Способ и устройство для приготовления суспензии микрочастиц, равномерно распределенных в водосодержащем жидком носителе
Группа изобретений относится к медицинской технике. Представлен способ перемешивания жидкой композиции, которая содержит микрочастицы, диспергированные в жидком носителе. Жидкая композиция содержится в приемнике, имеющем продольную ось (X-X). Способ включает первый этап предварительного перемешивания, на котором приемник колебательно перемещают относительно упомянутой продольной оси по часовой стрелке и против часовой стрелки от первой опорной точки на величину первого угла поворота в течение первого периода времени и с первой угловой скоростью. На втором этапе предварительного перемешивания приемник колебательно перемещают относительно упомянутой продольной оси по часовой стрелке и против часовой стрелки от второй опорной точки на величину второго угла поворота в течение второго периода времени и со второй угловой скоростью. Первый угол поворота меньше, чем упомянутый второй угол поворота, упомянутый первый период времени короче, чем упомянутый второй период времени. Раскрыто инфузионное насосное устройство для перемешивания жидкой композиции. Технический результат состоит в сокращении времени перемешивания без ухудшения однородности суспензии. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 11 ил., 13 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится, в общем, к введению путем инъекции или инфузии жидкой композиции. Жидкая композиция может быть, например, жидким лекарственным препаратом. В качестве альтернативы, жидкая композиция может быть, например, диагностически-активным контрастным веществом. В частности, настоящее изобретение относится к способу и устройству для приготовления за короткий период времени суспензии микрочастиц, равномерно распределенных в жидком носителе, предпочтительно, водосодержащем жидком носителе. В одном варианте осуществления, в тело пациента, обычно, кровеносный сосуд пациента, можно инъецировать или вливать суспензию равномерно распределенных микрочастиц, которая достигает подлежащего лечению участка тела или подлежащего лечению органа тела пациента.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Документ EP 1 035 882 B1 раскрывает способ введения в пациентов, путем инъекции или инфузии, суспензии микрочастиц, однородно распределенных в водосодержащем жидком носителе, посредством инъекционной системы, содержащей шприц, заключающий упомянутую суспензию и поршень с механическим приводом для инъекции упомянутой суспензии в пациента. В соответствии со способом, суспензия в шприце подвергают воздействию вращательного или колебательного движения, поддерживая, тем самым, однородность упомянутой суспензии посредством предотвращения сегрегации микрочастиц, вызываемой гравитацией или плавучестью, при этом поддержка однородности происходит без повреждения упомянутых частиц или нарушения их распределения.
Документ EP 1 561 483 A1 раскрывает инфузионный насос для шприцов, содержащий опорную конструкцию, опору для шприца, которая может быть жестко связанной со шприцом и может быть связана с опорной конструкцией таким образом, что они могут попеременно вращаться вокруг оси, которая, по существу, перпендикулярна продольной оси шприца, и первый привод для попеременного вращательного перемещения и второй привод для поступательного перемещения плунжера шприца, который функционально взаимодействует с первым приводом.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Хотя устройство и способ по документу EP 1 035 882 имеют высокие рабочие характеристики, заявитель настоящей заявки дополнительно исследовал и усовершенствовал фазу перемешивания, которую выполняют перед началом фазы инфузии в пациента.
В соответствии с идеями упомянутого патента и его практическим применением, инфузия или инъекция в пациента происходит после первоначальной фазы перемешивания, которая продолжается, по меньшей мере, приблизительно 90 секунд. Данная первоначальная фаза перемешивания жидкой композиции позволяет микрочастицам присутствовать в жидкой композиции в должным образом и равномерно ресуспендированном состоянии. Когда успешно достигают данное состояние, можно начинать фазу инъекции/инфузии в то время, как первоначальную фазу перемешивания все еще выполняют, т.е. первоначальную фазу перемешивания не прерывают в течение всей фазы инъекции/инфузии и выполняют в таком же рабочем режиме, который не изменяется в течение всех фаз перемешивания и инъекции/инфузии.
Хотя длительность первоначальной фазы перемешивания считается техническими лаборантами, по существу, приемлемой для получения достаточно однородной суспензии перед тем, как начинают фазу инфузии/инъекции, целью изобретения является полезное сокращение упомянутого первоначального времени перемешивания, без ухудшения однородности суспензии. Дополнительной целью настоящего изобретения является не только полезное сокращение первоначального времени перемешивания перед тем, как начинают фазу инъекции/инфузии, но также повышение однородности суспензии микрочастиц.
В соответствии с настоящим изобретением предусмотрена фаза предварительного перемешивания, которая содержит два этапа предварительного перемешивания, т.е. первый этап предварительного перемешивания и второй этап предварительного перемешивания, в течение которых приемник (т.е. шприц), заключающий суспензию микрочастиц, колебательно перемещают относительно продольной оси приемника в соответствии с конкретными параметрами вращения.
В соответствии с первым аспектом, настоящее изобретение предлагается способ перемешивания жидкой композиции, при этом упомянутая жидкая композиция содержит микрочастицы, диспергированные в водосодержащем жидком носителе, и причем упомянутая жидкая композиция содержится в приемнике, имеющем продольную ось, причем способ содержит следующие этапы:
первый этап предварительного перемешивания, на котором приемник колебательно перемещают относительно упомянутой продольной оси по часовой стрелке и против часовой стрелки от первой опорной точки на величину первого угла поворота в течение первого периода времени и с первой угловой скоростью;
второй этап предварительного перемешивания, на котором приемник колебательно перемещают относительно упомянутой продольной оси по часовой стрелке и против часовой стрелки от второй опорной точки на величину второго угла поворота в течение второго периода времени и со второй угловой скоростью; и
причем упомянутый первый угол поворота меньше, чем упомянутый второй угол поворота, упомянутый первый период времени короче, чем упомянутый второй период времени.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, вторая опорная точка совпадает с первой опорной точкой.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения, вторая опорная точка отличается от первой опорной точки.
В соответствии со вторым аспектом, настоящее изобретение предлагает инфузионное насосное устройство для перемешивания жидкой композиции, при этом упомянутая жидкая композиция содержит микрочастицы, диспергированные в водосодержащем жидком носителе, и причем упомянутая жидкая композиция содержится в приемнике, имеющем цилиндр, плунжер и продольную ось, причем цилиндр опирается с возможностью поворота на опорную лотковую конструкцию, причем плунжер является скользящим внутри цилиндра, и причем скользящее перемещение плунжера внутри цилиндра управляется блоком с механическим приводом, и причем, дополнительно, устройство содержит блок с приводом от двигателя для колебательного перемещения цилиндра,
причем упомянутый блок с приводом от двигателя предназначен, на первом этапе предварительного перемешивания, для колебательного перемещения приемника относительно упомянутой продольной оси по часовой стрелке и против часовой стрелки от первой опорной точки на величину первого угла поворота в течение первого периода времени и с первой угловой скоростью; и
причем упомянутый блок с приводом от двигателя предназначен, на втором этапе предварительного перемешивания, для колебательного перемещения приемника относительно упомянутой продольной оси по часовой стрелке и против часовой стрелки от второй опорной точки на величину второго угла поворота в течение второго периода времени и со второй угловой скоростью; и
причем упомянутый первый угол поворота меньше, чем упомянутый второй угол поворота, упомянутый первый период времени короче, чем упомянутый второй период времени.
В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления, способ и насосное устройство могут иметь один или более из следующих признаков:
второй угол поворота, по меньшей мере, в три раза больше упомянутого первого угла поворота;
первый угол поворота (δ на фигурах 2.2 и 3.2) составляет от 20° до 60°;
второй угол поворота (γ на фигурах 2.3 и 3.3) составляет от 90° до 160°;
первый период времени составляет 1-3 секунды, и упомянутый второй период времени составляет 10-15 секунд;
первая угловая скорость равна упомянутой второй угловой скорости;
первая угловая скорость и вторая угловая скорость содержатся в диапазоне от 800°/с и 2200°/с;
предложен комбинированный этап инъекции/инфузии и перемешивания, на котором упомянутую жидкую композицию инъецируют в то время, как выполняют фазу перемешивания, при этом приемник колебательно перемещают относительно упомянутой продольной оси на величину третьего угла поворота от третьей опорной точки и с третьей угловой скоростью, причем комбинированный этап инъекции/инфузии и перемешивания выполняют после упомянутого второго этапа предварительного перемешивания. В соответствии с вариантом осуществления изобретения, третья опорная точка отличается от первой опорной точки и второй опорной точки; в качестве альтернативы, третья опорная точка совпадает с первой опорной точкой и/или второй опорной точкой. В предпочтительном варианте, фазу перемешивания непрерывно выполняют в течение всей длительности фазы инъекции/инфузии;
комбинированный этап инъекции/инфузии и перемешивания выполняют сравзу после упомянутого второго этапа предварительного перемешивания;
комбинированный этап инъекции/инфузии и перемешивания выполняют так, что фазу инъекции/инфузии начинают одновременно с фазой перемешивания; в качестве альтернативы, фазу инъекции/инфузии комбинированного этапа инъекции/инфузии и перемешивания задерживают относительно фазы перемешивания. Важно, чтобы общая функция перемешивания (первый и второй этапы предварительного перемешивания и этап перемешивания комбинированного этапа инъекции/инфузии и перемешивания) не прерывалась и не прекращалась;
первый этап предварительного перемешивания содержит этап перевертывания приемника посредством его поворота относительно продольной оси на, приблизительно, 180°;
этапы инвертирования поворота приемника содержат этап паузы перед каждым инвертированием поворота приемника ;
этап паузы содержит остановку поворота приемника на период времени приблизительно 0,1 с; и
приемник содержит шприц, и жидкая композиция содержит ультразвуковое контрастное вещество.
