RU2541090C1 - Gadopentetate-modified beta-cyclodextrin derivatives - Google Patents
Gadopentetate-modified beta-cyclodextrin derivatives Download PDFInfo
- Publication number
- RU2541090C1 RU2541090C1 RU2013152858/15A RU2013152858A RU2541090C1 RU 2541090 C1 RU2541090 C1 RU 2541090C1 RU 2013152858/15 A RU2013152858/15 A RU 2013152858/15A RU 2013152858 A RU2013152858 A RU 2013152858A RU 2541090 C1 RU2541090 C1 RU 2541090C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cyclodextrin
- beta
- tumor
- gadopentetate
- relaxation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а точнее к средствам для магнитно-резонансной контрастной диагностики и бинарной лучевой терапии злокачественных опухолей (нейтрон-захватная и фотон-захватная терапия). Изобретение может быть использовано как в экспериментальных, так и в клинических исследованиях.The invention relates to medicine, and more specifically to means for magnetic resonance contrast diagnostics and binary radiation therapy of malignant tumors (neutron capture and photon capture therapy). The invention can be used in both experimental and clinical studies.
Магнитно-резонансные контрастные средства широко используются в клинической практике для диагностики различных патологических состояний. Магнитно-резонансное контрастное средство увеличивает чувствительность, специфичность и диагностическую надежность магнитно-резонансной томографии, способствует не только выявлению патологического очага, но и более точному определению степени его распространенности, постановке дифференциального диагноза, сокращает, в конечном итоге, время исследования и, следовательно, делает последнее более экономичным.Magnetic resonance contrast media are widely used in clinical practice for the diagnosis of various pathological conditions. Magnetic resonance contrast medium increases the sensitivity, specificity and diagnostic reliability of magnetic resonance imaging, contributes not only to identifying a pathological focus, but also to more accurately determine the extent of its prevalence, making a differential diagnosis, shortens, ultimately, the study time and, therefore, makes the latter is more economical.
В нейтрон-захватной и фотон-захватной лучевой терапии лекарственные средства, содержащие гадолиний, применяются для формирования дополнительной энергии в облучаемой мишени, которая образуется в результате ядерно-физических взаимодействий гадолиния с тепловыми нейтронами или фотонами;In neutron-capture and photon-capture radiation therapy, drugs containing gadolinium are used to generate additional energy in the irradiated target, which is formed as a result of nuclear-physical interactions of gadolinium with thermal neutrons or photons;
n+157Gd → 158Gd → фотоны (7,88 мэВ) + электроны конверсии (45-66 кэВ) + электроны Оже и Кестер-Кронига (5-9 кэВ);n + 157 Gd → 158 Gd → photons (7.88 meV) + conversion electrons (45-66 keV) + Auger and Kester-Kronig electrons (5-9 keV);
γ(~60 кэВ) + Gd, Bi ~ рентгеновское излучение (-30 кэВ) + электроны (~30 кэВ)γ (~ 60 keV) + Gd, Bi ~ x-ray radiation (-30 keV) + electrons (~ 30 keV)
В настоящее время известен ряд коммерческих магнитно-резонансных контрастных средств, нашедших применение в клинической практике в качестве диагностических препаратов. Все они представляют собой водные растворы комплексных соединений гадолиния с органическими лигандами. Это препараты Магневист и Гадовист германской фирмы Bayer AG, Омнискан американской фирмы GE Healthcare, Дотарем французской фирмы Laboratore Gubert. ПроХанс и МультиХанс итальянской фирмы Bracco.Currently, a number of commercial magnetic resonance contrast media are known that have been used in clinical practice as diagnostic drugs. All of them are aqueous solutions of gadolinium complex compounds with organic ligands. These are preparations Magnevist and Gadovist of the German company Bayer AG, Omniscan of the American company GE Healthcare, Dotareram of the French company Laboratore Gubert. ProHans and MultiHans of the Italian company Bracco.
Наиболее широко используются препараты на основе диэтилентриаминопентауксусной кислоты и, в частности, препарат Магневист, который был избран в качестве аналога [DE №3129906, A61, опубл. 1981].The most widely used drugs are based on diethylenetriaminopentaacetic acid and, in particular, the drug Magnevist, which was chosen as an analogue [DE No. 3129906, A61, publ. 1981].
Препарат Магневист представляет собой 0,5 М водный раствор димеглюминовой соли гадопентетата с pH ~7, вязкостью 4,9 cP при 20°C и плотностью не более 1,2 г/см3 при 20°C.The drug Magnevist is a 0.5 M aqueous solution of dimeglumine salt of gadopentetate with a pH of ~ 7, a viscosity of 4.9 cP at 20 ° C and a density of not more than 1.2 g / cm 3 at 20 ° C.
Применение Магневиста и других магнитно-резонансных контрастных средств для формирования дополнительного энерговыделения в бинарных лучевых технологиях ограничено высокой скоростью элиминации из места их внутритканевого введения. Системные пути введения этих препаратов не эффективны для этой цели, поскольку все они являются внеклеточными веществами и не способны накапливаться внутри нормальных и опухолевых клеток. Кроме того, препарат Магневист не безопасен для медицинского применения, так как сложен для контроля его качества.The use of Magnevist and other magnetic resonance contrast media to form additional energy release in binary radiation technologies is limited by the high rate of elimination from the place of their interstitial injection. Systemic routes of administration of these drugs are not effective for this purpose, since they are all extracellular substances and are not able to accumulate inside normal and tumor cells. In addition, the drug Magnevist is not safe for medical use, as it is difficult to control its quality.
