Результат интеллектуальной деятельности: СРЕДСТВО ДЛЯ КОНТРАСТИРОВАНИЯ ПРИ РЕНТГЕНОДИАГНОСТИКЕ

Изобретение относится к медицине, в частности к рентгенологии, и может быть использовано в качестве рентгеноконтрастного средства при рентгенологических исследованиях различных органов.

Известно средство для рентгенодиагностики, которое представляет собой наночастицы среднего размера от 1 нм до 20 нм, имеющие активное зерно и инертную оболочку. В качестве активного зерна использован оксид тяжелого металла, в частности оксид тантала Та₂О₅ (патент ЕР 2121038, МПК А61K 49/04, 2009 год).

Недостатком известного средства является возможность его использования только для энергий рентгеновского излучения, близких К-скачку поглощения соответствующего металла, в частности тантала при 67.4 кэВ.

Известно средство для контрастирования при рентгенодиагностике (патент РФ 2173173, МПК А61K 49/04, 2001 год), содержащее танталат по крайней мере одного элемента, выбранного из группы, включающей иттрий, лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций или висмут, представляющий собой смесь частиц размером 1-5 µк и размером 5-10 µк в качестве органической добавки смесь декстрана и диэтиламиноэтил хлорида и воду.

Однако недостатками известного средства являются недостаточная контрастность изображения и низкая седиментационная устойчивость.

Известно средство для контрастирования при рентгенодиагностике (патент РФ 2261114, МПК А61K 51/02, 2005 год) (прототип), содержащее танталат по крайней мере одного элемента, выбранного из группы, включающей иттрий, лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций или висмут, природный полисахарид и воду. В качестве природного полисахарида средство может содержать пектин, ксантановую кислоту, каррагинан.

Однако известное средство обладает рядом недостатков, а именно медленной эвакуацией из полостных органов; невозможность осуществлять выбор необходимой концентрации контрастирующего агента для визуализации внутриполостных конкрементов в зависимости от их расположения и плотности; низкая седиментацонная устойчивость.

Таким образом, перед авторами стояла задача разработать средство для контрастирования при рентгенодиагностике, обладающее высокой степенью эвакуации из полостных органов, высокой седиментационной способностью, возможностью осуществлять выбор необходимой концентрации контрастирующего агента для визуализации внутриполостных конкрементов в зависимости от их расположения и плотности, наряду с высокой контрастностью во всем интервале энергий рентгеновского излучения, применяемого в медицинской рентгеновской диагностике (10-100 кэВ).

Поставленная задача решена в предлагаемом средстве для контрастирования при рентгенодиагностике, содержащем танталат по крайней мере одного элемента, выбранного из группы, включающей иттрий, лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, итербий, лютеций или висмут, природный полисахарид и воду, которое содержит танталат в виде наночастиц со средним размером 5 нм при следующем соотношении компонентов, масс.%:

Кроме того, средство для контрастирования при рентгенодиагностике в качестве природного полисахарида может содержать каррагинан или пектин.

В настоящее время из научно-технической и патентной литературы не известно рентгеноконтрастное средство, в состав которого входит танталат редкоземельного элемента в виде наночастиц в заявленном интервале содержания компонентов.

Основная проблема, которую удалось решить авторам, состоит в возможности использования в качестве агента для контрастирования танталатов редкоземельных элементов в виде наночастиц со средним размером 5 нм в широком интервале энергий рентгеновского излучения, охватывающем весь диапазон энергий рентгеновского излучения медицинской рентгеновской диагностики. Экспериментальным путем авторами были установлены условия взаимодействия наночастиц танталатов и жидкой дисперсионной среды в виде природного полисахарида, например каррагинана или пектина. Высокая седиментационная устойчивость средства является следствием, по-видимому, образования на поверхности частиц адсорбционного слоя вследствие осаждения молекул природного полисахарида, наличие которого затрудняет возможность слипания частиц, а следовательно и образования агрегатов.

Исследования, проведенные авторами, позволили выявить условия, позволяющие эффективно проводить рентгенологическое исследование. Достижение технического результата обеспечивается определенным количественным соотношением компонентов. При содержании танталата менее 2 масс.% наблюдается уменьшение контрастности изображения (см. пример 5). Увеличение содержания танталата более 9 масс.% приводит к быстрому выпадению его в осадок в жидком средстве без улучшения контрастности (см. пример 6).

