专利名称：气乳剂型超声造影剂微球及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种超声造影剂，具体为由磷脂，聚乙二醇衍生物以及泊洛沙姆等作为球壁组分包裹氟碳类不溶性气体而成的一种气乳剂型超声造影剂微球，并涉及其制备方法。
背景技术：
与临床其它医学诊断技术比较，超声具有无辐射及价格低廉等优点。在进行超声影像检查时，超声仪发射超声波，再接收器官组织结构反射回的声波信号进行数据转化形成待检查区域的影像。
声波在不同声学密度界面(如液-气)的反射是极为有效的。因此选用合适的球壁材料包裹气体制成含气微球在超声影像诊断时可作为超声造影剂使用，将其注入人体后可实现血流和组织器官回声增强，大大改善组织器官声像图质量，并可帮助了解器官、组织的血流灌注情况。
有关超声造影剂的研究一直在不断完善之中，理想的超声造影剂应具备以下特性1)具适宜的粒径，一方面，微球粒径越大，超声反射能力越强，另一方面人体毛细血管平均内径小于8μm，因此为使造影剂微球能在毛细血管内自由流动而不干扰血流动力学，微球直径应控制在一定范围内。2)具足够的浓度，使超声反射信号足够强。3)稳定性好，可耐受人体动脉压力(约250mmHg)的作用不被破坏，保持超声反射功能。4)在体内循环时间长，安全性好。
为制得理想的超声造影剂，最新的技术集中在对球壁材料的改进及工艺方法的选择上。
例如，中国专利CN1081467C公开了以白蛋白为球壁材料的含气微球混悬液，制备方法为超声法。中国专利CN1128638C公开了以表面活性剂司班，吐温等包裹气体而成的微球混悬液，以超声法制得。中国专利CN1209167C公开了由脂质及可生物降解高分子聚合物等为成膜材料的造影剂微球，以乳液聚合法制备而得。
已有的造影剂中，很多尚处于研究开发的各阶段。白蛋白微球应用较早，已有产品开发上市，白蛋白微球球壁外壳为热变性蛋白，这导致了微球的弹性(即可压缩性)降低，因此在体内存留时间较短，在一定程度上限制了其应用。从安全性方面考虑，司班、吐温类表面活性剂一般较少用于静脉注射制剂中；而含高分子聚合物的微球，由于在制备工艺中常要用到有机溶剂，会存在有机溶剂残留问题。事实上，为获得安全有效的超声造影剂，尚需对球壁进行进一步研究改进，仔细选择材料及确定比例，以提供更优质、安全及易于制备的造影剂产品。
发明内容
本发明的目的即在于提供一种粒径适宜、稳定性好、有效显影时间长的应用安全的超声造影剂及合理的制备方法。
本发明的气乳剂型超声造影剂球壁材料包括磷脂、聚乙二醇衍生物、泊洛沙姆。所述造影剂中，磷脂含量为0.02～0.5重量％，聚乙二醇衍生物含量为0.001～0.04重量％，泊洛沙姆含量为0.004～0.2重量％，被包裹在微球中的气体为氟碳气体，溶剂为等渗液。
上述磷脂选自卵磷脂，大豆磷脂，大豆卵磷脂，磷脂酰胆碱，磷脂酰乙醇胺，磷脂酸，磷脂酰丝氨酸和磷脂酰甘油，上述磷脂为人体天然细胞膜成分，无毒，无免疫原性。其中，最好是选用卵磷脂，原料易得，成本低，含量以0.05～0.15重量％为最佳。
上述聚乙二醇衍生物包括聚乙二醇-磷脂酰乙醇胺(PEG-PE)，聚乙二醇-磷脂酰胆碱(PEG-PC)，最好是选用PEG4000-二硬脂酰磷脂酰乙醇胺。聚乙二醇衍生物含量以0.003～0.008重量％为最佳。聚乙二醇的加入，使微球表面被柔顺而亲水的聚乙二醇长链覆盖，能有效地阻止血液中许多不同组分特别是调理素对微球的吸附，从而降低了单核吞噬细胞对微球的亲和力，延长了微球在血液循环中的驻留时间。
上述泊洛沙姆含量以0.015～0.04重量％为最佳。泊洛沙姆的加入，有利于气乳剂微球的形成和稳定。