Известна лекарственная форма гадопентетата, представляющая собой 0,5 М раствор динатриевой соли комплекса гадолиния с диэтилентриаминопентауксусной кислотой с pH 5,0-85, содержащий до 5% поливинилпирролидона с молекулярной массой 12000±1500 дальтон. Данная лекарственная форма взята нами в качестве прототипа [RU №2150961, A61K 49/00, опубл. 20.06.2000]. Наличие в лекарственной форме поливинилпирролидона с молекулярной массой 12000±1500 дальтон обеспечивает замедленную элиминацию основной субстанции гадопентетата при интратуморальном пути его введения. Недостатком лекарственной формы - прототипа является наличие в них поливинилпирролидона с молекулярной массой 12000±1500 дальтон, запрещенного для использования в медицинских целях (Циркуляр Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения и социального развития (№1100-Пр/05 от 24.05.2005). Скорость элиминации гадопентетата при интратуморальном введении лекарственной формы в технологиях нейтрон-захватной и фотон-захватной лучевой терапии характеризуется периодом полуэлиминации, Т1/2Э, равным 50±5 мин, что не является оптимальной величиной для реализации бинарных лучевых технолотий.A known dosage form of gadopentetate is a 0.5 M solution of the disodium salt of a complex of gadolinium with diethylene triaminopentaacetic acid with a pH of 5.0-85, containing up to 5% polyvinylpyrrolidone with a molecular weight of 12,000 ± 1,500 daltons. This dosage form is taken by us as a prototype [RU No. 2150961, A61K 49/00, publ. 06/20/2000]. The presence in the dosage form of polyvinylpyrrolidone with a molecular weight of 12,000 ± 1,500 daltons provides a delayed elimination of the main substance of gadopentetate during the intratumoral route of administration. The disadvantage of the prototype dosage form is the presence of polyvinylpyrrolidone with a molecular weight of 12,000 ± 1,500 daltons, which is forbidden for medical use (Circular of the Federal Service for Supervision of Health and Social Development (No. 1100-Pr / 05 of 05.24.2005). elimination gadopentetata when intratumoral administration of the dosage form in neutron-capture technology and photon radiotherapy gripping characterized elimination half period T 1 / 2E equal to 50 ± 5 minutes, which is not the optimum value d I ray binary implementation tehnoloty.
Известна контрастная композиция для магнитно-резонансной томографии и рентгеновских исследований на основе комплекса гадолиния, согласно изобретению, содержащая от 0.1 до 1.5 моль/л комплекса гадолиния (Gd3+) с динатриевой солью диэтилентриаминопентауксусной кислоты (ДТПА) или диметиламиддиэтилентриаминопентауксусной кислоты (ДМАДТПА) с pH 6-8 и дополнительно содержащая от 0.0001 до 0.5% металлохромного индикатора от массы гадолиния. В качестве металлохромного индикатора используют хромазурол S или хромоксан чисто-голубой БЛД, растворы которых устойчивы в течение длительного времени. Хромазурол S и хромоксан чисто-голубой БЛД имеют контрастный переход (желтый - фиолетовый) в рабочем диапазоне pH от 6 до 8 единиц. Константа комплексообразования этих индикаторов составляет 12 до 16 единиц. Изменение цвета раствора композиции обусловлено образованием комплекса гадолиний-индикатор при распаде комплекса гадолиний-ДТПА или гадолиний-ДМАДТПА (RU 2308290, A61K 49/06, A61K 49/04, опубл. 20.10.2007). Этот источник принят в качестве прототипа.A known contrast composition for magnetic resonance imaging and x-ray studies based on the gadolinium complex, according to the invention, containing from 0.1 to 1.5 mol / l of the gadolinium complex (Gd 3+ ) with disodium salt of diethylene triaminopentaacetic acid (DTPA) or dimethylamide diethylenetriamine penta acetic acid 6-8 and additionally containing from 0.0001 to 0.5% metalchrome indicator by weight of gadolinium. As a metalchromic indicator, chromazurol S or pure-blue BPD chromoxane is used, the solutions of which are stable for a long time. Chromazurol S and chromoxane pure blue BPD have a contrast transition (yellow - purple) in the working pH range from 6 to 8 units. The complexation constant of these indicators is 12 to 16 units. The color change of the solution of the composition is due to the formation of the gadolinium-indicator complex during the decomposition of the gadolinium-DTPA or gadolinium-DMADTPA complex (RU 2308290, A61K 49/06, A61K 49/04, publ. 20.10.2007). This source is accepted as a prototype.
Положительный результат, получаемый при реализации предложенной композиции, заключается в высокой безопасности препарата в качестве магнитно-резонансной и рентгеновской контрастной композиции. Но при наличии таких положительных качеств данное контрастное средство имеет недостаток, заключающийся в недостаточной визуализации специфической ферментативной активности и активации факторов транскрипции в живых системах.A positive result obtained by the implementation of the proposed composition is the high safety of the drug as a magnetic resonance and x-ray contrast composition. But in the presence of such positive qualities, this contrast agent has the disadvantage of insufficient visualization of specific enzymatic activity and activation of transcription factors in living systems.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности применения в нейтрон-захватной и фотон-захватной терапии за счет усиления визуализации специфической ферментативной активности и активации факторов транскрипции в живых системах.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in increasing the efficiency of use in neutron capture and photon capture therapy by enhancing the visualization of specific enzymatic activity and activation of transcription factors in living systems.
Указанный технический результат достигается тем, что в качестве контрастного средства используют модифицированные гадопентетатом производные бета-циклодекстрина, в частности бета-циклодекстрин, содержащий один, два, три остатка гадопентетата или их смесь с общей формулойThe specified technical result is achieved by the fact that beta-cyclodextrin derivatives, in particular beta-cyclodextrin, containing one, two, three gadopentetate residues, or a mixture thereof with the general formula, are used as a contrast agent.
