专利名称：一种肝特异性超超微型顺磁性mri造影剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种肝特异性超超微型顺磁性MRI造影剂，并提供了该造影剂的制备方法，属于生物医学材料技术领域。
背景技术：
磁共振成像(MRI)是二十世纪医学成像最重要的进展之一，也是世界上最先进的大型医学诊断设备，它在医疗诊断方面一个最突出的特点是对软组织的显像特别清晰。1946年美国哈佛大学的Purcell和美国斯坦福大学的Block各自独立地同时发现了核磁共振现象，两人因此获1952年诺贝尔物理奖。1971年工程物理学家Damadian发现肿瘤组织的纵向弛豫时间(T1)、横向弛豫时间(T2)值比正常组织长。1980年Hawkes等证实了MRI多平面成像的优点，并首次报告了用MRI检查颅内病变的结果。同年商品MRI机出售，开始应用于临床，这一新的影像技术迅速在各个国家的医疗中心和大医院开展起来。为加强病变组织与正常组织密度差别的显示，进一步明确诊断，在MRI检查中常使用造影剂作增强检查。1983年首次试用于临床的顺磁性造影剂为钆一二乙烯三胺五乙酸(Gd-DTPA，商品名magnevist)，由Weinmann博士发明、德国先灵公司生产，1988年德国卫生管理部门和美国FDA正式批准后广泛使用。
MRI的成像与传统的CT成像原理完全不同，它是依靠人体内部的大量氢质子所形成的杂乱无章的小磁矩，在强大的静磁场的作用下所形成的总磁矩，在射频脉冲作用下所形成的射频磁场的激励下而发生进动，出现驰豫现象。当射频脉冲撤离之后，氢质子即将射频脉冲所提供的激励能量释放出来，这种被释放出来的无线电信号，被体外的接收线圈所接收，人们将被接收的无线电信号再转化成相应的灰度，从而获取人体不同断层的灰度像，对于不同断层的空间位置及其每个断层上每个提供不同灰度像素的氢质子的空间位置，则由梯度磁场来完成。人体内部凡是有水分子存在的地方，即存在着氢质子，磁共振成像即建立在分子量级的基础之上，其成像的清晰度远远超过了CT图像，是目前能用于发现肝等软组织占位性病变的唯一成像设备。
MRI成像较CT有更高的安全性，扫描快捷方便的优点，极大地改善了对心血管形态功能的诊断和软组织占位性病变的分辨率。在MRI发展的早期，一般认为无需使用造影剂即可完成MRI检查诊断。随着临床上MRI的广泛应用，人们希望MRI能显示一些较小的病变，使一部分疑难病变得以确诊，这就需要进一步提高MRI影像的对比度。临床检查时MRI扫描最基本、最常用的是自旋回波脉冲程序并采用T1加权成像。为提高MRI影像的对比度，一方面力求选择适当的脉冲程序与时间参数，以更好地反映病变组织的实际大小、程度及病变特征；另一方面则致力于人为地改变病变组织的MR特征参数，这方面的努力主要集中在通过使用MRI造影剂以缩短弛豫时间T1及T2，加速弛豫速率。为确保临床诊断的准确性，目前临床上30％以上的MRI检查使用了造影剂来提高图像对比度。上世纪末全球年消耗含钆造影剂即达30吨以上。设计、合成更为安全有效的造影剂也一直是MRI领域的研究热点。作为一种成功的造影剂应具备以下的基本条件1.低毒性。在体内稳定且易排出体外。MRI造影剂以静脉注射为主要给药方式，对其安全要求就更高。造影剂对人体的毒性与其在体内的稳定性及排出体外的速率有关。
2.高弛豫效能。所用造影剂应能显著提高靶组织被观测核的弛豫速率，能使弛豫速率提高10％以上的试剂，方可用于MRI。
