專利名稱：一種網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)器官t1加權(quán)磁性共振成像的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在磁性共振(MR)成像術(shù)，尤其是在磁性共振血管造影術(shù)中產(chǎn)生增強(qiáng)影像的方法，以及磁性顆粒在這些成像方法中作為造影介質(zhì)中的造影劑的用途。
在造影診斷方法例如X-射線，磁性共振和超聲波中，利用造影劑來增強(qiáng)影像造影，即不同的器官或組織間、健康的組織與不健康的組織間的成像造影，是一項很成熟的技術(shù)。
在磁性共振成像術(shù)中，通常使用的造影劑產(chǎn)生一個造影效應(yīng)，這是由于它們對成像核特定的馳豫時間T1(旋轉(zhuǎn)-晶格)或T2(旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn))產(chǎn)生了效應(yīng)所致，成像核發(fā)出磁性共振信號，這些信號被檢測和處理后產(chǎn)生影像。
在由T1和T2依賴性的影像中，信號強(qiáng)度函數(shù)隨T1的變化而按如下方式變化，在沒有其它作用時，T1的減少將導(dǎo)致信號強(qiáng)度增強(qiáng)。然而信號強(qiáng)度函數(shù)隨T2的變化而按下面方式變化，在沒有其它作用時，T2(或T2*)的減少將導(dǎo)致信號強(qiáng)度減弱。
為了方便，本說明書中所提到的T2和T2從屬物包括了T2*和T2*從屬物。
因此，當(dāng)磁性共振造影劑使T1和T2都能減少時，對于某一成像過程，可能有一個作用會占支配地位，若T1的減少占支配地位，造影劑就被稱為T1或正性造影劑，若T2的減少占支配地位，此造影劑就被稱為T2或負(fù)性造影劑。
第一個有效的腸道外磁性共振造影劑是低分子量的鑭系元素螯和物，例如GdDTPA和GdDTPA-BMA，它們分布在細(xì)胞外并且在分布的區(qū)域有增強(qiáng)磁性共振信號強(qiáng)度的作用。因此這種造影劑通常用在T1加權(quán)成像術(shù)中，它們使影像變亮的作用是令人滿意的。abstract后來，考慮到網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)(RES)的器官能從血中清除顆粒狀物質(zhì)，有人提出使用磁性顆粒(例如超順磁氧化鐵顆粒)作為T2或負(fù)性造影劑來檢查肝臟。因此，例如在美國專利4859210(Widder)中，Widder提出在肝臟和脾的T2加權(quán)成像中使用磁性顆粒作為造影劑。Widder指出磁性顆粒應(yīng)在T2加權(quán)成像術(shù)前給藥并被容許在肝臟中積聚，這樣聚集的顆粒產(chǎn)生的使影像變暗的效應(yīng)能增強(qiáng)造影效果，例如在健康的肝臟實質(zhì)和肝臟腫瘤組織之間的影像造影。
近來人們對能促進(jìn)血管造影的磁性共振造影劑產(chǎn)生了濃厚的興趣，其被稱為血庫或血管造影劑，它們通過提高血管與周圍組織或器官間的造影造影起作用。血管磁性共振造影劑的作用主要依賴于其弛豫特征和藥物動力學(xué)特性。理想中這類造影劑應(yīng)能在血管中保留足夠的時間以能成像，即在血液中的半衰期應(yīng)足夠長以能提供一個合適的成像窗口(imaging window)。要達(dá)到這個目的，低分子量的螯和物就不合適，因為它們會很快地分布到整個細(xì)胞外空間去。
大分子順磁試劑(例如鑭系元素多聚螯和物)已被發(fā)現(xiàn)可用作血管磁性共振造影劑，但只具有使血管影像變亮的效應(yīng)。
然而現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)一些具有低r2/r1比值(即馳豫時間T2與馳豫時間T1的比值)的磁性顆?？梢杂行У赜脕磉M(jìn)行肝臟血管造影，網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)中肝臟的血管系統(tǒng)的研究(或其它有合適的血管系統(tǒng)的吞噬器官的研究)，這是由于它們在血管(RES攝取前)和肝臟組織(RES攝取后)這兩個環(huán)境中產(chǎn)生相反的造影效果。使用一種T1加權(quán)造影法，含有這種磁性顆粒的血管的正性信號增強(qiáng)，而在網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)器官中，一旦磁性顆粒積聚，就有一個負(fù)性造影作用。因此血管和肝臟之間的造影造影效果能顯著提高。
為了達(dá)到這種雙重造影效果，被用作造影劑釣磁性顆粒應(yīng)包含一些顆粒，這些顆粒具有低r2/r1比值，在血液中有一個延長的半衰期，產(chǎn)生的影像應(yīng)包含(即是或包括)T1加權(quán)的影像，它們不同于Widder(見上)提到的或其它在市場上買到的磁性顆粒磁性共振造影劑。
