KR101631311B1 - Contrast Agent for Comprising Manganic ion-doped Silica Nanoparticle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 망간 이온(Mn2+)이 도핑된 실리카(SiO2) 나노입자를 포함하는 MRI(magnetic resonance imaging) 조영제 및 상기 망간 이온(Mn2+)이 도핑된 실리카(SiO2) 나노입자의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 MRI 조영제는 종래의 Mn2+-기반 MRI 조영제(예컨대, MnDPDP)의 문제점을 극복한 것으로써, 이를 흡수한 쿠퍼 세포의 산성 세포 내 소낭에서만 Mn2 + 이온을 방출하게 하여 쿠퍼 세포의 밀도가 높은 정상 간 조직에서 병변보다 T1-강조 MR 영상이 증가된다. 이로 인해, 정상 조직과 병변 조직의 시간 경과 신호 향상을 유도하여 중성의 혈류에서의 독성 Mn2+ 이온의 방출 없이 정상 조직과 병변 조직의 조영 비율 및 간 MR 영상에서 병변의 시각화를 향상시켰다. 본 발명의 MRI 조영제는 간 또는 비장에 대하여 특이성을 나타내고, 특히 간암을 진단하는 데 매우 유용하게 이용될 수 있다.The invention of the manganese ion (Mn 2+) is a doped silica (SiO 2) (magnetic resonance imaging) MRI contrast agent comprising the nanoparticle, and the manganese ion (Mn 2+) a doped silica (SiO 2) nanoparticle And a manufacturing method thereof. The MRI contrast agent of the present invention overcomes the problems of the conventional Mn 2+ -based MRI contrast agent (for example, MnDPDP), so that Mn 2 + ions are released only in the acidic cell follicles of the absorbed Cooper cells, T1-weighted MR imaging is increased in lesions with high-density normal liver tissue. This leads to the improvement of visualization of lesions in normal tissue and lesion tissues and in liver MR images without release of toxic Mn2 + ions in the neutral bloodstream by inducing time-lapse signal enhancement of normal tissue and lesion tissue. The MRI contrast agent of the present invention shows specificity for the liver or spleen, and can be very usefully used for diagnosing liver cancer.

Description

망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자를 포함하는 ＭＲＩ 조영제{ＭＲＩ Contrast Agent for Comprising Manganic ion-doped Silica Nanoparticle}MRI Contrast Agent for Comprising Manganic-ion-doped Silica Nanoparticles Containing Manganese Ion-Doped Silica Nanoparticles [

본 발명은 망간 이온(Mn2 +)이 도핑된 실리카(SiO2) 나노입자를 포함하는 MRI(magnetic resonance imaging) 조영제 및 상기 MRI 조영제에 포함되는 나노입자의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent containing silica (SiO 2 ) nanoparticles doped with manganese ions (Mn 2 + ) and a method for producing nanoparticles contained in the MRI contrast agent.

조영제는 자기 공명(magnetic resonance, MR) 영상에서 간에 대한 병변의 조영을 증가시키고, 어떠한 경우 병변의 특성화를 촉진하여 간 병변 검출을 향상시키는데 사용 된다 [1-5]. 간과 병변 사이의 상자성 Gd3 + 킬레이트 콤플렉스(Gd)의 혈류의 차이에 의존하는 비특이적 세포 외액(ECF)제는 간 MR 영상을 위하여 조영제로 가장 널리 사용되고 있다 [6-8]. 그러나, ECF제를 이용한 MR 영상은 빠른 영상 수집 및 정밀한 시작 시기와 같은 어려운 작업을 필요로 한다. 그리고 탈킬레이트된 Gd3+ 이온에 의한 신장성 전신 섬유증(NSF)의 가능성이 우려 된다 [9,10].Contrast agents are used to enhance the contrast of liver lesions in magnetic resonance imaging (MR) imaging and, in some cases, to enhance lesion characterization to improve liver lesion detection [1-5]. Nonspecific extracellular fluid (ECF), which depends on the difference in the blood flow of the paramagnetic Gd 3 + chelate complex (Gd) between the liver and the lesion, is the most widely used contrast agent for liver MR imaging [6-8]. However, MR imaging using ECF requires a difficult task such as fast image acquisition and precise start timing. And the possibility of extensile systemic fibrosis (NSF) by de-chelated Gd 3+ ions [9,10].

최근, 간의 주요 세포군을 타깃으로 하는, SPIO(superparamagnetic iron oxide nanoparticles) 및 MnDPDP(mangafodipir trisodium)와 같은 간 특이적 조영제가 ECF제의 문제점을 극복하기 위하여 개발되었다. 쿠퍼 세포(Kupffer cells)를 통한 정상 간으로의 SPIO의 우선적 흡수를 이용하는 SPIO 증강 MR 영상은 T 2 -강조(weighted) MR 영상을 이용하는 간 진단에 한때 이용되었다 [11-17]. 그러나, SPIO는 SPIO의 저신호강도 조영 효과와 출혈 또는 석회화와 구별의 모호성 등의 단점으로 인하여 더 이상 임상적으로 사용되고 있지 않고 있다 [18]. MnDPDP는 간세포에 의해 흡수되고 담즙에 방출되는 간담즙성(hepatobiliary) 조영제로 개발되었다 [19-24]. 정맥 내로 투여된 MnDPDP는 혈류 내 Zn2+ 이온에 의해 리간드가 교체되고(transmetallated) 유리 Mn2+ 이온을 방출한다 [25]. 이어 Mn2+ 이온은 간세포에 흡수되어, T 1 -강조 MR 영상에 저신호강도의 변화를 일으킨다. MnDPDP-증강 MR 영상은 간세포 또는 비-간세포로 병변을 특성화하는데 이점이 있다고 알려져 있다.Recently, hepatic specific contrast agents, such as SPIO (superparamagnetic iron oxide nanoparticles) and MnDPDP (mangafodipir trisodium), targeting the major liver cell lines have been developed to overcome the problems of ECF. SPIO-enhanced MR imaging using preferential absorption of SPIO to normal liver through Kupffer cells was once used for liver diagnosis using T 2 -weighted MR imaging [11-17]. However, SPIO is no longer clinically used because of the low signal intensity contrast of SPIO and the disadvantages of bleeding or calcification and distinction of distinction [18]. MnDPDP has been developed as a hepatobiliary contrast agent absorbed by hepatocytes and released into the bile [19-24]. Intravenously administered MnDPDP is transmetallated by the Zn 2+ ions in the bloodstream and releases free Mn 2+ ions [25]. The Mn 2+ ions are then absorbed by the hepatocytes, causing a change in low signal intensity on T 1 - enhanced MR imaging. MnDPDP-enhanced MR imaging is known to be advantageous in characterizing lesions with hepatocytes or non-hepatocytes.

한편, 비특이적 Mn2+ 포함으로 인하여 병변을 포함하는 어느 간세포 조직에서나 유사한 시간 경과에서 증강되므로 MnDPDP-증강 MRI는 일반적으로 높은 간 대비 병변 조영 비율을 보이지 못하였다. 독성의 측면에서, Ca2+의 심근 과정(myocardial processing)을 방해하는, 유리 Mn2+의 혈중 농도 증가로 인한 심혈관 및 뇌 시스템에 유독한 문제점이 있을 수 있다 [26,27].
On the other hand, MnDPDP-enhanced MRI generally did not show a high liver-to-liver contrast ratio because it was enhanced in similar time in any hepatocyte tissues including lesions due to nonspecific Mn 2+ inclusion. In terms of toxicity, there may be toxic effects on the cardiovascular and brain systems due to increased plasma Mn 2+ levels, which interfere with myocardial processing of Ca 2+ [26,27].

이에 본 발명자들은 종래의 MnDPDP (Teslascan)의 문제점이 없이, Mn2+에 의해 밝게 증가된 MR 영상을 이용하는 간 특이적인 MRI 조영제 개발의 필요성을 인식하였다.
Thus, the present inventors have recognized the need to develop liver-specific MRI contrast agents using brightly-enhanced MR images by Mn 2+ without the problems of conventional MnDPDP (Teslascan).

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
Numerous papers and patent documents are referenced and cited throughout this specification. The disclosures of the cited papers and patent documents are incorporated herein by reference in their entirety to better understand the state of the art to which the present invention pertains and the content of the present invention.

본 발명자들은 종래의 Mn2+-기반 MRI 조영제(예컨대, MnDPDP)의 문제점을 극복하고 Mn2+에 의해 밝게 증가된 MR 영상을 이용하는 간 특이적인 MRI 조영제를 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 오직 산성 조건하에서 망간 이온(Mn2+)을 방출하는 pH-응답(responsive) 물질인 비정질의 실리카(SiO2) 나노입자에 망간 이온을 도핑(doped)시켜 인 비트로 또는 인 비보 실험한 결과, 정상 및 병변 조직에 시간-순차적인 신호 증강을 야기 시켜, 이들의 조영 비율을 증가시키고 간 MR 영상에 병변 가시화를 향상시키는 MR 이미지를 얻을 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다. 아울러, 본 발명자들은 MRI 조영제로 사용할 수 있는 상기의 망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자의 제조방법을 개발하였다.We have overcome the problems of conventional Mn 2+ -based MRI contrast agents (e.g., MnDPDP) and attempted to develop a liver-specific MRI contrast agent that uses brightly enhanced MR imaging by Mn 2+ . As a result, only pH- response (responsive) material of the amorphous silica (SiO 2) doped with manganese ions in nanoparticles (doped) to the in vitro or in vivo experiments for emitting manganese ion (Mn 2+) under acidic conditions As a result, the present inventors have completed the present invention by confirming that time-sequential signal enhancement is induced in the normal and lesion tissues, and the MR image can be obtained in which the contrast ratio is increased and the liver visualization is improved in the liver MR image. In addition, the present inventors have developed a method for producing the above-mentioned manganese ion-doped silica nanoparticles which can be used as an MRI contrast agent.

따라서 본 발명의 목적은 MRI(magnetic resonance imaging) 조영제를 제공하는데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent.

본 발명의 다른 목적은 상술한 본 발명의 MRI 조영제에 포함되는 나노입자의 제조방법을 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide a method for producing nanoparticles contained in the MRI contrast agent of the present invention.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 망간 이온(Mn2 +)이 도핑된 실리카(SiO2) 나노입자를 포함하는 MRI(magnetic resonance imaging) 조영제를 제공한다.
According to one aspect of the present invention, there is provided a magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent comprising silica (SiO 2 ) nanoparticles doped with manganese ions (Mn 2 + ).

본 발명자들은 종래의 Mn2 +-기반 MRI 조영제(예컨대, MnDPDP)의 문제점을 극복하고 Mn2 +에 의해 밝게 증가된 MR 영상을 이용하는 간 특이적인 MRI 조영제를 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 오직 산성 조건하에서 망간 이온(Mn2+)을 방출하는 pH-응답(responsive) 물질인 비정질의 실리카(SiO2) 나노입자에 망간 이온을 도핑(doped)시켜 인 비트로 또는 인 비보 실험한 결과, 정상 및 병변 조직에 시간-순차적인 신호 증강을 야기시켜, 이들의 조영 비율을 증가시키고 간 MR 영상에 병변 가시화를 향상시키는 MR 이미지를 얻을 수 있음을 확인하였다.
The present inventors have found that the conventional Mn 2 + - studies to develop a liver-specific MRI contrast agent to overcome the problems of the MRI contrast agents based on (e.g., MnDPDP) and which makes use of the increase in MR images bright by the Mn + 2. As a result, only pH- response (responsive) material of the amorphous silica (SiO 2) doped with manganese ions in nanoparticles (doped) to the in vitro or in vivo experiments for emitting manganese ion (Mn 2+) under acidic conditions As a result, it was confirmed that MR imaging, which improves the visualization of the lesion on liver MR images, can be obtained by causing time-sequential signal enhancement to normal and lesion tissues, increasing their contrast ratio.

본 발명은 종래의 망간 이온-기반 MRI 조영제(예컨대, MnDPDP)의 문제점을 극복하기 위하여, MRI(magnetic resonance imaging) 조영제로서의 망간 이온(Mn2+)이 도핑된 실리카(SiO2) 나노입자의 신규한 용도를 제안한다.The present invention relates to a novel (novel) novel silica (SiO 2 ) nanoparticle doped with manganese ion (Mn 2+ ) as a magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent to overcome the problems of conventional manganese ion-based MRI contrast agents We suggest one use.

이를 위해, 본 발명자들은 오직 산성 조건하에서 Mn2+을 방출하는 pH-응답(responsive) 물질을 이용하여, 미국 FDA(Federal Drug Administration)에 의해 안전하다고 일반적으로 고려되는, 비정질의 SiO2 나노입자에 Mn2+을 포함시켰다. 또한, 쿠퍼 세포에 의한 산성 엔도좀 소낭에 Mn2+-도핑된(doped) 실리카(Mn-SiO2) 나노입자의 흡수는 Mn2+의 방출을 개시하여, 쿠퍼 세포가 전혀 없는 병변 대비 고 밀도의 쿠퍼 세포가 있는 정상 간 조직을 T1-강조 MR 영상에 증강시킬 것이라고 가정하였다. 이러한 본 발명자들의 가설들은 하기의 실시예에 모두 입증되었고, 이에 MRI 조영제로서의 망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자의 신규한 용도가 제안된다.
To this end, the present inventors have used amorphous SiO 2 nanoparticles, which are generally considered safe by the US Federal Drug Administration (FDA), to use a pH-responsive material that releases Mn 2+ only under acidic conditions Mn 2+ . In addition, the acidic endosomes vesicles by Kupffer cells Mn 2+ - doped (doped) silica (Mn-SiO 2) absorption of the nanoparticles to start the release of Mn 2+, Kupffer cells and the lesion compared with no density the Kupffer cells in normal liver tissues with T 1 - were assumed to be enhanced weighted MR image. These hypotheses of the present inventors have been proved in the following examples, and a novel use of the silica nanoparticles doped with manganese ions as an MRI contrast agent is proposed.

본 명세서에서 용어 "도핑된(doped)"은 실리카 나노입자에 망간 이온이 첨가되는 것을 의미하고, 본 명세서에서 용어 "나노입자"와 "나노구"는 혼용되어 사용될 수 있다.The term "doped" as used herein refers to the addition of manganese ions to silica nanoparticles, and the terms "nanoparticles" and "nanospheres" may be used interchangeably herein.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자는 평균 크기가 1-500 nm이고, 보다 바람직하게는 1-250 nm이며, 보다 더 바람직하게는 5-100 nm이고, 보다 더욱 더 바람직하게는 5-50 nm이다. 망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자의 크기가 1 nm 미만이면, 신장을 통한 배출이 너무 빨리 이루어져 적합한 이미징 시간을 얻을 수 없는 문제점이 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the manganese ion-doped silica nanoparticles have an average size of 1-500 nm, more preferably 1-250 nm, even more preferably 5-100 nm, Even more preferably 5-50 nm. If the size of the silica nanoparticles doped with manganese ions is less than 1 nm, there is a problem in that appropriate emission time can not be obtained due to the rapid release through the elongation.

