(57)【要約】  本発明は、音波処理（例えば、超音波処理）を介してフルオロカーボンおよびパーフルオロカーボン（例えば、パーフルオロペンタンおよびパーフルオロヘキサン）のナノエマルジョンにおける粒径を調節するための装置および方法を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーフルオロカーボンナノエマルジョンの粒径を減少させる方法であって、機械振動を前記パーフルオロカーボンエマルジョンに、前記パーフルオロカーボンエマルジョンの粒径を予め選択された値に調節するのに十分な持続時間印加するステップを含み、前記パーフルオロカーボンナノエマルジョンが４〜約１０個の炭素原子長を有するパーフルオロカーボンを含む方法。
【請求項２】
前記パーフルオロカーボンエマルジョンがバイアルまたは充填済シリンジに封入される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記機械振動が超音波を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記超音波が約１０ＫＨｚ〜約１０ＭＨｚの周波数によって特徴付けられる、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記パーフルオロカーボンが約４個〜約８個の炭素原子長である、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記パーフルオロカーボンがパーフルオロペンタン、パーフルオロヘキサンまたはその両方を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記パーフルオロカーボンがパーフルオロペンタンからなる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記パーフルオロカーボンがパーフルオロヘキサンからなる、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記パーフルオロカーボンナノエマルジョンが１種または複数のリン脂質を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
パーフルオロカーボンナノエマルジョンの充填済シリンジであって、前記パーフルオロカーボンが約４個〜約１０個の炭素原子長であり、前記パーフルオロカーボンナノエマルジョンが約０．１〜５０％重量体積の前記パーフルオロカーボンである充填済シリンジ。
【請求項１１】
前記パーフルオロカーボンが約４個〜約８個の炭素原子長である、請求項１０に記載の充填済シリンジ。
【請求項１２】
前記パーフルオロカーボンがパーフルオロペンタン、パーフルオロヘキサンまたはその両方を含む、請求項１１に記載の充填済シリンジ。
【請求項１３】
前記パーフルオロカーボンがパーフルオロペンタンからなる、請求項１２に記載の充填済シリンジ。
【請求項１４】
前記パーフルオロカーボンがパーフルオロヘキサンからなる、請求項１２に記載の充填済シリンジ。
【請求項１５】
前記パーフルオロカーボンナノエマルジョンが１種または複数のリン脂質を含む、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の充填済シリンジ。
【請求項１６】
ガラス、プラスチックまたはその両方を含む材料でできている、請求項１０に記載の充填済シリンジ。
【請求項１７】
ガラス材料でできている、請求項１６に記載の充填済シリンジ。
【請求項１８】
プラスチック材料でできている、請求項１６に記載の充填済シリンジ。
【請求項１９】
超音波エネルギーを前記パーフルオロカーボンナノエマルジョンに印加するための超音波トランスデューサに取り付けられている、請求項１０に記載の充填済シリンジ。
【請求項２０】
前記超音波が約１０ＫＨｚ〜約１０ＭＨｚに及ぶ周波数を有することによって特徴付けられる、請求項１０に記載の充填済シリンジ。
【請求項２１】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法によって調製されたパーフルオロカーボンナノエマルジョンの組成物。
【請求項２２】
組成物を対象に投与する直前にポイントオブケアで調製される、請求項２１に記載の組成物。
【請求項２３】
密封容器内に封入されたパーフルオロカーボンナノエマルジョンから調製され、前記パーフルオロカーボンの粒径が約１ミクロンより大きい、請求項２１に記載の組成物。
【請求項２４】
超音波への曝露後、前記平均粒径が５００ｎｍ未満である、請求項２３に記載の組成物。
【請求項２５】
パーフルオロカーボンナノエマルジョンの粒径を減少させる方法であって、
シリンジ内に封入されたパーフルオロカーボンナノエマルジョンを用意するステップと；
対象への途中でチュービングに前記パーフルオロカーボンナノエマルジョンを通過させるステップと
を含み、
前記パーフルオロカーボンナノエマルジョンを超音波場に通過させて、前記パーフルオロカーボンナノエマルジョンの平均径を１０％以上減少させる方法。
【請求項２６】
前記パーフルオロカーボンナノエマルジョンの平均径が３０％以上減少する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記パーフルオロカーボンナノエマルジョンの平均径が５０％以上減少する、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記超音波場を通過する前の前記パーフルオロカーボンナノエマルジョンの平均粒径が約１ミクロンより大きい、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記超音波場を通過した後の前記パーフルオロカーボンナノエマルジョンの平均粒径が５００ｎｍ未満である、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記パーフルオロカーボンナノエマルジョンが１種または複数のリン脂質を含む、請求項２５〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
請求項２５〜３０のいずれか一項に記載の方法によって調製されたパーフルオロカーボンナノエマルジョンの組成物。
【請求項３２】
前記組成物を対象に投与する直前にポイントオブケアで調製される、請求項３１に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【優先権主張および関連特許出願】
【０００１】
本出願は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１５年８月１４日に出願された米国仮出願第６２／２０５５８６号の優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、医薬組成物およびその調製方法および治療的使用に関する。より具体的には、本発明は、機械振動（例えば、音波処理、特に超音波処理）を介してフルオロカーボンおよびパーフルオロカーボン（例えば、パーフルオロペンタンおよびパーフルオロヘキサン）のナノエマルジョンにおける粒径を調節するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
フルオロカーボン（ＦＣ）および特にパーフルオロカーボン（ＰＦＣ）ナノエマルジョンは、超音波イメージングにおいておよび酸素送達のための薬剤として有用であるとして開示されてきた。例えば、水中のドデカフルオロペンタン（ＤＤＦＰ）ナノエマルジョンなどのＰＦＣエマルジョンは、室温でサブミクロンサイズの液滴を含む。ＰＦＣナノエマルジョンは、高圧均質化によって調製することができ、これが一般的に好まれる方法とみなされる。
【０００４】
ＦＣ／ＰＦＣナノエマルジョンの安定性は、多数の変数、中でも、成分、貯蔵条件、濃度および容器のヘッドスペースに依存する。本明細書でさらに議論されるように、ＰＦＣナノエマルジョンは、経時的に粒径の増加を示す傾向がある。大きな粒径（例えば、サイズが２ミクロンを超える粒子）は、ナノエマルジョンを血管へ（例えばＩＶ）投与することに関連する有害事象を増加させ得る。ナノエマルジョンの不安定性は、典型的には、オストワルド熟成の機構による粒子成長によって示され、時間の経過とともに、許容可能な仕様を超える粒径を有するエマルジョンが得られ、これらが製品の使用および廃棄を不適当にする、または偶発的に使用された場合に安全性のリスクをもたらし得る。
【０００５】
したがって、製品を仕様内の粒径パラメータに戻すことができる方法が望まれる。これにより、期待される用途のための製品の使用が可能になり、製造現場および／または市場での製品の廃棄を減らすことができるだろう。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、一部は、ＦＣ／ＰＦＣナノエマルジョンの粒径の効率的かつ有効な調節を可能にする方法および装置の予想外の発見に基づく。本発明の方法および装置は、広く入手可能な装置を使用して製造現場または使用時点で使用することができる。約１０ＫＨｚ〜約１ＭＨｚの超音波周波数を使用する音波処理を使用して、ＦＣ／ＰＦＣナノエマルジョンの粒径を、高圧均質化を介して新たに調製したＦＣ／ＰＦＣナノエマルジョンに匹敵し、同等でさえある値に減少させることができる。新規な充填済シリンジおよび注入システムにより、粒径の最適化ならびに製品の安全性および有効性を保証することができる。
【０００７】
一態様では、本発明は、一般に、パーフルオロカーボンナノエマルジョンの粒径を減少させる方法に関する。方法は、パーフルオロカーボンエマルジョンの粒径を予め選択された値に調節するのに十分な持続時間、機械振動をパーフルオロカーボンエマルジョンに印加するステップを含む。パーフルオロカーボンナノエマルジョンは、４個〜約１０個の炭素原子長を有するパーフルオロカーボンを含む。
【０００８】
一定の実施形態では、パーフルオロカーボンエマルジョンがバイアルまたは充填済シリンジに封入される。
【０００９】
一定の実施形態では、機械振動が超音波を含む。一定の実施形態では、超音波が約１０ＫＨｚ〜約１０ＭＨｚの周波数によって特徴付けられる。一定の実施形態では、パーフルオロカーボンが約４個〜約８個の炭素原子長である。
【００１０】
方法の一定の実施形態では、フルオロカーボンがパーフルオロカーボンである。一定の実施形態では、パーフルオロカーボンがパーフルオロペンタン、パーフルオロヘキサンまたはその両方を含む。
【００１１】
方法の一定の実施形態では、パーフルオロカーボンがパーフルオロペンタンからなる。
【００１２】
方法の一定の実施形態では、パーフルオロカーボンがパーフルオロヘキサンからなる。
【００１３】
別の態様では、本発明は、一般に、フルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンの充填済シリンジであって、フルオロカーボンが約４個〜約１０個の炭素原子長であり、フルオロカーボンナノエマルジョンが約０．１〜５０％重量体積のフルオロカーボンである充填済シリンジに関する。
【００１４】
充填済シリンジの一定の実施形態では、フルオロカーボンがパーフルオロカーボンである。一定の実施形態では、パーフルオロカーボンが約４個〜約８個の炭素原子長である。
【００１５】
充填済シリンジの一定の実施形態では、フルオロカーボンがパーフルオロカーボンである。一定の実施形態では、パーフルオロカーボンがパーフルオロペンタン、パーフルオロヘキサンまたはその両方を含む。
【００１６】
充填済シリンジの一定の実施形態では、パーフルオロカーボンがパーフルオロペンタンからなる。
【００１７】
充填済シリンジの一定の実施形態では、パーフルオロカーボンがパーフルオロヘキサンからなる。
【００１８】
充填済シリンジの一定の実施形態では、シリンジがガラス、プラスチックまたはその両方を含む材料でできている。
【００１９】
充填済シリンジの一定の実施形態では、シリンジがガラス材料でできている。
【００２０】
充填済シリンジの一定の実施形態では、シリンジがプラスチック材料でできている。
【００２１】
充填済シリンジの一定の実施形態では、シリンジが、超音波エネルギーをフルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンに印加するための超音波トランスデューサに取り付けられている。
【００２２】
充填済シリンジの一定の実施形態では、超音波が約１０ＫＨｚ〜約１０ＭＨｚに及ぶ周波数を有することによって特徴付けられる。
【００２３】
さらに別の態様では、本発明は、一般に、本明細書に開示される方法によって調製されるフルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンの組成物に関する。
【００２４】
組成物の一定の実施形態では、組成物が密封容器内に封入されたフルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンから調製され、フルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）の粒径が約１ミクロンより大きい。
【００２５】
組成物の一定の実施形態では、超音波への暴露後、平均粒径が５００ｎｍ未満である。
【００２６】
