專(zhuān)利名稱(chēng)：制備藥物洗脫醫(yī)療器械的方法和由該方法得到的醫(yī)療器械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備藥物洗脫醫(yī)療器械的方法和由該方法得到的器械。具體地，本發(fā)明涉及制備由用于治療和/或預(yù)防再狹窄的一種或多種藥物覆蓋的血管支架的方法。
在血管成形術(shù)中，在治療心肌梗塞時(shí)使用支架為目前公知的并被廣泛地接受和實(shí)踐。支架為布置在血管中狹窄部分的網(wǎng)狀金屬假體，其在已經(jīng)撤除洗脫系統(tǒng)和氣球之后保留在損壞位置。這樣，支架壓縮斑塊并提供具有機(jī)械支撐的血管壁，以保持由膨脹氣球重建的血管直徑，并防止血管塌陷。
然而，使用冠脈內(nèi)支架的長(zhǎng)期有效性仍存在血管成形術(shù)后冠脈再狹窄即冠狀血管再閉塞現(xiàn)象的重要問(wèn)題。實(shí)際上，在經(jīng)歷使用支架的血管成形術(shù)的15-30％患者中發(fā)生這種再狹窄現(xiàn)象，如例如Williams DO，Holubkov R，Yeh W等人在“Percutaneous coronary interventions in thecurrent era are compared with 1985-1986The National Heart，Lung andBlood Institute Registries”，Circulation 2000；1022945-2951中所述。
由嵌入支架引起的狹窄是由于新形成的內(nèi)膜增生所致。具體地，由支架引起的對(duì)動(dòng)脈壁的機(jī)械損傷和由支架的存在引起的異物反應(yīng)在血管中產(chǎn)生慢性炎性過(guò)程。這種現(xiàn)象又引起細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子的洗脫，其促進(jìn)增生的活化和平滑肌細(xì)胞(SMC)的遷移。這些細(xì)胞的生長(zhǎng)連同細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生引起由新內(nèi)膜占據(jù)的血管部分的擴(kuò)大，并因此引起血管開(kāi)口減少的過(guò)程，產(chǎn)生上述再狹窄。
為了預(yù)防這種問(wèn)題，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了各種方法，包括提供直接用藥物覆蓋支架或用能夠結(jié)合藥物并通過(guò)受控機(jī)構(gòu)被局部洗脫的聚合物類(lèi)型涂層覆蓋支架的方法。能夠洗脫藥物的覆層支架(DES，藥物洗脫支架)的典型例子在Takeshi Suzuki及其合作者的論文“Stent-Based Deliveryof Sirolimus Reduces Neointimal Formation in a Porcine CoronaryModel”，Circulation 2001；1041188-1193中描述。使用的材料通常為可降解的或不可降解的聚合物，其必需具有附著于金屬基材(支架)的特性、調(diào)節(jié)藥物洗脫速率的能力、沒(méi)有毒性現(xiàn)象、并且有利地與周?chē)M織相互作用。
具體地，只要涉及上述的最后一個(gè)特征，材料與周?chē)M織的相互作用在很大程度上受到材料表面性質(zhì)的控制。在醫(yī)療器械中使用的材料通常不提供關(guān)于與所涉及的宿主組織相互作用的最佳表面特征。從臨床角度上的異物反應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)生和特別是對(duì)于材料與血液接觸時(shí)形成的血栓和/或栓塞形成，這種情況不言自明。這種現(xiàn)象的程度使得合成材料的血栓形成能力(thrombogenicity)成為開(kāi)發(fā)小型人造血管的最嚴(yán)重障礙。
為了克服這些缺點(diǎn)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了通過(guò)化學(xué)反應(yīng)提供用天然的非血栓形成分子覆蓋血栓形成材料的方法?？鼓?jiǎng)└嗡貫榈湫偷睦印＿@些方法提供了其中將適合結(jié)合肝素、透明質(zhì)酸或其它生物分子的化學(xué)基團(tuán)引入到支架(或一般醫(yī)療器械)表面上的第一步驟，和包括將肝素、透明質(zhì)酸或其它生物分子與通過(guò)前述步驟引入的化學(xué)基團(tuán)化學(xué)結(jié)合的第二步驟。
