologi til partiklene produsert med denne teknikken er sterkt avhengig av type polymer som blir anvendt.

d. Spraytørkin<g> av mikropartikler

Mikropartiklene kan bli fremstilt ved spraytørking av oppløsning av en biokompatibel polymer og lipid i et hensiktsmessig oppløsningsmiddel, dispergering av et poredannende middel inn i polymeroppløsningen og deretter spraytørking av polymeroppløsningen for å danne mikropartikler. Som definert heri referer fremgangsmåten for "spraytørking" av en oppløsning av en polymer og et poredannende middel til en fremgangsmåte hvori oppløs-ningen blir pulverisert for å danne en fin tåke og tørket ved direkte kontakt med varme bæregasser. Ved anvendelse av spraytørkeapparatur tilgjengelig innenfor fagområdet kan polymeroppløsningen bli levert gjennom innførsel sporten til spraytørkeren, sendt igjennom et rør innenfor tørkeren og deretter pulverisert gjennom utførselsporten. Temperaturen kan bli variert avhengig av gassen eller polymeren som blir anvendt. Temperaturen til innførsel- og utførselsportene kan bli kontrollert for å produsere de ønskede produktene.

Størrelsen til partiklene i polymeroppløsningen er en funksjon av dysen som blir anvendt for å sparye polymeroppløsningen, dysetrykket, strømningsraten, polymeren som blir anvendt, polymerkonsentrasjon, type av oppløsningsmiddel og temperaturen ved spraying (både innførsels- og utførselstemperatur) og molekylvekten. Generelt, desto høyere molekylvekt, desto større partikkelstørrelse når man antar at konsentrasjonen er den samme. Typiske fremgangsmåteparametere for spraytørking er som følger: polymerkonsentrasjon = 0,005-0,20 g/ml, innførselstemperatur = 30-100°C, utførselstemperatur = 20-100°C, polymerstrømnings-rate= 5-200 ml/min og dysediameter = 0,2-4 mm ID. Mikropartikler som varierer i diameter mellom 1-10 um kan bli oppnådd med en morfologi som avhenger av valg av polymer, konsentrasjon, molekylvekt og spraystrømning.

Dersom det billeddannende midlet er et fast stoff kan midlet bli innkapslet som faste partikler som blir tilsatt til polymeroppløsningen før spraying, eller det billeddannende midlet kan bli oppløst i en vandig oppløsning som deretter blir emulgert med polymeroppløsningen før spraying, eller det faste stoffet kan bli oppløst sammen med polymeren i et hensiktsmessig oppløsningsmiddel før sparying.

e. Hydrogelmikropartikler

Mikropartikler fremstilt av gel-tyepolymerer, så som polyfosfazen eller polymetyl-metakrylat, blir fremstilt ved oppløsning av polymeren i en vandig oppløsning, suspendering om ønskelig et poredannende middel og suspendering av et lipid i blandingen, homogenisering av blandingen og ekstrudering av materialet gjennom en mikrodråpedannende innretning, produsering av mikrodråper som faller inn i et stivnebad bestående av et motsatt ladet ion eller polyelektrolytoppløsning, som blir sakte omrørt. Fordelen med dette systemet er evnen til å ytterligere modifisere overflaten til mikropartiklene ved belegging av disse med polykationiske polymerer, som polylysin etter fremstilling. Mikropartikkelpartikler blir kontrollert ved anvendelse av ekstrudere med forskjellig størrelse.

Forskjellige overflateaktive midler kan bli tilsatt i løpet av fremstilling av bildemiddel-inneholdende mikropartikler. Eksempelvis emulgeringsmidler eller overflateaktive midler som kan bli anvendt (0,1-5 vekt-%) innbefatter de fleste fysiologisk akseptable emulgerings-midlene. Eksempler innbefatter naturlige og syntetiske former av gallesalter eller gallesyrer, begge konjugert med aminosyrer og ukonjugerte så som taurodeoksykolat, og kolinsyre.

