专利名称：生物降解高分子含气微泡超声造影剂及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种生物降解高分子含气微泡超声造影剂，属于生物医学诊断、治疗领域。
背景技术：
超声造影剂能够增强病变部位和正常组织超声图像的对比度，提高超声诊断正确性、精确度和灵敏度。超声造影剂的研究已从最开始的自由气泡到天然材料如明胶、白蛋白、脂质等包裹气体(O2，N2，空气，氟碳气体等)，发展到现在的含气体的高分子微粒。美国专利U.S.Pat.No.4,774,958、中国专利CN1156626和CN1194161公开了以人血白蛋白和糖类包囊的微泡。使用这一类蛋白质衍生的造影剂有潜在的蛋白性过敏反应的问题。世界专利WO80/02365和中国专利1369311使用天然生物材料明胶或者右旋糖苷作为造影剂包囊材料。这类造影剂由于材料本身的局限性，稳定性差、粒径分布不均一等缺点。使用生物降解高分子包裹气体用作为造影剂的欧洲专利EP-A-0327490，使用的是羟基羧酸聚酯、聚氰基丙烯酸酯、聚氨基酸、聚酰胺、聚丙烯酸化多糖、聚原酸酯作为微粒材料；EP-A-0441468使用聚甲醛、EP-A-0458079使用聚氨基酸-聚环亚胺制备微粒子；使用乳化方法以聚氨基酸、聚丙交酯、聚乙交酯等作材料包裹空气或其它气体的微泡有EP-A-0458745，WO93/17718。中国专利CN1082924公开的造影剂为含气体的聚氰基丙烯酸酯或α-，β-，γ-羟基酸聚酯的微粒；类似的，CN1157573专利是生物降解聚合物构成的含气体聚合物微粒和/或微球的造影剂。这两个专利均为外国公司在中国申请的专利。另一个是中国人自己申请的CN1398640使用生物降解高分子材料制备造影剂，2003年公开，用生物可降解脂肪族聚内酯作为材料，为中空微囊型微粒。在这些专利中，聚氰基丙烯酸酯的降解产物的毒性还在研究中；以聚酯制备的生物降解高分子材料造影剂仅为中空微囊型，不含其他类型的气体。
发明内容
本发明的目的是针对现在技术的不足而提供一种生物降解高分子材料超声造影剂及其制备方法。
生物降解高分子含气微泡超声造影剂的平均粒径为0.5～8μm，平均粒径大于8μm的粒子少于3％，壁厚为20～5000nm。
生物降解高分子含气微泡超声造影剂为合成的生物降解聚酯及其嵌段共聚物或接枝共聚物，含有气体为空气、氮气或低血液溶解度、低弥散度的含氟气体。这种造影剂有极好的储存稳定性、在体内循环中有较好的稳定性和更好的造影效果，并且还可以通过材料的分子量、嵌段或接枝共聚物的各区段的性质和尺寸来控制造影剂的稳定性、分散性和生理学性能。
生物降解高分子为脂肪族聚酯包括双组分聚酯如聚己二酸乙二酯、聚己二酸丁二酯、聚己二酸己二酯，或羟基酸形成的聚酯如聚乙交酯、聚丙交酯、聚己内酯；或其二元或三元无规或嵌段共聚物、接枝共聚物；或其与分子量小于20000的聚醚如聚乙二醇、聚丙二醇，形成的其二元或三元无规或嵌段共聚物、接枝共聚物中的任一种。
生物降解超声造影剂的制备方法(1)含空气、氮气超声造影剂的制备将分子量为3000～300000生物降解高分子溶于有机溶剂中，形成10～400mg/ml聚合物溶液，该溶液中加入0～8％具有升华性的物质后，按溶液与水的体积比为100∶1～100∶40将含有0～6％无机盐的蒸馏水加入到聚合物的溶液中，并加入乳化剂，乳化剂用量为10ml聚合物溶液加0.01～1g乳化剂；第二步，磁力搅拌、机械搅拌或超声乳化0.5～30min，形成W1/O的初乳液；第三步，将该初乳液加入到温度为0～40℃含稳定剂0.1～10％的蒸馏水中，以8000～25000转/分快速度搅拌1～5min，此后再以300～1500转/分较低速度搅拌2～24h，操作温度为室温～60℃；第四步，当溶剂挥发完后，离心分离，用重蒸水洗涤；第五步，冷冻干燥，温度-25℃～-80℃，时间8～24h，必要时预冷冻并加入0～10％低温保护剂如糖类或聚乙烯醇、聚乙二醇、甘油；第六步，逐步引入空气或氮气；(2)含氟气体超声造影剂的制备将分子量为3000～300000生物降解高分子溶于有机溶剂中，形成10～400mg/ml聚合物溶液，该溶液中加入0～8％具有升华性的物质后，按溶液与水的体积比为100∶1～100∶40将含有0～6％无机盐的蒸馏水加入到聚合物的溶液中，并加入乳化剂，乳化剂用