PL182223B1

PL182223B1 - Biokompatybilna faza rozproszona do otrzymywania srodka kontrastowego do badan ultradzwiekowych, srodek kontrastowy do badan ultradzwiekowych, suchy preparat srodka kontrastowego oraz dwuskladnikowy zestaw do otrzymywania srodka kontrastowego do badan ultradzwiekowych PL PL PL

Info

Publication number: PL182223B1
Application number: PL94310172A
Authority: PL
Inventors: Feng Yan; Michel Schneider; Jean Brochot
Original assignee: Bracco Research Sa
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1994-12-01
Publication date: 2001-11-30
Also published as: CZ208995A3; FI953843A; WO1995016467A1; EP0682530A1; AU1033095A; RU2138293C1; CA2154867C; KR960700757A; US6183725B1; FI116365B; ATE234638T1; AU679295B2; HU225495B1; US20040197269A1; ES2192572T3; DE69432295D1; NO314019B1; PT682530E; ZA949983B; DK0682530T3

Abstract

1 . Biokompatybilna faza rozproszona do otrzymywania srodka kontrastowego do badan ultradzwiekowych w postaci do wstrzykiwan, zawierajaca substancje biokompatybilne, gazowe w temperaturze ciala, znamienna tym, ze faza stanowi mie- s zanine gazów (A) i (B), w której gaz (B)jestbiokompatybilnym gazem, zawierajacym fluor, obecnym w ilosci pomiedzy 0,5 i 41% objetosciowych, majacym ciezar czasteczkowy wiekszy niz 80 i rozpuszczalnosc w wodzie wynoszaca ponizej 0,0283 ml gazu na ml wody mierzona w warunkach standardowych, a pozostala czesc 5 9 - 9 9 , 5 % objetosciowych mieszaniny stanowi powietrze, tlen, azot, dwutlenek wegla lub ich mieszaniny. 4. Srodek kontrastowy do badan ultradzwiekowych w postaci do wstrzykiwan, zawierajacy zawiesine wypelnionych ga- zem mikrobabelków lub mikrobaloników w fizjologicznie akceptowanym nosniku wodnym, znamienny tym, ze jako gaz za- wiera mieszanine gazowa gazów (A) i (B), w której gaz (B) jest biokompatybilnym gazem zawierajacym fluor, obecnym w ilosci pomiedzy 0,5 i 41% objetosciowych, majacym ciezar czasteczkowy wiekszy niz 80 i rozpuszczalnosc w wodzie wy- noszaca ponizej 0,0283 ml gazu n a ml wody mierzona w warunkach standardowych, pozostala czesc stanowi powietrze, tlen, azot, dwutlenek wegla lub ich mieszaniny, a nosnik wodny ewentualnie zawiera zwykle srodki powierzchniowo czynne, do- datki i stabilizatory. II. Suchy preparat srodka kontrastowego do badan ultradzwiekowych w postaci mikropecherzyków lub mikrobabelków w atmosferze mieszaniny biokompatybilnych, w temperaturze ciala, gazów, znamienny tym, ze biokompatybilnymi gazami sa mieszaniny gazów (A) i (B), w których gazem (B) jest gaz zawierajacy fluor, majacy ciezar czasteczkowy wiekszy niz 80 i rozpuszczalnosc w wodzie wynoszaca ponizej 0,0283 ml gazu na ml wody w warunkach standardowych, przy czym gaz za- wierajacy fluor jest obecny w mieszaninie w ilosci pomiedzy 0,5 i 41% objetosciowych, a pozostala czesc 59-99,5% objeto- sciowych mieszaniny stanowia powietrze, tlen, azot, dwutlenek wegla i ich mieszaniny. 12. Dwuskladnikowy zestaw do otrzymywania srodka kontrastowego do badan ultradzwiekowych zawierajacy, jako pie- rwszy skladnik suchy preparat srodka kontrastowego do badan ultradzwiekowych w postaci mikropecherzyków lub mikro- baloników w atmosferze mieszaniny biokompatybilnych, w temperaturze ciala, gazów i jako drugi skladnik fizjologicznie akceptowany nosnik wodny, który po zmieszaniu z pierwszym skladnikiem, jako zawiesina dwóch skladników, stanowi srodek kontrastowy do badan ultradzwiekowych, znamienny tym, ze biokompatybilnymi gazami sa mieszaniny gazów (A) i (B), w których gazem (B) jest gaz zawierajacy fluor, majacy ciezar czasteczkowy wiekszy niz 80 i rozpuszczalnosc w wodzie wy- noszaca ponizej 0,0283 ml gazu nam i wody w warunkach standardowych, przy czym gaz zawierajacy fluor jest obecny w mieszaninie w ilosci pomiedzy 0,5 i 41% objetosciowych, a pozostala czesc 59-99,5% objetosciowych mieszaniny stanowia powietrze, tlen, azot, dwutlenek wegla i ich mieszaniny. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest biokompatybilna faza rozproszona do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych. Wynalazek dotyczy także środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych, suchego preparatu środka kontrastowego oraz dwuskładnikowego zestawu do otrzymywania środka kontrastowego, do badań ultradźwiękowych. Ultrasonograficzne środki kontrastowe do wstrzykiwać zawierają zawiesinę mikrocząstek (mikrobąbelki, mikrobaloniki lub mikrokapsułki) niosącą podłoże kontrastowe, oraz fizjologicznie akceptowany płynny nośnik wodny, który zawiera związki powierzchniowo czynne, dodatki i stabilizatory.

Tło wynalazku

Stwierdzenie, że odpowiednie do wstrzykiwań zawiesiny gazowych mikrocząsteczek są użytecznym środkiem kontrastowym do celów diagnostycznych nakierowało badania i poszukiwania na uzyskanie zawiesiny wypełnionych gazem mikrobaloników lub mikrobąbelków o większej stabilności, lepszej oporności na zmiany ciśnienia, dobrych właściwościach generujących echo, łatwych do wytworzenia, użycia i przechowywania. Złożono wiele propozycji środków kontrastowych zawierających takie zawiesiny. Na przykład, wodną zawiesinę użyteczną jako środek kontrastowy do badań ultradźwiękowych opisano w WO-A-91/15244 (Schneider i wsp.), WO-A-92/11873 (Beller i wsp.) lub EP-A-0 077752 (Schering).

W WO-A-91/15244 (Schneider i wsp.) opisano zawiesinę mikrobąbelków zawierającą środek powierzchniowo czynny w postaci uwarstwionej i/lub płytkowej, który tworzył błonkę i ewentualnie zawierający hydrofilowe stabilizatory. Zawiesinę wytwarzano przez poddanie

182 223 środka powierzchniowo czynnego w postaci uwarstwionej działaniu gazu lub powietrza przed lub po wymieszaniu z fazą wodną. Przekształcenie środka powierzchniowo czynnego w postać płytkową prowadzono za pomocą wielu znanych sposobów, włączając homogenizację za pomocą wysokiego ciśnienia lub sonikację za pomocą częstotliwości akustycznych lub ultradźwięków. Stwierdzone stężenie mikrobąbelków w takiej zawiesinie wynosiło pomiędzy 10⁸a 10⁹ bąbelków/ml. Opisywana zawiesina była stosunkowo stabilna w czasie przechowywania.

W WO-A-94/09829 (Schneider i wsp.) opisano, że stężenie fosfolipidów w postaci uwarstwionej i/lub płytkowej używanych do wytwarzania bardzo stabilnej zawiesiny wodnej może być tak niskie, że odpowiada pojedynczej jednocząsteczkowej warstwie fosfolipidu wokół mikrobąbelka w zawiesinie. Stabilne zawiesiny o niskiej zawartości fosfolipidów (aż do kilku pg/ml) przechowywano przez długi okres czasu bez widocznej utraty zawartości mikrobąbelków i zdolności generowania echa.

Sposób zwiększania stabilności zawiesiny mikrobąbelków lub mikrobaloników, używanej jako środek kontrastowy do badań ultradźwiękowych, w odpowiedzi na zmiany ciśnienia pokazano w EP-A-0 554 213 (Schneider i wsp.). Pokazano tam, że można uzyskać znaczące zwiększenie stabilności i zmniejszenie zapadania się mikrobąbelków w odpowiedzi na zmiany ciśnienia po wstrzyknięciu, jeżeli używane powszechnie powietrze, azot lub inne gazy rozpuszczalne, przynajmniej częściowo zastąpi się gazami, których rozpuszczalność w wodzie wyrażona w litrach gazu na litr wody w warunkach standardowych podzielona przez pierwiastek kwadratowy ich masy cząsteczkowej nie przekracza 0,003. Opisane gazy, spełniające to kryterium to, na przykład SeF₆, SF₆, CF₄, C₂F₆, C₂F₈, C₂F₁₀ i tym podobne. Stwierdzono, że gazy te wytwarzają długotrwałe i bardzo stabilne in vivo mikrobaloniki, które z kolei dają obrazy ultrasonograficzne bardzo wysokiej jakości.

W WO-A-92/17212 i WO-A-92/17213 (Klaveness i wsp.) opisano środek kontrastowy zawierający mikrobaloniki, które miały powłokę zrobioną z niebiałkowych usieciowanych lub spolimeryzowanych substancji amfifilicznych (na przykład fosfolipidów) i usieciowanych białek (na przykład albumin). Mikrobaloniki zawierały gazy, takie jak powietrze, tlen, wodór, azot, hel, argon, CH₄, SF₆ lub substancje gazotwórcze, takie jak dwuwęglan sodowy lub amonowy.

