PT2160202E - Composições que emitem positrões e contendo partículas inorgânicas, e seu uso na medicina, especialmente para processos de diagnóstico - Google Patents

Description

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Descrição "Composições que emitem positrões e contendo partículas inorgânicas, e seu uso na medicina, especialmente para processos de diagnóstico"

Nuclidos de Tomografia de Emissão de Positrões (PET)

Dos mais de 50 emissores de positrões conhecidos, apenas alguns podem ser utilizados em medicina. Os nuclidos PET mais importantes hoje em dia são [18]F, [11]C, [13]N e [15]0. Distinguem-se, através do seu tempo de semi-vida extremamente curto que se estende de cerca de 110 min para o [18]F até cerca de 2 min para o [15]0.

Estes tempos de semi-vida curtos colocam enormes exigências na disponibilização e determinação experimental, acarretam no entanto para os doentes a vantagem da menor carga de radiação com base numa duração da exposição muito curta.

Uma outra vantagem destes nuclidos PET consiste que em princípio cada molécula orgânica pode ser marcada radioactivamente com estes nuclidos. Cada molécula orgânica possui um ou vários átomos de carbono (em regra: [12]C, dos quais um pode ser substituído por [11]C; muitas moléculas orgânicas possuem além disso um oxigénio ou um átomo de azoto. 0 flúor ocorre relativamente raramente em compostos naturais e sintéticos, porém pode ser incorporado relativamente facilmente em moléculas orgânicas, através de substituição de átomos de hidrogénio ou de grupos hidróxilo. Uma vez que os tempos de semi-vida comparativamente longos de [18]F facilitam a preparação e a aplicação dos radiofármacos marcados com [18]F este é o nuclido PET mais frequentemente utilizado. 2

Deste modo podem ser marcados com emissores de positrões compostos do próprio corpo como hidratos de carbono, aminoácidos, enzimas, hormonas, ou neurotransmissores, mas também outros fármacos, sem que a sua estrutura e consequentemente as suas propriedades bioquímicas e farmacológicas se alterem essencialmente. As quantidades absolutas administradas das substâncias marcadas são tão pequenas (na gama micromolecular) que as concentrações fisiológicas não são influenciadas.

Preparação de emissores de positrões

Uma vez que todos os positrões utilizados na medicina possuem tempos de semi-vida extremamente curtos, não podem ser mantidos stocks, mas têm que ser preparados individualmente no lugar. Uma vez que para isso é necessário um acelerador de partículas (frequentemente um ciclotrão) existem apenas pouco centros PET- na maior parte das vezes em grandes clínicas universitárias.

Como exemplo da produção de iões [18]F a designada reacção alvo deverá ser explicada. Aqui um protão acelerado atinge o alvo, um átomo [18]0 de água enriquecida. Aí origina-se um átomo de flúor [18]F com emissão de um neutrão: 18/80 + p —>18/9F + n

Este é carregado negativamente e abandona o alvo como solução aquosa de fluoreto-[18]F. 0 [18]Flúor desempenha seguramente o maior papel na preparação de radiofármacos-PET. [18]F é também o único emissor de protões que em determinadas circunstâncias pode ser transportado de um centro PET com ciclotrão para uma outra instalação de medicina nuclear. 3

Neste caso, o radiofármaco já pronto para ser aplicado pode ser disponibilizado, ou também o produto da irradiação (em regra fluoreto [18] F), de modo que a síntese radioquímica propriamente dita se realiza in loco.

Os emissores de positrões [11]C, [13]N e [15]0 devido aos seus tempos curtos de semi-vida só podem ser produzidos para aplicações imediatas no centro de PET. Sínteses Radioquimicas

Em poucos casos o radionuclido tal como é originado no alvo do ciclotrão, representa já o medicamento radioactivo. Por isso é de seguida incorporado num composto orgânico (estrutura da Química Orgânica em oposição à Química Inorgânica).

Enquanto o isótopo do tecnécio TC-99m utilizado na cintigrafia é ligado na maior parte das vezes de forma complexa a um suporte específico do receptor, os nuclidos PET são integrados, através de uma ligação covalente no radiofármaco.

Para isso é necessária uma síntese química que não se distingue no entanto das reacções correntes da química preparativa, uma vez que os elementos radioactivos e substâncias possuem as mesmas propriedades químicas que os seus análogos não radioactivos.

Uma vez que as doses de emissão decorrentes das actividades iniciais se situam em regra bem acima das fronteiras permitidas, quase todos os radiofármacos preparados de forma rotineira não são preparados manualmente, mas sim a distância com o auxílio de modos de síntese automáticos ou, através de robots. 0 princípio de funcionamento de todos os módulos de síntese automática é de resto sempre igual. Os módulos de síntese permitem transportar líquidos de um recipiente para 4 o outro, agitá-los, aquecê-los, arrefecê-los, concentrá-los, efectuar extracções, filtrar (em condições estéreis) e esvaziá-los.

Após a síntese, os procedimentos de lavagem e purificação deverão ser efectuados se possível de forma automática e de forma rápida e simples, de modo que em intervalos de tempo curtos possa ocorrer uma nova síntese no equipamento.

Frequentemente é necessário no fim da purificação do produto efectuar HPLC preparativo de forma igualmente automática. Finalmente a solução aquosa do radiofármaco é tornada isotónica, através da adição da quantidade correspondente de cloreto de sódio (solução) e ser feita passar através de um filtro estéril para o recipiente de administração.

Entre os radiofármacos-PET mais importantes contam-se: • [11]C-Metionina como um marcador importante do metabolismo dos aminoácidos • 1-[11]C-Acetato para o diagnóstico cardíaco • Água marcada com [15] 0 para o diagnóstico de perturbações hemorrágicas, e • [18]F-Flúor-DOPA para o diagnóstico precoce de Morbus Parkinson e outras perturbações dopaminérgicas • [ 18]F-2-Flúor-2-desóxiglucose (FDG) representa seguramente o radiofármaco PET mais importante, principalmente no diagnóstico oncológico, mas também encontra aplicação noutros domínios (ver abaixo).

Além disso, é importante a característica de todos os radiofármacos utilizados no diagnóstico humano, em particular dos radiofármacos -PET de que todas as 5 substâncias apresentam apenas uma marcação simples com um nuclido eficaz do ponto de vista do diagnóstico. Cada molécula por conseguinte pode emitir no máximo um sinal possível de utilizar no diagnóstico.

Diagnóstico de Medicina Nuclear 0 pressuposto de todas as investigações em medicina nuclear é a aplicação de um material radioactivo, do radiofármaco ao corpo humano. Este é administrado na maior parte das vezes por via intravenosa e distribui-se no sangue de forma mais ou menos homogénea em todo o corpo.

Devido a função biológica do radiofármaco ou a uma afinidade específica para determinadas substâncias e receptores chega-se a uma distribuição não homogénea que devido à radioactividade pode ser medida, através de detectores exteriores e fornece informações sobre o estado funcional dos órgãos e regiões do corpo investigados.

Diagnóstico de Tumores com FDG-PET

De longe, o radiofármaco PET mais utilizado é a [18]F— 2-Flúor-2-desóxiglucose na maior parte das vezes designado abreviadamente por FDG. Trata-se de uma molécula de glucose que em vez de ter um grupo OH em C2 possui um átomo radioactivo [18]F. Após a aplicação intravenosa acumula-se principalmente em células com uma necessidade acrescida de glucose. 0 corpo não faz uma distinção entre nomeadamente a glucose "normal" e fluorodesóxiglucose marcada com [18]F. Como nas células tumorais de alguns tipos de tumores existe um metabolismo acrescido, estas absorvem mais glucose ou FDG do que as células não degeneradas de modo que os tumores FDG-PET podem ser localizados. 6

Nem sempre porém uma concentração de glucose fora do normal indica um acontecimento cancerígeno. Por ex. a FDG acumula-se de forma não específica no cérebro, o que torna difícil a investigação de questões neurológicas e tem também como consequência a submissão do tecido cerebral a uma dose radioactiva acrescida.

