PL176870B1

PL176870B1 - Środek kontrastowy do ultrasonografii

Info

Publication number: PL176870B1
Application number: PL94325737A
Authority: PL
Inventors: Steven C. Quay
Original assignee: Sonus Pharma Inc
Priority date: 1993-01-25
Filing date: 1994-01-19
Publication date: 1999-08-31
Also published as: RU2131744C1; MY130909A; KR960700078A; ZA94508B; TW377297B; EP1038535A2; US5558855A; KR100332166B1; US5707606A; US5595723A; EP1038535A3

Abstract

1. Srodek kontrastowy do ultrasonografii stanowiacy roztwór wodny z rozpro- szonymi w nim mikrokulkami proteinowymi, napelnionymi przynajmniej jednym zwiazkiem chemicznym zawierajacym fluor, przy stezeniu mikrokulek proteinowych wynoszacym 1 -100 x 108 mikrokulek/ml, znamienny tym, ze zwiazek chemiczny zawie- rajacy fluor jest wybrany z grupy obejmujacej oktafluoropropan, dodekafluoropentan i dekafluorobutan, a stezenie wagowe tego zwiazku wynosi 0,00001 -166% w odniesieniu do roztworu wodnego. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest środek kontrastowy do ultrasonografii stanowiący roztwór wodny, w którym rozproszone są mikrokulki w otoczce proteinowej napełnione niskowrzącą cieczą.

Środek te jest stosowany w diagnostyce ultrasonograficznej medycznej i weterynaryjnej, a zwłaszcza w echokardiografii. Zwiększa on kontrast w obrazie ultrasonograficznym.

Znane są różne środki kontrastowe stosowane w ultrasonografii. Przegląd tematyczny dotyczący tych zagadnień można znaleźć w pracy Ophir i Parker, Ultrasound in Med. & Biol. (1989), 15:319 - 333.

Stosowane w diagnostyce ultrasonograficznej środki kontrastowe wykazują często charakterystyczną cechę, związaną z efektem kontrastu, tzw. akustyczne rozproszenie wsteczne. Występowanie tej cechy jest związane z właściwością odbijania dźwięku przez substancje stałe, ciecze lub gazy. Substancje stałe i ciecze odbijają dźwięk w podobnym stopniu, natomiast gazy wykazują większą skuteczność w tym zakresie dlatego też są one uważane za korzystne media przy opracowywaniu środków kontrastowych do ultrasonografii.

Znane środki ciekłe do ultrasonografii obejmują emulsje i wodne roztwory. Na ich temat autorzy powyższego przeglądu stwierdzają: pomysł stosowania ciekłych emulsji pewnych lipidów w wodnych podłożach badali Fink i inni (1989). Niestety w tych doświadczeniach nie zaobserwowano żadnego wzmocnienia rozproszenia wstecznego.

Do znanych środków stałych należą mikrokulki kolagenowe, jednak ich powszechne zastosowanie uniemożliwia słabe akustyczne rozproszenie wsteczne na granicy faz ciało stałe-ciecz.

Do znanych środków gazowych należą mikropęcherzyki stabilizowane przez dodawanie różnych materiałów amfifilowych do środowisk wodnych, przez materiały zwiększające lepkość, a także gazowe prekursory w postaci stałych cząstek lub liposomów. Jednak liposomy mogą zawierać tylko gazy rozpuszczalne w wodzie, co stanowi ograniczenie dla trwałości mikropęcherzyków, które mogą one tworzyć, jako że jedną z charakterystycznych cech fizycznych wielu związków chemicznych, które tworzą szczególnie trwałe mikropęcherzyki jest niemieszalność z wodą. Stałe cząstki trzeba roztwarzać tuż przed użyciem, co wymaga ekstensywnych zabiegów preparatywnych, a ponadto trzeba je szybko zużyć, gdyż mikropęcherzyki zanikają wkrótce po całkowitym rozpuszczaniu się cząstek. Zgłoszenie patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki o numerze seryjnym 07/76111 dotyczy

176 870 sposobów określania względnej użyteczności gazów jako środków kontrastowych do ultrasonografii i zawiera wskazanie gazów szczególnie użytecznych w tym celu.

W jednej z prób badawczych zastosowano wstrzyknięcie cieczy wrzącej w temperaturze poniżej temperatury ciała badanego organizmu dla wzmocnienia ultrasonograficznego sygnału Dopplera (Ziskin M.C., Bonakdarpour A., Weinstein D.P., Lynch, P.R.: Contrast Agents For Diagnostic Ultrasound. Investigatiove Radiology 7:500 - 505, 1972). W tych badaniach pewną liczbę roztworów lub płynów wstrzykiwano psom i sygnał Dopplera badano 5 cm poniżej miejsca wstrzyknięcia. W doniesieniu o tej próbie podano że eter, który dawał najwyższy efekt kontrastu z wszystkich badanych przez nas środków, jest cieczą gwałtownie wrzącą w temperaturze ciała, a zatem działa on jako bardzo aktywne źródło pęcherzyków. W raporcie stwierdzono dalej, że eter jest jednak substancją toksyczną gdy wstrzykuje się go w dużej ilości. Wstrzyknięcie 20 ml spowodowało w naszych doświadczeniach zejścia śmiertelne. W tym artykule nie omówiono sposobów stabilizacji jakichkolwiek materiałów nadających się do późniejszego wykorzystania jako środki do utrasonografii. Niekoloidalny eter jest toksyczny także przy podawaniu dożylnym, a przy tym rodzaju podawania istnieje większe zapotrzebowanie na użyteczne środki kontrastowe.

Z biozgodnością emulsji zawierających fluorowęglowodory wiąże się poważny problem dotyczący bezpieczeństwa. Przykładowo Clark i inni (Clark L.C., Becattini, F., Kapłan

S.: Can fluorocarbon emulsions be used as artificial blood? Triangle 11:115-122, 1972) stwierdzają mówiąc o doborze fluorowęglowodorów ich prężność par wynosi od zera do około 640 torów. Tych o prężności par powyżej 400 torów nie można oczywiście stosować, gdyż wrzałyby po infuzji do krwiooobiegu. Dalej w tym samym artykule stwierdzają oni Gdy fluorowęglowodór o prężności par powyżej 50 torów poda się dożylnie, śmierć następuje po kilku godzinach, a po otwarciu klatki piersiowej płuca nie ulegają zapadnięciu. Ten sam autor, L. C. Clark, donosi o podobnej konkluzji dokładnie w dwadzieścia lat później: Skoro nie można znaleźć praktycznych metod dla zapobiegnięcia HNCL (zespół rozdętego płuca niezapadniętego) lub przeciwdziałania temu stanowi i skoro HNCL występuje u innych gatunków, to za bezpieczne można uznać jedynie fluorowęglowodory wrzące powyżej 150°C. (Clark, C.L., Hoffmann R.E., Davis, S.L.: Response of the rabbit lung as a criterion of safety for fluorocarbon breathing and blood substitutes, Biomat., Art. Cells & Immob. Biotech., 20:1085-1099,1992).

Inny problem wiąże się z trwałością emulsji ciecz-ciecz.

Istnieje pewien zasób wiedzy na temat trwałości emulsji i zdolności przewidywania trwałości na podstawie rozpuszczalności: ta teoria nosi nazwę teorii dojrzewania Ostwalda (Kablanov A.S., Shchukin, E.D., Ostwald Ripening Theory: Applications To Fluorocarbon Emulsion Stability, Advances in Colloid and Interface Science, 38:69-97, 1992). W tym artykule stwierdzono po prostu, że im bardziej rozpuszczalna jest ciecz tworząca fazę rozproszoną emulsji w fazie ciągłej, tym mniej trwała jest emulsja. Ci sami autorzy badali trwałość emulsji dodekafłuoropentanu w 25°C (Kabalnov, A.S., Makarov, K.N., Shcherbakova, O.V.: Solubility of fluorocarbons in water as a key parameter determining fluorocarbon emulsion stability, J. Fluorine Chemistry 50:271 - 284, 1990). Stwierdzili oni, że prędkość dojrzewania Ostwalda wynosiła dla ich emulsji l,4xl0'¹⁸ cm³/s. Jeśli dokona się konwersji tej stałej prędkości na użyteczne parametry, można stwierdzić, iż emulsja dodekafluoropentanu Kabalnowa i innych, dla której początkowa wielkość cząstek wynosiła 211 nm, ulegałaby średniemu wzrostowi cząstek z prędkością 11 nm/sekundę czyli 660 nm/minutę. Przy tej prędkości wzrostu cząstek czas przechowywania takiej emulsji wynosiłby poniżej 1 minuty, a więc nie nadaje się ona na produkt handlowy.

Tak więc istnieje zapotrzebowanie na skuteczny środek kontrastowy do ultrasonografii o przedłużonym czasie przechowywania, stosunkowo łatwy do wytworzenia, biozgodny i wygodny w użyciu i te oczekiwania spełnia środek kontrastowy do ultrasonografii według wynalazku.

Zgodnie z wynalazkiem środek kontrastowy do ultrasonografii stanowi roztwór wodny z rozproszonymi w nim mikrokulkami proteinowymi, napełnionymi przynajmniej jednym związkiem chemicznym zawierającym fluor, przy stężeniu mikrokulek proteinowych

176 870 wynoszącym 1 - 100 x 10⁸ mikrokulek/ml i charakteryzuje się tym, że związek chemiczny zawierający fluor jest wybrany z grupy obejmującej oktafluoropropan, dodekafluoropentan i dekafluorobutan, a stężenie wagowe tego związku wynosi 0,00001 - 166% w odniesieniu do roztworu wodnego.

Korzystnie mikrokulki proteinowe, napełnione są oktafluoropropanem, albo dodekafluoropentanem, albo dekafluorobutanem. Są to związki o temperaturze wrzenia od -36°C do + 30,5°C, a więc o temperaturze wrzenia poniżej temperatury ciała organizmu, w którym prowadzi się badania ultrasonograficzne z kontrastem. Zwykle temperatura ciała organizmu jest to temperatura 37 - 40°C.

Wytwarzaną dyspersję można stabilizować przez dodawanie różnych materiałów amfifilowych, w tym anionowych, niejonowych, kationowych i amfoterycznych środków powierzchniowo czynnych, które zazwyczaj obniżają napięcie międzyfazowe pomiędzy zdyspergowaną cieczą i wodą do poniżej 260 μΝ/cm. Optymalnie te materiały są mieszaninami niejonowych syntetycznych środków powierzchniowo czynnych zawierających środek powierzchniowo czynny zawierający fluor, taki jak środki z serii Zonyl, oraz niejonowy blokowy kopolimer polioksypropylenowo-polioksyetylenowy.

Ciekłą fazę ciągłą dyspersji mikrokulek proteinowych stanowi środowisko wodne. To środowisko może zawierać różne dodatki wspomagające trwałość fazy rozproszonej lub nadające preparatowi biozgodność. Do dopuszczalnych dodatków należą środki zakwaszające, środki alkalizujące, konserwanty przeciw drobnoustrojom, antyutleniacze, bufory, środki chelatujące, środki suspendujące i/lub zwiększające lepkość, w tym pochodne trijodobenzenu, takie jak iohexol lub iopamidol, a także środki tonizujące. Korzystnie stosuje się środki regulujące pH, regulujące tonizowanie i zwiększające lepkość. Optymalnie toniczność co najmniej 250 mOsm osiąga się z użyciem środka zwiększającego jednocześnie lepkość, takiego jak sorbitol lub sacharoza.

Dyspersje wytwarza się zazwyczaj przez rozdrabnianie suspensji fazy rozproszonej w fazie ciągłej mechanicznie, ręcznie lub z użyciem energii akustycznej. Dopuszczalna jest także kondensacja fazy rozproszonej w fazie ciągłej. Korzystne jest stosowanie rozdrabniania wysokociśnieniowego.

W środku kontrastowym według wynalazku, fazę rozproszoną w warunkach procesu wytwarzania stanowi ciecz, która w momencie wprowadzania środka do badanego organizmu, w wyniku przemiany fazowej tworzy zdyspergowany gaz lub pianę kulistą.

Poniżej przedstawiono następujące definicje użytych określeń:

Dyspersja koloidalna. Układ zawierający co najmniej jedną substancję jako ciecz lub gaz (faza rozproszona), nie mieszającą się, bardzo rozdrobnioną i rozmieszczoną równomiernie w co najmniej jednej innej substancji, która tworzy środowisko rozpraszające czyli ciągłą fazę ciekłą.

Biozgodny. Termin ten oznacza zdolność do spełniania funkcji w żywym organizmie lub wobec żywego organizmu w dopuszczalny sposób, bez nadmiernej toksyczności lub niepożądanych wpływów fizjologicznych czy farmakologicznych.

Ciecz. Jest to stan materii, w którym substancja lub substancje wykazuje(-ą) charakterystyczną gotowość płynięcia, niewielką tendencję do ulegania zdyspergowaniu lub nie wykazuje(-ą) jej wcale, a także wykazuje(-ą) stosunkowo duża nieściśliwość.

Gaz. Stan materii substancji odróżniający się od stanu stałego lub stanu ciekłego bardzo małą gęstością i lepkością, stosunkowo dużą rozszerzalnością i ściśliwością przy zmianach temperatury i ciśnienia oraz spontaniczną tendencję do równomiernego wypełniania dowolnego pojemnika.

Przemiana fazowa. Zmiana stanu z ciekłego na gazowy na skutek zmian temperatury i/lub ciśnienia.

