Комбинированный препарат для использования в качестве контрастного агента и способ получения изображения

Комбинированный препарат для использования в качестве контрастного агента и способ получения изображения

Реферат

 

Изобретение относится к медицине и касается ультразвуковой визуализации объекта, особенно перфузии миокарда и других тканей. Сущность изобретения заключается в том, что предлагают препараты, содержащие газ контрастных агентов, которые после введения обеспечивают контролируемый и временный рост газовой фазы in vivo и могут, следовательно, действовать как депонированные индикаторы перфузии. Эти препараты включают совместно вводимую композицию, включающую диффундирующий компонент, способный диффундировать внутрь дисперсной газовой фазы и обеспечивать ее временный рост. При получении изображения перфузии сердца эти композиции могут с успехом вводиться совместно с вазодилатирующими лекарственными средствами, такими как аденозин, для усиления разницы интенсивности возвратных сигналов между нормальной тканью миокарда и тканью миокарда с недостаточной перфузией. Изобретение обеспечивает визуализацию тканевой перфузии у объекта, увеличение размеров диспергированного газа, применяемого для обогащения или временной задержки газа микроциркуляторной части сосудистого русла такой ткани, повышая, таким образом ее эхогенность. 2 с. и 30 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к получению ультразвукового изображения, более конкретно к новым препаратам контрастных агентов и их применению для получения ультразвукового изображения, например, при визуализации тканевой перфузии.

Хорошо известно, что контрастные агенты, включающие дисперсии микропузырьков газов, являются особенно эффективными для обратного рассеяния ультразвука, благодаря низкой плотности и легкой сжимаемости микропузырьков. Такие дисперсии микропузырьков, если они должным образом стабилизированы, могут обеспечить получение высококачественного ультразвукового изображения, например, сосудистой системы и микроциркуляторной части сосудистого русла тканей, часто в выгодно малых дозах.

Применение ультразвуковой эхографии для измерения перфузии крови (т.е., тока крови на единицу массы ткани) имеет потенциальную ценность, например, при выявлении опухолей, поскольку опухолевая ткань обычно имеет отличную от здоровой ткани васкуляризацию, а также при исследовании миокарда, например, для выявления инфарктов миокарда. Проблемой при использовании существующих контрастных агентов для ультразвуковых исследований перфузии сердца является то, что информационное содержание полученных изображений ухудшается вследствие затухания, вызванного наличием контрастного агента в желудочках сердца.

Настоящее изобретение основывается на открытии того факта, что ультразвуковая визуализация объекта исследования, в частности перфузии миокарда и других тканей, может достигаться и/или усиливаться посредством препаратов контрастных агентов, содержащих газ, которые после введения способствуют контролируемому и временному росту газовой фазы in vivo. Так, например, такие контрастные препараты могут использоваться для обеспечения контролируемой и временной задержки газовой фазы, например, в форме микропузырьков, в микрососудистом русле ткани, повышая, таким образом, концентрацию газа в этой ткани и, соответственно, повышая ее эхогенность, например, за счет депо крови.

Следует учитывать, что такое применение газа в качестве депонированного индикатора перфузии значительно отличается от существующих предложений, касающихся ультразвуковых контрастных агентов для внутривенного введения, содержащих микропузырьки. Так, обычно считается необходимым избегать роста микропузырьков, поскольку, при отсутствии контроля, это может привести к потенциально опасной эмболизации ткани. Соответственно, может быть необходимо ограничивать вводимую дозу и/или применять газовые смеси с композициями, подобранными таким образом, чтобы свести к минимуму рост пузырьков in vivo путем ингибирования диффузии газов крови внутрь микропузырьков (см., например, WO-A-9503835 и WO-A-9516467).

С другой стороны, в соответствии с настоящим изобретением, композицию, содержащую дисперсную газовую фазу, вводят совместно с композицией, включающей по меньшей мере одно вещество, которое имеет или способно генерировать давление газа или пара in vivo, достаточное для обеспечения контролируемого роста указанной дисперсной газовой фазы, посредством диффузии в нее молекул газа или пара, полученного из указанного вещества, которое далее для краткости будет называться "диффундирующим компонентом", хотя следует понимать, что и другие транспортные механизмы, помимо диффузии, могут дополнительно или альтернативно участвовать в осуществлении настоящего изобретения, как обсуждается далее в настоящем описании более подробно.