Фаза предварительного перемешивания по настоящему изобретению дает преимущество краткости по времени по сравнению с первоначальной фазой перемешивания существующего уровня техники, которая происходит до того, как начинается фаза инъекции/инфузии, например, первоначальной фазой перемешивания, которую выполняют в соответствии с идеями вышеупомянутого документа EP 1 035 882.
В соответствии с настоящим изобретением, термины микрочастицы, микропузырьки, микрошарики или микросферы являются взаимозаменяемыми.
Частицы жидкой композиции, используемые в настоящем изобретении, могут быть различных видов и включать в себя, например, микросферы, заключающие захваченный воздух или другие газы, используемые в эхографии. Данные микросферы могут ограничиваться границей раздела жидкость-газ (микропузырьки) или могут иметь материальную мембранную оболочку, например, изготовленную из синтетических полилактидов или натурального полимера типа денатурированного белка, например, альбумина (микрошарики). Жидкий носитель для суспензий микропузырьков содержит поверхностно-активные вещества, предпочтительно, насыщенные фосфолипиды в ламинарной или ламеллярной форме, например, производные диацилфосфатидила, в которых ацильная группа является остатком C16 или выше жирной кислоты.
Газы, используемые в микропузырьках или микрошариках, являются чистыми газами или газовыми смесями, включающими в себя, по меньшей мере, один физиологически приемлемый галогенированный газ. Данный галогенированный газ предпочтительно выбирают из CF4, C2F6, C3F8, C4F8 C4F10, C5F12, C6F14 или SF6. Газовые смеси могут также содержать такие газы, как воздух, кислород, азот, гелий, ксенон или диоксид углерода. Фактически, в ряде случаев, микропузырьки или микрошарики будут содержать смеси азота или воздуха с, по меньшей мере, одним перфторированным газом в пропорциях, которые могут изменяться от 1 до 99%.
Мембрана в микрошариках изготовлена из биоразлагаемого материала, например, биоразлагаемых полимеров, твердых триглицеридов или белков, и предпочтительно выбрана из полимеров полимолочной или полигликолевой кислоты и их сополимеров, денатурированного сывороточного альбумина, денатурированного гемоглобина, низших алкилполицианоакрилатов и сложных эфиров полиглутаминовой и полиаспартовой кислоты, трипальмитина или тристеарина и т.п. В варианте осуществления микрошарики наполнены C3Fg, и материальная оболочка изготовлена из альбумина.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение станет совершенно понятным из нижеследующего подробного описания, которое приведено для примера, а не ограничения, и подлежит прочтению со ссылкой на следующие фигуры, на которых:
- Фигура 1 - изображение инфузионного насосного устройства, применяемого для выполнения способа по настоящему изобретению;
- Фигура 2 - график этапа предварительного перемешивания в соответствии с примерным способом по настоящему изобретению (при этом вторая опорная точка совпадает с первой опорной точкой), за которым следует этап инфузии/инъекции и перемешивания, который представлен только частично (причем третья опорная точка совпадает как с первой опорной точкой, так и со второй опорной точкой);
- Фигуры 2.1, 2.2 и 2.3 - представление, в форме диаграмм, этапа предварительного перемешивания в соответствии с примером на фигуре 2;
- Фигура 3 - график этапа предварительного перемешивания в соответствии с дополнительным примером способа по настоящему изобретению (при этом вторая опорная точка отличается от первой опорной точки), за которым следует этап инфузии/инъекции и перемешивания, который представлен только частично (причем третья опорная точка отличается от первой опорной точки и второй опорной точки);
- Фигуры 3.1, 3.2 и 3.3 - представление, в форме диаграмм, этапа предварительного перемешивания в соответствии с примером на фигуре 3;
- Фигуры 4a, 4b и 4c - графики, представляющие характеристики жидкой суспензии в течение этапа предварительного перемешивания в соответствии с предпочтительной конфигурацией настоящего изобретения; и
- Фигуры 5a, 5b и 5c - графики, сравнивающие этап предварительного перемешивания в соответствии с настоящим изобретением (упомянутый этап предварительного перемешивания, за которым следует этап инфузии/инъекции и перемешивания) с раствором известного уровня техники, в соответствии с чем показана номинальная фаза инфузии/инъекции, в течение которой фаза перемешивания выполняется на протяжении всей длительности номинальной фазы инфузии/инъекции.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Чтобы соответственно исследовать параметры этапа предварительного перемешивания в соответствии с настоящим изобретением, инфузионное насосное устройство, показанное на фигуре 1, применили для выполнения нескольких тестов.
В частности, инфузионное насосное устройство 10, показанное на фигуре 1, содержит несущую плиту 12 и шприц 14, содержащий цилиндр 16 и плунжер 18. В предпочтительном варианте продольная ось X-X шприца 14 горизонтальна. В предпочтительном варианте цилиндр 16 опирается с возможностью поворота на опорную лотковую конструкцию 20. В предпочтительном варианте плунжер 18 скользит внутри цилиндра 16, и скольжение плунжера внутри цилиндра происходит под управлением блока 22 с механическим приводом, способного перемещаться взад и вперед в зацеплении с задним концом толкателя плунжера 18.
Блок 22 с механическим приводом содержит двигательное средство (не показанное), винтовой транспортер 22a и толкающий блок 22b. Электродвигательное средство вращает винтовой транспортер 22a, который, в свою очередь, поступательно перемещает толкающий блок 22b в течение фазы инъекции или инфузии. При этом, плунжер 18 (конец которого, снабженный фланцем, зацепляется толкающим блоком 22b) перемещается внутри цилиндра 16 шприца, и жидкая композиция, содержится в цилиндре, выталкивается и инъецируется/вливается в пациента. Перемещение плунжера 18 в течение фазы инъекции/инфузии указано стрелкой 22c. Когда фаза инъекции/инфузии заканчивается, винтовой транспортер перемещается обратно к начальному положению.
Опорная лотковая конструкция 20 содержит первую опору 20a и вторую опору 20b, которые способствуют опоре цилиндра шприца в правильно выровненном положении между опорной скобой 30 и блоком 24 с приводом от двигателя. В частности, вторая опора 20b продольно продолжается и служит продольной опорой цилиндра 16 шприца на большей части его продольной протяженности. Первая опора 20a расположена на аксиальном конце цилиндра шприца (т.е. на выходной части насадки шприца) и охватывает большую часть цилиндрической внешней поверхности цилиндра, чтобы зацеплять и блокировать цилиндр шприца во время его поворотного перемещения.
В частности, опорный лоток 20 поворачивается (т.е. колебательно перемещается) относительно продольной оси X-X шприца 14. Поворот может содержать первоначальный поворот из исходного положения (начальная точка A на фигурах 2.1 и 3.1) в первое опорное положение (первая опорная точка B на фигурах 2.1, 2.2 и 3.1, 3.2). Упомянутый первоначальный поворот на, приблизительно, 180° выполняется для совершения переворота опорного лотка шприца, чтобы начать отделение микропузырьков жидкой суспензии от стенки шприца. Затем повороты дополнительно содержат, по меньшей мере, одно колебательное перемещение от (относительно) упомянутого первого опорного положения.
Предполагается, что термин «колебательное перемещение» в настоящем описании и формуле изобретения означает повторяющееся перемещение по часовой стрелке - против часовой стрелки относительно опорного положения. Один пример содержит:
i. перемещение по часовой стрелке (или против часовой стрелки) от опорной точки к первой точке максимального поворота на +δ градусов (например, точке B' на фигуре 2.2) от опорной точки (например, точки B на фигуре 2.2);
ii. перемещение против часовой стрелки (или по часовой стрелке) от первой точки максимального поворота (например, точки B' на фигуре 2.2) к второй точке максимального поворота на -δ градусов (например, точке B'' на фигуре 2.2) от опорной точки (например, точки B на фигуре 2.2);
iii. перемещение по часовой стрелке (или против часовой стрелки) от второй точки максимального поворота к первой точке максимального поворота на +δ градусов от опорной точки.
Обычно, колебательное перемещение содержит много колебаний в соответствии с пунктами ii. и iii. и определяется углом поворота относительно опорной точки. Например, обозначение «±40» указывает на колебательное поворотное перемещение на 40° относительно опорной точки. Это означает, что в режиме обеспечивается поворот по часовой стрелке - против часовой стрелки, имеющий суммарную угловую протяженность 80°.
В предпочтительном варианте повороты по часовой стрелке и против часовой стрелки выполняются с одинаковой угловой скоростью.
Поворотное перемещение может быть непрерывным, т.е. без какой-либо паузы перед тем, как начинается поворот в противоположном направлении. В качестве альтернативы, перед тем, как начинается поворот в противоположном направлении, обеспечивается пауза. На фигуре 1 перемещение по часовой стрелке указано стрелкой CLK; аналогично, перемещение против часовой стрелки указано стрелкой CCLK.