因此，用于遞送藥物的聚合物從它們自身的立場(chǎng)來(lái)說(shuō)不能直接結(jié)合生物分子，但是需要上述的引入官能團(tuán)和隨后固定所述生物分子的步驟。
有本身包含官能團(tuán)如氨基、或可由其生成氨基的官能團(tuán)的聚合物?？墒褂贸Ｒ?guī)的技術(shù)將這些聚合物施用于支架表面。
然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些聚合物具有嚴(yán)重的缺點(diǎn)，其為親水性的，并且，因?yàn)榻Y(jié)合肝素或其它生物分子的步驟通常在溶劑中進(jìn)行，特別是對(duì)于肝素，在水性環(huán)境中進(jìn)行，存在正是由于聚合物在水中的溶解性而在支架制備過(guò)程中損失至少一部分藥物的嚴(yán)重危險(xiǎn)；此外，正是由于聚合物的親水性，控制藥物洗脫的能力受到限制，并且其完全不適合控制本身為親水性的藥物的洗脫。
此外，洗脫到含肝素和官能團(tuán)的溶液中的藥物可能妨礙固定反應(yīng)，危害成功的結(jié)果。
因此，本發(fā)明要解決的問(wèn)題是，提供制備能夠克服上述缺點(diǎn)的藥物洗脫血管支架的方法。
這些問(wèn)題通過(guò)制備藥物洗脫醫(yī)療器械的方法得到解決，所述方法簡(jiǎn)化了生產(chǎn)方法并且同時(shí)避免了可能危害支架制備的藥物或其它化合物的損失。
因此，本發(fā)明的第一目的是提供制備權(quán)利要求中描述的醫(yī)療器械的方法。
本發(fā)明的第二目的是提供可根據(jù)上述方法得到的藥物洗脫醫(yī)療器械。
術(shù)語(yǔ)“藥物洗脫醫(yī)療器械”是指一種器械，將其插入人或動(dòng)物體內(nèi)或皮下并試圖在所述人或動(dòng)物體內(nèi)保留規(guī)定的一段時(shí)間或永久地保留在其中，并且其能夠在其停留在人或動(dòng)物體內(nèi)的過(guò)程中的至少部分時(shí)間洗脫藥學(xué)有效劑量的一種或多種藥物。這種醫(yī)療器械可為血管裝置、假體、探針、導(dǎo)管、牙科植入物或類(lèi)似物。更優(yōu)選地，這種器械為血管支架。
可從對(duì)作為非限制性實(shí)施例提供的實(shí)施方案的以下說(shuō)明使本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點(diǎn)變得清楚，其中

圖1表示與得自由本發(fā)明的聚合物覆層的支架的親水性藥物洗脫曲線(xiàn)相比較的得自由現(xiàn)有技術(shù)的聚合物覆層的支架的親水性藥物的洗脫曲線(xiàn)；圖2表示與得自由本發(fā)明的聚合物覆層的支架的疏水性藥物洗脫曲線(xiàn)相比較的得自由現(xiàn)有技術(shù)的聚合物覆層的支架的疏水性藥物的洗脫曲線(xiàn)。
在多次實(shí)驗(yàn)之后，意外地發(fā)現(xiàn)如果在使用冷等離子體法以單一步驟將具有官能團(tuán)如氨基的聚合物施用于醫(yī)療器械的表面，得到的支架的覆蓋物為疏水膜形式，其具有充分的附著性，并且具有能夠迅速結(jié)合肝素、透明質(zhì)酸或其它生物分子的穩(wěn)定的活性官能團(tuán)。
以下說(shuō)明涉及血管支架，但是其也可以適用于本發(fā)明的任何其它醫(yī)療器械。
具體地，已經(jīng)觀察到通過(guò)冷等離子體淀積在血管支架金屬表面上的具有氨基官能團(tuán)的聚合物呈現(xiàn)出疏水性的特性、對(duì)支架的優(yōu)異附著性、如此高的交聯(lián)度使得其作為減慢藥物擴(kuò)散的屏障、和能夠通過(guò)所述氨基結(jié)合肝素和其它生物分子。
本發(fā)明公開(kāi)的制備藥物洗脫血管支架的方法包括對(duì)所述支架表面施用具有穩(wěn)定的活性官能團(tuán)的聚合物，活性官能團(tuán)諸如例如氨基、羧基、和巰基基團(tuán)，其中這種施用通過(guò)冷等離子體法以單一步驟進(jìn)行。
根據(jù)實(shí)施方案的第一種形式，聚合物淀積為膜的形式。具體地，所述聚合物具有能夠與所述生物分子形成共價(jià)鍵的官能團(tuán)，優(yōu)選所述生物分子一般選自肝素、透明質(zhì)酸、或抗血栓形成物質(zhì)。更具體地，所述聚合物選自包含氨基、羧基和巰基的聚合物。優(yōu)選地，具有氨基的聚合物衍生自選自烯丙胺、庚胺、脂族胺或芳族胺的前體或單體；具有羧基的聚合物衍生自選自丙烯酸和甲基丙烯酸的前體或單體。具有巰基的聚合物衍生自選自揮發(fā)性硫醇的前體或單體。
本發(fā)明公開(kāi)的方法也可為根據(jù)希望獲得的洗脫藥物機(jī)制的程度或類(lèi)型而淀積的另一種聚合物層作準(zhǔn)備。這些隨后的淀積物根據(jù)本領(lǐng)域中已知的方法產(chǎn)生，例如浸入到適當(dāng)?shù)娜芤褐?、或用氣?dòng)噴槍噴射、或使用上述冷等離子體法。需要指出的是，在任何情況下，最外層必須根據(jù)冷等離子體法使用上述具有官能團(tuán)的聚合物進(jìn)行淀積。