Это совместное введение композиции, содержащей фазу диспергированного газа, и композиции, включающей диффундирующий компонент, имеющий соответствующую степень летучести, может быть противопоставлено предыдущим предложениям, предусматривающим введение только летучего вещества, например, в форме коллоидов со сдвигом фазы, как описано в WO-A-9416739. Таким образом, препараты контрастных агентов по настоящему изобретению позволяют контролировать такие факторы как возможность и/или скорость роста диспергированного газа путем подбора подходящих составляющих совместно вводимых композиций, как описывается далее в настоящем описании более подробно, в то время как введение только упоминавшихся выше коллоидов со сдвигом фазы может привести к образованию микропузырьков, которые растут бесконтрольно и неравномерно, возможно, до такой степени, при которой по меньшей мере часть этих микропузырьков может вызвать потенциально опасную эмболизацию, например, сосудов миокарда и головного мозга (см., например, Schwartz, Advances in Echo-Contrast (1994 (3), стр. 48-49).

Было установлено также, что введение только коллоидов со сдвигом фазы может не вызвать надежного или постоянного улетучивания in vivo дисперсной фазы с образованием микропузырьков газа или пара. Grayburn et al. в J.Am.Coll. Cardiol. 26(5) (1995), стр. 1340-1347 высказали предположение о том, что для достижения непрозрачности миокарда у собак может потребоваться предварительная активация перфторпентановых эмульсий в эффективных визуализирующих дозах, достаточно низких, чтобы избежать побочных эффектов со стороны гемодинамики. Методика активации для таких коллоидных дисперсий, включающая приложение к ним гидобарических сил, описана в WO-A-9640282; обычно она включает частичное наполнение шприца эмульсией и с последующим насильственным удаляющим движением поршня шприца и затем его высвобождением для достижения временного изменения давления, что вызывает образование микропузырьков газа в эмульсии. Это несколько обременительная процедура, которая может и не обеспечить постоянных уровней активации.

В US-A-5536489 говорится, что эмульсии нерастворимых в воде газообразующих химических веществ, таких как перфторпентан, могут использоваться в качестве контрастных агентов для получения изображения конкретных участков; эти эмульсии только образуют значительное количество усиливающих изображение микропузырьков газа при приложении ультразвуковой энергии к конкретному участку тела, изображение которого желательно получить. Проведенные исследования показали, что эмульсии летучих соединений, таких как 2-метилбутан или перфторпентан, не дают заметного усиления эхо-сигнала как in vitro, так и in vivo, когда используется ультразвуковая энергия на уровнях, которые достаточны для получения отчетливых контрастных эффектов при использовании двухкомпонентных контрастных агентов по настоящему изобретению.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения обеспечивается комбинированный препарат для одновременного, раздельного или последовательного использования в качестве контрастного агента для получения ультразвукового изображения; указанный препарат содержит: 1) водную среду для инъекций, включающую диспергированный в ней газ; и 2) композицию, включающую диффундирующий компонент, способный in vivo диффундировать в указанный диспергированный газ так, чтобы по меньшей мере временно увеличивать его размеры.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения обеспечивается способ получения усиленных изображений у объектов - человека или животных, который включает следующие стадии: i) инъецирование физиологически приемлемой водной среды, включающей диспергированный в ней газ, в кровеносную систему указанных объектов; ii) до, во время или после инъекции указанной водной среды введение указанному объекту композиции, содержащей диффундирующий компонент, способный in vivo диффундировать в указанный диспергированный газ так, чтобы по меньшей мере временно увеличивать его размеры; и iii) получение ультразвукового изображения по меньшей мере части указанного объекта.

Этот способ по настоящему изобретению может с успехом применяться для визуализации тканевой перфузии у объекта, увеличения размеров диспергированного газа, применяемого для обогащения или временной задержки газа микроциркуляторной части сосудистого русла такой ткани, повышая, таким образом, ее эхогенность.

