專利名稱：一種具有防治再狹窄功能的聲敏支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種具有防治再狹窄功能的聲敏支架。
背景技術(shù)：
腔內(nèi)支架植入術(shù)是在腔內(nèi)成形術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的介入治療技術(shù)，現(xiàn)已在臨床上廣泛應(yīng)用，僅美國(guó)一年接受血管內(nèi)支架植入術(shù)的病例就近10萬(wàn)例。隨著臨床隨訪資料的積累，術(shù)后的再狹窄率高達(dá)30-50％。降低腔內(nèi)支架植入術(shù)后再狹窄是臨床亟待解決的問(wèn)題。
近年來(lái)，隨著細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的迅猛發(fā)展，腔內(nèi)成形術(shù)后再狹窄的發(fā)生機(jī)制研究取得了一些進(jìn)展。研究表明早期彈性回縮、血管重塑和支架誘導(dǎo)的新生內(nèi)膜增生是支架植入術(shù)后再狹窄的主要原因。從目前的研究來(lái)看，支架基本上消除了管壁彈性回縮和負(fù)性血管重塑，但內(nèi)膜增生仍是至今未能解決的主要問(wèn)題。針對(duì)支架誘導(dǎo)內(nèi)膜增生的發(fā)生機(jī)制研究了多種對(duì)抗措施，包括臨床常用的全身藥物治療及新近開展的基因治療、局部藥物包埋、局部放射治療和多功能血管支架等多種局部治療方法，但沒(méi)有哪一種能真正持久有效。這迫切要求我們嘗試新的防治方法。
光動(dòng)力治療(photodynamic therapy，PDT)是近20年興起的利用選擇性蓄積于腫瘤組織細(xì)胞中的光敏劑在適當(dāng)波長(zhǎng)光激發(fā)下發(fā)生光敏反應(yīng)定位殺傷腫瘤細(xì)胞的新型治療方法。腫瘤PDT具有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)即光敏劑在腫瘤組織細(xì)胞中選擇性積聚和光照劑量、范圍的可控性，使PDT具有能相對(duì)特異性地殺傷腫瘤細(xì)胞，對(duì)健康組織損害小等特點(diǎn)。由于激光在組織中穿透深度有限，使PDT在腫瘤治療方面具有較大的局限性。腔內(nèi)支架植入術(shù)后再狹窄等良性增殖性疾病具有類腫瘤特性且在組織病理結(jié)構(gòu)上均有較為“表淺”的特點(diǎn)(就激光治療而言)，因此PDT治療這類疾病既發(fā)揮了PDT選擇性和可控性之優(yōu)勢(shì)，又無(wú)激光穿透差的問(wèn)題，能充分揚(yáng)長(zhǎng)避短，為支架植入再狹窄的防治提供了一種極具應(yīng)用前途的新方法。然而，光活化敏感劑常需直接輻照病變組織，尤其是體內(nèi)深部腔內(nèi)常需光纖引導(dǎo)傳輸，為臨床應(yīng)用帶來(lái)諸多不便。超聲作為一種機(jī)械波，對(duì)生物組織有較強(qiáng)的穿透力，且聚集超聲可無(wú)創(chuàng)傷地將聲能聚集于深層組織，可利用其物理效應(yīng)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、阻抑其增殖。超聲亦可激活光敏劑在內(nèi)的某些藥物，而產(chǎn)生比單純超聲更加明顯的生物學(xué)效應(yīng)。聲激活增敏劑的無(wú)創(chuàng)傷性和設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，將使得利用聲活化聲敏劑選擇性地誘導(dǎo)損傷處過(guò)度增殖細(xì)胞凋亡、阻抑其增殖的聲動(dòng)力療法有望發(fā)展成為防治支架植入術(shù)后再狹窄的有效手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種具有防治再狹窄功能的聲敏支架，它能在超聲波輻照下產(chǎn)生聲化學(xué)反應(yīng)生成活性氧物質(zhì)，阻抑內(nèi)膜增生，防止支架再狹窄的發(fā)生。