В предпочтительном варианте насосное устройство 10 дополнительно содержит устройство управления для обработки сигналов из лазерного индикатора, предназначенного для считывания идентификационной метки на шприце. Данная метка предназначена для предотвращения ошибок при выборе шприца. Код метки может соответствовать стандартным штрих-кодам или цветовым кодам.
На своем аксиальном конце, цилиндр шприца содержит наконечник или насадку для присоединения к трубке дозирования жидкости для введения жидкой композиции. Введение жидкой композиции может выполняться в пациента.
Так как инфузионное насосное устройство в одном варианте осуществления предназначено для доставки любых ультразвуковых контрастных веществ (USCA) в режиме непрерывной инъекции/инфузии и/или в форме болюса, то в следующих тестах применяли вещество SonoVue™.
В подробном изложении, тесты выполняли для оптимизации профиля фазы предварительного перемешивания, а также частоты фазы перемешивания, которую выполняют в течение фазы инъекции/инфузии. Затем тесты проверяли полный последовательный профиль фазы предварительного перемешивания, за которой следовала фаза перемешивания, и показали очень качественную повторную гомогенизацию суспензии SonoVue™ в течение фазы предварительного перемешивания, а также в высокой степени удовлетворительные и стабильные профили сохранности вещества SonoVue™ с точки зрения распределения концентрации и размеров микропузырьков в течение всей фазы инъекции/инфузии.
Чтобы улучшить перемешивание декантированной суспензии, способ инъекции/инфузии в соответствии с настоящим изобретением содержит фазу предварительного перемешивания, которая разделяется на два последовательных этапа предварительного перемешивания:
- первый этап предварительного перемешивания, имеющий целью отделения микропузырьков (или микрочастиц) жидкой суспензии от стенки цилиндра шприца, и
- второй этап предварительного перемешивания, имеющий целью достижение равномерного распределения микропузырьков (или микрочастиц) перед началом фазы инфузии/инъекции, при этом микропузырьки отрываются от стенки цилиндра шприца в течение этапа переворачивания шприца и первого этапа предварительного перемешивания.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, первый этап предварительного перемешивания содержит колебательное перемещение (т.е. последовательность поочередных поворотов по часовой стрелке и против часовой стрелки) относительно первой опорной точки, за которым следует второй этап предварительного перемешивания, который является колебательным перемещением относительно второй опорной точки, при этом вторая опорная точка совпадает с первой опорной точкой (смотри фигуру 2). В соответствии с изобретением, суммарная амплитуда колебательного перемещения (т.е. суммарная угловая протяженность) от (относительно) упомянутой второй опорной точки больше, чем суммарная амплитуда колебательного перемещения от упомянутой первой опорной точки.
Данный вариант осуществления схематически представлен на фигурах 2.1, 2.2 и 2.3.
В подробном изложении, фигура 2.1 изображает опорный лоток (для примера, обозначенный окружностью 16), который поворачивается на 180° для перемещения из начальной точки A в первую опорную точку B. Данное переворачивание соответствует этапу 1 на фигуре 2.
Фигура 2.2 представляет первый этап предварительного перемешивания, в соответствии с которым опорный лоток 16 колебательно перемещается от первой опорной точки B. В частности, диаграммы на фигуре 2.2 показывают последовательность поочередных поворотов по часовой стрелке и против часовой стрелки относительно опорной точки B на угол±δ (первый угол поворота). В более подробном изложении, в примере, после поворота на +δ от опорной точки B к точке B' выполняется поворот против часовой стрелки от точки B' к точке B''. Следом выполняется поворот по часовой стрелке от точки B'' к точке B'. Данное чередование поворотов в противоположные стороны выполняется дополнительно много раз в пределах установленного первого периода времени первого этапа предварительного перемешивания, который соответствует этапу 2 на фигуре 2.
Фигура 2.3 представляет второй этап предварительного перемешивания, в соответствии с которым опорный лоток 16 колебательно перемещается от второй опорной точки C, которая, в данном примере, соответствует (совпадает с) первой опорной точкой B. В частности, диаграммы на фигуре 2.3 показывают последовательность поочередных поворотов по часовой стрелке и против часовой стрелки относительно опорной точки B=C на угол±γ (второй угол поворота). В более подробном изложении, в представленном примере за поворотом по часовой стрелке на +γ от опорной точки B=C к точке C' выполняется поворот против часовой стрелки от точки C' к точке C''. Следом выполняется поворот по часовой стрелке от точки C'' к точке C'. Данное чередование поворотов в противоположные стороны выполняется дополнительно много раз в пределах установленного второго периода времени второго этапа предварительного перемешивания, который соответствует этапу 3 на фигуре 2.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения, первый этап предварительного перемешивания содержит колебательное перемещение относительно первой опорной точки, за которым следует второй этап предварительного перемешивания, который является колебательным перемещением относительно второй опорной точки, при этом вторая опорная точка отличается от первой опорной точки (смотри фигуру 3). В соответствии с изобретением, суммарная амплитуда колебательного перемещения (т.е. суммарная угловая протяженность) от (относительно) упомянутой второй опорной точки больше, чем суммарная амплитуда колебательного перемещения от упомянутой первой опорной точки.
Данный вариант осуществления схематически показан на фигурах 3.1, 3.2 и 3.3.
В подробном изложении, фигура 3.1 изображает опорный лоток (для примера обозначенный окружностью 16), который поворачивается на 180° для перемещения из начальной точки A в первую опорную точку B. Данный этап переворачивания соответствует этапу 1 на фигуре 3.
Фигура 3.2 представляет первый этап предварительного перемешивания, в соответствии с которым опорный лоток 16 колебательно перемещается от первой опорной точки B. В частности, диаграммы на фигуре 3.2 показывают последовательность поочередных поворотов по часовой стрелке и против часовой стрелки относительно опорной точки B на угол±δ (первый угол поворота). В более подробном изложении, в примере, после поворота на +δ от опорной точки B к точке B' выполняется поворот против часовой стрелки от точки B' к точке B'' (и, следовательно, суммарный угол поворота равен 2δ). Следом выполняется поворот по часовой стрелке от точки B'' к точке B'. Данное чередование поворотов в противоположные стороны выполняется дополнительно много раз в пределах установленного первого периода времени первого этапа предварительного перемешивания, который соответствует этапу 2 на фигуре 3.
Фигура 3.3 представляет второй этап предварительного перемешивания, в соответствии с которым опорный лоток 16 колебательно перемещается от второй опорной точки D, которая отличается от первой опорной точки B первого этапа предварительного перемешивания. В частности, диаграммы на фигуре 3.3 показывают первый поворот против часовой стрелки от точки B' (в которой, в соответствии с приведенным примером, опорный лоток располагается в конце первого этапа предварительного перемешивания) к начальной точке A. Затем начинается последовательность поочередных поворотов по часовой стрелке и против часовой стрелки относительно опорной точки D на угол±γ (второй угол поворота). В более подробном изложении, в представленном примере за поворотом по часовой стрелке от опорной точки A к точке D' (на суммарный угол поворота, равный 2γ) выполняется поворот против часовой стрелки от точки D' к точке D'' (которая в представленном примере совпадает с начальной точкой A). Следом выполняется поворот по часовой стрелке от точки D'' к точке D'. Данное чередование поворотов в противоположные стороны выполняется дополнительно много раз в пределах установленного второго периода времени второго этапа предварительного перемешивания, который соответствует этапу 3 на фигуре 3.
На первом и втором этапах предварительного перемешивания были полностью изучены изменения угла поворота, угловой скорости и длительности.
В настоящем описании использовались следующие выражения:
«исходный образец» или «контрольный образец» для обозначения образца суспензии, взятой из цилиндра шприца перед началом любого теста (эксперимента) и не подвергавшейся никакому перемешиванию или декантированию; упомянутый образец соответствует номинальным (фактическим) концентрации и распределению микропузырьков;
«суммарная концентрация микропузырьков» (conc.=концентрация) для указания процентного отношения суммарной концентрации микропузырьков данного образца суспензии к значению суммарной концентрации микропузырьков в исходном образце;
«2-8 мкм» или «концентрация 2-8-мкм микропузырьков» для указания процентное отношение микропузырьков, имеющих диаметр от 2 мкм до 8 мкм на один мл данного образца суспензии к концентрации микропузырьков в таком же диапазоне диаметров в исходном образце;
«MVC» или «объемная концентрация микропузырьков» для указания процентного отношения суммарного объема микропузырьков (в микролитрах) на один мл (миллилитр) данного образца суспензии к суммарному объему микропузырьков (в микролитрах) на один мл (миллилитр) в исходном образце.
В настоящем описании и формуле изобретения, если не оговорено иначе, промежутки времени выражены в секундах (обозначаются также «с» или «сек»). Результаты угловых измерений выражаются в градусах (обозначаются также «градусы» или «°»). Угловые скорости выражаются в единицах градусы/секунды (обозначаются также «°/с»).
1. Изменение релевантных параметров на первом этапе предварительного перемешивания
1.1 Предварительный эксперимент
Для всех тестов, начало отсчета времени отмеряли при остановке опорного лотка на 30 минут и до того, как начиналась фаза инфузии (без выполнения фазы перемешивания во время фазы инфузии). Образцы на начало отсчета времени представляли наихудший случай декантирования и отбирались и анализировались путем сравнения с контрольными образцами.