이러한 평균 크기는 TEM(Transmission electron microscopy) 및 SEM(scanning electron microscopy) 분석을 통하여 확인함과 동시에 실리카 내 결정 도메인이 포함되어 있지 않은 실리카 나노구가 형성되었음을 확인하였다. 그리고, X-선 회절(XRD) 패턴 결과, 어떠한 식별되는 피크를 보이지 않아 Mn2+ 이온이 실리카 배지에 균일하게 분포되었음을 확인하였다.
These average sizes were confirmed by TEM (transmission electron microscopy) and SEM (scanning electron microscopy) analysis, and it was confirmed that silica nanospheres containing no crystal domains in the silica were formed. As a result of the X-ray diffraction (XRD) pattern, it was confirmed that Mn 2+ ions were uniformly distributed in the silica medium without any identified peak.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자는 생체적합성 고분자로 코팅되어 있다. 이러한 고분자에 의한 코팅에 의해 망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자는 응집되지 않고 안정되게 존재할 수 있으며, 생체 내에 주입된 경우에도 안전성이 보장된다. 또한, 고분자에 의한 코팅은 혈액 내의 단백질들이 망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자에 흡착되는 것을 방지하여, RES(reticuloendothelial system)에 의해 제거되는 것을 어느 정도 방지할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the manganese ion-doped silica nanoparticles are coated with a biocompatible polymer. The silica nanoparticles doped with manganese ions by coating with such a polymer can be stably present without aggregation, and safety is ensured even when they are injected into a living body. In addition, the coating with the polymer prevents the proteins in the blood from being adsorbed on the silica nanoparticles doped with the manganese ions, and can be prevented to some extent by the RES (reticuloendothelial system).

망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자의 표면 코팅에 이용되는 고분자로는, 생체적합성 고분자로 공지된 어떠한 것도 이용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜(PEG), 덱스트란, 폴리비닐피롤리돈, 알부민, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌이민, 키토산, 히아루론산, 폴리락틱글라이코릭산(PLGA), 폴리락틱산, 폴리락타이드, 폴리글라이콜릭산, 폴리아미노산, 폴리아세탈, 폴리오써칼본에이트, 폴리칼본에이트, 폴리칼보락톤 폴리아크릴산, 폴리메타아크릴산, 폴리사카라이드, 폴리케탈, 폴리에테르, 폴리아마이드,폴리말레익안하드라이드, 폴리메틸비닐에테르 및 상기 고분자의 공중합체로 구성된 군으로 선택되는 생체적합성 고분자이고, 가장 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜(PEG)이다.As the polymer used for the surface coating of the silica nanoparticles doped with manganese ions, any known biocompatible polymer may be used, and preferably polyethylene glycol (PEG), dextran, polyvinylpyrrolidone, albumin, Polylactic acid, polylactide, polyglycolic acid, polyamino acid, polyacetal, polyorthocarbonate, polycarbonate, poly (lactic acid), polyvinyl alcohol, polyethyleneimine, chitosan, hyaluronic acid, polylactiglycolic acid Wherein the biodegradable polymer is a biocompatible polymer selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol, Most preferably polyethylene glycol (PEG).

한편, 표면-코팅하였음에도 망간 이온이 도핑된 실리카 나노 입자의 크기 및 형태에 변화가 없음을 TEM 분석을 통하여 확인하였다.
On the other hand, it was confirmed by TEM analysis that there was no change in the size and shape of the silica nanoparticles doped with manganese ion even though the surface was coated.

본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 이용되는 망간 이온이 도핑된 실리카(Mn-SO2) 나노입자에서 망간 이온은 Mn-SO2 나노입자의 총중량을 기준으로 하여 0.5-20 중량%로 포함되고, 보다 바람직하게는 1-10 중량%, 보다 더 바람직하게는 1.5-6 중량%로 포함된다. Mn-SO2 나노입자에 망간 이온이 상기 함량으로 포함된 경우에 MRI 조영제로서의 조영 증강 효과가 개선된다.
According to another preferable embodiment, the manganese ions in the manganese ion-doped silica (Mn-SO 2) nanoparticles used in the present invention is based on the total weight of the Mn-SO 2 nanoparticles 0.5-20 wt. %, More preferably from 1 to 10 wt%, and even more preferably from 1.5 to 6 wt%. When Mn-SO 2 nanoparticles contain manganese ions in the above amounts, the enhancement effect as an MRI contrast agent is improved.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 MRI 조영제는 pH-응답(responsive) 신호 증강 방식이며, 이는 본 발명의 가장 큰 특징 중 하나이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the MRI contrast agent is a pH-responsive signal enhancement method, which is one of the greatest features of the present invention.

구체적으로, 보다 바람직하게는, 상기 MRI 조영제는 인 비트로 중성 조건에서 비이완성(specific relaxivities)인 r 1 및 r 2 값은 각각 0.1-1.0 (s mM)-1 및 0.3-2.0 (s mM)-1이고, 보다 더 바람직하게는 각각 0.1-0.6 (s mM)-1 및 0.5-1.2 (s mM)-1 이며, 이렇게 낮은 r 1 및 r 2 값을 나타내는 것은 중성 조건에서 본 발명의 Mn-SiO2 나노입자는 물 양성자의 이완시간을 감소시키지 못하여 MR 영상의 신호 강도에 영향이 없음을 의미한다. 한편, 보다 바람직하게는 상기 MRI 조영제는 인 비트로 산성 조건에서 r 1 및 r 2 값은 각각 4.0-8.0 (s mM)-1 및 15-34 (s mM)-1이고, 보다 바람직하게는 각각 6.0-7.0 (s mM)-1 및 20-27 (s mM)-1이며, 이는 산성 조건에서 Mn-SiO2 나노입자로부터의 Mn2+ 이온의 점진적인 방출로 인해 MR 영상의 조영 증강을 나타냄을 뒷받침한다.Specifically, more preferably, the MRI contrast agent is the in vitro non-finished in a neutral condition (specific relaxivities) of r 1 and r 2 value of 0.1-1.0 (s mM) -1 and 0.3-2.0 (s mM), respectively 1 , and more preferably 0.1-0.6 (s mM) -1 and 0.5-1.2 (s mM) -1 , respectively. The lower values of r 1 and r 2 indicate that the Mn-SiO 2 nanoparticles do not reduce the relaxation time of water proton and thus have no influence on the signal intensity of the MR image. On the other hand, more preferably, the MRI contrast agent in vitro in an acidic condition r 1 and r 2 values are respectively 4.0-8.0 (s mM) -1 and 15-34 (s mM) -1, and each more preferably 6.0 -7.0 (s mM) -1 and 20-27 (s mM) -1 , which supports the enhancement of MR imaging due to gradual release of Mn 2+ ions from Mn-SiO 2 nanoparticles under acidic conditions do.

바람직한 구현예에 따르면, 상기 산성 조건은 pH 2-5.5 이고, 보다 바람직하게는 pH 3-5이다.
According to a preferred embodiment, the acidic conditions are pH 2-5.5, more preferably pH 3-5.

MRI는 물 분자의 수소의 핵스핀의 이완을 측정하는데 크게 T1, T2 영상을 측정할 수 있다. MRI 조영제는 T1 조영제와 T2 조영제로 분류되며 T1 또는 T2 신호를 증폭하는 역할을 한다. T1, T2는 MRI에서 핵스핀이 여기된 이후에 스핀-격자 완화 시간 또는 스핀-스핀 완화 시간을 각각 의미하며 서로 다른 조영효과를 가져온다. MRI can measure the T 1 and T 2 images, which measure the relaxation of nuclear spin of hydrogen in water molecules. MRI contrast agents are classified as T 1 and T 2 contrast agents contrast agent, and serves to amplify the signal T 1 or T 2. T 1 and T 2 are spin-lattice relaxation time or spin-spin relaxation time after nuclear spins are excited in MRI, respectively, and have different contrast effects.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 MRI 조영제는 T1-방식 MRI 조영제이며, 본 발명의 MRI 조영제에 이용되는 상자성 물질인 망간 이온에 의해 통상 물과 비교하여 밝은 신호 효과 (bright or positive contrast effect)를 나타낸다.
According to a preferred embodiment of the present invention, the MRI contrast agent of the present invention is a T 1 -type MRI contrast agent and, due to the manganese ion, which is a paramagnetic substance used in the MRI contrast agent of the present invention, contrast effect.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 MRI 조영제는 간 또는 비장 특이성을 갖는다. 본 명세서에서 용어 "특이성"은 본 발명의 MRI 조영제가 생체 내 특정 기관 또는 조직에 상대적으로 많은 양으로 축적(또는 타깃팅) 되는 현상을 나타내는 것이다. 본 발명의 MRI 조영제는 정상적인 간 또는 비장 조직에 특이적으로 축적되어, 간 또는 비장에 이상(예컨대, 세포의 비정상적 성장, 즉 종양세포의 형성)이 있는 질환 또는 질병을 진단하는 데 매우 유용하게 이용될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the MRI contrast agent has liver or spleen specificity. As used herein, the term "specificity" refers to the phenomenon that the MRI contrast agent of the present invention accumulates (or targets) in a relatively large amount in a specific organ or tissue in vivo. The MRI contrast agent of the present invention is particularly useful for diagnosing a disease or disease that is abnormally accumulated in normal liver or spleen tissue and abnormally abnormal in liver or spleen (for example, abnormal growth of cells, i.e., formation of tumor cells) .

하기의 실시예에서 예시한 바와 같이, 본 발명의 MRI 조영제는 신장, 폐 및 심장 등에는 축적(또는 타깃팅) 되지 않으며, 정상적인 간 및 비장에 축적된다.
As illustrated in the following examples, the MRI contrast agents of the present invention are not accumulated (or targeted) in the kidney, lung, heart, etc. and accumulate in the normal liver and spleen.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 MRI 조영제는 인 비보에서 시간 차(time-differential) 신호 증강을 발생시킨다. 구체적으로, 보다 바람직하게는 상기 MRI 조영제는 생체 내 주입 후 0.5 내지 6 시간에 정상 간 조직에 고 신호 강도를 나타내고, 생체 내 주입 후 24 내지 48 시간에 간 병변 조직에 고 신호 강도를 나타낸다.According to another preferred embodiment of the present invention, the MRI contrast agent generates time-differential signal enhancement in in vivo . More specifically, more preferably, the MRI contrast agent exhibits high signal intensity in normal liver tissue at 0.5 to 6 hours after in vivo injection, and exhibits high signal intensity in hepatic lesion tissue 24 to 48 hours after in vivo injection.

이러한 시간차 신호 증강 특성은 본 발명의 가장 큰 특징 중 다른 하나인데, 이는 MRI 조영제 주입 후 6 시간까지는 정상 간 조직에 있는 쿠퍼 세포(Kupffer cells)에 의해 흡수된 Mn-SiO2 나노입자가 산성 엔도좀 환경에서 Mn 이온이 방출되어 정상 간 조직에는 고 신호 강도를, 한편 간 병변 조직에는 저 신호 강도를 나타내고, 이후 시간에는 쿠퍼 세포 밖으로 배출 및 확산된 망간 이온을 간 병변 조직이 흡수하여 정상 간 조직은 저 신호 강도를, 한편 간 병변 조직은 고 신호 강도를 나타냄을 의미한다. 즉, 정상 간 조직은 T1-강조 MR 영상에서 희게 보이다가 검게 보이는, 반대로 간 병변 조직은 검게 보이다가 희게 보이는 양상을 말한다.This time difference signal enhancement characteristic is another one of the greatest features of the present invention because Mn-SiO 2 nanoparticles absorbed by Kupffer cells in normal liver tissue up to 6 hours after the injection of MRI contrast agent have acid endosomal In the environment, Mn ions are released, resulting in high signal intensity in normal liver tissue and low signal intensity in hepatic lesion tissue. After that, hepatic lesion tissue absorbs manganese ion released and diffused out of Cooper cell, Low signal intensity, while hepatic lesion tissue indicates high signal intensity. That is, normal liver tissues are T 1 - refers to the aspect seen highlighted whitening MR images show a black visible, contrary to-lesion tissue is tanned show the whitening.

이러한 시간차 신호 증강 특성으로 단일 MR 영상 세션 내 역전 대조 모드로 간 병변 조직의 뚜렷한 이중 MR 영상을 수집할 수 있으며, 간 병변 조직의 검출률 및 감별 진단의 가능성을 높일 수 있을 것이다.This time difference signal enhancement feature can be used to collect a clear double MR image of the liver lesion tissue in a reversed-contrast mode in a single MR imaging session and increase the probability of differential diagnosis of liver lesion tissue.

한편, 본 발명의 조영제는 종래의 망간 이온-기반 MRI 조영제(예컨대, MnDPDP) 보다 시간-지연 조영 증강 성능을 나타내었다.
On the other hand, the contrast agent of the present invention showed a time-delayed contrast enhancement performance over the conventional manganese ion-based MRI contrast agent (for example, MnDPDP).

본 발명의 MRI 조영제에서 이용되는 망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자에는 타깃팅 리간드가 추가적으로 결합될 수 있다. 상기 타깃팅 리간드의 예는 앱타머, 단백질, 펩타이드, 항체 및 당을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 타깃팅 리간드는 망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자에 직접 결합될 수 있지만, 망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자에 코팅된 생체적합성 고분자에 결합될 수도 있다.
The targeting ligand may be further bound to the manganese ion-doped silica nanoparticles used in the MRI contrast agent of the present invention. Examples of such targeting ligands include, but are not limited to, aptamers, proteins, peptides, antibodies and sugars. Such targeting ligands may be directly bound to the manganese ion doped silica nanoparticles, but may also be bound to the biocompatible polymer coated on the manganese ion doped silica nanoparticles.

상술한 본 발명의 특징으로 본 발명의 MRI 조영제는 간암 이미지용 MRI 조영제로 이용될 수 있다.
According to the features of the present invention described above, the MRI contrast agent of the present invention can be used as an MRI contrast agent for liver cancer images.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 망간 이온(Mn2+)이 도핑된 실리카(SiO2) 나노입자의 제조방법을 제공한다:According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method for producing silica (SiO 2 ) nanoparticles doped with manganese ions (Mn 2+ ) comprising the steps of:

(a) 망간 이온(Mn2+)-함유 수용액을 폴리옥시에틸렌계 계면활성제를 포함하는 유기용매에 첨가하고 교반하여 마이크로 에멀젼 현탁액을 생성하는 단계;(a) adding a manganese ion (Mn 2+ ) -containing aqueous solution to an organic solvent containing a polyoxyethylene surfactant and stirring to produce a microemulsion suspension;

(b) 단계 (a)의 현탁액에 알칼리 용액 및 유기-무기 복합 실리카 입자의 전구체를 첨가하여 가수분해 및 축합반응을 시켜 실리카 입자를 형성하는 단계;(b) adding an alkali solution and a precursor of the organic-inorganic hybrid silica particles to the suspension of step (a), and performing hydrolysis and condensation reaction to form silica particles;

(c) 단계 (b)의 결과물에 메탄올을 첨가하여 반응시킨 다음 원심분리하여 나노입자를 분리하는 단계; 및(c) adding methanol to the resultant product of step (b) to react and separating the nanoparticles by centrifugation; And

(d) 단계 (c)의 나노입자를 에탄올 및 물에서 분산 및 원심분리를 실시하여 정제하는 단계.(d) Purifying the nanoparticles of step (c) by dispersion and centrifugation in ethanol and water.