因此從一個方面來看，本發(fā)明提供了一種增強(qiáng)人體或非人類動物體(優(yōu)選哺乳動物，鳥類動物或爬行動物)的磁性共振血管造影效果的方法，此方法包括向血管中以一定量(能有效造影)的造影劑組合物給藥，此組合物包含磁性顆粒，磁性顆粒的r2/r1比值不超過5，在一定足夠的時間內(nèi)(優(yōu)選以r2/r1≤5的磁性顆粒給藥后50分鐘內(nèi)，尤其是給藥后40分鐘內(nèi))磁性顆粒保留在血管中以能在血管中使T1加權(quán)影像正性增強(qiáng)，當(dāng)足夠的磁性顆粒被吸收到一個網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)器官中時，就能使T1加權(quán)影像負(fù)性增強(qiáng)，至少在所述的器官中產(chǎn)生一個T1加權(quán)磁性共振影像。
更進(jìn)一步來看，本發(fā)明提供了r2/r1比值不超過5的磁性顆粒在一種診斷方法中作為磁性共振造影介質(zhì)的用途，此診斷方法包括把所說的造影介質(zhì)向人或動物體的血管中給藥，在一定足夠的時間內(nèi)磁性顆粒保留在血管中以能在血管中使T1加權(quán)影像正性增強(qiáng)，當(dāng)足夠的磁性顆粒被吸收到一個網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)器官中時，就能使T1加權(quán)影像負(fù)性增強(qiáng)，至少在所述的器官中產(chǎn)生一個T1加權(quán)磁性共振影像。
本發(fā)明中的診斷方法所要求的磁性顆粒的r2/r1閾值很重要，因為常規(guī)的高r2/r1比值的磁性顆粒不能表現(xiàn)出合適的作為T1加權(quán)血管造影術(shù)中的正性造影劑的功能。
磁性顆粒被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)攝取的速率主要決定于顆粒的大小和表面特征，可能也和劑量有關(guān)。因此具有很高肝臟初次清除率的磁性顆粒，當(dāng)給藥劑量低于網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)攝取飽和限制時，大部分可能通過肝臟上的一個通道被從血管中清除出去。若這些磁性顆粒以高劑量給藥，可能會呈現(xiàn)出延長的血液停留時間(這由于例如網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)已經(jīng)飽和)，當(dāng)肝臟清除功能恢復(fù)時，其在血液中的濃度就會逐步降低。磁性顆粒與調(diào)理素作用抑制劑或血液停留時間延長劑結(jié)合可能反而會呈現(xiàn)出更恒定的血液清除速率。本發(fā)明所需達(dá)到的目的是一旦足夠的磁性顆粒被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)吸收提供出負(fù)性造影作用，滿足r2/r1比值標(biāo)準(zhǔn)的磁性顆粒應(yīng)該在血管中停留足夠的時間以提供一個合適的造影窗口。造影窗口所需的長度當(dāng)然要依造影技術(shù)(例如選擇的脈沖方法)和磁性共振造影儀而定。
“磁性顆粒”是指一種顆粒，由磁性和非磁性材料組成的混合物或單純的磁性材料組成?！按判圆牧稀笔侵赋尸F(xiàn)出鐵磁的，亞鐵磁的或更優(yōu)選的超順磁特性的材料。一個磁性顆粒也許因此包含一個單個的磁性晶體，單獨存在或與非磁性(即非鐵磁的，非亞鐵磁或非超順磁的)材料結(jié)合或包裹上非磁性材料，或者是一個復(fù)合磁性晶體，單獨積聚在一起或結(jié)合到、包裹上、嵌入或聯(lián)上一種非磁性材料。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所用的磁性顆粒優(yōu)選使用主要或大部分(例如基本上全部)由一個磁性晶體與一個非磁性材料結(jié)合成的復(fù)合顆粒。
對于腸道外使用，磁性顆粒的大小與大小比例分配及整個顆粒表面的化學(xué)特征對于造影劑的造影效果、血液半衰期、生物分配以及生物降解起著非常重要的作用。理想中磁性晶體的大小應(yīng)在單個磁疇大小范圍內(nèi)(這樣磁性顆粒就是超順磁的，因此就沒有滯后作用并且減弱了積聚的趨勢)，整個顆粒表面大小比例分配應(yīng)使其呈狹窄型，這樣在類似的環(huán)境中磁性顆粒就能具有均勻的生物分配比和生物清除速率以及均勻的造影作用。優(yōu)選的磁性顆粒應(yīng)當(dāng)與能改善顆粒生物分配比即延長血液半衰期，或提高穩(wěn)定性，或作為靶載體促進(jìn)向靶位點例如網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的分布的材料結(jié)合或包裹上這種材料。
尤其優(yōu)選的磁性顆粒應(yīng)當(dāng)與能延長血液半衰期的材料結(jié)合或包裹上這種材料。
在本發(fā)明的一個進(jìn)一步的具體實施方案中，除了以滿足上面所提到的r2/r1比值和充足的血液停留時間的顆粒(第一種顆粒)給藥外，也許還需要向受試者的血管系統(tǒng)用另一種磁性顆粒(第二種顆粒)給藥，這種顆粒的r2/r1比值和血液半衰期與第一種顆粒不同。尤其在第二種顆粒中，也許會使用半衰期比第一種顆粒短，r2/r1比值比第一種顆粒大的顆粒。