さらに別の態様では、本発明は、一般に、フルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンの粒径を減少させる方法に関する。本方法は、シリンジ内に封入されたフルオロカーボンナノエマルジョンを用意するステップと、対象への途中で一定の長さのチュービングにフルオロカーボンナノエマルジョンを通過させるステップとを含み、フルオロカーボンナノエマルジョンを超音波場に通過させて、フルオロカーボンナノエマルジョンの平均粒径を１０％以上減少させる。
【００２７】
本方法の一定の実施形態では、フルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンの平均粒径が３０％以上減少する。本方法の一定の実施形態では、フルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンの平均径が５０％以上減少する。
【００２８】
本方法の一定の実施形態では、超音波場を通過する前のフルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンの平均粒径が約１ミクロンより大きい。本方法の一定の実施形態では、超音波場を通過した後のフルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンの平均粒径が５００ｎｍ未満である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本発明は、同様の参照指示子が同様の要素を示すために使用される図面と合わせて、以下の詳細な説明を読むことにより、よりよく理解されるであろう。
【図１】仕様外のナノエマルジョンまたはナノエマルジョンの複合成分のガラスバイアルをボルテックスした後に粗エマルジョンをシリンジに吸引することによって生成された粗エマルジョンのインライン超音波処理に使用される装置の代表的な実施形態を示す図である。
【図２】フルオロカーボンもしくはパーフルオロカーボンと水性界面活性剤の粗エマルジョンまたはフルオロカーボンもしくはパーフルオロカーボンと水性界面活性剤の仕様外のエマルジョンのインライン音波処理（または超音波洗浄器を使用した超音波処理）に使用されるコイルドチュービングの構成の代表的な実施形態を示す図である。
【図３】その付随超音波プロセッサＵＩＳ２５０ｖによって駆動されるＶｉａｌＴｗｅｅｔｅｒ（Ｈｉｅｌｓｃｈｅｒ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ  ＧｍｂＨ、Ｔｅｌｔｏｗ、ドイツ）の代表的な実施形態を示す図である。このユニットは、正確な適切に構成されたソノトロードを備えたバイアルまたはシリンジまたはチュービングに超音波エネルギーを伝達することができる。特定の用途の最適化のためにパルス、振幅および出力に関して超音波処理を変えることができる超音波プロセッサを使用して超音波の出力を変えることができる。
【図４】パーフルオロペンタン（２％ｗ／ｖ）およびＰＥＧ−ＴｅｌｏｍｅｒＢ界面活性剤（０．３％ｗ／ｖ）のリン酸緩衝３０％スクロース水溶液中ナノエマルジョンの典型的な公称１０ｍＬ容量バイアルの代表的な実施形態を示す図である。
【図５】Ｖｉａｌ  Ｔｗｅｅｔｅｒを使用して超音波処理される溶液を含有する、最大５０ｍＬの体積を有することができるバイアルの代表的な実施形態を示す図である。バイアルはＶｉａｌ  Ｔｗｅｅｔｅｒのソノトロード固定具の端に固定することができる。
【図６Ａ】小量試料に超音波を伝達するために使用されるソノトロードを備えたＶｉａｌ  Ｔｗｅｅｔｅｒの代表的な実施形態を示す図である。
【図６Ｂ】粗フルオロカーボンもしくはパーフルオロカーボン界面活性剤エマルジョンまたは仕様外のエマルジョンを含有する充填済シリンジの代表的な実施形態を示す図である。超音波源は、粗フルオロカーボン−界面活性剤エマルジョンまたはパーフルオロカーボン−界面活性剤エマルジョンまたは仕様外のエマルジョンによって占められている領域のシリンジに取り付けることができる。超音波処理は、ソノトロードの正確な位置に応じて、注入前または注入中に行うことができる。
【図６Ｃ】正確な粒径のフルオロカーボンまたはパーフルオロカーボン界面活性剤ナノエマルジョンを提供するために超音波水浴で超音波処理する準備ができた、フルオロカーボンもしくはパーフルオロカーボンと界面活性剤の粗エマルジョンまたはフルオロカーボンもしくはパーフルオロカーボンと界面活性剤の仕様外のエマルジョンのいずれかが充填されたプラスチック使い捨てシリンジの代表的な実施形態を示す図である。
【図６Ｄ】フルオロカーボンもしくはパーフルオロカーボンと界面活性剤の粗エマルジョンまたはフルオロカーボンもしくはパーフルオロカーボンと界面活性剤の仕様外のエマルジョンを含有するシリンジがシリンジポンプに取り付けられている代表的な実施形態を示す図である。
【図７Ａ】超音波源が一体型トランスデューサである、それ自体がシリンジポンプに組み込まれたトランデューサに取り付けられたシリンジの代表的な実施形態を示す図である。
【図７Ｂ】集束超音波源が一体型トランスデューサである、それ自体がシリンジポンプに組み込まれた集束超音波トランデューサに取り付けられたシリンジの代表的な実施形態を示す図である。
【図８】一体型トランスデューサを含むプランジャーを挿入することができるピストンアセンブリを有する充填済シリンジシステムの代表的な実施形態を示す図である。これは、患者に送達する前のフルオロカーボンもしくはパーフルオロカーボンと界面活性剤の仕様外のエマルジョンまたはフルオロカーボンもしくはパーフルオロカーボンと界面活性剤の粗エマルジョンの超音波処理を可能にする。定義
【００３０】
特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。
【００３１】
本明細書で使用される場合、開示される化合物または組成物の「投与」は、本明細書で論じられるような任意の適切な製剤または投与経路を使用した、医薬組成物の対象への送達を包含する。
【００３２】
本明細書で使用される場合、「機械振動」という用語は、物体に運動を与えることができる任意の装置または任意の周波数のエネルギーを静止物体に与えることができる装置を用いて、容器（例えば、バイアルまたはシリンジ）などの物体に振動運動を印加することを指し、エネルギーが少なくとも部分的に容器内の内容物などの物体に伝達される。超音波処理を含む音波処理は、機械振動の一形態である。
【００３３】
例えば、バイアルを、ボルテックス装置の振動するゴムカップ上に配置し、ボルテックス装置が動いている間そこに保持することができる。ボルテックス装置は、バイアルが装着されているラバーカップを介してバイアルの底部に円もしくは楕円運動またはほぼ円もしくは楕円運動を与え、バイアルの運動および内容物の攪拌をもたらす。バイアルおよびバイアルの内容物に与えられるエネルギーは、ボルテックス運動の速度に応じて変化させることができる。
【００３４】
機械振動はまた、例えば、適当な手段によってバイアルもしくはシリンジまたは別の種類の容器に伝達される超音波周波数であり得る音波周波数を提供する発振器またはトランスデューサを用いることによって、バイアルもしくはシリンジまたは他の容器とその内容物にエネルギーを与える工程も包含し得る。エネルギーは、発振器またはトランスデューサとバイアル、シリンジまたは他の容器の直接接触によって伝達され、次いで、これがバイアル壁、シリンジ表面または容器壁を通して、与えられたまたは変更された周波数および減衰で、エネルギーをバイアル、シリンジまたは容器の内容物にそれぞれ伝達し得る。発振器またはトランスデューサは、バイアル、シリンジもしくは容器にまたはその任意の部分に配置することができ、バイアル、シリンジまたは容器の任意の部分の近位に配置することもできるが、音波エネルギーの少なくともいくらかの適切な伝達が行われる限り、発振器またはトランスデューサとバイアル、シリンジまたは容器を接触させなくてもよい。周波数伝達の例としては、発振器またはトランスデューサおよびバイアル、シリンジまたは容器と接触する水浴、ゲルの層または金属表面などの固体材料が挙げられる。
【００３５】
本明細書で使用される場合、「ナノエマルジョン」という用語は、ナノ液滴の水性媒体中の懸濁液またはエマルジョンを指す。「ナノ液滴」という用語は、液体フルオロカーボンまたはパーフルオロカーボンを含むサブミクロンの液滴を指す。本明細書で使用される場合、「ナノエマルジョン」という用語は、しばしば、矯正されない限り、意図した用途に適さない仕様外の粒径を有するエマルジョンを指すために使用されることに留意されたい。
【００３６】
本明細書で使用される場合、「ＮＶＸ−１０８」という用語は、フルオロ界面活性剤ＰＥＧ−ＴｅｌｏｍｅｒＢによって安定化され、リン酸ナトリウム緩衝３０％スクロース水溶液に懸濁されたドデカフルオロペンタン（ＤＤＦＰ）ナノエマルジョン（ＤＤＦＰｅ）を指す。
【００３７】
本明細書で使用される場合、「フルオロカーボン」または「ＦＣ」という用語は、炭素−水素結合の大部分が炭素−フッ素結合によって置き換えられている物質を指す。このクラスの材料では、化合物が、アミン、エーテル、アルケン、アルキン、アルカン基ならびに芳香族基、さらにはＣ−Ｈ結合が炭素−フッ素結合によって置き換えられているが完全には置き換えられていない複素芳香族基を有することもできる。
【００３８】
本明細書で使用される場合、「パーフルオロカーボン」または「ＰＦＣ」という用語は、全ての炭素−水素結合が炭素−フッ素結合で置き換えられている物質を指す。フルオロカーボンの場合と同様に、パーフルオロカーボンは、アミノ、エーテル、アルケン、アルキン、アルカン基ならびに芳香族基、さらには複素芳香族官能基を有することができるが、いずれの場合も全ての炭素−水素結合が炭素−フッ素結合で置き換えられている。特記しない限り、実施形態が「ＦＣ」に言及する場合、開示される発明は、ＰＦＣを使用する対応する実施形態も含むことに留意されたい。
【００３９】
液体フルオロカーボンおよびパーフルオロカーボンは、そのいずれもフッ素の他に別のハロゲン、例えば塩素原子または臭素原子を有してもよいアミノ、エーテル、アルケン、アルキン、アルカン、アリールまたはさらにはヘテロアリール基などの他の官能基を有し得る材料から選択され得る。さらに、Ｃ−Ｈ結合は炭素−フッ素結合で大部分（フルオロカーボンの場合）または完全に（パーフルオロカーボンの場合のように）置き換えられている。アミン、エーテル、アルケン、アルキンまたはアルカンの炭素含有基は、４個の炭素〜８個の炭素長に及び得る。
【００４０】
パーフルオロアルカン、パーフルオロアルケンおよびパーフルオロアルキンの場合、好ましい炭素鎖長は、物質の沸点によって決定される。５個の炭素鎖長材料の沸点が２５℃未満である場合、６個の炭素鎖が好ましく、５個の炭素鎖長材料の沸点が２５℃〜３０℃である場合、５個の炭素原子が好ましい鎖長である。炭素−水素結合の全てが炭素−フッ素結合で置き換えられているパーフルオロアルカンの場合、好ましい材料は、鎖長が６個の炭素原子、最も好ましくは５個の炭素原子であるものである。パーフルオロアルカンの場合、好ましいパーフルオロカーボンは、好ましくは主成分としてのドデカフルオロ−ｎ−ペンタンからなるが、他の構造異性体が最大２３％のレベルで存在し得るドデカフルオロペンタンである。他の異性体の存在が理想的には２％未満のレベルまで最小化されたドデカフルオロ−ｎ−ペンタンがなおさらに好ましい。
【００４１】
本明細書で使用される場合、「充填済シリンジ」とは、その一端が、バレル内に挿入される流体および気密ピストンアセンブリならびに針または他の適切なアセンブリを取り付けることができる出口ポートを有するプランジャーを受け入れる、シリンジバレルを有するシリンジ（例えば、ガラスまたはプラスチックシリンジ）を指す。例えば、出口ポートを締め切るために配置することができるニ方向コックを取り付けることができる。投与時に、シリンジに取り付けられたこのようなコックアセンブリを、シリンジ内容物の患者への投与を可能にする針または装置との適切な接続に取り付けることができる。
【００４２】
出口ポートに取り付けられた構成要素のアセンブリが、シリンジに取り付けられた別のアセンブリへのシリンジの内容物の閉鎖または開放に加えて他の機能を有してもよいことが理解される。例えば、アセンブリの一部として、投与前または投与中に超音波エネルギーをシリンジの内容物に伝達することができるトランスデューサなどの構成要素が存在してもよい。
【００４３】
本明細書で使用される場合、「音波処理」という用語は、トランスデューサもしくはプローブまたは所望の出力で所望の周波数を生成することができる他の機構を使用して生成された音波エネルギーがバイアルまたは充填済シリンジなどの容器の内容物に伝達される機械振動のサブセットを指す。このような音波エネルギーの周波数は、１０ＫＨｚ〜１０ＭＨｚ程度であり得る。本開示では、２０ＫＨｚ未満の周波数での音波処理に言及する場合、このような周波数は、これらが可聴範囲にあるため、技術的に超音波ではないことが理解される。本明細書で使用される場合、「超音波処理」という用語は、約２０ＫＨｚより上、一般に約２０ＫＨｚ〜約１ＭＨｚの不可聴周波数範囲内の１つまたは複数の周波数を使用する音波処理を指す。当業者が認識するように、超音波処理は超音波エネルギーの伝達を含む。
【００４４】