Consequentemente o diagnóstico com base na FDG-PET é bem sucedido apenas nos casos de tipos de tumores com uma absorção de glucose acrescida e exclui por isso a localização de tumores de crescimento lento. Técnica de Medida 0 alcance do positrão emitido no tecido é no máximo de alguns milímetros, até que devido ao encontro com um electrão se transforma em dois quanta que voam em direcções diametralmente opostas. 0 processo completo desde a emissão do positrão até à transformação das massas em ambos os quanta dura cerca de IO”10 segundos (0,1 ns) .

Para a determinação dos quanta emitidos pelo PET serve um detector de coincidência ou um par de detectores. Quando cada um dos dois detectores individuais que se encontram posicionados num ângulo de 180°C um em relação ao outro num curto intervalo de tempo de cerca de 10 ns registam um quanta com uma energia definida, conclui-se que ocorreu um decaimento do positrão algures no percurso entre os dois detectores.

Para além das limitações no âmbito da tecnologia de detectores o limite de resolução intrínseco é determinado pelo comprimento de onda médio livre do positrão no meio circundante (tecidos, líquidos dos tecidos, sangue, etc.). Se se pudesse aumentar a densidade electrónica na vizinhança do decaimento do positrão a probabilidade da interacção do positrão com um electrão iria aumentar. Desta 7 forma o comprimento de onda médio livre iria aumentar e os limites de resolução poderiam ser melhorados para valores menores. É além disso de referir do estado da técnica a US2003/228260A1 na qual um meio na forma de partículas, cuja diversidade representa uma matriz é descrito como sendo aplicado em terapia.

Além disso, o "Handbook of Radiopharmaceuticals" (Welch, M. J. e Redvanly, C. S., 2003, John Wiley & Sons, Grã-Bretanha) descreve assuntos importantes tais como a produção de rádionuclidos, PET e desenvolvimento de medicamentos e explica como se utilizam radiofarmacêuticos para o diagnóstico e terapia do cancro e outras doenças.

Resumindo, o estado da técnica apresenta em particular as desvantagens e limitações seguintes: O estado da técnica descreve apenas meios de diagnóstico do grupo de substâncias da quimica orgânica. É necessário para a preparação de substâncias orgânicas passos demorados de síntese e de purificação frequentemente em várias fases que devido aos tempos de semi-vida reduzidos dos nuclidos conduzem a que o rendimento relativo em produto activo de diagnóstico se torne menor com o aumento do tempo de preparação. 0 diagnóstico PET mais frequentemente utilizado, FDG acumula-se além disso de forma fortemente não especifica no cérebro, o que dificulta a investigação de questões neurológicas e que tem também como consequência uma sobrecarga maior do tecido do cérebro com radiação. Além disso, o diagnóstico com base na FDG-PET só é bem sucedido em tipos de tumor com uma absorção de glucose elevada e limita desta forma fortemente a localização de tipos de tumor que crescem lentamente. Uma vez que os radiofármacos utilizados no estado da técnica 8 para o diagnóstico em seres humanos, em particular os radiofármacos-PET apresentam apenas uma marcação simples com um nuclido eficaz no que diz respeito ao diagnóstico, cada molécula pode por conseguinte emitir no máximo um sinal utilizável. Além disso, os radiofármacos-PET orgânicos possuem uma densidade electrónica semelhante à do tecido circundante. A resolução espacial não pode por isso ser muito melhorada. 0 objectivo que se encontra na base da presente invenção consistiu em encontrar novos medicamentos, em particular meios de diagnóstico utilizáveis que evitem as desvantagens do estado da técnica descritas anteriormente. É por isso objecto da presente invenção um agente farmacêutico contendo uma matriz inorgânica constituída por partículas que contém para além da distribuição natural isotópica dos elementos que formam os tipos de estruturas dos aniões ou catiões respectivamente, possui fracções de nuclidos emissores de positrões, em que o número de nuclidos emissores de positrões por matriz inorgânica contendo partículas é superior, ou igual a 1.

Os tipos de estruturas possíveis das partículas também como matriz inorgânica podem possuir tanto estruturas amorfas como misturas de estruturas amorfas e estruturas cristalinas. 0 conceito inclui colóides, sois, suspensões, nanosuspensões, partículas cristalinas e amorfas. É preferido um número de nuclidos emissores de positrões utilizáveis em medicina, em particular no diagnóstico por matriz constituída por partículas de 1 a 10.000.000 e especialmente preferido de 5 a 1.000.000, assim como muito especialmente preferido de 10 a 100.000.

As partículas de acordo com a invenção (a seguir designadas também no sentido de matriz constituída por partículas inorgânicas) consistem principalmente (ver também definição do tipo de estruturas) em compostos pouco 9 solúveis em água e fluidos fisiológicos inorgânicos por exemplo topázio, (A12F2) [Si04] e quiolite, Na[Al3F4], preferencialmente wavelite, Al3(P04) 2(OH,F)2, carbonato de cálcio, CaC03, magemite, -F203, especialmente preferidos zeólitos, de fórmula geral Mn [ (A102) x (Si02) y] (M=metal por ex. Na), magnetite, Fe304 e sulfato de bário, BaS04, assim como muito especialmente preferido, fosfato de gálio,

GaP04, apatite ou fluorohidróxiapatite,

Ca5 (P04) 3 (OH, F) =3Ca3 (P04) 2*Ca (OH, F)2, e fluorina, CaF2.

Preferencialmente os nuclidos emissores de positróes são escolhidos a partir do grupo compreendendo [15]0, [ 30]P, [ 13]N, [65]Ga, [ 11]C, [131]Ba, [26]A1, e [68]Ga e [18]F. Os nuclidos utilizáveis em medicina em particular no diagnóstico para as partículas de acordo com a invenção são desta forma [15]0, [30]P, [13]N, preferencialmente [b5]Ga, [11]C, especialmente preferido [131]Ba, [26]A1, assim como muito especialmente preferido [68]Ga, ou [18]F. Além disso podem ser utilizados todos os isótopos empregues na medicina conhecidos dos peritos no estado da técnica para preparar as partículas de acordo com a invenção.

Um excerto de alguns isótopos é apresentado na Tabela 1.

Tab. 1: Excerto de isótopos utilizáveis (selecção incompleta) s=segundos; m= minutos; d=dias; a=anos

Isótopo Tempo de semi-vida Energia de decaimento (MeV) Paridade do spin Tipo de decaimento(s) ou frequência (%) 31S 2,572 s 5,396 1/2 + κ/β+=100 150 122,24 s 2,754 1/2- κ/β+=100 30P 2,498 4,232 1 + κ/β+=100 13N 9,965 m 2,220 1/2- κ/β+=100 65Ga 15,2 m 3,255 3/2- κ/β+=100 11C 20,39 m 1, 982 3/2- κ/β+=100 10

Isótopo Tempo de semi-vida Energia de decaimento (MeV) Paridade do spin Tipo de decaimento(s) ou frequência (%) 6 8 Ga 67, 629 m 2, 921 1 + κ/β+=100 18F 109,77m 1, 656 1 + κ/β+=100 131Ba 11,50 d 1/2 + κ/β+=100 2 6A1 7,17-105a 4,004 5 + κ/β+=100 122Ba 1, 95 m 0 + κ/β+=100 122Ba 2,7 m 5/2 + κ/β+=100 124Ba 11,0 m 0 + κ/β+=100 125Ba 3,5 m 1/2 ( + ) κ/β+=100 12bBa 100 m 0 + κ/β+=100 12 vBa 7 m 1/2 ( + ) κ/β+=100 2yBa 2,23 h 1/2 ( + ) κ/β+=100 129mlBa 2,16 h 7/2 ( + ) κ/β+<100 lblBa 11,50d 1/2 ( + ) κ/β+=100 blFe 305 ms 8,020 5/2(-) κ/β+=100 yzFe 8,275 h 2,372 0 + κ/β+=100 52ml ^0 45, 9 s 9,192 (12 + ) κ/β+=100 bbFe 8,51 m 3, 743 7/2 (-) κ/β+=100 O diâmetro das partículas de acordo com a invenção pode situar-se na gama de 0,1 nm até 100 ym, preferencialmente de 1 nm a 10 ym, especialmente preferido de 1 nm a 1 ym.

