专利名称：一种防血管再狭窄的冠脉内支架药物涂层的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以紫杉醇为防血管再狭窄药物、以生物降解性脂肪族聚内酯为药物载体的防血管再狭窄的冠脉内支架药物涂层。
近年来，临床医师也已试用了多种预防血管再狭窄的方法，但冠状动脉球囊扩张形成术后的再狭窄率仍居高不下，始终维持在20-30％之间，在血管内径小于3mm的情况下，再狭窄的发生率则更高，部分亚组的病人再狭窄的发生率则高达50％，成为用介入性手段治疗冠心病的极大限制和障碍。
用含有放射性物质的血管支架进行血管内放射性治疗曾经为预防血管再狭窄带来了一线曙光，但由于制备和使用含有放射性物质血管支架必须实行对放射线的防护、使操作手续十分复杂，同时由于还存在必须防止含有放射性物质的排泄物对环境造成污染的问题，因此使其在临床的使用和推广也受到限制。
涂层支架是血管支架的新发展，已先后出现过用碳、硅等非金属元素涂层的支架，且开展了临床试验，但最研究表明其效果仍然不佳，临床使用中的血管再狭窄率几乎没有降低。此外，近年来新发展的磷酸胆碱涂层支架六个月时的血管再狭窄率也达18％左右，疗效仍不理想。
心血管药理学研究发现多种药物可在体外对血管内膜和平滑肌细胞产生明显的抑制作用，但全身用药却效果不佳，其原因可能与体循环血药浓度过低有关。此外由于冠状动脉这一特殊的部位不适于安置体内药物缓释装置，因此如何局部用药及使用何种药物成为研究药物缓释支架的关键所在。
根据紫杉醇作用于细胞微管系统，可影响细胞分裂、加速细胞凋亡，从而抑制细胞的增生、移行和信号传导的性能，近年来已成为逐渐广泛使用的新型抗癌药，同时它又是一类脂溶性药物，能迅速透过细胞膜进入细胞，具有起效快的优点；以及它可对细胞骨架产生稳固作用，从而可以减缓它在细胞内的代谢，以延长作用时间的特点。影响冠脉内支架药物涂层中紫杉醇释放行为的因素颇多，除了支架的几何形状外，在涂层中起紫杉醇载体作用的材料种类、紫杉醇在载体材料中的溶解和扩散速度、载体材料的降解速度，以及紫杉醇在涂层中的浓度及在载体中的分布状态等都具有重要的影响。其中，载体材料的性质对紫杉醇的释放行为影响最大。因为如果用不可降解的材料为紫杉醇的载体时，则会在冠脉支架刚植入冠脉时出现紫杉醇大量释放的初期爆释、使初期的紫杉醇血药浓度超过中毒极限，而之后又随着涂层中紫杉醇含量的减少，使紫杉醇的释放量达不到防止再狭窄的有效浓度；此外，如果载体材料同紫杉醇的相容性太差、则会导致由于紫杉醇在载体中扩散速度太慢、在支架植入冠脉的初期阶段无紫杉醇的释放，这样在术后最易发生血栓的阶段达不到有效的紫杉醇血药浓度，容易造成冠脉再狭窄。因此，由于药物载体不可降解而形成的这两种药物释放行为都是不符合防止再狭窄的临床应用要求的。
理想的药物载体应具有“零级”(即“恒速”)释放行为，即药物释放速度不随时间而变化，从而可使血药浓度持续维持在最佳疗效的水平。用生物可降解的高分子材料作为药物载体时，虽然载体对药物的释放速度也将随着药物含量的降低而减慢，但由于随着药物载体的逐步降解、载体的结构变得疏松、使药物分子从载体向机体溶解和扩散速度加快、药物释放量增加。因此，在调节到载体的生物降解速度为一定时，就可使由于药物含量降低而造成的药物释放量的减少同由于药物分子溶解扩散速度加快而引起的药物释放量的增加相抵消，实现药物的恒速释放。此外，由于生物降解高分子药物载体可以在体内的生理环境下，由于体液和酶等的作用而降解成为小分子或单体、以至最终被机体吸收或代谢，因此还具有在药物释放完成后可以不需再从机体内取出的优点，是最理想的药物载体。