3.良好水溶性。造影剂为静脉注射液，应有较好的水溶性，一般其溶解度应大于0.5mol/L，如市售造影剂Magnevist、Dotarem等即为0.5mol/L。
4.靶组织选择性。造影剂进入人体后能选择性分布，在靶组织富集并停留一段时间，使靶区域被观测核的弛豫速率比其它部位有更大的增强，从而增加正常组织与病变组织的成像对比度。
MRI造影剂的现状和存在的问题根据磁性中心的不同，MRI造影剂可分为1)顺磁性物质特点是磁化率小，无外界磁场时磁性不能保留。顺磁性物质的存在加剧了组织内部杂散磁场，是缩短T1的关键。它们通常是过渡族金属离子，如Fe3+、Mn2+、Gd3+，这些金属离子有未成对电子，多个未成对电子自旋产生的局部磁场能缩短邻近水分子中氢质子的弛豫时间，主要表现为缩短T1，增大造影剂邻近区域的磁共振信号，提高影像的对比。它们在低浓度条件下就能明显地缩短T1值，但是只有在高浓度下才能对T2值起到一定的缩短效应。顺磁性物质数目众多，又可再分为小分子顺磁性螯合物、大分子顺磁性螯合物和稳定自由基等几类。2)超顺磁性物质在磁学中，当铁磁性粒子的体积减少到磁能小于热能时，热运动引起的磁畴随机起伏，使磁性微粒的行为和顺磁性粒子一样，此时微粒呈现的铁磁性，称为超顺磁性。当外加磁场消失后，超顺磁性材料磁性消失，这一点同顺磁性材料相似，区别在于超顺磁性微粒的磁矩要大得多。它们对T1值没有明显地改变，但是在较低浓度下能明显缩短T2值。3)铁磁性物质具有较高的磁化率，在无外界磁场时仍能保存其磁性，铁磁性微粒具有较顺磁性物质更高的磁矩，对邻近组织中氢核的驰豫有明显的加速效应，能显著降低T2，用于成像所需的浓度远低于顺磁性物质，这些磁性微粒都是水不溶性微粒，只能采用匀浆或载体形式给药，适用于胃肠道的口服制剂。它们对T1值没有明显地改变，但是在较低浓度下能极大地缩短T2值。
现有四种商品化小分子钆配合物MRI造影剂用于临床，它们分别是(NMG)2[Gd(DTPA)(H2O)](Magnevist)，(NMG)[Gd(DOTA)(H2O)](Dotarem)，Gd(DTPA-BMA)(Omniscan)和Gd(DO3A-HP)(Prohance)，其中NMG为N-甲基葡萄糖胺)。这四种造影剂均为胞外试剂，在体内呈非特异性分布，适用于脑、肾和血液系统的成像，但对肝胆道等系统的成像效果差，这使得它们不能用作选择性(靶向性)造影剂。
Gd-DTPA是目前临床上应用最广泛的MRI造影剂，具有以下特征①弛豫性强；②毒性小；③安全系数大；④细胞外分布；⑤不通过正常的血脑屏障；⑥迅速由肾脏排出；⑦在人体内结构稳定；⑧具有高溶解度。Gd-DTPA作为T1加权造影剂常用于SE序列，其快速强化扫描作用受到一定的限制，对肝脏和病灶同时具有正性强化作用，有时对等密度病灶容易混淆。目前使用的Gd-DTPA浓度为0.5mol/L，通常按0.1mmol/kg静脉给药，即进行增强后扫描，其增强效果只可维持45分钟。它经血管分布于组织间液中，不通过细胞膜而不被任何组织细胞摄取，因而也不具有生物学特异性。