本發(fā)明使用的等離子體為冷等離子體，也就是說(shuō)等離子體相中總氣體的溫度與環(huán)境溫度處于相同水平。所述等離子體在包括處理室的常規(guī)反應(yīng)器類(lèi)型中生成，在處理室中有用于待處理材料的支架，排放源位于附近以產(chǎn)生等離子體。
冷等離子體可在真空或大氣壓力下產(chǎn)生并且其可使用不同的電磁源生成，也就是說(shuō)，電磁源為具有不同頻率和不同幾何結(jié)構(gòu)的電磁源，諸如例如射頻發(fā)生器或微波發(fā)生器，使用感應(yīng)式電極或電容式電極。
通常，當(dāng)使用真空法時(shí)，在壓力可為0.01到10毫巴的室中產(chǎn)生冷等離子體。
對(duì)于有關(guān)的處理?xiàng)l件，這些條件根據(jù)可在1到500W之間變化的電功率、根據(jù)可通過(guò)產(chǎn)生等離子體的來(lái)源(其可為感應(yīng)式或電容式的)的幾何結(jié)構(gòu)、和根據(jù)用于產(chǎn)生等離子體的電磁輻射(其可為微波或射頻范圍)的頻率而定。
此外，生成的冷等離子體由以下表征108到1012cm-3的帶電物質(zhì)密度、基本為中性的帶電狀態(tài)(準(zhǔn)中性的，離子密度≈電子密度)、0.1到10eV的電子能量或計(jì)算為(ekBT/m)1/2(e＝1.9 10-19C，kB＝1.3810-23J/K，m＝9.1 10-31kg，T＝開(kāi)氏絕對(duì)溫度)的平均電能，而離子和中性粒子處在環(huán)境溫度水平的溫度。
在冷等離子體中處理的時(shí)間通常不超過(guò)30分鐘，優(yōu)選為0.1到20分鐘，更優(yōu)選為1到10分鐘。
優(yōu)選地，真空等離子體處理根據(jù)非連續(xù)法或連續(xù)法進(jìn)行。所述方法在本文中沒(méi)有具體描述，因?yàn)樗龇椒楸绢I(lǐng)域廣泛公知。
優(yōu)選地，使用的冷等離子體可在低于大氣壓力的壓力下生成。在等離子體相中將聚合的前體或單體以氣體或蒸汽的形式被引入到反應(yīng)器中，其流率為0.1到200sccm(標(biāo)準(zhǔn)立方厘米/分鐘)。這時(shí)，啟動(dòng)等離子體并進(jìn)行處理。
優(yōu)選地，本發(fā)明反應(yīng)器的常規(guī)類(lèi)型(未示出)由射頻等離子體反應(yīng)器表示，其具有平行的平板電極，包括連接于真空泵的鋼、鋁或玻璃的處理室。通過(guò)適當(dāng)?shù)倪M(jìn)料系統(tǒng)將氣體或蒸汽形式的前體或單體引入到室內(nèi)，并在電極之間施加電位差。這樣，氣體或蒸汽流被離子化，觸發(fā)一系列反應(yīng)，導(dǎo)致其根據(jù)等離子體聚合的典型方法淀積。給出最好結(jié)果的前體或單體為烯丙胺，因?yàn)殡p鍵的存在顯著地增加淀積速度，從而達(dá)到用于最佳使用厚度的速度。具體地，通常藥物洗脫聚合物的厚度為0.01微米到10微米。優(yōu)選地，只要是與烯丙胺有關(guān)，則厚度為0.1到10微米。
根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方案，制備血管支架的方法還包括，在通過(guò)冷等離子體淀積包括官能團(tuán)的聚合物之前，施用如果適當(dāng)則結(jié)合在能夠洗脫所述藥物的聚合物中的藥物的至少一層藥物層的步驟。這個(gè)步驟使用常規(guī)方法如浸漬或噴射并使用常規(guī)聚合物進(jìn)行。
用于該步驟的聚合物的性質(zhì)基本上由設(shè)計(jì)用于藥物的洗脫機(jī)制決定，并且在任何情況下都處于本領(lǐng)域技術(shù)人員的范圍內(nèi)。例如，在需要數(shù)月洗脫時(shí)間的冠脈支架的情況中，將有必要使用產(chǎn)生緩慢洗脫機(jī)制的聚合物。在親水性藥物的情況中，例如甲磺酸伊馬替尼(由Novartiscompany在Glivec的名稱(chēng)下銷(xiāo)售)，優(yōu)選使用疏水性烴聚合物如聚苯乙烯、聚乙烯、聚丁二烯和聚異戊二烯。聚丁二烯，由于其彈性體性質(zhì)、沒(méi)有毒性作用、及其可獲得性，為優(yōu)選的聚合物。在疏水性藥物如紫杉醇、他克莫司和類(lèi)似物、或地塞米松的情況中，可使用更具親水性的聚合物如親水性的聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯。單獨(dú)施用的、或?yàn)榱烁?xì)地調(diào)節(jié)洗脫機(jī)制而與疏水性組分聚丁二烯組合的聚甲基丙烯酸羥丁酯和聚甲基丙烯酸羥乙酯為優(yōu)選的聚合物。