Авторы используют в составе средства гель трехмерной структуры, который позволяет удерживать наночастицы танталата в объеме и, в тоже время, свободно течет при приложении внешнего напряжения. Именно таким гелем, обладающим необходимыми тиксотропными свойствами, является природный полисахарид, например каррагинан или пектин. При содержании природного полисахарида менее 0,3 мас.% наблюдается недостаточная коллоидная стабильность и оседание частиц суспензии, при содержании полимера более 1,2 мас.% наблюдается ухудшение параметров текучести средства.

Предлагаемое средство может быть получено следующим образом. Берут танталат соответствующего металла со средним размером частиц 5 нм, полученного в соответствие с патентом RU 2353573, помещают во флакон с водным раствором природного полисахарида, например каррагинана или пектина, при следующем соотношении компонентов, масс.%: танталат в виде наночастиц со средним размером 5 нм 2,0-9,0; природный полисахарид 0,3-1,2; вода - остальное; и тщательно перемешивают до получения однородной массы. Контроль контрастности проводят in vitro. Сквозь флакон пропускают рентгеновское излучение, которое фиксируют на рентгеновской пленке. Проявляют пленку и определяют поглощение рентгеновского излучения путем измерения почернения пленки денситометром. Величина почернения характеризует контрастность изображения. Измеряют время, в течение которого выпадает осадок танталата. В этом же опыте сравнивают контрастность и время выпадения в осадок с таковыми для известного средства, содержащего частицы танталата микронного размера.

Пример 1. В стеклянный флакон объемом 10 мл помещают 9,7 мл воды (97 масс.%). Затем вводят 0,1 г (1 масс.%) каррагинана и тщательно перемешивают до получения однородной массы при комнатной температуре. После чего добавляют 0,2 г (2 масс.%) порошка танталата лантана LaTaO₄ со средним размером частиц 5 нм и снова тщательно перемешивают в тех же условиях до получения однородной массы. Получают средство состава, масс.%: танталат лантана в виде наночастиц со средним размером частиц 5 нм - 2,0; каррагинан - 1,0; вода - 97,0.

Анализ in vitro показывает, что контрастность предлагаемого средства в 1,5 раза выше, а длительность выпадения в осадок частиц в 12 раз медленнее, чем у известного средства, содержащего 8,8 масс.% LaTaO₄ с размерами частиц 5-7 мкм в водном растворе каррагинана.

Пример 2. В стеклянный флакон объемом 10 мл помещают 9 мл воды (90 масс.%). Затем вводят 0,1 г (1 масс.%) каррагинана и тщательно перемешивают до получения однородной массы при комнатной температуре. После чего добавляют 0,9 г (9 масс.%) порошка танталата лантана LaTaO₄ со средним размером частиц 5 нм и обрабатывают как в примере 1. Получают средство состава, масс.%: танталат лантана в виде наночастиц со средним размером частиц 5 нм - 9,0; каррагинан - 1,0; вода - 90,0.

Анализ in vitro показывает, что контрастность предлагаемого средства в 2 раза выше, а длительность выпадения в осадок частиц в 7 раз медленнее, чем у известного средства, содержащего 10 масс.% LaTaO₄ с размерами частиц 5-7 мкм в водном растворе каррагинана.

Пример 3. В стеклянный флакон объемом 10 мл помещают 9,3 мл воды (93 масс.%). Затем вводят 0,1 г (1 масс.%) каррагинана и тщательно перемешивают до получения однородной массы при комнатной температуре. После чего добавляют 0,6 г (6 масс.%) порошка танталата диспрозия DyTaO₄ со средним размером частиц 5 нм и обрабатывают как в примере 1. Получают средство состава, масс.%: танталат диспрозия в виде наночастиц со средним размером частиц 5 нм - 6,0; каррагинан - 1,0; вода - 93,0.

Анализ in vitro показывает, что контрастность предлагаемого средства в 1,4 раза выше, а длительность выпадения в осадок частиц в 4 раза медленнее, чем у известного средства, содержащего 10 масс.% DyTaO₄ с размерами частиц 5-7 мкм в водном растворе каррагинана.

Пример 4. В стеклянный флакон объемом 10 мл помещают 9,3 мл воды (93 масс.%). Затем вводят 0,1 г (1 масс.%) каррагинана и тщательно перемешивают до получения однородной массы при комнатной температуре. После чего добавляют 0,6 г (6 масс.%) порошка танталата висмута BiTaO₄ со средним размером частиц 5 нм и обрабатывают как в примере 1. Получают средство состава, масс.%: танталат диспрозия в виде наночастиц со средним размером частиц 5 нм - 6,0; каррагинан - 1,0; вода - 93,0.

