DE69738223T2

DE69738223T2 - Verbesserte verfahren zur diagnostischen bilderzeugung unter verwendung eines kontrastmittels und eines koronaren vasodilatators

Info

Publication number: DE69738223T2
Application number: DE69738223T
Authority: DE
Inventors: Evan C. Tucson UNGER
Original assignee: Bristol Myers Squibb Medical Imaging Inc
Current assignee: Lantheus Medical Imaging Inc
Priority date: 1996-09-11
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2017-08-27
Also published as: EP1017425B1; EP1323434B1; DE69738223T3; EP1323434A2; EP1017425A4; AU732813B2; EP1017425A1; CA2263924A1; PT1323434E; DE69738223D1; US6884407B1; EP1323434A3; CA2263924C; WO1998010799A1; AU4089897A; EP1017425B2; US5846517A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Verfahren zur diagnostischen Bilderzeugung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung verbesserte Verfahren zur diagnostischen Bilderzeugung, die die Verabreichung eines Kontrastmittels und eines koronaren Vasodilatators an einen Patienten umfassen.
Hintergrund der Erfindung
Ultraschall ist ein wertvolles Verfahren zur diagnostischen Bilderzeugung, um verschiedene Körperbereiche, einschließlich zum Beispiel des Gefäßsystems, wie des Mikrogefäßsystems des Gewebes, zu untersuchen. Ultraschall stellt bestimmte Vorteile gegenüber anderen Diagnoseverfahren bereit. Zum Beispiel führen Diagnoseverfahren, die Nuklearmedizin und Röntgenstrahlen einschließen, im Allgemeinen zur Bestrahlung des Patienten mit ionisierender Elektronenstrahlung. Eine solche Strahlung kann eine Schädigung von subzellulärem Material, einschließlich Desoxyribonucleinsäure (DNA), Ribonucleinsäure (RNA) und Proteinen, hervorrufen. Ultraschall umfasst keine solche potentiell schädigende Strahlung. Zusätzlich ist Ultraschall im Vergleich zu anderen Diagnoseverfahren, wie Kernspintomographie (MRI), die eine aufwändige und teuere Ausrüstung erfordern kann, relativ kostengünstig.
Ultraschall umfasst die Bestrahlung eines Patienten mit Schallwellen. Im Allgemeinen werden die Schallwellen auf Grund der Absorption durch Körpergewebe gestreut, durchdringen das Gewebe oder werden von dem Gewebe reflektiert. Die Reflexion von Schallwellen vom Gewebe, die allgemein als Rückstreuung oder Reflexionsvermögen bezeichnet wird, bildet die Basis zur Entwicklung eines Ultraschallbildes. Das ist der Fall, da Schallwellen von verschiedenen Körpergeweben unterschiedlich reflektiert werden. Diese unterschiedliche Reflexion ist auf verschiedene Faktoren, einschließlich der Bestandteile und der Dichte des jeweiligen, zu beobachtenden Gewebes, zurückzuführen. Die unterschiedlich reflektierten Wellen werden dann in der Regel mit einem Transducer, der Schallwellen mit einer Frequenz von 1 Megahertz (MHz) bis 10 MHz messen kann, nachgewiesen. Die gemessenen Wellen werden integriert, quantitativ bestimmt und in ein Bild des zu untersuchenden Gewebes umgewandelt.
Verfahren zur Bilderzeugung mittels Ultraschall umfassen oft die Verwendung von Kontrastmitteln. Kontrastmittel können zur Verbesserung der Qualität und Brauchbarkeit der mit Ultraschall erhaltenen Bilder dienen. Bestimmte beispielhafte Kontrastmittel schließen zum Beispiel Suspensionen von Feststoffpartikeln und emulgierte Flüssigkeitströpfchen ein.
Die Schallreflexion von einer Flüssigkeit-Gas-Grenzfläche ist äußerst wirksam. Folglich können bestimmte Bläschen, einschließlich bestimmter gasgefüllter Bläschen, als Kontrastmittel äußerst nützlich sein. Der Begriff "Bläschen", wie hier verwendet, bezeichnet Vesikel, die im Allgemeinen durch das Vorliegen einer oder mehrerer Membranen oder Wände gekennzeichnet sind, die einen inneren Hohlraum, der mit einem Gas oder dessen Vorläufer gefüllt ist, umgeben. Beispielhafte Bläschen schließen zum Beispiel Vesikel ein, die von Monoschichten und/oder Doppelschichten umgeben sind, wobei zum Beispiel unilamellare, oligolamellare und/oder multilamellare Vesikel, wie Liposomen, Mizellen und dergleichen, gebildet werden. Wie nachstehend ausführlicher diskutiert wird, hängt die Wirksamkeit der Bläschen als Kontrastmittel von verschiedenen Faktoren, einschließlich zum Beispiel der Größe und/oder der Elastizität des Bläschens, ab.
Die Wirksamkeit der Bläschen als Kontrastmittel hängt von verschiedenen Faktoren, einschließlich zum Beispiel der Größe des Bläschens, ab. Wie es einem Fachmann bekannt ist, ist das Signal, das in dem Bereich von diagnostischen Ultraschallfrequenzen liegt und das von einem Bläschen reflektiert werden kann, eine Funktion des Radius (r⁶) des Bläschens (Rayleigh-Streuer). Somit besitzt ein Bläschen mit einem Durchmesser von etwa 4 Mikrometer (μm) etwa die 64-fache Streufähigkeit eines Bläschens mit einem Durchmesser von etwa 2 μm. Somit ist, allgemein gesagt, das reflektierte Signal umso größer, je größer die Bläschen sind.
Die Bläschengröße ist jedoch durch den Kapillardurchmesser, durch den die Bläschen hindurchtreten müssen, eingeschränkt. Im Allgemeinen können Kontrastmittel, die Bläschen mit einem Durchmesser von mehr als etwa 10 μm umfassen, gefährlich sein, da Mikrogefäße verstopft werden können. Folglich ist es bevorzugt, dass mehr als etwa 90% der Bläschen in einem Kontrastmittel einen Durchmesser von weniger als etwa 10 μm aufweisen, wobei mehr als etwa 95% stärker bevorzugt sind und mehr als etwa 98% noch stärker bevorzugt sind. Der mittlere Bläschendurchmesser ist ebenfalls wichtig und sollte größer als etwa 1 μm sein, wobei größer als etwa 2 μm bevorzugt ist. Der volumengewichtete mittlere Durchmesser der Bläschen sollte etwa 7 bis etwa 20 μm sein.
Die Verwendung von Echokardiographie zur Diagnose von koronarer Herzkrankheit war im Allgemeinen auf indirekte Verfahren, die den Nachweis und die quantitative Bestimmung von Anomalitäten in der Wandbewegung umfassen, beschränkt. Echokardiographie wurde auch in Verbindung mit Verfahren zum Nachweis von Herzkrankheiten verwendet, um Herzmassen, Thromben, vegetative Läsionen (Endokarditis), Myxome und andere Läsionen zu identifizieren. Siehe, z. B., M. L. Marcus et al., Cardiac Imaging: A Companion to Braunwald's Heart Disease, W. B. Saunders Co., Harcourt Brace Jovanovich, Inc., Philadelphia, PA, S. 536–556 (1991).
Die Brauchbarkeit von gegenwärtig verfügbaren Ultraschallkontrastmitteln und Verfahren, die ihre Verwendung umfassen, hängt stark von einer Vielzahl von Faktoren, einschließlich der jeweiligen abzubildenden Region, ab. Man stößt, zumindest teilweise, auf Grund des großen Blutvolumens, das durch die Herzkammern fließt, bezogen auf das Blutvolumen, das in den Blutgefäßen des Herzgewebes selbst fließt, zum Beispiel auf Schwierigkeiten bei der Herstellung verwendbarer diagnostischer Bilder des Herzgewebes und des umgebenden Gefäßsystems. Das hohe Blutvolumen, das durch die Herzkammern fließt, kann zu einem nicht ausreichenden Kontrast in Ultraschallbildern der Herzregion, besonders des Herzgewebes, führen. Das hohe Blutvolumen, das durch die Herzkammern fließt, kann auch diagnostische Artefakte, einschließlich zum Beispiel Schattenbildung oder Schwärzung, in Ultraschallbildern des Herzens erzeugen. Diagnostische Artefakte können äußerst unerwünscht sein, da sie die Visualisierung einer Region von Interesse erschweren oder sogar verhindern können. Somit können unter bestimmten Umständen diagnostische Artefakte ein diagnostisches Bild im Wesentlichen unbrauchbar machen.
Zusätzlich zu Ultraschall ist Computertomographie (CT) ein wertvolles Verfahren zur diagnostischen Bilderzeugung, um verschiedene Körperbereiche zu untersuchen. Bei der CT wird die Radiodichte (Elektronendichte) der Materie gemessen und in Form von Hounsefield-Einheiten (HU) ausgedrückt. Hounsefield-Einheiten, die nach dem Erfinder des ersten CT-Scanners benannt wurden, sind ein Hinweis auf die relative Absorption von CT-Röntgenstrahlen durch die Materie, wobei die Absorption direkt zu der Elektronendichte dieser Materie proportional ist. Wasser weist zum Beispiel einen Wert von 0 HU, Luft einen Wert von –1000 HU und ein dichter kortikaler Knochen einen Wert von 1000 HU auf. Wegen der Ähnlichkeit der Dichten verschiedener Gewebe im Körper war jedoch die Entwicklung von Kontrastmitteln notwendig, die zu einer Änderung der relativen Dichten der verschiedenen Gewebe verwendet werden können. Dies führte zu einer Gesamtverbesserung der diagnostischen Wirksamkeit von CT.
Auf der Suche nach Kontrastmitteln für CT suchten Forscher im Allgemeinen nach der Entwicklung von Mitteln, die die Elektronendichte in bestimmten Bereichen einer Körperregion erhöhen (positive Kontrastmittel). Barium- und Iodverbindungen wurden zum Beispiel für diesen Zweck entwickelt. Für den Gastrointestinaltrakt wird Bariumsulfat ausgiebig verwendet, um die Radiodichte des Darmlumens auf CT-Scans zu erhöhen. Iodierte, wasserlösliche Kontrastmittel werden ebenfalls zur Erhöhung der Dichte im Gastrointestinaltrakt verwendet, werden jedoch, vor allem weil die Iodzubereitungen teurer als Barium sind und im Allgemeinen bei der Erhöhung der Radiodichte in dieser Körperregion weniger wirksam sind, nicht so häufig wie die Bariumverbindungen verwendet. Die Verwendung von Mikrokügelchen niedriger Dichte als CT-Kontrastmittel wurde ebenfalls berichtet. Siehe, z. B., Unger, U.S.-Patent Nr. 5,205,290 . Wie vorstehend in Verbindung mit Diagnoseverfahren für Ultraschall berichtet, hängt die Brauchbarkeit von gegenwärtig verfügbaren CT-Kontrastmitteln und Verfahren, die ihre Verwendung zur Abbildung der Herzregion umfassen, stark vom Blutfluss durch die Herzkammern, bezogen auf den Blutfluss in den Blutgefäßen des Herzgewebes selbst, ab.
Kernspintomographie (MRI) ist ein weiteres Verfahren zur diagnostischen Bilderzeugung, das zur Herstellung von Querschnittsbildern des Körpers in einer Vielzahl von Scan-Ebenen, wie zum Beispiel axial, koronal, sagittal oder orthogonal, verwendet werden kann. MRI verwendet ein Magnetfeld, Radiofrequenzenergie und Magnetfeldgradienten, um Abbildungen des Körpers herzustellen. Die Kontrast- oder Signalintensitätsunterschiede zwischen Geweben geben hauptsächlich die Relaxationswerte T1 (longitudinal) und T2 (transversal) und die Protonendichte, die im Allgemeinen dem Gehalt an freiem Wasser entspricht, der Gewebe wieder. Zur Änderung der Signalintensität in einer Region eines Patienten unter Verwendung eines Kontrastmittels sind mehrere mögliche Verfahren verfügbar. Ein Kontrastmittel kann zum Beispiel so konstruiert werden, dass es T1, T2 oder die Protonendichte ändert.
Allgemein gesagt, erfordert MRI die Verwendung von Kontrastmitteln. Wenn MRI ohne Verwendung eines Kontrastmittels durchgeführt wird, kann die Unterscheidung des Gewebes von Interesse von den umgebenden Geweben in dem so erhaltenen Bild schwierig sein. In der Vergangenheit wurde die Aufmerksamkeit vor allem auf paramagnetische Kontrastmittel für MRI konzentriert. Paramagnetische Kontrastmittel umfassen Materialien, die ungepaarte Elektronen enthalten. Die ungepaarten Elektronen wirken in dem Hauptmagnetfeld als kleine Magnete, wobei die Geschwindigkeit der longitudinalen (T1) und transversalen (T2) Relaxation erhöht wird. Paramagnetische Kontrastmittel umfassen typischerweise Metallionen, zum Beispiel Übergangsmetallionen, die eine Quelle von ungepaarten Elektronen bereitstellen. Diese Metallionen sind jedoch im Allgemeinen auch hoch toxisch. In einem Versuch, die Toxizität zu verringern, werden die Metallionen typischerweise mit Liganden chelatisiert.
Metalloxide, insbesondere Eisenoxide, wurden ebenfalls als MRI-Kontrastmittel verwendet. Obwohl kleine Eisenoxidpartikel, zum Beispiel Partikel mit einem Durchmesser von weniger als etwa 20 nm, wünschenswerte paramagnetische Relaxationseigenschaften aufweisen können, erfolgt ihre überwiegende Wirkung durch Massesuszeptibilität. Nitroxide sind eine weitere Klasse von MRI-Kontrastmitteln, die ebenfalls paramagnetisch sind. Diese weisen eine relativ niedrige Relaxivität auf und sind im Allgemeinen weniger wirksam als paramagnetische Ionen.
Die vorhandenen MRI-Kontrastmittel weisen mehrere Einschränkungen auf. Ein erhöhtes Bildrauschen kann zum Beispiel mit bestimmten Kontrastmitteln, einschließlich Kontrastmitteln, die chelatisierte Metalle umfassen, in Zusammenhang gebracht werden. Dieses Rauschen entsteht im Allgemeinen durch peristaltische intrinsische Bewegungen und Bewegungen durch die Respirationsfunktion oder kardiovaskuläre Funktion. Zusätzlich hängt die Signalintensität der Kontrastmittel im Allgemeinen von der Konzentration des Mittels sowie der verwendeten Pulssequenz ab. Die Absorption von Kontrastmitteln kann die Interpretation der Abbildungen, besonders im distalen Teil des Dünndarms, komplizieren, wenn nicht genügend hohe Konzentrationen der paramagnetischen Spezies verwendet werden. Siehe, z. B., Kornmesser et al., Magnetic Resonance Imaging, 6: 124 (1988).
Andere Kontrastmittel können auf Änderungen der Pulssequenz weniger empfindlich reagieren und können einen gleichmäßigeren Kontrast bereitstellen. Höhere Konzentrationen von Partikeln, wie Ferriten, können Artefakte der magnetischen Suszeptibilität hervorrufen, die zum Beispiel im Dickdarm, wo die Absorption von Darmflüssigkeit stattfindet und das superparamagnetische Material konzentriert werden kann, besonders offensichtlich sind.
Toxizität ist ein weiteres Problem, das im Allgemeinen mit gegenwärtig verfügbaren Kontrastmitteln für MRI in Zusammenhang gebracht wird. Ferrite rufen zum Beispiel nach der oralen Verabreichung oft die Symptome von Übelkeit sowie Flatulenz und einen kurzzeitigen Anstieg des Serumeisens hervor. Das Gadoliniumion, das in Gd-DTPA komplexiert ist, ist in freier Form hoch toxisch. Die verschiedenen Umgebungen des Gastrointestinaltrakts, einschließlich erhöhter Azidität (niedrigerer pH-Wert) im Magen und erhöhter Alkalität (höherer pH-Wert) im Darm, können die Wahrscheinlichkeit einer Entkopplung und Trennung des freien Ions von dem Komplex erhöhen.
Der Blutfluss kann die Qualität der mit MRI erhaltenen Bilder beeinflussen. Koronare Vasodilatatoren wurden zum Beispiel in Verbindung mit Thallium 201 (²⁰¹Tl) in einem Versuch, die Visualisierung von lebensfähigem Myokardgewebe in der Nuklearmedizin zu verbessern, verwendet. Vasodilatatoren können die Visualisierung durch die Erhöhung des Blutflusses zum Myokard, was eine wirksamere Aufnahme des ²⁰¹Tl in lebensfähige Myokardzellen ermöglicht, verbessern. Koronare Vasodilatatoren wurden auch in Kombination mit Gd-DTPA verwendet, um die Abbildung von Myokardgewebe bei der Bilderzeugung mittels MRI zu verbessern. Obwohl Gd-DTPA als ein Indikator des Blutflusses verwendet werden kann, kann den Relaxationsmessungen (T1 und T2) die notwendige Empfindlichkeit zur Unterstützung der quantitativen Messung des Flusses fehlen. Zusätzlich besitzen MRI-Kontrastmittel des Standes der Technik im Allgemeinen relativ niedrige Molekulargewichte, was ihre Diffusion durch das Gefäßsystem ermöglicht. Dies kann die quantitative Bestimmung des Blutflusses durch das Gefäßsystem, bezogen auf die Pharmakokinetik, erschweren.
Folglich werden neue und/oder bessere Verfahren zur diagnostischen Bilderzeugung, die die Regulierung des Blutflusses durch die Herzkammern und/oder das Herzgewebe ermöglichen, und/oder neue und/oder bessere Verfahren zur diagnostischen Bilderzeugung, die die quantitative Bestimmung des Blutflusses in der Herzregion ermöglichen, benötigt. Die vorliegende Erfindung betrifft diese sowie andere wichtige Ergebnisse.
Zusammenfassung der Erfindung
In einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Produkt zur Diagnostik bereitgestellt, umfassend: (i) eine Vesikelzusammensetzung, umfassend Lipid- oder Polymervesikel und ein Gas oder einen Vorläufer eines Gases, wobei das Gas und der Vorläufer eines Gases eine fluorierte Verbindung umfassen, und (ii) einen koronaren Vasodilatator als kombinierte Zubereitung für die gleichzeitige, getrennte oder aufeinanderfolgende Verwendung bei der diagnostischen Bilderzeugung.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Verwendung (i) einer Vesikelzusammensetzung, umfassend Lipid- oder Polymervesikel und ein Gas oder einen Vorläufer eines Gases, wobei das Gas und der Vorläufer eines Gases eine fluorierte Verbindung umfassen, und (ii) eines koronaren Vasodilatators zur Herstellung eines Produkts zur Diagnostik, um eine Abbildung der kardiovaskulären Region eines Patienten bereitzustellen, bereitgestellt.
In einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Verwendung (i) einer Vesikelzusammensetzung, umfassend Lipid- oder Polymervesikel und ein Gas oder einen Vorläufer eines Gases, wobei das Gas und der Vorläufer eines Gases eine fluorierte Verbindung umfassen, und (ii) eines koronaren Vasodilatators zur Herstellung eines Produkts zur Diagnostik, um das Vorliegen von erkranktem Gewebe in der kardiovaskulären Region eines Patienten zu diagnostizieren, bereitgestellt.
In einem vierten Aspekt der Erfindung wird die Verwendung (i) einer Vesikelzusammensetzung, umfassend Lipid- oder Polymervesikel und ein Gas oder einen Vorläufer eines Gases, wobei das Gas und der Vorläufer eines Gases eine fluorierte Verbindung umfassen, und (ii) eines koronaren Vasodilatators zur Herstellung eines Produkts zur Diagnostik, um den Blutfluss in der kardiovaskulären Region eines Patienten zu messen, bereitgestellt.
Diese und andere Aspekte der Erfindung werden durch die vorliegende Beschreibung und Ansprüche offensichtlicher.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Wie vorstehend und in der ganzen Offenbarung verwendet, ist es selbstverständlich, dass die nachstehenden Begriffe die folgenden Bedeutungen haben, wenn es nicht anders angegeben ist.
"Lipid" bezeichnet eine synthetische oder natürlich vorkommende Verbindung, die im Allgemeinen amphipathisch und biokompatibel ist. Die Lipide umfassen typischerweise eine hydrophile Komponente und eine hydrophobe Komponente. Beispielhafte Lipide schließen zum Beispiel Fettsäuren, Neutralfette, Phosphatide, Glycolipide, oberflächenaktive Mittel (grenzflächenaktive Mittel), aliphatische Alkohole, Wachse, Terpene und Steroide ein.
"Lipidzusammensetzung" bezeichnet eine Zusammensetzung, die eine Lipidverbindung, typischerweise in einem wässrigen Medium, umfasst. Beispielhafte Lipidzusammensetzungen schließen Suspensionen, Emulsionen und Vesikelzusammensetzungen ein. Die hier beschriebenen Lipidzusammensetzungen können auch ein bioaktives Mittel umfassen.
"Vesikel" bezeichnet eine kugelförmige Einheit, die im Allgemeinen durch das Vorliegen einer oder mehrerer Wände oder Membranen, die einen oder mehrere innere Hohlräume bilden, gekennzeichnet ist. Vesikel können zum Beispiel aus Lipiden, einschließlich der hier beschriebenen verschiedenen Lipide, oder Polymermaterialien, einschließlich natürlicher, synthetischer und semisynthetischer Polymere, formuliert werden. Bevorzugte Vesikel sind die, die aus Lipiden formulierte Wände oder Membranen umfassen. In diesen bevorzugten Vesikeln können die Lipide in Form einer Monoschicht oder Doppelschicht vorliegen, und die Mono- oder Doppelschichtlipide können zur Bildung einer oder mehrerer Mono- oder Doppelschichten verwendet werden. Im Fall von mehr als einer Mono- oder Doppelschicht können die Mono- oder Doppelschichten konzentrisch sein. Lipide können zur Bildung eines unilamellaren Vesikels (das aus einer Monoschicht oder Doppelschicht besteht), eines oligolamellaren Vesikels (das aus etwa zwei oder etwa drei Monoschichten oder Doppelschichten besteht) oder eines multilamellaren Vesikels (das aus mehr als etwa drei Monoschichten oder Doppelschichten besteht) verwendet werden. Entsprechend können die aus Polymeren hergestellten Vesikel eine oder mehrere konzentrische Wände oder Membranen umfassen. Die Wände oder Membranen der aus Polymeren hergestellten Vesikel können im Wesentlichen kompakt (gleichförmig) sein oder sie können porös oder semiporös sein. Die hier beschriebenen Vesikel schließen solche Einheiten ein, die zum Beispiel allgemein als Liposomen, Mizellen, Bläschen, Mikrobläschen, Mikrokügelchen, lipid- und/oder polymerbeschichtete Bläschen, Mikrobläschen und/oder Mikrokügelchen, Mikroballone, Mikrokapseln, Aerogele, clathratgebundene Vesikel und dergleichen bezeichnet werden. Der innere Hohlraum der Vesikel kann mit einer Flüssigkeit (einschließlich zum Beispiel einer wässrigen Flüssigkeit), einem Gas, einem Vorläufer eines Gases und/oder einem Feststoff oder gelösten Stoff, einschließlich zum Beispiel eines Targeting-Liganden, koronaren Vasodilatators und/oder bioaktiven Mittels, wie gewünscht, gefüllt sein.
"Liposom" bezeichnet einen im Allgemeinen kugelförmigen Cluster oder ein im Allgemeinen kugelförmiges Aggregat aus amphipathischen Verbindungen, einschließlich Lipidverbindungen, typischerweise in Form von einer oder mehreren konzentrischen Schichten, zum Beispiel Doppelschichten. Sie können hier auch als Lipidvesikel bezeichnet werden. Die Liposomen können zum Beispiel aus ionischen Lipiden und/oder nichtionischen Lipiden formuliert werden. Liposomen, die aus nichtionischen Lipiden formuliert werden, können auch als "Niosomen" bezeichnet werden.
"Mizelle" bezeichnet aus Lipiden formulierte, kolloidale Einheiten. In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen umfassen die Mizellen eine Monoschicht oder eine Konfiguration der hexagonalen H2-Phase. In anderen bevorzugten Ausführungsformen können die Mizellen eine Doppelschichtkonfiguration umfassen.
"Aerogel" bezeichnet im Allgemeinen kugelförmige Einheiten, die durch eine Vielzahl von kleinen inneren Hohlräumen gekennzeichnet sind. Die Aerogele können aus synthetischen Materialien (zum Beispiel einem Schaum, der durch thermische Behandlung von Resorcin und Formaldehyd hergestellt wurde) sowie natürlichen Materialien, wie Polysacchariden, formuliert werden.
"Clathrat" bezeichnet einen kompakten, semiporösen oder porösen Partikel, der mit Vesikeln assoziiert sein kann. In einer bevorzugten Form können die Clathrate eine käfigartige Struktur bilden, die Hohlräume, die die Vesikel umfassen, enthält. Ein oder mehrere Vesikel können an das Clathrat gebunden sein. Ein stabilisierendes Material kann, falls gewünscht, mit dem Clathrat assoziiert sein, um die Assoziation der Vesikel mit dem Clathrat zu fördern. Geeignete Materialien, aus denen Clathrate formuliert werden können, schließen zum Beispiel poröse Apatite, wie Calciumhydroxyapatit, ein.
Die in den Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendeten Vesikel enthalten bevorzugt ein Gas oder einen Vorläufer eines Gases. "Gasgefüllter Vesikel" bezeichnet Vesikel, in denen ein Gas eingekapselt ist. "Mit einem Vorläufer eines Gases gefülltes Vesikel" bezeichnet Vesikel, in denen ein Vorläufer eines Gases eingekapselt ist. Die Vesikel können minimal, teilweise oder im Wesentlichen vollständig mit dem Gas und/oder dem Vorläufer eines Gases gefüllt sein. In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen können die Vesikel im Wesentlichen oder vollständig mit dem Gas und/oder dem Vorläufer eines Gases gefüllt sein. Der Begriff "im Wesentlichen", wie er unter Bezugnahme auf die mit einem Gas und/oder einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikel verwendet wird, bedeutet, dass mehr als etwa 50% des Volumens des inneren Hohlraums des Vesikels aus einem Gas bestehen. Bevorzugt bestehen mehr als etwa 60% des inneren Hohlraums der im Wesentlichen gefüllten Vesikel aus einem Gas, wobei mehr als etwa 70% stärker bevorzugt sind. Noch stärker bevorzugt bestehen mehr als etwa 80% des inneren Hohlraums der im Wesentlichen gefüllten Vesikel aus einem Gas, wobei mehr als etwa 90% noch stärker bevorzugt sind. In besonders bevorzugten Ausführungsformen bestehen mehr als etwa 95% des inneren Hohlraums der Vesikel aus einem Gas, wobei etwa 100% besonders bevorzugt sind. Obwohl es nicht als eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angesehen wird, können die Vesikel auch, falls gewünscht, kein oder im Wesentlichen kein Gas oder keinen oder im Wesentlichen keinen Vorläufer eines Gases enthalten.
"Vesikelzusammensetzung" bezeichnet eine Zusammensetzung, typischerweise in einem wässrigen Medium, die Vesikel umfasst. Die hier beschriebenen Vesikelzusammensetzungen können auch ein bioaktives Mittel umfassen.
"Emulsion" bezeichnet ein Lipoidgemisch aus zwei oder mehreren Flüssigkeiten und liegt im Allgemeinen in Form eine Kolloids vor. Die Lipide können in der ganzen Emulsion heterogen dispergiert sein. In einer anderen Ausführungsform können die Lipide in Form von zum Beispiel Cluster oder Schichten, einschließlich Mono- oder Doppelschichten, aggregiert sein.
"Suspension" bezeichnet ein Gemisch aus fein verteilten flüssigen oder festen Partikeln, die in einer Flüssigkeit schwimmen, die eine längere Zeitdauer stabil bleiben kann.
"Struktur der hexagonalen H2-Phase" bezeichnet eine im Allgemeinen röhrenförmige Aggregation von Lipiden in flüssigen Medien, zum Beispiel wässrigen Medien, in denen der der hydrophile Anteil/die hydrophilen Anteile der Lipide in Verbindung mit einer flüssigen Umgebung im Inneren der Röhre im Allgemeinen nach innen zeigt/zeigen. Der hydrophobe Anteil/die hydrophoben Anteile der Lipide ist/sind im Allgemeinen strahlenförmig nach außen angeordnet, und der Komplex nimmt die Struktur einer hexagonalen Röhre an. Eine Vielzahl von Röhren ist im Allgemeinen in der Struktur der hexagonalen Phase zusammengepackt.
"Patient" bezeichnet Tiere, einschließlich Säugern, und bevorzugt Menschen.
Die Ausdrücke "innere Region eines Patienten" und "Region von Interesse" bezeichnen den ganzen Patienten oder einen besonderen Bereich oder Teil des Patienten. Innere Regionen eines Patienten und Regionen von Interesse können zum Beispiel durch diagnostische Bilderzeugung abzubildende Bereiche und/oder mit einem bioaktiven Mittel zu behandelnde Bereiche einschließen. Der Ausdruck "kardiovaskuläre Region eines Patienten" bezeichnet die Region des Patienten, die durch das Herz (Myokard) und das Gefäßsystem, das direkt zum und vom Herz führt, definiert ist. Der Ausdruck "Gefäßsystem", wie hier verwendet, bezeichnet die Blutgefäße (einschließlich Arterien, Venen und dergleichen) im Körper oder in einem Organ oder Teil des Körpers. Der Ausdruck "Kreislaufsystem" bezeichnet die kardiovaskuläre Region und das ganze Gefäßsystem. Der Ausdruck "ventrikuläre Region eines Patienten" bezeichnet die Region des Herzens, die durch den rechten und linken Ventrikel definiert ist. Der Ausdruck "atriale Region eines Patienten" bezeichnet die Region des Herzens, die durch den rechten und linken Vorhof definiert ist.
"Bioaktives Mittel" bezeichnet eine Substanz, die in Verbindung mit einer Anwendung, die therapeutischer oder diagnostischer Natur ist, wie in Verfahren zur Diagnose des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Krankheit in einem Patienten und/oder in Verfahren zur Behandlung einer Krankheit in einem Patienten verwendet werden kann. Wie hier verwendet, bezeichnet "bioaktives Mittel" auch Substanzen, die eine biologische Wirkung in vitro und/oder in vivo ausüben können. Die bioaktiven Mittel können neutral oder positiv oder negativ geladen sein. Beispiele geeigneter bioaktiver Mittel schließen Mittel zur Diagnostik, Arzneimittel und/oder Arzneistoffe, einschließlich koronarer Vasodilatatoren, synthetische organische Moleküle, Proteine, Peptide, Vitamine, Steroide, Steroidanaloga und genetisches Material, einschließlich Nucleosiden, Nucleotiden und Polynucleotiden, ein. Bevorzugt umfasst das bioaktive Mittel ein Arzneimittel und/oder einen Arzneistoff.
"Mittel zur Diagnostik" bezeichnet ein beliebiges Mittel, das in Verbindung mit Verfahren zur Abbildung einer inneren Region eines Patienten, einschließlich der kardiovaskulären Region, und/oder in Verfahren zur Diagnose des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Krankheit in einem Patienten, besonders von Herzkrankheiten, einschließlich zum Beispiel Myokardischämie und Myokardinfarkt, verwendet werden kann. Beispielhafte Mittel zur Diagnostik schließen zum Beispiel Kontrastmittel zur Verwendung in Verbindung mit dem Ultraschall, der Kernspintomographie oder der Computertomographie eines Patienten, einschließlich zum Beispiel der hier beschriebenen Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen, ein.
"Polymer", wie hier verwendet, bezeichnet Moleküle, die durch die chemische Vereinigung von zwei oder mehr sich wiederholenden Einheiten gebildet werden. Folglich können in dem Begriff "Polymer" zum Beispiel Dimere, Trimere und Oligomere eingeschlossen sein. Das Polymer kann synthetisch, natürlich vorkommend oder semisynthetisch sein. In einer bevorzugten Form bezeichnet der Begriff "Polymer" Moleküle, die 10 oder mehr sich wiederholende Einheiten umfassen.
"Verdickungsmittel" bezeichnet ein beliebiges einer Vielzahl von im Allgemeinen hydrophilen Materialien, die, wenn sie in die hier beschriebenen Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen eingebracht werden, als Viskositätsmodifikatoren, Emulgatoren und/oder Lösungsvermittler, Suspendiermittel und Tonizitätsverstärker wirken können. Es ist beabsichtigt, dass die Verdickungsmittel die Aufrechterhaltung der Stabilität der Zusammensetzungen auf Grund dieser Eigenschaften unterstützen können.
"Dispergiermittel" bezeichnet ein grenzflächenaktives Mittel, das, wenn es zu einem Suspensionsmedium kolloider Partikel, einschließlich zum Beispiel bestimmter der hier beschriebenen Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen, gegeben wird, die gleichmäßige Trennung der Partikel fördern kann. In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen kann das Dispergiermittel eine polymere Siloxanverbindung umfassen.
"Genetisches Material" bezeichnet im Allgemeinen Nucleotide und Polynucleotide, einschließlich Desoxyribonucleinsäure (DNA) und Ribonucleinsäure (RNA). Das genetische Material kann durch ein chemisches Syntheseverfahren, das einem Durchschnittsfachmann bekannt ist, oder unter Verwendung von Rekombinationstechnik oder durch eine Kombination von beiden hergestellt werden. Die DNA und RNA können gegebenenfalls nichtnatürliche Nucleotide umfassen und können einzel- oder doppelsträngig sein. "Genetisches Material" bezeichnet auch Sense- und Antisense-DNA und -RNA, das heißt, eine Nucleotidsequenz, die zu einer spezifischen Sequenz von Nucleotiden in DNA und/oder RNA komplementär ist.
"Arzneimittel" oder "Arzneistoff" bezeichnet ein beliebiges therapeutisches oder prophylaktisches Mittel, das bei der Behandlung (einschließlich der Vorbeugung, Diagnose, Linderung oder Heilung) eines Leidens, eines Befalls, einer Krankheit oder einer Verletzung in einem Patienten verwendet werden kann. Therapeutisch verwendbare Peptide, Polypeptide und Polynucleotide können in der Bedeutung des Begriffes Arzneimittel oder Arzneistoff eingeschlossen sein. Bevorzugte Arzneimittel und/oder Arzneistoffe sind koronare Vasodilatatoren.
"Diagnostischer Artefakt" bezeichnet im Allgemeinen eine Störstelle, einen Defekt und/oder einen Fehler in einem diagnostischen Bild, einschließlich zum Beispiel Ultraschall-, Computertomographie- und Kernspintomographiebildern, die die Visualisierung einer Region von Interesse erschweren und/oder verhindern können. Diagnostische Artefakte können sich als unerwünschte Schwärzung und/oder Schattenbildung in dem diagnostischen Bild manifestieren. Von diagnostischen Artefakten in der kardiovaskulären Region wird angenommen, dass sie durch ein unerwünscht hohes Volumen von ventrikulärem und/oder atrialem Blutflusses, bezogen auf den myokardialen Blutfluss, entstehen.
"Ultraschallartefakt", "Computertomographieartefakt" und "MRI-Artefakt" bezeichnen jeweils diagnostische Artefakte, die mit Ultraschall, Computertomographie und MRI im Zusammenhang stehen.
"Ventrikulärer Blutfluss" bezeichnet den Blutfluss durch die Ventrikel des Herzens in einem oder mehreren Herzzyklen. "Atrialer Blutfluss" bezeichnet den Blutfluss durch den Herzvorhof in einem oder mehreren Herzzyklen. "Myokardialer Blutfluss" bezeichnet den Blutfluss in dem Gefäßsystem der kardiovaskulären Region, einschließlich der Blutgefäße im Herz, in einem oder mehreren Herzzyklen. "Herzzyklus" bezeichnet eine vollständige Kontraktionsperiode des Herzens und schließt sowohl die diastolische als auch die systolische Periode ein.
"Videodichte" oder "Videodensitometrie" bezeichnet die Rückstreuungsintensität eines Ultraschallbildes und kann zur Schätzung der Konzentration eines Kontrastmittels, besonders von Kontrastmitteln auf der Basis von Vesikeln, in einem Gewebe, zum Beispiel Myokardgewebe, verwendet werden. Allgemein gesagt, umfasst die videodensitometrische Analyse die Verwendung eines Computersystems, das einen ganzen Bereich analoger Videodaten zu einem digitalen Bild mit 512×512 Pixeln (Bildelementen) digitalisieren kann. Jedes Pixel kann durch eine von insgesamt etwa 256 Graustufen mit Zahlenwerten von 0 bis etwa 255, wobei 0 weiß (kein Kontrast) ist und 255 schwarz (vollständiger Kontrast) ist, dargestellt werden. Diese Graustufen können hier auch als Videodensitometrieeinheiten (VDUs) bezeichnet werden.
"Helligkeit" bezeichnet den Kontrastgrad in einem diagnostischen Bild, einschließlich zum Beispiel Ultraschall-, Computertomographie- und Kernspintomographiebildern, einer Region von Interesse. Somit bezeichnet der Begriff "Helligkeit" in Verbindung mit diagnostischer Bilderzeugung der kardiovaskulären Region den Kontrastgrad eines diagnostischen Bildes der kardiovaskulären Region, einschließlich des Herzgewebes und des damit verbundenen Gefäßsystems.
"Verbessertes diagnostisches Bild" bezeichnet ein diagnostisches Bild, das, bezogen auf diagnostische Bilder, die unter Verwendung eines oder mehrerer Verfahren des Standes der Technik erhalten wurden, verbessert sein kann und das mit den Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten werden kann. Verbesserte diagnostische Bilder können sich durch eine Zunahme der Helligkeit in dem diagnostischen Bild, eine wesentliche Eliminierung diagnostischer Artefakte in dem diagnostischen Bild und/oder dergleichen manifestieren. Somit kann sich in Verbindung mit der diagnostischen Bilderzeugung der kardiovaskulären Region, einschließlich des Herzgewebes und des damit verbundenen Gefäßsystems, ein verbessertes diagnostisches Bild, zum Beispiel durch eine erhöhte Helligkeit in dem diagnostischen Bild der kardiovaskulären Region und/oder eine wesentliche Eliminierung des Auftretens diagnostischer Artefakte in dem diagnostischen Bild der kardiovaskulären Region manifestieren.
"Erhöhte Helligkeit" bezeichnet eine Zunahme der Helligkeit eines diagnostischen Bildes, die mit den Verfahren der vorliegenden Erfindung erzielt werden kann. Bevorzugt ist die Zunahme der Helligkeit, die durch die Verfahren der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, mindestens mit bloßem Auge wahrnehmbar. Unter besonderer Bezugnahme auf die vorstehend identifizierte Grauskala (etwa 0 bis etwa 255 VDUs oder Graustufen) wird mit den Verfahren der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine Zunahme des Helligkeitsgrades von mindestens etwa 10 VDUs (Graustufen) bereitgestellt. Stärker bevorzugt stellen gemäß der hier beschriebenen Ausführungsform die Verfahren der vorliegenden Erfindung eine erhöhte Helligkeit von mehr als etwa 10 VDUs, zum Beispiel etwa 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 oder 100 VDUs, bereit. In bestimmten anderen Ausführungsformen können die vorliegenden Verfahren eine erhöhte Helligkeit von mehr als etwa 100 VDUs, zum Beispiel etwa 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145 oder 150 VDUs, bereitstellen. In noch anderen Ausführungsformen können die Verfahren der vorliegenden Erfindung eine erhöhte Helligkeit von mehr als etwa 150 VDUs, zum Beispiel etwa 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185, 190, 195 oder 200 VDUs, bereitstellen. Noch in anderen Ausführungsformen können die vorliegenden Verfahren eine erhöhte Helligkeit von mehr als etwa 200 VDUs, zum Beispiel etwa 205, 210, 215, 220, 225, 230, 235, 240, 245, 250 oder 255 VDUs, bereitstellen.
"Wesentliche Eliminierung" bezeichnet die Verhinderung oder wesentliche Verhinderung des Auftretens von diagnostischen Artefakten in einem diagnostischen Bild. Der Begriff "wesentliche Verhinderung" bedeutet, dass im Vergleich zu mindestens einem Diagnoseverfahren des Standes der Technik mindestens etwa 50% der Artefakte durch die Verfahren der vorliegenden Erfindung eliminiert werden können. Bevorzugt können im Vergleich zu mindestens einem Diagnoseverfahren des Standes der Technik mindestens etwa 60% der Artefakte durch die Verfahren der vorliegenden Erfindung eliminiert werden, wobei die Eliminierung von mindestens etwa 70% der Artefakte stärker bevorzugt ist. Noch stärker bevorzugt können im Vergleich zu mindestens einem Diagnoseverfahren des Standes der Technik mindestens etwa 80% der Artefakte durch die Verfahren der vorliegenden Erfindung eliminiert werden, wobei die Eliminierung von mindestens etwa 90% der Artefakte noch stärker bevorzugt ist. Sogar noch stärker bevorzugt können im Vergleich zu mindestens einem Diagnoseverfahren des Standes der Technik mindestens etwa 95% der Artefakte durch die Verfahren der vorliegenden Erfindung eliminiert werden, wobei die Eliminierung von mindestens etwa 100% noch stärker bevorzugt ist.
Die Begriffe "verabreicht" und "Verabreichung" bezeichnen im Allgemeinen die Verabreichung eines biokompatiblen Materials, einschließlich zum Beispiel der hier beschriebenen Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen, an einen Patienten.
"Biokompatibel" bezeichnet Materialien, die im Allgemeinen für biologische Funktionen nicht schädlich sind und die zu keinem Grad von unannehmbarer Toxizität, einschließlich allergischer Reaktionen und Krankheitszuständen, führen.
"In Kombination mit" bezeichnet die gemeinsame Verabreichung eines bioaktiven Mittels, wie eines koronaren Vasodilatators, mit einer Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzung. Der Begriff "gemeinsame Verabreichung" bedeutet, dass das bioaktive Mittel vor, während oder nach der Verabreichung der Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzung verabreicht werden kann. In Ausführungsformen, in denen das bioaktive Mittel in der Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzung eingeschlossen ist, kann das bioaktive Mittel mit der Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzung auf einem beliebigen einer Vielzahl von verschiedenen Wegen kombiniert werden. Im Fall der Vesikelzusammensetzungen kann zum Beispiel das bioaktive Mittel in dem inneren Hohlraum der Vesikel eingeschlossen sein. Zusätzlich kann das bioaktive Mittel in der Schicht/den Schichten oder der Wand/den Wänden des Vesikels eingebaut sein, indem es zum Beispiel zwischen Lipiden, die in der Vesikelschicht/den Vesikelschichten oder der Vesikelwand/den Vesikelwänden enthalten sind, eingefügt ist (im Fall von Vesikelzusammensetzungen, die aus Lipiden formulierte Vesikel umfassen). Es ist beabsichtigt, dass sich das bioaktive Mittel auf der Oberfläche eines Vesikels befinden kann. In diesem Fall kann das bioaktive Mittel chemisch mit der Oberfläche des Vesikels wechselwirken und im Wesentlichen darauf haften bleiben. Eine solche Wechselwirkung kann zum Beispiel die Form von elektrostatischen Wechselwirkungen, Wasserstoffbrückenbindung, Van-der-Waals-Kräften oder kovalenter Bindung annehmen. Das bioaktive Mittel kann auch auf eingeschränkte Art und Weise mit der Oberfläche der Vesikel wechselwirken. Eine solche eingeschränkte Wechselwirkung ermöglicht zum Beispiel die Migration des bioaktiven Mittels von der Oberfläche eines ersten Vesikels zu der Oberfläche eines zweiten Vesikels.
"Koronarer Vasodilatator" bezeichnet ein bioaktives Mittel, das, wenn es einem Patienten verabreicht wird, eine Dilatation des Gefäßsystems in der kardiovaskulären Region hervorruft.
Teilweise betrifft die vorliegende Erfindung verbesserte Verfahren zur diagnostischen Bilderzeugung, einschließlich zum Beispiel verbesserter Verfahren zur Bereitstellung einer Abbildung einer inneren Region eines Patienten, besonders der kardiovaskulären Region eines Patienten. Die verbesserten Verfahren der vorliegenden Erfindung können verbesserte diagnostische Bilder bereitstellen, was zum Beispiel durch eine erhöhte Helligkeit in dem diagnostischen Bild und/oder eine wesentliche Eliminierung diagnostischer Artefakte in dem diagnostischen Bild gezeigt wird. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schließen die Verabreichung eines Kontrastmittels in Form einer Lipidzusammensetzung, umfassend ein Lipid und ein Gas oder einen Vorläufer eines Gases, an den Patienten ein. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schließen auch die Verabreichung eines Kontrastmittels in Form einer Vesikelzusammensetzung, umfassend Vesikel und ein Gas oder einen Vorläufer eines Gases, an den Patienten ein. Der Patient wird unter Verwendung diagnostischer Bilderzeugung, bevorzugt Ultraschall, gescannt, um ein sichtbares Bild der Region zu erhalten. Ein wichtiges Merkmal der Verfahren der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass dem Patienten zusätzlich zu einem Kontrastmittel ein koronarer Vasodilatator verabreicht wird. Es ist beabsichtigt, dass der koronare Vasodilatator einzigartige Vorteile in Verbindung mit Verfahren zur diagnostischen Bilderzeugung, besonders Ultraschall, gegenüber Verfahren zur diagnostischen Bilderzeugung, die bisher verfügbar waren, bereitstellt. In diesem Zusammenhang können koronare Vasodilatatoren Blutgefäße in der kardiovaskulären Region eines Patienten dilatieren. Dies kann wiederum eine Änderung des Blutflusses des Patienten in der kardiovaskulären Region erzeugen. Es wurde überraschend und unerwartet festgestellt, dass diese Änderung des Blutflusses in der kardiovaskulären Region tiefgreifende Änderungen der Qualität diagnostischer Bilder der kardiovaskulären Region erzeugen kann. Die vorliegende Erfindung betrifft, zumindest teilweise, die Nutzung dieser überraschenden und unerwarteten Erkenntnis, um verbesserte Verfahren zur diagnostischen Bilderzeugung der kardiovaskulären Region bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung stellt ein einfaches und wirksames Mittel bereit, um verbesserte Bilder der kardiovaskulären Region eines Patienten zu erhalten.
Diagnostische Bilderzeugung, wie Bilderzeugung mittels Ultraschall der kardiovaskulären Region, kann die Verwendung eines Kontrastmittels, zum Beispiel eines Kontrastmittels, umfassend gasgefüllte Vesikel, das intravenös verabreicht wird, einschließen. Nach der Injektion kann das Kontrastmittel im Blutstrom zur kardiovaskulären Region transportiert werden. Es ist natürlich selbstverständlich, dass im normalen Verlauf der Blutzirkulation im ganzen Kreislaufsystem Blut, das das Kontrastmittel enthält, durch die Herzkammern, einschließlich der ventrikulären und atrialen Herzregionen, sowie durch das Gefäßsystem des Herzens selbst fließt. Energie, zum Beispiel Ultraschall, kann angewendet werden, und ein diagnostisches Bild der kardiovaskulären Region kann erzeugt werden. Es wurde beobachtet, dass das Blutvolumen, das in einer bestimmten Zeitdauer durch die ventrikulären und atrialen Herzregionen fließt, im Allgemeinen wesentlich größer als das Blutvolumen ist, das in derselben Zeitdauer in dem Gefäßsystem des Herzens fließt (myokardialer Blutfluss). Somit kann im Fall der Bilderzeugung mittels Ultraschall der kardiovaskulären Region, die zum Beispiel ein Kontrastmittel, umfassend gasgefüllte Vesikel, einschließt, ein unerwünscht hoher Grad an Rückstreuung von dem Kontrastmittel, das in dem durch die Herzkammern fließenden Blut enthalten ist, bezogen auf die Rückstreuung, die durch das Kontrastmittel entsteht, das in dem durch das Gefäßsystem des Herzens fließenden Blut enthalten ist, stattfinden. Die Rückstreuung vom Blut in den Herzkammern kann die Rückstreuung vom Blut in dem Gefäßsystem überlagern, was zu einem schlechten Kontrast und/oder einer schlechten Visualisierung des Herzgewebes führt. Die Rückstreuung vom Blut in den Herzkammern kann auch zur Bildung von diagnostischen Artefakten in dem diagnostischen Bild führen. Wie vorstehend angegeben, können diagnostische Artefakte äußerst unerwünscht sein, da sie die Visualisierung einer Region von Interesse erschweren oder sogar verhindern können.
Die Erfinder stellten überraschend und unerwartet fest, dass in Verbindung mit Verfahren zur diagnostischen Bilderzeugung der kardiovaskulären Region, die die Verabreichung eines Kontrastmittels, umfassend Lipide und ein Gas oder einen Vorläufer eines Gases, und besonders eines Kontrastmittels, umfassend Polymer- oder Lipidvesikel und ein Gas oder einen Vorläufer eines Gases, einschließen, die zusätzliche Verabreichung eines koronaren Vasodilatators das so erhaltene diagnostische Bild wünschenswerterweise verbessern kann. Obwohl die Erfinder nicht an einer Theorie oder Theorien des Vorgangs festhalten wollen, wird angenommen, dass die verbesserten diagnostischen Bilder auf eine Änderung der Koronardurchblutung, die durch den koronaren Vasodilatator hervorgerufen wird, zurückzuführen sind. Diese Änderung des Blutflusses kann verbesserte diagnostische Bilder, die sich zum Beispiel durch eine erhöhte Helligkeit und/oder eine wesentliche Eliminierung diagnostischer Artefakte in dem diagnostischen Bild manifestieren können, bereitstellen. Es wird angenommen, dass die Verabreichung eines koronaren Vasodilatators an einen Patienten den myokardialen Blutfluss und daher die Konzentration des Kontrastmittels in dem Myokardgewebe erhöhen kann. Diese Zunahme des Kontrastmittels in dem Myokardgewebe kann eine erhöhte Helligkeit in diagnostischen Bildern der kardiovaskulären Region bereitstellen, die zu einer verbesserten Gewebevisualisierung führen kann. Es wird angenommen, dass die Verabreichung eines koronaren Vasodilatators den Blutfluss (und die Konzentration des Kontrastmittels) in dem Myokardgewebe, bezogen auf den Blutfluss (und die Konzentration des Kontrastmittels) in einer oder mehreren Herzkammern, erhöhen kann. Dies kann zu einer Verringerung oder wesentlichen Eliminierung diagnostischer Artefakte in Abbildungen der kardiovaskulären Region führen.
Der Grad der Zunahme des myokardialen Blutflusses, der unter Verwendung der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden kann, kann variieren und hängt zum Beispiel von der besonderen Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzung, die dem Patienten verabreicht wird, dem besonderen koronaren Vasodilatator, der dem Patienten verabreicht wird, den jeweiligen Dosierungen der Lipid/Vesikelzusammensetzung und des koronaren Vasodilatators, die dem Patienten verabreicht werden, und dergleichen ab. Allgemein gesagt, kann jede Zunahme des myokardialen Blutflusses, die unter Verwendung der Verfahren der vorliegenden Erfindung erzielt wird, verbesserte diagnostische Bilder bereitstellen. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können verbesserte diagnostische Bilder erhalten werden, indem der myokardiale Blutfluss um mehr als etwa 10%, zum Beispiel etwa 20, 30, 40 oder 50%, erhöht wird. Bevorzugt können verbesserte diagnostische Bilder erhalten werden, indem der myokardiale Blutfluss um mehr als etwa 50%, zum Beispiel etwa 60, 70, 80, 90 oder 100%, erhöht wird, wobei ein erhöhter myokardialer Blutfluss von mehr etwa 100%, zum Beispiel etwa 110, 120, 130, 140 oder 150%, stärker bevorzugt ist. Noch stärker bevorzugt können verbesserte diagnostische Bilder erhalten werden, indem der myokardiale Blutfluss um mehr als etwa 150%, zum Beispiel etwa 160, 170, 180 oder 190%, erhöht wird, wobei eine Zunahme von etwa 200% noch stärker bevorzugt ist. In bestimmten besonders bevorzugten Ausführungsformen können verbesserte diagnostische Bilder erhalten werden, indem der myokardiale Blutfluss um mehr als etwa 200% erhöht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die vorstehenden Änderungen des Blutflusses durch die Verabreichung eines koronaren Vasodilatators an den Patienten erzielt werden. Somit schließt in einer bevorzugten Form die vorliegende Erfindung die Verabreichung eines Kontrastmittels in Kombination mit einem koronaren Vasodilatator an einen Patienten ein. Allgemein gesagt, kann der in der vorliegenden Erfindung verwendete koronare Vasodilatator vor, während und/oder nach der Verabreichung eines Kontrastmittels verabreicht werden. Wie es für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich ist, können, sobald ihm die vorliegende Offenbarung zur Verfügung steht, die Reihenfolge der Verabreichung des Kontrastmittels und des koronaren Vasodilatators sowie die Art und Weise, auf die sie verabreicht werden, als Mittel zur Modulierung des so erhaltenen diagnostischen Bildes, wie gewünscht, variiert werden. Somit ermöglicht die vorliegende Erfindung dem Fachmann, die gewünschte Information über den Patienten, einschließlich zum Beispiel des Zustandes des abzubildenden Gewebes, besonders des Myokardgewebes, und der Geschwindigkeit des Blutflusses in der kardiovaskulären Region, die eine Information bezüglich der Gesamtgesundheit und des Wohlbefindens des Patienten bereitstellen können, zu erhalten. Es ist zum Beispiel beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung anfänglich eine kontinuierliche Verabreichung oder Infusion eines Kontrastmittels an den Patienten umfassen kann. Auf diese Art und Weise kann in der kardiovaskulären Region des Patienten ein im Wesentlichen konstanter Fluss oder eine im Wesentlichen konstante Konzentration des Kontrastmittels bereitgestellt werden. Die Verabreichung eines koronaren Vasodilatators kann einen erhöhten Blutfluss in der Myokardregion des Patienten bereitstellen, der wiederum eine erhöhte Helligkeit in dem diagnostischen Bild des Myokardgewebes bereitstellen kann. Es wird angenommen, dass diese Zunahme der Helligkeit direkt mit der Zunahme des myokardialen Blutflusses in Zusammenhang gebracht werden kann. Dieser erhöhte Kontrast kann eine Information bezüglich der Myokardreserve, die typischerweise als der Unterschied zwischen der Ruhekoronardurchblutung und der maximalen Koronardurchblutung definiert ist, bereitstellen. Siehe z. B. M. L. Marcus et al., Cardiac Imaging: A Companion to Braunwald's Heart Disease, W. B. Saunders Co., Harcourt Brace Jovanovich, Inc., Philadelphia, PA, S. 536–556 (1991). Die Koronarreserve kann durch Krankheitsprozesse, nichthämodynamische Zustände, hämodynamische Änderungen und Arzneistoffwirkungen verändert werden. Unter besonderer Bezugnahme auf Krankheiten können sowohl nichtkardiale Krankheiten als auch kardiale Krankheiten die Koronarreserve beeinflussen. Nichtkardiale Krankheiten üben ihren Einfluss auf die Koronarreserve vor allem durch Beeinflussung der Hämodynamik oder der sauerstofftragenden oder sauerstoffliefernden Kapazität des Blutes aus. Klassische Beispiele schließen fieberhafte Erkrankungen verbunden mit Tachykardie, Änderungen des arteriellen Drucks und der Myokardkontraktilität, Krankheiten, die mit einer schweren Hypoxie, wie Emphysem, im Zusammenhang stehen, und Anämie nach einem chronischen Blutverlust ein.
Herzkrankheiten, die typischerweise die Koronarreserve beeinflussen, schließen pathologische Probleme der koronaren Leitungsgefäße, wie angeborene koronare Anomalien oder koronare Verschlusskrankheit, ein. Diffuse Krankheiten des koronaren Gefäßsystems können ebenfalls die Koronarreserve verringern. Diese können Kollagengefäßkrankheiten, Syndrom X oder die diffuse Atherosklerose, die häufig bei Patienten mit Herztransplantaten vorkommt, einschließen.
Pathologische Typen von Herzhypertrophie, einschließlich volumeninduzierter und druckinduzierter Hypertrophie des rechten oder linken Ventrikels, können die Flussreserve in Menschen stark verringern. Es ist nicht bekannt, ob die mit verschiedenen Typen von athletischer Konditionierung oder Thyreotoxikose verbundene Hypertrophie mit einer Verringerung der Koronarreserve im Zusammenhang steht. Auch große koronare Kollateralen können die Koronarreserve beeinflussen, indem sie den Grundfluss in den Gefäßen, die die Kollateralen versorgen, erhöhen, was nur eine eingeschränkte Perfusion des von Kollateralen abhängigen Myokards erlaubt oder die Entwicklung des koronaren Steal-Syndroms ermöglicht.
In Ausführungsformen, die eine konstante Verabreichung oder Infusion eines Kontrastmittels verwenden, kann die Geschwindigkeit der Reaktion des Patienten auf den koronaren Vasodilatator auch eine Information bezüglich des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Krankheit, einschließlich koronarer Arterienerkrankung, in dem Patienten bereitstellen. Im besonderen kann die Zeit, die der Patient benötigt, um auf den koronaren Vasodilatator zu reagieren, was zum Beispiel durch die Geschwindigkeit der Zunahme des myokardialen Blutflusses gezeigt wird, eine Information bezüglich der Integrität der Blutgefäße des Patienten bereitstellen. Somit kann ein Patient, der im Wesentlichen keine koronare Herzkrankheit aufweist, was zum Beispiel durch ein wesentliches Fehlen von Koronarverschlüssen gemessen wird, im Wesentlichen schnell auf den koronaren Vasodilatator reagieren, was durch eine Zunahme des myokardialen Blutflusses gemessen wird. Umgekehrt kann ein Patient, der einen oder mehrere Verschlüsse in den koronaren Blutgefäßen aufweist, mit einer Geschwindigkeit auf den koronaren Vasodilatator reagieren, die langsamer als die Geschwindigkeit ist, mit der ein Patient, der keine oder weniger Verschlüsse aufweist, reagiert.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Kontrastmittel eine Lipidzusammensetzung, umfassend ein Lipid und ein Gas oder einen Vorläufer eines Gases, umfassen. In Verbindung mit Lipidzusammensetzungen, und besonders Lipidzusammensetzungen in Form von Vesikelzusammensetzungen, kann es vorteilhaft sein, die Lipidzusammensetzungen bei einer Temperatur unterhalb der Phasenübergangstemperatur von Gel zu flüssigkristallin der beteiligten Lipide herzustellen. Diese Phasenübergangstemperatur ist die Temperatur, bei der sich eine Lipiddoppelschicht von einem Gelzustand in einen flüssigkristallinen Zustand umwandelt. Siehe zum Beispiel Chapman et al., J. Biol. Chem. 1974, 249, 2512–2521.

