专利名称：聚合物组合物、涂层和装置及其制备和使用方法
聚合物组合物、涂层和装置及其制备和使用方法 关于联邦政府资助的研究或开发的声明
政府对在研究过程中部分地由国家健康研究院(NIH)支持进行的 本发明享有一定权利，资助号EB-000783和EB004527。
相关申请
本申请要求2005年12月2日递交的美国临时专利申请系列号 60/741,601的权益，该专利的全部公开内容通过引用结合到本文中。
背景
接触血液并可植入的医疗装置例如血管移植物、血管内的导管、 冠状动脉和血管支架、用于起搏器和除纤颤器电线的绝缘材料、体外 旁路回路和氧合器等由许多不同材料制造。这些材料与人血液和组织
的不相容性可使患者产生严重的并发症，最后导致功能性装置的失 效。此类装置在血管中的植入可导致内皮层的损坏及遍及植入物部位 的几乎立即的炎症反应。例如除了打开动脉粥样硬化性阻塞的动脉 外，血管支架的放置在某些情况中可引起内皮破裂、内层破碎和有病 血管的中层切开。损伤后的三到七天内，可能出现几个过程，这些过 程包括粘连及嗜中性白细胞、单核细胞和淋巴细胞试图破坏异物时的 募集和激活。
血液相容性的生物材料一般采用两种方法之一开发。第一种方法 采用抑制血液-材料相互作用的化学表面部分。第二种方法试图模拟沿 所有健康血管内壁排列的天然内皮细胞(EC)。内皮细胞产生抑制血小 板功能和平滑肌细胞增殖的一氧化氮(NO)。包括此类性质的材料对治 疗循环疾病也可能是重要的。
提供可以在体内产生一氧化氮和/或在医疗装置中提供一氧化氮 的抗血栓形成性质的材料，尤其是与医疗装置一起使用的材料可能是 理想的。此类装置例如可排除或使给予抗凝剂的需要降低到最小，这 些抗凝剂可能具有临床风险例如出血过多。
概述
本发明公开部分地涉及能够例如在体内产生一氧化氮的组合物。 该组合物可包括硫属化物化合物或部分，并且可还包括生物相容性基 质。硫属化物化合物包括选自有机硒、有机碲、有机硫及其组合的那 些化合物。石危属化物化合物也可以是包括硒、碲或辟b中至少一种或其 组合的酶。该组合物可还包括生物相容性基质。
本文提供了用在可植入医疗装置上的生物相容性抗血栓涂层，该
涂层包括诱导一氧化氮形成的硫属化物化合物；及掺入所迷硫属化物 化合物的生物相容性基质。生物相容性基质可包括聚合物，该聚合物 例如可以是亲水性的。在其他实施方案中，该基质可包含包括羧基部 分、醛基部分或囟化物部分中一种或多种的聚合物。在非限制性的实 例中，该基质包括超过约0.6 mmol/g的羧基部分。硫属化物化合物可 包括羧基和/或胺部分。
硫属化物化合物可以放置在基质表面，和/或可以与该基质例如聚 合物、多孔膜结构、纤维性基质或热解法二氧化硅共价结合。本文中 公开的涂层和基质可还包括治疗剂。
在实施方案中，所公开的涂层可还包括与基质分开的层。例如该 基质可包括第一种聚合物，而分开的层可包括第二种聚合物。该分开 的层可还包括治疗剂。在实施方案中，第二种聚合物可以是亲水性的。
也提供了与生物植入物联合使用的组合物，该组合物包括与硫属 化物部分共价结合的基质；其中该硫属化物部分选自有机硒部分、有 片;u帝部分或其組合。
也提供了直接将一氧化氮释放到有需要的患者的目标部位的方
法。 一般而言，该方法包括将所公开的涂层和/或组合物直接植入到患 者的目标部位。
也提供了用本文中所公开的涂层和组合物实施方案涂覆的医疗装置。
附图简述
本发明公开的实施方案和实践、其他实施方案及其特征和特性根 据接下来的描述、附图和权利要求将是显而易见的。