W WO-A-93/06869 (Mallinckrodt Medical Inc.) opisuje sposób uzyskiwania obrazów ultrasonograficznych zwierząt stałocieplnych, w którym zwierzętom podaje się akceptowany farmaceutycznie gaz lub mieszaninę gazów i zwierzęta poddaje się ultrasonografii. Gaz lub mieszaninę gazów podaje się zwierzętom przez inhalację, a w czasie kilkuminutowej inhalacji mieszaniną w krwi zwierząt stałocieplnych, tworzą się mikrobaloniki i zmienia się obraz ultrasonograficzny organów. Opisane gazy i mieszaniny obejmują tlen, podtlenek azotu, C₂H₆, CF₆, ksenon, perfluorowęglowodory i tym podobne. Użyteczne gazy i mieszaniny gazów to te, które mają zdolność do tworzenia większych bąbli we krwi, jako przykład mogą służyć ksenon i podtlenek azotu i inne słabo działające ogólne środki znieczulające, takie jak sześciofluorek siarki. Przedstawione mieszaniny zawierają albo 20% tlenu, 60-89% sześciofluorku siarki i/lub 20% azotu, ksenonu, podtlenku azotu lub etylenu, albo 20% tlenu, 20% azotu, 60% ksenonu lub podtlenku azotu. Sposób oparty jest na porównaniu sygnału ultrasonograf cznego uzyskanego w dwóch różnych badaniach. Pierwsze, bezpośrednio przed inhalacją mieszaniny gazów i drugie po pewnym czasie po inhalacji.

Interesujący pomysł opisano w WO-A-93/05819 (Quay). Dokument opisuje emulsje ciekłego dodekafluoropentanu lub dekafluorobutanu i sorbitolu w wodzie, które po wstrzyknięciu tworzą gazowe mikrobąbelki odporne na zmiany ciśnienia zapewniające dobry sygnał ultrasonograficzny. Substancje tworzące emulsję chociaż są ciekłe w temperaturze pokojowej, są bardzo lotne i łatwo parują w temperaturze ciała tworząc zawiesiny gazowe w ciekłym nośniku zawierającym dodatki i stabilizatory, takie jak sorbitol. Po wstrzyknięciu, kropelki tych bardzo lotnych substancji gwałtownie rozpadają się i wytwarzają dużo bardzo trwałych mikrobąbelków. Mikrobąbelki zawierające tylko wybrane substancje, na przykład czysty dodekafluoropentan bez powietrza lub jakiegokolwiek innego gazu stabilizowane są przez związki

182 223 stabilizujące, na przykład sorbitol, Tween®20 i olej sojowy, który znajduje się w płynnym nośniku emulsji. Ogólnie, Quay stwierdził, że sposób ten można stosować w przypadku wielu innych nieciekłych (gazowych) substancji chemicznych, które odpowiadają kryteriom określającym związek pomiędzy gęstością, rozpuszczalnością i stałą dyfuzji (współczynnik Q). Dokument zastrzega, że każdy zgodny biologicznie gaz, którego współczynnik Q jest większy niż 5, jest użyteczny jako środek kontrastowy i przedstawia listę około 180 gazów/cieczy spełniających to kryterium. Z dokumentu wynika, że żeby osiągnąć pożądane własności, środki kontrastowe należy wytwarzać z substancji, których współczynnik Q musi być większy niż 5. Kryterium zdefiniowano jako Q = 4,0 χ 10’⁷ x p/C₅D, w którym p oznacza gęstość gazu, D oznacza stałą dyfuzji gazu w roztworze i C_s oznacza rozpuszczalność gazu w roztworze. Zostało ono otrzymane w wyniku zastosowania prostego modelu, w którym stałą dyfuzji i rozpuszczalność gazów w wodzie zastosowano jako najbliższe przybliżenie rzeczywistości. Środki kontrastowe wytworzone z czystych, to znaczy niezmieszanych, związków wybranych według powyższych kryteriów dały zachęcające wyniki. Testy przeprowadzone na doświadczalnych psach wykazały, że badane środki kontrastowe dają obiecujące wyniki w badaniach sonograficznych mięśnia sercowego po wstrzyknięciu w żyłę obwodową (patrz Beppu S, i wsp., w Proceedings from 66^ώ Scientific Session of the American Hearth Associacion, Atlanta, October 1993). Stwierdzono, że w zależności od dawki, wstrzyknięcie 2,2% emulsji dodekafluoropentanu zapewnia średnią utratę przezroczystości w ciągu 85 minut. Jednakże, przy dawkach przy których uzyskano homogenną utratę przezroczystości lewej strony serca obserwowano spadek nasycenia tlenem krwi tętniczej i zwrot ciśnienia skurczowego tętnic płucnych.

Wiele z wcześniejszych kompozycji ma dużą wartość i znajduje się w fazie intensywnych badań klinicznych. Wiele z nich jest na różnym etapie rozwoju. Jednakże z różnych raportów wynika, że jak dotąd tylko niewielka liczba środków kontrastowych jest zdolna do sprostania pełnemu zakresowi wymogów stawianych przez różne potencjalne zastosowania ultrasonografii. Rzeczywiście, tylko kilka środków kontrastowych jest użytecznych i pomocnych w badaniach medycznych z zastosowaniem techniki diagnostycznej, która z drugiej strony jest jedną z najlepszych nieinwazyjnych metod badania organów w ludzkim ciele. Niewiele środków pozwala na pełne wykorzystanie możliwości ultrasonografii i to ogranicza szersze zastosowanie tej techniki i/lub środków obrazujących. Doświadczenia ze znanymi środkami kontrastowymi wykazały, że niektóre z nich mają niewystarczające rozpraszanie wsteczne co nie zapewnia wystarczająco dobrej intensywności i kontrastu lub zapewniają powstanie odpowiednich obrazów tylko w pewnym procencie badanej populacji, co ogranicza ich zastosowanie jako środka diagnostycznego ogólnego użycia. Inne środki kontrastowe z powodu słabej odporności na zmiany ciśnienia mają zbyt krótki okres półtrwania żeby pozwolić na odpowiednie pomiary lub dać użyteczne obrazy.

Typowo, środki kontrastowe, których mikrobąbelki lub mikrobaloniki wypełnione są gazami o dużej rozpuszczalności w wodzie mają słabą odporność na zmiany ciśnienia. Zawiesiny mikrobaloników, których powłoka zrobiona jest z materiału sztywnego są także nieefektywne, ponieważ nie rezonują wystarczająco w odpowiedzi na fale dźwiękowe. Środki kontrastowe, które mają dużą odporność na zmiany ciśnienia zawierają gazy o niskiej rozpuszczalności w nośniku wodnym. Bezpośrednią konsekwencją małej rozpuszczalności jest niskie tempo resorpcji i powolna eliminacja z ciała. Środki obrazujące wytworzone z takich nierozpuszczalnych gazów pozostają we krwi przez dłuższy okres czasu i powodują ponowne krążenie mikrobaloników, co może z kolei interferować z obrazami otrzymanymi podczas początkowych etapów testu. Takie środki są ogólnie użyteczne do badań lewej strony serca, ale z powodu powolnej resorpcji i eliminacji nie mogą być używane do skutecznego badania perfuzji. Pomiary perfuzji przeważnie prowadzi się przez całkowanie krzywej odpowiedzi sonograficznej, która typowo jest funkcją Gausa, powstającej po „pojedynczym przejściu” środka obrazującego. Recyrkulacja mikrobaloników po „pojedynczym przejściu” jest więc niepożądana, ponieważ powtórny pomiar może spowodować nałożenie się lub zaburzenie wyniku końcowego. Dlatego ogólnie uważa się, że pozostawanie mikrobąbelków i mikrobaloników przez dłuższy czas związane z odpornością na wysokie ciśnienie jest bardziej niepożądane niż pomocne.

182 223

Sonograficzne środki kontrastowe o bardzo trwałych mikrobąbelkach są użyteczne tylko w pewnych badaniach, na przykład Doplerowskich badaniach żył. Środki używane do badania lewej strony serca i skurczy serca powinny dawać klarowne obrazy i powinny mieć dobrą odporność na zmiany ciśnienia, ale nie powinny być nadmiernie trwałe i nie powinny zaburzać obrazów zrobionych zaraz po wstrzyknięciu. Recyrkulacja nie jest cechą pożądaną u związków, które zamierza się użyć w wielu różnych metodach ultrasonograficznych i dających klarowne obrazy. Wysoce pożądana jest zdolność do zmiany odporności na zmiany ciśnienia lub trwałość środków kontrastowych po wstrzyknięciu, to znaczy użycie zawiesiny bąbelków (lub mikrobąbelków) charakteryzującej się odpowiednią odpornością na ciśnienie ale mające kontrolowany okres półtrwania w krwioobiegu. Wymóg ten jest spełniony w poniższym wynalazku.

Podsumowanie wynalazku

Biokompatybilna faza rozproszona do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych w postaci do wstrzykiwań, zawierająca substancje biokompatybilne, gazowe w temperaturze ciała, według wynalazku stanowi mieszaninę gazów (A) i (B), w której gaz (B) jest biokompatybilnym gazem, zawierającym fluor, obecnym w ilości pomiędzy 0,5 i 41% objętościowych, mającym ciężar cząsteczkowy większy niż 80 i rozpuszczalność w wodzie wynoszącą poniżej 0,0283 ml gazu na ml wody mierzoną w warunkach standardowych, a pozostałą część 59-99,5% objętościowych mieszaniny stanowi powietrze, tlen, azot, dwutlenek węgla lub ich mieszaniny.

Korzystnie gaz zawierający fluor wybiera się z grupy zawierającej sześciofluorek siarki SF₆, tetrafluorometan CF₄ heksafluoroetan C₂F₆, heksafluoropropylen C₃F₆, oktafluoropropan C₃F₈, heksafluorobutadien C₄F₆, oktafluorocyklobutan C₄F₈, oktafluoro-2-buten C₄F₈, dekafluorobutan C₄F_]0, perfluorocyklopentan C₅F₁₀, dodekafluoropentan C₅F₁₂ i ich mieszaniny, a korzystniej gaz zawierający fluor jest sześciofluorkiem siarki lub oktafluorocyklobutanem.

Środek kontrastowy do badań ultradźwiękowych w postaci do wstrzykiwań, zawierający zawiesinę wypełnionych gazem mikrobąbelków lub mikrobaloników w fizjologicznie akceptowanym nośniku wodnym według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako gaz zawiera mieszaninę gazową gazów (A) i (B), w której gaz (B) jest biokompatybilnym gazem zawierającym fluor, obecnym w ilości pomiędzy 0,5 i 41% objętościowych, mającym ciężar cząsteczkowy większy niż 80 i rozpuszczalność w wodzie wynoszącą poniżej 0,0283 ml gazu na ml wody mierzoną w warunkach standardowych, pozostałą część stanowi powietrze, tlen, azot, dwutlenek węgla lub ich mieszaniny, a nośnik wodny ewentualnie zawiera zwykłe środki powierzchniowo czynne, dodatki i stabilizatory.