本明細書で使用される場合、「対象」という用語は、それだけに限らないが、特定の治療のレシピエントとなるヒト、ヒト以外の霊長類、げっ歯類などを含む任意の動物（例えば、哺乳動物）を指す。典型的には、「対象」および「患者」という用語は、ヒト対象に関して本明細書において互換的に使用される。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明は、ＦＣ／ＰＦＣナノエマルジョンの粒径を調節し、製品を仕様内の粒径パラメータに効率的かつ有効に戻す方法および装置を提供する。本発明の方法および装置は、広く入手可能な装置を使用して製造現場または使用時点で使用することができる。機械振動（例えば、音波処理および超音波処理）は、高圧均質化を介して新たに調製した材料に匹敵する値への粒径の所望の調節（例えば、減少）を可能にするのに必要なエネルギーを提供する。粒径の最適化ならびに製品の安全性および有効性を保証する新規な充填済シリンジおよび注入システムも開示される。本発明の方法および装置は、一旦精留すると、期待される用途にとって以前は仕様外の製品の使用を可能にし、製造現場および／または市場での製品の廃棄を低減する。
【００４６】
ＰＦＣナノエマルジョンの調製に最も一般的に使用される方法は高圧均質化である。例えば、高圧均質化を使用するＤＤＦＰナノエマルジョンの調製は、典型的には以下のように行われる。
【００４７】
ＰＥＧ−Ｔｅｌｏｍｅｒ  Ｂ  ６％ｗｔ／ｖｏｌおよびＤＤＦＰ約４０％ｗｔ／ｖｏｌのＷＦＩ（注射用水）溶液を含有する、窒素で約１０ｐｓｉに加圧した低温ジャケット付き閉鎖容器圧力容器０（ＰＶ０）を、２〜６℃で約３００〜６００ｒｐｍで１時間撹拌する。ＰＶ０を、Ａｖｅｓｔｉｎ（登録商標）ＥｍｕｌｓｉＦｌｅｘ−Ｃ５０高圧ホモジナイザー（Ａｖｅｓｔｉｎ  Ｉｎｃ、オンタリオ州、カナダ）の入口および出口にバルブ付き衛生器具を介して接続し、材料を約７０００ｐｓｉで約２０分間連続均質化に供する。次いで、適切なバルブおよび配管系を使用して、均質化溶液を、ホモジナイザーから０均質化圧力下で、約４℃で、約１０倍体積量のＷＦＩ中３０％スクロースの攪拌リン酸緩衝（ｐＨ約７）溶液を含有する約１２倍体積低温ジャケット付き圧力容器（ＰＶ１）に移す。この溶液を加圧窒素雰囲気（約１０ｐｓｉ）下で約１５分間撹拌する。適切なバルブおよび配管ラインを使用して、溶液をＰＶ１から約７０００ｐｓｉの均質化圧力のホモジナイザーを通してＰＶ１と同じサイズの第３の低温ジャケット付き圧力容器（ＰＶ２）に移す。材料をＰＶ２中約１０ｐｓｉの窒素圧力下で約１５分間攪拌し、次いで、０．８／０．２ミクロンＳｕｐｏｒ  ＡｃｒｏＰａｋ（商標）５００インラインフィルタを通して窒素圧力を介して第４の低温ジャケット付き圧力容器（ＰＶ３）に移す。次いで、得られた材料を約１５分間撹拌し、次いで、所望の体積の材料を送達するよう較正された蠕動ポンプを用いて滅菌層流フード内で、所与の用途に適したサイズの滅菌バイアルに充填し、クリンプキャップする。材料を標準的な安定性チャンバ内で一定温度で保存する。
【００４８】
本明細書に開示されるように、ＦＣ／ＰＦＣナノエマルジョンは、経時的に粒径の増加を示す傾向がある。大きな粒径、例えば、サイズが２ミクロンを超える粒子は、特に粒子の血管（例えばＩＶ）投与に関連する有害事象のリスクを増加させ得るので、これは望ましくない。
【００４９】
パーフルオロカーボンと界面活性剤の一次エマルジョンの高圧均質化、場合によりスクロースおよび緩衝剤などの賦形剤を含有し得る連続相によるホモジナイズの希釈、引き続いて滅菌ステップとしてのサブミクロン濾過によるパーフルオロカーボンナノエマルジョンの製造において広範な試験を行った。パーフルオロカーボンエマルジョンは、パーフルオロカーボン成分の揮発性および１種または複数の賦形剤の分解の可能性のために加熱滅菌することができない。そのため、充填直前の無菌濾過を使用して製品の無菌状態を保証する。
【００５０】
表１は、Ｐｅｇ  Ｔｅｌｏｍｅｒ  Ｂ（ＰＴＢ）、パーフルオロアルキル−エチルポリエトキシル化アルコール、１種または複数の界面活性剤、およびリン酸緩衝スクロース水溶液と組み合わせた、ＤＤＦＰの新たに調製したエマルジョンの代表的および典型的なサブミクロン粒径データを示す。
【表１】
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【００５１】
新たに調製した材料の特性には以下が含まれる：ＶＷＭＤ（体積加重平均径）は、ＩＷＭＤ（強度加重平均径）より小さく、ＮＷＭＤ（数加重平均径）はＩＷＭＤとＶＷＭＤの両方よりも小さい。典型的なバッチに関するこれらのパラメータ値を表１に示す。カイ二乗（単峰性ガウス分布に対する適合度、Ｘｉ  ＳｑまたはＸｉ２とも呼ばれる）値は通常０．７５を超えないが、典型的には０．１７〜０．４０であり、得られた動的光散乱データが単峰性ガウス分布としての粒子の存在と一致していることを示している。本目的のために、ＩＷＭＤおよびＩＷＣＵＭ９９％＜に関して設定された仕様外の値は、それぞれ６００ｎｍ超および１３００ｎｍ超である。
【００５２】
これらのエマルジョンの安定性は、成分、保存条件、濃度、および容器のヘッドスペースを含む多くの変数に依存する。ナノエマルジョンの不安定性は、典型的には、オストワルド熟成の機構による粒子成長によって示され、これは経時的に、指定された範囲よりも大きなサイズの粒子を有するエマルジョンをもたらし得る。このような事象が発生すると、伴う複雑さは、粒子の９９％が超えてはならないサイズ限界（９９％累積分布＜）が通常、パラメータについての許容される仕様を超えており、製品を所望の用途に使用するのに適さなくしているということである。
【００５３】
ＦＣ／ＰＦＣ（例えば、パーフルオロペンタン、パーフルオロヘキサン）ナノエマルジョンの広範な試験に基づいて、滅菌ナノエマルジョンの粒子成長は、通常、成分分解を伴わないことが観察された。典型的には、ナノエマルジョンの唯一の望ましくない属性は、高い粒径およびＣＵＭ９９％＜値であった。
【００５４】
本明細書で開示される方法および装置は、製品を仕様内の粒径パラメータに戻し、期待される用途に製品を使用することを可能にし、よってその危険な使用を回避し、製品廃棄を削減する。開示される装置および方法の重要な利点は、「精留」工程が、その容器から滅菌製品を取り出すことを伴わず、製品を加熱または冷却する必要もないことである。この工程は、単純な手順を介して短期間で達成される。開示される方法および装置は、揮発性パーフルオロカーボン（または他の揮発性）成分を有するこれらの製品に特に適している。
【００５５】
ナノエマルジョンを収容する容器の開放を必要とせずまた伴わないことによって、微生物汚染のリスクが最小限に抑えられ、滅菌の維持に関連するコストが回避される。
【００５６】
本発明の方法および装置は、広く入手可能な装置を使用して製造現場または使用時点で使用することができる。空洞現象が生じる多数の局所ゾーンを生成する低出力超音波処理は、高圧均質化を介した材料の調製から得られる値までの粒径の所望の減少を可能にするのに必要なエネルギーを提供する。さらに、粒径の最適化ならびに製品の安全性および有効性を保証するよう設計された新規な充填済シリンジおよび注入システムが本書において開示される。
【００５７】
驚くべきことに、ナノエマルジョンを密封容器内に配置する際、機械振動（例えば、音波処理および特に超音波処理）を有効かつ効率的に使用して、ＦＣ／ＰＦＣナノエマルジョンの粒径を調節する（例えば、減少させる）ことができることが発見された。
【００５８】
一定の実施形態では、ＦＣ／ＰＦＣナノエマルジョンが配置される容器がガラスバイアルを含む。一定の実施形態では、容器がプラスチックバイアルを含む。一定の実施形態では、容器が、ＦＣ／ＰＦＣエマルジョンが充填された充填済シリンジを含む。
【００５９】
一定の実施形態では、ＦＣ／ＰＦＣナノエマルジョンが、例えば高圧均質化によって調製された作り置きのエマルジョンを含む。一定の実施形態では、ＰＦＣナノエマルジョンがＰＦＣ、水相、および１種または複数の賦形剤の混合物を含み、その混合物が前もって均質化に供されていない。
【００６０】
一定の実施形態では、バイアルまたはシリンジを、場合により音波処理の前に手動振とうステップまたはボルテックスステップであり得る攪拌ステップに供する。一定の実施形態では、ＰＦＣナノエマルジョンをシリンジポンプまたはパワーインジェクタに関連して音波処理に供する。これらの実施形態の一定のものでは、材料を患者への注入前に音波処理に供するように、音波処理を、シリンジ本体、シリンジプランジャー、シリンジを出るチュービングもしくはシリンジの先端、またはシリンジの先端の近位もしくは遠位部分に施すことができる。
【００６１】
一定の実施形態では、音波処理エネルギーの周波数が約１ＫＨｚ〜約１０ＭＨｚに及ぶ。一定の実施形態では、音波処理エネルギーの周波数が約１０ＫＨｚ〜２０ＫＨｚに及ぶ。一定の実施形態では、音波エネルギーの周波数が１０ＫＨｚ〜約１０ＭＨｚを含む。
【００６２】
一定の実施形態では、音波処理エネルギーの周波数が約１０ＫＨｚ〜約２０ＫＨｚに及ぶ。一定の実施形態では、音波処理エネルギーの周波数が約２０ＫＨｚ〜約５ＭＨｚに及ぶ。一定の実施形態では、音波処理エネルギーの周波数が約５ＭＨｚ〜約１０ＭＨｚに及ぶ。一定の実施形態では、音波処理エネルギーの周波数が約４０ＫＨｚ〜約１ＭＨｚに及ぶ。一定の実施形態では、音波処理エネルギーの周波数が約４０ＫＨｚ〜約１００ＫＨｚに及ぶ。一定の実施形態では、音波処理エネルギーの周波数が約１００ＫＨｚ〜約５００ＫＨｚに及ぶ。一定の実施形態では、音波処理エネルギーの周波数が約５００ＫＨｚ〜約１ＭＨｚに及ぶ。
【００６３】
一定の実施形態では、音波処理エネルギーが、例えば約５ＫＨｚ（音波処理）、１０ＫＨｚ（音波処理）、２０ＫＨｚ、３０ＫＨｚ、４０ＫＨｚまたは５０ＫＨｚ〜約１００ＫＨＺ、５００ＫＨｚ、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、５ＭＨｚまたは１０ＭＨｚ（２０ＫＨｚ〜１０ＭＨｚの全ての周波数は超音波処理とみなすことができる）の周波数で掃引される。一定の実施形態では、音波処理エネルギーが、適用される超音波の公称周波数の＋／−１％〜約＋／−１０％の範囲にわたる周波数で掃引される。一例として、公称超音波周波数が４０ＫＨｚである場合、周波数が３９．６ＫＨｚ〜４０．４ＫＨｚまたは３６ＫＨｚ〜４４ＫＨｚの範囲で掃引され得る。以下で論じられる続く掃引範囲については、計算を同様に行う。
【００６４】
一定の実施形態では、音波処理または超音波処理エネルギーが、適用される超音波の公称周波数の＋／−１％〜約＋／−２０％の範囲にわたる周波数で掃引される。一定の実施形態では、超音波エネルギーが、適用される超音波の公称周波数の＋／−１％〜約＋／−５０％の範囲にわたる周波数で掃引される。一定の実施形態では、超音波エネルギーが、適用される超音波の公称周波数の＋／−１％〜約＋／−７０％の範囲にわたる周波数で掃引される。一定の実施形態では、音波処理または超音波処理エネルギーが、適用される公称周波数の＋／−１％〜＋／−１００％の範囲にわたる周波数で掃引される。指定される例よりも小さいまたは大きい周波数掃引が本明細書で熟慮される。
【００６５】
一定の実施形態では、送達される超音波エネルギーが、公称音波処理または超音波処理周波数で伝達されるエネルギーに限定されない。超音波エネルギーは、公称超音波周波数およびそれに関連する高調波で伝達されるものを含む。例えば、セラミック積層型圧電トランスデューサでは、３次以上の高調波が、公称トランスデューサエネルギーで与えるより多くの音波エネルギーを与える。
【００６６】
一定の実施形態では、音波処理または超音波処理エネルギーの出力が約０．１ワット〜約２００ワット（例えば、約０．１ワット〜約５ワット、約０．１ワット〜約１０ワット、約０．１ワット〜約２０ワット、約０．１ワット〜約５０ワット、約０．１ワット〜約１００ワット、約０．５ワット〜約２００ワット、約１．０ワット〜約２００ワット、約１０ワット〜約２００ワット、約２０ワット〜約２００ワット、約５０ワット〜約２００ワット、約１００ワット〜約２００ワット、約２ワット〜約２０ワット）に及ぶ。
【００６７】
一定の実施形態では、音波処理または超音波処理エネルギーが、ＰＦＣナノエマルジョンに約１秒〜約３０分（例えば、約１秒〜約２５分、約１秒〜約２０分、約１秒〜約１５分、約１秒〜約１０分、約１秒〜約５分、約１秒〜約１分、約１秒〜約２分、約１秒〜約３分、約１０秒〜約３０分、約３０秒〜約３０分、約１分〜約３０分、約５分〜約３０分、約１０分〜約３０分、約１分〜約５分、約５分〜約１５分、約１５分〜約２５分）の持続時間印加される。一定の実施形態では、音波処理または超音波処理エネルギーが約６０秒未満の持続時間印加される。
【００６８】
一定の実施形態では、音波処理または超音波処理エネルギーが断続的に印加される。この種の処理は、トランスデューサのデューティサイクルの変動である。例えば、トランスデューサに５秒間動力が供給され、引き続いてトランスデューサに動力が供給されない５秒間の期間が続き、これが規定された合計期間、例えば４分間行われ；この場合、トランスデューサのデューティサイクルは５０％デューティサイクルである。既存のナノエマルジョンからのものであろうと、または粗エマルジョンもしくは既存のナノエマルジョンが照射に接近することができるアセンブリの任意の成分を含むバイアルもしくはシリンジアセンブリ中の予混合成分の攪拌によって調製された粗エマルジョンからのものであろうと、所望の粒径のフルオロカーボンまたはパーフルオロカーボンナノエマルジョンを調製するために音波処理または超音波処理を使用する本明細書に記載されるいずれの実施形態でも、１％〜最大１００％のデューティサイクルを使用することができる。
【００６９】
一定の実施形態では、音波処理エネルギーが、圧電トランスデューサを用いてバイアルまたはシリンジの壁に直接印加される。一定の実施形態では、音波処理エネルギーが、セラミックトランスデューサまたは他のトランスデューサを用いてバイアルまたはシリンジの壁に直接印加される。
