技術 Ｔ１ ＭＲＩ造影剤としてのナノ粒子の分散安定度を増加させる方法及びＴ１ ＭＲＩ造影剤ナノ粒子

0001

本願は、２０１６年２月１８日付で大韓民国特許庁に提出された大韓民国特許出願第１０−２０１６−００１９３６３号に対して優先権を主張し、前記特許出願の開示事項は、本明細書に参考として組み込まれる。

0002

本発明は、Ｔ１ＭＲＩ造影剤としてのナノ粒子の分散安定度を増加させる方法及びＴ１ ＭＲＩ造影剤ナノ粒子に関する。

0003

ナノ物質（ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌ）は、減少したサイズによってバルク物質（ｂｕｌｋ ｍａｔｅｒｉａｌ）と他の新たな物理的／化学的性質とを示す。また、ナノ物質に係わる多くの研究によって、サイズだけではなく、物質の組成や形状も調節可能にしながら、ナノ領域での優れた物理的／化学的特性を具現可能になった。現在、ナノ技術は、多様に発展しつつあり、大きく三種の分野に分類されている。第１に、ナノ素材として微小サイズの新たな物質と材料とを合成する技術に関するものである。第２に、ナノ素材としてナノサイズの材料を組み合わせるか、配列して一定の機能を発揮する装置を製造する技術に関するものである。第３に、ナノ技術を生命工学に応用する技術（ナノバイオ）に関するものである。

0004

さまざまな多様なナノ粒子のうち、磁性ナノ粒子は、生体物質の分離、磁気共鳴映像診断、巨大磁気抵抗センサーを含んだ磁気バイオセンサー、マイクロ流体系システム、薬物／遺伝子伝達、磁性高温治療などの幅広いナノバイオ技術に用いられうる。特に、磁性ナノ粒子は、磁気共鳴映像（ＭＲＩ）の診断剤として使われる。ＭＲＩは、水分子内の水素の核スピン弛緩を測定するが、大きくＴ１、Ｔ２映像を測定することができる。ＭＲＩ造影剤は、Ｔ１造影剤とＴ２造影剤とに分類され、Ｔ１またはＴ２信号を増幅する役割を果たす。Ｔ１及びＴ２は、ＭＲＩで核スピンが励起された以後に、スピン−格子緩和時間またはスピン−スピン緩和時間をそれぞれ意味し、互いに異なる造影効果をもたらす。

0005

Ｔ１造影剤は、スピン−格子弛緩を起こしうる常磁性物質で構成され、Ｔ１造影剤が存在する時、通常、水と比較して明るい信号効果（ｂｒｉｇｈｔ ｏｒ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｅｆｆｅｃｔ）を示す。Ｔ１造影剤としては、Ｇｄキレート化合物が主に使われ、現在、ＭＲＩ映像を獲得するために使われるマグネビスト（Ｍａｇｎｅｖｉｓｔ）（Ｓｃｈｅｒｉｎｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ）は、Ｇｄ−ＤＴＰＡ（Ｇｄ−ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｒｉａｍｉｎｅ ｐｅｎｔａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）で構成されている。それ以外にも、最近、Ｇｄ２Ｏ３（非特許文献１）、ＭｎＯ（非特許文献２）などの物質が、Ｔ１造影剤として使われうるということが報告されている。

0006

一方、Ｔ２造影剤は、酸化鉄ナノ粒子のような超常磁性ナノ粒子が主に使われている。このような磁性ナノ粒子は、外部で磁場を与えた時、磁化されて誘導磁場を発生させて、周辺水分子の水素核スピンのスピン−スピン弛緩過程に影響を与えて、磁気共鳴映像信号を増幅させて、通常、水と比較して暗い造影効果（ｄａｒｋ ｏｒ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｅｆｆｅｃｔ）を示す。主に使われているＴ２造影剤は、酸化鉄成分を含むＦｅｒｉｄｅｘ、Ｒｅｓｏｖｉｓｔ、Ｃｏｍｂｉｄｅｘなどがあり、最近、酸化鉄成分を一部置換することにより、造影効果を高めたＭＥＩＯ（ｍａｇｎｅｔｉｓｍ ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｉｒｏｎ ｏｘｉｄｅ）が開発された（非特許文献３）。

0007

ＭＲＩでＴ１信号は、高い信号強度（明るい信号）を有しており、Ｔ１が組織間の解像度が優れて、解剖学的な構造をさらに明確に区別することができる。また、Ｔ１映像で亜急性出血（出血後、４〜１４日経過）などが特徴的に高い信号強度を示すので、Ｔ１映像は、病変内で出血の存否の判断に有用であるという長所を有している。

0008

現在、Ｔ１造影剤として一般的に使われる金属キレート系物質は、その小さなサイズによって速い分子運動（ｔｕｍｂｌｉｎｇ ｒａｔｅ）のために、水分子内の水素核スピンを効果的に弛緩させることができない。一方、金属酸化物系のナノ粒子の場合、金属キレートに比べて、遅い分子運動速度を有し、多様な金属による協力的な核スピン弛緩が可能な一方、低い表面積−体積比によって、その効果が制限的である。したがって、このような既存のＴ１造影剤の限界を克服することにより、より効率的な造影効果を有するＴ１ＭＲＩ造影剤ナノ粒子の開発が要求される。

0009

前述した従来のＴ１ＭＲＩ造影剤の問題点を解消するために、本発明者は、新規なＴ１ ＭＲＩ造影剤を開発した（特許文献１）。しかし、本発明者のＴ１造影剤は、よりドラッガブルな（ｄｒｕｇｇａｂｌｅ）物質に改善させる必要があり、特に、溶液での分散安定性を改善させる必要がある。

0010

本明細書の全般に亘って多数の論文及び特許文献が参照され、その引用が表示されている。引用された論文及び特許文献の開示内容は、その全体として本明細書に参照して挿入されて、本発明が属する技術分野のレベル及び本発明の内容がより明確に説明される。

0011

ＷＯ２０１４／１０７０５５号

0012

Ｃ．Ｒｉｖｉｅｒｅ ｅｔ ａｌ．Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００７，１２９，５０７６
Ｔ．Ｈｙｅｏｎ ｅｔ ａｌ．Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．２００７，４６，５３９７
Ｊ．Ｃｈｅｏｎ ｅｔ ａｌ．Ｎａｔｕｒｅ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ２００７，１３，９５

0013

本発明者らは、ナノ粒子支持体表面にＴ１造影物質をコーティングして造影能に非常に優れた造影剤を開発した（ＷＯ２０１４／１０７０５５）。本発明者らは、前記Ｔ１造影剤の性能を改善させ、よりドラッガブルな、特に、溶液での分散安定性に優れたＴ１造影剤を開発するために努力した。その結果、本発明者らは、Ｔ１造影物質を支持体表面に部分的にコーティングすることにより、ナノ粒子造影剤の分散安定性を大きく改善させるだけではなく、造影能も改善させるということを究明した。

0014

したがって、本発明の目的は、造影剤としてのナノ粒子の分散安定度を増加させる方法を提供することである。

0015

本発明の他の目的は、造影剤ナノ粒子を提供することである。

0016

本発明の他の目的及び利点は、下記の発明の詳細な説明、特許請求の範囲及び図面によってより明確になる。

0017

本発明の一態様によれば、本発明は、次の段階を含むＴ１造影剤としてのナノ粒子の分散安定度を増加させる方法を提供する：（ａ）粒子化（ｐａｒｔｉｃｌｉｚａｔｉｏｎ）する場合、表面に親水性化学官能基を露出させる支持体物質を選択する段階；（ｂ）前記支持体物質を用いて支持体粒子（ｓｕｐｐｏｒｔ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）を製造する段階；前記支持体粒子の表面は、親水性化学官能基が露出されており、前記支持体粒子の水和（ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ）直径は、１〜２０ｎｍであり；及び（ｃ）前記支持体粒子上にＴ１造影物質をコーティングしてＴ１造影剤としてのナノ粒子を製造する段階；前記Ｔ１造影物質のコーティングは、前記支持体粒子表面の親水性官能基及び前記造影物質の間の結合によってなされ；前記Ｔ１造影物質のコーティングは、前記支持体の表面に対して部分的なコーティングであり；前記支持体粒子上の親水性の官能基の一部は、支持体表面に依然として露出されており；前記ナノ粒子の水和直径は、２〜３０ｎｍである。