Korzystnie środek zawiera jako gaz zawierający fluor gaz wybrany z grupy zawierającej sześciofluorek siarki SF₆, tetrafluorometan CF₄, heksafluoroetan C₂F₆, heksafluoropropylen C₃F₆, oktafluoropropan C₃F₈, heksafluorobutadien C₄F₆, oktafluorocyklobutan C₄F₈, oktafluoro-2-buten C₄F₈, dekafluorobutan C₄F₁₀, perfluorocyklopentan C₅F₁₀, dodekafluoropentan C₅F₁₂. . .

Korzystnie środek zawiera jako środek powierzchniowo czynny co najmniej jeden tworzący błonę środek powierzchniowo czynny w postaci uwarstwionej i/lub płytkowej i ewentualnie hydrofitowe związki stabilizujące, przy czym korzystniej jako środek powierzchniowo czynny zawiera fosfolipid, przy czym fosfolipid wybiera się z grupy zawierającej kwas fosfatydowy, fosfatydylocholinę, fosfatydyloetanoaminę, fosfatydyloserynę, fosfatydyloglicerynę, fosfatydyloinozytol, kardiolipinę, sfingomielinę lub ich mieszaniny.

Korzystnie wodny nośnik zawiera oprócz fosfolipidów także kopolimery polioksyetylenu i polioksypropylenu i glicerynę.

Korzystnie jako środek według wynalazku zawiera jako środek powierzchniowo czynny olej sojowy, estry alkilowe sorbitanu polioksyetylenu pod nazwą handlową Tween® i/lub sorbitol.

Suchy preparat środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych w postaci mikropęcherzyków lub mikrobaloników w atmosferze mieszaniny biokompatybilnych, w temperaturze

182 223 ciała, gazów, charakteryzuje się tym, że biokompatybilnymi gazami są mieszaniny gazów (A) i (B), w których gazem (B) jest gaz zawierający fluor, mający ciężar cząsteczkowy większy niż 80 i rozpuszczalność w wodzie wynoszącą poniżej 0,0283 ml gazu na ml wody w warunkach standardowych, przy czym gaz zawierający fluor jest obecny w mieszaninie w ilości pomiędzy 0,5 i 41% objętościowych, a pozostałą część 59-99,5% objętościowych mieszaniny stanowią powietrze, tlen, azot, dwutlenek węgla i ich mieszaniny.

Dwuskładnikowy zestaw do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych zawierający, jako pierwszy składnik suchy preparat środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych w postaci mikropęcherzyków lub mikrobaloników w atmosferze mieszaniny biokompatybilnych, w temperaturze ciała, gazów i jako drugi składnik fizjologicznie akceptowany nośnik wodny, który po zmieszaniu z pierwszym składnikiem, jako zawiesina dwóch składników, stanowi środek kontrastowy do badań ultradźwiękowych, charakteryzuje się tym, że biokompatybilnymi gazami są mieszaniny gazów (A) i (B), w których gazem (B) jest gaz zawierający fluor, mający ciężar cząsteczkowy większy niż 80 i rozpuszczalność w wodzie wynoszącą poniżej 0,0283 ml gazu na ml wody w warunkach standardowych, przy czym gaz zawierający fluor jest obecny w mieszaninie w ilości pomiędzy 0,5 i 41% objętościowych, a pozostałą część 59-99,5% objętościowych mieszaniny stanowią powietrze, tlen, azot, dwutlenek węgla i ich mieszaniny, przy czym korzystnie gaz zawierający fluor wybiera się z grupy zawierającej sześciofluorek siarki SF₆, tetrafluorometan CF₄, heksafluoroetan C₂F₆, heksafluoropropylen C₃F₆, oktafluoropropan C₃F₈, heksafluorobutadien C₄F₆, oktafluorocyklobutan C₄F₈, oktafluoro-2-buten C₄F₈, dekafluorobutan C₄F₁₀, perfluorocyklopentan C₅F₁₀, dodekafluoropentan C₅F₁₂ i ich mieszaniny.

Krótko podsumowując, przedmiotem wynalazku jest biokompatybilna faza rozproszona do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych w postaci do wstrzykiwań, mająca formę mikrobąbelków lub mikrobaloników zawierające przynajmniej dwa biokompatybilne, w temperaturze ciała gazowe, substancje A i B tworzące mieszaninę, która w zawiesinie ze zwykłymi środkami powierzchniowo czynnymi, dodatkami i stabilizatorami daje użyteczny ultrasonograficzny środek kontrastowy. Przynajmniej jeden ze składników (B) jest gazem którego ciężar cząsteczkowy wynosi powyżej 80 i którego rozpuszczalność w wodzie wynosi poniżej 0,0283 ml gazu na ml wody w warunkach standardowych. W tym dokumencie rozpuszczalność gazu odnosi się do współczynnika Bunsena i ciężar cząsteczkowy powyżej 80 uważany jest za stosunkowo wysoki, natomiast ciężar cząsteczkowy poniżej 80 daltonów uważany jest za stosunkowo niski. Mieszanina może więc być określona jako mieszanina, w której większą część mieszaniny stanowi gaz lub gazy o „stosunkowo niskim” ciężarze cząsteczkowym, a mniejszą część mieszaniny stanowi gaz lub gazy o „stosunkowo wysokim” ciężarze cząsteczkowym.

Po napełnieniu fazą rozproszoną do otrzymywania środka kontrastowego według wynalazku i rozproszeniu w wodnym nośniku przeważnie zawierającym środki powierzchniowo czynne, dodatki i stabilizatory, tworzą się mikrobąbelki, które stanowią środek kontrastowy do badań ultradźwiękowych w formie do wstrzykiwań o kontrolowanej oporności na zmiany ciśnienia i modulowanej trwałości po wstrzyknięciu. Oprócz mikrobąbelków środek kontrastowy według wynalazku zawiera środki powierzchniowo czynne stabilizujące znikającą gazowo/płynną powłokę mikrobąbelków i ewentualnie związki hydrofitowe i inne dodatki. Dodatki obejmują kopolimery blokowe polioksypropylenu i polioksyetylenu (poloxamery), polioksyetylenosorbitany, sorbitol, polialkilenostearyniany gliceryny, polioksyetylenorycynolany gliceryny, homo- i kopolimery poliglikoli alkilenowych, olej sojowy i jego uwodornione pochodne, etery i estry sacharozy lub innych węglowodanów z kwasami tłuszczowymi, alkoholami tłuszczowymi, glicerydy oleju sojowego, dekstran, sacharoza i węglowodany. Środki powierzchniowo czynne mogą być typu tworzącego błonę lub typu nie tworzącego błony i obejmują polimeryzujące związki amfifiliczne typu linoleilo-lektyn lub polidodekan etylenowy. Korzystnie środki powierzchniowo czynne zawierają jeden lub

182 223 więcej środków powierzchniowo czynnych typu tworzącego błonę w postaci uwarstwionej lub płytkowej wybranych z grupy zawierającej kwas fosfatydowy, fosfatydylocholinę, fosfatydyloetanoloaminę, fosfatydyloserynę, fosfatydyloglicerynę, fosfatydyloinozytol, kardiolipinę, sfingomielinę i ich mieszaniny.

Środek kontrastowy można wytworzyć przez zawieszenie w fizjologicznie akceptowanym nośniku przeważnie zawierającym środki powierzchniowo czynne i stabilizatory, wypełnionych gazem mikrobąbelków lub mikrobaloników zawierających mieszaninę gazów, z których przynajmniej jeden jest gazem, którego minimalną efektywną ilość w mieszaninie można określić wzorem:

B_c% - K/e^bMwt + C w którym B_c% (objętościowych) oznacza całkowitą ilość składnika B w mieszaninie, K, C i b są stałymi o wartościach odpowiednio, 140, -10,8 i 0,012, Mwt oznacza ciężar cząsteczkowy składnika B, który osiąga 80. Środek kontrastowy według wynalazku zawiera zawiesinę mikrobąbelków lub mikrobaloników o doskonałej odporności na zmiany ciśnienia i kontrolowanym tempie resorpcji.

Wynalazek obejmuje także zestaw zawierający suchą formę, która przeważnie przechowywana jest pod mieszaniną gazów i/lub cieczy, które w temperaturze ciała zmieniają się w gazy. Po rozproszeniu w fizjologicznie akceptowanym ciekłym nośniku sucha forma mieszaniny gazów i/lub cieczy wytwarza środek kontrastowy według wynalazku. Opisano także sposób przechowywania i liofilizowania formy w obecności fazy rozproszonej do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych.

W opisie podano także sposób wytwarzania środka kontrastowego z mikrobąbelkami zawierającymi fazę rozproszoną do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych, a także ich użycie w obrazowaniu organów ludzkich i zwierzęcych.

Krótki opis rysunków

Figura 1 przedstawia schematyczną prezentację fazy rozproszonej do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych wykonane opisanym sposobem.

Figura 2 przedstawia schematyczny diagram zależności ciśnienia krytycznego (Pc) fazy rozproszonej od ilości wybranego gazu.

Figura 3 przedstawia schematyczny diagram zależności ciśnienia krytycznego (Pc) fazy rozproszonej wykonanego na oktacyklobutanie (C₄F₈) (figura 3B), dodekafluoropentanie (C₅F_]2) (figura 3A) od ilości wybranego gazu w mieszaninie.

Figura 4 przedstawia diagram zależności minimalnej ilości gazu w mieszaninie od ciężaru cząsteczkowego.

Figura 5 (Utrata przezroczystości lewej strony serca po dożylnym wstrzyknięciu śwince morskiej) jest graficznym przedstawieniem odpowiedzi echonograficznej lewej strony serca świnki morskiej in vivo w zależności od czasu, po dożylnym wstrzyknięciu fazy rozproszonej zawierającej różne stężenia sześciofluorku (SF₆).

Figura 6 (Utrata przezroczystości mięśnia sercowego po dotętniczym wstrzyknięciu królikowi) jest przedstawieniem odpowiedzi echonograficznej in vivo w zależności od czasu, po wstrzyknięciu fazy rozproszonej zawierającej różne stężenia oktafluoro-2-butenu (C₄F₈).