因此，例如一個人可以使用兩批具有相似磁性特征的顆粒，一批顆粒(第一種顆粒)結(jié)合或包裹上能延長血液半衰期的材料，另一批(第二種顆粒)沒有。在這個具體實施方案中，第一種和第二種顆粒可以同時或單獨給藥，但優(yōu)選同時給藥。第二種顆?？梢愿斓乇痪W(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)從血液中排除，結(jié)果更多部分的用于觀察血庫的第一種顆粒的造影窗口可用于肝臟血管的血管造影。
具有不同血液半衰期的磁性顆粒的這種結(jié)合是新穎的并且形成了本發(fā)明的另一方面。從本發(fā)明的第一個方面來看，它提供了一種診斷組合物，該組合物包含磁性顆粒和一種生理可接受載體或賦形劑，此組合物包含有r2/r1比值不大于5，血液半衰期達(dá)到24小時，例如達(dá)到250分鐘的第一種磁性顆粒，和比第一種磁性顆粒血液半衰期短的第二種磁性顆粒，優(yōu)選至少短50％。尤其優(yōu)選的第二種磁性顆粒應(yīng)有很高的初次通過效應(yīng)，第一種磁性顆粒應(yīng)該和一種調(diào)理素抑制劑或其它血液半衰期延長材料結(jié)合在一起。
從本發(fā)明的第二個方面來看，它也提供了一種診斷組合物包裝，它包含兩種組合物，一種是包含有r2/r1比值不大于5，血液半衰期達(dá)到24小時，例如達(dá)到250分鐘的第一種磁性顆粒與一個生理可接受載體或賦形劑的組合物，另一種單獨的組合物包含有第二種磁性顆粒與一個生理可接受載體，所說的第二種磁性顆粒的血液半衰期比第一種磁性顆粒短，這兩種磁性顆粒在磁性共振造影術(shù)中可以同時、單獨或隨后使用。
當(dāng)使用第二種磁性顆粒時，它可以但不是必須滿足第一種磁性顆粒所要求的r2/r1比值。人們因此可以把比較大的(因此血液半衰期比較短)常規(guī)氧化鐵試劑(SPIOs)作為第二種磁性顆粒來使用，SPIOs包含多重磁性晶體，具有高的r2/r1比值，已經(jīng)被用作T2造影劑。這些SPIOs已經(jīng)在文獻(xiàn)中(例如見Hagspiel et al.Radiology 196:471-478(1995)和Laniado et al.Radiologe,Suppl.2:35,S266-S270(1955))被廣泛地描述過，并且是有效的，例如GuerbetSA中Endorem。對于第二種磁性顆粒人們也可以選擇較新的包含單個的超順磁晶體的超細(xì)氧化鐵試劑(USPIOs)。USPIOs也已經(jīng)在文獻(xiàn)中(見Weissleder et al.Adv.Drug Rev.16:321-334(1995)和Benderbous et al.Radiologe,Suppl 2:35,S248-S252(1995))被廣泛地描述過，并且已經(jīng)被試驗過，例如被Guerbet SA作為AMI227(Sinerem)試驗過。
在滿足上面提到的第一種磁性顆粒的r2/r1比值限定的情況下，依照本發(fā)明使用的磁性顆粒中的磁性晶體可以是任何能表現(xiàn)出鐵、亞鐵和超順磁性特征的晶體。
優(yōu)選的磁性晶體是可沉淀的磁性氧化或氫氧化金屬，包括合金化合物，例如在美國專利A-4827945(Groman)，歐洲專利A-525189(Meito Sangyo)，歐洲專利A-580878(BASF)和PCT/GB94/02097(Nycomed)或美國專利A-5160725(Pilgrimm)或WO 94/21240(Pilgrimm)中的化合物。本發(fā)明所考慮的特定磁性顆?？赡苡纱判匝趸F化合物組成，其通式為(MⅡO)n(MⅢ2O3)MⅡ和MⅢ代表二價或三價態(tài)的過渡金屬或鑭系金屬元素，至少其中一個是鐵，n是0或正整數(shù)，更特定的通式為(MⅡO)nFe2O3(MⅢ2O3)mMⅡ代表一個二價金屬例如Fe、Mg、Be、Mn、Zn、Co、Ba、Sr、Cu,MⅢ代表一個三價金屬例如Al、Yb、Y、Mn、Cr或一個鑭系金屬元素，n和m是0或正整數(shù)。
優(yōu)選的磁性晶體是通式為(FeO)nFe2O3的氧化鐵，n的范圍由0到1，典型的是赤鐵礦(Y-Fe2O3)和磁鐵礦(Fe2O4)或這兩種磁性氧化鐵的混合物。
作為血管造影劑，晶體的平均尺寸，即材料的磁芯大小通常應(yīng)在1到50納米范圍內(nèi)，優(yōu)選1到20納米，尤其優(yōu)選2到15納米，包括包衣材料在內(nèi)的整個顆粒的平均尺寸應(yīng)優(yōu)選低于200納米，尤其優(yōu)選低于100納米，50納米范圍內(nèi)，優(yōu)選1到20納米，尤其優(yōu)選2到15納米，包括包衣材料在內(nèi)的整個顆粒的平均尺寸應(yīng)優(yōu)選低于200納米，尤其優(yōu)選低于100納米，更加優(yōu)選低于30納米。典型的磁性晶體可以用液相沉淀法制成，通常在一個聚合包表劑中進(jìn)行(例如使用一種共沉淀技術(shù)，例如Molday在美國專利A-4452773中描述的技術(shù))。