Es wird allgemein angenommen, dass Vesikel, die aus Lipiden, die höhere Phasenübergangstemperaturen vom Gelzustand zum flüssigkristallinen Zustand besitzen, hergestellt werden, bei einer beliebigen festgelegten Temperatur zu einer erhöhten Undurchlässigkeit neigen. Siehe Derek Marsh, CRC Handbook of Lipid Bilayers (CRC Press, Boca Raton, FL 1990), auf S. 139, hinsichtlich Schmelzübergängen der Hauptkette von gesättigten Diacyl-sn-glycero-3-phosphocholinen. Die Phasenübergangstemperaturen vom Gelzustand zum flüssigkristallinen Zustand verschiedener Lipide sind für Fachleute leicht ersichtlich und sind zum Beispiel in Gregoriadis, Hrsg., Liposome Technology, Bd. I, 1–18 (CRC Press, 1984), beschrieben. Die folgende Tabelle führt einige der repräsentativen Lipide und ihre Phasenübergangstemperaturen auf. TABELLE Gesättigte Diacyl-sn-glycero-3-phosphocholine: Schmelzübergangstemperaturen der Hauptkette

Zahl der Kohlenstoffe in Acylketten	Hauptphasenübergangstemperatur (°C)
1,2-(12:0)	–1,0
1,2-(13:0)	13,7
1,2-(14:0)	23,5
1,2-(15:0)	34,5
1,2-(16:0)	41,4
1,2-(17:0)	48,2
1,2-(18:0)	55,1
1,2-(19:0)	61,8
1,2-(20:0)	64,5
1,2-(21:0)	71,1
1,2-(22:0)	74,0
1,2-(23:0)	79,5
1,2-(24:0)	80,1

