一種新型ct造影劑及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于醫用造影劑技術領域，具體涉及一種新型CT造影劑及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]CT成像，即X射線計算機斷層顯像，具有良好的密度分辨力和空間分辨力，已在臨床中大規模使用。然而，CT的低軟組織分辨力限制了其臨床進一步應用。鑒于此，研究人員開發出多種CT造影劑以提高成像的造影效果，獲得病灶部位的詳細信息。目前臨床采用的CT造影劑是碘基材料，由于碘的X射線衰減系數較低，臨床上要想達到滿意的增強效果必須使用大劑量的造影劑，而大量的造影劑對于心臟病患者來說無疑會使得心臟負荷過大；另外，碘劑循環時間短，代謝很快，大量的碘劑快速通過腎臟代謝，可能產生腎毒性問題，而對于腎病患者來說，則無法進行碘劑增強掃描。因此，尋找、制備新型的CT造影劑，通過肝臟進行代謝，并且用量小、生物安全性好，以滿足臨床需要，已成為當前亟需解決的難題之
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【發明內容】
[0003]針對現有臨床的需求，本發明的目的在于合成簡單結構的納米顆粒，實現高效能CT對比增強顯像。
[0004]本發明人認識到，對于CT對比增強顯像，造影劑的X射線衰減系數越大，需要的造影劑用量越低。Ba的原子序數是56，是目前臨床上常用的胃腸造影顯像劑，具有良好的生物相容性和安全性，其K吸收邊為37KeV，使其在相對低電壓區域具有良好的對比效果。Ho的原子序數是67，生物相容性好，已經在臨床大規模使用，K吸收邊為56KeV，在相對高電壓區域具有良好的對比效果，是潛在的CT造影劑。納米顆粒直徑在2nm以上時，顆粒大部分被肝臟網狀內皮系統吞噬最終通過糞便進行排泄。綜上所述，利用Ba和Ho兩種元素制備的新型CT造影劑，有望解決臨床中傳統造影劑用量大、腎毒性等難題，對臨床影像的發展具有重要意義和價值。基于上述認識，完成了本發明。
[0005]—方面，本發明提供一種新型醫用CT造影劑，所述CT造影劑為磷脂PEG修飾的BaHoF5納米顆粒。
[0006]本發明中的CT造影劑含有Ba、Ho元素，將兩者的優點相結合，與現有的碘基造影劑相比，造影效果優異，用量小，腎毒性小。又，利用磷脂PEG對BaHoF5顆粒進行親水改性，從而增加其生物相容性、降低毒副作用并促進血液循環性能。本發明的造影劑可成功實現正常大鼠和腦卒中大鼠的血管成像和灌注成像，生物相容性好，對于醫學疾病的診斷具有重要價值和意義。
[0007]較佳地，在所述納米顆粒中，BaHoF5與磷脂PEG的質量比為1: (5?10)。
[0008]較佳地，所述納米顆粒的粒徑為3?20nm。根據本發明，顆粒大部分被肝臟網狀內皮系統吞噬最終通過糞便進行排泄，從而可以解決腎毒性的問題。
[0009]另一方面，本發明提供上述醫用CT造影劑的制備方法，包括以下步驟:
1)將BaHoF5m米顆粒分散于氯仿中，并加入磷脂PEG的氯仿溶液，得到第一混合液；
2)以旋蒸技術去除步驟I)制備的第一混合液中的氯仿，并向產物中加入水，通過超聲使產物分散于水中；
3)分離步驟2)溶液中所含磷脂PEG修飾的BaHoF5納米顆粒。
[0010]本發明采用旋蒸即可同時進行磷脂PEG對BaHoF5顆粒的修飾、以及溶劑的去除，制備方法簡單，節省時間，提高效率。
