专利名称：：一种药物释放血管支架及其制备方法
技术领域：
：本发明属于医学领域，具体涉及一种药物释放血管支架及其制备方法。
背景技术：
：冠状动脉粥样硬化性疾病冠状动脉粥样硬化疾病是一种由血管内膜组织增生导致的慢性冠状动脉堵塞或变窄。从1900年起它已成为危害西方社会的头号疾病，近年代，尽管现代医学有着显著的进步，该病不仅在西方国家，在中国也成为患者死亡的常见原因。在美国有接近1400万人患有冠心病，其中约50万人死于急性的心肌梗塞；每年用在治疗该疾病的费用超过1120亿。目前广泛存在的冠心病危险因素如肥胖，糖尿病和吸烟，在今后相当长的一段时间内，该疾病将继续危害到人类的健康c冠状动脉搭桥手术是治疗冠心病的常用方法，然而其较高死亡率和术后并发症，以及昂贵的手术费用限制了该方法的广泛应用。经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA)和冠状动脉支架植入术(Stenting)这两种治疗方法，是近20年里才发展起来的治疗冠心病的有效方法，近几年内得到了长足的发展。冠状动脉腔内成形术是将带有可扩张球囊的导管插入到原发性冠状动脉粥状斑块或继发性的血管再狭窄内，从而提高阻塞血管的通畅性和增加心肌血流量。冠状动脉腔内成形术后的主要问题是术后冠状动脉突发性闭合。为了解决这一问题，临床心脏病医生于1986年引进了支架植入术，即在球囊扩张后的血管内植入金属支架，以保持血管的永久通畅。支架植入术的引入是介入心脏病学的一次革命。在冠状动脉支架植入术中，支架(细小金属支架)的作用是支撑血管壁和减少血管成形手术后再狭窄的风险。经皮冠状动脉腔内成形术及/或支架术的通常适应症为直径大于2.5mm的血管内(发生)阻塞而引起的心绞痛或急性心肌梗塞。血管再狭窄是指支架植入术或冠状动脉腔内成形术后的血管再狭窄，是由于血管内膜内由结缔组织和平滑肌细胞组成的一层血管内壁细胞的增生反应所引起的。在血管再狭窄的病人中，血管内膜的增生导致动脉阻塞和心脏供氧不足，并致使心率不齐或心搏停止。在药物涂层支架出现之前，血管成形手术后再狭窄一直是介入治疗中最大的问题。对于经皮冠状动脉腔内成形术，最初经球囊扩张6个月再狭窄复发率高达50%;支架植入术将这一数字降低到20-30%;而西罗莫司(CYPHER,CordisInc，MiamiLakes,Florida)和紫杉醇(TAXUS,BostonScientificInc,Natick，MA)药物释放支架能够显著降低再狭窄复发率至小于10%。然而，对于患有小血管或糖尿病以及弥漫性血管病变的病人，手术后再狭窄的风险仍然相当高。(金属裸支架是30%-60%，药物涂层支架是6%-18%)。药物释放血管支架药物释放血管支架包括三个基本的组成部分金属支架、聚合物和生物活性剂。金属支架是药物释放血管支架的本体，聚合物则是用来储存药物的载体，金属支架、聚合物、生物活性剂及血管壁的兼容性是药物释放血管支架能否成功的关键因素。金属支架是向病变的动脉输送药物的装置，理想的药物输送装置应该有比较大的表面积，一定的支撑力和柔性。目前所有商业途径可获得的或正在研究中的药物洗脱支架都是用传统的支架作为载体，尽管今天使用的传统的冠状支架比十年前的支架有更强的柔韧度，弯曲性，更易到达分支血管，更小的金属覆盖等优点，但是它作为药物运输的工具还是有局限性的。聚合物是由很多小的重复单元组成的长链分子。他们形成药物储存槽并且有利于延长药物的输送。通常，用于药物释放支架的聚合体可以分为有机的、无机的、可降解的、不可降解的、合成的、天然的物质。