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ITRM20110022A1 - METHOD FOR THE PREPARATION OF MICROBULTS INCLUDING A CONTRAST AGENT - Google Patents

METHOD FOR THE PREPARATION OF MICROBULTS INCLUDING A CONTRAST AGENT Download PDF

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ITRM20110022A1
ITRM20110022A1 IT000022A ITRM20110022A ITRM20110022A1 IT RM20110022 A1 ITRM20110022 A1 IT RM20110022A1 IT 000022 A IT000022 A IT 000022A IT RM20110022 A ITRM20110022 A IT RM20110022A IT RM20110022 A1 ITRM20110022 A1 IT RM20110022A1
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IT
Italy
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microbubbles
functionalized
biocompatible
hydroxylated
polyamine
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IT000022A
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Gaio Paradossi
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Gaio Paradossi
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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:

"METODO PER LA PREPARAZIONE DI MICROBOLLE COMPRENDENTI UN AGENTE DI CONTRASTO" "METHOD FOR THE PREPARATION OF MICRO BUBBLES INCLUDING A CONTRAST AGENT"

La presente invenzione è relativa ad un metodo per la preparazione di microbolle comprendenti un agente di contrasto . The present invention relates to a method for the preparation of microbubbles comprising a contrast agent.

Qui e nel seguito per microbolle si intendono le microparticelle colloidali cave in grado di trattenere al loro interno gas. Here and in the following by microbubbles we mean the hollow colloidal microparticles capable of retaining gas inside them.

Nel campo medico sono note già da tempo le potenzialità che le microbolle presentano da un punto di vista sia diagnostico sia terapeutico. Ad esempio, le microbolle polimeriche hanno i vantaggi di presentare una elevata superficie di interfaccia, di essere stabili e di essere facilmente separabili dall'ambiente di reazione. In the medical field, the potential that microbubbles present from both a diagnostic and a therapeutic point of view have been known for some time. For example, polymeric microbubbles have the advantages of having a high interface surface, of being stable and of being easily separable from the reaction environment.

Fino ad oggi le microbolle sono utilizzate in particolare nella ecografia ad ultrasuoni. Until today, microbubbles are used in particular in ultrasound ultrasound.

È stato verificato che l'introduzione di un agente di contrasto per risonanaza magnetica, quali le nanoparticelle di ossido di ferro superparamagnetico, sulla parete delle microbolle consente di migliorare notevolmente il contrasto di immagine sia nella risonanza magnetica sia nell'ecografia ad ultrasuoni. It has been verified that the introduction of a contrast agent for magnetic resonance, such as superparamagnetic iron oxide nanoparticles, on the wall of the microbubbles allows to considerably improve the image contrast in both magnetic resonance and ultrasound ultrasound.

Era quindi sentita l'esigenza di disporre di un metodo efficace che garantisse la funzionalizzazione di microbolle con elementi di contrasto. The need was therefore felt to have an effective method that would guarantee the functionalization of microbubbles with contrasting elements.

Un'altra esigenza particolare nel settore della diagnostica medica è relativa al fatto di poter disporre di microbolle funzionalizzate in grado di poter essere utilizzate contemporaneamente per tecniche diagnostiche diverse. In questo modo, come risulta ovvio ad un tecnico del settore, si è in grado di realizzare delle analisi molto più accurate di quanto non siano quelle realizzate con le singole tecniche. Another particular requirement in the field of medical diagnostics relates to the fact that functionalized microbubbles can be used simultaneously for different diagnostic techniques. In this way, as is obvious to a person skilled in the art, it is possible to carry out much more accurate analyzes than those carried out with the individual techniques.

Oggetto della presente invenzione è un metodo per la realizzazione di microbolle funzionalizzate, in cui una poliammina idrossilata biocompatibile, legata a nanoparticelle metalliche paramagnetiche e/o isotopi radioattivi, viene fatta reagire con delle microbolle realizzate con polimeri polioli in maniera da realizzare dei legami covalenti tra la poliammina idrossilata e il polimero poliolo definente la microbolla. The object of the present invention is a method for the production of functionalized microbubbles, in which a biocompatible hydroxylated polyamine, linked to paramagnetic metal nanoparticles and / or radioactive isotopes, is reacted with microbubbles made with polyol polymers in order to create covalent bonds between the hydroxylated polyamine and the polyol polymer defining the microbubble.

Preferibilmente, la poliammide idrossilata biocompatibile è un polisaccaride, più preferibilmente è chitosano, ancora più preferibilmente il chitosano è funzionalizzato con -CH2COOH. Preferably, the biocompatible hydroxylated polyamide is a polysaccharide, more preferably it is chitosan, even more preferably the chitosan is functionalized with -CH2COOH.