Piana kulista. Jedna z dwu postaci piany według klasyfikacji Manegolda (Manegold, E. Schaum, Strassenbau, Chemie und technik, Heidelberg, 1953, praca przytoczona tu jako odnośnik literaturowy). W szczególności piana kulista czy inaczej piana sferyczna składa się ze znacznie odległych od siebie kulistych pęcherzyków i różni się od pian

176 870 poliedrycznych, które składają się z pęcherzyków o kształcie prawie wielościennym, mających wąskie warstwowe błonki o bardzo małej krzywiźnie rozdzielające fazę rozproszoną.

Ciecz niskowrząca. Ciecz, która w normalnych warunkach ciśnienia ma temperaturę wrzenia poniżej 40°C. Do cieczy niskowrzących stosowanych w środkach kontrastowych należą, lecz nie wyłącznie, węglowodory, organiczne halogenki i etery, przy czym w każdym przypadku cząsteczka ma 6 atomów węgla lub mniej.

Halogenki organiczne. Grupa związków zawierających co najmniej jeden atom węgla i co najmniej jeden atom chlorowca, to jest chloru, bromu, fluoru lub jodu. Wśród nich zakresem wynalazku są objęte tylko związki o temperaturze wrzenia poniżej 40°C, a zatem zdolne do ulegania przemianie fazowej z cieczy w gaz po podaniu pacjentowi o temperaturze ciała do 40°C.

Związki zawierające fluor: Związek zawierający co najmniej jeden atom fluoru. Niektóre użyteczne związki zawierające fluor, stosowane w środkach kontrastowych wymieniono w zamieszczonych niżej przykładach wykonania.

Emulsja. Koloidalna dyspersja jednej niemiesząjącej się cieczy rozproszonej w innej cieczy w postaci kropelek, których średnica wynosi na ogół 100 - 3000 nm i które zazwyczaj są optycznie matowe, o ile współczynniki załamania światła faz rozproszonej i ciągłej nie są do siebie dopasowane. Takie układy mają ograniczoną trwałość, definiowaną zwykle poprzez ich użytkowanie lub względem układu odniesienia, przy czym tę trwałość można zwiększyć przez dodanie materiałów amfifilowych lub środków zwiększających lepkość.

Mikroemulsja. Stała ciekła jednofazowa i optycznie izotropowa koloidalna dyspersja wody i cieczy nie mieszających się z wodą stabilizowana materiałami amfifilowymi, przy czym takie dyspersje mają mierzalne właściwości rozpraszania światła (to znaczy mogą się wydawać optycznie przejrzyste lub mleczne, lecz są czerwonawe lub żółtawe w świetle przenoszonym), a średnice ich cząstek wynoszą na ogół od 5 do około 140 nm.

Materiał amfifilowy. Substancja silnie adsorbowana na granicy faz, która normalnie wywołuje bardzo duże zmniejszenie napięcia międzyfazowego, przy niewielkich zmianach stężenia fazy przeważającej ilościowo. Stosowana jest w środkach kontrastowych dla polepszenia trwałości preparatu. Przykładami są syntetyczne środki powierzchniowo czynne, materiały występujące w przyrodzie, takie jak biozgodne białka, lipidy, sterole, alginiany, pochodne celulozy i silnie rozdrobnione organiczne lub nieorganiczne substancje stałe złożone z cząstek.

Organiczne substancje złożone z cząstek. Obejmują cukier, białka, aminokwasy, lipidy, kwasy nukleinowe i inne.

Nieorganiczne substancje złożone z cząstek. Obejmują tlenki glinu, węglany, wodorowęglany, krzemiany, glinokrzemiany, fosforany i inne.

Powierzchnia międzyfazowa. Obszar lub granica światła fizycznego leżąca pomiędzy dwoma odrębnymi i dającymi się zidentyfikować fazami materii, to ograniczona do układów ciecz-ciecz, ciecz-ciało stałe, ciało stałe-gaz i ciecz-gaz.

Napięcie międzyfazowe. Siła istniejąca na powierzchni międzyfazowej, pomiędzy dwoma odrębnymi i dającymi się zidentyfikować fazami materii.

Trwałość. Okres czasu od chwili wytworzenia i zapakowania, w którym kolidalna dyspersja nadal spełnia wszelkie chemiczne i fizyczne właściwości nadające jej tożsamość, wytrzymałość, jakość i czystość ustalone według zasad Właściwej Praktyki Wytwórczej zgodnie z zaleceniami odpowiednich władz.

Środki powierzchniowo-czynne. Grupa amfifilowych materiałów wytwarzana drogą procesów chemicznych lub oczyszczania substancji naturalnych lub pochodzących z procesów naturalnych. Jak dobrze wiadomo, mogą mieć one charakter anionowy, kationowy, niejonowy i amfoteryczny. Takie materiały opisano w Emulsions: Theory and Practice, Paul Becher, Robert E. Krieger Publishing, Malabar, Florida, 1965, przy czym pracę tę przytacza się tu jako odnośnik literaturowy.

Środowisko wodne. Tworzy ono fazę ciągłą środków kontrastowych według wynalazku. Roztwór wodny może zawierać dodatki farmaceutycznie dopuszczalne, takie jak środki zakwaszające, środki alkalizujące, konserwanty przeciw drobnoustrojom, antyutleniacze,

176 870 bufory, środki chelatujące, środki kompleksujące, środki solubilizujące, środki utrzymujące wilgotność, rozpuszczalniki, środki suspendujące i/lub zwiększające lepkość, środki tonizujące, zwilżacze i inne materiały biozgodne. Tabelaryczne zestawienie substancji należących do wyżej wymienionych kategorii można znaleźć w U.S. Pharmacopeia National Formulary, 1990, str. 1857 - 1859, którą przytacza się to jako odnośnik literaturowy.

W roztworze wodnym stosuje się co najmniej jeden materiał amfifilowy z grupy obejmującej biozgodne białka, zawierające fluor środki powierzchniowo czynne i niejonowe blokowe kopolimery polioksopropyleno-polioksoetylenowe powierzchniowo czynne.

Niejonowe blokowe kopolimery polioksopropyleno-polioksoetylenowe. Środki powierzchniowo czynne dostępne w BASF Performance Chemicals, Parsippany, New Jersey, pod nazwą handlową Pluronic, należące do grupy środków powierzchniowo-czynnych o nazwach CTFA Poloxamer. Są to polimery blokowe polioksyetylenowo-polioksypropylenowe o wzorze HO(CH2CH2O )x(cCH3HCH2O )_y(CH₂CH2O )_ZH, w których współczynniki x, y i z średnio wynoszą jak następuje: Poloxamer 108 (x=46, y=16, z=46, nazwy handl.: Pluronic F38, Pluronic F68LF, Pluronic L62D, Pluronic L62LF, Synperonic PE/F38), Poloxamer 188 (x=75, y=30, z=75, nazwy handl.: Macol 8, Pluronic F68, Synperonic PE/68), Poloxamer 217 (x=52, y=35, z=52, nazwy handl.: Macol 77, Pluronic F77), Poloxamer 237 (x=62, y=39, z=62, nazwy handl.: Antarox PGP 23-7, Alkatronic PGP 23-7, Pluronic F87, Synperonic PE/F87), Poloxamer 238 (x=97, y=39, z=97, nazwy handl.: Pluronic F88, Synperonic PE/F88), Poloxamer 288 (x=122, y=47, z=122, nazwy handl.: Pluronic F98, Synperonic PE/F98), Poloxamer 338 (x=128, y=54, z=128, nazwy handl.: Macol 108, Pluronic F108, Synperonic PE/F108), Poloxamer 407 (x=98, y=67, z=98, nazwy handl.: Macol 27, Pluronic F127, Synperonic PE/F127), Poloxamer 105 (x=11, y=16, z=11, nazwy handl.: Macol 35, Pluronic L35, Synperonic PE/L35), Poloxamer 122 (x=5, y=21, z=5, nazwy handl.: Macol 42, Pluronic L42, Synperonic PE/L42), Poloxamer 123 (x=7, y=21, z=7, nazwy handl.: Pluronic L43, Synperonic PE/L43), Poloxamer 124 (x=11, y=21, z=11, nazwy handl.: Macol 44, Pluronic L44, Synperonic PE/L44), Poloxamer 181 (x=3, y=30, z=3, nazwy handl.: Macol 1, Pluronic L61, Synperonic PE/L61), Poloxamer 182 (x=8, y=30, z=8, nazwy handl.: Macol 2, Pluronic L62, Synperonic PE/L62), Poloxamer 183 (x=10,y=30, z=10, nazwa handl.: Pluronic L63), Poloxamer 184 (x=13,y=30, z=13, nazwy handl.: Macol 4, Pluronic L64, Synperonic PE/L64), Poloxamer 212 (x=8, y=35, z=8, nazwy handl.: Macol 72, Pluronic L72), Poloxamer 231 (x=6, y=39, z=6, nazwy handl Pluronic L81, Synperonic PE/L81), Poloxamer 282 (x=10, y=47, z=10, nazwy handl.: Pluronic L92, Synperonic PE/L92), Poloxamer 331 (x=7, y=54, z=7, nazwy handl.: Macol 101, Pluronic L101, Synperonic PE/L101), Poloxamer 401 (x=6,y=67, z=6, nazwy handl.: AntaroxE-100, Supronic E-100, Pluronic L121, Synperonic PE/L121), Poloxamer 402 (x=13, y=67, z=13, nazwa handl.: Pluronic L122), Poloxamer 185 (x=19, y=30, z=19, nazwa handl: Pluronic P65), Poloxamer 215 (x=24, y=35, z=24, nazwy handl.: Pluronic P75, Synperonic PE/P75), Poloxamer 234 (x=22, y=39, z=22, nazwy handl.: Pluronic P84, Synperonic PE/P84), Poloxamer 235 (x=27, y=39, z=27, nazwy handl.: Macol 85, Pluronic P85, Synperonic PE/P85), Poloxamer 284 (x=21, y=47, z=21, nazwy handl.: Pluronic P94, Synperonic PE/P94), Poloxamer 333 (x=20, y=54, z=20, nazwy handl.: Pluronic P103, Synperonic PE/P103), Poloxamer 334 (x=31, y=54, z=31, nazwy handl.: Pluronic P104, Synperonic PE/P104), Poloxamer 335 (x=38, y=54, z=38, nazwa handl.: Pluronic P105) i Poloxamer 403 (x=21, y=67, z=21, nazwy handl.: Macol 23, Pluronic P123). Do stosowanych środków należy też Poloxamer 101 o wzorze

HO(CH2CH2O)_x(CH(CH3)CH2O)y(CH2CH2O)zH, w którym średnio x=2, y=16, z=2, o nazwach handl.: Macol 46, Pluronic L31.

Środek powierzchniowo-czynny zawierający fluor. Jest to środek powierzchniowo czynny zawierający jedną lub więcej cząsteczek fluoru. Zawierający fluor środki powierzchniowo czynne według wynalazku można wybrać z grupy obejmującej: związki o wzorze r(Cr₂CF2)TCH₂CH2O)y._tlłi gdzie x=2, 3, 4,5, 6 i 7, zaś y= 1-14, ponadto związki o wzorze

CF3(CF2)nCF2SO3NH2(CH2CH 2O H)2

176 870 gdzie n=2-14 oraz związki perfuoroalkilopoli(oksyetylenowe), zwane telomerami B.

Środki te są produkowane przez Du Pont, Wilmington, DE pod nazwą handlową

Zonyl o niżej podanych wzorach, w których: R1 = F(CF2CF2)3-s[w tym Zonyl FSA

R_tCH.2CH₂SCH₂CH₂CO₂Li,

Zonyl FSP (RfCH2CH2O)P(O)ONH4)2 oraz (R_tCH2CH2O)2P(O)(ONH,),

Zonyl UR (RfCH2CH2O)P(O)(OH)2 oraz (RfCH₂CH₂O)₂P(O)(OH),

Zonyl FSJ = Zonyl FSP + niefluorowany środek powierzchniowo czynny,

Zonyl FSN RrCH₂CH2O(CH₂CH2O)xH,

Zonyl FSO RfCHzCHzOCCHzCHOjyH,

Zonyl FSC R_fCH2CH₂SCH₂CH2N⁺(CH3)₃CH₃SO4,

Zonyl FSK RfCC₂CC(OCOCC₃)CC2^ '(CC₃)^CC₂CO₂ i TBS RfCH₂CH₂SO3X, w którym X = H i NH4], fluorochemiczne środki powierzchniowo czynne produkowane przez 3M Industrial Chemical Products Division, St. Paul, MN, pod nazwą handlową Fluorad [w tym FC-95 (sulfonian perfluoroalkilopotasowy), FC-98 (sulfonian perfluoroalkilopotasowy), FC-143 (sól aminowa kwasu perfluoroheptanokarboksylowego), FC-170C (fluorowany alkilopolioksyetylenoetanol), FC-171 (fluorowany alkiloalkoksylan), FC-430 (fluorowany ester alkilowy), FC-99 (sulfonian perfluoroalkiloaminowy), FC-100 (sól sodowa sulfonianu fluoroalkilowego), FC-120 (sulfonian perfluoroalkiloamonowy), FC-129 (fluorowany alkilokarboksylan potasu), FC-135 (czwartorzędowe jodki fluoroalkiloamoniowe), FC-431 (fluorowany ester alkilowy), FC-740 (fluoroalifatyczny ester polimeryczny)], perfluoroalkilopoli(oksyetylenowe) środki powierzchniowo czynne opisane w pracy Mathis i in., J. Am. Chem. Soc. 106. 6162 - 6171 (1984), przy czym pracę tę przytacza się tu jako odnośnik literaturowy, fluoroalkiłotio-eteropoli(oksyetylenowe) środki powierzchniowo czynne opisane w pracy Serratrice i inni, J. Chim. Phys. 87.1969 -1980 (1990), przy czym pracę tę przytacza się tu jako odnośnik literaturowy, perfluoroalkilowane polihydroksylowane środki powierzchniowo czynne opisane w pracy Zarif i inni, J. Am. Oil Chem. Soc., 66,1515 -1523 (1989), przy czym pracę tę przytacza się tu jako odnośnik literaturowy, fluorowe środki powierzchniowo czynne produkowane przez Atochem North America, Philadelphia, PA, pod nazwą handlową Forafac.