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是利用聲敏劑修飾支架獲得聲敏支架，使用時(shí)將其植入腔內(nèi)病變處，在植入后一定時(shí)期通過(guò)超聲波輻照該支架激活聲敏劑，發(fā)生聲化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生活性氧，由于活性氧存在時(shí)間短(lifetime＜0.04μs)和作用范圍小(10-20nm)，聲激活支架上的聲敏劑產(chǎn)生聲化學(xué)損傷僅局限于支架周邊10-20nm范圍內(nèi)的組織，直接阻抑支架移植所致的內(nèi)膜增生，防止支架再狹窄的發(fā)生。
在本發(fā)明中，所述用作修飾支架的聲敏劑為安全無(wú)毒的能選擇性在良/惡性增生性組織中潴留且能被超聲波激活產(chǎn)生聲氧化反應(yīng)生成活性氧物質(zhì)的聲敏劑，這些物質(zhì)為親水性、親油性或兩親性的聲敏劑。所述產(chǎn)生的活性氧物質(zhì)為單態(tài)氧。對(duì)用于聲敏支架的聲敏劑的類型、顆粒尺寸大小等物理性狀沒(méi)有過(guò)多的限制，只要該聲敏劑在施用在支架上后，在超聲作用下能發(fā)生聲化學(xué)反應(yīng)即可。因而，本發(fā)明的用于支架的聲敏劑選自于(但不僅限于)卟啉及其衍生物如血卟啉、苯并卟啉衍生物單酸環(huán)A等、酞菁及其衍生物如鋅酞菁和酞菁鋁等、葉綠素及其衍生物如脫鎂葉綠素和二氫卟酚及紫紅素18、蒽醌及其衍生物、5-氨基乙酰丙酸、玫瑰紅、藻膽蛋白如藻紅蛋白和藻藍(lán)蛋白等、醌類化合物、富勒烯、五氮齒類衍生物如镥III五氮齒、聚乙炔類如苯庚三炔、噻吩類化合物如α噻吩、非甾體類消炎藥如替諾昔康、吡羅昔康、喹諾酮類抗生素如司帕沙星、洛美沙星、環(huán)丙沙星及加替沙星、無(wú)機(jī)聲敏劑如氧化鈦(TiO2)、釕類化合物、氧化鋅、中草藥類聲敏劑如竹紅菌素衍生物(竹紅菌素A、竹紅菌素B等)、補(bǔ)骨脂素以及姜黃素、金絲桃素、假金絲桃素、大黃素、核黃素、蘆薈大黃素等中的一種及其任二種或多種混合物。依據(jù)聲致發(fā)光原理，光能活化的光敏劑往往也能被超聲波所激活產(chǎn)生聲化學(xué)反應(yīng)，因此，目前在光動(dòng)力學(xué)療法領(lǐng)域中廣泛使用的各種光敏劑及其衍生的任何光敏物質(zhì)均可以作為本發(fā)明的聲敏支架上的聲敏劑。超聲波是一種能活化相應(yīng)聲敏劑的機(jī)械波，可為能聚焦或不能聚焦的治療或診斷用的超聲波?？蔀槊}沖波或連續(xù)波，且其頻率為20KHz～3MHz，聲強(qiáng)為0.25～3W/cm2，作用時(shí)間為0.25～30分鐘。
本發(fā)明中聲敏劑覆蓋于支架表面可通過(guò)直接浸漬、噴涂、多聚物載體介導(dǎo)、蛋白質(zhì)載體介導(dǎo)或電化學(xué)處理和離子束沉積方法完成。