Szczegółowy opis wynalazku

Wynalazek ten jest oparty na niespodziewanym stwierdzeniu, że faza rozproszona do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych zawierająca baloniki napełnione przynajmniej dwiema biokompatybilnymi substancjami gazowymi lub substancjami gazowymi w temperaturze ciała, substancją A (składnik główny lub składnik o stosunkowo niskim ciężarze cząsteczkowym i substancjąB (składnik aktywujący lub składnik o stosunkowo wysokim ciężarze cząsteczkowym) pozwala na uzyskanie, w zawiesinie ze zwykłymi środkami powierzchniowo czynnymi, dodatkami i stabilizatorami, nadającego się do wstrzykiwań ultra

182 223 sonograficznego środka kontrastowego, który łączy w sobie pożądaną odporność na ciśnienie i krótszy półokres krążenia, a oba te parametry można dowolnie kontrolować.

Dopóki przynajmniej jedna z substancji (aktywująca) lub składników mieszaniny o ciężarze cząsteczkowym większym niż 80 (stosunkowo wysoki ciężar cząsteczkowy) jest obecna w fazie rozproszonej w pewnej minimalnej ilości i dopóki rozpuszczalność w wodzie takiej substancji wynosi poniżej 0,0283 ml gazu na ml wody w warunkach standardowych, faza rozproszona do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych zapewnia własności echonograficzne tak dobre jak uzyskane dla pojedynczych czystych substancji. Przez słowo „aktywujący” rozumie się substancję lub składnik mieszaniny, który umożliwia mieszaninie, biorąc pod uwagę dawanie echa i oporność na ciśnienie, zachowywanie się tak jak lub prawie tak jak taka substancja lub składnik pojedynczo (w czystej postaci). Ilość pierwszego składnika, składnika aktywującego lub o wysokim ciężarze cząsteczkowym, w fazie rozproszonej w większości przypadków waha się od 0,5 procenta objętościowego (dla substancji o wysokim ciężarze cząsteczkowym i małej rozpuszczalności w wodzie) do 41% objętościowych.

Doświadczenia wykazały, że substancje o ciężarze cząsteczkowym poniżej 80 („niski ciężar cząsteczkowy”) są nieprzydatne jako aktywujące składniki fazy rozproszonej i że górny limit ciężaru cząsteczkowego jest trudny do przewidzenia, ponieważ wszystkie testowane składniki były efektywne dopóki ich ciężar cząsteczkowy był stosunkowo wysoki, to znaczy powyżej 80. Stwierdzono, że związki o ciężarze cząsteczkowym około 240, takie jak dekafluorobutan lub 290, takie jak perfluoropentan są efektywnymi składnikami aktywującymi.

Istnieją także pewne wskazówki, że substancje takie jak ester 2-hydroksytrimetylowy kwasu 1,2,3-nonadakano-trikarboksylowego o ciężarze cząsteczkowym niewiele ponad 500 też może być użyty jako składnik aktywujący, o wysokim ciężarze cząsteczkowym. Drugi „główny” składnik jest obecny w ilości odpowiednio 50 do 99,5% objętościowych i może być gazem lub gazami, których rozpuszczalność w wodzie jest większa niż rozpuszczalność azotu (0,0144 ml/ml wody w warunkach standardowych). Drugi składnik korzystnie jest tlenem, powietrzem, azotem, dwutlenkiem węgla, lub ich mieszaniną, a bardziej korzystnie tlenem lub powietrzem. Jednakże, jako składnik A można użyć mniej powszechnych gazów, takich jak argon, ksenon, krypton, CHC1F₂ lub podtlenek azotu. Niektóre z mniej powszechnych gazów mają ciężar cząsteczkowy większy niż ciężar cząsteczkowy O₂, N₂, powietrze czy CO₂, na przykład powyżej 80, ale ich rozpuszczalność w wodzie jest podobna do rozpuszczalności gazów z kategorii B, to znaczy wynosi powyżej 0,0283 ml/ml wody.

Zupełnie niespodziewanie stwierdzono, że zawieszenie w wodnym nośniku mieszaniny utworzonej z tak mało jak 0,5% objętościowego substancji, takiej jak dodekafluoropentan lub 0,8% objętościowego dekafluorobutanu w mieszaninie z powietrzem wytwarza mikrobąbelki dające doskonałe obrazy sonograficzne in vivo i są odporne na zmiany ciśnienia. Było to szczególnie zdumiewające, ponieważ przedtem uważano za niezbędne, że w celu uzyskania dobrych obrazów sonograficznych lewej strony serca lub mięśnia sercowego substancje te i wiele innych muszą być używane w 100% stężeniu, to znaczy w czystej formie (bez powietrza). Doświadczenia z mieszaninami zawierającymi różne ilości substancji o niskiej rozpuszczalności w wodzie i powietrza wykazały, że uzyskane obrazy sonograficzne są tak dobre jak te, które otrzymano w podobnych warunkach za pomocą środków kontrastowych zawierających tylko czyste substancje.

Poprzednie badania wykazały, że gwałtowna eliminacja mikrobąbelków powietrza z krwioobiegu zachodzi, ponieważ ten fizjologicznie korzystny gaz jest szybko resorbowany przez roztwór i nieprzezroczystość mikrobąbelków jest zmniejszana przez różne środki powierzchniowo czynne, dodatki i stabilizatory. Na początku ulepszania wynalazku jako rozwiązanie problemu spadku nieprzezroczystości zaproponowano użycie mikrobaloników lub mikropojemniczków ze ścianami z substancji stałej. Zaproponowano mikropojemniczki ze ścianami zrobionymi z naturalnych lub syntetycznych polimerów, takich jak podwójna warstwa lipidowa (liposomy) lub zdenaturowane białka, takie jak albumina wypełnione

182 223 powietrzem lub CO₂. Słaba odporność na zmiany ciśnienia i w konsekwencji spadek zdolności wytwarzania echa w starszych środkach kontrastowych stymulowało poszukiwania cząstek gazowych o większej odporności na zmiany ciśnienia występujące w systemie krwionośnym. Zaproponowano więc do napełniania inne gazy, takie jak sześciofluorek siarki, a ostatnio dodekafluoropentan.

Doświadczenia z tymi gazami wykazały, że po wstrzyknięciu zawiesiny mikrobąbelków wytworzonych z tych gazów wziętych pojedynczo, są one rzeczywiście bardzo odporne na zapadanie się w systemie krwionośnym. W wyniku tych pierwszych badań wytypowano prawie 200 różnych gazów jako potencjalnie użyteczne do wytwarzania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych.

Tak więc zupełnie niespodziewanie stwierdzono, że mieszając tlen lub powietrze z niektórymi z tych odpornych na ciśnienie gazów można otrzymać środek do badań ultradźwiękowych, który jest lepiej tolerowany fizjologicznie i/lub ma krótszy półokres resorpcji niż czysty sześciofluorek siarki czy dodekafluoropentan, ciągle zachowując dobrą odporność na zmiany ciśnienia każdego z tych gazów wziętego pojedynczo.

Uważa się, że takie niespotykane zachowanie się fazy rozproszonej do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych według wynalazku wynika z faktu, że dyfuzja powietrza zachodząca z mikrobąbelków zawierających mieszaninę gazów do otaczającego płynu jest spowolniona przez duże cząsteczki gazu lub gazów, których rozpuszczalność w wodzie jest prawie taka sama lub niższa niż powietrza lub tlenu.

Chociaż przyczyna takiego niespotykanego zachowania jest niewyjaśniona, uważa się, że cząsteczki gazu o wysokim ciężarze cząsteczkowym, nawet w bardzo małej ilości, „zatykają dziury” w otoczce mikrobąbelków i w ten sposób uniemożliwiają przezbłonową dyfuzję gazu o niskim ciężarze cząsteczkowym. Graficzne przedstawienie tego modelu pokazano na fig. 1, na której mikrobalonik zawierający powietrze (1) zmieszane z gazem, którego ciężar cząsteczkowy wynosi powyżej 80 (2) jest rozpuszczony w wodnej fazie rozproszonej (3). Zewnętrzna nieprzezroczysta warstwa (4) stabilizowana przez środki powierzchniowo czynne (na przykład fosfolipidy) utrzymuje mieszaninę gazów określonej objętości zdefiniowanej przez mikrobąbelek. Aktywujący lub występujący w mniejszej ilości gaz B jest jednorodnie rozproszony w objętości mikrobąbelka i charakteryzuje się wolniejszą dyfuzją i całkowicie blokuje pory w podobnej do błonki otoczce ze środka powierzchniowo czynnego, jaka spontanicznie wytwarza się w roztworze wodnym. W ten sposób uniemożliwia on gwałtowne uwalnianie się mniejszego i typowo lepiej rozpuszczalnego głównego składnika A. Z drugiej strony, aktywujący lub występujący w mniejszej ilości gazowy składnik (B) wykazuje większe niż tlen lub powietrze powinowactwo do lipofilnej części środka powierzchniowo czynnego używanego do stabilizacji nieprzezroczystej powłoki. Tak więc według innej hipotezy gazy te mają skłonność do gromadzenia się w pobliżu błony hamując lub zwalniając dyfuzję mniejszych gazów przez błonę. Bez względu jak jest naprawdę, zebrane dane doświadczalne sugerują, że do wytworzenia fazy rozproszonej do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych według wynalazku, w mieszaninie konieczna jest taka ilość gazu aktywującego, która odpowiada ilości koniecznej do zablokowania porów w odpowiednim materiale błony lub ilości niezbędnej do wytworzenia pojedynczej warstwy gazu na wewnętrznej powierzchni mikrobąbelka. Tak więc, minimalna ilość konieczna odpowiada ilości niezbędnej do zablokowania porów lub pokrycia wewnętrznej powierzchni błony mikrobąbelka w celu uniemożliwienia ucieczki lub resorpcji składnika o niskim ciężarze cząsteczkowym.

Ponadto uważa się, że doskonałe własności fazy rozproszonej do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych według wynalazku wynikają z połączonego użycia azotu, dwutlenku węgla, tlenu lub powietrza (przede wszystkim mieszaniny tlenu/azotu) z innymi gazami. Funkcjonalnie, takie biologicznie i fizjologicznie kompatybilne gazy stanowią ważną cechę opisywanej fazy rozproszonej i nadają jej najlepsze własności. Chociaż, fazę rozproszoną do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych według

182 223 wynalazku można wytworzyć z wielu różnych innych gazów służących jako składnik główny lub składnik A, tlen i powietrze są najbardziej korzystne. W kontekście tego dokumentu powietrze traktowane jest jako gaz Jednoskładnikowy”.

