Газосодержащее контрастное средство для ультразвуковой диагностики
Владельцы патента RU 2619353:
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО СибГМУ Минздрава России) (RU)
Изобретение относится к области медицины, фармацевтической промышленности и касается газосодержащих контрастных средств для ультразвуковой диагностики. Газосодержащее контрастное средство для ультразвуковой диагностики представляет дозированную препаративную форму, содержащую микрочастицы, твердая оболочка которых выполнена из стабилизирующего состава, включающего мелкодисперсный лецитин и полиэтиленгликоль с молекулярной массой 6000, заполненные гексафторидом серы, суспендированую в физиологически приемлемой жидкой среде, отличается тем, что физиологически приемлемая среда является смесью физиологического раствора (0,9% раствор NaCl) и кислоты со значением pH в диапазоне 4-6. В качестве кислоты для создания pH в диапазоне 4-6 может быть использована любая физиологически приемлемая органическая или неорганическая кислота. Технический результат заключается в увеличении продолжительности времени контрастирования и получения улучшенного изображения при ультразвуковой визуализации внутренних органов (печень, почки и т.д.). 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.
Изобретение относится к области медицины, фармацевтической промышленности и касается газосодержащих контрастных средств для ультразвуковой диагностики.
Известны контрастные средства с использованием в качестве газовой составляющей гексафторида серы или перфторированных углеводородов, стабилизированных поверхностно-активными фосфолипидами, в том числе и лецитинами.
Например, в работе SCHNEIDER MICHEL et al [SCHNEIDER MICHEL, BROCHOT, PUGINIER JEROME, YAN FENG. Stable microbubble suspensions as enhancement agents for ultrasound echography. US 5445813 (A) - 1995-08-29. BRACCO INT BV] в качестве газовой компоненты микропузырька были использованы азот, CO2, аргон, метан, фреоны, SF6, CF4, и т.д. Фосфолипиды выбраны из амфипатических соединений: лецитинов (фосфатидилхолин) и другие фосфолипидов, в частности фосфатидная кислота, фосфатидилинозитол, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин, фосфатидилглицерин, кардиолипин, сфингомиелины.
В патентном документе WO 2005120587 [WALOVITCH RICHARD, BERNSTEIN HOWARD, CHICKERING DONALD, STRAUB JULIE. ULTRASOUND CONTRAST AGENT DOSAGE FORMULATION. WO 2005120587 (A1) - 2005-12-22. ACUSPHERE INC] препарат содержит газ или смеси газов, газ выбирают из CF4, C2F4, C2F6, C3F6, C3F8, C4F8 и C4F10, дополнительно препарат содержит гидрофобные соединения, преимущественно фосфолипиды: диолеоилфосфатидилхолин, димиристоилфосфатидилхолин, дипентадеканоилфосфатидилхолин, дилауроил фосфатидилхолин, дипальмитоилфосфатидилхолин, дистеароилфосфатидилхолин, диарахидоилфосфатидилхолин, дибехеноилфосфатидилхолин, дитрикозаноилфосфатидилхолин, дилигноцероилфатидилхолин и фосфатидилэтаноламины.
Известно использование в качестве контрастных средств для УЗ диагностики фосфолипидов: фосфатидилхолинов, фосфатидилсеринов, фосфатидилглицеринов, фосфатидилэтаноламинов, фосфатидилинозитола, а в качестве газовой компоненты препарата - перфторированные углеводороды [SCHNEIDWR MICHEL, BUSSAT PHILIPPE, YAN FENG, GUILLOT CHRISTIAN. Ultrasound Contrast Agents And Process For The Preparation Thereof. US 2013101522 (A1) - 2013-04-25. BRACCO SUISSE S A.].
Во всех перечисленных патентных документах сухой препарат восстанавливают в воде и физиологических электролитных растворах, а также водных растворах галактозы и глюкозы без добавления кислоты.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является дозированная препаративная форма [патент RU 2485976. опубл 27.06.2013], содержащая микрочастицы, твердая оболочка которых выполнена из стабилизирующего состава, включающего мелкодисперсный лецитин и полиэтиленгликоль с молекулярной массой 6000, заполненные гексафторидом серы, при следующем соотношении компонентов, (мас. %):
| мелкодисперсный лецитин | 15-100 мг (66,58-74,44) |
| полиэтиленгликоль ПЭГ-6000 | 5-50 мг (24,81-33,28) |
| гексафторид серы | 0,15-0,20 мг (0,14-0,75). |
Контрастное средство суспендировано в физиологически приемлемой жидкой суспензионной среде. Также физиологически приемлемая суспензионная среда является водой или физиологическим электролитным раствором в количестве 5-30 мл. Также препаративная форма обеспечивает улучшенные ультразвуковые изображения в течение не менее 5 мин. Стандартная препаративная форма имеет форму сухого порошка, который перед использованием восстанавливают физиологически приемлемой суспензионной средой.