涂层基体包括聚合物和抗再狭窄物质，是药物释放支架的重要组成部分。药物保存于涂层内，药物释放速率通过聚合物调节。药物涂层物质在杀菌后必须保持其物理化学性质不变，并且在支架扩张后能够伸展而不是脱落，分离。在支架置入后的4周内，药物缓慢释放以阻止平滑肌细胞的增生或移植。药物和支架表面的连接可以是共价键(e.g.，C_Cbonds,sulfurbridges)或是非共价键(e.g.，ionic，hydrogenbonds)。聚合物材料应为生物惰性物质，植入人体后不应引起组织的炎症反应。目前市场上还没有任何聚合物能满足类似要求，到目前为止，采用不可降解的生物材料作为药物的聚合物，如聚甲基丙烯酸丁酯和聚乙烯醋酸乙烯(polyethylene-co-vinylacetate(PEVA)/polyn_butylmethacrylate(PBMA)共聚物。生物活性物质。寻找有效抑制内膜增生的药物是药物释放支架成功的关键。理想的抗再狭窄的药物应对组织的再生具有高度的抑制作用，其非但对细胞没有毒害，而且应能允许支架植入后血管再次内皮化。紫杉醇药物涂层支架紫杉醇是太平洋的红豆杉和短叶红豆杉的树皮中的提取物，通常用于治疗乳腺癌和卵巢癌。紫杉醇的抗增生性能体现出浓度依赖性和与微管结合的可选择性，尤其对N末端的微管蛋白的beta组。这种结合通过减少聚合和阻止解聚时所需要的微管蛋白临界浓度来促进微管蛋白的聚合以形成稳定的微管。微管的结构通过捆绑和成倍增加数量来稳定。紫杉醇在细胞内体现出明显的剂量依赖效果低剂量通过诱导P53和P21肿瘤抑制基因使细胞分裂间期停留在G1阶段，从而引起细胞凋亡。高剂量被认为影响细胞周期的G2到M期:从G2期到M期的转变要求微管解聚，而紫杉醇可以稳定微管的结构，导致有丝分裂停止。另一方面，高剂量紫杉醇影响M到Gl期过程，引起有丝分裂后停止甚至有可能使细胞凋亡。雷帕霉素药物涂层支架雷帕霉素是一种新型大环内酯类免疫抑制剂，在1999年作为器官移植后的抗排斥药物获得美国FDA的核准。其应用于心血管药物支架的基础是通过其抑制组织增生的机制从而控制支架植入后的血管再狭窄。雷帕霉素的生物作用机制是首先进入组织细胞，与组织细胞内的免疫亲和蛋白FK-12结合，形成RAPA-FK12复合物，这种复合物能阻止信号传导，从而选择性的阻止蛋白质合成。在与免疫亲和蛋白FK-12结合后，雷帕霉素通过抑制哺乳动物的RAPA靶蛋白(mTOR)的活性和细胞周期依赖性激酶(cdk)及细胞周期蛋白(cyclin)复合物激酶的活性，以及眼癌(有遗传性的)的蛋白质的磷酸化，从而阻止细胞周期从G1期到S期的转化。聚乳酸系列聚乳酸类高分子材料包括系列聚乳酸材料，如聚乳酸(Poly(glycolicacid)，以下简称PLA)，聚乙醇酸(Poly(lacticacid),以下简称PGA)，PLA<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>与PGA的共聚体聚乳酸乙醇酸共聚物(Poly(glycolic-co-lacticacid)，以下简称PLGA)。下面是他们的分子式，自上而下依次为PGA、PLA、PLGA。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>聚乳酸生物降解材料被广泛应用于医学的主要原因是其降解的最终产物为乳酸和乙醇酸。这些自然代谢产物，在三羧酸循环中通过酶反应最终转化为水和二氧化碳，排出体外。另外，PGA也是部:"通过酯酶反应在尿液中排泄。