针对肝脏器官特点而设计的造影剂主要有肝细胞特异性造影剂和网状内皮系统特异性造影剂两类。肝细胞特异性造影剂包括Teslascan(mangafodipir，Mn-DPDP，Amersham Health)，Multi-Hance(gadobenate，Gd-BOPTA，Bracco)、Eovist(gadoxetate，Gd-EOB-DTPA，Schering AG)、马根维显(Gadopentetate Dimeglumine，Magnevist)等。Teslascan是第一个作为临床使用的含锰复合物造影剂，锰离子是很强的T1驰豫造影剂。该造影剂由肝细胞吸收，经代谢后从肾脏排泄，其代谢过程中产生的锰离子能在肝、胰以及心肌中积累，能有效地正性增强肝的造影效果，持续时间15min～数小时，使用量为5mmol/kg。目前临床上最常用的肝特异性造影剂是钆的螯合物，属于顺磁性造影剂。Gd3+具有7个不成对电子，为一顺磁性很强的金属离子，能显著缩短T1、T2的驰豫时间，尤以T1更为明显，在浓度0～1mmol/L的范围内驰豫时间呈直线下降，从而影响MRI的信号强度。50～100mmol/kg的Multi-Hance注射后40min～120min内，在延迟相扫描中能够看见显著的肝脏增强作用。Eovist与Multi-Hance的效果相似，但使用剂量可以更少，为10～25mmol/kg，研究显示500mmol/kg的剂量仍未观察到显著的不良反应。马根维显静脉注射后5min行增强成像，其增加效果可维持45min。静脉给药后很快弥散到体内各组织的细胞外液内，然后经肾小球滤过以原形排出。有少量分泌于胃肠道后随粪便排出。不良反应显著低于碘造影剂，主要是轻微的一过性头痛(8.7％)。这一类造影剂能够进入到细胞外空间，对肝脏病变的诊断起到一定的帮助，但是检出率还需要提高。然而，它们并非真正的肝特异性造影剂，对身体的其他部位有着相似的造影增强作用。
网状内皮系统特异性造影剂能较大幅度地减小T2驰豫时间，在标准的T2增强扫描序列中3mgFe/g肝就能降低50％的肝信号强度。根据其颗粒大小这类造影剂可分为超顺磁性氧化铁(superparamagnetic ironoxides，SPIO)和超微型顺磁性氧化铁颗粒(ultrasmallsuperparamagnetic iron oxides，USPIO)。SPIO一般直径40～400nm不等。常见制剂是Schering公司开发的SHU-555A(商品名为Resovist)。它是由Fe3O4和Fe2O3组成，外包碳氧葡聚糖，氧化铁核心由若干个单晶体构成，每个单一的晶体的直径约为4.2nm，整个亲水性颗粒的直径约为62nm。Advanced Magnetics公司开发的AMI-25(Ferumoxides，商品名为Feridex)，直径为(50±29)nm，其核心氧化铁颗粒的直径约为20nm。AMI-25在美国、欧洲及日本等国已完成临床试验。另外还有Nycomed公司开发的MSM和NSP 430等。因为表面包被了大分子物质，SPIO颗粒地尺寸和电性均发生改变，最终导致了药效地显著差异。USPIO最大直径约30nm，如Advanced Magnetics公司的开发的AMI-227(Ferumoxtran)和Nycomed公司开发的FeO-BPA就属于这类制剂。
网状内皮系统特异性造影剂颗粒被体内Kuffer氏细胞摄取，在肝脏主要可以降低其组织的背景信号，从而达到突出显示病灶的目的(因为部分病灶内的Kuffer氏细胞的含量与正常肝组织相比有较大差异)，有利于病灶尤其是小的肝脏局灶性病变的检出。这类造影剂的另一影像特征是强化效果持久，根据已有的研究显示，强化峰值一般在第10～40min之间，强化作用可维持40小时以上。此外网状内皮系统特异性造影剂作为T2加权造影剂用于梯度回波序列，能在较短的时间获得良好的病灶信噪比。梯度回波的快速扫描和造影剂颗粒对肝脏的负性强化作用对提高肝脏病灶检出率是十分有利的，特别对于与肝脏等密度病灶，其作用尤为明显。