Biozgodne białka. Grupa białek bez względu na źródło pochodzenia i to czy zostały otrzymane drogą ekstrakcji tkanek zwierzęcych, roślinnych lub drobnoustrojowych, czy drogą biotechnologii rekombinantowej, o zdolności do pełnienia swych funkcji stabilizujących koloidalną dyspersję według wynalazku w dopuszczalny sposób, bez nadmiernej toksyczności i niepożądanych oddziaływań fizjologicznych czy farmaceutycznych. Niektóre dopuszczalne biozgodne białka można wybrać z grupy obejmującej albuminę, alfa-1-antytrypsynę, alfa-fetoproteinę, aminotransferazy, amylazę, białko C-reaktywne, antygen rakowo-płodowy, ceruloplazminę, białko dopełniacza, fosfokinazę kreatynową, ferrytynę, fibrynogen, fibrynę. transpeptydazę, gastrynę, globulinę surowicy, hemoglobinę, mioglobinę, immunoglobuliny, dehydrogenazę mleczanową, lipazę, lipoproteiny, fosfatazę kwaśną, fosfatazę zasadową, frakcje białek surowicy alfa-1 i alfa-2, beta i gamma, transferazę gamma-glutamylową i inne białka.

Rozdrabnianie (rozpraszanie). Dyspersje wytwarza się przez wspólne mieszanie cieczy fazy rozproszonej i fazy ciągłej i powodowanie zmniejszenia się wielkości cząstek fazy rozproszonej z dużych cząstek do cząstek o żądanych rozmiarach, z użyciem energii mechanicznej uzyskiwanej drogą mieszania ręcznego, mechanicznego lub działaniem ultradźwięków. Odpowiednie wymieszanie można osiągnąć za pomocą urządzenia Microfluidic’s Model 110 Microfluidizer znanego z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 533 254 przytoczonego tu jako odnośnik literaturowy. Dopuszczalną alternatywą jest Rannie High Pressure Laboratory Homogeniser, Model Mini-Lab typ

8,30 H lub jego odpowiednik.

Kondiensacja: Sposób wytwarzania dyspersji z użyciem na początku fazy rozproszonej w postaci gazu, przez zetknięcie jej z ciekłą fazą ciągłą i następnie wywołanie wzrostu cząstek fazy rozproszonej do wymaganej wielkości, zazwyczaj przez spowodo8

176 870 wanie przemiany fazowej zdyspergowanego gazu w ciecz pod wpływem zmiany temperatury i/lub ciśnienia układu.

Przykład 1.

Dla zbadania słuszności stwierdzenia Ziskina i innych (wspomnianego uprzednio), że niskowrząca ciecz będzie obecna raczej w postaci silnie rozdrobnionej dyspersji, a nie w postaci czystej cieczy, dokonano pomiaru akustycznego rozproszenia wstecznego dla tych dwóch stanów.

Sporządzono dwa roztwory dla symulacji podawania koloidalnej dyspersji niskowrzącej cieczy lub czystej cieczy do organizmu. Skanowanie prowadzono przy 5,0 MHz z użyciem skanera ultrasonograficznego Hewlett Packard Model 77020, a otrzymane obrazy rejestrowano z użyciem taśmy Sony EC VHS. Obrazy analogowe z taśmy przekształcano następnie w postać cyfrową z użyciem programu komputerowego Global Lab Image Software (Data Translation, Marlboro, MA). Następnie mierzono intensywność według skali szarości w obszarze 4900-pikselowym (wielkość 70 x 70 pikseli), przed i po wstrzyknięciu koloidalnej dyspersji z przykładu 19 lub pewnej ilości czystego dodekafluoropentanu do zlewki z 1000 ml wody wyrównoważonej w 37°C.

Pomiary prowadzono według skali szarości od 2 do 254. Intensywność obrazu przed wstrzyknięciem 0,1 ml próbki podwielokrotnej emulsji z przykładu 19 poniżej (zawierającej 3,4 μ mole dodekafluoropentanu) wynosiła 4,27. Wstrzyknięcie 0,1 ml tej emulsji wywoływało zmianę intensywności do 236 w 5 sekund po wstrzyknięciu, a do 182 w 52 sekundy po wstrzyknięciu.

Takie samo doświadczenie przeprowadzono z wstrzykiwaniem 0,2 ml czystego dodekafluoropentanu, co odpowiadało 1111 /zmolom dodekafluoropentanu, czyli ilości 300-krotnie wyższej niż w poprzednim doświadczeniu. Intensywność obrazu przed wstrzyknięciem wynosiła 4,9, wzrosła ona do 7,7 w 5 sekund po wstrzyknięciu, a do 5,0 w 52 sekundy po wstrzyknięciu.

Porównanie tych dwu doświadczeń (intensywność/ilość) wskazuje, że koloidalna dyspersja jest 27000-krotnie skuteczniejsza pod względem rozpraszania promienia ultrasonograficznego niż po prostu podanie cieczy, która także ulega przemianie fazowej ciecz-w-gaz.

Przykład 2.

Dobór odpowiedniego związku chemicznego na ciekłą fazę rozproszoną zależy w pewnej mierze od temperatury ciała organizmu, który ma być badany ultrasonograficznie. Przykładowo ze względu na to, że temperatura ciała człowieka wynosi 37°C, ciecze ulegające przemianie fazowej ciecz w gaz, to jest wrzące w 37°C lub poniżej, są szczególnie użyteczne w środkach kontrastowych do ultrasonografii. Poniższą tabelę można stosować jako wskazówkę przy wybieraniu ciekłej fazy rozproszonej, w zależności od tego, jaki organizm ma być badany:

Organizm	Temperatura w odbycie (stopnie Kelvina)
Świnia (Sue Scrofa)	311,6-312,3
Owca (Ovis sp.)	311,5-312,6
Królik (Oiyctolaqus eunieulus)	312,5-312,9
Szczur (Tattus morvegicus)	310,7-311,3
Małpa (Macaca mulatta)	311,5-312,0
Mysz (Mus musculus)	309,8-311,5
Koza (Capra hircus)	311,5-312,6
Świnka morks (Cavia porcellus)	312,0-313,2
Chomik (Mesocricetus sp.)	311,5-312,6
Człowiek (Homo sapiens)	310,2-311,2
Koń (Equus sp.)	311,5-312,3
Pies (Canin familiaris)	311,5-312,0
Pawian (Papio)	309,8-310,9
Kot (Felis catus)	311,5-312,0
Bydło (Bos taurus)	311,6-312,3
Szympans (Pan)	308,7-310,9

176 870

Przykład 3.

Koloidalna dyspersja wytworzona przez rozdrabnianie halogenku organicznego, z użyciem metody i kryteriów z przykładu 29 poniżej.

W szczególności sporządzono 100 ml preparatu zawierającego: 2,5% objętościowych Poloxameru 488, 2,5% objętościowych zawierającego fluor środka powierzchniowo czynnego Zonyl FSN, 0,1% objętościowych perfluorooktanianu sodowego o pH 7,0, 0,9% wagowo-objętościowych chlorku sodowego i 2,0% objętościowych dodekafluoropentanu. Po mieszaniu w warunkach niskich naprężeń ścinających całość poddano rozdrabnianiu w Microfluidizer model 110Y w 4°C z ośmioma przejściami. Mleczne emulsje podzielono na próbki podwielokrotne, które zamknięto szczelnie w probówkach do surowicy.

Po 72 godzinach określono wielkość cząstek i rozrzut wielkości w 19®C z użyciem Nicomp model 370 (Nicomp Particie Sizing, Santa Barbara, CA). Średnia średnica cząstek emulsji według analizy Gaussa wynosiła 90,1 nm (liczbowo ważona) przy standardowym odchyleniu 48%. Średnia średnica objętościowo ważona wynosiła 316 nm.

Przykład 4.

Wielkość cząstek i rozrzut wielkości oceniono na różnych etapach lub w różnych warunkach procesu wytwarzania emulsji.

Sporządzono 20 ml emulsji zawierającej 2,5% stężenia wagowego perfluorooktanianu sodowego o pH 7,2 i 2% stężenia wagowego dodekafluoropentanu. Te składniki dodano do wody i suspensje ochłodzono do 4°C. W celu ^sttęj^n^nsgo wymieszania roztworu, przed końcowym rozdrabnianiem, zastosowano Emultiflex-1,000 (Avestin, Inc., Ottawa, Kanada).

Po 20 przejściach roztworu pomiędzy dwiema 10 ml strzykawkami otrzymaną mlecznobiałą suspensję umieszczono w Nicomp 370 dla określenia wielkości cząstek. Ta wstępnie wymieszana suspensja miała średnią wielkość cząstek 452 nm (liczbowo ważoną) i 2398 nm (objętościowo ważoną).

Gotową emulsję sporządzono następnie przez rozdrabnianie w 8 przejściach z użyciem Emulsiflex-1,000 (Avestin, Inc., Ottawa, Kanada) sterowanego ręcznie pod ciśnieniem do 7 MPa. Cząstki emulsji były znacznie mniejsze, liczbowo ważona średnia średnica wynosiła 201 nm, a objętościowo ważona średnia średnica wynosiła 434 nm.

Aseptyczne napełnianie tym materiałem przeprowadzono przepuściwszy go przez jałowy filtr 0,45 μ m (Gelman Acrodisc, Ann Arbor, MI). Liczbowo ważona średnia średnica gotowej jałowej koloidalnej dyspersji wynosiła 160 nm.

Przykład 5.

Pomiar średniej średnicy emulsji bezpośrednio po rozdrabnianiu jest użytecznym testem końcowej trwałości preparatu. Następujące emulsje stanowią tego ilustrację:

Sporządzono emulsję dodekafluoropentanu (2% objętościowo) zawierającą 2% Pluronic P-123 i 2,6 5 Zonyl FSO, według metody z przykładu 19 poniżej. Średnia średnica cząstek wynosiła 151 nm przy odchyleniu standardowym 35%. Ta emulsja była trwała przez co najmniej 6 tygodni, sądząc z wyglądu fizycznego i wielkości cząstek.

Do takiej samej emulsji dodano 0,25 perfluorooktanianu sodowego. Jakkolwiek przypuszczano, że może to nadać preparatowi jeszcze lepszą trwałość, ze względu na to, że ten dodatek zmniejsza napięcie międzyfazowe, to jednak wysoka gęstość ładunku anionowego, którą ten środek powierzchniowo czynny może wytworzyć na granicy międzyfazowej emulsji może w rzeczywistości zapobiec tworzeniu się małych cząstek. Istotnie, natychmiastowe pomiary wielkości cząstek wykazały średnią wielkość cząstek 1060 nm przy odchyleniu standardowym 106%. Ta emulsja rozpadła się w ciągu kilku dni.

Przykład 6.

Rozrzut wielkości cząstek emulsji można zmierzyć przez wirowanie. Próbkę emulsji z przykładu 19 poniżej umieszczono w Horoiba CAPA-700 Particie Analyzer (Horiba Instruments, Irvine, CA). Rozrzut wielkości cząstek, w oparciu o założenie, że cząstki mają gęstość 1,66 g/cm³, był następujący:

176 870

Rozrzut wielkości cząstek (w mikrometrach)	Procent objętościowy
0,0-0,5	12
0,5-1,0	26
1,0-1,5	22
1,5-2,0	15
2,0-2,5	7
2,5-3,0	0

Przykład 7.

Określono okres trwałości emulsji.

Emulsję z przykładu 19 poniżej umieszczono w 19°C i wielkość cząstek określono w przedziałach czasowych z użyciem Nicomp 370. Wyniki są zawarte w następującej tabeli:

Czas (dni)	Średnia średnica cząstek (nm)
5	194
13	216
19	245
27	258
33	289
41	283
47	306
61	335
89	305

Cząstki tej emulsji rosły początkowo bardzo szybko, ze 194 do 289 nm w ciągu pierwszego miesiąca. Jednak od tego momentu wzrost w dużym stopniu ustał. Ekstrapolacja krzywej wykresu zależności średnicy od czasu potwierdza co najmniej jednoroczną trwałość tej emulsji.

Przykład 8.

Emulsji z przykładu 26 poniżej, użyto do zbadania zdolności tworzenia obrazów przy podawaniu tych koloidalnych dyspersji różnymi drogami. Psa mieszańca ważącego około 20 kg uśpiono barbituranem sodowym i przygotowano do badania ultrasonograficznego metodą opisaną w przykładzie 22.

Dożylne wstrzyknięcie 0,2 ml/kg dało sygnał kontrastowy w prawej i lewej komorze serca w ciągu pierwszej minuty po podaniu. Dawki 0,5 ml/kg wywołały silny sygnał Dopplera we wszystkich badanych narządach, w tym w układzie żylnym, wątrobie, nerkach, sercu i naczyniach ośrodkowego układu nerwowego.