0018

本発明者らは、ナノ粒子支持体表面にＴ１造影物質をコーティングして造影能に非常に優れた造影剤を開発した（ＷＯ２０１４／１０７０５５）。本発明者らは、前記Ｔ１造影剤の性能を改善させ、よりドラッガブルな、特に、溶液での分散安定性に優れたＴ１造影剤を開発するために努力した。その結果、本発明者らは、Ｔ１造影物質を支持体表面に部分的にコーティングすることにより、ナノ粒子造影剤の分散安定性を大きく改善させるだけではなく、造影能も改善させるということを究明した。

0019

本発明者らが知っている限り（Ｔｏ ｏｕｒ ｂｅｓｔ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）、造影物質、特に、Ｔ１造影物質を支持体表面に部分的にコーティングすることにより、ナノ粒子造影剤の分散安定性及び造影能を改善させた先行研究はなく、これは、本発明の最も重要な技術的特徴である。

0020

本発明の特徴及び利点を要約すれば、次の通りである：
（ａ）本発明は、既存の造影剤、特に、Ｔ１造影剤を改善したものであって、Ｔ１造影物質を親水性官能基が表面に露出された支持体表面に部分的にコーティングする戦略を採択している。
（ｂ）具体的な一具現例によれば、本発明において、Ｔ１造影物質は、支持体表面の親水性官能基に結合を行い、コーティング以後にも、相当な比率の親水性官能基が依然として露出されており、このような特徴が、本発明で果たした効果に相当な寄与をしている。
（ｃ）本発明で採択した部分的コーティング戦略によってＴ１造影剤としてのナノ粒子の安定性及び造影能をいずれも改善したことは、非常に興味深いことであり、如何なる公知技術にも、このような戦略を提示していない。

0021

本発明によって製造されたナノ支持体表面の全体親水性官能基（アミン基）に比べて、造影物質が付着された官能基の比率（上側グラフ）及び造影物質付着した依然として露出された官能基の比率（下側グラフ）を示す。
本発明のナノ造影剤の安定度を分析した結果である。
本発明のＴ１弛緩速度を分析した結果である。
本発明のナノ造影剤の動物毒性を分析した結果である。
タンパク質または金を支持体として用いて製造された本発明のナノ支持体粒子の安定度を分析した結果である。

0022

本発明の方法をそれぞれの段階別に詳細に説明すれば、次の通りである：

0023

段階（ａ）：支持体物質の選択
まず、粒子化する場合、表面に親水性化学官能基を露出させる支持体物質を選択する。

0024

本発明に適した支持体物質は、造影物質を収容し、粒子化する場合、表面に親水性化学官能基を露出させる物質である。具体的に、本発明に適した支持体物質は、親水性官能基を有する架橋剤との反応によって表面に親水性化学官能基を有しうる物質である。択一的に、本発明に適した支持体物質は、架橋剤の助けなしに親水性化学官能基を支持体物質自体が露出させる物質である。

0025

より具体的に、本発明に用いられる支持体物質は、親水性化学官能基を含む有機重合体、シリカまたは金（Ａｕ）である。

0026

本明細書において、用語「有機重合体（ｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｌｙｍｅｒ）」は、有機分子を単量体（ｍｏｎｏｍｅｒ ｕｎｉｔ）で有する重合体のうち、堅固性を有して、造影剤物質（特に、Ｔ１造影剤物質）のコーティング層の支持物質（ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）の役割をするあらゆる物質を含む。

0027

支持体として本発明で用いられる親水性化学官能基を含む有機重合体は、具体的に、多糖類（ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ）、タンパク質（例えば、アルブミン、アプロチニン及びリゾチーム）、脂質または核酸であり、より具体的に、多糖類である。

0028

本発明で用いられる多糖類は、当業者に公知の親水性化学官能基を含む多様な多糖類を含み、例えば、デキストラン（ｄｅｘｔｒａｎ）、セルロース、澱粉、グリコーゲン、キトサン、スタキオース、スクロドース、キシラン、アラバン、ヘキソサン、フルクタン、ガラクタン、マンナン、アガロペクチン、アルギン酸、カラギーナン、ヘミセルロース、ヒプロメロース、キチン、アガロース、デキストリン、カルボキシメチルセルロース、グリコーゲンデキストラン、カルボデキストラン、シクロデキストラン、プルラン、またはこれらの誘導体を含むが、これらに制限されるものではない。より具体的に、本発明で用いられる多糖類は、デキストランである。

0029

段階（ｂ）：支持体粒子の製造
引き続き、支持体物質を用いて支持体粒子を製造する。支持体粒子の表面は、親水性化学官能基が露出されており、前記支持体粒子の水和直径は、１〜２０ｎｍである。

0030

段階（ｂ）は、支持体物質原料を用いてナノ支持体を製造する段階である。

0031

支持体原料を用いてナノ支持体の製造は、当業者に公知の多様なナノ粒子製造方法を参照して実施することができる。

0032

例えば、シリカナノ支持体の製造方法は、ＷＯ２０１４／１０７０５５に開示されている。簡単に説明すれば、適した界面活性剤［例えば、ポリ（オキシエチレン）ノニルフェニルエーテルのような非イオン性界面活性剤］で逆ミセルを形成し、シリカ先駆物質であるテトラエトキシシランを追加した後、常温で反応させることにより、シリカナノ支持体を製造することができる。

0033

金ナノ支持体の製造方法は、下記の実施例に例示されている。また、有機重合体ナノ支持体の製造方法は、下記の実施例に例示されている。

0034

本発明の一具現例によれば、段階（ｂ）は、有機重合体と親水性化学官能基を有する架橋剤を反応させて、有機重合体を交差結合させて実施する。

0035

親水性化学官能基を有する架橋剤は、反応前に架橋剤自体に親水性化学官能基がある架橋剤だけではなく、反応後に架橋剤の化学構造が変化されて形成される親水性化学官能基が形成される架橋剤も含む。

0036

本発明に適した架橋剤は、親水性化学官能基を有する如何なる架橋剤も含む。例えば、本発明に適した架橋剤は、エポキシド架橋剤、アミン架橋剤、アンハイドライド基を有する架橋剤、ポリイソシアネート架橋剤及びその組み合わせを含むが、これらに限定されるものではない。

0037

エポキシド架橋剤の例は、１−クロロ−２，３−エポキシプロパン（１−ｃｈｌｏｒｏ−２，３−ｅｐｏｘｙｐｒｏｐａｎｅ：ｅｐｉｃｈｌｏｒｏｈｙｄｒｉｎ）、１，４−シクロヘキサンジメタノール−ジグリシジル−エーテル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、イソシアヌル酸トリス−（２，３−エポキシプロピル）エステル［ｉｓｏｃｙａｎｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｔｒｉｓ−（２，３−ｅｐｏｘｙｐｒｏｐｙｌ）ｅｓｔｅｒ］、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリフェニルメタントリグリシジルエーテル（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｏｌｍｅｔｈａｎ ｔｒｉｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒ）及びビスフェノールＡジグリシジルエーテルを含むが、これらに限定されるものではない。

0038

アミン架橋剤の例は、エチレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタミン、アミノエチルピペラジン、４，７，１０−トリオキサ−１，１３−トリデカンジアミン、２，２’−（エチレンジオキシ）ジエチルアミン、１，３−ビス−（アミノメチル）シクロヘキサン、１，３−ｂｉｓ−（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−メチレンビス−シクロヘキシルアミン及び５−アミノ−１，３，３−トリメチルシクロヘキサンメチルアミンを含むが、これらに限定されるものではない。

0039

アンハイドライド基を有する架橋剤の例は、２，２−ビス−（４−無水フタル酸−４−オキシフェニル）−プロパン、ブタンテトラカルボン酸二無水物、４，４’−オキシビス−無水フタル酸、ベンゾフェノン−３，３’，４，４’−テトラカルボン酸二無水物及びビフェニル−３，３’，４，４’−テトラカルボン酸二無水物を含むが、これらに限定されるものではない。