PLA和PGA具有极好的亲水性能，但PLA的水解过程与PGA相比较缓慢，所以在PLGA共聚物中，通过调整PLA与PGA的含量可控制PLGA的降解速度。表l:聚乳酸及共聚物的理化特性和生物降解的时间<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>磷酸钙系列:磷酸钙家族包括系列的生物可降解无机材料。在医学材料应用中，磷酸钙材料多被用于其他材料的填充剂，制备成微孔状纳米材料，磷酸钙材料本身不具备药物包裹能力，因而很少单独作为药物释放的载体。表2:磷酸钙家族成员及其聚合物<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在磷酸转材料家族中，非晶磷灰石(AmorphousCalciumPhosphate,以下简称ACP)，在近几年得到更多的关注，他是羟基磷灰石的前身，是羟基磷灰石形成过程中的中间产物,但与羟基磷灰石相比，ACP具有更强的亲水性能和吸附功能，因而ACP被广泛用于生物材料添加材料。在骨科，由于ACP类似于人类骨骼中天然的成分，而被用作骨骼材料的填充材料，比如水泥骨，牙科充料等，由于其较好的溶解性能，ACP在降解过程中可以在周围形成柔性的含有Ca2+离子、P043—离子区，该离子区可以中和聚乳酸带来的酸性环境，延缓生物吸收的速度，从而清除由酸性物质引起的炎症反应。目前药物释放血管支架存在的问题血管再狭窄与晚期血栓形成是目前药物释放血管支架存在的两个主要问题。目前市场上已有的药物释放支架仅能部分抑制血管再狭窄的发生，并且生物可降解材料的效果不理想，虽然聚乳酸材料已被广泛的应用于骨科组织修复，但由于聚乳酸在代谢过程中产生的大量乳酸而导致周围血管炎症反应，其在心血管中的应用受到极大限制，因此一种有效的药物释放支架迫在眉睫。
发明内容本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种药物释放血管支架及其制备方法，本发明的药物释放血管支架，包括支架本体、控制药物释放的聚合物和抗组织增生药物，其中控制药物释放的聚合物是复合型聚乳酸生物可降解材料，抗组织增生药物为微管稳定剂和免疫抑制剂。该技术方案的药物释放血管支架是具有高度生物相容性的生物可降解的聚合物材料，具有更强的抗组织再狭窄的能力，并且可以减少药物的用量。本发明的药物释放血管支架包括支架本体、控制药物释放的聚合物和抗组织增生药物，其中，1)控制药物释放的聚合物是复合型聚乳酸生物可降解材料；2)抗组织增生药物为微管稳定剂和免疫抑制剂。本发明的药物释放血管支架，所述的复合型聚乳酸生物可降解材料包含有聚乳酸类材料和磷酸钙类材料；所述的抗组织增生药物中免疫抑制剂为雷帕霉素，所述的微管稳定剂为紫杉醇。本发明所述的抗组织增生药物与控制药物释放的聚合物重量百分比为1:9999:1。10本发明所述的复合型聚乳酸生物可降解材料中，磷酸钙类材料与聚乳酸类材料的重量百分比为1%-50%。本发明所述聚乳酸类材料为聚乳酸高分子聚合物家族成员中的至少一种，即PLA、PLLA、PLDA、PGA及PLA与PGA共聚物PLGA之中至少一种。本发明所述聚乳酸类材料若采用PLGA，则其中PLA与PGA的重量百分比为1%-99%。本发明所述的磷酸钙类材料为非晶磷酸妈、磷酸二钙、磷酸三钙、羟基磷酸钙中的至少一种。本发明中所述的免疫抑制剂与微管稳定剂的重量百分比是l:9999:1，雷帕霉素和紫杉醇的重量百分比为1:9999:1。