血管内器具用多功能生物兼容涂层的制作方法

专利名称：血管内器具用多功能生物兼容涂层的制作方法
关于联邦发起的研究与发展的声明本发明是在国家卫生研究院(National Institutes of Health)拨款No.1 R43 HL072624-01的拨款部分支持的研究进程中进行的。美国政府对本发明享有某些专利。
背景本发明的实施方案涉及生物兼容涂层，及其形成和使用方法。
用来构建或涂布种类繁多的血液接触器具例如导管、血管移植物、体外循环回路、和化学传感器的聚合物材料可以由显示出良好血兼容性的材料制成。然而，这些器具的一个持久性问题是，它们在一些情况下当与血液直接接触时可能引起活体内血栓形成反应。血液凝结连串事件始于该材料表面上的蛋白质吸附，随后血小板粘合和活化。然后一系列凝结因子使可溶的血纤维蛋白原转化成不可溶的血纤维蛋白，后者截留活化的血小板，从而导致血栓形成。
已经调研了旨在发展血液更可兼容的聚合物材料的众多思路。一种战略包括将肝素包埋到要与血液接触的器具的聚合物表面上。然而，血栓形成并没有完全消除。这可能部分地由于如下事实该聚合物表面上肝素的数量可能不足以有效地防止凝结，和/或包埋的化学种可能没有充分结合抗凝血酶III，同时结合对于抑制血纤维蛋白单体形成所必需的凝血酶。进而，肝素并没有抑制血小板活性而且可能在某种程度上实际上引起血小板活化。
减少或消除血栓形成的另一条思路包括使聚合物掺杂前列环素(PGI2)或将PGI2包埋到该聚合物表面。然而，这些掺杂的聚合物并没有显示出增强的活体内血液兼容性，这是由于要么PGI2释放量不够，要么包埋后生物功能丧失的缘故。
已经探索了试图进行聚合物表面改性来达到提高血液兼容性的其它思路。这些包括浸渍凝血调节蛋白、接种内皮细胞(EC)、以及抑制蛋白质粘合和细胞粘合。尽管这些不同的思路全都取得了不同程度的成功，但无一能产生一种非血栓形成性聚合物材料。
也已经有人显示氧化氮(NO)有若干重要生理功能，包括其独特的血管舒张性能、抗癌效能、抗血小板活性、和抗细胞增生属性。尽管NO是一种稳定自由基，但它对血红蛋白和氧可能是高度反应性的，从而能将NO输送到靶部位并与其结合。的确，在使用水溶性NO供体/加合物或NO发生剂作为NO输送剂方面，已经取得了很多进展。例如，已经有人显示重氮二醇化(diazeniumdiolated)脯氨酸(PROLI/NO)当输注到血液中时能缓解肌肉痉挛。此外，已经有人报告，二亚甲基三胺重氮二醇化物(DETA/NO)能实质性地抑制血管受伤后细胞的过度增殖，而且糖基化重氮二醇化物具有抗肿瘤活性。
然而，使用这样的水溶性重氮二醇化物及其它NO供体和疏水性基体来形成生物兼容性涂层可能是有问题的。例如，分散于硅橡胶基体中的(Z)-1-[N-甲基-N-[6-(N-甲基铵基己基)氨基]]重氮-1--1，2-二醇化物(MAHMA/NO)在一些情况下可以防止血管内传感器表面上的血栓形成。该化合物当用于体外循环回路内壁上的聚合物涂层内时可以大大降低血小板活性。然而，MAHMA/NO及其相应的二胺前体倾向于从该聚合物基体表面溶出，并与NO的氧化性中间体反应而生成潜在有毒的亚硝胺。
概要本发明的实施方案通过提供一种适配得能实质上消除当与血液接触时的血栓形成的聚合物涂层而实质性地解决了以上列举的缺点。该聚合物涂层包括一个第一聚合物层和一个第二聚合物层。介于第一聚合物层与第二聚合物层之间的是一个掺杂了氧化氮供体和氧化氮发生剂中至少一种的聚合物基体层。该氧化氮供体和/或氧化氮发生剂能释放或发生NO。一种生物活性剂要么包埋到第二聚合物的表面，要么掺入聚合物基体层。
附图简要说明本发明的实施方案的目的、特点和优点将通过参照以下详细说明和附图变得显而易见，其中

图1A是一种基材上聚合物涂层的一种实施方案的半示意视图1B是一种基材上聚合物涂层的一种替代实施方案的半示意视图；图2A是一种基材上聚合物涂层的一种替代实施方案的半示意视图；图2B说明包埋生物活性剂的替代实施方案；图3A是一种基材的内表面上聚合物涂层的实施方案的半示意顶视图；图3B是一种基材的外表面上聚合物涂层的替代实施方案的半示意顶视图；图4是一幅记录曲线图，说明在肝素包埋期间和之后从有掺入了KTpClPB和4％DBHD/NO的增塑PVC涂层和PVC-NH2顶涂层的SR导管套(d＝0.1cm，h＝2.5cm)产生的NO表面通量(A-PVC∶DOS＝1∶2，有顶涂层；B-PVC∶DOS＝1∶1，有顶涂层；C-PVC∶DOS＝2∶1，有顶涂层；a-在25℃与MES平衡；b-在25℃，在MES中与Hep/EDC/NHS反应；c-在25℃用Na2HPO4洗涤；d-在25℃用4M