Siehe zum Beispiel Derek Marsh, CRC Handbook of Lipid Bilayers, S. 139 (CRC Press, Boca Raton, FL 1990).
Möglicherweise kann die Stabilität der aus Lipiden formulierten Vesikel erhöht werden, indem mindestens eine geringe Menge, zum Beispiel etwa 1 bis etwa 10 Molprozent, eines negativ geladenen Lipids, bezogen auf die Gesamtmenge des verwendeten Lipids, in die Lipidzusammensetzungen eingebracht wird. Geeignete negativ geladene Lipide schließen zum Beispiel Phosphatidylserin, Phosphatidsäure und Fettsäuren ein. Ohne an einer Theorie oder Theorien des Vorgangs festhalten zu wollen, wird davon ausgegangen, dass diese negativ geladenen Lipide eine zusätzliche Stabilität bereitstellen können, indem sie der Tendenz der Vesikel, durch Verschmelzen zu reißen, entgegenwirken. Somit können die negativ geladenen Lipide die Bildung einer gleichmäßigen, negativ geladenen Schicht auf der äußeren Oberfläche des Vesikels bewirken, die durch eine ähnlich geladene äußere Schicht auf anderen Vesikeln, die dazu benachbart sein können, abgestoßen wird. Auf diese Art und Weise sind die Vesikel weniger anfällig, in die Nähe gegenseitiger Berührung zu kommen, die zu einem Reißen der Membran oder Haut der jeweiligen Vesikel und Vereinigung oder Verschmelzung der in Kontakt kommenden Vesikel zu einem einzelnen größeren Vesikel führen kann. Eine Fortsetzung dieses Vereinigungsprozesses führt natürlich zu einem wesentlichen Abbau der Vesikel.
Die Lipidmaterialien, die in bestimmten der hier beschriebenen Zusammensetzungen, besonders in Verbindung mit auf Lipiden basierenden Vesikelzusammensetzungen, verwendet wurden, sind auch bevorzugt flexibel. Dies bedeutet, dass zum Beispiel im Fall von Vesikelzusammensetzungen, die auf Lipiden basieren, die Vesikel ihre Form ändern können, um zum Beispiel durch eine Öffnung mit einem Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser des Vesikels ist, hindurchtreten zu können.
Es wird angenommen, dass eine große Vielzahl von Lipiden zum Einbringen in die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen geeignet ist. Unter besonderer Bezugnahme auf die Vesikelzusammensetzungen können zum Beispiel Mizellen und/oder Liposomen und beliebige der Materialien oder Kombinationen davon, die Fachleuten für ihre Herstellung als geeignet bekannt sind, verwendet werden. Die verwendeten Lipide können natürlichen, synthetischen oder semisynthetischen Ursprungs sein. Wie vorstehend angegeben, schließen geeignete Lipide im Allgemeinen zum Beispiel Fettsäuren, Neutralfette, Phosphatide, Glycolipide, aliphatische Alkohole und Wachse, Terpene und Steroide ein.
Beispielhafte Lipide, die zur Herstellung von Lipidzusammensetzungen verwendet werden können, schließen zum Beispiel Fettsäuren; Lysolipide; Phosphocholine; Phosphatidylcholin mit sowohl gesättigten als auch ungesättigten Lipiden, einschließlich Dioleoylphosphatidylcholin; Dimyristoylphosphatidylcholin; Dipentadecanoylphosphatidylcholin; Dilauroylphosphatidylcholin; Dipalmitoylphosphatidylcholin (DPPC); Distearoylphosphatidylcholin (DSPC) und Diarachidonylphosphatidylcholin (DAPC); Phosphatidylethanolamine, wie Dioleoylphosphatidylethanolamin, Dipalmitoylphosphatidylethanolamin (DPPE) und Distearoylphosphatidylethanolamin (DSPE); Phosphatidylserin; Phosphatidylglycerole, einschließlich Distearoylphosphatidylglycerol (DSPG); Phosphatidylinositol; Sphingolipide, wie Sphingomyelin; Glycolipide, wie Gangliosid-GM1 und -GM2; Glucolipide; Sulfatide; Glycosphingolipide; Phosphatidsäuren, wie Dipalmitoylphosphatidsäure (DPPA) und Distearoylphosphatidsäure (DSPA); Palmitinsäure; Stearinsäure; Arachidonsäure; Ölsäure; Lipide, die biokompatible Polymere tragen, wie Chitin, Hyaluronsäure, Polyvinylpyrrolidon oder Polyethylenglycol (PEG), wobei das letztere hier auch als "pegyliertes Lipid" bezeichnet wird, wobei bevorzugte Lipide, die Polymere tragen, einschließen DPPE-PEG, das das Lipid DPPE mit einem daran gebundenen PEG-Polymer bezeichnet, einschließlich zum Beispiel DPPE-PEG5000, das DPPE mit einem daran gebundenen PEG-Polymer mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von etwa 5000 bezeichnet; Lipide, die sulfonierte Mono-, Di-, Oligo- oder Polysaccharide tragen; Cholesterin, Cholesterinsulfat und Cholesterinhemisuccinat; Tocopherolhemisuccinat; Lipide mit ether- und estergebundenen Fettsäuren; polymerisierte Lipide (von denen eine große Vielzahl in dem Fachgebiet allgemein bekannt ist); Diacetylphosphat; Dicetylphosphat; Stearylamin; Cardiolipin; Phospholipide mit kurzkettigen Fettsäuren mit einer Länge von etwa 6 bis etwa 8 Kohlenstoffen; synthetische Phospholipide mit asymmetrischen Acylketten, wie zum Beispiel einer Acylkette mit etwa 6 Kohlenstoffen und einer anderen Acylkette mit etwa 12 Kohlenstoffen; Ceramide; nichtionische Liposomen, einschließlich Niosomen, wie Polyoxyethylenfettsäureester, Polyoxyethylenfettalkohole, Polyoxyethylenfettalkoholether, polyoxyethylierte Sorbitanfettsäureester, Glycerolpolyethylenglycoloxystearat, Glycerolpolyethylen-glycolricinoleat, ethoxylierte Sojabohnensterole, ethoxyliertes Rizinusöl, Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Polymere und Polyoxyethylenfettsäurestearate; Sterolester aliphatischer Säuren, einschließlich Cholesterinsulfat, Cholesterinbutyrat, Cholesterinisobutyrat, Cholesterinpalmitat, Cholesterinstearat, Lanosterolacetat, Ergosterolpalmitat und Phytosterol-n-butyrat; Sterolester von Zuckersäuren, einschließlich Cholesteringlucuronid, Lanosterolglucuronid, 7-Dehydrocholesteringlucuronid, Ergosterolglucuronid, Cholesteringluconat, Lanosterolgluconat und Ergosterolgluconat; Ester von Zuckersäuren und -alkoholen, einschließlich Laurylglucuronid, Stearoylglucuronid, Myristoylglucuronid, Laurylgluconat, Myristoylgluconat und Stearoylgluconat; Ester aus Zuckern und aliphatischen Säuren, einschließlich Saccharoselaurat, Fructoselaurat, Saccharosepalmitat, Saccharosestearat, Glucuronsäure, Gluconsäure und Polyuronsäure; Saponine, einschließlich Sarsasapogenin, Smilagenin, Hederagenin, Oleanolsäure und Digitoxigenin; Glycerole, einschließlich Glyceroldilaurat, Glyceroltrilaurat, Glyceroldipalmitat, Glycerol und Glycerolester, wie Glyceroltripalmitat, Glyceroldistearat, Glyceroltristearat, Glyceroldimyristat und Glyceroltrimyristat; langkettige Alkohole, einschließlich n-Decylalkohol, Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol und n-Octadecylalkohol; 6-(5-Cholesten-3β-yloxy)-1-thio-β-D-galactopyranosid; Digalactosyldiglycerid; 6-(5-Cholesten-3β-yloxy)hexyl-6-amino-6-deoxy-1-thio-β-D-galactopyranosid; 6-(5-Cholesten-3β-yloxy)hexyl-6-amino-6-deoxyl-1-thio-α-D-mannopyranosid; 12-(((7'-Diethylaminocumarin-3-yl)carbonyl)methylamino)octadecansäure; N-[12-(((7'-Diethylaminocumarin-3-yl)carbonyl)methylamino)octadecanoyl]-2-aminopalmitinsäure; Cholesteryl-(4'-trimethylammonio)butanoat; N-Succinyldioleoylphosphatidylethanolamin; 1,2-Dioleoyl-sn-glycerol; 1,2-Dipalmitoyl-sn-3-succinylglycerol; 1,3-Dipalmitoyl-2-succinylglycerol; 1-Hexadecyl-2-palmitoylglycerophosphoethanolamin und Palmitoylhomocystein und/oder Kombinationen davon ein.
Falls gwünscht, kann ein kationisches Lipid, wie zum Beispiel N-[1-(2,3-Dioleoyloxy)propyl]-N,N,N-trimethylammoniumchlorid (DOTMA), 1,2-Dioleoyloxy-3-(trimethylammonio)propan (DOTAP) und 1,2-Dioleoyl-3-(4'-trimethylammonio)butanoyl-sn-glycerol (DOTB), verwendet werden. Wenn ein kationisches Lipid in den Lipidzusammensetzungen verwendet wird, kann das Molverhältnis des kationischen Lipids zu dem nichtkationischen Lipid zum Beispiel etwa 1:1000 bis etwa 1:100 betragen. Bevorzugt kann das Molverhältnis des kationischen Lipids zu dem nichtkationischen Lipid etwa 1:2 bis etwa 1:10 betragen, wobei ein Verhältnis von etwa 1:1 bis etwa 1:2,5 bevorzugt ist. Noch stärker bevorzugt kann das Molverhältnis des kationischen Lipids zu dem nichtkationischen Lipid etwa 1:1 betragen.
Im Fall von Lipidzusammensetzungen, die sowohl kationische als auch nichtkationische Lipide enthalten, kann eine große Vielzahl von Lipiden als das nichtkationische Lipid verwendet werden. Bevorzugt umfasst dieses nichtkationische Lipid eines oder mehrere von DPPC, DPPE und Dioleoylphosphatidylethanolamin. Anstelle der vorstehend aufgeführten kationischen Lipide können auch Lipide, die kationische Polymere tragen, wie Polylysin oder Polyarginin, sowie Alkylphosphonate, Alkylphosphinate und Alkylphosphite in den Lipidzusammensetzungen verwendet werden.
In bevorzugten Ausführungsformen umfassen die Lipidzusammensetzungen Phospholipide, besonders eines oder mehrere von DPPC, DPPE, DPPA, DSPC, DSPE und DAPC (20 Kohlenstoffe), wobei DPPC, DPPE und/oder DPPA besonders bevorzugt sind.
Gesättigte und ungesättigte Fettsäuren können ebenfalls in den hier beschriebenen Lipidzusammensetzungen verwendet werden und können Moleküle, die bevorzugt etwa 12 Kohlenstoffe bis etwa 22 Kohlenstoffe enthalten, in linearer oder verzweigter Form einschließen. Aus Isoprenoideinheiten und/oder Prenylgruppen bestehende Kohlenwasserstoffreste können auch verwendet werden. Beispiele gesättigter Fettsäuren, die geeignet sind, schließen zum Beispiel Laurin-, Myristin-, Palmitin- und Stearinsäure ein. Geeignete ungesättigte Fettsäuren, die verwendet werden können, schließen zum Beispiel Laurolein-, Physeterin-, Myristolein-, Linol-, Linolen-, Palmitolein-, Petroselin- und Ölsäure ein. Beispiele verzweigter Fettsäuren, die verwendet werden können, schließen zum Beispiel Isolaurin-, Isomyristin-, Isopalmitin- und Isostearinsäure ein.
Zusätzlich zu Lipidzusammensetzungen und/oder Vesikelzusammensetzungen, die aus Lipiden formuliert wurden, kann die vorliegende Erfindung auch Vesikel einschließen, die aus Polymeren, die natürlichen, semisynthetischen (modifizierten natürlichen) oder synthetischen Ursprungs sein können, formuliert wurden, wobei semisynthetische und synthetische Polymere bevorzugt sind. Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff Polymer eine Verbindung, die aus zwei oder mehr sich wiederholenden Monomereneinheiten und bevorzugt 10 oder mehr sich wiederholenden Monomereneinheiten besteht. Der Ausdruck semisynthetisches Polymer (oder modifiziertes natürliches Polymer), wie hier verwendet, bezeichnet ein natürliches Polymer, das auf irgendeine Art und Weise chemisch modifiziert wurde. Beispielhafte natürliche Polymere, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen natürlich vorkommende Polysaccharide ein. Solche Polysaccharide schließen zum Beispiel Arabinane, Fructane, Fucane, Galactane, Galacturonane, Glucane, Mannane, Xylane (wie zum Beispiel Inulin), Levan, Fucoidan, Carrageenan, Galatocarolose, Pectinsäure, Pectine, einschließlich Amylose, Pullulan, Glycogen, Amylopectin, Cellulose, Dextran, Dextrin, Dextrose, Polydextrose, Pustulan, Chitin, Agarose, Keratan, Chondroitan, Dermatan, Hyaluronsäure, Alginsäure, Xanthangummi, Stärke und verschiedene andere natürliche Homopolymere oder Heteropolymere, wie diejenigen, die eines oder mehrere der folgenden Aldosen, Ketosen, Säuren oder Amine enthalten, ein: Erythrose, Threose, Ribose, Arabinose, Xylose, Lyxose, Allose, Altrose, Glucose, Mannose, Gulose, Idose, Galactose, Talose, Erythrulose, Ribulose, Xylulose, Psicose, Fructose, Sorbose, Tagatose, Mannit, Sorbit, Lactose, Saccharose, Trehalose, Maltose, Cellobiose, Glucuronsäure, Gluconsäure, Glucarsäure, Galacturonsäure, Mannuronsäure, Glucosamin, Galactosamin und Neuraminsäure und natürlich vorkommende Derivate davon. Beispielhafte semisynthetische Polymere schließen Carboxymethylcellulose, Hydroxymethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Methylcellulose und Methoxycellulose ein. Beispielhafte synthetische Polymere, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen Polyethylene (wie zum Beispiel Polyethylenglycol, Polyoxyethylen und Polyethylenterephthlat); Polypropylene (wie zum Beispiel Polypropylenglycol), Polyurethane (wie zum Beispiel Polyvinylalkohol (PVA), Polyvinylchlorid und Polyvinylpyrrolidon), Polyamide, einschließlich Nylon, Polystyrol, Polymilchsäuren, fluorierte Kohlenwasserstoffe, fluorierte Kohlenstoffe (wie zum Beispiel Polytetrafluorethylen) und Polymethylmethacrylat und Derivate davon ein. Bevorzugt sind biokompatible, synthetische Polymere oder Copolymere, die aus Monomeren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethylenimin, Crotonsäure, Acrylamid, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA), Milchsäure, Glycolsäure, ε-Caprolacton, Acrolein, Cyanoacrylat, Bisphenol A, Epichlorhydrin, Hydroxyalkylacrylaten, Siloxan, Dimethylsiloxan, Ethylenoxid, Ethylenglycol, Hydroxyalkylmethacrylaten, N-substituierten Acrylamiden, N-substituierten Methacrylamiden, N-Vinyl-2-pyrrolidon, 2,4-Pentadien-1-ol, Vinylacetat, Acrylnitril, Styrol, p-Aminostyrol, p-Aminobenzylstyrol, Natriumstyrolsulfonat, Natrium-2-sulfoxyethylmethacrylat, Vinylpyridin, Aminoethylmethacrylaten, 2-Methacryloyloxytrimethylammoniumchlorid und Polyvinyliden, sowie polyfunktionellen, vernetzenden Monomeren, wie N,N'-Methylenbisacrylamid, Ethylenglycoldimethacrylaten, 2,2'-(p-Phenylendioxy)diethyldimethacrylat, Divinylbenzol, Triallylamin und Methylenbis-(4-phenylisocyanat), einschließlich Kombinationen davon, hergestellt wurden. Bevorzugte Polymere schließen Polyacrylsäure, Polyethylenimin, Polymethacrylsäure, Polymethylmethacrylat, Polysiloxan, Polydimethylsiloxan, Polymilchsäure, Poly-(ε-caprolacton), Epoxidharz, Poly(ethylenoxid), Poly(ethylenglycol) und Polyamidpolymere (Nylonpolymere) ein. Bevorzugte Copolymere schließen Polyvinyliden-Polyacrylnitril-, Polyvinyliden-Polyacrylnitril-Polymethylmethacrylat-, Polystyrol-Polyacrylnitril- und Poly-d,l-lactid-co-glycolid-Polymere ein. Ein bevorzugtes Copolymer ist Polyvinyliden-Polyacrylnitril. Andere geeignete biokompatible Monomere und Polymere sind für Fachleute leicht ersichtlich, sobald ihnen die vorliegende Offenbarung zur Verfügung steht.
Von Polymeren abgeleitete Vesikel zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung weisen bevorzugt eine niedrige Dichte auf. Der Begriff "niedrige Dichte" bezeichnet Vesikel, die ein Volumen des inneren Hohlraums (Kavität) aufweisen, das mindestens etwa 75% des Gesamtvolumens des Vesikels beträgt. Bevorzugt weisen die Vesikel ein Hohlraumvolumen von mindestens etwa 80%, stärker bevorzugt mindestens etwa 85%, noch stärker bevorzugt mindestens etwa 90%, noch stärker bevorzugt mindestens etwa 95% und sogar noch stärker bevorzugt etwa 100% des Gesamtvolumen der Vesikel auf.
Wie vorstehend angegeben, können die in der Erfindung verwendeten Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen auch ein Gas, wie ein inertes Gas, umfassen. Das Gas verleiht den Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen, besonders in Verbindung mit Vesikelzusammensetzungen, in denen das Gas in den Vesikeln eingeschlossen ist, ein verbessertes Reflexionsvermögen. Dies kann die Wirksamkeit der Vesikelzusammensetzungen als Kontrastmittel erhöhen.
Bevorzugte Gase sind Gase, die inert und biokompatibel sind, das heißt Gase, die für die biologische Funktion nicht schädlich sind. Bevorzugte Gase schließen die, ausgewählt aus Luft, Edelgasen, wie Helium, Rubidium, hyperpolarisiertem Xenon, hyperpolarisiertem Argon, hyperpolarisiertem Helium, Neon, Argon, Xenon, Kohlendioxid, Stickstoff, Fluor, Sauerstoff, Gasen auf Schwefelbasis, wie Schwefelhexafluorid und Schwefeltetrafluorid, fluorierten Gasen, einschließlich zum Beispiel teilweise fluorierter Gase oder vollständig fluorierter Gase, ein. Beispielhafte fluorierte Gase schließen die Fluorkohlenstoffgase, wie die Perfluorkohlenstoffgase, und Gemische davon ein. Paramagnetische Gase, wie ¹⁷O₂, können ebenfalls in den Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen verwendet werden.
Das in den hier beschriebenen Zusammensetzungen verwendete Gas umfasst ein fluoriertes Gas. Solche fluorierten Gase schließen Materialien, die mindestens ein oder mehr als ein Fluoratom enthalten, ein. Bevorzugt sind Gase, die mehr als ein Fluoratom enthalten, wobei Perfluorkohlenstoffe (das heißt, vollständig fluorierte Fluorkohlenstoffe) stärker bevorzugt sind. Bevorzugt ist das Perfluorkohlenstoffgas ausgewählt aus Perfluormethan, Perfluorethan, Perfluorpropan, Perfluorbutan, Perfluorpentan, Perfluorcyclobutan und Gemischen davon. Stärker bevorzugt ist das Perfluorkohlenstoffgas Perfluorpropan oder Perfluorbutan, wobei Perfluorpropan besonders bevorzugt ist. Ein anderes bevorzugtes Gas ist Schwefelhexafluorid. Noch ein anderes bevorzugtes Gas ist Heptafluorpropan, einschließlich 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluorpropan und seines Isomers 1,1,2,2,3,3,3-Heptafluorpropan. Es ist beabsichtigt, dass Gemische aus verschiedenen Gastypen, wie Gemische aus einem Perfluorkohlenstoffgas und einem anderen Gastyp, wie Luft, ebenfalls in den in der vorliegenden Erfindung verwendeten Zusammensetzungen verwendet werden können. Andere Gase, einschließlich der vorstehend beispielhaft angegebenen Gase, sind, basierend auf der vorliegenden Offenbarung, für einen Fachmann leicht ersichtlich.
In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen wird ein Gas, zum Beispiel Luft oder ein Perfluorkohlenstoffgas, mit einem flüssigen Perfluorkohlenstoff, wie Perfluorpentan, Perfluorhexan, Perfluorheptan, Perfluoroctylbromid (PFOB), Perfluordecalin, Perfluordodecalin, Perfluoroctyliodid, Perfluortripropylamin und Perfluortributylamin, kombiniert.
Das Einbringen eines Vorläufers einer gasförmigen Substanz in die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen kann ebenfalls erwünscht sein. Solche Vorläufer schließen Materialien, die in vivo in ein Gas umgewandelt werden können, ein. Bevorzugt ist der Vorläufer eines Gases biokompatibel, und das in vivo erzeugte Gas ist ebenfalls biokompatibel.
Zu den Vorläufern eines Gases, die zur Verwendung in den hier beschriebenen Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen geeignet sind, zählen Mittel, die pH-empfindlich sind. Diese Mittel schließen Materialien ein, die, nachdem sie zum Beispiel einem neutralen oder sauren pH-Wert ausgesetzt wurden, Gas entwickeln können. Beispiele solcher pH-empfindlichen Mittel schließen Salze einer Säure, ausgewählt aus anorganischen Säuren, organischen Säuren und Gemischen davon, ein. Kohlensäure (H₂CO₃) ist ein Beispiel einer geeigneten anorganischen Säure, und Aminomalonsäure ist ein Beispiel einer geeigneten organischen Säure. Andere Säuren, einschließlich anorganischer und organischer Säuren, sind, basierend auf der vorliegenden Offenbarung, für einen Fachmann leicht ersichtlich.
Vorläufer eines Gases, die von Salzen abgeleitet sind, sind bevorzugt ausgewählt aus Alkalimetallsalzen, Ammoniumsalzen und Gemischen davon. Stärker bevorzugt ist das Salz ausgewählt aus Carbonat, Hydrogencarbonat, Sesquicarbonat, Aminomalonat und Gemischen davon.
Beispiele geeigneter Vorläufermaterialien eines Gases, die von Salzen abgeleitet sind, schließen zum Beispiel Lithiumcarbonat, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Lithiumhydrogencarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumcarbonat, Magnesiumhydrogencarbonat, Ammoniumcarbonat, Ammoniumhydrogencarbonat, Ammoniumsesquicarbonat, Natriumsesquicarbonat, Natriumaminomalonat und Ammoniumaminomalonat ein. Aminomalonat ist in dem Fachgebiet allgemein bekannt, und seine Herstellung ist zum Beispiel in Thanassi, Biochemistry, Bd. 9, Nr. 3, S. 525–532 (1970); Fitzpatrick et al., Inorganic Chemistry, Bd. 13, Nr. 3, S. 568–574 (1974); und Stelmashok et al., Koordinatsionnaya Khimiya, Bd. 3, Nr. 4, S. 524–527 (1977), beschrieben. Die Offenbarungen dieser Veröffentlichungen sind in ihrer Gesamtheit hier durch Bezugnahme aufgenommen.
Zusätzlich zu oder anstelle der Empfindlichkeit auf Änderungen des pH-Werts können die Vorläufermaterialien eines Gases auch Verbindungen, die auf Temperaturänderungen empfindlich reagieren, umfassen. Beispielhafte geeignete Vorläufer eines Gases, die auf Temperaturänderungen empfindlich reagieren, sind Perfluorkohlenstoffe, Fluorkohlenwasserstoffe, Kohlenwasserstoffether, Fluorkohlenwasserstoffether und Perfluorkohlenstoffether. Diese letzteren Vorläufer eines Gases werden zum Beispiel durch Narkosegase oder narkoseartige Gase, einschließlich zum Beispiel Halothan, Enfluran, Isofluran, Desfluran und Sevofluran, beispielhaft angegeben. Wie es für einen Fachmann offensichtlich ist, kann ein bestimmter Perfluorkohlenstoff in flüssigem Zustand vorliegen, wenn die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen zuerst hergestellt werden, und kann somit als ein Vorläufer eines Gases verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform kann der Perfluorkohlenstoff in gasförmigem Zustand vorliegen, wenn die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen hergestellt werden, und kann somit direkt als ein Gas verwendet werden. Ob der Perfluorkohlenstoff als eine Flüssigkeit oder ein Gas verwendet wird, hängt im Allgemeinen von seiner Phasenübergangstemperatur von Flüssigkeit zu Gas oder vom Siedepunkt ab. Ein bevorzugter Perfluorkohlenstoff, Perfluorpentan, weist eine Phasenübergangstemperatur von Flüssigkeit zu Gas (Siedepunkt) von 29,5°C auf. Dies bedeutet, dass Perfluorpentan bei Raumtemperatur (etwa 25°C) im Allgemeinen eine Flüssigkeit ist, jedoch im menschlichen Körper, dessen Normaltemperatur etwa 37°C beträgt, wobei diese Temperatur über der Übergangstemperatur von Perfluorpentan liegt, in ein Gas umgewandelt wird. Somit ist Perfluorpentan unter normalen Umständen ein Vorläufer eines Gases. Als ein weiteres Beispiel gibt es die Homologen von Perfluorpentan, nämlich Perfluorbutan und Perfluorhexan. Der Übergang von Flüssigkeit zu Gas von Perfluorbutan beträgt 4°C und der von Perfluorhexan beträgt 57°C. Somit kann Perfluorbutan als ein Vorläufer eines Gases, jedoch eher als Gas verwendet werden, während Perfluorhexan wegen seines realtiv hohen Siedepunkts als ein Vorläufer eines Gases verwendet werden kann. Wie es einem Durchschnittsfachmann bekannt ist, kann der tatsächliche Siedepunkt einer Substanz zu dem Druck, dem die Substanz ausgesetzt wird, in Beziehung gesetzt werden. Diese Beziehung wird durch die Zustandsgleichung idealer Gase pV = nRT veranschaulicht, wobei p der Druck ist, V das Volumen ist, n die Mole der Substanz sind, R die Gaskonstante ist, und T die Temperatur ist. Die Zustandsgleichung idealer Gase zeigt, dass, wenn der Druck zunimmt, der tatsächliche Siedepunkt ebenfalls steigt. Umgekehrt sinkt der tatsächliche Siedepunkt, wenn der Druck abnimmt.
Eine große Vielzahl von Materialien kann in den hier beschriebenen Zusammensetzungen als temperaturempfindliche Vorläufer eines Gases verwendet werden. Es ist nur erforderlich, dass das Material einen Phasenübergang in die Gasphase erfahren kann, nachdem es der geeigneten Temperatur ausgesetzt wurde. Geeignete Vorläufer eines Gases schließen zum Beispiel Hexafluoraceton, Isopropylacetylen, Allen, Tetrafluorallen, Bortrifluorid, 1,2-Butadien, 2,3-Butadien, 1,3-Butadien, 1,2,3-Trichlor-2-fluor-1,3-butadien, 2-Methyl-1,3-butadien, Hexafluor-1,3-butadien, Butadiin, 1-Fluorbutan, 2-Methylbutan, Perfluorbutan, 1-Buten, 2-Buten, 2-Methyl-1-buten, 3-Methyl-1-buten, Perfluor-1-buten, Perfluor-2-buten, 4-Phenyl-3- buten-2-on, 2-Methyl-1-buten-3-in, Butylnitrat, 1-Butin, 2-Butin, 2-Chlor-1,1,1,4,4,4-hexafluorbutin, 3-Methyl-1-butin, Perfluor-2-butin, 2-Brombutyraldehyd, Carbonylsulfid, Crotonnitril, Cyclobutan, Methylcyclobutan, Octafluorcyclobutan, Perfluorcyclobuten, 3-Chlorcyclopenten, Perfluorcyclopentan, Octafluorcyclopenten, Cyclopropan, Perfluorcyclopropan, 1,2-Dimethylcyclopropan, 1,1-Dimethylcyclopropan, 1,2-Dimethylcyclopropran, Ethylcyclopropan, Methylcyclopropan, Diacetylen, 3-Ethyl-3-methyldiaziridin, 1,1,1-Trifluordiazoethan, Dimethylamin, Hexafluordimethylamin, Dimethylethylamin, Bis(dimethylphosphin)amin, Perfluorhexan, Perfluorheptan, Perfluoroctan, 2,3-Dimethyl-2-norbornan, Perfluordimethylamin, Dimethyloxoniumchlorid, 1,3-Dioxolan-2-on, 4-Methyl-1,1,1,2-tetrafluorethan, 1,1,1-Trifluorethan, 1,1,2,2-Tetrafluorethan, 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan, 1,1-Dichlorethan, 1,1-Dichlor-1,2,2,2-tetrafluorethan, 1,2-Difluorethan, 1-Chlor-1,1,2,2,2-pentafluorethan, 2-Chlor-1,1-difluorethan, 1,1-Dichlor-2-fluorethan, 1-Chlor-1,1,2,2-tetrafluorethan, 2-Chlor-1,1-difluorethan, Chlorethan, Chlorpentafluorethan, Dichlortrifluorethan, Fluorethan, Perfluorethan, Nitropentafluorethan, Nitrosopentafluorethan, Perfluorethylamin, Ethylvinylether, 1,1-Dichlorethan, 1,1-Dichlor-1,2-difluorethan, 1,2-Difluorethan, Methan, Trifluormethansulfonylchlorid, Trifluormethansulfonylfluorid, Bromdifluornitrosomethan, Bromfluormethan, Bromchlorfluormethan, Bromtrifluormethan, Chlordifluornitromethan, Chlordinitromethan, Chlorfluormethan, Chlortrifluormethan, Chlordifluormethan, Dibromdifluormethan, Dichlordifluormethan, Dichlorfluormethan, Difluormethan, Difluoriodmethan, Disilanmethan, Fluormethan, Iodmethan, Iodtrifluormethan, Nitrotrifluormethan, Nitrosotrifluormethan, Tetrafluormethan, Trichlorfluormethan, Trifluormethan, 2-Methylbutan, Methylether, Methylisopropylether, Methyllactat, Methylnitrit, Methylsulfid, Methylvinylether, Neopentan, Stickstoff(I)-oxid, 1,2,3-Nonadecantricarbonsäure-2-hydroxytrimethylester, 1-Nonen-3-in, 1,4-Pentadien, n-Pentan, Perfluorpentan, 4-Amino-4-methylpentan-2-on, 1-Penten, 2-Penten (cis und trans), 3-Brompent-1-en, Perfluorpent-1-en, Tetrachlorphthalsäure, 2,3,6-Trimethylpiperidin, Propan, 1,1,1,2,2,3-Hexafluorpropan, 1,2-Epoxypropan, 2,2-Difluorpropan, 2-Aminopropan, 2-Chlorpropan, Heptafluor-1-nitropropan, Heptafluor-1-nitrosopropan, Perfluorpropan, Propen, Hexafluorpropan, 1,1,1,2,3,3-Hexafluor-2,3-dichlorpropan, 1-Chlorpropan, Chlorpropan (trans), 2-Chlorpropan, 3-Fluorpropan, Propin, 3,3,3-Trifluorpropin, 3-Fluorstyrol, Schwefel(di)decafluorid (S₂F₁₀), 2,4-Diaminotoluol, Trifluoracetonitril, Trifluormethylperoxid, Trifluormethylsulfid, Wolframhexafluorid, Vinylacetylen und Vinylether ein.
Perfluorkohlenstoffe sind zur Verwendung in Verbindung mit den in der vorliegenden Erfindung verwendeten Zusammensetzungen sowohl bevorzugte Gase als auch bevorzugte Vorläufer eines Gases. Gesättigte Perfluorkohlenstoffe, ungesättigte Perfluorkohlenstoffe und cyclische Perfluorkohlenstoffe zählen zu solchen Perfluorkohlenstoffen. Die gesättigten Perfluorkohlenstoffe, die in der Regel bevorzugt sind, weisen die Formel C_nF_2n+2 auf, wobei n 1 bis etwa 12, bevorzugt etwa 2 bis etwa 10, stärker bevorzugt etwa 3 bis etwa 8 und noch stärker bevorzugt etwa 3 bis etwa 6 ist. Geeignete Perfluorkohlenstoffe schließen zum Beispiel Perfluormethan, Perfluorethan, Perfluorpropan, Perfluorbutan, Perfluorcyclobutan, Perfluorpentan, Perfluorhexan, Perfluorheptan, Perfluoroctan und Perfluornonan ein. Bevorzugt ist der Perfluorkohlenstoff ausgewählt aus Perfluorpropan, Perfluorbutan, Perfluorcyclobutan, Perfluorpentan, Perfluorhexan, Perfluorheptan und Perfluoroctan, wobei Perfluorpropan besonders bevorzugt ist. Cyclische Perfluorkohlenstoffe, die die Formal C_nF_2n aufweisen, wobei n 3 bis 8, bevorzugt 3 bis 6 ist, können ebenfalls bevorzugt sein und schließen zum Beispiel Hexafluorcyclopropan, Octafluorcyclobutan und Decafluorcyclopentan ein. Allgemein gesagt, sind Perfluorkohlenstoffe, die etwa 4 Kohlenstoffe oder weniger enthalten, bei Raumtemperatur Gase, während Perfluorkohlenstoffe, die etwa 5 bis etwa 12 Kohlenstoffe enthalten, bei Raumtemperatur Flüssigkeiten sind. In beiden Fällen können sowohl flüssige als auch/oder gasförmige Perfluorkohlenstoffe in die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung eingebracht werden.
Zusätzlich zu den Perfluorkohlenstoffen kann die Verwendung stabiler Fluorkohlenstoffe, die nicht vollständig fluoriert sind, erwünscht sein. Solche Fluorkohlenstoffe schließen Heptafluorpropan, zum Beispiel 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluorpropan und sein Isomer, 1,1,2,2,3,3,3-Heptafluorpropan, ein.
Die Vorläufermaterialien eines Gases können auch photoaktivierte Materialien, wie ein Diazoniumion und Aminomalonat, sein. Bestimmte Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen und besonders Vesikelzusammensetzungen können so formuliert werden, dass an dem Zielgewebe oder durch die Wirkung von Schall auf die Zusammensetzung Gas gebildet werden kann. Beispiele von Vorläufern eines Gases sind zum Beispiel in den U.S.-Patenten Nr. 5,088,499 und 5,149,319 beschrieben. Andere Vorläufer eines Gases, die auf der vorliegenden Offenbarung basieren, sind zusätzlich zu den vorstehend beispielhaft angegebenen für einen Fachmann offensichtlich.
Die gasförmigen Substanzen und/oder die Vorläufer eines Gases werden ungeachtet der physikalischen Natur der Zusammensetzung bevorzugt in die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen eingebracht. Somit ist es beabsichtigt, dass die gasförmigen Substanzen und/oder Vorläufer davon zum Beispiel in Lipidzusammensetzungen, in denen die Lipide statistisch aggregiert sind, sowie in Vesikelzusammensetzungen, einschließlich Vesikelzusammensetzungen, die aus Lipiden formuliert sind, wie Mizellen und Liposomen, eingebracht werden können. Das Einbringen der gasförmigen Substanzen und/oder von Vorläufern davon in die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen kann unter Verwendung eines beliebigen von mehreren Verfahren erzielt werden. Im Fall von auf Lipiden basierenden Vesikeln kann zum Beispiel die Bildung gasgefüllter Vesikel durch Schütteln oder anderes Bewegen eines wässrigen Gemisches, das ein Gas oder einen Vorläufer eines Gases und ein oder mehrere Lipide umfasst, erzielt werden. Dies fördert die Bildung stabilisierter Vesikel, in denen das Gas oder der Vorläufer eines Gases eingekapselt ist.
Zusätzlich kann ein Gas direkt in ein wässriges Gemisch aus lipid- und/oder vesikelbildenden Verbindungen eingeleitet werden. In einer anderen Ausführungsform kann ein Gasinstillationsverfahren, wie zum Beispiel in den U.S.-Patenten Nr. 5,352,435 und 5,228,446 offenbart, deren Offenbarungen in ihrer Gesamtheit hier durch Bezugnahme aufgenommen sind, verwendet werden. Geeignete Verfahren zum Einbringen des Gases oder des Gasvorläufers in Zusammensetzungen aus kationischen Lipiden sind auch in dem U.S.-Patent Nr. 4,865,836 , dessen Offenbarungen hier durch Bezugnahme aufgenommen sind, offenbart. Andere Verfahren, die auf der vorliegenden Offenbarung basieren, sind für einen Fachmann offensichtlich. Das Gas kann bevorzugt nach oder während der Zugabe des stabilisierenden Materials und/oder während der Vesikelbildung in die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen instilliert werden.
In bevorzugten Ausführungsformen werden die gasförmigen Substanzen und/oder die Vorläufermaterialien eines Gases in Vesikelzusammensetzungen eingebracht, wobei Mizellen und Liposomen bevorzugt sind. Wie nachstehend ausführlich diskutiert, sind Vesikel, in denen ein Gas oder ein Vorläufer eines Gases oder beide eingekapselt sind, insofern vorteilhaft, als sie ein verbessertes Reflexionsvermögen in vivo bereitstellen.
Wie nachstehend ausführlicher diskutiert, ist es bevorzugt, dass die Lipidzusammensetzungen, und besonders die Vesikelzusammensetzungen, aus Lipiden und möglichen stabilisierenden Verbindungen formuliert werden, um die Bildung stabiler Vesikel zu fördern. Zusätzlich ist es ebenfalls bevorzugt, dass die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen auch ein hoch stabiles Gas umfassen. Der Ausdruck "hoch stabiles Gas" bezeichnet ein Gas, das eine begrenzte Löslichkeit und ein begrenztes Diffusionsvermögen in wässrigen Medien aufweist. Beispielhafte hoch stabile Gase schließen Perfluorkohlenstoffe ein, da sie in wässrigen Medien im Allgemeinen weniger diffusionsfähig und relativ unlöslich sind. Folglich kann ihre Verwendung die Bildung hoch stabiler Vesikel fördern.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Verwendung einer fluorierten Verbindung, besonders einer Perfluorkohlenstoffverbindung, die bei der Temperatur der Verwendung der Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen, einschließlich zum Beispiel der Temperatur des menschlichen Körpers in vivo, im flüssigen Zustand vorliegen kann, erwünscht sein, um die Stabilität der Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen, und besonders der gasgefüllten Vesikel, zu unterstützen oder zu verbessern. Geeignete fluorierte Verbindungen schließen zum Beispiel fluorierte grenzflächenaktive Mittel, wie fluorierte grenzflächenaktive Mittel, die als die grenzflächenaktiven Mittel ZONYL^® (DuPont Company, Wilmington, DE) im Handel erhältlich sind, sowie flüssige Perfluorkohlenstoffe, wie zum Beispiel Perfluoroctylbromid (PFOB), Perfluordecalin, Perfluordodecalin, Perfluoroctyliodid, Perfluortripropylamin und Perfluortributylamin, ein. Im Allgemeinen sind Perfluorkohlenstoffe, umfassend etwa sechs oder mehr Kohlenstoffatome, bei der normalen menschlichen Körpertemperatur Flüssigkeiten. Von diesen Perfluorkohlenstoffen sind Perfluoroctylbromid und Perfluorhexan, die bei Raumtemperatur Flüssigkeiten sind, bevorzugt. Das vorhandene Gas kann zum Beispiel Stickstoff oder Perfluorpropan sein oder kann von einem Vorläufer eines Gases abgeleitet sein, der auch ein Perfluorkohlenstoff, zum Beispiel Perfluorpentan, sein kann. In dem letzteren Fall können die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen aus einem Gemisch aus Perfluorkohlenstoffen hergestellt werden, die hinsichtlich der angegebenen Beispiele Perfluorpropan (Gas) oder Perfluorpentan (Vorläufer eines Gases) und Perfluoroctylbromid (Flüssigkeit) sind. Obwohl es nicht beabsichtigt ist, an einer Theorie oder Theorien des Vorgangs festzuhalten, wird angenommen, dass sich in dem Fall der Vesikelzusammensetzungen die flüssige, fluorierte Verbindung an der Grenzfläche zwischen dem Gas und der Membran- oder Wandoberfläche des Vesikels befinden kann. Es kann somit eine weitere stabilisierende Schicht der flüssigen, fluorierten Verbindung auf der inneren Oberfläche der stabilisierenden Verbindung, zum Beispiel eines biokompatiblen Lipids, das zur Bildung des Vesikels verwendet wurde, gebildet werden, und diese Perfluorkohlenstoffschicht kann auch eine Diffusion des Gases durch die Vesikelmembran verhindern. Ein Vorläufer eines Gases ist in dem Kontext der vorliegenden Erfindung bei der Temperatur der Herstellung und/oder der Lagerung eine Flüssigkeit, wird jedoch zumindest bei oder während der Verwendungszeit ein Gas.
Somit wurde festgestellt, dass eine flüssige, fluorierte Verbindung, wie ein Perfluorkohlenstoff, wenn sie mit einem normalerweise zur Herstellung der hier beschriebenen Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen verwendeten Gas oder Vorläufer eines Gases kombiniert wird, einen zusätzlichen Grad an Stabilität verleihen kann, der mit dem Gas oder dem Vorläufer eines Gases allein sonst nicht erzielbar ist. Somit liegt die Verwendung eines Gases oder eines Vorläufers eines Gases, wie eines Perfluorkohlenstoffs als Vorläufer eines Gases, zum Beispiel Perfluorpentan, zusammen mit einem Perfluorkohlenstoff, der nach der Verabreichung an einen Patienten flüssig bleibt, das heißt, dessen Phasenübergangstemperatur von Flüssigkeit zu Gas oberhalb der Körpertemperatur des Patienten liegt, zum Beispiel Perfluoroctylbromid, innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung. Perfluorierte grenzflächenaktive Mittel, wie die fluorierten grenzflächenaktiven Mittel ZONYL^®, können verwendet werden, um die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen zu stabilisieren und um zum Beispiel als ein Überzug für die Vesikel zu wirken. Bevorzugte perfluorierte grenzflächenaktiven Mittel sind die teilweise fluorierten grenzflächenaktiven Phosphocholinmittel. In diesen bevorzugten fluorierten grenzflächenaktiven Mitteln können die dualen Alkylverbindungen an den endständigen Alkylketten fluoriert sein, und die proximalen Kohlenstoffe können hydriert sein. Diese fluorierten grenzflächenaktiven Phosphocholinmittel können zur Herstellung der beabsichtigten Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, verwendet werden.
In Verbindung mit Ausführungsformen, die Vesikelzusammensetzungen umfassen, kann die Größe der Vesikel für die bestimmte, beabsichtigte Endverwendung, einschließlich zum Beispiel einer diagnostischen und/oder einer therapeutischen Verwendung, angepasst werden. Die Größe der Vesikel kann bevorzugt in einem Bereich des Durchmessers von etwa 30 Nanometer (nm) bis etwa 100 Mikrometer (μm) und allen Kombinationen und Unterkombinationen von Bereichen darin liegen. Stärker bevorzugt weisen die Vesikel Durchmesser von etwa 100 nm bis etwa 10 μm auf, wobei Durchmesser von etwa 200 nm bis etwa 7 μm noch stärker bevorzugt sind. In Verbindung mit besonderen Verwendungen, zum Beispiel intravaskulärer Verwendung, einschließlich Kernspintomographie des Gefäßsystems, kann es bevorzugt sein, dass die Vesikel keinen größeren Durchmesser als etwa 30 μm aufweisen, wobei kleinere Vesikel, zum Beispiel Vesikel mit einem Durchmesser von nicht mehr als etwa 12 μm, bevorzugt sind. In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen kann der Durchmesser der Vesikel etwa 7 μm oder weniger betragen, wobei Vesikel mit einem mittleren Durchmesser von etwa 5 μm oder weniger starker bevorzugt sind, und Vesikel mit einem mittleren Durchmesser von etwa 3 μm oder weniger noch stärker bevorzugt sind. Es ist beabsichtigt, dass diese kleineren Vesikel kleine Gefäßkanäle, wie das Mikrogefäßsystem, durchströmen können, während sie gleichzeitig genügend Abstand oder Raum in dem Gefäßkanal bereitstellen, um den roten Blutkörperchen ein Vorbeigleiten an den Vesikeln zu ermöglichen. Es ist auch beabsichtigt, dass sich diese kleineren Vesikel mit etwa derselben Fließgeschwindigkeit wie das Blut im ganzen Gefäßsystem bewegen können und somit den normalen Blutfluss nicht oder nicht wesentlich behindern.
Die Größe der gasgefüllten Vesikel kann, falls gewünscht, durch eine Vielzahl von Verfahren, einschließlich zum Beispiel Schütteln, Mikroemulgierung, Verwirbeln, Extrusion, Filtration, Ultraschallbehandlung, Homogenisierung, wiederholter Einfrier- und Auftauzyklen, Extrusion unter Druck durch Poren definierter Größe und ähnlicher Verfahren, eingestellt werden.