Poredannende midler kan bli innbefattet i en mengde på mellom 0,1% og 90% vekt til volum, for å øke poredannelsen. For eksempel ved spraytørking, oppløsningsmiddel-avdampning, blir et poredannende middel så som et flyktig salt, for eksempel, ammonium-bikarbonat, ammoniumacetat, ammoniumklorid eller ammoniumbenzoat eller annet lyofiliserbart salt, først oppløst i vann. Oppløsningen inneholdende det predannende midlet blir deretter emulgert med polymeroppløsninger for å danne dråper av det poredannende midlet i polymeren. Denne emulsjonen blir deretter spraytørket eller ført igjennom en oppløsningsmiddelavdampnings/ekstraheringsprosess. Etter at polymeren er precipitert blir stivnede mikropartikler frosset og lyofilisert for å fjerne de poredannende midlene.

I en foretrukket utførelsesform for fremstilling av injiserbare mikropartikler som har evne til å passere gjennom pulmonært kapillærsjikt, bør mikropartiklene ha en diameter på mellom omtrent 1-10 um. Større mikropartikler kan tilstoppe det pulmonære sjiktet, og mindre mikropartikler kan hende ikke tilveiebringer tilstrekkelig ekogenisitet. Større mikropartikler er nyttige for administrering via andre veier enn injeksjon, for eksempel oralt (for vurdering av mave-tarmkanalen), applikasjon på andre mukosale overflater (rektal, vaginal, oral, nasal) eller ved inhalering. Foretrukket partikkelstørrelse for oral administrering er omtrent 0,5 um og 5 mm. Nyttige farmasøytiske akseptable bærere innbefatter saltvann inneholdende glycerol og TWEEN ™ 20 og isotonisk monitol inneholdende TWEEN ™ 20. Analyser av partikkel-størrelse kan bli utført på en Coulter-teller ved lysmikroskopi, scanningelektron mikroskopi eller overførende elektronmikroskopi.

Mikropartiklene kan bli målsøkt spesifikt eller uspesifikt ved valg av polymer som danner mikropartikkelen, størrelsen til mikropartikkelen og/eller inkorporering eller kobling av ligand til mikropartiklene. For eksempel kan biologisk aktive molekyler, eller molekyler som påvirker ladning, lipofilisitet eller hydrofilisitet til partikkelen, blir koblet til overflaten av mikropartikkelen. I tillegg kan molekylene bli koblet til mikropartiklene som minimaliserer vevsaddisjon, eller som letter den spesifikke målsøkingen av mikropartiklene in vivo. Representative målsøkende molekyler innbefatter antistoffer, lektiner og andre molekyler som spesifikt blir bundet av reseptorer på overflaten til cellene av en bestemt type.

Opptak og fjerning av mikropartiklene kan også bli minimalisert ved valg av polymer og/eller inkorporering eller kobling av molekyler som minimaliserer adhesjon eller opptak. For eksempel kan vevsaddisjonen til mikropartiklene bli minimalisert ved kovalentlig binding av poly(alkylenglykol)delene til overflaten av mikropartikkelen. Overflaten til poly(alkylen-glykol)delene har en høy affinitet for vann som reduserer proteinabsorpsjonen på overflaten av partikkelen. Gjenkjenning og opptak av mikropartikkelen ved retikulo-endotelsystem (RES) er derfor redusert.

Den terminale hydroksylgruppen til po!y(alkylenglykoI) kan bli anvendt for kovalentlig kobling av biologisk aktive molekyler, eller molekyler som påvirker ladningen, lipofilisiteten eller hydrofilisiteten til partikkelen, på overflaten av mikropartikkelen. Fremgangsmåter tilgjengelige innenfor fagområdet kan bli anvendt for å koble hvilke som helst av et stort område av ligander til mikropartikler for å forsterke leveringsegenskapene, stabiliteten eller andre egenskaper ved mikropartiklene in vivo.