NaCl洗涤；e-在25℃用水洗涤；f-在37℃浸入PBS中；A(a+b+c+d+e)＝总NO的～5％，B(a+b+c+d+e)＝总NO的～2％，且C(a+b+c+d+e)＝总NO的1％以下)；和图5是一幅记录曲线图，说明在肝素包埋期间和之后从有掺入KTpClPB和4％DBHD/N2O2的增塑PVC涂层和PVC-NH2顶涂层的SR导管套(d＝0.1cm，h＝2.5cm)产生的NO表面通量(A-PVC∶DOS＝1∶1，有顶涂层；B-PVC∶DOS＝2∶1，有顶涂层；a-包埋Hep-CHO(pH＝3.5)，50℃；b-在37℃浸入PBS中；A(a)＝总NO的～27％，且B(a)＝总NO的～12％)。
详细描述该聚合物涂层的实施方案可以有利地用于血管内器具例如血管移植物、斯埋特固定模、导管、体外循环回路、和化学传感器上。如以上所讨论的，已经进行了先有尝试，以消除与血管内器具相联系的血栓形成(即掺入NO供体)，然而，与这些不同技术相联系的问题还不得不克服。
通过将另外的内皮细胞(EC)剂添加到这些涂层的表面中，可以进一步提高NO释放涂层或NO发生涂层的有效性。例如，一种给定聚合物薄膜显示出减少血栓形成所需要的NO通量水平当有一种适当增效剂连接到该表面上(例如凝血调节蛋白)或从该表面释放出来(例如前列环素)时可能降低。不受任何理论约束，相信有较低通量的工程薄膜可能有利地使NO的长期释放成为可能，从而使NO的效益可以延长到比单独使用NO释放涂层可以达到的还长(其非限制性实例包括有亲脂性重氮二醇化物的涂层)。
聚合物涂层的实施方案可以有利地仿效衬在所有健康血管内壁的非血栓形成性EC，而且可以有利地使用能抑制血液材料相互工作用的化学表面片断(例如显示出减少蛋白质和细胞粘合的聚合物表面)。不受任何理论约束，相信仿效内皮细胞和有能协同工作的各化学种可以防止血栓形成和(血管)狭窄。对EC的非血栓形成性质和抗细胞增生性质有贡献的分子包括氧化氮(NO)、前列环素(PGI2)、凝血调节蛋白(TM)、和乙酰肝素硫酸盐。将这些药剂掺入聚合物基体中或上，使得它们要么从聚合物中释放出来要么以生物活性形式存在于聚合物表面上，从而形成了实质上真正生物仿真的而且在功能性结果方面模拟EC的多功能涂层实施方案。在该多功能聚合物涂层的一种实施方案中，包括这些天然存在EC衍生的抗血小板剂、抗凝血剂和/或抗细胞增生剂中2种或多种。
因此，本文中所述的涂层的实施方案实质上解决了与放置血管内器具相联系的、拖延至今的血栓形成和(血管)狭窄问题。如本文中所述，这些聚合物涂层实施方案有利地模拟了人体血管内衬的内皮细胞，该细胞有格外的抗凝血性(thromboresistivity)。不受任何理论约束，相信聚合物涂层中或上氧化氮供体(其非限定性实例包括分立的和聚合物的重氮二醇化物)或发生剂(其非限定性实例包括含铜(II/I)离子/铜金属聚合物基体)的NO释放和天然存在内皮细胞剂的组合实质上完全消除该器具与血液接触时的血栓形成。相信这可能至少部分地由于实质性地提高的、血液和涂层中所使用材料的生物兼容性的缘故。进而，该涂层的实施方案也可以包括NO释放或发生与其它可能有助于防止(血管)再狭窄、血栓形成、炎症、和/或诸如此类的非天然存在化学种的药物输送的组合。
本文中所使用的“NO供体”这一术语一般系指具有与其共价键合的NO释放片断使得当暴露于适当条件时该一个/多个化学官能度能释放NO的药剂。“NO发生剂”这一术语一般系指能直接引起NO从各试剂产生而无与其共价键合的NO释放片断的药剂。
现在参照图1A，说明了一种其上有一个聚合物涂层10的血管内器具12的实施方案。要理解的是，可以使用任何适用的血管内器具12，包括但不限于血管移植物、斯坦特固定模、导管、体外循环回路、化学传感器等。
聚合物涂层10可以包括彼此附着并与其紧密接触的2层或更多层。本文中所公开的涂层10的层14、16、18中可以采用各种疏水性聚合物材料。这些包括但不限于聚氯乙烯(PVC)、硅橡胶(SR)、聚氨酯(PU)、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚己内酯、聚丙交酯、聚乙醇酸交酯、聚(丙交酯共乙醇酸交酯)、聚(N-异丙基丙烯酸胺)、聚丙烯酰胺、其共聚物、和/或其混合物等材料。要理解的是，层14、16、18中每一个都可以是聚合物基体。还要理解的是，该聚合物基体可以是增塑的或无增塑的，如所希望的那样。进而，为外层16、18选择的聚合物一般将是能从诸如共价附着和/或分散的重氮二醇化物型NO加合物中释放出NO者。