图1描述了 S-亚硝基硫醇(RSNO)和硒醇化合物之间的假设催化
循环；
图2描述了示范性的有机硒化合物；
图3描述了在0.5pm-25iLim之间的SNAP (S-亚硝基-N-乙酰基-DL-青霉胺(pencillamme))的各种浓度下 ， 含有依布硒的 RSNO传感器的定 量响应；
图4用图表显示了产生结合至SeCA表面的Chelex颗粒的一种可 能的反应机理；
图5显示SNAP通过SeCA-固定化Chelex颗粒分解； 图6描述了硒胱胺在滤纸上的固定化； 图7显示NO从固定在0.5cm"虑纸上的SeCA的产生； 图8显示由Se-固定化滤纸产生NO;
图9A显示Se-基RSNO传感器对各种RSNO类物质响应的响应
曲线；
图9B显示Se-基RSNO传感器的示意图，其中该传感器通过在 电流表式NO传感器上装配Se-固定化滤纸来构造；
图IO描述了由Se-FP还原氧产生的NO电流变化；
图11显示制备二有机碲化物化合物的反应流程图12A描述了 RSNO和碲醇化合物之间的^f艮设的催化循环；
图12B描述了二芳族二碲化物化合物的々i设的催化循环；
图13显示了当在室温(RT)下，在1.0 pmol EDTA的存在下将 0.025|Limol的二有机二碲化物(RTeTeR)加入到0.2pmol S-亚硝基谷胱 甘肽(GSNO)和l.Opmol谷胱甘肽(GSH)/2ml PBS緩冲液(pH 7.4)中时， 由NOA监测的NO产生曲线；
图14A描述了形成硒衍生化热解法颗粒的合成路线； 图14B显示了 PBS緩冲液中的硒衍生化颗粒与S-亚硝基-N-乙酰 基-青霉胺的标准注射液的NO产生曲线；
图15A是Se-固定化聚乙烯亚胺(RSePEI)的聚合物结构的示意图； 图15B描绘了基于催化的RSe-水凝胶层的RSNO传感器的电流 表监测流程图16描述了通过室温下，在含0.5mMEDTA、 100 GSNO和 5(HiM GSH的PBS (pH 7.3)溶液中，由一片固定在透析膜(DM)的 RSePEI (RSePEI-DM)(0.5 cm勺催化的NO产生，(注意给出的DM在所
示的各箭头点处插入(丄)或从溶液取出(T));
图17描述了用两个电流表式NO传感器监测内源性的RSNO, 一个是具有对照DM的对照NO传感器，另一个是具有RSePEI-DM 的RSNO传感器，测定在25。C、在具有PBS(pH7.3)的水浴中进行；
图18描绘了 5,5'-二碲基-2,2'-二噻吩羧酸(DTDTCA)及其碲硫化 物聚合物7的反应流程图19A、 19 B和19C各自描述了由二碲化物化合物催化的NO产 生的测定，其中箭头表示向混合物中加入给定各类物质，19A和19B 分别描述了通过2.5 pM 5,5'-二碲基-2,2'-二噻吩羧酸(DTDTCA) 2在(A) 25pM GSNO和100pM GSH及(B) 50pM GSNO和lOO^M GSH/PBS緩 冲液，pH 7.4 (0.5 mM EDTA)的溶液中催化，经过化学发光NO分析 仪(NOA)测定的NO产生，19C描述了碲硫化物聚合物7-介导催化的 100pM GSNO和25pM GSH/PBS纟爰冲液的NO产生；
图20描述了水凝胶3 (Te连接的聚合物A)和4 (空白聚合物B) 互穿网络的合成；及
图21描述了在室温下，在浸渍到/从含0.5mMEDTA的100 GSH和100 GSNO/脱氧的2 ml 10 mM PBS緩冲液(pH二7.4)溶液中 取出时，由(A)水凝胶3和(B)水凝胶4诱导的并由化学发光一 氧化氮 分析仪(NOA)测定的 一 氧化氮流出。
