專(zhuān)利名稱(chēng)：一種多功能超聲造影劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)藥領(lǐng)域，具體涉及一種具有多功能性的新型超聲造影劑及其制備方 法。
背景技術(shù)：
隨著人類(lèi)基因組測(cè)序的完成和后基因組時(shí)代的到來(lái)，發(fā)展無(wú)創(chuàng)可視化的成像技術(shù) 也越來(lái)越受到科學(xué)界的關(guān)注和重視。1999年Weissleder等提出分子影像學(xué)的概念，即活 體狀態(tài)下在細(xì)胞和分子水平對(duì)生物過(guò)程進(jìn)行定性和定量研究，這是傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)與 分子生物學(xué)等學(xué)科相結(jié)合而誕生的新興學(xué)科。分子影像學(xué)發(fā)展至今，已被美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)評(píng)為 未來(lái)最具有發(fā)展?jié)摿Φ?0個(gè)醫(yī)學(xué)科學(xué)前沿領(lǐng)域之一，被譽(yù)為21世紀(jì)的醫(yī)學(xué)影像學(xué)。目前，用于分子成像的熒光、磁共振、CT、超聲及PET\SPECT等成像技術(shù)均有各自 的優(yōu)缺點(diǎn)，如熒光成像具有安全、高敏感度以及成像系統(tǒng)費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，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(zhǔn)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(wú)法重復(fù)應(yīng)用；MRI雖然無(wú)放射性輻射污染，但成像 時(shí)間較長(zhǎng)，非實(shí)時(shí)顯像。因此，沒(méi)有一種單一的成像技術(shù)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(shù)的聯(lián)合則能彌補(bǔ)各自的不足。多學(xué)科交叉、多種成像技術(shù)聯(lián)合、 從不同的角度針對(duì)同一生命過(guò)程進(jìn)行多模式、多參數(shù)分子成像，將成為探索、解釋生命過(guò) 程奧秘的有效新方法和新手段。隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展，各類(lèi)造影劑在臨床中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。造影劑能夠 增加組織對(duì)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(shù)均有各 自的造影劑，如用于超聲成像的微泡造影劑，用于CT成像的碘造影劑，用于磁共振成像的 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(nèi)接受大量、多種造影 劑，不但加重了機(jī)體代謝負(fù)擔(dān)以及造影劑副反應(yīng)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，也增加了醫(yī)療費(fèi)用，因而，臨 床上迫切需要一種能同時(shí)用于多種成像技術(shù)的造影劑，即多功能造影劑。國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng) 對(duì)多功能造影劑進(jìn)行了相關(guān)研究，超聲成像與磁共振成像、核素顯像、熒光成像聯(lián)合以及熒 光成像與核素顯像聯(lián)合的造影劑已陸續(xù)被報(bào)道，但能同時(shí)用于超聲、CT及磁共振成像的造 影劑尚未見(jiàn)報(bào)道。近年來(lái)，我們對(duì)超聲微泡造影劑的研究取得了一定的進(jìn)展，并獲得相關(guān)發(fā)明專(zhuān)利， 如一種攜帶基因的超聲微泡造影劑(專(zhuān)利號(hào)ZL 200410021905. 3)，載基因或藥物的超聲 微泡造影劑及其制備方法(專(zhuān)利號(hào)ZL 200510127996. 3)等。我們對(duì)超聲微球造影劑也有一 定的研究。液態(tài)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(zhì)通過(guò)微液化技 術(shù)而得到的一種安全的，對(duì)壓力、空氣暴露、熱和剪切應(yīng)力等相對(duì)穩(wěn)定的一種乳劑。