В этой газовой дисперсии может быть представлен любой биосовместимый газ; использующийся в настоящем описании термин "газ" включает любые вещества (в том числе смеси), по меньшей мере, частично, например, в значительной степени или полностью в газообразной форме (включая пар) при нормальной температуре человеческого тела (37^oС). Такой газ может, например, включать воздух; азот; кислород; диоксид углерода; водород; инертный газ, такой как гелий, аргон, ксенон или криптон, фторид серы, такой как гексафторид серы, двусернистый декафторид или пентафторид трифторметилсеры; гексафторид селена; необязательно галогенированный силан, такой как метилсилан или диметилсилан; низкомолекулярный углеводород (например, содержащий до 7 атомов углерода), например алкан, такой как метан, этан, пропан, бутан или пентан, циклоалкан, такой как циклопропан, циклобутан или циклопентан, алкен, такой как этилен, пропен, пропадиен или бутен, или алкин, такой как ацетилен или пропин; простой эфир, такой как диметиловый эфир; кетон, сложный эфир; галогенированный ниэкомолекулярный углеводород (например, содержащий до 7 атомов углерода); или смесь любых вышеупомянутых веществ. Выгодно, если по меньшей. мере некоторые из атомов галогенов в галогенированных газах являются атомами фтора; таким образом, биосовместимые галогенированные углеводородные газы можно выбирать, например, из бромхлордифторметана, хлордифторметана, дихлордифторметана, бромтрифторметана, хлортрифторметана, хлорпентафторэтана, дихлортетрафторэтана, хлортрифторэтилена, фторэтилена, этилфторида, 1,1-дифторэтана и перфторуглеводородов. Типичные перфторуглеводороды включают перфторалканы, такие как перфторметан, перфторэтан, перфторпропаны, перфторбутаны (например, перфтор-н-бутан, необязательно, в смеси с другими изомерами, такими как перфтор-изобутан), перфторпентаны, перфторгексаны или перфторгептаны, перфторалкены, такие как перфторпропен, перфторбутены (например, перфторбут-2-ен), перфторбутадиен, перфторпентены (например, перфторпент-1-ен или перфтор-4-метилпент-2-ен); перфторалкины, такие как перфторбут-2-ин, и перфторциклоалканы, такие как перфторциклобутан, перфторметилциклобутан, перфтордиметилциклобутаны, перфтортриметилциклобутаны, перфторциклопентан, перфторметилциклопентан, перфтордиметилциклопентаны, перфторциклогексан, перфторметилциклогексан или перфторметилциклогептан. Другие галогенированные газы включают метилхлорид, фторированные (например, перфторированные) кетоны, такие как перфторацетон, и фторированные (например, перфторированные) эфиры, такие как перфтордиэтиловый эфир. Применение перфторированных газов, например гексафторида серы и перфторуглеводородов, таких как перфторпропан, перфторбутаны, перфторпентаны и перфторгексаны, может быть особенно выгодным с точки зрения признанной высокой стабильности в кровтоке микропузырьков, содержащих такие газы. Другие газы с физико-химическими свойствами, обеспечивающими формирование высокостабильных микропузырьков в кровотоке, также могут быть полезны.

Диспергированный газ можно вводить в любой удобной форме, например с помощью композиции, содержащей любой подходящий ультразвуковой контрастный агент, такой как композиция, содержащая газ. Типичные примеры таких композиций включают микропузырьки газа, стабилизированные (например, по меньшей мере, частично, инкапсулированные) посредством поверхностной мембраны, устойчивой к слипанию (например, желатиновой, как описано, например, в WO-A-8002365), пленкообразующего белка (например, альбумина, такого как сывороточный альбумин человека, как описано например, в US-A-4718433, US-A-4774958, US-А-4844882, ЕР-А-0359246, WO-A-9112823, WO-A-9205806, WO-A-9217213, WO-A-9406477 или WO-A-9501187), полимерного материала (например, синтетического биоразлагаемого полимера, как описано в ЕР-А-0398935, эластичной разделительной синтетической полимерной мембраны, как описано в ЕР-А-0458745, микрочастиц биоразлагаемого полиальдегида, как описано в ЕР-А-0441468, микрочастиц N-дикарбоксильного производного полиаминокислоты-полициклического имида, как описано в ЕР-А-0458079, или биоразлагаемого полимера, как описано в WO-A-9317718 или в WO-A-9607434, неполимерного и неполимеризующегося материала, образующего оболочку (например, как описано в WO-A-9521631) или поверхностно-активного вещества (например, поверхностно-активного вещества на основе блок-сополимера поли-оксиэтилен-полиоксипропилен, такого как Pluronic, полимерное поверхностно-активное вещество, как описано в WO-A-9506518, или пленкообразующего поверхностно-активного вещества, такого как фосфолипид, например, как описано в WO-A-9211873, WO-A-9217212, WO-A-9222247, WO-A-9428780, WO-A-9503835 или WO-A-9729783).

