[发明专利]用于溶解和传输超极化材料的流体路径系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2007年3月28日提交的美国专利申请No. 11/692,642的部分延续，该申请通过引用而结合在本文中。

技术领域

本发明大体涉及用于在用于磁共振成像(MRI)和分析高分辨率NMR波谱中的流体路径系统中溶解和传输药品的方法和设备。MRI是已经对医生变得特别有吸引力的诊断技术，因为它无创伤，并且不涉及使被研究的患者暴露于与其它医学成像技术相关联的X光下。分析高分辨率NMR波谱通常用于确定分子结构。

背景技术

但是，MRI和NMR波谱可能缺乏灵敏度，因为典型地使用的对比剂的核自旋的极化通常很低。因而，存在许多在处于固相时改进核自旋的极化的技术。这些技术被称为超极化技术，并且它们使灵敏度提高。在超极化技术中，成像剂的样本，例如¹³C₁-丙酮酸盐或另一种类似的极化成像剂，被引入或注射到成像对象中。如本文所用，用语“极化”指的是改变材料的物理属性，以便在MRI中进一步使用。另外，如本文所用，用语“超极化”指的是在室温和在1特斯拉下看到的水平之上的水平的极化，这在US 6,466,814中有进一步描述。

在许多情况下，成像剂在远离其最终使用的设备中经历这个超极化。超极化材料具有非常短的寿命，并且从而，必须快速地将超极化材料从其生产源转移到其预期的最终使用地(即，注射到患者体内)，并且使其转化成可用状态。为了实现这一点，将低温冷冻的超极化材料溶解到溶解介质中，以注射到患者体内。因而，作为动态核极化(DNP)系统的一部分，必须包括用于在极化器内溶解极化样本的手段。

对于极化酸(例如丙硐酸)的样本，必须使用溶解介质来溶解样本，以及获得适于体内注射的极化钠盐(例如丙硐酸钠)的溶液。溶解介质典型地由含水溶液构成，含水溶液包括碱(例如氢氧化钠)和缓冲剂(例如TRIS羟甲基氨基甲烷(TRIS))，以溶解样本，以及控制/达到注射物的生理学上可接受的pH值，但溶解介质也可呈水的形式。

在目前的方法中，在钛缸体中用氦气将包含氢氧化钠、TRIS缓冲剂和EDTA的限定体积的溶解介质加压到限定的压力，并且将其加热到限定的温度。当溶解过程开始时，从缸体中释放出经加压和加热的溶剂，并且溶剂被连续的氦气流引导而与极化样本接触。这个方法遭受的缺点是，被溶解样本在喷射到接收器皿中时与气体混合且因此不是无菌注射。这会使从被溶解的极化样本中移除电子顺磁剂(EPA)以及无菌地过滤注射物复杂化。

在采用流体路径系统来溶解冷冻样本的现有方法中可出现额外的问题。也就是说，关于目前的流体路径系统的一个可能的失效模式涉及确保样本完全被溶解介质溶解。如果溶解介质的热能、量和流量不足以完全溶解样本，则系统可能在样本溶解之前结冻，从而导致冰塞完全挡住进出流体路径系统的流。第二个失效模式是传递到冷冻样本的热能不足以溶解整个样本，从而导致样本中的一些在限定体积的溶解介质进入到流体路径系统中之后仍然处于冷冻/固体状态。在样本为酸的情况下，这样不能完全溶解样本会影响注射物的pH值水平和酸浓度。例如，丙硐酸盐是对高pH值和低pH值(这可催化丙硐酸盐进行反应)两者都敏感的反应性高的化合物，并且从而，样本完全溶解以确保注射物中有期望pH值水平是重要的。

目前用于溶解药物样本的方法和装置的另一个限制是与保持无菌产品相关联的费用和复杂性。对于药品，无菌性保证是必要的，而且不能有产品被污染的风险。目前的方法和装置需要处理样本且使样本暴露于环境。因而，与样本接触的任何装置将必须经过消毒，而且将必须在样本的溶解和传输期间确保无菌性。

因而，因此存在对可快速且完全溶解冷冻的超极化材料的流体路径系统的需要。溶解材料完全从其最初位置移位到最终位置也是合乎需要的，以便确保可注射溶液中的适当的pH值水平、酸浓度和液态极化。流体路径系统还应当以成本有效且高效的方式在材料的溶解和传输期间保持无菌性。

发明内容

通过提供一种用于在流体路径系统中溶解和传输药品的设备和方法，本发明克服了前述缺点。该流体路径系统使冷冻的超极化材料快速且完全地溶解，并且将产生的超极化溶液从其在极化器系统内的最初位置传输到极化器系统的外部的最终位置，以供使用(例如注射到患者体内)。