Mikropartikler blir vanligvis kombinert med en farmasøytisk akseptabel bærer så som fosfatbufferet saltvann eller saltvann eller mannitol, deretter blir en effektiv mengde for deteksjon administrert til en pasient ved anvendelse av en hensiktsmessig vei, vanligvis ved injeksjon inn i en blodåre (i.v.) eller oralt. Mikropartikler inneholdende et innkapslet billeddannende middel kan bli anvendt ved vaskulær billeddannelse, samt i applikasjonen for å detektere lever og nyresykdommer, i kardiologiske applikasjoner, for deteksjon og karakte-risering av tumormasser og vev, og for måling av perifer blodhastighet. Mikropartiklene kan også bli koblet med ligander som minimaliserer vevsadhesjon eller som målsøker mikropartiklene til spesifikke regioner av kroppen in vivo som beskrevet ovenfor.

Fremgangsmåtene og sammensetningene beskrevet ovenfor skal nå bli beskrevet med referanse til følgende eksempler.

Eksempel 1: Fremstilling av oktafluorpropan PEG-PLGA/PLGA

mikropartikler med lecitin.

3,2 gram PEG-PLGA (75:25) (IV=0,75 dl/g Birmingham Polymerer), 6,4 g PLGA (50:50) (IV=4 dl/g Henley Chemicals), 23 mg lecitin (Spectrum Chemicals) og 193 mg palmitinsyre (Spectrum Chemicals) ble løst i 190 ml metylenklorid. 10,8 ml 0,70 g/ml ammoniumacetat ble tilsatt til polymeroppløsningen og polymer/ammoniumacetat ble tilsatt polymeroppløsningen og polymer/ammoniumacetatblandingen ble homogenisert ved 10000 rpm i 1 minutt ved anvendelse av en Virtis homogenisator. Oppløsningen ble pumpet ved en strømningsrate på 20 ml/min og sprayet ved anvendelse av en Bucchi Lab spraytørker. Innførselstemperaturen var 40°C. Mikropartikkelpudderet ble samlet og lyofilisert på en FTS

brettlyoiflisator i 120 timer. Mikropartiklene ble alikvotet inn i 5 ml Puformbeholdere og forseglet med butylkorker og foldet. Beholderene ble fylt med oktofluorpropan med et trykk på 10 psig og renset kontinuerlig under en gass i tre minutter. Etter dette tidspunktet ble beholderene lagret ved 4°C frem til bruk. Partikkeldiametrene varierte fra I-10 um når størrelsesberegnet på en coulter-teller med nummergjennomsnittlig gjennomsnitt på 2,0 um. Scanning eller elektronmikroskopi demonstrerte at partiklene var generelt sfæriske med glatte overflater og av og til rundtakket i overflaten.

Eksempel 2: Fremstilling av oktafluorpropan PEG-PLGA/PLGA

mikropartikler med dipalmitoyfosfatidylkolin (DSPC) Mikropartikler ble fremstilt som i eksempel 1 med unntak av at 29,6 mg dipalmitoylfosfatidylkolin (Avanti, Birmingham Al) ble anvendt istedenfor lecitin.

Eksempel 3: Fremstilling av oktafluorpropan PEG-PLGA/PLGA

mikropartikler med diastearoylfosfatidylkolin (DSPC) Mikropartikler ble fremstilt som i eksempel 2 med unntak av at 29,9 mg diasteraoylfosfatidylkolin (Avanti, Birmingham Al) ble anvendt istedenfor lecitin.

Eksempel 4: Fremstilling av oktafluorpropan PEG-PLGA/PLGA

mikropartikler med diarakiodoylfosfatidylkolin (DAPC) Mikropartikler ble fremstilt som i eksempel 2 med unntagelse av at diarakidoylfosfatidylkolin (Avanti, Birmingham Al) istedenfor lecitin.