如前所述，優(yōu)選這些聚合物以在有機(jī)溶劑中的溶液形式通過(guò)浸漬或噴射施用。具體地，可以使用通過(guò)噴槍或類(lèi)似氣動(dòng)系統(tǒng)的噴射技術(shù)或使用超聲噴嘴的噴射技術(shù)。
淀積層的厚度根據(jù)藥物、聚合物的性質(zhì)，和所需洗脫機(jī)制而定。在任何情況下，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的明示值為0.5到20微米，優(yōu)選1到10微米。根據(jù)已經(jīng)說(shuō)明的而進(jìn)行的調(diào)節(jié)在任何情況下都處于本領(lǐng)域的一部分內(nèi)。
只要涉及被洗脫的藥物，通?？梢允褂盟幸阎糜谠撃康牡乃幬?。具體地，可以使用抗炎藥物、抗增生藥物、抗遷移藥物或免疫抑制劑。優(yōu)選地，可以使用甲磺酸伊馬替尼，即4-[(4-甲基-1-哌嗪基)甲基]-N-[4-甲基-3-[[4-(3-吡啶基)-2-嘧啶基]氨基]-苯基]苯甲酰胺甲磺酸鹽，由Novartis company在名稱(chēng)Glivec下銷(xiāo)售。
與聚合物組合的藥物量可根據(jù)藥物的類(lèi)別而定。例如，當(dāng)藥物為抗炎藥物時(shí)，其通常以每個(gè)器械為0.001mg到10mg的量存在。當(dāng)藥物為抗增生藥物時(shí)，其以每個(gè)器械為0.0001到10mg的量存在。當(dāng)藥物具有抗遷移作用時(shí)，其可以每個(gè)器械為0.0001mg到10mg的量存在。當(dāng)藥物為免疫抑制劑時(shí)，其以每個(gè)器械為0.0001到10mg的重量存在。當(dāng)藥物為甲磺酸伊馬替尼(Glivec)時(shí)，其以每個(gè)器械為0.001mg到10mg的量存在。
本發(fā)明的制備醫(yī)療器械的方法還包括在帶有官能團(tuán)的聚合物的表面上結(jié)合/固定抗血栓形成物質(zhì)的步驟。具體地，這種淀積包括將肝素或透明質(zhì)酸與例如使用冷等離子體技術(shù)淀積在支架上的聚合物的氨基化學(xué)結(jié)合。
優(yōu)選地，通過(guò)將用冷等離子體法覆蓋有具有官能團(tuán)的聚合物的支架浸入在例如肝素或透明質(zhì)酸的水溶液中而淀積抗血栓形成物質(zhì)。通常使用的水溶液包括0.01重量％到1重量％的肝素或透明質(zhì)酸。這種溶液的制備通常通過(guò)將0.01g到1g的肝素溶解在例如100cc的緩沖液如磷酸鹽緩沖液中并加入0.001g到1g具有氧化作用的物質(zhì)如高碘酸鈉。在溶液中保持6到20小時(shí)的時(shí)間段之后，加入20到200cc的緩沖溶液如0.001-0.1％的乙酸-乙酸鈉溶液。然后從所述溶液取出1到10cc并置于適當(dāng)?shù)娜萜魅缗闾媸吓囵B(yǎng)皿中。然后將支架浸入在培養(yǎng)皿中并加入0.001到0.01g具有還原作用的物質(zhì)如氰基硼氫化鈉。在不超過(guò)30分鐘的時(shí)間段之后，優(yōu)選15到30分鐘，取出支架并用水洗。然后將其在烘箱中干燥。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)不同的實(shí)施方案，可以在肝素、透明質(zhì)酸或其它固定的分子的層上面施用另外的有或者沒(méi)有藥物的生物可降解層，其通過(guò)其正常的降解過(guò)程暴露出肝素、透明質(zhì)酸或所述其它固定的生物分子。
本發(fā)明的方法還可包括清洗和/或洗滌支架表面以便將其準(zhǔn)備用于上述淀積步驟的預(yù)備步驟。通常，清洗/洗滌步驟包括用去油溶液如有機(jī)溶劑或水/異丙醇混合物處理，或用空氣或氬氣的冷等離子體處理。
這個(gè)預(yù)備步驟可另外繼之以至少一個(gè)預(yù)處理步驟，以促進(jìn)與洗脫聚合物適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合的藥物的附著、或隨后的層的附著。通常，預(yù)處理步驟可包括用空氣或氧氣的冷等離子體處理、或通過(guò)等離子體淀積有機(jī)層，該有機(jī)層起到在支架和要淀積材料之間的附著增進(jìn)劑的作用。
從目前已經(jīng)描述的內(nèi)容顯而易見(jiàn)，本發(fā)明的制備醫(yī)療器械的方法排除了為在藥物洗脫聚合物上嵌入可與生物分子結(jié)合的表面官能團(tuán)的而處理藥物洗脫聚合物的步驟。實(shí)際上，是由于淀積經(jīng)過(guò)精確選擇以在使用冷等離子體技術(shù)淀積時(shí)已經(jīng)具有這種基團(tuán)的特征的特定類(lèi)別的聚合物而排除了該步驟。此外，其與冷等離子體法的結(jié)合使用有利地使得能夠淀積聚合物而不破壞其官能團(tuán)的特征。