Uma concretização preferida do agente farmacêutico de acordo com a invenção são as partículas de acordo com a invenção num invólucro farmacêutico. De acordo com a invenção o invólucro é seleccionado a partir do grupo que abrange: um polímero sintético, ou copolímero, um amido, ou um seu derivado, um dextrano ou um seu derivado, um ciclodextrano ou um seu derivado, um ácido 11 gordo; um polissacárido, uma lecitina, ou um mono, di, ou triglicerideo ou um seu derivado, ou suas misturas. 0 polímero sintético ou copolímero pode ser seleccionado a partir do grupo que abrange éster de polióxido de etileno sorbitano, polióxido de etileno e seus derivados, polióxido de propilo e seus derivados, substâncias tensioactivas não iónicas, estearato de polióxil (35-80), álcoois polivinílicos, sacarose polimerizada, polihidróxialquilo de metacrilamida, ácido láctico, e copolímeros de ácido glicólico, poliortoéster, polialquilcianoacrilatos, polietilenoglicol, polipropilenoglicol, poliglicerol, matrizes de polivinilo polihidroxiladas, polihidróxietilaspartamida, ácidos poliamínicos, copolímeros de estireno e ácido maleico, policaprolactona, carbóxipolissacarídeo, e polianidrina. O derivado de amido pode ser seleccionado a partir do grupo que inclui éter metílico do amido-2-hidróximetílico e hidróxietilamido. O dextrano, ou o seu derivado pode ser seleccionado a partir do grupo que inclui dextrano galactosililado, dextrano lactosililado, dextrano aminado, dextrano com grupos SH, dextrano com grupos carboxílicos, dextrano com grupos aldeído, dextrano biotinilado. A ciclodextrina pode ser seleccionada a partir do grupo que inclui beta-ciclodextrina e hidróxipropileneiododextrina. O ácido gordo pode ser seleccionado a partir do grupo que inclui laurilssulfato de sódio, estearato de sódio, ácido esteárico, monolaurato de sorbitano, monooleato de sorbitano, monopalmitato de sorbitano e monoestearato de sorbitano.

Uma outra concretização preferida do agente farmacêutico de acordo com a invenção consiste no facto de as partículas inorgânicas se encontrarem acopladas a 12 ligandos específicos de alvos. Os ligandos podem ser seleccionados a partir do grupo que inclui proteínas, anticorpos, fragmentos de anticorpos, péptidos, aptâmeros darpina e outras moléculas que possuem uma elevada afinidade para receptores específicos de doenças. As moléculas correspondentes com afinidade para os receptores são conhecidas dos peritos no estado da técnica.

Três tipos de estruturas esquematizadas ou concretizações das partículas de acordo com a invenção são aqui descritas (ver Figura 1 e 2) :

Descrição das Figuras 1 e 2 A Figura 1 tipo 1 descreve partículas de acordo com a invenção do grupo descrito acima dos compostos inorgânicos pouco solúveis (C), que isentos de estabilizadores inibem a coagulação. Neste caso, as moléculas de água adsorvidas e/ou a carga eléctrica da superfície das partículas contribuem para a estabilização das partículas (sistemas também designados como sol). A Figura 1 tipo 2 são partículas de acordo com a invenção que se encontram estabilizadas com moléculas activas nas superfícies limítrofes contra a agregação. Para além dos estabilizadores correntes de aplicação i.v. como por exemplo polaxâmeros podem também ser utilizados polímeros de blocos especiais concebidos à medida. Neste caso, são por exemplo de referir copolímeros duplamente hidrofílicos A-bloco-B-bloco, cujo bloco A possui capacidades de coordenação/estabilização e o segundo bloco B protege as partículas contra a agregação e consiste frequentemente em (PEG). 13

Além disso, as partículas de acordo com a invenção podem ser revestidas com outros materiais, por ex. com materiais de revestimento clássicos como hidratos de carbono, polietilenoglicois, ácidos poliacrílicos ou metacrílicos, ácidos gordos sílica ou/e silano etc. A Figura 1 tipo 3 apresenta uma outra concretização das partículas de acordo com a invenção com uma estrutura de partícula específica para um alvo que são obtidas, através de um acoplamento adicional de ligandos específicos. Estes ligandos podem ser por exemplo anticorpos, os seus fragmentos, péptidos, aptâmeros, darpina ou outras pequenas moléculas, que possuem uma elevada afinidade em relação a receptores específicos de doenças. Os ligandos podem ser acoplados através de modificação química para a estabilização das substâncias utilizadas, assim como serem ancoradas directamente às partículas de acordo com a invenção.

Adicionalmente o núcleo das partículas de acordo com a invenção pode consistir em dois materiais diferentes (estrutura núcleo-invólucro; Figura 2 tipo 1.1, 1.2, 1.3). Neste caso numa concretização preferida C2 interior (ou Cl exterior) pode ser constituído por um outro material no diagnóstico. Por exemplo, magnetites podem ser utilizadas como germes de nucleação (como Resovist ou Supravist, Schering Ag Alemanha) e os compostos inorgânicos poucos solúveis acima descritos precipitados ou aplicados sobre elas.

Numa outra concretização o invólucro das partículas de acordo com a invenção do tipo 1.1, 1.2 e 1.3 consistem em qualquer invólucro farmaceuticamente aceitável. É igualmente objecto da presente invenção uma composição utilizável do ponto de vista farmacêutico em que pelo menos 0,001% das partículas contidas na composição são as partículas de acordo com a invenção. Isto é, em certas 14 condições é já suficiente uma fracção minima das partículas de acordo com a invenção contidas nos agentes farmacêuticos de acordo com a invenção para tornar estas composições utilizáveis do ponto de vista terapêutico.