被包裹在微球中的气体在造影剂中发挥超声反射层的功效。所述气体为生物相容的水不溶性气体，优选全氟丙烷气体。全氟丙烷沸点低，在常温下为气体，不溶于水，不易从微球中逸出，可保持微球在水性介质中的完整性。全氟丙烷无毒，为生物惰性气体，可安全应用于人体。
上述溶剂为等渗液，选自5％葡萄糖液，2.5％甘油液，5％山梨醇液和5％木糖醇液。以适于体内注射。
本发明的上述超声造影剂的制备方法如下步骤a)按上述配方量称取磷脂、聚乙二醇衍生物、泊洛沙姆加至等渗溶剂中于50-60℃条件下充分混匀。
步骤b)将氟碳气体通入步骤a所述溶液。
步骤c)1)应用超声波处理器超声振荡处理溶液和气体的混合物使混合物乳化，形成粒径合乎要求的包裹气体的微球混悬液。
或2)应用剪切设备处理溶液和气体的混合物，通过机械剪切力作用使混合物乳化，形成粒径合乎要求的包裹气体的微球混悬液。
步骤d)将步骤C所得的微球混悬液移入冻干机内进行冷冻干燥，制得冻干品。
步骤e)临用前，加入无菌注射用水，使冻干品复溶，即得微球水性混悬液。
本发明所述的制备方法，是将氟碳类气体引入溶液中，在超声振荡或机械剪切力作用下，磷脂、聚乙二醇衍生物、泊洛沙姆在气-液界面沉积形成球壁外壳而将气体包裹制成气乳剂型超声造影剂微球。本发明采用超声振荡和机械剪切方法制备造影剂微球设备投入少，操作简易。其中应用匀浆器或胶体磨的机械剪切作用来制备造影剂微球为优选方法，与超声法比较，更容易进行工艺放大用于扩大生产，设备的剪切分散转速为该方法主要参数，可根据需要调节来制备浓度、粒径适宜的造影剂产品。
下面结合实施例详细说明本发明。
具体实施例方式
实施例1泊洛沙姆对微球形成的影响按0.1重量％称取卵磷脂，0.005重量％称取PEG4000-二硬脂酰磷脂酰乙醇胺，分别与0重量％，0.015重量％，0.025重量％，0.035重量％称取量的泊洛沙姆混合，加至5％葡萄糖液中于50-60℃条件下充分混匀，通入全氟丙烷气体，将匀浆器分散刀头伸入液面下进行高速剪切分散，制得乳白色造影剂微球混悬液，用库尔特颗粒粒度分析仪测定微球浓度和粒径，结果见表1。
表1泊洛沙姆含量对微球形成的影响
结果表明，适宜量泊洛沙姆的加入，有助于气乳剂微球的形成，生成高浓度的微球混悬液。
实施例2设备转速对微球产率和粒径的影响按0.1重量％称取卵磷脂，0.005重量％称取PEG4000-二硬脂酰磷脂酰乙醇胺，0.025重量％称取泊洛沙姆，加至5％葡萄糖液中于50-60℃条件下充分混匀，通入全氟丙烷气体，将匀浆器分散刀头伸入液面下，以不同转速对溶液进行高速剪切分散，制得微球的浓度和粒径数据见表2。
表2生产工艺对微球浓度及粒径的影响
从表2可以看出，随着分散刀头转速的增加，制得的微球浓度增加并且平均粒径减小。
实施例3微球耐压性试验按0.1重量％称取卵磷脂，0.005重量％称取PEG4000-二硬脂酰磷脂酰乙醇胺，0.025重量％称取泊洛沙姆，按照实施例1所述的方法以24000r/min的转速制得造影剂微球混悬液分装于安瓿，应用加压装置分别对混悬液施加以100mmHg，200mmHg，300mmHg的压力2分钟，然后用库尔特仪测定微球的浓度和粒径，加压前后的数据比较见表3。
表3气压对微球浓度及粒径的影响
从表3可以看出，本发明的超声造影剂微球耐压性良好，静脉注射后可完全耐受人体动脉压力的作用，实现超声显影对比增强的功效。
实施例4本发明超声造影剂体内成像实验经实验犬外周静脉注射本发明超声造影剂后，犬的肾脏(图1)及心脏(图2)均取得满意的声学显像增强。提示，该造影剂可用于组织灌注成像。注射本发明超声造影剂不影响实验犬心率、血压(表4)。