Eksempel 5: In vitro måling av mikropartikkeltilbakespredning

Tilbakespredningen til forskjellige oktafluorpropan inneholdende polymeriske mikropartikler fremstilt i eksemplene 1-4 ble oppnådd ved eksponering 10 ul av suspensjon av

mikropartikler for å fokusere på ultralydstrålingen. Tilbakespredet akustisk kraft som funksjon av dybden inn i prøven ble bestemt som følger. En pulsmottaker (Panametrics® Modell 5800) ble anvendt for å sjokkaktivere en fokusert ultralydtransducer (2,25 MHz), som sender en puls av ultralyd inn i suspensjonen av mikropartikler i fysiologisk saltvann.

Suspensjonen ble opprettholdt i et sylindrisk prøverom (55 ml saltvann) som er plassert i et temperatur-kontrollert vannbad justert til 37°C. Rommet ble plassert 5 cm fra transduceren, slik at transduceren ble fokusert på det akustiske vinduet til rommet. Rommene ble rotert ved 15 rpm for å opprettholde mikropartiklene i suspensjonen. Det oppløste gass-innholdet til saltvannet ble opprettholdt ved omtrent 90% luftmetning, som bestemt av et oppløst oksygenmeter (Orion ® modell 840). Driften av det akustiske testsystemet blir kontrollert av en PC som driver et program under LabVIEW® (National Instruments®). Datamaskinen aktiverte puls-mottakeren til å sjokkeksitere ultralydtransduceren.

Tilbakespredningssignalet ble mottatt av samme transducer, og det returnerte signalet ble amplifisert av en pulsermottakerenhet. Det amplifiserte signalet ble ført til et digitalt oskilloskop (LeCroy® modell 9319AM) for digitalisering ved 100 Msa/s. Digitalisert signal ble videre bearbeidet. Signalet ble flatemålt, analysert ved FFT og integrert over 6 dB båndvidde av transduceren. Akustiske data samlet fra systemet ble omdannet til integrert tilbakespredt kraft (IBP), i vilkårlige enheter, som en funksjon av dybden i mikropartikkel-formig suspensjon. IBP vs dybdedata fra 50 pulser ble tatt et gjennomsnitt av, den best tilpassede lineære linjen gjennom gjennomsnittlig IBP data ble bestemt og y-krysningen som er proporsjonal med tilbakespredningskoeffisienten ble bestemt. Hver prøve ble testet ved 2,5 minutt intervaller over en total tidsperiode over 10 minutter.

Tilbakespredning som en funksjon av tid for fire forskjellige mikropartikkelprøver er vist i figur 1. Lecitin er en blanding av fosfolipider med forskjellig kjedelengde. Når kjede-lengden til fettsyren koblet til fosfokolin blir øket bli størrelsen på tilbakespredningen mer vedvarende over en lengre tidsperiode som indikerer økt stabilitet til oktafluorpropan i mikropartiklene. Anvendelse av sterkt rensede fosfolipider er også mer effektivt for stabilisering av gassen sammenlignet med blandingen av fosfolipider innbefattet i lecitin.