Quando se comparam as partículas de acordo com a invenção com FDG, o estado da técnica do mercado dos PET-tracer podem ser descritas uma série de vantagens que podem ser derivadas do carácter em particular das partículas de acordo com a invenção. 1. Fabrico simples: para a preparação de nanopartícuias inorgânicas não são necessários em oposição a FDG passos de síntese orgânica e purificação. Os PET-tracer de acordo com a invenção na forma de partículas inorgânicas de acordo com a invenção formam-se espontaneamente à temperatura ambiente. Por exemplo, isto acontece através da adição do isótopo, por ex. [18]F a hidróxiapatite e misturando com os aductos pré-formulados no designado "cold-kit". 0 centro de distribuição ou o médico de medicina nuclear poupa consequentemente recursos. "Cold kit" significa aqui que as partículas da matriz inorgânica estão inicialmente isentas de partículas radioactivas. Os iões radioactivos são então introduzidos directamente antes da utilização do agente farmacêutico, através da adição dos nuclidos radioactivos correspondentes na forma iónica, em que os iões radioactivos numa reacção de permuta iónica ocupam lugares da rede da matriz inorgânica, sem que a supra-estrutura da matriz inorgânica seja perturbada. 2. Tempos de fabrico curtos: o tempo de fabrico de uma formulação das partículas de acordo com a invenção é pelo menos menor num factor de 10 que o tempo necessário para a síntese e purificação de FDG com igual actividade, i.e. 15 para um igual prazo de entrega chega mais produto activo aos clientes. 0 tempo de fabrico das nanoparticulas é determinado pela velocidade de precipitação da matriz inorgânica e é geralmente de menos do que 5 min., preferencialmente menos do que 1 min. Mais preferencialmente menos do que 10 s. Por exemplo, formam-se espontaneamente partículas de fluoreto de cálcio num segundo após mistura das soluções aquosas de cloreto de cálcio e fluoreto de sódio de acordo com uma equação de uma reacção de precipitação. 3. Utilização mais longa: o tempo de semi-vida dos isótopos, por exemplo [18]F é na verdade uma constante natural (tl/2 ca. 110 min.), porém as partículas de acordo com a invenção numa formulação utilizável para diagnóstico dependendo do seu tamanho que pode ser controlado, através do processo de preparação pode conter até centenas de milhar de átomos de [18]F. Isto significa que cada partícula farmacologicamente eficaz é também centenas de milhares de vezes mais activa na imagiologia PET do que um simples tracer marcado com [18]F. Isto é então de particular interesse comercial, quando conjugados 1:1 de biomoléculas caras como anticorpos e isótopos PET são aplicados. As células marcadas deste modo podem também ser seguidas no organismo, através de imagiologia PET. 4. Targeting passivo: os vasos sanguíneos saudáveis possuem um endotélio fechado. São estanques e mantêm grandes moléculas na corrente sanguínea como por ex. albumina ou também nanoparticulas. O endotélio dos vasos sanguíneos em tumores possui buracos, através dos quais estas pequenas partículas de acordo com a invenção podem-se difundir facilmente da corrente sanguínea para os tecidos. Como além disso o transporte linfático nos tecidos tumorais 16 é diminuído, as partículas de acordo com a invenção acumulam-se no tumor - apenas as que têm a dimensão certa à escala nanométrica. 5. Especificidade: as nanopartícuias são adequadas a um targeting associado a células, i.e. dependendo da dimensão, estrutura da superfície e carga são mais absorvidas por células do RES. Deste modo os macrófagos que circulam no sangue podem após injecção da formulação ser directamente marcados com as partículas de acordo com a invenção. Isto possibilita a imagiologia de por ex. processos de inflamação que são sempre acompanhados de um aumento da actividade dos macrófagos. 6. Plataforma para a imagiologia molecular: para além das possibilidades do targeting passivo e de células associadas, as partículas de acordo com a invenção oferecem uma outra ligação das partículas inorgânicas dirigidas a alvos. Através do acoplamento de ligandos específicos de doenças à superfície das partículas de acordo com a invenção é possibilitado um targeting activo de receptores por ex. à superfície das células. 7. Menor carga de radiação no cérebro: em contraste com FDG, estado da técnica, as partículas de acordo com a invenção não se acumulam de forma não específica no cérebro. Isto reduz por uma lado a carga de radiação no cérebro e por outro torna-se possível uma investigação de questões neurológicas. 8. Detecção de populações muito pequenas: para além de outros factores a resolução espacial dos PET depende intrinsecamente do comprimento de onda médio livre dos positrões nos tecidos (por exemplo ca. de 3 mm no caso de 17 positrões de [18] F. Uma vez que por exemplo um isótopo [18] F do FDG decai livremente nos tecidos, a resolução não pode ser levada abaixo destas fronteiras físicas. Ao contrário, os isótopos das partículas de acordo com a invenção são encerradas numa rede cristalina. Isto aumenta a probabilidade de interacção dos positrões com os electrões e reduz o comprimento de onda médio livre. Pode ser conseguida uma melhoria da resolução espacial dos PET. Desta forma é possível uma resolução, em que os tumores com um diâmetro inferior a 3 mm são detectáveis. Dependendo do detector utilizado, esta resolução pode não ser atingida em todos os casos é no entanto acessível com detectores adequados. 9. Espectro de utilização mais alargado: as partículas de acordo com a invenção possuem uma densidade electrónica semelhante ou superior à dos ossos, i.e uma acumulação de partículas pode ser representada directamente no CT. Uma formulação de partículas de acordo com a invenção não radioactivas (constituídas por exemplo por CaF2, o isótopo de flúor natural mais frequente 19[F] não é radioactivo)é adequada para a imagiologia em F-MRT. 10. Geração de imagem multimodal: partículas de acordo com a invenção em particular das concretizações 1.1, 1.2 e 1.3 (ver Fig. 2) são adequadas para a imagiologia multimodal, uma vez que estas para além do emissor de positrões contêm uma outra substância utilizável no diagnóstico.

Possíveis variantes de preparação A invenção diz respeito além disso a processos para a preparação de agentes farmacêuticos contendo uma matriz inorgânica na forma particular, que para além da 18 distribuição natural de isótopos dos elementos formadores de estrutura dos aniões ou dos catiões contém nuclidos emissores de positrões, em que o número dos nuclidos emissores de catiões por matriz inorgânica na forma de partículas é preferencialmente superior ou igual a 1. É por isso também um objecto da presente invenção um processo para a preparação de um agente farmacêutico de acordo com a invenção abrangendo pelo menos um dos passos seguintes: (i) Mistura de pelo menos duas soluções de sais solúveis de acordo com uma equação de reacção de precipitação, em que pelo menos um sal é enriquecido com um sal com nuclidos emissores de positrões e em que os catiões do sal precipitam com aniões do outro sal e em que a fracção que emite positrões é uma fracção do composto precipitado e forma deste modo uma matriz inorgânica na forma de partículas, que para além da distribuição de isótopos naturais dos elementos que formam os tipos de estrutura dos aniões ou dos catiões contém uma fracção de nuclidos emissores de positrões. (ii) formação de uma suspensão de acordo com uma equação de reacção de precipitação contendo a matriz inorgânica na forma de partículas que para além da distribuição isotópica natural dos elementos que formam a estrutura dos aniões ou dos catiões contém fracções de nuclidos emissores de positrões. (iii) Mistura de pelo menos duas soluções de sais solúveis de acordo com uma equação de reacção de precipitação para a formação de uma matriz inorgânica e adição posterior dos nuclidos emissores de positrões acima descritos na forma aniónica ou catiónica.

Além disso, é também objectivo da presente invenção um processo para a preparação de um agente farmacêutico de 19 acordo com a invenção compreendendo pelo menos um dos passos seguintes: (iv) misturar pelo menos duas soluções de sais solúveis de acordo com uma equação de reacção de precipitação, em que pelo menos um sal é enriquecido com pelo menos um dos nuclidos emissores de positrões acima referidos e em que os catiões de um sal precipitam com o anião do outro sal e em que a fracção emissora de positrões é uma parte do composto precipitado e forma deste modo uma matriz inorgânica na forma de partículas que para além da distribuição dos isótopos natural dos elementos que formam a estrutura dos aniões ou dos catiões contém fracções de pelo menos um dos nuclidos emissores de positrões acima mencionados. (v) formação de uma suspensão de acordo com uma equação de reacção de precipitação contendo a matriz inorgânica na forma de partículas que para além da distribuição natural dos isótopos dos elementos que formam a estrutura dos aniões ou dos catiões contém fracções de pelo menos um dos nuclidos emissores de positrões acima mencionados. (vi) Mistura de pelo menos duas soluções de sais solúveis de acordo com uma equação de reacção de precipitação, para a preparação de uma matriz inorgânica e posterior adição de pelo menos um dos nuclidos emissores de positrões acima mencionados na forma aniónica ou catiónica.

No âmbito da presente invenção pode ser efectuada uma adição de estabilizadores e/ou estabilizadores que possuem ligandos. No âmbito da presente invenção pode ocorrer uma utilização adicional de isótopos não radioactivos. Eventualmente pode ocorrer a preparação e utilização de precursores como germes de nucleação no processo de acordo com a invenção. 0 processo de acordo com a invenção pode igualmente ser efectuado, através da utilização de 20 processos de permuta iónica que possibilitam por exemplo uma permuta de iões OH” por [18] F na estrutura das partículas. No processo de acordo com a invenção pode ser efectuado um controlo do tamanho das partículas, através da variação entre as proporções das concentrações dos aductos (compostos de partida). 0 processo de acordo com a invenção pode incluir passos para modificar as propriedades das superfícies, através da escolha do invólucro farmacêutico. A seguir ao processo podem ser efectuados passos para o acoplamento de ligandos, através de processos físicos e químicos, assim como bioquímicos conhecidos dos peritos no estado da técnica. Nos processos de acordo com a invenção pode ser regulada a isotonia da formulação. No processo de acordo com a invenção pode ser eventualmente efectuada uma esterilização, autoclavagem, ou esterilização por filtração. No processo de acordo com a invenção num outro passo podem ser seleccionadas partículas inorgânicas com um diâmetro total de partículas pré-determinado.