表4实验犬在注射本发明超声造影剂前、后心率及血压变化情况(x±s)
图1、犬肾脏声学造影显影效果图。左图为注射造影剂前肾脏本底图像；右图为注射造影剂后，实验犬肾脏灌注显影图像。
图2、犬心脏声学造影显影效果图。左图为注射造影剂前实验犬心脏的本底图像；右图为注射造影剂后实验犬心脏灌注显影图像。
权利要求
1.一种气乳剂型超声造影剂，为平均直径为2～5微米的包裹气体的微球类水性混悬液，其特征在于球壁材料包括磷脂、聚乙二醇衍生物、泊洛沙姆；所述造影剂中，磷脂含量为0.02～0.5重量％，聚乙二醇衍生物含量为0.001～0.04重量％，泊洛沙姆含量为0.004～0.2重量％，被包裹在微球中的气体为生物相容的水不溶性气体，溶剂为等渗液。
2.根据权利要求1的超声造影剂，其中所述的磷脂选自卵磷脂，大豆磷脂，大豆卵磷脂，磷脂酰胆碱，磷脂酰乙醇胺，磷脂酸，磷脂酰丝氨酸和磷脂酰甘油。
3.根据权利要求2的超声造影剂，其中所述的磷脂为卵磷脂。
4.根据权利要求1或2或3的超声造影剂，其中所述的磷脂含量为0.05～0.15重量％。
5.根据权利要求1的超声造影剂，其中聚乙二醇衍生物包括聚乙二醇-磷脂酰乙醇胺(PEG-PE)，聚乙二醇-磷脂酰胆碱(PEG-PC)。
6.根据权利要求5的超声造影剂，其中所述的聚乙二醇衍生物选自PEG4000-二硬脂酰磷脂酰乙醇胺。
7.根据权利要求1或5或6的超声造影剂，其中所述的聚乙二醇衍生物含量为0.003～0.008重量％。
8.根据权利要求1的超声造影剂，其中所述的泊洛沙姆含量为0.015～0.04重量％。
9.根据权利要求1的超声造影剂，其中所述的气体25℃时在水中的溶解度为每ml水中少于0.01ml气体。
10.根据权利要求9的超声造影剂，其中所述的气体为全氟丙烷。
11.根据权利要求1的超声造影剂，其中所述的溶剂选自5％葡萄糖液，2.5％甘油液，5％山梨醇液和5％木糖醇液。
12.制备权利要求1-11任一超声造影剂的方法，其包括步骤a)将磷脂、聚乙二醇衍生物、泊洛沙姆加至等渗溶剂中于50-60℃条件下充分混匀。步骤b)将氟碳气体通入步骤a所述溶液。步骤c)1)应用超声波处理器超声振荡处理溶液和气体的混合物使混合物乳化，形成粒径合乎要求的包裹气体的微球混悬液。或2)应用剪切设备处理溶液和气体的混合物，通过机械剪切力作用使混合物乳化，形成粒径合乎要求的包裹气体的微球混悬液。步骤d)将步骤C所得的微球混悬液移入冻干机内进行冷冻干燥，制得冻干品。步骤e)临用前，加入无菌注射用水，使冻干品复溶，即得微球水性混悬液。
13.根据权利要求12的制备造影剂方法，其中所述的超声波处理器为频率为10～50KHz的探头型超声波仪。
14.根据权利要求12的制备造影剂方法，其中所述的剪切设备为匀浆器或胶体磨。
全文摘要
本发明公开了一种新型气乳剂型超声造影剂，即平均直径为2～5微米的包裹气体的微球混悬液及其制备方法。本发明的超声造影剂微球球壁材料包含磷脂、聚乙二醇衍生物、泊洛沙姆，被包裹气体为具生物相容性的水不溶性气体。所述造影剂的制备方法是将造影剂球壁材料加至等渗液中充分分散，经超声振荡或机械剪切作用而制得。本发明造影剂原料成本低，制备简易，制得的造影剂稳定性好，可扩展临床超声应用范围。
文档编号A61K49/22GK101062423SQ200710106559
公开日2007年10月31日 申请日期2007年6月6日 优先权日2007年6月6日
发明者侯连兵, 刘伊丽, 杨莉, 查道刚, 王新亚, 宾建平, 杨西晓, 王月刚 申请人:南方医院