【００７０】
一定の実施形態では、バイアルまたはシリンジチュービング（例えば、シリンジを出る）が、音波エネルギーを印加するために水浴内に配置され得る。
【００７１】
一定の実施形態では、音波処理エネルギーが、シリンジのプランジャー内に位置する永久的に配置されたまたは取り外し可能な超音波トランスデューサを介して、シリンジおよびその内容物に印加される。
【００７２】
一定の実施形態では、音波処理または超音波処理が、シリンジの端部と、シリンジの出口直後のシリンジ内容物の経路を開始するアセンブリの始端部との間の、シリンジの端部に配置されたトランスデューサを介して、シリンジに施される。
【００７３】
一定の実施形態では、音波処理または超音波処理が、シリンジの端部に配置されたトランスデューサを介してシリンジに施され、トランスデューサが、直接またはカップリング媒体を介して、シリンジ内容物が対象または患者に送達される直前にそこを通過する際にトランスデューサによって照射されるチュービングの小さなコイル部分と接触している。
【００７４】
トランスデューサは、プランジャーの内部と同心であってもよいし、プランジャーのＸ、Ｙ、またはＺ軸に対して非対称に配置されてもよい。
【００７５】
トランスデューサの寸法は、シリンジプランジャー内の許容される空間の長さ、幅または深さの任意の割合に及び得る。
【００７６】
代表的な実施形態では、そのプランジャーが再利用可能なトランスデューサが適合する円筒状内部空間を有する使い捨てシリンジが使用される。振盪、ボルテックスまたは成分を懸濁する他の手段によって攪拌されたナノエマルジョンの成分を含有するシリンジを、パワーインジェクタまたはシリンジポンプに装填し、再利用可能なトランスデューサをプランジャーの内部に嵌め込む。あるいは、トランスデューサをプランジャーに嵌め込んだ後、アセンブリをパワーインジェクタまたはシリンジポンプに装填してもよい。注入を開始する前の所定の期間トランスデューサに電力を供給し、次いで、注入前にトランスデューサへの電力を停止することができる。あるいは、トランスデューサの注入前の電力供給後、１％〜１００％に及び得る最適化されたデューティサイクルで、トランスデューサへの電力の連続的な印加またはトランスデューサへの電力の断続的印加によって注入を開始することができる。
【００７７】
一定の実施形態では、トランスデューサが、それぞれ注入中に製品がシリンジ端部を出る点の接合部またはその近くのシリンジの本体上にそれぞれ配置されたリングトランスデューサまたはコニカルリングトランスデューサであり得る。トランスデューサの外面は、装着されるシリンジの断面の輪郭に物理的に嵌合するように構成することができ、これは使用するシリンジの種類によって決定される。トランスデューサを、製品の注入を開始する前に、わずか１秒〜３０分間もの指定された期間（例えば、約５秒間、１０秒間、３０秒間、１分間、３分間、５分間、１０分間、１５分間、２０分間、２５分間）、注入前に作動させることができる。
【００７８】
一定の実施形態では、音波処理エネルギーが非接触超音波トランスデューサを用いて印加される。このような実施形態では、トランスデューサの周波数が、例えば、３０ＫＨｚ〜５ＭＨｚとなり得る。非接触トランスデューサは、必要な超音波を空気を通して伝達し、トランスデューサとＰＦＣナノエマルジョンを調製および送達するために使用される装置に使用されるバイアル、シリンジ、シリンジ構成要素、チュービングまたは針との間の接触面も連結流体も必要としない。このような非接触トランスデューサの例としては、Ｔｈｅ  Ｕｌｔｒａｎ  Ｇｒｏｕｐ（３１００  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｄｒｉｖｅ、Ｓｔａｔｅ  Ｃｏｌｌｅｇｅ、ＰＡ  １６８０１ＵＳＡ）から入手可能なものが挙げられる。このような非接触トランスデューサは、円形、正方形、点焦点、円筒形の焦点構成で提供され得る。
【００７９】
一定の実施形態では、超音波電源を、特定の用途に適合するよう変えることができる。一定の実施形態では、超音波周波数が、超音波力の波長が、チュービングまたはシリンジまたはバイアルの直径、または特定の部分に一致するように選択される。例えば、水浴超音波処理器の周波数が１０〜３０ＫＨｚに及ぶ場合、その超音波エネルギーの波長は約１６０ｍｍ〜約５０ｍｍであり、これは一般にバイアル、シリンジ、およびシリンジから出るチュービングの直径よりも大きい。
【００８０】
一定の実施形態では、トランスデューサおよび適当なソフトウェアを使用して、超音波を、シリンジ、シリンジ構成要素、またはシリンジに出入りするチュービングの特定の領域に集束させることができる。この空間を規定し、トランスデューサから超音波処理すべき空間までの距離を調節することによって、前もって攪拌した成分の混合物を修飾して、所望の粒径仕様を有するパーフルオロカーボンエマルジョンを得ることを可能にするインラインシステムで、集束超音波を使用して前もって攪拌した成分の混合物を音波処理することができる。一定の実施形態では、集束超音波処理の適用が連続的である。一定の実施形態では、集束超音波処理の適用が、１％〜１００％に及び得る最適化されたデューティサイクルで断続的である。
【００８１】
約５００ＫＨｚ〜約１０ＭＨｚの超音波は、約３ミリメートル〜約０．１６ミリメートルの波長を有し、例えば、シリンジを出るチュービングに印加することができる。流速を伴う出力送達を組み込むシステムに組み込まれたポンプを用いて注入速度を制御することによって、粒径を制御することができる。音波処理されるシステム構成要素に関係なくただ１つの超音波の周波数のみを使用するのとは対照的に、システムの特定の構成要素（シリンジ本体、シリンジ本体出口、材料をシリンジから注入部位に運ぶチュービング）に適合するように超音波周波数を選択することによって、超音波エネルギーが特定の用途、すなわちバイアル、シリンジおよび／またはチュービングの音波処理に適していることを確実にすることができる。
【００８２】
超音波エネルギーの周波数を変更することは、超音波を集束しないことが分かっている。むしろ、周波数の変更により、音波処理されている空間内にエネルギー正弦波が何周期存在するかを決定している。小さな空間の長波長音波処理は、小さな空間に正弦波の小さな部分を与えるので、小さな空間の異なる点のエネルギーは同様であり、時間とともにエネルギーレベルの変動はない。短波長を使用すると、試料に試料空間の周期よりも小さい周期の複数の正弦波が与えられる。
【００８３】
一定の実施形態では、超音波を、より大きな空間内の非常に小さな領域にエネルギーを局在化させるように集束させることができる。エネルギーの全ては同じ振幅でその空間に蓄積される。例えとして、入口側からの全ての光を集め、出口側を過ぎたどこかの点に集中させるレンズを考えられたい。
【００８４】
一定の実施形態では、事前に攪拌した成分の混合物の音波処理を、シリンジへの吸引中に行うことができる。吸引された材料が適切に配置されたトランスデューサを通過する際、材料の音波処理を、注入前、吸引中に行って、ＦＣ／ＰＦＣナノエマルジョンにシリンジ内の所望の粒径分布を与える。
【００８５】
吸引中の音波処理を使用する場合、トランスデューサを、シリンジの入口に取り付けられたチュービング、シリンジの入口部分、シリンジの入口に近位のシリンジの本体、シリンジのプランジャー内またはシリンジバレルの任意の部分に配置することができる。トランスデューサの位置に応じて、超音波出力レベルおよび／または周波数ならびにデューティサイクルの最適化を行って、必要な粒径分布を有するパーフルオロカーボンエマルジョンの最も効率的な製造を提供することができる。必要な材料の全てをシリンジに吸引した後、場合により超音波処理を継続または停止させ、パーフルオロカーボンエマルジョンの注入を模倣することができる。
【００８６】
任意の攪拌ステップを、用途に応じて行うことができる。例えば、手動振とうを１５秒〜３分の間（例えば、約３０秒間、１分間、２分間）行うことができる。例えば、ボルテックスを、約１０００ｒｐｍ〜約５０００ｒｐｍ（例えば、約１０００ｒｐｍ、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍ、４０００ｒｐｍ、５０００ｒｐｍ）に及ぶ様々なｒｐｍの範囲で行うことができる。ボルテックス装置のサイクルストロークは、約１ｍｍ〜約１０ｍｍ（例えば、約３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、９ｍｍ）で変化し得る。ボルテックスステップは、約１秒〜約５分間（例えば、約１０〜６０秒間、３０秒間〜２分間、１分〜３分間の持続時間）持続し得る。ボルテックスを、密封バイアルまたは充填済シリンジに機械振動の形態で印加することができる。各振動の振幅は、約１ｍｍ〜約１０ｍｍ（例えば、約３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、９ｍｍ）の可動域をもたらし得る。
【００８７】
ＦＣまたはＰＦＣは、約１個の炭素原子〜約１０個の炭素原子の炭素長に及ぶ直鎖または分岐フルオロカーボン材料を含み得る。有用なＦＣ／ＰＦＣには、パーフルオロブタン、パーフルオロペンタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロヘプタン、パーフルオロオクタン、パーフルオロノナン、パーフルオロデカリン、パーフルオロオクチルブロミド、パーフルオロトリプロピルアミンおよびパーフルオロトリブチルアミンが含まれる。好ましいＰＦＣには、パーフルオロペンタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロヘプタンおよびパーフルオロオクタンが含まれる。パーフルオロペンタンが最も好ましい。最終エマルジョン中のＦＣ／ＰＦＣの濃度は、約０．１重量％〜約１００重量％で変化し得る。より好ましくは、濃度は約１重量％〜約５０重量／体積％である。さらにより好ましくは、濃度は約２％ｗ／ｖｏｌ〜約１０％ｗ／ｖｏｌである。
【００８８】
ＦＣ／ＰＦＣは、容器内に含まれる１種または複数の界面活性剤を介して乳化される。有用な界面活性剤には、それだけに限らないが、ＰＥＧ−Ｔｅｌｏｍｅｒ−Ｂ、ＤｕＰｏｎｔ  Ｃａｐｓｔｏｎｅ  ＦＳ−３１００および関連するＣａｐｓｔｏｎｅブランドのフルオロ界面活性剤およびリン脂質ならびにそれらの混合物が含まれる。特に有用なリン脂質混合物は、ＤＰＰＣ、ＤＰＰＥ−ＭＰＥＧ（５０００）およびＤＰＰＥを含む。フルオロカーボンまたはパーフルオロカーボンナノエマルジョンを調製するためのリン脂質製剤の成分はまた、わずか１個〜１１３個ものオキシエチレン単位が存在するＤＰＰＥ−ＭＰＥＧまたはＤＳＰＥ−ＭＰＥＧ化合物、ならびにこのような化合物の混合物を含み得る。同様に、ＤＰＰＣをＤＳＰＣで置き換え、ＤＰＰＥをＤＳＰＥで置き換えることができる。このような１種または複数の成分の置換を使用してパーフルオロカーボンナノエマルジョンの性能を最適化することができる。
【００８９】
好ましくは、界面活性剤の濃度は、約０．１ｍｇ／ｍＬ〜約１００ｍｇ／ｍＬで変化する。当業者が認識するように、界面活性剤の濃度はＦＣの濃度に応じて変化する。一例として、２％ｗ／ｖｏｌ  ＤＤＦＰを使用する場合、使用される界面活性剤濃度は約０．３重量／体積％となり得る。所望であれば、界面活性剤とＤＤＦＰの比およびそれらの絶対百分率を、特定の用途のために粒径および／または総用量または容器サイズを最適化するように変えることができる。例えば、ＤＤＦＰのナノエマルジョンを、４％ＤＤＦＰ重量／体積および０．３％ＰＴＢ重量体積を使用して調製してより濃縮されたナノエマルジョンを提供することができる。
【００９０】
エマルジョンの水相は、水（例えば、ＷＦＩ）、生理食塩水、ＰＢＳまたは１種もしくは複数の他の緩衝液を含む水性媒体を含み得る。さらに、スクロース、プロピレングリコール、グリセロール、ポリエチレングリコールなどの他の賦形剤を単独でまたは他の材料と組み合わせてＦＣ／ＦＣエマルジョンを含む容器に添加することができる。
【００９１】
一態様では、本発明は、一般に、パーフルオロカーボンナノエマルジョンの粒径を減少させる方法に関する。方法は、パーフルオロカーボンエマルジョンの粒径を予め選択された値に調節するのに十分な持続時間、機械振動をパーフルオロカーボンエマルジョンに印加するステップを含む。パーフルオロカーボンナノエマルジョンは、４個〜約１０個の炭素原子長を有するパーフルオロカーボンを含む。
【００９２】
一定の実施形態では、パーフルオロカーボンエマルジョンがバイアルまたは充填済シリンジに封入される。
【００９３】
一定の実施形態では、機械振動が超音波を含む。一定の実施形態では、超音波が約１０ＫＨｚ〜約１０ＭＨｚの周波数によって特徴付けられる。一定の実施形態では、パーフルオロカーボンが約４個〜約８個の炭素原子長である。
【００９４】
方法の一定の実施形態では、フルオロカーボンがパーフルオロカーボンである。一定の実施形態では、パーフルオロカーボンがパーフルオロペンタン、パーフルオロヘキサンまたはその両方を含む。
【００９５】
方法の一定の実施形態では、パーフルオロカーボンがパーフルオロペンタンからなる。
【００９６】
方法の一定の実施形態では、パーフルオロカーボンがパーフルオロヘキサンからなる。
【００９７】
別の態様では、本発明は、一般に、フルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンの充填済シリンジであって、フルオロカーボンが約４個〜約１０個の炭素原子長であり、フルオロカーボンナノエマルジョンが約０．１〜５０％重量体積のフルオロカーボンである充填済シリンジに関する。