量为10ml聚合物溶液加0.01～1g乳化剂；第二步，磁力搅拌、机械搅拌或超声乳化0.5～30min，形成W1/O初乳液；第三步，将该初乳液加入到温度为0～40℃含稳定剂0.1～10％的蒸馏水中，以8000～25000转/分快速度搅拌1～5min，此后再以300～1500转/分较低速度搅拌2～24h，操作温度为室温～60℃；第四步，当溶剂挥发完后，离心分离，用重蒸水洗涤；第五步，冷冻干燥，温度-25℃～-80℃，时间8～24h，必要时预冷冻并加入0～10％低温保护剂如糖类或聚乙烯醇、聚乙二醇、甘油；第六步，保持真空15～250Pa，与含氟气体相连接，逐步引入含氟气体；按上述过程制备的含空气或含氟气体聚酯类微泡粒子均为白色粉沫状物质，这种白色粉沫状微泡粒子再悬浮于注射用水，或悬浮于加有葡萄糖、甘露糖、乳糖、甘油、聚乙二醇中的任一种的注射用水。
形成聚合物溶液的溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、氯乙烷、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，1，1，2-四氯乙烷、1，1，2，2-四氯乙烷、丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃中的至少一种。
升华性的物质为莰烯、环己烷、环辛烷、樟脑中的任一种。
无机盐是碳酸氢铵、碳酸铵、硫酸氢铵、硫酸铵、碳酸氢钠、碳酸钠中的任一种。
作为乳化剂的物质可以是磷脂酰胆碱、司班、土温、蔗糖、棕榈酸、硬脂酸脂中的至少一种。
稳定剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、变性蛋白、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、糖醇、糖中的至少一种。
含氟气体为SF6(六氟化硫)、C3F8(全氟丙烷)、C4F10(全氟丁烷)、C6F14(全氟己烷)中的任一种。
本发明具有以下优点1)发明使用的材料为合成的生物降解性的高分子，在生理环境中降解为二元醇或/和二元酸或羟基酸或/和分子量小于20000的聚醚，对人体无毒，能参与体内代谢或被排除体外。
2)发明使用的生物降解性材料可以通过调节组分、嵌段或接枝结构、分子量来调节材料的性能，以制备具有适当降解性、合适弹性微泡壁的造影剂。
3)本发明使用的造影剂制备技术，在形成初乳液时不仅可以使用超声乳化的方法，而且可以使用机械搅拌、磁搅拌的方法，使其制备过程更易实施。
4)本发明在微泡粒子中包裹不同气体，如空气、氮气、氟碳气体等，更好地改善造影效果。
5)本发明制备的微泡粒子粒径0.5～8μm，粒径分布大于8μm的粒子低于3％。
6)本发明制备的生物降解超声造影剂悬浮于注射用水，或悬浮于加有一种或一种以上下列物质葡萄糖、甘露糖、乳糖、甘油、聚乙二醇的注射用水，通过适当的方式进入体内测定部位，改善造影效果。
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据本发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例1将分子量为300000的聚丙交酯-聚乙二醇-聚丙交酯PLA-PEG-PLA 50mg溶于5ml1，1，2-三氯乙烷和乙酸乙酯(10∶1)的混合溶剂中，加入司班80和土温60混合乳化剂0.1g，再加入2ml蒸馏水，在磁搅拌上乳化10min形成W1/O。将得到的W1/O乳液注入温度为20℃的含～4％稳定剂聚乙烯醇的水中，高速度(8000转/分)搅拌乳化1min，再低速度(400转/分)搅拌20h。当溶剂挥发完后，离心分离，用重蒸水洗涤3次，冷冻干燥得到白色粉沫状微泡粒子，粒径0.5～2μm，粒径分布窄。将其悬浮于含少量甘油的注射用水中，形成含有5×108个/mL的微泡粒子悬浊液的超声造影剂。以狗为模型动物，用静脉灌注的方法进行体内超声造影效果测定；同时以Sonovue(中国卫生部允许临床使用的USCA)为对比，用同样方法进行体内超声造影效果测定。结果表明PLA-PEG-PLA共聚物超声造影剂具有更好的造影效果。
