DK166128B - Nmr-kontrastmiddel - Google Patents

Description

i

DK 166128 B

NMR-KONTRASTMIDDEL

Opfindelsen omhandler anvendelse af magnetisk påvirkeligt materiale til fremstilling af et diagnostisk middel til an-5 vendelse i en fremgangsmåde ved NMR billeddannelse af en person.

Indenfor diagnostisk medicin anvendes kontrastmidler i dag hovedsageligt indenfor røntgendiagnostik, hvor man får en 10 øget kontrastvirkning ved undersøgelse af for eksempel indre organer, såsom nyrer, urinveje, fordøjelseskanalen, hjertets karsystem (angiografi), etc. Denne kontrastvirkning er baseret på, at selve kontrastmidlet er mindre gen-nemtrængeligt for røntgenstråler end det omgivende væv, og 15 man får som resultat en anden sværtning af røntgenpladen.

Anvendelse af røntgenstråler indebærer visse strålingsfarer, men ved angiografi er komplikationsrisikoen hovedsageligt forbundet med anvendelsen af kontrastmidlet.

20 I løbet af de senere år er et antal nye metoder blevet introduceret indenfor diagnostisk radiologi. En metode har benævnelsen NMR, (Nuclear Magnetic Resonance). Denne metode giver ud over fordelingen af vandindholdet i visse væv, (i 25 modsætning til røntgen, som kun giver et mål for gennem-trængeligheden af røntgenstrålerne i visse væv), også information om vævets kemiske og strukturelle opbygning, som er forskellig i normalt og patologisk væv.

30 Ved udnyttelse af NMR metoden anbringes et stærkt og homogent magnetfelt over det væv, som ønskes undersøgt. Ved at undersøge de såkaldte relaxationstider i de tilstedeværende molekylers protoner, frem for alt vandets protoner, har man mulighed for gennem en omfattende og kompleks databehand-35 ling at skabe et visuelt billede af strukturen af det pågældende væv.

DK 166128B

2

Der er imidlertid interesse for at kunne differentialdia-gnosticere mellem dele af væv med høj tæthed af blodkar og væv med lav tæthed af kar. En sådan situation, som har be-5 tydelig klinisk interesse, findes i forbindelse med lokalisering af tumorer, som i deres periferi har en højere tæthed af kar sammenlignet med normalt væv.

En metode, der i denne forbindelse har vist sig anvendelig, 10 er at indsprøjte et kontrastmiddel i det vaskulære system, som er påvirkeligt af et magnetisk felt, og som udviser forandringer i ovennævnte relaxationstider.

Det kan anføres, at matriksbundne magnetisk påvirkelige 15 partikler til drug-targeting er beskrevet i W0-A-78/00005 og WO-A-83/01738. Disse publikationer foreslår, at den magnetiske påvirkelighed af partiklerne kan anvendes til at koncentrere partiklerne på et ønskeligt sted og der frigive et biologisk aktivt stof.

20

Den indledningsvist angivne anvendelse er imidlertid ifølge nærværende opfindelse særegen ved, at midlet omfatter partikler af et matriksmateriale med en diameter på op til 10 mikrometer og heri har indesluttet omtalte magnetisk påvir-25 kelige materiale.

De magnetisk påvirkelige partikler interfererer med det ovennævnte homogene magnetiske felt, idet der rundt om hver enkelt partikel dannes en feltgradient, som igen ændrer re-30 laxationstiderne.

Forenklet indebærer dette, at der dannes "sorte huller" rundt om hver partikel, hvilke sorte huller kan visualiseres og derved give et indtryk af tætheden af kar i det på-35 gældende væv.

DK 166128B

3

Ved at mærke partiklerne med en gamma-udstrålende isotop (for eksempel technetium-99m) er det muligt at lokalisere partiklerne ved hjælp af et gammakamera og dermed også at kombinere en sådan undersøgelse med den anden teknik omtalt 5 ovenstående.

Ved anvendelse af magnetisk følsomt materiale, som indeholder partikler, er det ønskeligt for at opnå optimale betingelser at være i stand til på en enkel måde at variere 10 mængden af magnetisk materiale, uden af den grund at påvirke partiklernes farmakodynamiske og cirkulatoriske egenskaber. For at kunne gøre dette, må man anvende en teknik, som indebærer, at det påvirkelige materiale indesluttes i en matriks, fortrinsvis af sfærisk form, hvor matricen bør op-15 fylde følgende kriterier: - biokompatibel - biologisk nedbrydelig - ikke-immunogen 20 En sådan matriks er normalt opbygget af en type af polymere, som holdes sammen af kemiske bindinger. Forskellige typer af polymere er tilgængelige for tilvirkning af sådanne matricer. Imidlertid bliver udvalget af polymere meget begrænset, hvis ovenstående kriterier for matricen skal op-25 fyldes.