【００９８】
充填済シリンジの一定の実施形態では、フルオロカーボンがパーフルオロカーボンである。一定の実施形態では、パーフルオロカーボンが約４個〜約８個の炭素原子長である。
【００９９】
充填済シリンジの一定の実施形態では、フルオロカーボンがパーフルオロカーボンである。一定の実施形態では、パーフルオロカーボンがパーフルオロペンタン、パーフルオロヘキサンまたはその両方を含む。
【０１００】
充填済シリンジの一定の実施形態では、パーフルオロカーボンがパーフルオロペンタンからなる。
【０１０１】
充填済シリンジの一定の実施形態では、パーフルオロカーボンがパーフルオロヘキサンからなる。
【０１０２】
充填済シリンジの一定の実施形態では、シリンジがガラス、プラスチックまたはその両方を含む材料でできている。
【０１０３】
充填済シリンジの一定の実施形態では、シリンジがガラス材料でできている。
【０１０４】
充填済シリンジの一定の実施形態では、シリンジがプラスチック材料でできている。
【０１０５】
充填済シリンジの一定の実施形態では、シリンジが、超音波エネルギーをフルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンに印加するための超音波トランスデューサに取り付けられている。
【０１０６】
充填済シリンジの一定の実施形態では、超音波が約１０ＫＨｚ〜約１０ＭＨｚに及ぶ周波数を有することによって特徴付けられる。
【０１０７】
さらに別の態様では、本発明は、一般に、本明細書に開示される方法によって調製されるフルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンの組成物に関する。
【０１０８】
組成物の一定の実施形態では、組成物が密封容器内に封入されたフルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンから調製され、フルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）の粒径が約１ミクロンより大きい。
【０１０９】
組成物の一定の実施形態では、超音波への暴露後、平均粒径が５００ｎｍ未満である。
【０１１０】
さらに別の態様では、本発明は、一般に、フルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンの粒径を減少させる方法に関する。方法は、シリンジ内に封入されたフルオロカーボンナノエマルジョンを用意するステップと、対象への途中でチュービングにフルオロカーボンナノエマルジョンを通過させるステップとを含み、フルオロカーボンナノエマルジョンを超音波場に通過させて、フルオロカーボンナノエマルジョンの平均径を１０％以上減少させる。
【０１１１】
方法の一定の実施形態では、フルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンの平均径が３０％以上減少する。方法の一定の実施形態では、フルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンの平均径が５０％以上減少する。
【０１１２】
本方法の一定の実施形態では、超音波場を通過する前のフルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンの平均粒径が約１ミクロンより大きい。本方法の一定の実施形態では、超音波場を通過した後のフルオロカーボン（例えば、パーフルオロカーボン）ナノエマルジョンの平均粒径が５００ｎｍ未満である。
【０１１３】
一定の実施形態では、本明細書に開示されるパーフルオロカーボンナノエマルジョンが１種または複数のリン脂質を含む。
【０１１４】
リン脂質は、例えば約１２個の炭素〜約１８個の炭素（例えば、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個）長に及ぶ任意の適切な炭素鎖長を有する。
【０１１５】
リン脂質は、ナノエマルジョン中の任意の適切な重量パーセント、例えば、約０．１０％〜約７．５％（例えば、約０．１０％〜約５％、約０．１０％〜約４％、約０．１０％〜約３％、約０．１０％〜約１．５％）を占めることができる。
【０１１６】
２０１５年６月１２日に出願された「リン脂質組成物ならびにそれを用いて形成されたマイクロバブルおよびエマルジョン」と題されたＰＣＴ／ＵＳ１５／３５６８１の開示は、全ての目的のために参照により明示的に本明細書に組み込まれる。
【０１１７】
組成物が３つのリン脂質の混合物を含む一定の実施形態では、代表的なリン脂質およびその相対量が、例えば約７５〜約８７モル％のホスファチジルコリン、約５〜約１５モル％のホスファチジルエタノールアミンおよび約３〜約２０モル％ホスファチジルエタノールアミン−ＭＰＥＧ（「ＭＰＥＧ」は末端メトキシ基を有するＰＥＧ基を指す）であり得る。本明細書におけるＭＰＥＧは、約３５０〜約５０００（例えば、約３５０〜約４０００、約３５０〜約３０００、約３５０〜約２０００、約５００〜約５０００、約１０００〜約５０００、約１５００〜約５０００、約２０００〜約５０００、約３０００〜約５０００、約４０００〜約５０００）の分子量を有し得る。分子のオリゴエチレンオキシ部分がＭＰＥＧリン脂質に存在するメトキシ末端とは対照的にヒドロキシル基で終結するホスファチジルエタノールアミン−ＰＥＧは、製剤中のホスファチジルエタノールアミン−ＭＰＥＧに置き換わり得る。ホスファチジルエタノールアミン−ＭＰＥＧとホスファチジルエタノールアミン−ＰＥＧの組み合わせも、これらの製剤のオリゴエチレンオキシ含有リン脂質成分として、任意の相対比で使用することができる。
【０１１８】
組成物が３つのリン脂質の混合物を含む実施形態では、代表的なリン脂質およびその相対量が、例えば約８０〜約８５モル％のホスファチジルコリン、約８〜約１３モル％のホスファチジルエタノールアミンおよび約６〜約１１モル％ホスファチジルエタノールアミン−ＭＰＥＧ（またはホスファチジルエタノールアミン−ＰＥＧ）であり得る。
【０１１９】
一定の実施形態では、ホスファチジルエタノールアミンが、約３５０〜約５０００（例えば、約３５０〜約４０００、約３５０〜約３０００、約３５０〜約２０００、約５００〜約５０００、約１０００〜約５０００、約１５００〜約５０００、約２０００〜約５０００、約３０００〜約５０００、約４０００〜約５０００）の分子量を有するＰＥＧ基を含む。
【０１２０】
一定の実施形態では、本発明の組成物が、ＤｕＰｏｎｔ  Ｚｏｎｙｌ  ＦＳ−１００またはＤｕＰｏｎｔ  ＦＳＯのカスタム精製医療グレードのＰＥＧ  Ｔｅｌｏｍｅｒ  Ｂ（ＰＴＢ）を含む。一定の実施形態では、本発明の組成物がパーフルオロ−ｎ−ヘキシル−オリゴエチレンオキシ−アルコールを含む。特定の形態のパーフルオロ−ｎ−ヘキシルオリゴエチレンオキシ−アルコールは、ＤｕＰｏｎｔ  Ｃａｐｓｔｏｎｅ  ＦＳ−３１００として知られているフルオロ界面活性剤製品であり、一定の実施形態では、本発明の組成物がこの物質またはこの物質のカスタム精製バージョンを含む。一定の実施形態では、本発明の組成物がテトラデカフルオロ−ｎ−ヘキサン（ＴＤＦＨ）を含む。一定の実施形態では、本発明の組成物が、任意の割合で存在する可能な構造異性体の２つ以上の混合物からなり得るテトラデカフルオロヘキサンを含む。一定の実施形態では、本発明の組成物がドデカフルオロ−ｎ−ペンタン（ＤＤＦＰ）を含む。一定の実施形態では、本発明の組成物が、任意の割合で存在する可能な構造異性体の２つ以上の混合物からなり得るドデカフルオロペンタンを含む。
【０１２１】
一定の実施形態では、本発明の組成物が、ドデカフルオロ−ｎ−ペンタン、１，２−ジパルミトイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスファチジルコリン、１，２−パルミトイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスホエタノールアミン−Ｎ−［メトキシ（ポリエチレングリコール）−５０００］塩、例えばナトリウム塩、および１，２−ジパルミトイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスホエタノールアミンの１つまたは複数を含む。
【０１２２】
一定の実施形態では、本発明の組成物が、１，２−ジミリストイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスファチジルコリン、１，２−ジミリストイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスホエタノールアミン−Ｎ−［メトキシ（ポリエチレングリコール）−２０００］塩、例えばナトリウム塩、および１，２−ジミリストイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスホエタノールアミンの１つまたは複数を含む。一定の実施形態では、本発明の組成物が、１，２−ジドデカノイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスファチジルコリン、１，２−ジドデカノイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスホエタノールアミン−Ｎ−［メトキシ（ポリエチレングリコール）−２０００］ナトリウム塩、および１，２−ジドデカノイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスホエタノールアミンの１つまたは複数を含む。
【０１２３】
以下の実施例は、当業者に本発明の調製方法および使用方法をさらに説明するために提示される。しかしながら、これらの実施例は、本発明の範囲を限定することを意図していない。
実施例
実施例１−ドデカフルオロペンタン−Ｐｅｇ  Ｔｅｌｏｍｅｒ  Ｂの熟成ナノエマルジョンの単一ガラスバイアルの超音波処理による粒径の減少−３つの試験
【０１２４】
予備試験で、ドデカフルオロペンタン／Ｐｅｇ  Ｔｅｌｏｍｅｒ  Ｂの緩衝化３０％スクロース中熟成エマルジョンの３つの試料を試験した。最初の調製を、高圧均質化および濾過を用いて行った。ＰＳＳ  Ｎｉｃｏｍｐ  ３８０  ＤＬＳサブミクロン粒子サイジング装置を用いて、熟成試料の２つについての粒径データを得た。装置の単峰性ガウス分布適合ルーチンを用いて、強度加重平均径（ＩＷＭＤ）、体積加重平均径（ＶＷＭＤ）および数加重平均径（ＮＷＭＤ）を得た。熟成試料のカイ二乗値は、典型的には、０．７５〜２．０であり、これは、単峰性ガウス分布を仮定した相関データの処理を可能にする許容範囲の上部である。標準偏差および累積９９％＜値も得た。データを表２に示す。
【表２】
2018525396.tif 000003
【０１２５】
熟成試料のカイ二乗値は、新たに調製した（均質化法）材料で得られた値（カイニ乗法は典型的には０．１８〜０．３５）と比較して有意に上昇した。音波処理前の平均粒径値（表１参照）は、新たに調製した材料の値（表１参照）よりもはるかに高かった。分布の標準偏差も一般的に高い傾向があった、すなわち新たに調製した材料の２５〜３５％と比較して、熟成材料の場合は３４〜５０％であった。
【０１２６】
熟成材料の音波処理は、ＶＷＲ  Ａｑｕａｓｏｎｉｃ  ７５ＨＴ超音波洗浄浴（出力７５ワット）を用いて行った。試料バイアルを２０ゲージの銅線を介して支持体から吊り下げ、バイアルを浴の中央で首まで浸漬した。音波処理は、表１に示される時間行った。熟成材料を音波処理することによって、新たに調製した材料（均質化法）で得られたものに標準的なまたはそれより低いＩＷＭＤ、ＶＷＭＤおよびＮＷＭＤが得られた。分布の標準偏差の減少に対する効果は顕著ではなかったが、熟成材料と比較すると値が低くなる傾向があり、新たに調製した材料の範囲に近づいた。音波処理によって、強度および体積加重平均粒径のＣｕｍ９９％＜値が劇的に減少した。音波処理時間を２分から１０分に、または１０分の音波処理、引き続いて１０分の待機時間、引き続いて１５分の音波処理時間に増加させることによって、音波処理時間の増加が粒径の３つのカテゴリー全てについて、平均径、標準偏差およびガウスのＣＵＭ９９％＜値が減少することを示唆する結果が得られた。
実施例２  複数のバイアルの同時超音波処理によるドデカフルオロペンタン−Ｐｅｇ  Ｔｅｌｏｍｅｒ  Ｂの熟成ナノエマルジョンの粒径の減少
【０１２７】
熟成材料の６つのバイアルを超音波洗浄浴で同時に音波処理して、熟成材料のトランシュ（ｔｒａｎｃｈｅ）を精留してスループットおよび効率を高めることができるかどうかを決定する別の試験を行った。
【０１２８】
熟成材料のベースラインを確立し、粒径パラメータの変動性を決定するために、３つのランダムに選択された熟成試料のサブミクロン粒子サイジングを行った。データを表３に示す。
【表３】
2018525396.tif 000004
【０１２９】
３つの熟成試料の粒子サイジングデータは、熟成試料が低いＲＳＤによって示されるように特性において極めて類似であることを示し、熟成工程が試料空間にわたって比較的均一であることを示した。ＩＷＭＤは６００ｎｍの仕様を超え、Ｃｕｍ９９％＜値は１３００ｎｍ限界を有意に超える。これらの試料のカイ二乗は、新たに調製した材料よりも実質的に高い傾向があり、新しく調製した材料と比較すると、粒径分布が熟成材料についてあまりよく記載されていないことを示唆している。
【０１３０】