Другие полезные композиции контрастных агентов, содержащие газ, включают твердые системы, содержащие газ, например микрочастицы (особенно агрегаты микрочастиц), заключающие внутри газ или связанные с ним иным способом (например, адсорбированный на поверхности микрочастиц газ и/или содержащийся в их пустотах, полостях или порах, например, как описано в ЕР-А-0122624, ЕР-А-0123235, ЕР-А-0365467, WO-A-9221382, WO-A-9300930, WO-A-9313802, WO-A-9313808 или WO-A-9313809). Следует учитывать тот факт, что эхогенность таких контрастных агентов, находящихся в форме микрочастиц, может появляться непосредственно благодаря содержащемуся в них или связанному с ними газу и/или благодаря газу (например, микропузырькам), который высвобождается из твердого материала (например, при растворении структуры микрочастиц).

Описания всех вышеупомянутых документов, относящихся к композициям контрастных агентов, содержащим газ, включены в настоящее описание в качестве ссылок.

Микропузырьки газа и другие содержащие газ материалы, такие как микрочастицы, предпочтительно, имеют первоначальный размер не более 10 мкм (например, 7 мкм или менее), чтобы было возможно их прямое прохождение через легочную систему после введения, например, путем внутривенной инъекции. Однако более крупные микропузырьки могут использоваться, например, если они содержат смесь одного или более относительно растворимых в крови или иным способом способных к диффузии газов, таких как воздух, кислород, азот или диоксид углерода, с одним или более практически нерастворимыми и не способными к диффузии газами, такими как перфторуглеводороды. Обратная диффузия растворимого/способного к диффузии газового содержимого после введения будет вызывать быстрое уменьшение размеров микропузырьков, которое будет определяться количеством присутствующего нерастворимого/не способного к диффузии газа и которое может быть подобрано таким образом, чтобы получившиеся микропузырьки могли проходить через легочные капилляры легочной системы.

Поскольку диспергированный газ, введенный в соответствии с настоящим изобретением, растет in vivo под действием диффундирующего компонента, минимальный размер микропузырьков газа, связанного с твердым носителем, и т.п. при введении может быть значительно меньше размеров, обычно необходимых для обеспечения значительного взаимодействия с ультразвуком (обычно около 1-5 мкм при использовании стандартных ультразвуковых частот); размеры частиц диспергированного газа могут, таким образом, составлять 1 нм и менее. Настоящее изобретение, соответственно, может позволить применять содержащие газ композиции, которые до настоящего времени не предлагались для использования в качестве ультразвуковых контрастных агентов, например, из-за малого размера составляющих диспергированного газа.

Если применяются содержащие фосфолипиды композиции по настоящему изобретению, например, в форме микропузырьков газа, стабилизированных фосфолипидами, типичные примеры пригодных для этой цели фосфолипидов включают лецитины (т. е. фосфатидилхолины), например природные лецитины, такие как лецитин яичного желтка или лецитин соевых бобов, полусинтетические (например, частично или полностью гидрированные) лецитины и синтетические лецитины, такие как димиристоилфосфатидилхолин, дипальмитоилфосфатидилхолин или дистеароилфосфатидилхолин; фосфатидные кислоты; фосфатидилэтаноламины; фосфатидилсерины; фосфатидилглицерины; фосфатидилинозитолы; кардиолипины; сфингомиелины; фторированные аналоги любых указанных выше веществ; смеси любых указанных выше веществ и их смеси с другими липидами, такими как холестерин. Использование фосфолипидов, преимущественно (например, по меньшей мере 75%) включающих молекулы, несущие индивидуально чистый общий заряд, например отрицательный заряд, в том числе как это встречается у природных (например, полученных из соевых бобов или яичного желтка), полусинтетических (например, частично или полностью гидрированных) и синтетических фосфатидилсеринов, фосфатидилдиглицеринов, фосфатидилинозитолов, фосфатидных кислот и/или кардиолипинову например, как описано в WO-A-9729783, может быть особенно выгодным.