본 발명의 제조방법은 상술한 본 발명의 MRI 조영제로 이용되는 망간 이온(Mn2+)이 도핑된 실리카(SiO2) 나노입자를 제조하는 것이기 때문에, 이 둘 사이에 공통된 내용은 반복 기재에 따른 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.
Since the manufacturing method of the present invention is to produce silica (SiO 2 ) nanoparticles doped with manganese ions (Mn 2+ ) used as the MRI contrast agent of the present invention described above, In order to avoid excessive complexity of the specification, the description thereof is omitted.

본 발명의 방법은 실리카 나노입자에 망간 이온(Mn2+)을 도핑시키기 위하여 역 마이크로 에멀젼 방법을 변형하여 실시하였고, 이하, 망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자를 제조하기 위한 본 발명의 방법을 단계별로 상세하게 설명하면 다음과 같다:The method of the present invention is a modification of the inverse microemulsion method for doping manganese ions (Mn 2+ ) into silica nanoparticles. Hereinafter, the method of the present invention for producing the manganese ion- As follows: < RTI ID = 0.0 >

(a) 마이크로 에멀젼 현탁액의 생성 (a) Formation of microemulsion suspension

우선, 본 발명의 방법은 망간 이온(Mn2+)-함유 수용액을 폴리옥시에틸렌계 계면활성제를 포함하는 유기용매에 첨가하고 교반하여 마이크로 에멀젼 현탁액을 생성하는 단계를 포함한다.First, the method of the present invention includes the step of adding a manganese ion (Mn 2+ ) -containing aqueous solution to an organic solvent containing a polyoxyethylene surfactant and stirring to produce a microemulsion suspension.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 이용되는 망간 이온(Mn2+)-함유 수용액으로 황산망간(MnSO4) 수화물을 함유하는 수용액을 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서는 MnSO4ㅇ5H2O 수용액을 사용할 수 있다. 본 발명의 방법에 이용되는 황산망간 수화물 수용액은, 수용액 1 mL를 기준으로 하여 30-150 mg의 황산망간을 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, an aqueous solution containing manganese sulfate (MnSO 4 ) hydrate as the manganese ion (Mn 2+ ) -containing aqueous solution used in the present invention can be used. For example, an aqueous solution of MnSO 4 .5H 2 O may be used in the present invention. The aqueous manganese sulfate hydrate solution used in the method of the present invention may contain 30 to 150 mg of manganese sulfate based on 1 mL of the aqueous solution.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 이용되는 폴리옥시에틸렌계 계면활성제는 폴리옥시에틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌글리콜메틸에테르, 폴리옥시에틸렌모노알릴에테르, 폴리옥시에틸렌네오펜틸에테르, 폴리에틸렌글리콜모노(트리스티릴페닐)에테르, 폴리옥시에틸렌세틸에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌트리데실에테르, 폴리옥시에틸렌데실에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸에테르, 폴리옥시에틸렌글리세린에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌벤질에테르, 폴리옥시에틸렌페닐에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌페놀에테르, 알킬기의 탄소수가 6-30인 폴리옥시에틸렌알킬시클로헥실에테르, 폴리옥시에틸렌 캐스터 에테르, 폴리옥시에틸렌 수소화 캐스터 에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에스테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에스테르, 폴리옥시에틸렌올레일에스테르; 폴리옥시에틸렌라우릴아민, 폴리옥시에틸렌스테아릴아민, 폴리옥시에틸렌탈로우아민이고, 보다 바람직하게는 폴리옥시에틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌글리콜메틸에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸에테르, 폴리옥시에틸렌글리세린에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌벤질에테르, 폴리옥시에틸렌페닐에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌페놀에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에스테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에스테르이고, 보다 더 바람직하게는 폴리옥시에틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌글리세린에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌페닐에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르이며, 가장 바람직하게는 폴리옥시에틸렌노닐페닐 에테르(50 mol%의 친수성기 포함)이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the polyoxyethylene surfactant used in the present invention is at least one selected from the group consisting of polyoxyethylene glycol, polyoxyethylene glycol methyl ether, polyoxyethylene monoallyl ether, polyoxyethylene neopentyl ether, polyethylene glycol mono (Tristyryl phenyl) ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene decyl ether, polyoxyethylene Polyoxyethylene alkylphenol ether, polyoxyethylene glycol ether ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene benzyl ether, polyoxyethylene phenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene phenol ether, alkyl group having 6 to 30 carbon atoms Polyoxyethylene alkylcyclohexyl ether, polyoxyethylene cans Ether, polyoxyethylene hydrogenated castor ether, polyoxyethylene lauryl ester, polyoxyethylene stearyl ester, polyoxyethylene oleyl ester; Polyoxyethylene laurylamine, polyoxyethylene stearylamine, and polyoxyethylenetalouramine, and more preferably polyoxyethylene glycol, polyoxyethylene glycol methyl ether, polyoxyethylene octyl ether, polyoxyethylene glycerin ether, Polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene benzyl ether, polyoxyethylene phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene phenol ether, polyoxyethylene lauryl ester, polyoxyethylene stearyl ester, and even more preferably Polyoxyethylene glycerin ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene phenyl ether, and polyoxyethylene octylphenyl ether, and most preferably polyoxyethylene nonylphenyl ether (50 mol% of hydrophilic group ).

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 이용되는 유기용매는 소수성 유기용매를 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 펜탄(Pentanes), 헥산(Hexane), 데칸(Decane), 시클로헥산(Cyclohexane), 시클로펜탄(Cyclopentane), 1-부틸렌(1-Butylene), 2-부틸렌(2-Butylene), 1-펜틴(1-Pentene), 2-펜틴(2-Pentene), 이소부틸렌(Isobutylene), 카본테트라클로라이드(Carbon tetrachloride), 1-클로로부텐(1-Chlorobutane), 1-클로로펜텐(1-Chloropentane), 2-클로로프로판(2-Chloropropane), 1-클로로프로판(1-Chloropropane), 브로모에탄(Bromoethane), 클로로폼(Chloroform), 디클로로메탄(Dichloromethane), 1-니트로프로판(1-Nitropropane), 니트로메탄(Nitromethane), 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 자일렌(Xylene), 클로로벤젠(Chlorobenzene), 아닐린(Aniline), 디에틸에테르(Diethyl ether), 디아이소프로필에테르(Diisopropyl ether), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran), 에틸아세테이트(Ethyl acetate), 메틸아세테이트(Methyl acetate), 카본디설파이드(Carbon disulfide), 디에틸설파이드(Diethyl sulfide), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide), 디에틸아민(Diethylamine), 아세토니트릴(Acetonitrile), 피리딘(Pyridine)을 사용할 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 톨루엔(Toluene), 클로로폼(Chloroform), 자일렌(Xylene), 시클로헥산(Cyclohexane)을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 시클로헥산(Cyclohexane)을 사용할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the organic solvent used in the present invention may be a hydrophobic organic solvent, more preferably Pentanes, Hexane, Decane, Cyclohexane, , Cyclopentane, 1-butylene, 2-butylene, 1-pentene, 2-pentene, isobutylene, ), Carbon tetrachloride, 1-chlorobutane, 1-chloropentane, 2-chloropropane, 1-chloropropane, It is preferable to use a solvent such as bromoethane, chloroform, dichloromethane, 1-nitropropane, nitromethane, benzene, toluene, xylene, , Chlorobenzene, aniline, diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran (Tetra), tetrahydrofuran hydrofluoric acid, hydrofuran, ethyl acetate, methyl acetate, carbon disulfide, diethyl sulfide, dimethyl sulfoxide, diethylamine, acetonitrile Acetonitrile and Pyridine may be used and more preferably toluene, chloroform, xylene and cyclohexane may be used, and cyclohexane, (Cyclohexane) can be used.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 단계 (a)의 망간 이온(Mn2+)-함유 수용액과 폴리옥시에틸렌계 계면활성제를 포함하는 유기용매의 부피비는 1 : 10-100이다.
According to a preferred embodiment of the present invention, the volume ratio of the organic solvent containing the manganese ion (Mn 2+ ) -containing aqueous solution of step (a) and the polyoxyethylene surfactant is 1: 10-100.

(b) 실리카 입자의 형성 (b) Formation of silica particles

그 다음 본 발명의 방법은 (b) 상기 단계 (a)의 현탁액에 알칼리 용액 및 유기-무기 복합 실리카 입자의 전구체를 첨가하여 가수분해 및 축합반응을 시켜 실리카 입자를 형성하는 단계를 거친다.Next, the method of the present invention comprises the steps of (b) adding a precursor of the alkali solution and the organic-inorganic hybrid silica particles to the suspension of step (a), and subjecting the suspension to hydrolysis and condensation to form silica particles.

본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 방법에 이용되는 알칼리 용액은 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화암모늄, 테트라히드록시메틸암모늄 및 테트라히드록시에틸암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 알칼리 화합물을 포함하는 용액이고, 보다 바람직하게는 수산화나트륨 또는 수산화암모늄 용액이며, 가장 바람직하게는 수산화암모늄 용액이다.According to another preferred embodiment of the present invention, the alkali solution used in the process of the present invention comprises an alkaline compound selected from the group consisting of potassium hydroxide, sodium hydroxide, ammonium hydroxide, tetrahydroxymethylammonium and tetrahydroxyethylammonium , More preferably a sodium hydroxide or ammonium hydroxide solution, and most preferably an ammonium hydroxide solution.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 이용되는 유기-무기 복합 실리카 입자의 전구체는 3-트리(메톡시실릴)프로필메타크릴레이트, 트리에톡시메틸실란, 페닐트리메톡시실란, 트리메톡시(옥타데실)실란, TEOS(tetra ethyl ortho silicate) 및 TMOS(tetra methyl ortho silicate)로 이루어지는 군에서 선택된 유기-무기 복합 실리카 입자의 전구체이고, 보다 바람직하게는 3-트리(메톡시실릴)프로필메타크릴레이트, 트리에톡시메틸실란 또는 TEOS(tetra ethyl ortho silicate)이며, 가장 바람직하게는 TEOS(tetra ethyl ortho silicate)이다.According to another preferred embodiment of the present invention, the precursor of the organic-inorganic hybrid silica particles used in the present invention is at least one selected from the group consisting of 3-tri (methoxysilyl) propyl methacrylate, triethoxymethylsilane, phenyltrimethoxysilane, Inorganic composite silica particles selected from the group consisting of methoxy (octadecyl) silane, tetra ethyl ortho silicate (TEOS) and tetra methyl ortho silicate (TMOS), more preferably 3-tri (methoxysilyl) Propyl methacrylate, triethoxymethyl silane or tetra ethyl ortho silicate (TEOS), and most preferably tetra ethyl ortho silicate (TEOS).

본 발명에 이용되는 알칼리 용액은 농도 10-50%가 바람직하고, 알칼리 용액 및 유기-무기 복합 실리카 입자의 전구체의 부피비는 1 : 0.5-2임이 바람직하다.
The concentration of the alkali solution used in the present invention is preferably 10-50%, and the volume ratio of the precursor of the alkali solution and the organic-inorganic hybrid silica particles is preferably 1: 0.5-2.

(c) 나노입자의 분리 (c) Separation of nanoparticles

이어, 본 발명의 방법은 (c) 상기 단계 (b)의 결과물에 메탄올을 첨가하여 반응시킨 다음 원심분리하여 나노입자를 분리하는 단계를 거친다.Next, the method of the present invention comprises the steps of (c) adding methanol to the result of step (b), allowing the reaction to proceed, and then separating the nanoparticles by centrifugation.

나노입자의 분리는 당업계에 공지된 다양한 방법으로 실시할 수 있으며, 본 발명에서는 상기 단계 (b)의 결과물에 메탄올을 첨가하여 14시간 동안 반응 후 1,000 rpm에서 15분 동안 상기 단계 (b)의 결과물(현탁액)을 원심분리하여 반응 현탁액에서 나노입자를 분리하였다.
The separation of the nanoparticles can be carried out by various methods known in the art. In the present invention, methanol is added to the resultant of the step (b), and after 14 hours of reaction, The resultant (suspension) was centrifuged to separate the nanoparticles from the reaction suspension.

(d) 나노입자의 정제 (d) purification of nanoparticles

마지막으로, 본 발명의 방법은 (d) 상기 단계 (c)의 나노입자를 에탄올 및 물에서 분산 및 원심분리를 실시하여 정제하는 단계를 포함한다.
Finally, the method of the present invention comprises (d) purifying the nanoparticles of step (c) by dispersion and centrifugation in ethanol and water.

이러한 방법으로 망간 이온(Mn2+)이 도핑된 실리카(SiO2) 나노입자를 제조할 수 있다.
In this way, silica (SiO 2 ) nanoparticles doped with manganese ions (Mn 2+ ) can be prepared.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 방법은 (e) 상기 (d)의 정제된 나노입자를 생체적합성 고분자로 표면-코팅하는 단계를 추가적으로 포함한다.
According to another embodiment of the present invention, the method further comprises (e) surface-coating the purified nanoparticles of (d) with a biocompatible polymer.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:The features and advantages of the present invention are summarized as follows:

(a) 본 발명은 망간 이온(Mn2+)이 도핑된 실리카(SiO2) 나노입자를 포함하는 MRI(magnetic resonance imaging) 조영제 및 상기 망간 이온(Mn2+)이 도핑된 실리카(SiO2) 나노입자의 제조방법을 제공한다.(a) The invention of manganese ion (Mn 2+) a doped silica (SiO 2) (magnetic resonance imaging) MRI contrast agent comprising the nanoparticle, and the manganese ion (Mn 2+) a doped silica (SiO 2) A method for producing nanoparticles is provided.

(b) 본 발명의 MRI 조영제는 종래의 Mn2+-기반 MRI 조영제(예컨대, MnDPDP)의 문제점을 극복한 것으로써, 이를 흡수한 쿠퍼 세포의 산성 세포 내 소낭에서만 Mn2+ 이온을 방출하게 하여 쿠퍼 세포의 밀도가 높은 정상 간 조직에서 병변보다 T1-강조 MR 영상이 증가된다.(b) The MRI contrast agent of the present invention overcomes the problems of the conventional Mn 2+ -based MRI contrast agent (for example, MnDPDP), thereby releasing only Mn 2+ ions from the acidic cell follicles of the absorbed Cooper cells T 1 - enhanced MR imaging is increased in lesions of normal liver tissues with high density of Cooper cells.

(c) 이로 인해, 정상 조직과 병변 조직의 시간 경과 신호 향상을 유도하여 중성의 혈류에서의 독성 Mn2+ 이온의 방출 없이 정상 조직과 병변 조직의 조영 비율 및 간 MR 영상에서 병변의 시각화를 향상시켰다.(c) This leads to improved time-lapse signal enhancement of normal tissue and lesion tissue, thereby enhancing the visualization of lesions in contrast ratio of normal tissue and lesion tissue and liver MR images without release of toxic Mn 2+ ions in neutral bloodstream .