详细描述
本发明公开至少部分地涉及可能适用于与例如医疗装置一起使 用的生物相容性组合物。提供了组合物，该组合物包括硫属化物化合 物例如有机竭化合物、有机硫化合物、有机碲化合物或其组合；和/ 或含掺入到另 一种材料或基质(其一个非限制性的实例是聚合物)中和/ 或在其表面上的酶的硫属化物。在其他实施方案中，组合物包括至少 一种与有机竭、有机碲和/或有机好u部分；和/或与包括硫属化物元素
的酶共价结合的材料/基质(例如聚合物)残基。
本发明公开也部分提供了用于一氧化氮形成的组合物，该组合物 包括硫属化物化合物，其中该硫属化物化合物包括选自有机硒部分、 有机碲部分、有机硫部分及其组合的部分；和/或包括硒、碲或石克中至 少一种的酶。示范性的化合物包括二硒化合物和二碲化合物。
该组合物可还包括生物相容性和/或可生物降解的基质，例如生物 相容性和/或可生物降解的聚合物。此类聚合物可以是亲水性的或疏水 性的。在某些实施方案中，基质包括具有羧基部分、醛基部分、胺部 分或卣化物部分中一种或多种的聚合物。在其他实施方案中，J^质或 聚合物包括超过约0.6mmol/g的羧基部分。或者，基质可包括多孔膜 结构。
本发明公开的组合物包括包括羧基部分和/或胺部分的硫属化物 化合物。在某些实施方案中，硫属化物化合物^L固定在聚合物和/或基 质中，或者固定在聚合物和/或基质的表面上。在其他实施方案中，硫 属化物化合物与聚合物和/或基质共价结合。硫属化物部分或化合物可 包括有机础部分、有机硫部分或有机碲部分的一种或多种。在某些实
施方案中，有机硒部分选自硒代胱胺、硒代胱氨酸、3,3'-二竭基二丙 酸、硒代半胱氨酸、依布硒、丙基-硒代胱氨酸、烯丙基-硒代胱氨酸、
甲基-硒代胱氨酸、硒代蛋氨酸、硒胆碱(selenium choline)及其组合。 在其他实施方案中，组合物可包括硒酶，例如谷胱甘肽过氧化物酶和 硫氧还蛋白(thiredoxin)还原酶。
也提供了包括直接地或通过化学部分与硫属化物部分共价结合 的基质的组合物，其中该石克属化物部分选自有机硒部分、有机^帝部分、 有机硫部分或其组合；和/或包括硒、碲、硫中至少一种和/或其组合
在某些实施方案中，硫属化物部分可包括选自结构I或II的部分
R广fVR3-A一R4 t
Re—Re-A—A—IVRe
ii
其中R!代表H、烷基、芳基或键；R2代表烷基、酰氨基、#A^、 氨基或键；R3代表烷基或键；每次出现时A独立代表S、 Se或Te; R4代表H或烷基；如果结构II是环状结构，虚线代表任选包括的键； 每次出现时Rs独立代表烷基、芳基、酰氨基、羧基、氨基或键；及每 次出现时R6独立代表H、羧基、M、芳基或键。
基质包括例如聚氨酯、聚酯、聚乙烯亚胺、聚甲基丙烯酸酯、聚 四氟乙烯和聚二曱基硅氧烷。基质可包括与其连接的固定化部分。此 类固定化部分可包括但不限于颗粒、纤维性基质例如纤维素或包括纤 维素的纳米颗粒或微颗粒及热解法二氧化硅。用硫属化物衍生化的热 解法二氧化硅可用作聚合物填充剂，例如可形成包括填充的聚合物， 例如填充的聚氨酯的组合物的 一部分。
本文考虑了用于产生一氧化氮的医疗装置的涂层。此类涂层可包 括聚合物和硫属化物化合物的组合物。此类涂层可以是分层的，例如 可包括其中具有硫属化物化合物的第 一聚合物层，及第二聚合物层。 第二聚合物层可具有亲水性质和/或可以是可生物降解的。在某些实施