Fazę rozproszoną do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych według wynalazku o wysokiej odporności na zmiany ciśnienia połączonej ze stosunkowo szybką resorpcją otrzymuje się jeżeli używa się gazu lub gazów, których rozpuszczalność w wodzie jest większa niż 0,0144 ml/ml wody i których ciężar cząsteczkowy jest przeważnie poniżej 80. Gazy takie jak tlen lub powietrze zmieszane z substancjami, które są gazami w temperaturze ciała, ale które w temperaturze pokojowej mogą być w stanie ciekłym, wytwarzają fazę rozproszoną do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych, która ma wszystkie zalety gazów zawartych w mieszaninie. Innymi słowy, taka mieszanina po wstrzyknięciu w postaci zawiesiny mikrobąbelków daje wyraźne i ostre obrazy o dużym kontraście (typowe dla mikrobąbelków o dobrej odporności na zmiany ciśnienia) i jednocześnie są tak samo dobrze resorbowane jak mikrobąbelki napełnione samym powietrzem lub tlenem. Tak więc łącząc powietrze, azot, dwutlenek węgla lub tlen z pewną określoną ilością znanych biokompatybilnych substancji o wysokim ciężarze cząsteczkowym, które są gazami w temperaturze ciała otrzymano fazę rozproszoną do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych o ważnych i zupełnie niespodziewanych właściwościach. Jak to wyjaśniono powyżej, faza ta posiada to co najlepsze w jego składnikach, to znaczy dobrą odporność na zmiany ciśnienia jednego składnika i stosunkowo szybką resorpcję drugiego, w ten sposób eliminuje niedogodności każdego z tych składników wziętych pojedynczo. Jest to szczególnie zdumiewające, ponieważ można się spodziewać, że własności obu składników uzupełnia się tylko częściowo.

Takie biokompatybilne substancje w postaci gazowej lub ciekłej są użyteczne do wytwarzania fazy rozproszonej do otrzymywania środka kontrastowego według wynalazku, dopóki ich ciężar cząsteczkowy jest większy niż 80, a rozpuszczalność w wodzie wynosi poniżej 0,0283 ml gazu na ml wody w warunkach standardowych. Chociaż w połączeniu z odpowiednimi środkami powierzchniowo czynnymi i stabilizatorami jako substancji B do wytwarzania fazy rozproszonej do otrzymywania środka kontrastowego według wynalazku można użyć gazów, takich jak sześciofluorek siarki, tetrafluorometan, chlorotrifluorometan, dichlorodifluorometan, bromotrifluorometan, bromochlorodifluorometan, dibromodifluorometan, dichlorotetrafluoroetan, chloropentafluoroetan, heksafluoroetan, heksafluoropropylen, oktafluoropropan, heksafluorobutadien, oktafluoro-2-buten, oktafluorocyklobutan, dekafluorobutan, perfluorocyklopentan, dodekafluoropentan, a bardziej korzystnie sześciofluorek siarki i/lub oktafluorocyklobutan, faza ta jako substancję B korzystnie zawiera gazy wybrane z grupy zawierającej sześciofluorek siarki, tetrafluorometan, heksafluoroetan, heksafluoropropylen, oktafluoropropan, heksafluorobutadien, oktafluoro-2-buten, oktafluorocyklobutan, dekafluorobutan, perfluorocyklopentan, dodekafluoropentan, a bardziej korzystnie sześciofluorek siarki i/lub oktafluorocyklobutan.

Inną zdumiewającą i niespodziewaną cechą fazy rozproszonej do otrzymywania środka kontrastowego według wynalazku był fakt, że po zastosowaniu w stosunku do tej fazy kryterium WO 93/05819 współczynnik Q dla mieszaniny gazów wynosił poniżej 5. Jest to zdumiewające, ponieważ według WO 93/05819 fazy rozproszone posiadające współczynnik Q poniżej 5 nie znajdują się w grupie gazów odpowiednich do wytwarzania użytecznego środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych. Pomimo tego, stwierdzono, że chociaż jednorodna mieszanina gazów według wynalazku ma współczynnik Q poniżej 5, to ciągle stanowi środek kontrastowy użyteczny do wykonywania badań ultradźwiękowych.

Po napełnieniu fazą rozproszoną do otrzymywania środka kontrastowego według wynalazku i rozproszeniu w wodnym nośniku przeważnie zawierającym środki powierzchniowo czynne, dodatki i stabilizatory, tworzą się mikrobąbelki, które stanowią użyteczny środek kontrastowy do badań ultradźwiękowych. Oprócz mikrobąbelków środek kontrastowy według wynalazku zawiera środki powierzchniowo czynne, dodatki i stabilizatory. Środki powierzchniowo

182 223 czynne mogą zawierać jeden lub więcej tworzących błonę środków powierzchniowo czynnych w postaci uwarstwionej lub płytkowej i są używane do stabilizacji znikającej gazowo/płynnej powłoki mikrobąbelków. Mogą być także użyte związki nawadniające i/lub hydrofilowe związki stabilizujące, takie jak poliglikol etylenowy, węglowodany, takie jak laktoza lub sacharoza, dekstran, skrobia i inne polisacharydy, lub inne tradycyjne dodatki, takie jak poliglikol oksypropylenowy i poliglikol oksyetylenowy, etery alkoholi tłuszczowych z poliglikolami alkilenowymi, estry kwasów tłuszczowych z polioksyalkilowanym sorbitanem, mydła, polialkilenostearyniany gliceryny, polioksyetylenorycynolany gliceryny, homo- i kopolimery poliglikoli alkilenowych, polietoksylowany olej sojowy i olej rycynowy i ich uwodornione pochodne, etery i estry sacharozy lub innych węglowodanów z kwasami tłuszczowymi, alkoholami tłuszczowymi, które mogą być ewentualnie polioksyalkilowane, mono- di i triglicerydy nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych, glicerydy oleju sojowego i sacharozy.

Środki powierzchniowo czynne mogą być typu tworzącego błonę lub typu nie tworzącego błony i obejmują polimeryzujące związki amfifiliczne typu linoleilolektyn lub polidodekan etylenowy. Korzystnie środki powierzchniowo czynne są typu tworzącego błonę, a bardziej korzystnie są wybrane z grupy zawierającej kwas fosfatydowy, fosfatydylocholinę, fosfatydyloetanoaminę, fosfatydyloserynę, fosfatydyloglicerynę, fosfatydyloinozytol, kardiolipinę, sfingomielinę i ich mieszaniny.

Zrozumiałe jest, że wynalazek nie jest ograniczony do środków kontrastowych w których jako nośnika fazy rozproszonej do otrzymywania środka kontrastowego według wynalazku używa się tylko mikrobąbelków. Mogą być tradycyjnie używane każde odpowiednie cząsteczki napełnione fazą rozproszoną na przykład liposomy lub mikrobaloniki mające powłokę wytworzoną z syntetycznych lub naturalnych polimerów lub białek. Stwierdzono więc, że mikrobaloniki otrzymane z albuminy lub liposomy lub porowate cząsteczki estru etylowego jodipamidu po napełnieniu fazą rozproszoną do otrzymywania środka kontrastowego według wynalazku stanowią dobry środek kontrastowy do badań ultradźwiękowych. Zawiesiny w których mikrobąbelki były stabilizowane sorbitolem lub niejonowym środkiem powierzchniowo czynnym, takim jak kopolimery polioksyetylenu/polioksypropylenu (znane w handlu jako Pluronic®) wykazywały równie dobre zdolności tworzenia obrazów jak oryginalne formy wytworzone z pojedynczych czystych substancji. Dlatego uważa się, że wynalazek stanowi bardziej ogólne podejście do problemu wytwarzania faz rozproszonych do badań ultradźwiękowych i daje lepszy pogląd na problematykę badań ultradźwiękowych, a także zapewnia lepszą kontrolę właściwości środka kontrastowego. Faza rozproszona i środek kontrastowy zawierający tę fazę są więc uważane za produkty umożliwiające postęp badań ultradźwiękowych.

Środek kontrastowy wytwarza się w sposób następujący: mieszaninę gazów zawierającą przynajmniej dwa składniki zawiesza się w fizjologicznie akceptowanym nośniku wodnym, zawierającym przeważnie środki powierzchniowo czynne i stabilizatory, w taki sposób, że przyjmuje ona formę wypełnionych gazem mikrobąbelków lub mikrobaloników, w których minimalną efektywną ilość w mieszaninie przynajmniej jednego gazowego składnika (B) można określić wzorem:

B_c% = K/e^bMwt + C w którym B_c% (objętościowy) oznacza całkowitą ilość składnika B w mieszaninie, K i C są stałymi o wartościach odpowiednio, 140, -10,8, Mwt oznacza ciężar cząsteczkowy składnika B, który osiąga 80, a b jest wartością określaną przez złożoną funkcję temperatury i grubości błony (warstwy lipidowej, która stabilizuje mikrobąbelki) jednakże, ponieważ temperatura ciała jest stała, a struktura stabilizującej błony nie zależy od stężenia lipidu, wartość b znajduje się w przedziale pomiędzy 0, 011 i 0,012 i może być uważana za stałą

182 223

Środek kontrastowy wytworzony tym sposobem zawiera zawiesinę mikrobąbelków lub mikrobaloników o doskonałej odporności na zmiany ciśnienia i stosunkowo szybkiej resorpcji. Obie te właściwości są kontrolowane w zakresie jaki jest praktycznie możliwy dla środków do badań ultradźwiękowych.

Według opisanych powyżej kryteriów możliwe jest wytworzenie środka kontrastowego o pożądanej charakterystyce wychodząc z dowolnej dostępnej nietoksycznej („popularnej”) substancji, która w temperaturze ciała jest gazem i która ma ciężar cząsteczkowy i rozpuszczalność w wodzie takie, jak opisano powyżej.