0040

ポリイソシアネート架橋剤の例は、１，３−ビス−（１−イソシアナト−１−メチルエチル）ベンゼン、１，３−ビス−（イソシアナトメチル）−シクロヘキサン、ヘキサメチレンジイソシアネート、トルエン−２，４−ジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンジ（フェニルイソシアネート）、４，４’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン及びイソホロンジイソシアネートを含むが、これらに限定されるものではない。

0041

具体的に、本発明に用いられる架橋剤は、エポキシド架橋剤、アミン架橋剤またはその組み合わせであり、より具体的に、エポキシド架橋剤、ジアミン架橋剤またはその組み合わせである。

0042

さらに具体的に、本発明に用いられる架橋剤は、反応基（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｇｒｏｕｐ）を２個有するエポキシド架橋剤及びジアミン架橋剤の組み合わせである。

0043

反応基を２個有するエポキシド架橋剤を用いる場合、反応基いずれもエポキシ基、反応基の１つは、エポキシ基、他の１つは、ハロゲン族元素を含みうる。

0044

最も具体的に、本発明に用いられる架橋剤は、反応基の１つは、エポキシ基、他の１つは、ハロゲン族元素であるエポキシド架橋剤及びジアミン架橋剤の組み合わせである。この場合、エポキシド架橋剤が支持体物質を架橋させる主要架橋剤になる。ジアミン架橋剤は、エポキシド架橋剤と支持体物質の結合に介入して架橋結合長をより増加させる。例えば、エポキシド架橋剤及びジアミン架橋剤の組み合わせによって形成される支持体粒子は、「支持体物質−エポキシド架橋剤−ジアミン架橋剤−支持体物質」になりうる。これにより、ジアミン架橋剤は、架橋の効率性を向上させ、架橋された支持体物質が望ましい物性／特性を有するようにする。

0045

また、ジアミン架橋剤のアミン基は、造影物質のコーティングを改善させる作用を行う。

0046

本発明の具体的な実施例によれば、段階（ｂ）は、有機重合体（例えば、デキストラン）、反応基の１つは、エポキシ基、他の１つは、ハロゲン族元素であるエポキシド架橋剤（例えば、エピクロロヒドリン）及びジアミン架橋剤（例えば、エチレンジアミン）を適した温度（例えば、常温）で反応させて、交差結合された有機重合体からなる支持体粒子を得る。

0047

製造されるナノ支持体の水和直径は、１〜２０ｎｍであり、具体的に、支持体粒子の水和直径は、１〜１５ｎｍ、１〜１０ｎｍ、１〜８ｎｍ、１〜５ｎｍ、１〜４ｎｍ、２〜１５ｎｍ、２〜１０ｎｍ、２〜８ｎｍ、２〜５ｎｍ、２〜４ｎｍ、３〜１５ｎｍ、３〜１０ｎｍ、３〜８ｎｍ、３〜５ｎｍ、３〜４ｎｍ、４〜１５ｎｍ、４〜１０ｎｍ、４〜８ｎｍ、４〜７ｎｍまたは４〜５ｎｍであり、より具体的に、３〜１５ｎｍ、３〜１０ｎｍ、３〜８ｎｍ、３〜５ｎｍ、３〜４ｎｍ、４〜１５ｎｍ、４〜１０ｎｍ、４〜８ｎｍ、４〜７ｎｍまたは４〜５ｎｍであり、さらに具体的に、３〜１０ｎｍ、３〜８ｎｍ、３〜５ｎｍ、３〜４ｎｍ、４〜１０ｎｍ、４〜８ｎｍ、４〜７ｎｍまたは４〜５ｎｍであり、最も具体的に、３〜１０ｎｍ、３〜８ｎｍ、４〜１０ｎｍ、４〜８ｎｍまたは４〜７ｎｍである。

0048

本発明の一具現例によれば、段階（ｂ）で、支持体粒子の表面に露出される親水性化学官能基は、支持体物質自体から来由のものである。例えば、ＳｉＯ２ナノ支持体を製造する場合には、ＳｉＯ２から来由の親水性化学官能基（例えば、ヒドロキシル基）が支持体粒子の表面に露出される。ＳｉＯ２ナノ支持体を製造する場合には、架橋剤を利用しない。

0049

本発明の一具現例によれば、段階（ｂ）で、支持体粒子の表面に露出される親水性化学官能基は、架橋剤から来由のものである。前述した親水性化学官能基を有する架橋剤を用いる具現例において、ナノ支持体粒子の表面に露出された親水性化学官能基は、架橋剤から来由のものである。

0050

段階（ｃ）：支持体粒子上にＴ１造影物質の部分的コーティング
前記支持体粒子上にＴ１造影物質をコーティングしてＴ１造影剤としてのナノ粒子を製造する。Ｔ１造影物質のコーティングは、支持体粒子表面の親水性官能基及び造影物質の間の結合によってなされ；Ｔ１造影物質のコーティングは、支持体の表面に対して部分的なコーティングであり；支持体粒子上の親水性の官能基の一部は、支持体表面に依然として露出されており；ナノ粒子の水和直径は、２〜３０ｎｍである。

0051

本発明で用いられるＴ１造影物質は、当業者に多様なＴ１造影物質を含む。

0052

本発明で用いられるＴ１造影物質は、金属イオンＭｎ＋［Ｍは、Ｔｉｎ＋、Ｖｎ＋、Ｃｒｎ＋、Ｍｎｎ＋、Ｆｅｎ＋、Ｃｏｎ＋、Ｎｉｎ＋、Ｃｕｎ＋、Ｒｕｎ＋（０＜ｎ≦１４）またはランタン族金属］、金属酸化物、金属錯化合物、金属化合物またはこれらの多成分混成構造体である。本発明で用いられるランタン族金属の具体例には、Ｅｕｎ＋、Ｇｄｎ＋、Ｔｂｎ＋、Ｄｙｎ＋、Ｈｏｎ＋、Ｅｒｎ＋、Ｔｍｎ＋、Ｙｂｎ＋及びＬｕｎ＋（０＜ｎ≦１４）が含まれるが、これらに制限されるものではない。

0053

より具体的な具現例によれば、本発明で用いられるＴ１造影物質は、金属酸化物ＭｘＯｙ［Ｍは、Ｔｉｎ＋、Ｖｎ＋、Ｃｒｎ＋、Ｍｎｎ＋、Ｆｅｎ＋、Ｃｏｎ＋、Ｎｉｎ＋、Ｃｕｎ＋、Ｒｕｎ＋（０＜ｎ≦１４）またはランタン族金属で構成された群から選択される１種以上の金属原素、０＜ｘ≦１６、０＜ｙ≦８］である。より具体例としては、前記金属酸化物は、ＭｘＯｙ（Ｍ＝Ｍｎ ｏｒ Ｆｅ、０＜ｘ≦４、０＜ｙ≦４）である。

0054

本発明において、Ｔ１造影物質として用いられる金属錯化合物は、中心金属とその金属に配位結合されるリガンドで構成されたあらゆる物質を言い、特に、単電子を有して、磁性を帯びる金属と配位リガンドからなる錯化合物である。具体例としては、ＭｘＬｙ［Ｍは、Ｔｉｎ＋、Ｖｎ＋、Ｃｒｎ＋、Ｍｎｎ＋、Ｆｅｎ＋、Ｃｏｎ＋、Ｎｉｎ＋、Ｃｕｎ＋、Ｒｕｎ＋（０＜ｎ≦１４）またはランタン族金属で構成された群から選択される１種以上の元素、Ｌ＝金属と配位結合をなしうる１種以上のリガンド、０＜ｘ≦１０、０＜ｙ≦１２０］である。金属錯化合物としてさらに具体的には、金属キレート、金属有機物構造体（ＭＯＦ；ｍｅｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）または配位高分子（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）が含まれる。

0055

前記Ｔ１造影物質として使われる金属化合物は、金属カルコゲン（１６族）化合物、金属ニコゲン（１５族）化合物、金属炭素族（１４族）化合物及び金属ホウ素族（１３族）化合物を含む。