Типичные примеры содержащих газ материалов в форме микрочастиц, которые могут быть полезны в соответствии с настоящим изобретением, включают углеводы (например, гексозы, такие как глюкоза, фруктоза или галактоза; дисахариды, такие как сахароза, лактоза или мальтоза; пентозы, такие как арабиноза, ксилоза или рибоза; -, - и - циклодексекстрины; полисахариды, такие как крахмал, гидроксиэтилкрахмал, амилоза, амилопектин, гликоген, инулин, пулуллан, декстран, карбоксиметилдекстран, декстранфосфат, кетодекстран, аминоэтилдекстран, альгинаты, хитин, хитозан, гиалуроновая кислота или гепарин; и сахарные спирты, включая альдитолы, такие как маннит или сорбит), неорганические соли (например, хлорид натрия), органические соли (например, цитрат натрия, ацетат натрия или тартрат натрия), рентгеновские контрастные агенты (например, любые из коммерчески доступных карбоновых кислот и неионных амидных контрастных агентов, обычно содержащих по меньшей мере одну 2,4,6-трииодфенильную группу, имеющую заместители, такие как карбоксил, карбамоил, N-алкилкарбамоил, N-гидроксиалкилкарбамоил, ациламино, N-алкилациламино или ациламинометил в положении 3 и/или 5, как в метризоевой кислоте, диатризоевой кислоте, иоталамовой кислоте, иоксагловой кислоте, иогексоле, иопентоле, иопамидоле, иодиксаноле, иопромиде, метризамиде, иодипамиде, меглумин иодипамиде, меглумин ацетриазоате и меглумин диатризоате), и полипептиды и белки (например, желатин или альбумин, такой как сывороточный альбумин человека).

Другие содержащие газ материалы, которые могут быть полезны в соответствии с настоящим изобретением, включают содержащий газ материал, стабилизированный металлами (например, как описано в US-A-3674461 или US-A-3528809), содержащий газ материал, стабилизированный синтетическими полимерами (например, как описано в US-A-3975194 или Farnand в Powder Technology 22 (1979), стр. 11-16), коммерчески доступные микрогранулы типа Expancel, например Expancel 551 DE (см., например, Eur.Plast.News 9(5) (1982), стр.39, Nonwovens Industry (1981), стр. 21 и Mat.Plast. Elast. 10 (1980), стр. 468), коммерчески доступные микросферы типа Ropaque (см., например, J,Coatings Technol. 55(707) (1983), стр.79), микро- и наноструктуры, содержащие газ, такие как зеолиты, неорганические или органические аэрогели, химические наноструктуры, содержащие открытые пустоты, такие как фуллерены, клатраты или нанотрубочки (например, как описано G.E. Gadd в Science 277 (5328) (1997), стр. 933-936), и природные дисперсии микропузырьков, стабилизированные поверхностно-активным веществом (например, как описано d'Arrigo в "Stable Gas-in-Liquid. Emulsions, Studies in phisical and theoretical chemistry" 40 - Elsevier, Amsterdam (1986)).

Обширный ряд диффундирующих компонентов могут использоваться в соответствии с настоящим изобретением, включая газы/пары, летучие жидкости, летучие твердые вещества и предшественники, способные вырабатывать газ, например, после введения, при том принципиальном условии, что этот компонент должен или иметь или быть способным генерировать достаточное давление газа или пара in vivo (например, по меньшей мере 10 мм рт.ст.) так, чтобы быть способным ускорять диффузию молекул газа или пара вовнутрь диспергированного газа. Следует учитывать тот факт, что смеси двух или более диффундирующих компонентов могут, если это желательно, применяться в соответствии с настоящим изобретением; термин "диффундирующий компонент", использующийся в настоящем описании, включает также и эти смеси. Подобно этому, упоминание о введении диффундирующего компонента включает также введение двух или более таких компонентов как в виде смесей, так и за несколько введений.

Композициям, включающим диффундирующий компонент, можно придавать любую подходящую форму и их можно вводить любым подходящим способом; путь введения частично зависит от той области организма, которая подлежит исследованию. Так, например, пероральное введение подходящей композиции, включающей диффундирующий компонент, может быть особенно полезным, если желательно обеспечить временную задержку газа в ткани стенок желудочно-кишечного тракта. В типичные варианты осуществления таких применений дисперсию газа можно вводить внутривенно в дозах, аналогичных тем, которые используются в эхокардиографии, а диффундирующий компонент может изготавливаться в форме эмульсии для перорального введения, например эмульсии перфторуглеводорода в воде, как описано далее более подробно, и применяться, например, в дозе 0,2-1,0 мкл перфторуглеводорода на килограмм. После введения и распределения этих двух композиций рост газовой дисперсии в капиллярном русле стенки желудка или кишечника может усилить контрастность контуров этих участков. Следует учитывать тот факт, что обратная комбинация вводимой перорально газовой дисперсии и вводимого внутривенно диффундирующего компонента также может быть полезна для обеспечения контрастности контуров внутренней стенки или слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта.