(d) 본 발명의 MRI 조영제는 간 또는 비장에 대하여 특이성을 나타내고, 특히 간암을 진단하는 데 매우 유용하게 이용될 수 있다.
(d) The MRI contrast agent of the present invention shows specificity for liver or spleen, and can be very usefully used for diagnosis of liver cancer.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 Mn2 +-도핑된(doped) SiO2 나노구의 (a) TEM 및 (b) SEM 이미지, 그리고 (c) XRD 패턴을 보여준다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 페길화(PEGylated) Mn2 +-도핑된(doped) SiO2 나노구(Mn-SiO2)의 (a) TEM 그리고 (b) 틴들 현상(Tyndall effect)을 보여주는 이의 수성 현탁액의 사진이다.
도 3은 (a) pH 5.0 및 (b) pH 6.2의 시트르산염 완충액, 그리고 (c) 증류수에서 Mn-SiO2 현탁액으로부터 다양한 침전 시간에 수득한 상층액의 T1-강조(weighted) MR 영상을 보여준다.
도 4는 pH 5.0 (적색 원 및 선) 및 pH 6.0 (청색 네모)의 시트르산 완충액 그리고 증류수(흑색 세모)에서 (a) T 1 -1, (b) T 2 -1, 그리고 (c) Mn-SiO2I의 현탁액으로부터 수득한 상층액의 방출된 Mn 이온 농도를 시간 경과에 따라 보여준다.
도 5는 다양한 기간 동안 pH 5.0의 시트르산염 완충액에 Mn-SiO2 (적색 원 및 선)를, pH 5.0의 시트르산염 완충액에 MnCl2 용액 (청색 네모 및 선)을, 그리고 증류수에 Mn-SiO2 현탁액(적색 세모 및 선)을 처리 후 수득한 상층액의 (a) T 1 -1 및 (b) T 2 -1 대 Mn 농도를 보여주는 플롯이다.
도 6은 Mn-SiO2 나노입자 조영제 주입 전 그리고 주입 후 0.5-h, 1-h, 3-h, 6-h, 24-h, 및 5-d에 누드 마우스 간의 동소 이종 이식 모델(orthotopic xenograft model)에서의 인간 HCC (화살표)의 연속 T1-강조 MR 영상을 보여준다.
도 7은 MnDPDP 조영제 주입 전 그리고 주입 후 0.5-h, 1-h, 3-h, 6-h, 24-h, 및 5-d에 누드 마우스 간의 동소 이종 이식 모델에서의 인간 HCC (화살표)의 연속 T1-강조 MR 영상을 보여준다.
도 8은 MnCl2 조영제 주입 전 그리고 주입 후 0.5-h, 1-h, 3-h, 6-h, 24-h, 및 5-d에 누드 마우스 간의 동소 이종 이식 모델에서의 인간 HCC (화살표)의 연속 T1-강조 MR 영상을 보여준다.
도 9a 및 9b는 다양한 시간에 (9a) Mn-SiO2 및 (9b) MnDPDP의 정맥 주입 후 심장, 간, 비장, 폐, 신장, 그리고 소변 및 방광에 Mn 이온의 생체 분포를 보여준다.1 shows (a) TEM and (b) SEM images of Mn 2 + -doped SiO 2 nano spheres and (c) XRD patterns according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows TEM and (b) Tyndall effect of pegylated Mn 2 + -doped SiO 2 nanocrystals (Mn-SiO 2 ) according to another embodiment of the present invention. ≪ / RTI > is a photograph of an aqueous suspension thereof.
Figure 3 shows T 1 -weighted MR images of the supernatant obtained at various precipitation times from (a) a pH 5.0 and (b) citrate buffer at pH 6.2 and (c) a suspension of Mn-SiO 2 in distilled water Show.
Figure 4 shows (a) T 1 -1 , (b) T 2 -1 , and (c) Mn-B in citrate buffer and distilled water (black triangle) at pH 5.0 (red circle and line) The released Mn ion concentration of the supernatant obtained from the suspension of SiO 2 I is shown over time.
5 is a Mn-SiO 2 in citrate buffer at pH 5.0 for various lengths of time (Red circle and line) were added to citrate buffer solution of pH 5.0 with MnCl 2 solution (blue square and line), and Mn-SiO 2 (A) T 1 -1 and (b) T 2 -1 versus Mn concentrations of the supernatant obtained after treatment of the suspension (red triangle and line).
FIG. 6 is a graph showing the results of an orthotopic xenograft model between nude mice before and after injection of Mn-SiO 2 nanoparticle contrast agent at 0.5-h, 1-h, 3-h, 6-h, 24- model), a series of human HCC (arrow) in T 1 - shows the weighted MR image.
FIG. 7 is a graph showing the distribution of human HCC (arrow) in a homotypic xenograft model between nude mice before and after injection of MnDPDP contrast medium at 0.5-h, 1-h, 3-h, 6-h, 24- Continuous T 1 -weighted MR images are shown.
Figure 8 shows human HCC (arrows) in an iso xenograft model between nude mice before and after injection of MnCl 2 contrast media at 0.5-h, 1-h, 3-h, 6-h, 24- Of continuous T 1 -weighted MR images.
Figures 9a and 9b show the various times (9a) Mn-SiO 2, and (9b) after intravenous injection of MnDPDP heart, liver, spleen, lung, kidney, and the biodistribution of the Mn ions in urine and bladder.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for describing the present invention in more detail and that the scope of the present invention is not limited by these embodiments in accordance with the gist of the present invention .

실시예Example

실험재료 및 방법Materials and Methods

합성 및 특성Synthesis and Properties

일반론General

MnSO4·5H2O(Junsei Chemical Co., Ltd., 일본), 이게팔(Igepal) CO-520( Aldrich, 미국), 테트라에틸 오쏘규산염(TEOS: tetraethyl orthosilicate, Acros, 벨기에), NH4OH(삼전화학, 대한민국) 및 2-[메톡시(폴리에틸렌옥시)-프로필]9-12-트리메톡시실란(MPEOPS:　2-[methoxy(polyethyleneoxy)-propyl]9-12-trimethoxysilane, Gelest, Inc., 미국)을 포함하는 모든 시약은 구입하여 정제 없이 사용하였다. JEOL JEM-2100F로 FE-TEM를 실시하였다. XL30S FEG 전계방사형 주사전자현미경(field emission scanning electron microscope, Philips electron optics, 네덜란드)으로 SEM 영상을 수집하였다. X-선 회절분석기(18 kW)(Rigaku, 일본)를 이용하여 X-선 회절 패턴을 획득하였다. 직독 에첼 ICP(Direct Reading Echelle ICP, LEEMAN, 미국)을 이용하여 유도 결합 플라스마 원자 방출 분광기(ICP-AES: Inductive coupling plasma atomic emission spectrometry)을 수행하였다.
 MnSO 4 · 5H 2 O (Junsei Chemical Co., Ltd., Japan), this arm (Igepal) CO-520 (Aldrich , USA), tetraethyl ortho silicate (TEOS: tetraethyl orthosilicate, Acros, Belgium), NH 4 OH (Samchun Chemistry, Republic of Korea) and 2- [methoxy (polyethylene oxy) -propyl] 9-12-trimethoxysilane (MPEOPS: 2- [methoxy (polyethyleneoxy) -propyl] -trimethoxysilane 9-12, Gelest, Inc. , USA) were purchased and used without purification. FE-TEM was performed with JEOL JEM-2100F. SEM images were collected with an XL30S FEG field emission scanning electron microscope (Philips electron optics, The Netherlands). An X-ray diffraction pattern was obtained using an X-ray diffractometer (18 kW) (Rigaku, Japan). Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES) was performed using direct Echelle ICP (Direct Reading Echelle ICP, LEEMAN, USA).

Mn-SiOMn-SiO 22 나노입자의 합성 Synthesis of nanoparticles

역 마이크로 에멀젼 방법을 변형하여 Mn-SiO2 나노입자를 제조하였다. 합성 과정에서, MnSO4·5H2O(80 mg/mL) 수용액 150 μL을 6 mL 이게팔 CO-520을 포함하는 사이클로헥산에 첨가하고 교반하여 투명한 마이크로 에멀젼 현탁액을 생성하였다. 가수 분해 및 축합 반응을 성공적으로 개시하기 위하여 수산화암모늄 용액(30%, 0.75 mL) 및 TEOS(1 mL)을 마이크로 에멀젼 용액에 첨가 하였다. 반응 현탁액에 메탄올을 첨가하여 14시간 동안 반응 후 1,000 rpm에서 15분 동안 상기 현탁액을 원심분리하여 반응 현탁액에서 나노구를 분리하였다. EtOH 및 물에서 분산 및 원심분리를 반복하여 Mn2+가 혼입된(incorporated) 실리카 나노구를 정제하였다.Mn-SiO 2 nanoparticles were prepared by modifying the reverse microemulsion method. In the course of the synthesis, 150 μL of an aqueous solution of MnSO 4 .5H 2 O (80 mg / mL) was added to cyclohexane containing 6 mL of eucalyptus CO-520 and stirred to produce a clear microemulsion suspension. Ammonium hydroxide solution (30%, 0.75 mL) and TEOS (1 mL) were added to the microemulsion solution to successfully initiate the hydrolysis and condensation reaction. Methanol was added to the reaction suspension, and after 14 hours of reaction, the suspension was centrifuged at 1,000 rpm for 15 minutes to separate the nanospheres from the reaction suspension. The dispersion and centrifugation were repeated in EtOH and water to purify the incorporated silica nanospheres containing Mn 2+ .

Mn2+가 혼입된 실리카 나노구의 표면을 PEG기로 코팅하기 위해서, Mn2+가 혼입된 실리카 나노구 300 mg 포함하는 EtOH(300 mL) 현탁액에 암모늄 하이드록시드 용액(30 %, 60 mL) 및 MPEOPS 4 mL을 연속적으로 첨가하고 상온에서 밤새 교반 하였다. 원심분리에 의하여 그 결과물인 Mn-SiO2 나노구를 분리하고, EtOH에서 분산 및 원심분리의 반복에 의하여 정제하였다. 정제된 Mn-SiO2 나노구를 증류수에 분산시키고 수성 현탁액에서 보관하였다.
In order to coat the surface of the silica nanosphere incorporating Mn 2+ with PEG groups, ammonium hydroxide solution (30%, 60 mL) was added to EtOH (300 mL) suspension containing 300 mg of silica nanospheres containing Mn 2+ and 4 mL of MPEOPS was added successively and stirred overnight at room temperature. The resultant Mn-SiO 2 nanosphere was separated by centrifugation and purified by repeatedly dispersing and centrifuging in EtOH. The purified Mn-SiO 2 nanosphere was dispersed in distilled water and stored in an aqueous suspension.

MR 영상 성능(performance) 검사MR imaging performance

MRI 이완 특성 결정을 위한 팬텀 실험(Phantom experiment)Phantom experiment for determining MRI relaxation characteristics

Mn-SiO2의 이완성을 결정하기 위하여, Mn-SiO2 나노입자의 수성 현탁액을 2 mL 용량의 에펜도르프 세이프-락 마이크로원심분리 튜브(9.85×39 mm, 폴리프로필렌, Axygen BioSciences Inc., 미국)에 여러 농도로 제조하였다. 각 현탁액의 물 양성자의 T 1 및 T 2 이완 시간을 경사 진폭(gradient amplitude)이 80 mT/m이고 슬루율(slew rate)이 200 ms/m인 3.0 T 임상 MRI 스캐너(Philips, Achieva ver. 1.2, Philips Medical Systems, Best, 네덜란드)에서 측정하였다.In order to determine the flaccid of Mn-SiO 2, the aqueous suspension of Mn-SiO 2 nanoparticles, 2 mL capacity Eppendorf Safe-Lock microcentrifuge tubes separated (9.85 × 39 mm, polypropylene, Axygen BioSciences Inc., USA) At various concentrations. The T 1 and T 2 relaxation times of the water protons in each suspension were measured using a 3.0 T clinical MRI scanner with a gradient amplitude of 80 mT / , Philips Medical Systems, Best, The Netherlands).

룩-라커 시퀀스(TR/TE=10/1 ms 및 플립 각도=5)를 이용하여 상이한 역전 지연 시간(inversion delay times)에서 17 기울기 반향 영상(gradient echo images)을 획득함으로써 T 1 값을 측정하였다(최소 역전 시간 : 87 ms, 상 간격 : 264 ms, 평면 내 이미지 해상도(in-plane image resolution)= 0.625 x 0.625 mm2, 슬라이스 두께 = 5.00 mm). 영상을 3-변수 함수로 적합시켜 Matlap 프로그램을 이용하여 T 1 값을 계산하였다. 10가지 상이한 반향 시간(echo times)을 이용하여 멀티슬라이스 터보 스핀 에코 시퀀스(multislice turbo spin echo sequence) (TR/TE = 5000/20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 200 ms, 평면 해상도(in-plane resolution)= 0.200 x 0.200 mm2, 슬라이스 두께 = 500 mm)에서 T 2 값을 측정하였다. 영상을 Levenberg-Margardt 방법으로 적합시키고 Matlap 프로그램을 이용하여 T 2 값을 계산하였다. T 1 -1 및 T 2 -1 대 조영제(contrast agent) 농도 플롯으로부터 비이완성(specific relaxivities)(r1 및 r2)을 계산하였다. T 1 맵(60-80 픽셀) 및 T 2 맵(200-300 픽셀)에서 각 농도에 대한 각 ROI의 신호 강도를 측정하고, 이를 각각 r1 및 r2 계산에 이용하였다. T 1 values were measured by acquiring 17 gradient echo images at different inversion delay times using the look-and-seeker sequence (TR / TE = 10/1 ms and flip angle = 5) (Minimum inversion time: 87 ms, phase interval: 264 ms, in-plane image resolution = 0.625 x 0.625 mm 2 , slice thickness = 5.00 mm). The image was fitted to a 3-variable function and the T 1 value was calculated using a Matlap program. (TR / TE = 5000/20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, and 100 Hz) using 10 different echo times 200 ms, the resolution plane (in-plane resolution) = a T 2 value was measured at 0.200 x 0.200 mm 2, slice thickness = 500 mm). The images were fitted to the Levenberg-Margardt method and the T 2 values were calculated using a Matlap program. Specific relaxivities (r1 and r2) were calculated from the T 1 -1 and T 2 -1 contrast agent concentration plots. The signal intensities of each ROI for each concentration in the T 1 map (60-80 pixels) and the T 2 map (200-300 pixels) were measured and used for the r 1 and r 2 calculations, respectively.

상이한 pH(pH 5 및 pH 6.2 시트르산염 완충액 및 증류수 각각에 Mn-SiO2 120 mg를 각각 포함) 및 상온에서 현탁액(30 mL)으로 Mn-SiO2로부터의 망간 이온 용출 프로파일을 검사하였다. 각 현탁액으로부터 상이한 용출 시간 간격에서(예컨대, 1h, 2h, 6h, 12h, 24h, 48h 및 72 h) 시료를 4 mL씩 취하였다. 상기 시료에서 원심분리 및 0.2 μm 포어 크기의 시린지 필터를 통한 필터링에 의하여 나노입자를 제거하였다. 이후, ICP-AES 및 3.0 T 임상 MRI 스캐너를 이용하여 각 상층액에 있는 용출된 망간 이온의 양 및 물 양성자의 T 1 및 T 2 이완 시간을 각각 측정하였다.
Manganese ion elution profiles from Mn-SiO 2 were examined with different pHs (each containing 120 mg of Mn-SiO 2 in pH 5 and pH 6.2 citrate buffer and distilled water, respectively) and a suspension at room temperature (30 mL). 4 mL samples were taken from each suspension at different elution time intervals (e.g., 1 h, 2 h, 6 h, 12 h, 24 h, 48 h and 72 h). The nanoparticles were removed by centrifugation in the sample and filtering through a 0.2 μm pore size syringe filter. Thereafter, the amount of eluted manganese ions in each supernatant and the T 1 and T 2 relaxation times of water protons were measured using ICP-AES and 3.0 T clinical MRI scanner, respectively.