0056

本発明の具体例としては、具現例によれば、本発明において、Ｔ１造影物質として使われる金属カルコゲン化合物は、ＭａｘＡｚ、またはＭａｘＭｂｙＡｚ（Ｍａ＝ランタン族元素（Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、及びＬｕ）及び遷移金属元素（Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＲｕ）で構成された群から選択される１種以上の元素、Ｍｂ＝１族金属元素、２族金属元素、１３〜１５族元素、１７族元素、遷移金属元素、ランタン族、及びアクチニウム族元素で構成された群から選択される１種以上の元素、Ａは、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、及びＰｏで構成された群から選択される１種以上の元素；０＜ｘ≦１６、０≦ｙ≦１６、０＜ｚ≦８）、またはこれらの多成分混成構造体を含み、最も望ましくは、ＭａｘＯｚ、ＭａｘＭｂｙＯｚ（Ｍａ＝ランタン族元素（Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、及びＬｕ）、及び遷移金属元素（Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＲｕ）で構成された群から選択される１種以上の元素、Ｍｂ＝１族金属元素、２族金属元素、１３族〜１５族元素、１７族元素、遷移金属元素、ランタン族、及びアクチニウム族元素で構成された群から選択される１種以上の元素；０＜ｘ≦１６、０≦ｙ≦１６、０＜ｚ≦８）である。

0057

前記Ｔ１造影物質として使われる金属ニコゲンは、具体例としては、ＭｃｘＡｚ、ＭｃｘＭｄｙＡｚ（Ｍｃ＝ランタン族元素（Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、及びＬｕ）、及び遷移金属元素（Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＲｕ）で構成された群から選択される１種以上の元素、Ｍｄ＝１族金属元素、２族金属元素、１３〜１４族元素、１５族元素、１７族元素、遷移金属元素、ランタン族元素、及びアクチニウム族元素で構成された群から選択される１種以上の元素、Ａは、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、及びＢｉで構成された群から選択される１種以上の元素；０＜ｘ≦２４、０≦ｙ≦２４、０＜ｚ≦８）である。

0058

前記Ｔ１造影物質として使われる金属炭素族化合物は、具体例としては、ＭｅｘＡｚ、ＭｅｘＭｆｙＡｚ（Ｍｅ＝ランタン族元素（Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、及びＬｕ）、及び遷移金属元素（Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＲｕ）で構成された群から選択される１種以上の元素、Ｍｆ＝１族金属元素、２族金属元素、１３族元素、１５〜１７族元素、遷移金属元素、ランタン族元素、及びアクチニウム族元素で構成された群から選択される１種以上の元素、Ａは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、及びＰｂで構成された群から選択される１種以上の元素；０＜ｘ≦３２、０≦ｙ≦３２、０＜ｚ≦８）である。

0059

前記Ｔ１造影物質として使われる金属ホウ素族化合物は、具体例としては、ＭｉｘＡｚ、ＭｉｘＭｊｙＡｚ（Ｍｉ＝ランタン族元素（Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、及びＬｕ）、及び遷移金属元素（Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＲｕ）で構成された群から選択される１種以上の元素、Ｍｊ＝１族金属元素、２族金属元素、１４〜１７族元素、遷移金属元素、ランタン族元素、及びアクチニウム族元素で構成された群から選択される１種以上の元素、Ａは、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＴｌから選択される１種以上の元素；０＜ｘ≦４０、０≦ｙ≦４０、０＜ｚ≦８）である。

0060

本発明で用いられる金属キレート化合物は、中心金属と２個以上の官能基で同時に結合を成すキレートリガンドを含む。具体例としては、キレートリガンドは、ＥＤＴＡ（ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｏｔｅｔｒａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）、ＤＴＰＡ（ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅｔｒｉａｍｉｎｏｐｅｎｔａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）、ＥＯＢ−ＤＴＰＡ（Ｎ−［２−［ｂｉｓ（ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）ａｍｉｎｏ］−３−（４−ｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｐｒｏｐｙｌ］−Ｎ−［２−［ｂｉｓ（ｃａｒｂｏｘｙ ｍｅｔｈｙｌ）ａｍｉｎｏ］ｅｔｈｙｌ］−Ｌ−ｇｌｙｃｉｎｅ）、ＤＴＰＡ−ＧＬＵ（Ｎ，Ｎ−ｂｉｓ［２−［ｂｉｓ（ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）ａｍｉｎｏ］ｅｔｈｙｌ］−Ｌ−ｇｌｕｔａｍｉｃ ａｃｉｄ）、ＤＴＰＡ−ＬＹＳ（Ｎ，Ｎ−ｂｉｓ［２−［ｂｉｓ（ｃａｒｂｏｘｙ ｍｅｔｈｙｌ）ａｍｉｎｏ］ｅｔｈｙｌ］−Ｌ−ｌｙｓｉｎｅ）、ＤＴＰＡ−ＢＭＡ（Ｎ，Ｎ−ｂｉｓ［２−［ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ［（ｍｅｔｈｙｌｃａｒｂａｍｏｙｌ）ｍｅｔｈｙｌ］ａｍｉｎｏ］ｅｔｈｙｌ］ｇｌｙｃｉｎｅ）、ＢＯＰＴＡ（４−ｃａｒｂｏｘｙ−５，８，１１−ｔｒｉｓ（ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）−１−ｐｈｅｎｙｌ−２−ｏｘａ−５，８，１１−ｔｒｉａｚａｔｒｉｄｅｃａｎ−１３−ｏｉｃ ａｃｉｄ）、ＤＯＴＡ（１，４，７，１０−ｔｅｔｒａａｚａｃｙｃｌｏｄｏｄｅｃａｎ−１，４，７，１０−ｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）、ＤＯ３Ａ（１，４，７，１０−ｔｅｔｒａａｚａｃｙｃｌｏｄｏｄｅｃａｎ−１，４，７−ｔｒｉａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）、ＨＰＤＯ３Ａ（１０−（２−ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌ）−１，４，７，１０−ｔｅｔｒａａｚａｃｙｃｌｏｄｏｄｅｃａｎ−１，４，７−ｔｒｉａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）、ＭＣＴＡ（２−ｍｅｔｈｙｌ−１，４，７，１０−ｔｅｔｒａａｚａｃｙｃｌｏｄｏｄｅｃａｎｅ−１，４，７，１０−ｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）、ＤＯＴＭＡ（（α，α´，α″，α´″）−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ−１，４，７，１０−ｔｅｔｒａａｚａｃｙｃｌｏ ｄｏｄｅｃａｎ−１，４，７，１０−ｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）、ＰＣＴＡ（３，６，９，１５−ｔｅｔｒａａｚａｂｉｃｙｃｌｏ［９．３．１］ｐｅｎｔａｄｅｃａ−１（１５），１１，１３−ｔｒｉｅｎｅ−３，６，９−ｔｒｉａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）、ＢＯＰＴＡ（４−ｃａｒｂｏｘｙ−５，８，１１−ｂｉｓ（ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）−１−ｐｈｅｎｙｌ−１２−（ｐｈｅｎｙｌｍｅｔｈｏｘｙ）ｍｅｔｈｙｌ−８−ｐｈｏｓｐｈｏｍｅｔｈｙｌ−２−ｏｘａ−５，８，１１−ｔｒｉａｚａｔｒｉｄｅｃａｎ−１２−ｏｉｄ ａｃｉｄ）、Ｎ，Ｎ’−［（ホスホノメチルイミノ）ジ−２，１−エタンジイル］ｂｉｓ［Ｎ−（カルボキシメチル）グリシン］（Ｎ，Ｎ’−ｐｈｏｓｐｈｏｎｏｍｅｔｈｙｌｉｍｉｎｏ−ｄｉ−２，１−ｅｔｈａｎｅｄｉｙｌ−ｂｉｓ（Ｎ−ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ ｇｌｙｃｉｎｅ））、Ｎ，Ｎ’−［（ホスホノメチルイミノ）ジ−２，１−エタンジイル］ｂｉｓ［Ｎ−（ホスホノメチル）グリシン］（Ｎ，Ｎ’−ｐｈｏｓｐｈｏｎｏｍｅｔｈｙｌｉｍｉｎｏ−ｄｉ−２，１−ｅｔｈａｎｅｄｉｙｌ−ｂｉｓ（ｎ−ｐｈｏｓｐｈｏｎｏｍｅｔｈｙｌｇｌｙｃｉｎｅ））、Ｎ，Ｎ’−［（ホスフィノメチルイミノ）ジ−２，１−エタンジイル］ｂｉｓ［Ｎ−（カルボキシメチル）グリシン］（Ｎ，Ｎ’−（ｐｈｏｓｐｈｉｎｏｍｅｔｈｙｌｉｍｉｎｏ−ｄｉ−２，１−ｅｔｈａｎｅｄｉｙｌ−ｂｉｓ−（Ｎ−（ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）ｇｌｙｃｉｎｅ）、ＤＯＴＰ（１，４，７，１０−ｔｅｔｒａ ａｚａｃｙｃｌｏｄｅｃａｎｅ−１，４，７，１０−ｔｅｔｒａｋｉｓ（ｍｅｔｈｙｌｐｈｏｓｐｈｏｎｉｃ ａｃｉｄ）、ＤＯＴＭＰ（１，４，７，１０−ｔｅｔｒａａｚａｃｙｃｌｏｄｅｃａｎｅ−１，４，７，１０−ｔｅｔｒａｋｉｓｍｅｔｈｙｌｅｎｅ（ｍｅｔｈｙｌ ｐｈｏｓｐｈｉｎｉｃ ａｃｉｄ）またはこれらの誘導体を含むが、これらに制限されるものではない。