实施例2将分子量为30000的PLA聚合物300mg溶于10ml三氯甲烷溶剂中，加入环辛烷0.8g，加0.1g PEG2000作为乳化剂，再加入1ml蒸馏水，在磁搅拌上乳化20min形成W1/O。将得到的W1/O乳液注入含～2％稳定剂聚乙烯醇的水中，15000转/分搅拌乳化1min，再低速度(1000转/分)搅拌8h。当溶剂挥发完后，离心分离，用重蒸水洗涤3次，冷冻干燥得到白色粉沫状微泡粒子，粒径1～6μm，扫描电镜观察为空心微球。将其悬浮于含少量聚乙二醇的注射用水中，形成含有2×109个/mL的微泡粒子悬浊液的超声造影剂。以狗为模型动物，用静脉滴注的方法进行体内超声造影效果测定；同时以Sonovue(中国卫生部允许临床使用的USCA)为对比，用同样方法进行体内超声造影效果测定。结果表明PLA-PEG-PLA共聚物超声造影剂具有更好的造影效果。
实施例3将分子量为20000的聚(丙交酯-己内酯-聚乙二醇)共聚物300mg的二氯甲烷和丙酮的溶液，加司班60作为乳化剂，再加入0.5ml蒸馏水，在超声乳化5min形成W1/O。将得到的W1/O乳液注入含～1％稳定剂聚乙烯醇的水中，加0.02g土温60，10000转/分搅拌乳化3min，再低速度(9000转/分)搅拌9h。当溶剂挥发完后，离心分离，用重蒸水洗涤3次，冷冻干燥，之后逐步引入含氟气体得到白色粉沫状微粒，粒径0.9～5μm。将其悬浮于含葡萄糖的注射用水中，形成含有3×108个/mL的微泡粒子悬浊液的超声造影剂。以狗为模型动物，用静脉滴注的方法进行体内超声造影效果测定。造影效果比实施例1和2更好。
实施例4将分子量为3000的聚己二酸乙二醇酯2g溶于5ml二氯甲烷和乙酸乙酯的混合溶剂中，加入磷脂酰胆碱乳化剂0.1g，再加入含4％碳酸氢铵的2ml水溶液，在机械搅拌乳化10min形成W1/O。将得到的W1/O乳液注入温度为10℃的含～4％稳定剂聚乙烯醇的水中，高速度(8000转/分)搅拌乳化1min，再低速度(600转/分)搅拌15h。当溶剂挥发完后，离心分离，用重蒸水洗涤3次，冷冻干燥，之后逐步引入含氮气体得到白色粉沫状微泡粒子，粒径0.5～3μm，粒径分布窄。将其悬浮于含少量甘油的注射用水中，用静脉滴注的方法进行体内超声造影效果测定。造影效果与实施例1相似。
实施例5将分子量为20000的聚(乙交酯-丙交酯)共聚物400mg溶于5ml二氯甲烷中，加入0.05g莰烯，并加入司班60和土温60混合乳化剂0.03g，再加入含1％碳酸氢钠的2ml水溶液，超声乳化5min形成W1/O。将得到的W1/O乳液注入温度为5℃的含～1％稳定剂明胶的水中，高速度(12000转/分)搅拌乳化1min，再低速度(700转/分)搅拌12h。当溶剂挥发完后，离心分离，用重蒸水洗涤3次，预冷冻并加入低温保护剂聚乙烯醇冷冻干燥得到白色粉沫状微泡粒子，粒径1～5μm。将其悬浮于含少量甘油的注射用水中，注射进入体内，测定超声造影效果。造影效果与实施例3相似。
本发明所用的生物降解高分子材料为四川大学高分子所提供，其他的化学试剂为市售的分析纯制剂。
权利要求
1.一种生物降解高分子含气微泡的超声造影剂，其特征在于该含气微泡超声造影剂的平均粒径为0.5～8μm，平均粒径大于8μm的粒子少于3％，壁厚为20～5000nm。
2.如权利要求1所述生物降解高分子含气微泡超声造影剂，其特征在于含气微泡的超声造影剂为合成的生物降解聚酯及其嵌段共聚物或接枝共聚物，含有气体为空气、氮气或含氟气体中的任一种。
3.按权利要求1和2所述生物降解高分子含气微泡的超声造影剂，其特征在于生物降解聚酯为脂肪族聚酯包括双组分聚酯如聚己二酸乙二酯、聚己二酸丁二酯、聚己二酸己二酯或羟基酸形成的聚酯如聚乙交酯、聚丙交酯、聚己内酯；或其二元或三元无规或嵌段共聚物、接枝共聚物；或其与分子量小于20000的聚醚如聚乙二醇、聚丙二醇，形成的其二元或三元无规或嵌段共聚物、接枝共聚物中的任一种。