方案中，第二聚合物层也可包括另一种治疗剂。
例如涂层可包括与硒部分共价结合的聚乙烯亚胺的第一层。该第 一层可以是例如水凝胶的形式。涂层然后可还包括具有治疗剂，例如 抗感染药的聚四氟乙烯的第二层。
本文也提供了分析物传感器，该传感器包括电极表面；及如本文
中所公开的生物相容性分析物-可渗透的组合物或涂层。涂层可置于分 析物传感器的电极表面。据信，掺入硫属化物化合物可以改善例如可 植入的传感器的生物相容性。
本文所公开的组合物可以局部给予，例如在装置植入的部位直接 释放一氧化氮。该组合物的局部给予可以通过缝合、血管植入物、支 架、心脏瓣膜、药物泵、药物释放导管、输入导管、药物释放导线或 可植入的医疗装置。例如通过植入涂覆有本文所公开的组合物和/或涂 层的医疗装置， 一氧化氮可直接释放到局部部位。
在该公开的 一个方面中，提供了直接将一氧化氮释放到有此需要 的患者的目标部位的方法，该方法包括直接向患者的目标部位给予本 发明/>开的组合物。
在本发明公开的另一方面中，公开了包括本文所公开的组合物的 实施方案的医疗装置。该医疗装置包括但不限于血管内的或血管外的 医疗装置、球嚢、导管尖、修复性心脏瓣膜、缝合线、手术钩环、合 成的血管移植物、支架、支架移植物、血管或非血管移植物、分流器、 动脉瘤填料、管腔内的铺设系统、引导丝、栓塞剂、过滤器、药物泵、 动静脉分流器、人造心脏瓣膜、人造植入物、手术引入血管的或在血 管或非血管部位的异物、导线、起搏器、可植入的脉沖产生器、可植 入的心脏除纤颤器、心脏复律除颤器、除纤颤器、脊髓刺激器、脑刺 激器、骶骨神经刺激器、化学传感器、乳房植入物、介入心脏病学装 置、导管、塑料管或透析袋或膜。
也提供了抑制由血液暴露于医疗装置而引起的血小板聚集和血 小板粘连的方法。该方法包括在将医疗装置暴露于血液之前将至少一
种本文中公开的组合物掺入到该医疗装置中或掺入到其上。在另一个 实施方案中，治疗有此需要的患者的损伤组织的方法包括向患者的损 伤组织部位给予至少 一种本文所公开的组合物。也提供了促进患有动 脉粥样硬化的受试者血管生成的方法，其中该方法包括为组织部位经 历或有血液灌注不足危险的受试者植入本文所公开的组合物。
也提供了检测流体中亚硝基硫醇的方法，其中该方法包括将该流 体与本文所z^开的组合物接触。
在某些实施方案中，提供了包括由式in、 rv或v代表的化合物
的纟且合物
<formula>formula see original document page 14</formula>
其中^代表聚合物残基或纤维性基质；其中R!代表烷基、芳基、 羧基或键；R2代表烷基、芳基、酰氨基、羧基、氨基或键；Rs代表烷 基或键；每次出现时A独立代表S、 Se或Te; R4代表H、芳基或烷 基；Rs代表芳基或烷基，且R6代表H、羧基或氨基。
硫属化物化合物和部分
各种硫属化物化合物和部分认为是在本发明公开的范围内。在某 些实施方案中，当与体液，例如血液接触时此类化合物可以产生一氧 化氮。本领域的从业者将容易地认识到各种硫属化物化合物适合用于 本文所公开的各种组合物和装置的情况。