Анализ in vitro показывает, что контрастность предлагаемого средства в 1,8 раза выше, а длительность выпадения в осадок частиц в 3 раза медленнее, чем у известного средства, содержащего 10 масс.% BiTaO₄ с размерами частиц 5-7 мкм в водном растворе каррагинана.

Пример 5. В стеклянный флакон объемом 10 мл помещают 9,75 мл воды (97,5 масс.%). Затем вводят 0,1 г (1 масс.%) каррагинана и тщательно перемешивают до получения однородной массы при комнатной температуре. После чего добавляют 0,15 г (1,5 масс.%) порошка танталата гадолиния GdTaO₄ со средним размером частиц 5 нм и обрабатывают как в примере 1. Получают средство состава, масс.%: танталат гадолиния в виде наночастиц со средним размерм 5 нм - 1,5; каррагинан - 1,0; вода - 97,5.

Анализ in vitro показывает, что контрастность предлагаемого средства в 1,6 раза ниже, чем у известного средства, содержащего 4,0 масс.% GdTaO₄ с размерами частиц 5-7 мкм в водном растворе каррагинана.

Пример 6. В стеклянный флакон объемом 10 мл помещают 8,9 мл воды (89 масс.%). Затем вводят 0,1 г (1 масс.%) каррагинана и тщательно перемешивают до получения однородной массы при комнатной температуре. После чего добавляют 1 г (10 масс.%) порошка танталата иттрия YTaO₄ со средним размером частиц 5 нм и обрабатывают как в примере 1. Получают средство состава, масс.%: танталат иттрия в виде наночастиц со средним размером 5 нм - 10,0; каррагинан - 1,0; вода - 89,0.

Анализ in vitro показывает, что длительность выпадения в осадок частиц в 1,7 раза быстрее, чем у известного средства, содержащего 3,5 масс.% YTaO₄ с размерами частиц 5-7 мкм в водном растворе каррагинана.

Пример 7. В стеклянный флакон объемом 10 мл помещают 9,37 мл воды (93,7 масс.%). Затем вводят 0,03 г (0,3 масс.%) пектина и тщательно перемешивают до получения однородной массы при комнатной температуре. После чего добавляют 0,6 г (6 масс.%) порошка танталата иттрия YTaO₄ со средним размером частиц 5 нм и обрабатывают как в примере 1. Получают средство состава, масс.%: танталат иттрия в виде наночастиц со средним размером 5 нм - 6,0; пектин - 0,3; вода - 93,7.

Анализ in vitro показывает, что контрастность предлагаемого средства в 1,4 раза выше, а длительность выпадения в осадок частиц в 5,5 раз медленнее, чем у известного средства, содержащего 8,8 масс.% YTaO₄ с размерами частиц 5-7 мкм в водном растворе каррагинана.

Пример 8. В стеклянный флакон объемом 10 мл помещают 9,28 мл воды (92,8 масс.%). Затем вводят 0,12 г (1,2 масс.%) пектина и тщательно перемешивают до получения однородной массы при комнатной температуре. После чего добавляют 0,6 г (6 масс.%) порошка танталата иттрия YTaO₄ со средним размером частиц 5 нм и обрабатывают как в примере 1. Получают средство состава, масс.%: танталат иттрия в виде наночастиц со средним размером 5 нм - 6,0; каррагинан - 1,2; вода - 92,8.

Анализ in vitro показывает, что контрастность предлагаемого средства в 1,3 раза выше, а длительность выпадения в осадок частиц в 6 раз медленнее, чем у известного средства, содержащего 10 масс.% YTaO₄ с размерами частиц 5-7 мкм в водном растворе каррагинана.

Таким образом, авторами предлагается средство для контрастирования при рентгенодиагностике, обладающее высокой степенью эвакуации из полостных органов, высокой седиментационной способностью, возможностью осуществлять выбор необходимой концентрации контрастирующего агента для визуализации внутриполостных конкрементов в зависимости от их расположения и плотности, при этом обладающее высокой контрастностью во всем интервале энергий рентгеновского излучения, применяемого в медицинской рентгеновской диагностике (10-100 кэВ).