Przed wstrzyknięciem formę zawierającą zliofilizowane, tworzące błonę środki powierzchniowo czynne i ewentualnie, związki nawadniające, takie jak poliglikol etylenowy lub inne tradycyjne związki hydrofilowe, miesza się z fizjologicznie akceptowanym nośnikiem wodnym w celu wytworzenia środka kontrastowego opisanym sposobem. Korzystnie, tworzącym błonę środkiem powierzchniowo czynnym jest fosfolipid wybrany z grupy zawierającej kwas fosfatydowy, fosfatydylocholinę, fosfatydyloetanoaminę, fosfatydyloserynę, fosfatydyloglicerynę, fosfatydyloinozytol, kardiolipinę, sfingomielinę i ich mieszaniny.

W wariancie wynalazku, stabilizacja znikającej gazowo/płynnej powłoki mikrobąbelków jest zapewniona dzięki zastosowaniu niejonowego środka powierzchniowo czynnego, takiego jak kopolimery polioksyetylenu i polioksypropylenu w połączeniu z tworzącym błonę środkiem powierzchniowo czynnym, takim jak dipalmitoilofosfadytylogliceryna. Tak jak poprzednio, wodny nośnik może zawierać dodatki hydrofilowe, takie jak glicerol, PEG, sorbitol i tym podobne. Ponadto, użyteczne środki według wynalazku można wytworzyć z roztworu soli zawierającego Tween® 20, sorbitol, olej sojowy i ewentualnie inne dodatki.

Opisano także dwuskładnikowy zestaw zawierający, jako pierwszy składnik suchą formę środka powierzchniowo czynnego, dodatków i stabilizatorów przechowywaną pod postacją mieszaniny gazów i jako drugi składnik fizjologicznie akceptowany nośnik wodny, który po doprowadzeniu do kontaktu z pierwszym składnikiem wytwarza środek kontrastowy do badań ultradźwiękowych. Zestaw może zawierać system dwóch osobnych pojemników zawierających każdy ze składników, które są ze sobą tak połączone, że możliwe jest łatwe zmieszanie składników przed użyciem środka kontrastowego. Pojemnik zawierający suchą formę jednocześnie będzie zawierał fazę rozproszoną do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych według wynalazku. Dla wygody, zestaw może mieć formę wcześniej napełnionej dwupojemnikowej strzykawki z możliwością umieszczenia na jednym z końców igły· ,

Środek kontrastowy według wynalazku stosuje się w ultrasonografii organów ludzkich i zwierzęcych.

Jeżeli fazy rozproszonej do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych wytworzonego opisanym sposobem używa się do ultrasonografii organów ludzkich i zwierzęcych, to podaje się je pacjentowi w formie zawiesiny wodnej w opisanym powyżej fizjologicznie akceptowanym nośniku wodnym, a następnie pacjenta skanuje się sondą ultradźwiękową, w ten sposób otrzymując obraz organu lub części ciała. Następujące przykłady ilustrują wynalazek:

Przykład 1

Wielowarstwowe pojemniczki (MLV) wytworzono rozpuszczając w kolbie okrągłodennej 120 mg diarachidoilofosfatydylocholiny (DAPC, Avanti Polar Lipids) i 5 mg kwasu dipalmitoilofosfadytylowego (DPPA, Avanti Polar Lipids) w 25 ml mieszaniny heksan/etanol (8/2, v/v) i odparowując rozpuszczalnik do suchej substancji na wyparce rotacyjnej. Pozostałą błonę lipidową osusza się w suszarce podciśnieniowej i po dodaniu wody (5 ml), mieszaninę inkubuje się wytrząsając przez 30 minut w temperaturze 90°C. Pozostały roztwór przepuszcza się przez filtr poliwęglanowy 0,8 pm w temperaturze 85°C (Nuclepore®). Taki preparat dodaje się do 45 ml wodnego roztworu 167 mg/mł dekstranu 10000 MW (Fluka). Roztwór dokładnie się miesza i przenosi do 500 ml kolby okrągłodennej, zamraża do temperatury - 45°C i liofilizuje pod ciśnieniem 13,33 kPa. Całkowitą sublimację lodu uzyskuje się w ciągu nocy. Porcje

182 223 (100 mg) powstałego liofilizatu wprowadza się do 20 ml szklanych naczyniek. Naczyńka zamyka się gumowymi korkami i z naczyniek usuwa powietrze pod obniżonym ciśnieniem. Przekłuwając się przez korek za pomocą igły, do naczyniek wprowadza się mieszaninę powietrza i różnej ilości sześciofluorku siarki.

Zawiesinę bąbelków otrzymuje się wstrzykując do każdego naczyńka 10 ml 3% wodnego roztworu gliceryny i intensywne mieszanie. Powstającą zawiesinę mikrobąbelków przelicza się na hemocytometrze. Średnia wielkość bąbelka wynosi 2,0 pm. Pomiary in vitro (według EP-A-0554213) ciśnienia krytycznego (P_c), zdolności dawania echa (to znaczy współczynnika rozpraszania wstecznego) i liczby bąbelków dla różnych próbek przedstawiono w tabeli 1.

Tabela 1

Próbka	Powietrze % obj.	SF_Ć% obj.	Współczynnik Q	Pc kPa	Echogeniczność 1/ (cm · sr) x 100	Stężenie (bąbelki /ml)
A	100	0	1,0	57	1,6	1,5 x 10⁸
B	95	5	1,3	91	2,1	1,4 χ 10⁸
c	90	10	1,6	113	2,4	1,5 x 10⁸
D	75	25	3,1	135	2,3	1,4 x 10⁸
E	65	35	4,7	141	2,4	1,5 x 100⁸
F	59	41	5,8	144	2,4	1,6 x 10⁸
G	0	100	722,3	153	2,3	1,5 x 10⁸

Jak można zauważyć z przedstawionych wyników, mikrobąbelki zawierające 100% powietrza (próbka A) mają słabą odporność na ciśnienie. Jednakże, dodatek tylko 5% SF₆ powoduje znaczący wzrost odporności na ciśnienie (próbka B). Dodatek 25% SF₆ powoduje, że odporność na ciśnienie jest prawie takie samo jak bąbelka zawierającego 100% ŚF₆. Z drugiej strony stężenie bąbelków, średnia wielkość bąbelka i współczynnik rozpraszania wstecznego są prawie niezależne od procentowej zawartości SF₆.

Powstałą zawiesinę wstrzyknięto dożylnie świnkom morskim (Pitman Moore) w dawce 0,5 ml na 10 kg i nagrano na odtwarzaczu wideo obraz jamy lewej komory. Pomiary echograficzne in vivo prowadzono przy użyciu systemu ultradźwiękowego Acuson ΧΡ128 (Acuson Corp. USA) i 7 MHz przetwornika sektorowego. Intensywność kontrastu mierzono za pomocą densytometru video przy użyciu analizatora obrazów (Dextra Inc.). Figura 5 przedstawia densytometryczne nagrania video lewej strony serca świnki morskiej. Ponownie obserwowano znaczącą różnicę pomiędzy próbką zawierającą 100% powietrza (próbka A) i próbką zawierającą 95% powietrza (próbka B). Szczególnie, po dodaniu 5% SF₆ osiągnięto prawie maksymalną intensywność, a bardzo gwałtowny wzrost uzyskano także w przypadku czasu półtrwania w krwioobiegu. Dodanie 10% SF₆ nie spowodowało dalszego wzrostu intensywności, a tylko wydłużyło czas półtrwania. Z przykładu wynika, że użycie więcej niż 10% do 25% SF₆ w mieszaninie gazów nie stanowi realnej korzyści. Warto zauważyć, że wartości współczynnika Q uzyskane dla użytych mieszanin były poniżej krytycznej wartości 5 określonej w WO-A-93/05819.

Przykład 2

Porcje (25 mg) liofilizatu PEG/DAPC/DPPA wytworzonego tak, jak opisano w przykładzie 1 (używając PEG 4000 zamiast dekstranu 10000) wprowadza się do 10 ml szklanych naczyniek. Worki do pobierania próbek Tedlar® napełnia się powietrzem i oktafluorocyklobutanem (C₄F₈). Za pomocą strzykawki z worka pobiera się znaną objętość gazu i miesza się za pomocą trój drożnego systemu zaworów odcinających. Wybrane mieszaniny gazów wprowadza się do szklanych naczyniek (wcześniej pozbawionych powietrza). Następnie liofilizaty zawiesza się w 2,5 ml solanki (0,9% NaCl). Poniżej przedstawiono wyniki pomiarów

182 223 oporności na ciśnienie, stężenia bąbelków i współczynnika rozpraszania wstecznego zawiesiny. W przypadku mikrobąbelków zawierających 100% C₄F₈ odporność na ciśnienie osiągnęła 300 kPa (w przypadku powietrza 57 kPa). Ponownie obserwowano znaczący wzrost odporności na ciśnienie już po dodaniu tylko 5% C₄F₈ (P_c = 156 kPa). Po dotętniczym wstrzyknięciu królikowi (0,03 ml/kg) zauważono niewielkie wydłużenie działania kontrastującego na mięsień sercowy już po dodaniu 2% C₄F₈ (w porównaniu z powietrzem). Jednakże, po dodaniu 5% C₄F₈ czas trwania działania kontrastującego wzrósł znacząco, jak gdyby powyżej wartości progowej dla odporności na ciśnienie bardzo wzrosła poświata bąbelków (patrz fig. 6).

Tabela 2

Próbka	Powietrze % obj.	c₄F₈% obj.	Współczynnik Q	Pc kPa	Echogeniczność 1 / (cm· sr) χ 100	Stężenie (bąbelki /ml)
A	100	0	1,0	57	1,6	1,8 χ 10⁸
B	95	5	1,4	156	2,2	3,1 χ 10⁸
c	90	10	1,7	203	3,1	4,7 χ 10⁸
D	75	25	3,3	256	3,5	4,9 χ 10⁸
E	65	35	4,6	279	3,4	4,3 χ 10⁸
F	59	41	5,5	291	2,8	4,0 χ 10⁸
G	0	100	1531	300	2,3	3,8 χ 10⁸

Ponownie taka kombinacja gazów zapewniła otrzymanie bardzo dobrych obrazów już przy 5% gazu B w mieszaninie, a doskonałe obrazy lewej strony serca uzyskano przy użyciu mieszaniny zawierającej do 25% oktafluorocyklobutanu.