(C42H70-nO35)(C14H21N3O8)nGdn, где n=1-7.(C 42 H 70-n O 35 ) (C 14 H 21 N 3 O 8 ) n Gd n , where n = 1-7.
Указанный технический результат так же достигается тем, что в качестве контрастного средства используют модифицированные гадопентетатом производные бета-циклодекстрина, в частности бета-циклодекстрин, содержащий один, два, три остатка гадопентетата или их смесь с общей формулойThe indicated technical result is also achieved by the fact that beta-cyclodextrin derivatives, in particular beta-cyclodextrin, containing one, two, three residues of gadopentetate or a mixture thereof with the general formula are used as a contrast agent.
(C42H70-nO35)(C14H21N3O8)nGdn, где n=1-7, при этом смесь состоит из 70-80% монопроизводного бета-циклодекстрина, 10-20%, ди-производного бета-циклодекстрина и 5-10% три-производного бета-циклодекстрина.(C 42 H 70-n O 35 ) (C 14 H 21 N 3 O 8 ) n Gd n , where n = 1-7, wherein the mixture consists of 70-80% of a mono-derivative beta-cyclodextrin, 10-20%, a di-derivative of beta-cyclodextrin and 5-10% of a tri-derivative of beta-cyclodextrin.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are significant and are interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.
Настоящее изобретение поясняется иллюстративным материалом, где:The present invention is illustrated by illustrative material, where:
фиг.1 - фронтальная MP томограмма мыши с перевивной опухолью меланомы B16, T2 - взвешенное изображение,figure 1 - front MP tomogram of a mouse with transplantable tumor of melanoma B16, T2 - weighted image,
фиг.2 - фронтальная MP томограмма мыши с перевивной опухолью меланомы B16, T1 взвешенное изображение до введения образца;figure 2 is a frontal MP tomogram of a mouse with a transplantable tumor of melanoma B16, T1 weighted image before the introduction of the sample;
фиг.3 - фронтальная MP томограмма мыши с перевивной опухолью меланомы B16, T1 взвешенное изображение после введения образца, область роста опухоли выделена;figure 3 - front MP tomogram of a mouse with transplantable tumor of melanoma B16, T1 weighted image after injection of the sample, the tumor growth area is highlighted;
фиг.4 - фронтальная MP томограмма тазовой области мыши с перевивной эпидермоидной карциномой легкого Льюиса LLC1, T2 - взвешенное изображение;4 is a frontal MP tomogram of the pelvic region of a mouse with transplantable epidermoid lung carcinoma Lewis LLC1, T2 - weighted image;
фиг.5 - фронтальная MP томограмма тазовой области мыши с перевивной эпидермоидной карциномой легкого Льюиса LLC1, T1 взвешенное изображение до введения образца;5 is a frontal MP tomogram of the pelvic region of a mouse with transplantable epidermoid lung carcinoma Lewis LLC1, T1 weighted image before the introduction of the sample;
фиг.6 - фронтальная MP томограмма тазовой области мыши с перевивной эпидермоидной карциномой легкого Льюиса LLC1, T1 взвешенное изображение после введения образца, область роста опухоли выделена.6 is a frontal MP tomogram of the pelvic region of a mouse with transplantable epidermoid lung carcinoma Lewis LLC1, T1 weighted image after injection of the sample, the tumor growth area is highlighted.
фиг.7 - фронтальная MP томограмма тазовой области мыши с перевивной аденокарциномой молочной железы Ca755, T2 - взвешенное изображение;7 is a frontal MP tomogram of the pelvic region of a mouse with transplantable mammary adenocarcinoma Ca755, T2 is a weighted image;
фиг.8 - фронтальная MP томограмма тазовой области мыши с перевивной аденокарциномой молочной железы Ca755, T1 взвешенное изображение до введения образца;Fig. 8 is a frontal MP tomogram of the pelvic region of a mouse with transplantable mammary adenocarcinoma Ca755, T1 weighted image before sample administration;
фиг.9 - фронтальная MP томограмма тазовой области мыши с перевивной аденокарциномой молочной железы Ca755, T1 взвешенное изображение после введения образца, область роста опухоли выделена.Fig.9 is a frontal MP tomogram of the pelvic region of a mouse with transplantable adenocarcinoma of the mammary gland Ca755, T1 weighted image after injection of the sample, the tumor growth area is highlighted.
Применение контрастных препаратов с парамагнитными свойствами представляет собой одно из наиболее перспективных направлений улучшения диагностических возможностей магнитно-резонансной томографии (МРТ). До сих пор контрастные препараты создаются на основе комплексов с Gd+3. Парамагнитные релаксационные свойства Gd+3 выгодно показывают возможность создания парамагнитных контрастных препаратов с релаксивностью. Контрастное вещество (KB) используется при МРТ в тех случаях, если необходимо выявить опухоль, ее размеры, состав клеток и границы. Контраст позволяет более детально изучить структуру тканей. Компоненты на основе гадолиния не токсичны и хорошо растворяются в воде. Для того чтобы гадолиний перестал быть токсичным, создают специальные хелатные комплексы (композиции, субстанции), так как простые его соли ядовиты. Применение контраста увеличивает отдачу сигнала от интересующей области тела. Скорость действия контраста зависит в первую очередь от того, как густо покрыта область кровеносными сосудами.The use of contrast agents with paramagnetic properties is one of the most promising areas for improving the diagnostic capabilities of magnetic resonance imaging (MRI). Until now, contrast preparations are created on the basis of complexes with Gd + 3. Paramagnetic relaxation properties of Gd + 3 favorably show the possibility of creating paramagnetic contrast agents with relaxation. Contrast media (KB) is used for MRI in cases where it is necessary to identify a tumor, its size, cell composition and borders. Contrast allows a more detailed study of the structure of tissues. Gadolinium based components are non-toxic and highly soluble in water. In order for gadolinium to cease to be toxic, special chelate complexes (compositions, substances) are created, since its simple salts are poisonous. The use of contrast increases the return of the signal from the area of interest of the body. The speed of contrast depends primarily on how densely the area is covered with blood vessels.
