WO1997005904A2 - Verwendung von metall-clustern als kontrastmittel oder strahlentherapeutikum - Google Patents

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Definitions

  • metal clusters as a contrast agent or radiation therapy
  • the invention relates to the objects characterized in the patent claims, that is to say the use of metal CI clusters as contrast agents and as therapeutic agents in radiation therapy.
  • Contrast agents are indispensable for medical diagnostics, both in magnetic resonance and in X-ray areas.
  • Various classes of contrast media for routine diagnosis are currently available or are in development.
  • the most important class are the extracellular contrast media (eg Ultravist® or Magnevist®), the behavior of which is characterized in that they distribute rapidly in the intracellular space after the injection and are subsequently excreted renally. These substances are suitable for the visualization of vessels and some organs such as the liver and kidney.
  • the disadvantage is that the distribution into the extracellular space is extremely rapid, so that only a few minutes are available for imaging. In order to avoid this disadvantage, other classes of contrast media have been searched intensively for a long time.
  • particulate contrast media such as suspensions of iron oxide particles (magnetites) or of poorly soluble iodine-containing compounds or of emulsions, for example in the form of liposomally encapsulated MRI or X-ray contrast media.
  • particulate contrast media are preferably absorbed by macrophages and are therefore suitable for imaging the liver or spleen.
  • metal clusters in particular those which have been solubilized by surface modifications, are also suitable as contrast agents for magnetic resonance or X-ray imaging. Another application opens up for use in the radiation therapy of tumors.
  • the present invention relates to the use of metal clusters in diagnostics and in radiation therapy.
  • the metal clusters are particles which contain metals of atomic numbers 20-32, 38-51 or 56-83, which are present as colloids in aqueous solution and can reach concentrations of 1 mol / l.
  • the surface modification is preferably carried out by amines or phosphines, particularly preferably by tetraalkylammonium or tetraalkylphosphonium ions which are fixed to the surface.
  • amines or phosphines particularly preferably by tetraalkylammonium or tetraalkylphosphonium ions which are fixed to the surface.
  • other physiologically compatible agents are also possible, such as polysaccharides (Zucher, starch, dextrans, etc.). Varying the particle size and charge causes a change in the colloidal properties.
  • the size of the particles is below 5 ⁇ m, ideally in the lower nanometer range. Varying the size of the particles changes the imaging properties.
  • the clusters can be adapted to the diverse requirements of the different diagnostic and therapeutic methods.
  • the metals in the manufacturing process e.g. affects the effect on x-rays or on the relaxation behavior of protons.
  • the choice of the electrochemical conditions during the production influences the charge and / or the oxidation state of the clusters or the individual metal atoms, properties which in turn also change the relaxation behavior of protons.
  • the agents that influence the surface of the clusters e.g. tetraalkylammonium and phosphonium compounds
  • the person skilled in the art can choose the appropriate starting materials according to his needs and adapt the clusters to the respective application.
  • compositions according to the invention are prepared in a manner known per se by suspending or dissolving the clusters according to the invention - optionally with the addition of the additives customary in galenics - in an aqueous medium and then, if appropriate, sterilizing the suspension or solution.
  • suitable additives are, for example, physiologically acceptable buffers (such as tromethamine), minor additions of complexing agents (such as EDTA, DTPA or derivatives thereof) and / or their calcium, magnesium or zinc complexes or, if desired, electrolytes (such as sodium chloride) and Antioxidants (such as ascorbic acid).
  • suspensions or solutions of the agents according to the invention in water or physiological saline are desired for enteral administration or other purposes, they are mixed with one or more of the auxiliaries customary in galenics, such as, for example, methyl cellulose, lactose or mannitol, and / or surfactants, such as Example lecithins, Tween® or Myrj®, and / or flavorings for flavor correction, such as essential oils, mixed.
  • the auxiliaries customary in galenics such as, for example, methyl cellulose, lactose or mannitol
  • surfactants such as Example lecithins, Tween® or Myrj®
  • flavorings for flavor correction such as essential oils
  • compositions according to the invention preferably contain 1 ⁇ mol / l-1 mol / l of the clusters and are generally metered in amounts of 0.001-20 mmoles / kg body weight. They are intended for enteral and parenteral administration.
  • the metal clusters according to the invention are used:
  • NMR diagnostics in the form of their paramagnetic, superparamagnetic or ferromagnetic clusters.
  • Particularly suitable are clusters which, for example, chromium, iron, manganese, cobalt, nickel,
  • radio diagnostics and radiotherapy in the form of their clusters with radioactive metals.
  • radioisotopes of the elements copper, cobalt, gallium, germanium, yttrium, holmium, lutetium, scandium, iron, europium, technetium, indium, ytterbium, gadolinium, samarium and iridium are suitable.
  • the paramagnetic, superparamagnetic or ferromagnetic agents according to the invention fulfill the diverse requirements for their suitability as contrast agents for magnetic resonance imaging.
  • they after oral or parenteral application, they are excellently suitable for improving the meaningfulness of the image obtained with the aid of the magnetic resonance tomograph. They also show the high effectiveness that is necessary to burden the body with the smallest possible amount of foreign substances and the good tolerance that is necessary to maintain the non-invasive character of the examinations.
  • the agents according to the invention for use as NMR diagnostic agents are dosed in amounts of 0.001-5 mmol / kg body weight, preferably 0.005-0.5 mmol / kg body weight. Details of the application are, for example, in HJ. Weinmann et al., Am. J. of Roentgenology 142, 619 (1984).