本发明的制备方法为方法l)预混药物转载法按照所述的物料的比例取控制药物释放的聚合物(聚乳酸类材料、磷酸钙类材料)和抗组织增生药物(雷帕霉素和紫杉醇)，直接将物料搅拌混匀，再将得到的聚合物-药物混合物溶入四氢呋喃或氯仿溶剂中，然后将其在室温下进行超声震荡制成悬浮喷涂溶液，最后将所得的悬浮喷涂溶液在不断搅拌下均匀喷涂于支架表面，得到药物释放血管支架。该支架采用金属支架，该金属支架的材料可以是不锈钢，镍合金或镁合金等金属材料。方法2)分层药物转载法按照所述的物料的比例取控制药物释放的聚合物和抗组织增生药物，先将控制药物释放的聚合物(聚乳酸类材料、磷酸钙类材料)溶入四氢呋喃或氯仿溶剂中，制得复合聚乳酸聚合物溶液，然后将抗组织增生药物(雷帕霉素和紫杉醇)分别加入到等量的复合聚乳酸聚合物溶液中，再在室温下进行超声震荡制成悬浮喷涂溶液，再分层将聚合物药物混合物喷涂到支架的表面，得到药物释放血管支架。本发明的有益效果为，本发明的控制药物释放的聚合物为包含有聚乳酸类材料和磷酸钙类材料的复合型聚乳酸生物可降解材料，该聚合物是通过在聚乳酸材料中添加磷酸钙材料而获得的复合型聚乳酸生物可降解材料，在聚乳酸材料中添加磷酸钙可以中和聚乳酸代谢过程中产生的酸性环境，与单一聚乳酸类材料和单一磷酸钙类材料相比，该复合材料具有更精确的药物调控能力和更好的生物相容性，当植入人体后，该材料将被人体在1-12个月内自动降解，不仅能够克服目前普通聚乳酸降解材料所引起的炎症反应，而且可以促进周围组织再生或血管内皮化,从而加速损伤组织的修复。抗组织增生药物为雷帕霉素和紫杉醇的药物组合，将雷帕霉素和紫杉醇包裹在同一支架内，利用二者的协同作用提高支架抗再狭窄能力，该组合是通过将雷帕霉素与紫杉醇联合包裹于支架表面，与雷帕霉素或紫杉醇单一药物支架相比，该支架具有更强的抗组织再狭窄的能力，并且其抑制再狭窄所需的剂量也比单一用药时要少，降低用药量。在本发明的药物混合物中，雷帕霉素和紫杉醇都是脂溶性，具有相同的释放曲线，而二者又能独立的通过不同的途径有效的抑制内皮细胞的增生，两种药物在药物涂层支架的联合应用时对防止再狭窄的发生具有协同效应，同时其抑制再狭窄所需的剂量也比单一用药时要低。雷帕霉素是通过作用于细胞周期的s期而阻止内皮细胞的增生，紫杉醇是通过选择性的阻断细胞生长周期的M期而达到抑制效果。本发明中，通过将二者联合，从不同的细胞生长周期多方位的阻断细胞的增生，从而提高治疗效果。本发明所作的动物实验如下研究中所用的支架是不锈钢金属支架再狭窄的计算公式(正常的内膜面积-残留的内膜面积)/正常的内膜面积X100试验一我们将本发明的复合型聚乳酸生物可降解材料+抗组织增生药物组合物喷涂(预混药物转载法)于金属支架表面，然后移植入猪心脏冠状动脉内。同时作为对照，将只包裹有普通聚乳酸材料的支架和只包裹有本发明的复合型聚乳酸生物可降解材料支架也一并植入猪冠状动脉内。植入28天后，将猪处死，用福尔马林溶液高压灌注颈动脉，仔细从组织中分离支架后再在显微镜下测量再狭窄的程度。图3是三种不同支架植入猪冠状动脉28天后的再狭窄发生率的柱状图。图4是三种不同支架植入猪冠状动脉28天后的病理变化。从图中可以看出本发明的药物释放血管支架的狭窄率为5.8%;只包裹有普通聚乳酸材料的支架的狭窄率为26%;只包裹有本发明的复合型聚乳酸生物可降解材料的支架的狭窄率为18%。结果表明，与只包裹普通聚乳酸材料的支架相比，只包裹本发明的复合型聚乳酸生物可降解材料的支架具有更小的炎症反应和内皮组织增生，即小的再狭窄率，而本发明的药物释放支架则具有最小的内膜增生，且血管内膜已被新的内皮细胞覆盖，比单一聚乳酸生物可降解材料包裹的支架具有更好的生物相容性。