熟成材料のバイアルのトランシェの音波処理を評価するために、６つのバイアルのセットを超音波洗浄浴内２３〜２５℃の温度範囲で２５分間同時に音波処理した。バイアルを、２０ゲージのステンレス鋼線を介して３本のバイアル２列で吊り下げ、バイアルの首まで浸漬した。バイアルの２つの列は、浴の長さおよび幅の中心の５０％に及んだ。音波処理した試料の粒子サイジングデータを表４に示す。
【表４】
2018525396.tif 000005
【０１３１】
超音波処理した試料の全ての粒径データが、均質化によって得られた新たに調製した材料のデータよりも低かった（高圧均質化を用いて新たに調製した材料の粒径パラメータの値については表１を参照）。表５は、熟成（３つのバイアル）および同時に超音波処理した熟成（６つのバイアル）材料の平均データを比較している。
【表５】
2018525396.tif 000006
【０１３２】
ＩＷＭＤ、標準偏差％、分布のＣｕｍ９９％＜およびカイ二乗値の劇的な減少が得られた。データは、バイアルのトランシェ中の熟成材料の音波処理が、所望のＩＷＭＤを有し、熟成材料よりも狭い粒子分布を有し、その分布のＣｕｍ９９％＜値が高圧均質化を用いて新たに調製した材料よりもさらに低い材料を効率的にもたらすことができることを証明している。さらに、カイ二乗値の劇的な減少は、音波処理した材料の粒径分布が、入力熟成材料のものよりも真のガウス分布にずっと近いことを示唆している。
実施例３  複合エマルジョン成分をボルテックスし、引き続いてバイアルを超音波処理することによる、ガラスバイアル中のドデカフルオロペンタン−Ｐｅｇ  Ｔｅｌｏｍｅｒ  Ｂナノエマルジョンの調製−オンデマンドシナリオで高品質ナノエマルジョンを調製するための手段としての超音波処理による高圧均質化の置き換え
【０１３３】
実験を行った、最終濃度でエマルジョン成分の組み合わせを含有する密封バイアルの音波処理を使用して高圧均質化を完全に回避することができるかどうかを調べた。密封バイアルをボルテックスに供し、引き続いて超音波処理を行うと、高圧均質化によって調製したものと同等のエマルジョンが得られた。
【０１３４】
４ｍＬの公称５ｍＬ容量（実際の容量９ｍＬ）バイアルの各々に、ＰＴＢの注射用水中溶液（ＷＦＩ、６％ｗ／ｖ  ＰＴＢ）０．４４ｍＬおよびＷＦＩ中スクロース（３０％ｗ／ｖ）７．４４ｍＬを装入した。バイアルに、バイアル栓で蓋をし、攪拌して成分を混合させ、氷水浴中に１０分間入れた。次いで、バイアルを氷水浴から取り出し、タオルで乾燥させ、分析天秤の皿に置き、天秤を０重量に風袋引きした。ＤＤＦＰを含有する２０ｍＬスクリューキャップバイアルを冷凍庫（−２０℃）から取り出し、氷水浴に入れた。その直後に、シリンジを冷却するために、３／４´´２２ゲージ針を取り付けた１ｍＬ使い捨てシリンジを使用して冷ＤＤＦＰを繰り返し吸引および分配した。次いで、ＤＤＦＰの０．４ｍＬアリコートをシリンジに吸引し、ＤＤＦＰを０．２１ｇ（２．２６％ｗ／ｖ）の重量が分配されるまで風袋引きしたバイアルに送達した。バイアルに直ちに栓をしてクリンプキャップした。各バイアルを、順に、直立で１分間、逆さで１分間および直立で１分間、最大速度に設定したＶＷＲ  Ｍｉｎｉｖｏｒｔｅｘｅｒでボルテックスした。バイアルをＶＷＲ  Ａｑｕａｓｏｎｉｃ  ７５ＨＴ超音波洗浄浴の浴中の２０ゲージのステンレス鋼ワイヤーを介して首に懸架し、左右中央および前後に中心合わせし、所定時間超音波処理した後、１０分間放置した。得られたエマルジョンの粒子サイズを測定する。得られたデータを表６に示す。
【表６】
2018525396.tif 000007
【０１３５】
実験は、超音波処理が短期間であっても、高圧均質化を用いて調製した材料によって示されるものと見分けがつかない粒径パラメータを有するエマルジョンを提供することを示した。これは、超音波処理が、製造施設での製造のため、または使用時のボルテックス／音波処理プロトコルの実施による、パーフルオロカーボンエマルジョンの効率的な調製のために高圧均質化に置き換わることができることを証明している。
実施例４  ガラスバイアル中での複合成分のボルテックス、引き続く超音波処理によるドデカフルオロペンタン−リン脂質ナノエマルジョンの製造
【０１３６】
リン脂質ＤＰＰＣ（ジパルミトイルホスファチジルコリン）、ＤＰＰＥ−ＰＥＧ−５０００（１，２−ジパルミトイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスホエタノールアミン−Ｎ−［モノメトキシポリ（エチレングリコール）（５０００）］およびＤＰＰＥ（１，２−ジパルミトイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスホエタノールアミン）の混合物を、クリンプキャップした公称５ｍＬバイアル（実際の総容量９ｍＬ）中、ＤＤＦＰ（２％ｗ／ｖ）を含む０．３％ｗ／ｖｏｌ総リン脂質濃度で調製した。密封バイアルを、直立で少なくとも３０秒間および逆さで３０秒間ボルテックスし、次いで、２、８または１６分間音波処理に供した。各音波処理時間の結果を表７に示す。
【表７】
2018525396.tif 000008
【０１３７】
不均一な成分の混合物をボルテックスすることによって、そのサイジングデータ（音波処理時間＝０分）が、有意な量のリン脂質ミセル（ＮＷＭＤの小さな値によって証明される）を伴う可能性のあるカプセル化ナノ液滴およびもしかすると非カプセル化フルオロカーボン液滴の存在を示す懸濁液が得られる。ボルテックスされた混合物の性質の別の指標は、音波処理されたバイアルの材料の同じサイズの試料アリコートと比較した場合の低い散乱強度である。
【０１３８】
短期間（２分間）の音波処理は、サブミクロンサイズのカプセル化パーフルオロカーボンナノ液滴に特有のＩＷＭＤ、ＶＷＭＤおよびＮＷＭＤを提供する。より具体的には、ＮＷＭＤの４倍の増加は、リン脂質ミセルの破壊およびカプセル化ナノ液滴の形成を示す。２分間の音波処理からの試料アリコートの散乱強度は、ボルテックスのみの試料の同じサイズのアリコートと比較して有意に増加した。
【０１３９】
実質的に減少したＸｉ  ＳｑおよびＳＤ％は、高圧均質化によって得られたものと同様のガウスナノ粒子分布の形成と一致する。増加した超音波処理時間（８分および１６分）は、ＩＷＭＤ、ＶＷＭＤ、ＳＤ％、ＩＷＣＵＭ９９％＜およびＶＷＣＵＭ９９％＜値の減少によって証明されるように、システムを粒径分布の飽和値に近づける。このデータは、サブミクロンサイズのカプセル化パーフルオロカーボンナノ液滴を製造するための超音波処理の有用性が、特定のクラスの界面活性剤に制限されず、特定の用途に特に適した様々な界面活性剤型を用いてカプセル化パーフルオロカーボンナノ液滴を製造するために適用できることを証明している。
実施例５  仕様外のエマルジョンのインラインリアルタイム粒径減少
【０１４０】
超音波処理を注入のためのインラインシステムに使用することができるかどうかを決定するための実験を行った。仕様外のＤＤＦＰ−ＰＴＢエマルジョンのバイアルを直立で３０秒間および逆さで３０秒間ボルテックスし、１分間放置した。１．５´´２２ゲージの使い捨て針を取り付けた１ｍＬのＢｅｃｔｏｎ  ａｎｄ  Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎシリンジを使用して、ヘッドスペースを０．５ｍＬ空気で加圧し、引き続いてシリンジにエマルジョンの所望のアリコートを受動的に充填させることによってボルテックスステップの後に粒子サイジングのためのボルテックス材料の０．３ｍＬアリコートをサンプリングした。
【０１４１】
１．５´´２２ゲージのＢｅｃｔｏｎ  ａｎｄ  Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ使い捨て針を取り付けた６ｍＬのＮｏｒｍＪｅｃｔ（商標）使い捨てプラスチックシリンジ（Ｈｅｎｋｅ  Ｓａｓｓ  Ｗｏｌｆ）に、空気５ｍＬを装入した。バイアル栓を上から穿刺し、バイアルヘッドスペースに空気を注入することによってバイアルを加圧した。アセンブリ全体を逆さにし、シリンジをエマルジョン５ｍＬで受動的に充填させた。次いで、エマルジョンを逆さのバイアルのヘッドスペースに注入し、シリンジを再びエマルジョン５ｍＬで受動的に充填させた。
【０１４２】
針をシリンジから直ちに取り出し、メス１／１６´´内径ルアーロック１／１６´´適合バーブアダプターを使用して、シリンジにポリプロピレンチュービング（１／８´´外径、１／１６´´内径）を取り付けた。ポリプロピレンチュービングの内容積は２．２ｍＬであった。
【０１４３】
図１は、仕様外のナノエマルジョンまたはナノエマルジョンの複合成分のガラスバイアルをボルテックスした後に粗エマルジョンをシリンジに吸引することによって生成された粗エマルジョンのインライン超音波処理に使用される装置の代表的な実施形態を示している。シリンジポンプ１２０を使用して、制御された速度でシリンジ１１０の内容物を超音波洗浄槽１３０に浸漬されたチュービングのコイルに送達する。チュービングの長さおよびシリンジの速度設定は、チューブ内のシリンジ内容物の滞留時間および送達されたシリンジ内容物に超音波処理が施される時間も決定する。
【０１４４】
図２は、フルオロカーボンもしくはパーフルオロカーボンと水性界面活性剤の粗エマルジョンまたはフルオロカーボンもしくはパーフルオロカーボンと水性界面活性剤の仕様外のエマルジョンのインライン音波処理または（超音波洗浄器を使用した）超音波処理に使用されるコイルドチュービングの構成の代表的な実施形態を示している。一般的な慣習では、コイルドチュービングを浴の水に完全に浸漬する。しかしながら、（この図に示されるように）コイルの螺旋に垂直なコイルの軸が超音波浴の底部に平行であるコイルを配置する場合、チュービングのコイルの超音波浴の水中への浸漬の深さを使用して工程のデューティサイクルを変更することができる。コイルを構成する一連のループの各ループを超音波浴の水中に半浸漬する場合、これは例えば５０％のデューティサイクルを提供する。これは、連続的な超音波処理がナノエマルジョンの温度を許容できないレベルまで上昇させ得るため、望ましくなり得る。より短いデューティサイクルを使用することによって、調製したナノエマルジョンの温度を制御することができる。チュービングのコイルを超音波洗浄器の水浴にさらに浸漬するまたはあまり浸漬しない場合、デューティサイクルがそれぞれ増加または減少し、これは必要に応じてデューティサイクルを制御するための簡単で便利な方法を構成する。このようにして、調製された粒径パラメータおよび温度を制御することができる。
【０１４５】
図１および図２を参照すると、チュービングを直径約２´´のループ２１０（図２）に巻きつけ、一連の並んだループを得て、これを、溝を有するプラスチックヒンジクリップを用いて所定の位置に保持した。次いで、シリンジをＨａｒｖａｒｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓモデル１１プラスシリンジポンプ１２０に入れた。シリンジポンプを流速１ｃｃ／分に設定した。コイルドチュービングを、ＶＷＲ  Ａｑｕａｓｏｎｉｃ  ７５ＨＴ超音波処理器１３０の水浴に完全に浸漬した。シリンジポンプを始動させ、その直後に音波処理を開始した。仕様外のエマルジョンを、それが音波処理水浴中のループチュービングを流れる際に、音波処理に曝露した。音波処理した材料を１０℃に保ったバイアルに回収した。バイアルに、材料を粒子サイジングのためにサンプリングするまで（回収の停止約１分後）、直ちにブチルゴム栓でキャップした。表８は、ボルテックス後であるが音波処理前とボルテックスおよびインライン音波処理後の仕様外の材料について得られた粒径データを示している。
【表８】
2018525396.tif 000009
【０１４６】
この実施例に記載される技術は、高圧均質化によって調製した材料によって示される粒径パラメータ（表１参照）を示すＤＤＦＰ−ＰＴＢナノエマルジョンを提供する。これは、最高品質の材料を本明細書に開示される改善方法によって得ることができることを示している。したがって、相当な貯蔵期間にわたって粒径成長を経験し、仕様外の粒径パラメータを示すナノエマルジョン材料を、インラインプロセスを用いて効率的かつ有効に改善することができる。
実施例６  複合成分からのＤＤＦＰ−ＰＴＢエマルジョンのインラインリアルタイム調製
【０１４７】
インライン超音波処理が、バイアルにナノエマルジョンの成分を単に装入し、ボルテックスにより成分混合物を懸濁し、引き続いてインライン音波処理することによって、ＤＤＦＰ−ＰＴＢエマルジョンを提供できるかどうかを決定するための実験を行った。この技術によって、ジャストインタイムシナリオ（ｊｕｓｔ−ｉｎ−ｔｉｍｅ  ｓｃｅｎａｒｉｏ）で、調製後、即座にリアルタイムでナノエマルジョンの注入が可能になり得る。
【０１４８】
公称５ｍＬ血清バイアル（実際の体積９ｍＬ）に、ＷＦＩ（注射用水）（７．６５ｍＬ）中のＰｅｇ  Ｔｅｌｏｍｅｒ−Ｂ（２４．４ｍｇ）および０．２ミクロン濾過３０％スクロースを装入した。次いで、冷却したＤＤＦＰ（０．１７９ｇ）を１ｍＬのツベルクリンインスリン分注シリンジ（本質的にゼロデッドボリューム）を用いて添加した。バイアルを直ちにクリンプキャップし、直立で１分間および逆さで１分間ボルテックスした。バイアルを１分間放置し、次いで、穏やかに１０回反転させた。０．３ｍＬアリコートを、実施例５に記載されるように粒子サイジングのためにサンプリングした。次いで、ボルテックスした材料の５ｍＬアリコートを、正確に実施例５に記載されるように処理した。
【０１４９】
表９は、ボルテックス後音波処理前とボルテックスおよびインライン音波処理後の成分混合物について得られた粒径データを示す。
【表９】