Главной целью использования KB в МРТ является ускорение процессов релаксации спинов протонов воды в окружающей ткани, т.е. укорачивание спин-решеточного T1 и спин-спинового Т2 времен релаксации, путем применения соли гадолиния Gd (III), так как катион Gd (III) имеет 7 неспаренных f-электронов, и симметричное S-состояние, что определяет, с одной стороны, большой магнитный момент, а с другой - медленную релаксацию электронов, что необходимо с точки зрения эффективности парамагнитного КВ. Общая теория релаксации в разбавленных растворах парамагнитных веществ была разработана Блюмбергеном, Соломоном и Морганом в 1950-х годах. Согласно этой теории, частота релаксации (релаксивность R(1,2)=1/T(1,2), т.е. величина обратная времени релаксации) в присутствии катиона Gd(III)1/Т(1,2)=1/Td(1,2)+1/Tp(1,2)=1/Td(1,2)+r(1,2)[Gd], где 1/Td(1,2) - диамагнитный терм, описывающий релаксацию в отсутствие KB; а r - т.н. молярная релаксивность, являющаяся коэффициентом пропорциональности между релаксивностью и [Gd]-концентрацией парамагнитного катиона. Обычно под релаксивностью понимают протонную релаксивность. Парамагнитная релаксация протонов воды происходит из-за диполь-дипольных взаимодействий между ядерными спинами и флуктуирующим локальным магнитным полем KB, которое создается благодаря наличию спина у неспаренных электронов. Для того, чтобы парамагнитный эффект релаксации влиял на большое число протонов молекул, они должны находиться в непосредственной сфере воздействия поля KB, так как это поле быстро уменьшается при удалении от парамагнитного атома. Для комплексов парамагнитных металлов подобным специфическим взаимодействием является координационное связывание молекул воды с КВ, т.е. взаимодействие во внутренней координационной оболочке. Кроме внутреннеоболочечного эффекта существует также внешнеоболочечный, который зависит от стохастической поступательной диффузии протонов вблизи КВ. Кроме того, молекулы воды образуют водородные связи с хелатирующим веществом. Эти молекулы воды во вторичной координационной оболочке вносят вклад во внешнеоболочечный эффект. Таким образом, суммарная релаксивность протонов воды в упрощенном виде равна сумме релаксивностей, где R=RIS+ROS, IS - внутренняя оболочка, a OS - внешняя оболочка. Величина обратная времени спин-решеточной релаксации во внутренней координационной оболочке (т.е. релаксивность) записывается в виде: 1/T1=(([Gd]·q/55.5)(T1m=τm)-1, где q - число молекул воды, связанных с Gd (число гидратации), T1m - время релаксации связанной воды и τm - время жизни молекулы воды во внутренней координационной оболочке.The main purpose of using KB in MRI is to accelerate the relaxation of the spins of water protons in the surrounding tissue, i.e. shortening the spin-lattice T1 and spin-spin T2 relaxation times by applying the gadolinium salt Gd (III), since the cation Gd (III) has 7 unpaired f-electrons, and a symmetric S state, which determines, on the one hand, a large magnetic moment, and on the other hand, slow relaxation of electrons, which is necessary from the point of view of the paramagnetic quantum well efficiency. The general theory of relaxation in dilute solutions of paramagnetic substances was developed by Blumbergen, Solomon and Morgan in the 1950s. According to this theory, the relaxation frequency (relaxivity R (1,2) = 1 / T (1,2) , i.e., the reciprocal of the relaxation time) in the presence of the cation Gd (III) 1 / T (1,2) = 1 / Td (1,2) + 1 / Tp (1,2) = 1 / Td (1,2) + r (1,2) [Gd], where 1 / Td (1,2) is a diamagnetic term that describes relaxation in the absence of KB; and r - the so-called molar relaxivity, which is the coefficient of proportionality between relaxivity and the [Gd] concentration of the paramagnetic cation. Relaxation is usually understood as proton relaxation. Paramagnetic relaxation of water protons occurs due to dipole-dipole interactions between nuclear spins and a fluctuating local magnetic field KB, which is created due to the presence of spin in unpaired electrons. In order for the paramagnetic relaxation effect to affect a large number of protons of molecules, they must be in the immediate sphere of influence of the KB field, since this field rapidly decreases with distance from the paramagnetic atom. For complexes of paramagnetic metals, a similar specific interaction is the coordination binding of water molecules with KV, i.e. interaction in the inner coordination shell. In addition to the internal-shell effect, there is also an external-shell effect, which depends on the stochastic translational diffusion of protons near the QW. In addition, water molecules form hydrogen bonds with a chelating agent. These water molecules in the secondary coordination shell contribute to the externally shell effect. Thus, the total relaxivity of water protons in a simplified form is equal to the sum of relaxations, where R = R IS + R OS , IS is the inner shell, and OS is the outer shell. The reciprocal of the spin-lattice relaxation time in the inner coordination shell (ie, relaxivity) is written as: 1 / T1 = (([Gd] · q / 55.5) (T 1m = τ m ) -1 , where q is the number water molecules bound to Gd (hydration number), T 1m is the relaxation time of bound water, and τ m is the lifetime of the water molecule in the inner coordination shell.