Seguidamente são descritas outras concretizações preferidas do processo de acordo com a invenção. (a) Preparação geral: os compostos acima descritos podem ser preparados, através de mistura simples de duas soluções aquosas dos sais solúveis em água com distribuição de isótopos natural e quantidade necessária de aductos emissores de protões. Isto pode ser por exemplo efectuado, através de adição gota a gota e agitação em câmaras de mistura especiais, por ex. misturadores de fluxo de três vias (na forma de um Y) com dois tubos de entrada, uma câmara de mistura e um tubo de saída, ou através da utilização de micromisturadores que são conhecidos da técnica de microssistemas. Os módulos correntes para sínteses especiais de radiofármacos podem também ser utilizados, uma vez que estes incorporam os elementos 21 necessários de mistura e agitação. A preparação das particulas aqui descritas é porém tão simples que pode ser desenvolvido um sistema de mistura manual em que aductos, câmara de mistura e seringa de aplicação são reunidos. A suspensão de particulas origina-se imediatamente após mistura das soluções e o tempo de preparação situa-se na gama de segundos. (b) Preparação eventual de diferentes tipos de estruturas: a mistura pode ocorrer sem adição de estabilizador (tipo de estrutura 1 e 1.1; Figura 1 e 2), com estabilizador (estrutura do tipo 2 e 2.1; Figura 1 e 2) ou com estabilizador que possui ligandos (estrutura do tipo 3 e 3.1; Figura 1 e 2). Também é realizável uma coprecipitação com ligandos ou ligandos modificados. (c) Eventual utilização adicional de isótopos não radioactivos: a preparação das particulas pode ser efectuada a partir dos compostos solúveis directamente com os isótopos radioactivos, por exemplo [18]F” que precipita em solução aquosa no ciclotrão, através de reacção nuclear. Através do aproveitamento de isótopos não radioactivos como por ex. [19]F” a condução do processo pode ser optimizada. (d) Eventual preparação e utilização de precursor: uma outra variante de preparação consiste na utilização de precursores, que podem servir como germes de nucleação, de modo que se origine uma estrutura núcleo-invólucro. Como germe de nucleação pode ser utilizado o próprio composto alvo -com a distribuição isotópica natural - ou também um segundo meio de contraste como por ex. magnetite ou particulas de magemite. 22 (e) Eventual preparação, através da utilização de processos de permuta: nuclidos não radioactivos numa matriz inorgânica podem ser permutados posteriormente por nuclidos radioactivos no âmbito da presente invenção para deste modo dar origem à matriz inorgânica de acordo com a invenção. Utilizando como exemplo a hidróxiapatite pode ser obtida muito facilmente uma formulação acabada dos tipos de estrutura de acordo com a invenção com uma solução aquosa de [18] F”. Os iões [18] F” permutam com iões OH" na estrutura de hidróxiapatite, e resultam partículas de [18]F” de flúorohidróxilapatite, Ca5(P04)3 (OH, [18]F), sem que a superestrutura seja perturbada. (f) Eventual controlo das partículas: a dimensão das nanoparticulas pode ser controlada, através das proporções de concentrações dos aductos (compostos de partida).

No processo de acordo com a presente invenção os iões utilizados na reacção de precipitação que constituem a matriz inorgânica são adicionados preferencialmente numa concentração de 1*10-11 mol/L até 40 mol/L, mais preferencialmente numa concentração de 1*10“7 mol/L até 10 mol/L, no máximo da preferência de 1*10“4 mol/L até 1 mol/L. Através da regulação de determinadas concentrações dos iões na reacção de precipitação pode ser regulada a dimensão desejada das partículas de acordo com a invenção, como acima indicado.

Especialmente preferido no processo de acordo com a presente invenção os iões utilizados na reacção de precipitação que constituem a matriz inorgânica são adicionados no caso do topázio (AI2F2) [Si04] como matriz inorgânica preferencialmente numa concentração de 1,1*10"4 até 184 g/L, no caso da quiolite Na[Al3F4] como matriz inorgânica numa concentração de 3, 9*10“4 mol/L até 180 g/L, 23 no caso da wavelite AI3 (PO4) 2 (OH, F) 2 como matriz inorgânica numa concentração de 2,1*10“4 mol/L até 343 g/L, no caso do carbonato de cálcio (CaCC>3) como matriz inorgânica numa concentração de 7,1*10“3 mol/L até 100 g/L, no caso da magemite ( -Fe2C>3) como matriz inorgânica numa concentração de 9,4*10~4 mol/L até 160 g/L, no caso dos zeólitos (fórmula geral Mn [ (AIO2) x (SÍO2) y] (M=metal por ex. Na)) como matriz inorgânica numa concentração de 1,3*10“4 mol/L até 230 g/L, no caso da magnetite (Fe304) como matriz inorgânica numa concentração de 9,4*10“4 mol/L até 230 g/L, no caso do sulfato de bário (BaS04) como matriz inorgânica numa concentração de 9,1*10~3 mol/L até 233 g/L, no caso de fosfato de gálio (GaP04) como matriz inorgânica numa concentração de 5,2*10~9 mol/L até 164 g/L, no caso da apatite ou fluorohidróxiapatite (Cas (PO4) 3 (OH, F) =3Ca3 (P04) 2*Ca (OH, F) 2) como matriz inorgânica numa concentração de 1,8*10~4 mol/L até 504 g/L e no caso de fluorite (CaF2) como matriz inorgânica numa concentração de 1,6*10“2 mol/L até 78 g/L.

No processo de acordo com a presente invenção as reacções de precipitação são realizadas preferencialmente a uma temperatura de 0°C a 100°C, ainda mais preferido a 4°C até 60°C, no máximo da preferência a 10°C até 40°C. (g) Eventual modificação das propriedades de superfície: através da utilização de diferentes estabilizadores as propriedades de superfície podem ser determinadas. São preferidos aqueles estabilizadores que formam um invólucro farmacêutico. (h) Eventual acoplamento de ligandos: o adicionar de ligandos, através de processos físicos, químicos, assim como bioquímicos correntes. Os métodos de acoplamento 24 correspondentes são conhecidos dos peritos no estado da técnica. (i) Eventual regulação da isotonia: através da utilização dos compostos de Cl ou de Na solúveis -ou outros materiais usuais para a isotonização- pode-se tomar imediatamente em consideração a posterior isotonia da formulação resultante. Uma solução isotónica tem a mesma pressão osmótica que o sangue humano (cerca de 7,5 bar), e corresponde a uma solução de cloreto de sódio com uma concentração de cerca de 0,9%. (j) Eventual esterilização/autoclavagem/ filtração em condições estéreis: as formulações - precursor ou preparação pronta - podem ser estabilizados com os processos usuais. Entre outras são adequadas filtrações em condições estéreis com um tamanho de poros de 0,2 ym, ou esterilização a quente em autoclaves a 121°C, 1 bar, 15 a 30 min.

As concretizações descritas e processos de preparação mostram que as partículas de acordo com a invenção com as suas propriedades como por exemplo composição teor isotópico, dimensão e propriedades de superfície podem ser disponibilizadas em diferentes formulações que podem ser adaptadas aos requisitos farmacológicos.