1.2 Угловая скорость поворота в течение первого этапа предварительного перемешивания
Чтобы установить подходящую угловую скорость инфузионного насосного устройства для первого этапа предварительного перемешивания выполнили серию тестов.
Тесты выполнялись при угловой скорости 820°/с и при угловой скорости 2000°/с, соответственно.
Полученные результаты с приведенными двумя угловыми скоростями на первом этапе предварительного перемешивания длительность 5 секунд сравнивались между собой, при этом параметры второго этапа предварительного перемешивания не изменялись.
Эксперименты повторялись три раза (пробирки 1-3 в таблице). Результаты вычислялись в % относительно контрольных образцов, и средние значения представлялись в процентах.
Нижеприведенные таблицы 1.1 и 1.2 представляют процесс изменения характеристик жидкой суспензии (с особым вниманием к суммарной концентрации микропузырьков, концентрации 2-8-мкм микропузырьков и объемной концентрации микропузырьков (MVC)).
Первый тест данной серии выполняли посредством колебательного перемещения (поворотов) опорного лотка шприца в диапазоне±30° (первый угол δ поворота) с угловой скоростью приблизительно 820°/с в течение периода времени 5 с (данный этап является первым этапом предварительного перемешивания и соответствует, например, фигуре 3.2), вслед за которым выполняли этап, на котором опорный лоток шприца колебательно перемещали на 225° (суммарная амплитуда второго поворота, т.е. соответствующая 2γ) с угловой скоростью приблизительно 820°/с (данный этап является вторым этапом предварительного перемешивания и соответствует, например, фигуре 3.3). Данный второй этап предварительного перемешивания выполняли в соответствии с вариантом осуществления, показанным на фигурах 3.1, 3.2 и 3.3, т.е. вторая опорная точка отличалась от первой опорной точки. Между каждым инвертированием поворотного перемещения (от поворота по часовой стрелке на поворот против часовой стрелки или наоборот), опорный лоток выдерживали в состоянии остановки в течение приблизительно 0,1 с (т.е. первую паузу около 0,1 с устанавливали на верхней стороне цикла, соответствующей 225°, указанной как «h» в таблице, и вторую паузу около 0,1 с устанавливали на нижней стороне цикла, соответствующей 0°, указанной как «b» в таблице). Удерживание опорного лотка в состоянии остановки (в течение данного времени паузы) между каждым инвертированием движения опорного лотка не обязательно, и такой случай нельзя рассматривать как предпочтительный вариант осуществления.
| δ=±30° при 820°/с в течение 5 с → 2γ=225° при 820°/с (0,1 с (h) -0,1 с (b)) | |||||||||
| суммарная концентрация микропузырьков | 2-8 мкм | MVC | |||||||
| Время в (с) | 0 | 22 | 37 | 0 | 22 | 37 | 0 | 22 | 37 |
| Отношение пробирки 1 | 33,6% | 86,5% | 93,2% | 9,8% | 86,2% | 89,0% | 2,7% | 92,2% | 83,8% |
| Отношение пробирки 2 | 35,0% | 86,3% | 94,4% | 9,0% | 86,7% | 99,7% | 2,8% | 86,1% | 111,4% |
| Отношение пробирки 3 | 34,1% | 86,7% | 100,9% | 11,1% | 84,9% | 102,2% | 2,6% | 84,0% | 103,2% |
| Среднее | 34,3% | 86,5% | 96,2% | 10,0% | 85,9% | 96,9% | 2,7% | 87,4% | 99,4% |
| Стандартное отклонение | 0,7% | 0,2% | 4,2% | 1,0% | 0,9% | 7,0% | 0,1% | 4,3% | 14,2% |
Таблица 1.1
Второй тест данной серии выполняли посредством колебательного перемещения (поворотов) опорного лотка шприца в диапазоне±30° (первый угол δ поворота) с угловой скоростью приблизительно 2000 °/s в течение периода времени 5 с (данный этап является первым этапом предварительного перемешивания и соответствует, например, фигуре 3.2), вслед за которым выполняли этап, на котором опорный лоток шприца колебательно перемещали на (поворачивали) на 225° (суммарная амплитуда второго поворота, т.е. соответствующая 2γ) с угловой скоростью приблизительно 820 °/s (данный этап является вторым этапом предварительного перемешивания и соответствует, например, фигуре 3.3). Данный второй этап предварительного перемешивания выполняли в соответствии с вариантом осуществления, показанным на фигурах 3.1, 3.2 и 3.3, т.е. т.е. вторая опорная точка отличалась от первой опорной точки. Между каждым инвертированием поворотного перемещения (от поворота по часовой стрелке на поворот против часовой стрелки или наоборот), опорный лоток выдерживали в состоянии остановки в течение приблизительно 0,1 с (т.е. первую паузу около 0,1 с устанавливали на верхней стороне цикла, соответствующей 225°, указанной как «h» в таблице, и вторую паузу около 0,1 с устанавливали на нижней стороне цикла, соответствующей 0°, указанной как «b» в таблице). Между каждым инвертированием поворотного перемещения опорный лоток выдерживали в состоянии остановки в течение приблизительно 0,1 с (т.е. первую паузу устанавливали на верхней стороне цикла, соответствующей 225°, указанной как «h» в таблице, и вторую паузу устанавливали на нижней стороне цикла, соответствующей 0°, указанной как «b» в таблице). Удерживание опорного лотка в состоянии остановки (в течение данного времени паузы) между каждым инвертированием движения опорного лотка не обязательно, и такой случай нельзя рассматривать как предпочтительный вариант осуществления.
| δ=±30° при 2000°/с в течение 5 с → 2γ=225° при 820°/с (0,1 с (h) -0,1 с (b)) | |||||||||
| суммарная концентрация микропузырьков | 2-8 мкм | MVC | |||||||
| Время в (с) | 0 | 17 | 22 | 0 | 17 | 22 | 0 | 17 | 22 |
| Отношение пробирки 1 | 33,6% | 75,3% | 86,8% | 9,8% | 79,9% | 84,9% | 2,7% | 90,8% | 80,4% |
| Отношение пробирки 2 | 35,0% | 81,4% | 89,8% | 9,0% | 75,1% | 87,8% | 2,8% | 76,8% | 93,3% |
| Отношение пробирки 3 | 34,1% | 72,1% | 92,8% | 11,1% | 76,4% | 94,9% | 2,6% | 81,8% | 98,0% |
| Среднее | 34,3% | 76,2% | 89,8% | 10,0% | 77,2% | 89,2% | 2,7% | 83,2% | 90,6% |
| Стандартное отклонение | 0,7% | 4,7% | 3,0% | 1,0% | 2,5% | 5,1% | 0,1% | 7,1% | 9,1% |
Таблица 1.2
Данная первая серия тестов показала, что результаты при угловой скорости 2000°/с были немного лучше, чем результаты при угловой скорости 820°/с.
1.3 Угол поворота в течение первого этапа предварительного перемешивания
Нижеприведенные таблицы 2.1-2.5 представляют характеристики жидкой суспензии (с особым вниманием к суммарной концентрации микропузырьков, концентрации 2-8-мкм микропузырьков и объемной концентрации микропузырьков (MVC)), при разных первых углах δ поворота в течение первого этапа предварительного перемешивания. Тестированные углы δ поворота составляли±20°,±30°,±40°,±50°,±60°. Для каждого угла поворота сборочный узел из опорного лотка и шприца колебательно перемещали (поворачивали) со скоростью 2000°/с в течение 5 секунд (первый этап предварительного перемешивания) и затем колебательно перемещали (поворачивали) на 225° (суммарная амплитуда второго поворота, т.е. соответствующая 2γ) со скоростью 820°/с (второй этап предварительного перемешивания). Данный второй этап предварительного перемешивания выполняли в соответствии с вариантом осуществления, показанным на фигурах 3.1, 3.2 и 3.3, т.е. вторая опорная точка отличалась от первой опорной точки.
Все полученные результаты сравнивали с контрольными образцами и представляли в процентах.