동물 모델에서의 인 비보 In vivo in animal models MRMR 영상 video

누드 마우스 간에서의 인간 HCC의 MR 영상을 획득하기 위하여 동소 이종 이식 모델(orthotopic xenograft model)을 제조하였다. 완전히 마취된 마우스에 간이 노출되도록 흉골 아래 작은 가로 절개를 만들었다. HBSS 5 μL(Invitrogen, 미국) 및 마트리겔(Matrigel, BD, Bioscience, 벨기에) 5 μL에서 1×106 HepG2 세포(KCLB: Korea Cell Line Bank, 대한민국)를 현탁한 혼합물을 상기 간의 좌상엽에 천천히 주입하였다. 이 기술을 이용한 대부분의 케이스에서 주입 후 4-6주에서 10 mm보다 작은 크기의 HCC가 발달하였고, 상기 동물 모델에서 인간 HCC를 포함하는 간의 MR 영상을 획득하기 위하여 6마리의 마우스를 이용하였다. 전-주입 MR 영상을 획득한 후, 꼬리 정맥을 통하여 Mn-SiO2 나노입자를 정맥주입(3 mg Mn/체중(kg))한 후 0.5-h, 1-h, 3-h, 6-h, 24-h, 48-h 및 5-d에 후-주입 MR 영상화를 수행하였다. 대조를 위하여, MnDPDP(3 mg Mn/체중(kg)) 및 MnCl2(3 mg Mn/체중(kg))를 이용한 동일한 후-주입 MR 영상화를 수행하였다.An orthotopic xenograft model was constructed to obtain MR images of human HCC in nude mice. A small transverse incision under the sternum was made to expose the liver to fully anesthetized mice. 1 × 10 6 HepG2 cells (KCLB: Korea Cell Line Bank, Korea) were suspended in 5 μL of HBSS (Invitrogen, USA) and Matrigel (Matrigel, BD, Bioscience, Belgium) Respectively. In most cases using this technique, HCCs less than 10 mm in size were developed 4-6 weeks after injection, and in this animal model, 6 mice were used to obtain liver MR images including human HCC. 1-h, 3-h, and 6-h, respectively, after the injection of Mn-SiO 2 nanoparticles through the tail vein (3 mg Mn / , 24-h, 48-h and 5-d. For the control, the same post-injection MR imaging was performed with MnDPDP (3 mg Mn / body weight (kg)) and MnCl 2 (3 mg Mn / body weight (kg)).

직교 볼륨 코일(quadrature volume coil, 35 mm i.d.)을 여기(excitation) 및 신호 수신을 위해 이용하였다. 호흡 연동(respiratory gating)이 있는 고속 스핀-에코 T1-강조(weighted) MRI 시퀀스(반복시간(TR: repetition time)/에코시간(TE)=380/7.7 ms, 실험 횟수(NEX)=6, 에코 열 길이(echo train length)=2, 평면(in-plane) 해상도 100×00 mm2, 슬라이스 두께 1 mm 및 14 슬라이스)를 이용하여 각 마우스의 간으로부터 MR 영상을 획득하였다.
A quadrature volume coil (35 mm id) was used for excitation and signal reception. A fast spin-echo T 1 -weighted MRI sequence with respiratory gating (TR: repetition time / echo time (TE) = 380 / 7.7 ms, number of experiments (NEX) = 6, Echo train length = 2, in-plane resolution 100 x 00 mm 2 , Slice thickness 1 mm and 14 slices) to obtain MR images from the liver of each mouse.

조영제의 인 비보 체내 분포 검사In-Vitro Distribution of Contrast Agent

주입 후 0.5-h, 1-h, 3-h, 6-h, 24-h, 48-h 및 5-d에서의 Mn-SiO2(3 mg Mn/체중(kg)) 및 MnDPDP(3 mg Mn/체중(kg))의 생체 분포를 검사하였다. 각 시간에 6마리의 평균값을 산출하기 위하여 총 84마리의 마우스를 이용하였고, 추가적으로 전-주입을 위한 6마리의 마우스를 준비하였다. 각 시간에서 기관(뇌, 심장, 폐, 위, 간, 비장, 신장, 장, 소변 및 방광)을 절제하고, 정확한 조직 질량 측정을 위하여 건조시켰다. ICP-MS(Agilent Technology, 미국)을 이용하여 상기 건조된 조직으로부터 Mn 이온을 측정하였다.
Mn-SiO 2 (3 mg Mn / body weight (kg)) at 0.5-h, 1-h, 3-h, 6-h, 24- And MnDPDP (3 mg Mn / body weight (kg)). A total of 84 mice were used to calculate an average value of 6 at each time, and 6 mice were further prepared for pre-injection. At each time, the organs (brain, heart, lung, stomach, liver, spleen, kidney, bowel, urine and bladder) were excised and dried for accurate tissue mass measurement. Mn ions were measured from the dried tissue using ICP-MS (Agilent Technology, USA).

실험 결과 및 고찰Results and discussion

Mn-SiOMn-SiO 2 2 나노입자 제조Nanoparticle manufacturing

역 마이크로 에멀젼 방법의 변형을 통하여 실리카 나노구에 Mn2+ 이온의 혼입을 실시했다. 변형된 기술에서는, 폴리옥시에틸렌노닐페닐 에테르(polyoxyethylenenonylphenyl ether)(이게팔 CO-520, 50 mol%의 친수성기 포함)를 함유하는 사이클로헥산 용액에 MnSO4 수용액의 주입을 통하여 물방울에 Mn2+ 이온을 함유하는 마이크로 에멀젼 시스템을 발생시켰다. 이어 마이크로에멀젼 현탁액에 NH4OH 용액 및 테트라에틸 오쏘규산염(TEOS)의 연속적 첨가를 통하여 실리카 형성을 개시하였다. 상기 마이크로에멀젼 현탁액에 MeOH를 첨가하고, 14시간 후 반응 현탁액으로부터 갈색 고체를 침전시켰다. 상기 고체 결과물을 원심분리에 의하여 분리하고, 물 및 EtOH로 여러 번 세척하였다. TEM(Transmission electron microscopy) 및 SEM(scanning electron microscopy) 분석을 통하여 평균 크기 25(±2) nm를 가지고, 실리카 내 결정 도메인이 포함되어 있지 않은 실리카 나노구가 형성됨을 확인하였다(도 1의 a 및 b). 어떠한 식별되는 피크를 보이지 않은 X-선 회절(XRD) 패턴 역시 Mn2 + 이온이 실리카 배지에 균일하게 분포되었음을 나타낸다(도 1의 c). 생체적합성을 갖도록 PEG(poly(ethylene glycol))기로 표면을 코팅하기 위하여 상기 실리카 나노구에 MPEOPS(2-(methoxy[polyethyleneoxy] propyl)trimethoxysilane)를 처리하였다 [38]. PEG 변형 절차에 의하여 상기 나노구의 크기 및 형태에 식별되는 변화가 없음을 TEM 분석을 통하여 확인하였다(도 2의 a). 상기 PEG-코팅된 나노입자(Mn-SiO2) 결과물은 주위 온도(ambient temperature)에서 1주일 이상 방치 시 어떠한 응집도 관찰되지 않아 수용성 현탁액에서 좋은 콜로이드 안정성을 보였다(도 2b). ICP-AES(Inductive coupling plasma atomic emission spectroscopy)에 의하여 나노구 결과물 1 mg에 37μg의 Mn2+-콤플렉스가 함유되어 있음을 밝혔다.
Through the modification of the reverse microemulsion method, the incorporation of Mn 2+ ions into the silica nanosphere was carried out. In the modified technique, Mn 2+ ions are added to the water droplets through the injection of MnSO 4 aqueous solution into a cyclohexane solution containing polyoxyethylenenonylphenyl ether (Iega Pal CO-520, containing 50 mol% of hydrophilic groups) Containing microemulsion system. Silica formation was then initiated through the continuous addition of NH 4 OH solution and tetraethylorthosilicate (TEOS) to the microemulsion suspension. MeOH was added to the microemulsion suspension and after 14 hours a brown solid was precipitated from the reaction suspension. The solid product was separated by centrifugation and washed several times with water and EtOH. Transmission electron microscopy (SEM) and scanning electron microscopy (SEM) analysis showed that silica nanospheres having an average size of 25 (± 2) nm and no crystal domain in silica were formed (FIGS. b). An X-ray diffraction (XRD) pattern showing no identifiable peaks also indicates that the Mn 2 + ions are uniformly distributed in the silica medium (FIG. 1 c). The silica nanospheres were treated with MPEOPS (2- (methoxy [polyethyleneoxy] propyl) trimethoxysilane) to coat the surface with PEG (poly (ethylene glycol)) for biocompatibility [38]. It was confirmed by TEM analysis that there was no discernible change in the size and shape of the nanosphere by the PEG modification procedure (Fig. 2 (a)). The PEG-coated nanoparticles (Mn-SiO 2 ) showed no colloid stability when left at ambient temperature for more than 1 week (FIG. 2B). The results show that 37 mg of Mn 2+ complex is contained in 1 mg of nanoparticles by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES).

Mn-SiOMn-SiO 22 나노입자의 자성 이완 특성 결정 Determination of magnetic relaxation characteristics of nanoparticles

3.0 T 인간 임상 스캐너를 이용하여 상온에서 Mn-SiO2 나노입자의 자성 이완 특성을 검사하였다. 중성 현탁액에서의 Mn-SiO2 나노입자는 물 양성자의 이완 시간을 감소시키지 못하였고, 따라서 T1- 및 T2-강조 MR 영상의 신호 강도에 큰 영향이 없었다. 이완 시간의 측정을 통하여 획득한 상기 Mn-SiO2 나노입자의 비이완성(specific relaxivities)인 r 1 및 r 2는 Mn 농도 함수로서 각각 0.3(s mM)-1 및 0.9(s mM)-1로 매우 작음을 확인하였다. 이러한 중성 pH에서의 무시할만한 Mn-SiO2 나노입자의 이완성 값은 필시 실리카구 내에 함유된 Mn2 + 이온에 대한 물 분자의 비접근성에 기인할 것으로 여겨진다. 산성 조건에서 MR 조영-증강 성능의 활성화에 대한 가설을 증명하기 위하여, 본 발명자들은 상이한 pH 값의 완충액 시스템에서 Mn-SiO2 현탁액의 MR 영상의 시간 경과를 검사하였다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 엔도좀 및 리소좀 환경을 가장한 pH 5.0에서의 Mn-SiO2 나노입자(148 mg/L Mn)의 시트르산염 완충액 현탁액으로부터 획득한 상층액 시료의 T1-강조 MR 영상은 더 긴 침전 시간에서 더 밝게 증강된 영상을 보였다. ICP-AES에 의하여 측정한 상기 완충액 용액의 Mn 농도 역시 시간이 지날수록 증가하였고, 인큐베이션 3일 후에는 57 mg/L에 도달하였는데, 이는 3일 내에 Mn-SiO2 나노입자로부터 38%의 Mn2+ 이온이 방출되었음을 나타낸다(도 4). MR 영상은 물 양성자의 자성 이완 시간과 거의 반비례함을 보이는 현탁액 내 Mn2 + 이온의 농도를 나타낸다 (표 1). The magnetic relaxation characteristics of Mn-SiO 2 nanoparticles were examined at room temperature using a 3.0 T human clinical scanner. Mn-SiO 2 nanoparticles in the neutral suspension did not reduce the relaxation time of the water proton, and thus did not significantly affect the signal intensity of T 1 - and T 2 -enhanced MR images. Non-completion of the Mn-SiO 2 nanoparticles obtained through the measurement of the relaxation time of r 1 and r 2 (specific relaxivities) is a 0.3 (s mM) -1 and 0.9 (s mM) -1, respectively as a function of Mn And it was confirmed to be very small. Flaccid value of Mn-SiO 2 nanoparticles negligible at this neutral pH is believed to be due to the non accessibility of the water molecules on the Mn + 2 ions contained in the probably silica spheres. To demonstrate the hypothesis of activation of MR contrast enhancement performance under acidic conditions, we examined the time course of MR imaging of Mn-SiO 2 suspension in buffer systems with different pH values. As can be seen in FIG. 3, the T 1 -higher of the supernatant samples obtained from citrate buffer suspensions of Mn-SiO 2 nanoparticles (148 mg / L Mn) at pH 5.0 impersonating the endosomal and lysosomal environments MR images showed brighter enhancement images at longer settling times. The Mn concentration of the buffer solution as measured by ICP-AES also increased with time and reached 57 mg / L after 3 days of incubation, which resulted in Mn-SiO 2 nanoparticles having 38% Mn 2 + Ions are released (Fig. 4). The MR image shows the concentration of Mn 2 + ions in the suspension, which is almost inversely proportional to the magnetic relaxation time of the water proton (Table 1).

Mn2+ 이온의 농도에 기반하여 계산된 상기 현탁액 내 조영제의 r 1 및 r 2 값은 각각 6.7(s mM)-1 및 23.3(s mM)-1임을 확인하였고, 이는 모두 MnCl2를 포함하는 시트르산염 용액으로부터 도출한 7.8(s mM)-1 및 35.0(s mM)-1과 비교할만하다(도 5). 따라서 시간 경과에 따른 T1-강조 MR 영상의 조영 증강은 필시 산성 용액 내로의 Mn-SiO2 나노입자로부터의 Mn2 + 이온의 점진적인 방출에 의한 것일 수 있다[34, 36]. 비교로, pH 7.0의 증류수 또는 pH 6.0의 시트르산염 완충액에 상기 현탁액의 상층액 시료를 처리한 경우 T1- 또는 T2-강조 MR 영상 모두에서 신호 강도의 큰 변화를 볼 수 없었고, 심지어 3일 동안의 인큐베이션 이후에도 거의 중성 pH에서의 무시할만한 Mn-SiO2 나노입자로부터의 Mn2+ 이온 방출을 보였다. 따라서 이러한 결과는 산성 용액에서 Mn2+ 이온 방출을 이용한 MR 영상의 pH-응답(responsive) 신호 증강 획득 방식을 뒷받침한다.Mn 2+ r 1 and r 2 values of ions within the contrast media of the suspension calculated on the basis of the concentration of each was confirmed that 6.7 (s mM) -1 and 23.3 (s mM) -1, which comprises all the MnCl 2 (S mM) -1 and 35.0 (s mM) -1 derived from citrate solutions (Fig. 5). Therefore, T 1 with the passage of time-weighted MR contrast enhancement of the image may be probably due to the gradual release of the Mn + 2 ions from the Mn-SiO 2 nanoparticles into an acid solution [34, 36]. By comparison, no significant change in signal intensity was seen in both T 1 - or T 2 -enhanced MR images when treated with supernatant samples of the suspensions in distilled water at pH 7.0 or in citrate buffer at pH 6.0, Showed Mn 2+ ion release from negligible Mn-SiO 2 nanoparticles at nearly neutral pH after incubation for 10 min. Thus, these results support the acquisition of the responsive signal enhancement of MR images using Mn 2+ ion release in acidic solutions.