为实现上述目的，本发明将脂肪族聚内酯及其共聚物用溶剂溶解，溶解均匀后加入作为防止血管再狭窄的冠脉内支架药物紫杉醇，经搅拌、溶解均匀和过滤后使用。冠脉支架药物涂层可以采用由紫杉醇和药物载体所配制的溶液在冠脉支架表面用溶液喷涂法或溶液浸渍法涂复加工。涂复均匀后在空气中挥发溶剂、而后在真空条件下于室温脱溶剂48小时，经环氧乙烷灭菌消毒后备用。支架中的药物紫杉醇含量可以通过紫杉醇的浓度、涂层溶液的浓度和涂层的涂复次数予以控制。
其中，以重量份计，包括紫杉醇 10份，药物载体100-10000份，优选为200-8000份。
所述的药物载体是生物降解性脂肪族聚内酯及其共聚物，它们可以是聚丙交酯(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚(丙交酯-乙交酯)(PLG)、聚(丙交酯-己内酯)(PLC)、聚(乙交酯-己内酯)(PGC)或聚(丙交酯-乙交酯-己内酯)(PGLC)无规或嵌段共聚物；脂肪族聚内酯及其共聚物的分子量为8000～500000。
所述聚(丙交酯-乙交酯)(PLG)中，聚乙交酯的含量可从1-60mol％，最佳比例为15-50mol％；所述聚(丙交酯-己内酯)(PLC)中，聚丙交酯的含量可从1-99mol％，最佳比例为10至90mol％；
所述聚(乙交酯-己内酯)(PGC)中，聚乙交酯的含量可从1至30mol％，最佳比例为3至20mol％；所述聚(丙交酯-乙交酯-己内酯)(PGLC)中，聚乙交酯的含量可从1至30mol％，最佳比例为3至20mol％；聚己内酯的含量最佳比例为3至75mol％。
所述冠脉支架材质可以是不锈钢、镍-钛记忆合金，或生物相容性的高分子塑料。
由紫杉醇和药物载体所配制的药物涂层溶液的溶剂可以是四氢呋喃、丙酮、二氯甲烷，或三氯甲烷。
由脂肪族聚内酯及其共聚物溶液与紫杉醇所配制成的药物涂层溶液的浓度可以在0.5～5％范围。
本发明的防血管再狭窄的冠脉内支架药物涂层的紫杉醇释药的周期为一周到一月。
本发明的特点在于将防止血管再狭窄的关键着眼于抑制中膜层的平滑肌细胞在细胞因子和细胞生长因子作用下向内膜层迁移而造成异常增殖。因此以抑制平滑肌细胞从开始生长期进入DNA合成期着手防止血管的再狭窄。
考虑到冠脉内支架是冠心病介入性治疗中最常用的手段之一，有约40-70％的冠心病病人需要手术植入支架。因此用支架作为释放药物的介质，通过将冠状动脉支架植入血管后紧贴在血管内表面、使支架上被覆的药物缓慢释放，可使药物直接作用于局部病灶部位。同时，由于只有微量药物进入体内，还可以避免由于药物所产生的全身性不良反应。
脂肪族聚内酯，如聚丙交酯(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚己内酯(PCL)都是已被批准可以用于体内的生物降解高分子。它们无毒、具有良好的生物相容性和良好的理化性能，它们还可以进行共聚、通过调节共聚物的组分、组成、分子量和分子量分布等在大范围内调节共聚物的降解速度、理化性能，从而调节它们的药物释放速度，使至药物释放寿命能在数天至数月间调节，因而已作为治疗癌症、解毒、感染和避孕等药物的药物载体在临床得到应用和商品化(如Decapeptyl、LupronDepot、Zoladex、Adriamycin和Capronor等)。
具体实施例方式
实施例一0.1g聚(丙交酯-乙交酯)无规共聚物(PLGA，丙交酯/乙交酯＝50/50(mol/mol))溶于5ml三氯甲烷后，加入2mg紫杉醇，搅拌、溶解均匀和过滤后，喷涂到316L不锈钢支架表面，在空气中挥发溶剂，而后重复喷涂一次，在空气中挥发溶剂后再在真空条件下于室温脱溶剂48小时，支架中的紫杉醇含量为50μg。经环氧乙烷灭菌消毒后植入犬的冠脉，二周后未见血栓生成。