Релаксация протонов в присутствии хелатированных парамагнитных катионов подвержена воздействию целого комплекса факторов. Если хелатирующее вещество препятствует образованию координационных связей между водой и катионом во внутренней оболочке, число гидратации катиона q<1, а релаксивность хелатированного катиона значительно меньше, чем релаксивность гидратированного катиона. Наиболее часто используемые на практике хелаты Gd (III) допускают образование координационной связи с q=1. Если выполняется соотношение T1m<<τm, то скорость обмена координированных с KB молекул воды является единственным определяющим фактором релаксивности.Proton relaxation in the presence of chelated paramagnetic cations is exposed to a whole range of factors. If the chelating substance prevents the formation of coordination bonds between water and the cation in the inner shell, the number of hydration of the cation is q <1, and the relaxation of the chelated cation is much less than the relaxation of the hydrated cation. The most frequently used in practice Gd (III) chelates allow the formation of coordination bonds with q = 1. If the relation T 1m << τ m holds, then the exchange rate of water molecules coordinated with KB is the only determining factor of relaxation.
Данные особенности позволили экспериментально создать новое КВ. Суть изобретения заключается в том, что для выделения области поражения при МРТ в качестве контрастного средства используется новая композиция (субстанция), которая представляет собой модифицированные гадопентетатом производные бета-циклодекстрина, в частности бета-циклодекстрин, содержащий один, два, три остатка гадопентетата или их смесь.These features made it possible to experimentally create a new HF. The essence of the invention lies in the fact that to isolate the lesion area during MRI, a new composition (substance) is used as a contrast agent, which is beta-cyclodextrin derivatives modified with gadopentetat, in particular beta-cyclodextrin containing one, two, three gadopentetat residues or their mixture.
Общая формула субстанции: (C42H70-nO35)(C14H21N3O8)nGdn где n=1-7.The general formula of the substance is: (C 42 H 70-n O 35 ) (C 14 H 21 N 3 O 8 ) n Gd n where n = 1-7.
В частности, как вариант, рассматривается модифицированные гадопентетатом производные бета-циклодекстрина, а именно бета-циклодекстрин, содержащий один, два, три остатка гадопентетата или их смесь, состоящую из 70-80% монопроизводного бета-циклодекстрина, 10-20% ди-производного бета-циклодекстрина и 5-10% три-производного бета-циклодекстрина.In particular, as an option, derivatives of beta-cyclodextrin modified with gadopentetat are considered, namely beta-cyclodextrin containing one, two, three residues of gadopentetate or a mixture thereof consisting of 70-80% of a mono-derivative of beta-cyclodextrin, 10-20% of a di-derivative beta-cyclodextrin and 5-10% of the tri-derivative of beta-cyclodextrin.
Циклогадопентетат (ЦГП) получают в две стадии. Степень модификации определяется соотношением компонентов - циклодекстрина и ДАДТПА.Cyclohadopentetate (CGP) is obtained in two stages. The degree of modification is determined by the ratio of components - cyclodextrin and DADTPA.
На первой стадии модифицируют циклодекстрин диангидридом диэтилентриаминопентауксусной кислоты (ДАДТПА). К раствору 30 г (0,0264 М) бета-циклодекстрина в диметилсульфоксиде прибавляют 23,6 г диангидрида диэтилентриаминопентауксусной кислоты и продолжают перемешивать при 60°C двадцать часов. Раствор охлаждают до комнатной температуры, выливают в стакан вместимостью 2 л, содержащий 600 мл ацетона. Выпадает белый осадок. Смесь тщательно перемешивают и выдерживают 30 мин для завершения формирования осадка. Реакционную смесь фильтруют в вакууме водоструйного насоса на воронке с пористым дном и обрабатывают ацетоном пятью порциями по 300 мл и сушат в вакууме (15 мм) при слабом нагревании (500°C) до постоянного веса. Выход циклопентетата (ЦП) (97%).At the first stage, cyclodextrin is modified with diethylenetriaminopentaacetic acid dianhydride (DADTPA). To a solution of 30 g (0.0264 M) beta-cyclodextrin in dimethyl sulfoxide, 23.6 g of diethylene triaminopentaacetic acid dianhydride was added and stirring was continued at 60 ° C. for twenty hours. The solution is cooled to room temperature, poured into a glass with a capacity of 2 l, containing 600 ml of acetone. A white precipitate forms. The mixture is thoroughly mixed and incubated for 30 minutes to complete the formation of a precipitate. The reaction mixture was filtered in a vacuum of a water-jet pump on a funnel with a porous bottom and treated with acetone in five portions of 300 ml each and dried in vacuum (15 mm) with gentle heating (500 ° C) to constant weight. The yield of cyclopentetate (CP) (97%).
На второй стадии получают ЦГП путем взаимодействия ЦП с нитратом гадолиния. В плоскодонную термостойкую колбу емкостью 750 мл, снабженную обратным шариковым холодильником и якорем для магнитной мешалки, помещают 45 г циклопентетата, наливают 450 мл воды дистиллированной и перемешивают в течение 15 мин. К раствору циклопентетата в воде дистиллированной прибавляют 22 г гадолиния азотнокислого шестиводного и перемешивают при комнатной температуре один час. Полученный раствор выливают в стакан вместимостью 2 л, содержащий 1000 мл ацетона. Выпадает белый осадок. Смесь тщательно перемешивают и выдерживают 30 мин для формирования осадка. Осадок фильтруют и высушивают. Выход ЦГП 98%.In the second stage, CHP is obtained by the interaction of CP with gadolinium nitrate. 45 g cyclopentetate is placed in a 750 ml flat-bottomed heat-resistant flask equipped with a reflux ball cooler and an armature for a magnetic stirrer, 450 ml of distilled water are poured and stirred for 15 minutes. To a solution of cyclopentetate in distilled water, 22 g of gadolinium hexahydrate are added and stirred at room temperature for one hour. The resulting solution was poured into a glass with a capacity of 2 l, containing 1000 ml of acetone. A white precipitate forms. The mixture is thoroughly mixed and incubated for 30 minutes to form a precipitate. The precipitate is filtered and dried. The output of CHP 98%.