Utilização das particulas de acordo com a invenção O agente farmacêutico de acordo com a invenção é utilizado na medicina, preferencialmente como um agente de diagnóstico, in-vitro e in-vivo. É especialmente preferida a utilização na tomografia de emissão de positrões (PET) e também em diagnósticos apoiados em imagiologia de PET-CT. 25

As partículas de acordo com a invenção podem ser utilizadas tanto na investigação farmacológica e medicina veterinária como também na medicina humana. Para aplicações em diagnóstico é administrado a um doente uma dose eficaz. A administração é efectuada preferencialmente por via intravenosa. A distribuição das partículas de acordo com a invenção no corpo é então determinada em tempos pré-determinados, através de PET ou PET-CT, ou eventualmente, através de outros métodos adequados. Os processos correspondentes são conhecidos do perito no estado da técnica. Os agentes farmacêuticos de acordo com a invenção são igualmente utilizados na terapia locoregional.

Indicações possíveis e mecanismos de utilização são a seguir descritos a título de exemplo.

Utilização das partículas de acordo com a invenção análogas a colóides para a MRT por ex. Resovist e Supravist (Schering Ag. Alemanha) A utilização das partículas de acordo com a invenção é possível em todas as indicações de Resovist, por ex. investigação do fígado, e Supravist, por ex. angiografia.

Utilização das partículas de acordo com a invenção análogas a colóides para a SPECT por ex. NanoCis (CisBio, França) A utilização das partículas de acordo com a invenção em todas as indicações NanoCis/NanoColl, por ex. detecções de gânglios linfáticos sentinela é em principio possível. Também os tipos de estruturas núcleo invólucro com magnetite no núcleo podem ser utilizadas para processos de imagiologia combinados no domínio da detecção de gânglios linfáticos sentinela. 26

Utilização das partículas de acordo com a invenção para "Targeting Passivo"

Um controlo da dimensão e das propriedades de superfície permite a preparação à medida de nanopartículas para o targeting passivo de tecidos tumorais. 0 mecanismo do targeting passivo é representado esquematicamente na Figura 3.

Descrição da Figura 3

Os vasos sanguíneos saudáveis possuem um endotélio fechado. São estanques e mantêm moléculas maiores como por ex. albumina ou também nanopartículas na corrente sanguínea. 0 endotélio dos vasos sanguíneos em tumores possui buracos, através dos quais as partículas de acordo com a invenção se possam difundir da corrente sanguínea para os tecidos. Além disso, uma vez que o transporte linfático nos tecidos tumorais é reduzido, as partículas de acordo com a invenção acumulam-se no tumor - apenas, através da dimensão correcta à escala nano. 0 meio específico nos tecidos tumorais pode além disso fazer com que as partículas de acordo com a invenção adquiram outras propriedades que podem ser utilizadas para o diagnóstico.

Utilização das Partículas de Acordo com a Invenção para o Targeting Associado às Células

As partículas de acordo com a invenção são absorvidas pelas células do RES dependendo da dimensão, estrutura de superfície e carga da superfície. Neste caso, os macrófagos que circulam no sangue, após injecção da formulação podem ser directamente marcados com partículas de acordo com a 27 invenção. Isto possibilita a imagiologia de por exemplo processos inflamatórios, que são sempre acompanhados de uma actividade acrescida dos macrófagos.

Utilização das partículas de acordo com a invenção para o "Targeting Activo"

Com o auxilio de ligandos específicos podem ser reconhecidas estruturas de tecidos alvo. Por exemplo a anti-L-selectina é adequada para a apresentação de gânglios linfáticos. ICAM e VCAM são marcadores de inflamação específicos que também no caso da detecção de MS desempenham um grande papel. Além disso, a E-selectina é adequada para o reconhecimento de populações de inflamação e também de muitos tipos de tumores. EDB-fibronectina é especifica da angiogénese e para a representação do cancro da mama pode ser utilizado um anti-corpo anti-CDl05 (Endoglin). Outros ligandos e receptores utilizáveis são conhecidos dos peritos no estado da técnica.

Uma vez que a preparação das partículas de acordo com a invenção não é complicada e a troca dos ligandos específicos, em particular sobre os estabilizadores, as partículas de acordo com a invenção servem como plataforma tecnológica flexivel.

Utilização das partículas de acordo com a invenção para a imagiologia de imagens de células estaminais (Stem-Cell tracking) A marcação das células estaminais é possivel com as partículas de acordo com a invenção.

Utilização das partículas de acordo com a invenção para ultrapassar a barreira sanguínea cerebral (BBB Delivery) 28

Com o auxílio de estratégias de Delivery conhecidas da literatura (por ex. Pathfinder Technology) é possível ultrapassar a Blood Brain Barrier.

Desta forma é também objecto da presente invenção um agente farmacêutico de acordo com a invenção para o diagnóstico, através da tomografia de emissão de positrões de uma doença seleccionada a partir do grupo que compreende doenças proliferativas, doenças inflamatórias, doenças auto-imunitárias, doenças do tracto digestivo, arterosclerose, acidente vascular, enfarte, alterações doentias do sistema de vasos capilares, do sistema linfático, do pâncreas, do fígado, dos rins, do cérebro e da bexiga, assim como doenças de transferência do estímulo eléctrico e doenças neurodegenerativas. Neste caso, a doença proliferativa seleccionada a partir do grupo constituído por um tumor, uma doença pré-cancerosa, uma displasia, uma endometriose e uma metaplasia. Neste caso, a doença autoimunitária pode ser escolhida a partir do grupo que é constituído por artrite reumatóide, doença inflamatória do intestino, osteoartrite, dores neuropáticas, alopecia areta, psoríase, artrite psoriática, pancreatite aguda, rejeição do aloenxerto, alergias, inflamações alérgicas dos pulmões, esclerose múltipla, Alzheimer, Morbus Crohn, e Lupus sistémico eritmatoso.

Neste caso é também objecto da presente invenção um agente farmacêutico de acordo com a invenção para a terapia locoregional de uma doença seleccionada a partir do grupo que compreende doenças proliferativas, doenças inflamatórias, doenças auto-imunitárias, doenças do tracto digestivo, arterosclerose, acidente vascular, enfarte, alterações doentias do sistema de vasos capilares, do sistema linfático, do pâncreas, do fígado, dos rins, do cérebro e da bexiga, assim como doenças de transferência do 29 estímulo eléctrico e doenças neurodegenerativas. Neste caso, a doença proliferativa seleccionada a partir do grupo constituído por um tumor, uma doença pré-cancerosa, uma displasia, uma endometriose e uma metaplasia. Neste caso, a doença autoimunitária pode ser escolhida a partir do grupo que é constituído por artrite reumatóide, doença inflamatória do intestino, osteoartrite, dores neuropáticas, alopecia areta, psoríase, artrite psoriática, pancreatite aguda, rejeição de aloenxertos, alergias, inflamações alérgicas dos pulmões, esclerose múltipla, Alzheimer, Morbus Crohn, e Lupus sistémico eritematoso.

Seguidamente a invenção é explicada, através dos exemplos seguintes:

Exemplo Detalhado 1: Nanoparticulas de fluoreto de cálcio, CaF2, como diagnóstico PET 1.1 Descrição Geral 0 CaF2 precipita como composto pouco solúvel como sedimento (solubilidade da fluorite: 17 mg/L a 20°C e 16 mg/L a 18°C) após mistura dos compostos solúveis em água CaCl2 e NaF (com KF, NN4F ou HF pode também ser efectuada uma preparação bem sucedida), ou também após mistura de colóides dispersos ("nanoparticulas") com proporções de concentrações mínimas adequadas.

Equação da reacção de precipitação:

CaCl2 + 2F“ -» CaF2^ + 2 Cl'

Na presença de estabilizadores adequados, por exemplo Poloxamero F68, são também formadas nanoparticulas por mistura com proporções de concentrações bastante mais elevadas. Estabilizadores calcófilos como copolímeros de 30 blocos do tipo ácido poliacrilico-bloco-PEG, polímeros-bloco-PEG funcionalizados com fosfonato, polímeros-bloco-PEG funcionalizados com fosfato são para este fim especialmente adequados.