將優(yōu)選使用在PCT/GB97/00067(此處有復(fù)印件存檔)中描述的共沉淀技術(shù)，尤其是在制備含有血液半衰期延長劑的磁性顆粒過程中。在這項技術(shù)中，向含有水介質(zhì)的支化聚合物中加入沉淀，隨后聚合物斷裂，釋放出包含磁性晶體和一個斷裂的聚合物包衣的復(fù)合顆粒。復(fù)合顆?？梢酝瑫r或隨后與一種血液半衰期延長劑結(jié)合，例如聚乙二醇(PEG)。
依據(jù)本發(fā)明使用的復(fù)合磁性顆粒中的非磁性材料可以是任何生理可接受的材料或滿足復(fù)合磁性顆粒所需要的生物分配比和藥物動力學(xué)要求的材料結(jié)合體。通常這些非磁性材料包含天然的、半合成或全合成的聚合物，例如糖、糖衍生物、蛋白、聚亞烷基氧化物及其衍生物、聚氨基酸和嵌段共聚物。
象通常要求的那樣，磁性顆粒是磁性晶體和一種生物可接受聚合物的復(fù)合材料，優(yōu)選把堿加入到含有金屬離子和聚合物的水介質(zhì)中。也可以先讓堿和聚合物結(jié)合，隨后加入金屬離子。
使用優(yōu)選的PCT/GB97/00067中的方法，生成的復(fù)合顆粒由超順磁晶體單體組成，晶體單體包裹上了一種斷裂的聚合物，例如淀粉、糖衣。
這些包裹上聚合物的磁性顆粒能被用作本發(fā)明的造影方法中的第一種顆粒。然而，作為第一種顆粒，優(yōu)選使用的是與一種延長血液半衰期的聚合物結(jié)合的顆粒，這種聚合物可以是一種單獨的如Pilgrimm(如上述)和Illum在美國專利申請4904497中描述的“包衣”材料，也可以是在PCT/GB97/00067中描述的第二種“包衣”材料。
在此方法中可以使用的材料的實例包括糖類，例如寡聚糖和多聚糖，以及聚氨基酸，寡聚或多聚核苷酸，聚亞烷基氧化物(包括poloxamers和poloxamines)和其它Pilgrimm在美國專利申請5160725和WO-94/21240中，Nycomed在PCT/GB94/02097中，Bracco在美國專利申請5464696中，Illum在美國專利申請4904497中提及的材料。
尤其優(yōu)選的第二種包衣材料是一種天然或合成的結(jié)構(gòu)型多糖，一種合成衣材料是一種聚亞烷基氧化物(例如poloxamers,poloxamines，聚乙二醇等)，類肝素，尤其優(yōu)選這些材料具有功能基團(tuán)，例如一個含氧酸(例如硫、碳或磷含氧酸)功能基團(tuán)，可以使包衣材料通過化學(xué)作用結(jié)合上或被吸收到復(fù)合顆粒上，尤其是中心的磁性晶體上?？紤]到這些因素，優(yōu)選的磁性材料可以是甲氧基-PEG-磷酸鹽(MPP)和其它Pilgrimm在美國專利申請5160725和WO-94/21240中描述的聚亞烷基氧化物制成。
已證實第二種包衣材料的分子量大小并不是很重要，它可以在0.1到1000KD范圍內(nèi)，但是優(yōu)選0.3-20KD，尤其優(yōu)選0.5-10KD，最優(yōu)選1-5KD，例如聚亞烷基氧化物至少有60個烯化氧重復(fù)單位。
第二種包衣材料與磁性晶體的重量比優(yōu)選0.02-25g/g，更優(yōu)選0.4-10g/g，最優(yōu)選0.5-8g/g。
本發(fā)明使用的第一種磁性顆粒的r2/r1比值應(yīng)該不超過5(在0.5T和37℃條件下測定)，優(yōu)選不超過4，更優(yōu)選不超過3，最優(yōu)選不超過2.5。
含有磁性晶體的顆粒，其馳豫度與磁性晶體的大小和組分、每個磁性顆粒中磁性晶體的數(shù)量、顆粒中非磁性成分(例如包衣聚合物)的大小和組成、溫度以及使用的磁場條件有關(guān)。所知道的典型的超順磁材料的r2/r1比值可能在1到100范圍內(nèi)(在0.5T和37℃條件下)。
具有代表性的是，以磁性顆粒給藥后，經(jīng)過1分鐘-24小時，優(yōu)選2分鐘-4小時，尤其優(yōu)選3到60分鐘，特別優(yōu)選50分鐘將影響T1加權(quán)成像。
磁性顆粒給藥和T1加權(quán)成像之間的時間間隔可以使足夠的磁性顆粒被要檢查的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)器官吸收并在其中產(chǎn)生影像負(fù)性增強(qiáng)效果。也就是說，T1加權(quán)成像的時間優(yōu)選在當(dāng)正影像增強(qiáng)時，相應(yīng)的信號(或影像)強(qiáng)度至少增加80％，更優(yōu)選100％，特別優(yōu)選150％，同時負(fù)影像增強(qiáng)，相應(yīng)的信號(或影像)強(qiáng)度至少下降20％，更優(yōu)選30％，特別優(yōu)選35％。
通常對于血管內(nèi)給藥，1/6T1/2-T1/2，優(yōu)選1/3T1/2-2/3T1/2的時間延遲就夠了，這里T1/2是磁性顆粒在血液中的半衰期。