在一种实施方案中，一个层14(即第一层)在器具12上建立。这个层14包括一种聚合物材料，该材料适配得能实质上防止随后的层16、18中可能存在的任何化合物渗移到器具12中和/或能实质上促进涂层10中层14、16、18之间的粘合。层14中使用的聚合物材料的适用非限定性实例包括聚氯乙烯、聚对苯二亚甲基、硅橡胶、聚氨酯、聚甲基丙烯酸酯、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚丙烯酰胺、底漆化合物、及其混合物。要理解的是，层14可以是一种聚合物材料密实层。在一种实施方案中，层14的密度范围在约10～约100μm之间。
聚合物涂层10的实施方案进一步包括一个配置于层14上的活性层16(即聚合物基体层)。该活性层16可以包括一种聚合物基体材料。要理解的是，该聚合物基体材料可以是增塑的。聚合物基体材料的非限定性实例包括增塑的聚乙烯醇、聚氯乙烯(PVC)、硅橡胶(SR)、聚氨酯(PU)、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚己内酯、聚丙交酯、聚乙醇酸交酯、聚(丙交酯共乙醇酸交酯)、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚丙烯酰胺、其共聚物、和/或其混合物。
活性层16包括NO供体/加合物或发生剂20。要理解的是，活性层16中NO供体或NO发生剂20的添加可以要么与器具12上活性层16的建立同时进行，要么在该活性层16建立之后进行。
在一种非限定性实施方案中，NO发生剂20是一种含有铜(II/I)离子/铜金属或其它过渡金属离子和/或金属的聚合物基体。可以形成适用含金属离子聚合物基体的其它金属和/或金属离子的适用非限定性实例包括钙、镁、钴、锰、铁、钼、钒、铝、铬、锌、镍、其它过渡金属、其离子、和/或其混合物。含铜(II/I)离子/金属聚合物基体的具体实例包括但不限于铜(H)二苯并[e，k]-2，3，8，9-四苯基-1，4，7，10-四氮杂环十二-1，3，7，9-四烯(铜(II)-DTTCT)、铜(H)-三环萜及其聚合物衍生物、磷酸铜、金属铜、等等及其混合物。
在另一种实施方案中，NO供体20选自分立的NO加合物和聚合物的NO加合物。要理解的是，所选择的NO加合物20也是一种当该聚合物在生理条件下暴露于溶液和/或血液时能自发释放NO的加合物。NO加合物20的一些非限定性实例包括受保护的和分立的N-重氮二醇化物、聚合物系N-重氮二醇化物、亚硝基硫醇、有机硝酸酯、金属亚硝基、C系重氮二醇化物、和/或其混合物。
聚合物中NO的自发释放可能受到NO加合物20与水环境之间发生的至少一种过程制约。这种包括但不限于水或其它血液成分在有机聚合物中/内扩散和离子化中至少一种；缓冲剂离子与聚合物内离子之间的离子交换；带胺氮化合物质子化产生NO；水经由仲胺部位去质子化产生氢氧化有机铵或经由钠或其它金属离子去质子化产生金属氢氧化物。
本文中所指的“分立的NO加合物”是那些有共价附着到小分子上或聚合物填料(例如官能化硅石微粒或钛微粒)上的NO释放片断的化合物。要理解的是，分立的NO加合物一般不是聚合物。那些有其共价附着到聚合物主链上的NO释放片断的化合物一般简称为“聚合物NO加合物”。适用的聚合物NO加合物的非限定性实例包括但不限于重氮二醇化硅橡胶(DACA/N2O2)、重氮二醇化甲基丙烯酸酯、重氮二醇化聚氨酯、重氮二醇化聚氯乙烯、和/或其混合物。要理解的是，一般来说，无论分立的NO加合物还是聚合物NO加合物都没有附着于其上的保护基。然而，在一种其分立NO加合物和/或聚合物NO加合物有良性保护基的实施方案中，要理解的是，当该保护基释放出来时产生一种良性化学种。又进一步，该NO加合物或聚合物加合物的良性保护基可以在NO释放之前和/或期间脱除。进而，当利用非良性的保护基时，要理解的是，该保护基是在该器具应用(例如NO释放)之前去除的。