除了制備醫(yī)療器械的方法的上述實(shí)施例之外，經(jīng)過(guò)選擇并通過(guò)冷等離子體淀積的聚合物促進(jìn)與生物分子如肝素的結(jié)合，并且確保它們被保持在原地，防止在制備器械過(guò)程中在水相環(huán)境中的分散。
還觀察到，使用冷等離子體淀積的具有上述官能團(tuán)的聚合物，相關(guān)藥物被更慢地洗脫，從而產(chǎn)生屏障效應(yīng)。因此，這種效應(yīng)使得藥物一方具有更持久的抗狹窄作用。
本發(fā)明的第二目的是提供可根據(jù)前述方法得到的藥物洗脫醫(yī)療器械。
具體地，所述醫(yī)療器械可包括例如器械結(jié)構(gòu)，覆蓋所述結(jié)構(gòu)表面并包括藥物的至少一個(gè)第一層、覆蓋所述至少一個(gè)第一層并包括具有穩(wěn)定的活性官能團(tuán)的聚合物的至少一個(gè)第二層，和通過(guò)與所述官能團(tuán)結(jié)合而施用于所述至少一個(gè)第二層的生物分子層，其中所述具有官能團(tuán)的聚合物的至少一個(gè)第二層通過(guò)冷等離子體法淀積在所述至少一個(gè)第一藥物層上。
優(yōu)選地，所述至少一個(gè)第一藥物層包括前述的藥物洗脫聚合物。藥物可選自在制備支架方法時(shí)所列舉的藥物。
所述至少一個(gè)具有官能團(tuán)的聚合物的第二層可選自前述聚合物并且可根據(jù)上述的冷等離子體法淀積。
另外，關(guān)于施用于支架外表面上的生物分子，優(yōu)選其可由前述物質(zhì)中的任一種表示，但是不限于此。
具有官能團(tuán)的聚合物通過(guò)冷等離子體法覆蓋血管支架的應(yīng)用也是本發(fā)明的目的。優(yōu)選地，所述聚合物為前述指定的聚合物。
從目前已經(jīng)描述的內(nèi)容可知，根據(jù)上述方法制備的醫(yī)療器械與本發(fā)明前言部分中批評(píng)的器械相比較特別有利，特別是關(guān)于藥物洗脫機(jī)制。實(shí)際上，已經(jīng)注意到本發(fā)明公開(kāi)的支架允許更具控制的藥物洗脫，因?yàn)榫哂泄倌軋F(tuán)的聚合物特定層以某些方式起到作為與現(xiàn)有技術(shù)的聚合物相比更具活性的屏障的作用。
另外，由等離子體淀積的聚合物具有優(yōu)異的對(duì)血管支架的附著，同時(shí)已經(jīng)被證明為完全無(wú)毒的。
下面，僅通過(guò)非限制性實(shí)施例描述本發(fā)明的一些實(shí)施方案。
實(shí)施例1親水性藥物從覆蓋有現(xiàn)有技術(shù)的聚合物的支架的洗脫機(jī)制和從覆蓋有本發(fā)明聚合物的支架的洗脫機(jī)制之間的比較從藥物Glivec的膠囊提取10mg的有效成分甲磺酸伊馬替尼，將藥物膠囊溶于水中，使用Albet 400濾紙(43-38微米)過(guò)濾除去不溶性賦形劑并使用Rotavapor(Heidolph)蒸發(fā)水，以便回收粉末形式的有效成分。根據(jù)以下方式使用Artis I噴槍(Efbe，Germany)涂布由INVATECcompany生產(chǎn)的11mm長(zhǎng)的兩個(gè)不銹鋼支架。
首先，施用由Aldrich company銷(xiāo)售的0.250％的平均分子量420,000的聚丁二烯的環(huán)己烷溶液1cc。然后，施用通過(guò)將10mg甲磺酸伊馬替尼(IM)溶解于1cc甲醇中得到的1cc溶液。然后施用如上所述的1cc的0.5％聚丁二烯的環(huán)己烷溶液。最后，施用0.5％的分子量在1,000,000到4,000,000的聚丁二烯在環(huán)己烷中的溶液1cc。
這時(shí)，將兩個(gè)支架中的一個(gè)置于EUROPLASMA反應(yīng)器中并在反應(yīng)器功率為200W，壓力為0.2毫巴下經(jīng)歷烯丙胺等離子體淀積循環(huán)(作為蒸汽，從包含其流體形式的外部容器中引入)8分鐘。
然后，將支架浸入在包含1cc生理溶液的試管中并通過(guò)使用Unicam 8700分光光度計(jì)獲得可見(jiàn)光/UV光譜并在261nm讀取吸光度測(cè)量藥物的洗脫速率。通過(guò)測(cè)量已知濃度的溶液的吸光度確定吸光度和濃度之間的相互關(guān)系(校準(zhǔn)曲線(xiàn))。以固定時(shí)間間隔進(jìn)行藥物洗脫測(cè)量并在每次測(cè)量改變生理溶液。得到如圖1中所示的洗脫曲線(xiàn)。
具體地，圖1表明，與由施用現(xiàn)有技術(shù)的聚合物得到的洗脫相比較，由冷等離子體淀積的聚合物顯著地延遲親水性藥物的洗脫。