[0011]較佳地，步驟I)中，BaHoF5與磷脂PEG的質量比為1: (5?10)。
[0012]較佳地，步驟I)中，旋蒸的工藝參數:溫度為30?65°C，時間為0.5?1.5小時，壓強彡0.03mPa，旋轉速度為50?150r/分鐘。
[0013]較佳地，步驟I)中，BaHoFjft米顆粒的制備方法為:
a)將含有Ho3+和Ba2+的水溶液滴加入到含有乙醇、油酸和油胺的第二混合液中，攪拌I?2小時；
b)向步驟a)所得第二混合液中緩慢加入氟化鈉的水溶液，得到第三混合液，攪拌I?2小時，第三混合液中Ba、Ho、F之間的摩爾比與所述CT造影劑中各組成元素的摩爾比相符合；
c)將步驟b)所得的第三混合液轉移到水熱釜中，密閉環境于140?170°C進行高溫水熱反應；
d)離心分離步驟c)所得混合液，并清洗分離產物，即得BaHoF5納米顆粒。
[0014]較佳地，在第三混合液中，水、乙醇、油酸、油胺的體積比為(4?6): (18?22):(10 ?14): (10 ?14) ο
[0015]較佳地，步驟c)中，反應時間為10?13小時。
[0016]本發明的有益效果:
本發明所述的BaHoFjfi米顆粒可用于CT造影成像；與現有技術相比，本發明公開的上述CT造影劑，造影效果優異，且明顯優于目前臨床上所采用的碘基造影劑，屬于一種成像技術。該造影劑可成功實現正常大鼠和腦卒中大鼠的血管成像和灌注成像，生物相容性好，對于醫學疾病的診斷具有重要價值和意義。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明實施例1所制得的粒分散于氯仿中的透射電鏡(TEM)照片;
圖2為本發明實施例1所制得的BaHoF5顆粒的XRD圖譜；
圖3為本發明實施例1所制得的BaHoF5顆粒的能譜(EDS)圖；
圖4為本發明實施例1所制得的nCAs親水顆粒的FT-1R圖；
圖5為本發明實施例1所制得的nCAs親水顆粒的TEM圖；
圖6為本發明實施例1所制得的BaHoF#^水顆粒(左)和nCAs親水顆粒的(右)水溶液圖；
圖7為本發明實施例1所制得的nCAs親水顆粒與臨床碘劑相比在不同電壓下的濃度-CT值曲線； 圖8為本發明實施例1所制得的nCAs親水顆粒與臨床碘劑股靜脈注射入正常大鼠體內，在不同的時間點對比成像實驗結果圖；
圖9為本發明實施例1所制得nCAs親水顆粒分別股靜脈注射入正常大鼠和卒中大鼠體內后的血管成像結果圖；
圖10為本發明實施例1所制得的nCAs親水顆粒與臨床碘劑股靜脈注射入卒中的大鼠體內后的灌注成像(CTP)結果圖；
圖11為本發明實施例1所制得的nCAs親水顆粒與細胞共培養24和48小時后的細胞毒性評價；
圖12為本發明實施例1所制得的nCAs親水顆粒連接FITC(異硫氰酸熒光素)后與RAW264.7細胞共培養24小時后共聚焦所觀察到的細胞吞噬nCAs的情況；
圖13為昆明鼠注射入本發明實施例1所制得的nCAs親水顆粒后的體重變化情況結果圖；
圖14為昆明鼠注射入本發明實施例1所制得的nCAs親水顆粒后，心、肝、脾、肺、腎等各器官的組織切片圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖和下述實施方式進一步說明本發明，應理解，附圖及下述實施方式僅用于說明本發明，而非限制本發明。