要进一步理解的是，分立的氧化氮加合物既可以共价地附着到聚合物基体上也可以分散于其中。分立的重氮二醇化物的一些实例包括但不限于以金属阳离子稳定的阴离子型重氮二醇化物、两性离子型重氮二醇化物、和受保护的分立重氮二醇化物(例如O2受保护分立重氮二醇化物)。在一种掺入受保护氧化氮加合物20(例如受保护N-重氮二醇化物)或氧化氮发生剂20的实施方案中，要理解的是，该受保护氧化氮加合物20可以实质上分散在整个聚合物基体中。
本方法的实施方案实质上避免了NO释放前体物材料的毒性，同时保护受控的NO通量。这可以通过提高分立重氮二醇化物分子的亲脂性和/或使这样的片断直接地共价附着到聚合物(例如硅橡胶、甲基丙烯酸酯系聚合物等)上来实现。这样的聚合物的抗凝血性当进行活性试验时可以得到改善，而且在此类材料的表面上血小板粘合和活化作用显著降低。
用来制备该聚合物涂层的实施方案的NO供体20的非限定实例是从有如下通用线型结构的二烷基六亚甲基二胺化合物衍生的重氮二醇化物 生成有如下通式的相应N-重氮二醇化物衍生物
式中R是一种有1～12个碳原子的烷基或一种支化侧链。要理解的是，该R基团可以是特征上不同的。例如，一个R基团可以是丙基，而另一个R基团可以是丁基。在一种实施方案中，R基团可以是氢。再进一步，该衍生物中胺与胺之间存在的亚甲基间隔范围可以是x＝1～x＝6。
用来生成重氮二醇化物的母体结构的其它非限定性实例可以是任何一种含有伯胺或仲胺的化合物，包括但不限于 式中R和R’可以是氢；正烷基；支化烷基；脂肪族烃；环状和/或芳香族胺侧链；酮；醛；酰胺；醚；酯；烯烃；炔烃；和/或其混合物。从母体结构A可以生成的重氮二醇化物的实例包括下列 从母体结构B可以生成的重氮二醇化物的实例包括下列
作为一个非限定性实例，钠离子是以为了稳定各重氮二醇化物而作为抗衡离子的结构a、a’、b、和b’说明的。要理解的是，其它金属离子例如锂、钾、铜、和/或等的离子、和/或其混合物可以是能使这些化学种稳定的合适金属阳离子。
如所说明的，在聚合物涂层10的活性层16的实施方案中，可以使用有前面提到的二胺主链的重氮二醇化物或含有一个胺部位的化合物或含有3个或更多个胺部位的化合物。在一种实施方案中，1摩尔重氮二醇化物化学种当暴露于水或在相对高温时容易离解成2摩尔NO(g)和1摩尔供体胺。
在(如图1A和1B中所说明的)一种实施方案中，活性层16除NO供体或发生剂20外还可以有一种或多种掺入其中的生物活性剂22。生物活性剂22可以是一种抗凝血剂、抗血小板剂、抗细胞增生剂、抗微生物剂、抗病毒剂、和/或其混合物。具体生物活性剂22包括但不限于肝素、乙酰型肝素、硫酸乙酰肝素、前列环素、凝血调节蛋白、和/或其混合物。在这种实施方案中，要理解的是，生物活性剂22可以实质上均匀地分散在整个活性层16中。在一种实施方案中，生物活性剂22分散于活性层16内并从该层内释放出来。
聚合物涂层10的实施方案可以任选地包括一个顶层18(例如第二聚合物层)。顶层18可以充当一个有助于控制位于活性层16的氧化氮和/或其它生物活性剂22的释放的阻透层。此外，顶层18也可以防止活性层16直接暴露于血液。没有顶层18，掺杂到聚合物基体中的药剂(NO供体或发生剂20和/或生物活性剂22)在一些情况下可能与血液相互作用(即在聚合物表面上形成电荷或聚集在表面上等)。然而，要理解的是，在有分散于活性层16内的生物活性剂22的实施方案中，既可以使用顶层18(图1A)也可以不使用顶层18(图1B)，因为NO和/或生物活性剂22的释放可能受将其掺入其中的聚合物基体控制。
如所指出的，图1B说明一种无顶层18的聚合物涂层10的实施方案。在一种非限定性实例中，活性层16包括NO供体20(例如分立的或聚合物的重氮二醇化物)或发生剂20和前列环素(作为生物活性剂22)。在本实例中可以任选地将顶层18脱除，因为其释放可能受到嵌入了NO供体或发生剂20和前列环素的聚合物基体组合物控制。
又进一步，聚合物涂层10的一种替代实施方案包括任选地分散于整个顶聚合物层18中的生物活性剂22(未显示)。要理解的是，这种实施方案可以包括分散于整个活性层16中的NO供体20(其非限定性实例包括分立的N-重氮二醇化物)或NO发生剂20。
现在参照图2A，公开了聚合物涂层10的一种替代实施方案。如所说明的，聚合物涂层10包括顶层18。在顶层18的表面上包埋了一种生物活性剂。可以经由顶层18包埋到聚合物涂层10的表面中的适用生物活性剂22包括但不限于肝素、乙酰型肝素、前列环素、凝血调节蛋白、及其混合物。