"硫属元素化合物"指包括在元素周期表的第6A列内的原子的化 合物和部分。第6A族或^^属元素化合物也可称为第16族化合物。第 6A族原子包括下列元素的至少一种氧、硫、硒、碲和钋。"硫属化 物化合物"指包括较重的笫6A族原子，并包括下列元素的至少一种的 化合物和部分硫、硒、碲和钋。未取代的硫属元素和硫属化物化合 物及取代的硫属元素和硫属化物化合物均认为在术语"硫属化物化合 物"和"硫属元素化合物"的范围内。取代的硫属化物化合物指具有置换 一个或多个烃主链碳上的氢的取代基的化合物和部分。此类取代基可 包括例如卤素、羟基、羰基(例如羧基、烷氧基羰基、甲酰基或酰基)、 硫代羰基(例如硫代酸酯、硫代乙酸酯或硫代甲酸酯)、烷氧基、磷酰 基、膦酸酯、亚膦酸酯、氨基、酰氨基、脒、亚胺、氰基、硝基、叠 氮基、巯基、烷硫基、硫酸酯、磺酸酯、氨磺酰基、磺酰氨基、磺酰 基、杂环基、芳烷基或芳族或杂芳族部分。
不受任何理论的限制，据信硫属化物化合物(例如取代的或未取
代的有机硒、有机碲、有机硫化合物及其组合)；和/或包括硒、硫、
碲及其组合的酶，当暴露于内源性或外源性的硝酸盐(酯)、亚硝酸盐 (酯)或亚硝基硫醇(任选在还原剂的存在下)的来源时，产生在组合物内
和/或在其表面上产生NO的一氧化氮和/或活性类物质。应理解，硝
酸盐(酯)、亚硝酸盐(S旨)、亚硝基^5克醇和还原剂源可来自于该组合物内，
装置内的体液例如血液，和/或可静脉内注射或者加入到目的体液中或 向其给予。此类还原剂可包括生物化学或有机还原剂例如抗坏血酸、
NADH、 NADPH、好u醇化合物例如谷胱甘肽、半胱氨酸、二苏糖醇 (dithreitol)、 2-巯基乙醇、2-巯基乙胺、三[2-碳基乙基]膦盐酸盐等。 如本文中使用，术语"一氧化氮"或"NO"包括不带电荷的一氧化氮和带 电荷的一氧化氮类物质，包括例如亚硝基输离子和硝酰基离子。
此类硫属化物化合物可包括烷硫基化合物和部分、硫代羰基部分 和硒基烷基化合物。示范性的有机硒化合物包括硒代胱胺、硒代胱氨 酸、3,3'-二硒基二丙酸、竭代半胱氨酸、依布硒、丙基-础代胱氨酸、 烯丙基-硒代胱J^酸、甲基-硒代胱氨酸、硒代蛋氨酸和硒胆碱。在某 些实施方案中，有4几硒和/或有机碲化合物可以是二硒或二^帝化合物， 例如包含-Se-Se-部分和/或-Te-Te-部分。
硒化合物也包含包括硒的酶。示范性的酶包括谷胱甘肽过氧化物
酶和硫氧还蛋白还原酶。
硫化合物包括有机硫化合物，例如2-巯基乙醇、二硫苏糖醇、2-
巯基乙胺'HC1、塞斯塔明、2-氨基乙基-2-氨基乙硫醇磺酸酯、3-巯基 丙酸、2-(三甲基甲硅烷基)乙硫醇、(3-巯基丙基)三曱氧基硅烷和含硫 氨基酸、肽及其衍生物，例如半胱氨酸和胱氨酸、葡萄糖-半胱氨酸、 N-异丁酰基半胱氨酸、2,3-二巯基琥珀酸-半胱氨酸(1-2)混合二硫化 物，及含半胱氨酸残基的肽、酶、蛋白质或其被修饰或合成为具有S-部分的衍生物，例如白蛋白和白蛋白-Cys，及在其主链或侧链中含上 面提及的含S-分子的聚合物。
碲化合物可包括有机碲化合物。碲化合物可还包括硫和/或础。示 范性的碲化合物包括可由下式代表的那些二碲化合物
Ar—Te—Te—Ar
其中Ar是取代的或未取代的芳基部分，例如杂环。本文所考虑 的特殊的示范性碲化合物可由下式代表
本发明公开也考虑了混合的碲-硒、混合的硒-硫醇或混合的碲-硫醇类物质。例如提供了化合物例如R-Se-Te-R、 R-Se-S-R、 R-Te-S-R，
其中各R独立代表有机部分。在某些实施方案中，在还原后，此类物 质将产生一种或多种催化性的竭醇、硫醇或碲醇类物质。
有机硒化合物可还包括-硫。例如有机硒化合物例如分子、酶、蛋 白质或聚合物或其组合物可以包括巯基、二硫化物和硒基硫化物官能 团部分，以及硒醇/硒醇酯和联硒化物部分。在某些实施方案中，含石克 部分可通过形成例如硒基石危化物桥来稳定催化部位。该桥可以可逆性 断开以在有机硒化合物上产生催化部位。