實(shí)施例2疏水性藥物從覆蓋有現(xiàn)有技術(shù)聚合物的支架的洗脫機(jī)制和從覆蓋有本發(fā)明聚合物的支架的洗脫機(jī)制之間的比較重復(fù)實(shí)施例1中所述相同的過(guò)程，但是使用不同的疏水性藥物，地塞米松。
將10mg地塞米松溶解于1cc乙醇中并如前所述施用。如實(shí)施例1中所述再次測(cè)量洗脫曲線(xiàn)并讀取在264.4nm的吸光度。得到如圖2中所示的結(jié)果。
需要指出的是，在這種情況下，由冷等離子體淀積的烯丙胺聚合物也顯著降低藥物的洗脫機(jī)制。
實(shí)施例3在用肝素處理的金屬支架和沒(méi)有肝素的金屬基材之間的親水性程度的比較將根據(jù)實(shí)施例1所述通過(guò)冷等離子體淀積烯丙胺制備的支架以如下方式進(jìn)行與肝素的結(jié)合過(guò)程。
將0.5g的肝素(Bioiberica)溶解于100cc的磷酸鹽緩沖液中并加入0.016g的高碘酸鈉(Sigma-Aldrich)。在溶液中保留16小時(shí)之后，加入100cc的0.05％的乙酸-乙酸鈉溶液。取出5cc的這種溶液并置于陪替氏培養(yǎng)皿中。然后將支架浸入在培養(yǎng)皿中并加入0.01g的氰基硼氫化鈉(Sigma-Aldrich)。30分鐘之后，取出支架并用水洗。然后將其在烘箱中干燥。這時(shí)，支架遠(yuǎn)比未用肝素處理的支架更具親水性，正是由于結(jié)合于其表面上的肝素的存在。
為了提供分析基礎(chǔ)，在形成支架的材料ASI 316L鋼的1cm側(cè)面的板上進(jìn)行與剛剛描述的相同的處理。通過(guò)使用X射線(xiàn)光電子光譜學(xué)(XPS)分析以提供表面層的化學(xué)組成，比較用肝素處理的板和未用肝素處理的板。使用Perkin Elmer PHI 5500 ESCA System儀器進(jìn)行XPS分析。表示為原子％的分析結(jié)果在以下表1中給出。
表1
與未經(jīng)處理的樣品相比，用肝素處理的樣品表現(xiàn)出在肝素化方法中期望的O/C比和S濃度的增加。
實(shí)施例4在用透明質(zhì)酸處理的金屬支架和沒(méi)有透明質(zhì)酸的金屬支架之間的親水性程度比較將根據(jù)實(shí)施例1所述通過(guò)冷等離子體淀積烯丙胺而制備的支架以如下方式進(jìn)行與透明質(zhì)酸的結(jié)合過(guò)程。
將0.5g的透明質(zhì)酸(Lifecore)溶解于100cc去離子水中。取出5cc的所述溶液并置于陪替氏培養(yǎng)皿中。然后將支架浸入在培養(yǎng)皿中并加入0.03g的N-羥基琥珀酰亞胺和0.04的二甲基碳二亞胺(EDC)(都得自Sigma-Aldrich)。30分鐘之后，取出支架并用水洗。然后將其在烘箱中干燥。這時(shí)，支架遠(yuǎn)比沒(méi)有用透明質(zhì)酸覆蓋的支架更具親水性，正是由于結(jié)合于其表面上的透明質(zhì)酸的存在。
實(shí)施例5用本發(fā)明的聚合物覆蓋的支架的生產(chǎn)，所述聚合物固定有透明質(zhì)酸并進(jìn)一步用生物可降解的透明質(zhì)酸衍生物層覆蓋從藥物Glivec的膠囊提取10mg有效成分甲磺酸伊馬替尼，如實(shí)施例1中所述將藥物膠囊溶解于水中，過(guò)濾除去不溶性賦形劑并蒸發(fā)水。用以下方式使用Artis I噴槍(Efbe，Germany)涂布由INVATECcompany生產(chǎn)的11mm長(zhǎng)的兩個(gè)不銹鋼支架。
首先，施用1cc的0.250％聚丁二烯(Aldrich，平均分子量420,000)的環(huán)己烷溶液。然后，施用通過(guò)將10mg甲磺酸伊馬替尼(IM)溶解于1cc甲醇中得到的1cc溶液。然后施用1cc的0.5％聚丁二烯(如前所述)的環(huán)己烷溶液。最后，施用0.5％的分子量在1,000,000到4,000,000的聚丁二烯在環(huán)己烷中的溶液1cc。
這時(shí)，將兩個(gè)支架中的一個(gè)置于EUROPLASMA反應(yīng)器中并在反應(yīng)器功率為200W，壓力為0.2毫巴下經(jīng)歷烯丙胺等離子體淀積循環(huán)(作為蒸汽，從包含其流體形式的外部容器引入)8分鐘。
然后，將0.5g的透明質(zhì)酸(Lifecore)溶解于100cc去離子水中。取出5cc的所述溶液并置于陪替氏培養(yǎng)皿中。然后將支架浸入在培養(yǎng)皿中并加入0.03g的N-羥基琥珀酰亞胺和0.04的二甲基碳二亞胺(EDC)(都得自Sigma-Aldrich)。30分鐘之后，取出支架并用水洗和干燥。這時(shí)，施用不溶于水的可降解型透明質(zhì)酸衍生物層，總芐基酯HYAFF11(Fidia Advanced Biopolymers，Abano Terme，Italy)。使用噴槍將這種材料連同藥物甲磺酸伊馬替尼以0.2％HYAFF和1％IM的六氟異丙醇溶液施用。