依據(jù)本發(fā)明使用的第一種磁性顆粒的血液半衰期應(yīng)該優(yōu)選在24小時范圍內(nèi)，例如250分鐘。免子可以作為模型進(jìn)行半衰期測定。當(dāng)然磁性顆粒在進(jìn)行研究的各種動物中的血液半衰期最好應(yīng)該都在上面所說的范圍內(nèi)。對于快速造影技術(shù)或要檢查的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)器官中已經(jīng)有了磁性顆粒，第一種磁性顆粒就不必要具有一個很長的血液半衰期。出于這種考慮，短至1分鐘的血液半衰期可能就足夠了。通?？赡苓m于使用的第一種磁性顆粒的血液半衰期至少為5分鐘或更好為10分鐘。也可以使用血液半衰期很長的磁性顆粒，例如半衰期至少30分鐘的顆粒，半衰期至少50分鐘甚至達(dá)到24小時的顆粒。然而對于通常單獨使用并且一次性注射給藥的第一種磁性顆粒，半衰期為5-180分鐘或更好為10-120分鐘。
使用具有很高的一次性通過效應(yīng)的第一種磁性顆粒時，通常選擇大于網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)飽和限度的給藥劑量。
當(dāng)?shù)谝环N和第二種顆粒分開給藥時，第一種顆粒給藥與成像之間的時間間隔可能不是必要的。在這種情況下，第二種顆?？梢钥紤]提前給藥，例如可以在24小時前給藥。如果第二種顆粒血液半衰期很短，它們可以與第一種顆粒同時給藥或晚于第一種顆粒給藥。通常，當(dāng)使用的第二種顆粒不能滿足第一種顆粒的r2/r1比值標(biāo)準(zhǔn)時，為了在T1成像前它們能基本上被從血液中清除出去，應(yīng)當(dāng)在T1成像前至少兩倍其血液半衰期時間優(yōu)選至少五倍其血液半衰期時間內(nèi)給藥。當(dāng)?shù)诙N顆粒能滿足第一種顆粒的r2/r1比值標(biāo)準(zhǔn)時，這樣的大量清除是合乎需要的但并非必要。
對于第二種顆粒，如果它們不能滿足第一種顆粒的r2/r1比值標(biāo)準(zhǔn)，而且與第一種顆粒同時或隨后給藥，它們應(yīng)當(dāng)具有一個比第一種顆粒短的半衰期，優(yōu)選具有高的一次性通過效應(yīng)。如果提前給藥，可以不需要較短的半衰期。在任何情況下，給藥劑量與給藥時間都應(yīng)當(dāng)使得這些高r2/r1比值的顆粒能在T1成像前能基本上被從血管中清除出去。
換句話說，第一種顆粒的血液停留時間標(biāo)準(zhǔn)是它們必須有一個足夠的但并不太長的血液循環(huán)時間以提供一個合適的造影窗口，也就是在一段時間內(nèi)，足夠的磁性顆粒(第一種或第二種)已經(jīng)被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)器官吸收以在其組織中提供T1加權(quán)即T1與T2依賴的影像負(fù)性造影，同時仍有足夠的第一種磁性顆粒在血液中循環(huán)以在其中提供正性造影。
本發(fā)明中的磁性顆粒通常以制成常規(guī)劑型的組合物方式給藥，例如混懸劑、乳劑、粉劑等，這些制劑中可含有含水的載體(例如注射用水)和/或調(diào)節(jié)滲透壓、pH、粘度和穩(wěn)定性的成分。理想的組合物是與血液等滲、等氫離子的混懸劑。例如，一種等滲的混懸劑可以通過加入鹽例如氯化鈉，低分子量糖例如葡萄糖(右旋糖)、乳糖、麥芽糖或甘露醇或一種可溶性的包衣劑或這些成分的混合物制備而成。如果僅是pH值需進(jìn)行小的調(diào)節(jié)，可以通過加入酸例如鹽酸或堿例如氫氧化鈉以達(dá)到等氫離子態(tài)?？赡芤惨尤刖徶幸豪鐧幟仕?、醋酸鹽、硼酸鹽、酒石酸鹽和葡萄酸鹽?；鞈覄┑幕瘜W(xué)穩(wěn)定性能通過加入抗氧化劑例如抗壞血酸或焦硫酸鈉來調(diào)節(jié)。也可能加入賦形劑來改善混懸劑的物理穩(wěn)定性。制備腸道外混懸劑最經(jīng)常使用的賦形劑是表面活性劑例如聚山梨醇酯、卵磷脂或脫水山梨糖酯，粘性調(diào)節(jié)劑例如甘油、丙二醇和聚乙二醇(聚乙二醇)，濁點調(diào)節(jié)劑，優(yōu)選非離子表面活性劑。
組合物優(yōu)選含有診斷有效金屬濃度的磁性晶體，一般濃度是0.1-250毫克Fe/毫升，優(yōu)選0.5-100毫克Fe/毫升，尤其優(yōu)選1-75毫克Fe/毫升。
對于本發(fā)明的方法，使用的劑量是造影有效劑量。常規(guī)的劑量范圍是0.05-30毫克Fe/千克體重，優(yōu)選0.1-15毫克Fe/千克體重，尤其優(yōu)選0.25-8毫克Fe/千克體重。
當(dāng)使用第一種和第二種磁性顆粒時，所用的常規(guī)重量比(磁性晶體的)從1比10到10比1，優(yōu)選10比1到1比1。
這些離子可以通過常規(guī)方法注射或滴注到血管中。然而如果進(jìn)行網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)器官例如淋巴結(jié)造影時，可能需要以顆粒局部注射來促進(jìn)需造影的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)器官的吸收。因此除了肝臟和脾臟以外，其它網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)器官例如淋巴結(jié)和骨髓也能用本發(fā)明中的方法造影。