0061

本発明で用いられる金属イオン、金属酸化物、金属錯化合物及び金属化合物の１つ以上の多成分混成構造体は、具体例として、無機化合物に錯化合物リガンドがさらに配位されるか、リガンドが無機化合物の構成元素を置換した形態を有している化合物になりうるが、これに制限されるものではない。このような混成構造体の１つの具体例として、Ｍ２Ｏ（ＣＯ３）２・Ｈ２Ｏ（Ｍ＝Ｔｉｎ＋、Ｖｎ＋、Ｃｒｎ＋、Ｍｎｎ＋、Ｆｅｎ＋、Ｃｏｎ＋、Ｎｉｎ＋、Ｃｕｎ＋、Ｒｕｎ＋（０＜ｎ≦１４）またはランタン族金属）は、本発明のＴ１造影剤として使われるが、これは、金属酸化物の１つであるＭ２Ｏ３の酸素原子２つがＣＯ３リガンドに置換された形態の多成分混成構造体である。また、Ｔ１造影物質として使用可能な多成分混成構造体は、イオン、金属、金属酸化物、金属錯化合物及び金属化合物の１つ以上が混合されて、多様な構造及び形態で存在されうる。

0062

本発明の一具現例によれば、本発明で用いられるＴ１造影物質は、金属酸化物ＭｘＯｙ［Ｍは、Ｔｉｎ＋、Ｖｎ＋、Ｃｒｎ＋、Ｍｎｎ＋、Ｆｅｎ＋、Ｃｏｎ＋、Ｎｉｎ＋、Ｃｕｎ＋、Ｒｕｎ＋（０＜ｎ≦１４）またはランタン族金属で構成された群から選択される１種以上の金属原素、０＜ｘ≦１６、０＜ｙ≦８］であり、さらに具体的に、ＭｘＯｙ（Ｍ＝Ｍｎ ｏｒ Ｆｅ、０＜ｘ≦４、０＜ｙ≦４）であり、最も具体的に、鉄酸化物（ｉｒｏｎ ｏｘｉｄｅ）、すなわち、ＭｘＯｙ（Ｍ＝Ｆｅ、０＜ｘ≦４、０＜ｙ≦４）である。

0063

表面に親水性化学官能基が露出されたナノ支持体に造影物質をコーティングすることは、容易に実施することができる。例えば、下記の実施例に記載されたように、適した量のＴ１造影物質と適した温度（例えば、常温）で撹拌することにより、ナノ支持体に造影物質をコーティングすることができる。

0064

本発明の一具現例によれば、親水性化学官能基が露出されたナノ支持体に造影物質をコーティングすることは、化学結合を通じてなされる。前記化学結合は、例えば、共有結合、配位結合、イオン結合、水素結合、親水性結合、疎水結合、及びファンデルワールス結合を含む。より具体的に、ナノ支持体の表面に露出された親水性化学官能基と造影物質の化学結合、さらに具体的に、共有結合、配位結合、イオン結合、水素結合及び／または親水性結合によってコーティングがなされる。

0065

本発明の最も重要な技術的特徴は、造影物質、特に、Ｔ１造影物質を支持体表面に部分的にコーティングすることである。

0066

本明細書の用語「部分的コーティング」は、支持体の表面全体面積にわたって造影物質がコーティングされていることではなく、その一部のみに造影物質がコーティングされたことを意味する。具体的に、用語「部分的コーティング」は、支持体の表面に露出された親水性官能基の全体ではない一部のみに造影物質がコーティングされたことを意味する。

0067

本発明の一具現例によれば、造影物質は、支持体粒子表面にある親水性官能基の１４〜７０％、１４〜６０％、１４〜５０％、１４〜４５％、１５〜７０％、１５〜６０％、１５〜５０％、１５〜４５％、１６〜７０％、１６〜６０％、１６〜５０％または１６〜４５％に結合されている。より具体的に、造影物質は、支持体粒子表面にある親水性官能基の１５〜４５％または１６〜４５％、さらに具体的に、１５〜２５％、１６〜２５％、１５〜２０％または１６〜２０％に結合されている。造影物質がコーティングされた支持体粒子表面の親水性官能基の比率が、前述した数値の範囲を外れる場合には、最終的に製造されたナノ造影剤の安定性及び造影能が大きく減少するという問題点がある（参照：実施例）。

0068

本発明の一具現例によれば、造影物質がコーティングされている本発明の造影剤で表面に依然として露出されている官能基は、初期に表面に露出された全体官能基を基準にして、３０〜８６％、４０〜８６％、５０〜８６％、５５〜８６％、３０〜８５％、４０〜８５％、５０〜８５％、５５〜８５％、３０〜８４％、４０〜８４％、５０〜８４％または５５〜８４％である。より具体的に、造影物質がコーティングされている本発明の造影剤で表面に依然として露出されている官能基は、５５〜８５％または５５〜８４％、さらに具体的に、７５〜８５％、７５〜８４％、８０〜８５％または８０〜８４％である。

0069

前述したように、ナノ支持体表面に造影物質を部分的コーティングを行うことにより、ナノ支持体表面の親水性官能基を依然として露出させて、最終的に製造されたナノ造影剤の安定性及び造影能を同時に改善させたことは、非常に興味深い技術的達成である。

0070

造影物質による部分的コーティングは、造影物質の使用量を調節して果たすことができる。本発明の一具現例によれば、段階（ｃ）で、支持体粒子１００重量に対して造影物質の使用量は、０．５〜１０ｗｔ％、０．８〜７．０ｗｔ％、０．５〜５．０ｗｔ％または０．９〜５．０ｗｔ％である。より具体的に、段階（ｃ）で、支持体粒子１００重量に対して造影物質の使用量は、０．６〜１０ｗｔ％、０．６〜８．０ｗｔ％、０．６〜７．０ｗｔ％、０．６〜６．０ｗｔ％、０．６〜５．０ｗｔ％、０．７〜１０ｗｔ％、０．７〜８．０ｗｔ％、０．７〜７．０ｗｔ％、０．７〜６．０ｗｔ％、０．７〜５．０ｗｔ％、０．８〜１０ｗｔ％、０．８〜８．０ｗｔ％、０．８〜７．０ｗｔ％、０．８〜６．０ｗｔ％、０．８〜５．０ｗｔ％、０．９〜１０ｗｔ％、０．９〜８．０ｗｔ％、０．９〜７．０ｗｔ％、０．９〜６．０ｗｔ％または０．９〜５．０ｗｔ％であり、さらに具体的に、０．９〜１０ｗｔ％、０．９〜８．０ｗｔ％、０．９〜７．０ｗｔ％、０．９〜６．０ｗｔ％または０．９〜５．０ｗｔ％である。

0071

本発明の一具現例によれば、本発明において、アミン基を有する架橋剤を用いることにより、ナノ支持体表面にアミン基が露出された場合、段階（ｂ）または段階（ｃ）は、アミン基をカルボキシル基に代替する過程を追加的に含む。より具体的に、段階（ｃ）で、造影物質をコーティングした後に、表面に依然として露出されたアミン基をさらに他の親水性官能基であるカルボキシル基に代替する。このようなカルボキシル基への代替は、本発明の造影剤をよりドラッガブルな形態であって、特に、人体毒性を最小化させる。