Для очистки ЦГП его переосаждают из водного раствора. Для этого подсушенный полупродукт переносят в стакан вместимостью 1 л и растворяют в 400 мл воды дистиллированной. Раствор выливают в стакан вместимостью 2 л, содержащий 1000 мл ацетона. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат.To purify CHP, it is reprecipitated from an aqueous solution. For this, the dried intermediate is transferred into a glass with a capacity of 1 liter and dissolved in 400 ml of distilled water. The solution is poured into a 2 liter beaker containing 1000 ml of acetone. The precipitate formed is filtered off and dried.
Содержание компонентов с различной степенью модификации в полученном продукте определяют методом высокоэффективной хроматографии. Характеристика полученных смесей представлена в таблице 1.The content of components with varying degrees of modification in the resulting product is determined by high performance chromatography. The characteristics of the mixtures obtained are presented in table 1.
Релаксивность определяли на MP-томографе ClinScan фирмы BrukerBioSpinc (магнитная индукция 7 Тл, резонансная частота 300 МГц для 1H).Relaxivity was determined on a BrukerBioSpinc ClinScan MP scanner (magnetic induction 7 T, resonant frequency 300 MHz for 1 H).
МРТ-исследования с использованием полученных смесей проводили на МР-томографе ClinScan фирмы Bruker BioSpin с напряженностью поля 7Т (300 МГц для 1H) с использованием двухсегментной поверхностной принимающей катушки. После получения быстрых ортогональных Т1 взвешенных изображений (ВИ) получали Т2 взвешенные изображения (ВИ) с частотным подавлением сигнала жира во фронтальной плоскости с помощью импульсной последовательности Turbo Spin Echo с параметрами: TR=2220 ms, ТЕ=49 ms, толщина среза 1 мм, 16 срезов, матрица 320×320, FOV read=50 мм, траектория заполнения К-пространства - BLADE, BLADE coverage 100%. Так же получали Т2-ВИ с частотным подавлением сигнала жира в аксиальной проекции: Turbo Spin Echo, TR=3310 ms, TE=51 ms, толщина среза 1 мм, 26 срезов, матрица 256×256, FOV read=40 мм. Т2 ВИ были использованы для верификации наличия опухолевого процесса, а также более точного позиционирования последующих срезов. Затем с аналогичной геометрией получали двухмерные градиентные Т1-ВИ с частотным подавлением жира, в аксиальной: TR=529 ms, ТЕ=4.3 ms, угол=70 градусов, толщина среза 1 мм, 26 срезов, матрица 259×384 и FOV read=50 мм; и фронтальной плоскостях: TR=419 ms, ТЕ=4.03 ms, угол=70 градусов, толщина среза 1 мм, 18 срезов, матрица 259×384, FOV read=50 мм, время сбора данных - 2:16 мин. После введения животным изучаемого компонента за динамикой его распределения и выведения следили с помощью фронтальных Т1-ВИ изображений с двухминутным шагом (время сбора данных 2:16).MRI studies using the resulting mixtures were performed on a Bruker BioSpin ClinScan MRI scanner with a field strength of 7T (300 MHz for 1H) using a two-segment surface receiving coil. After obtaining fast orthogonal T1 weighted images (TI), T2 weighted images (TI) with frequency suppression of the fat signal in the frontal plane were obtained using the pulse sequence Turbo Spin Echo with parameters: TR = 2220 ms, TE = 49 ms, cut thickness 1 mm, 16 slices, 320 × 320 matrix, FOV read = 50 mm, K-space filling path - BLADE, BLADE coverage 100%. We also obtained T2-VI with frequency suppression of the fat signal in axial projection: Turbo Spin Echo, TR = 3310 ms, TE = 51 ms, slice thickness 1 mm, 26 slices, matrix 256 × 256, FOV read = 40 mm. T2 VIs were used to verify the presence of the tumor process, as well as more accurate positioning of subsequent sections. Then, with a similar geometry, we obtained two-dimensional gradient T1-VI with frequency suppression of fat, in axial: TR = 529 ms, TE = 4.3 ms, angle = 70 degrees, slice thickness 1 mm, 26 slices, matrix 259 × 384 and FOV read = 50 mm; and frontal planes: TR = 419 ms, TE = 4.03 ms, angle = 70 degrees, slice thickness 1 mm, 18 slices, matrix 259 × 384, FOV read = 50 mm, data acquisition time - 2:16 min. After the studied component was introduced into the animals, the dynamics of its distribution and excretion were monitored using frontal T1-VI images with a two-minute step (data acquisition time 2:16).
Пример 1.Example 1
Суспензию клеток мышиной меланомы В-16 (Банк опухолевых штаммов ФГБУ РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН) трансплантируют под кожу и внутрь мышцы правого заднего бедра мышам лини BDF1 с массой тела 19-22 грамма (2-3-го месяцев жизни) в 0,3 мл полного раствора Хенкса с красителем. При инъекции животным вводят 3,5-4,0 млн опухолевых клеток. Развитие опухоли контролируется путем измерения размеров опухоли. Животные отбираются к дальнейшим исследованиям по достижении размеров опухоли около 1 см3.A suspension of B-16 murine melanoma cells (Bank of tumor strains of the Russian N. Blokhin Russian Academy of Medical Sciences RAMS) is transplanted under the skin and into the muscles of the right posterior thigh to BDF1 mice weighing 19-22 grams (2-3 months of life) in 0.3 ml of a complete Hanks solution with dye. When injected, animals are injected with 3.5-4.0 million tumor cells. Tumor development is controlled by measuring the size of the tumor. Animals are selected for further studies after reaching a tumor size of about 1 cm 3 .