Claims (23)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av mikropartikler for diagnostisk billeddannelse, karakterisert ved at mikropartiklene blir dannet av en biokompatibel polymer og har inkorporert gass deri, idet forbedringen omfatter (a) inkorporering inn i polymeren en hydrofob forbindelse ved enten oppløsningen av polymeren og den hydrofobe forbindelsen i et organisk oppløsningsmiddel eller smelting av polymeren med den hydrofobe forbindelsen, før mikropartiklene blir dannet, og (b) dannelse av mikropartiklene ved enten fjerning av polymeroppløsningsmidlet eller avkjøling av polymeren, hvor den hydrofobe forbindelsen ble blandet med polymeren i mikropartikkelen i en mengde som er effektiv for å øke ekogenisiteten til mikropartikkelen sammenlignet med ekogenisiteten til mikropartikkelen uten den hydrofobe forbindelsen og hvor den hydrofobe forbindelsen blir valgt fra gruppen bestående av fettsyrer, fettsyrealkoholer, fettsyreanhydrider, hydroksyfettsyrer, prostaglandiner, fosfolipider, sfingolipider, kolesterol og steroidderivater, vitaminer, terpener, tryptofan, tyrosin, isoleucin, leucin, valin, alkylparaben og benzosyre.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den hydrofobe forbindelsen er inkorporert med polymeren i et forhold på mellom 0,01 og 30 i vekt av hydrofob forbindelse til vekt av polymer.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den hydrofobe forbindelsen er et lipid inkorporert med polymeren i et forhold mellom 0,01 og 30 /vekt lipid/vekt polymer).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at lipidet er et fosfolipid valgt fra gruppen bestående av fosfatidinsyrer, fosfatidylkoliner med både mettede og umettede lipider, fosfatidyletanolaminer, fosfatidylglyceroler, fosfatidylseriner, fosfatidylinositoler, lysofosfatidylderivater, kardiolipin og fj-acyl-y-alkyl-fosfolipider.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at fosfolipid blir valgt fra gruppen bestående av dioleoylfosfatidylkolin, dimyristoylfosfatidylkolin, dipentadekanoyl-fosfatidylkolin, dilauroylfosfatidylkolin, dipalmitoylfosfatidylkolin, diasteraoylfosfatidylkolin, diarakidoylfosfatidylkolin, dibehenoylfosfatidylkolin (DBPC), ditrikosanoylfosfatidylkolin, dilignoceroylfatidylkolin; og fosfatidyletanolaminer

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at gassen velges fra gruppen bestående av fluorinerte gasser, oksygen, xenon, argon, helium, luft, CF4, C2F6, C3F8, C4F8, SF6, C2F4, C3F6 og oktafluorpropan.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at mikropartikkelen dannes av en syntetisk polymer eller en naturlig polymer.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at mikropartikkelen blir dannet av en bioadhesiv polymer.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at mikropartikkelen blir dannet av en syntetisk polymer valgt fra gruppen bestående av poly(hydroksysyrer), polyanhydrider, polyortoestre, polyamider, polykarbonater, polyalkylen-tereftalater, polyvinylestre, polvinylhalider, polysiloksaner, poly(vinylacetat), polystyren, polyuretaner og kopolymerer derav, syntetiske celluloser, polyakrylsyrer, poly(smørsyre), poly(valerinsyre), og poly(laktid-ko-kaprolakton), etylenvinylacetat, kopolymerer og blandinger derav.

10. Sammensetning for diagnostisk billeddannelse, karakterisert ved at den omfatter biokompatible polymeriske mikropartikler inkorporerende en gass som blir dannet ifølge følgende trinn (a) oppløsning av polymeren og en hydrofob forbindelse i et organisk oppløsningsmiddel eller smelting av polymeren med den hydrofobe forbindelsen, før mikropartiklene blir dannet, (b) dannelse av mikropartiklene ved enten fjerning av polymeroppløsningsmidlet eller avkjøling av polymeren, hvor den hydrofobe forbindelsen ble blandet med polymeren i mikropartikkelen i en mengde som er effektiv for å øke ekogenisiteten til mikropartikkelen sammenlignet med ekogenisiteten til mikropartikkelen uten den hydrofobe forbindelsen, og hvor den hydrofobe forbindelsen blir valgt fra gruppen bestående av fettsyrer, fettsyrealkoholer, fettsyreanhydrider, hydroksyfettsyrer, prostaglandiner, fosfolipider, sfingolipider, kolesterol og steroidderivater, vitaminer, terpener, tryptofan, tyrosin, isoleucin, leucin, valin, alkylparaben og benzosyre.

11. Mikropartikler ifølge krav 10, karakterisert ved at den hydrofobe forbindelsen er inkorporert i polymeren i et forhold på mellom 0,01 og 30 i vekt av hydrofob forbindelse til vekt av polymer.