Wstrzyknięcie 0,5 ml przez skórę, środskórnie lub domięśniowo dało lokalny kontrast, pozwalający na badanie układu mięśniowo-szkieletowego.

Sporządzono 1000 ml roztworu przez rozcieńczenie 50 ml emulsji z przykładu 26, solanką w ilości 950 ml, a jego podanie doustne zapewniło skuteczne wprowadzenie do światła żołądka i dwunastnicy. Światło układu żołądkowo-jelitowego stało się wyraźniejsze, zapewniając lepszą wizualizację wątroby, śledziony i wewnętrznych narządów rozrodczych.

Emulsję z przykładu 26 poniżej podano w objętości 10 ml dopęcherzowo, dzięki czemu uzyskano polepszoną wizualizację pęcherza moczowego.

Powyższe przykłady można wykorzystywać dla uzyskania skutecznego kontrastu ultrasonograficznego z użyciem środka kontrastowego według wynalazku stosując różne drogi podawania. W szczególności przez podawanie dowolną z następujących dróg: do jamy brzusznej, dotętniczo, dostawowo, wewnątrztorebkowo, doszyjkowo, doczaszkowo, doprzewodowo, dotwardówkowo, do zmian chorobowych, miejscowo, dolędźwiowo, śródściennie, do oczu, w trakcie operacji, dociemieniowo, dootrzewnowo, doopłucnowo, do płuc, dordzeniowo, śródpiersiowo, dotchawiczo, dobębenkowo, do macicy i dożylnie. Metody podawania tymi drogami można znaleźć w opisach standardowych testów radiologicznych, np. w Pharmaceuticals in Medical Imaging, opracowanie D.P. Swanson, H.M. Chilton, J.H. Thrall, McMillian Publishing Co., Inc., 1990.

176 870

Oprócz powyższych badanych narządów lub układów narządów można też znanymi sposobami badać płuca, piersi, prostatę i układy dokrewne. Istnieje wiele rodzajów stanów medycznych nadających się do badania z użyciem środków według niniejszego wynalazku. Należą do nich choroby metaboliczne, urazowe, wrodzone, nowotworowe i zakaźne. Opis stosowania obrazowania ultrasonograficznego w takich stanach można znaleźć w tekście Diagnostic Ultrasound, oprc. C.M. Rumack, S.R. Wilson i J.W. Charboneau, Mosby Year Book, Boston, 1991, przy czym ten tekst przytacza się tu jako odnośnik literaturowy.

Przykład 9.

Środek kontrastowy według wynalazku wywołuje efekt kontrastowy w sygnale ultrasonograficznym przy stężeniu 0,00001 -166% wagowo-objętościowych.

Gdy 1% emulsję (taką jak emulsja z przykładu 42) rozcieńczy się dziesięciokrotnie (przez dodanie 1 - 9 ml buforu) i 0,1 ml próbkę podwielokrotną doda się do 1000 ml wody w 37°C, a następnie dokona się pomiaru intensywności sygnału ultrasonograficznego, wystąpi znaczny wzrost rozproszenia wstecznego. W szczególności intensywność sygnału mierzona w układzie opisanym w przykładzie 1 wzrasta z 2,7 do 9,8 w ciągu pierwszej minuty po powyższym podaniu. Przy większym rozcieńczeniu rozproszenie wsteczne jest nieodróżnialne od tła. Tak więc dolna granica stężenia materiału fazy rozproszonej wynosi 0,00001%.

Gdy 5 ml dodekafluoropentanu doda się do 5 ml wody zawierającej mieszaninę środków powierzchniowo czynnych opisaną w przykładzie 25 poniżej, a potem podda się tę suspensję rozdrabnianiu przez 5 minut z użyciem metody z przykładu 4, otrzymuje się emulsję o stężeniu wagowym 166%. Można ją do organizmu podawać natychmiast, np. doustnie, uzyskując dokonały kontrast ultrasonograficzny. Ta ilość reprezentuje górną granicę zakresu stężenia materiału fazy rozproszonej gdyż przy wyższym stężeniu otrzymuje się preparaty mające tendencję do nietrwałości.

Przykład 10.

Do stabilizowania mikrokulek napełnionych związkiem zawierającym fluor, stosuje się, zgodnie z wynalazkiem, białka. Z użyciem ultradźwięków o wysokiej intensywności można zsyntetyzować wodne suspensje białkowych mikrokulek napełnionych cieczami niewodnymi (to jest mikrokapsulek). Różnią się one od ultrasonograficznych środków kontrastowych podanych w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 718 433 i 4 774 958, które zawierają tylko gazy, a są otrzymywane metodami opisanymi w pracy Suslick i Grinstaff (Suslick K.S., GrinstaffM.W.: Protein microencapsulation of nonaqueous liquids, J. Amer. Chem. Soc. 112:7807-77^(^*9,1990). Ta pozycja literaturowa opisuje tylko zastosowanie wysokowrzących cieczy niewodnych (które nie nadają się na ultrasonograficzne środki kontrastowe) i nie ujawnia zastosowania niewodnych niskowrzących cieczy w ogóle, ani halogenków organicznych w szczególe.

Białkowe mikrokulki można syntetyzować z użyciem sondy ultradźwiękowej o wysokiej intensywności (Heat Systems, W375, 20 kHZ, 1,27 cm Tihorh) z albuminy surowicy ludzkiej lub hemoglobiny. Zazwyczaj 5% pentanu lub 3% eteru dietylowego i 5% albuminy naświetla się przez 3 minuty przy mocy akustycznej około 150 W/cm², w 23°C i przy pH 7,0. Otrzymana dyspersja ma rozkład Gaussa i średnią średnicę cząstek około 2,3 μm. Utrzymuje ona tę wielkość cząstek przez okres do 2 miesięcy w 4°C.

Oprócz albuminy lub hemoglobiny można stosować następujące białka: alfa-1-antytrypsynę, alfa-fetoproteinę, aminotransferazy, amylazę, białko C-reaktywne, antygen rakowo-płodowy, ceruloplazminę, białko dopełniacza, fosfokinazę kreatynową, ferrytynę, fibrynogen, fibrynę, transpeptydazę, gastrynę, globulinę surowicy, hemoglobinę, mioglobinę, immunoglobuliny, dehydrogenazę mleczanową, lipazę, lipoproteiny, fosfatazę kwaśną, fosfatazę zasadową, frakcje białek surowicy alfa-1, alfa-2, beta, gamma, transferazę gamma-glutamylową:

Oprócz pentanu i eteru dietylowego można stosować inne alifatyczne węglowodory, organiczne halogenki i etery w sposób opisany dla pentanu.

176 870

Przykład 11.

Ustalenie zależności pomiędzy wielkością cząstek koloidalnej dyspersji w postaci emulsji lub mikroemulsji, a wielkością mikropęcherzyków tworzących się po przejściu fazowym.

Próbkę podwielokrotną emulsji z przykładu 27 poniżej umieszczono w Nicomp 370, pracującym w 19°C, i określono, że średnia wielkość cząstek emulsji cieczy wynosiła 231,7 nm. Regulator temperatury urządzenia ustawiono na 37°C i po ustaleniu się temperatury, co zajęło około 5 minut, ponownie określono wielkość cząstek. Powstała dyspersja mikropęcherzyków miała średnią wielkość cząstek 1701,5 nm, co odpowiadało 7,34-krotnemu wzrostowi.

Można także obliczyć spodziewaną zmianę w wielkości cząstek dyspersji jeśli zna się względne wartości gęstości zdyspergowanej cieczy w postaci cieczy i gazu. Te dane są przykładowo zawarte w Gas Data Book, W. Barker i A. Mossman, Matheson. Według danych dla oktafluorocyklobutanu 1 litr cieczy dostarcza 188 litrów gazu pod ciśnieniem 101308 Pa w 15°C. Ze względu na to, że objętość kuli jest zależna od średnicy kuli z uwzględnieniem pierwiastka sześciennego objętości, przemiana fazowa cząstki emulsji oktafluorocyklobutanu wywoła 5,7-krotny wzrost średnicy.

Przykład 12.

Bezpieczeństwo stosowania emulsji zademonstrowano w spektakularny sposób w próbie na świni karłowatej. Ultrasonograficzny środek kontrastowy marki Albunex, będący w trakcie prób i stanowiący przedmiot opisów patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 718 433 i 4 774 958, miał poważny wpływ hemodynamiczny na świnie (Ostensen J., Hede R., Myreng Y., Ege T, Holtz E.). Dożylne wstrzyknięcie mikrokulek Albunexu powodowało mediowane tromboksanem nadciśnienie tętnicze u świń, lecz nie u małp i królików (Acta Physiol. Scand., 144:307 - 315, 1992). Przy dawkach wynoszących zaledwie 0,001 - 0,05 ml/kg występowało nadciśnienie. Jedna ze świń zdechła po powolnym wlewie 0,05 ml/kg.

Doświadczenie przeprowadzono na 30 kg świni karłowatej uśpionej halotanem, według procedury z powyższej pracy. Wyniki podano w następującej tabeli:

Tabela

Dawka, ml/kg	Dawka kumulatywna, ml/kg	Wpływ hemodynamiczny
0,01	0,01	brak
0,02	0,03	brak
0,05	0,08	brak
0,10	0,18	brak
0,20	0,38	brak
0,30	0,68	brak
0,40	1,08	brak
0,50	1,58	brak
0,60	2,18	brak
0,60	2,78	brak
0,80	3,58	brak
0,30	3,88	brak
2,00	5,88	trudności w oddychaniu

Wszystkie dawki zapewniały dobry kontrast w sercu. Dawki powyżej 0,4 ml/kg wzmacniały sygnał Dopplera także w wątrobie.

W konkluzji można stwierdzić, że wstrzyknięcia środka w dawce 40-krotnie wyższej od dawki śmiertelnej mikrokulek albuminy u świni karłowatej miały minimalny, przejściowy wpływ. Dawka progowa Albunexu dla uzyskania efektu działania wynosi 0,001 ml mikrokulek albuminy na kg, czyli jest 2000-krotnie niższa od dawki progowej, przy której uzyskuje się efekt działania koloidalnych dyspersji.

Przykład 13.

Dobór materiałów amfifilowych o odpowiedniej liczbie równowagi hydrofilowo-lipofilowej (HLB) dla wybranej fazy rozproszonej jest ważny dla trwałości środka kontra176870 stowego. Jednym ze sposobów określenia liczby HLB jest pomiar napięcia międzyfazowego mieszanin różnych środków powierzchniowo czynnych (dobry ogólny przegląd metod oznaczania HLB można znaleźć w Emulsions: Theory and Practice, Paul Becher, patrz wyżej, str. 232 - 252).

Sporządzono mieszaniny Pluronic P-123 i Pluronic F-127 i otrzymano roztwory o stężeniu 1% objętościowo oraz o stopniowo zmiennej liczbie HLB i stopniowo zmiennym napięciu międzyfazowym (IFT) względem dodekafluoropentanu, według oznaczeń w 4°C z użyciem Kruss Drop Volume Tensiometer DVT-10, Kruss USA. Charlotte, NC. Wyniki zawarto w następujące tabeli:

Tabela

Zależność pomiędzy HLB i napięciem międzyfazowym

P-123	F-127	HLB	IFT («N/cm)
1,00	0,00	8	270,7
0,86	0,14	10	239,4
0,75	0,25	12	235,8
0,60	0,40	14	224,8
0,50	0,50	15	228,0
0,40	0,60	16	231,6
0,25	0,75	19	236,1
0,00	1,00	22	263,6

Powyższe dane po ich wykreśleniu wskazały, że HLB dla dodekafluoropentanu wynosi około 14. Zastosowanie materiałów amfifilowych, takich jak anionowe, niejonowe, kationowe lub amfoteryczne środki powierzchniowo czynne o liczbie HLB 14, nada najwyższą trwałość emulsjom powyższej ciekłej fazy rozproszonej.

Przykład 14.

Napięcie międzyfazowe pomiędzy ciekłą fazą rozproszoną i ciekłą fazą ciągłą można wykorzystać dla opracowywania preparatów, gdyż ta właściwość ma znaczący wpływ na trwałość koloidalnej dyspersji.

Teoria dojrzewania Ostwalda przewiduje silną zależność trwałości wielkości cząstek od napięcia międzyfazowego (patrz przegląd według Kabalnova A.S., Shchukina E.D., Ostwald Ripening Theory: Applications To Fluorocarbon Emulsion Stability, Advances in Colloid and Interface Science, 38:69-97, 1992, przy czym pracę tę przytacza się tu jako odnośnik literaturowy). Teoria przewiduje, że trwałość i napięcie międzyfazowe są wzajemnie odwrotnie proporcjonalne. Przykładowo, jeśli można dodać materiałów amfifilowych, które zapewnią pięciokrotne obniżenie napięcia międzyfazowego, to uzyska się pięciokrotny wzrost trwałości.

Wartości napięcia międzyfazowego różnych materiałów amfifilowych w wodnych roztworach (wszystkie wyrażone jako roztwory o stężeniu objętościowym) względem dodekafluoropentanu zmierzono w 4°C i z każdego preparatu sporządzono emulsje, jak to opisano w przykładzie 13.

Pluronic P-'123, 1% i dodekafluoropentan miały napięcie międzyfazowe 271 μ N/cm i nie tworzyły trwałych emulsji.