此现象表明复合型聚乳酸生物可降解材料+抗组织增生药物组合物包裹的药物释放支架能加速血管的内皮化进程，这对抑制血管再狭窄和晚期血栓的形成有着极为重要的意义。试验二将三个本发明的复合型聚乳酸生物可降解材料+抗组织增生药物组合物包裹的药物释放支架，三个复合型聚乳酸生物可降解材料+雷帕霉素覆膜支架，三个复合型聚乳酸生物可降解材料+紫杉醇覆膜支架植入猪冠状动脉内，植入28天后，将猪处死后，用福尔马林溶液高压灌注颈动脉，仔细从组织中分离支架后再在显微镜下测量再狭窄的程度。图5是三种不同支架植入猪冠状动脉28天后的再狭窄发生率的柱状图。从图中可以看出，本发明的药物释放血管支架的狭窄率为6.8%，雷帕霉素覆膜支架的狭窄率为11.5%，紫杉醇覆膜支架狭窄率为12.2%。结果表明，药物组合物(雷帕霉素+紫杉醇)包裹支架比任何单一用药的支架，在抑制血管再狭窄的发生方面有着更显著的疗效，并且试验中药物组合物包裹的支架中未见任何血管内血栓形成。图l是本发明试验中所采用的金属支架的结构示意图；图2是预混和涂层药物的流程图3是三种不同支架植入猪冠状动脉28天后的再狭窄发生率的柱状图，其中，A代表只包裹有普通聚乳酸材料的支架，B代表只包裹有本发明的复合型聚乳酸生物可降解材料的支架，C代表本发明的药物释放血管支架；图4是是三种不同支架植入猪冠状动脉28天后的病理变化图，其中A为只包裹有普通聚乳酸材料的支架，B为只包裹有本发明的复合型聚乳酸生物可降解材料的支架，C为本发明的药物释放血管支架；图5是药物组合包裹支架与单一药物支架植入猪冠状动脉28天后的再狭窄发生率的柱状图，其中，A为雷帕霉素药物支架，B为紫杉醇药物支架，C为本发明的药物组合支架。具体实施例方式为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐述本发明，但本发明不仅限于下面的实施例。本发明所述的复合型聚乳酸生物可降解材料包含有聚乳酸类材料和磷酸钙类材料，上述聚乳酸类材料和磷酸钙类材料均可通过商业途径直接获得。实施例1非晶磷酸钙20份(按重量份计，下同)，PLA50份，雷帕霉素15份，紫杉醇15份，按照上述所述物料的种类和用量称取所需的物料，称量完毕后，直接将所有物料混合搅拌混匀，再将得到的聚合物-药物混合物溶入10毫升的四氢呋喃溶剂中，然后将其在室温下进行超声震荡制成悬浮喷涂溶液，最后将所得的悬浮喷涂溶液在不断搅拌下均匀喷涂于支架表面，得到药物释放血管支架。实施例2磷酸二钙10份，PLGA40份，雷帕霉素10份，紫杉醇40份，按照上述所述物料的种类和用量称取所需的物料，称量完毕后，先将磷酸二钙和PLGA混匀，然后溶入10毫升四氢呋喃溶剂中，制得复合聚乳酸聚合物溶液，然后将雷帕霉素、紫杉醇分别加入到等量的复合聚乳酸聚合物溶液中，再在室温下进行超声震荡制成悬浮喷涂溶液，再分层将聚合物药物混合物喷涂到支架的表面，得到药物释放血管支架。实施例3羟基磷酸钙10份，PLLA50份，雷帕霉素1份，紫杉醇39份，按照上述所述物料的种类和用量称取所需的物料，称量完毕后，直接将所有物料混合搅拌混匀，再将得到的聚合物-药物混合物溶入IO毫升氯仿溶剂中，然后将其在室温下进行超声震荡制成悬浮喷涂溶液，最后将所得的悬浮喷涂溶液在不断搅拌下均匀喷涂于支架表面，得到药物释放血管支架。