  • Particularly low doses (below 1 mg / kg body weight) of organically coated clusters can be used, for example, to detect tumors and heart attacks.
  • the complex compounds according to the invention can advantageously be used as susceptibility reagents and as shift reagents for in vivo NMR spectroscopy.
  • agents according to the invention are also outstandingly suitable as X-ray contrast agents, it being particularly emphasized that they do not show any signs of the anaphylaxis-like reactions known from the iodine-containing contrast agents in biochemical-pharmacological reactions
  • the substances according to the invention fulfill the diverse requirements that are to be placed on contrast agents in modern diagnostics.
  • the compounds and agents produced from them are distinguished by
  • the compounds according to the invention have a positive effect in X-ray diagnostics in that the clusters according to the invention in particular also allow examinations for short-wave X-rays than is possible with conventional contrast agents, as a result of which the radiation exposure of the patient is significantly reduced because it is known that soft radiation is absorbed by the tissue much more strongly than hard radiation [R. Felix, "The X-ray picture”; Thieme-Verlag Stuttgart (1980)].
  • the media are also particularly suitable for digital subtraction techniques (which work with higher tube voltages).
  • the agents according to the invention for use as X-ray contrast agents are dosed in amounts of 0.1-20 mmol / kg body weight, preferably 0.25-5 mmol / kg body weight.
  • agents according to the invention are radioactive, they are also suitable as radio diagnostic agents due to their favorable properties and the good stability of the complex compounds contained in them. Details of their application and dosage are e.g. in "Radiotracers for Medical Applications", CRC-Press, Boca Raton, Florida.
  • positron emission tomography Another imaging method with radioisotopes is positron emission tomography, which uses positron emitting isotopes such as 43 Sc, 44 Sc, 52 Fe, 55 Co and 66 Ga [Heiss, WD; Phelps, ME; positron Emission Tomography of Brain, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York (1983)].
  • the compounds according to the invention can also be used in radioimmunotherapy or radiation therapy. This differs from the corresponding diagnostics only in the amount and type of isotope used.
  • the goal is the destruction of tumor cells by high-energy short-wave radiation with the shortest possible range.
  • Suitable ⁇ -emitting ions are, for example, 46 Sc, 47 Sc, 48 Sc, 72 Ga, 73 Ga and 90 Y.
  • Suitable a-emitting ions which have short half-lives are, for example, 211 Bi, 212 Bi, 213 Bi, 214 Bi, 212 Bi is preferred.
  • a suitable photon and electron emitting ion is 158 Gd, which can be obtained from 157 Gd by neutron capture.
  • the central ion must be derived from a Mössbauer isotope, such as 57 Fe or 151 Eu.
  • radiotherapeutics are e.g. in R.W. Kozak et al., TIBTEC, October 1986, 262.
  • aqueous X-ray and NMR contrast medium solutions can be enterally or parenterally, e.g. B. oral, rectal, intravenous, intraarterial, intravascular, intracutaneous, subcutaneous (lymphography), subarachnoidal (myelography), with intravenous administration being preferred.
  • the agents according to the invention not only have a high stability in vitro, but also a surprisingly high stability in vivo, so that the release or exchange of the - in some cases toxic - ions in the clusters within the time in which the new contrast agents are completely again are eliminated, did not take place.
  • 250 mg of the solid obtained by the aforementioned process is suspended in 25 ml of 0.9% sodium chloride solution and filled into ampoules which are heat sterilized or ultrafiltered.
  • the colloid suspension obtained is suitable for parenteral and enteral application.
  • a universal electrolyte cell (volume 150 ml) with a platinum anode (thickness 1 mm, electrode area 5 cm 2 ), a nickel anode (thickness 1 mm, electrode area 5 cm 2 ) and a platinum cathode (thickness 1 mm, electrode area 10 cm 2 ) 100 ml of a 0.1 m solution of N-octyl-N, N-dimethyl-3-ammonio-1-propanesulfonate in anhydrous tetrahydrofuran.
  • a current flow of 5 mA is applied between the electrodes (cathode-anode distance: 5 mm), which is increased to 35 mA within 15 minutes.
  • the contents of the cell are thermostatted to 20 ° C. After a charge flow of 500 ° C., the electrolysis is ended, the black precipitate formed is suction filtered, washed with diethyl ether and dried in vacuo.
  • 250 mg of the solid obtained by the aforementioned process is suspended in 25 ml of 0.9% saline and filled into ampoules which are pasteurized or ultrafiltered.
  • the colloid suspension obtained is suitable for parenteral and enteral application.
  • 500 mg of the solid obtained by the aforementioned process is suspended in 25 ml of 0.9% saline and filled into ampoules which are pasteurized or ultrafiltered.
  • the colloid suspension obtained is suitable for parenteral and enteral application.
  • 125 mg of the solid obtained by the aforementioned process is suspended in 25 ml of 0.9% saline and filled into ampoules which are pasteurized or ultrafiltered.
  • the colloid suspension obtained is suitable for parenteral and enteral application.
  • Example 6 625 mg of the solid obtained by the aforementioned process is suspended in 25 ml of 0.9% saline and filled into ampoules which are heat sterilized or ultrafiltered. The colloid suspension obtained is suitable for parenteral and enteral application.