Pluronic P-127,1% i dodekafluoropentan miały napięcie miedzyfazowe 264 μΗ/cm i nie tworzyły trwałych emulsji.

Zonyl FSO, 1% i dodekafluoropentan miały napięcie międzyfazowe 58 μ N/cm i tworzyły trwałą emulsję.

Pluronic P-123, 0,33%, Pluronic F-127, 0,33% i Zonyl FSN, 0,33%, oraz dodekafluoropentan miały napięcie międzyfazowe 141 μ N/cm i nie tworzyły trwałej emulsji.

Pluronic P-123, 1%, Zonyl FSO, 1,0%, chlorek sodowy, 1% i perfluorooktanian sodowy, 0,5% oraz dodekafluoropentan miały napięcie międzyfazowe 27,1 «NAot i tworzyły trwałą emulsję.

176 870

Tak więc dla uzyskania trwałych emulsji są potrzebne materiały amfifilowe o napięciu miedzyfazowym poniżej 260 «N/cm. Podobne rezultaty uzyskałoby się w przypadku innych halogenków organicznych lub w przypadku alifatycznych węglowodorów i eterów.

Przykład 15.

Lepkość ciekłej fazy rozproszonej można wykorzystać dla opracowywania preparatów, gdyż ta właściwość ma znaczący wpływ na trwałość koloidalnej dyspersji.

Teoria dojrzewania Ostwalda przewiduje silną zależność trwałości wielkości cząstek od lepkości (patrz Kabalnov i inni, przykład 14). Teoria przewiduje, że trwałość i lepkość są wzajemnie wprost proporcjonalne. Przykładowo, jeśli doda się substancji zwiększających lepkość, które zapewnią pięciokrotny wzrost lepkości, to na ogół uzyska się pięciokrotny wzrost tr^^ałości.

Do przykładowych substancji zwiększających lepkość należą, lecz nie wyłącznie, karboksymetyloceluloza, sorbitol, iohexol, inne jodowane materiały kontrastowe do zdjęć rentgenowskich, dekstroza, poliglikole etylenowe. Emulsję z przykładu 22 poniżej przygotowano z użyciem i bez użycia 5% poliglikolu etylenowego (PEG) 200, który nadał lepkość 1,1x10³ Paxs i wyraźną trwałość. Emulsja zawierająca 5% PEG 200 miała wyższą trwałość.

Przykład 16.

Ultrasonograficzne rozproszenie wsteczne uzyskiwane z użyciem dyspersji emulsji z przykładów 28 i 18 poniżej mierzono za pomocą skanera ultrasonograficznego Hewlett Packard Model 77020 dla określenia względnej siły koloidów z przemianą fazową, będących dyspersjami emulsji ciecz-ciecz w temperaturze pokojowej, lecz stających się mikropęcherzykami po podaniu, albo z trwałą emulsją, jak podali to Long i inni (w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 7767610 i 4987154 oraz w japońskim opisie patentowym 2196730), Davis i inni (europejski opis patentowy nr 245019 i japońskie opisy patentowe nr 1609986 i 63060943) albo z mikropęcherzykami prawdziwego powietrza, jak to opisano w europejskim opisie patentowym nr 467031, w europejskim opisie patentowym nr 458745, w publikacji zgłoszenia PCT nr WO 9115244 oraz w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5088499, 5123414, 4844882, 4832941, 4466442 i 4276885, przy czym wszystkie je przytacza się tu jako odnośniki literaturowe.

Mikropęcherzyki powietrza wytworzono następująco. Do jednej 10 ml strzykawki wprowadzono 0,5 ml powietrza, a do drugiej 10 ml strzykawki wprowadzono 10 ml roztworu (1,0% objętościowych) Pluronic F-68, przy czym drugą strzykawkę połączono z pierwszą trójdrożnym korkiem. Ciecz i powietrze przepuszczano szybko tam i z powrotem pomiędzy tymi dwiema strzykawkami. Po około 5 przejściach powietrze i ciecz wymieszały się, a roztwór przybrał wygląd mlecznobiały. Mieszanie kontynuowano przez ogółem 20 przejść. Próbkę dyspersji gazu o objętości 1,0 ml dodano do 250 ml wody i otrzymano obraz ultrasonograficzny o intensywności podobnej do tkanki wątroby (moc 4+). Nieoczekiwanie intensywność rozproszenia wstecznego wytwarzanego przez mikropęcherzyki powietrza spadła raptownie, tak że w ciągu 5 minut rozproszenie wsteczne osiągnęło poziom podstawowy. Ten brak trwałości ogranicza diagnostyczną użyteczność mikropęcherzyków powietrza.

Z kolei 1,0 - 10,0 ml emulsji perfluoroheksanu w 250 ml wody dało w 37°C obraz ultrasonograficzny podobny do płynącej krwi (moc 0-1+), co wskazuje, iż te preparaty dają kontrast ultrasonograficzny tylko w ekstremalnie dużych dawkach, co ogranicza ich ogólną użyteczność.

Próbkę emulsji dodekafluoropentanu o objętości 1,0 ml rozcieńczono w 250 ml wody o temperaturze 37°C i otrzymano obraz ultrasonograficzny o intensywności roztworów mikropęcherzyków (moc 4+), utrzymujący soę przez 10 minut, co stanowi okres czasu wystarczający dla zapewnienia użyteczności diagnostycznej.

Nawiasem mówiąc, wszystkie trzy roztwory doświadczalne były wizualnie mętnymi roztworami o prawie jednakowej mętności pozornej. Te doświadczenia wykazały, że środki kontrastowe do ultrasonografii utrzymują się dłużej i/lub mają większą siłę niż znane środki kontrastowe do ultrasonografii, w stopniu użytecznym diagnostycznie.

176 870

Przykład 17.

Z fiolki wydobyto 1,0 ml próbkę środka kontrastowego z przykładu 19 z użyciem 1,0 ml strzykawki wyposażonej w igłę nr 21 i około 0,2 ml umieszczono na szkiełku. Nad cieczą umieszczono szklaną przykrywkę i próbkę umieszczono na stoliku mikroskopu wyposażonego w mikrometr okularowy, komorę o regulowanej temperaturze, 35 mm aparat fotograficzny i kamerę video panasonic.

Emulsję badano pod warstwą oleju w 20°C. W tej temperaturze emulsja składała się z cząstek 0,2 - 0,3 μ m, które wykonywały szybkie ruchy Browna.

Temperaturę zmieniono na 37°C, dokonując obserwacji i rejestrując obrazy. W miarę wzrostu temperatury poszczególne cząstki zwiększały nagle swe wymiary, aż w 37°C emulsja stała się zbiorem pęcherzyków o wielkości 1-3 μ m. Pęcherzyki, w odróżnieniu od emulsji cieczy, łatwo ulegały deformacji. Nie wydawały się jednak zlewać. Po 40 minutach doświadczenia zbiór pęcherzyków pozostawał i trwały.

Przykład 18.

Zbadano znaczenie faktu, że część ciekłej fazy rozproszonej ulega przemianie fazowej z cieczy w gaz w temperaturze ciała organizmu, którego obraz należy uzyskać, w tym przypadku w temperaturze 37°C, dla użyteczności środka kontrastowego do ultrasonografii, poprzez poddanie serii emulsji o różnych ciekłych fazach rozproszonych badaniom wywoływania obrazów ultrasonograficznych w 37°C.

Sporządzono lub zakupiono niżej podane emulsje i ich 1,0 ml próbki podwielokrotne umieszczono w 1000 ml wody w 37°C. Emulsję sporządzoną z użyciem 1-jodoperfluoroetanu wytworzono metodami ujawnionymi przez Longa i innych (opisy patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4767610 i 4897154 oraz japoński opis patentowy nr 2196730). Emulsję sporządzono według ujawnień w japońskich opisach patentowych nr 1609986 i 63060943. Emulsję z trioleanem sporządzono metodą ujawnioną przez Davisa i innych (europejski opis patentowy nr 245019). Treść każdego z tych opisów przytacza się tu jako odnośnik literaturowy. Obrazy ultrasonograficzne roztworu otrzymywano przed dodaniem i po dodaniu, a wyniki wyrażono jako iloczyn procentowego wzmocnienia i okresu czasu, w którym obserwowano to wzmocnienie.

Tabela

Faza rozproszona	Materiał amfifilowy/klasyfikacja	Temperatura wrzenia (°C)	Procentowe wzmocnienie minuty x 1000
Dekafluorobutan	Oktadecyloamina HCl/ka-tionowy	-5,8	625
Dodekafluoropentan	Poloksamer- Zonyl/niejonowy	29	740
Perfluoroheksan	Siarczan dodecylu/anionowy	59	178
Perfluorooktan	Poloksamer- Zonyl/niejonowy	98	24
Perfluorodekalina	Poloksamer- Fosfolipid- Oleinian/mieszany	141	8
1 -Jodoperfluorooktan	Fosfolipid/amfoteiyczny	160	6
Triolean	Fosfolipid/amfoteryczny	235	0,2
Solanka	Nie nadaje się	wytrząśnięto	0,006

Jak wskazano powyżej, korzystnymi preparatami są emulsje, które ulegają pełnej przemianie fazowej w 37°C lub poniżej. Ciecze o wysokim ciśnieniu par, perfluoroheksan i perfluoroktan, których prężność par w temperaturze pokojowej wynosi ponad 2666 Pa, dawały pewien kontrast w porównaniu z poddaną mieszaniu solanką czy perfluorodekaliną, której prężność par w temperaturze pokojowej wynosi poniżj 2666 Pa. Jest to wskazówka, że zastosowanie tych związków jako środków kontrastowych do ultrasonografii może dać

176 870 pewne korzyści, jednak mechanizm wzmacniania przez te materiały nie jest w pełni zrozumiały.

Przykład 19.

Środki kontrastowe do ultrasonografii według niniejszego wynalazku można wytwarzać z użyciem następujących urządzeń i w następujących etapach: mikrofluidyzator Model 110Y, interakcyjna komora ciśnieniowa 96,04x10⁶ Pa; naczynia ciśnieniowe, stal 316, rozmiar 5 litrów i 12 litrów; filtry, octan celulozy, 0,22 /zm; uchwyty filtrów, 142 mm. Sporządzono następujące roztwory: 25% (stężenie wagowe) sorbitol, 12 litrów; 2,5% (stężenie wagowe) perfluorooktanian sodowy (PCR, Inc., Gainsville, FL); 60 g Pluronic P-123, 60 g Zonyl FSO, 7 ml 25% roztworu perfluorooktanianu sodowego, 1 litr, z sonifikacją dla ułatwienia rozpuszczenia (podstawowy roztwór środków powierzchniowo czynnych). Mikrofluidyzator uruchomiono z użyciem roztworu sorbitolu. Komora interakcyjna, orurowania i wężownica chłodząca były pokryte pokruszonym lodem podczas rozdrabniania. Do pięciolitrowego naczynia próżniowego ze sztabką mieszadła, umieszczonego na łaźni lodowej, dodano kolejno: 500 ml roztworu sorbitolu, 500 ml podstawowego roztworu środków powierzchniowo czynnych; 800 ml wody, 200 g dodekafluoropentanu. W naczyniu wytwarzano ciśnienie do 68,96x103 Pa z użyciem azotu w ciągu 45 minut. Suspensję przepuszczano przez mikrofluidyzator w ciągu 45 minut pod ciśnieniem 96,04x106 Pa. Emulsję przeniesiono do naczynia zawierającego 8 litrów 25% sorbitolu o temperaturze 4°C i całość dokładnie wymieszano. Emulsję przeniesiono do 100 ml fiolek z użyciem podwyższego ciśnienia, przepuszczając materiał w trakcie procesu przez filtr 0,22 /zm. Fiołki zatkano i uszczelniono. Amfifilowe materiały z tego przykładu, w tym zawierające fluor środki powierzchniowo czynne i niejonowe blokowe kopolimery polioksypropylenowo-polioksyetylenowe, pozwoliły na otrzymanie preparatu o zadawalającej trwałości.

Przykład 20.

Sporządzono serię roztworów środowisk wodnych, z których każdy zawierał inną ilość materiałów amfifilowych, i zbadano je jako podstawy preparatów.

Roztwór A: Przejrzysty roztwór zawierający 6,0 ml 25% roztworu Pluronic F68, 6,0 ml 50% roztworu PEG 3350, 0,60 ml 0,1M roztworu perfluorooktanianu Tris i 2,4 ml H2O.

Roztwór B: Przejrzysty roztwór zawierający 1,18 ml 25% roztworu Pluronic F68, 6,0 ml 50% roztworu PEG 3350, 0,12 ml 0,1M roztworu perfluorooktanianu Tris i 7,7 ml H2O.

Roztwór C: Mętny roztwór zawierający zżelowany osad otrzymano przez zmieszanie 6,0 ml 50% roztworu pEg 3350,0,75 ml perfluorooktanianu Tris i 1,5 ml H2O. Ten roztwór nie jest biozgodny przy podawaniu dożylnym, ale jest biozgodny przy podawaniu doustnym, dootrzewnowym, doodbytniczym i domacicznym.

Roztwór D: Przejrzysty roztwór otrzymano przez zmieszanie 6,0 ml 25% (stężenie wagowe) roztworu Pluronic F68,6,0 ml 50% (stężenie wagowe) roztworu PEG 3350,0,6 ml 0,1M roztworu perfluorooktanianu Tris i 2,4 ml H2O.