Мышам линии BDF1 с перевивной меланомой В16 на 8 сутки после перевивки внутривенно вводится 0,04 мл водного ЦГП с pH=7 с содержанием гадолиния 0,4 мг. На МРТ томограммах отчетливо видно накопление препарата в опухоли. На фиг.1-3 представлены фронтальные MP томограммы мыши с перевивной опухолью меланомы В16: Т2 - взвешенное изображение, Т1 - взвешенное изображение до введения образца и Т1 - взвешенное изображение после введения образца. Область роста опухоли четко выделена.Mice of the BDF1 line with transplantable B16 melanoma on the 8th day after inoculation are injected intravenously with 0.04 ml of aqueous CHP with pH = 7 with a gadolinium content of 0.4 mg. On MRI tomograms, the accumulation of the drug in the tumor is clearly visible. Figure 1-3 shows the front MP tomograms of a mouse with a transplantable tumor of melanoma B16: T2 is a weighted image, T1 is a weighted image before sample administration and T1 is a weighted image after sample administration. The area of tumor growth is clearly marked.
Пример 2.Example 2
Суспензию клеток эпидермоидной карцином легкого LLC1 (Банк опухолевых штаммов ФГБУ РОНЦ им.Н.Н. Блохина РАМН) трансплантировали под кожу и внутрь мышцы правого заднего бедра мышам линии BDF1 с массой тела 19-22 грамма (2-3-го месяцев жизни) в 0,3 мл полного раствора Хенкса с красителем. При инъекции животным вводят 3,5-4,0 млн опухолевых клеток. Развитие опухоли контролируется путем измерения размеров опухоли. Животные отбираются к дальнейшим исследованиям по достижении размеров опухоли около 1 см3.A cell suspension of LLC1 epidermoid lung carcinoma of the lungs (Bank of tumor strains of FSBI RONTs im.N.N. Blokhin RAMS) was transplanted under the skin and into the muscles of the right back femur to BDF1 mice weighing 19-22 grams (2-3 months of life) in 0.3 ml of a complete Hanks solution with dye. When injected, animals are injected with 3.5-4.0 million tumor cells. Tumor development is controlled by measuring the size of the tumor. Animals are selected for further studies after reaching a tumor size of about 1 cm 3 .
Мышам линии BDF1 с перевивной карциномой легкого Льюиса LLC на 8 сутки после перевивки внутривенно вводится 0,04 мл водного ЦГП с pH=7 с содержанием гадолиния 0,4 мг. На МРТ томограммах отчетливо видно контрастирование опухоли. На фиг.4-6 показаны фронтальные MP томограммы тазовой области мыши с перевивной эпидермоидной карциномой легкого Льюиса LLC1: Т2 - взвешенное изображение, Т1 - взвешенное изображение до введения образца и Т1 - взвешенное изображение после введения образца. Область роста опухоли четко выделена.Mice of the BDF1 line with transplantable Lewis LLC lung carcinoma on the 8th day after inoculation were intravenously administered 0.04 ml of aqueous CHP with pH = 7 containing 0.4 mg of gadolinium. On MRI tomograms, contrasting of the tumor is clearly visible. Figures 4-6 show frontal MP tomograms of the pelvic region of a mouse with transplantable epidermoid lung carcinoma of Lewis LLC1: T2 is a weighted image, T1 is a weighted image before sample administration and T1 is a weighted image after sample administration. The area of tumor growth is clearly marked.
Пример 3.Example 3
Суспензию клеток аденокарциномы молочной железы Ca755 (Банк опухолевых штаммов ФГБУ РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН) трансплантировали под кожу и внутрь мышцы правого заднего бедра мышам линии BDF1 с массой тела 19-22 грамма (2-3-го месяцев жизни) в 0,3 мл полного раствора Хенкса с красителем. При инъекции животным вводят 3,5-4,0 млн опухолевых клеток. Развитие опухоли контролируется путем измерения размеров опухоли. Животные отбираются к дальнейшим исследованиям по достижении размеров опухоли около 1 см3.A suspension of mammary adenocarcinoma cells Ca755 (Bank of tumor strains of the Russian N. Blokhin Russian Cancer Research Center of the Russian Academy of Medical Sciences) was transplanted under the skin and into the muscles of the right posterior thigh to BDF1 mice weighing 19-22 grams (2-3 months of life) in 0.3 ml of a complete Hanks solution with dye. When injected, animals are injected with 3.5-4.0 million tumor cells. Tumor development is controlled by measuring the size of the tumor. Animals are selected for further studies after reaching a tumor size of about 1 cm 3 .