然而，网状内皮系统特异性造影剂都是由生物大分子(主要是葡聚糖)包被而成，因此颗粒的电磁学性质也发生了改变，磁响应性减弱，影响了造影效果，从而加大了造影剂的使用量，因此容易发生不良反应。另外，具有一定细胞毒性的生物大分子也带来了毒副作用，产生许多不良反应，如以Feridex为例，轻度副作用的发生率为10％～15％，其中腰痛比较常见，发生率约为3～4％，其他副反应还包括潮红、皮疹和呼吸困难等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由生物小分子包被而成的、无不良反应的肝特异性超超微型顺磁性MRI造影剂。
本发明的另一目的在于提供该造影剂的制备方法。
本发明提供的新型肝特异性超超微型顺磁性MRI造影剂的结构式为 其中R1＝CH3，R2＝CH2-COOH。
为了解决网状内皮系统特异性造影剂目前存在的问题，我们改进了目前所使用生物大分子包被氧化铁颗粒的策略，成功利用甜菜碱有机小分子与氧化铁制备出直径为4.6±0.96nm的超超微型顺磁性氧化铁颗粒(Super-ultrasmall superparamagnetic iron oxides，SUSPIO)。具体而言包括包括如下步骤第一步将溶解在2M的盐酸中，浓度为1M的FeCl3溶液和浓度为2M的FeCl2溶液均匀混合，然后加入甜菜碱，涡旋振荡溶解；第二步滴加3M的NaOH，边加边震荡，直至pH达到11，剧烈振荡，形成氧化铁纳米均匀颗粒。
第三步滴加2M的HCl，边加边震荡，直至pH达到4，继续振荡，纯化得到肝特异性超超微型顺磁性MRI造影剂。
本发明提供的新型肝特异性超超微型顺磁性MRI造影剂不仅粒子粒度比USPIO小5倍左右，且具更好的生物安全性、更强的驰豫性和磁响性效能以及更有效的肝占位性病变的早期诊断价值。研究表明，本发明所创制的SUSPIO具有如下显著效果(1)不团聚，结构稳定(室温下放置数月无沉淀现象)，溶解度好。由于所包被的小有机分子为一种表面活性剂，其不仅与氧化铁颗粒结合度好，结构稳定，不团聚，且水溶性好。这些特性为该产品的应用打下了基础。
(2)生物安全性高。包被所用有机小分子已被临床应用于治疗高脂血症等疾病，SUSPIO较包被以生物大分子的SPIO和USPIO更为安全。同时，SUSPIO整体粒子大大小于USPIO，其免疫原性大小降低，这亦有助于提高产品安全性。采用MRI亦未检出其跨越正常血脑屏障。此外，体外细胞实验证明该产品浓度达到5mM Fe时仍没有明显的细胞毒性。静脉注射SUSPIO在短时间内(三天内)及长时程(三月内)均未发现该产品有任何毒副作用；实验大鼠病理尸检结果进一步支持体内外实验结果。实验结果还表明当产品浓度在体达到0.18mmol/kg体重时，所有大鼠均没有表现出可见的不良反应。上述研究结果均证明该SUSPIO具有很好的生物安全性高。