Roztwór E: Przejrzysty roztwór otrzymano przez zmieszanie 6,0 ml 50% (stężenie wagowe) roztworu PEG 3350, 7,5 ml 20% (stężenie wagowe) roztworu FC-430, 0,75 ml perfluorooktanianu Tris i 0,75 ml H2O.

Roztwór F: Przejrzysty roztwór otrzymano przez zmieszanie 1,8 ml 25% (stężenie wagowe) roztworu Pluronic F68, 6,0 ml 50% (stężenie wagowe) roztworu PEG 3350, 0,12 ml 0,1M roztworu perfluorooktanianu Tris i 7,7 ml H2O.

Roztwór G: Przejrzysty roztwór zawierający drobny osad otrzymano przez zmieszanie 3,0 ml Pluronic F68, 3,75 ml (stężenie wagowe) FC-430, 6,0 ml PEG 3350, 0,68 ml perfluorooktanianu Tris i 1,57 ml H2O.

Do 7,0 ml roztworów A-G dodano w 4°C 0,14 ml porcję dodekafluoropentanu. Koloidalną dyspersję wytworzono drogą 40 przejść pomiędzy dwiema strzykawkami z użyciem trój drożnego korka.

Preparat D podano myszom przez wstrzyknięcie go do żyły ogonowej; wartość LD50 wynosiła 20 ml/kg. Preparaty F i G były toksyczne w dawce 10 ml/kg.

176 870

Przykład 21.

Emulsję wytworzono przez zmieszanie 45 ml 20% roztworu PEG 3350, 237 mg Pluronic F68, 0,225 ml Fluorad FC-171, 2,25 ml 0,1M roztworu perfluorooktanianu i 10% (objętościowo) roztworu dodekafluoropentanu. Całość rozdrobniono drogą mieszania z użyciem aparatury składającej się z dwu strzykawek i trójdrożnego korka.

Ten preparat był biozgodny w teście hemolizy. Przez nakłucie serca pobrano od szczura pełną krew (2,0 ml) i umieszczono ją w odgazowanej probówce zawierającej EDTA.), 10 ml próbkę podwielokrotną krwi dodano do 0,20 ml próbki podwielokrotnej powyższego preparatu dla symulacji maksymalnego stężenia we krwi otrzymywanego po dożylnym podaniu dawki 100 ml/kg. Krew mieszano z preparatem przez 2 minuty, a potem próbkę odwirowano. Ciecz znad osadu była przejrzysta, a pastylka była jaskrawoczerwona, co wskazywało na brak hemolizy nawet przy tak ekstremalnie wysokiej dawce.

Ten preparat był także biozgodny w teście ostrej toksyczności, powodując jedynie niewielkie, przejściowe utrudnienie oddychania u myszy po dożylnym podaniu w dawce 20 ml/kg.

Przykład 22.

Preparat zawierający dodekafluoropentan i materiały amfifilowe w wodnych środowiskach badano pod kątem biozgodności i użyteczności jako środka kontrastowego do ultrasonografii. Zmieszano roztwór podstawowy 90 ml 20% PEG 3350, 474 mg Pluronic F-68, 0,45 ml Flurorad FC-171 i 4,5 ml 0,1 M perfluorooktanianu Tris, w wyniku czego otrzymano przejrzysty roztwór. Do 9,0 ml powyższego roztworu dodano 0,18 ml dodekafluoropentanu. Koloidalną dyspersję wytworzono przez rozdrabnianie pomiędzy dwiema 5 ml strzykawkami.

Badaniu echokardiograficznemu poddano psa o wadze 32 kg, zgodnie z modelem opisanym w pracy Keller M.W., Feinstein S.B., Watson D.D.: Succesful left ventricular opacification following peripheral venous injection of sonicated contrast: An experimental evaluation, Am. Heart J. 114: 570d (1987), przy czym pracę tę przytacza się tu jako odnośnik literaturowy. Powyższy preparat podano dożylnie jedenastokrotnie w dawkach 0,05 - 0,75 ml/kg. Dawka 0,05 ml/kg dała jedynie niewielkie wzmocnienie kontrastu w prawej i lewej komorze natychmiast po wstrzyknięciu. Wszystkie dawki od 0,10 do 0,75 ml/kg dały diagnostycznie użyteczne wzmocnienie w komorach. Wstrzyknięcie miało minimalne oddziaływanie na parametry hemodynamiczne.

Emulsję dodekafluoropentanu o stężeniu 10% sporządzono w otrzymanych jak powyżej środowiskach wodnych, a uzyskane wzmocnienie kontrastu porównano z uzyskanym z użyciem 2% preparatu. Przy dawkach 0,20 i 0,25 ml/kg podawanych dożylnie ten preparat dawał intensywne zmatowienie komory serca, z minimalnymi zmianami hemodynamicznymi.

Przykład 23.

Sporządzono emulsję zawierającą bardzo gęste, bardzo lepkie biozgodne środowisko wodne jako fazę ciągłą. Zawierała ona 0,06 ml 15% Pluronic F68, 0,06 ml Zonyl FSO-100, 0,12 ml 5% Zonyl FSN-100, 0,146 ml 0,1 M perfluorooktanianu Tris, pH 7,2. 4,47 ml 76% stężenia wagowego iohexolu (Omnipaque 350, Sterling Winthrop, New York) i 0,6 ml dodekafluoropentanu. Trwały preparat powstał po rozdrobnieniu przez mieszanie w dwu strzykawkach. Zamiast iohexolu można zastosować inne bardzo gęste jodowane kontrasty rentgenowskie, takie jak iopamidol, ioversol, iopentol, iodixomol i inne pokrewne związki. W wyniku zastosowania samej wody jako środowiska fazy ciągłej otrzymano środki kontrastowe, które po wytworzeniu preparatu w kolbie ulegały bardzo szybkiemu osiadaniu. Niniejszy przykład demonstruje użyteczność bardzo gęstego, bardzo lepkiego biozgodnego środowiska wodnego jako fazy ciągłej.

Przykład 24.

Grupę niejonowych blokowych kopolimerów polioksypropylenowo-polioksyetylenowych badano pod kątem ich zdolności działania jako materiałów amfifilowych stabilizujących preparaty dodekafluoropentanowe typu emulsji ciecz-ciecz. Sporządzono następujące roztwory:

176 870

A-1,9 ml 25% Pluronic F-68 i 0,04 ml dodekafluoropentanu

B-1,9 ml 25% Pluronic L-121 i 0,04 ml dodekafluoropentanu

C-1,9 ml 25% Pluronic L-122 i 0,04 ml dodekafluoropentanu

D-1,9 ml 25% Pluronic L-121 i 0,04 ml dodekafluoropentanu

E-1,9 ml 25% Pluronic L-101 i 0,04 ml dodekafluoropentanu

F-1,9 ml 25% Pluronic L-92 i 0,04 ml dodekafluoropentanu

G-1,9 ml 25% Pluronic L-81 i 0,04 ml dodekafluoropentanu

H-1,9 ml 25% Pluronic P-123 i 0,04 ml dodekafluoropentanu

Powyższe roztwory umieszczono w szczelinie zamkniętych szklanych probówkach i poddano mieszaniu przez wirowanie w 4°C w ciągu 10 minut. Wielkość i liczbę zdyspergowanych cząstek fazy dodekafluoropentanowej oceniono wizualnie. Roztwór H dał najmniejsze cząstki.

Przykład 25.

Ustalenie względnej równowagi hydrofilowo-lipofilowej (HLB) to metoda optymalizacji roztworu środka powierzchniowo czynnego dla osiągnięcia najwyższej trwałości. Opisano ją ze szczegółami w Emulsions: Theory and Practice, Paul Becher, 1965, Robert E. Krieger Publishing, Malabar, FL i w podanych tam pozycjach literaturowych, przy czym pracę tę przytacza się tu jako odnośnik literaturowy. Zmieszano roztwory Pluronic L-61 (HLB 3,0) i F-68 (HLB 29) dla uzyskania pośrednich wartości HLB według następującego wzoru:

HLB - fL6i {HLB L61} + f_F68 {HLB F68}

Rzeczywiste roztwory, obliczone wartości HLB i trwałość gotowych preparatów (emulsja dodekafluoroheksanu o stężeniu wagowym 2%) przedstawiono w następującej tabeli:

Tabela

Pluronic L61	Pluronic F68	Względna HLB	Trwałość
9,6 ml	0,4 ml	4	0
8,8	1,2	6	+ + +
8,1	1,9	8	+ + +
7,3	2,7	10	+
6/5	3,5	12	0
5,8	4,2	14	0
5,0	5,0	16	0
4,2	5,8	18	0

= brak trwałości, + = pewna trwałość, + + + najwyższa trwałość

Tak ustalona względna HLB dla perfluoroheksanu wynosiła 6-8.

Najwyższą trwałość emulsji perfluoroheksanu uzyska się z użyciem materiałów amfifilowych o względnych wartościach HLB 6-8, bez względu na ich budowę chemiczną.

Przykład 26.

Środki kontrastowe do ultrasonografii według niniejszego wynalazku można wytwarzać na dużą skalę z użyciem następujących urządzeń i w następujących etapach: mikrofluidyzator Model 110Y, interakcyjna komora ciśnieniowa 96,04x10 ra; naczynia ciśnieniowe, stal 316, rozmiar 5 litrów i 12 litrów; filtry, octan celulozy, 0,22 mikrometry; uchwyty filtrów, 142 mm. Sporządzono następujące roztwory: 25% (stężenie wagowe) sorbitol, 12 litrów; 60 mg Pluronic P-123, 60 g Zonyl FSO, 1 litr, z sonifikacją dla ułatwienia rozpuszczenia (podstawowy roztwór środków powierzchniowo czynnych). Mikrofluidyzator uruchomiono z użyciem roztworu sorbitolu. Komora interakcyjna, orurowanie i wężownica chłodząca były pokryte pokruszonym lodem podczas rozdrabniania. Do pięciolitrowego naczynia próżniowego ze sztabką mieszadła, umieszczonego na łaźni lodowej, dodano kolejno: 500 ml roztworu sorbitolu, 500 ml podstawowego roztworu środków powierzchniowo czynnych; 800 ml wody, 200 g dodekafluoropentanu. W naczyniu wytwarzano ciśnienie do 68,96x'1(r Pa z użyciem azotu w ciągu 45 minut. Suspensję przepuszczano przez mikrofluidyzator w ciągu 45 minut pod ciśnieniem 96,04x10⁶ Pa. Emulsję przeniesiono do naczynia zawierającego 8 litrów 25% sorbitolu o temperaturze 4°C i całość dokładnie wymieszano.

176 870

Emulsję przeniesiono do 100 ml fiolek z użyciem podwyższonego ciśnienia, przepuszczając materiał w trakcie procesu przez filtr 0,22 μ m. Fiolki zatkano i uszczelniono.

Przykład 27.

Wytwarzanie środków według wynalazku polega na użyciu następujących urządzeń i odbywa się w następujących etapach: mikrofluidyzator Model 110Y, interakcyjna komora ciśnieniowa 96,04x10 ra; naczynia ciśnieniowe, stal 316, rozmiar 5 litrów i 12 litrów; filtry, octan celulozy, 0,22 mikrometra; uchwyty filtrów, 142 mm. Sporządzono następujące roztwory: 62,5% (stężenie wagowe) sorbitol, 10 litrów; 41,75 gPluronicP-123,41,75 g Zonyl FSO, 2,5 litra, z sonifikacją dla ułatwienia rozpuszczenia (podstawowy roztwór środków powierzchniowo czynnych). Mikrofluidyzator uruchomiono z użyciem roztworu sorbitolu. Komora interakcyjna, orurowanie i wężownica chłodząca były pokryte pokruszonym lodem podczas rozdrabniania. Do pięciolitrowego naczynia próżniowego ze sztabką mieszadła, umieszczonego na łaźni lodowej, dodano kolejno: 1800 ml podstawowego roztworu środków powierzchniowo czynnych; 200 g dodekafluoropentanu. W trakcie mieszania w naczyniu wytwarzano ciśnienie do 96,04x108 Pa z użyciem azotu w ciągu 45 minut. Suspensję przepuszczano przez mikrofluidyzator w ciągu 45 minut pod ciśnieniem 34,48x10⁶ Pa i w ciągu 60 minut pod ciśnieniem 96,04x10⁶ Pa. Emulsję przeniesiono do naczynia zawierającego 8 litrów 62,5% sorbitolu o temperaturze 4°C i całość dokładnie wymieszano. Emulsję przeniesiono do 100 ml fiolek z użyciem podwyższonego ciśnienia, przepuszczając materiał w trakcie procesu przez filtr 0,22 /zm. Fiolki zatkano i uszczelniono.

Przykład 28.