如果S-部分在接近Se-部位处存在，例如通过将上面提及的物质 偶联到Se-固定化聚合物基质中，硒硫键可以在氧化还原反应期间以
中间体状态形成。本发明公开考虑了包括此类键的化合物。此类化合
物包括谷胱甘肽-戊硒砜(glutaselenone) (GS-SeG)、 Cys-Sec (硒基硫化 物、Cys-半胱氨酸、Sec-硒代半胱氨酸)、谷胱甘肽过氧化物酶-Se-SG (或含-Cys、硒硫键的化合物)，及包括该键的聚合物，例如聚合物 —Se-S—聚合物。
其他的硫属化物化合物和部分包括具有下列结构的那些
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其中R是任何有机部分，例如药物、糖或其他部分；R!选自烷 基、氨基、酰氨基、羧基或氢；R2选自羧基、烷氧基、烷基、氨基或 H; A为硒、硫或碲。
在某些实施方案中，硫属化物化合物或部分被还原剂例如硼氢化 物(其非限制性实例包括硼氢化钠、氰基硼氢化钠、硼氢化锌)或其他
氪化物例如氬化锂铝和氢化丁基锡和二酰亚胺还原。通过参考特定的 硫属化物部分考虑了此类还原的部分。在其他实施方案中，硫属化物 化合物或部分包括两种或多种硫属化物化合物。 聚合物和基质
各种聚合物可用于本文所公开的实施方案中。用于该用途的聚合 物可以是生物相容性的。应理解，非可生物降解的和/或可生物降解的 聚合物均可用于本发明公开中。如下所讨论，聚合物的选择将部分取
代表性的天然聚合物和基质包括蛋白质，例如玉米蛋白、改性的 玉米蛋白、酪蛋白、明胶、谷蛋白、血清白蛋白或胶原和多糖，例如 纤维素、葡聚糖、透明质酸、藻酸的聚合物及天然纤维性基质，例如 滤纸。
本发明公开考虑的纤维性基质包括纤维素和纤维素基基质、纤维 素衍生物包括纤维素乙酸酯和纤维素邻苯二曱酸酯、纤维素复合膜、
纤维素颗粒包括微颗粒和纳米颗粒、织物例如亚麻制品、棉花、人造 丝、尼龙和聚酯基织物。其他基质包括二氧化硅颗粒，例如热解法二 氧化硅。在其他实施方案中，本发明公开考虑的生物相容性基质包括 含硅聚合物、水凝胶等。
代表性的合成聚合物包括聚膦嗪、聚(乙烯醇)、聚酰胺、聚碳酸 酯、聚亚烷基、聚丙烯酰胺、聚酐、聚(磷酸酯)、聚烷二醇、聚环氧 烷、聚对苯二甲酸亚烷基酯、聚乙烯醚、聚乙烯酯、聚卣乙烯、聚乙 烯吡咯烷酮、聚乙交酯、聚硅氧烷、聚磷酸酯、聚酯和聚氨酯。例如 聚合物可包括聚二甲基硅氧烷、乙烯乙酸乙烯酯、尼龙、聚丙烯酸、 聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚(氯乙烯)(PVC)
和聚四氟乙烯(PTFE)。硅橡胶也可用作聚合物。
合成修饰的天然聚合物包括烷基纤维素、羟烷基纤维素、纤维素 醚、纤维素酯和硝基纤维素。其他类似的目的聚合物包括但不限于甲 基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基曱基纤维素、羟丁基 曱基纤维素、乙酸纤维素、丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、邻苯二甲
酸乙酸纤维素、羧甲基纤维素、三乙酸纤维素和^L酸纤维素钠盐。