Isto pode ser derivado a partir dos produtos de solubilidade de "baixa molecularidade":

Ca -carboxilato pKL(25°C)=8,1

Ca -fosfato pKL(25°C)=29,5

Ca -fosfonato pKL(25°C)=52

Um acoplamento químico dos estabilizadores a liqandos específicos alvo, tais como anticorpos, seus fragmentos, péptidos etc. do tipo ligando-PEG-bloco-calcófilos-polimero dá origem a nanopartícuias que se podem ligar nos doentes de forma dirigida aos alvos correspondentes.

[18]F' comporta-se quimicamente como [19]F”. Para um diagnóstico PET é adicionado [18]F” por exemplo na forma de H[18]F ou de uma solução de Na[18]F- com a radioactividade necessária à solução de Na[19]F“, misturada e utilizada de acordo com a reacção de precipitação. O nuclido [18]F possui um tempo de semi-vida de ca de tl/2=110 min. É preparado no ciclotrão de acordo com a reacção alvo seguinte:

Nuclido [ 18 ] F

Material Alvo Reacção Alvo Produto [ 18 ] 0-H20 [18]0-(p,n)- [18]F“ [18] F...

[18]F- precipita como HF em solução aquosa. A concentração de fluoreto situa-se dependendo da condução do processo e tipo de construção do ciclotrão em regra entre 50 e 400 GBq/ymol. 31 1.2 Concretizações 1.2.1 Nanopartículas de CaF2 isentas de agentes tensioactivos A quantidade correspondente de solução de [18]F" é misturada com solução de fluoreto de potássio (KF) não radioactivo de modo que se origina 1 ml de uma solução aquosa de KF 0,1 mol/1. Mistura-se agitando 1 mL da solução aquosa de KF (0,1 mol/L) com 1 mL de uma solução aquosa de CaCl2 de concentração 0,05 mol/L num frasco. As nanoparticulas de CaF2 formam-se imediatamente, o que se pode reconhecer pela opalescência leve da dispersão originada (Figura 4). A determinação da distribuição dos tamanhos de particulas com dispersão da luz dinâmica (DLS) dá origem a um tamanho de particulas médio de 71,5 nm (intensidade ponderada). A repetição da experiência dá origem a um tamanho de particulas de 81,7 nm.

Com o auxilio da cromatografia em camada fina (eluente: metanol ou metiletilcetona) e um detector adequado pode ser mostrado que mais do que 90% da actividade utilizada está associada às particulas de acordo com a invenção e permanece na linha de base (Rf=0).

Numa segunda série de experiências em vez da solução de KF é misturada uma solução de fluoreto de sódio (NaF) (0,1 mol/L) com 1 mL de uma solução aquosa de CaCl2 (0,05 mol/L). Também aqui se formam nanoparticulas de CaCl2 e a dispersão parece opalescente. A determinação do tamanho de particulas com DLF dá origem neste caso a 75, 9 nm. Também aqui se encontra mais do que 90% da radioactividade utilizada ligada às particulas de acordo com a invenção. 32 1.2.2 Nanopartículas de CaF2 estabilizadas com agentes tensioactivos 1 ml de uma solução aquosa de KF (0,1 mol/L) com a radioactividade desejada é dissolvida numa solução aquosa de CaCl2 (0,05 mol/L) que foi previamente dissolvida numa solução de Pluronic F68 1% p. (também conhecida como

Poloxamer 188) e misturada por agitação num frasco. As nanopartículas de CaF2 formam-se imediatamente como se pode reconhecer pela ligeira opalescência da dispersão resultante.

Mais do que 90% da radioactividade utilizada encontra-se ligada às partículas de acordo com a invenção. A determinação do tamanho de partículas com dispersão dinâmica da luz dá origem a um tamanho médio das partículas de 64,5 nm (intensidade ponderada) . Na Figura 5 é representado a título de exemplo uma distribuição do tamanho de partículas. A experiência é repetida sete vezes e o tamanho de partículas é determinado por DLS. Após 24 h é novamente determinada a distribuição do tamanho de partículas. Os resultados são apresentados na Tabela 2.

Tabela 2. Tamanho médio das partículas de F68 estabilizadas com nanopartículas de CaF2 directamente após a preparação e 24 horas mais tarde

Amostra Intensidade ponderada Estabilidade[24 h] 1 64,5 66,7 2 64, 6 66,1 3 61,3 64,0 4 57,1 60,4 5 59, 4 70,8 33 (continuação)

Amostra Intensidade ponderada Estabilidade[24 h] 6 54,8 61,5 7 57,3 Não determinada Valor médio [nm] STAB [nm] VK [%] 60,3 64, 9 4,0 3, 5 6, 6 5,3 A série de experiências mostra uma boa reprodutibilidade do tamanho das nanoparticulas (coeficiente de variação <7%). 0 tamanho de partículas após 24 horas de repouso à temperatura ambiente subiu ligeiramente do valor médio de 60,314,0 nm (n=7) para 64,913,5 nm (n=6), no entanto esta subida encontra-se ainda na gama do desvio padrão da série de experiências e por isso não é estatisticamente significativa. Consequentemente as nanoparticulas de CaF2 no que diz respeito ao tamanho de partículas são estáveis pelo menos durante 24 h. 1.2.3 Controlo do tamanho de partículas das nanoparticulas de CaF2

De forma análoga à série de experiências descritas acima são preparadas nanoparticulas de CaF2 a partir de uma solução fortemente concentrada de KF e CaCl2. Conjuntamente com os resultados para o exame da reprodutibilidade (Exemplo 1.2.2) apresenta-se na Figura 6 o tamanho de partículas como resultado da mistura de respectivamente 1 mL de 0,2 mol/ KF com 0,1 mol/L de solução de CaCl2 ou de 0,4 mol/L de KF com 0,2 mol/L de solução de CaCl2. O diâmetro das partículas cresce com o aumento da concentração de cerca de 60 nm até cerca de 400 nm. 34 Exemplo 2: Nanopartículas pouco solúveis, inorgânicas [11]C ou compostos carbonato [15]O e seu aproveitamento como diagnóstico PET Exemplo: nanopartículas de carbonato de cálcio; CaC03, como diagnóstico PET Os nuclidos são preparados no ciclotrão após a seguinte reacção alvo: Material alvo N2 + 0.5 % O2 ... N2 + 2 % CO2 ... C[11]t1/2=20,7 min 0[15]tl/2= 2 min Reacção de precipitação:

Reacção alvo N14—» (p, oí) —»C11...

Produto Nuclido CO; N14—> (d, n) —>015... C02 [ 11 ] c [ 15] 0 C02+H20^H2C03

Ca (OH) 2 + H2CO3 —>CaC03^ + 2H20

De acordo com a reacção de precipitação na presença de estabilizadores adequados, por exemplo F68, formam-se nanopartículas. Estabilizadores calcófilos como copolímeros de blocos do tipo ácido poliacrílico-bloco-PEG, polímeros funcionalizados com fosfato-bloco-PEG, polímeros funcionalizados com fosfonato-bloco-PEG são especialmente adequados para este fim.

Um acoplamento químico dos estabilizadores a ligandos específicos de alvos como anticorpos, fragmentos de anticorpos, péptidos, etc. do tipo ligando-PEG-bloco-polímero calcófilo que são direccionados para se poderem ligar a alvos correspondentes de doentes. 35

Exemplo 3: Compostos de nanoparticulas de

fluorohidróxiapatite[18] (Ca5 (PO4) 3(OH,[18]F) e sua utilização como diagnóstico PET 3.1. Preparação das partículas de hidróxiapatite A uma solução aquosa de CaCl2 0,1 molar é adicionado ácido cítrico de modo a que esta se apresenta a uma concentração de 5 por cento em massa. O pH é acertado com uma solução de NaOH 0,1 M para um valor de 9-11. De seguida é preparada uma solução aquosa de NasPCq de modo a resultarem soluções com uma proporção Ca/P de 1,67. A solução de Na3P04 é adicionada gota a gota sob agitação com um agitador magnético à temperatura ambiente à solução de CaCl2. Origina-se um precipitado de hidróxiapatite. 3.2 Preparação de partículas de [18]fluorohidróxiapatite

Para a preparação de partículas de [18]fluorohidróxiapatite é misturada uma dispersão de acordo com o Exemplo 3.1 com uma solução contendo os iões [18] F1- com a intensidade de radioactividade necessária, isto é com a concentração correspondente. Através da permuta de iões hidróxilo com iões fluoreto originam-se partículas adequadas de [18]fluorohidróxiapatite para o diagnóstico por imagiologia.