不同于 包裹氣體的微泡造影劑，液態(tài)氟碳納米粒具有諸多優(yōu)點(diǎn)(1)粒徑小，組織穿透力強(qiáng)，有利 于進(jìn)行分子影像研究；(2)固有的穩(wěn)定性使其在體內(nèi)血循環(huán)中具有更長(zhǎng)的半衰期，便于延 遲顯像或重復(fù)檢查；(3)聚集顯像。不同于具有先天性反射和背向散射特征的超聲微泡造 影劑，液態(tài)氟碳納米粒只有聚集在組織細(xì)胞表面時(shí)，才能有效增強(qiáng)超聲顯像，從而極大地提高圖像的信噪比；(4)安全。氟碳類(lèi)物質(zhì)(PFC)幾乎只通過(guò)呼氣排出體外，極少部分通過(guò)膽 汁消除。其消除率主要取決于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(yīng)用在液體呼吸的研究，相關(guān)產(chǎn)品已進(jìn)入臨床應(yīng)用。(5)可以作為基因或藥物的載體，在 靶向顯影的同時(shí)也可進(jìn)行局部輔助治療。令人感興趣的是，液態(tài)氟碳納米粒還具有不被X 線(xiàn)穿透的特性，且易被熒光標(biāo)記，具有多功能造影劑的潛質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)不同成像技術(shù)需使用不同造影劑，不僅增加機(jī)體代謝負(fù)擔(dān)，以及造影 劑副反應(yīng)等問(wèn)題，提供一種多功能超聲造影劑，以期實(shí)現(xiàn)“一探針多功能”。本發(fā)明還提供制備所述造影劑的方法
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是這樣的
一種多功能超聲造影劑，為含殼核結(jié)構(gòu)納米粒的脂質(zhì)乳劑，所述殼核結(jié)構(gòu)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(tài)氟碳，磁性納米顆粒鑲嵌于殼 膜上；所述納米粒粒徑為200-300 nm。本發(fā)明上述多功能超聲造影劑粒徑較小，為納米級(jí)，具有較強(qiáng)的組織穿透能力，能 夠穿過(guò)血管內(nèi)皮間隙，可以用于分子成像。且其內(nèi)核為液態(tài)物質(zhì)，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制備方法，包括以下步驟
將卵磷脂與膽固醇溶于氯仿溶液中，在55°C水浴條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至形成一均勻薄 膜，加入PBS緩沖液，使薄膜脫落溶解，得到脂質(zhì)混懸液，所述卵磷脂與膽固醇的質(zhì)量比為 4-6 1，卵磷脂和膽固醇的質(zhì)量總和與PBS的體積之比以mg/ml計(jì)為30-40 1 ；將上述所 得脂質(zhì)混懸液與液態(tài)氟碳轉(zhuǎn)入高速分散機(jī)進(jìn)行乳化，乳化同時(shí)加入磁性納米材料，所述液 態(tài)氟碳與脂質(zhì)混懸液的體積之比為1 :1. 5-4，磁性納米材料的質(zhì)量與脂質(zhì)混懸液的體積之 比以mg/ml計(jì)為1-2 1 ；乳化5_10 min后在冰浴條件下應(yīng)用超聲處理2_5 min，離心后去除 沉淀，收集上層液體，即為權(quán)利要求1所述多功能超聲造影劑。優(yōu)選地，上述液態(tài)氟碳為全氟溴辛烷。優(yōu)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(zhì)量比為3 1。優(yōu)選地，上述離心的速度為3000-3500 r/min,離心5 min。本發(fā)明應(yīng)用薄膜_分散法成功制備載磁性納米材料的液態(tài)氟碳超聲造影劑，其性 質(zhì)穩(wěn)定，易于貯存；合成工藝簡(jiǎn)易，所需材料簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，耗時(shí)少，便于批量生產(chǎn)。本發(fā)明所述的多功能超聲造影劑不僅能增強(qiáng)超聲顯像，而且還能夠增強(qiáng)CT、MRI 顯像，顯像效果良好。不同于傳統(tǒng)超聲微泡造影劑、CT碘造影劑及磁共振Gd-DTPA造影劑，本發(fā)明所述 的多功能超聲造影劑在體內(nèi)循環(huán)半衰期長(zhǎng)，經(jīng)靜脈注射后，被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)細(xì)胞吞噬，從而 實(shí)現(xiàn)肝、脾等臟器的持久被動(dòng)靶向強(qiáng)化，便于病變的重復(fù)檢查、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以及療效評(píng)估等。