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간 liver MRMR 영상에서 조영-증강 성능 검사 Imaging-enhancement performance test in imaging

상기 실험을 통해 활성 가능한 이완 특성을 성공적으로 확인을 한 다음, 본 발명자들은 간세포 암(hepatocellular carcinoma, HCC) 동물 모델의 간 MR 영상에서 Mn-SiO2 나노입자의 조영-증강 성능을 조사하였다. 본 발명자들은 간 쿠퍼 세포(Kupffer cells)에 흡수됨으로 인한 Mn-SiO2 나노입자의 MR 조영 효과의 활성화는 T1-강조 MR 영상에서 HCC 조직은 변화되지 않는데 반해, 정상 간 조직의 경우 고신호강도(hyperintense)의 조영 증강을 유도할 것이라고 가정하였다 [35]. 따라서, 본 발명자들은 Mn-SiO2-증강 MR 영상이 개선된 HCC에 대한 간의 조영 비율을 나타내어, HCC의 감별 진단을 가능하게 할 것이라고 예측하였다.After successfully confirming the active relaxation characteristics, the present inventors investigated the enhancement-enhancing performance of Mn-SiO 2 nanoparticles in liver MR images of hepatocellular carcinoma (HCC) animal models. The present inventors have found that the activation of the MR imaging effect of Mn-SiO 2 nanoparticles due to absorption in Kupffer cells does not change the HCC structure in T 1 -enhanced MR imaging, and to induce contrast enhancement of hyperintense [35]. Thus, the present inventors predicted that the Mn-SiO 2 -enhanced MR imaging showed a liver contrast ratio for improved HCC, enabling differential diagnosis of HCC.

인 비보 실험을 위해, 누드 마우스 간에 HepG2 세포 (1×106)를 접종함으로써 인간 HCC의 동소 이종 이식 모델(orthotopic xenograft model)을 구축하였다. 종양이 적절한 크기에 도달할 때까지 상기 세포를 4-6주 동안 성장시켰다. HCC 이종 이식 모델의 꼬리 정맥을 통하여 Mn-SiO2 나노입자를 정맥 주입(3 mg Mn/마우스 체중(kg))하였고, T1- 및 T2-강조 간 MR 영상을 연속적으로 수집하였다. 또한, Mn-SiO2 나노입자의 특별한 효과를 조사하기 위해서 조영제로서 MnDPDP 및 MnCl2의 주입 후에 MR 영상도 수집하였다. For in vivo experiments, an orthotopic xenograft model of human HCC was constructed by inoculating HepG2 cells (1 x 10 < 6 >) between nude mice. The cells were grown for 4-6 weeks until tumors reached the appropriate size. HCC xenografts were intravenously via the tail vein for Mn-SiO 2 nanoparticles injection (3 mg Mn / mouse body weight (kg)) of the model, T 1-MR images were collected between stressed continuously - and T 2. MR images were also collected after injection of MnDPDP and MnCl 2 as contrast agents to investigate the special effects of Mn-SiO 2 nanoparticles.

조영제의 주입 전, 간 실질 조직(liver parenchyma) 및 HCC 조직 모두의 T1-강조 MR 영상은 서로 구별하기 어려운 비특이적인 동 신호(iso signal) 강도를 보였다 (도 6). 마우스 모델로 Mn-SiO2 나노입자 주입 0.5-h 후에 T1-강조 MR 영상에 상기 실질 조직은 단지 약간의 고신호강도를 나타내었다. 그러나, 이후 시간에서의 연속 T1-강조 MR 영상은 상기 실질 조직에서 느리지만 분명한 신호 증강을 보였으며, 이는 불활성의 Mn-SiO2 나노입자로부터 T1-조영 Mn2+ 이온의 점진적인 방출에 의해 야기되었을 것이다. 상기 실질 조직에서의 최대 신호 증강은 주입 6-h 후의 영상에서 관찰되었다. 한편, 상기 실질 조직과 비교하여, HCC 조직은 상기 Mn-SiO2-증강 MR 영상 경과에 있어 실질적으로 다른 조영 증강 거동을 보였다. 우선, 조영제 주입 6-h 후에, HCC 종양의 신호 강도는 T1-강조 MR 영상에 영향을 주지 않아, 배경에 밝게 증강된 정상 실질 조직에 비하여 HCC 조직은 상대적으로 저신호강도(hypointense)의 양상을 나타내었다. 결과적으로, 조영제 주입 3 내지 6-h 후에 획득한 영상은 HCC 조직 및 정상 간 조직 간에 가장 증강된 조영 해상도를 나타내어, T1-강조 MR 영상에서 거의 완벽한 관찰을 할 수 있도록 HCC 조직을 충분히 뚜렷하게 하였다. 이러한 결과는 정상 간의 실질 조직에만 오로지 위치하고 산성 엔도좀 환경에서 MR 조영 효과를 활성화하는, 쿠퍼 세포(Kupffer cells)에 의한 Mn-SiO2 나노입자의 우선적인 흡수에 의해 설명되어 질 수 있다. 동일한 기간 동안 Mn-SiO2 나노입자가 HCC 조직에 영향을 미치지 못한 것은 상기 조직에 쿠퍼 세포가 부족했기 때문일 것이다. 조영제 주입 6-h 후에 최대 증강을 관찰하였다. 그 후, 상기 실질 조직의 T1-강조 신호 강도는 시간 경과에 따라 꾸준히 감소하였는데, 이는 담관계(biliary system)를 통한 Mn2 + 이온의 배출 때문으로 판단된다. 따라서, 상기 실질 조직의 신호 강도는 조영제 주입 24-h 내에 모든 T1-강조 영상에서 거의 기저 수준(baseline levels)으로 회복되었다. 이 기간 동안 주목할 만한 관찰은 실질 조직의 T1-강조 신호 강도가 감소하는 동안, 쿠퍼 세포로부터 세포 밖으로 배출 및 확산된, Mn2+ 이온의 흡수를 통해 HCC 조직은 밝게 증강되었다는 것이다. 결과적으로, Mn-SiO2 나노입자의 주입 24-48 h 후의 T1-강조 영상에 상기 회복된 실질 조직에 비하여 HCC 조직은 상당히 큰 고신호강도(hyperintense)를 나타내었는데, 이는 조영제 주입 초기 기간의 관측 결과와는 대조적이다. 따라서, Mn-SiO2-증강 T1-강조 MR 영상은 조영제 주입 24 내지 48-h 후에 정상 간 조직으로부터 HCC 조직을 구별할 수 있는 충분한 명암을 제공하였다. Mn-SiO2 나노입자를 주입한 마우스 모델에 대한 T2-강조 MR 영상은 HCC 또는 간 실질 조직 어디에도 유의적인 효과를 보여 주지 못했는데, 이는 Mn-SiO2 및 방출된 Mn2+ 이온 모두에 대한 훨씬 더 낮은 T2 조영 효과 때문일 것이라고 판단된다.T 1 -weighted MR images of both liver parenchyma and HCC tissue before contrast injection showed nonspecific iso signal intensities that were difficult to distinguish from each other (FIG. 6). A mouse model after 0.5-h Mn-SiO 2 nanoparticles injected T 1 - the parenchyma in weighted MR images are only shown some high signal intensity. However, continuous T 1 -weighted MR imaging at a later time showed a slow but clear signal enhancement in the parenchyma, due to the gradual release of T 1 -contrast Mn 2+ ions from inert Mn-SiO 2 nanoparticles . The maximum signal enhancement in the parenchyma was observed in the images after injection 6-h. On the other hand, HCC tissues showed a contrast enhancement substantially different from that of the above-mentioned parenchyma in the course of the Mn-SiO 2 -enhanced MR imaging. First, after 6-h injection of contrast medium, the signal intensity of HCC tumor did not affect T 1 -weighted MR imaging, and HCC tissue was relatively less hypointense than the normal parenchyma enhanced in the background Respectively. As a result, the images obtained after 3 to 6-h injection of contrast medium exhibited the most enhanced contrast resolution between HCC and normal liver tissues, so that HCC tissues were sufficiently clear for almost perfect observation on T 1 -enhanced MR images . These results can be explained by the preferential uptake of Mn-SiO 2 nanoparticles by Kupffer cells, which are located exclusively in normal liver tissues and activate MR imaging effects in acidic endosomal environments. It is likely that Mn-SiO 2 nanoparticles did not affect HCC tissue during the same period because of lack of Cooper cells in the tissue. Maximal enhancement was observed after 6-h injection of contrast agent. Thereafter, the T 1 - enhanced signal intensity of the parenchyma decreased steadily over time, which is attributed to the release of Mn 2 + ions through the biliary system. Thus, the signal intensity of the parenchymal tissue was restored to baseline levels in all T 1 -weighted images within the contrast injection 24-h. A notable observation during this period is that while the T 1 -signed signal intensity of the parenchyma tissue decreases, the HCC tissue is brightly enhanced through the absorption of Mn 2+ ions, which are excreted and diffused out of the Cooper cell. As a result, T- 1 -weighted images after 24-48 h of injection of Mn-SiO 2 nanoparticles showed significantly higher HCC tissue intensities than the restored parenchyma tissues, This is in contrast to observational results. Thus, Mn-SiO 2 -enhanced T 1 -enhanced MR imaging provided sufficient contrast to distinguish HCC tissue from normal liver tissue after 24-48 h of contrast injection. T 2 -enhanced MR imaging of the mouse model injected with Mn-SiO 2 nanoparticles showed no significant effect at all on either HCC or liver parenchyma, suggesting that much of the Mn-SiO 2 and released Mn 2+ ions Lower T 2 It is thought that it is the contrast effect.

대조군 마우스에 MnDPDP(3 mg Mn/마우스 체중(kg))를 주입 후 MR 영상을 획득한 경우에는, HCC 및 실질 조직 모두 조영제 주입 초기 기간을 통해 유사한 비율 및 진폭에서 밝은 신호 증강을 보였는데, 이로 인해 HCC에 대한 간의 높은 조영 비율을 나타내지 못했다 (도 7). 그러나, 조영제 주입 3-h 후의 T1-강조 영상에서는, 단지 HCC 만이 밝은 증강을 유지하였고 조영제 주입 3 내지 24-h 후에 회복된 실질 조직과 구별될 수 있음을 보였다. MnCl2(3 mg Mn/ 마우스 체중(kg))에 의해 증강된 MR 영상에서는, 상기 Mn-DPDP-증강 MR 영상에서 관측한 것과 같이 HCC 및 정상 간 조직 모두 T1-강조 영상에 비슷한 증강 패턴을 보였다 (도 8). 자유 이온 형식으로 간에 Mn2+ 이온을 전달하는 MnDPDP 및 MnCl2에 의한 MR 영상과 비교하여, Mn-SiO2-증강 MR 영상은 마우스 간의 T1-강조 MR 영상에 상당히 지연된 신호 증강을 보였다. 특히, HCC 조직의 신호 증강은 심지어 상기 실질 조직의 회복 기간 이상으로, 훨씬 더 상당히 지연되었다. 이는 HCC 및 실질 조직 간에 증강 시기의 차이를 야기하였다. Mn-SiO2 나노입자에 의한 이러한 시간 차(time-differential) 신호 증강은 T1-강조 MR 영상에 HCC에 대한 간의 동일한 조영 비율이지만 정반대의 조영 증강으로 크게 조영-증강된 이중의 간 MR 영상을 발생시켰다. 이로 인해 단일 MR 영상 세션 내 역전 대조 모드로 HCC 종양의 뚜렷한 이중 MR 영상을 수집할 수 있도록 되었는데, 이는 현재 이용되는 Mn2+-기반 조영제로 가능한 것 보다 간 병변(liver lesions)을 보다 신뢰성 있는 진단 및 확인을 가능하게 할 것이다.When MR images were obtained after injecting MnDPDP (3 mg Mn / mouse body weight (kg)) into control mice, both HCC and parenchyma showed bright signal enhancement at a similar rate and amplitude over the initial period of contrast injection, Did not exhibit a high contrast ratio of liver to HCC (FIG. 7). However, T 1 -weighted imaging after contrast injection 3-h showed that only HCC remained bright and could be distinguished from the restored parenchyma after contrast injection 3 to 24-h. MR images enhanced by MnCl 2 (3 mg Mn / mouse body weight (kg)) showed similar enhancement patterns to T 1 -weighted images in both HCC and normal liver tissues, as observed from Mn-DPDP-enhanced MR imaging (Fig. 8). Compared with MnDPDP and MnCl 2 MR imaging, which transfers Mn 2+ ions in the free ion form, Mn-SiO 2 -enhanced MR imaging showed significantly delayed signal enhancement in mouse T 1 -enhanced MR imaging. In particular, the signal enhancement of HCC tissue was much more delayed, even beyond the recovery period of the parenchyma. This resulted in differences in the timing of enhancement between HCC and parenchyma. Mn-SiO 2 This time-differential signal enhancement by nanoparticles produced a contrast-enhanced dual liver MR imaging with the same contrast ratio for T 1 -weighted MR imaging and for HCC, but with opposite contrast enhancement. This enabled the collection of distinct double MR images of HCC tumors in a reversed-contrast mode within a single MR imaging session, which is more reliable diagnosis of liver lesions than is possible with the currently available Mn 2+ -based contrast agent And verification.

조영-역전 영상의 이중 획득은 Gd-BOPTA 및 Gd-EOB-DTPA와 같은, Gd3+-기반 간담즙(hepatobiliary) 조영제를 이용하는 임상 현장에서 간 MR 영상을 위해 널리 이용되는 방법인데, 이는 동맥기(arterial phase)에 HCC를 T1-강조 영상에 고신호강도로 나타나게 하고 이후 간담도기(hepatobiliary phase)에는 저신호강도로 나타나게 한다[39]. 조영 역전의 방향이 서로 반대일 경우, Mn-SiO2-증강 MR 영상은 저신호강도 및 고신호강도 병변의 분명한 명확성(conspicuity) 및 고 조영 해상도를 보여주는데, 이는 Gd3+-기반 간담즙(hepatobiliary) 조영제에 의해 증강된 MR 영상과 매우 비교할 만하다. 이러한 결과는 잠재적으로 고 독성인 Gd3+ 콤플렉스의 투여 없이, 조영제로서 Mn-SiO2를 이용함으로써 명확한 간 MR 영상을 이중으로 수집할 수 있음을 뒷받침한다. 또한, 시간-지연 조영 증강 성능에 기반 하여, Mn-SiO2-증강 MR 영상은 조영제 투여 후 MR 검사의 보다 폭 넓은 시간 범위를 허용함으로써 환자에게 편의성을 제공할 것으로 기대된다.
Dual acquisition of contrast-reversed images is a widely used method for liver MR imaging in clinical settings using Gd 3+ -based hepatobiliary contrast agents, such as Gd-BOPTA and Gd-EOB-DTPA, (HCC) in the arterial phase with high signal intensity on T 1 -weighted images and then with low signal intensity in the hepatobiliary phase [39]. Mn-SiO 2 -enhanced MR imaging shows a clear conspicuity and high contrast resolution of low signal intensity and high signal intensity lesions when the direction of contrast reversal is opposite to that of Gd 3+ -based hepatobiliary ) Contrast enhancement MR images. These results support the doubling of clear liver MR images by using Mn-SiO 2 as the contrast agent, without the administration of potentially highly toxic Gd 3+ complexes. In addition, based on the time-delayed enhancement performance, Mn-SiO 2 -enhanced MR imaging is expected to provide convenience to patients by allowing a wider range of time after MR imaging.