Odpowiedni diagram opisujący ciśnienie krytyczne jako funkcję ilości C₄F₈ w mieszaninie przedstawiono na fig. 2. W tym przykładzie znowu wykazano, że użycie mieszaniny gazów pozwala znacząco poprawić odporność na ciśnienie bąbelków powietrza dodając po prostu małą ilość gazu o wysokim ciężarze cząsteczkowym i niskiej rozpuszczalności. Figura pokazuje, że przez odpowiednie wybranie mieszaniny gazów staje się możliwe uzyskanie każdej pożądanej odporności na ciśnienie.

Przykład 3

Użyto tego samego liofilizatu co w przykładzie 5. Fazę przeciwgazową otrzymano z dodekafluoropentanu (C₅F₁₂) i powietrza. W temperaturze pokojowej C₅F₁₂ jest cieczą i ma temperaturę wrzenia 29,5°C. 24 ml szklane naczyńka zawierające 50 mg liofilizatu PEG/DAPC/DPPA wytworzonego tak, jak opisano w przykładzie 5 umieszczono w warunkach obniżonego ciśnienia, zamknięto w warunkach obniżonego ciśnienia i ogrzano do temperatury 45°C. Do naczyniek znajdujących się ciągle w temperaturze 45°C wstrzyknięto przez korek gumowy małą objętość (kilka mikrolitrów) C₅F₁₂. Następnie do naczyniek wprowadzono powietrze, żeby przywrócić ciśnienie atmosferyczne. Po oziębieniu do temperatury pokojowej do naczyniek wstrzyknięto przez korek gumowy solankę (5 ml) i naczyńka intensywnie wytrząsano. Rzeczywistą zawartość procentową C₅F|₂ w fazie gazowej obliczono, zakładając całkowite wyparowanie wprowadzonego płynu. Jest to szacunek zawyżony, ponieważ w tej temperaturze część płynu nie przechodzi w fazę gazową. Jak pokazano na fig. 3, wzrost odporności na ciśnienie stwierdza się już po dodaniu do powietrza 0,5% C₅F₁₂. Po dodaniu 1,4% C₅F₁₂ odporność na ciśnienie osiąga 173 kPa. Także te zawiesiny wstrzyknięto dożylnie świnkom morskim (0,5 ml na 15 kg). Intensywność mierzono videodensytometrycznie tak, jak opisano w przykładzie 1. Jak pokazano w tabeli 3 maksymalną intensywność uzyskano już przy 1,4% C₅F₁₂. Zwiększenie procentowej zawartości C₅F_I2 powodowało wydłużenie czasu półtrwania (t_I/2) i wzrost AUC. Czas półtiwania określono jako czas upływający od momentu wstrzyknięcia do momentu, w którym intensywność spadła o 50% od wartości maksymalnej. Obszar pod krzywą(AUC) mierzono do upływu t_1/2.

182 223

Tabela 3

Próbka	Powietrze % obj.	c₅F_I2% obj.	Współczynnik Q	Pc kPa	Echogeniczność (cm sr)’¹	Stężenie (bąbelki/ml)	11/2 sek	Intensywności poziomu szarości	AUC* (I1/2)
A	100	0	l,o	57	0,017	1,8 χ 10’	11	22	78
B	99,5	0,5	1,0	107	-	-	-	-	-
C	98,6	1,4	1,1	177	0,026	3,9 χ 10⁸	14	97	609
D	97,1	2,9	1,4	243	0,028	3,9 χ 10⁸	17	98	860
E	94,2	5,8	1,7	393	0,040	5,2 χ 10⁸	59	99	3682
F	85,5	14,5	3,4	525	0,036	4,5 χ 10⁸	78	97	5141

♦ Szacunek

Przykłady 1-3 pokazują także, że w przeciwieństwie do opisu zamieszczonego w WO-A-93/05819 możliwe jest otrzymanie doskonałych środków zwiększających kontrast z mieszaniny gazów, których wartości współczynnika Q są mniejsze, a w pewnych przypadkach znacznie poniżej niż 5.

Przykład 4 mg diarachidoilofosfatydylocholiny (DAPC), 2,4 mg kwasu dipalmitoilofosfadytylowego (DPPA) oba z Avanti Polar Lipids (USA) i 3,94 poliglikolu etylenowego (PEG 4000 z Siegfried) rozpuszcza się w temperaturze 60°C w tert-butanolu (20 ml) w kolbie okrągłodennej. Klarowny roztwór gwałtownie oziębia się do temperatury -45°C i liofilizuje. Porcje (25 mg) powstałej białej zbrylonej substancji wprowadza się do 10 ml szklanych naczyniek.

Worki do pobierania próbek Tedlar® napełnia się gazami, jeden powietrzem, a drugi sześciofluorkiem siarki (SF₆). Przy pomocy strzykawki z każdego worka przez przegrodę pobiera się określoną wcześniej objętość gazu i miesza się za pomocą trójdrożnego systemu zaworów odcinających. Powstające mieszaniny gazów wprowadza się do 10 ml szklanych naczyniek, wcześniej pozbawionych powietrza i zamkniętych gumowymi korkami pod obniżonym ciśnieniem. Siedem naczyniek zawierających gazowe mieszaniny powietrza i SF₆w różnych proporcjach. Rzeczywistą zawartość procentową SF₆ w fazie gazowej określono densytometrycznie (densytometr A. Paar). Następnie przez gumowe korki do każdego naczyńka wstrzykuje się solankę (0,9% NaCl) (5 ml na naczyńko) i proszek rozpuszcza się intensywnie mieszając.

Powstającą zawiesinę mikrobąbelków bada się in vitro i in vivo. Odporność na ciśnienie określa się nefelometrycznie, a współczynnik rozpraszania wstecznego za pomocą echa pulsowego (oba sposoby opisane są w EP-A-0554213). Stężenie bąbelków i średnią wielkość bąbelka określa się przy użyciu Coulter Multisizer II (Coulter Electronics Ltd.). Uzyskane wyniki są takie same jak uzyskane w przykładzie 1.

Tabela 4

Gaz A	Gaz B	Gaz B % obj.	P_ckPa	Gaz A Mwt	Gaz B	Rozpuszczalność* Gaz A	Rozpuszczalność* Gaz B
O₂	c₄f₈c₄f₈c₄f₈	0 5 10	53 149 197	32	200	0,083	0,016
co₂	c₄f₈c₄f₈ C4F₈	0 5 10	67 272	44	200	0,74	0,016

182 223 ciąg dalszy tabeli 4

1	2	3	4	5	6	7	8
CHC1F₂	c₄f₈c₄f₈c₄f₈	0 5 10	141 217	86,5	200	0,78	0,016
Ksenon	c₄f₈c₄f₈c₄f₈	0 5 10	67 196 241	131	200	0,108	0,016
sf₆	c₄f₈C₄F ₈c₄F₈	0 5 10	165 212 257	146	200	0,005	0,016
n₂	sf₆sf₆sf₆	0 5 10	73 107 144	28	146	0,0144	0,005
cf₄	sf₆sf₆sf₆	0 5 10	112 121 141	82	146	0,0038	0,005
Ksenon	sf₆sf₆sf₆	0 5 10	67 89 111	131	146	0,108	0,005

* Współczynnik Bunsena

Przykład 5

Liofilizat PEG/DSPC/DPPG wytworzono tak, jak opisano w przykładzie 4 przy użyciu 30 mg distearoilofosfatydylocholiny (DSPC) i 30 mg dipalmitoilofosfadytylogliceryny (DPPG) (oba z SYGENA, Szwajcaria). Porcje (25 mg) powstałej białej zbrylonej substancji wprowadza się do 10 ml szklanych naczyniek. Różne mieszaniny gazów wprowadza się do różnych naczyniek przez pobranie odpowiedniej objętości z napełnionych gazami worków do pobierania próbek typu Tedlar®. W tabeli 4 pokazano badane mieszaniny gazów, ich ciężar cząsteczkowy i rozpuszczalność (wyrażoną jako współczynnik Bunsena) i odporność mikrobąbelków na ciśnienie. Szczególnie interesujące jest, że gazy o wysokiej rozpuszczalności, takie jak CO₂, ksenon, CHC1F₂, które same nie są dobre do wytwarzania stabilnych i odpornych bąbelków, po dodaniu niewielkiej ilości gazów, takich jak SF₆ czy C₄F₈ dają bardzo stabilne bąbelki.

Przykład 6

Opisany sposób zastosowano do zawiesiny mikrobąbelków wytworzonej tak, jak opisano w przykładzie 1 WO 92/11873. Do 80 ml wody destylowanej dodaje się 3 g Pluronic® F68 (kopolimer polioksyetylenu- polioksypropylenu o ciężarze cząsteczkowym 8400), 1 g dipalmitoilofosfadytylogliceryny i 3,6 g gliceryny. Po podgrzaniu do temperatury około 80°Ć uzyskuje się klarowny homogenny roztwór. Roztwór oziębia się do temperatury pokojowej i doprowadza objętość do 100 ml. Zawiesinę mikrobąbelków wytwarza się za pomocą dwóch strzykawek połączonych trój drożnym zaworem. Jedną strzykawkę napełnia się 5 ml roztworu, a drugą napełnia się 0,5 ml powietrza lub mieszaniny powietrze/C₄F₈ (patrz tabela 5). Trój drożny zawór napełnia się roztworem zanim połączy się ją ze strzykawką zawierającą gaz. Przez alternatywne manipulowanie dwoma zaworami, przenosi się roztwór z jednej do drugiej strzykawki (5 razy w każdym kierunku) do uzyskania mlecznego roztworu. Po rozcieńczeniu (1/50) wodą destylowaną nasyconą powietrzem zmierzono odporność na ciśnienie (P_c). Porcje zawiesiny wstrzykuje się dotętniczo uśpionemu królikowi (0,03 ml/kg), nagrywa sonograficzne obrazy lewej komory. Określa się obszar pod krzywą (AUC) i czas półtrwania (t_1/2). Przy użyciu 5% C₄F₈ stwierdzono znaczący wzrost czasu półtrwania i AUC (w porównaniu do powietrza). Podobne wyniki otrzymano dla 5% C₅F₁₂

182 223

Przykład 7

Zawiesinę mikrobąbelków otrzymano tak, jak opisano w WO-A-93/05819 używając mieszaniny powietrza i oktafluorocyklobutanu (C₄F₈). Otrzymano wodny roztwór zawierający sorbitol (20 g), NaCl (0,9 g), olej sojowy (6 ml), Tween 20 (0,5 ml) i doprowadzono objętość do 100 ml wodą destylowaną. 10 ml tego roztworu nabrano w 10 ml strzykawkę. Drugą 10 ml strzykawkę napełniono mieszaniną powietrza i C₄F₈. Obie strzykawki łączy się trój drożnym systemem zaworów odcinających. Przez 20-krotne alternatywne manipulowanie dwoma zaworami uzyskuje się mleczny roztwór. Zbadano odporność na ciśnienie powstającej zawiesiny. Oprócz tego porcję zawiesiny wstrzyknięto dotętniczo uśpionemu królikowi (0,1 ml/kg) i nagrano sonograficzne obrazy lewej komory. Nie stwierdzono wystąpienia żadnego kontrastu w lewej komorze dla zawiesiny zawierającej 1%, a nawet 5% C₄F₈. Jednakże uzyskano spadek przezroczystości lewej komory dla zawiesiny zawierającej 1%, a większe dla zawiesiny zawierającej 5% C₅F₁₂.