多聚物載體介導(dǎo)聲敏劑覆蓋于支架表面中所述的多聚物可為(但不僅限于)多聚乳酸(polylactic acid，PLA)、明膠蛋白(gelatin)、聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)、聚硅氧烷(polysiloxane)、聚氧化乙烯(polyethylene oxide，PEO)、聚丙烯酰胺(polyacrylamid)、聚丙烯酸(酯)(polyacrylate)、聚氨酯(polyurethane，PU)、聚磷酸酯(polyphosphate ester)、聚羥基乙酸(酯)(polyglycolide，PGA)、聚羥基丁酸(酯)(polyhydroxylbutyrate，PHBT)、聚(酸)酐(polyanhydrides，PAN)、聚己內(nèi)酰胺(polycaprolactone，PCL)、聚氨基酸(polyamine acid)、聚羥乙基甲基丙烯酸(酯)(polyhydroxyethyl methacrylate)及上述多聚物間的共聚物(co-polymer)。多聚物或蛋白質(zhì)載體介導(dǎo)聲敏劑覆蓋于支架表面的方法可以是應(yīng)用多聚物或蛋白質(zhì)與聲敏劑結(jié)合后，直接應(yīng)用浸漬使聲敏劑覆蓋于支架表面；也可以應(yīng)用輻射固化或光固化作用使聲敏劑覆蓋于支架表面。離子束沉積可直接在支架上進(jìn)行鍍膜。所述的支架可以是自行制備或市場(chǎng)上現(xiàn)成的，可由不銹鋼或可生物降解的材料制成，制作方法可參照專利EP132060和美國(guó)專利US5670161專利公開的技術(shù)制備。可生物降解材料包括乙交酯(glycolic acid，GA)、L-丙交酯(L-lactic acid，LLA)、ε-己內(nèi)酯(caprolactone，CL)等的均聚物或共聚物中的一種及其與多官能團(tuán)氨基酸的共聚物。該材料的制備方法為一現(xiàn)有技術(shù)，其制備方法可參閱文獻(xiàn)(Makromol.Chem.1987，1881809-1814)所公開的方法。
現(xiàn)有防治再狹窄的支架均存在一定的局限性，如放射支架雖然能明顯減少再狹窄的發(fā)生率，但后期血栓形成和邊緣效應(yīng)限制了其臨床應(yīng)用；現(xiàn)常用藥物洗脫支架效果明顯，但這些藥物均會(huì)抑制損傷處的再內(nèi)皮化，影響管腔損傷的愈合過(guò)程，可能會(huì)使血管壁變薄，甚至形成血管瘤。與現(xiàn)有支架相比，本發(fā)明中用具有安全無(wú)毒作用且能在超聲波激活下產(chǎn)生聲化學(xué)機(jī)制產(chǎn)生活性氧阻抑內(nèi)膜增生，同時(shí)還可能促管腔內(nèi)皮修復(fù)，有利于其再內(nèi)皮化。該聲敏支架能夠應(yīng)用于血管、膽道、尿道、輸卵管等體內(nèi)所有管腔阻塞性疾病，防止病變組織向腔內(nèi)生長(zhǎng)，防治支架植入術(shù)后再狹窄。其防治效果是現(xiàn)有支架所無(wú)法比擬的。利用聲敏劑作為支架修飾劑獲得聲敏支架將有利于介入治療技術(shù)在臨床應(yīng)用更為廣泛。


圖1是超聲波激活聲敏劑發(fā)生聲化學(xué)反應(yīng)生成活性氧的示意圖圖2是實(shí)施例1中的聲活化聲敏劑產(chǎn)生聲化學(xué)反應(yīng)抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖活性的示意3、聲敏劑位于支架內(nèi)部及覆蓋層的聲敏支架的截面圖。圖中1為支架，2為包裹于支架內(nèi)部和覆蓋于支架表面的聲敏劑，3為支架覆蓋層。
圖4、聲敏劑位于覆蓋層的聲敏支架的截面圖。圖中1為支架，2為覆蓋于支架表面的聲敏劑，3為支架覆蓋層。
圖5、聲敏劑位于支架內(nèi)部的聲敏支架的截面圖。圖中1為支架，2為包裹于支架內(nèi)的聲敏劑。
具體實(shí)施例方式