Preferibilmente, dette nanoparticelle metalliche paramagnetiche sono ossido di ferro superparamagnetico. Preferably, said paramagnetic metal nanoparticles are superparamagnetic iron oxide.

Preferibilmente, detto isotopo radioattivo è il tecnezio99m (Tc99m). Preferably, said radioactive isotope is technetium 99m (Tc99m).

Preferibilmente, dette microbolle sono realizzate con alcol polivinilico. Preferably, said micro bubbles are made with polyvinyl alcohol.

Preferibilmente, la poliammina idrossilata biocompatibile viene fatta reagire con le microbolle mediante una reazione di amminazione riduttiva. Preferably, the biocompatible hydroxylated polyamine is reacted with the microbubbles by means of a reductive amination reaction.

Preferibilmente, la poliammina idrossilata biocompatibile viene fatta reagire con le microbolle mediante una reazione di acetalizzazione. Preferably, the biocompatible hydroxylated polyamine is reacted with the microbubbles by means of an acetalization reaction.

Preferibilmente, la reazione tra le microbolle e la poliammina idrossilata biocompatibile avviene in presenza di un eccesso in peso di quest'ultima. Preferably, the reaction between the microbubbles and the biocompatible hydroxylated polyamine takes place in the presence of an excess by weight of the latter.

Un ulteriore oggetto della presente invenzione sono delle microbolle realizzate secondo il metodo oggetto della presente invenzione. A further object of the present invention are micro bubbles made according to the method object of the present invention.

Per una migliore comprensione dell'invenzione sono riportate di seguito delle forme di realizzazione a puro titolo illustrativo e non limitativo. For a better understanding of the invention, some embodiments are reported hereinafter purely for illustrative and non-limiting purposes.

ESEMPI EXAMPLES

Esempio 1 Example 1

Del carbossimetilchitosano legato mediante legame amminico con nanoparticelle di ossido di ferro superparamagnetico, realizzate secondo quanto descritto in Zhilong Shi et al. Applied Material and Interfaces 2009, 1:328-335, è stato sottoposto a sonicazione per 30 minuti. Carboxymethylchitosan bound by amine bond with superparamagnetic iron oxide nanoparticles, made as described in Zhilong Shi et al. Applied Material and Interfaces 2009, 1: 328-335, was sonicated for 30 minutes.

Successivamente è stata aggiunta una sospensione di microbolle realizzate in alcol polivinilico tale da realizzare un rapporto in peso delle microbolle con carbossimetilchitosano legato alle nanoparticelle di ossido di ferro pari a 1:2. Subsequently, a suspension of microbubbles made of polyvinyl alcohol was added such as to achieve a weight ratio of the microbubbles with carboxymethylchitosan bound to the iron oxide nanoparticles equal to 1: 2.

Le microbolle sono state realizzate secondo gli insegnamenti della domanda di brevetto B02008A000224 qui incorporato per riferimento. The micro bubbles were made according to the teachings of the patent application B02008A000224 incorporated herein by reference.

Alla miscela formatasi è stato aggiunto NaBH3CN e il pH è stato aggiustato ad un valore pari circa a 5. NaBH3CN was added to the mixture formed and the pH was adjusted to a value of approximately 5.

La sospensione è stata mantenuta sotto agitazione per 5 giorni e successivamente le microbolle sono state lavate. The suspension was kept under stirring for 5 days and then the microbubbles were washed.

Esempio 2 Example 2

Del carbossimetilchitosano legato mediante legame amminico con nanoparticelle di ossido di ferro superparamagnetico come riportato nell'esempio 1, è stato sottoposto a sonicazione per 30 minuti. Carboxymethylchitosan bound by amine bond with superparamagnetic iron oxide nanoparticles as reported in Example 1, was subjected to sonication for 30 minutes.

A questo punto, il carbossimetilchitosano è stato fatto reagire con una quantità di NaICU pari alla metà del carbossimetilchitosano stesso. La reazione è durata un giorno. At this point, the carboxymethylchitosan was reacted with an amount of NaICU equal to half of the carboxymethylchitosan itself. The reaction lasted one day.

Successivamente, è stata aggiunta una sospensione di microbolle già descritte nell'esempio 1 tale da realizzare un rapporto in peso delle microbolle con carbossimetilchitosano legato alle nanoparticelle di ossido di ferro pari a 1:2, mentre il pH è stato aggiustato ad un valore pari circa a 3. Subsequently, a suspension of microbubbles already described in Example 1 was added such as to obtain a weight ratio of the microbubbles with carboxymethylchitosan bound to the iron oxide nanoparticles equal to 1: 2, while the pH was adjusted to a value of approximately to 3.