Descrição das Figuras:

Fig. 1: A Figura 1 Tipo 1 descreve as partículas de acordo com a invenção do grupo descrito acima das partículas inorgânicas 36 pouco solúveis (C),que isentas de estabilizadores se encontram inibidas de coagularem. Neste caso as moléculas de água adsorvidas ou/e a carga eléctrica da superfície das partículas contribuem para a estabilização das partículas (também designados como sistemas Sol). A Figura 1 Tipo 2 são partículas de acordo com a invenção com moléculas tensioactivas gue se encontram estabilizadas contra a agregação. Para além dos estabilizadores aplicáveis por i.v. correntes como por exemplo polaxâmeros podem também ser utilizados polímeros de bloco concebidos à medida. Neste caso são por ex. de referir os copolímeros hidrofílicos duplos A-bloco-B, cujo bloco A possui propriedades de coordenação/estabilização e o segundo bloco B protege as partículas contra a agregação e é constituído freguentemente por polietileno glicol (PEG).

Além disso, as partículas de acordo com a invenção podem ser revestidas com outros materiais, por ex. com materiais de revestimento clássicos como hidratos de carbono, polietilenoglicois, ácidos poliacrílicos ou metacrílicos, ácidos gordos, sílica ou/e silano etc. A Figura 1 tipo 3 apresenta uma outra concretização das partículas de acordo com a invenção com uma estrutura de partícula específica do alvo gue tem de ser mantida, através de acoplamento adicional de ligandos específicos. Estes ligandos podem ser por exemplo anticorpos, os seus fragmentos, péptidos, aptâmeros, darpina ou outras moléculas pequenas que possuem uma elevada afinidade para receptores específicos de doenças. Os ligandos podem ser acoplados, através de modificação química das substâncias utilizadas para uma estabilização, assim como serem ancoradas directamente nas partículas de acordo com a invenção. 37

Fig. 2: Adicionalmente o núcleo das partículas de acordo com a invenção podem consistir em dois materiais diferentes (estrutura núcleo-invólucro; Figura 2 Tipo 1.1, 1.2, 1.3). Neste caso numa concretização preferida o C2 interior (ou Cl exterior) pode consistir num outro agente de utilizável no diagnóstico. Por exemplo as magnetites podem ser utilizadas como germes de nucleação e os compostos inorgânicos pouco solúveis acima descritos são sobre elas precipitados ou aplicados.

Numa outra concretização, o invólucro das partículas de acordo com a invenção do tipo 1.1, 1.2 e 1.3 pode ser qualquer invólucro farmaceuticamente aceitável.

Fig. 3: Representação do mecanismo para o targeting passivo. Os vasos sanguíneos saudáveis possuem um endotélio fechado. Eles são estanques e mantêm moléculas maiores como por ex. albumina ou também nanopartícuias na corrente sanguínea. 0 endotélio dos vasos sanguíneos nos tumores possui buracos, através dos quais pequenas partículas de acordo com a invenção se podem difundir facilmente da corrente sanguínea para o tecido. Como para além disso o transporte linfático nos tecidos tumorais se encontra reduzido, as partículas de acordo com a invenção acumulam-se no tumor - apenas devido à escala certa nano.

Fig. 4: Fotografia de uma dispersão de CaF2 pronta para ser aplicada de acordo com o Exemplo 1.2.1. As partículas de CaF2 são possíveis de reconhecer, através da ligeira opalescência da dispersão resultante.

Fig. 5: Exemplo da distribuição de tamanhos de nanopartícuias de CaF2 de acordo com o Exemplo 1.2.2 determinada, através de dispersão dinâmica da luz.

Figura 6: Controlo do tamanho de partícula das nanopartículas de CaF2 com base em 11 experiências independentes de forma análoga ao procedimento de preparação de acordo com o Exemplo 1, em particular de 38 38 acordo com distribuição de 60 nm até o Exemplo 1.2.3. O diâmetro médio da de tamanhos de partículas pode ser regulado cerca de 400 nm.

Lisboa, 3 de

Julho de 2013.

Claims (8)

1 Reivindicações 1. Agente farmacêutico contendo uma matriz inorgânica na forma de partículas que para além da distribuição isotópica natural dos elementos aniónicos e catiónicos que formam o tipo de estrutura, contém respectivamente fracções dos nuclidos emissores de positrões, em que o tipo de estrutura inclui tanto as estruturas amorfas e misturas de estruturas amorfas e estruturas cristalinas, em que 0 número de nuclidos emissores de positrões por matriz inorgânica é superior, ou igual a 1, em que a matriz na forma de partículas é seleccionada a partir do grupo que compreende topázio, (A12F2) [Si04] , quiolite, Na[Al3F4], wavelite, Al3 (P04) 2 (OH, F) 2, carbonato de cálcio, CaC03, magemite, ( -F203) , zeólitos, (fórmula geral Mn [ (AIO2) x (SÍO2) y] (M=metal por ex. Na), magnetite, Fe304, sulfato de bário, (BaS04) , fosfato de gálio, GaP04, apatite respectivamente f luorohidróxiapatite, (Cas (P04) 3 (OH, F) =3Ca3 (P04) 2*Ca (OH, F)2, e fluorina, CaF2, e em que os nuclidos emissores de positrões são seleccionados a partir do grupo compreendendo [ 15]0, [ 30]P, [ 13]N, [65]Ga, [11]C, [131]Ba, [26]A1, e [68]Ga e [18]F.

2. Agente farmacêutico de acordo com a reivindicação 1, em que a matriz de partículas inorgânicas possui um diâmetro de 0,1 nm a 100 ym.

3. Agente farmacêutico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, ou 2, em que a matriz de partículas inorgânicas se encontra num revestimento farmacêutico.

4. Agente farmacêutico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, em que a matriz de partículas 2 inorgânicas se encontra acoplada a ligandos específicos do alvo.

5. Processo de preparação de um agente farmacêutico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, compreendendo pelo menos um dos passos seguintes: (i) Mistura de pelo menos duas soluções de sais solúveis de acordo com uma equação de reacção de precipitação, em que pelo menos um sal é enriquecido com nuclidos emissores de positrões e em que os catiões do sal precipitam com os aniões do outro sal e em que a fracção que emite positrões é uma fracção do composto precipitado e forma deste modo uma matriz inorgânica na forma de partículas, que para além da distribuição de isótopos naturais dos elementos aniónicos e catiónicos que formam o tipo de estrutura contém respectivamente uma fracção de nuclidos emissores de positrões; (ii) formação de uma suspensão de acordo com uma equação de reacção de precipitação contendo a matriz inorgânica na forma de partículas que para além da distribuição natural dos elementos aniónicos e catiónicos que formam o tipo de estrutura contém fracções de nuclidos emissores de positrões. (iii) Mistura de pelo menos duas soluções de sais solúveis de acordo com uma equação de reacção de precipitação para a formação de uma matriz inorgânica e adição posterior dos nuclidos emissores de positrões respectivamente na forma aniónica ou catiónica.

6. Composição farmacêutica, em que pelo menos 0,001% das partículas contidas na composição são matrizes na forma de partículas inorgânicas constituídas por partículas de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4. 3

7. Agente farmacêutico de acordo com qualquer uma reivindicações 1 a 4 para ser utilizado no diagnóstico imagiologia.

8. Agente farmacêutico de acordo com qualquer uma reivindicações 1 a 4 para a terapia locoregional de doença. Lisboa, 3 de Julho de 2013. das por das uma