可以采用各种不同方法将生物活性剂22包埋到聚合物涂层10的表面中。图2B说明实现生物活性剂22(例如肝素)包埋的2种备选方法的非限定实例。这些备选方法中每一种都包括先在顶层18上形成表面官能团(例如用于结合肝素的NH2基或用于结合凝血调节蛋白的COOH基)，使其适配得能共价地和/或离子型地键合到所选择的生物活性剂22上。在一种实施方案中，生物活性剂22可以经由一种连接剂(其非限定性实例是可以将凝血调节蛋白连接到胺化表面上的六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)键合到该表面上。在图2B所说明的实例中，生物活性剂22是肝素，顶层18进行胺化而生成NH2基团。一般来说，规则包埋是由通过酰胺键包埋生物活性剂22形成的；而端点包埋是由通过胺键包埋生物活性剂22形成的。在图2B所说明的第一个非限定性实例中，将EDC/NHS活化肝素经由酰胺键包埋到胺化PVC表面上而形成包埋；而在图2B所说明的第二个非限定性实例中，将重氮化肝素的末端醛基反应到带有伯胺的表面上，随后用氰基硼氢化钠还原，形成经由胺键的端点包埋肝素。要理解的是，生物活性剂22可以无规地或均匀地包埋在顶层18的表面上。然而，在本文以上所述的任意一种包埋实例中，生物活性剂22一般并没有在顶层18上形成一个连续或均匀的层。
图3A是器具12的内表面上建立的聚合物涂层10的一种实施方案的顶视图。如所说明的，聚合物涂层10包括直接建立于器具12的内表面上的层14、其次建立的聚合物基体层16、和建立得使其能给涂层10提供一个外表面的顶层18。
图3B是器具12的外表面上建立的聚合物涂层10的一种替代实施方案的顶视图。如所说明的，聚合物涂层10包括直接建立于器具12的外表面上的层14，其次建立的聚合物基体层16，和建立得使其能给涂层10提供一个外表面的顶层18。
要理解的是，本文中所述的聚合物涂层10的实施方案不限于与一种其它抗凝血剂或抗血小板剂组合的NO供体/发生剂。该NO供体/发生剂可以与2种或更多种其它抗凝血剂和/或抗血小板剂组合使用(其非限定性实例包括NO+肝素+前列环素；NO+乙酰型肝素+凝血调节蛋白；NO+前列环素+凝血调节蛋白；NO+肝素+前列环素+凝血调节蛋白等)。
进而，层14、16、18中每一层都可以由任何一种适用技术使用沉积用聚合物/溶剂混合物建立。此类技术的若干非限定性实例包括旋涂、浸涂、喷涂、帘涂、电涂等。可以使用的其它技术包括化学蒸气沉积(CVD)和等离子体聚合。然而，要理解的是，CVD和等离子体聚合技术一般不太适合于沉积活性层16。进而，由于作为沉积的结果而生成反应性副产物的可能性，等离子体聚合一般也不太适合于沉积顶层18。
实验掺杂了NO供体的肝素包埋聚合物薄膜。肝素是一种广泛使用的抑制剂，这部分地是由于如下事实的缘故其与抗凝血酶III的二元复合物能结合和抑制因子Xa和凝血酶两者，这两种蛋白酶适合于血纤维蛋白原向血纤维蛋白的最终转化。
PVC管材的内壁(或SR导管套的外表面)涂布一个PVC层(44mg/mL，在THF中)，随后涂布一个掺杂了10mg NO供体(N，N-二丁基六亚甲基二胺重氮二醇化物或聚合物系NO供体)的增塑PVC层(133mg聚氯乙烯、66mg癸二酸二辛酯(DOS)和15.7mgKTpClPB；在3～4mL THF中)，最后涂布一个胺化PVC顶涂层(44mg/mL，在THF中)。NO供体数量以及PVC/DOS比例可以因所希望的应用而异。该胺化PVC可以合成如下(A)使PVC与各种二胺例如1，6-二氨基己烷、1，12-二氨基十二烷或有氨基封端的聚环氧乙烷(PEO)反应，或(B)让以EDC/NHS(1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺)预活化的羧基化PVC与以上所示各种二胺反应。肝素是经由(A)EDC/NHS活化的包埋或(B)使用NaBH3CN还原的端点包埋(也见图2B)共价地包埋到该器件上的。
(A)让涂布了胺化PVC的PVC管材(或SR导管套)与MES缓冲剂(0.05M，pH 5.6)平衡约30min。肝素的羧基(Hep-COOH)是使用EDC(碳化二亚胺)和NHS(N-羟基琥珀酰亚胺)在MES缓冲剂中活化的。预活化约10min之后，将有涂层的PVC管材添加到EDC/NHS活化的肝素溶液中。反应约2小时后，肝素化管材的内壁(或SR导管套的外表面)用0.1M Na2HPO4、4MNaCl和蒸馏水洗涤。肝素化的表面是通过将氮气吹到它上面而迅速干燥的。