(3)驰豫性强，磁响性高，大幅度降低肝脏背景信号，显著提高病变检出率。溶液中该产品在较低的浓度(0.1mM)下就能缩短T1和T2值，尤其是能极大地缩短T2值，理论上说明了该产品具备很好的造影效果。在大鼠肝癌模型实际应用中，SUSPIO在0.18mmol/kg体重的浓度下即能大大降低肝脏的背景信号。根据病理学尸检结果，我们发现原发性肝癌的肿瘤体从1毫米到25毫米都可以用MRI检查出来，因而SUSPIO能显著地提高病变检出率，对肝占位性病变的早期诊断具有重要的临床应用价值。
(4)强化效果长，作用可维持24小时以上。目前临床广泛使用的Gd-DTPA其增强效果只可维持45分钟。我们的体内实验表明，大鼠肝癌模型在接受SUSPIO静脉注射24小时后仍能清晰显示1-25毫米大小的原发性肝癌瘤体。
(5)生产工艺简便，材料价廉。BUSPIO制备所采用的小分子有机物可以方便地在实验室中用植物提取或化学合成，生产所用的其他原料易得、价廉，且生产工艺简便易行，故使本产品的开发与应用具可行性。
概而言之，本产品为新型网状内皮系统特异性造影剂，较之于目前临床广泛使用的Gd-DTPA具有更好的安全性、更强的效能和实际应用价值，可作为一种新型肝脏特异性造影剂。
肝特异性超超微型顺磁性MRI造影剂的性能检测(1)透射电镜观察取制备好的样品，经过一定倍数的稀释，在专用铜网上点样。放入干燥箱内过夜干燥，高倍电镜观察并拍照。结果显示本发明制备的MRI造影剂颗粒呈圆形、大小均匀、无团聚现象，解决了以往制备类似产品普遍遇到的颗粒不均和团聚问题。同时，通过对电镜图片的统计，我们可以得到制备的纳米颗粒大小在5nm左右(SD＝4.6±0.96nm)。
(2)X-射线衍射分析将制备的干燥固体样品进行X-射线衍射分析。根据图谱，我们可以观察到六个很明显的衍射特征峰，其中典型氧化铁的特征峰在311处，对应的2θ＝35.6。从这个典型的氧化铁图谱上我们可以知道，制备的纳米颗粒成分为四氧化三铁晶体颗粒。X-衍射图谱的统计学公式d＝0.89λ/B Cos°θ，其中d为颗粒晶体的直径，λ为X-射线的波长，B是典型特征峰的半峰宽，θ是典型特征峰相对应的角度。根据实际测量的数据，我们计算出了颗粒的直径为d＝0.89*1.54056/
＝94.4A＝9.4nm。因为X-射线衍射所采用的样品没有进行高速离心，所以计算出来的颗粒直径大小较电镜结果大，这与实际结果基本相符，说明纳米颗粒的形态是真实的。
(3)傅立叶变换红外光谱分析(FT-IR)为了对制备的氧化铁纳米颗粒的表面结构进行分析，我们对其液体样品用溴化钾稀释，干燥后进行傅立叶变换红外光谱分析，位于3386cm-1处大而宽的透射峰是O-H的伸缩振动峰，另外一个较大的透射峰位于1628cm-1处，是C-N伸缩振动峰。根据红外分析图谱，结合我们所使用的化合物，图中显示的2926cm-1和2846cm-1两处的透射峰可能是亚甲基和甲基。由此我们可以推断，制备的样品表面包被了我们使用的甜菜碱有机小分子表面活性剂。
(4)磁性分析为了检查样品的磁性能指标，本发明使用振动样品磁强计(VSM)在室温下对液体样品进行了测量，其磁滞洄线中显示制备的氧化铁纳米颗粒具有超顺磁性行为，是属于超顺磁性纳米颗粒。根据实验数据，可以计算出制备的样品矫顽力接近于0，饱和磁化强度为56.8emu/g。
(5)铁浓度测量将定量的样品溶解在过量的浓盐酸中。在pH＝4.2的醋酸缓冲液中，加入过量的盐酸羟胺将溶液中所有的Fe3+还原成Fe2+离子，以进行下一步显色反应。还原5min后，在此反应液中加入过量的1，10-邻二氮菲中显色20min，并稀释至指定体积，在510nm下读取吸光度值。同时，取铁标准溶液稀释成一系列浓度梯度，按照以上方法测定吸光度值，绘制标准曲线，对照标准曲线可计算出铁浓度。