15实施例4磷酸三钙10份，PLDA50份，雷帕霉素25份，紫杉醇5份，按照上述所述物料的种类和用量称取所需的物料，称量完毕后，先将磷酸三钙、PLDA混匀，然后溶入10毫升氯仿溶剂中，制得复合聚乳酸聚合物溶液，然后将雷帕霉素、紫杉醇分别加入到等量的复合聚乳酸聚合物溶液中，再在室温下进行超声震荡制成悬浮喷涂溶液，再分层将聚合物药物混合物喷涂到支架的表面，得到药物释放血管支架。实施例5非晶磷酸钙10份、磷酸二钙10份、磷酸三钙10份,羟基磷酸钙10份、PLA10份、PLLA10份、PLDA10份、PLGA10份，雷帕霉素10份，紫杉醇10份，制备方法同实施例l中的方法，不再赘述。1权利要求1.一种药物释放血管支架，包括支架本体、控制药物释放的聚合物和抗组织增生药物，其特征是1)控制药物释放的聚合物是复合型聚乳酸生物可降解材料；2)抗组织增生药物为微管稳定剂和免疫抑制剂。2.根据权利要求1所述的药物释放血管支架，其特征是所述的复合型聚乳酸生物可降解材料包含有聚乳酸类材料和磷酸钙类材料。3.根据权利要求1所述的药物释放血管支架，其特征是:所述的免疫抑制剂为雷帕霉素，所述的微管稳定剂为紫杉醇。4.根据权利要求1所述的药物释放血管支架，其特征是所述的抗组织增生药物与控制药物释放的聚合物重量百分比为1:9999:1。5.根据权利要求2所述的药物释放血管支架，其特征是:所述的磷酸钙类材料和聚乳酸类材料的重量百分比为1%_50%。6.根据权利要求2或5所述的药物释放血管支架，其特征是所述聚乳酸类材料为PLA和/或PLLA和/或PLDA和/或PGA和/或PLGA。7.根据权利要求2或5所述的药物释放血管支架，其特征是所述的磷酸钙类材料为非晶磷酸钙和/或磷酸二钙和/或磷酸三钙和/或羟基磷酸钙。8.根据权利要求6所述的药物释放血管支架，其特征是所述的PLGA为PLA和PGA的共聚物，其中PLA与PGA的重量百分比为1%-99%。9.根据权利要求1或3所述的药物释放血管支架，其特征是所述的免疫抑制剂与微管稳定剂的重量百分比是l:9999:1。10.—种如权利要求1或2或3所述的药物释放血管支架的制备方法，其特征是该制备方法的操作歩骤为按照所述的物料的比例取控制药物释放的聚合物和抗组织增生药物，直接将物料搅拌混匀，再将得到的聚合物-药物混合物溶入四氢呋喃或氯仿溶剂中，然后将其在室温下进行超声震荡制成悬浮喷涂溶液，最后将所得的悬浮喷涂溶液在不断搅拌下均匀喷涂于支架表面，得到药物释放血管支架。11.一种如权利要求1或2或3所述的药物释放血管支架的制备方法，其特征是:该制备方法的操作步骤为按照所述的物料的比例取控制药物释放的聚合物和抗组织增生药物，先将控制药物释放的聚合物溶入四氢呋喃或氯仿溶剂中，制得复合聚乳酸聚合物溶液，然后将抗组织增生药物分别加入到等量的复合聚乳酸聚合物溶液中，再在室温下进行超声震荡制成悬浮喷涂溶液，再分层将聚合物药物混合物喷涂到支架的表面，得到药物释放血管支架。全文摘要本发明属于医学领域，具体涉及一种药物释放血管支架及其制备方法。本发明的目的就是提供一种药物释放血管支架及其制备方法，本发明的药物释放血管支架，包括支架本体、控制药物释放的聚合物和抗组织增生药物，其中控制药物释放的聚合物是复合型聚乳酸生物可降解材料，抗组织增生药物为微管稳定剂和免疫抑制剂。该技术方案的药物释放血管支架是具有高度生物相容性的生物可降解的聚合物材料，具有更强的抗组织再狭窄的能力，并且可以减少药物的用量。文档编号A61L31/12GK101584888SQ200810016079公开日2009年11月25日申请日期2008年5月21日优先权日2008年5月21日发明者昊吴申请人:昊吴