(B)让涂布了胺化PVC的PVC管材(或SR导管套)在50℃在NaBH3CN(1mg/mL)的存在下与重氮化肝素(10mg/mL)反应约2小时。用NaOH/HCl将溶液pH调整到3.5。反应之后，肝素化的管材内壁(或SR导管套外表面)用0.1M Na2HPO4、4M NaCl和蒸馏水洗涤。肝素化的表面通过将氮气吹到它上面而迅速干燥。
在每次包埋期间和之后都测定NO释放量。已发现，该涂层的表面NO释放没有受到表面结合的肝素干扰，而且表面NO通量在至少24小时内可保持在10×10-10mol·cm-2·min-1以上(图4和5)。图5也说明一种显示肝素包埋2小时后的NO通量的插入爆破图。表面结合的肝素是用反因子Xa试验评估的，并显示出抗凝血剂活性(0.1～100mIU/cm2聚合物表面)。
虽然详细描述了若干实施方案，但对于业内技术人员来说显而易见的是，所公开的实施方案是可以修饰的。因此，以上描述要视为例示性的而非限制性的。
权利要求
1.一种血管内器具用聚合物涂层，包含一个第一聚合物层；一个第二聚合物层一个配置于第一聚合物层与第二聚合物层之间的聚合物基体层，该聚合物基体层掺杂了氧化氮供体和氧化氮发生剂中至少一种，该氧化氮供体和氧化氮发生剂中至少一种能释放NO和/或发生NO；和一种生物活性剂，系包埋到第二聚合物层的表面中和掺入聚合物基体层中至少一种；其中该聚合物涂层适配得当与血液接触时能实质上消除血栓形成。
2.权利要求1定义的聚合物涂层，其中该生物活性剂是抗凝血剂、抗血小板剂、抗增生剂、抗微生物剂、及其混合物中至少一种。
3.权利要求1定义的聚合物涂层，其中该生物活性剂包含肝素、乙酰型肝素、前列环素、凝血调节蛋白、及其混合物中至少一种。
4.权利要求1定义的聚合物涂层，其中第一聚合物层和第二聚合物层中至少一层包含聚氯乙烯、硅橡胶、聚氨酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚己内酯、聚丙交酯、聚乙醇酸交酯、聚(丙交酯共乙醇酸交酯)、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚丙烯酰胺、其共聚物、及其混合物中至少一种。
5.权利要求1定义的聚合物涂层，其中该氧化氮发生剂是一种含有金属/金属离子的聚合物基体。
6.权利要求5定义的聚合物涂层，其中该含有金属/金属离子的聚合物基体包含铜、钙、镁、钴、锰、铁、钼、钒、铝、铬、锌、镍、其离子、及其混合物中至少一种。
7.权利要求5定义的聚合物涂层，其中该含有金属/金属离子的聚合物基体包含铜(II)二苯并[e，k]-2，3，8，9-四苯基-1，4，7，10-四氮杂环十二-1，3，7，9-四烯、铜(II)三环萜及其聚合物衍生物、磷酸铜、金属铜、及其混合物。
8.权利要求1定义的聚合物涂层，其中该氧化氮供体是分立的氧化氮加合物和聚合物的氧化氮加合物中至少一种。
9.权利要求8定义的聚合物涂层，其中分立的氧化氮加合物包含分立的N-重氮二醇化物、亚硝基硫醇、有机硝酸酯、金属亚硝基、C-系重氮二醇化物、及其混合物中至少一种。
10.权利要求9定义的聚合物涂层，其中分立的N-重氮二醇化物包含用金属阳离子稳定的阴离子型重氮二醇化物、两性离子型重氮二醇化物、及其混合物中至少一种。
11.权利要求8定义的聚合物涂层，其中聚合物的氧化氮加合物包含聚合物系N-重氮二醇化物。
12.权利要求1定义的聚合物涂层，其中包埋是由共价键合和离子型键合中至少一种完成的。
13.一种血管内器具用聚合物涂层，包含一个 密聚合物层；一个配置于该 密聚合物层上的聚合物基体层，该聚合物基体层掺杂了氧化氮供体和氧化氮发生剂中至少一种，读氧化氮供体和氧化氮发生剂中至少一种能释放NO和/或发生NO；一个配置于该聚合物基体层上的胺化聚合物层；和一种经由离子型键合和共价键合中至少一种包埋到该胺化聚合物层的表面的生物活性剂。
14.权利要求13定义的聚合物涂层，其中该生物活性剂是抗凝血剂、抗血小板剂、抗增生剂、抗微生物剂、及其混合物中至少一种。
15.权利要求13定义的聚合物涂层，其中该生物活性剂包含肝素、乙酰型肝素、前列环素、凝血调节蛋白、及其混合物中至少一种。