Wie vorstehend angegeben, können die hier verwendeten Zusammensetzungen im Hinblick auf ihre Herstellung, Bildung und Verwendung auch Vorläufer eines Gases, die durch Temperatur, pH-Wert, Licht und Energie (wie Ultraschall) zu einer Änderung von einem flüssigen oder festen Zustand in ein Gas aktiviert werden können, einschließen. Die Vorläufer eines Gases können durch Lagerung der Vorläufer bei reduziertem Druck in ein Gas überführt werden. Ein unter reduziertem Druck gelagertes Fläschchen kann zum Beispiel einen Dampfraum aus Perfluorpentan- oder Perfluorhexangas erzeugen, der zur Erzeugung eines vor der Injektion gebildeten Gases verwendbar ist. Der Vorläufer eines Gases kann bevorzugt durch die Temperatur aktiviert werden. Nachstehend ist eine Tabelle gezeigt, die eine Reihe von Vorläufern eines Gases, die relativ nahe oder unterhalb der normalen Körpertemperatur (37°C) Phasenumwandlungen von flüssigen zu gasförmigen Zuständen erfahren, und die Größe der emulgierten Tröpfchen, die zur Bildung eines Vesikels mit einer maximalen Größe von 10 μm erforderlich ist, aufführt. TABELLE 2 Physikalische Eigenschaften von Vorläufern eines Gases und Durchmesser eines emulgierten Tröpfchens zur Bildung eines Vesikels mit 10 μm*

Verbindung	Molekulargweicht	Siedepunkt (°C)	Dichte	Durchmesser (μm) eines emulgierten Tröpfchens zur Herstellung eines Vesikels mit 10 μm
Perfluorpentan	288,04	29,5	1,7326	2,9
1-Fluorbutan	76,11	32,5	0,67789	1,2
2-Methylbutan (Isopentan)	72,15	27,8	0,6201	2,6
2-Methyl-1-buten	70,13	31,2	0,6504	2,5
2-Methyl-2-buten	70,13	38,6	0,6623	2,5
1-Buten-3-in-2-methyl	66,10	34,0	0,6801	2,4
3-Methyl-1-butin	68,12	29,5	0,6660	2,5
Octafluorcyclobutan	200,04	–5,8	1,48	2,8
Decafluorbutan	238,04	–2	1,517	3,0
Hexafluorethan	138,01	–78,1	1,607	2,7

* Quelle: Chemical Rubber Company Handbook of Chemistry and Physics, Robert C. Weast und David R. Lide, Hrsg., CRC Press, Inc., Boca Raton, Florida (1989–1990).

Die Perfluorkohlenstoffe sind, wie bereits gezeigt, zur Verwendung als das Gas oder die Vorläufer eines Gases sowie als zusätzliche stabilisierende Komponenten bevorzugt.
Wie vorstehend angegeben, ist es bevorzugt, den Nutzen der Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen, besonders der aus Lipiden formulierten Vesikelzusammensetzungen, unter Verwendung von Gasen mit begrenzter Löslichkeit zu optimieren. Der Ausdruck "begrenzte Löslichkeit" bezeichnet die Fähigkeit des Gases, auf Grund seiner Löslichkeit in dem umgebenden wässrigen Medium aus den Vesikeln zu diffundieren. Eine größere Löslichkeit in dem wässrigen Medium erzeugt in dem Vesikel einen Gasgradienten, so dass das Gas zu einer Diffusion aus dem Vesikel tendieren kann. Eine geringere Löslichkeit in dem wässrigen Milieu kann andererseits den Gradienten zwischen dem Vesikel und der Grenzfläche verringern oder beseitigen, so dass eine Diffusion des Gases aus dem Vesikel erschwert werden kann. Bevorzugt weist das in dem Vesikel eingeschlossene Gas eine geringere Löslichkeit als die von Sauerstoff, das heißt etwa 1 Teil Gas in etwa 32 Teilen Wasser, auf. Siehe Matheson Gas Data Book, 1966, Matheson Company Inc. Stärker bevorzugt besitzt das in dem Vesikel eingeschlossene Gas eine geringere Löslichkeit in Wasser als die von Luft; und noch stärker bevorzugt besitzt das in dem Vesikel eingeschlossene Gas eine geringere Löslichkeit in Wasser als die von Stickstoff.
In bestimmten Ausführungsformen kann eine Formulierung der Vesikel aus im Wesentlichen undurchlässigen Polymermaterialien erwünscht sein. In diesen Ausführungsformen ist im Allgemeinen die Verwendung eines Gases, das ebenfalls sehr unlöslich ist, unnötig. Stabile Vesikelzusammensetzungen, die im Wesentlichen undurchlässige Polymermaterialien umfassen, können zum Beispiel mit Gasen, die höhere Löslichkeiten aufweisen, zum Beispiel Luft oder Stickstoff, formuliert werden.
Zusätzlich zu oder anstelle von den vorstehend diskutierten Lipid- und/oder Polymerverbindungen können die hier beschriebenen Zusammensetzungen ein oder mehrere stabilisierende Materialien umfassen. Beispielhaft für solche stabilisierenden Materialien sind zum Beispiel biokompatible Polymere. Die stabilisierenden Materialien können verwendet werden, um wünschenswerterweise die Bildung von Vesikeln zu unterstützen und/oder um eine wesentliche Einkapselung der Gase oder der Vorläufer eines Gases sicherzustellen. Sogar für relativ unlösliche, nichtdiffusionsfähige Gase, wie Perfluorpropan oder Schwefelhexafluorid, können verbesserte Vesikelzusammensetzungen erhalten werden, wenn bei der Bildung der mit einem Gas und einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikel ein oder mehrere stabilisierende Materialien verwendet werden. Diese Verbindungen können eine Verbesserung der Stabilität und der Integrität der Vesikel im Hinblick auf ihre Größe, Form und/oder andere Attribute unterstützen.
Die Begriffe "stabil" oder "stabilisiert", wie hier verwendet, bedeuten, dass die Vesikel für eine nützliche Zeitdauer gegenüber Abbau, einschließlich zum Beispiel des Verlusts der Vesikelstruktur oder des eingekapselten Gases oder Vorläufers eines Gases, im Wesentlichen resistent sein können. Typischerweise besitzen die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Vesikel eine wünschenswerte Haltbarkeit, wobei sie oft mindestens etwa 90%, bezogen auf das Volumen, ihrer Originalstruktur für eine Dauer von mindestens etwa zwei bis drei Wochen unter normalen Umgebungsbedingungen beibehalten. In einer bevorzugten Form sind die Vesikel wünschenswerterweise für eine Zeitdauer von mindestens etwa 1 Monat, stärker bevorzugt mindestens etwa 2 Monaten, noch stärker bevorzugt mindestens etwa 6 Monaten, noch stärker bevorzugt etwa 18 Monaten und sogar noch stärker bevorzugt bis zu etwa 3 Jahren stabil. Die hier beschriebenen Vesikel, einschließlich mit einem Gas und einem Vorläufer eines Gases gefüllter Vesikel, können sogar unter ungünstigen Bedingungen, wie Temperaturen und Drücken, die oberhalb oder unterhalb denen liegen, denen man unter normalen Umgebungsbedingungen begegnet, ebenfalls stabil sein.
Die Stabilität der hier beschriebenen Vesikel kann, zumindest teilweise, auf die Materialien, aus denen die Vesikel hergestellt sind, einschließlich zum Beispiel der vorstehend beschriebenen Lipide und/oder Polymere, zurückgeführt werden, und die Verwendung zusätzlicher stabilisierender Materialien ist oft nicht nötig, obwohl sie möglich ist und vorzugsweise durchgeführt werden kann. Solche zusätzlichen stabilisierenden Materialien und ihre Eigenschaften sind nachstehend ausführlicher beschrieben.
Die Materialien, aus denen die Vesikel konstruiert sind, sind bevorzugt biokompatible Lipid- und/oder Polymermaterialien, und von diesen sind die biokompatiblen Lipide bevorzugt. Zusätzlich können diese Vesikel wegen der einfachen Formulierung, einschließlich der Fähigkeit, Vesikel direkt vor der Verabreichung herzustellen, günstigerweise an Ort und Stelle hergestellt werden.
Die biokompatiblen Polymere, die als stabilisierende Materialien zur Herstellung der mit einem Gas und einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikel verwendbar sind, können natürlichen, semisynthetischen (modifizierten natürlichen) oder synthetischen Ursprungs sein. Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff Polymer eine Verbindung, umfassend zwei oder mehr sich wiederholende Monomereinheiten und bevorzugt 10 oder mehr sich wiederholende Monomereinheiten. Der Ausdruck semisynthetisches Polymer (oder modifiziertes natürliches Polymer), wie hier verwendet, bezeichnet ein natürliches Polymer, das auf irgendeine Art und Weise chemisch modifiziert wurde. Beispielhafte natürliche Polymere, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen natürlich vorkommende Polysaccharide ein. Solche Polysaccharide schließen zum Beispiel Arabinane, Fructane, Fucane, Galactane, Galacturonane, Glucane, Mannane, Xylane (wie zum Beispiel Inulin), Levan, Fucoidan, Carrageenan, Galatocarolose, Pectinsäure, Pectine, einschließlich Amylose, Pullulan, Glycogen, Amylopectin, Cellulose, Dextran, Dextrin, Dextrose, Polydextrose, Pustulan, Chitin, Agarose, Keratan, Chondroitan, Dermatan, Hyaluronsäure, Alginsäure, Xanthangummi, Stärke und verschiedene andere natürliche Homopolymere oder Heteropolymere, wie diejenigen, die eine oder mehrere der folgenden Aldosen, Ketosen, Säuren oder Amine enthalten, ein: Erythrose, Threose, Ribose, Arabinose, Xylose, Lyxose, Allose, Altrose, Glucose, Mannose, Gulose, Idose, Galactose, Talose, Erythrulose, Ribulose, Xylulose, Psicose, Fructose, Sorbose, Tagatose, Mannit, Sorbit, Lactose, Saccharose, Trehalose, Maltose, Cellobiose, Glucuronsäure, Gluconsäure, Glucarsäure, Galacturonsäure, Mannuronsäure, Glucosamin, Galactosamin und Neuraminsäure und natürlich vorkommende Derivate davon. Beispielhafte semisynthetische Polymere schließen Carboxymethylcellulose, Hydroxymethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Methylcellulose und Methoxycellulose ein. Beispielhafte synthetische Polymere, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen Polyethylene (wie zum Beispiel Polyethylenglycol, Polyoxyethylen und Polyethylenterephthlat), Polypropylene (wie zum Beispiel Polypropylenglycol), Polyurethane (wie zum Beispiel Polyvinylalkohol (PVA), Polyvinylchlorid und Polyvinylpyrrolidon), Polyamide, einschließlich Nylon, Polystyrol, Polymilchsäuren, fluorierte Kohlenwasserstoffe, fluorierte Kohlenstoffe (wie zum Beispiel Polytetrafluorethylen) und Polymethylmethacrylat und Derivate davon ein. Verfahren zur Herstellung von Vesikeln, die Polymere als stabilisierende Verbindungen verwenden, sind für Fachleute leicht ersichtlich, sobald ihnen die vorliegende Offenbarung zur Verfügung steht, und wenn die vorliegende Offenbarung mit in dem Fachgebiet bekannter Information, wie der, die in Unger, U.S.-Patent Nr. 5,205,290 , beschrieben und auf die Bezug genommen wurde, kombiniert wird.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schließen Vesikel, die drei Komponenten umfassen, ein: (1) Ein neutrales Lipid, zum Beispiel ein nichtionisches oder zwitterionisches Lipid, (2) ein negativ geladenes Lipid und (3) ein Lipid, das ein stabilisierendes Material, zum Beispiel ein hydrophiles Polymer, trägt. Bevorzugt ist die Menge des negativ geladenen Lipids größer als etwa 1 Molprozent des gesamten vorhandenen Lipids, und die Menge des Lipids, das ein hydrophiles Polymer trägt, ist größer als etwa 1 Molprozent des gesamten vorhandenen Lipids. Beispielhafte und bevorzugte negativ geladene Lipide schließen Phosphatidsäuren ein. Das Lipid, das ein hydrophiles Polymer trägt, ist wünschenswerterweise ein Lipid, das kovalent an das Polymer gebunden ist, und das Polymer weist bevorzugt ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 400 bis etwa 100000 auf. Geeignete hydrophile Polymere sind bevorzugt ausgewählt aus Polyethylenglycol (PEG), Polypropylenglycol, Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolidon und Copolymeren davon, wobei PEG-Polymere bevorzugt sind. Bevorzugt weist das PEG-Polymer ein Molekulargewicht von etwa 1000 bis etwa 7500 auf, wobei Molekulargewichte von etwa 2000 bis etwa 5000 stärker bevorzugt sind. Das PEG oder das andere Polymer kann durch eine kovalente Bindung, wie eine Amid-, Carbamat- oder Aminbindung, an das Lipid, zum Beispiel DPPE, gebunden sein. Zusätzlich kann das PEG oder das andere Polymer durch eine kovalente Bindung, einschließlich zum Beispiel einer Amid-, Ester-, Ether-, Thioester-, Thioamid- oder Disulfidbindung, an einen Zielliganden oder andere Phospholipide gebunden sein. Wenn das hydrophile Polymer PEG ist, gilt ein Lipid, das ein solches Polymer trägt, als "pegyliert". In einer bevorzugten Form kann das Lipid, das ein hydrophiles Polymer trägt, DPPE-PEG, einschließlich zum Beispiel DPPE-PEG5000, das DPPE mit einem daran gebundenen Polyethylenglycolpolymer mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 5000 (DPPE-PEG5000) bezeichnet, sein. Ein anderes geeignetes pegyliertes Lipid ist Distearoylphosphatidylethanolamin-Polyethylenglycol 5000 (DSPE-PEG5000).
In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Lipidzusammensetzungen etwa 77,5 Mol-% DPPC, 12,5 Mol-% DPPA und 10 Mol-% DPPE-PEG5000 einschließen. Ebenfalls bevorzugt sind Zusammensetzungen, die etwa 80 bis etwa 90 Mol-% DPPC, etwa 5 bis etwa 15 Mol-% DPPA und etwa 5 bis etwa 15 Mol-% DPPE- PEG5000 umfassen. Besonders bevorzugt sind Zusammensetzungen, die DPPC, DPPA und DPPE-PEG5000 in einem Verhältnis von 82:10:8 in Mol-% umfassen. DPPC ist im Wesentlichen neutral, da der Phosphatidylteil negativ geladen ist und der Cholinteil positiv geladen ist. Folglich kann DPPA, das negativ geladen ist, zur Verbesserung der Stabilisierung gemäß dem vorstehend beschriebenen Mechanismus zugegeben werden. DPPE-PEG stellt ein pegyliertes Material bereit, das durch die DPPE-Einheit an die Lipidmembran oder -haut des Vesikels gebunden ist, wobei die PEG-Einheit frei ist, um die Vesikelmembran oder -haut zu umgeben, und dadurch eine physikalische Barriere für verschiedene enzymatische und andere endogene Mittel im Körper, deren Funktion der Abbau solcher Fremdmaterialien ist, bildet. Das DPPE-PEG kann mehr Vesikel mit einer kleineren Größe, die sicher und stabil gegenüber Druck sind, wenn sie mit anderen Lipiden, wie DPPC und DPPA, in den festgelegten Verhältnissen kombiniert werden, bereitstellen. Es wird auch die Theorie aufgestellt, dass das pegylierte Material wegen seiner strukturellen Ähnlichkeit mit Wasser die Wirkung der Makrophagen des menschlichen Immunsystems zunichte machen kann, die sonst dazu neigen, das fremde Objekt zu umgeben und zu entfernen. Das Ergebnis ist eine Zunahme der Zeit, während der die stabilisierten Vesikel als Kontrastmittel der diagnostischen Bilderzeugung wirken können.
Die Vesikelzusammensetzungen können zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Materialien aus anderen Materialien hergestellt werden, mit der Maßgabe, dass die so hergestellten Vesikel die Stabilität und die anderen Kriterien, die hier aufgezeigt wurden, erfüllen. Diese Materialien können grundlegend und fundamental sein und die primäre Basis zur Erzeugung oder Etablierung der stabilisierten, mit einem Gas oder einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikel bilden. Andererseits können sie zur Unterstützung dienen und als Hilfs- oder Ergänzungsmittel wirken, die die Wirkungsweise des stabilisierenden Grundmaterials oder der stabilisierenden Grundmaterialien verbessern können oder zu einer gewünschten Eigenschaft zusätzlich zu der, die sich durch das stabilisierende Grundmaterial ergibt, beitragen.
Die Bestimmung, ob ein bestimmtes Material ein Grund- oder ein Hilfsmittel ist, ist jedoch nicht immer möglich, da die Wirkungsweise des fraglichen Materials empirisch, zum Beispiel durch die im Hinblick auf die Herstellung stabilisierter Vesikel erzielten Ergebnisse, bestimmt wird. Als Beispiel, wie diese Grund- und Hilfsmaterialien wirken können, wurde beobachtet, dass die einfache Kombination von einem biokompatiblen Lipid und Wasser oder Salz beim Schütteln im Anschluss an das Autoklavieren zur Sterilisation oft eine trübe Lösung ergibt. Eine solche trübe Lösung kann als Kontrastmittel wirken, ist jedoch ästhetisch störend und kann in der Form von ungelösten und nichtdispergierten Lipidpartikeln eine Instabilität andeuten. Trübe Lösungen können auch unerwünscht sein, wenn die ungelösten Feststoffpartikel einen Durchmesser von mehr als etwa 7 μm und besonders mehr als etwa 10 μm aufweisen. Herstellungsschritte, wie Sterilfiltration, können bei Lösungen, die ungelöste Feststoffpartikel enthalten, ebenfalls problematisch sein. Somit kann Propylenglycol zugegeben werden, um diese Trübung zu entfernen, indem die Dispersion oder Auflösung der Lipidpartikel erleichtert wird. Das Propylenglycol kann auch als ein Netzmittel wirken, das durch eine Erhöhung der Oberflächenspannung auf der Vesikelmembran oder -haut die Vesikelbildung und -stabilisierung verbessern kann. Es ist möglich, dass das Propylenglycol auch als eine zusätzliche Schicht wirken kann, die die Membran oder Haut des Vesikels überziehen kann, wobei so eine zusätzliche Stabilisierung bereitgestellt wird. Als Beispiele solcher weiteren stabilisierenden Grund- oder Hilfsmaterialien gibt es übliche grenzflächenaktive Mittel, die verwendet werden können; siehe D'Arrigo, U.S.-Patente Nr. 4,684,479 und 5,215,680 .
Zusätzliche stabilisierende Hilfs- und Grundmaterialien schließen solche Mittel, wie Erdnussöl, Canolaöl, Olivenöl, Safloröl, Maiskeimöl oder ein beliebiges anderes Öl, von dem allgemein bekannt ist, dass es eingenommen werden kann, und das zur Verwendung als eine stabilisierende Verbindung gemäß den Angaben hier geeignet ist, ein. Verschiedene stabilisierende Hilfs- und Grundmaterialien sind zum Beispiel in der U.S-Patentanmeldung Seriennr. 08/444,574, eingereicht am 19. Mai 1995, deren Offenbarungen in ihrer Gesamtheit hier durch Bezugnahme aufgenommen sind, offenbart.
Zusätzlich können Verbindungen, die zur Herstellung gemischter Mizellensysteme verwendet werden, zur Verwendung als stabilisierende Grund- oder Hilfsmaterialien geeignet sein, und diese schließen zum Beispiel Lauryltrimethylammoniumbromid (Dodecyl-), Cetyltrimethylammoniumbromid (Hexadecyl-), Myristyltrimethylammoniumbromid (Tetradecyl-), Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid (wobei Alkyl C₁₂, C₁₄ oder C₁₆ ist), Benzyldimethyldodecylammoniumbromid/chlorid, Benzyldimethylhexadecylammoniumbromid/chlorid, Benzyldimethyltetradecylammoniumbromid/chlorid, Cetyldimethylethylammoniumbromid/chlorid oder Cetylpyridiniumbromid/chlorid ein.
Es wurde auch festgestellt, dass die Größe, Löslichkeit und Wärmestabilität der mit einem Gas und einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, durch die Wahl der verschiedenen stabilisierenden Zusatz- oder Hilfsmaterialien, die hier beschrieben wurden, reguliert werden können. Diese Materialien können diese Parameter der Vesikel, besonders der aus Lipiden formulierten Vesikel, nicht nur durch ihre physikalische Wechselwirkung mit den Membranen, sondern auch durch ihre Fähigkeit, die Viskosität und Oberflächenspannung der Oberfläche des mit einem Gas und einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikels zu modifizieren, beeinflussen. Folglich können die mit einem Gas und einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, zum Beispiel durch die Zugabe eines oder mehrerer einer großen Vielzahl von (a) Viskositätsmodifikatoren, einschließlich zum Beispiel Kohlenhydraten und ihrer phosphorylierten und sulfonierten Derivate; Polyethern, bevorzugt mit Molekulargewichtsbereichen zwischen 400 und 100000; und Di- und Trihydroxyalkanen und ihrer Polymere, bevorzugt mit Molekulargewichtsbereichen zwischen 200 und 50000; (b) Emulgatoren und/oder Lösungsvermittlern, einschließlich zum Beispiel Gummi arabicum, Cholesterin, Diethanolamin, Glycerylmonostearat, Lanolinalkoholen, Lecithin, Mono- und Diglyceriden, Monoethanolamin, Ölsäure, Oleylalkohol, Poloxamer, zum Beispiel Poloxamer 188, Poloxamer 184 und Poloxamer 181, Polyoxyethylen-50-stearat, Polyoxyl-35-Rizinusöl, Polyoxyl-10-oleylether, Polyoxyl-20-cetostearylether, Polyoxyl-40-stearat, Polysorbat 20, Polysorbat 40, Polysorbat 60, Polysorbat 80, Propylenglycoldiacetat, Propylenglycolmonostearat, Natriumlaurylsulfat, Natriumstearat, Sorbitanmonolaurat, Sorbitanmonooleat, Sorbitanmonopalmitat, Sorbitanmonostearat, Stearinsäure, Trolamin und eines emulsionsbildenden Wachses; (c) Suspendiermitteln und/oder viskositätssteigernden Mitteln, einschließlich zum Beispiel Gummi arabicum, Agar, Alginsäure, Aluminiummonostearat, Bentonit, Magma, Carbomer 934P, Carboxymethylcellulose, Calcium und Natrium und Natrium 12, Carrageenan, Cellulose, Dextran, Gelatine, Guargummi, Johannisbrotgummi, Veegum, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Magnesiumaluminiumsilikat, Zeolithen^®, Methylcellulose, Pectin, Polyethylenoxid, Povidon, Propylenglycolalginat, Siliciumdioxid, Natriumalginat, Tragant, Xanthangummi, α-d-Gluconolacton, Glycerol und Mannit; (d) synthetischen Suspendiermitteln, wie Polyethylenglycol (PEG), Polyvinylpyrrolidon (PVP), Polyvinylalkohol (PVA), Polypropylenglycol (PPG) und Polysorbat; und (e) Tonizitätsverstärkern, die die Tonizität stabilisieren und erhöhen, einschließlich zum Beispiel Sorbit, Mannit, Trehalose, Saccharose, Propylenglycol und Glycerol, vorteilhaft modifiziert und weiter stabilisiert werden.
Wie vorstehend angegeben, können die vorliegenden Zusammensetzungen auch in Verbindung mit Bilderzeugung mittels Computertomographie (CT) verwendet werden. CT weist verschiedene Nachteile auf und ist im Allgemeinen im Vergleich zu den vorstehend diskutierten Diagnoseverfahren weniger wirksam. Dennoch kann, wenn eine genügend hohe Konzentration der vorliegenden Kontrastmittel und besonders der Zusammensetzungen aus gasgefüllten Vesikeln zu der Region von Interesse, zum Beispiel einem Blutgerinnsel, transportiert wird, das Gerinnsel auf Grund einer Abnahme der Gesamtdichte des Gerinnsels auf den CT-Bildern nachgewiesen werden. Im Allgemeinen wird eine Konzentration von etwa 1/10 von 1% der gasgefüllten Vesikel oder mehr (auf Volumenbasis) benötigt, um zu der Region von Interesse, einschließlich des vorstehend erwähnten Blutgerinnsels, das durch CT nachgewiesen werden soll, transportiert zu werden.
Beispielhafte paramagnetische Kontrastmittel, die zur Verwendung in den vorliegenden Zusammensetzungen geeignet sind, schließen zum Beispiel stabile, freie Radikale, wie zum Beispiel stabile Nitroxide, sowie Verbindungen, umfassend Übergangs-, Lanthaniden- und Actinidenelemente, die, falls gewünscht, in Form eines Salzes vorliegen oder kovalent oder nichtkovalent an Komplexbildner, einschließlich lipophiler Derivate davon, oder an proteinartige Makromoleküle gebunden sein können, ein.
Bevorzugte Übergangsmetall-, Lanthaniden- und Actinidenelemente schließen zum Beispiel Gd(III), Mn(II), Cu(II), Cr(III), Fe(II), Fe(III), Co(II), Er(II), Ni(II), Eu(III) und Dy(III) ein. Stärker bevorzugt können die Elemente Gd(III), Mn(II), Cu(II), Fe(II), Fe(III), Eu(III) und Dy(III), besonders Mn(II) und Gd(III), sein.
Die vorstehenden Elemente können, falls gewünscht, in Form eines Salzes, einschließlich anorganischer Salze, wie eines Mangansalzes, zum Beispiel Manganchlorid, Mangancarbonat und Manganacetat, und organischer Salze, wie Mangangluconat und Manganhydroxylapatit, vorliegen. Andere beispielhafte Salze schließen Eisensalze, zum Beispiel Eisensulfide und Eisen(III)-Salze, wie Eisen(III)-chlorid, ein.
Diese Elemente können auch, falls gewünscht, zum Beispiel durch kovalente oder nichtkovalente Assoziation an Komplexbildner, einschließlich lipophiler Derivate davon, oder an proteinartige Makromoleküle gebunden sein. Bevorzugte Komplexbildner schließen zum Beispiel Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA), Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-N,N',N'',N'''-tetraessigsäure (DOTA), 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-N,N',N''-triessigsäure (DOTA), 3,6,9-Triaza-12-oxa-3,6,9-tricarboxymethylen-10-carboxy-13-phenyltridecansäure (B-19036), Hydroxybenzylethylendiamindiessigsäure (HBED), N,N'-Bis(pyridoxyl-5-phosphat)ethylendiamin, N,N'-Diacetat (DPDP), 1,4,7-Triazacyclononan-N,N',N''-triessigsäure (NOTA), 1,4,8,11-Tetraazacyclotetradecan-N,N',N'',N'''-tetraessigsäure (TETA), Kryptanden (makrocyclische Komplexe) und Deferoxamin ein. Stärker bevorzugt sind die Komplexbildner EDTA, DTPA, DOTA, DO3A und Kryptanden, am meisten bevorzugt DTPA. Bevorzugte lipophile Komplexe schließen alkylierte Derivate der Komplexbildner EDTA und DOTA, zum Beispiel N,N'-Bis(carboxydecylamidomethyl-N-2,3-dihydroxypropyl)ethylendiamin-N,N'-diacetat (EDTA-DDP); N,N'-Bis(carboxyoctadecylamidomethyl-N-2,3-dihydroxypropyl)ethylendiamin-N,N'-diacetat (EDTA-ODP); N,N'-Bis(carboxylaurylamidomethyl-N-2,3-dihydroxypropyl)ethylendiamin-N,N'-diacetat (EDTA-LDP) und dergleichen ein, einschließlich der, die in dem U.S.-Patent Nr. 5,312,617 beschrieben sind. Bevorzugte proteinartige Makromoleküle schließen zum Beispiel Albumin, Kollagen, Polyarginin, Polylysin, Polyhistidin, γ-Globulin und β-Globulin ein, wobei Albumin, Polyarginin, Polylysin und Polyhistidin stärker bevorzugt sind.
Geeignete Komplexe schließen daher Mn(II)-DTPA, Mn(II)-EDTA, Mn(II)-DOTA, Mn(II)-DO3A, Mn(II)-Kryptanden, Gd(III)-DTPA, Gd(III)-DOTA, Gd(III)-DO3A, Gd(III)-Kryptanden, Cr(III)-EDTA, Cu(II)-EDTA oder Eisendeferoxamin, besonders Mn(II)-DTPA oder Gd(III)-DTPA, ein.
Nitroxide sind paramagnetische Kontrastmittel, die auf Grund des Vorhandenseins eines ungepaarten Elektrons in dem Nitroxidmolekül sowohl die Geschwindigkeit der T1-Relaxation als auch der T2-Relaxation in der MRI erhöhen. Wie einem Durchschnittsfachmann bekannt ist, kann die paramagnetische Wirksamkeit einer bestimmten Verbindung als MRI- Kontrastmittel, zumindest teilweise, mit der Zahl von ungepaarten Elektronen in dem paramagnetischen Kern oder Molekül und im besonderen mit dem Quadrat der Zahl von ungepaarten Elektronen in Zusammenhang gebracht werden. Gadolinium weist zum Beispiel sieben ungepaarte Elektronen auf, während ein Nitroxidmolekül ein ungepaartes Elektron aufweist. Somit ist Gadolinium im Allgemeinen ein viel stärkeres MRI-Kontrastmittel als ein Nitroxid. Die effektive Korrelationszeit, ein weiterer wichtiger Parameter zur Beurteilung der Wirksamkeit von Kontrastmitteln, verleiht jedoch den Nitroxiden eine potenzielle erhöhte Relaxivität. Wenn zum Beispiel durch die Bindung des paramagnetischen Kontrastmittels an ein großes Molekül die Taumelgeschwindigkeit verlangsamt wird, taumelt es langsamer und kann dadurch Energie zur Beschleunigung der Relaxation der Wasserprotonen wirksamer übertragen. Im Gadolinium ist jedoch die Elektronenspinrelaxationszeit kurz und schränkt den Grad, bis zu dem langsame Rotationskorrelationszeiten die Relaxivität erhöhen können, ein. Für Nitroxide sind jedoch die Elektronenspinrelaxationszeiten günstiger, und enorme Zunahmen der Relaxivität können durch eine Verlangsamung der Rotationskorrelationszeit dieser Moleküle erzielt werden. Die gasgefüllten Vesikel der vorliegenden Erfindung sind ideal, um als Ziele verlangsamte Rotationskorrelationszeiten und die sich daraus ergebende Verbesserung der Relaxivität zu erreichen. Obwohl es nicht beabsichtigt ist, an einer bestimmten Theorie des Vorgangs festzuhalten, wird davon ausgegangen, dass die so erhaltenen Korrelationszeiten optimiert werden können, da die Nitroxide, zum Beispiel durch Herstellung von Alkylderivaten davon, so konstruiert werden können, dass sie die Peripherien der Vesikel überziehen. Ferner kann das so erhaltene Kontrastmittel der vorliegenden Erfindung als Magnetkugel, eine geometrische Konfiguration, die die Relaxivität maximiert, angesehen werden.
Falls gewünscht, können die Nitroxide alkyliert oder anders derivatisiert werden, wie die Nitroxide 2,2,5,5-Tetramethyl-1-pyrrolidinyloxy, freies Radikal, und 2,2,6,6-Tetramethyl-1-piperidinyloxy, freies Radikal (TMPO).
Beispielhafte superparamagnetische Kontrastmittel, die zur Verwendung in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen Metalloxide und -sulfide, die eine magnetische Domäne erfahren, ferro- oder ferrimagnetische Verbindungen, wie reines Eisen, magnetisches Eisenoxid, wie Magnetit, γ-Fe₂O₃, Fe₃O₄, Manganferrit, Cobaltferrit und Nickelferrit, ein. Paramagnetische Gase, wie ¹⁷Sauerstoffgas (¹⁷O₂), können ebenfalls in den vorliegenden Zusammensetzungen verwendet werden. Zusätzlich kann auch hyperpolarisiertes Xenon-, Neon- oder Heliumgas verwendet werden. Ganzkörper-MR-Tomographie kann dann angewendet werden, um den Körper, zum Beispiel hinsichtlich einer Thrombose, schnell zu überprüfen, und Ultraschall kann, falls gewünscht, angewendet werden, um die Thrombolyse zu unterstützen.
Die Kontrastmittel, wie die vorstehend beschriebenen, paramagnetischen und superparamagnetischen Kontrastmittel, können als eine Komponente in den Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen verwendet werden. Im Fall von Vesikelzusammensetzungen können die vorstehend erwähnten Kontrastmittel in deren innerem Hohlraum eingeschlossen sein, als eine Lösung mit den Vesikeln verabreicht werden, mit beliebigen zusätzlichen stabilisierenden Materialien eingebracht werden oder auf die Oberfläche oder Membran des Vesikels aufgetragen werden.
Falls gewünscht, können die paramagnetischen oder superparamagnetischen Mittel als alkylierte oder andere Derivate, die in die Zusammensetzungen, besonders die Lipidwände der Vesikel, eingebracht wurden, bereitgestellt werden. Im besonderen können die Nitroxide 2,2,5,5-Tetramethyl-1-pyrrolidinyloxy, freies Radikal, und 2,2,6,6-Tetramethyl-1-piperidinyloxy, freies Radikal, mit langkettigen Fettsäuren in den Stellungen des Ringes, die nicht durch die Methylgruppen besetzt sind, durch eine Vielzahl von Bindungen, einschließlich zum Beispiel einer Acetyloxybindung, Addukte bilden. Solche Addukte sind für das Einbringen in die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sehr geeignet.
Gemische aus einem beliebigen oder mehreren der paramagnetischen Mittel und/oder superparamagnetischen Mittel können in den vorliegenden Zusammensetzungen verwendet werden. Die paramagnetischen und superparamagnetischen Mittel können auch, falls gewünscht, gleichzeitig getrennt verabreicht werden.
Die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, und besonders die Vesikelzusammensetzungen, können nicht nur als wirksame Träger der vorstehend beschriebenen, superparamagnetischen Mittel dienen, sondern können auch den Suszeptibilitätseffekt von Kontrastmitteln verbessern. Superparamagnetische Kontrastmittel schließen Metalloxide, besonders Eisenoxide, die jedoch Manganoxide enthalten, und Eisenoxide, die verschiedene Mengen von Mangan, Kobalt und Nickel enthalten und die eine magnetische Domäne erfahren, ein. Diese Mittel sind Nano- oder Mikropartikel und weisen sehr hohe Massesuszeptibilitäten und Geschwindigkeiten der transversalen Relaxation auf. Die größeren Partikel, zum Beispiel Partikel mit Durchmessern von etwa 100 nm, weisen viel höhere R2-Relaxivitäten im Vergleich zu R1-Relaxivitäten auf. Die kleineren Partikel, zum Beispiel Partikel mit Durchmessern von etwa 10 bis etwa 15 nm, weisen etwas niedrigere R2-Relaxivitäten, jedoch viel ausgeglichenere R1- und R2-Werte auf. Viel kleinere Partikel, zum Beispiel monokristalline Eisenoxidpartikel mit Durchmessern von etwa 3 bis etwa 5 nm, weisen niedrigere R2-Relaxivitäten, jedoch wahrscheinlich die ausgeglichensten R1- und R2-Relaxationsgeschwindigkeiten auf. Ferritin kann auch so formuliert werden, dass es einen Kern aus superparamagnetischem Eisen mit einer sehr hohen Relaxationsgeschwindigkeit einkapselt. Es wurde festgestellt, dass die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen, besonders Vesikelzusammensetzungen, die gasgefüllte Vesikel einschließen, die Wirksamkeit und Sicherheit dieser üblichen MRI-Kontrastmittel auf Eisenoxidbasis erhöhen können.
Die Eisenoxide können einfach in die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen eingebracht werden. Bevorzugt können im Fall von aus Lipiden formulierten Vesikeln die Eisenoxide in die Wände der Vesikel eingebracht werden, indem sie zum Beispiel auf den Oberflächen der Vesikel adsorbiert oder im Inneren der Vesikel eingeschlossen werden, wie in dem U.S.-Patent 5,088,499 beschrieben, dessen Offenbarungen in ihrer Gesamtheit hier durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Ohne an einer besonderen Theorie oder Theorien des Vorgangs festzuhalten, wird angenommen, dass die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, und besonders die Vesikelzusammensetzungen, die Wirksamkeit der superparamagnetischen Kontrastmittel durch mehrere Mechanismen erhöhen. Als erstes wird angenommen, dass die Vesikel eine Erhöhung der scheinbaren magnetischen Konzentration der Eisenoxidpartikel bewirken. Es wird auch angenommen, dass die Vesikel die scheinbare Rotationskorrelationszeit der MRI-Kontrastmittel, einschließlich paramagnetischer und superparamagnetischer Mittel, erhöhen, so dass die Relaxationsgeschwindigkeiten erhöht werden. Zusätzlich hat es den Anschein, als ob die Vesikel die scheinbare magnetische Domäne des Kontrastmediums auf die nachstehend beschriebene Art und Weise erhöhen.
Bestimmte Vesikel der vorliegenden Erfindung, und besonders aus Lipiden formulierte Vesikel, können als flexible, kugelförmige Domänen mit einer anderen Suszeptibilität als das Suspensionsmedium, einschließlich zum Beispiel der wässrigen Suspension des Kontrastmediums oder des Blutes oder anderer Körperflüssigkeiten, zum Beispiel im Fall einer intravaskulären Injektion oder einer Injektion in andere Körperstellen, sichtbar gemacht werden. Im Fall von Ferriten oder Eisenoxidpartikeln sollte angemerkt werden, dass der durch diese Mittel bereitgestellte Kontrast von der Partikelgröße abhängt. Dieses Phänomen ist sehr häufig und wird oft als "säkulare" Relaxation der Wassermoleküle bezeichnet. Eher physikalisch beschrieben, hängt dieser Relaxationsmechanismus von der effektiven Größe des Molekülkomplexes ab, in dem sich ein paramagnetisches Atom oder paramagnetisches Molekül oder Moleküle befinden können. Eine physikalische Erklärung kann in den folgenden Solomon-Bloembergen-Gleichungen beschrieben werden, die die paramagnetischen Beiträge als eine Funktion der Relaxationzeiten T₁ und T₂ eines Kerns mit Spin ½ definieren, wobei das gyromagnetische Verhältnis g durch ein paramagnetisches Ion gestört ist: 1/T1M = (2/15)S(S + 1)γ2g2β2/r6[3τc/(1 + ωI 2τc 2) + 7τc/(1 + ωs 2τc 2)] + (2/3)S(S + 1)A2/h2[τe/(1 + ωs2τe 2)]und 1/T2M = (1/15)S(S + 1)γ2g2β2/r6[4τc + 3τc/(1 + ωI 2τc 2) + 13τc/(1 + ωs 2τc 2)] + (1/3)S(S + 1)A2/h2[τe/(1 + ωs2τe 2)]wobei:

S: die Elektronenspinquantenzahl ist;
g: der elektronische g-Faktor ist;
β: das Bohr'sche Magneton ist;
ω_I und ω_s (657ω_I): die Larmor-Frequenzen der Kernspins und Elektronenspins sind;
r: der Ion-Kern-Abstand ist;
A: die Hyperfeinkopplungskonstante ist;
τ_c und τ_e: die Korrelationszeiten der dipolaren beziehungsweise skalaren Wechselwirkungen sind; und
h: die Planck'sche Konstante ist.

Siehe z. B. Solomon, I., Phys. Rev. Bd. 99, S. 559 (1955) und Bloembergen, N., J. Chem. Phys. Bd. 27, S. 572, 595 (1957).
Wenige große Partikel können vor allem auf Grund einer größeren Korrelationszeit eine viel größere Wirkung als eine größere Anzahl von viel kleineren Partikeln aufweisen. Wenn man jedoch die Eisenoxidpartikel sehr groß macht, kann eine erhöhte Toxizität resultieren, und die Lunge kann durch eine Embolie verschlossen oder das Komplementkaskadensystems aktiviert werden. Ferner wird angenommen, dass die Gesamtgröße des Partikels nicht so wichtig wie der Durchmesser des Partikels an seiner Grenzfläche oder äußeren Oberfläche ist. Die Domäne der Magnetisierung oder der Suszeptibilitätseffekt fällt von der Oberfläche des Partikels exponentiell ab. Allgemein gesagt, zeigt im Fall von dipolaren (räumlichen) Relaxationsmechanismen dieser exponentielle Abfall eine r⁶-Abhängigkeit für eine paramagnetische Dipol-Dipol-Wechselwirkung. Wörtlich interpretiert, wird ein Wassermolekül, das 4 Å von einer paramagnetischen Oberfläche entfernt ist, 64-mal weniger als ein Wassermolekül, das 2 Å von derselben paramagnetischen Oberfläche entfernt ist, beeinflusst. Die ideale Situation, bezogen auf eine Maximierung der Kontrastwirkung, besteht darin, die Eisenoxidpartikel hohl, flexibel und so groß wie möglich zu machen. Dies zu erreichen, war bisher nicht möglich, und es wird angenommen, dass der Nutzen bisher auch nicht erkannt wurde. Durch Beschichten der inneren oder äußeren Oberflächen der Vesikel mit den Kontrastmitteln kann, selbst wenn die einzelnen Kontrastmittel, zum Beispiel Eisenoxidnanopartikel oder paramagnetische Ionen, relativ kleine Strukturen sind, die Wirksamkeit der Kontrastmittel deutlich verbessert werden. Auf diese Weise können die Kontrastmittel als eine effektiv viel größere Kugel wirken, wobei die wirksame Domäne der Magnetisierung durch den Durchmesser des Vesikels bestimmt wird und an der Oberfläche des Vesikels maximal ist. Diese Mittel bieten den Vorteil von Flexibilität, nämlich Nachgiebigkeit. Während starre Vesikel in der Lunge oder anderen Organen stecken bleiben und toxische Reaktionen hervorrufen können, gleiten diese flexiblen Vesikel viel leichter durch die Kapillaren.
Im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen, flexiblen Vesikeln kann es unter bestimmten Umständen wünschenswert sein, Vesikel aus im Wesentlichen undurchlässigen Polymermaterialien, einschließlich zum Beispiel Polymethylmethacrylat, zu formulieren. Dies führt im Allgemeinen zur Bildung von Vesikeln, die im Wesentlichen undurchlässig und relativ unelastisch und spröde sein können. In Ausführungsformen, die diagnostische Bilderzeugung, zum Beispiel Ultraschall, einschließen, stellen Kontrastmedien, die solche spröden Vesikel umfassen, im Allgemeinen nicht das gewünschte Reflexionsvermögen, das die flexiblen Vesikel bereitstellen können, bereit. Durch eine Erhöhung der Ultraschallausgangsleistung können jedoch die spröden Mikrokügelchen zerbrechen, wodurch Schallemissionen hervorgerufen werden, die durch einen Ultraschallwandler gemessen werden können.
Bilderzeugung mittels Nuklearmedizin (NMI) kann ebenfalls in Verbindung mit den diagnostischen und therapeutischen Aspekten der vorliegenden Erfindung verwendet werden. NMI kann zum Beispiel zum Nachweis von radioaktiven Gasen, wie Xe¹³³, verwendet werden, die zusätzlich zu oder anstelle von den vorstehend diskutierten Gasen in die vorliegenden Zusammensetzungen eingebracht werden können. Solche radioaktiven Gase können zur Verwendung beim Aufspüren von zum Beispiel Thrombose in den Vesikeln eingeschlossen werden. Bevorzugt werden Derivate bifunktioneller Chelate in die Vesikelwände eingebracht, und die so erhaltenen Vesikel können sowohl in der NMI als auch im Ultraschall verwendet werden. In diesem Fall können hochenergetische und hochwertige Isotope zur Bilderzeugung mittels Nuklearmedizin, wie Technetium^99m oder Indium¹¹¹, in die Wände der Vesikel eingebracht werden. Ganzkörper-γ-Scanning-Kameras können dann verwendet werden, um Regionen der Vesikelaufnahme in vivo schnell zu lokalisieren. Falls gewünscht, kann auch Ultraschall verwendet werden, um das Vorliegen von zum Beispiel einem Blutgerinnsel in den Blutgefäßen zu bestätigen, da Ultraschall im Vergleich zu Verfahren der Nuklearmedizin im Allgemeinen eine bessere Auflösung bereitstellt. NMI kann auch verwendet werden, um für ein Aufspüren von Gefäßthrombosebereichen den ganzen Körper des Patienten zu überprüfen, und Ultraschall kann lokal auf diese Bereiche angewendet werden, um die Vesikelruptur zu fördern und das Gerinnsel zu behandeln.
Zur optischen Bilderzeugung können optisch aktive Gase, wie Argon oder Neon, in die vorliegenden Zusammensetzungen eingebracht werden. Zusätzlich können auch optisch aktive Materialien, zum Beispiel fluoreszierende Materialien, einschließlich Porphyrinderivate, verwendet werden. Elastographie ist ein Verfahren zur Bilderzeugung, das im Allgemeinen eine viel niedrigere Schallfrequenz, zum Beispiel etwa 60 kHz, im Vergleich zu Ultraschall, der Überfrequenzen von mehr als 1 MHz umfassen kann, verwendet. Bei der Elastographie wird die Schallenergie im Allgemeinen auf Gewebe angewendet, und die Elastizität des Gewebes kann dann bestimmt werden. Die hier beschriebenen Vesikel auf Lipidbasis sind bevorzugt hochelastisch und können die lokale Elastizität des Gewebes, auf das sie gerichtet werden, erhöhen. Diese erhöhte Elastizität kann dann mit Elastographie nachgewiesen werden. Falls gewünscht, kann die Elastographie zusammen mit anderen Verfahren zur Bilderzeugung, wie MRI und Ultraschall, verwendet werden.
Eine große Vielzahl von Verfahren ist zur Herstellung der Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen, wie Mizellen und/oder Liposomen, verfügbar. Zu diesen Verfahren zählen zum Beispiel Schütteln, Trocknen, Gasinstillation, Sprühtrocknen und dergleichen. Geeignete Verfahren zur Herstellung der Vesikelzusammensetzungen aus Lipiden sind zum Beispiel in Unger et al., U.S.-Patent Nr. 5,469,854 , beschrieben. Wie vorstehend angegeben, werden die Vesikel bevorzugt aus Lipiden, die im Gelzustand bleiben, hergestellt.
Unter besonderer Bezugnahme auf die Herstellung der Mizellenzusammensetzungen wird die folgende Diskussion bereitgestellt. Mizellen können unter Verwendung eines beliebigen einer Vielzahl von üblichen Herstellungsverfahren für Mizellen, die für Fachleute offensichlich sind, hergestellt werden. Diese Verfahren umfassen typischerweise die Suspendierung einer oder mehrerer Lipidverbindungen in einem organischen Lösungsmittel, Abdampfung des Lösungsmittels, Resuspendierung in einem wässrigen Medium, Ultraschallbehandlung und Zentrifugation. Die vorstehenden Verfahren sowie andere werden zum Beispiel in Canfield et al., Methods in Enzymology, Bd. 189, S. 418–422 (1990); El-Gorab et al., Biochem. Biophys. Acta, Bd. 306, S. 58–66 (1973); Colloidal Surfactant, Shinoda, K., Nakagana, Tamamushi und Isejura, Academic Press, NY (1963) (besonders "The Formation of Micelles", Shinoda, Kapitel 1, S. 1–88); Catalysis in Micellar and Macromolecular Systems, Fendler und Fendler, Academic Press, NY (1975), diskutiert.
Wie vorstehend angegeben, kann die Vesikelzusammensetzung Liposomen umfassen. Eine große Vielzahl von Verfahren ist in Verbindung mit der Herstellung von Liposomenzusammensetzungen verfügbar. Folglich können die Liposomen unter Verwendung eines beliebigen einer Vielzahl von herkömmlichen Herstellungsverfahren für Liposomen, die für Fachleute offensichlich sind, hergestellt werden. Diese Verfahren schließen zum Beispiel Lösungsmitteldialyse, French-Presse, Extrusion (mit oder ohne Einfrieren-Auftauen), Umkehrphasenverdampfung, einfaches Frost-Tau-Verfahren, Ultraschallbehandlung, Chelatdialyse, Homogenisierung, Lösungsmittelinfusion, Mikroemulgierung, spontane Bildung, Lösungsmittelabdampfung, Lösungsmitteldialyse, Verfahren mit einer French-Presse (engl. French pressure cell technique), kontrollierte Detergensdialyse und andere ein, die jeweils die Herstellung der Vesikel auf verschiedene Arten umfassen. Siehe, z. B., Madden et al., Chemistry and Physics of Lipids, 1990 53, 37–46. Geeignete Frost-Tau-Verfahren sind zum Beispiel in der internationalen Patentanmeldung Seriennr. PCT/US89/05040, eingereicht am 8. November 1989, beschrieben. Verfahren, die Frost-Tau-Verfahren umfassen, sind in Verbindung mit der Herstellung von Liposomen bevorzugt. Die Herstellung der Liposomen kann in einer Lösung, wie einer wässrigen Kochsalzlösung oder einer wässrigen Phosphatpufferlösung, oder sterilem Wasser, durchgeführt werden. Die Liposomen können auch durch verschiedene Verfahren, die Schütteln oder Verwirbeln umfassen, hergestellt werden. Dies kann zum Beispiel unter Verwendung einer mechanischen Schüttelvorrichtung, wie eines Wig-L-Bug^TM (Crescent Dental, Lyons, IL), eines Mixomat (Degussa AG, Frankfurt, Deutschland), eines Capmix (Espe, Fabrik Pharmazeutischer Präparate GMBH & Co., Seefeld, Oberbayern, Deutschland), eines Silamat Plus (Vivadent, Liechtenstein) oder eines Vibros (Quayle Dental, Sussex, England), erzielt werden. Eine übliche Mikroemulgierungsausrüstung, wie ein Microfluidizer^TM (Microfluidics, Woburn, MA), kann ebenfalls verwendet werden.
Sprühtrocknen kann ebenfalls zur Herstellung der gasgefüllten Vesikel angewendet werden. Unter Verwendung dieses Verfahrens können die Lipide zur Herstellung gasgefüllter Vesikel in einer wässrigen Umgebung vorgemischt und anschließend sprühgetrocknet werden. Die Vesikel können unter dem Dampfraum eines gewünschten Gases gelagert werden.
Viele Herstellungsverfahren für Liposomen, die an die Verwendung bei der Herstellung der Vesikelzusammensetzungen angepasst werden können, werden zum Beispiel in dem U.S.-Patent Nr. 4,728,578 ; in der U.K.-Patentanmeldung GB 2193095 A ; in dem U.S.-Patent Nr. 4,728,575 ; U.S.-Patent Nr. 4,737,323 ; in der internationalen Patentanmeldung Seriennr. PCT/US85/01161; in Mayer et al., Biochimica et Biophysica Acta, Bd. 858, S. 161–168 (1986); Hope et al., Biochimica et Biophysica Acta, Bd. 812, S. 55–65 (1985); in dem U.S.-Patent Nr. 4,533,254 ; in Mayhew et al., Methods in Enzymology, Bd. 149, S. 64–77 (1987); Mayhew et al., Biochimica et Biophysica Acta, Bd. 755, S. 169–74 (1984); Cheng et al., Investigative Radiology, Bd. 22, S. 47–55 (1987); in der internationalen Patentanmeldung Seriennr. PCT/US89/05040; in dem U.S.-Patent Nr. 4,162,282 ; U.S.-Patent Nr. 4,310,505 ; U.S.-Patent Nr. 4.921.706 ; und in Liposome Technology, Gregoriadis, G., Hrsg., Bd. I, S. 29–31, 51–67 und 79–108 (CRC Press Inc., Boca Raton, FL 1984), diskutiert.
Lipidzusammensetzungen, die ein Gas umfassen, können durch Bewegen einer wässrigen Lösung, die, falls gewünscht, ein stabilisierendes Material enthält, in Gegenwart eines Gases hergestellt werden. Der Begriff "Bewegen", wie hier verwendet, bedeutet eine beliebige Schüttelbewegung einer wässrigen Lösung, so dass Gas von der lokalen Umgebung in die wässrige Lösung eingebracht werden kann. Diese Bewegung wird bevorzugt bei einer Temperatur unterhalb der Phasenübergangstemperatur von Gel zu flüssigkristallin des Lipids durchgeführt. Das an der Bewegung der Lösungen beteiligte Schütteln wird bevorzugt mit einer ausreichenden Kraft durchgeführt, die zur Bildung einer Lipidzusammensetzung, einschließlich Vesikelzusammensetzungen, und insbesondere Vesikelzusammensetzungen, die gasgefüllte Vesikel umfassen, ausreicht. Das Schütteln kann durch Umschwenken, wie durch Verwirbeln, seitliche Bewegung oder Auf- und Abbewegung erfolgen. Verschiedene Bewegungstypen können kombiniert werden. Das Schütteln kann auch stattfinden, indem der Behälter, der die wässrige Lipidlösung enthält, geschüttelt wird, oder indem die wässrige Lösung in dem Behälter ohne Schütteln des Behälters selbst geschüttelt wird.
Das Schütteln kann manuell oder maschinell stattfinden. Mechanische Schüttler, die verwendet werden können, schließen zum Beispiel einen Schütteltisch, wie einem Schütteltisch von VWR Scientific (Cerritos, CA), sowie eine beliebige der vorstehend beschriebenen Schüttelvorrichtungen ein, wobei der Capmix (Espe, Fabrik Pharmazeutischer Präparate GMBH & Co., Seefeld, Oberbayern, Deutschland) bevorzugt ist. Es wurde festgestellt, dass zur Herstellung von Vesikeln in einem bevorzugten Größenbereich bestimmte Schüttel- oder Verwirbelungsarten verwendet werden können. Schütteln ist bevorzugt, und es ist bevorzugt, dass das Schütteln unter Verwendung des mechanischen Schüttlers Capmix von Espe durchgeführt wird. Gemäß diesem bevorzugten Verfahren ist es bevorzugt, dass zur Erzeugung der Lipidzusammensetzungen, und insbesondere der Vesikelzusammensetzungen, eine Pendelbewegung verwendet wird. Es ist noch stärker bevorzugt, dass die Bewegung pendelnd in Form eines Bogen erfolgt. Es ist beabsichtigt, dass die Geschwindigkeit der Pendelbewegung sowie ihr Bogens in Verbindung mit der Bildung von Vesikeln besonders wichtig ist. Bevorzugt kann die Zahl der Pendelbewegungen oder Oszillationen über einen vollständigen Zyklus etwa 1000 bis etwa 20000 pro Minute betragen. Stärker bevorzugt kann die Zahl der Pendelbewegungen oder Oszillationen etwa 2500 bis etwa 8000 pro Minute betragen, wobei etwa 3300 bis etwa 5000 Pendelbewegungen oder Oszillationen pro Minute noch stärker bevorzugt sind. Natürlich kann die Zahl der Oszillationen von der Masse des zu bewegenden Inhalts abhängen. Allgemein gesagt, kann eine größere Masse weniger Oszillationen erfordern. Ein weiteres Mittel, um Schütteln zu erzeugen, schließt die Wirkung von Gas, das unter hoher Geschwindigkeit oder hohem Druck abgegeben wird, ein.
Es ist auch selbstverständlich, dass bevorzugt mit einem größeren Volumen der wässrigen Lösung die Gesamtmenge an Kraft entsprechend erhöht werden kann. Kräftiges Schütteln ist als mindestens etwa 60 Schüttelbewegungen pro Minute definiert und ist bevorzugt. Verwirbeln mit etwa 60 bis etwa 300 Umdrehungen pro Minute ist stärker bevorzugt. Verwirbeln mit etwa 300 bis etwa 1800 Umdrehungen pro Minute ist noch stärker bevorzugt.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen, einfachen Schüttelverfahren können auch kompliziertere Verfahren angewendet werden. Solche komplizierten Verfahren schließen zum Beispiel Gasinstillationsverfahren unter Schütteln im flüssigkristallinen Zustand und Gasinstillationsverfahren unter Vakuumtrocknung, wie die in der gleichzeitig anhängigen U.S-Patentanmeldung Seriennr. 08/076,250, eingereicht am 11. Juni 1993, beschriebenen, ein. Obwohl ein beliebiges von mehreren verschiedenen Verfahren verwendet werden kann, werden die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Vesikelzusammensetzungen bevorzugt unter Verwendung eines Schüttelverfahrens hergestellt. Bevorzugt umfasst das Schüttelverfahren Bewegung mit einem mechanischen Schüttelapparat, wie einem Capmix von Espe (Seefeld, Oberbayern, Deutschland), wobei zum Beispiel die in der gleichzeitig anhängigen U.S.-Patentanmeldung Seriennr. 160,232, eingereicht am 30. November 1993, offenbarten Verfahren verwendet werden.
Die Größe gasgefüllter Vesikel kann, falls gewünscht, durch eine Vielzahl von Verfahren, einschließlich zum Beispiel Mikroemulgierung, Verwirbeln, Extrusion, Filtration, Ultraschallbehandlung, Homogenisierung, wiederholter Frost- und Tauzyklen, Extrusion unter Druck durch Poren definierter Größe und ähnlicher Verfahren, eingestellt werden. Die Größe gasgefüllter Vesikel, die gemäß den hier beschriebenen Verfahren hergestellt werden, kann in einem Bereich von weniger als etwa 1 μm bis mehr als etwa 100 μm liegen. Zusätzlich kann nach Extrusions- und Sterilisationsverfahren, die nachstehend ausführlich diskutiert werden, Bewegung oder Schütteln Vesikelzusammensetzungen, die im Wesentlichen keine oder eine minimale verbliebene wasserfreie Lipidphase im Rest der Lösung enthalten können, bereitstellen (Bangham, A. D., Standish, M. M., & Watkins, J. C., J. Mol. Biol. Bd. 13, S. 238–252 (1965). Falls gewünscht, können die Vesikel, wie sie gebildet werden, ohne einen Versuch der weiteren Modifikation ihrer Größe verwendet werden. Zur intravaskulären Verwendung weisen die Vesikel bevorzugt Durchmesser von weniger als etwa 30 μm und stärker bevorzugt weniger als etwa 12 μm auf. Zur gezielten intravaskulären Verwendung, einschließlich zum Beispiel der Bindung an ein bestimmtes Gewebe, wie karzinöses Gewebe, können die Vesikel wesentlich kleiner sein, zum Beispiel einen Durchmesser von weniger als etwa 100 nm aufweisen. Zur enteralen oder gastrointestinalen Verwendung können die Vesikel wesentlich größer sein, zum Beispiel eine Größe von bis zu einem Millimeter aufweisen. Bevorzugt kann die Größe der Vesikel so eingestellt werden, dass sie Durchmesser von etwa 2 μm bis etwa 100 μm aufweisen.
Die Größe der gasgefüllten Vesikel kann durch ein einfaches Verfahren der Extrusion durch Filter eingestellt werden, wobei die Porengröße des Filters die Größenverteilung der so erhaltenen, gasgefüllten Vesikel reguliert. Unter Verwendung von zwei oder mehr hintereinander angeordneten oder gestapelten Filtersätzen, zum Beispiel einem Filter mit 10 μm, gefolgt von einem Filter mit 8 μm, können die gasgefüllten Vesikel so ausgewählt werden, dass sie eine sehr enge Größenverteilung von rund 7 bis 9 μm aufweisen. Nach der Filtration können diese gasgefüllten Vesikel mehr als 24 Stunden stabil bleiben.
Der Größeneinstellungs- oder Filtrationsschritt kann unter Verwendung von zum Beispiel einer Filtriervorrichtung erfolgen, wenn die Zusammensetzung vor der Verwendung aus einem sterilen Fläschchen entnommen wird, oder stärker bevorzugt kann die Filtriervorrichtung während der Verwendung in eine Spritze eingebaut werden. Das Verfahren der Größeneinstellung der Vesikel umfasst dann die Verwendung einer Spritze, umfassend einen Zylinder, mindestens ein Filter und eine Nadel, und kann durch einen Extraktionsschritt, der das Extrudieren der Vesikel aus dem Zylinder durch das zwischen dem Zylinder und der Nadel an der Spritze angebrachte Filter umfasst, durchgeführt werden, wodurch die Größe der Vesikel eingestellt wird, bevor sie einem Patienten verabreicht werden. Der Extraktionsschritt kann auch das Aufziehen der Vesikel in die Spritze umfassen, wobei der Filter auf dieselbe Art und Weise eine Größeneinstellung der Vesikel beim Eintritt in die Spritze bewirken kann. Eine weitere Alternative ist das Füllen einer solchen Spritze mit Vesikeln, deren Größe bereits durch ein anderes Mittel eingestellt wurde, wobei in diesem Fall der Filter sicherstellen kann, dass nur Vesikel in dem gewünschten Größenbereich oder mit der gewünschten maximalen Größe anschließend durch Extrusion aus der Spritze verabreicht werden.
In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen können die Vesikelzusammensetzungen hitzesterilisiert oder filtersterilisiert und vor dem Schütteln durch ein Filter extrudiert werden. Allgemein gesagt, können Vesikelzusammensetzungen, umfassend ein Gas, hitzesterilisiert werden, und Vesikelzusammensetzungen, umfassend Vorläufer eines Gases, können filtersterilisiert werden. Sobald gasgefüllte Vesikel gebildet sind, können sie zur Größeneinstellung, wie vorstehend beschrieben, filtriert werden. Die Durchführung dieser Schritte vor der Bildung der mit einem Gas oder einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikel stellt sterile, gasgefüllte Vesikel, die zur Verabreichung an einen Patienten fertig sind, bereit. Ein Mischbehälter, wie ein Fläschchen oder eine Spritze, kann zum Beispiel mit einer filtrierten Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzung gefüllt werden, und die Zusammensetzung kann in dem Mischbehälter, zum Beispiel durch Autoklavieren, sterilisiert werden. Gas kann in die Zusammensetzung instilliert werden, wobei unter Schütteln des sterilen Behälters gasgefüllte Vesikel gebildet werden. Bevorzugt ist der sterile Behälter mit einem Filter ausgestattet, das so angebracht ist, dass die gasgefüllten Vesikel durch den Filter hindurchtreten, bevor sie mit einem Patienten in Kontakt kommen.
Der Schritt des Extrudierens der Lösung der Lipidverbindung durch ein Filter verringert die Menge von nichthydratisiertem Material, indem beliebige getrocknete Materialien aufgebrochen und einer größeren Oberfläche zur Hydratisierung ausgesetzt werden. Bevorzugt weist das Filter eine Porengröße von etwa 0,1 bis etwa 5 μm, stärker bevorzugt etwa 0,1 bis etwa 4 μm, noch stärker bevorzugt etwa 0,1 bis etwa 2 μm und noch stärker bevorzugt etwa 1 μm auf. Eine nichthydratisierte Verbindung, die im Allgemeinen unerwünscht ist, zeigt sich als amorphe Klumpen von uneinheitlicher Größe.
Der Sterilisationsschritt stellt eine Zusammensetzung bereit, die einem Patienten zur diagnostischen Bilderzeugung, einschließlich zum Beispiel Ultraschall oder CT, leicht verabreicht werden kann. In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen kann die Sterilisation durch Hitzesterilisation, bevorzugt durch Autoklavieren der Lösung bei einer Temperatur von mindestens etwa 100°C und stärker bevorzugt durch Autoklavieren bei etwa 100°C bis etwa 130°C, noch stärker bevorzugt etwa 110°C bis etwa 130°C, noch stärker bevorzugt etwa 120°C bis etwa 130°C und noch stärker bevorzugt etwa 130°C erfolgen. Bevorzugt findet das Erwärmen mindestens etwa 1 Minute, stärker bevorzugt etwa 1 bis etwa 30 Minuten, noch stärker bevorzugt etwa 10 bis etwa 20 Minuten und noch stärker bevorzugt etwa 15 Minuten statt.
Falls gewünscht, können der Extrusions- und Erhitzungsschritt, wie vorstehend dargestellt, umgekehrt werden oder nur einer der beiden Schritte kann verwendet werden. Andere Sterilisationsarten, einschließlich zum Beispiel Einwirkung von γ-Strahlung, können verwendet werden.
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Ausführungsformen können in den Vesikeln enthaltene Vorläufer eines Gases formuliert werden, die nach der Aktivierung, zum Beispiel durch Einwirkung von erhöhter Temperatur, Variieren des pH-Werts oder Licht, einen Phasenübergang von zum Beispiel einer Flüssigkeit, einschließlich einer Flüssigkeit, die in einem Vesikel eingeschlossen ist, zu einem Gas erfahren können, das sich ausdehnt, wobei die hier beschriebenen, gasgefüllten Vesikel erzeugt werden. Dieses Verfahren ist in den gleichzeitig anhängigen U.S.-Patentanmeldung Seriennr. 08/160,232, eingereicht am 30. November 1993, und 08/159,687, eingereicht am 30. November 1993, ausführlich beschrieben.
Das bevorzugte Verfahren zur Aktivierung des Vorläufers eines Gases besteht aus der Einwirkung von erhöhter Temperatur. Die Aktivierungs- oder Übergangstemperatur und ähnliche Begriffe bezeichnen den Siedepunkt des Vorläufers eines Gases und stellen die Temperatur dar, bei der der Phasenübergang von flüssig zu gasförmig des Vorläufers eines Gases stattfindet. Verwendbare Vorläufer eines Gases sind die Materialien, die Siedepunkte im Bereich von etwa –100°C bis etwa 70°C aufweisen. Jeder Vorläufer eines Gases weist eine spezielle Aktivierungstemperatur auf. Eine Aktivierungstemperatur von etwa 37°C oder etwa menschlicher Körpertemperatur ist in dem Kontext der vorliegenden Erfindung für Vorläufer eines Gases bevorzugt. Somit wird in einer bevorzugten Form ein flüssiger Vorläufer eines Gases aktiviert, damit er bei etwa 37°C oder darunter ein Gas wird. Der Vorläufer eines Gases kann zur Verwendung in den Verfahren der vorliegenden Erfindung in flüssiger oder gasförmiger Phase vorliegen.
Die Verfahren zur Herstellung der mit einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikel können unterhalb des Siedepunkts des Vorläufers eines Gases durchgeführt werden, so dass eine Flüssigkeit zum Beispiel in ein Vesikel eingebracht wird. Zusätzlich können die Verfahren am Siedepunkt des Vorläufers eines Gases durchgeführt werden, so dass ein Gas zum Beispiel in ein Vesikel eingebracht wird. Für Vorläufer eines Gases mit niedrigen Siedepunkten können flüssige Vorläufer unter Verwendung einer auf eine niedrige Temperatur gekühlten Microfluidizer-Vorrichtung emulgiert werden. Die Siedepunkte können auch unter Verwendung von Lösungsmitteln in flüssigen Medien erniedrigt werden, um einen Vorläufer in flüssiger Form zu verwenden. Ferner können die Verfahren unter Erhöhung der Temperatur während des Verfahrens durchgeführt werden, wodurch das Verfahren mit einem Vorläufer eines Gases als Flüssigkeit beginnt und mit einem Gas endet.
Der Vorläufer eines Gases kann so ausgewählt werden, dass das Gas in situ in dem Zielgewebe oder der Zielflüssigkeit, in vivo nach dem Eintritt in den Patienten oder das Tier, vor der Verwendung, während der Lagerung oder während der Herstellung gebildet wird. Die Verfahren zur Herstellung der mit einem temperaturaktivierten Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikel können bei einer Temperatur unterhalb des Siedepunkts des Vorläufers eines Gases durchgeführt werden. In dieser Ausführungsform kann der Vorläufer eines Gases in einem Vesikel eingeschlossen werden, so dass der Phasenübergang nicht während der Herstellung stattfindet. Stattdessen werden die mit einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikel in der flüssigen Phase des Vorläufers eines Gases hergestellt. Die Aktivierung des Phasenübergangs kann zu jeder Zeit, wenn die Temperatur den Siedepunkt des Vorläufers übersteigt, stattfinden. Durch die Kenntnis der Flüssigkeitsmenge in einem Tröpfchen des flüssigen Vorläufers eines Gases kann auch die Größe der Vesikel nach dem Erreichen des gasförmigen Zustandes bestimmt werden.
In einer anderen Ausführungsform können die Vorläufer eines Gases verwendet werden, um stabile, gasgefüllte Vesikel zu erzeugen, die vor der Verwendung vorgeformt werden. In dieser Ausführungsform kann der Vorläufer eines Gases in einen Behälter gegeben werden, der eine Lipidzusammensetzung bei einer Temperatur unterhalb der Phasenübergangstemperatur von flüssig zu gasförmig des jeweiligen Vorläufers eines Gases enthält. Wenn die Temperatur erhöht und aus dem Vorläufer eines Gases und der flüssigen Lösung eine Emulsion gebildet wird, erfährt der Vorläufer eines Gases einen Übergang vom flüssigen zum gasförmigen Zustand. Als Folge dieses Erwärmens und der Gasbildung verdrängt das Gas die Luft in dem Dampfraum über dem flüssigen Gemisch, so dass gasgefüllte Vesikel gebildet werden, die das Gas des Vorläufers eines Gases, Umgebungsgas (z. B. Luft), einschließen können oder den Vorläufer eines Gases im Gaszustand und Umgebungsluft gleichzeitig einschließen können. Dieser Phasenübergang kann für ein optimales Mischen und die Bildung des Kontrastmittels verwendet werden. Der Vorläufer eines Gases, Perfluorbutan, kann zum Beispiel in den Lipidvesikeln eingeschlossen werden, und, wenn die Temperatur über den Siedepunkt von Perfluorbutan (4°C) erhöht wird, wird das Perfluorbutangas in den Vesikeln eingeschlossen.
Folglich können die Vorläufer eines Gases so ausgewählt werden, dass gasgefüllte Vesikel in vivo gebildet werden, oder können so konstruiert werden, dass die gasgefüllten Vesikel in situ, während des Herstellungsverfahrens, bei der Lagerung oder einige Zeit vor der Verwendung erzeugt werden.
Als eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung kann, indem vorher mit dem Vorläufer eines Gases im flüssigen Zustand eine wässrige Emulsion gebildet wird, unter Verwendung der Zustandsgleichung idealer Gase die maximale Größe des Vesikels abgeschätzt werden, sobald der Übergang in den gasförmigen Zustand erfolgt ist. Zum Zweck der Herstellung gasgefüllter Vesikel aus Vorläufern eines Gases kann davon ausgegangen werden, dass sich die Gasphase sofort bildet und dass im Wesentlichen kein Gas in dem neu gebildeten Vesikel auf Grund von Diffusion in die Flüssigkeit, die im Allgemeinen wässriger Natur ist, entleert wurde. Daher kann man aus einem bekannten Flüssigkeitsvolumen in der Emulsion eine Obergrenze für die Größe des gasgefüllten Vesikels vorhersagen.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein Gemisch aus einer Lipidverbindung und einem Vorläufer eines Gases, das Flüssigkeitströpfchen definierter Größe enthält, so formuliert werden, dass sich nach dem Erreichen einer bestimmten Temperatur, zum Beispiel des Siedepunkts des Vorläufers eines Gases, die Tröpfchen zu gasgefüllten Vesikeln definierter Größe ausdehnen können. Die definierte Größe kann eine Obergrenze der tatsächlichen Größe darstellen, da die Zustandsgleichung idealer Gase im Allgemeinen solche Faktoren, wie Gasdiffusion in eine Lösung, Gasverlust an die Atmosphäre und die Wirkungen von erhöhtem Druck, nicht berücksichtigen kann.
Die Zustandsgleichung idealer Gase, die zur Berechnung der Volumenzunahme der Gasbläschen nach dem Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand verwendet werden kann, lautet wie folgt: pV = nRTwobei