Мышам линии BDF1 с перевивной аденокарциномой Ca755 на 8 сутки после перевивки внутривенно вводится 0,04 мл водного ЦГП с pH=7 с содержанием гадолиния 0,4 мг. На МРТ томограммах отчетливо видно накопление препарата. На фиг.7-9 показаны фронтальные MP томограммы тазовой области мыши с перевивной аденокарциномой молочной железы Ca755: Т2 - взвешенное изображение, Т1 - взвешенное изображение до введения образца и Т1 - взвешенное изображение после введения образца. Область роста опухоли четко выделена.Mice of the BDF1 line with transplantable Ca755 adenocarcinoma on the 8th day after transplantation were intravenously administered 0.04 ml of aqueous CHP with pH = 7 containing 0.4 mg of gadolinium. On MRI tomograms, the accumulation of the drug is clearly visible. Figures 7-9 show frontal MP tomograms of the pelvic region of a mouse with transplantable adenocarcinoma of the mammary gland Ca755: T2 is a weighted image, T1 is a weighted image before sample administration and T1 is a weighted image after sample administration. The area of tumor growth is clearly marked.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013152858/15A RU2541090C1 (en) | 2013-11-28 | 2013-11-28 | Gadopentetate-modified beta-cyclodextrin derivatives |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013152858/15A RU2541090C1 (en) | 2013-11-28 | 2013-11-28 | Gadopentetate-modified beta-cyclodextrin derivatives |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2541090C1 true RU2541090C1 (en) | 2015-02-10 |
Family
ID=53287074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013152858/15A RU2541090C1 (en) | 2013-11-28 | 2013-11-28 | Gadopentetate-modified beta-cyclodextrin derivatives |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2541090C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2639390C2 (en) * | 2016-04-12 | 2017-12-21 | Юрий Викторович Гольтяпин | Medicinal contrast composition |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2150961C1 (en) * | 1998-02-06 | 2000-06-20 | Кулаков Виктор Николаевич | Megnetic-resonance opaque composition |
RU2308290C1 (en) * | 2006-03-10 | 2007-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛЧЗ" | Magnetic resonance and radiopaque composition |
RU2396983C1 (en) * | 2009-04-13 | 2010-08-20 | Виктор Сергеевич Скуридин | Contrast gadolinium complex composition for medical diagnostics |
-
2013
- 2013-11-28 RU RU2013152858/15A patent/RU2541090C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2150961C1 (en) * | 1998-02-06 | 2000-06-20 | Кулаков Виктор Николаевич | Megnetic-resonance opaque composition |
RU2308290C1 (en) * | 2006-03-10 | 2007-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛЧЗ" | Magnetic resonance and radiopaque composition |
RU2396983C1 (en) * | 2009-04-13 | 2010-08-20 | Виктор Сергеевич Скуридин | Contrast gadolinium complex composition for medical diagnostics |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Наполов В.К. и др. "Эффективность применения препаратов гадолиния в рентгенодиагностике", Изд. Медицинская Визуализация, 2005.-N 3.-С. 138-143. Наполов В.К. и др. "Эффективность применения препаратов гадолиния в качестве рентгеноконтрастных средств", Изд. "Вестник рентгенологии и радиологии", 2004.-N 6.-С.58-64 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2639390C2 (en) * | 2016-04-12 | 2017-12-21 | Юрий Викторович Гольтяпин | Medicinal contrast composition |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cheng et al. | FeSe2‐decorated Bi2Se3 nanosheets fabricated via cation exchange for chelator‐free 64Cu‐labeling and multimodal image‐guided photothermal‐radiation therapy | |
Yi et al. | Remarkable NIR enhancement of multifunctional nanoprobes for in vivo trimodal bioimaging and upconversion optical/T2‐weighted MRI‐guided small tumor diagnosis | |
Lux et al. | Ultrasmall rigid particles as multimodal probes for medical applications | |
Xu et al. | Melanin-manganese nanoparticles with ultrahigh efficient clearance in vivo for tumor-targeting T 1 magnetic resonance imaging contrast agent | |
AU657789B2 (en) | Fullerene compositions for magnetic resonance spectroscopy and imaging | |
Yin et al. | Biocompatible folate-modified Gd 3+/Yb 3+-doped ZnO nanoparticles for dualmodal MRI/CT imaging | |
US5330742A (en) | Methods and compositions for magnetic resonance imaging | |
Gautam et al. | Probable ideal size of Ln3+-based upconversion nanoparticles for single and multimodal imaging | |
EP3037107B1 (en) | Polymer nanoparticle composite and composition for mri imaging including same | |
Szigeti et al. | Thallium Labeled Citrate‐Coated Prussian Blue Nanoparticles as Potential Imaging Agent | |
Wang et al. | A class of water-soluble Fe (III) coordination complexes as T 1-weighted MRI contrast agents | |
Yen et al. | Biocompatible and bioactivable terpolymer-lipid-MnO2 Nanoparticle-based MRI contrast agent for improving tumor detection and delineation | |
RU2541090C1 (en) | Gadopentetate-modified beta-cyclodextrin derivatives | |
Liu et al. | Biocompatible KMnF3 nanoparticular contrast agent with proper plasma retention time for in vivo magnetic resonance imaging | |
JP5142251B2 (en) | Composite particles using gold iron oxide particles and MRI contrast agent | |
RU2663286C1 (en) | Preparation for magnetic-resonance diagnostics of f cancerous diseases comprising deuterated 2-amino-2-methylpropionic acid and/or 2-(n-methylamino)-2-methylpropionic acid and a diagnostic method using the preparation | |
Zhang et al. | Next-generation cancer magnetic resonance imaging with tumor-targeted alkylphosphocholine metal analogs | |
CN108743977A (en) | A kind of heavy metal free ion porphyrin compound contrast agent and its application in magnetic resonance imaging | |
Frencken et al. | X-ray-Sensitive Doped CaF2-Based MRI Contrast Agents for Local Radiation Dose Measurement | |
CN109568609B (en) | Chemical exchange saturation transfer contrast agent and preparation method and application thereof | |
US12115232B2 (en) | Preparation for magnetic resonance diagnostics for oncological diseases, comprising deuterated 3-O-methylglucose, and diagnostic method using said preparation | |
Xia et al. | A facile synthesis of a theranostic nanoparticle by oxidation of dopamine-DTPA-Gd conjugates | |
Di Gregorio et al. | Studies of the hydrophobic interaction between a pyrene-containing dye and a tetra-aza macrocyclic gadolinium complex | |
RU2718052C2 (en) | Preparation for magnetic resonance diagnostics of oncological diseases containing deuterated 3-o-methylglucose, and diagnostic method using said preparation | |
Thangudu et al. | Ligand free FeSn 2 alloy nanoparticles for safe T 2-weighted MR imaging of in vivo lung tumors |