  • Example 6
  • 125 mg of the solid obtained by the aforementioned process is suspended in 25 ml of 0.9% sodium chloride solution and filled into ampoules which are heat sterilized or ultrafiltered.
  • the colloid suspension obtained is suitable for parenteral and enteral application.

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Abstract

Metall-Cluster können als Kontrastmittel für die Magnetresonanz-oder Röntgendiagnostik sowie als Therapeutika in der Strahlentherapie von Tumoren verwendet werden.

Description

Verwendung von Metall-CIustern als Kontrastmittel oder Strahlentherapeutikum
Erfindungsgegenstand
Die Erfindung betrifft die in den Patentansprüchen gekennzeichneten Gegen- stände, das heißt die Verwendung von Metall-CIustern als Kontrastmittel und als Therapeutika in der Strahlentherapie.
Stand der Technik
Für die medizinische Diagnostik, sowohl im Magnetresonänz- als auch im Röntgenbereich sind Kontrastmittel unverzichtbar. Gegenwärtig sind verschiedene Klassen von Kontrastmitteln für die Routinediagnostik erhältlich bzw. befinden sich in der Entwicklung. Die wichtigste Klasse sind die extra¬ zellulären Kontrastmittel (z.B. Ultravist® oder Magnevist®), deren Verhalten dadurch gekennzeichnet ist, daß sie sich nach der Injektion rasch im Intra¬ zellulärraum verteilen und anschließend renal ausgeschieden werden. Diese Substanzen sind geeignet zur Darstellung von Gefäßen sowie einigen Organen wie Leber und Niere. Der Nachteil liegt jedoch darin, daß die Verteilung in den Extrazellulärraum äußerst rasch erfolgt, so daß für die Bildgebung nur wenige Minuten zur Verfügung stehen. Um diesen Nachteil zu umgehen, wird seit längerem intensiv nach anderen Klassen von Kontrastmitteln gesucht. So wurde beispielsweise die Verwendung von höhermolekularen Kontrastmitteln beschrieben, in der Hoffnung, eine längere Verweilzeit im Intravasalraum zu gewährleisten, um so zu einer verbesserten Darstellung des Gefäßsystems zu kommen. Weiterhin wurde die Injektion von partikulären Kontrastmitteln wie z.B. Suspensionen von Eisen¬ oxidpartikeln (Magnetite) oder von schwer löslichen jodhaltigen Verbindungen oder von Emulsionen z.B. in Form von liposomal verkapselten MRI- oder Röntgenkontrastmitteln genannt. Diese partikulären Kontrastmittel werden be- vorzugt von Makrophagen aufgenommen und sind daher für die Darstellung der Leber oder Milz geeignet.
Überraschend wurde nun gefunden, daß auch Metall-Cluster, insbesondere solche, die durch Oberflächenmodifikationen solubilisiert wurden, als Kontrastmittel für die Magnetresonanz oder Röntgendarstellung geeignet sind. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit eröffnet sich für die Verwendung in der Strahlentherapie von Tumoren.
Beschreibung des Erfindungsgegenstands
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Metall- CIustern in der Diagnostik und in der Strahlentherapie.
Bei den Metall-CIustern handelt es sich um Partikel, die Metalle der Ordnungs¬ zahlen 20-32, 38-51 oder 56-83 enthalten, die als Kolloide in wäßriger Lösung vorliegen und Konzentrationen von 1 Mol/I erreichen können. Die Oberflächenmodifikation erfolgt bevorzugt durch Amine oder Phosphine, be¬ sonders bevorzugt durch Tetraalkylammonium- oder Tetraalkylphosphonium- ionen, die an der Oberfläche fixiert sind. Möglich sind aber auch andere, physiologisch verträgliche Mittel, wie z.B. Polysaccharide (Zucher, Stärke, Dextrane o.ä). Variation der Partikelgröße und Ladung bewirkt eine Veränderung der kolloidalen Eigenschaften. Die Größe der Partikel liegt unter¬ halb von 5 μm, idealerweise im unteren Nanometerbereich. Variation der Größe der Partikel verändert die bildgebenden Eigenschaften. Größere Partikel werden für die Darstellung der Gefäße, kleinere Partikel für die Darstellung der Leber oder Milz bevorzugt. Die Darstellung und Charakterisierung der Metall-Cluster erfolgt nach gängigen Methoden, z.B. den von M. Reetz et al. vorgeschlagenen elektrochemischen Verfahren (siehe z.B.: J. Am. Chem. Soc. 1994, 116: 7401-2 oder Science 1995, 267: 367-9).
Durch Variation der Herstellbedingungen können die Cluster den vielfältigen Anforderungen der unterschiedlichen diagnostischen und therapeutischen Methoden angepasst werden. Durch Wahl der Metalle im Herstellungsprozeß wird z.B. die Wirkung auf Röntgenstrahlen oder auf das Relaxationsverhalten von Protonen beeinflußt. Durch Wahl der elektrochemischen Bedingungen bei der Herstellung werden Ladung und/oder Oxidationszustand der Cluster bzw. der einzelnen Metallatome beeinflußt, Eigenschaften, die ihrerseits ebenfalls das Relaxationsverhalten von Protonen verändern. Durch Wahl der Mittel, die die Oberfläche der Cluster beeinflussen (z.B.: Tetraalkylammonium- und -phosphoniumverbindungen) , werden insbesondere die physiologischen Eigenschaften der Cluster beeinflußt. Der Fachmann auf dem Gebiet kann die entsprechenden Ausgangsstoffe nach seinen Bedürfnissen wählen und die Cluster an die jeweilige Anwendung anpassen.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen pharmazeutischen Mittel erfolgt in an sich bekannter Weise, indem man die erfindungsgemäßen Cluster - gegebenenfalls unter Zugabe der in der Galenik üblichen Zusätze - in wäßrigem Medium suspendiert oder löst und anschließend die Suspension oder Lösung gegebenenfalls sterilisiert. Geeignete Zusätze sind beispielsweise physiologisch unbedenkliche Puffer (wie zum Beispiel Tromethamin), geringe Zusätze von Komplexbildnern (wie zum Beispiel EDTA, DTPA oder Derivate davon) und/oder deren Calcium-, Magnesium- oder Zinkkomplexe oder gewünschtenfalls Elektrolyte (wie zum Beispiel Natriumchlorid) sowie Antioxidantien (wie zum Beispiel Ascorbinsaure).