2018525396.tif 000010
【０１５０】
この実施例に記載される技術を用いたＤＤＦＰ−ＰＴＢナノエマルジョンの調製は、高圧均質化によって調製した材料によって示される粒径パラメータ（表１参照）を有するナノエマルジョンを提供した。これは、エマルジョンのインライン調製の有効性および有用性を実証している。
【０１５１】
この技術の利点には、（１）最高品質の材料の即時調製、（２）非常に均一な材料品質、（３）各成分をその最大安定性のための条件下で保存することができるような、バイアル中の二相混合物としての、またはリアルタイムで合わせられる別々の成分としての成分の貯蔵（４）可能であれば、冷蔵または他の環境制御を必要としない、より安定な成分（ＤＤＦＰなど）の貯蔵を可能にすること、および（５）長期間保存された予備形成エマルジョンの貯蔵寿命限界のために生じ得る材料の廃棄を最小化することが含まれる。
実施例７  ＤＤＦＰのバルクを１００ｎｍ以下の粒子に減少させるＤＤＦＰナノエマルジョンの製造
【０１５２】
投与量測定クリップ（体積５ｍＬ）および使い捨て２２ゲージ針を取り付けた６ｍＬ  Ｈｅｎｋｅ  Ｓａｓｓ  Ｗｏｌｆ  Ｎｏｒｍｊｅｃｔ使い捨てシリンジに、吸引によって、仕様外のナノエマルジョン（ＯＯＳＮ）（２％ＤＤＦＰ  ｗ／ｖ；０．３％Ｐｅｇ−Ｔｅｌｏｍｅｒ  Ｂ  ｗ／ｖ；水性１０ｍＭリン酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ７）中の３０％スクロースｗ／ｖ）の５．８ｍＬ試料を充填した。試料を吸引した後、針を外し、シリンジのルアーロックをデッドエンドキャップ嵌合で大気に対し密封した。アセンブリを、ＶＷＲ  Ａｑｕａｓｏｎｉｃ  ＨＴ７５超音波洗浄機の浴に左右および前後中心に配置し、シリンジのルアーロックを水槽の底に向け、シリンジの長軸を底に垂直にした。シリンジの液面は、浴の水位より０．５´´低い。音波処理を２５℃で２分間行い、シリンジを浴から取り出し、周囲温度で３０分間放置した。
【０１５３】
この実験をさらに２つの試料について行い、合計３回の試行とした。これらの試料についての粒径パラメータのデータを表１０に示す。ＰＳＳ  Ｎｉｃｏｍｐ  ３８０  ＤＬＳサブミクロン粒子サイジング装置を使用して粒径パラメータを得た。
【表１０】
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【０１５４】
表１０のＯＯＳＮ（０）項目に示されるように、非常に大きな粒径パラメータがＯＯＳＮについて見出された。このデータの精査により、シリンジ内音波処理ＯＯＳＮのＩＷＭＤ、ＶＷＭＤおよびＮＷＭＤが仕様内にあることが示される。この値は、ガラスバイアル中のＯＯＳＮの音波処理によって得られた材料、または乳化技術として高圧均質化を用いて得られた新たな材料（表１参照）について観察された値の約５０％であった。この予想外の結果は、プラスチック使い捨てシリンジでの音波処理が、７２５０ｐｓｉの平均圧力で高圧均質化を使用しても、合計出力７５ワット（Ａｑｕａｓｏｎｉｃ  ＨＴ７５超音波洗浄器）で４０ＫＨｚでのガラス容器中での前駆体ＯＯＳＮの音波処理によっても入手できない粒径のナノエマルジョンをもたらしたことを示している。
【０１５５】
プラスチック使い捨てシリンジ内の材料の音波処理は、入力ＤＤＦＰの質量の大部分の平均粒径が１０６ｎｍ未満であるＤＤＦＰのナノエマルジョンを迅速に提供する。これは、１０５ｎｍの平均体積加重累積７５％分布＜値によって実証された。このようなエマルジョンは、高圧均質化によって得られる典型的なパーフルオロカーボンナノエマルジョンよりもより小さい粒子が適切となり得る特殊な用途に有用である。
【０１５６】
表１１は、高圧均質化、ガラスバイアル中の別々の成分の組み合わせ、引き続いてボルテックスおよび音波処理、ガラスバイアル中でのＯＯＳＮのボルテックス、引き続いてガラスバイアル中での音波処理およびボルテックス、引き続いて材料の使い捨てプラスチックシリンジへの移動および浴の床に垂直のその長軸に配向したシリンジの音波処理によって製造したＤＤＦＰナノエマルジョンについての比較データを示している。
【表１１】
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【０１５７】
プラスチックシリンジが音波処理を行った容器であった場合に、粒径パラメータの最大差異が見出された。したがって、１００ナノメートル以下の範囲の平均粒径が望ましい場合、プラスチックシリンジ中での粗エマルジョンの音波処理を使用してそれらを迅速かつ効率的に生成することができる。これにより、ファーストレスポンダーが緊急時に使用するための高品質なナノエマルジョンのオンデマンド調製が可能になる。
実施例８  複合成分を含有するシリンジの音波処理によるパーフルオロカーボンナノエマルジョンの製造：シリンジ内で音波処理したパーフルオロカーボンナノエマルジョンの粒径の制御
【０１５８】
上記の実施例７は、シリンジ内で複合成分のボルテックス混合物を音波処理した後、入力ＤＤＦＰのバルクについて１００ｎｍ以下の粒径パラメータを有するＰＦＣナノエマルジョンを製造する方法を示した。音波処理時間を１分に短縮すると、高圧均質化を用いて得られるものに典型的なパーフルオロカーボンナノエマルジョンが得られないことが観察された。しかしながら、ＰＦＣ、例えばＤＤＦＰの相対量を混合物中の他の成分に対して増加させる、複合成分のボルテックス混合物の音波処理（シリンジ内）によって、エマルジョンをここで界面活性剤安定化ＤＤＦＰの濃度について増加させることを除いて、高圧均質化によって製造したナノエマルジョンに典型的な粒径パラメータを有するＰＦＣナノエマルジョンが容易に提供されることが発見された。これにより、乳化されたＤＤＦＰ単位当たりのスクロースおよび界面活性剤の総体積および使用に関して、よりコンパクトで経済的な形式での所望のエマルジョン型のオンデマンド製造が可能になる。
【０１５９】
例示的な例は、ＤＤＦＰ濃度を４％ｗ／ｖに上昇させる一方で、成分の残りの濃度は同じままである場合、したがって、ＤＤＦＰ４％ｗ／ｖ、Ｐｅｇ−Ｔｅｌｏｍｅｒ  Ｂ界面活性剤は０．３％ｗ／ｖのままであり、スクロースは３０％ｗ／ｖのままであり、リン酸緩衝液を１０ｍＭで制御する場合である。この混合物７．７７ｍＬを含有する公称５ｍＬ容量バイアル（実際の総体積９．０ｍＬ）を、直立で３０秒間および逆さで３０秒間ボルテックスした。次いで、シリンジに完全に充填されるまで、１．５´´２２ゲージの使い捨て針および投薬クリップを取り付けたＨｅｎｋｅ  Ｓａｓｓ  Ｗｏｌｆ  Ｎｏｒｍｊｅｃｔ（商標）使い捨てプラスチックシリンジに混合物を吸引した。針をはずし、シリンジのルアーロクをデッドエンドキャップ嵌合を用いて密封した。実施例７に記載されるように、シリンジを、ＶＷＲ  Ａｑｕａｓｏｎｉｃ  ７５ＨＴ超音波洗浄浴の槽に左右および前後中心に配置し、長軸を槽の底に垂直にした。
【０１６０】
音波処理を３分間行い、シリンジを浴から取り出し、シリンジの内容物のアリコートをサブミクロン粒子サイジングに使用した。３つの試験の結果を表１２に示す。
【０１６１】
ＤＤＦＰ（４％ｗ／ｖ）対他の成分の相対濃度が標準的２％ＤＤＦＰナノエマルジョンの２倍であるシリンジ内での複合成分の音波処理は、高圧均質化によって製造した標準的２％ｗ／ｖＤＤＦＰナノエマルジョンに特徴的な粒径パラメータ（表１参照）を有するパーフルオロカーボンナノエマルジョンへの単純でオンデマンドの経路を提供する。これにより、要求される仕様の新たに調製した材料を提供しながら、必要とされる体積が５０％減少し、界面活性剤、スクロースおよび水性緩衝液の必要量も５０％減少する。
【表１２】
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仮想例１  音波エネルギーを直接接触によってバイアルに伝達する、Ｖｉａｌ  Ｔｗｅｅｔｅｒを用いた単一バイアルまたは複数バイアルの超音波処理
【０１６２】
この例は、圧電素子を使用して、水浴なしで、複数または単一密封バイアルをどのように音波処理することができるかを示している。このような装置の一例は、ＶｉａｌＴｗｅｅｔｅｒ（Ｈｉｅｌｓｃｈｅｒ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ  ＧｍｂＨ、Ｔｅｌｔｏｗ、ドイツ）であり、これを使用して複数バイアルを一度に超音波エネルギーに曝露することができる。密封バイアルに超音波エネルギーを伝達するために水浴は必要ではない。
【０１６３】
図３は、超音波プロセッサＵＩＳ２５０ｖ３２０（２５０ワット、２４ｋＨｚ）によって電力供給されるＶｉａｌＴｗｅｅｔｅｒ３１０の代表的な実施形態を示している。このユニットは、適切に構成されたソノトロードを備えたバイアルまたはシリンジまたはチュービングに超音波エネルギーを伝達することができる。特定の用途の最適化のためにパルス、振幅および出力に関して超音波処理を変えることができる超音波プロセッサを使用して超音波の出力を変えることができる。ＶｉａｌＴｗｅｅｔｅｒは、高強度部分の６つのバイアルのそれぞれの最大１０ワットおよび低強度部分に配置された２つのバイアルに最大５ワットを送達する。
【０１６４】
図４は、ＮＶＸ−１０８、ＤＤＦＰ（２％ｗ／ｖ）およびＰＥＧ−Ｔｅｌｏｍｅｒ  Ｂ界面活性剤（０．３％ｗ／ｖ）のリン酸緩衝３０％スクロース水溶液中ナノエマルジョンの典型的な公称１０ｍＬ容量バイアルの代表的な実施形態を示している。バイアル４００はＮＶＸ−１０８を含有している。一定の実施形態では、バイアル４００が、バイアル４００内の音響エネルギーの反射を引き起さないように、またバイアル４００内に第２の集束帯を形成しないように構成される。
【０１６５】
充填済密封バイアルをＶｉａｌＴｗｅｅｔｅｒに入れて、仕様外に行ったエマルジョン径を減少させる、または密封バイアル内に含有される出発材料から最終エマルジョンを調製することができる。ＶｉａｌＴｗｅｅｔｅｒは、１２ｘ３２ｍｍまたは１５ｘ４５ｍｍのバイアルを保持するように作られる。ＶｉａｌＴｗｅｅｔｅｒの端に最大５０ｍＬのより大きなバイアルを取り付けることができる。
【０１６６】
図５は、Ｖｉａｌ  Ｔｗｅｅｔｅｒを使用して超音波処理される溶液を含有する、最大５０ｍＬの体積を有することができるバイアルの代表的な実施形態を示している。バイアル５１０をＶｉａｌＴｗｅｅｔｅｒ３１０（図３）に取り付けることができる。これは、ＮＶＸ−１０８のバイアル４００（図４）または充填済シリンジを表し得る。これはまた、ＮＶＸ−１０８の仕様外のエマルジョン、または高圧均質化にも粗エマルジョンを所望のナノエマルジョンに変換するためのいかなる処理にも供されていないＮＶＸ−１０８を調製するために使用される成分の粗エマルジョンのバイアルを表し得る。一定の実施形態では、バイアル５１０が、バイアル５１０内の音響エネルギーの反射を引き起さないように、またバイアル５１０内に第２の集束帯を形成しないように構成される。
仮想例２  ＶｉａｌＴｗｅｅｔｅｒまたは超音波エネルギーを送達することができる電源およびトランスデューサアレイのトランスデューサを使用する他のシステムによる充填済シリンジの音波処理
【０１６７】
この例は、どのようにＶｉａｌＴｗｅｅｔｅｒ３１０を使用して充填済シリンジを音波処理することができるか、およびどのようにパワーインジェクタまたはシリンジポンプを使用して材料を例えば患者に注入している間に音波処理に曝露させることができるかを示している。
【０１６８】
図６Ａは、小量試料に超音波を送達するために使用されるソノトロードを備えたＶｉａｌ  Ｔｗｅｅｔｅｒの代表的な実施形態を示している。
【０１６９】
ＵＩＳ２５０ｖ  ３２０（図３）は、単一バイアルの非常に強力な音波処理に使用することができる。ソノトロードＶＴ２４ｄ１０  ６１０は、単一バイアルに最大１５ワットを送達するように設計されている。種々のバイアル径のソノトロードが利用可能である。バイアルの代わりに、以下に示されるようなシリンジをソノトロードに嵌め込むことができる。
【０１７０】
図６Ｂは、粗フルオロカーボンまたはパーフルオロカーボン界面活性剤エマルジョンまたは仕様外のエマルジョンを含有する充填済シリンジ６２０の代表的な実施形態を示している。充填済シリンジ６２０を、ソノトロードの端部の穴に嵌め込むことができ、シリンジ内容物６２５がＶｉａｌ  Ｔｗｅｅｔｅｒが超音波エネルギーを生成するゾーン内にあるように、Ｖｉａｌ  Ｔｗｅｅｔｅｒと接するシリンジ表面の位置を制御することができる。
【０１７１】
超音波源、例えばＶｉａｌ  Ｔｗｅｅｔｅｒの適切に構成されたソノトロードを、粗フルオロカーボンまたはパーフルオロカーボン界面活性剤エマルジョンまたは仕様外のエマルジョン６２５が占める領域内のシリンジに取り付けることができ、超音波処理を、ソノトロードの正確な位置に応じて注入前または注入中に行うことができる。プランジャーを引っ込めると、粗フルオロカーボンまたはパーフルオロカーボン界面活性剤エマルジョンまたは仕様外のエマルジョン６２５が、シリンジの内部の大部分を占める場合、所望の粒径を有する最終ナノエマルジョンを提供するのに十分な効率で超音波を伝達することができる任意の部分でソノトロードをシリンジに取り付けることができることが理解される。
【０１７２】
図６Ｃを参照すると、充填済シリンジをソノトロードに嵌め込む場合、シリンジを理想的には、シリンジポンプまたはパワーインジェクタに取り付ける。ＰＣが超音波プロセッサの出力を監視することができ、ＰＣがシリンジポンプまたはパワーインジェクタを制御することができる。シリンジポンプまたはパワーインジェクタは、一旦シリンジ、流出チャンバまたはチュービングが事前に指定された出力の強度および持続時間に曝された場合にのみ作動する。