以下是本發(fā)明的非限定實(shí)施例實(shí)施例1體外培養(yǎng)細(xì)胞上觀察聲敏劑介導(dǎo)聲動(dòng)力作用對(duì)血管平滑肌細(xì)胞增殖活性的影響選擇血管平滑肌細(xì)胞為靶細(xì)胞，用含10％小牛血清的DMEM培養(yǎng)液常規(guī)培養(yǎng)于37℃含5％二氧化碳、飽和水汽的培養(yǎng)箱中；接著，取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的靶細(xì)胞(2×104)個(gè)細(xì)胞，加入聲敏劑如血卟啉于37℃含5％二氧化碳、飽和水汽的培養(yǎng)箱中孵育12～16小時(shí)，由于有部分血卟啉可能沒(méi)有被靶細(xì)胞吞噬，還游離在培養(yǎng)液中，所以在超聲波照射前，洗滌數(shù)次將培養(yǎng)液中殘余的血卟啉去除；然后，應(yīng)用超聲波(頻率為1MHz，聲強(qiáng)為0.25-2.5W/cm2)照射靶細(xì)胞。在超聲照射作用下，血卟啉發(fā)生聲化學(xué)反應(yīng)生成活性氧物質(zhì)(如圖1所示)。實(shí)驗(yàn)采用MTT法觀察到超聲活化血卟啉具有顯著抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖的作用。如圖2所示。
在本實(shí)施例1中，選擇的光敏劑是一種安全無(wú)毒、能選擇性定位于增生性組織細(xì)胞的光敏劑，除了血卟啉外，還其可以是酞菁鋁、5-氨基乙酰丙酸、竹紅菌素衍生物、單天門冬酰胺二氫卟酚、得克薩菲啉镥、玫瑰紅、或血卟啉單甲醚等。
實(shí)施例2將聲敏劑蘆薈大黃素倒入無(wú)水乙醇中，充分混勻再經(jīng)過(guò)過(guò)濾、超聲波排氣制成蘆薈大黃素溶液；然后，取出一個(gè)體內(nèi)腔管支架置于所述蘆薈大黃素溶液中，浸沾10秒-4小時(shí)后取出；用氮?dú)獯蹈?；再重?fù)上述步驟1-3次，最后用氮?dú)獯蹈?，獲得如圖4所示的聲敏支架。
在本實(shí)施例2中，選擇的聲敏劑是一種安全無(wú)毒、能選擇性定位于增生性組織細(xì)胞的光敏劑，除了蘆薈大黃素外，還其可以是酞菁鋁、5-氨基乙酰丙酸、竹紅菌素衍生物、單天門冬酰胺二氫卟酚、得克薩菲啉镥、玫瑰紅、血卟啉、或血卟啉單甲醚等。
權(quán)利要求
1.一種具有防治再狹窄功能的聲敏支架，其特征在于聲敏支架是一種含有聲敏劑的支架，是通過(guò)聲敏劑覆蓋于支架表面，或是在制作支架過(guò)程中加入聲敏劑，使支架內(nèi)部本身就含有聲敏劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有防治再狹窄功能的聲敏支架，其特征在于支架可由不銹鋼、記憶合金或可生物降解的材料制成；可生物降解材料包括乙交酯(glycolic acid，GA)、L-丙交酯(L-lactic acid，LLA)、ε-己內(nèi)酯(caprolactone，CL)等的均聚物或共聚物中的一種及其與多官能團(tuán)氨基酸的共聚物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有防治再狹窄功能的聲敏支架，其特征在于所述聲敏劑為安全無(wú)毒的能被超聲波激活產(chǎn)生氧化反應(yīng)生成活性氧的物質(zhì)，這些聲敏劑可為親水性、親油性或兩親性的聲敏劑，包括卟啉及其衍生物如血卟啉和苯并卟啉衍生物單酸環(huán)A、酞菁及其衍生物如鋅酞菁和酞菁鋁、葉綠素及其衍生物如脫鎂葉綠素和二氫卟酚及紫紅素18、蒽醌及其衍生物、內(nèi)源性光敏劑如5-氨基乙酰丙酸、藻膽蛋白如藻紅蛋白和藻藍(lán)蛋白、五氮齒類衍生物如镥III五氮齒、醌類化合物、玫瑰紅、富勒烯、聚乙炔類如苯庚三炔、噻吩類化合物如α噻吩、非甾體類消炎藥如替諾昔康、吡羅昔康、喹諾酮類抗生素如司帕沙星、洛美沙星、環(huán)丙沙星及加替沙星、無(wú)機(jī)聲敏劑如氧化鈦(TiO2)、釕類化合物、氧化鋅、中草藥類聲敏劑如竹紅菌素衍生物(竹紅菌素A、竹紅菌素B)、補(bǔ)骨脂素類如補(bǔ)骨脂素以及姜黃素、金絲桃素、假金絲桃素、大黃素、核黃素、蘆薈大黃素中的一種及其任二種或多種混