p: der Druck in Atmosphären (atm) ist;
V: das Volumen in Litern (1) ist;
n: die Mole des Gases sind;
T: die Temperatur in Grad Kelvin (K) ist; und
R: die allgemeine Gaskonstante (22,4 l·atm/K·mol) ist.

Mit der Kenntnis des Volumens, der Dichte und der Temperatur der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsgemisch kann die Menge, zum Beispiel in Molen, und das Volumen des flüssigen Vorläufers, der sich bei der Umwandlung in ein Gas zu einem Vesikel mit bekanntem Volumen ausdehnen kann, berechnet werden. Das berechnete Volumen kann eine Obergrenze der Größe des gasgefüllten Vesikels widerspiegeln, wobei von einer sofortigen Ausdehnung zu einem gasgefüllten Vesikel und einer vernachlässigbaren Diffusion des Gases während der Ausdehnungszeit ausgegangen wird.
Somit kann zur Stabilisierung des Vorläufers im flüssigen Zustand in einem Gemisch, wobei das Vorläufertröpfchen kugelförmig ist, das Volumen des Vorläufertröpfchens durch die Gleichung: Volumen (kugelförmiges Vesikel) = 4/3πr3 bestimmt werden, wobei r der Radius des Kügelchens ist.
Somit kann, sobald das Volumen vorausberechnet ist, und die Dichte der Flüssigkeit bei der gewünschten Temperatur bekannt ist, die Menge des flüssigen Vorläufers eines Gases in dem Tröpfchen bestimmt werden. In eher beschreibender Hinsicht, kann folgendes angewendet werden: VGas = 4/3π(rGas)3 durch die Zustandsgleichung idealer Gase pV = nRTzeigt die Substitution VGas = nRT/pGas oder n = 4/3[πrGas 3]p/RT (A)Menge n = 4/3[πr_Gas ³p/RT]·MW_n
Rückumwandlung in ein flüssiges Volumen Vfl. = [4/3[πrGas 3]p/RT]·MWn/D] (B)wobei D die Dichte des Vorläufers ist.
Auflösen nach dem Durchmesser des Flüssigkeitströpfchens Durchmesser/2 = [3/4π[4/3·[πrGas 3]p/RT]MWn/D]1/3 (C)das sich zu Durchmesser = 2[[rGas 3]p/RT[MWn/D]]1/3 reduziert.
Als ein weiteres Mittel zur Herstellung von Vesikeln mit der gewünschten Größe zur Verwendung in den Verfahren der vorliegenden Erfindung und mit einer Kenntnis des Volumens und besonders des Radius der Flüssigkeitströpfchen kann man Filter mit der geeigneten Größe verwenden, um die Größe der Tröpfchen des Vorläufers eines Gases auf den geeigneten Kugeldurchmesser einzustellen.
Ein repräsentativer Vorläufer eines Gases kann zur Bildung eines Vesikels mit definierter Größe, zum Beispiel einem Durchmesser von 10 μm, verwendet werden. In diesem Beispiel kann das Vesikel im Blutstrom eines Menschen gebildet werden, wobei somit die typische Temperatur 37°C oder 310 K beträgt. Bei einem Druck von 1 Atmosphäre und unter Verwendung der Gleichung (A) können 7,54 × 10^–17 mol des Vorläufers eines Gases erforderlich sein, um das Volumen eines Vesikels mit einem Durchmesser von 10 μm zu füllen.
Unter Verwendung der vorstehend berechneten Menge des Vorläufers eines Gases und von 1-Fluorbutan, das ein Molekulargewicht von 76,11, einen Siedepunkt von 32,5°C und eine Dichte von 0,7789 g/ml bei 20°C besitzt, sagen weitere Berechnungen voraus, dass 5,74 × 10^–15 g dieses Vorläufers für ein Vesikel mit 10 μm erforderlich sein können. Durch weiteres Extrapolieren und mit der Kenntnis der Dichte sagt die Gleichung (B) weiter voraus, dass 8,47 × 10^–16 ml des flüssigen Vorläufers notwendig sein können, um ein Vesikel mit einer Obergrenze von 10 μm zu bilden.
Schließlich kann unter Verwendung der Gleichung (C) ein Gemisch, zum Beispiel eine Emulsion, die Tröpfchen mit einem Radius von 0,0272 μm oder einem entsprechenden Durchmesser von 0,0544 μm enthält, gebildet werden, um ein Vesikel, das mit einem Vorläufer eines Gases gefüllt ist, mit einer Obergrenze des Vesikels von 10 μm herzustellen.
Eine Emulsion mit dieser besonderen Vesikelgröße kann unter Verwendung eines Filters mit geeigneter Größe leicht erzielt werden. Zusätzlich kann, wie aus der Größe des Filters ersichtlich ist, der zur Bildung von Tröpfchen des Vorläufers eines Gases mit definierter Größe notwendig ist, die Größe des Filters auch ausreichen, um beliebige mögliche bakterielle Verunreinigungen zu entfernen, und es kann daher auch zur Sterilfiltration verwendet werden.
Diese Ausführungsform zur Herstellung gasgefüllter Vesikel kann auf alle temperaturaktivierten Vorläufer eines Gases angewendet werden. Tatsächlich ermöglicht die Erniedrigung des Gefrierpunkts des Lösungsmittelsystems die Verwendung von Vorläufern eines Gases, die Phasenübergänge von flüssig zu Gas bei Temperaturen unterhalb von 0°C erfahren können. Das Lösungsmittelsystem kann so ausgewählt werden, dass ein Medium zur Suspension des Vorläufers eines Gases bereitgestellt wird. 20%iges Propylenglycol, das mit gepufferter Kochsalzlösung mischbar ist, zeigt zum Beispiel eine Erniedrigung des Gefrierpunkts unter den Gefrierpunkt von Wasser allein. Durch eine Erhöhung der Propylenglycolmenge oder die Zugabe von Materialien, wie Natriumchlorid, kann der Gefrierpunkt noch weiter erniedrigt werden.
Die Wahl des geeigneten Lösungsmittelsystems kann auch durch physikalische Verfahren bestimmt werden. Wenn flüssige oder feste Substanzen, die hier als gelöste Stoffe bezeichnet werden, in einem Lösungsmittel, wie Puffern auf Wasserbasis, gelöst werden, kann der Gefrierpunkt durch eine Menge, die von der Zusammensetzung der Lösung abhängt, erniedrigt werden. Somit kann man, wie von Wall definiert, die Gefrierpunktserniedrigung des Lösungsmittels durch die folgende Gleichung ausdrücken: lnxa = ln(1 – xb) = ΔHfus/R(1/T0 – 1/T)wobei

x_a: der Molenbruch des Lösungsmittels ist;
x_b: der Molenbruch des gelösten Stoffes ist;
ΔH_fus: die Schmelzwärme des Lösungsmittels ist; und
T₀: der normale Gefrierpunkt des Lösungsmittels ist.

Der normale Gefrierpunkt des Lösungsmittels kann durch Lösen der Gleichung erhalten werden. Wenn x_b, bezogen auf x_a, klein ist, kann die vorstehende Gleichung wie folgt umgeformt werden: xb = ΔHfus/R[T – T0/T0T) ≈ ΔHfusΔT/RT0 2
Die vorstehende Gleichung geht davon aus, dass die Temperaturänderung ΔT im Vergleich zu T₂ klein ist. Diese Gleichung kann weiter vereinfacht werden, indem die Konzentration des gelösten Stoffes als Molalität m (Mole des gelösten Stoffes pro 1000 g Lösungsmittel) ausgedrückt wird. Somit kann die Gleichung wie folgt umgeformt werden: xb = m/[m + 1000/ma] ≈ mMa/1000wobei Ma das Molekulargewicht des Lösungsmittels ist.
Somit ergibt sich durch Ersetzen des Bruchs x_b: ΔT = [MaRT0 2/1000ΔHfus]moder ΔT = Kfmwobei Kf = MaRT0 2/1000ΔHfus
K_f ist der molale Gefrierpunkt und ist gleich 1,86 Grad pro Einheit der molalen Konzentration für Wasser bei einem Druck von 1 Atmosphäre. Die vorstehende Gleichung kann zur genauen Bestimmung des molalen Gefrierpunkts von Lösungen von mit einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikeln verwendet werden. Folglich kann die vorstehende Gleichung angewendet werden, um Gefrierpunktserniedrigungen abzuschätzen und um die geeigneten Konzentrationen eines flüssigen oder festen gelösten Stoffes, die zur Erniedrigung der Gefriertemperatur des Lösungsmittels auf einen geeigneten Wert notwendig sind, zu bestimmen.
Verfahren zur Herstellung der mit einem temperaturaktivierten Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikel beinhalten:

(a) Verwirbeln und/oder Schütteln eines wässrigen Gemisches aus einem Vorläufer eines Gases und zusätzlichen Materialien, wie gewünscht, einschließlich zum Beispiel stabilisierender Materialien, Verdickungsmitteln und/oder Dispergiermitteln. Mögliche Änderungen dieses Verfahrens schließen Autoklavieren vor dem Verwirbeln oder Schütteln; Erwärmen eines wässrigen Gemisches des Vorläufers eines Gases; Belüften des Behälters, der das Gemisch/die Suspension enthält; Schütteln oder Ermöglichen einer spontanen Bildung des mit einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikels und Abkühlen der Suspension der mit einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikel; und Extrudieren einer wässrigen Suspension des Vorläufers eines Gases durch ein Filter mit etwa 0,22 μm ein. In einer anderen Ausführungsform kann das Filtrieren während der Verabreichung der Vesikel in vivo unter Verwendung eines Filters von etwa 0,22 μm durchgeführt werden;
(b) Mikroemulgierung, wodurch ein wässriges Gemisch eines Vorläufers eines Gases durch Bewegung emulgiert und erwärmt wird, um zum Beispiel Vesikel vor der Verabreichung an einen Patienten zu bilden;
(c) Erwärmen eines Vorläufers eines Gases in einem Gemisch mit und ohne Bewegung, wodurch die weniger dichten, mit einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikel an die Oberfläche der Lösung treiben können, indem sich andere Vesikel in dem Behälter ausdehnen und verlagern, und Belüften des Behälters zur Freisetzung von Luft; und
(d) Verwendung eines verschlossenen Behälters in jedem der vorstehenden Verfahren, um die wässrige Suspension eines Vorläufers eines Gases aufrechtzuerhalten, und Aufrechterhaltung einer Temperatur der Suspension unterhalb der Phasenübergangstemperatur des Vorläufers eines Gases, gefolgt von Autoklavieren, um die Temperatur über die Phasenübergangstemperatur zu erhöhen, gegebenenfalls unter Schütteln oder Ermöglichen einer spontanen Bildung des Vesikels mit einem Vorläufer eines Gases, wodurch der ausgedehnte Vorläufer eines Gases in dem verschlossenen Behälter den Druck in dem Behälter erhöht, und Abkühlen der Suspension der gasgefüllten Vesikel, wobei anschließend auch geschüttelt werden kann.