(6)细胞毒性实验(MTT法)这个实验主要是检测SUSPIO的细胞毒性和生物相容性的。将SMMC-7721和HL-7702这两种细胞分别植入96孔板，细胞密度为1×104个/孔。在37℃、5％CO2下培养36小时，使细胞密度达到90％左右。然后，在每孔中分别加入不同浓度梯度的SUSPIO颗粒和医院现在广泛使用的造影剂Gd-DTPA，使其终浓度达到0.2、1和5mM，在无血清无双抗条件下培养四小时。用PBS清洗细胞三次，将未吸收的氧化铁纳米颗粒洗净，然后每孔加入200μL含10％小牛血清和双抗的DMEM培养基(20μL，5mg/ml MTT)，再连续在培养箱中培养四小时。除去含有MTT的培养基，每孔加入150μl的DMSO，溶解活细胞氧化MTT产生的蓝紫色结晶。最后，使用酶标仪在490nm下读取每孔的吸光度。每个浓度做四个相同的复管，以SD来表示标准偏差，计算细胞相对活性[OD490(样品)/OD490(对照)]×100(Fig.5.)。从实验结果可以看出，两种造影剂均无明显的细胞毒害作用，说明我们制备的样品具有较好的生物相容性。
(7)细胞对纳米颗粒的吸收能力将SMMC-7721和HL-7702这两种细胞分别植入96孔板，细胞密度为1×104个/孔。36小时后细胞密度达到90％左右，在每孔中分别加入不同浓度梯度的氧化铁纳米颗粒，使其终浓度达到0.2、1和5mM，同时做阴性空白对照，并在无血清无双抗条件下培养4小时。用PBS清洗细胞三次，将未吸收的氧化铁纳米颗粒洗净，然后每孔加入100μL 4％的多聚甲醛，在4℃下静置半小时以固定细胞。除去多聚甲醛，用蒸馏水洗涤三次(80rpm，每次20min)之后，每孔加入2％的亚铁氰化钾(溶于6％的盐酸)染色20min。继续用蒸馏水洗涤三次(80rpm，每次20min)，每孔加入2～3滴0.5％伊红然液染色3min左右，最后用蒸馏水洗涤三次(80rpm，每次20min)后在显微镜下观察拍照。结果显示这两种细胞均对纳米颗粒有一定地吸收作用。但在氧化铁纳米颗粒较高浓度地情况下细胞对纳米颗粒的吸收能力相对下降，可能由于细胞对纳米颗粒的吸收饱以及颗粒大量吸附在细胞表面等原因。
(8)静脉注射氧化铁颗粒对大鼠血细胞的影响为进一步确定该产品的安全性，静脉注射SUSPIO(10mg/kg体重)以观察其对大鼠的毒性反应。尾静脉注射后24小时后，取全血观察血红细胞数量的变化。并计数拍照，发现红细胞在形态上没有改变，红细胞数目维持正常水平继续观察大鼠的反应直至三个月后，大鼠依然健康存活，无明显不良反应。
(9)体外MRI测试1).T1和T2驰豫时间的测量以纯水和Gd-DTPA为对照，将SUSPIO按一定浓度溶解于水中，然后在NMR仪器上测量并拟合出信号强度，计算T1和T2驰豫时间值。通过对三者的比较研究发现，我们制备的纳米氧化铁在较低的浓度下就能大大降低T1和T2驰豫时间值，尤其是它能极大地降低T2驰豫时间值。
2).体外MRI成像SUSPIO能引起T1和T2驰豫时间值的减少，其就可能引起成像上的改变，并主要表现在T1成像上的正性信号增强以及T2成像上的负性信号增强。为了考察该产品的增强造影效果，本发明对一系列不同浓度的SUSPIO溶胶，进行体外成像效果的检测，结果显示Gd-DTPA能引起T1像上的正性信号增强，浓度为10-3M时增强效果较好，氧化铁纳米颗粒溶胶对T1像的影响不大，大剂量会引起负性增强；氧化铁纳米颗粒溶胶和Gd-DTPA均能引起T2像上的负性信号增强。我们制备的产品在浓度为10-3M时就能显著引起T2像的负性信号增强。