Sind für die enterale Verabreichung oder andere Zwecke Suspensionen oder Lösungen der erfindungsgemäßen Mittel in Wasser oder physiologischer Salzlösung erwünscht, werden sie mit einem oder mehreren der in der Galenik üblichen Hilfsstoffen, wie zum Beispiel Methylcellulose, Lactose oder Mannit, und/oder Tensiden, wie zum Beispiel Lecithine, Tween® oder Myrj®, und/oder Aromastoffen zur Geschmackskorrektur, wie zum Beispiel ätherischen Ölen, gemischt. Prinzipiell ist es auch möglich, die erfindungsgemaßen pharmazeutischen Mittel auch ohne Isolierung der Cluster herzustellen, in jedem Fall muß darauf geachtet werden, daß die erfindungsgemäßen Mittel praktisch frei sind von nicht gebundenen toxisch wirkenden Metallionen.
Dies kann beispielsweise mit Hilfe von Farbindikatoren wie Xyienolorange durch Kontrolltitrationen während des Herstellungsprozesses gewährleistet werden.
Die erfindungsgemäßen pharmazeutischen Mittel enthalten vorzugsweise 1 μMol/l - 1 Mol/I der Cluster und werden in der Regel in Mengen von 0,001 - 20 mMol/kg Köφergewicht dosiert. Sie sind zur enteralen und parenteralen Applikation bestimmt.
Die erfindungsgemäßen Metallcluster kommen zur Anwendung:
1. für die NMR-Diagnostik in Form ihrer paramagnetischen, superpara- magnetischen oder ferromagnetischen Cluster. Insbesondere geeignet sind Cluster, die beispielsweise Chrom, Eisen, Mangan, Cobalt, Nickel,
Kupfer, Praseodym, Neodym, Samarium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium und/oder Ytterbium enthalten.
2. für die Röntgendiagnostik in Form von Clustern mit Elementen höherer Ordnungszahl, die eine ausreichende Absorption der Röntgenstrahlen gewährleisten. Es wurde gefunden, daß erfindungsgemaße Cluster, die
Elemente der Ordnungszahlen 56 - 83 enthalten für diese Anwendung besonders geeignet sind.
3. für die Röntgentherapie in Form von Clustern, enthaltend Metalle mit geeigneter k-Kante (z.B. Gadolinium).
4. für die Radiodiagnostik und Radiotherapie in Form ihrer Cluster mit radioaktiven Metallen . Geeignet sind zum Beispiel Radioisotope der Elemente Kupfer, Kobalt, Gallium, Germanium, Yttrium, Holmium, Lutetium, Scandium, Eisen, Europium, Technetium, Indium, Ytterbium, Gadolinium, Samarium und Iridium. Die erfindungsgemäßen paramagnetischen, superparamagnetischen oder ferromagnetischen Mittel erfüllen die vielfältigen Voraussetzungen für die Eignung als Kontrastmittel für die Kernspintomographie. So sind sie hervor¬ ragend dazu geeignet, nach oraler oder parenteraler Applikation durch Erhöhung der Signalintensität das mit Hilfe des Kernspintomographen erhaltene Bild in seiner Aussagekraft zu verbessern. Ferner zeigen sie die hohe Wirksamkeit, die notwendig ist, um den Körper mit möglichst geringen Mengen an Fremdstoffen zu belasten und die gute Verträglichkeit, die notwendig ist, um den nichtinvasiven Charakter der Untersuchungen aufrecht- zuerhalten.
Im allgemeinen werden die erfindungsgemäßen Mittel für die Anwendung als NMR-Diagnostika in Mengen von 0,001 - 5 mMol/kg Körpergewicht, vorzugs¬ weise 0,005 - 0,5 mMol/kg Körpergewicht, dosiert. Details der Anwendung werden zum Beispiel in HJ. Weinmann et al., Am. J. of Roentgenology 142, 619 (1984) diskutiert.
Besonders niedrige Dosierungen (unter 1 mg/kg Körpergewicht) von organ¬ spezifisch gecoateten Clustern sind zum Beispiel zum Nachweis von Tumoren und von Herzinfarkt einsetzbar.