Gefriertrocknung kann zur Entfernung von Wasser und organischen Materialien vor dem Instillationsverfahren unter Schütteln verwendet werden. Instillationsverfahren unter Trocknen können zur Entfernung von Wasser aus den Vesikeln verwendet werden. Indem der Vorläufer eines Gases vorher (d. h. vor dem Trocknen) in den getrockneten Vesikeln eingeschlossen wird, kann sich der Vorläufer eines Gases nach dem Erwärmen ausdehnen, um das Vesikel zu füllen. Vorläufer eines Gases können auch verwendet werden, um getrocknete Vesikel, nachdem sie unter Vakuum gesetzt wurden, zu füllen. Da die getrockneten Vesikel bei einer Temperatur unterhalb ihrer Temperatur vom Gelzustand zu flüssigkristallin gehalten werden, kann die Trockenkammer langsam mit dem Vorläufer eines Gases in seinem gasförmigen Zustand gefüllt werden. Perfluorbutan kann zum Beispiel verwendet werden, um getrocknete Vesikel bei Temperaturen oberhalb von 4°C (Siedepunkt von Perfluorbutan) zu füllen.
Bevorzugte Verfahren zur Herstellung der mit einem temperaturaktivierten Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikel umfassen Schütteln einer wässrigen Lösung, die eine Lipidverbindung enthält, in Gegenwart eines Vorläufers eines Gases bei einer Temperatur unterhalb der Phasenübergangstemperatur vom flüssigen Zustand zum Gaszustand des Vorläufers eines Gases. Dies wird bevorzugt bei einer Temperatur unterhalb der Phasenübergangstemperatur vom Gelzustand zum flüssigkristallinen Zustand des Lipids durchgeführt. Das Gemisch kann anschließend auf eine Temperatur oberhalb der Phasenübergangstemperatur vom flüssigen Zustand zum Gaszustand des Vorläufers eines Gases erwärmt werden, was eine Verdampfung und Ausdehnung des Vorläufers hervorrufen kann. Das Erwärmen kann dann beendet werden, und man kann die Temperatur des Gemisches unter die Phasenübergangstemperatur vom flüssigen Zustand zum Gaszustand des Vorläufers eines Gases fallen lassen. Das Schütteln des Gemisches kann während des Erhitzungsschrittes oder anschließend an das Abkühlenlassen des Gemisches stattfinden.
Andere Verfahren zur Herstellung von mit einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikeln können Schütteln einer wässrigen Lösung von zum Beispiel einem Lipid und einem Vorläufer eines Gases und Abtrennen der so erhaltenen, mit einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikel umfassen.
Übliche wassergefüllte Liposomen des Standes der Technik werden routinemäßig bei einer Temperatur oberhalb der Phasenübergangstemperatur des Lipids, das zu ihrer Herstellung verwendet wurde, gebildet, da sie flexibler und somit in biologischen Systemen im flüssigkristallinen Zustand verwendbar sind. Siehe zum Beispiel Szoka und Papahadjopoulos, Proc. Natl. Acad. Sci. 1978, 75, 4194–4198. Im Gegensatz dazu sind Vesikel, die gemäß bestimmten bevorzugten Ausführungsformen, die hier beschrieben werden, hergestellt werden, mit einem Vorläufer eines Gases gefüllt, der eine größere Flexibilität verleiht, da Vorläufer eines Gases nach der Gasbildung komprimierbarer und nachgiebiger als eine wässrige Lösung sind.
Die Herstellungsverfahren können Schütteln einer wässrigen Lösung, umfassend ein Lipid, in Gegenwart eines temperaturaktivierbaren Vorläufers eines Gases umfassen. Bevorzugt ist das Schütteln stark genug, so dass innerhalb einer kurzen Zeitdauer, wie etwa 30 Minuten, und bevorzugt innerhalb von etwa 20 Minuten und stärker bevorzugt innerhalb von etwa 10 Minuten ein Schaum gebildet wird. Das Schütteln kann Mikroemulgierung, Mikrofluidisierung, Umschwenken (wie durch Verwirbeln), seitliche Bewegung oder Auf- und Abbewegung umfassen. Im Fall der Zugabe des Vorläufers eines Gases im flüssigen Zustand kann zusätzlich zu den vorstehend aufgezeigten Schüttelverfahren eine Ultraschallbehandlung angewendet werden. Ferner können verschiedene Bewegungsarten kombiniert werden. Das Schütteln kann auch durch Schütteln des Behälters, der die wässrige Lipidlösung enthält, oder durch Schütteln der wässrigen Lösung in dem Behälter ohne Schütteln des Behälters selbst stattfinden. Ferner kann das Schütteln manuell oder maschinell stattfinden. Mechanische Schüttler, die verwendet werden können, schließen zum Beispiel die vorstehend beschriebenen, mechanischen Schüttler ein, wobei der Capmix von Espe (Seefeld, Oberbayern, Deutschland) bevorzugt ist. Ein weiteres Mittel zur Erzeugung des Schüttelns schließt die Wirkung eines Vorläufers eines Gases, der mit hoher Geschwindigkeit oder hohem Druck ausgestoßen wird, ein.
Gemäß den hier beschriebenen Verfahren kann ein Gas, wie Luft, auch durch die lokale Umgebungsatmosphäre bereitgestellt werden. Die lokale Umgebungsatmosphäre kann die Atmosphäre in einem verschlossenen Behälter sowie die äußere Umgebung einschließen. In einer anderen Ausführungsform kann zum Beispiel ein Gas in den Behälter mit der wässrigen Lipidlösung injiziert oder anders dem Behälter zugegeben oder in die wässrige Lipidlösung selbst gegeben werden, um ein anderes Gas als Luft bereitzustellen. Gase, die leichter als Luft sind, werden im Allgemeinen in einen verschlossenen Behälter gegeben, während schwerere Gase als Luft in einen verschlossenen oder einen offenen Behälter gegeben werden können. Folglich schließt die vorliegende Erfindung den gleichzeitigen Einschluss von Luft und/oder anderen Gasen zusammen mit den Vorläufern eines Gases ein.
Daher können die mit einem Vorläufer eines Gases gefüllten Vesikel im Wesentlichen auf dieselbe Art und Weise wie die hier beschriebenen, gasgefüllten Vesikel verwendet werden, sobald sie durch die Anwendung an den Geweben eines Wirts aktiviert wurden, wobei solche Faktoren, wie Temperatur oder pH-Wert, verwendet werden können, um die Erzeugung des Gases hervorzurufen. Es ist bevorzugt, dass die Vorläufer eines Gases Phasenübergänge von flüssigen zu gasförmigen Zuständen in der Nähe der normalen Körpertemperatur des Wirts erfahren, und dadurch, zum Beispiel durch die Temperatur des Wirts in vivo, aktiviert werden, so dass sie einen Übergang zur gasförmigen Phase darin erfahren. Dies kann stattfinden, wenn zum Beispiel das Wirtsgewebe menschliches Gewebe mit einer Normaltemperatur von etwa 37°C ist, und die Vorläufer eines Gases Phasenübergänge von flüssigen zu gasförmigen Zuständen in der Nähe von 37°C erfahren.
Wie vorstehend angegeben, können die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen mit einem Autoklaven oder durch Sterilfiltration sterilisiert werden, wenn diese Verfahren vor dem Instillationsschritt oder vor der temperaturvermittelten Umwandlung des temperaturempfindlichen Vorläufers eines Gases in den Zusammensetzungen durchgeführt werden. In einer anderen Ausführungsform können ein oder mehrere antibakterielle Mittel und/oder Konservierungsmittel, wie Natriumbenzoat, quartäre Ammoniumsalze, Natriumazid, Methylparaben, Propylparaben, Sorbinsäure, Ascorbylpalmitat, butyliertes Hydroxyanisol, butyliertes Hydroxytoluol, Chlorbutanol, Dehydroessigsäure, Ethylendiamin, Monothioglycerol, Kaliumbenzoat, Kaliummetabisulfit, Kaliumsorbat, Natriumhydrogensulfit, Schwefeldioxid und organische Quecksilbersalze, in der Formulierung der Zusammensetzungen eingeschlossen werden. Eine solche Sterilisation, die auch durch ein anderes übliches Mittel, wie durch Bestrahlung, erzielt werden kann, kann notwendig sein, wenn die stabilisierten Vesikel zur Bilderzeugung unter invasiven Umständen, zum Beispiel intravaskulär oder intraperitoneal, verwendet werden. Das geeignete Mittel zur Sterilisation ist, bezogen auf die vorliegende Offenbarung, für den Fachmann offensichtlich.
Vesikelzusammensetzungen, die aus Polymeren formulierte Vesikel umfassen, können durch verschiedene Verfahren hergestellt werden, wie es für Fachleute leicht ersichtlich ist, sobald ihnen die vorliegende Offenbarung zur Verfügung steht. Beispielhafte Verfahren schließen zum Beispiel Grenzflächenpolymerisation, Phasentrennung und Koazervation, Herstellung mit Mehrloch-Zentrifuge und Lösungsmittelabdampfung ein. Geeignete Verfahren, die verwendet oder gemäß der vorliegenden Offenbarung modifiziert werden können, um Vesikel aus Polymeren herzustellen, schließen die Verfahren, die in Garner et al., U.S.-Patent Nr. 4,179,546 , Garner, U.S.-Patent Nr. 3,945,956 , Cohrs et al., U.S.-Patent Nr. 4,108,806 , Japan Kokai Tokyo Koho 62 286534 , in dem britischen Patent Nr. 1,044,680 , in Kenaga et al., U.S.-Patent Nr. 3,293,114 , Morehouse et al., U.S.-Patent Nr. 3,401,475 , Walters, U.S.-Patent Nr. 3,479,811 , Walters et al., U.S.-Patent Nr. 3,488,714 , Morehouse et al., U.S.-Patent Nr. 3,615,972 , Baker et al., U.S.-Patent Nr. 4,549,892 , Sands et al., U.S.-Patent Nr. 4,540,629 , Sands et al., U.S.-Patent Nr. 4,421,562 , Sands, U.S.-Patent Nr. 4,420,442 , Mathiowitz et al., U.S.-Patent Nr. 4,898,734 , Lencki et al., U.S.-Patent Nr. 4,822,534 , Herbig et al., U.S.-Patent Nr. 3,732,172 , Himmel et al., U.S.-Patent Nr. 3,594,326 , Sommerville et al., U.S.-Patent Nr. 3,015,128 , Deasy, Microencapsulation and Related Drug Processes, Bd. 20, Kap. 9 und 10, S. 195–240 (Marcel Dekker, Inc., N.Y., 1984), Chang et al., Canadian J. of Physiology and Pharmacology, Bd. 44, S. 115–129 (1966), und Chang, Science, Bd. 146, S. 524–525 (1964), offenbart sind, ein.
Gemäß einer bevorzugten Synthesevorschrift können die Vesikel unter Verwendung eines Wärmeausdehnungsverfahren, wie zum Beispiel des Verfahrens, das in Garner et al., U.S.-Patent Nr. 4,179,546 , Garner, U.S.-Patent Nr. 3,945,956 , Cohrs et al., U.S.-Patent Nr. 4,108,806 , in dem britischen Patent Nr. 1,044,680 und in Japan Kokai Tokkyo Koho 62 286534 beschrieben ist, hergestellt werden. Allgemein ausgedrückt, kann das Wärmeausdehnungsverfahren durchgeführt werden, indem aus einem expandierbaren Polymer oder Copolymer, das in seinem Hohlraum (seiner Kavität) eine flüchtige Flüssigkeit (einen Vorläufer eines Gases) enthalten kann, Vesikel hergestellt werden. Das Vesikel wird dann erwärmt, wobei das Vesikel weich wird, und die flüchtige Flüssigkeit in ein Gas umgewandelt wird, was eine Ausdehnung des Vesikels bis zu einem etwa Mehrfachen seiner ursprünglichen Größe hervorruft. Wenn das Erwärmen beendet wird, behält das thermoplastische Polymer seine ausgedehnte Form zumindest teilweise bei. Vesikel, die durch dieses Verfahren hergestellt werden, neigen zu einer besonders niedrigen Dichte und sind somit bevorzugt. Das vorstehend beschriebene Verfahren ist in dem Fachgebiet allgemein bekannt und kann als das Wärmeausdehnungsverfahren zur Herstellung von Vesikeln niedriger Dichte bezeichnet werden.
In dem Wärmeausdehnungsverfahren verwendbare Polymere sind für Fachleute leicht ersichtlich und schließen thermoplastische Polymere oder Copolymere, einschließlich Polymere oder Copolymere von vielen der vorstehend beschriebenen Monomeren, ein. Bevorzugte der vorstehend beschriebenen Polymere und Copolymere schließen die folgenden Copolymere ein: Polyvinyliden-Polyacrylnitril, Polyvinyliden-Polyacrylnitril-Polymethylmethacrylat und Polystyrol-Polyacrylnitril. Ein am meisten bevorzugtes Copolymer ist Polyvinyliden-Polyacrylnitril.
Flüchtige Flüssigkeiten, die in dem Wärmeausdehnungsverfahren verwendbar sind, sind Fachleuten ebenfalls allgemein bekannt und beinhalten: aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Ethan, Ethylen, Propan, Propen, Butan, Isobutan, Neopentan, Acetylen, Hexan, Heptan; Chlorfluorkohlenstoffe, wie CCl₃F, CCl₂F₂, CClF₃, CClF₂-CCl₂F₂, Chlorheptafluorcyclobutan und 1,2-Dichlorhexafluorcyclobutan; Tetraalkylsilane, wie Tetramethylsilan, Trimethylethylsilan, Trimethylisopropylsilan und Trimethyl-n-propylsilan; sowie Perfluorkohlenstoffe, einschließlich der vorstehend beschriebenen Perfluorkohlenstoffe. Im Allgemeinen ist es wichtig, dass die flüchtige Flüssigkeit kein Lösungsmittel für das zu verwendende Polymer oder Copolymer ist. Es ist auch bevorzugt, dass die flüchtige Flüssigkeit einen Siedepunkt aufweist, der unterhalb des Erweichungspunktes des beteiligten Polymers oder Copolymers liegt. Siedepunkte verschiedener flüchtiger Flüssigkeiten und Erweichungspunkte verschiedener Polymere und Copolymere sind durch einen Fachmann leicht feststellbar, und geeignete Kombinationen von Polymeren oder Copolymeren und flüchtigen Flüssigkeiten sind für den Fachmann leicht ersichtlich. Zur Orientierung und wie es für einen Fachmann erkennbar ist, wenn die Länge der Kohlenstoffkette der flüchtigen Flüssigkeit zunimmt, steigt im Allgemeinen auch der Siedepunkt dieser Flüssigkeit. Ein schwaches Vorwärmen der Vesikel in Wasser in Gegenwart von Wasserstoffperoxid vor dem endgültigen Erwärmen und der Ausdehnung kann das Vesikel vorweichen, um ein schnelleres Auftreten der Ausdehnung zu ermöglichen.
Zur Herstellung von Vesikeln aus synthetischen Polymeren können zum Beispiel Vinyliden und Acrylnitril in einem Medium aus Isobutanflüssigkeit unter Verwendung eines oder mehrerer der vorstehenden modifizierten oder nichtmodifizierten Literaturverfahren copolymerisiert werden, so dass Isobutan in den Vesikeln eingeschlossen wird. Wenn diese Vesikel dann auf eine Temperatur von etwa 80°C bis etwa 120°C erwärmt werden, dehnt sich das Isobutangas aus, das wiederum die Vesikel ausdehnt. Nachdem die Wärme entfernt wurde, bleiben die ausgedehnten Polyvinyliden- und Acrylnitrilcopolymervesikel im Wesentlichen in ihrer ausgedehnten Position fixiert. Die so erhaltenen Vesikel niedriger Dichte sind sowohl trocken als auch in einem wässrigen Medium suspendiert äußerst stabil. Isobutan wird hier lediglich als eine beispielhafte Flüssigkeit verwendet, mit dem Verständnis, dass Isobutan durch andere Flüssigkeiten, die Übergänge von Flüssigkeit zu Gas bei Temperaturen erfahren, die zur Synthese dieser Vesikel und Bildung der Vesikel sehr niedriger Dichte nach dem Erwärmen verwendbar sind, ersetzt werden kann. Entsprechend können andere Monomere als Vinyliden und Acrylnitril zur Herstellung der Vesikel verwendet werden.
In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen sind die Vesikel, die aus synthetischen Polymeren formuliert werden und in den Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, im Handel erhältlich, einschließlich der Mikrokügelchen EXPANCEL 551 DE^TM, von Expancel, Nobel Industries (Sundsvall, Schweden). Die Mikrokügelchen EXPANCEL 551 DE^TM bestehen aus einem Copolymer aus Vinyliden und Acrylnitril und weisen eine darin eingekapselte Isobutanflüssigkeit auf. Diese Mikrokügelchen werden als eine Trockenzusammensetzung verkauft und weisen eine Größe von ungefähr 50 μm auf. Die Mikrokügelchen EXPANCEL 551 DE^TM weisen eine relative Dichte von nur 0,02 bis 0,05 auf, die zwischen einem Fünfzigstel und einem Zwanzigstel der Dichte von Wasser liegt.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine diagnostische Bilderzeugung, die die Verabreichung eines Kontrastmittels in Kombination mit einem koronaren Vasodilatator an einen Patienten umfasst. Der koronare Vasodilatator kann dem Patienten vor, während und/oder nach der Verabreichung des Kontrastmittels verabreicht werden. Eine große Vielzahl von Verfahren ist zur Herstellung von Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen, die ein bioaktives Mittel, einschließlich koronarer Vasodilatatoren, umfassen, verfügbar. Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen können zum Beispiel aus einem Gemisch aus Lipidverbindungen, einem bioaktiven Mittel und einem Gas oder einem Vorläufer eines Gases hergestellt werden. In diesem Fall können die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen, wie vorstehend beschrieben, hergestellt werden, wobei die Zusammensetzungen auch ein bioaktives Mittel umfassen. Somit können zum Beispiel Mizellen in Gegenwart eines bioaktiven Mittels hergestellt werden. In Verbindung mit Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen, die ein Gas umfassen, kann die Herstellung zum Beispiel das direkte Einleiten unter Blasenbildung eines Gases in ein Gemisch aus Lipidverbindungen und einem oder mehreren zusätzlichen Materialien einschließen. In einer anderen Ausführungsform können die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen aus Lipidverbindungen und einem Gas oder einem Vorläufer eines Gases vorher gebildet werden. Im letzteren Fall kann das bioaktive Mittel dann vor der Verwendung zu der Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzung gegeben werden. Zum Beispiel kann ein wässriges Gemisch aus Liposomen und Gas hergestellt werden, zu dem das bioaktive Mittel gegeben werden kann und das bewegt wird, wobei die Liposomenzusammensetzung bereitgestellt wird. Die Liposomenzusammensetzung, die ferner ein bioaktives Mittel umfasst, kann leicht isoliert werden, da die mit einem Gas und/oder einem bioaktiven Mittel gefüllten Liposomenvesikel im Allgemeinen an die Oberfläche der wässrigen Lösung treiben. Überschüssiges bioaktives Mittel kann aus der verbliebenen wässrigen Lösung wiedergewonnen werden.
Wie Fachleute erkennen werden, kann jede der hier beschriebenen Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen zur Lagerung lyophilisiert werden und zum Beispiel mit einem wässrigen Medium (wie sterilem Wasser, phosphatgepufferter Lösung oder wässriger Kochsalzlösung) mit Hilfe von kräftiger Bewegung rekonstituiert werden. Zur Verhinderung einer Agglutination oder Verschmelzung der Lipide als Folge der Lyophilization kann das Einbringen von Zusätzen, die das Auftreten einer solchen Verschmelzung oder Agglutination verhindern, nützlich sein. Zusätze, die verwendet werden können, schließen Sorbit, Mannit, Natriumchlorid, Glucose, Trehalose, Polyvinylpyrrolidon und Poly(ethylenglycol) (PEG), zum Beispiel PEG-Polymere mit einem Molekulargewicht von etwa 400 bis etwa 10000, ein, wobei PEG-Polymere mit Molekulargewichten von etwa 1000, 3000 (wie PEG3350) und 5000 bevorzugt sind. Diese und andere Zusätze sind in der Literatur, wie in der U.S.-Pharmakopöe, USP XXII, NF XVII, The United States Pharmacopeia, The National Formulary, United States Pharmacopeial Convention Inc., 12601 Twinbrook Parkway, Rockville, MD 20852, beschrieben. Lyophilisierte Zubereitungen weisen im Allgemeinen den Vorteil einer größeren Haltbarkeit auf.
Wie vorstehend diskutiert, sind die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, einschließlich mit einem Gas und/oder einem Vorläufer eines Gases gefüllter Vesikel, als Kontrastmittel zur diagnostischen Bilderzeugung, einschließlich zum Beispiel Bilderzeugung mittels Ultraschall (US), Bilderzeugung mittels Computertomographie (CT), einschließlich CT-Angiographie (CTA), Bilderzeugung mittels Magnetresonanz (MR), einschließlich Kernspinangiographie (MRA), Nuklearmedizin, optischer Bilderzeugung und Elastographie, verwendbar.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch Verfahren zur Bilderzeugung einer oder mehrerer Regionen eines Patienten und besonders der kardiovaskulären Region eines Patienten. Die vorliegende Erfindung betrifft auch Verfahren zur Diagnose des Vorliegens oder Nichtvorliegens von erkranktem Gewebe in einem Patienten, besonders des Vorliegens oder Nichtvorliegens von erkranktem Gewebe in der kardiovaskulären Region eines Patienten. Die vorliegende Erfindung umfasst die Verabreichung eines Kontrastmittels in Form von zum Beispiel einer Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzung an einen Patienten. Ein koronarer Vasodilatator wird dem Patienten ebenfalls verabreicht. Der Patient wird unter Verwendung von diagnostischer Bilderzeugung, einschließlich zum Beispiel Bilderzeugung mittels Ultraschall, gescannt, um sichtbare Bilder einer inneren Region, bevorzugt der kardiovaskulären Region eines Patienten, zu erhalten. Die Erfindung kann auch verwendet werden, um die gastrointestinale Region oder das lymphatische System abzubilden und allgemeiner, um andere innere Regionen des Patienten, einschließlich zum Beispiel des Gefäßsystems, abzubilden. Der Ausdruck "gastrointestinale Region" oder "Gastrointestinaltrakt," wie hier verwendet, schließt die Region eines Patienten, die durch die Speiseröhre, den Magen, den Dünn- und Dickdarm und das Rektum definiert ist, ein. Die vorliegende Erfindung kann auch in Verbindung mit der Abgabe eines bioaktiven Mittels an eine innere Region eines Patienten verwendet werden.
Im Hinblick auf den koronaren Vasodilatator, der in der vorliegende Erfindung verwendet wird, wird die folgende Diskussion bereitgestellt. Eine große Vielzahl von Materialien ist erhältlich, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sein können und die, wenn sie einem Patienten verabreicht werden, eine koronare vasodilatatorische Wirkung, das heißt, eine Dilatation der Blutgefäße in der kardiovaskulären Region eines Patienen vermitteln können. Bevorzugt kann das Material, das als ein koronarer Vasodilatator verwendet wird, den myokardialen Gesamtblutfluss erhöhen sowie den myokardialen Blutfluss, bezogen auf den ventrikulären und/oder den atrialen Blutfluss, erhöhen.
Die koronaren Vasodilatatoren, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen Materialien ein, die als arterielle und/oder venöse Vasodilatatoren sowie Preload- und Preload-/Afterload-Senkungsmittel klassifiziert sind. Zu den koronaren Vasodilatatoren, die in den Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, zählen koronare Nitrovasodilatatoren, einschließlich Nitroglycerin, Isosorbiddinitrat, Isosorbidtetranitrat und Natriumnitroprussid; Phosphodiesteraseinhibitoren, einschließlich Amrinon, Milrinon und Vesnarinon; direkte koronare Vasodilatatoren, einschließlich Hydralazin und Nicorandil; Antagonisten des adrenergen Rezeptors, einschließlich Prazosin und anderer Chinazolinderivate, Phentolamin, Labetalol, Carvedilol und Bucindolol; Calcium-(Ca²⁺)-Kanalblocker, einschließlich Nifedipin und Amlodipin; Sympathomimetika, wie Dobutamin; Inhibitoren des cyclischen Nucleotidphosphodiesteraseisoenzyms, einschließlich Vinpocetin, Milrinon, Amrinon, Pimobendan, Cilostamid, Enoximon, Peroximon, Vesnarinon, Rolipram, Zaprinast und Dipyridamol; Adenosin; und Alkaloide, einschließlich Papaverin. Von diesen koronaren Vasodilatatoren sind Nitroprussid, Nitroglycerin, Isosorbiddinitrat, Isosorbidtetranitrat, Nifedipin und Dipyridamol bevorzugt, wobei Dipyridamol stärker bevorzugt ist.
Andere koronare Vasodilatatoren, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, einschließlich der vorstehend veranschaulichten, sind für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich, sobald ihm die vorliegende Offenbarung zur Verfügung steht.
Falls gewünscht, können die hier beschriebenen Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen ferner ein Targeting-Mittel umfassen, um ein Targeting von Geweben und/oder Rezeptoren in vivo, einschließlich zum Beispiel Myokardgewebe, zu fördern. Geeignete Targeting-Mittel, Verfahren für ihr Einbringen in Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen und Verfahren zur Verwendung solcher zielorientierter Zusammensetzungen sind zum Beispiel in der gleichzeitig anhängigen U.S.-Patentanmeldung Seriennr. 08/640,464, eingereicht am 1. Mai 1996, und in der U.S.-Patentanmeldung Seriennr. 08/660,032, eingereicht am 6. Juni 1996, beschrieben.
Wie ein Fachmann erkennen wird, kann die Verabreichung der hier beschriebenen Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen sowie der koronaren Vasodilatatoren auf verschiedene Arten, einschließlich parenteral, oral oder intraperitoneal, durchgeführt werden. Die parenterale Verabreichung, die bevorzugt ist, schließt die Verabreichung auf den folgenden Wegen ein: intravenös; intramuskulär; interstitiell; intraarteriell; subkutan; intraokular; intrasynovial; transepithelial, einschließlich transdermal; pulmonal durch Inhalation; ophthalmisch; sublingual und bukkal; topisch, einschließlich ophthalmisch; dermal; Okular; rektal und nasale Inhalation durch Insufflation. Die intravenöse Verabreichung ist von den Wegen der parenteralen Verabreichung bevorzugt. Verschiedene Kombinationen der Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen und koronaren Vasodilatatoren können verwendet werden, um die Eigenschaften, einschließlich Viskosität, Osmolarität oder Annehmbarkeit, wie gewünscht, zu ändern. Bei der Durchführung der Verfahren zur Bilderzeugung der vorliegenden Erfindung kann das Kontrastmedium, einschließlich des koronaren Vasodilatators, allein oder in Kombination mit zusätzlichen Mitteln zur Diagnostik, therapeutischen oder anderen Mitteln verwendet werden. Diese anderen Mittel schließen Exzipienten, wie Geschmacksstoffe oder Farbmaterialien, ein. Verfahren zur Bilderzeugung mittels CT, die angewendet werden, sind üblich und zum Beispiel in Computed Body Tomography, Lee, J. K. T., Sagel, S. S., und Stanley, R. J., Hrsg., 1983, Ravens Press, New York, N.Y., besonders den ersten zwei Kapiteln daraus mit dem Titel "Physical Principles and Instrumentation", Ter-Pogossian, M. M., und "Techniques", Aronberg, D. J., beschrieben.
Im Fall von diagnostischen Anwendungen, wie Ultraschall, CT und MRI, kann Energie, wie Ultraschallenergie, an mindestens einem Teil des Patienten angewendet werden, um das Zielgewebe abzubilden. Ein sichtbares Bild einer inneren Region, bevorzugt der kardiovaskulären Region, des Patienten kann dann erhalten werden, so dass das Vorliegen oder Nichtvorliegen von erkranktem Gewebe festgestellt werden kann. Im Hinblick auf Ultraschall sind Verfahren zur Bilderzeugung mittels Ultraschall, einschließlich Bilderzeugung mittels zweiter harmonischer Schwingung und getriggerter Bilderzeugung, in dem Fachgebiet allgemein bekannt und sind zum Beispiel in Uhlendorf, "Physics of Ultraschall Contrast Imaging: Scattering in the Linear Range", IEEE Transactions an Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, Bd. 14(1), S. 70–79 (1994), und Sutherland et al., "Color Doppler Myocardial Imaging: A New Technique for the Assessment of Myocardial Function", Journal of the American Society of Echocardiography, Bd. 7(5), S. 441–458 (1994), beschrieben.
Ultraschall kann sowohl für diagnostische als auch therapeutische Zwecke verwendet werden. Beim diagnostischen Ultraschall können Ultraschallwellen oder Ultraschallimpulszüge mit einem Transducer angewendet werden. Der Ultraschall ist im Allgemeinen eher gepulst als kontinuierlich, obwohl er, falls gewünscht, kontinuierlich sein kann. Somit umfasst diagnostischer Ultraschall im Allgemeinen die Anwendung eines Impulses von Echos, wonach der Ultraschalltransducer während einer Empfangsphase reflektierte Signale empfängt. Harmonische, ultraharmonische oder subharmonische Schwingungen können verwendet werden. Der Modus der zweiten harmonischen Schwingung, in dem die 2x Frequenz empfangen werden kann, wobei x die einfallende Frequenz ist, kann vorteilhafterweise verwendet werden. Dies kann unter Verwendung der Kontrastmittel der vorliegenden Erfindung, die auf die gewünschte Stelle gerichtet werden können, zur Erniedrigung des Signals aus dem Hintergrundmaterial und zur Verstärkung des Signals aus dem Transducer dienen. Andere Signale harmonischer Schwingungen, wie Signale ungeradzahliger harmonischer Schwingungen, zum Beispiel 3x oder 5x, können unter Verwendung dieses Verfahrens entsprechend empfangen werden. Subharmonische Signale, zum Beispiel x/2 und x/3, können ebenfalls empfangen und zum Aufbau eines Bildes verarbeitet werden.
Zusätzlich zu dem gepulsten Verfahren kann Ultraschall mit kontinuierlichen Wellen, zum Beispiel Power-Doppler, angewendet werden. Dies kann besonders nützlich sein, wenn starre Vesikel, zum Beispiel aus Polymethylmethacrylat oder Cyanomethacrylat formulierte Vesikel, verwendet werden. In diesem Fall kann die relativ höhere Energie des Power-Dopplers zu einer Resonanz der Vesikel verwendet werden und dadurch ihre Ruptur fördern. Dies kann akustische Emisionen erzeugen, die im subharmonischen oder ultraharmonischen Bereich oder in einigen Fällen bei derselben Frequenz, wie der angewendete Ultraschall, liegen können. Es ist beabsichtigt, dass ein Spektrum von akustischen Signaturen, die in diesem Prozess freigesetzt werden, vorliegen kann, und der so verwendete Transducer die akustischen Emisionen empfangen kann, um zum Beispiel das Vorliegen eines Gerinnsels zu detektieren. Zusätzlich kann das Verfahren der Vesikelruptur angewendet werden, um kinetische Energie auf die Oberfläche, zum Beispiel eines Gerinnsels, zu übertragen, um die Lyse des Gerinnsels zu fördern. Somit kann während einer Kombination von diagnostischem und therapeutischem Ultraschall eine therapeutische Thrombolye erzielt werden. Ein spektraler Doppler kann ebenfalls verwendet werden. Im Allgemeinen reichen die Energielevel des diagnostischen Ultraschalls nicht aus, um die Ruptur der Vesikel zu fördern und um die Freisetzung und die zelluläre Aufnahme von bioaktiven Mitteln zu erleichtern. Wie vorstehend angegeben, kann diagnostischer Ultraschall die Anwendung eines oder mehrerer Schallimpulse umfassen. Pausen zwischen den Impulsen ermöglichen den Empfang und die Analyse der reflektierten Schallsignale. Die begrenzte Anzahl von Impulsen, die beim diagnostischen Ultraschall verwendet wird, schränkt die wirksame Energie, die an das zu untersuchende Gewebe abgegeben wird, ein.
Ultraschall mit höherer Energie, zum Beispiel Ultraschall, der durch eine therapeutische Ultraschallausrüstung erzeugt wird, kann im Allgemeinen eine Ruptur der Vesikelspezies hervorrufen. Im Allgemeinen verwenden Vorrichtungen für therapeutischen Ultraschall, abhängig von dem mit dem Ultraschall zu behandelnden Gewebebereich, Arbeitszyklen von etwa 10 bis etwa 100%. Körperbereiche, die im Allgemeinen durch größere Mengen an Muskelmasse gekennzeichnet sind, zum Beispiel Rücken und Oberschenkel, sowie hochvaskularisierte Gewebe, wie kardiovaskuläres Gewebe, können einen größeren Arbeitszyklus, zum Beispiel bis zu etwa 100%, erfordern.
Beim therapeutischen Ultraschall wird Ultraschall mit kontinuierlichen Wellen verwendet, um höhere Energielevel bereitzustellen. Für die Vesikelruptur ist Ultraschall mit kontinuierlichen Wellen bevorzugt, obwohl die Schallenergie auch gepulst sein kann. Wenn gepulste Schallenergie verwendet wird, wird der Schall im Allgemeinen in Echozuglängen von etwa 8 bis etwa 20 oder mehr Impulsen gleichzeitig gepulst. Bevorzugt betragen die Echozuglängen etwa 20 Impulse gleichzeitig. Zusätzlich kann die Frequenz des verwendeten Schalls von etwa 0,025 bis etwa 100 Megahertz (MHz) variieren. Im Allgemeinen liegt die Frequenz des therapeutischen Ultraschalls bevorzugt in Bereichen zwischen etwa 0,75 und etwa 3 MHz, wobei etwa 1 und etwa 2 MHz stärker bevorzugt sind. Zusätzlich können die Energielevel von etwa 0,5 Watt (W) pro Quadratzentimeter (cm²) bis etwa 5,0 W/cm² variieren, wobei Energielevel von etwa 0,5 bis etwa 2,5 W/cm² bevorzugt sind. Energielevel für den therapeutischen Ultraschall, umfassend Hyperthermie, betragen im Allgemeinen etwa 5 W/cm² bis etwa 50 W/cm². Für sehr kleine Vesikel, zum Beispiel Vesikel mit einem Durchmesser von weniger als etwa 0,5 μm, sind im Allgemeinen höhere Schallfrequenzen bevorzugt. Dies ist der Fall, da kleinere Vesikel Schallenergie bei höheren Schallfrequenzen wirksamer absorbieren können. Wenn sehr hohe Frequenzen, zum Beispiel mehr als etwa 10 MHz, verwendet werden, kann die Schallenergie nur bis zu einer begrenzten Tiefe in Flüssigkeiten und Gewebe eindringen. Somit kann die äußere Anwendung der Schallenergie für die Haut und andere Oberflächengewebe geeignet sein. Für tiefe Strukturen ist es jedoch im Allgemeinen notwendig, die Ultraschallenergie so zu fokussieren, dass sie bevorzugt in eine fokale Zone gerichtet wird. In einer anderen Ausführungsform kann die Ultraschallenergie durch Interstitialsonden, intravaskuläre Ultraschallkatheter oder endoluminale Katheter angewendet werden. Diese Sonden oder Katheter können zum Beispiel in der Speiseröhre zur Diagnose und/oder Behandlung von Speiseröhrenkrebs verwendet werden. Zusätzlich zu den vorstehend diskutierten therapeutischen Verwendungen können die hier beschriebenen Zusammensetzungen in Verbindung mit Speiseröhrenkrebs oder in den Koronararterien zur Behandlung von Atherosklerose sowie für die therapeutischen Verwendungen, die zum Beispiel in dem U.S.-Patent Nr. 5,149,319 beschrieben sind, verwendet werden.
Eine therapeutische Ultraschallvorrichtung, die zwei Ultraschallfrequenzen verwendet, kann verwendet werden. Die erste Frequenz kann als x definiert werden, und die zweite Frequenz kann als 2x definiert werden. In einer bevorzugten Form kann die Vorrichtung so konstruiert werden, dass die fokalen Zonen der ersten und zweiten Frequenz zu einer einzigen fokalen Zone konvergieren. Die fokale Zone der Vorrichtung kann dann auf die Zusammensetzungen, zum Beispiel Vesikelzusammensetzungen, in dem Gewebe der Region von Interesse gerichtet werden. Diese Ultraschallvorrichtung kann eine Therapie mit der zweiten harmonischen Schwingung unter gleichzeitiger Anwendung der x- und 2x-Frequenz der Ultraschallenergie bereitstellen. Es ist beabsichtigt, dass in dem Fall von Ultraschall, umfassend Vesikel, diese Therapie mit der zweiten harmonischen Schwingung eine verbesserte Vesikelruptur im Vergleich zu Ultraschallenergie, umfassend eine einzige Frequenz, bereitstellen kann. Es ist ebenfalls beabsichtigt, dass der bevorzugte Frequenzbereich innerhalb der harmonischen Grundfrequenzen der Vesikel liegen kann. Mit dieser Vorrichtung kann auch eine niedrigere Energie angewendet werden. Eine Ultraschallvorrichtung, die in Verbindung mit der vorstehend erwähnten Therapie mittels der zweiten harmonischen Schwingung verwendet werden kann, ist zum Beispiel in Kawabata, K., et al., Ultrasonics Sonochemistry, Bd. 3, S. 1–5 (1996), beschrieben.
Im Fall von aus Lipiden formulierten Vesikelzusammensetzungen kann die Konzentration des Lipids, die zur Bildung einer gewünschten Menge von stabilisierten Vesikeln erforderlich ist, abhängig von zum Beispiel dem verwendeten Lipidtyp variieren und kann durch routinemäßiges Experimentieren leicht bestimmt werden. In bevorzugten Ausführungsformen kann die Konzentration von 1,2-Dipalmitoylphosphatidylcholin (DPPC), das zur Bildung stabilisierter Vesikel gemäß den Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird, zum Beispiel etwa 0,1 mg/ml bis etwa 30 mg/ml einer Kochsalzlösung, stärker bevorzugt etwa 0,5 mg/ml bis etwa 20 mg/ml einer Kochsalzlösung und noch stärker bevorzugt etwa 1 mg/ml bis etwa 10 mg/ml einer Kochsalzlösung betragen. Die Konzentration von Distearoylphosphatidylcholin (DSPC), das in bevorzugten Ausführungsformen verwendet wird, kann etwa 0,1 mg/ml bis etwa 30 mg/ml einer Kochsalzlösung, stärker bevorzugt etwa 0,5 mg/ml bis etwa 20 mg/ml einer Kochsalzlösung und noch stärker bevorzugt etwa 1 mg/ml bis etwa 10 mg/ml einer Kochsalzlösung betragen. Die verwendbare Dosierung des zu verabreichenden Kontrastmittels und/oder koronaren Vasodilatators und die besondere Verabreichungsart können abhängig vom Alter, Gewicht und dem jeweiligen Säuger und dessen Region, die gescannt werden soll, und dem zu verwendenden jeweiligen Kontrastmittel und/oder koronaren Vasodilatator variieren. Typischerweise kann die Dosierung mit niedrigeren Werten begonnen und erhöht werden, bis die gewünschte Kontrastverstärkung erreicht ist. Im Hinblick auf das Kontrastmittel kann die i. v.-Dosis weniger als etwa 10 ml für einen Patienten mit 70 kg betragen, wobei niedrigere Dosen bevorzugt sind. Die Dosierung des koronaren Vasodilatators kann zum Beispiel von etwa 0,01 bis etwa 100 mg/kg oder von etwa 0,4 mg bis etwa 10 g oder höher variieren. In bevorzugten Ausführungsformen, die die Verabreichung der Zusammensetzungen, die DPPC, DPPE und DPPE PEG-5000 umfassen, in Kombination mit einem koronaren Vasodilatator einschließen, wird der koronare Vasodilatator bevorzugt in einer Dosierung von etwa 0,01 bis etwa 30 mg/ml, bevorzugt von etwa 0,01 mg/ml bis etwa 1 mg/ml, stärker bevorzugt von etwa 0,01 mg/ml bis etwa 0,1 mg/ml dem Patienten verabreicht.
Die hier beschriebenen Zusammensetzungen, und besonders die Vesikelzusammensetzungen, sind als Kontrastmittel bei der diagnostischen Bilderzeugung verwendbar und können auch zur Verwendung in allen Bereichen, in denen diagnostische Bilderzeugung angewendet wird, geeignet sein. Die stabilisierten Vesikel sind jedoch besonders zur Bilderzeugung mittels Perfusion verwendbar.
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur allgemeinen Abbildung eines Patienten, bevorzugt der kardiovaskulären Region, und/oder spezifischen Diagnose des Vorliegens von erkranktem Gewebe in einem Patienten, besonders der kardiovaskulären Region. Das Verfahren zur Bilderzeugung der vorliegenden Erfindung kann durch Verabreichen eines Kontrastmittels und eines koronaren Vasodilatators an einen Patienten und dann Scannen des Patienten unter Verwendung von zum Beispiel Ultraschall, Computertomographie und/oder Kernspintomographie durchgeführt werden, wobei sichtbare Bilder einer inneren Region eines Patienten und/oder eines beliebigen erkrankten Gewebes in dieser Region erhalten werden. Die Verfahren können zur Bereitstellung von Abbildungen der kardiovaskulären Region besonders nützlich sein, können jedoch auch allgemeiner, wie zur Bilderzeugung des Gefäßsystems oder der gastrointestinalen Region, oder auf andere Art und Weise, wie es für Fachleute leicht ersichtlich ist, verwendet werden. Der Patient kann ein beliebiger Säugertyp sein, ist jedoch am meisten bevorzugt ein Mensch.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch Verfahren zur Diagnose des Vorliegens von erkranktem Gewebe in einem Patienten, besonders von erkranktem Gewebe in der Region des Herzgefäßsystems. Erkranktes Gewebe schließt zum Beispiel Endothelgewebe ein, das sich aus dem Gefäßsystem, das erkranktes Gewebe versorgt, ergibt. Folglich stellt die Lokalisierung und Visualisierung von Endothelgewebe in einer Region eines Patienten, die unter normalen Umständen nicht mit Endothelgewebe in Zusammenhang gebracht wird, eine Indikation für erkranktes Gewebe in der Region bereit. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung zur Diagnose des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Koronararterienerkrankung, einschließlich zum Beispiel einer Koronararterienerkrankung, die mit Atherosklerose, hypertropher Kardiomyopathie, dilatierter Kardiomyopathie und infiltrativer oder restriktiver Kardiomyopathie im Zusammenhang steht, verwendet werden. Andere Krankheiten des Herzgefäßsystems, die mit den Verfahren der vorliegenden Erfindung abgebildet und/oder diagnostiziert werden können, sind für einen Durchschnittsfachmann leicht ersichtlich, sobald ihm die vorliegende Offenbarung zur Verfügung steht.
Wie vorstehend angegeben, kann die Verabreichung der hier beschriebenen Zusammensetzungen auf verschiedene Arten, wie intravaskulär, oral, rektal und dergleichen, unter Verwendung einer Vielzahl von Dosierungsformen durchgeführt werden. Wenn die Region, die gescannt werden soll, die kardiovaskuläre Region ist, wird die Verabreichung des Kontrastmittels bevorzugt intravaskulär, einschließlich zum Beispiel intravenös, durchgeführt. Wenn die Region, die gescannt werden soll, die gastrointestinale Region ist, wird die Verabreichung des Kontrastmittels bevorzugt oral oder rektal durchgeführt. Die Verabreichung des koronaren Vasodilatators kann, abhängig von dem verwendeten, speziellen koronaren Vasodilatator, auch auf verschiedene Arten, wie intravaskulär oder oral, durchgeführt werden.
Nitrovasodilatatoren, wie Nitroglycerin, können zum Beispiel i. v. sowie transdermal verabreicht werden. Die geeignete Verabreichungsart oder die geeigneten Verabreichungsarten des koronaren Vasodilatators sind für einen Durchschnittsfachmann leicht ersichtlich, sobald ihm die vorliegende Offenbarung zur Verfügung steht.
Verschiedene Kombinationen der Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen können verwendet werden, um das Relaxationsverhalten des Mediums zu modifizieren oder um Eigenschaften, wie die Viskosität, Osmolarität oder Annehmbarkeit (im Fall von oral verabreichten Materialien), zu ändern. Die vorliegende Erfindung kann mit Ultraschall, Computertomographie oder MRI gemäß üblichen Verfahren, die Fachleuten bekannt sind, durchgeführt werden. Ultraschall unterscheidet sich von Nuklearmedizin und Röntgenstrahlen, da er den Patienten nicht den schädlichen Wirkungen ionisierender Strahlung aussetzt. Ferner ist Ultraschall im Gegensatz zu Kernspintomographie relativ kostengünstig und kann als eine ortsungebundene Untersuchung durchgeführt werden. Bei der Verwendung des Ultraschallverfahrens wird Schall durch einen Transducer in einen Patienten oder ein Tier eingestrahlt. Wenn sich die Schallwellen durch den Körper fortpflanzen, treffen sie auf Grenzflächen von Geweben und Flüssigkeiten. Abhängig von den akustischen Eigenschaften der Gewebe und Flüssigkeiten im Körper, werden die Ultraschallwellen teilweise oder ganz reflektiert oder absorbiert. Wenn Schallwellen durch eine Grenzfläche reflektiert werden, werden sie durch den Empfänger im Transducer gemessen und zum Aufbau eines Bildes verarbeitet. Die akustischen Eigenschaften der Gewebe und Flüssigkeiten im Körper bestimmen den Kontrast, der in dem so erhaltenen Bild erscheint. Die Prinzipien und Verfahren der Bilderzeugung mittels Computertomographie, die angewendet werden, sind üblich und zum Beispiel in Computed Body Tomography, Lee, J. K. T., Sagel, S. S., und Stanley, R. J., Hrsg., Kap. 1, S. 1–7 (Raven Press, NY 1983), beschrieben. Bei der Durchführung des Kernspintomographieverfahrens der vorliegenden Erfindung können das Kontrastmittel und der koronare Vasodilatator allein oder in Kombination mit weiteren Mitteln zur Diagnostik, therapeutischen oder anderen Mitteln verwendet werden. Diese anderen Mittel schließen Exzipienten, wie Geschmacksstoffe oder Farbmaterialien, ein. Die Kernspintomographieverfahren, die angewendet werden, sind üblich und zum Beispiel in D. M. Kean und M. A. Smith, Magnetic Resonance Imaging: Principles and Applications (William and Wilkins, Baltimore 1986), beschrieben. Beabsichtigte MRI-Verfahren schließen Kernspinresonanz (NMR) und Elektronenspinresonanz (ESR) ein, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die bevorzugte Modalität zur Bilderzeugung ist NMR.
Die Echobildungsfähigkeit von Vesikeln und besonders gasgefüllten Vesikeln und die Fähigkeit zur Ruptur von Vesikeln am Resonanzfrequenzmaximum unter Verwendung von Ultraschall ermöglicht die kontrollierte Abgabe von bioaktiven Mitteln an eine innere Region eines Patienten. Im besonderen können die Vesikel anschließend an ihre Verabreichung an einen Patienten überwacht werden, um die Geschwindigkeit, mit der die Vesikel zum Beispiel eine gewünschte Region erreichen, zu bestimmen. Ferner können die Vesikel unter Verwendung von Ultraschall zerbrochen werden, um ein bioaktives Mittel in der Region freizusetzen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch Verfahren zur Messung des Blutflusses in der kardiovaskulären Region eines Patienten. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung werden bestimmte Ausführungsformen bereitgestellt, die als erstes die Anwendung eines wesentlichen Impulses von Ultraschallenergie, zum Beispiel eines Ultraschallenergieimpulses von mehr als etwa 0,5 W/cm², in der Region von Interesse umfassen können, wobei eine "Rechteckwelle" von Energie bereitgestellt wird. Diese Energie der Rechteckwelle kann ein wesentliches Reflexionsvermögen und daher eine wesentliche Helligkeit in dem Ultraschallbild bereitstellen. Da die Energie der Rechteckwelle im Blutstrom abgeschwächt wird, nimmt die Helligkeit des entsprechenden Ultraschallbildes in ähnlicher Weise ab. Die Beobachtung und Analyse der Geschwindigkeit, mit der die Energie der Rechteckwelle abgeschwächt wird, kann einen Hinweis auf die Geschwindigkeit des Blutflusses im Myokard bereitstellen.
In einer anderen Ausführungsform eines Verfahrens zur Messung des Blutflusses in der kardiovaskulären Region eines Patienten werden hier Verfahren bereitgestellt, die im Allgemeinen die Verabreichung eines Kontrastmittels an einen Patienten auf eine solche Art und Weise umfassen, dass die Konzentration des Kontrastmittels in der kardiovaskulären Region bei einem etwa konstanten Level gehalten wird. Dies kann unter Verwendung eines beliebigen einer Vielzahl von Verfahren, einschließlich zum Beispiel einer konstanten intravenösen Injektion eines Kontrastmittels, erzielt werden.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen mit einer Spritze, das heißt durch intravenöse (i. v.) Injektion, verabreicht werden. Folglich entsprechen die hier bereitgestellten Verabreichungsgeschwindigkeiten des Gases und/oder des Vesikels im Allgemeinen den Injektionsgeschwindigkeiten. Wie es für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich ist, sobald ihm die vorliegende Offenbarung zur Verfügung steht, kann die Stelle auf dem Körper des Patienten, in die die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen injiziert werden, variieren und hängt von einer Vielzahl von Faktoren, einschließlich zum Beispiel der verwendeten speziellen Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzung, der beabsichtigten Anwendung, wie der diagnostischen oder therapeutischen Anwendung, und der besonderen Region von Interesse, ab. Im Fall von diagnostischem Ultraschall des Myokardgewebes können zum Beispiel die Lipid- und/oder Vesikelzusammensetzungen intravenös (i. v.), zum Beispiel in den Arm eines Patienten, injiziert werden.
Die i. v.-Verabreichung der hier beschriebenen Kontrastmittel, einschließlich zum Beispiel der Vesikelzusammensetzungen, kann die Verabreichung mit einer Spritze umfassen. Dies kann zum Beispiel durch einen geeigneten medizinisch-technischen Assistenten, der die Spritze oder Spritzen manuell handhabt, durchgeführt werden. In einer anderen Ausführungsform kann die Verabreichung mechanisch, zum Beispiel unter Verwendung einer Vorrichtung zur Dauerinfusion, wie eines mechanischen Injektionsgerätes, das unter Verwendung von pneumatischem oder hydraulischem Druck arbeitet, durchgeführt werden. Geeignete mechanische Injektionsgeräte, die in den Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen eine Spritzenpumpe Modell 351, die von Sage Instruments (eine Abteilung von Orion Research Inc., Boston, MA) im Handel erhältlich ist, einen MedRad^TM Power Injector, der von Medrad, Inc. (Pittsburgh, PA) im Handel erhältlich ist, oder einen Liebel Flarsheim, der von Liebel Flarsheim Co. (Cincinnati, OH) im Handel erhältlich ist, ein. Das Kontrastmittel wird, abhängig von zum Beispiel dem verwendeten speziellen Kontrastmittel, dem Injektionsvolumen und dergleichen, bevorzugt für eine Zeitdauer von mindestens etwa 1 Sekunde, stärker bevorzugt von etwa 5 Sekunden bis etwa 30 Sekunden oder länger verabreicht. Im Fall von Kontrastmitteln auf der Basis von Vesikeln kann die Zeitdauer der Verabreichung zum Beispiel auch von der Konzentration der Vesikel in dem Kontrastmittel, der Größe der Vesikel und der Verteilung der Vesikelgröße in dem Kontrastmittel abhängen. Scannen der kardiovaskulären Region mit diagnostischer Bilderzeugung, wie zum Beispiel Bilderzeugung mittels Ultraschall, stellt eine diagnostische Abbildung der kardiovaskulären Region bereit. Indem die Konzentration des Kontrastmittels in der kardiovaskulären Region im Wesentlichen konstant gehalten wird, kann wünschenswerterweise ein im Wesentlichen konstanter Helligkeitsgrad in diesem diagnostischen Bild bereitgestellt werden. Die anschließende Verabreichung eines koronaren Vasodilatators an den Patienten kann dann den myokardialen Blutfluss erhöhen, der, wie vorstehend diskutiert, auch die Konzentration des Kontrastmittels in dem Myokardgewebe erhöhen kann.
Für die Zwecke der gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Verfahren ist es selbstverständlich, dass die Konzentration der Vesikel zur Helligkeit eines diagnostischen Bildes, besonders eines Ultraschallbildes, etwa proportional ist, die wiederum zur Geschwindigkeit des Blutflusses in der kardiovaskulären Region etwa proportional ist. Ebenfalls für die Zwecke der in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Verfahren ist es selbstverständlich, dass die Vesikel bevorzugt einer Ausscheidungsgeschwindigkeit erster Ordnung folgen. Geschwindigkeiten anderer Ordnungen, wie Geschwindigkeiten nullter, zweiter oder dritter Ordnung, sind jedoch ebenfalls bei diesen Verfahren verwendbar. Unter diesen Voraussetzungen kann ein Hinweis auf die Zunahme des myokardialen Blutflusses in Prozent, die durch den koronaren Vasodilatator bereitgestellt wird, unter Verwendung einer einfachen Ableitung erhalten werden: –d[Vesikel]/dT = k[Vesikel]wobei