為了得到根據(jù)本發(fā)明獲得的雙重造影效果，應(yīng)該產(chǎn)生T1和T2依賴的影像。就象在磁性共振領(lǐng)域常用的方法一樣，T1和T2依賴的影像可以通過加權(quán)來突出信號強(qiáng)度對T1和T2的依賴性。產(chǎn)生的影像通常指T1和T2加權(quán)的影像。對于本發(fā)明的目的來說，一個影像在第一種顆粒在血液中循環(huán)并在成像中提供正性造影時將被足夠地T1加權(quán)。
當(dāng)本發(fā)明中的方法特別考慮T1加權(quán)成像(即網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)器官在這種成像中產(chǎn)生負(fù)性造影，器官中或器官鄰近的血管在這種成像中產(chǎn)生正性造影)時，當(dāng)然也有利于T2加權(quán)成像，在這種網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)器官與血管中都產(chǎn)生負(fù)性造影的成像中可以更進(jìn)一步得到有用的診斷信息。相似地，也會產(chǎn)生前造影(或無造影)成像。為了使得隨后的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)(RES)對顆粒吸收有時間依賴性，希望能產(chǎn)生短哲分隔的后對比成像。
此處提到的各種出版物均在此用作參考。


圖1A和B是分別是豬腹部前-和后造影T1加權(quán)影像；圖2A和B是分別是豬腹部前-和后造影T2加權(quán)影像。
下面將通過非限制性實施例進(jìn)一步描述本發(fā)明實施例1凝膠制備步驟制備淀粉溶液并加熱到55℃，向淀粉溶液中加入氯化鐵，再加入氨水，將混合物加熱到87-90℃，產(chǎn)物冷卻/凝膠中和。
A．淀粉溶液的制備1．將50克土豆淀粉(CAS編號9005-84-9)懸浮在850克沸騰的去離子水中，混合。
2．加熱至沸，立即將淀粉溶液放置于55℃水浴中。
B．向淀粉溶液中加入氯化鐵和氨水1．將9.0g FeCl3.6H2O和3.3g FeCl2.4H2O(三價鐵與二價鐵摩爾比為2∶1)溶于50毫升去離子水中。
2．當(dāng)?shù)矸廴芤豪鋮s至恒定的55℃時，把氯化鐵溶液倒入其中，充分混合再加入50毫升30％(濃度)的NH4OH。
3．將得到的溶液用約2小時加熱至89℃，在89℃維持50分鐘。
4．在水浴中加熱170分鐘后，a)在4℃過夜冷卻以使凝膠凝固，或b)冷卻至室溫，加入酸中和凝膠(見下面)C．凝膠洗滌程序(沒經(jīng)過酸中和的凝膠)通過向固定住的凝膠懸浮液泵入冷的去離子水洗滌凝膠，直到pH小于8.5。
D．另一種中和方法將混合物冷卻至40℃以下，加入酸中和。
E．凝膠的次氯酸鈉氧化裂解一定滴定劑量的次氯酸鈉(每克凝膠)可在新的小塊上被用來優(yōu)化凝膠產(chǎn)物。磁性顆粒產(chǎn)物通過光子相關(guān)光譜(PCS)測定的大小和分散度以及確定水分子的質(zhì)子馳豫速率來評價。
a．例如，1.8毫升5％的次氯酸鈉每12.5毫克Fe/5克凝膠。為了在5克凝膠中的可獲得的氯的濃度及鐵的毫克數(shù)，調(diào)節(jié)次氯酸鈉的體積。
b．稱量出凝膠，加入次氯酸鈉并在70℃水浴中加熱45分鐘。
c．加熱后，加入8M尿素(0.8毫升/5克凝膠)溶液。尿素使過量的次氯酸鈉滅活。
d．用一個膜(截止分子量＜100KD)進(jìn)行滲濾直到除去所有的游離鐵和CHO。
F．分析下面進(jìn)行樣品的分析。用這種方法制備的材料具有表1中表述的特征表1
p><p>*核磁馳豫色散**晶格條紋影像++在12000×g條件下離心5分鐘，得到少于5％的沉淀。
通過NMRD，縱向馳豫速率(1/T1)作為磁場強(qiáng)度的一個函數(shù)被測定，范圍在2.35高斯到1.2特斯拉。例如見Koenig等，細(xì)胞組織核磁共振光譜(NMRSpectroscopy of Cells and Organisms)Vol.Ⅱ,75頁，R.K.Gupta(編者)，CRCPress,1987,和Koenig等，核磁共振光譜進(jìn)展(Progress in NMR Spectroscopy)22:487-567(1990)。
實施例2血液停留時間延長的造影劑將甲氧基PEG磷酸鹽(MPP)(分子量5KD)按所需的MPP與氧化鐵(FeOx)比例(2克MPP/克FeOx)加入依據(jù)實施例1得到的顆粒含水混懸液中，在37℃，恒定的轉(zhuǎn)速下培養(yǎng)15小時，再儲存在4℃條件下備用。
如果需要的話，磁性顆?？梢栽?21℃高壓消毒15分鐘。
實施例3實施例1和2制備的磁性顆粒的血液半衰期測定結(jié)果將實施例1和2制備的樣品以1毫克Fe/毫升濃度經(jīng)尾部血管注射給老鼠進(jìn)樣100微升。在不同的時間間隔，將鼠麻醉，從兩只老鼠中采集并集中血液樣本，檢測1/T1。血液半衰期(T1/2)從1/T1的值確定。結(jié)果列在表2中，其中包括和傳統(tǒng)的毫秒M顆粒測定結(jié)果的比較表2
#表示T1/2曲線線性修正中的±估計標(biāo)準(zhǔn)誤差。
MSM常規(guī)共沉淀的磁性淀粉顆粒。
實施例4造影劑組合物依據(jù)實施例2制備的MPP包衣的顆粒用5％右旋葡萄糖溶液稀釋至Fe濃度為10毫克FeOx/毫升，在注射前無菌過濾。