12. Mikropartikler ifølge krav 11, karakterisert ved at den hydrofobe forbindelsen er et lipid inkorporert i polymeren i et forhold på mellom 0,1 og 30 (vekt lipid/vekt polymer).

13. Mikropartikler ifølge krav 10, karakterisert ved at lipidet er et fosforlipid valgt fra gruppen bestående av fosfatidinsyrer, fosfatidylkoliner med både mettede og umettede lipider, fosfatidyletanolaminer, fosfatidylglyceroler, fosfatidylseriner, fosfatidylinositoler, lysofosfatidylderivater, kardiolipin og p-acyl-y-alkylfosfolipider.

14. Mikropartikler ifølge krav 13, karakterisert ved at fosforlipidet blir valgt fra gruppen bestående av dioleoylfosfatidylkolin, dimyristoylfosfatidylkolin, dipentadekanoyl-fosfatidylkolin, dilauroylfosfatidylkolin, dipalmitoylfosfatidylkolin, diasteraoylfosfatidylkolin, diarakidoylfosfatidylkolin, dibehenoylfosfatidylkolin, ditrikosanoylfosfatidylkolin, dilignoceroylfatidylkolin og fosfatidyletanolaminer.

15. Mikropartikler ifølge krav 10, karakterisert ved at gassen blir valgt fra gruppen bestående av fluorinerte gasser, oksygen, xenon, argon, helium, luft, CF4, C2F6, C3F8, C4F8, SF6, C2F4, C3F6 og oktafluorpropan.

16. Mikropartikler ifølge krav 10, karakterisert ved at mikropartikkelen blir dannet av en syntetisk polymer.

17. Mikropartiker ifølge krav 16, karakterisert ved at polymeren blir valgt fra gruppen bestående av poly(hydroksysyrer), polyanhydrider, polyortoestre, polyamider, polykarbonater, polyalkylentereftalater, polyvinylalkoholer, polyvinyletere, polyvinylestre, polyvinylhalider, polysiloksaner, poly(vinylacetat), polystyren, poly-uretaner og kopolymerer derav, syntetiske celluloser, polyakrylsyrer, poly(smørsyre), poly(vaIerinsyre) og poly(laktid-ko-kaprolakton), etylenvinylacetat, kopolymerer og blandinger derav.

18. Mikropartikler ifølge krav 12, karakterisert ved at lipidet blir flytendegjort med polymeren for å danne mikropartikler.

19. Mikropartikler ifølge krav 18, karakterisert ved at lipidet og polymeren blir oppløst i et oppløsningsmiddel for begge, og deretter formet til mikropartikler.

20. Mikropartikler ifølge krav 18, karakterisert ved at gassen er inkorporert i mikropartikler etter at polymeren og lipidet er stivnet.

21. Mikropartikler ifølge krav 10, karakterisert ved at polymeren er en naturlig polymer valgt fra gruppen bestående av proteiner og polysakkarider.

22. Fremgangsmåte for øking av hydrofobisiteten til mikropartikler dannet av en biokompatibel hydrofob polymer og inkorporert deri et gassformig billeddannende middel, k arakterisert ved at forbedringen omfatter oppløsning av polymeren og en hydrofob forbindelse i et organisk oppløsningsmiddel eller smelting av polymeren og den hydrofobe forbindelsen, fjerning av oppløsningsmidlet eller avkjøling av polymeren for å danne mikropartikler, hvori den hydrofobe forbindelsen blir blandet med polymeren i mikropartikkelen i en mengde som effektivt øker ekogenisiteten til mikropartikkelen sammenlignet med ekogenisiteten av mikro-partikkelen uten hydrofob forbindelse.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 22, karakterisert ved at den hydrofobe forbindelsen velges fra gruppen bestående av fettsyrer, fettsyrealkoholer, fettsyre-anhydrider, hydroksyfettsyrer, prostaglandiner, fosfolipider, sfingolipider, kolesterol og steroidderivater, vitaminer og terpener.