조영제의 인 비보 생체 분포 조사Investigation of in vivo bio-distribution of contrast agent

조영제의 인 비보 생체 분포를 조사하기 위해서, Mn-SiO2 나노 입자 주입 후 다양한 고정 시간에 마우스를 희생시키고, ICP-MS를 이용하여 절제된 기관에서의 Mn 농도를 측정하였다. 도 9a에서 볼 수 있는 바와 같이, 조영제 주입 0.5 내지 3-h 후에 간 및 비장과 같은, 높은 단핵 포식 작용(phagocytic activity)이 있는 기관에 Mn 이온이 주로 분포하였는데, 이는 정맥 주입 후 세망내피계(RES, reticuloendothelial system)에 페길화된(PEGylated) SiO2 나노 입자의 급속 포획에 대한 종래 보고와 일치 한다 [40-42]. 신장, 방광 또는 소변에서는 Mn 이온의 상당한 축적이 검출되지 않았는데, 이 또한 페길화된(PEGylated) SiO2 나노 입자에 대한 이전 관찰 결과와 일치하였다. 그러나, 페길화된 SiO2 나노입자가 며칠 동안 간에 유지되었다는 종전 보고와 달리, 본 발명에서는 간 내 Mn의 함량이 Mn-SiO2 나노 입자의 주입 6 h 후에 감소하였는데, 이는 Mn-SiO2-증강 MR 영상에 간 실질 조직의 T1-강조 신호 감소의 지속 기간에 상응하였다. 이는 간 내 쿠퍼 세포와 같은 단핵 식세포에 의해 Mn-SiO2 나노입자가 전체적으로 흡수되고 단핵 식세포가 산성 엔도좀 환경에 놓인 후 Mn2+ 이온을 방출하기 때문일 수 있다.In order to investigate the in vivo biodistribution of the contrast agent, Mn-SiO 2 nanoparticles after injection it was measured Mn concentration in the excised organ by sacrificing the mouse and to various fixing time, using the ICP-MS. As can be seen in Figure 9a, Mn ions were predominantly distributed in organs with high phagocytic activity, such as liver and spleen, 0.5 to 3-h after contrast injection, RES, reticuloendothelial system) [40-42]. The rapid capture of PEGylated SiO 2 nanoparticles in the reticuloendothelial system is consistent with previous reports. No significant accumulation of Mn ions was detected in kidney, bladder, or urine, which was also consistent with previous observations of pegylated SiO 2 nanoparticles. However, Fe, unlike previous reports that maintained between gilhwa the SiO 2 nanoparticles for a few days, in the present invention were the content of the Mn liver decreased after injection 6 h of Mn-SiO 2 nanoparticles, which Mn-SiO 2 - Growth The MR images corresponded to the duration of T 1 - enhanced signal reduction in liver parenchyma. This may be due to the fact that Mn-SiO 2 nanoparticles are totally absorbed by mononuclear cells such as hepatic Cooper cells and mononuclear cells release Mn 2+ ions after being placed in an acidic endosomal environment.

대조적으로, MnDPDP가 주입된 마우스의 생체 분포 조사 결과, 간 또는 비장에 Mn 이온을 크게 축적시키지 못하였다 (도 9b). 그 대신, 조영제 주입 0.5-h 후에 많은 양의 Mn 이온이 소변, 방광 및 신장에서 검출되었는데, 이는 투여 후 즉시 비뇨계(urinary system)를 통하여 대부분의 조영제가 방출되었음을 의미 한다 [25,26]. 이러한 관찰 결과 또한 간세포(hepatocytes)를 타깃으로 하여 T1-조영(contrasting) Mn2+ 이온을 효과적으로 전달 및 방출하는, 간-특이적인 MRI 조영제로서의 Mn-SiO2 나노입자의 효과를 뒷받침한다.
In contrast, biodistribution of MnDPDP-injected mice did not result in accumulation of Mn ions in the liver or spleen (FIG. 9b). Instead, large amounts of Mn ions were detected in the urine, bladder, and kidney after 0.5-h injection of contrast media, which means that most of the contrast agent was released through the urinary system immediately after administration [25,26]. These observations also support the effect of Mn-SiO 2 nanoparticles as liver-specific MRI contrast agents that effectively transfer and release T 1 -contrast Mn 2+ ions targeting hepatocytes.

결론conclusion

SiO2 나노구에 상자성 Mn2 + 이온이 도핑된(doped), Mn-SiO2 나노입자가 간-특이적인 MRI 조영제로 작용하는 것은 pH-응답(responsive) 자성 이완 특성 때문이라고 평가된다. 인 비트로 및 인 비보 조사 결과는 낮은 pH 조건 하에서만 Mn-SiO2 나노입자가 MR 불활성 나노입자로부터 Mn2+ 이온을 방출함으로써 T1-강조 MR 영상에 양성(positive) 조영 증강을 활성화 하는 특별한 MR 조영-증강 특성을 가지고 있음을 보여주었다. 또한 본 발명은 마우스 간의 영상화를 위해 Mn-SiO2 나노입자를 조영제로 이용하는 경우 T1-강조 MR 영상에 HCC 및 정상 간 조직 간에 시간차 신호 증강을 보여주었다. 이는 단일 MR 영상 세션에서 역전된 대조 모드로 고 조영-증강된 HCC 영상을 반복적으로 수집할 수 있도록 한다. 그 자체의 MR 조영-증강 성능에 기반 하여, 본 발명자들은 Mn-SiO2 나노입자가 간세포 특이적인 MRI 조영제로서 효과적이어서, MnDPDP가 가능했던 것 보다 간 병변의 보다 더 신뢰성 있는 진단 및 확인을 할 수 있을 것이라고 판단하였다.
SiO 2 nanospheres with paramagnetic Mn 2 + ions are doped into the (doped), between the Mn-SiO 2 nano-particles is to act as a specific MRI contrast agents because it is evaluated pH- response (responsive) the magnetic relaxation properties. In vitro and in vivo studies show that Mn-SiO 2 nanoparticles release Mn 2+ ions from MR-inactive nanoparticles only under low pH conditions, resulting in a specific MR that activates positive enhancement in T 1 -enhanced MR imaging Contrast enhancement characteristics. In another aspect, the present invention when using a Mn-SiO 2 nanoparticles for imaging contrast agents in mouse between T 1 - showed a time difference between the signal enhancement HCC and normal liver tissues in weighted MR image. This allows for the repeated acquisition of high contrast-enhanced HCC images in inverted contrast mode in a single MR imaging session. Based on its own MR imaging-enhancing performance, the present inventors have found that Mn-SiO 2 nanoparticles are effective as hepatocyte-specific MRI contrast agents, enabling more reliable diagnosis and identification of liver lesions than possible with MnDPDP .

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

참조 문헌References

[1] Terreno E, Castelli DD, Viale A, Aime S. Challenges for molecular magnetic resonance imaging. Chem Rev 2010;110:3019-42.[1] Terreno E, Castelli DD, Viale A, Aime S. Challenges for molecular magnetic resonance imaging. Chem Rev 2010; 110: 3019-42.

[2] Louie A. Multimodality imaging probes: design and challenges. Chem Rev 2010;110:3146-95.[2] Louie A. Multimodality imaging probes: design and challenges. Chem Rev 2010; 110: 3146-95.

[3] Ward J. Use of contrast agents for liver MRI. Radiography 2007;13:e54-72.[3] Ward J. Use of contrast agents for liver MRI. Radiography 2007; 13: e54-72.

[4] Morana G, Salviato E, Guarise A. Contrast agents for hepatic MRI. Cancer Imaging 2007;7:S24-7.[4] Morana G, Salviato E, Guarise A. Contrast agents for hepatic MRI. Cancer Imaging 2007; 7: S24-7.

[5] Gandhi SN, Brown MA, Wong JG, Aguirre DA, Sirlin CB. MR contrast agents for liver imaging: what, when, how. Radiographics 2006;26:1621-36.[5] Gandhi SN, Brown MA, Wong JG, Aguirreda, Sirlin CB. MR contrast agents for liver imaging: what, when, how. Radiographics 2006; 26: 1621-36.

[6] Zhou Z, Lu Z-R. Gadolinium-based contrast agents for magnetic resonance cancer imaging. Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol 2013;5:1-18.[6] Zhou Z, Lu Z-R. Gadolinium-based contrast agents for magnetic resonance imaging. Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol 2013; 5: 1-18.

[7] Chan KW-Y, Wong W-T. Small molecular gadolinium(III) complexes as MRI contrast agents for diagnostic imaging. Coord Chem Rev 2007;251:2428-51.[7] Chan KW-Y, Wong W-T. Small molecule gadolinium (III) complexes as MRI contrast agents for diagnostic imaging. Coord. Chem Rev 2007; 251: 2428-51.

[8] Bellin MF, Vasile M, Morel-Precetti S. Currently used non-specific extracellular MR contrast media. Eur Radiol 2003;13:2688-98.[8] Bellin MF, Vasile M, Morel-Precetti S. Currently used non-specific extracellular MR contrast media. Eur Radiol 2003; 13: 2688-98.

[9] Broome DR. Nephrogenic systemic fibrosis associated with gadolinium based contrast agents: a summary of the medical literature reporting. Eur J Radiol 2008;66:230-4.[9] Broome DR. Nephrogenic systemic fibrosis associated with gadolinium based contrast agents: a summary of the medical literature reporting. Eur J Radiol 2008; 66: 230-4.

[10] Kuo PH, Kanal E, Abu-Alfa AK, Cowper SE. Gadolinium-based MR contrast agents and nephrogenic systemic fibrosis. Radiology 2007;242:647-9.[10] Kuo PH, Kanal E, Abu-Alfa AK, Cowper SE. Gadolinium-based MR contrast agents and nephrogenic systemic fibrosis. Radiology 2007; 242: 647-9.

[11] Schladt TD, Schneider K, Schild H, Tremel W. Synthesis and biofunctionalization of magnetic nanoparticles for medical diagnosis and treatment. Dalton Trans 2011;40:6315-43.[11] Schladt TD, Schneider K, Schild H, Tremel W. Synthesis and biofunctionalization of magnetic nanoparticles for medical diagnosis and treatment. Dalton Trans 2011; 40: 6315-43.

[12] Na HB, Song IC, Hyeon T. Inorganic nanoparticles for MRI contrast agents. Adv Mater 2009;21:2133-48.[12] Na HB, Song IC, Hyeon T. Inorganic nanoparticles for MRI contrast agents. Adv Mater 2009; 21: 2133-48.

[13] Laurent S, Forge D, Port M, Roch A, Robic C, Elst LV, et al. Magnetic iron oxide nanoparticles: synthesis, stabilization, vectorization, physicochemical characterizations, and biological applications. Chem Rev 2008;108:2064-110.[13] Laurent S, Forge D, Port M, Roche, Robic C, Elst LV, et al. Magnetic iron oxide nanoparticles: synthesis, stabilization, vectorization, physicochemical characterizations, and biological applications. Chem Rev 2008; 108: 2064-110.

[14] Tanimoto A, Kuribayashi S. Application of superparamagnetic iron oxide to imaging of hepatocellular carcinoma. Eur J Radiol 2006;58:200-16.[14] Tanimoto A, Kuribayashi S. Application of superparamagnetic iron oxide to imaging of hepatocellular carcinoma. Eur J Radiol 2006; 58: 200-16.

[15] Corot C, Robert P, Idee J-M, Port M. Recent advances in iron oxide nanocrystal technology for medical imaging. Adv Drug Deliv Rev 2006;58:1471-504.[15] Corot C, Robert P., Idee J-M, and Port M. Recent advances in iron oxide nanocrystal technology for medical imaging. Adv Drug Deliv Rev 2006; 58: 1471-504.

[16] Huang J, Bu L, Xie J, Chen K, Cheng Z, Li X, et al. Effects of nanoparticle size on cellular uptake and liver MRI with polyvinylpyrrolidone-coated iron oxide nanoparticles. ACS Nano 2010;4:7151-60.[16] Huang J, Bu L, Xie J, Chen K, Cheng Z, Li X, et al. Effects of nanoparticles on cellular uptake and liver MRI with polyvinylpyrrolidone-coated iron oxide nanoparticles. ACS Nano 2010; 4: 7151-60.

[17] Stark DD, Weissleder R, Elizondo G, Hahn PF, Saini S, Todd LE, et al. Superparamagnetic iron oxide: clinical application as a contrast agent for MR imaging of the liver. Radiology 1988;168:297-301.[17] Stark DD, Weissleder R, Elizondo G, Hahn PF, Saini S, Todd LE, et al. Superparamagnetic iron oxide: a clinical application as a contrast agent for MR imaging of the liver. Radiology 1988; 168: 297-301.

[18] Weissleder R. Liver MR imaging with iron oxides: toward consensus and clinical practice. Radiology 1994;193:593-5.[18] Weissleder R. Liver MR imaging with iron oxides: toward consensus and clinical practice. Radiology 1994; 193: 593-5.

[19] Drahos B, Lukes I, Toth E. Manganese(II) complexes as potential contrast agents for MRI. Eur J Inorg Chem 2012:1975-86.[19] Drahos B, Lukes I, Toth E. Manganese (II) complexes as potential contrast agents for MRI. Eur J Inorg Chem 2012: 1975-86.

[20] Kueny-Stotz M, Garofalo A, Felder-Flesch D. Manganese-enhanced MRI contrast agents: from small chelates to nanosized hybrids. Eur J Inorg Chem 2012:1987-2005.[20] Kueny-Stotz M, Garofaloa, Felder-Flesch D. Manganese-enhanced MRI contrast agents: from small chelates to nanosized hybrids. Eur J Inorg Chem 2012: 1987-2005.

[21] Pan D, Schmieder AH, Wickline SA, Lanza GM. Manganese-based MRI contrast agents: past, present, and future. Tetrahedron 2011;67:8431e44.[21] Pan D, Schmieder AH, Wickline SA, Lanza GM. Manganese-based MRI contrast agents: past, present, and future. Tetrahedron 2011; 67: 8431e44.

[22] Seal MK, Catalano OA, Saini S, Hahn PF, Sahani DV. Hepatobiliary-specific MR contrast agents: role in imaging the liver and biliary tree. Radiographics 2009;29:1725-48.[22] Seal MK, Catalano OA, Saini S, Hahn PF, Sahani DV. Hepatobiliary-specific MR contrast agents: role in imaging the liver and biliary tree. Radiographics 2009; 29: 1725-48.

[23] King LJ, Burkill JC, Scurr ED, Vlavianos P, Murray-Lyons I, Healy JC. MnDPDP enhanced magnetic resonance imaging of focal liver lesions. Clin Radiol 2002;57:1047-57.[23] King LJ, Burkill JC, Scurr ED, Vlavianos P, Murray-Lyons I, Healy JC. MnDPDP enhanced magnetic resonance imaging of focal liver lesions. Clin Radiol 2002; 57: 1047-57.

[24] Lim KO, Stark DD, Leese PT, Pfefferbaum A, Rocklage SM, Quay SC. Hepatobiliary MR imaging: first human experience with MnDPDP. Radiology 1991;178:79-82.[24] Lim KO, Stark DD, Leese PT, Pfefferbaume, Rocklage SM, Quay SC. Hepatobiliary MR imaging: first human experience with MnDPDP. Radiology 1991; 178: 79-82.