Может быть выгодным при применении для перорального введения таких композиций газовой дисперсии или диффундирующего компонента инкорпорировать химические группы или вещества, способствующие адгезии к стенке желудочно-кишечного тракта, например, путем смешивания с композицией или присоединением к ее компоненту, например, поверхностно-активного вещества или другой стабилизирующей части, поскольку это может стимулировать рост фазы диспергированного газа путем усиления ее контакта с диффундирующим компонентом. Примеры таких групп/веществ, способствующих адгезии, ранее были описаны применительно, например, к контрастным агентам для рентгеновского исследования желудочно-кишечного тракта, и включают акриловые эфиры, как описано в WO-A-9722365, иодфенол-сульфонатные эфиры, как описано в US-A-5468466 и иодированные фенильные эфиры, как описано в US-A-5260049.

Для обеспечения роста введенной дисперсии газа немедленно после ее прохождения через легочные капилляры можно использовать ингаляцию удобного летучего диффундирующего компонента, например, так, чтобы газ затем временно задержался в капиллярах миокарда. В таких вариантах осуществления настоящего изрбретения рост диспергированного газа может далее увеличиваться посредством повышения давления диффундирующего компонента в легких, например, избыточного давления до 0,5 бар, например, путем использования респиратора и выдоха с преодолением сопротивления.

Внутримышечное или подкожное введение должным образом составленных композиций диффундирующего агента, например, инкорпорированного в физиологически приемлемый жидкий носитель, может, например, с успехом применяться, если желательно, специфическое ограничение эффекта этого компонента в отношении конкретной области-мишени пациента. Один пример композиции для подкожного введения включает наночастицы, такие, которые используются для лимфоангиографии. Подкожно вводимый диффундирующий компонент может поступать в лимфатическую систему, где он может вызывать рост внутривенно введенной газовой дисперсии, облегчая, таким образом, получение изображения лимфатических узлов. Таким же образом может применяться обратная композиция подкожно вводимой газовой дисперсии и внутривенно вводимого диффундирующего компонента.

Внутривенное введение должным образом составленных композиций диффундирующего агента, например, инкорпорированного в физиологически приемлемый жидкий носитель, позволяет разнообразно использовать настоящее изобретение, поскольку, как будет обсуждаться далее в деталях, составляющие газовой дисперсии и композиций диффундирующего агента могут подбираться таким образом, чтобы можно было контролировать такие параметры как начало и скорость роста диспергированного газа и, таким образом, части тела, в которых эхогенность тканей может быть усилена посредством временной задержки газа, например, в микроциркуляторной части сосудистого русла этих тканей.

Подходящие композиции для местного применения могут наноситься на кожу, чтобы способствовать чрескожному всасыванию диффундирующего компонента. Такой способ введения можно применять для получения изображения и/или лечения кожи, подкожной жировой клетчатки и прилегающих к ним областей и органов, например, при воздействии на периферический кровоток конечностей, таких как нижние конечности.

Диффундирующие компоненты для перорального или инъекционного введения могут, например, изготавливаться в виде растворов в воде или смесей с водой и/или с одним или более смешиваемыми с водой и физиологически приемлемыми органическими растворителями, такими как этанол, глицерин или полиэтиленгликоль; дисперсий в водной среде, например, в виде масляной фазы или составляющей масляной фазы эмульсии типа "масло в воде"; микроэмульсий, т.е. систем, в которых вещество эффективно растворяется в гидрофобном внутреннем содержимом мицелл поверхностно-активного вещества, присутствующих в водной среде; или в ассоциации с микрочастицами или наночастицами, диспергированными в подходящем жидком носителе, например, в адсорбированном на поверхности микрочастиц или наночастиц виде и/или содержащихся внутри пустот, полостей или пор микрочастиц или наночастиц, или в инкапсулированном в микрокапсулах виде.

В тех случаях, когда диффундирующий компонент должен вводиться в форме раствора, парциальное давление, создаваемое им in vivo, будет зависеть от концентрации этого компонента, например, в кровотоке, и от соответствующего давления чистого материала компонента, например, в соответствии с законом Рауля (Raoult's law) для систем, приближающихся к идеальным. Таким образом, если компонент плохо растворяется в воде, желательно, чтобы он имел достаточное давление пара в чистой форме при нормальной температуре человеческого тела, например по меньшей мере 50 мм рт.ст., предпочтительно, по меньшей мере 100 мм рт.ст. Примеры относительно нерастворимых в воде компонентов, имеющих высокое давление пара, включают газы, такие как перечисленные выше, как возможные газы в форме микропузырьков.