Первый тест данной серии выполняли посредством колебательного перемещения опорного лотка шприца на±20° (первый угол δ поворота в течение 5 секунд с угловой скоростью приблизительно 2000°/с (данный этап является первым этапом предварительного перемешивания и соответствует, например, фигуре 3.2), вслед за которым выполняли этап, на котором опорный лоток шприца колебательно перемещали на 225° (суммарная амплитуда второго поворота, т.е. соответствующая 2γ) с угловой скоростью приблизительно 820°/с (данный этап является вторым этапом предварительного перемешивания и соответствует, например, фигуре 3.3). Между каждым инвертированием поворотного перемещения опорный лоток выдерживали в состоянии остановки в течение приблизительно 0,1 с (т.е. первую паузу устанавливали на верхней стороне цикла, соответствующей 225°, указанной как «h» в таблице, и вторую паузу устанавливали на нижней стороне цикла, соответствующей 0°, указанной как «b» в таблицах). Удерживание опорного лотка в состоянии остановки (в течение данного времени паузы) между каждым инвертированием движения опорного лотка не обязательно, и такой случай нельзя рассматривать как предпочтительный вариант осуществления.
| δ=±20° при 2000°/с в течение 5 с → 2γ=225° при 820°/с (0,1 с (h) -0,1 с (b)) | ||||||
| суммарная концентрация микропузырьков | 2-8 мкм | MVC | ||||
| Время в (с) | 0 | 17 | 0 | 17 | 0 | 17 |
| Отношение пробирки 1 | 33,6% | 81,7% | 9,8% | 77,2% | 2,7% | 71,3% |
| Отношение пробирки 2 | 35,0% | 87,3% | 9,0% | 84,1% | 2,8% | 85,9% |
| Отношение пробирки 3 | 34,1% | 75,9% | 11,1% | 73,0% | 2,6% | 76,8% |
| Среднее | 34,3% | 81,6% | 10,0% | 78,1% | 2,7% | 78,0% |
| Стандартное отклонение | 0,7% | 5,7% | 1,0% | 5,6% | 0,1% | 7,4% |
Таблица 2.1
Второй тест данной серии выполняли посредством колебательного перемещения опорного лотка шприца в диапазоне±30° (первый угол δ поворота) в течение такого же времени, как первый тест и с такой же угловой скоростью. В остальном, режим сохраняли без изменения.
| δ=±30° при 2000°/с в течение 5 с → 2γ=225° при 820°/с (0,1 с (h) -0,1 с (b)) | |||||||||
| суммарная концентрация микропузырьков | 2-8 мкм | MVC | |||||||
| Время в (с) | 0 | 17 | 22 | 0 | 17 | 22 | 0 | 17 | 22 |
| Отношение пробирки 1 | 33,6% | 75,3% | 86,8% | 9,8% | 79,9% | 84,9% | 2,7% | 90,8% | 80,4% |
| Отношение пробирки 2 | 35,0% | 81,4% | 89,8% | 9,0% | 75,1% | 87,8% | 2,8% | 76,8% | 93,3% |
| Отношение пробирки 3 | 34,1% | 72,1% | 92,8% | 11,1% | 76,4% | 94,9% | 2,6% | 81,8% | 98,0% |
| Среднее | 34,3% | 76,2% | 89,8% | 10,0% | 77,2% | 89,2% | 2,7% | 83,2% | 90,6% |
| Стандартное отклонение | 0,7% | 4,7% | 3,0% | 1,0% | 2,5% | 5,1% | 0,1% | 7,1% | 9,1% |
Таблица 2.2
Третий тест данной серии выполняли посредством колебательного перемещения опорного лотка шприца в диапазоне±40° (первый угол δ поворота) в течение такого же времени, как первый тест и с такой же угловой скоростью. В остальном, режим сохраняли без изменения.
| δ=±40° при 200°/с в течение 5 с → 2γ=225° при 820°/с (0,1 с (h) -0,1 с (b)) | ||||||
| суммарная концентрация микропузырьков | 2-8 мкм | MVC | ||||
| Время в (с) | 0 | 17 | 0 | 17 | 0 | 17 |
| Отношение пробирки 1 | 33,6% | 89,3% | 9,8% | 91,5% | 2,7% | 85,0% |
| Отношение пробирки 2 | 35,0% | 89,4% | 9,0% | 88,4% | 2,8% | 91,9% |
| Отношение пробирки 3 | 34,1% | 81,1% | 11,1% | 74,5% | 2,6% | 75,6% |
| Среднее | 34,3% | 86,6% | 10,0% | 84,8% | 2,7% | 84,2% |
| Стандартное отклонение | 0,7% | 4,8% | 1,0% | 9,1% | 0,1% | 8,2% |
Таблица 2.3
Четвертый тест данной серии выполняли посредством колебательного перемещения опорного лотка шприца в диапазоне±50° (первый угол δ поворота) в течение такого же времени, как первый тест и с такой же угловой скоростью. В остальном, режим сохраняли без изменения.
| δ=±50° при 2000°/с в течение 5 с → 2γ=225° при 820°/с (0,1 с (h) -0,1 с (b)) | ||||||
| суммарная концентрация микропузырьков | 2-8 мкм | MVC | ||||
| Время в (с) | 0 | 17 | 0 | 17 | 0 | 17 |
| Отношение пробирки 1 | 33,6% | 84,4% | 9,8% | 88,4% | 2,7% | 89,6% |
| Отношение пробирки 2 | 35,0% | 87,8% | 9,0% | 87,7% | 2,8% | 84,0% |
| Отношение пробирки 3 | 34,1% | 84,1% | 11,1% | 81,7% | 2,6% | 79,8% |
| Среднее | 34,3% | 85,5% | 10,0% | 85,9% | 2,7% | 84,5% |
| Стандартное отклонение | 0,7% | 2,1% | 1,0% | 3,7% | 0,1% | 4,9% |
Таблица 2.4
Пятый тест данной серии выполняли посредством колебательного перемещения опорного лотка шприца в диапазоне±60° (первый угол δ поворота) в течение такого же времени, как первый тест и с такой же угловой скоростью. В остальном, режим сохраняли без изменения.
| δ=±60° при 2000°/с в течение 5 с → 2γ=225° при 820°/с (0,1 с (h) -0,1 с (b)) | ||||||
| суммарная концентрация микропузырьков | 2-8 мкм | MVC | ||||
| Время в (с) | 0 | 17 | 0 | 17 | 0 | 17 |
| Отношение пробирки 1 | 33,6% | 90,0% | 9,8% | 83,6% | 2,7% | 91,0% |
| Отношение пробирки 2 | 35,0% | 78,3% | 9,0% | 89,9% | 2,8% | 97,8% |
| Отношение пробирки 3 | 34,1% | 82,7% | 11,1% | 84,3% | 2,6% | 83,0% |
| Среднее | 34,3% | 83,7% | 10,0% | 86,0% | 2,7% | 90,6% |
| Стандартное отклонение | 0,7% | 5,9% | 1,0% | 3,4% | 0,1% | 7,4% |
Таблица 2.5
Из данных в таблицах можно видеть, что наилучший режим получали с углом поворота от 40° до 60°. Углы поворота меньше, чем 40° дают менее удовлетворительные результаты, в частности, по суммарной концентрации микропузырьков и процентному отношению микропузырьков с размерами от 2 мкм до 8 мкм.
1.4 Длительность первого этапа предварительного перемешивания
Заявитель настоящей заявки дополнительно изучил первый этап предварительного перемешивания, чтобы установить оптимальную длительность первого этапа предварительного перемешивания.
Таблицы 3.1-3.3 представляют результаты тестов с основным вниманием к суммарной концентрации микропузырьков, концентрации 2-8-мкм микропузырьков и объемной концентрации микропузырьков (MVC)) при разных длительностях. Целью тестов было обеспечение первого этапа предварительного перемешивания с насколько возможно короткой длительностью, с последующим вторым этапом предварительного перемешивания, который выполняли с рабочими параметрами, отличающимися от рабочих параметров первого этапа предварительного перемешивания.
Все полученные результаты сравнивали с контрольными образцами и представляли в процентах. Каждая точка кривых, представленных на фигурах 4a-4c, является средним значением, по меньшей мере, трех измерений. Приведенные кривые получены из данных, содержащихся в таблице 3.3.
Исследование показало, что, для первого этапа предварительного перемешивания, 2 секунды были достаточно эффективны, чтобы отрывать микропузырьки от стенки цилиндра шприца и затем получать удовлетворительно смешанную суспензию внутри шприца. Кроме того, показано, что первый угол 40° поворота был эффективнее по сравнению с первым углом 60° поворота
В более подробном изложении, в первом тесте (смотри таблицу 3.1) тестировали следующий режим: первый угол δ±60° поворота, угловая скорость 2000°/с, длительность 3 сек первого этапа предварительного перемешивания. Данный первый этап предварительного перемешивания сопровождался затем вторым этапом предварительного перемешивания с суммарной амплитудой второго поворота 225° (=2γ) и угловой скоростью 2000°/с. Между каждым инвертированием поворотного перемещения опорный лоток выдерживали в состоянии остановки в течение приблизительно 0,1 с (т.е. первую паузу устанавливали на верхней стороне цикла, соответствующей 225°, указанной как «h» в таблицах, и вторую паузу устанавливали на нижней стороне цикла, соответствующей 0°, указанной как «b» в таблицах). Удерживание опорного лотка в состоянии остановки (в течение данного времени паузы) между каждым инвертированием движения опорного лотка не обязательно, и такой случай нельзя рассматривать как предпочтительный вариант осуществления.