[25] Toft KG, Hustvedt SO, Grant D, Martinsen I, Gordon PB, Friisk GA, et al. Metabolism and pharmacokinetics of MnDPDP in man. Acta Radiol 1997;38: 677-89.[25] Toft KG, Hustvedt SO, Grant D, Martinsen I, Gordon PB, Friisk GA, et al. Metabolism and pharmacokinetics of MnDPDP in man. Acta Radiol 1997; 38: 677-89.

[26] Chabanova E, Logager VB, Moller JM, Thomsen HS. Manganese based MR contrast agents: formulation and clinical applications. Open Drug Saf J 2011;2: 29-38.[26] Chabanova E, Logger VB, Moller JM, Thomsen HS. Manganese based MR contrast agents: formulation and clinical applications. Open Drug Pure J 2011; 2: 29-38.

[27] Bellin MF, Webb JA, van der Molen AJ, Thomsen HS, Morcos SK. Safety of MR liver specific contrast media. Eur Radiol 2005;15:1607-14.[27] Bellin MF, Webb JA, van der Molen AJ, Thomsen HS, Morcos SK. Safety of MR liver specific contrast media. Eur Radiol 2005; 15: 1607-14.

[28] Ghiazza M, Polimeni M, Fenoglio I, Gazzano E, Ghigo D, Fubini B. Does vitreous silica contradict the toxicity of the crystalline silica paradigm Chem Res Toxicol 2010;23:620-9.[28] Ghiazza M, Polimeni M, Fenoglio I, Gazzano E, Ghigo D, Fubini B. Does vitreous silica contradict the toxicity of the crystalline silica paradigm Chem Res Toxicol 2010; 23: 620-9.

[29] Brunner TJ, Wick P, Manser P, Spohn P, Grass RN, Limbach LK, et al. In vitro cytotoxicity of oxide nanoparticles: comparison to asbestos, silica, and the effect of particle solubility. Environ Sci Technol 2006;40:4374-81.[29] Brunner TJ, Wick P, Manser P, Spohn P, Grass RN, Limbach LK, et al. In vitro cytotoxicity of oxide nanoparticles: comparison to asbestos, silica, and the effect of particle solubility. Environ Sci Technol 2006; 40: 4374-81.

[30] Chen Y, Yin Q, Ji X, Zhang S, Chen H, Zheng Y, et al. Manganese oxide-based multifunctionalized mesoporous silica nanoparticles for pH-responsive MRI, ultrasonography and circumvention of MDR in cancer cells. Biomaterials 2012;33:7126-37.[30] Chen Y, Yin Q, Ji X, Zhang S, Chen H, Zheng Y, et al. Manganese oxide-based multifunctional mesoporous silica nanoparticles for pH-responsive MRI, ultrasonography and circumvention of MDR in cancer cells. Biomaterials 2012; 33: 7126-37.

[31] Kim T, Cho E-J, Chae Y, Kim M, Oh A, Jin J, et al. Urchin-shaped manganese oxide nanoparticles as pH-responsive activatable T1 contrast agents for magnetic resonance imaging. Angew Chem Int Ed 2011;50:10589-93.[31] Kim T, Cho EJ, Chae Y, Kim M, Oh A, Jin J, et al. Urchin-shaped manganese oxide nanoparticles as pH-responsive activatable T1 contrast agents for magnetic resonance imaging. Angew Chem Int Ed 2011; 50: 10589-93.

[32] Shin J, Anisur RM, Ko MK, Im GH, Lee JH, Lee IS. Hollow manganese oxide nanoparticles as multifunctional agents for magnetic resonance imaging and drug delivery. Angew Chem Int Ed 2009;48:321-4.[32] Shin J, Anisur RM, Ko MK, Im GH, Lee JH, Lee IS. Hollow manganese oxide nanoparticles as multifunctional agents for magnetic resonance imaging and drug delivery. Angew Chem Int Ed 2009; 48: 321-4.

[33] Taylor KML, Rieter WJ, Lin W. Manganese-based nanoscale metal-organic frameworks for magnetic resonance imaging. J Am Chem Soc 2008;130: 14358-9.[33] Taylor KML, Rieter WJ, Lin W. Manganese-based nanoscale metal-organic frameworks for magnetic resonance imaging. J Am Chem Soc 2008; 130: 14358-9.

[34] Shapiro EM, Koretsky AP. Convertible manganese contrast for molecular and cellular MRI. Magn Reson Med 2008;60:265-9.[34] Shapiro EM, Koretsky AP. Convertible manganese contrast for molecular and cellular MRI. Magn Reson Med 2008; 60: 265-9.

[35] Im GH, Kim SM, Lee D-G, Lee WJ, Lee JH, Lee IS. Fe3O4/MnO hybrid nanocrystals as a dual contrast agent for both T1- and T2-weighted liver MRI. Biomaterials 2013;34:2069-76.[35] Im GH, Kim SM, Lee D-G, Lee WJ, Lee JH, Lee IS. Fe3O4 / MnO hybrid nanocrystals as a dual contrast agent for both T1- and T2-weighted liver MRI. Biomaterials 2013; 34: 2069-76.

[36] Bennewitz MF, Lobo TL, Nkansah MK, Ulas G, Brudvig GW, Shapiro EM. Biocompatible and pH-sensitive PLGA encapsulated MnO nanocrystals for molecular and cellular MRI. ACS Nano 2011;5:3438-46.[36] Bennewitz MF, Lobo TL, Nkansah MK, Ulas G, Brudvig GW, Shapiro EM. Biocompatible and pH-sensitive PLGA encapsulated MnO nanocrystals for molecular and cellular MRI. ACS Nano 2011; 5: 3438-46.

[37] Yi DK, Selvan ST, Lee SS, Papaefthymiou GC, Kundaliya D, Ying JY. Silica-coated nanocomposites of magnetic nanoparticles and quantum dots. J Am Chem Soc 2005;127:4990-1.[37] Yi DK, Selvan ST, Lee SS, Papaefthymiou GC, Kundaliya D, Ying JY. Silica-coated nanocomposites of magnetic nanoparticles and quantum dots. J Am Chem Soc 2005; 127: 4990-1.

[38] Harris JM. Poly(ethylene glycol) chemistry, biotechnical and biomedical applications. New York: Plenum Press; 1992.[38] Harris JM. Poly (ethylene glycol) chemistry, biotechnical and biomedical applications. New York: Plenum Press; 1992.

[39] Tsuboyama T, Onishi H, Kim T, Akita H, Hori M, Tatsumi M, et al. Hepatocyteselective enhancement at gadoxetic acid-enhanced MR imaging-correlation with expression of sinusoidal and canalicular transporters and bile accumulation. Radiology 2010;255:824-33.[39] Tsuboyama T, Onishi H, Kim T, Akita H, Hori M, Tatsumi M, et al. Hepatocyte-specific enhancement at gadoxetic acid-enhanced MR imaging-correlation with expression of sinusoidal and canalicular transporters and even accumulation. Radiology 2010; 255: 824-33.

[40] Yu T, Hubbard D, Ray A, Ghandehari H. In vivo biodistribution and pharmacokinetics of silica nanoparticles as a function of geometry, porosity and surface characteristics. J Control Release 2012;163:46-54.[40] Yu T, Hubbard D, Raya A, Ghandehari H. In vivo biodistribution and pharmacokinetics of silica nanoparticles as a function of geometry, porosity and surface characteristics. J Control Release 2012; 163: 46-54.

[41] He Q, Zhang Z, Gao F, Li Y, Shi J. In vivo biodistribution and urinary excretion of mesoporous silica nanoparticles: effects of particle size and PEGylation. Small 2011;7:271-80.[41] He Q, Zhang Z, Gao F, Li Y, Shi J. In vivo biodistribution and urinary excretion of mesoporous silica nanoparticles: effects of particle size and PEGylation. Small 2011; 7: 271-80.

[42] Huang X, Li L, Liu T, Hao N, Liu H, Chen D, et al. The shape effect of mesoporous silica nanoparticles on biodistribution, clearance, and biocompatibility in vivo.[42] Huang X, Li L, Liu T, Hao N, Liu H, Chen D, et al. The shape effect of mesoporous silica nanoparticles on biodistribution, clearance, and biocompatibility in vivo.

Claims (12)

망간 이온(Mn2+)이 도핑된 실리카(SiO2) 나노입자를 포함하는 간암 이미지용 MRI(magnetic resonance imaging) 조영제로서,
상기 망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자는 평균 크기가 5-50 nm이고,
상기 MRI 조영제는 pH-응답(responsive) 신호 증강 방식으로 인 비트로 중성 조건에서 비이완성(specific relaxivities)인 r 1 및 r 2 값은 각각 0.1-0.6 (s mM)-1 및 0.3-2.0 (s mM)-1이고, 인 비트로 산성 조건에서 r 1 및 r 2 값은 각각 4.0-8.0 (s mM)-1 및 15-34 (s mM)-1이고, 생체 내 주입 후 0.5 내지 6 시간에 정상 간 조직에 고 신호 강도를 나타내고, 생체 내 주입 후 24 내지 48 시간에 간 병변 조직에 고 신호 강도를 나타내는 MRI 조영제.
Magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent for liver cancer images containing silica (SiO 2 ) nanoparticles doped with manganese ions (Mn 2+ )
The manganese ion-doped silica nanoparticles have an average size of 5-50 nm,
The MRI contrast agent pH- response (responsive) signal enhancement system as in vitro non-finished in a neutral condition (specific relaxivities) of r 1 and r 2 values are respectively 0.1-0.6 (s mM) -1 and 0.3-2.0 (s mM ) -1, acidic conditions in vitro r 1 and r 2 values are respectively 4.0-8.0 (s mM) -1 and 15-34 (mM s) -1, and normal liver in 0.5 to 6 hours after injection in vivo MRI contrast agent that exhibits high signal intensity in tissue and exhibits high signal intensity in liver lesions 24-48 hours after in vivo injection.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자는 폴리에틸렌글리콜(PEG), 덱스트란, 폴리비닐피롤리돈, 알부민, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌이민, 키토산, 히아루론산, 폴리락틱글라이코릭산(PLGA), 폴리락틱산, 폴리락타이드, 폴리글라이콜릭산, 폴리아미노산, 폴리아세탈, 폴리오써칼본에이트, 폴리칼본에이트, 폴리칼보락톤 폴리아크릴산, 폴리메타아크릴산, 폴리사카라이드, 폴리케탈, 폴리에테르, 폴리아마이드, 폴리말레익안하드라이드, 폴리메틸비닐에테르 및 상기 고분자의 공중합체로 구성된 군으로 선택되는 생체적합성 고분자로 표면-코팅 된 것을 특징으로 하는 MRI 조영제.
The method of claim 1, wherein the silica nanoparticles doped with manganese ions are selected from the group consisting of polyethylene glycol (PEG), dextran, polyvinylpyrrolidone, albumin, polyvinyl alcohol, polyethyleneimine, chitosan, hyaluronic acid, polylactic glycolic acid PLGA), polylactic acid, polylactide, polyglycolic acid, polyamino acid, polyacetal, polyorthocarbonate, polycarbonate, polycarbolactone polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polysaccharide, Wherein the biocompatible polymer is surface-coated with a biocompatible polymer selected from the group consisting of polyethers, polyamides, polymaleanhydrides, polymethyl vinyl ethers, and copolymers of the polymers.
제 1 항에 있어서, 상기 망간 이온은 망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자의 총중량을 기준으로 하여 0.5-20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 MRI 조영제.
The MRI contrast agent according to claim 1, wherein the manganese ions are contained in an amount of 0.5-20% by weight based on the total weight of the silica nanoparticles doped with manganese ions.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 MRI 조영제는 T1-방식 MRI 조영제인 것을 특징으로 하는 MRI 조영제.
The method of claim 1, wherein the MRI contrast agent T 1 - MRI contrast agent, characterized in that the way MRI contrast agents.
제 1 항에 있어서, 상기 MRI 조영제는 간 또는 비장 특이성을 가지는 것을 특징으로 하는 MRI 조영제.
The MRI contrast agent according to claim 1, wherein the MRI contrast agent has liver or spleen specificity.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 다음의 단계를 포함하는 제 1 항의 망간 이온(Mn2+)이 도핑된 실리카(SiO2) 나노입자의 제조방법:
(a) 망간 이온(Mn2+)-함유 수용액을 폴리옥시에틸렌계 계면활성제를 포함하는 유기용매에 첨가하고 교반하여 마이크로 에멀젼 현탁액을 생성하는 단계;
(b) 단계 (a)의 현탁액에 알칼리 용액 및 유기-무기 복합 실리카 입자의 전구체를 첨가하여 가수분해 및 축합반응을 시켜 실리카 입자를 형성하는 단계;
(c) 단계 (b)의 결과물에 메탄올을 첨가하여 반응시킨 다음 원심분리하여 나노입자를 분리하는 단계; 및
(d) 단계 (c)의 나노입자를 에탄올 및 물에서 분산 및 원심분리를 실시하여 정제하는 단계.A method for preparing silica (SiO 2 ) nanoparticles doped with manganese ions (Mn 2+ ) according to claim 1, comprising the steps of:
(a) adding a manganese ion (Mn 2+ ) -containing aqueous solution to an organic solvent containing a polyoxyethylene surfactant and stirring to produce a microemulsion suspension;
(b) adding an alkali solution and a precursor of the organic-inorganic hybrid silica particles to the suspension of step (a), and performing hydrolysis and condensation reaction to form silica particles;
(c) adding methanol to the resultant product of step (b) to react and separating the nanoparticles by centrifugation; And
(d) Purifying the nanoparticles of step (c) by dispersion and centrifugation in ethanol and water.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210124072A (en) 2020-04-03 2021-10-14 연세대학교 산학협력단 Method for producing nanoparticles surface-substituted with zwitterion
CN117180227A (en) * 2023-08-08 2023-12-08 南京医科大学附属口腔医院 Curcumin-loaded manganese-doped hollow mesoporous silica nanoparticle and application thereof in periodontal bone tissue repair

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3603680A4 (en) * 2017-03-31 2020-12-30 Postech Academy-Industry Foundation Diagnostic imaging hepatic tissue-specific contrast medium comprising manganese silicate nanoparticle

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007064175A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-07 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Magnetic resonance imaging contrast agents containing water-soluble nanoparticles of manganese oxide or manganese metal oxide
KR20080071463A (en) * 2007-01-30 2008-08-04 재단법인서울대학교산학협력재단 Mri t1 contrasting agent comprising manganese oxide nanoparticle
KR101345097B1 (en) * 2010-08-11 2013-12-26 고려대학교 산학협력단 Novel manganese oxide nanopaticle and contrast agent comprising the same
KR101615734B1 (en) * 2013-04-29 2016-04-27 (주)차바이오메드 Multicore-Shell Nanoparticle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210124072A (en) 2020-04-03 2021-10-14 연세대학교 산학협력단 Method for producing nanoparticles surface-substituted with zwitterion
CN117180227A (en) * 2023-08-08 2023-12-08 南京医科大学附属口腔医院 Curcumin-loaded manganese-doped hollow mesoporous silica nanoparticle and application thereof in periodontal bone tissue repair
CN117180227B (en) * 2023-08-08 2024-04-19 南京医科大学附属口腔医院 Curcumin-loaded manganese-doped hollow mesoporous silica nanoparticle and application thereof in periodontal bone tissue repair

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