Типичные примеры диффундирующих компонентов с более высокой растворимостью в воде и/или смешиваемостью с водой, которые, соответственно могут создавать более низкое давление пара при температуре тела, включают алифатические простые эфиры, такие как этилметиловый эфир или метилпропиловый эфир; алифатические сложные эфиры, такие как метилацетат, метилформиат или этилформиат; алифатические кетоны, такие как ацетон; алифатические амиды, такие как N,N-диметилформамид или N,N-диметилацетамид и алифатические нитрилы, такие как ацетонитрил.

Однако может быть предпочтительным использование практически не смешивающегося с водой диффундирующего компонента, изготовленного в форме эмульсии (например, стабилизированной суспензии) в подходящей водной среде, поскольку в таких системах давление пара в водной фазе диффундирующего компонента будет практически равно таковому чистого материала компонента, даже в очень разбавленных эмульсиях. В таких вариантах осуществления настоящего изобретения диффундирующий компонент может, например, изготавливаться как часть патентованной фармацевтической эмульсии, такой как Intralipid (Pharmacia).

Диффундирующий компонент в таких эмульсиях желательно представляет собой жидкость при температурах процесса изготовления и хранения, которые могут быть низкими, как, например, -10^oС, если водная фаза содержит соответствующие антифризы, в то же время являясь газом или создавая значительное давление пара при температуре человеческого тела. Подходящие соединения можно выбрать, например, из различных эмульгирующихся низкокипящих жидкостей, перечисленных в вышеуказанной публикации WO-A-9416379, включенной в настоящее описание в качестве ссылки. Конкретные примеры эмульгирующихся диффундирующих компонентов включают алифатические простые эфиры, такие как диэтиловый эфир; полициклические масла или спирты, такие как ментол, камфора или эвкалиптол; гетероциклические соединения, такие как фуран или диоксан; алифатические углеводороды, которые могут быть насыщенными или ненасыщенными, а также с прямой цепью или разветвленными, например, н-бутан, н-пентан, 2-метилпропан, 2-метилбутан, 2,2-диметилпропан, 2,2-диметилбутан, 2,3-диметилбутан, 1-бутен, 2-бутен, 2-метилпропен, 1,2-бутадиен, 1,3-бутадиен, 2-метил-1-бутен, 2-метил-2-бутен, изопрен, 1-пентен, 1,3-пентадиен, 1,4-пентадиен, бутенин, 1-бутин, 2-бутин или 1,3-бутадиин; циклоалифатические углеводороды, такие как циклобутан, циклобутен, метилциклопропан или циклопентан; и галогенированные низкомолекулярные углеводороды (например, содержащие до 7 атомов углерода). Типичные галогенированные углеводороды включают дихлорметан, метилбромид, 1,2-дихлорэтилен, 1,1-дихлорэтан, 1-бромэтилен, 1-хлорэтилен, этилбромид, этилхлорид, 1-хлорпропен, 3-хлорпропен, 1-хлорпропан, 2-хлорпропан и т-бутилхлорид. Выгодно, если по меньшей мере некоторые из атомов галогенов являются атомами фтора; как, например, в дихлорфторметане, трихлорфторметане, 1,2-дихлор-1,2-дифторэтане, 1,2-дихлор-1,1,2,2-тетрафторэтане, 1,1,3-трихлор-1,2,2-трифторэтане, 2-бром-2-хлор-1,1,1-трифторэтане, 2-хлор-1,1,2-трифторэтил дифторметиловом эфире, 1-хлор-2,2,2-трифторэтил дифторметиловом эфире, частично фторированные алканы (например, пентафторпропаны, такие как 1Н,1Н,3Н-пентафторпропан, гексафторбутаны, нонафторбутаны, такие как 2Н-нонафтор-т-бутан, и декафторпентаны, такие как 2Н, 3Н-декафторпентан), частично фторированные алкены (например, гептафторпентены, такие как 1Н,1Н,2Н-гептафторпент-1-ен, и нонафторгексены, такие как 1Н,1Н,2Н-нонафторгекс-1-ен), фторированные простые эфиры (например, 2,2,3,3,3-пентафторпропилметиловый эфир или 2,2,3,3,3-пентафторпропилдифторметиловый эфир) и, более предпочтительно, перфторуглеводороды. Примеры перфторуглеводородов включают перфторалканы, такие как перфторбутаны, перфгорпентаны, перфторгексаны (например, перфтор-2-метилпентан), перфторгептаны, перфтороктаны, перфторнонаны и перфтордеканы; перфторциклоалканы, такие как перфторциклобутан, перфторметилциклобутаны, перфторциклопентан и перфтордиметилциклопентан; перфторалкены, такие как перфторбутены (например, перфторбут-2-ен или перфторбута-1,3-диен), перфторпентены (например, перфторпент-1-ен) и перфторгексены (например, перфтор-2-метилпент-2-ен или перфтор-4-метилпент-2-ен); перфторциклоалкены, такие как перфторциклопентен или перфторциклопентадиен; и перфторированные спирты, такие как перфтор-т-бутанол.