En type af polymere, der har vist sig anvendelig i denne sammenhæng, er kulhydraterne og deres derivater, frem for alt de kulhydrater, som findes som en naturlig bestanddel 30 af kroppen.

Kroppens egne kulhydrater repræsenteres af glykogen og stivelse, men selv dextran kan regnes med i denne gruppe på grund af dets langvarige anvendelse som blodtilsætningsmid-35 del indenfor hospitalssektoren.

DK 166128 B

4

Fremstillingen af en kulhydratmatriks, som opfylder disse kriterier, findes beskrevet i WO-A-83/01738, WO-A-83/03426 samt i WO-A-84/00294.

5 En anden type af polymere, som har vist sig at opfylde nævnte kriterier, er polyaminosyrer, for eksempel proteiner af typen albumin. Metoder til fremstilling af matricer af polyaminosyrer findes beskrevet i US-A-424706.

10 Andre parenteralt administrerbare, partikulære midler indeholdende magnetisk påvirkelige materialer er beskrevet i WO-A-78/00005. Denne publikation foreslår imidlertid anvendelse af den magnetiske påvirkelighed ved målretning af farmaka gennem anvendelse af et eksternt magnetisk felt.

15

Yderligere typer af polymere repræsenteres af syntetiske polymere, for eksempel akrylater, polystyren, etc. Metoder til fremstilling af syntetiske polymere er veldokumenterede i litteraturen.

20

Det er i denne sammenhæng yderst fordelagtigt for at opnå en anvendelig matriks, at man kan undgå kovalente tværbindinger mellem polymerene. For eksempel har kovalent tvær-bundne kulhydratmatricer vist sig at give anledning til 25 transformerede celler, i form af granulom, ved anvendelse i mennesker (Am.Surg. (1955) 142, 1045).

Ved anvendelse af kovalent tværbundne proteiner risikerer man immunologiske reaktioner på grund af, at det herved op- 30 nåede derivatiserede protein ikke genkendes af kroppens immunsystem som et af kroppens egne proteiner. For visse systemer finder der imidlertid ingen alternativer til den kovalente tværbinding. Dette gælder frem for alt ved anvendelse af syntetiske polymere eller kombinationer af for- 35 skellige polymere og tværbindingsstoffer for at få et anvendeligt system. Som et eksempel kan man tværbinde akryl

DK 166128 B

5 polymere med stivelse, og alternativt tvaerbinde stivelse med akrylater.

En anden mulighed, som kan udnyttes og som findes beskrevet 5 i litteraturen, er at fremstille større partikler af mindre partikler. For eksempel kan man af 0.5 mikrometer-partikler fremstille konglomerater af større partikler, for eksempel i størrelsesområdet ca. 10 mikrometer.

10 En anden faktor, som er af betydning ved injektion af sfærer i karsystemet, er, at sfærerne har en størrelse, som gør, at de ikke sætter sig fast i forskellige vævs kapillarsystemer under første passage. For at undgå dette skal partiklerne have en diameter under 1 mikrometer (Chem.

15 Pharm. Bull. (1975) 23, 1452), samt have en yderstruktur af hydrofil karakter.

Ved injektion af partikler i karsystemet bliver alle partikler efter et vist tidsrum opsamlet i leveren eller mil-20 ten (RES-systemet), da det er disse organers normale funktion at rense blodet for fremmede partikler. For tiden findes kun en metode beskreven, efter hvilken partikler kan samles i andre organer end de ovennævnte, og det er ved at udnytte magnetisk påvirkelige partikler eller sfærer.

25

Dette har specielt stor interesse i denne opfindelse, da sfæriske partikler kan bringes til at standse i forskellige væv under påvirkning af det ydre magnetfelt. Når de magnetisk påvirkelige partikler derefter sidder fast i det øn-30 skede væv, kan man på enkel vis visualisere det pågældende væv med NMR metoden.

Det magnetisk påvirkelige materiale, anvendt ifølge opfindelsen, kan bestå af for eksempel magnetit partikler inde-35 sluttet i form af diskrete partikler af varierende størrelse eller i form af komplekst bundne ioner.

6

DK 166128 B

En mulig matriks til anvendelse i forbindelse med denne opfindelse består af kulhydrater, der er blevet stabiliseret ved krystallisation, hvilket betyder, at den type af kemis-5 ke bindinger, der holder det polymere netværk sammen, ikke har kovalent karakter, men hovedsageligt hydrogenbindinger, van der Waals kræfter eller i nogle tilfælde ionbindinger.