這樣，得到從HYAFF表面層和從下面的層洗脫藥物的支架，其中表面層會(huì)原地降解，露出通過(guò)等離子體淀積的屏障層和功能層的其上結(jié)合了透明質(zhì)酸的表面。
權(quán)利要求
1.制備藥物洗脫醫(yī)療器械的方法，包括對(duì)所述器械施用具有能夠與生物分子化學(xué)結(jié)合的活性官能團(tuán)的聚合物，該方法的特征在于所述施用通過(guò)冷等離子體法以單一步驟進(jìn)行。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚合物選自具有胺基、羧基、和巰基的聚合物。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述具有胺基的聚合物的前體選自烯丙胺、庚胺、脂族胺和芳族胺。
4.權(quán)利要求2的方法，其中所述具有羧基的聚合物的前體選自丙烯酸和甲基丙烯酸。
5.權(quán)利要求2的方法，其中所述具有巰基的聚合物的前體選自揮發(fā)性硫醇。
6.權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)的方法，其中所述冷等離子體法包括使用非連續(xù)或連續(xù)技術(shù)在真空下產(chǎn)生的冷等離子體。
7.權(quán)利要求6的方法，其中在真空下所述冷等離子體在0.01到10毫巴的壓力、1到500W的功率下產(chǎn)生，并且不超過(guò)30分鐘的時(shí)間。
8.權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)的方法，其中所述冷等離子體法包括在大氣壓力下產(chǎn)生的冷等離子體。
9.權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)的方法，其中所述聚合物的前體為氣體形式。
10.權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)的方法，其中所述聚合物的前體為蒸汽形式。
11.權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)的方法，其中所述聚合物施用為厚度為0.01到10微米的膜形式。
12.權(quán)利要求1到11中任一項(xiàng)的方法，還包括在施用所述具有官能團(tuán)的聚合物之前施用至少一層如果適當(dāng)則結(jié)合在能夠洗脫所述藥物的聚合物中的藥物的藥物層。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述藥物選自抗炎藥、抗增生藥和抗遷移藥、以及免疫抑制劑。
14.權(quán)利要求13的方法，其中所述藥物為4-[(4-甲基-1-哌嗪基)甲基]-N-[4-甲基-3-[[4-(3-吡啶基)-2-嘧啶基]氨基]-苯基]苯甲酰胺甲磺酸鹽。
15.權(quán)利要求12到14中任一項(xiàng)的方法，其中藥物洗脫聚合物選自疏水性烴、聚酰胺、聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述疏水性烴選自聚苯乙烯、聚乙烯、聚丁二烯和聚異戊二烯。
17.權(quán)利要求15的方法，其中所述聚合物選自如果適當(dāng)則與聚丁二烯組合的聚甲基丙烯酸羥丁酯、聚甲基丙烯酸羥乙酯。
18.權(quán)利要求12到17中任一項(xiàng)的方法，其中可被結(jié)合到藥物洗脫聚合物中的所述藥物通過(guò)在適當(dāng)?shù)娜芤褐薪n或通過(guò)噴射而被淀積的方式進(jìn)行施用。
19.權(quán)利要求18的方法，其中所述藥物洗脫聚合物淀積為厚度為0.5到20微米的膜形式。
20.權(quán)利要求12到19中任一項(xiàng)的方法，其中當(dāng)所述藥物為抗炎藥時(shí)，其以每個(gè)器械為0.001mg到10mg的量存在。
21.權(quán)利要求12到19中任一項(xiàng)的方法，其中當(dāng)所述藥物為抗增生藥時(shí)，其以每個(gè)器械為0.0001到10mg的量存在。
22.權(quán)利要求12到19中任一項(xiàng)的方法，其中當(dāng)所述藥物具有抗遷移作用時(shí)，其以每個(gè)器械為0.0001mg到10mg的量存在。
23.權(quán)利要求12到19中任一項(xiàng)的方法，其中當(dāng)該藥物為免疫抑制劑時(shí)，其以每個(gè)器械為0.0001mg到10mg的量存在。