[0019]本發明提供一種醫用新型CT造影劑，是磷脂PEG修飾的BaHoFjfi米顆粒(以下簡稱為nCAs)。其中，BaHoF5顆粒可為疏水顆粒，通過磷脂PEG對其改性而賦予其親水性。此夕卜，通過修飾磷脂PEG，還可以增加BaHoF5顆粒的生物相容性、降低毒副作用并促進血液循環性能。磷脂PEG與NaHoF4顆粒通過疏水作用相連。BaHoF5與磷脂PEG的質量比可為1:(5?10)。起X射線衰減作用的元素為Ba和Ho，均具有良好的生物相容性和生物安全性，分別在低電壓和高電壓區域具有良好的X射線衰減性能，并且該CT造影劑的粒徑為3?20nm，可通過肝臟進行代謝，潛在解決目前臨床用碘基造影劑的腎毒性問題，有望用于未來臨床CT對比增強成像。
[0020]本發明的nCAs可以通過如下方法制備:首先采用水熱法制備BaHoF5顆粒，然后再利用磷脂PEG對顆粒進行親水改性。該方法合成的CT造影劑，制備工藝簡易，成像效果優異，靈敏度高，生物相容性好，對臨床影像診斷技術的發展和應用具有重要意義。
[0021 ] 水熱法制備BaHoF5顆粒可包括如下步驟:
a)將含有Ho3+和Ba2+的水溶液滴加入到含有乙醇、油酸和油胺的第二混合液中，攪拌1-2小時；
b)向步驟a)所得第二混合液中緩慢加入氟化鈉的水溶液，得到第三混合液，攪拌1-2小時后，所述混合液中Ba、Ho、F之間的摩爾比與所述nCAs中各組成元素的摩爾比相符合，即Ba、Ho、F的摩爾比為I:1:5 ；
c)將步驟b)所得的第三混合液轉移到水熱釜中，密閉環境進行高溫水熱反應；
d)離心分離步驟c)所得混合液，并清洗分離產物，即得BaHoF5納米顆粒。
[0022]步驟a)中，含有Ho3+和Ba 2+的水溶液中，Ho 3+ (Ba2+)的濃度可為0.17?0.25mol/Lo Ho3+與油酸的用量比可為Imol: (10?14)L。步驟b)中，氟化鈉的水溶液的濃度可為0.8?1.2mol/L。在第三混合液中，水、乙醇、油酸、油胺的體積比可為(4?6): (18?22):(10 ?14): (10 ?14) ο
[0023]步驟d)中，水熱反應的反應溫度可為140?170°C，反應時間可為10?13小時。
[0024]在上述實施方式中，通過水熱法制備BaHoF#^水納米顆粒，但應理解，BaHoF 5疏水納米顆粒的制備方法不限于此。
[0025]利用磷脂PEG對顆粒進行親水改性可包括如下步驟:
1)將BaHoF5顆粒分散于氯仿中，加入磷脂PEG的氯仿溶液，得到第一混合液；
2)以旋蒸的方式去除步驟I)制備的第一混合液中的氯仿，并向產物中加入水，通過超聲使得產物分散于水中；
3)分離步驟2)溶液中所含的磷脂PEG修飾的BaHoF5納米顆粒。
[0026]步驟I)中，BaHoF5顆粒和磷脂PEG的質量比可為1: (5?10)。
[0027]步驟2)中，旋蒸技術的工藝參數可為:溫度30-65°C，時間0.5-1.5小時，壓強^ 0.03mPa，旋轉速度50_150r/分鐘，其中優選40°C旋蒸lh，條件:抽真空-0.03mPa，10r/
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[0028]本發明的新型CT成像造影劑，首先采用水熱法制備BaHoFJ^水納米顆粒，然后再利用磷脂PEG對顆粒進行親水改性，記為nCAs。起主要X射線衰減效應的元素是Ho和Ba，可以在不同的電壓下均具有良好的X射線衰減效應，且均優于臨床用的碘基造影劑。另外，該造影劑通過肝臟進行代謝，用量小，生物安全性好，有望解決臨床腎病患者無法進行碘劑CT增強的問題，對臨床碘劑起到良好且必要的補充作用。該方法合成的新型CT成像造