4.按权利要求1～3之一所述生物降解高分子含气微泡的超声造影剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)含空气、氮气超声造影剂的制备将分子量为3000～300000生物降解高分子溶于有机溶剂中，形成10～400mg/ml聚合物溶液，该溶液中加入0～8％具有升华性的物质后，按溶液与水的体积比为100∶1～100∶40将含有0～6％无机盐的蒸馏水加入到聚合物的溶液中，并加入乳化剂，乳化剂用量为10ml聚合物溶液加0.01～1g乳化剂；第二步，磁力搅拌、机械搅拌或超声乳化0.5～30min，形成W1/O的初乳液；第三步，将该初乳液加入到温度为0～40℃含稳定剂0.1～10％的蒸馏水中，以8000～25000转/分快速度搅拌1～5min，此后再以300～1500转/分较低速度搅拌2～24h，操作温度为室温～60℃；第四步，当溶剂挥发完后，离心分离，用重蒸水洗涤；第五步，冷冻干燥，温度-25℃～-80℃，时间8～24h，必要时预冷冻并加入0～10％低温保护剂如糖类或聚乙烯醇、聚乙二醇、甘油；第六步，逐步引入空气或氮气；(2)含氟气体超声造影剂的制备将分子量为3000～300000生物降解高分子溶于有机溶剂中，形成10～400mg/ml聚合物溶液，该溶液中加入0～8％具有升华性的物质后，按溶液与水的体积比为100∶1～100∶40将含有0～6％无机盐的蒸馏水加入到聚合物的溶液中，并加入乳化剂，乳化剂用量为10ml聚合物溶液加0.01～1g乳化剂；第二步，磁力搅拌、机械搅拌或超声乳化0.5～30min，形成W1/O初乳液；第三步，将该初乳液加入到温度为0～40℃含稳定剂0.1～10％的蒸馏水中，以8000～25000转/分快速度搅拌1～5min，此后再以300～1500转/分较低速度搅拌2～24h，操作温度为室温～60℃；第四步，当溶剂挥发完后，离心分离，用重蒸水洗涤；第五步，冷冻干燥，温度-25℃～-80℃，时间8～24h，必要时预冷冻并加入0～10％低温保护剂如糖类或聚乙烯醇、聚乙二醇、甘油；第六步，保持真空15～250Pa，与含氟气体相连接，逐步引入含氟气体；按上述过程制备的含空气或含氟气体聚酯类微泡粒子均为白色粉沫状物质，这种白色粉沫状微泡粒子再悬浮于注射用水，或悬浮于加有葡萄糖、甘露糖、乳糖、甘油、聚乙二醇中的任一种的注射用水。
5.如权利要求4所述生物降解高分子含气微泡超声造影剂的制备方法，其特征在于形成聚合物溶液的溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、氯乙烷、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，1，1，2-四氯乙烷、1，1，2，2-四氯乙烷、丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃中的至少一种。
6.如权利要求4所述生物降解高分子含气微泡超声造影剂的制备方法，其特征在于升华性的物质为莰烯、环己烷、环辛烷、樟脑中的任一种。
7.如权利要求4所述生物降解高分子含气微泡超声造影剂的制备方法，其特征在于无机盐是碳酸氢铵、碳酸铵、硫酸氢铵、硫酸铵、碳酸氢钠、碳酸钠中的任一种。
8.如权利要求4所述生物降解高分子含气微泡超声造影剂的制备方法，其特征在于作为乳化剂的物质可以是磷脂酰胆碱、司班、土温、蔗糖、棕榈酸、硬脂酸脂中的至少一种。
9.如权利要求4所述生物降解高分子含气微泡超声造影剂和权利要求4的制备方法，其特征在于稳定剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、变性蛋白、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、糖醇、糖中的至少一种。
10.如权利要求4所述生物降解高分子含气微泡超声造影剂的制备方法，其特征在于含氟气体为SF6(六氟化硫)、C3F8(全氟丙烷)、C4F10(全氟丁烷)、C6F14(全氟己烷)中的任一种。
全文摘要
本发明公开了一种生物降解高分子含气微泡超声造影剂及制备方法。其特点是生物降解高分子材料形成的微泡，其中含空气、氮气或含氟气体，平均粒径0.5～8μm，壁厚为20～5000nm。将生物降解高分子溶于有机溶剂中形成10～400 mg/ml聚合物溶液，该溶液中加入0～8％具有升华性的物质后，按100∶1～100∶40把含有无机盐0～6％的蒸馏水加入到聚合物的溶液中，加入乳化剂0.01～1g乳化形成W
文档编号A61K49/22GK1895678SQ20061002120
公开日2007年1月17日 申请日期2006年6月20日 优先权日2006年6月20日
发明者罗祥林, 罗燕, 何斌, 彭玉兰, 靳巧峰, 欧静 申请人:四川大学