| δ=±60° при 2000°/с в течение 3 с → 2γ=225° при 2000°/с (0,1 с (h) -0,1 с (b)) | ||||||||||||
| суммарная концентрация микропузырьков | 2-8 мкм | MVC | ||||||||||
| Время в (с) | 0 | 7 | 12 | 17 | 0 | 7 | 12 | 17 | 0 | 7 | 12 | 17 |
| Отношение пробирки 1 | 48,10% | 87,2% | 89,9% | 101,1% | 16,53% | 86,4% | 89,1% | 103,3% | 4,48% | 84,0% | 91,2% | 114,3% |
| Отношение пробирки 2 | 37,91% | 83,4% | 78,8% | 105,7% | 11,98% | 76,7% | 80,3% | 114,0% | 2,43% | 84,4% | 83,1% | 124,5% |
| Отношение пробирки 3 | 48,90% | 78,7% | 90,4% | 104,1% | 13,90% | 73,7% | 94,5% | 116,1% | 3,08% | 76,7% | 98,9% | 129,2% |
| Отношение пробирки 4 | 42,96% | 87,9% | 83,9% | 96,0% | 15,80% | 80,9% | 81,8% | 83,3% | 3,27% | 92,6% | 81,8% | 89,1% |
| Отношение пробирки 5 | 82,5% | 99,6% | 106,5% | 74,3% | 98,7% | 119,4% | 72,5% | 99,5% | 117,3% | |||
| Отношение пробирки 6 | 81,8% | 120,5% | 101,3% | 76,9% | 119,4% | 100,0% | 74,9% | 129,0% | 100,6% | |||
| Отношение пробирки 7 | 81,9% | 74,9% | 75,3% | |||||||||
| Среднее | 44,5% | 83,4% | 93,9% | 102,5% | 14,6% | 77,7% | 94,0% | 106,0% | 3,3% | 80,1% | 97,3% | 112,5% |
| Стандартное отклонение | 5,1% | 3,2% | 14,8% | 3,9% | 2,0% | 4,5% | 14,3% | 13,4% | 0,9% | 7,2% | 17,3% | 15,1% |
Таблица 3.1
Во втором тесте (смотри таблицу 3.2), тестировали следующий режим: первый угол δ±60° поворота, угловая скорость 2000°/с, длительность 2 сек первого этапа предварительного перемешивания. Данный первый этап предварительного перемешивания сопровождался затем вторым этапом предварительного перемешивания с суммарной амплитудой второго поворота 225° (=2γ) и угловой скоростью 2000°/с.
| δ=±60° при 2000°/с в течение 2 с → 2γ=225° при 2000°/с (0,1 с (h) -0,1 с (b)) | ||||||||||||
| суммарная концентрация микропузырьков | 2-8 мкм | MVC | ||||||||||
| Время в (с) | 0 | 7 | 12 | 17 | 0 | 7 | 12 | 17 | 0 | 7 | 12 | 17 |
| Отношение пробирки 1 | 48,10% | 87,2% | 84,6% | 93,3% | 16,53% | 74,7% | 80,9% | 96,2% | 4,48% | 79,4% | 87,6% | 99,2% |
| Отношение пробирки 2 | 37,91% | 80,0% | 96,7% | 103,7% | 11,98% | 74,9% | 97,5% | 116,4% | 2,43% | 75,4% | 105,1% | 126,3% |
| Отношение пробирки 3 | 48,90% | 75,4% | 85,2% | 92,1% | 13,90% | 81,2% | 91,1% | 107,9% | 3,08% | 81,2% | 99,8% | 118,0% |
| Отношение пробирки 4 | 42,96% | 15,80% | 3,27% | |||||||||
| Среднее | 44,5% | 80,9% | 88,9% | 96,4% | 14,6% | 77,0% | 89,8% | 106,8% | 3,3% | 78,6% | 97,5% | 114,5% |
| Стандартное отклонение | 5,1% | 6,0% | 6,8% | 6,4% | 2,0% | 3,7% | 8,3% | 10,1% | 0,9% | 3,0% | 9,0% | 13,9% |
Таблица 3.2
В третьем тесте (смотри таблицу 3.3), тестировали следующий режим: первый угол δ±40° поворота, угловая скорость 2000°/с, длительность 2 сек первого этапа предварительного перемешивания. Данный первый этап предварительного перемешивания сопровождался затем вторым этапом предварительного перемешивания с суммарной амплитудой второго поворота 225° (=2γ) и угловой скоростью 2000°/с. Приведенные значения являются примерными значениями, показанными на фигуре 3.
| δ=±40° при 2000°/с в течение 2 с → 2γ=225° при 2000°/с (0,1 с (h) -0,1 с (b)) | ||||||||||||
| суммарная концентрация микропузырьков | 2-8 мкм | MVC | ||||||||||
| Время в (с) | 0 | 7 | 12 | 17 | 0 | 7 | 12 | 17 | 0 | 7 | 12 | 17 |
| Отношение пробирки 1 | 48,10% | 94,3% | 96,8% | 99,8% | 16,53% | 95,4% | 98,2% | 106,7% | 4,48% | 102,5% | 105,7% | 102,9% |
| Отношение пробирки 2 | 37,91% | 86,9% | 91,3% | 106,0% | 11,98% | 81,9% | 94,0% | 115,9% | 2,43% | 91,3% | 105,3% | 119,2% |
| Отношение пробирки 3 | 48,90% | 85,4% | 94,7% | 104,3% | 13,90% | 75,5% | 93,4% | 115,2% | 3,08% | 76,1% | 96,2% | 116,1% |
| Отношение пробирки 4 | 42,96% | 76,9% | 92,59% | 94,4% | 15,80% | 66,0% | 100,2% | 98,6% | 3,27% | 65,9% | 99,4% | 103,8% |
| Отношение пробирки 5 | 82,0% | 98,45% | 108,0% | 78,8% | 98,5% | 120,9% | 77,1% | 105,1% | 120,6% | |||
| Отношение пробирки 6 | 79,7% | 90,31% | 89,7% | 75,0% | 87,3% | 86,6% | 76,2% | 98,2% | 95,5% | |||
| Среднее | 44,5% | 84,2% | 94,0% | 100,4% | 14,6% | 78,8% | 95,3% | 107,3% | 3,3% | 81,5% | 101,6% | 109,7% |
| Стандартное отклонение | 5,1% | 6,1% | 3,2% | 7,1% | 2,0% | 9,7% | 4,7% | 12,9% | 0,9% | 13,1% | 4,2% | 10,3% |
Таблица 3.3
Из вышеприведенных данных следует, что оптимальный режим для первого этапа предварительного перемешивания содержал первый угол 40° поворота, угловую скорость 2000°/с и длительность 2 сек.
2. Изменение параметров на втором этапе предварительного перемешивания
После первого этапа предварительного перемешивания, микропузырьки, в результате, отрывались от стенки цилиндра шприца, но заявитель настоящей заявки выполнил дополнительные тесты, чтобы определить оптимальный режим для второго этапа предварительного перемешивания, который предназначен для получения равномерного распределения микропузырьков (которые оторвались от стенки цилиндра шприца в течение первого этапа предварительного перемешивания).
2.1 Угол поворота в течение второго этапа предварительного перемешивания
Таблицы 4.1-4.3 представляют значения характеристик жидкой суспензии (с основным вниманием к суммарной концентрации микропузырьков, концентрации 2-8-мкм микропузырьков и объемной концентрации микропузырьков (MVC)), при разных вторых углах поворота в течение второго этапа предварительного перемешивания.
Для данного теста, первый этап предварительного перемешивания сводили к нулю, т.е. не выполняли никакого первого этапа предварительного перемешивания (т.е. никакой фазы 2 на фигурах 2 и 3). Во всех тестах, угловую скорость устанавливали равной 2000°/с.
Как показано в таблицах, приведенных ниже, оптимальный режим (т.е. достижение, как можно быстрее, 100% суммарной концентрация микропузырьков) получали с суммарной амплитудой второго поворота 225° (=2γ). Как в вышеописанных предшествующих тестах, между каждым инвертированием поворотного перемещения, опорный лоток выдерживали в состоянии остановки в течение приблизительно 0,1 с (т.е. первую паузу устанавливали на верхней стороне цикла, соответствующей 225°, указанной как «h» в таблице, и вторую паузу устанавливали на нижней стороне цикла, соответствующей 0°, указанной как «b» в таблице). Удерживание опорного лотка в состоянии остановки (в течение данного времени паузы) между каждым инвертированием движения опорного лотка не обязательно, и такой случай нельзя рассматривать как предпочтительный вариант осуществления.