Такие эмульсии могут также содержать по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество для стабилизации дисперсии; это может быть любое то же или другое поверхностно-активное вещество (вещества), которое используется для стабилизации газовой дисперсии. Природа любого такого поверхностно-активного вещества может значительно влиять на такие факторы как скорость роста фазы диспергированного газа. Обычно может быть пригоден целый ряд поверхностно-активных веществ, например, выбранных из перечня, представленного в патенте ЕР-А-0727225, включенного в настоящее описание в качестве ссылки. Типичные примеры пригодных поверхностно-активных веществ включают жирные кислоты (например, насыщенные или ненасыщенные жирные кислоты с прямой цепью, например, содержащие 10-20 атомов углерода) и их углеводные и триглицеридные эфиры, фосфолипиды (например, лецитин), фторсодержащие фосфолипиды, белки (например, альбумины, такие как сывороточный альбумин человека), полиэтиленгликоли и блок-сополимерные поверхностно-активные вещества (например, блок-сополимеры полиоксиэтилена и полиоксипропилена, такие как Pluronics, расширяющиеся полимеры, такие как ацилоксиацил полиэтиленгликоли, например, полиэтиленгликольметиловый эфир 16-гексадеканоилоксигексадеканоата, например, в котором доля полиэтиленгликоля имеет молекулярную массу 2300, 5000 или 10000), и фторсодержащие поверхностно-активные вещества (например, те, которые носят торговое наименование Zonyl и Fluorad, или те, которые описаны в публикации WO-A-9639197, включенной в настоящее описание в качестве ссылки). Особенно полезные поверхностно-активные вещества включают фосфолипиды, содержащие молекулы, несущие индивидуально чистый общий отрицательный заряд, такие как имеющие природное происхождение (например, полученные из соевых бобов или яичного желтка), полусинтетические (например, частично или полностью гидрированные) и синтетические фосфатидилсерины, фосфатидилдиглицерины, фосфатидилинозитолы, фосфатидные кислоты и/или кардиолипины.

Размер капель диспергированного диффундирующего компонента в эмульсиях, предназначенных для внутривенного введения, должен предпочтительно составлять менее 10 мкм, например менее 7 мкм и более 0,1 мкм, чтобы облегчать беспрепятственное прохождение через легочную систему.

Как отмечалось выше, не смешивающиеся с водой диффундирующие компоненты могут также изготавливаться в форме микроэмульсий. Такие системы имеют преимущества в силу своей термодинамической стабильности и того факта, что диффундирующий компонент практически однородно распределен в водной фазе; таким образом, микроэмульсии имеют вид растворов, но могут обладать свойствами эмульсий с точки зрения парциального давления дисперсной фазы.

Предшественники газа, которые можно использовать, включают любые биосовместимые компоненты, способные генерировать газ in vivo, т.е. при температуре тела и физиологических значениях рН. Типичные примеры включают неорганические и органические карбонаты и бикарбонаты, а также вещества, генерирующие азот, такие как пиразолины, пиразолы, триазолины, диазокетоны, соли диазония, тетразолы и азиды. Следует учитывать тот факт, что в таких системах присутствует выделяющийся в конечном итоге газ, который является реальным диффундирующим компонентом.

С целью обеспечения максимальной летучести диффундирующего компонента после введения и для усиления роста диспергированного газа, каждый из которых является эндотермическим процессом, может быть выгодным манипулировать температурой раствора или суспензии диффундирующего компонента и/или газовой дисперсии перед введением и/или инкорпорировать в них экзотермически реакционные сос