0072

本発明によって製造される造影剤としてのナノ粒子の水和直径は、２〜３０ｎｍであり、具体的に、２〜２５ｎｍ、２〜２０ｎｍ、２〜１５ｎｍ、２〜１０ｎｍ、２〜８ｎｍ、２〜６ｎｍ、２〜５ｎｍ、３〜２５ｎｍ、３〜２０ｎｍ、３〜１５ｎｍ、３〜１０ｎｍ、３〜８ｎｍ、３〜６ｎｍ、３〜５ｎｍ、４〜２５ｎｍ、４〜２０ｎｍ、４〜１５ｎｍ、４〜１０ｎｍ、４〜８ｎｍ、４〜７ｎｍまたは４〜６ｎｍ、より具体的に、３〜２５ｎｍ、３〜２０ｎｍ、３〜１５ｎｍ、３〜１０ｎｍ、３〜８ｎｍ、３〜６ｎｍ、３〜５ｎｍ、４〜２５ｎｍ、４〜２０ｎｍ、４〜１５ｎｍ、４〜１０ｎｍ、４〜８ｎｍ、４〜７ｎｍまたは４〜６ｎｍ、さらに具体的に、３〜１０ｎｍ、３〜８ｎｍ、３〜６ｎｍ、３〜５ｎｍ、４〜１０ｎｍ、４〜８ｎｍ、４〜７ｎｍまたは４〜６ｎｍである。

0073

本発明によって最終的に製造されたＴ１ナノ造影剤は、安定性及び造影能いずれもで非常に改善された特性を示す。

0074

本発明の一具現例によれば、本発明のＴ１造影剤としてのナノ粒子は、水溶液で１２５〜５００ｍＭＮａＣｌ濃度変化に対して水和直径の変化が±１０％以下であり、ｐＨ６〜８変化に対して水和直径の変化が±１０％以下であり、４〜３７℃の温度変化に対して水和直径の変化が±１０％以下である分散安定性を有する。

0075

本発明の一具現例によれば、本発明の造影剤としてのナノ粒子は、濃度が１ｍＭ（金属基準）であるとき、２．７〜５．０ｓ−１のＴ１弛緩率（ｒｅｌａｘｉｖｉｔｙ）を示す。このようなＴ１弛緩率は、既存に開発されたＴ１造影剤と比較して非常に優れた造影能を示すことである。

0076

本発明の他の態様によれば、本発明は、（ａ）支持体粒子、及び（ｂ）前記支持体粒子上にコーティングされたＴ１造影物質を含むＴ１造影剤ナノ粒子において、前記支持体粒子の表面は、親水性官能基が露出されており、前記支持体粒子の水和直径は、１〜２０ｎｍであり、前記Ｔ１造影物質は、前記支持体粒子表面の親水性官能基に結合されており、前記Ｔ１造影物質は、前記支持体表面にある一部親水性官能基に結合されており；前記支持体粒子上の親水性官能基の一部は、支持体表面に依然として露出されており；前記ナノ粒子の水和直径は、２〜３０ｎｍであることを特徴とするＴ１造影剤ナノ粒子を提供する。

0077

本発明の一具現例によれば、前記支持体物質は、親水性化学官能基を含む有機重合体、シリカまたは金（Ａｕ）である。

0078

本発明の一具現例によれば、前記有機重合体は、多糖類である。

0079

本発明の一具現例によれば、前記多糖類は、デキストランである。

0080

本発明の一具現例によれば、前記Ｔ１造影物質は、支持体上に化学結合を通じてコーティングされている。

0081

本発明の一具現例によれば、前記支持体粒子の水和直径は、１〜１５ｎｍ、１〜１０ｎｍ、１〜８ｎｍ、１〜５ｎｍ、１〜４ｎｍ、２〜１５ｎｍ、２〜１０ｎｍ、２〜８ｎｍ、２〜５ｎｍ、２〜４ｎｍ、３〜１５ｎｍ、３〜１０ｎｍ、３〜８ｎｍ、３〜５ｎｍ、３〜４ｎｍ、４〜１５ｎｍ、４〜１０ｎｍ、４〜８ｎｍ、４〜７ｎｍまたは４〜５ｎｍである。

0082

本発明の一具現例によれば、前記Ｔ１造影剤としてのナノ粒子の水和直径は、２〜２５ｎｍ、２〜２０ｎｍ、２〜１５ｎｍ、２〜１０ｎｍ、２〜８ｎｍ、２〜６ｎｍ、２〜５ｎｍ、３〜２５ｎｍ、３〜２０ｎｍ、３〜１５ｎｍ、３〜１０ｎｍ、３〜８ｎｍ、３〜６ｎｍ、３〜５ｎｍ、４〜２５ｎｍ、４〜２０ｎｍ、４〜１５ｎｍ、４〜１０ｎｍ、４〜８ｎｍ、４〜７ｎｍまたは４〜６ｎｍである。

0083

本発明の一具現例によれば、前記有機重合体は、親水性化学官能基を有する架橋剤によって交差結合されたものである。

0084

本発明の一具現例によれば、前記支持体粒子の表面に露出された親水性化学官能基は、支持体物質自体から来由のものである。

0085

本発明の一具現例によれば、前記支持体粒子の表面に露出された親水性化学官能基は、架橋剤から来由のものである。

0086

本発明の一具現例によれば、前記親水性化学官能基を有する架橋剤は、アミン基を有する架橋剤である。

0087

本発明の一具現例によれば、前記支持体粒子は、表面にアミン基が露出されており、前記露出されたアミン基は、カルボキシル基に置き換えられたものである。

0088

本発明の一具現例によれば、前記Ｔ１造影物質は、鉄酸化物である。

0089

本発明の一具現例によれば、前記Ｔ１造影物質は、支持体粒子表面にある親水性官能基の１４〜７０％、１４〜６０％、１４〜５０％、１４〜４５％、１５〜７０％、１５〜６０％、１５〜５０％、１５〜４５％、１６〜７０％、１６〜６０％、１６〜５０％または１６〜４５％に結合されている。

0090

本発明の一具現例によれば、前記Ｔ１造影剤としてのナノ粒子は、水溶液で１２５〜５００ｍＭＮａＣｌ濃度変化に対して水和直径の変化が±１０であり、ｐＨ６〜８変化に対して水和直径の変化が±１０であり、４〜３７℃の温度変化に対して水和直径の変化が±１０である分散安定性を有する。

0091

本発明の一具現例によれば、前記Ｔ１造影剤としてのナノ粒子は、濃度が１ｍＭ（金属基準）である時、２．７〜５．０ｓ−１のＴ１弛緩率を示す。

0092

以下、実施例を通じて本発明をさらに詳しく説明する。これら実施例は、単に本発明をより具体的に説明するためのものであって、本発明の要旨によって、本発明の範囲が、これら実施例によって制限されるものではないということは、当業者にとって自明である。

0093

実施例１：デキストランナノ支持体の合成及びＴ１造影物質の部分的コーティング
デキストランナノ支持体は、デキストラン（分子量１０ｋＤａ、Ｐｈａｒｍａｃｏｓｍｏｓ，Ｄｅｎｍａｒｋ）の架橋結合（ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ）を通じて合成した。具体的に、１．８ｇのデキストランを塩基性水溶液に溶解させた後、架橋剤であるエピクロロヒドリン（ｅｐｉｃｈｌｏｒｏｈｙｄｒｉｎ、６ｍＬ、Ｓｉｇｍａ，ＵＳＡ）、エチレンジアミン（ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ、２６ｍＬ、Ｓｉｇｍａ，ＵＳＡ）を入れて、常温の恒温槽で２４時間反応させた。反応物は、中空繊維膜フィルター（ｈｏｌｌｏｗ ｆｉｂｅｒ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｆｉｌｔｅｒ、ＭＷＣＯ １０，０００、ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ，Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）を用いて精製した。合成されたデキストランナノ支持体は、約４．１ｎｍの水和直径を示した。合成されたデキストランナノ支持体にＦｅＣｌ２、ＦｅＣｌ３及びＮａＯＨをそれぞれ１：２：８ｍｏｌ比で入れ、常温で３０分間強く磁石撹拌して、Ｆｅ３Ｏ４をＴ１造影物質として導入した。合成されたナノ粒子は、中空繊維膜フィルター（ＭＷＣＯ １０，０００、ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ，Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）を用いて精製した。