Som kulhydrat kan anvendes alle tænkelige varianter in-10 kluderende kulhydrater med forskellig molekylvægt og/eller substituerede eller på anden måde derivatiserede kulhydrater. Det kan for eksempel nævnes, at det er muligt at fremstille og anvende magnetisk påvirkelige kulhydratpartikler, hvor kulhydratet har baggrund i stivelse og 15 lavmolekylære forbindelser af typen glukose, maltose, dex-triner, etc. og successivt øge molekylvægten op til naturlig kartoffelstivelse med en molekylvægt af flere millioner. Tilsvarende molekylvægtsområder kan anvendes inden for andre kulhydratgrupper såsom dextran eller glykogen.

20

En anden matriks til anvendelse ifølge opfindelsen kan bestå af polyaminosyrer, for eksempel proteinet albumin, hvor matricen stabiliseres ved opvarmning, og hvor de sammenholdende kræfter er af ikke-kovalent natur af typen hydrofobe 25 interaktioner, hydrogenbindinger, van der Waals kræfter el ler ionbindinger. På en måde lignende den, der er anført ovenstående, er det også muligt at anvende syntetiske polymere eller kombinationer som matriks.

30 Det følgende eksempel skal blot tjene til at illustrere de vigtigste aspekter af opfindelsen.

EKSEMPEL

Dextransfærer med en størrelse på omkring 1 mikrometer med 35

DK 166128 B

7 indesluttede magnetitpartikler (med en diameter på 10-20 nanometer) blev suspenderet i humant serum. Relaxationsti-derne i opløsningen blev målt med et NMR apparat (Praxis II, Alnor Instrument AB, Nykøping) og sammenlignet med re-5 laxationstiderne for det samme serum uden magnetisk påvirkelige dextranpartikler. Følgende værdier af henholdsvis og T2 blev opnået.

Tx (ms) T2 (ms) 10

Serum uden partikler: 1660 400

Serum med partikler: kone.: 0.05 mg/ml 1342 109 15 0.1 mg/ml 1306 82.2 0.2 mg/ml 1147 52.6 0.5 mg/ml 968 30.7 1.0 mg/ml 813 24.0 2.0 mg/ml 688 19.9 20 4.0 mg/ml 691 22.9

Claims (9)

1. Anvendelse af magnetisk påvirkeligt materiale til frem-5 stilling af et diagnostisk middel til anvendelse i en fremgangsmåde ved NMR billeddannelse af en person, hvilket middel omfatter partikler af et matriksmateriale med en diameter på op til 10 mikrometer, hvori der er indesluttet omtalte magnetisk påvirkelige materiale. 10

2. Anvendelse ifølge krav 1 til fremstilling af det omtalte middel, hvor diameteren af de omtalte partikler af matriksmateriale er mindst 0.01 mikrometer.

3. Anvendelse ifølge krav 1 til fremstilling af det omtalte middel, hvor diameteren af de omtalte partikler af matriksmateriale er mindst 0.5 mikrometer.

4. Anvendelse ifølge et hvilket som helst af kravene 1 20 til 3 til fremstilling af det omtalte middel, hvor diameteren af de omtalte partikler af matriksmateriale er mindre end 1 mikrometer.

5. Anvendelse ifølge et hvilket som helst af kravene 1 25 til 4 til fremstilling af det omtalte middel, hvor de omtalte partikler af matriksmateriale indeslutter partikler af magnetit.

6. Anvendelse ifølge krav 5 til fremstilling af det omtalte 30 middel, hvor de omtalte partikler af magnetit er 10 til 20 nanometer i diameter. 1 Anvendelse ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 6 til fremstilling af det omtalte middel, hvor det om- 35 talte matriksmateriale er et kulhydrat eller et derivat heraf. DK 166128 B

8. Anvendelse ifølge krav 7 til fremstilling af det omtalte middel, hvor det omtalte matriksmateriale er et materiale udvalgt fra stivelse og derivater heraf, glykogen og dex- 5 tran.

9. Anvendelse ifølge krav 1 til fremstilling af det omtalte middel, hvor midlet omfatter dextransfærer med en diameter på omkring 1 mikrometer, hvilke dextransfærer indeslut- 10 ter magnetitpartikler med en diameter på 10 til 20 nanometer.

10. Anvendelse ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 9 til fremstilling af det omtalte middel, hvor midlet har 15 en form egnet til injektion i omtalte persons vaskulære system.