为证明SUSPIO是否具有引起T2W成像负信号增强的功能我们进一步测定了SUSPIO溶胶和Gd-DTPA水溶液在体外的T2W值成像图，我们的结果表明，两者均能引起T2W像上的负性信号增强，浓度为10-3-10-4M之间增强效果较好，以SUSPIO水溶胶的效果更显著，同时我们还测试了不同浓度SUSPIO在全血中的T1、T2和T2W值成像效能。结果表明，随着纳米颗粒浓度增加，信号强度均有减弱的趋势，尤其是在T2和T2W值成像图上的负性信号增强更为明显。并且，浓度为5×10-4M时就能引起一定的信号改变，当浓度为1×10-3M时能引起T2像上极其显著的负性信号增强，这一结果进一步证明了我们研制USPIO在T2W成像应用上的可能性。
图1是氧化铁纳米颗粒X-射线衍射图谱图2是氧化铁纳米颗粒的傅立叶变换红外光谱3是氧化铁纳米颗粒的磁滞洄线图4是SMMC-7721和HL7702两种细胞分别暴露在不同浓度的造影剂下的相对细胞活性，设置对照的细胞活性为100
图5是NMR/MRI系统(0.3T)测量浓度为0.1mM的氧化铁纳米颗粒溶胶的信号曲线(测量温度23℃)图6是不同浓度SUSPIO水溶胶和Gd-DTPA水溶液在体外的T1和T2值成像7是不同浓度氧化铁纳米颗粒溶胶和Gd-DTPA溶液的体外成像8是显示正常wistar大鼠在注射SUSPIO前(A)和注射SUSPIO(0.18mmolFe/kg体重)40min后(B)的肝T2W扫描图像。图中显示SUSPIO在TW2条件下大鼠整个肝脏的背景信号降低，表现为“黑肝”现象。
图9是显示肝癌大鼠模型(6号)MRI检查24小时后病理解剖图及在无造影剂、Gd-DTPA和SUSPIO三种情况下T 1和TW2扫描图象。结果显示，在不使用造影剂的情况下，通过肝脏T1像和T2像扫描图像我们还是可以分辨出比较大的肝占位性病变。病变组织在肝脏T1像中呈稍低信号分布，在T2像扫描图像中呈稍高信号分布。
具体实施例方式
肝特异性超超微型顺磁性MRI造影剂的制备方法分别称取FeCl3和FeCl2溶解在2M的盐酸中，终浓度分别为1M和2M。两者按一定比例混合均匀，加入适量的甜菜碱有机小分子表面活性剂，振荡3min溶解。然后慢慢滴加3MNaOH，直至pH达到11左右，剧烈持续振荡5min，使氧化铁纳米颗粒均匀形成。接着慢慢滴加2M HCl，直至pH达到4左右，继续振荡5min，使甜菜碱有机小分子能充分包被氧化铁颗粒。产生的黑色沉淀经永久磁铁分离，除去上清以及无磁性物质，沉淀用6ml蒸馏水溶解。溶解液经3500rpm离心5min后，透析除去所有其他杂质，包括小分子盐类、未包被的有机小分子等。这一步一部分产物用于继续纯化，另一部分真空干燥(50～60℃)后用于XRD分析。进一步纯化过程如下上述步骤得到的溶液经高速离心(10,000rpm)10min，除去较大的氧化铁颗粒，纯化产物；经过220nm滤膜过虑，用于TEM观察、FT-IR分析、VSM测试、体外细胞实验以及体内外MRI实验。