0094

実施例２：デキストランナノ支持体に付着されたＴ１造影物質の比率調節
前記実施例１のＴ１造影物質導入段階で、全体デキストランナノ支持体の重量（ｗｅｉｇｈｔ）を１００であるとした時、Ｔ１造影物質（ＦｅＣｌ２、ＦｅＣｌ３）の量（Ｆｅ金属基準）を次のように０．１％（ｗｔ）、１％（ｗｔ）、２．５％（ｗｔ）、５．０％（ｗｔ）、１０．０％（ｗｔ）、２５％（ｗｔ）、５０％（ｗｔ）及び１００％（ｗｔ）に調節することにより、デキストランナノ支持体に付着されるＴ１造影物質の比率を調節した。合成されたナノ粒子造影剤の水和直径は、Ｔ１造影物質の量が増加するにつれて、それぞれ約４．７ｎｍ、４．８ｎｍ、５．８ｎｍ、６．５ｎｍ、７．２ｎｍ、９．０ｎｍ、１０．０ｎｍ及び２５ｎｍに測定された。デキストランナノ支持体に付着されたＴ１造影物質の定量は、誘導結合プラズマ質量分析器（ＩＣＰ−ＭＳ、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ，ＵＳＡ）を用いて実施した。具体的に、各物質にピラニア溶液（Ｐｉｒａｈｎａ ｓｏｌｕｔｉｏｎ、Ｈ２Ｏ２とＨ２ＳＯ４の１：３比率の混合液）を加えて、７０℃で２４時間加熱した後、体積が１０ｍＬになるように蒸留水で希釈した。分析結果、前記支持体粒子１００重量に対して付着された造影物質の量（Ｆｅ金属基準）は、それぞれ０．１％（ｗｔ）、０．９９％（ｗｔ）、２．４４％（ｗｔ）、４．７６％（ｗｔ）、９．０９％（ｗｔ）、２０．０％（ｗｔ）、３３．３％（ｗｔ）及び５０．０％（ｗｔ）に表われた。

0095

実施例３：ナノ支持体表面の親水性官能基の定量
前記実施例１から製造されたナノ支持体表面には、アミン（−ＮＨ２）官能基が導入されているので、ナノ支持体表面の親水性官能基の定量には、よく知られたアミン定量法であるＴＮＢＳＡ ａｓｓａｙを使用した。具体的に、１０ｍｇ／ｍＬ濃度のナノ支持体０．５ｍＬに０．０１％（ｗ／ｖ）ＴＮＢＳＡ（２，４，６−Ｔｒｉｎｉｔｒｏｂｅｎｚｅｎｅ Ｓｕｌｆｏｎｉｃ Ａｃｉｄ、Ｔｈｅｒｍｏ，ＵＳＡ）水溶液０．２５ｍＬを入れ、３７℃で２時間反応させた後、１０％ ＳＤＳ（ｓｏｄｉｕｍ ｄｏｄｅｃｙｌ ｓｕｌｆａｔｅ、Ｓｉｇｍａ，ＵＳＡ）水溶液０．２５ｍＬと１Ｍ ＨＣｌ（Ｓｉｇｍａ，ＵＳＡ）０．１２５ ｍＬとを入れ、３３９ｎｍ波長で吸光度を測定した。この際、吸光度からアミン基の量を定量するために、総５種の互いに異なる濃度のリシン（Ｌｙｓｉｎｅ）（Ｓｉｇｍａ，ＵＳＡ）溶液に対してＴＮＢＳＡ ａｓｓａｙを実施し、吸光度を測定することにより、検定曲線を描いた。

0096

実施例４：ナノ支持体表面の全体官能基に比べて、造影物質が付着された官能基の比率の定量
造影物質が導入されたナノ支持体と造影物質なしに純粋なナノ支持体のそれぞれのアミン基の量を測定し、比較して比率を定量した。この際、ナノ支持体の量は、同一にし、次のような式を通じて百分率で計算した。
｛（純粋なナノ支持体のアミン基造影物質が導入されたナノ支持体のアミン基）／（純粋なナノ支持体のアミン基）｝×１００

0097

デキストラン支持体１００ｗｔに比べて、付着されたＴ１造影物質の量が０．１％（ｗｔ）、０．９９％（ｗｔ）、２．４４％（ｗｔ）、４．７６％（ｗｔ）、９．０９％（ｗｔ）及び２０．０％（ｗｔ）に増加するにつれて、ナノ支持体表面の全体官能基のうち、造影物質が付着された官能基の比率は、１３．８１％、１６．５７％、１９．３４％、４４．２０％、８２．８７％及び８５．６４％に増加した。すなわち、造影物質が付着された以後に、ナノ支持体表面に露出された官能基は、付着されたＴ１造影物質の量０．１％（ｗｔ）、０．９９％（ｗｔ）、２．４４％（ｗｔ）、４．７６％（ｗｔ）、９．０９％（ｗｔ）及び２０．０％（ｗｔ）のそれぞれに対して８６．１９％、８３．４３％、８０．６６％、５５．８０％、１７．１３％及び１４．３６％である。付着されたＴ１造影物質の量が３３．３％（ｗｔ）及び５０．０％（ｗｔ）である場合には、露出された官能基が検出されていない（図１）。

0098

実施例５：ナノ造影剤の安定度試験
デキストランナノ造影剤の安定度を生理学的環境を含む多様な塩（ｓａｌｔ）条件、ｐＨ条件、温度条件で試験した。同量のナノ造影剤に２Ｍ ＮａＣｌ（Ｓｉｇｍａ，ＵＳＡ）水溶液を適切に入れて、それぞれ５００ｍＭ、２５０ｍＭ及び１２５ｍＭ濃度の塩条件を作った。ｐＨ条件のためには、同量のナノ造影剤を０．１ＭＮａＣｌ濃度のｐＨ６、ｐＨ７及びｐＨ８の緩衝溶液でインキュベーションした。温度条件のためには、同量のナノ造影剤をそれぞれ３７℃、４℃のｐＨ７．４のＰＢＳ溶液でインキュベーションした。

0099

実施例６：ナノ造影剤の安定度測定
デキストランナノ造影剤の安定度は、ナノ造影剤水和直径変化率を通じて測定した。実施例７で具現した各条件での水和直径が、常温のｐＨ７．４のＰＢＳ溶液での水和直径に比べて、どれほど変化したか、その変化率を百分率で計算した。あらゆる水和直径は、ゼータ電位計（ＮａｎｏＺＳ Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ、Ｍａｌｖｅｒｎ，ＵＫ）を用いて測定した。

0100

デキストラン支持体１００ｗｔに比べて、付着されたＴ１造影物質の量（すなわち、露出された官能基の比率）によって支持体の安定度が異ならせて表われた。具体的に、全体官能基に比べて、造影剤が付着された官能基の比率が１６．５７％（露出比率８３．４３％）、１９．３４％（露出比率８０．６６％）及び４４．２０％（露出比率５５．８０％）では、塩条件、ｐＨ条件で水和直径の変化率が１０％未満に安定度が高く表われた一方、１３．８１％（露出比率８６．１９％）、８２．８７％（露出比率１７．１３％）、８５．６４％（露出比率１４．３６％）である場合には、著しく高い水和直径変化率を示して、不安定性を示した。官能基の比率が１９．３４％（露出比率８０．６６％）である場合、３７℃、４℃の温度条件で１６８時間観察した結果、水和直径の変化率が１０％未満に安定度が高く保持された（図２）。