【０１７３】
好ましくは、シリンジを、シリンジの出口を下に向けて垂直に配向する。シリンジを、水平位置から垂直位置まで様々な角度で配向してもよい。垂直配向またはその変化は、任意の不定の大きなマイクロバブルまたは不定の気体が上部に浮遊し、患者に注入されないようにするためのものである。
【０１７４】
図６Ｄの例示の実施形態は、充填済シリンジが取り付けられたシリンジポンプＮＥ−３００−Ｕ６３０を示している。囲まれた領域Ａ、ＢおよびＣは、上述の粗または仕様外のエマルジョンの超音波処理を可能にするためにＶｉａｌ  Ｔｗｅｅｔｅｒの適切に構成されたソノトロードを取り付けることができるゾーンである。ゾーンＡはシリンジバレルであり、ゾーンＢは、製品がシリンジバレルから出るシリンジバレルから遠位の領域であり、ゾーンＣは、処理されたエマルジョンを患者に送達するチュービングまたはチュービング針の前の段階の適当な器具を用いてソノトロードまたは他の超音波源を固定することができるところである。送達速度、超音波出力およびデューティサイクルの変動を使用して、その粒径が特定の用途に最適化されたナノエマルジョンを提供することができる。
【０１７５】
図６Ｄの例示の実施形態は、充填済シリンジが取り付けられたシリンジポンプＮＥ−３００−Ｕ６３０を示している。シリンジバレルおよびシリンジのかなりの長さおよび端部がどのように露出されているかに注目し、当業者は、適切に構成されたソノトロードを有するＶｉａｌＴｗｅｅｔｅｒの端部にシリンジを嵌め込むことができることを認識するであろう。ポンプのハウジングのための支持部を変更することによって、シリンジを、シリンジバレルの先端を下に向けて垂直または傾斜した位置で使用することができる。Ｖｉａｌ  Ｔｗｅｅｔｅｒ間の接点がシリンジバレル（図６Ｄ−ゾーンＡ）に沿っていても、またはシリンジ内容物がバレルから出る領域（図６Ｄ−ゾーンＢ）にあっても、またはシリンジの内容物がシリンジから出る領域からさらに遠位の点（図６Ｄ−ゾーンＣ）にあってもよいことにも留意されたい。Ｖｉａｌ  Ｔｗｅｅｔｅｒは、図６Ｄに示される構成で超音波を送達するために使用することができる超音波処理のための唯一のシステムではない。リング形状または円錐形状に組み立てられ得る小型トランスデューサのアレイもこれに関して有用となり得る。特に、圧電マイクロマシン超音波トランスデューサ（ＰＭＵＴ）を展開して、ゾーンＡ、ゾーンＢ、またはゾーンＣによって境界を画定されるシリンジの外側の任意の表面の形状に適合し得るトランスデューサのアレイを調製することができる。（Ｑｉｕら２０１５  Ｓｅｎｓｏｒｓ  １５、８０２０〜８０４１）。
【０１７６】
ここで図７Ａを参照すると、ＤＤＦＰナノエマルジョン７３０Ａを含有するシリンジ７１０Ａが、圧電トランスデューサ７２０Ａと接触して配置される。超音波７４０Ａは、シリンジ７１０Ａ内のＤＤＦＰエマルジョン７３０Ａに印加される。トランスデューサ７２０Ａは、シリンジ７１０Ａのバレルの円周の様々な部分、例えばわずか１％〜１００％を限定することができる。一定の実施形態では、超音波出力がシリンジ内の内容物に印加される間、流量が制御されるように、トランスデューサ７２０Ａおよびトランスデューサ７２０Ａの電源が本明細書に開示されるシリンジポンプと一体化される。別の実施形態では、トランスデューサ７２０Ａをシリンジポンプに一体化し、別個の電源を使用してトランスデューサ７２０Ａに電力供給することができる。
【０１７７】
図７Ｂにおいて、粗ＤＤＦＰエマルジョンまたは仕様外のＤＤＦＰエマルジョン７３０Ｂを含有するシリンジ７１０Ｂは、集束圧電トランスデューサ７２０Ｂと接触して配置される。集束超音波７４０Ｂは、シリンジ７１０Ｂ内の粗ＤＤＦＰエマルジョンまたは仕様外のＤＤＦＰエマルジョン７３０Ｂに印加される。超音波エネルギーは、焦点７５０Ｂによって示される、粗ＤＤＦＰエマルジョンまたは仕様外のＤＤＦＰエマルジョン７３０Ｂ内の点に集束される。焦点７５０Ｂが溶液の中心にある必要はないことに留意されたい。集束トランスデューサ７２０Ｂは、シリンジ７１０Ｂのバレルの円周の様々な部分、例えばわずか１％〜１００％を限定することができる。一定の実施形態では、超音波出力がシリンジ内の内容物に印加される間、流量が制御されるように、トランスデューサ７２０Ｂおよびトランスデューサ７２０Ｂの電源が本明細書に開示されるシリンジポンプと一体化される。別の実施形態では、トランスデューサ７２０Ａをシリンジポンプに一体化し、別個の電源を使用してトランスデューサ７２０Ａに電力供給することができる。
仮想例３  カスタムメイドの一体型トランスデューサを使用した充填済シリンジの音波処理
【０１７８】
図８は、エマルジョンのサイズを調節するためにカスタムメイドの音波装置を構成する方法を示している。図８は、一体型トランスデューサを含むプランジャーを挿入することができるピストンアセンブリを有する充填済シリンジシステムの代表的な実施形態を示している。これは、患者に送達する前のフルオロカーボンもしくはパーフルオロカーボンと界面活性剤の仕様外のエマルジョンまたはフルオロカーボンもしくはパーフルオロカーボンと界面活性剤の粗エマルジョンの超音波処理を可能にする。
【０１７９】
トランスデューサまたは携帯型プローブアセンブリ８１０は、音響的透明ピストン８２０を通してシリンジの基部に超音波エネルギーを印加するために、シリンジ８３０の適切に構成されたピストン８２０に取り付けられる。キャップ８４０は、シリンジの端部に液体およびガス不透過性障壁を形成する。キャップ８４０は、ルアーロックまたは他のバルブを備えることができる。
【０１８０】
過酷な環境で使用される場合、シリンジがフルオロカーボンまたはパーフルオロカーボン、例えばパーフルオロペンタンの沸点より上の温度で貯蔵され得るため、シリンジ内の内容物が圧力下にあり得ることに留意されたい。シリンジ８３０は、ガラスまたはプラスチック材料を含むことができるが、必然的に液体および気体に対して不透過性である。シリンジは、フルオロカーボン、１種または複数の界面活性剤および賦形剤のエマルジョンまたは混合物で充填される。ピストン８２０は、耐圧性であり、フルオロカーボンの揮発性のために存在し得る圧力下で気体および液体がシリンジから逃げるのを防止するように設計される。
【０１８１】
ピストン８２０とシリンジバレルの内部との間の界面は、医薬用ゴム、シリコーンもしくは熱可塑性エラストマー、またはこれらの混合物を完全にまたは一部含むことができる。外部でシリンジ内容物とおよび外部で超音波プローブのトランスデューサまたは圧電素子と接触するピストン８２０のセクションは、ステンレス鋼または他の適切な材料、例えばセラミックもしくは印加された超音波エネルギーを、本明細書の仕様で示される時限内に所望の特性を有するナノエマルジョンを提供する効率で、シリンジ内容物に伝達することができる他の材料からなり得る。
【０１８２】
ピストンは、携帯型超音波プローブ８１０をその基部に挿入することを可能にするよう設計される。超音波プローブ８１０は、ピストン８２０の内部と接触し、ピストン８２０を介して超音波エネルギーをシリンジ内の流体に伝達する圧電トランスデューサまたは機械振動装置８５０を備える。正弦波発生器（例えば、１ＭＨｚ）ならびに電源、ゲート回路および増幅器を使用して、圧電結晶または機械振動装置に電力供給することができる。理想的には、これは全て取り外し可能なシリンジプランジャーに組み込まれる。電源は電池であってもよく、好ましくは再充電可能であり、それにより再使用可能であるが、単回使用装置として提供することもできる。回路を、シリンジバレルの端部にシールされたままであり、音波処理（機械振動）の必要な持続時間および予め指定された出力がシリンジに送達されるまで不動であるガスケットと一体化することができることに留意されたい。その際、製品を十分な電力がシリンジの内容物に送達された後にのみ注入できるので、集積回路を使用して製品の安全性を保証することができる。携帯型装置ではなく超音波プローブ８１０を、病院および手術室環境で使用するためのパワーインジェクタ装置に一体化することもできることに留意されたい。
仮想例４  戦場外傷犠牲者の治療
【０１８３】
兵士は、大量の失血ならびに外傷性脳損傷を含む爆風損傷を被る。救急救命士は、バックパックから５％重量体積のＤＤＦＰｅの充填済シリンジを得る。材料は層状で白く不透明に見える。救急救命士はシリンジを手で激しく振る。彼はバックパックからトランスデューサを得て、圧電トランスデューサをガスケットの裏側に嵌め込んで、これをシリンジの端部にねじ込む。トランスデューサは自動的に係合し、必要な量の超音波エネルギーをシリンジに与える。十分な超音波エネルギーの曝露後、シリンジ内の材料は半透明で均一に見える。ルアーロックはシリンジの端部に取り付けられ、そこまでの針はハウジングによって覆われている。救急救命士は、針を覆っているハウジングを取り外し、針を血管内に置く（骨内注射も使用できることに留意されたい）。ルアーロックを開き、救急救命士はプランジャー（トランスデューサーも含有し得る）を押し、失血の症例を治療するのに十分な用量の０．２５ｍＬ／ｋｇの５％ｗ／ｖｏｌ  ＤＤＦＰｅを送達する。
【０１８４】
本発明の好ましい実施形態を詳細に説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、これらの実施形態に対する修正および適合が当業者に思い浮かぶことは明らかである。
【０１８５】
出願人の開示は、同様の番号が同じまたは類似の要素を表す図面を参照して、好ましい実施形態において本明細書に記載される。本明細書を通した「一実施形態」、「実施形態」または同様の言語への言及は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通した「一実施形態では」、「実施形態では」および同様の言語表現の句の出現は、必ずしもそうである必要はないが、全て同じ実施形態を指す。
【０１８６】
出願人の開示の記載される特徴、構造または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の適切な様式で組み合わせることができる。以下の説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するために多数の具体的な詳細が列挙される。しかしながら、当業者であれば、具体的な詳細の１つもしくは複数を用いずに、または他の方法、構成要素、材料などを用いて、出願人の組成物および／または方法を実施することができることを認識するであろう。他の例では、周知の構造、材料または動作は、本開示の態様を不明瞭にすることを避けるために、詳細には示されても記載されてもいない。
【０１８７】
本明細書および添付の特許請求の範囲において、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈上他に明確に指示されない限り、複数の指示対象を含む。
【０１８８】
特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載される方法および材料と類似または同等の任意の方法および材料も、本開示の実施または試験において使用することができるが、好ましい方法および材料をここで説明する。本明細書で列挙する方法は、開示された特定の順序に加えて、論理的に可能な任意の順序で実施することができる。
参照による組み込み
【０１８９】
特許、特許出願、特許公報、雑誌、書籍、論文、ウェブコンテンツなどの他の文書に対する参照および引用が、本開示においてなされている。全てのこのような文献は、これにより全ての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。本明細書において参照により組み込まれると言われているが、本明細書に明示的に示されている既存の定義、声明または他の開示資料と矛盾する任意の材料またはその部分は、組み込まれた材料と本発明の開示材料との間に生じる矛盾がない程度にのみ組み込まれる。矛盾が生じた場合、矛盾は本開示を好ましい開示として支持して解決されるべきである。
【０１９０】
均等物
代表的な実施例は、本発明の説明を助けることを意図するものであり、本発明の範囲を限定することを意図しておらず、またそのように解釈されるべきでない。実際に、本明細書に示され記載されたものに加えて、本発明の種々の改変およびその多くのさらなる実施形態は、本明細書に含まれる実施例ならびに科学文献および特許文献の参照を含む本文書の全内容から当業者に明らかになるであろう。これらの実施例は、その種々の実施形態およびその均等物での本発明の実施に適合させることができる重要な追加の情報、例示および指針を含む。
【符号の説明】
【０１９１】
１１０・・・シリンジ、１２０・・・シリンジポンプ、１３０・・・超音波洗浄槽、２１０・・・ループ、３１０・・・ＶｉａｌＴｗｅｅｔｅｒ、３２０・・・ＵＩＳ２５０ｖ、４００・・・バイアル、５１０・・・バイアル、６１０・・・ソノトロードＶＴ２４ｄ１０、６２０・・・充填済シリンジ、６３０・・・シリンジポンプＮＥ−３００−Ｕ、７１０Ａ・・・シリンジ、７２０Ａ・・・トランスデューサ、７３０Ａ・・・ＤＤＦＰエマルジョン、７４０Ａ・・・超音波、８１０・・・携帯型プローブアセンブリ、８２０・・・ピストン、８３０・・・シリンジ、８４０・・・キャップ、８５０・・・機械振動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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