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的一種具有防治再狹窄功能的聲敏支架，其特征在于聲敏劑覆蓋于支架表面可通過(guò)直接浸漬、噴涂、多聚物載體介導(dǎo)、蛋白質(zhì)載體介導(dǎo)或電化學(xué)處理和離子束沉積方法完成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的一種具有防治再狹窄功能的聲敏支架，其特征在于多聚物載體介導(dǎo)聲敏劑覆蓋于支架表面中所述的多聚物可為(但不僅限于)多聚乳酸(polylactic acid，PLA)、明膠蛋白(gelatin)、聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)、聚硅氧烷(polysiloxane)、聚氧化乙烯(polyethyleneoxide，PEO)、聚丙烯酰胺(polyacrylamid)、聚丙烯酸(酯)(polyacrylate)、聚氨酯(polyurethane，PU)、聚磷酸酯(polyphosphate ester)、聚羥基乙酸(酯)(polyglycolide，PGA)、聚羥基丁酸(酯)(polyhydroxylbutyrate，PHBT)、聚(酸)酐(polyanhydrides，PAN)、聚已內(nèi)酰胺(polycaprolactone，PCL)、聚氨基酸(polyamine acid)、聚羥乙基甲基丙烯酸(酯)(polyhydroxyethyl methacrylate)及上述多聚物間的共聚物(co-polymer)
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有防治再狹窄功能的聲敏支架，其特征在于多聚物或蛋白質(zhì)載體介導(dǎo)聲敏劑覆蓋于支架表面的方法可以是應(yīng)用多聚物或蛋白質(zhì)與聲敏劑結(jié)合后，直接應(yīng)用浸漬或涂敷的方法使聲敏劑覆蓋于支架表面；也可以應(yīng)用輻射固化或光固化作用使聲敏劑覆蓋于支架表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有防治再狹窄功能的聲敏支架，其特征在于所述聲敏劑是能夠被聚焦或不能聚焦的治療或診斷用的超聲波激活的聲敏劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求3、6所述的一種具有防治再狹窄功能的聲敏支架，其特征在于所述聲敏劑是能夠被脈沖波或連續(xù)波，且其頻率為20KHz～3MHz，聲強(qiáng)為0.25～3W/cm2的超聲波激活的聲敏劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有防治再狹窄功能的聲敏支架，其特征在于所述的活性氧物質(zhì)為單態(tài)氧。
10.權(quán)利要求1所述的一種具有防治再狹窄功能的聲敏支架，在用于制作防止人體內(nèi)所有管腔阻塞性疾病，阻抑內(nèi)膜增生，防止再狹窄的發(fā)生的支架中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種具有防治再狹窄功能的聲敏支架。利用聲敏劑對(duì)支架進(jìn)行修飾，獲得聲敏支架，使用時(shí)，將聲敏支架置于病變管腔內(nèi)，在適當(dāng)時(shí)間經(jīng)超聲波輻照，激活支架上的聲敏劑產(chǎn)生聲化學(xué)反應(yīng)生成活性氧物質(zhì)，阻抑內(nèi)膜增生，防止支架再狹窄的發(fā)生。
文檔編號(hào)A61L31/16GK1935278SQ20061009506
公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月25日
發(fā)明者許川山, 王志剛 申請(qǐng)人:許川山