| 2γ=225° при 2000°/с - 0,1 с (h) -0,1 с (b) | ||||||||||||
| суммарная концентрация микропузырьков | 2-8 мкм | MVC | ||||||||||
| Время в (с) | 0 | 7 | 12 | 17 | 0 | 7 | 12 | 17 | 0 | 7 | 12 | 17 |
| Отношение пробирки 1 | 48,10% | 82,5% | 93,6% | 108,3% | 16,53% | 75,8% | 92,6% | 114,7% | 4,48% | 77,7% | 98,2% | 120,5% |
| Отношение пробирки 2 | 37,91% | 87,2% | 109,0% | 96,1% | 11,98% | 82,7% | 96,4% | 102,6% | 2,43% | 80,4% | 91,6% | 110,3% |
| Отношение пробирки 3 | 48,90% | 93,5% | 85,3% | 92,3% | 13,90% | 91,0% | 87,0% | 89,8% | 3,08% | 96,5% | 84,8% | 91,5% |
| Отношение пробирки 4 | 42,96% | 78,3% | 96,6% | 100,9% | 15,80% | 88,4% | 84,9% | 89,0% | 3,27% | 90,0% | 84,1% | 89,6% |
| Отношение пробирки 5 | 64,9% | 86,4% | 105,0% | 56,8% | 92,8% | 104,7% | 55,7% | 98,0% | 114,0% | |||
| Отношение пробирки 6 | 93,8% | 87,1% | 86,8% | 84,1% | 79,7% | 93,0% | 79,4% | 80,2% | 98,3% | |||
| Отношение пробирки 7 | 84,2% | 73,8% | 77,0% | |||||||||
| Среднее | 44,5% | 83,5% | 93,0% | 98,2% | 14,6% | 78,9% | 88,9% | 99,0% | 3,3% | 79,5% | 89,5% | 104,0% |
| Стандартное отклонение | 5,1% | 10,0% | 9,0% | 8,1% | 2,0% | 11,5% | 6,2% | 10,1% | 0,9% | 12,8% | 7,6% | 12,7% |
Таблица 4.1
| 2γ=320° при 2000°/с - 0,1 с (h) -0,1 с (b) | ||||||||||||
| суммарная концентрация микропузырьков | 2-8 мкм | MVC | ||||||||||
| Время в (с) | 0 | 7 | 12 | 17 | 0 | 7 | 12 | 17 | 0 | 7 | 12 | 17 |
| Отношение пробирки 1 | 48,10% | 77,6% | 91,9% | 84,3% | 16,53% | 74,0% | 89,4% | 93,8% | 4,48% | 70,6% | 87,8% | 100,6% |
| Отношение пробирки 2 | 37,91% | 74,7% | 74,4% | 101,8% | 11,98% | 73,0% | 74,3% | 90,1% | 2,43% | 72,6% | 75,1% | 97,0% |
| Отношение пробирки 3 | 48,90% | 82,7% | 91,8% | 93,0% | 13,90% | 70,6% | 88,4% | 92,5% | 3,08% | 73,1% | 88,9% | 97,3% |
| Отношение пробирки 4 | 42,96% | 86,6% | 15,80% | 81,5% | 3,27% | 86,5% | ||||||
| Среднее | 44,5% | 78,3% | 86,2% | 93,0% | 14,6% | 72,5% | 83,4% | 92,1% | 3,3% | 72,1% | 84,6% | 98,3% |
| Стандартное отклонение | 5,1% | 4,0% | 8,2% | 8,8% | 2,0% | 1,8% | 7,0% | 1,9% | 0,9% | 1,3% | 6,4% | 2,0% |
Таблица 4.2
| 2γ=180° при 2000°/с - 0,1 с (h) -0,1 с (b) | ||||||||||||
| суммарная концентрация микропузырьков | 2-8 мкм | MVC | ||||||||||
| Время в (с) | 0 | 7 | 12 | 17 | 0 | 7 | 12 | 17 | 0 | 7 | 12 | 17 |
| Отношение пробирки 1 | 48,10% | 81,0% | 88,2% | 88,3% | 16,53% | 73,8% | 85,5% | 87,0% | 4,48% | 71,4% | 86,6% | 86,9% |
| Отношение пробирки 2 | 37,91% | 83,8% | 86,5% | 90,2% | 11,98% | 76,8% | 77,9% | 89,2% | 2,43% | 81,6% | 87,5% | 86,7% |
| Отношение пробирки 3 | 48,90% | 72,9% | 100,8% | 92,9% | 13,90% | 67,4% | 100,5% | 93,2% | 3,08% | 67,3% | 109,4% | 95,4% |
| Отношение пробирки 4 | 42,96% | 15,80% | 3,27% | |||||||||
| Среднее | 44,5% | 79,2% | 91,9% | 90,5% | 14,6% | 72,7% | 88,0% | 89,8% | 3,3% | 73,5% | 94,5% | 89,7% |
| Стандартное отклонение | 5,1% | 5,7% | 7,8% | 2,3% | 2,0% | 10,1% | 2,6% | 5,1% | 0,9% | 13,3% | 5,3% | 8,6% |
Таблица 4.3
Как уже упоминалось выше, суспензия SonoVue™ осаждается сравнительно быстро, если не перемешивается. В соответствии с известными решениями, как изложено выше, первоначальную фазу перемешивания осуществляли для того, чтобы ресуспендировать микропузырьки жидкой суспензии перед началом фазы инфузии или инъекции, и затем такую же первоначальную фазу перемешивания выполняли также в течение фазы инфузии/инъекции. Первоначальную фазу перемешивания (происходящую перед тем, как начинали фазу инфузии/инъекции) выполняли за один этап, продолжающийся, по меньшей мере, приблизительно 90 секунд. Заявитель настоящей заявки понимал, что упомянутая длительность прежде, чем можно было эффективно выполнять фазу инъекции/инфузии, была слишком растянутой и поставил целью более эффективное выполнение фазы перемешивания, происходящей прежде, чем начинали фазу инфузии/инъекции, чтобы сократить длительность фазы перемешивания.
Поэтому, в соответствии с настоящим изобретением, выполняют фазу предварительного перемешивания, которую разделяют на два различающихся этапа предварительного перемешивания, которые выполняют с разными рабочими параметрами (предварительного перемешивания). В подробном изложении, фаза предварительного перемешивания содержит первый этап предварительного перемешивания с первыми рабочими параметрами, за которым следует второй этап предварительного перемешивания со вторыми рабочими параметрами. Даже несмотря на то, что первый и второй этапы предварительного перемешивания не разделяют и выполняют последовательно без паузы между ними, фаза предварительного перемешивания в соответствии с настоящим изобретением считается двухэтапной фазой предварительного перемешивания.
В соответствии с тестами, выполненными заявителем настоящей заявки с использованием суспензии SonoVue™ в качестве контрастного вещества, первый этап предварительного перемешивания должен быть кратковременным и должен выполняться качанием шприца в пределах первого угла поворота с первой угловой скоростью, а второй этап предварительного перемешивания должен продолжительнее по времени, чем первый этап предварительного перемешивания и должен выполняться качанием шприца в пределах второго угла поворота со второй угловой скоростью.
Поэтому, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, первая длительность t1, соответствующая первому этапу предварительного перемешивания короче второй длительности t2, соответствующей второму этапу предварительного перемешивания. В предпочтительном варианте вторая длительность t2, по меньшей мере, в 3-4 раз больше первой длительности t1.
В соответствии с вариантом осуществления, первая длительность t1 составляет приблизительно 1-3 секунды. В предпочтительном варианте первая длительность t1 равна приблизительно 2 секунды.
В соответствии с вариантом осуществления, вторая длительность t2 составляет приблизительно 10-20 секунд. В предпочтительном варианте вторая длительность t2 составляет приблизительно 11-16 секунд. В более предпочтительном варианте вторая длительность t2 составляет приблизительно 12-15 секунд. В еще более предпочтительном варианте вторая длительность t2 составляет приблизительно 12-13 секунд.
В соответствии с вариантом осуществления, первый угол δ поворота на первом этапе предварительного перемешивания находится в диапазоне, приблизительно, от 20° and 60°. В предпочтительном варианте первый угол δ поворота находится в диапазоне, приблизительно, от 30° до 50°. В более предпочтительном варианте первый угол δ поворота приблизительно равен 40°.
В предпочтительном варианте второй угол γ поворота на втором этапе предварительного перемешивания больше первого угла δ поворота. В более предпочтительном варианте второй угол γ поворота в от трех до пяти раз больше первого угла δ поворота.
В соответствии с вариантом осуществления, второй угол γ поворота находится в диапазоне, приблизительно, от 90° до 160°. В предпочтительном варианте второй угол γ поворота γ находится в диапазоне, приблизительно, от 105° до 115°. В более предпочтительном варианте второй угол γ поворота приблизительно равен 112,5°.
В предпочтительном варианте угловая скорость ω (т.е. скорость поворота) шприца выше, чем 1000°/с. В более предпочтительном варианте угловая скорость ω приблизительно равна 2000°/с.
Как уже сообщалось выше, фигуры 2 и 3 схематически представляют фазу предварительного перемешивания в соответствии с настоящим изобретением, а также первую часть последующей фазы инъекции/инфузии и перемешивания (т.е. этапа перемешивания, который выполняют в течение всей длительности этапа инъекции). График представляет типичный профиль предварительного перемешивания (зависимость угла поворота опорного лотка от времени) с двумя (первым и вторым) этапами предварительного перемешивания, за которыми следует фаза инъекции/инфузии, которая включает в себя фазу перемешивания.
В подробном изложении, фигуры 2 и 3 показывают следующие этапы и фазы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения:
Фаза 1: Данная фаза представляет переворачивание опорного лотка шприца, которое получают поворотом опорного лотка на 180° (смотри фигуры 2, 2.1 и 3, 3.1);
Фаза 2: Данная фаза представляет первый этап предварительного перемешивания для отделения микропузырьков от стенки шприца (смотри фигуры 2, 2.2 и 3, 3.2);
Фаза 3: Данная фаза представляет второй этап предварительного перемешивания для равномерного распределения микропузырьков внутри цилиндра шприца (смотри фигуры 2, 2.3 и 3, 3.3);
Фаза 4: Данная фаза представляет общую последовательность переворачивания опорного лотка и предварительного перемешивания (т.е. данная фаза является объединением фаз 1-3) (смотри фигуры 2 и 3);
Фаза 5: Данная фаза представляет фазу перемешивания, которую выполняют в течение фазы инъекции/инфузии (смотри фигуры 2 и 3).