16.权利要求13定义的聚合物涂层，其中该 密聚合物层与胺化聚合物层中至少一层包含聚氯乙烯、硅橡胶、聚氨酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚己内酯、聚丙交酯、聚乙醇酸交酯、聚(丙交酯共乙醇酸交酯)、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚丙烯酰胺、其共聚物、及其混合物中至少一种。
17.权利要求13定义的聚合物涂层，其中该氧化氮发生剂是一种含有金属/金属离子的聚合物基体。
18.权利要求17定义的聚合物涂层，其中该含有金属/金属离子的聚合物基体包含铜、钙、镁、钴、锰、铁、钼、钒、铝、铬、锌、镍、其离子、及其混合物中至少一种。
19.权利要求17定义的聚合物涂层，其中该含有金属/金属离子的聚合物基体包含铜(II)二苯并[e，k]-2，3，8，9-四苯基-1，4，7，10-四氮杂环十二-1，3，7，9-四烯、铜(II)三环萜及其聚合物衍生物、磷酸铜、金属铜、及其混合物。
20.权利要求13定义的聚合物涂层，其中该氧化氮供体是分立的氧化氮加合物和聚合物的氧化氮加合物中至少一种。
21.权利要求20定义的聚合物涂层，其中分立的氧化氮加合物包含分立的N-重氮二醇化物、亚硝基硫醇、有机硝酸酯、金属亚硝基、C-系重氮二醇化物、及其混合物中至少一种。
22.权利要求21定义的聚合物涂层，其中分立的N-重氮二醇化物包含有金属阳离子稳定的阴离子型重氮二醇化物、两性离子型重氮二醇化物、及其混合物中至少一种。
23.权利要求20定义的聚合物涂层，其中聚合物的氧化氮加合物包含聚合物系N-重氮二醇化物。
24.一种血管内器具，包含一种基材；和一种施用到该基材的表面的涂层，该涂层包含一个第一聚合物层；一个配置在第一聚合物层上的聚合物基体层，该聚合物基体层掺杂了分立的氧化氮加合物和聚合物的氧化氮加合物中至少一种，该分立的氧化氮加合物和聚合物的氧化氮加合物中至少一种能释放NO；一个配置在该聚合物基体层上的第二聚合物层；和一种生物活性剂，系包埋到第二聚合物层表面、掺入第二聚合物层中、和掺入聚合物基体层中至少一种；其中该聚合物涂层适配得当与血液接触时能实质上消除血栓形成。
25.权利要求24定义的血管内器具，其中该生物活性剂是抗凝血剂、抗血小板剂、抗增生剂、抗微生物剂、及其混合物中至少一种。
26.权利要求24定义的血管内器具，其中该生物活性剂包含肝素、前列环素、凝血调节蛋白、及其混合物中至少一种。
27.权利要求24定义的血管内器具，其中第一聚合物层和第二聚合物层中至少一层包含聚氯乙烯、硅橡胶、聚氨酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚己内酯、聚丙交酯、聚乙醇酸交酯、聚(丙交酯共乙醇酸交酯)、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚丙烯酰胺、其共聚物、及其混合物中至少一种。
28.权利要求24定义的血管内器具，其中分立的氧化氮加合物包含分立的N-重氮二醇化物、亚硝基硫醇、有机硝酸酯、金属亚硝基、C-系重氮二醇化物、及其混合物中至少一种。
29.权利要求28定义的血管内器具，其中分立的N-重氮二醇化物包含有金属阳离子稳定的阴离子型重氮二醇化物、两性离子型重氮二醇化物、及其混合物中至少一种。
30.权利要求24定义的血管内器具，其中聚合物的氧化氮加合物包含聚合物系N-重氮二醇化物。
31.权利要求24定义的血管内器具，其中该生物活性剂掺入聚合物基体层中，且其中第二聚合物层不是由等离子体聚合形成的。
32.权利要求24定义的血管内器具，其中包埋是由共价键合和离子型键合中至少一种完成的。
33.一种血管内器具用聚合物涂层，包含一个聚合物层；一个配置在该聚合物层上的聚合物基体层，该聚合物基体层掺杂了氧化氮供体和氧化氮发生剂中至少一种，该氧化氮供体和氧化氮发生剂中至少一种能释放NO和/或发生NO；和一种分散在聚合物基体层内的生物活性剂。
34.权利要求33定义的聚合物涂层，其中该生物活性剂是前列环素、肝素、乙酰型肝素、凝血调节蛋白、及其混合物之一。
35.权利要求33定义的聚合物涂层，进一步包含一个配置在聚合物基体层上的顶聚合物层。
36.权利要求33定义的聚合物涂层，其中该氧化氮发生剂是一种含有金属/金属离子的聚合物基体。