Ferner können die erfindungsgemäßen Komplexverbindungen vorteilhaft als Suszeptibilitäts-Reagenzien und als Shift-Reagenzien für die in-vivo NMR- Spektroskopie verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Mittel sind außerdem hervorragend als Röntgen- kontrastmittel geeignet, wobei besonders hervorzuheben ist, daß sich mit ihnen keine Anzeichen der von den jodhaltigen Kontrastmitteln bekannten anaphylaxieartigen Reaktionen in biochemisch-pharmakologischen
Untersuchungen erkennen lassen. Die erfindungsgemäßen Substanzen erfüllen die vielfältigen Voraussetzungen, die an Kontrastmittel in der modernen Diagnostik zu stellen sind. Die Verbindungen und aus ihnen her¬ gestellte Mittel zeichnen sich aus durch
- einen hohen Absorptionskoeffizienten für Röntgenstrahlen, eine gute Verträglichkeit, eine hohe Wirksamkeit, eine geringe Viskosität, eine geringe Osmolalität, eine günstige Ausscheidungskinetik.
Neben der überraschend guten Verträglichkeit der Schwermetallcluster wirken sich die erfindungsgemäßen Verbindungen in der Röntgendiagnostik dadurch positiv aus, daß die erfindungsgemäßen Cluster insbesondere auch Unter¬ suchungen bei kurzwelligerer Röntgenstrahlung gestatten als dies mit konventionellen Kontrastmitteln möglich ist, wodurch die Strahlenbelastung des Patienten deutlich gemindert wird, da bekanntermaßen weiche Strahlung vom Gewebe sehr viel stärker absorbiert wird als harte [R. Felix, "Das Röntgenbild"; Thieme-Verlag Stuttgart (1980)].
Wegen der günstigen Absorptionseigenschaften der erfindungsgemäßen Kontrastmittel im Bereich harter Röntgenstrahlung sind die Mittel auch besonders für digitale Substraktionstechniken (die mit höheren Röhren- Spannungen arbeiten) geeignet.
Details der Anwendung von Röntgenkontrastmitteln werden zum Beispiel in Barke, Röntgenkontrastmittel, G. Thieme, Leipzig (1970) und P. Thurn, E. Bücheier "Einführung in die Röntgendiagnostik", G. Thieme, Stuttgart, New York (1977) diskutiert.
Im allgemeinen werden die erfindungsgemäßen Mittel für die Anwendung als Röntgenkontrastmittel in Mengen von 0.1 -20 mMol/kg Körpergewicht, vor¬ zugsweise 0,25 - 5 mMol/kg Körpergewicht dosiert.
Sind die erfindungsgemäßen Mittel radioaktiv, so sind sie aufgrund ihrer günstigen Eigenschaften und der guten Stabilität der in ihnen enthaltenen Komplexverbindungen auch als Radiodiagnostika geeignet. Details ihrer Anwendung und Dosierung werden z.B. in "Radiotracers for Medical Applications", CRC-Press, Boca Raton, Florida, beschrieben.
Eine weitere bildgebende Methode mit Radioisotopen ist die Positronen- Emissions-Tomographie, die positronenemittierende Isotope wie z.B. 43Sc, 44Sc, 52Fe, 55Co und 66Ga verwendet [Heiss, W.D.; Phelps, M.E.; Positron Emission Tomography of Brain, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York (1983)].
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch in der Radioimmuno- oder Strahlentherapie verwendet werden. Diese unterscheidet sich von der entsprechenden Diagnostik nur durch die Menge und Art des verwendeten Isotops. Ziel ist dabei die Zerstörung von Tumorzellen durch energiereiche kurzwellige Strahlung mit einer möglichst geringen Reichweite. Geeignete ß- emittierende Ionen sind z.B. 46Sc, 47Sc, 48Sc, 72Ga, 73Ga und 90Y. Geeignete geringe Halbwertszeiten aufweisende a-emittierende Ionen sind z.B. 211Bi, 212Bi, 213Bi, 214Bi, wobei 212Bi bevorzugt ist. Ein geeignetes Photonen- und Elektronen-emittierendes ion ist 158Gd, das aus 157Gd durch Neutroneneinfang erhalten werden kann.
Ist das erfindungsgemäße Mittel zur Anwendung in der von R.L. Mills et. al. [Nature Vol. 336, (1988), S. 787] vorgeschlagenen Variante der Strahlen- therapie bestimmt, so muß sich das Zentralion von einem Mößbauer-Isotop, wie beispielsweise 57Fe oder 151Eu ableiten.
Details der Anwendung von Radiotherapeutika werden z.B. in R.W. Kozak et al., TIBTEC, Oktober 1986, 262 diskutiert.
Die Applikation der wäßrigen Röntgen- und NMR-Kontrastmittellösungen kann enteral oder parenteral, z. B. oral, rektal, intravenös, intraarteriell, intravasal, intracutan, subcutan (Lymphographie), subarachnoidal (Myelographie) erfolgen, wobei die intravenöse Applikation bevorzugt ist.
Die erfindungsgemäßen Mittel weisen nicht nur eine hohe Stabilität in vitro auf, sondern auch eine überraschend hohe Stabilität in vivo, so daß eine Freigabe oder ein Austausch der in den Clustern befindlichen - teilweise giftigen - Ionen innerhalb der Zeit, in der die neuen Kontrastmittel vollständig wieder ausge¬ schieden werden, nicht erfolgt.
Insgesamt ist es gelungen, neue Mittel zu synthetisieren, die neue Möglich¬ keiten in der diagnostischen und therapeutischen Medizin erschließen. Die Erfindung betrifft daher die Verwendung der in den Ansprüchen genannten Cluster in der Diagnostik und Therapie. Beispiele
Die folgenden Beispiele sollen den Erfindungsgegenstand erläutern, ohne ihn auf diese beschränken zu wollen.
