一種多功能超聲造影劑及其製備方法
2023-07-28 16:52:11
專利名稱：一種多功能超聲造影劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及醫藥領域，具體涉及一種具有多功能性的新型超聲造影劑及其製備方 法。
背景技術：
隨著人類基因組測序的完成和後基因組時代的到來，發展無創可視化的成像技術 也越來越受到科學界的關注和重視。1999年Weissleder等提出分子影像學的概念，即活 體狀態下在細胞和分子水平對生物過程進行定性和定量研究，這是傳統醫學影像技術與 分子生物學等學科相結合而誕生的新興學科。分子影像學發展至今，已被美國醫學會評為 未來最具有發展潛力的10個醫學科學前沿領域之一，被譽為21世紀的醫學影像學。目前，用於分子成像的螢光、磁共振、CT、超聲及PET\SPECT等成像技術均有各自 的優缺點，如螢光成像具有安全、高敏感度以及成像系統費用低的優點，但有著組織穿透力 及圖像分辨力等固有局限性；PET\SPECT及CT成像雖然解剖定位準確，密度分辨力高，但二 者均具有放射性輻射，使用劑量受限，無法重複應用；MRI雖然無放射性輻射汙染，但成像 時間較長，非實時顯像。因此，沒有一種單一的成像技術可以完整而足夠地獲取所有必要的 生物信息，而多種成像技術的聯合則能彌補各自的不足。多學科交叉、多種成像技術聯合、 從不同的角度針對同一生命過程進行多模式、多參數分子成像，將成為探索、解釋生命過 程奧秘的有效新方法和新手段。隨著醫學影像學的發展，各類造影劑在臨床中的應用也越來越廣泛。造影劑能夠 增加組織對比度，提高影像定性定位的能力，提高診斷正確率。目前，各種成像技術均有各 自的造影劑，如用於超聲成像的微泡造影劑，用於CT成像的碘造影劑，用於磁共振成像的 Gd-DTPA及超順磁性氧化鐵等。同一病人為明確診斷，常常需在短期內接受大量、多種造影 劑，不但加重了機體代謝負擔以及造影劑副反應發生的風險，也增加了醫療費用，因而，臨 床上迫切需要一種能同時用於多種成像技術的造影劑，即多功能造影劑。國內外學者已經 對多功能造影劑進行了相關研究，超聲成像與磁共振成像、核素顯像、螢光成像聯合以及熒 光成像與核素顯像聯合的造影劑已陸續被報導，但能同時用於超聲、CT及磁共振成像的造 影劑尚未見報導。近年來，我們對超聲微泡造影劑的研究取得了一定的進展，並獲得相關發明專利， 如一種攜帶基因的超聲微泡造影劑(專利號ZL 200410021905. 3)，載基因或藥物的超聲 微泡造影劑及其製備方法(專利號ZL 200510127996. 3)等。我們對超聲微球造影劑也有一 定的研究。液態氟碳納米粒是一種特殊的超聲造影劑，是將氟碳液體與脂質通過微液化技 術而得到的一種安全的，對壓力、空氣暴露、熱和剪切應力等相對穩定的一種乳劑。不同於 包裹氣體的微泡造影劑，液態氟碳納米粒具有諸多優點(1)粒徑小，組織穿透力強，有利 於進行分子影像研究；(2)固有的穩定性使其在體內血循環中具有更長的半衰期，便於延 遲顯像或重複檢查；(3)聚集顯像。不同於具有先天性反射和背向散射特徵的超聲微泡造 影劑，液態氟碳納米粒只有聚集在組織細胞表面時，才能有效增強超聲顯像，從而極大地提高圖像的信噪比；(4)安全。氟碳類物質(PFC)幾乎只通過呼氣排出體外，極少部分通過膽 汁消除。其消除率主要取決於PFC的分子量大小和氣壓。氟碳液體良好的氧氣溶解特性， 被應用在液體呼吸的研究，相關產品已進入臨床應用。(5)可以作為基因或藥物的載體，在 靶向顯影的同時也可進行局部輔助治療。令人感興趣的是，液態氟碳納米粒還具有不被X 線穿透的特性，且易被螢光標記，具有多功能造影劑的潛質。
發明內容
本發明針對不同成像技術需使用不同造影劑，不僅增加機體代謝負擔，以及造影 劑副反應等問題，提供一種多功能超聲造影劑，以期實現「一探針多功能」。本發明還提供製備所述造影劑的方法
為達到上述目的，本發明所提供的技術方案是這樣的
一種多功能超聲造影劑，為含殼核結構納米粒的脂質乳劑，所述殼核結構納米粒的殼 膜材料由卵磷脂、膽固醇及磁性納米材料組成，核材料為液態氟碳，磁性納米顆粒鑲嵌於殼 膜上；所述納米粒粒徑為200-300 nm。本發明上述多功能超聲造影劑粒徑較小，為納米級，具有較強的組織穿透能力，能 夠穿過血管內皮間隙，可以用於分子成像。且其內核為液態物質，還能夠作為藥物或基因的 良好載體。上述多功能超聲造影劑的製備方法，包括以下步驟