La sospensione è stata mantenuta sotto agitazione per 5 giorni e successivamente le microbolle sono state lavate. The suspension was kept under stirring for 5 days and then the microbubbles were washed.

Negli esempi 1 e 2 sono state ottenute delle microbolle ricoperte da uno strato di carbossimetilchitosano legato a nanoparticelle di ossido di ferro superparamegnatico. In Examples 1 and 2, microbubbles covered with a layer of carboxymethylchitosan bonded to superparamegnatic iron oxide nanoparticles were obtained.

Esempio 3 Example 3

Gli esempi 1 e 2 sono stati ripetuti con la differenza che il carbossimetilchitosano utilizzato non era legato a nanoparticelle di ossido di ferro superparamegnatico, ma comprendeva in forma complessata isotopi radioattivi quali il tecnezio. Examples 1 and 2 were repeated with the difference that the carboxymethylchitosan used was not bound to superparamegnatic iron oxide nanoparticles, but included radioactive isotopes such as technetium in complexed form.

Il TC99m nella forma di pertecnetato viene aggiunto alla sospensione contenente microbolle la cui superficie è ricoperta da carbossimetilchitosano o chitosano. TC99m in the form of pertechnetate is added to the suspension containing microbubbles whose surface is covered with carboxymethylchitosan or chitosan.

In questo modo, si è riusciti ad ottenere delle microbolle ricoperte di uno strato di carbossimetilchitosano o chitosano che comprendeva in forma complessata isotopi radioattivi quali il tecnezio. In this way, it was possible to obtain micro-bubbles covered with a layer of carboxymethylchitosan or chitosan which included in complexed form radioactive isotopes such as technetium.

Esempio 4 Example 4

Gli esempi 1 e 2 sono stati ripetuti con la differenza che il carbossimetilchitosano utilizzato non era soltanto legato a nanoparticelle di ossido di ferro superparamegnatico, ma comprendeva anche in forma complessata isotopi radioattivi quali il tecnezio. Examples 1 and 2 were repeated with the difference that the carboxymethylchitosan used was not only bound to superparamegnatic iron oxide nanoparticles, but also included radioactive isotopes such as technetium in complexed form.

In questo modo si è riusciti ad ottenere delle microbolle ricoperte da uno strato di carbossimetilchitosano il quale non solo era legato a nanoparticelle di ossido di ferro superparamegnatico ma comprendeva anche isotopi radioattivi, quali il tecnezio, in forma complessata. In this way it was possible to obtain micro bubbles covered with a layer of carboxymethylchitosan which was not only bound to superparamegnatic iron oxide nanoparticles but also included radioactive isotopes, such as technetium, in a complexed form.

Tali microbolle possono essere utilizzate per una analisi diagnostica che preveda il contemporaneo utilizzo delle tecniche di risonanza magnetica, ecografia ad ultrasuoni, radiodiagnostica quale ad esempio la scintigrafia e la tomografia computerizzata di emissione di fotone singolo (SPECT). These microbubbles can be used for a diagnostic analysis that involves the simultaneous use of magnetic resonance techniques, ultrasound ultrasound, radiodiagnostics such as scintigraphy and single photon emission computed tomography (SPECT).

La presente invenzione comprende, quindi, un metodo per la realizzazione di microbolle particolarmente versatili atte ad essere utilizzate per differenti tecniche diagnostiche, aumentando in questo modo l'efficienza della diagnosi nel suo complesso. The present invention therefore comprises a method for producing particularly versatile microbubbles suitable for use for different diagnostic techniques, thus increasing the efficiency of the diagnosis as a whole.

Inoltre, il metodo oggetto della presente invenzione risulta estremamente semplice ed in grado di realizzare microbolle funzionalizzate particolarmente stabili. Furthermore, the method object of the present invention is extremely simple and capable of producing particularly stable functionalized microbubbles.

Come può sembrare ovvio ad un tecnico del ramo, le microbolle oggetto della presente invenzione possono essere utilizzate non solo per finalità diagnostiche ma anche per finalità terapeutiche, si pensi ad esempio alle potenzialità che questo tipo di microbolle possono avere nella preparazione di radiofarmaci. As may seem obvious to a person skilled in the art, the microbubbles object of the present invention can be used not only for diagnostic purposes but also for therapeutic purposes, think for example of the potential that this type of microbubbles can have in the preparation of radiopharmaceuticals.