Tabela 6

Powietrze % obj.	c₄f₈% obj.	Spadek przezroczystości prawa komora	Spadek przezroczystości lewa komora	Powietrze % obj.	c₅f,₂% obj.	Spadek przezroczystości prawa komora	Spadek przezroczystości lewa komora
100	0	+	-	100	0	+	-
99	1	+	-	99	1	+	+
95	5	4-4-	-	95	5	++	+4-

brak spadku przezroczystości „+” średni spadek przezroczystości „++” dobry spadek przezroczystości

Przykład 8

Liofilizat PEG/DSPC/DPPG wytworzono tak, jak opisano w przykładzie 4 przy użyciu 30 mg distearoilofosfatydylocholiny (DSPC) i 30 mg dipalmitoilofosfadytylogliceryny (DPPG) (oba z SYGENA, Szwajcaria). Porcje (25 mg) powstałej białej zbrylonej substancji wprowadza się do 10 ml szklanych naczyniek. Różne mieszaniny gazów wprowadza się do różnych naczyniek przez pobranie odpowiedniej objętości z napełnionych gazami worków do pobierania próbek typu Tedlar®. W tabeli 7 pokazano badane mieszaniny gazów i odporność mikrobąbelków na ciśnienie. Warto zauważyć, że gaz o wysokim ciężarze cząsteczkowym może być nawet mieszaniną dwóch lub więcej gazów o wysokim ciężarze cząsteczkowym i rozpuszczalności (wyrażonej jako współczynnik Bunsena) poniżej 0,0283. Zamiast pojedynczego gazu (B) można użyć mieszaniny dwóch lub więcej gazowych składników aktywujących. Chociaż w tym przykładzie ciśnienie krytyczne jest proporcjonalne do procentowej zawartości cięższego z dwóch składników, uważa się, że inne połączenie gazów może w przyszłości zmniejszyć całkowitą ilość nierozpuszczalnego gazu w mieszaninie.

182 223 ciśnienie krytyczne (kPa)

% gazu B w mieszaninie

Fig. 2

182 223

Fig. 3A

% objętości C₅F₁₂ w powietrzu Fig. 38

182 223

Ilość gazu B % w mieszaninie

Ciążar cząsteczkowy

1000

Fig.4

182 223

Średnia intensywność pixela (0-255)

Fig. 5

182 223

Średnia intensywność pixela (0-255)

Fig. 6

182 223

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Biokompatybilna faza rozproszona do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych w postaci do wstrzykiwań, zawierająca substancje biokompatybilne, gazowe w temperaturze ciała, znamienna tym, że faza stanowi mieszaninę gazów (A) i (B), w której gaz (B) jest biokompatybilnym gazem, zawierającym fluor, obecnym w ilości pomiędzy 0,5 i 41% objętościowych, mającym ciężar cząsteczkowy większy niż 80 i rozpuszczalność w wodzie wynoszącą poniżej 0,0283 ml gazu na ml wody mierzoną w warunkach standardowych, a pozostałą część 59-99,5% objętościowych mieszaniny stanowi powietrze, tlen, azot, dwutlenek węgla lub ich mieszaniny.
2. Faza rozproszona według zastrz. 1, znamienna tym, że gaz zawierający fluor wybiera się z grupy zawierającej sześciofluorek siarki SF₆, tetrafluorometan CF₄, heksafluoroetan C₂F₆, heksafluoropropylen C₃F₆, oktafluoropropan C₃F₈, heksafluorobutadien C₄F₆, oktafluorocyklobutan C₄F₈, oktafluoro-2-buten C₄F₈, dekafluorobutan C₄F₁₀, perfluorocyklopentan C₅F|₀, dodekafluoropentan C₅F₁₂ i ich mieszaniny.
3. Faza rozproszona według zastrz. 2, znamienna tym, że gaz zawierający fluor jest sześciofluorkiem siarki lub oktafluorocyklobutanem.
4. Środek kontrastowy do badań ultradźwiękowych w postaci do wstrzykiwań, zawierający zawiesinę wypełnionych gazem mikrobąbelków lub mikrobaloników w fizjologicznie akceptowanym nośniku wodnym, znamienny tym, że jako gaz zawiera mieszaninę gazową gazów (A) i (B), w której gaz (B) jest biokompatybilnym gazem zawierającym fluor, obecnym w ilości pomiędzy 0,5 i 41% objętościowych, mającym ciężar cząsteczkowy większy niż 80 i rozpuszczalność w wodzie wynoszącą poniżej 0,0283 ml gazu na ml wody mierzoną w warunkach standardowych, pozostałą część stanowi powietrze, tlen, azot, dwutlenek węgla lub ich mieszaniny, a nośnik wodny ewentualnie zawiera zwykłe środki powierzchniowo czynne, dodatki i stabilizatory.
5. Środek według zastrz. 4, znamienny tym, że gaz zawierający fluor wybiera się z grupy zawierającej sześciofluorek siarki SF₆, tetrafluorometan CF₄, heksafluoroetan C₂F₆, heksafluoropropylen C₃F₆, oktafluoropropan C₃F₈, heksafluorobutadien C₄F₆, oktafluorocyklobutan C₄F₈, oktafluoro-2-buten C₄F₈, dekafluorobutan C₄F_I0, perfluorocyklopentan C₅F₁₀, dodekafluoropentan C₅F_i2 i ich mieszaniny.
6. Środek według zastrz. 4, znamienny tym, że środek powierzchniowo czynny zawiera co najmniej jeden tworzący błonę środek powierzchniowo czynny w postaci uwarstwionej i/lub płytkowej i ewentualnie hydrofitowe związki stabilizujące.
7. Środek według zastrz. 6, znamienny tym, że jako środek powierzchniowo czynny zawiera fosfolipid.
8. Środek według zastrz. 7, znamienny tym, że fosfolipid wybiera się z grupy zawierającej kwas fosfatydowy, fosfatydylocholinę, fosfatydyloetanoloaminę, fosfatydyloserynę, fosfatydyloglicerynę, fosfatydyloinozytol, kardiolipinę, sfingomielinę lub ich mieszaniny.

182 223
9. Środek według zastrz. 7, znamienny tym, że oprócz fosfolipidów wodny nośnik zawiera także kopolimery polioksyetylenu i polioksypropylenu i glicerynę.
10. Środek według zastrz. 4, znamienny tym, że jako środek powierzchniowo czynny zawiera olej sojowy, estry alkilowe sorbitanu polioksyetylenu i/lub sorbitol.
11. Suchy preparat środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych w postaci mikropęcherzyków lub mikrobąbelków w atmosferze mieszaniny biokompatybilnych, w temperaturze ciała, gazów, znamienny tym, że biokompatybilnymi gazami są mieszaniny gazów (A) i (B), w których gazem (B) jest gaz zawierający fluor, mający ciężar cząsteczkowy większy niż 80 i rozpuszczalność w wodzie wynoszącą poniżej 0,0283 ml gazu na ml wody w warunkach standardowych, przy czym gaz zawierający fluor jest obecny w mieszaninie w ilości pomiędzy 0,5 i 41% objętościowych, a pozostała część 59-99,5% objętościowych mieszaniny stanowią powietrze, tlen, azot, dwutlenek węgla i ich mieszaniny.
12. Dwuskładnikowy zestaw do otrzymywania środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych zawierający, jako pierwszy składnik suchy preparat środka kontrastowego do badań ultradźwiękowych w postaci mikropęcherzyków lub mikrobaloników w atmosferze mieszaniny biokompatybilnych, w temperaturze ciała, gazów i jako drugi składnik fizjologicznie akceptowany nośnik wodny, który po zmieszaniu z pierwszym składnikiem, jako zawiesina dwóch składników, stanowi środek kontrastowy do badań ultradźwiękowych, znamienny tym, że biokompatybilnymi gazami są mieszaniny gazów (A) i (B), w których gazem (B) jest gaz zawierający fluor, mający ciężar cząsteczkowy większy niż 80 i rozpuszczalność w wodzie wynoszącą poniżej 0,0283 ml gazu na ml wody w warunkach standardowych, przy czym gaz zawierający fluor jest obecny w mieszaninie w ilości pomiędzy 0,5 i 41% objętościowych, a pozostałą część 59-99,5% objętościowych mieszaniny stanowią powietrze, tlen, azot, dwutlenek węgla i ich mieszaniny.
13. Dwuskładnikowy zestaw według zastrz. 12, znamienny tym, że gaz zawierający fluor wybiera się z grupy zawierającej sześciofluorek siarki SF₆, tetrafluorometan CF₄, heksafluoroetan C₂F₆, heksafluoropropylen C₃F₆, oktafluoropropan C₃F₈, heksafluorobutadien C₄F₆, oktafluorocyklobutan C₄F₈, oktafluoro-2-buten C₄F₈, dekafluorobutan C₄F_I0, perfluorocyklopentan C₅F₁₀, dodekafluoropentan C₅F₁₂i ich mieszaniny.

* * ♦