Препаративная форма состоит из неполимерных микрочастиц, содержащих внутри газ - гексафторид серы, который обладает слабой растворимостью и обеспечивает долговременное значительное усиление изображения. Оболочка микропузырьков представляет собой стойкую и гибкую мембрану из фосфолипидов, позволяет стабилизировать газ и сохранять гибкость, в результате чего микропузырьки легко изменяют размер и форму.
Стерильная среда представляет собой физиологически приемлемую жидкую суспензионную среду, в которую в случае необходимости вводят обычные добавки, используемые в фармацевтической технологии.
Эхоконтрастное средство подготавливают для проведения исследований следующим образом: препаративная форма в виде сухого порошка находится в ампуле или в шприце, куда для восстановления добавляется стерильная жидкая среда. Смесь встряхивают до получения изоосмотической или изотонической суспензии микросфер.
Описанное в патенте RU 2485976 контрастное средство имеет небольшое время контрастирования 5 минут.
Новый технический результат заключается в увеличении продолжительности времени контрастирования и получения улучшенного изображения при ультразвуковой визуализации внутренних органов (печень, почки и т.д.).
Для достижения технического результата газосодержащее контрастное средство для ультразвуковой диагностики, представляющее дозированную препаративную форму, содержащую микрочастицы, твердая оболочка которых выполнена из стабилизирующего состава, включающего мелкодисперсный лецитин и полиэтиленгликоль с молекулярной массой 6000, заполненные гексафторидом серы, суспендированую в физиологически приемлемой жидкой среде, при этом физиологически приемлемая жидкая среда представляет смесь 0,9% раствора NaCl и кислоты со значением pH в диапазоне 4-6.
Также, в качестве кислоты для создания pH в диапазоне 4-6, может быть использована любая физиологически приемлемая органическая или неорганическая кислота.
Также, газосодержащее контрастное средство для ультразвуковой диагностики обеспечивает улучшенные ультразвуковые изображения в течение 7-9 мин.
Стандартная препаративная форма имеет форму сухого порошка, который перед использованием восстанавливают физиологически приемлемой жидкой средой. Газосодержащее контрастное средство подготавливают для проведения исследований следующим образом: к сухой препаративной форме средства, находящейся в герметичном флаконе, с помощью шприца добавляют 5 мл стерильной жидкой среды. Смесь встряхивают в течение 60 секунд.
Новым в предлагаемом изобретении является то, что физиологически приемлемая среда является смесью физиологического раствора (0,9% раствор NaCl) и кислоты со значением pH в диапазоне от 4 до 6.
Также, в качестве кислоты для создания pH в диапазоне 4-6 может быть использована любая физиологически приемлемая органическая или неорганическая кислота.
Также, средство обеспечивает улучшенные ультразвуковые изображения в течение 7-9 мин
Состав ресуспендирующей среды для приготовления средства из сухой препаративной формы был выбран в результате проведенных экспериментальных исследований.
Состав газосодержащего контрастного средства для ультразвуковой диагностики, включающий восстанавливающую физиологически приемлемую жидкую среду для специалиста, явным образом не вытекает из уровня техники и описание его не обнаружено авторами в патентной и научно-медицинской литературе. Предлагаемый состав газосодержащего контрастного средства для ультразвуковой диагностики апробирован в лабораторных условиях. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критериям изобретения, а именно «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость».
Пример 1
Дозированная препаративная форма содержит микрочастицы, твердая оболочка которых выполнена из стабилизирующего состава, включающего мелкодисперсный лецитин и полиэтиленгликоль с молекулярной массой 6000, заполненные гексафторидом серы, при следующем соотношении компонентов (мас. %):
| мелкодисперсный лецитин | 15-100 мг (66,58-74,44) |
| полиэтиленгликоль ПЭГ-6000 | 5-50 мг (24,81-33,28) |
| гексафторид серы | 0,15-0,20 мг (0,14-0,75). |
Контрастное средство суспендировано в смеси физиологического раствора (0,9% раствор NaCl) и соляной кислоты со значением pH в диапазоне 4-6, оптимально - pH 5. Установлено, что подготовленное с использованием восстанавливающей жидкой среды контрастное средство обеспечивает улучшенные ультразвуковые изображения в течение не менее 7 мин, максимально до 9 мин (Табл. 2).