Beispiel 1 N-Octyl-N,N-dimethyl-3-ammonio-1-propansulfonat stabilisiertes Palladium- Kolloid
Es werden in einer Universalelektrolytzelle (Volumen 150 ml) mit zwei Platin¬ blechen (Stärke 1 mm, Abstand 5 mm, Elektrodenfläche 10 cm2) 100 ml einer 0,1 m Lösung von N-Octyl-N,N-dimethyl-3-ammonio-1-propansulfonat in wasserfreiem Tetrahydrofuran vorgelegt. Nun werden unter Rühren 0,6 g Palladiumacetat gelöst, wobei diese und alle folgenden Operationen unter Argon durchgeführt werden. Es wird zwischen den Elektroden ein Stromfluß von 5 mA angelegt, der innerhalb von 15 Minuten auf 35 mA erhöht wird. Der Inhalt der Zelle wird auf 20°C Innentemperatur thermostatisiert. Nach einem Ladungsfluß von 500 C wird die Elektrolyse beendet, der entstandene schwarze Niederschlag abgesaugt, mit Diethylether gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 517 mg grauschwarzer Feststoff
Analyse: gef.: C 16,86 H 3.10 N 1 ,45 S 3,63 Pd 70,21
Durchmesser (bestimmt durch TEM): d = 2,2 nm
250 mg des nach dem vorgenannten Verfahren erhaltenen Feststoffs wird in 25 ml 0,9 %iger Kochsalzlösung suspendiert und in Ampullen abgefüllt, die hitzesterilisiert oder ultrafiltriert werden. Die erhaltene Kolloid-Suspension ist für die parenterale und enterale Applikation geeignet.
Beispiel 2
N-Octyl-N,N-dimethyl-3-ammonio-1-propansulfonat stabilisiertes Palladium/Nickel-Kolloid
Unter Argonatmosphäre werden in einer Universalelektrolytzelle (Volumen 150 ml) mit einer Platinanode (Stärke 1 mm, Elektrodenfläche 5 cm2), einer Nickel¬ anode (Stärke 1 mm, Elektrodenfläche 5 cm2) und einer Platinkathode (Stärke 1 mm, Elektrodenfläche 10 cm2) 100 ml einer 0,1 m Lösung von N-Octyl-N,N- dimethyl-3-ammonio-1-propansulfonat in wasserfreiem Tetrahydrofuran vorge¬ legt. Nun wird zwischen den Elektroden (Kathoden-Anoden-Abstand: 5 mm) ein Stromfluß von 5 mA angelegt, der innerhalb von 15 Minuten auf 35 mA erhöht wird. Der Inhalt der Zelle wird auf 20°C thermostatisiert. Nach einem Ladungs¬ fluß von 500 C wird die Elektrolyse beendet, der entstandene schwarze Niederschlag abgesaugt, mit Diethylether gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 517 mg grauschwarzer Feststoff Analyse: gef.: C 21,68 H 4.13 H 2.23 S 4,25 Ni 15,96 Pd 44,74
Durchmesser (bestimmt durch TEM): d = 2,4 nm
250 mg des nach dem vorgenannten Verfahren erhaltenen Feststoffs wird in 25 ml 0,9 %iger Kochsalzlösung suspendiert und in Ampullen abgefüllt, die pasteurisiert oder ultrafiltriert werden. Die erhaltene Kolloid-Suspension ist für die parenterale und enterale Applikation geeignet.
Beispie! 3
N, N, N-Tris-[2-(2-methoxyethoxy)-ethy!]-3-ammonio-1 -propansulfonat stabilisiertes Palladium-Kolloid a) N,N,N-Tris-[2-(2-methoxyethoxy)-ethyl]-3-ammonio-1 -propansulfonat
32,3 g (100 mmol) N,N,N-Tris-[2-(2-methoxyethoxy)-ethyl]-amin und 10,0 g (82,7 mmol) 3-Hydroxy-1-propansulfonsäure-δ-sulton werden in 200 ml trockenem Aceton 12 h unter Rückfluß erhitzt. Man dampft die Lösung bis zur Trockne ein und rührt den Rückstand mit tert.-Butylmethylether aus, dekantiert und trocknet den Rückstand im Vakuum.
Ausbeute: 31 ,4 g (85,2 % der Theorie) farbloses Öl
Analyse: ber.: C 48,52 H 8,82 N 3.14 0 32,32 S 7,20 gef.: C 48,43 H 8,97 N 3,07 0 32,14 S 7.10 b) N, N, N-Tris-[2-(2-methoxyethoxy)-ethyl]-3-ammonio-1 -propansulfonat stabilisiertes Palladium-Kolloid
Es werden in einer Universalelektrolytzelle (Volumen 150 ml) mit zwei Platinblechen (Stärke 1 mm, Abstand 5 mm, Elektrodenfläche 10 cm2) 100 ml einer 0,1 m Lösung von N,N,N-Tris-[2-(2-methoxyethoxy)-ethyl]-3-ammonio-1- propansulfonat in wasserfreiem Tetrahydrofuran vorgelegt. Nun werden unter Rühren 0,6 g Pailadiumacetat gelöst, wobei diese und alle folgenden Operationen unter Argon durchgeführt werden. Es wird zwischen den Elektroden ein Stromfluß von 5 mA angelegt, der innerhalb von 15 Minuten auf 35 mA erhöht wird. Der Inhalt der Zelle wird auf 20°C Innentemperatur thermostatisiert. Nach einem Ladungsfluß von 500 C wird die Elektrolyse beendet, der entstandene schwarze Niederschlag abgesaugt, mit Diethylether gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 580 mg grauschwarzer Feststoff Analyse: gef.: C 24,73 H 4,67 N 1.51 S 3,49 Pd 49,4
Durchmesser (bestimmt durch TEM): d = 3,2 nm
500 mg des nach dem vorgenannten Verfahren erhaltenen Feststoffs wird in 25 ml 0,9 %iger Kochsalzlösung suspendiert und in Ampullen abgefüllt, die pasteurisiert oder ultrafiltriert werden. Die erhaltene Kolloid-Suspension ist für die parenterale und enterale Applikation geeignet.