Wytwarzanie środków według wynalazku polega na użyciu następujących urządzeń i odbywa się w następujących etapach: mikrofluidyzator Model 110Y, interakcyjna komora ciśnieniowa 96,04x10^Pa; naczynia ciśnieniowe, stal 316, rozmiar 5 litrów i 12 litrów; filtry, octan celulozy, 022 mikrometra; uchwyty filtrów, 142 mm. Sporządzono następujące roztwory: 33,3% (stężenie wagowe) sacharoza, 20 litrów; 150 g Pluronic P-123, 150 g Zonyl FSO, 2,5 litra, z sonifikacją dla ułatwienia rozpuszczenia (podstawowy roztwór środków powierzchniowo czynnych). Mikrofluidyzator uruchomiono z użyciem roztworu sacharozy. Komora interakcyjna, orurowanie i wężownica chłodząca były pokryte pokruszonym lodem podczas rozdrabniania. Do pięciofiltrowego naczynia próżniowego ze sztabką mieszadła, umieszczonego na łaźni lodowej, dodano kolejno: 1800 ml podstawowego roztworu środków powierzchniowo czynnych; 333 g dodekafluoropentanu. W trakcie mieszania w naczyniu wytwarzano ciśnienie do 68,96x10³ Pa z użyciem azotu w ciągu 60 minut. Suspesję przepuszczano przez mikrofluidyzator w ciągu 160 minut pod ciśnieniem 96,04x10⁶ Pa, przy zachowaniu łaźni z bieżącą wodą dla chłodzenia komory interakcyjnej do -3,0°C. Emulsję przeniesiono do naczynia zawierającego 18 litrów 33,3% (stężenie wagowe) sacharozy o temperaturze 4°C i całość mieszano przez 45 minut. Emulsję przeniesiono do 20 ml wychłodzonych fiolek z użyciem podwyższonego ciśnienia, przepuszczając materiał w trakcie procesu przez filtr 0,22 μ m. Fiolki zatkano i uszczelniono.

Przykład 29.

Fazę rozproszoną w środkach kontrastowych według wynalazku tworzy się biozgodnego związku chemicznego o temperaturze wrzenia równej lub niższej niż temperatura ciała organizmu, do którego środek ma być podany i który będzie badany ultrasonograficznie po podaniu, tak by dostateczna ilość tego związku chemicznego stała się gazową dyspersją dla zapewnienia diagnostycznie użytecznych zmian w danych ultrasonograficznych otrzymanych podczas badania. Przykład 2 zawiera tabelę temperatury ciała pewnej liczby gatunków, którą można stosować dla właściwego doboru fazy rozproszonej dla ujawnionych środków.

W pewnych warunkach, np. w przypadku organizmów ze stanami gorączkowymi lub badań przeprowadzanych w punktach medycznych położonych na dużych wysokościach, gdzie ciśnienie powietrza jest niższe, jako fazę rozproszoną takich środków kontrastowych do ultrasonografii można by stosować związki chemiczne o temperaturze wrzenia wyższej o do 18°C od normalnej temperatury ciała organizmu.

Ustaliwszy górną granicę temperatury przy doborze niskowrzącej cieczy n a fazę rozproszoną, dolną granicę ustala się według metody wytwarzania. Gdy dostępna aparatura

176 870 zawiera tylko szczelne zamykane naczynia i nie można w naczyniu reakcyjnym wytworzyć próżni podczas procesu wytwarzania koloidalnej dyspersji, to wówczas można stosować wyłącznie fazy rozproszone o temperaturze wrzenia odpowiadającej temperaturze krzepnięcia fazy ciągłej lub wyższej od niej. Przykładowo faza ciągła zawierająca około 25% (stężenie wagowe) iohexolu ma temperaturę krzepnięcia około -6°C. Przy stosowaniu takie fazy ciągłej można upłynnić dowolną nieskowrzącą ciecz o temperaturze wrzenia powyżej -6°C poprzez samo ochłodzenie.

Jeśli jednak istnieje możliwość wytworzenia ciśnienia w naczyniu reakcyjnym, np. z użyciem zbiornika azotu pod ciśnieniem 206,88x103 Pa, to wówczas potencjalnie można upłynnić, a zatem zdyspergować dowolną nieskowrzącą ciecz, nawet te wrzące w temperaturze poniżej temperatury krzepnięcia fazy ciągłej.

Przykład 28 opisuje sposób wytwarzania emulsji z fazą rozproszoną z cieczy wrzącej powyżej temperatury krzepnięcia fazy ciągłej, a poniższy przykład 31 opisuje sposób wytwarzania emulsji przy zastosowaniu zarówno ciśnienia, jak i mrożenia, z użyciem fazy rozproszonej w postaci cieczy wrzącej poniżej temperatury krzepnięcia cieczy fazy ciągłej. Oczywiście każdy związek chemiczny ulegnie skuteczniejszemu zdyspergowaniu dzięki zastosowaniu podwyższonego ciśnienia, dla zmniejszenia odparowywania tych materiałów o znacznym ciśnieniu par, związanego z ich niską temperaturą wrzenia.

Po ustaleniu odpowiedniej temperatury wrzenia cieczy fazy rozproszonej łatwo jest dobrać konkretne użyteczne związki chemiczne na podstawie standardowych testów, takich jak podane w CRC lub podobnym kompedium. Poniżej wymieniono niektóre niskowrzące ciecze uporządkowane według wartości ich temperatury wrzenia.

Wykaz związków chemicznych: temperatura wrzenia w °C

Nazwa chemiczna	Masa cząsteczkowa	Temperatura wrzenia
1	2	3
tetrafluorometan	88	-129,0
nitrozotrifluorometan	99,01	-84,0
trifluorometan	70,02	-84,0
1,2-diffuoroetylen	64	-83,0
1,1-difluoroetylen	64,04	-83,0
trifluorometan	70,01	-82,2
chlorotrifluorometan	104,46	-81,4
heksafluoroetan	138,01	-79,0
perfluoroetan	138,01	-79,0
fluorometan	34,03	-79,0
tetrafluoroetylen	100,02	-76,3
bromotrifluorometan	184,91	-57,9
difluorometan	52,02	-51,6
trifluoroetylen	82,03	-51,0
3,3,3--rifluoropropyn	94,04	-48,3
pentafluoroetan	120	-48,0
1,1,1-trifluoroetan	84,04	-47,3
nitrozopentafluoroetan	149,02	-42,0
chlorodifluorometan	86,47	-40,8
1,1,1,2,3,3-heksafluoro-2,3-difluoropropyl	221	-39,03
tetrafluoroallen	112,03	-38,0
1 -chloro- 1,1,2,2,2-pentafluoroetan	154,47	-38,0
chloropentafluoroetan	154,47	-38,0
fluoroetan	48,06	-37,7
perfluoropropan	188,02	-36,0
heksafluoroazometan	166,03	-31,6
nitrotrifluorometan	115,01	-31,1
dichlorodifluorometan	120,91	-29,8
perfluoropropylen	150,02	-29,4
1,1,2,2-tetraffuoroetan	102,03	-27,0
1,1,1,2-tertrafluoroetan	103,03	-26,5
1-chloro-1,2,2-triffuoroetylen	116,47	-26,2

176 870

Wykaz związków chemicznych: temperatura wrzenia w °C (ciąg dalszy)

1	2	3
chlorotrifluoroetylen	116,47	-26,2
1,1-difluoroetan	66,05	-24,7
perfluoro-2-butyn	162,03	-24,6
1-chloro-1-fluoroetylen	80,5	-24,0
jodotrifluorometan	195,91	-22,5
3,3,3-trifluoropropen	96,05	-21,0
1,1,1,3,3-ppntafluoropropen	132,04	-21,0
(pentafluorotio)trifluorometan	196,06	-20,0
1,1,2,2-tetrafluoroetan	102,04	-19,7
2-chloro-1,1-difluoroeiylen	98,5	-17,7
2-H-heptafluoropropan	170,03	-15,0
1,1,1 -trifluoropropan	98,07	-13,0
bromodifluoronitrozometan	159,92	-12,0
heptafluoro-1 -nitrozopropan	199,03	-12,0
2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoroetan	136,48	-12,0
1 -chloro-1,1,1,2-tetrafluoroetan	136,48	-10,0
2-fluoropropan	62,09	-10,0
chlorofluorometan	68,48	-9,1
oktafluorocyklobutan	200,03	-4,0
3-fluoropropylen	60,07	-3,0
2-chloroheptafluoropropan	204,47	-2,0
1,1,1 ,2,2,3-heksafluoropropan	152,04	-1,4
1,1,1,3,3,3-hhlkiaifuoropropan	152,05	-1,1
2,2-difluoropropan	80,08	-0,4
2-chloro-1,1-difluoroetan	100	-0,1
nitropentafluoroetan	165,02	0,0
perfluoro-2-buten	200,03	0,0
1,1,1,2,2,3-hcksafluoropropan	152,04	1,2
oktafluoro-2-buten	200,04	1,2
perfluorocyklobuten	162,03	3,0
3,3,4,4,4-pentafluoro-1-buten	146	3,0
1,2-dichloro-1,1,2,2-tetrafluoroetan	170,92	3,0
1,1 -dichloro-1,2,2,2--etrafluoroetan	170,92	3,6
^^^^-^<^ic^l^ll^r(^t<^i^irafl^i^oroetan	170,92	3,8
dekafluorobutan	238,03	4,0
dichlorotrifluoroetan	152	4,0
perfluoro-1-buten	200,03	4,8
1,l,2--rrfluoroctan	84,04	5,0
heksafluoro-1,3-butadien	162,03	6,0
2-trifluorometylopropen	110,08	6,0
1,1,1,2,3,3-helkafluoropropan	152,04	6,5
2-chłoro-1,1,1-trifluoroetan	118,49	6,9
2-chłoro-1,3-difluoropropan	114,51	8,0
dichlorofluorometan	102,92	9,0
1-chloro-2-fluoroetylen	80,5	10,0
2-fluoro-1,3-butadien	72,08	12,0
1 -bromoheptafluoropropan	248,9	12,0
jodopentafluoroetan	245,9	12,0
2-(trifluorometylo-1,1,1,3,3,3-	211	12,0
heksafluoropropan
1,1,1 -trifluorodiazoetan	110,04	13,0
1,1 -dichloro-2,2-difluoroetylen	133	19,0
bromofluorometan	112,93	19,0
Fluorinert, FC-87 (znak towarowy 3M)	nie znana	20,0
1,2-dichloro-1,2-difluoroetylen	132,92	21,1
dichlorodifluoroetylen	132,92	21,1
difluorojodometan	177,92	21,6
trichlorofluorometan	137,37	23,7
dibromodifluorometan	209,82	24,5
chlorodifluoronitrometan	131,47	25,0
heptafluoro-1-nitropropan	215,03	25,0

176 870

Wykaz związków chemicznych: temperatura wrzenia w °C (ciąg dalszy)

1	2	3
1,1,2,2,3-pentafluoropropan	134,06	26,0
2,2-dichlo ro-1,1,1 -trifluoroetan	152,9	27,0
oktafluorocyklopenten	211,05	27,0
1,2-dichlorotrifluoroetan	152,9	28,0
perfluoro-1 -penten	250,04	29,0
3,3,4,4,5,5,5-heptafluoro-1-penten	196	30,0
jodotrifluoroetylen	207,9	30,0
3-fluorostyren	122,14	3,0
perfluoropentan	288,04	30,5
1,2-difluoroetan	66,05	30,7
3-metylo-1,1,1-trifluorobutan	126,12	31,0
1,1-dichloro-1 -fluoroetan	116,95	32,0
1-fluoropentan	90,14	32,0
1-fluorobutan	76,11	32,5
2-chloro-1,1,1,4,4,4-heksafluoro-2-buten	198,5	33,0
2-chloro-1,1,1,4,4,4-heksafluorobuten	199	33,0
1,2-chloro-1 -fluoroetylen	115	35,0
1,2-dictho r oheksafl uoropropan	220,93	35,0
bromochlorofluorometan	147,37	36,0
1,1-dichloro-2-fluoroetylen	114,93	37,5

Przykład 30.

Środek kontrastowy różni się od znanych emulsji do wywoływania kontrastu ultrasonograficznego tym, że co najmniej część fazy rozproszonej wrze lub odparowuje po podaniu do organizmu. Obecność tego zdyspergowanego materiału z wyraźną granicą faz ciecz-gaz stanowi podstawę silnego rozproszenia wstecznego promienia akustycznego.

Jednym z testów obecności fazy zdyspergowanego gazu w emulsji jest wpływ zmian ciśnienia na ultrasonograficzne rozproszenie wsteczne związane z dyspersją. Podczas gdy rzeczywiste dyspersje cieczy są w znacznym stopniu niepodatne na siły ściskające, gazowa koloidalna dyspersja wykaże obniżenie akustycznego rozproszenia wstecznego gdy przyłoży się ciśnienie, ze względu na sprężenie gazu i zmniejszenie efektywnego pola przekroju rozproszenia wstecznego.

Układ z przykładu 1 badano pod kątem akustycznego rozproszenia wstecznego w szczelinie zamkniętej zlewce poprzez okienko akustyczne. Układ poddano działaniu ciśnienia i zarejestrowano akustyczne rozproszenie wsteczne. Ze względu na to, że akustyczne rozproszenie wsteczne zmieniło się znacznie po przyłożeniu ciśnienia, wyciągnięto wniosek, iż pewna część fazy rozproszonej znajdowała się w stanie gazowym.

Przykład 31.