圖1 Malvern激光分析儀檢測(cè)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的內(nèi)容不限于所舉 的實(shí)施例。實(shí)施例1本發(fā)明多功能造影劑的制備
精密稱(chēng)取卵磷脂200 mg、膽固醇40 mg共同溶于5 ml氯仿溶液中，55°C水浴條件下旋 轉(zhuǎn)蒸發(fā)至形成一均勻薄膜，加入PBS緩沖液8 ml，使薄膜脫落溶解，得到脂質(zhì)混懸液，將上 述所得脂質(zhì)混懸液與3 ml全氟溴辛烷轉(zhuǎn)入高速分散機(jī)進(jìn)行乳化，乳化同時(shí)加入10 mg月桂 酸包覆的Fe3O4磁性納米顆粒，乳化10 min后再在冰浴條件下應(yīng)用超聲處理3 min，離心(5 min, 3500 r / min)后去除沉淀，收集上層液體，即可得到載Fe3O4液態(tài)氟碳納米粒。光鏡 下觀察可見(jiàn)該納米粒呈球形，細(xì)小均勻，形態(tài)規(guī)則，分散較好；Malvern激光分析儀測(cè)得納 米粒粒徑為(272. 9 士 19. 5) nm，分布窄(圖1)；透射電鏡可見(jiàn)Fe3O4納米顆粒鑲嵌于納米粒 的殼膜上(圖2)。將樣品放置4 °C冰箱貯存，2周后不會(huì)分層，光鏡下觀察形態(tài)、大小及其分 布均沒(méi)有明顯的改變。實(shí)施例2本發(fā)明所述多功能超聲造影劑的體內(nèi)超聲顯影實(shí)驗(yàn)
SD大鼠經(jīng)3%戊巴比妥鈉(lmg / kg)腹腔注射麻醉后，仰臥位固定，脫毛。使用Philips iU22彩色多普勒超聲診斷儀(L12-5探頭，探頭頻率7-13 MHz)，采用自身前后對(duì)照方法，常 規(guī)掃查獲得大鼠肝聲像圖，造影時(shí)按5 ml / kg劑量經(jīng)大鼠尾靜脈注射實(shí)施例1制備的多 功能超聲造影劑，觀察肝造影后的顯像時(shí)間和顯像效果。結(jié)果注射造影劑即刻，肝實(shí)質(zhì)未見(jiàn) 有明顯增強(qiáng)，于注射后5 min，肝實(shí)質(zhì)開(kāi)始出現(xiàn)增強(qiáng)，并于注射后20 min左右達(dá)到高峰，持續(xù) 約1 h，見(jiàn)圖3。表明本發(fā)明所述多功能超聲造影劑能達(dá)到持久增強(qiáng)肝實(shí)質(zhì)超聲顯像效果。 而目前臨床所用超聲微泡造影劑，體內(nèi)穩(wěn)定性欠佳，容易破裂，顯像時(shí)間短，僅持續(xù)幾分鐘， 不便于病變的重復(fù)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(jī)體代謝負(fù) 擔(dān)，也增加醫(yī)療費(fèi)用。因此，本發(fā)明所述超聲造影劑有廣闊的應(yīng)用前景。實(shí)施例3本發(fā)明所述多功能超聲造影劑的體內(nèi)CT顯影實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物準(zhǔn)備同實(shí)施例2。使用GE LightSpeed 16排螺旋CT機(jī)，分別于造影前及造 影后24 h采集大鼠肝臟CT圖像。CT掃描條件管電壓100 kV，管電流170 mA，層厚5 mm。 結(jié)果顯示造影后24 h大鼠肝實(shí)質(zhì)的影像密度明顯增加，見(jiàn)圖4。表明該多功能超聲造影劑 能夠增強(qiáng)CT顯像。不同于傳統(tǒng)CT碘造影劑，為血池顯像造影劑，體內(nèi)清除快，本發(fā)明所述 的造影劑體內(nèi)穩(wěn)定性高，循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，24 h后仍可見(jiàn)增強(qiáng)，有利于病變的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。實(shí)施例4本發(fā)明所述多功能超聲造影劑的體內(nèi)MRI顯影實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物準(zhǔn)備同實(shí)施例2，使用臨床GE 1. 5T超導(dǎo)型磁共振儀，分別于造影前及造影后 24 h采集大鼠肝臟磁共振圖像。