Beispiel 4
N,N-Dimethyl-N-(2,5,8,11-tetraoxa)-tridecyl-4-ammonio-1-butansulfonat stabilisiertes Bismut-Kolloid a) N.N-Dimethyl^.δ.S.H-tetraoxaHridecyl-l-amin
20,8 g (100 mmol) Tetraethylenglycol-monomethylether wird in 200 ml Dichlormethan gelöst. Die Lösung wird mit 20,8 ml (150 mmol) Triethylamin versetzt und unter Argon bei 0°C gerührt. Man gibt nun 19,1 g 4-Toluolsulfon- säurechlorid zu und läßt die Temperatur des Ansatzes langsam Raum- temperatur erreichen. Nach mittels Dünnschichtchromatographie festgestellter vollständiger Umsetzung des Alkohols rührt man den Ansatz bei 0°C weiter und gibt 16,3 g (200 mmol) Dimethylamin-Hydrochlorid und 27,7 ml (200 mmol) Triethylamin in 50 ml Dichlormethan zu und läßt anschließend die Innentemperatur wieder langsam Raumtemperatur erreichen. Nach vollständiger Umsetzung wird filtriert, das Filtrat wird vollständig eingedampft, in halbkonzentrierter Salzsäure aufgenommen und mit Diethylether ausgeschüttelt. Die wässrige Phase wird abgetrennt und bei 0°C vorsichtig mit festem Natriumhydroxid gesättigt. Die wässrige Phase wird nun mehrmals mit Diethylether extrahiert. Die Etherphasen werden vereinigt, über wasserfreiem Kaliumcarbonat getrocknet, filtriert und eingedampft. Der ölige Rückstand wird im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 20,6 g (87,5 % der Theorie) farbloses Öl Analyse: ber.: C 56,14 H 10,71 N 5,95 O 27,20 gef.: C 56,00 H 10,93 N 5,72
b) N,N-Dimethyl-N-(2,5,8,11-tetraoxa)-tridecyl-4-ammonio-1-butansulfonat
11 ,8 g (50 mmol) N,N-Dimethyl-(2,5,8,11-tetraoxa)-tridecyl-1-amin und 6,1 g (45 mmol) 4-Hydroxy-1-butansulfonsäure-δ-sulton werden in 100 ml trockenem Aceton 12 h unter Rückfluß erhitzt. Man dampft die Lösung bis zur Trockne ein und rührt den Rückstand mit tert.-Butylmethylether aus, dekantiert und trocknet den Rückstand im Vakuum.
Ausbeute: 13.9 g (83,1 % der Theorie) farbloses Öl Analyse: ber.: C 48,50 H 8,95 N 3,77 0 30,15 S 8,63 gef.: C 48,61 H 9,11 N 3,62 S 8,77
c) N,N-Dimethyl-N-(2,5,8,11-tetraoxa)-tridecyl-4-ammonio-1-butansulfonat stabilisiertes Bismut-Kolloid
Es werden in einer Universalelektrolytzelle (Volumen 150 ml) mit zwei Platinblechen (Stärke 1 mm, Abstand 5 mm, Elektrodenfläche 10 cm2) 100 ml einer 0,1 m Lösung von N,N-Dimethyl-N-(2,5,8,11-tetraoxa)-tridecyl-4- ammonio-1-butansulfonat in wasserfreiem Tetrahydrofuran vorgelegt. Nun werden unter Rühren 0,6 g Bismutacetat gelöst, wobei diese und alle folgenden Operationen unter Argon durchgeführt werden. Es wird zwischen den Elektroden ein Stromfluß von 5 mA angelegt, der innerhalb von 15 Minuten auf 35 mA erhöht wird. Der Inhalt der Zelle wird auf 20°C Innentemperatur thermostatisiert. Nach einem Ladungsfluß von 500 C wird die Elektrolyse beendet, der entstandene schwarze Niederschlag abgesaugt, mit Diethylether gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 547 mg grauschwarzer Feststoff Analyse: gef.: C 14,80 H 2.66 N 1,16 S 2,53 Bi 62,40
Durchmesser (bestimmt durch TEM): d = 2,0 nm
125 mg des nach dem vorgenannten Verfahren erhaltenen Feststoffs wird in 25 ml 0,9 %iger Kochsalzlösung suspendiert und in Ampullen abgefüllt, die pasteurisiert oder ultrafiltriert werden. Die erhaltene Kolloid-Suspension ist für die parenterale und enterale Applikation geeignet.