將卵磷脂與膽固醇溶於氯仿溶液中，在55°C水浴條件下旋轉蒸發至形成一均勻薄 膜，加入PBS緩衝液，使薄膜脫落溶解，得到脂質混懸液，所述卵磷脂與膽固醇的質量比為 4-6 1，卵磷脂和膽固醇的質量總和與PBS的體積之比以mg/ml計為30-40 1 ；將上述所 得脂質混懸液與液態氟碳轉入高速分散機進行乳化，乳化同時加入磁性納米材料，所述液 態氟碳與脂質混懸液的體積之比為1 :1. 5-4，磁性納米材料的質量與脂質混懸液的體積之 比以mg/ml計為1-2 1 ；乳化5_10 min後在冰浴條件下應用超聲處理2_5 min，離心後去除 沉澱，收集上層液體，即為權利要求1所述多功能超聲造影劑。優選地，上述液態氟碳為全氟溴辛烷。優選地，上述磁性納米材料為月桂酸包覆的四氧化三鐵納米顆粒，粒徑為10-20 nm，月桂酸與四氧化三鐵的質量比為3 1。優選地，上述離心的速度為3000-3500 r/min,離心5 min。本發明應用薄膜_分散法成功製備載磁性納米材料的液態氟碳超聲造影劑，其性 質穩定，易於貯存；合成工藝簡易，所需材料簡單，價格低廉，耗時少，便於批量生產。本發明所述的多功能超聲造影劑不僅能增強超聲顯像，而且還能夠增強CT、MRI 顯像，顯像效果良好。不同於傳統超聲微泡造影劑、CT碘造影劑及磁共振Gd-DTPA造影劑，本發明所述 的多功能超聲造影劑在體內循環半衰期長，經靜脈注射後，被網狀內皮系統細胞吞噬，從而 實現肝、脾等臟器的持久被動靶向強化，便於病變的重複檢查、動態監測以及療效評估等。
圖1 Malvern雷射分析儀檢測多功能超聲造影劑的粒徑4圖2多功能超聲造影劑的透射電鏡圖像(80 KV X93000)；
圖3多功能超聲造影劑增強大鼠肝臟聲像圖，左圖為造影前，右圖為造影后20 min； 圖4多功能超聲造影劑增強大鼠肝臟CT顯像圖，左圖為造影前，右圖為造影后24 h； 圖5多功能超聲造影劑增強大鼠肝臟MRI顯像圖，左圖為造影前，右圖為造影后24 h。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明，但本發明的內容不限於所舉 的實施例。實施例1本發明多功能造影劑的製備
精密稱取卵磷脂200 mg、膽固醇40 mg共同溶於5 ml氯仿溶液中，55°C水浴條件下旋 轉蒸發至形成一均勻薄膜，加入PBS緩衝液8 ml，使薄膜脫落溶解，得到脂質混懸液，將上 述所得脂質混懸液與3 ml全氟溴辛烷轉入高速分散機進行乳化，乳化同時加入10 mg月桂 酸包覆的Fe3O4磁性納米顆粒，乳化10 min後再在冰浴條件下應用超聲處理3 min，離心(5 min, 3500 r / min)後去除沉澱，收集上層液體，即可得到載Fe3O4液態氟碳納米粒。光鏡 下觀察可見該納米粒呈球形，細小均勻，形態規則，分散較好；Malvern雷射分析儀測得納 米粒粒徑為(272. 9 士 19. 5) nm，分布窄(圖1)；透射電鏡可見Fe3O4納米顆粒鑲嵌於納米粒 的殼膜上(圖2)。將樣品放置4 °C冰箱貯存，2周後不會分層，光鏡下觀察形態、大小及其分 布均沒有明顯的改變。實施例2本發明所述多功能超聲造影劑的體內超聲顯影實驗
SD大鼠經3%戊巴比妥鈉(lmg / kg)腹腔注射麻醉後，仰臥位固定，脫毛。使用Philips iU22彩色都卜勒超聲診斷儀(L12-5探頭，探頭頻率7-13 MHz)，採用自身前後對照方法，常 規掃查獲得大鼠肝聲像圖，造影時按5 ml / kg劑量經大鼠尾靜脈注射實施例1製備的多 功能超聲造影劑，觀察肝造影后的顯像時間和顯像效果。結果注射造影劑即刻，肝實質未見 有明顯增強，於注射後5 min，肝實質開始出現增強，並於注射後20 min左右達到高峰，持續 約1 h，見圖3。表明本發明所述多功能超聲造影劑能達到持久增強肝實質超聲顯像效果。 而目前臨床所用超聲微泡造影劑，體內穩定性欠佳，容易破裂，顯像時間短，僅持續幾分鐘， 不便於病變的重複檢查，為了明確診斷，患者往往需多次接受造影劑，不但加重機體代謝負 擔，也增加醫療費用。因此，本發明所述超聲造影劑有廣闊的應用前景。實施例3本發明所述多功能超聲造影劑的體內CT顯影實驗