37.权利要求36定义的聚合物涂层，其中该含有金属/金属离子的聚合物基体包含铜、钙、镁、钴、锰、铁、钼、钒、铝、铬、锌、镍、其离子、及其混合物中至少一种。
38.权利要求33定义的聚合物涂层，其中该氧化氮供体包含分立的氧化氮加合物和聚合物的氧化氮加合物中至少一种。
39.一种用于实质上消除血栓形成的方法，该方法包含将一种血管内器具插入患者体内，其中该血管内器具有一种涂于其上的聚合物涂层，该聚合物涂层包括一个第一聚合物层；一个第二聚合物层一个配置于第一聚合物层与第二聚合物层之间的聚合物基体层，该聚合物基体层掺杂了氧化氮供体和氧化氮发生剂中至少一种，该氧化氮供体和氧化氮发生剂中至少一种能释放NO和/或发生NO中；和一种生物活性剂，系包埋到第二聚合物层的表面中和掺入聚合物基体层中至少一种；其中该聚合物涂层适配得当与血液接触时能实质上消除血栓形成和血管再狭窄中至少一种。
40.权利要求39定义的方法，其中氧化氮发生剂包含一种含有金属/金属离子的聚合物基体。
41.权利要求40定义的方法，其中该含有金属/金属离子的聚合物基体包含铜、钙、镁、钴、锰、铁、钼、钒、铝、铬、锌、镍、其离子、及其混合物中至少一种。
42.权利要求40定义的方法，其中该氧化氮供体包含分立的氧化氮加合物和聚合物的氧化氮加合物中至少一种。
43.权利要求39定义的方法，其中包埋是由共价键合和离子型键合中至少一种完成的。
44.血管内器具上聚合物涂层的形成方法，该方法包含在该器具上建立一个第一聚合物层；使一个聚合物基体层掺杂氧化氮供体和氧化氮发生剂中至少一种，该氧化氮供体和氧化氮发生剂中至少一种能释放NO和/或发生NO；在第一聚合物层上建立该聚合物基体层；在该聚合物基体层上建立一个第二聚合物层；和通过包埋到第二聚合物层表面和掺入聚合物基体层中至少一种建立一种生物活性剂；其中该聚合物涂层适配得当与血液接触时能实质上消除血栓形成。
45.权利要求44定义的方法，其中聚合物基体层的掺杂和聚合物基体层的建立是同时完成的。
46.权利要求44定义的方法，其中聚合物基体层的掺杂和聚合物基体层的建立是按顺序完成的。
47.一种聚合物涂层，包含一个第一聚合物层；一个配置在第一聚合物层上的活性层，该活性层掺杂了分立的氧化氮加合物和聚合物的氧化氮加合物中至少一种，该分立的氧化氮加合物和聚合物的氧化氮加合物中至少一种能释放NO；一个配置在该活性层上的第二聚合物层；和一种生物活性剂、系包埋到第二聚合物层表面、掺入第二聚合物层中、和掺入该活性层中至少一种；其中该聚合物涂层适配得当与血液接触时能实质上消除血栓形成。
48.权利要求47定义的聚合物涂层，其中该生物活性剂包含肝素、前列环素、凝血调节蛋白、及其混合物中至少一种。
49.权利要求47定义的聚合物涂层，其中分立的氧化氮加合物包含分立的N-重氮二醇化物、亚硝基硫醇、有机硝酸酯、金属亚硝基、C-系重氮二醇化物、及其混合物中至少一种。
50.权利要求47定义的聚合物涂层，其中该聚合物的氧化氮加合物包含聚合物系的N-重氮二醇化物。
51.权利要求47定义的聚合物涂层，其中该生物活性剂是掺入活性层中的，且其中第二聚合物层不是由等离子体聚合形成的。
52.权利要求47定义的聚合物涂层，其中包埋是由共价键合和离子型键合中至少一种完成的。
53.一种血管内器具，包含一种基材；和一种施用到该基材表面上的涂层，该涂层包含一个第一聚合物层；一个配置在第一聚合物层上的聚合物基体层，该聚合物基体层掺杂了一种氧化氮发生剂，该氧化氮发生剂能产生NO；一个配置在该聚合物基体层上的第二聚合物层；和一种生物活性剂，系包埋到第二聚合物层表面、掺入第二聚合物层中、和掺入聚合物基体层中至少一种；其中该聚合物涂层适配得当与血液接触时能实质上消除血栓形成。
全文摘要
使一种聚合物涂层适配得当与血液接触时能实质上消除血栓形成。该聚合物涂层包括一个第一聚合物层和一个第二聚合物层。介于第一聚合物层与第二聚合物层之间的是一种掺杂了氧化氮给体和氧化氮发生剂中至少一种的聚合物基体层。该氧化氮给体和/或氧化氮发生剂能释放或发生NO.一种生物活性剂要么包埋到第二聚合物层的表面中，要么掺入该聚合物基体层中。
文档编号A61F2/06GK101065079SQ200580036304
公开日2007年10月31日 申请日期2005年8月18日 优先权日2004年8月23日
发明者周峥嵘, M·E·迈尔霍夫, M·M·雷诺 申请人:密执安大学评议会, 密执安危机关注顾问公司(Mc3)