Пример 2
Состав газосодержащего контрастного средства, аналогичный описанному в Примере 1, за исключением того, что контрастное средство суспендировано в смеси физиологического раствора (0,9% раствор NaCl) и фосфорной кислоты со значением pH в диапазоне 4-6. Установлено, что подготовленное с использованием восстанавливающей жидкой среды контрастное средство обеспечивает улучшенные ультразвуковые изображения в течение не менее 7 мин, максимально до 9 мин (Табл. 2)
Пример 3
Состав газосодержащего контрастного средства, аналогичный описанному в Примере 1, за исключением того, что контрастное средство суспендировано в смеси физиологического раствора (0,9% раствор NaCl) и уксусной кислоты со значением pH в диапазоне 4-6. Установлено, что подготовленное с использованием восстанавливающей жидкой среды контрастное средство обеспечивает улучшенные ультразвуковые изображения в течение от 7 до 9 мин (Табл. 2).
Пример 4
Состав газосодержащего контрастного средства, аналогичный описанному в Примере 1, за исключением того, что контрастное средство суспендировано в смеси физиологического раствора (0,9% раствор NaCl) и молочной кислоты со значением pH в диапазоне 4-6. Подтверждено, что подготовленное с использованием восстанавливающей жидкой среды контрастное средство обеспечивает улучшенные ультразвуковые изображения в течение от 7 до 9 мин (Табл. 2).
Размер микропузырьков измеряли методом лазерной дифракции на приборе Mastersizer 3000 (Malvern). Методика измерения: полученные по примерам 1, 2, 3 и 4 суспензии во флаконах встряхивали в течение 60 секунд и, не вскрывая флакон, с помощью шприца отбирали пробу, которую добавляли в диспергатор HYDRO MV прибора Mastersizer 3000 (Malvern). Для расчета размера микропузырьков проводили не менее 5 измерений.
Обоснование состава контрастного средства
Известно, что время контрастирования средства напрямую зависит от размера и количества микропузырьков гексафторида серы в растворе. Микропузырьки размером более 8 мкм имеют многослойную структуру, что обуславливает их низкую стабильность в кровяном русле и, следовательно, низкое время контрастирования средства. Кроме того, такие микропузырьки не проникают в капилляры и циркулируют по магистральным сосудам, что не позволяет достичь достаточной интенсивности контрастирования.
Существенное влияние на размер и количество микропузырьков гексафторида серы, образующихся при восстановлении сухой препаративной формы средства, может, как показали проведенные экспериментальные исследования, оказывать pH растворителя, т.к. в момент образования липосом укладка их бислойной мембраны происходит под влиянием электронных взаимодействий между молекулами фосфолипидов и других веществ, образующих мембрану.
В результате экспериментальных исследований было установлено, что при использовании растворителя с pH в диапазоне 4-6 для восстановления сухой препаративной формы средства образовывались микропузырьки меньшего размера, чем при использовании растворителя со значением pH, лежащим вне этого диапазона. Наименьший размер микропузырьков и наибольшее время контрастирования наблюдалось при использовании растворителя с pH 5 и составил 4±2 мкм. (Табл. 1).
Таким образом предлагаемое контрастное средство для УЗ диагностики увеличивает продолжительность времени контрастирования и дает возможность получать улучшенное изображение при ультразвуковой визуализации внутренних органов
Приложение 1
Газосодержащее контрастное средство для ультразвуковой диагностики
Таблица 1 - Влияние pH физиологического раствора (ФР) на размер микропузырьков гексафторида серы, образующихся при растворении препаративной формы средства, и на время его контрастирования.
Таблица 2 - Влияние различных кислот на время контрастирования средства.
1. Газосодержащее контрастное средство для ультразвуковой диагностики, представляющее дозированную препаративную форму, содержащую микрочастицы, твердая оболочка которых выполнена из стабилизирующего состава, включающего мелкодисперсный лецитин и полиэтиленгликоль с молекулярной массой 6000, заполненные гексафторидом серы, суспендированую в физиологически приемлемой жидкой среде, отличающееся тем, что физиологически приемлемая среда является смесью 0,9% раствора NaCl и кислоты со значением рН в диапазоне 4-6.
2. Газосодержащее контрастное средство для ультразвуковой диагностики по п. 1, отличающееся тем, что в качестве кислоты для создания рН в диапазоне 4-6 может быть использована любая физиологически приемлемая органическая или неорганическая кислота.
3. Газосодержащее контрастное средство для ультразвуковой диагностики по п. 1, отличающееся тем, что обеспечивает улучшенные ультразвуковые изображения в течение 7-9 мин.