實驗動物準備同實施例2。使用GE LightSpeed 16排螺旋CT機，分別於造影前及造 影后24 h採集大鼠肝臟CT圖像。CT掃描條件管電壓100 kV，管電流170 mA，層厚5 mm。 結果顯示造影后24 h大鼠肝實質的影像密度明顯增加，見圖4。表明該多功能超聲造影劑 能夠增強CT顯像。不同於傳統CT碘造影劑，為血池顯像造影劑，體內清除快，本發明所述 的造影劑體內穩定性高，循環時間長，24 h後仍可見增強，有利於病變的動態監測。實施例4本發明所述多功能超聲造影劑的體內MRI顯影實驗
實驗動物準備同實施例2，使用臨床GE 1. 5T超導型磁共振儀，分別於造影前及造影后 24 h採集大鼠肝臟磁共振圖像。MRI掃描參數為GRE T2*WI (TR / TE / FA 275 ms / 15 ms / 20° )、GRE TlffI (TR / TE / FA 150 ms / 7. 5 ms / 20° )，矩陣 256X 192，FOV 12X12 cm，層厚3 mm，層間隔0.4 mm。掃描範圍從膈頂至肝臟下緣。結果注射上述多功能超聲造影劑後24 h，GRE T2*WI、TlWI序列上，大鼠肝實質信號均顯著降低，肝臟幾乎呈黑 色，肝臟-肌肉信號比較造影前明顯減少，見圖5。說明該多功能超聲造影劑還可用作MRI 陰性對比劑。本發明的實施例表明，本發明所述多功能超聲造影劑為網狀內皮系統特異性對比 劑，體內穩定性高，循環半衰期長，能實現肝、脾等臟器的持久被動靶向強化，能同時增強超 聲、CT、MRI顯像，對疾病的診斷，病變動態監測以及療效評估有潛在的應用價值。以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出，在不脫離本發明原理的前提下，還可 以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
一種多功能超聲造影劑，為含殼核結構納米粒的脂質乳劑，所述殼核結構納米粒的殼膜材料由卵磷脂、膽固醇及磁性納米材料組成，核材料為液態氟碳，磁性納米顆粒鑲嵌於殼膜上；所述納米粒粒徑為200 300 nm。
2.一種多功能超聲造影劑的製備方法，包括以下步驟將卵磷脂與膽固醇溶於氯仿溶液中，在55°C水浴條件下旋轉蒸發至形成一均勻薄 膜，加入PBS緩衝液，使薄膜脫落溶解，得到脂質混懸液，所述卵磷脂與膽固醇的質量比為 4-6 1，卵磷脂和膽固醇的質量總和與PBS的體積之比以mg/ml計為30-40 1 ；將上述所 得脂質混懸液與液態氟碳轉入高速分散機進行乳化，乳化同時加入磁性納米材料，所述液 態氟碳與脂質混懸液的體積之比為1 :1. 5-4，磁性納米材料的質量與脂質混懸液的體積之 比以mg/ml計為1-2 :1 ；乳化5_10 min後在冰浴條件下應用超聲處理2_5 min，離心後去除 沉澱，收集上層液體，即為權利要求1所述多功能超聲造影劑。
3.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於，所述液態氟碳為全氟溴辛烷。
4.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於，所述磁性納米材料為月桂酸包覆的 四氧化三鐵納米顆粒，粒徑為10-20 nm，月桂酸與四氧化三鐵的質量比為3 1。
5.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於，所述離心的速度為3000-3500r/ min,離心 5 min。
6.權利要求1所述的多功能超聲造影劑用於製備CT對比劑的用途。
7.權利要求1所述的多功能超聲造影劑用於製備MRI對比劑的用途。
全文摘要
本發明涉及的是一種具有多功能性的新型超聲造影劑及其製備方法。本發明所述多功能超聲造影劑為含殼核結構納米粒的脂質乳劑，殼膜材料由卵磷脂、膽固醇及磁性納米材料組成，中心包裹液態氟碳，磁性納米顆粒鑲嵌於殼膜上。本發明超聲造影劑為網狀內皮系統特異性對比劑，不僅能增強超聲顯像，而且還能夠增強CT及MRI顯像，顯像效果好，具有廣闊的應用前景。
文檔編號A61K49/06GK101954096SQ20101050546
公開日2011年1月26日 申請日期2010年10月13日 優先權日2010年10月13日
發明者冉海濤, 王志剛, 鄭元義 申請人:重慶醫科大學