MRI掃描參數(shù)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，F(xiàn)OV 12X12 cm，層厚3 mm，層間隔0.4 mm。掃描范圍從膈頂至肝臟下緣。結(jié)果注射上述多功能超聲造影劑后24 h，GRE T2*WI、TlWI序列上，大鼠肝實(shí)質(zhì)信號(hào)均顯著降低，肝臟幾乎呈黑 色，肝臟-肌肉信號(hào)比較造影前明顯減少，見(jiàn)圖5。說(shuō)明該多功能超聲造影劑還可用作MRI 陰性對(duì)比劑。本發(fā)明的實(shí)施例表明，本發(fā)明所述多功能超聲造影劑為網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)特異性對(duì)比 劑，體內(nèi)穩(wěn)定性高，循環(huán)半衰期長(zhǎng)，能實(shí)現(xiàn)肝、脾等臟器的持久被動(dòng)靶向強(qiáng)化，能同時(shí)增強(qiáng)超 聲、CT、MRI顯像，對(duì)疾病的診斷，病變動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以及療效評(píng)估有潛在的應(yīng)用價(jià)值。以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可 以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種多功能超聲造影劑，為含殼核結(jié)構(gòu)納米粒的脂質(zhì)乳劑，所述殼核結(jié)構(gòu)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(tài)氟碳，磁性納米顆粒鑲嵌于殼膜上；所述納米粒粒徑為200 300 nm。
2.一種多功能超聲造影劑的制備方法，包括以下步驟將卵磷脂與膽固醇溶于氯仿溶液中，在55°C水浴條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至形成一均勻薄 膜，加入PBS緩沖液，使薄膜脫落溶解，得到脂質(zhì)混懸液，所述卵磷脂與膽固醇的質(zhì)量比為 4-6 1，卵磷脂和膽固醇的質(zhì)量總和與PBS的體積之比以mg/ml計(jì)為30-40 1 ；將上述所 得脂質(zhì)混懸液與液態(tài)氟碳轉(zhuǎn)入高速分散機(jī)進(jìn)行乳化，乳化同時(shí)加入磁性納米材料，所述液 態(tài)氟碳與脂質(zhì)混懸液的體積之比為1 :1. 5-4，磁性納米材料的質(zhì)量與脂質(zhì)混懸液的體積之 比以mg/ml計(jì)為1-2 :1 ；乳化5_10 min后在冰浴條件下應(yīng)用超聲處理2_5 min，離心后去除 沉淀，收集上層液體，即為權(quán)利要求1所述多功能超聲造影劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述液態(tài)氟碳為全氟溴辛烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，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(zhì)量比為3 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述離心的速度為3000-3500r/ min,離心 5 min。
6.權(quán)利要求1所述的多功能超聲造影劑用于制備CT對(duì)比劑的用途。
7.權(quán)利要求1所述的多功能超聲造影劑用于制備MRI對(duì)比劑的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種具有多功能性的新型超聲造影劑及其制備方法。本發(fā)明所述多功能超聲造影劑為含殼核結(jié)構(gòu)納米粒的脂質(zhì)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(tài)氟碳，磁性納米顆粒鑲嵌于殼膜上。本發(fā)明超聲造影劑為網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)特異性對(duì)比劑，不僅能增強(qiáng)超聲顯像，而且還能夠增強(qiáng)CT及MRI顯像，顯像效果好，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)A61K49/06GK101954096SQ20101050546
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者冉海濤, 王志剛, 鄭元義 申請(qǐng)人:重慶醫(yī)科大學(xué)