实施例二0.1g聚(丙交酯-乙交酯-己内酯)无规共聚物(PGLC，丙交酯/乙交酯/己内酯＝45/45/10(mol/mol))溶于3ml二氯甲烷后，加入2mg紫杉醇，搅拌、溶解均匀和过滤后，浸涂到316L不锈钢支架表面，在空气中挥发溶剂，而后再在真空条件下于室温脱溶剂48小时，支架中的紫杉醇含量为85μg。经环氧乙烷灭菌消毒后植入犬的冠脉，三周后未见血栓生成。
实施例三0.1g聚(丙交酯-乙交酯-己内酯)无规共聚物(PGLC，丙交酯/乙交酯/己内酯＝45/45/10(mol/mol))溶于3ml二氯甲烷后，加入2mg紫杉醇，搅拌、溶解均匀和过滤后，浸涂到316L不锈钢支架表面，在空气中挥发溶剂，而后再重复浸涂一次，在空气中挥发溶剂后再在真空条件下于室温脱溶剂48小时，支架中的紫杉醇含量为250μg。经环氧乙烷灭菌消毒后植入犬的冠脉，二月后未见血栓生成。
实施例四0.2g聚(丙交酯-乙交酯-己内酯)嵌段共聚物(PGLC，丙交酯/乙交酯/己内酯＝27/63/10(mol/mol))溶于6ml二氯甲烷后，加入2mg紫杉醇，搅拌、溶解均匀和过滤后，浸涂到316L不锈钢支架表面，在空气中挥发溶剂后再重复浸涂一次，而后再在真空条件下于室温脱溶剂48小时，经环氧乙烷灭菌消毒后使用。支架中的紫杉醇含量为200μg。
实施例五0.1g聚(乙交酯-己内酯)无规共聚物(PGC，乙交酯/己内酯＝30/70(mol/mol))溶于10ml二氯甲烷后，加入2mg紫杉醇，搅拌、溶解均匀和过滤后，喷涂到316L不锈钢支架表面，在空气中挥发溶剂，而后重复喷涂二次，在空气中挥发溶剂后再在真空条件下于室温脱溶剂48小时，经环氧乙烷灭菌消毒后使用。支架中的紫杉醇含量为100μg。
实施例六同实施例四操作，采用镍-钛记忆合金支架，支架中的紫杉醇含量为200μg。
实施例七同实施例五操作，采用聚已内酯支架，支架中的紫杉醇含量为100μg。
对照例一同实施例一，但是无紫杉醇。将0.1g聚(丙交酯-乙交酯)无规共聚物(PLGA，丙交酯/乙交酯＝50/50(mol/mol))溶于5ml三氯甲烷后过滤，然后喷涂到316L不锈钢支架表面，在空气中挥发溶剂，而后重复喷涂一次，在空气中挥发溶剂后再在真空条件下于室温脱溶剂48小时，经环氧乙烷灭菌消毒后植入犬冠脉，二个月后造影检查发现有血管狭窄性改变。
对照例二将经环氧乙烷灭菌消毒的316L不锈钢支架直接植入犬冠脉，二个月后检查可见血管狭窄性影像学改变。
动物实验例1实验动物为杂种犬，雄性，体重25kg，全身麻醉后行股动脉切开术，股动脉内插入7F导管鞘，沿股动脉送入导引管到左回旋支开口处，送入导引钢丝进入左回旋支，将含有50μg紫杉醇的不锈钢支架(3.0×16mm)装载到球囊导管上，沿导丝送入左回旋支中段。操作方法与人体手术过程完全一致。术后观察3小时，未见血栓形成。第二、四周重复造影检查，未见血管异常影像学变化。
动物实验例2实验动物为杂种犬，雄性，体重27kg，全身麻醉后行股动脉切开术，股动脉内插入7F导管鞘，沿股动脉送入导引管到左回旋支开口处，送入导引钢丝进入左回旋支，送入球囊导管到左回旋支中段进行预损伤，然后再将含有85μg紫杉醇的不锈钢支架(3.0×16mm)装载到球囊导管上，沿导丝送入左回旋支中段。操作方法与人体手术过程完全一致。术后观察4小时，未见血栓形成。第三周时重复造影检查，未见异常变化。
动物实验例3实验动物为杂种犬，雄性，体重29kg，全身麻醉后行股动脉切开术，股动脉内插入7F导管鞘，沿股动脉送入导引管到左回旋支开口处，送入导引钢丝进入左回旋支，送入球囊导管到左回旋支中段进行预损伤，然后再将含有250μg紫杉醇的不锈钢支架(3.0×16mm)装载到球囊导管上，沿导丝送入左回旋支中段。术后第一个月、第二个月时重复造影检查，未见异常变化。