實施例5成像將依據(jù)實施例4制備的造影劑組合物以4毫克Fe/千克體重的劑量對豬靜脈給藥。前造影和35分鐘后造影T1加權(quán)磁性共振影像在1.5T,Turbo-FLASH,TR/TE/TI/閃動15毫秒/4.1毫秒/846毫秒/25°條件下記錄下來，如圖1A和1B所示。肝臟在前造影影像的左邊看上去發(fā)亮。在后造影影像中，肝臟實質(zhì)看上去發(fā)暗而穿過肝臟實質(zhì)的血管則看上去很亮。
實施例6成像將依據(jù)實施例4制備的造影劑組合物以5毫克Fe/千克體重的劑量對豬靜脈給藥。前造影和20分鐘后造影T2加權(quán)磁性共振影像在1.5T快速自旋回波(echo),TR/TE 1800毫秒/100毫秒條件下記錄下來，如圖2A和2B所示。在前造影影像中，肝臟實質(zhì)看上去比血管要亮；在后造影影像中，肝臟實質(zhì)和血管看上去都發(fā)暗。將圖1B和2B比較可以看出肝血管和其它非實質(zhì)組織間的區(qū)別。
實施例7結(jié)合的造影劑組合物將依據(jù)實施例2制備的MPP包衣的顆粒與依據(jù)實施例1制備的顆粒以5∶1的重量比(FeOx的重量)結(jié)合，用5％右旋葡萄糖溶液稀釋至Fe濃度為10毫克FeOx/毫升，無菌過濾。
在實施例1中，也可以使用傳統(tǒng)的MSM或市售的磁性顆粒，例如GuerbetSA出售的商品名為Endorem的磁性顆粒。
權(quán)利要求
1．一種造影增強(qiáng)的人或非人動物體磁性共振血管成像方法，所說的方法包括向血管中以有效造影量的造影劑組合物給藥，組合物中包含r2/r1比值不超過5的磁性顆粒，在一定時間當(dāng)足夠的磁性顆粒保留在血管中提供T1加權(quán)影像正性增強(qiáng)造影效果時，網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)器官也已吸收了足夠的磁性顆粒提供T1加權(quán)影像負(fù)性增強(qiáng)造影效果，至少在所說的器官中產(chǎn)生了一個T1加權(quán)磁性共振影像。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所說的器官為肝臟。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所說的器官為淋巴結(jié)。
4．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中在所說的器官中也至少產(chǎn)生了一個T2加權(quán)影像。
5．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所說的組合物包含第一種復(fù)合磁性顆粒，其r2/r1比值不超過5，和第二種復(fù)合磁性顆粒，其血液半衰期比第一種磁性顆粒短。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所說的第二種復(fù)合磁性顆粒的r2/r1比值比第一種復(fù)合磁性顆粒高。
7．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所說的第一種復(fù)合磁性顆粒包含結(jié)合有一種調(diào)理素抑制劑或血液停留時間延長材料的顆粒。
8．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所說的第一種復(fù)合磁性顆粒包含結(jié)合有一種聚氧化烯血液停留時間延長材料的顆粒。
9．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所說的第一種復(fù)合磁性顆粒血液半衰期至少為30分鐘。
10．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所說的組合物包含的磁性顆粒r2/r1比值不超過5，并結(jié)合有一種調(diào)理素抑制劑或血液停留時間延長材料。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所說的組合物包含的磁性顆粒r2/r1比值不超過5，并結(jié)合有一種聚氧化烯血液停留時間延長材料。
12．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，包括向所說的人體和動物體內(nèi)經(jīng)腸道外方式以造影有效量的包含磁性顆粒的第一種組合物給藥，隨后再向血管中以有效量的包含r2/r1不超過5的磁性顆粒的第二種組合物給藥。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所說的第一種組合物給藥是給到人體或動物體的血管中。
14．根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所說的第一種組合物給藥是給到人體或動物體的淋巴管中，并且至少在部分所說的系統(tǒng)中產(chǎn)生一個T1加權(quán)影像。
15．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所說的磁性顆粒具有超順磁特征。