Beispiel 5
(R)-3-Hydroxy-4-(trimethylammonio)-butyrat stabilisiertes Gadolinium-Kolloid
Es werden in einer Universalelektrolytzelle (Volumen 150 ml) mit zwei Platinblechen (Stärke 1 mm, Abstand 5 mm, Elektrodenfläche 10 cm2) 100 ml einer 0,1 m Lösung von L-Carnitin in wasserfreiem Tetrahydrofuran vorgelegt. Nun werden unter Rühren 0,7 g Gadoliniumacetat gelöst, wobei diese und alle folgenden Operationen unter Argon durchgeführt werden. Es wird zwischen den Elektroden ein Stromfluß von 5 mA angelegt, der innerhalb von 15 Minuten auf 35 mA erhöht wird. Der Inhalt der Zelle wird auf 20°C Innentemperatur thermostatisiert. Nach einem Ladungsfluß von 500 C wird die Elektrolyse beendet, der entstandene schwarze Niederschlag abgesaugt, mit Diethylether gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 296 mg grauschwarzer Feststoff Analyse: gef.: C 10,78 H 1,99 N 1,93 Gd 79,33
Durchmesser (bestimmt durch TEM): d = 2,2 nm
625 mg des nach dem vorgenannten Verfahren erhaltenen Feststoffs wird in 25 ml 0,9 %iger Kochsalzlösung suspendiert und in Ampullen abgefüllt, die hitzesterilisiert oder ultrafiltriert werden. Die erhaltene Kolloid-Suspension ist für die parenterale und enterale Applikation geeignet. Beispiel 6
(R)-3-Hydroxy-4-(trimethylammonio)-butyrat stabilisiertes Eisen-Kolloid
Es werden in einer Universalelektrolytzelle (Volumen 150 ml) mit zwei Platin¬ blechen (Stärke 1 mm, Abstand 5 mm, Eiektrodenfiäche 10 cm2) 100 ml einer 0,1 m Lösung von L-Camitin in wasserfreiem Tetrahydrofuran vorgelegt. Nun werden unter Rühren 1,4 g Eisen(ll)acetat gelöst, wobei diese und alle folgenden Operationen unter Argon durchgeführt werden. Es wird zwischen den Elektroden ein Stromfluß von 5 mA angelegt, der innerhalb von 15 Minuten auf 35 mA erhöht wird. Der Inhalt der Zelle wird auf 20°C Innentemperatur thermostatisiert. Nach einem Ladungsfluß von 500 C wird die Elektrolyse beendet, der entstandene schwarze Niederschlag abgesaugt, mit Diethylether gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 239 mg grauschwarzer Feststoff
Analyse: gef.: C 9,35 H 1,54 N 1,84 Fe 77,36
Durchmesser (bestimmt durch TEM): d = 5,3 nm
125 mg des nach dem vorgenannten Verfahren erhaltenen Feststoffs wird in 25 ml 0,9 %iger Kochsalzlösung suspendiert und in Ampullen abgefüllt, die hitzesterilisiert oder ultrafiltriert werden. Die erhaltene Kolloid-Suspension ist für die parenterale und enterale Applikation geeignet.

Claims

Patentansprüche
1. Verwendung von Metall-CIustern für die Herstellung von Mitteln für die medizinische Diagnostik und/oder Strahlentherapie.
2. Verwendung von elektrochemisch gefällten Metall-CIustern für die Herstellung von Mitteln für die medizinische Diagnostik und/oder Strahlen¬ therapie.
3. Verwendung von Metall-CIustern gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Metall-Cluster ein oder mehreren Metalle der Ordnungszahlen 20-32, 38-51 oder 56-83 enthalten.
4. Verwendung von Metall-CIustern gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Clusteroberflächen Tetraalkylammonium- verbindungen enthalten.
5. Verwendung von Metall-CIustern gemäß Anspruch 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Alkylgruppen der Tetraalkylammoniumverbindungen Hydroxyl-, Carbonsäure-, Carbonsäureester-, Amid- und/oder Sulfonamid- substituenten und/oder Ethereinheiten enthalten.
6. Verwendung von Metall-CIustern gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Clusteroberflächen Tetraalkylphosphonium- verbindungen enthalten.
7. Verwendung von Metall-CIustern gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylgruppen der Tetraalkylphosphonium- verbindungen Hydroxyl-, Carbonsäure-, Carbonsäureester-, Amid- und/oder Sulfonamidsubstituenten und/oder Ethereinheiten enthalten.
8. Verwendung von Metall-CIustern gemäß Anspruch 1 oder 2 für die Herstellung von Kontrastmitteln für die Röntgendiagnostik.
9. Verwendung von Metall-CIustern gemäß Anspruch 1 oder 2 für die Herstellung von Kontrastmitteln für die NMR-Diagnostik.
10. Verwendung von Metall-CIustern gemäß Anspruch 1 oder 2 für die Herstellung von Mitteln für die Radiodiagnostik.
11. Verwendung von Metall-CIustern gemäß Anspruch 1 oder 2 für die Herstellung von Mitteln für die Radiotherapie.
12. Verwendung von Metall-CIustern gemäß Anspruch 1 oder 2 für die Herstellung von Mitteln für die Neutroneneinfangtherapie.
13. Verwendung von Metall-CIustern gemäß Anspruch 1 oder 2 für die Herstellung von Mitteln für die Röntgentherapie.
14. Verwendung von Metall-CIustern gemäß Anspruch 1 oder 2 für die Herstellung von Mitteln für die Positronenemissionstomographie.
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