对照组动物实验例1实验动物为杂种犬，雄性，体重24kg，全身麻醉后行股动脉切开术，股动脉内插入7F导管鞘，沿股动脉送入导引管到左回旋支开口处，送入导引钢丝进入左回旋支，送入球囊导管到左回旋支中段进行预损伤，然后再将不含紫杉醇而仅被覆有聚内酯的不锈钢支架(3.0×16mm)装载到球囊导管上，沿导丝送入左回旋支中段。操作方法与人体手术过程完全一致。术后观察4小时，未见血栓形成。第四周时重复造影检查，未见异常变化。
对照组动物实验例2实验动物杂种犬8头，雄性，平均体重26kg，全身麻醉后行股动脉切开术，股动脉内插入7F导管鞘，沿股动脉送入导引管到左回旋支开口处，送入导引钢丝进入左回旋支，送入球囊导管到左回旋支中段进行预损伤，然后将316L不锈钢支架(3.0×15--16mm)装载到球囊导管上，沿导丝送入左回旋支中段。操作方法与人体手术过程完全一致。第一、二、六个月时重复造影检查，7头动物先后出现血管狭窄性影像学改变。
权利要求
1.一种防血管再狭窄的冠脉内支架药物涂层，其制备方法为将药物载体在溶剂中溶解均匀加入药物，搅拌溶解后过滤，再将药物溶液均匀涂复在冠脉支架表面，在空气中挥发溶剂，而后于真空下室温脱溶剂48小时，再经环氧乙烷灭菌消毒，其特征在于所述药物载体为脂肪族聚内酯及其共聚物；所述药物为紫杉醇；其中，以重量份计，包括紫杉醇 10份，药物载体 100-10000份，药物溶液的浓度为0.5-5％范围。
2.如权利要求1所述的冠脉内支架药物涂层，其特征在于，所述生物降解性脂肪族聚内酯及其共聚物为聚丙交酯、聚己内酯、聚(丙交酯-乙交酯)、聚(丙交酯-己内酯)、聚(乙交酯-己内酯)或聚(丙交酯-乙交酯-己内酯)无规或嵌段共聚物；所述脂肪族聚内酯及其共聚物的分子量为8000-500000；所述聚(丙交酯-乙交酯)中，聚乙交酯的含量为1-60mol％；所述聚(丙交酯-己内酯)中，聚丙交酯的含量为1-99mol％；所述聚(乙交酯-己内酯)中，聚乙交酯的含量为1-30mol％；所述聚(丙交酯-乙交酯-己内酯)中，聚乙交酯的含量为1至30mol％，聚己内酯的含量为3至75mol％；所述冠脉支架材质为不锈钢、镍-钛记忆合金或生物相容性的高分子塑料；所述溶剂为四氢呋喃、丙酮、二氯甲烷或三氯甲烷。
3.如权利要求1所述的冠脉内支架药物涂层，其特征在于，所述药物载体以重量计为200-8000份。
4.如权利要求1或2所述的冠脉内支架药物涂层，其特征在于所述聚(丙交酯-己内酯)中，聚丙交酯的含量为10-90mol％；所述聚(丙交酯-乙交酯)中，聚乙交酯的含量为15-50mol％；所述聚(乙交酯-己内酯)中，聚乙交酯的含量为3-20mol％；所述聚(丙交酯-乙交酯-己内酯)中，聚乙交酯的含量为3-20mol％。
5.如权利要求1所述的冠脉内支架药物涂层，其特征在于，所述紫杉醇释药的周期为一周到一月。
全文摘要
一种防血管再狭窄的冠脉内支架药物涂层，将脂肪族聚内酯及其共聚物用溶剂溶解，溶解均匀后加入作为防止血管再狭窄的紫杉醇，经搅拌、溶解均匀和过滤后使用。冠脉支架药物涂层可以采用由紫杉醇和药物载体所配制的溶液在冠脉支架表面用溶液喷涂法或溶液浸渍法涂覆加工。涂覆均匀后在空气中挥发溶剂、而后在真空条件下于室温脱溶剂48小时，经环氧乙烷灭菌消毒后备用。支架中的药物紫杉醇含量可以通过紫杉醇的浓度、涂层溶液的浓度和涂层的涂覆次数予以控制。
文档编号A61K31/337GK1429547SQ0210001
公开日2003年7月16日 申请日期2002年1月4日 优先权日2002年1月4日
发明者王身国, 盖鲁粤, 蔡晴, 陈练, 贝建中, 杜洛山 申请人:中国科学院化学研究所, 中国人民解放军总医院