16．根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所說的磁性顆粒是復(fù)合顆粒，包括磁性晶體和生物可接受聚合物。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所說的生物可接受聚合物是一種低聚糖或多糖。
18．根據(jù)權(quán)利要求16或17的方法，其中所說的聚合物是一種氧化裂解淀粉。
19．根據(jù)權(quán)利要求16到18中任一項的方法，其中所說的復(fù)合磁性顆粒還含有一種調(diào)理素抑制劑或血液停留時間延長材料。
20．根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所說的復(fù)合顆粒含有一種聚血液停留時間延長材料。
21．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中T1加權(quán)影像在以r2/r11比值不超過5的磁性顆粒給藥1分鐘到24小時后成像。
22．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中T1加權(quán)影像在以r2/r1比值不超過5的磁性顆粒給藥50分鐘后成像。
23．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中T1加權(quán)影像在正性造影增強(qiáng)所對應(yīng)的影像強(qiáng)度增加至少80％，負(fù)性造影增強(qiáng)所對應(yīng)的影像強(qiáng)度下降至少20％時成像。
24．根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中T1加權(quán)影像在正性造影增強(qiáng)所對應(yīng)的影像強(qiáng)度增加至少100％，負(fù)性造影增強(qiáng)所對應(yīng)的影像強(qiáng)度下降至少30％時成像。
25．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中T1加權(quán)影像在正性造影增強(qiáng)所對應(yīng)的影像強(qiáng)度增加至少150％，負(fù)性造影增強(qiáng)所對應(yīng)的影像強(qiáng)度下降至少30％時成像。
26．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所說的r2/r1比值不超過5的磁性顆粒的r2/r1比值不超過3。
27．根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中所說的r2/r1比值不超過5的磁性顆粒的r2/r1比值不超過2.5。
28．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所說的第一種復(fù)合顆粒中的無機(jī)磁性材料與第二種復(fù)合顆粒中的無機(jī)磁性材料重量比范圍是10∶1到1∶1。
29．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中在所說的有效造影量的第二種組合物中的無機(jī)磁性材料與有效造影量的第一種組合物中的無機(jī)磁性材料重量比范圍是10∶1到1∶1。
30．一種診斷造影劑組合物，包含磁性顆粒和一種生理可接受載體或賦形劑，其特征是所說的組合物包含第一種復(fù)合磁性顆粒，其r2/r1比值不超過5并且血液半衰期高達(dá)24小時，和第二種復(fù)合磁性顆粒，其血液半衰期比第一種顆粒短。
31．根據(jù)權(quán)利要求30的組合物，其中所說的第二種復(fù)合磁性顆粒血液半衰期比第一種顆粒至少短50％。
32．根據(jù)權(quán)利要求30或31的組合物，其中所說的第一種復(fù)合磁性顆粒由結(jié)合有一種調(diào)理素抑制劑或血液停留時間延長材料的顆粒組成。
33．根據(jù)權(quán)利要求30或31的組合物，其中所說的第一種復(fù)合磁性顆粒由復(fù)合顆粒組成，復(fù)合顆粒由磁性晶體，一種生物可接受聚合物，一種調(diào)理素抑制劑或血液停留時間延長材料組成。
34．根據(jù)權(quán)利要求33的組合物，其中所說的生物可接受聚合物是一種氧化裂解淀粉，所說的血液停留時間延長材料是一種聚亞烷基氧化物材料。
35．根據(jù)權(quán)利要求30到34中任一項的組合物，其中所說的磁性顆粒其平均總體顆粒大小在100納米以下。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種造影增強(qiáng)的人體或非人動物體血管磁性共振成像方法,所說的方法包括向血管中以造影有效量的造影劑組合物給藥,組合物中包含r
文檔編號A61K49/18GK1219135SQ97194760
公開日1999年6月9日 申請日期1997年3月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月1日
發(fā)明者安妮·K·法爾維克 申請人:耐克麥德英梅金公司