Claims (17)

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la realizzazione di microbolle funzionalizzate, in cui una poliammina idrossilata biocompatibile, legata covalentemente a nanoparticelle metalliche paramagnetiche e/o elettrostaticamente con isotopi radioattivi, viene fatta reagire con delle microbolle realizzate con polimeri polioli in maniera da realizzare dei legami covalenti tra la poliammina idrossilata e il polimero poliolo definente la microbolla. CLAIMS 1. Method for the production of functionalized microbubbles, in which a biocompatible hydroxylated polyamine, covalently linked to paramagnetic metal nanoparticles and / or electrostatically with radioactive isotopes, is reacted with microbubbles made with polyol polymers in order to create covalent bonds between the hydroxylated polyamine and the polyol polymer defining the microbubble. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la poliammide idrossilata biocompatibile è un polisaccaride. Method according to claim 1, characterized in that the biocompatible hydroxylated polyamide is a polysaccharide. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto polisaccaride è chiosano. 3. Method according to claim 2, characterized in that said polysaccharide is kiosan. 4. Metodo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il chitosano è funzionalizzato con -CH2COOH. 4. Method according to claim 3, characterized in that the chitosan is functionalized with -CH2COOH. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette nanoparticelle metalliche paramagnetiche sono ossido di ferro superparamagnetico. 5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that said paramagnetic metal nanoparticles are superparamagnetic iron oxide. 6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto isotopo radioattivo è il TC99m. 6. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that said radioactive isotope is TC99m. 7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette microbolle sono realizzate con alcol polivinilico. 7. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that said microbubbles are made with polyvinyl alcohol. 8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la poliammina idrossilata biocompatibile viene fatta reagire con le microbolle mediante una reazione di ammirazione riduttiva. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the biocompatible hydroxylated polyamine is reacted with the microbubbles by means of a reductive admiration reaction. 9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che la poliammina idrossilata biocompatibile viene fatta reagire con le microbolle mediante una reazione di acetalizzazione. Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the biocompatible hydroxylated polyamine is reacted with the microbubbles by means of an acetalization reaction. 10. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la reazione tra le microbolle e la poliammina idrossilata biocompatibile avviene in presenza di un eccesso in peso di quest'ultima. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reaction between the microbubbles and the biocompatible hydroxylated polyamine takes place in the presence of an excess in weight of the latter. 11. Microbolle funzionalizzate realizzate con polimeri polioli e caratterizzate dal fatto di comprendere uno strato esterno di ricopertura realizzato con una poliammina idrossilata biocompatibile, legata covalentemente a nanoparticelle metalliche paramagnetiche e/o elettrostaticamente con isotopi radioattivi. 11. Functionalized microbubbles made with polyol polymers and characterized in that they comprise an outer covering layer made with a biocompatible hydroxylated polyamine, covalently linked to paramagnetic metal nanoparticles and / or electrostatically with radioactive isotopes. 12. Microbolle funzionalizzate secondo la rivendicazione il, caratterizzate dal fatto che la poliammide idrossilata biocompatibile è un polisaccaride. 12. Functionalized microbubbles according to claim 11, characterized in that the biocompatible hydroxylated polyamide is a polysaccharide. 13. Microbolle funzionalizzate secondo la rivendicazione 12, caratterizzate dal fatto che detto polisaccaride è chitosano. 13. Functionalized microbubbles according to claim 12, characterized in that said polysaccharide is chitosan. 14. Microbolle funzionalizzate secondo la rivendicazione 13, caratterizzate dal fatto che il chitosano è funzionalizzato con -CH2COOH. 14. Functionalized microbubbles according to claim 13, characterized in that the chitosan is functionalized with -CH2COOH. 15. Microbolle funzionalizzate secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 14, caratterizzate dal fatto che dette nanoparticelle metalliche paramagnetiche sono ossido di ferro superparamagnetico. 15. Functionalized microbubbles according to any one of claims 11 to 14, characterized in that said paramagnetic metal nanoparticles are superparamagnetic iron oxide. 16. Microbolle funzionalizzate secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 15, caratterizzate dal fatto che detto isotopo radioattivo è il tecnezio. 16. Functionalized microbubbles according to any one of claims 11 to 15, characterized in that said radioactive isotope is technetium. 17. Microbolle funzionalizzate secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 16, caratterizzate dal fatto che dette microbolle sono realizzate con alcol polivinilico.17. Functionalized microbubbles according to any one of claims 11 to 16, characterized in that said microbubbles are made with polyvinyl alcohol.
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