Фигуры 4a, 4b и 4c получены по данным, приведенным в таблице 3.3. Упомянутые графики представляют изменение во времени характеристик суспензии (с основным вниманием к суммарной концентрации микропузырьков, концентрации 2-8-мкм микропузырьков т объемной концентрации микропузырьков (MVC)) в декантированной суспензии (через 30 минут после перемешивания) с предпочтительной конфигурацией в соответствии с настоящим изобретением. Как можно видеть, в упомянутом режиме (т.е. с рабочими параметрами, заданными на фигуре 3), суспензия SonoVue™, выдержанная в покое в течение 30 минут, удовлетворительно ресуспендируется через, приблизительно, 15 секунд.
Фигуры 5a, 5b и 5c являются графиками, сравнивающими результаты, полученные с применением способа в соответствии с известным уровнем техники, и результаты, полученные с применением способа в соответствии с настоящим изобретением.
Из фигуры 5a видно, что, в соответствии со способом известного уровня техники, приемлемое процентное отношение концентрации микропузырьков получают только через приблизительно 90 секунд. До этого момента, процентное отношение концентрации микропузырьков заметно ниже 100%. В частности, через приблизительно 15 секунд, процентное отношение концентрации микропузырьков составляет приблизительно 70%-75%.
Напротив, в соответствии со способом по настоящему изобретению, суммарное процентное отношение концентрации микропузырьков выше, чем 100% получают через приблизительно 15 секунд, и данное значение концентрации, по существу, сохраняется на протяжении всей номинальной фазы инфузии. Кривая, представляющая способ по настоящему изобретению, располагается выше кривой, представляющей способ известного уровня техники, в течение всей номинальной фазы инфузии. Поэтому, способ в соответствии с настоящим изобретением дает, в результате, более высокие характеристики с точки зрения процентного отношения концентрации микропузырьков, а также с точки зрения снижения длительности фазы предварительного перемешивания перед началом фазы инфузии.
Фигура 5b характеризует процентное отношение концентрации микропузырьков с размерами от 2 мкм до 8 мкм в сравнении с кривой, полученной с применением способа известного уровня техники.
В подробном изложении, кривая, полученная в соответствии со способом известного уровня, техники показывает, что после периода 15 секунд, процентное отношение микропузырьков, имеющих размеры от 2 мкм до 8 мкм, составляет приблизительно 50%. Данное процентное отношение возрастает довольно быстро в следующие 20 секунд и достигает значения приблизительно 90% через 60 секунд. Затем процентное отношение возрастает медленно и достигает значения, близкого к 100% (но все еще меньше данного значения) через суммарное время приблизительно 90 секунд с начала первоначальной фазы перемешивания. В течение номинальной фазы инфузии, процентное значение приблизительно равно 100%. Поэтому, как указано ранее, Длительность первоначальной фазы перемешивания до начала фазы инфузии является слишком большой и, иногда, считается неудобной для лаборантов.
Напротив, в соответствии со способом по настоящему изобретению, процентное отношение микропузырьков, имеющих размеры от 2 мкм до 8 мкм, быстро возрастает до значения выше 100% уже через 10 секунд. Через 15 секунд с начала фазы предварительного перемешивания, процентное значение значительно выше 100% (приблизительно 115%). Поэтому, номинальную фазу инфузии можно начинать раньше, например, через 10-15 секунд. После фазы предварительного перемешивания, процентное отношение 2-8-мкм микропузырьков сохраняется все еще выше 100% в течение приблизительно 120 секунд и затем стабильно составляет приблизительно 100% в течение остального периода времени (длительности) фазы инфузии.
Фигура 5c характеризует процентное отношение объемной концентрации микропузырьков в сравнении с кривой, полученной с применением способа известного уровня техники. Кривые для способа известного уровня техники и способа в соответствии с изобретением похожи на кривые на фигуре 5b.
Поэтому, можно сделать вывод, что полная последовательная фаза предварительного перемешивания в соответствии с настоящим изобретением (содержащая первый этап предварительного перемешивания и второй этап предварительного перемешивания) продемонстрировала очень высокую повторную гомогенизацию суспензии контрастного вещества в течение фазы предварительного перемешивания и вполне удовлетворительные и стабильные профили сохранности контрастного вещества с точки зрения концентрации и распределения размеров микропузырьков в течение всей фазы инфузии.
1. Способ перемешивания жидкой композиции, при этом упомянутая жидкая композиция содержит микрочастицы, диспергированные в жидком носителе, и причем упомянутая жидкая композиция содержится в приемнике, имеющем продольную ось (X-X), причем способ содержит следующие этапы:
первый этап предварительного перемешивания, на котором приемник колебательно перемещают относительно упомянутой продольной оси по часовой стрелке и против часовой стрелки от первой опорной точки (B) на величину первого угла (δ) поворота в течение первого периода времени и с первой угловой скоростью;
второй этап предварительного перемешивания, на котором приемник колебательно перемещают относительно упомянутой продольной оси по часовой стрелке и против часовой стрелки от второй опорной точки (C; D) на величину второго угла (γ) поворота в течение второго периода времени и со второй угловой скоростью; и
причем упомянутый первый угол поворота меньше, чем упомянутый второй угол поворота, упомянутый первый период времени короче, чем упомянутый второй период времени.
2. Способ по п. 1, в котором упомянутая вторая опорная точка (C) совпадает с упомянутой первой опорной точкой (B).
3. Способ по п. 1, в котором упомянутая вторая опорная точка (D) отличается от упомянутой первой опорной точки (B).
4. Способ по п. 1, в котором упомянутый второй угол (γ) поворота по меньшей мере в три раза больше упомянутого первого угла (δ) поворота.
5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором упомянутый первый угол (δ) поворота составляет от 20 до 60°.
6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором упомянутый второй угол (γ) поворота составляет от 90 до 160°.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором упомянутый первый период времени составляет 1-3 секунды, и упомянутый второй период времени составляет 10-15 секунд.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором упомянутая первая угловая скорость равна упомянутой второй угловой скорости.
9. Способ по п. 1, в котором упомянутая первая угловая скорость и вторая угловая скорость находятся в диапазоне от 800 до 2200°/с.
10. Способ по п. 1, дополнительно содержащий комбинированный этап инъекции/инфузии и перемешивания, на котором упомянутая жидкая композиция проходит фазу инъекции/инфузии в то время, как выполняют фазу перемешивания, при этом приемник колебательно перемещают относительно упомянутой продольной оси на величину третьего угла поворота и с третьей угловой скоростью, причем комбинированный этап инъекции/инфузии и перемешивания выполняют после упомянутого второго этапа предварительного перемешивания.
11. Способ по п. 10, в котором комбинированный этап инъекции/инфузии и перемешивания выполняют сразу после упомянутого второго этапа предварительного перемешивания.
12. Способ по п. 10, в котором фазу инъекции/инфузии комбинированного этапа инъекции/инфузии и перемешивания начинают одновременно с фазой перемешивания или в котором фазу инъекции/инфузии комбинированного этапа инъекции/инфузии и перемешивания задерживают относительно фазы перемешивания.
13. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором первый этап предварительного перемешивания содержит этап перевертывания приемника посредством его поворота относительно продольной оси на 180°.
14. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором этап паузы выполняют перед каждым инвертированием направления поворота приемника, происходящего в течение первого и второго этапов предварительного перемешивания.
15. Способ по п. 14, в котором этап паузы содержит остановку поворота приемника на период времени 0,1 с.
16. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором упомянутый приемник содержит шприц, и упомянутая жидкая композиция содержит ультразвуковое контрастное вещество.
17. Инфузионное насосное устройство (10) для перемешивания жидкой композиции, при этом упомянутая жидкая композиция содержит микрочастицы, диспергированные в жидком носителе, и причем упомянутая жидкая композиция содержится в приемнике (14), имеющем цилиндр (16), плунжер (18) и продольную ось, причем цилиндр (16) опирается с возможностью поворота на опорную конструкцию (20), причем плунжер (18) является скользящим внутри цилиндра (16), и причем скользящее перемещение плунжера внутри цилиндра управляется блоком (22) с механическим приводом, и причем, дополнительно, устройство (10) содержит блок (24) с приводом от двигателя для колебательного перемещения цилиндра (16),
причем упомянутый блок (24) с приводом от двигателя предназначен, на первом этапе предварительного перемешивания, для колебательного перемещения приемника относительно упомянутой продольной оси (X-X) по часовой стрелке и против часовой стрелки от первой опорной точки (B) на величину первого угла (δ) поворота в течение первого периода времени и с первой угловой скоростью; и
причем упомянутый блок (24) с приводом от двигателя предназначен, на втором этапе предварительного перемешивания, для колебательного перемещения приемника относительно упомянутой продольной оси (X-X) по часовой стрелке и против часовой стрелки от второй опорной точки (C; D) на величину второго угла (γ) поворота в течение второго периода времени и со второй угловой скоростью; и
причем упомянутый первый угол поворота меньше, чем упомянутый второй угол поворота, упомянутый первый период времени короче, чем упомянутый второй период времени.
18. Устройство (10) по п. 17, в котором упомянутый первый угол (δ) поворота составляет от 20 до 60°.
19. Устройство (10) по п. 17, в котором упомянутый второй угол (γ) поворота составляет от 90 до 160°.
20. Устройство (10) по п. 17, в котором упомянутый первый период времени составляет 1-3 секунды, и упомянутый второй период времени составляет 10-15 секунд.
21. Устройство (10) по п. 17, в котором упомянутая первая угловая скорость и вторая угловая скорость находятся в диапазоне от 800 до 2200°/с.