Środek kontrastowy można wytworzyć drogą kondensacji fazy rozproszonej ze stanu gazowego zamiast jej rozdrabniania w stanie ciekłym, co obejmuje zastosowanie następujących urządzeń i przeprowadzenie następujących etapów: mikrofluidyzator Model 110Y, interakcyjna komora ciśnieniowa 96,04x10⁸ Pa; naczynia ciśnieniowe, stal 316, rozmiar 5 litrów i 12 litrów; filtry, octan celulozy, 0,22 mikrometra; uchwyty filtrów, 142 mm. Sporządzono następujące roztwory: 36% iohexol, 10 litrów; 41,75 g Pluronic P-123, 41,75 g Zonyl FSO,

2,5 litra, z sonifikacją dla ułatwienia rozpuszczenia (podstawowy roztwór środków powierzchniowo czynnych). Uruchomiono z użyciem roztworu ioheksolu i cały pojemnik ochłodzono do -6°C. Komora interakcyjna, orurowanie i wężownica chłodząca były pokryte pokruszonym lodem podczas procesu kondensacji. Do pięciolitrowego naczynia próżniowego ze sztabką mieszadła, umieszczonego na łaźni lodowej, dodano 1800 ml podstawowego roztworu środków powierzchniowo czynnych. Do komory interajcyjnej dołączono zbiornik z propanem (temperatura wrzenia -42°C) z użyciem gazoszczelnych przyłączy i do komory wprowadzono 200 g propanu. W trakcie mieszania w naczyniu wytwarzano ciśnienie 68,96x103 Pa z użyciem azotu w ciągu 45 minut. Suspensję przepuszczano przez mikrofluidyzator w ciągu 30 minut pod ciśnieniem 34,48x10⁶ Pa i w ciągu 60 minut pod

176 870 ciśnieniem 96,04x10 Pa. Emulsję przeniesiono do naczynia zawierającego 8 litrów wody o temperaturze 4°C i całość dokładnie wymieszano, a następnie przeniesiono do 100 ml fiolek z użyciem podwyższonego ciśnienia, przepuszczając materiał w trakcie procesu przez filtr 0,22 μ m. Fiolki zatkano i uszczelniono. Inne emulsje zawierające inne niskowrzące materiały z przykładu 29 można wytworzyć w podobny sposób, zmieniając fazę rozproszoną i upewniając się, że temperatura i ciśnienie są wystarczające dla upłynnienia materiału fazy rozproszonej.

Przykład 32.

Następujące emulsje wytworzono i zbadano metodami opisanymi w przykładzie 18. Wszystkie roztwory były 2% roztworami w solance. Każdy związek chemiczny w objętości 0,1 cm³ rozdrobniono z 5 cm³ solanki w 25 przejściach poprzez trójdrożny korek. Mieszaninę w objętości 1,0 ml wstrzykiwano natychmiast poprzez 1,2 m,« filtr po poddawanej mieszaniu łaźni wodnej zawierającej 1000 ml o temperaturze 37o C. Uzyskane rozproszenie wsteczne rejestrowano z użyciem Hewlett-Packard 77020A Ultrasound System przy 5,0 mHz.

Związek chemiczny	T.w. (°C)	Ciśnienie par (x10²Pa)	M.cz.	Stopień trwania	Stosunek intensywności
Solanka+powietrze		13,33 w 20°C		1	0,0
Nonan	151	128,3	9	0,5
1,2-Dichloroetan	83	116 w 25°C	98,3	6	0,25
Halotan	50	340 w25°C	197,4	6	0,25
Perfluorodekalina	141	8,8 w 25°C	462,1	9	2,0
Dodekafluoropentan	29	861,1 w 25°C	288,1	24	5,0

Związek chemiczny o najniższej temperaturze wrzenia i najwyższej prężności par, dodekafluoropentan, dał największe rozproszenie wsteczne (najjaśniejszy kontrast), trwające najdłużej i powoli malejące w ciągu 4-5 minut. Wysokowrzące związki chemiczne o niskiej prężności par, nonan i perfluorodekalina, dały pewne rozproszenie wsteczne (mniej wyraźne niż w przypadku dodekafluoropentanu), które raptownie zmniejszyło się w ciągu

1,5 minuty, przy czym rozproszenie wsteczne od perfluorodekaliny byił(^o większe ni:ż od nonanu. Etany, dichloroetan i halotan, również dały minimalne rozproszenie wsteczne, które zmniejszyło się do bazowego w ciągu 1 minuty. Mieszanina solanki i powietrza dała najniższe rozproszenie wsteczne, które utrzymywało się przez 5-10 sekund.

Gdy stopień trwania dla solanki + powietrza przyjmie się za 1, to wówczas ten stopień dla dodekafluoropentanu będzie 24-krotnie wyższy, Jeśli rozproszenie wsteczne oceni się jakościowo w skali od 0 do 5, to solance + powietrzu będzie odpowiadało 0, a dodekafluoropentanowi 5, 1,2-dichloroetanowi, halotanowi i perfluorodekalinie zaś odpowiednio 0,5, 0,25, 0,25 i 2,0.

Przykład 33.

Celem tego badania było ocenienie prawdopodobieństwa wystąpienia zespołu rozdętego płuca niezapadniętego (HNCL) po dożylnym podaniu białym królikom nowozelandzkim emulsji w dawkach skutecznie zapewniających wystąpienie kontrastu ultrasonograficznego. Zespół HNCL wywoływał szereg emulsji fluorowęglowodorowych, w tym 20% Fluosol® (zaakceptowana przez F.D.A. zawierająca chemiczne związki fluoru emulsja opisana w japońskim opisie patentowym nr 1609986, przytoczonym tu jako odnośnik literaturowym), emulsje zawierające bromek perfluorooktylu (opisane w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4987154 przytoczonym tu jako odnośnik literaturowy) i inne emulsje fluorowęglowodorowe (opisane w europejskim opisie patentowym nr 231091, japońskim opisie patentowym nr 63060943, opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4859363, opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5171755 i japońskim opisie patentowym nr 21196730, przytoczonych tu jako odnośniki literaturowe). Mechanizm powstawania zespołu HNCL, jego potencjalna odwracalność i znaczenie kliniczne nie są znane. Zespół charakteryzuje się rozdętymi płucami w trakcie

176 870 sekcji, powiększoną całkowitą objętością płuc, obniżoną średnią ich gęstością i zawartością wykrywalnej ilości podanego fluorowęglowodoru w tkankach. LelandClark, odkrywa HNCL stwierdził (Clark L.C. i inni, Biomat., Art. Cells & Immob. Biotech., 20,1085-1099, 1992, przy czym pracę tę przytacza się tu jako odnośnik literaturowy), że eśli HNCL występuje u innych gatunków (to jest u ludzi), to wówczas wyłącznie fluorowęglowodory wrzące powyżej 150°C można uważać za bezpieczne.

Czterem grupom samców białych królików nowozelandzkich (3 w każdej grupie) podano dożylnie emulsję z przykładu 28 w dawce 0,2 lub 1,0 ml/kg wagi ciała, Fluosol (Alpha Therapeutic Corp.) w dawce 24 ml/kg lub solankę w dawce 24 ml/kg. Dawki dobrano w oparciu o wartości dawek wywołujących kontrast ultrasonograficzny. Podczas podawania i bezpośrednio po nim obserwowano wagę ciała, spożycie pożywienia i stan kliniczny. W 24 godziny po podaniu króliki uśmiercono, wycięto płuca i oceniono stopień rozdęcia, dokonano pomiarów wagi i objętości płuc oraz określono zawartość fluorowęglowodorów w tkance drogą chromatografii gazowej z użyciem analizatora tkanek obszaru szczytowego.

Sekcja wykazała, że płuca królików, które otrzymały solankę lub emulsję z przykładu 28 były normalne i zapadały się po otwarciu klatki piersiowej. Płuca królików, które otrzymały Fluosol wykazywały rozdęcie od umiarkowanego do silnego.

Nie stwierdzono zmian pozabiegowych jeśli chodzi o wagę płuc i stosunek wagi płuc do wagi ciała. Pomiary objętości płuc, stosunku objętości płuc do wagi ciała i gęstości płuc u królików, którym podano emulsję z przykładu 28 wykazały brak zmian w stosunku do osobników kontrolnych. Podanie Fluosolu spowodowało 175% wzrost objętości płuc, 185% wzrost stosunku objętości płuc do wagi ciała i 45% spadek gęstości płuc w stosunku do osobników kontrolnych. Te zmiany były wysoce znaczące (p=0,001).

Dodekafluoropentanu nie wykryto podczas analizy płuc u żadnego zwierzęcia z grupy, której podano emulsję z przykładu 28. Według analizy metoda chromatografii gazowej Fluosol dał cztery główne piki i jeden pik pomniejszy. Wszystkie pięć pików stwierdzono w chromatogramach gazowych próbek tkanek obszaru szczytowego w przypadku zwierząt, które przyjęły Fluosol.

W warunkach badań pojedyncze podanie emulsji z przykładu 28 w dawkach zapewniających doskonały kontrast ultrasonograficzny nie wywoływało jakiegokolwiek rozdęcia płuc i nie wpływało na wagę czy gęstość płuc, a także nie dawało wykrywalnych poziomów dodekafluoropentanu w tkankach płucnych, zatem uważa się, że nie wywołuje ono zespołu rozdętego płuca niezapadniętego u królików.

Emulsje wytworzone znanymi sposobami wywołały ten niebezpieczny stan w dawkach niezbędnych dla zapewnienia kontrastu ultrasonograficznego, podczas gdy nieoczekiwanie emulsje z fluorowęglowodorami wrzącymi zaledwie w 29°C, wytworzone sposobami opisanymi w niniejszym zgłoszeniu, nie wywoływały HNCL.

Przykład 34.

Badania farmakologiczne przeprowadzono na psach mieszańcach, którym w ciągu 5 - 8 sekund podano jednorazowo dożylnie dawkę emulsji z przykładu 28 wynoszącą 0,05,0,10 lub 0,15 ml/kg, i od których pobrano w określonych odstępach czasowych szereg próbek krwi dla ilościowego zbadania zawartości dodekafluoropentanu w kwalifikowanym teście z użyciem chromatografii gazowej. Badano 24 psy, 12 samców i 12 samic, w trzech grupach dawkowania.

Dla danych przyjęto model dwukompartmentowy z dopływem bolusowym i odpływem pierwszego rzędu. Nie było znaczących różnic przy porównywaniu samców i samic oddzielnie lub w trzech grupach dawkowania.

Faza dystrybucji zmieniała się od 0,9 do 1,3 minuty, faza eliminacji zmieniała się od 30 do 48 minut. Czas t_max (czas osiągnięcia maksymalnego stężenia w drugim kompartmencie) zmieniał się od 5,1 do 6,6 minuty. Te wartości czasu eliminacji porównano z wartościami czasu eliminacji znanych emulsji fluorowęglowodorowych, liczonych w miesiącach (patrz Clark i inni, powyżej). Oczywiście korzystny jest środek obrazujący, który jest wydalany z ciała w ciągu godzin.

176 870

Przykład 35.

Sporządzono emulsje dodekafluoropentanu (temperatura wrzenia 28 - 29°C), mieszaniny dodekafluoropentanu i dekafluorobutanu o temperaturze wrzenia 20°C i perfluorocyklopentanu (temperatura wrzenia 22,5°C) i zbadano ich echogeniczność. Emulsje zawierały Fluorad 170 C jako środek powierzchniowo czynny, a wytworzono je przez zastosowanie energii akustycznej z użyciem sonifikatora z łaźnią wodną. Echogeniczność badano przez dodanie 0,2 ml próbki danej emulsji do 1000 ml wody o temperaturze 37°C poprzez filtr 1,2 //m i dokonując pomiaru gęstości wizyjnej metodami opisanymi w przykładzie 1. Emulsje zawierające dodekafluoropentan dawały intensywność 5 sekund według skali szarości po podaniu 58,5 jednostek (tło 2,9), mieszanina fluorowęglowodorów dawała wzrost z 3,0 do 133,3 w tych samych warunkach, a perfluorocyklopentan dał największy wzrost, z 3,6 do 158,9. Tak więc niżej wrzące fluorowęglowodory dawały wyższą echogeniczność niż wyżej wrzące fluorowęglowodory.

Przykład 36.

Użyteczne preparaty środków kontrastowych do ultrasonografii otrzymuje się przez stabilizowanie dyspersji niskowrzących związków chemicznych emulsjami zawierającymi fazę rozproszoną utworzoną ze związków chemicznych, które same nie odparowywują w wymiernym stopniu w temperaturze ciała organizmu badanego ultrasonograficznie. Przykładowo emulsje zawierające fluorowęglowodory lub węglowodory mające wysokowrzące fazy rozproszone, takie jak opisane w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4767410 i 4987154, w japońskich opisach patentowych nr 219^^^>7130,1609986 i 63060943 w europejskim opisie patentowym nr 245019, przytoczonych tu jako odnośniki literaturowe, mogą stanowić podstawę preparatu, którego skuteczność wywoływania rozproszenia wstecznego jest znacznie podwyższona dzięki dodaniu związku chemicznego o wysokiej prężności par. Przykładowo emulsje bromku perfluorooktylu stabilizowane lecytyną mają znacznie wzmożoną echogeniczność gdy do fazy rozproszonej przed rozdrabnianiem doda się perfluorocyklopentanu (temperatura wrzenia = 22°C). Inne niskowrzące organiczne halogenki, węglowodory lub etery mają taki sam wpływ.

176 870

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Środek kontrastowy do ultrasonografii stanowiący roztwór wodny z rozproszonymi w nim mikrokulkami proteinowymi, napełnionymi przynajmniej jednym związkiem chemicznym zawierającym fluor, przy stężeniu mikrokulek proteinowych wynoszącym 1 - 100 x 10⁸ mikrokulek/ml, znamienny tym, że związek chemiczny zawierający fluor jest wybrany z grupy obejmującej oktafluoropropan, dodekafluoropentan i dekafluorobutan, a stężenie wagowe tego związku wynosi 0,00001 -166% w odniesieniu do roztworu wodnego.
2. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że wybranym związkiem jest oktafluoropropan.
3. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że wybranym związkiem jest dodekafluoropentan.
4. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że wybranym związkiem jest dekafluorobutan.