为了证明制备的USPIO是否具有良好的造影剂效果以及对肝脏病变的诊断效果，我们对大鼠模型进行了磁共振扫描成像和分析。肝癌大鼠模型由本室建立，并经尸检和病理分析切片和分子生物学手段等确认。扫描参数控制如下T1成像扫描参数为回波时间TE＝9.0ms，重复时间TR＝440ms，ET＝0；T2像扫描参数为回波时间TE＝69.6ms，重复时间TR＝3000.0ms，ET＝17。T1W加权像扫描参数为回波时间TE＝9.0ms，重复时间TR＝420ms，ET＝0；T2W加权像扫描参数为回波时间TE＝17ms，重复时间TR＝340ms，ET＝0。扫描区域均为8.0*8.0cm。具体实验步骤是对正常大鼠和肝癌大鼠进行了SUSPIO定量尾静脉注射，以相同剂量的钆喷酸葡胺造影剂作为对照组实验，40分钟和24小时后分别进行肝脏磁共振扫描诊断。实验所用影像诊断仪为高场强1.5T双梯度核磁共振成像仪(GE公司1.5T TweenSpeed，上海肿瘤医院)。
当大鼠静脉注射SUSPIO后，在T2W扫描图象中肝占位性病变很明显地显示出高信号，而正常肝脏组织则因为吸收了造影剂而表现为极低信号。而医院目前广泛使用的造影剂Gd-DTPA的造影效果主要表现为在TIW上起正性加强作用，病变组织表现为暗信号，这能起到一定的辅助诊断作用，但是对于较小的病变组织，其分辨率还是有待于提高。我们的研究证明，SUSPIO驰豫性强，磁响性高，在较低的浓度(0.1mM)下就能缩短T1和T2值，尤其是能极大地缩短T2值，大幅度降低肝脏背景信号。根据病理学尸检结果，我们发现原发性肝癌的肿瘤体从1毫米到25毫米都可以用MRI检查出来。因而SUSPIO对肝占位性病变的早期诊断具有重要的临床应用价值。
综上所述，本产品是一种新型网状内皮系统肝特异性造影剂，具备作为一种成功的MRI造影剂的基本条件。较之于目前临床广泛使用的Gd-DTPA具有更好的效能，且安全性好，诊断时间延长，对肝占位性病变的早期诊断具有重要的临床应用价值，有望成为一种新型肝脏特异性造影剂。
权利要求
1.一种新型肝特异性超超微型顺磁性MRI造影剂，其特征在于结构式为 其中R1＝CH3，R2＝CH2-COOH。
2.一种新型肝特异性超超微型顺磁性MRI造影剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤第一步将溶解在2M的盐酸中，浓度为1M的FeCl3溶液和浓度为2M的FeCl2溶液均匀混合，然后加入甜菜碱，涡旋振荡溶解；第二步滴加3M的NaOH，边加边震荡，直至pH达到11，剧烈振荡，形成氧化铁纳米均匀颗粒。第三步滴加2M的HCl，边加边震荡，直至pH达到4，继续振荡，纯化得到肝特异性超超微型顺磁性MRI造影剂。
全文摘要
本发明涉及一种肝特异性超超微型顺磁性MRI造影剂，并提供了该造影剂的制备方法，属于生物医学材料技术领域。本发明改进了目前所使用生物大分子包被氧化铁颗粒的策略，成功利用甜菜碱有机小分子与氧化铁制备出直径为4.6±0.96nm的超超微型顺磁性氧化铁颗粒，本发明提供的新型肝特异性超超微型顺磁性MRI造影剂不仅粒子粒度比USPIO小5倍左右，且具更好的生物安全性、更强的驰豫性和磁响性效能以及更有效的肝占位性病变的早期诊断价值。较之于目前临床广泛使用的Gd－DTPA具有更好的安全性、更强的效能和实际应用价值，可作为一种新型肝脏特异性造影剂。
文档编号A61K49/06GK1824331SQ200510111780
公开日2006年8月30日 申请日期2005年12月21日 优先权日2005年12月21日
发明者赖立辉, 陈建照, 张鸿明, 戚艳婷 申请人:华东师范大学