24.權(quán)利要求12到19中任一項(xiàng)的方法，其中當(dāng)所述藥物為4-[(4-甲基-1-哌嗪基)甲基]-N-[4-甲基-3-[[4-(3-吡啶基)-2-嘧啶基]氨基]-苯基]苯甲酰胺甲磺酸鹽時(shí)，其以每個(gè)器械為0.001mg到10mg的量存在。
25.權(quán)利要求1到24中任一項(xiàng)的方法，其另外包括在所述具有穩(wěn)定的活性官能團(tuán)的聚合物表面上淀積生物分子的步驟。
26.權(quán)利要求25的方法，其中所述生物分子選自抗血栓形成物質(zhì)和透明質(zhì)酸。
27.權(quán)利要求26的方法，其中所述生物分子為肝素。
28.權(quán)利要求26或27的方法，其中所述生物分子的淀積通過(guò)將醫(yī)療器械浸入包含濃度為0.01重量％到1重量％的所述生物分子的水溶液中進(jìn)行。
29.權(quán)利要求1到28中任一項(xiàng)的方法，還包括清洗/洗滌所述醫(yī)療器械的預(yù)備步驟。
30.權(quán)利要求29的方法，其中所述清洗/洗滌的預(yù)備步驟之后是所述醫(yī)療器械的預(yù)處理步驟，以促進(jìn)如果適當(dāng)則結(jié)合在洗脫聚合物中的藥物與該器械的附著。
31.權(quán)利要求1到30中任一項(xiàng)的方法，還包括在所述生物分子層上施用另外的可生物降解的聚合物層。
32.權(quán)利要求1到31中任一項(xiàng)的方法，包括對(duì)所述醫(yī)療器械的表面連續(xù)地施用至少一個(gè)如果適當(dāng)則包含在聚合物中的4-[(4-甲基-1-哌嗪基)甲基]-N-[4-甲基-3-[[4-(3-吡啶基)-2-嘧啶基]氨基]-苯基]苯甲酰胺甲磺酸酯的第一層，通過(guò)冷等離子體施用至少一個(gè)烯丙胺聚合物的第二層，將肝素結(jié)合到所述的至少一個(gè)第二層上，和在所述肝素上施用至少一個(gè)可生物降解的聚合物的第三層。
33.可通過(guò)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法得到的藥物洗脫醫(yī)療器械。
34.權(quán)利要求33的醫(yī)療器械，包括器械結(jié)構(gòu)，至少一個(gè)覆蓋所述結(jié)構(gòu)的表面并包括藥物的第一層，至少一個(gè)覆蓋所述至少一個(gè)第一層并包括具有穩(wěn)定的活性官能團(tuán)的聚合物的第二層，和通過(guò)與所述官能團(tuán)化學(xué)結(jié)合而結(jié)合于所述至少一個(gè)第二層上的生物分子層，其中所述至少一個(gè)聚合物的第二層通過(guò)冷等離子體法淀積到所述至少一個(gè)第一層上。
35.權(quán)利要求34的醫(yī)療器械，其中所述藥物為權(quán)利要求13到32中任一項(xiàng)所述的藥物。
36.權(quán)利要求34或35中任一項(xiàng)的醫(yī)療器械，其中所述藥物洗脫聚合物為權(quán)利要求16到18中任一項(xiàng)所述的聚合物。
37.權(quán)利要求34到36中任一項(xiàng)的醫(yī)療器械，其中所述具有穩(wěn)定的活性官能團(tuán)的聚合物為權(quán)利要求2到5中任一項(xiàng)所述的聚合物之一。
38.權(quán)利要求34到37中任一項(xiàng)的醫(yī)療器械，其中所述生物分子為權(quán)利要求26中所述的分子之一。
39.權(quán)利要求34到37中任一項(xiàng)的醫(yī)療器械，其中所述器械選自血管裝置、假體、探針、導(dǎo)管、牙科植入物或類(lèi)似物。
40.權(quán)利要求39的醫(yī)療器械，其中所述器械為血管支架。
41.選自權(quán)利要求2到5中任一項(xiàng)所述的聚合物的、具有活性官能團(tuán)的聚合物用于通過(guò)冷等離子體淀積方法覆蓋醫(yī)療器械的應(yīng)用，所述醫(yī)療器械優(yōu)選為血管支架。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備藥物洗脫醫(yī)療器械的方法，其包括對(duì)支架施用具有官能團(tuán)的聚合物，所述官能團(tuán)能夠化學(xué)結(jié)合生物分子，所述方法的特征在于所述施用通過(guò)冷等離子體法以單一步驟進(jìn)行。此外，本發(fā)明還涉及由所述方法得到的醫(yī)療器械。
文檔編號(hào)A61L31/10GK1878579SQ200380110645
公開(kāi)日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2003年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月7日
發(fā)明者詹盧卡·加扎 申請(qǐng)人:拜克技術(shù)有限公司