[Vesikel]: = Konzentration der Vesikel;
k: = Geschwindigkeitskonstante eines Prozesses erster Ordnung (sec^–1); und
T: = Zeit (Sekunden).

Unter der Voraussetzung, dass auch bevorzugt eine Korrelation zwischen der Vesikelkonzentration, der Videodensitometrie und dem myokardialen Blutfluss besteht, wobei die Korrelation zum Beispiel durch eine Korrelationskonstante k definiert sein kann, gilt dann: –d[Vesikel]/dT = k[Vesikel] ≈ d[Videodensitometrie]/dT = k[Videodensitometrie]wobei

[Videodensitometrie]: = Videohelligkeit in Videodensitometrieeinheiten (VDU).

Umformen der vorstehenden Gleichung ergibt das Folgende: –d[Videodensitometrie]/[Videodensitometrie] = kdT
Somit gilt –∫d[Videodensitometrie]/[Videodensitometrie] = ∫kdToder ln[Videodensitometriet=0 – Videodensitometriet] = kT
Entwicklung der vorstehenden Gleichung ergibt: [Videodensitometriet] = [Videodensitometriet=0] = e–kT
Mit der Messung einer Ausgangsvideodensitometrie zum Zeitpunkt t = 0, die sich in der vorliegenden Ausführungsform auf die Videodichte einer diagnostischen Abbildung der kardiovaskulären Region unter der konstanten Infusion eines Kontrastmittels bezieht, und der Endvideodensitometrie zum Zeitpunkt T = t, die sich in der vorliegenden Ausführungsform auf die Videodichte einer diagnostischen Abbildung der kardiovaskulären Region nach der Verabreichung eines koronaren Vasodilatators bezieht, kann eine Geschwindigkeitskonstante für die Zunahme des myokardialen Flusses bei einer festgelegten Dosierung eines koronaren Vasodilatators bestimmt werden.
Unter der Voraussetzung, dass der Blutfluss in der kardiovaskulären Region etwa proportional zur Videodensitometrie ist, ergibt dann die Substitution: [Flusst] = [Flusst=0] = e–kT
Somit kann die relative Zunahme (%) des myokardialen Blutflusses unter Verwendung einer konstanten Verabreichung eines Kontrastmittels und sobald man die Kenntnis der Helligkeitsänderung des Myokardgewebes bei der Bilderzeugung mittels Ultraschall nach der Verabreichung eines koronaren Vasodilatators besitzt, bestimmt werden. Änderungen der Korrelation zwischen Fluss, Videodensitometrie und Mikrobläschenkonzentration pro Zeiteinheit, die auftreten können, können die Genauigkeit der Bestimmungen der Zunahme des myokardialen Blutflusses beeinflussen. Korrekturen bezüglich einer beliebigen Nichtlinearität oder Nichtproportionalität können jedoch in die Berechnungen einbezogen werden. Korrekturen hinsichtlich Änderungen der Vesikelkonzentration und der quantitativen Bildbestimmung können zum Beispiel unter Verwendung der in Eriksen, M., "Tissue Echo Intensity and Blood Attenuation Changes – The Pitfalls of Video Densitometry", The Second Annual International Symposium an Contrast Agents in Diagnostic Ultrasound, Atlantic City, NJ (7. Mai 1996), beschriebenen Verfahren bereitgestellt werden.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen weiter beschrieben. Beispiel 1 ist ein tatsächliches Beispiel, während Beispiel 2 ein prophetisches Beispiel ist. Diese Beispiele dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sollen die angefügten Ansprüche nicht einschränken.
Beispiel 1
Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung einer Zusammensetzung aus gasgefüllten Vesikeln zur Verwendung in den Verfahren der vorliegenden Erfindung. "DPPC" bezeichnet Dipalmitoylphosphatidylcholin; "DPPE" bezeichnet Dipalmitoylphosphatidylethanolamin; und "DPPA" bezeichnet Dipalmitolylphosphatidsäure. "PEG5000" bezeichnet ein Poly(ethylenglycol)polymer mit einem Molekulargewicht von etwa 5000. "DPPE-PEG5000" bezeichnet DPPE, das kovalent an PEG5000 gebunden ist, wobei das DPPE und PEG5000 in einem Gewichtsverhältnis von etwa 20:80 vorliegen. "PFP" bezeichnet Perfluorpropangas.
DPPC, DPPE-PEG5000 und DPPA in einem Molverhältnis von 82:8:10 wurden zu einer Lösung von Kochsalzlösung, Propylenglycol und Glycerin (8:1:1) gegeben. Das so erhaltene Gemisch wurde auf etwa 45°C erwärmt und filtriert (0,22 μm). Das filtrierte Gemisch wurde in ein Fläschchen gegeben, und man ließ es auf Raumtemperatur abkühlen. Das Fläschchen wurde unter Vakuum gesetzt, um alles Gas zu evakuieren, und anschließend wurde das Fläschchen mit PFP unter Druck gesetzt. Das Fläschchen wurde dann verschlossen, auf einen Schüttler gestellt und bei Raumtemperatur geschüttelt, wobei eine Lösung von PFP-gefüllten Vesikeln mit einem mittleren Durchmesser von etwa 2,5 μm bereitgestellt wurde. Die Konzentration der Vesikel in der Lösung betrug etwa 1,5 × 10⁹ Vesikel/ml.
Beispiel 2
Dieses Beispiel schließt eine Beschreibung von Verfahren zur Bilderzeugung der kardiovaskulären Region eines Patienten gemäß den Verfahren innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung ein.
Ein Schwein mit 20 kg wird mit Isofluran anästhesiert, und ein Swan-Ganz-Katheter wird zur Überwachung der Hämodynamik eingesetzt. Untersuchungen des Dosisbereiches werden unter Verwendung der in Beispiel 1 hergestellten, gasgefüllten Vesikel durchgeführt, um die zur Verstärkung des Myokardechos erforderliche minimale Dosis zu bestimmen, die größer als 10 Videodensitometrieeinheiten definiert ist, was durch wiederholte Videodichtemessungen bestimmt wurde. Nach der Durchführung der Untersuchungen des Dosisbereiches wird Dipyridamol mit einer Dosis von 0,56 mg/kg während einer Dauer von 4 Minuten intravenös verabreicht. Nach einer Latenzzeit von 5 Minuten werden die Untersuchungen des Dosisbereiches wiederholt. Ein Vergleich der Untersuchungen des Dosisbereiches, die vor der Verabreichung (Kontrolle) und nach der Verabreichung (Test) von Dipyridamol durchgeführt wurden, zeigt, dass eine wesentlich kleinere Dosierung des Kontrastmittels (Zusammensetzung aus gasgefüllten Vesikeln) erforderlich ist, um eine medizinisch verwendbare diagnostische Abbildung der kardiovaskulären Region zu erhalten, wenn dem Patienten auch ein Vasodilatator verabreicht wird. Zusätzlich sind in den Untersuchungen, die die Verwendung von Dipyridamol umfassen, diagnostische Artefakte im Wesentlichen eliminiert.
Verschiedene Modifikationen der Erfindung sind zusätzlich zu den hier beschriebenen aus der vorstehenden Beschreibung für Fachleute offensichtlich. Diese Modifikationen sollen ebenfalls in den Umfang der angefügten Ansprüche fallen.

Claims

Produkt zur Diagnostik, umfassend: (i) eine Vesikelzusammensetzung, umfassend Lipid- oder Polymervesikel und ein Gas oder einen Vorläufer eines Gases, wobei das Gas und der Vorläufer des Gases eine fluorierte Verbindung umfassen, und (ii) einen koronaren Vasodilatator als kombinierte Zubereitung für die gleichzeitige, getrennte oder aufeinanderfolgende Verwendung bei der diagnostischen Bilderzeugung.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 1, wobei die Vesikelzusammensetzung Lipidvesikel umfasst.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 2, wobei die Vesikelzusammensetzung Vesikel, ausgewählt aus Mizellen und Liposomen, umfasst.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 2, wobei die Vesikel unilamellare Vesikel umfassen.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 4, wobei die Vesikel eine Monoschicht umfassen.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 4, wobei die Vesikel eine Doppelschicht umfassen.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 2, wobei die Vesikel ausgewählt sind aus oligolamellaren und multilamellaren Vesikeln.
Produkt zur Diagnostik gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei das Lipid ein Phospholipid umfasst.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 8, wobei das Phospholipid ausgewählt ist aus Phosphatidylcholin, Phosphatidylethanolamin und Phosphatidsäure.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 9, wobei das Phosphatidylcholin ausgewählt ist aus Dioleoylphosphatidylcholin, Dimyristoylphosphatidylcholin, Dipalmitoylphosphatidylcholin und Distearoylphosphatidylcholin.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 10, wobei das Phosphatidylcholin Dipalmitoylphosphatidylcholin umfasst.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 9, wobei das Phosphatidylethanolamin ausgewählt ist aus Dipalmitoylphosphatidylethanolamin, Dioleoylphosphatidylethanolamin, N-Succinyldioleoylphosphatidylethanolamin und 1-Hexadecyl-2-palmitoylglycerophosphoethanolamin.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 12, wobei das Phosphatidylethanolamin Dipalmitoylphosphatidylethanolamin umfasst.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 9, wobei die Phosphatidsäure Dipalmitoylphosphatidsäure umfasst.
Produkt zur Diagnostik gemäß einem der Ansprüche 2 bis 14, wobei das Lipid ferner ein Polymer umfasst.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 15, wobei das Polymer ein hydrophiles Polymer umfasst.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 16, wobei das hydrophile Polymer Polyethylenglycol umfasst.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 1, wobei die Vesikel Polymervesikel umfassen.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 18, wobei das Polymer ein synthetisches Polymer oder Copolymer umfasst, welches aus Monomeren hergestellt ist, welche ausgewählt sind aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethylenimin, Crotonsäure, Acrylamid, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, Milchsäure, Glycolsäure, ε-Caprolacton, Acrolein, Cyanoacrylat, Bisphenol A, Epichlorhydrin, Hydroxyalkylacrylaten, Siloxan, Ethylenoxid, Ethylenglycol, Hydroxyalkylmethacrylaten, N-substituierten Acrylamiden, N-substituierten Methacrylamiden, N-Vinyl-2-pyrrolidon, 2,4-Pentadien-1-ol, Vinylacetat, Acrylonitril, Styrol, p-Aminostyrol, p-Aminobenzylstyrol, Natriumstyrolsulfonat, Natrium-2-sulfoxyethylmethacrylat, Vinylpyridin, Aminoethylmethacrylaten und 2-Methacryloyloxytrimethyl-ammoniumchlorid.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 18, wobei das Polymer ein synthetisches Polymer oder Copolymer umfasst, ausgewählt aus Polyacrylsäure, Polyethylenimin, Polymethacrylsäure, Polymethylmethacrylat, Polysiloxan, Polydimethylsiloxan, Polymilchsäure, Poly(ε-caprolacton), Epoxidharz, Poly(ethylenoxid), Poly(ethylenglycol), Polyamid, Polyvinyliden-Polyacrylnitril, Polyvinyliden-Polyacrylnitril-Polymethylmethacrylat und Polystyrol-Polyacrylnitril.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 20, wobei das Polymer Polyvinyliden-Polyacrylnitril-Copolymer umfasst.
Produkt zur Diagnostik gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vesikelzusammensetzung ferner ein zusätzliches bioaktives Mittel umfasst.
Produkt zur Diagnostik gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das fluorierte Gas ausgewählt ist aus Perfluorkohlenstoff, Schwefelhexafluorid und Heptafluorpropan.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 23, wobei das Perfluorkohlenstoffgas ausgewählt ist aus Perfluormethan, Perfluorethan, Perfluorpropan, Perfluorbutan und Perfluorcyclobutan.
Produkt zur Diagnostik gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vorläufer des Gases einen Siedepunkt von höher als 37°C aufweist.
Produkt zur Diagnostik gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die diagnostische Bilderzeugung ausgewählt ist aus Bilderzeugung mittels Ultraschall und Bilderzeugung mittels Computertomographie.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 26, wobei die diagnostische Bilderzeugung Bilderzeugung mittels Ultraschall umfasst.
Produkt zur Diagnostik gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der koronare Vasodilatator ausgewählt ist aus arteriellen Vasodilatatoren, venösen Vasodilatatoren, Preload-Senkungsmitteln und Preload-/Afterload-Senkungsmitteln.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 28, wobei der koronare Vasodilatator ausgewählt ist aus Nitroprussid, Nitroglycerin, Isosorbiddinitrat, Isosorbidtetranitrat, Nifedipin und Dipyridamol.
Produkt zur Diagnostik gemäß Anspruch 29, wobei der koronare Vasodilatator Dipyridamol ist.
Produkt zur Diagnostik gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der koronare Vasodilatator die Helligkeit in dem diagnostischen Bild erhöht.
Produkt zur Diagnostik gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der koronare Vasodilatator diagnostische Artefakte in dem diagnostischen Bild im Wesentlichen entfernt.
Produkt zur Diagnostik gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lipid ein oberflächenaktives Mittel umfasst.
Produkt zur Diagnostik gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gas oder der Vorläufer des Gases Perfluorkohlenstoff ist.
Produkt zur Diagnostik gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gas oder der Vorläufer des Gases ausgewählt ist aus Stickstoff, Perfluormethan, Perfluorethan, Perfluorpropan, Perfluorbutan, Perfluorcyclobutan, Perfluorpentan, Perfluorhexan und Perfluorheptan.
Produkt zur Diagnostik gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gas oder der Vorläufer des Gases eine Kombination aus Stickstoff und Perfluorpropan ist.
Produkt zur Diagnostik gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gas oder der Vorläufer des Gases eine Kombination aus Stickstoff und Perfluorhexan ist.
Produkt zur Diagnostik gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vesikelzusammensetzung aus einer lyophilisierten Zusammensetzung rehydratisiert wurde.
Produkt zur Diagnostik gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polymer ausgewählt ist aus synthetischen Polymeren und semi-synthetischen Polymeren.
Verwendung (i) einer Vesikelzusammensetzung, umfassend Lipid- oder Polymervesikel und ein Gas oder einen Vorläufer des Gases, wobei das Gas und der Vorläufer des Gases eine fluorierte Verbindung umfassen, und (ii) eines koronaren Vasodilatators zur Herstellung eines Produktes zur Diagnostik, um eine Abbildung des kardiovaskulären Bereiches eines Patienten bereitzustellen.
Verwendung (i) einer Vesikelzusammensetzung, umfassend Lipid- oder Polymervesikel und ein Gas oder einen Vorläufer des Gases, wobei das Gas und der Vorläufer des Gases eine fluorierte Verbindung umfassen, und (ii) eines koronaren Vasodilatators zur Herstellung eines Produktes zur Diagnostik zur Diagnose des Vorliegens von erkranktem Gewebe im kardiovaskulären Bereich eines Patienten.
Verwendung (i) einer Vesikelzusammensetzung, umfassend Lipid- oder Polymervesikel und ein Gas oder einen Vorläufer des Gases, wobei das Gas und der Vorläufer des Gases eine fluorierte Verbindung umfassen, und (ii) eines koronaren Vasodilatators zur Herstellung eines Produktes zur Diagnostik zur Messung des Blutflusses im kardiovaskulären Bereich eines Patienten.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 42, wobei die Vesikelzusammensetzung Lipidvesikel umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 43, wobei die Vesikelzusammensetzung Vesikel, ausgewählt aus Mizellen und Liposomen, umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 43, wobei die Vesikel unilamellare Vesikel umfassen.
Verwendung gemäß Anspruch 45, wobei die Vesikel eine Monoschicht umfassen.
Verwendung gemäß Anspruch 45, wobei die Vesikel eine Doppelschicht umfassen.
Verwendung gemäß Anspruch 43, wobei die Vesikel ausgewählt sind aus oligolamellaren und multilamellaren Vesikeln.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 43 bis 48, wobei das Lipid ein Phospholipid umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 49, wobei das Phospholipid ausgewählt ist aus Phosphatidylcholin, Phosphatidylethanolamin und Phosphatidsäure.
Verwendung gemäß Anspruch 50, wobei das Phosphatidylcholin ausgewählt ist aus Dioleoylphosphatidylcholin, Dimyristoylphosphatidylcholin, Dipalmitoylphosphatidylcholin und Distearoylphosphatidylcholin.
Verwendung gemäß Anspruch 51, wobei das Phosphatidylcholin Dipalmitoylphosphatidylcholin umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 50, wobei das Phosphatidylethanolamin ausgewählt ist aus Dipalmitoylphosphatidylethanolamin, Dioleoylphosphatidylethanolamin, N-Succinyldioleoylphosphatidylethanolamin und 1-Hexadecyl-2-palmitoylglycerophosphoethanolamin.
Verwendung gemäß Anspruch 53, wobei das Phosphatidylethanolamin Dipalmitoylphosphatidylethanolamin umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 50, wobei die Phosphatidsäure Dipalmitoylphosphatidsäure umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 43 bis 55, wobei das Lipid weiterhin ein Polymer umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 56, wobei das Polymer ein hydrophiles Polymer umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 57, wobei das hydrophile Polymer Polyethylenglycol umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 42, wobei die Vesikel Polymervesikel umfassen.
Verwendung gemäß Anspruch 59, wobei das Polymer ein synthetisches Polymer oder Copolymer umfasst, welches aus Monomeren hergestellt ist, welche ausgewählt sind aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethylenimin, Crotonsäure, Acrylamid, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, Milchsäure, Glycolsäure, ε-Caprolacton, Acrolein, Cyanoacrylat, Bisphenol A, Epichlorhydrin, Hydroxyalkylacrylaten, Siloxan, Ethylenoxid, Ethylenglycol, Hydroxyalkylmethacrylaten, N-substituierten Acrylamiden, N-substituierten Methacrylamiden, N-Vinyl-2-pyrrolidon, 2,4-Pentadien-1-ol, Vinylacetat, Acrylonitril, Styrol, p-Aminostyrol, p-Aminobenzylstyrol, Natriumstyrolsulfonat, Natrium-2-sulfoxyethylmethacrylat, Vinylpyridin, Aminoethylmethacrylaten und 2-Methacryloyloxytrimethylammoniumchlorid.
Verwendung gemäß Anspruch 59, wobei das Polymer ein synthetisches Polymer oder Copolymer umfasst, welches ausgewählt ist aus Polyacrylsäure, Polyethylenimin, Polymethacrylsäure, Polymethylmethacrylat, Polysiloxan, Polydimethylsiloxan, Polymilchsäure, Poly(ε-caprolacton), Epoxidharz, Poly(ethylenoxid), Poly(ethylenglycol), Polyamid, Polyvinyliden-Polyacrylnitril, Polyvinyliden-Polyacrylnitril-Polymethylmethacrylat und Polystyrol-Polyacrylnitril.
Verwendung gemäß Anspruch 61, wobei das Polymer Polyvinyliden-Polyacrylonitril-Copolymer umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 62, wobei die Vesikelzusammensetzung ferner ein zusätzliches bioaktives Mittel umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 63, wobei das fluorierte Gas ausgewählt ist aus Perfluorkohlenstoff, Schwefelhexafluorid und Heptafluorpropan.
Verwendung gemäß Anspruch 64, wobei das Perfluorkohlenstoffgas ausgewählt ist aus Perfluormethan, Perfluorethan, Perfluorpropan, Perfluorbutan und Perfluorcyclobutan.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 65, wobei der Vorläufer des Gases einen Siedepunkt von höher als 37°C aufweist.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 oder 43 bis 66, wobei die Abbildung des kardiovaskulären Bereiches eines Patienten durch Verwendung einer diagnostischen Bilderzeugung, ausgewählt aus Bilderzeugung mittels Ultraschall und Bilderzeugung mittels Computertomographie, bereitgestellt ist.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 41 oder 43 bis 66, wobei das Vorhandensein von erkranktem Gewebe im kardiovaskulären Bereich des Patienten durch Verwendung einer diagnostischen Bilderzeugung, ausgewählt aus Bilderzeugung mittels Ultraschall und Bilderzeugung mittels Computertomographie, diagnostiziert wird.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 42 bis 66, wobei der Blutfluss im kardiovaskulären Bereich des Patienten durch Verwendung einer diagnostischen Bilderzeugung, ausgewählt aus Bilderzeugung mittels Ultraschall und Bilderzeugung mittels Computertomographie, gemessen wird.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 67 bis 69, wobei die diagnostische Bilderzeugung Bilderzeugung mittels Ultraschall umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 70, wobei der koronare Vasodilatator ausgewählt ist aus arteriellen Vasodilatatoren, venösen Vasodilatatoren, Preload-Senkungsmitteln und Preload-/Afterload-Senkungsmitteln.
Verwendung gemäß Anspruch 71, wobei der koronare Vasodilatator ausgewählt ist aus Nitroprussid, Nitroglycerin, Isosorbiddinitrat, Isosorbidtetranitrat, Nifedipin und Dipyridamol.
Verwendung gemäß Anspruch 72, wobei der koronare Vasodilatator Dipyridamol ist.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 73, wobei der koronare Vasodilatator die Helligkeit des diagnostischen Bildes erhöht.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 74, wobei der koronare Vasodilatator diagnostische Artefakte im diagnostischen Bild im Wesentlichen eliminiert.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 75, wobei das Lipid ein oberflächenaktives Mittel umfasst.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 76, wobei das Gas oder der Vorläufer des Gases Perfluorkohlenstoff ist.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 77, wobei das Gas oder der Vorläufer des Gases ausgewählt ist aus Stickstoff, Perfluormethan, Perfluorethan, Perfluorpropan, Perfluorbutan, Perfluorcyclobutan, Perfluorpentan, Perfluorhexan und Perfluorheptan.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 78, wobei das Gas oder der Vorläufer des Gases eine Kombination aus Stickstoff und Perfluorpropan ist.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 79, wobei das Gas oder der Vorläufer des Gases eine Kombination aus Stickstoff und Perfluorhexan ist.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 80, wobei die Vesikelzusammensetzung aus einer lyophilisierten Zusammensetzung rehydratisiert wurde.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 40 bis 81, wobei das Polymer ausgewählt ist aus synthetischen Polymeren und semi-synthetischen Polymeren.