0101

実施例７：ナノ造影剤のＭＲＩ造影効果の測定
デキストランナノ造影剤のＴ１−ＭＲＩ造影効果（Ｔ１弛緩率、Ｔ１ ｒｅｌａｘｉｖｉｔｙ）は、３Ｔｅｓｌａ ＭＲＩ装備（Ｐｈｉｌｉｐｓ Ａｃｈｉｅｖａ）を用いて測定した。具体的な実験方法は、次の通りである。それぞれの試料を１ｍＭ濃度（鉄基準）で水に分散させて、ＰＣＲチューブに入れて支持台に固定させた後、支持台をＭＲＩ動物コイル（Ａｎｉｍａｌ Ｃｏｉｌ、Ｃｕｓｔｕｍｅ ｍａｄｅ，Ｃｈｉｎａ）の中央に位置させた後、次の逆回復（ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｒｅｃｏｖｅｒｙ）ＭＲＩシーケンスを使用してＴ１弛緩時間を測定した。［ＴＩ＝１００、５００、１０００、２０００、及び３０００ｍｓ、ｅｃｈｏ時間（ＴＥ）＝７．４ｍｓ、ＦＯＶ＝１００ｍｍ、マトリックス＝２５６×２５６、ｓｌｉｃｅ厚＝２ｍｍ、及び獲得数（ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｎｕｍｂｅｒ）＝１］

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実験の結果、Ｔ１造影効果を示す尺度であるＴ１弛緩率（Ｔ１弛緩時間の逆数、Ｒ１）は、全体官能基に比べて、造影剤が付着された官能基の比率が１６．５７％、１９．３４％、４４．２０％、８２．８７％である場合、Ｒ１値がそれぞれ４．７７ｓ−１、４．１７ｓ−１、３．６９ｓ−１及び２．８３ｓ−１であって、１３．８１％（Ｒ１＝０．５３ｓ−１）、８５．６４％（Ｒ１＝１．４３ｓ−１）である場合に比べて、最小２倍〜最大９倍高く表われた（図３）。

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実施例８：ナノ造影剤表面官能基のカルボキシル基への置換
前記実施例から製造されたアミン基を含むデキストランナノ造影剤（Ｔ１造影物質が２．４４ｗｔ％であるナノ造影剤）をジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ、Ｄａｅｊｕｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｋｏｒｅａ）内で無水コハク酸（ナノ支持体表面に存在するアミン基に比べて、１００ｍｏｌａｒ ｅｘｃｅｓｓ、Ａｃｒｏｓ，ＵＳＡ）と１２時間常温で磁石撹拌下に反応させた。次いで、全体溶液のうち、ＤＭＳＯが占める比率が５％未満になるように蒸留水で希釈した後、遠心分離膜フィルター（ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｆｉｌｔｅｒ、ＭＷＣＯ １０，０００、ＵｌｔｒａＣｏｎｅ，Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ，ＵＳＡ）を用いて精製した。

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実施例９：ナノ造影剤の動物毒性の試験
ＩＣＲマウス（６週齢、雌／雄それぞれ８匹、総１６匹）にデキストランナノ造影剤（アミン基を含むものとカルボキシル基に置換されたもの、２種のいずれもＴ１造影物質が２．４４ｗｔ％であるナノ造影剤）を静脈投与した。

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マウスは、各群別に雌／雄それぞれ２匹ずつ総４匹に区分した（何も注入していない群、食塩水注入群、高容量群及び中容量群）。投与液量は、総２５ｍＬ／ｋｇにし、２回に分けて、それぞれ１２．５ｍＬ／ｋｇにした。個体別投与液量は、投与当日の体重を基準に算出した。投与は、使い捨て注射器（１ｍＬ、２６Ｇ）を用いて１２時間間隔で試験系の尾静脈に約２ｍＬ／ｍｉｎの速度で２回静脈投与した。毒性の評価のために、投与後、一般状態（毒性兆候の種類、発現時期、回復時期など）及び死亡有無を観察し、体重を測定した。まず、表面にアミン基を含むデキストランナノ造影剤を注入した結果、注入容量に関係なく、いずれも死亡した。カルボキシル基に置換したナノ造影剤を注入した場合、中容量群だけではなく、高容量群でも死亡例が全く観察されず、経時的なマウスの体重変化も対照群と同様に増加したので、毒性がないと判断された（図４）。

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実施例１０：タンパク質ナノ支持体の合成及びＴ１造影物質の部分的コーティング
タンパク質ナノ支持体は、ＢＳＡ（ｂｏｖｉｎｅ ｓｅｒｕｍ ａｌｂｕｍｉｎ、Ｓｉｇｍａ，ＵＳＡ）の架橋結合を通じて合成した。具体的に、１２．６ｍｇのＢＳＡを５０ｍＭ ＮａＣｌ（Ｓｉｇｍａ，ＵＳＡ）溶液に溶解させた後、架橋剤であるエチレンジアミン（２６μＬ、Ｓｉｇｍａ，ＵＳＡ）、ＥＤＣ［１−ｅｔｈｙｌ−３−（３−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ）ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ、９．５８ｍｇ、Ｔｈｅｒｍｏｆｉｓｈｅｒ，ＵＳＡ）及びｓｕｌｆｏ−ＮＨＳ（１．０８ｍｇ、Ｔｈｅｒｍｏｆｉｓｈｅｒ，ＵＳＡ）を入れて、常温で２時間反応させた。反応物は、遠心分離膜フィルター（ＭＷＣＯ １０，０００、ＵｌｔｒａＣｏｎｅ，Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ，ＵＳＡ）を用いて精製した。合成されたタンパク質ナノ支持体は、約６．１ｎｍの水和直径を示した。合成されたタンパク質ナノ支持体にＦｅＣｌ２、ＦｅＣｌ３及びＮａＯＨをそれぞれ１：２：８ｍｏｌ比で入れ、常温で３０分間強く磁石撹拌して、Ｆｅ３Ｏ４をＴ１造影物質として導入した。合成されたナノ粒子は、遠心分離膜フィルター（ＭＷＣＯ １０，０００、ＵｌｔｒａＣｏｎｅ，Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ，ＵＳＡ）を用いて精製した。最終的に得られたタンパク質ナノ造影剤は、約７．７ｎｍの水和直径を示した。

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実施例１１：金ナノ支持体の合成及びＴ１造影物質の部分的コーティング
金ナノ粒子は、ＴＨＰＣ［ｔｅｔｒａｋｉｓ（ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）ｐｈｏｓｐｈｏｎｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅ、Ｓｉｇｍａ，ＵＳＡ）の存在下でクロロ金酸（ＨＡｕＣｌ４、Ｓｉｇｍａ，ＵＳＡ）を還元させて合成した。具体的に、４μＬのＴＨＰＣを塩基性水溶液に溶解させた後、十分に長時間磁石撹拌した。これに２９．４ｍＭ濃度のＨＡｕＣｌ４（０．６ｍＬ）を入れ、約１０分間さらに磁石撹拌した。合成された金ナノ粒子の精製は、遠心分離膜フィルター（ＭＷＣＯ １０，０００、ＵｌｔｒａＣｏｎｅ，Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ，ＵＳＡ）を用いて実施した。合成された金ナノ支持体は、約７．８ｎｍの水和直径を示した。精製された金ナノ粒子を過量のシスタミン（Ｓｉｇｍａ，ＵＳＡ）と常温で１２時間撹拌させて、ナノ粒子表面にアミン（−ＮＨ２）官能基を導入した。合成された金ナノ粒子にＦｅＣｌ２、ＦｅＣｌ３及びＮａＯＨをそれぞれ１：２：８ｍｏｌ比で入れ、常温で３０分間強く磁石撹拌して、Ｆｅ３Ｏ４をＴ１造影物質として導入した。合成されたナノ粒子は、遠心分離膜フィルター（ＭＷＣＯ １０，０００、ＵｌｔｒａＣｏｎｅ，Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ，ＵＳＡ）を用いて精製した。最終的に得られた金ナノ造影剤は、約２２ｎｍの水和直径を示した。

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実施例１２：タンパク質ナノ支持体と金ナノ粒子支持体の安定度
実施例１０で合成したタンパク質支持体と実施例１１で合成した金ナノ粒子支持体の場合、全体官能基のうち、造影物質が付着された官能基の比率は、それぞれ１９．３８％及び３０．０８％に測定され、これら造影剤は、１０％未満の水和直径変化率で高い安定度を示した（図５）。前記造影物質が付着された官能基の比率は、前述したデキストランナノ支持体が高い安定度を示す範囲の値である。

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以上、本発明の特定の部分を詳しく記述したところ、当業者において、このような具体的な記述は、単に望ましい具現例であり、これにより、本発明の範囲が制限されるものではない点は明白である。したがって、本発明の実質的な範囲は、添付された請求項とその等価物とによって定義される。