在某些实施方案中，本发明公开的组合物包括生物相容性聚合 物。生物相容性聚合物的实例包括聚(羟基戊酸酯)、聚(L-乳酸)、聚己 内酯、丙交酯-乙交酯共聚物、聚(羟基丁酸酯)、羟基丁酸酯-戊酸酯共 聚物、聚二氧杂环己酮、聚原酸酯、聚酐、聚(乙醇酸)、聚(D,L-乳酸)、 乙醇酸-碳酸1，3-丙二醇酯共聚物、聚磷酸酯、聚磷酸酯氨酯、聚(氨 基酸)、氰基丙烯酸酯、聚碳酸l,3-丙二醇酯、聚(亚氨基碳酸酯)、醚-酯共聚物(例如PEO/PLA)、聚草酸亚烷基酯、聚磷腈及生物分子例如 纤维蛋白、纤维蛋白原、纤维素、淀粉、胶原和透明质酸。可使用聚 氨酯、聚硅氧烷和聚酯，以及聚烯烃、聚异丁烯和乙烯-a烯烃共聚物； 丙烯酸聚合物和共聚物、乙烯面聚合物和共聚物例如聚氯乙烯；聚乙 烯醚，例如聚乙烯基甲基醚；聚偏二卣乙烯，例如聚偏二氟乙烯和聚 偏二氯乙烯；聚丙烯腈；聚乙烯基酮；聚乙烯基芳族化合物例如聚苯
乙烯；聚乙烯酯，例如聚乙酸乙烯酯；乙烯基单体彼此和烯经的共聚 物，例如乙烯-甲基丙烯酸曱酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、ABS 树脂和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；聚酰胺，例如尼龙66和聚己内酰胺； 醇酸树脂；聚碳酸酯；聚甲醛；聚酰亚胺；聚醚；环氧树脂；人造丝； 人造丝-三乙酸酯；纤维素、乙酸纤维素、丁酸纤维素；乙酸丁酸纤维 素；玻璃纸；硝酸纤维素；丙酸纤维素；纤维素醚；及羧甲基纤维素。 本文所考虑的特殊的聚合物包括聚乙烯亚胺、聚曱基丙烯酸酯、聚四 氟乙烯和聚二曱基硅氧烷。
此类聚合物包括聚乙二醇、聚氨酯和聚硅氧烷弹性体、含二氧化硅聚 合物及聚氯乙烯。
可采用的其他聚合物包括tecophilic聚氨酯、PDMS共聚物、氨 基曱酸酯等。在某些实施方案中，调节水摄取的聚合物可用于所公开 的组合物的实施方案中。本发明公开所考虑的聚合物也可包括控制硒 化合物扩散的那些聚合物，和/或控制S-亚硝基硫醇扩散的聚合物。
所有主题聚合物可以共聚物或三元共聚物提供。这些聚合物可以 从化学品供应商处获得，或者采用标准技术由单体合成。
涂层和装置
本文所考虑的组合物和涂层包括基质，例如一种或多种上面描述 的聚合物，及硫属化物化合物例如有机硒、有机硫和/或有机碲化合物； 和/或包括硒、硫和/或碲的酶。在某些实施方案中，当例如与体液如 血液接触时该组合物可产生一氧化氮。
此类组合物可适合用作层或膜，或用于层或膜中，该层或膜至少 部分置于传感层上，或在分析物传感器的电极表面上，或在医疗装置 上。在某种程度上，可对用于分析物的检测有用的本发明公开的生物 相容性分析物-可渗透的组合物包括(a)硒、碲和/或硫化合物；含硒、 碲和/或辟u的酶；其残基或部分；和/或其组合，及(b)至少部分地对目 的分析物是可渗透的生物相容性聚合物。
在某些实施方案中，将硫属化物化合物掺入到聚合物中。该硫属 化物化合物可与该聚合物共价连接，在整个聚合物中分散和/或沉积在 聚合物层或基质的表面上。可采用各种硫属化物化合物或部分共价连 接的方法。例如硒代胱胺中固有的胺基(-NH2)可与通常在官能化的聚
合物主链中存在的各种反应部位反应，例如羧基(-COOH)或醛基 (-CHO)和卣化物(-Cl、 Br、 I、 F)。含竭和/或硫的酶可采用任何酶上可 用的反应性基团通过类似方法固定化。在另一个实施方案中，反应性 硫属化物试剂可首先与另一个小分子、蛋白质、酶、聚合物或聚合物 材料偶联、结合或締合形成缀合物，然后在所期望的基体表面例如医 疗'装置的金属表面内或其上进一步固定化。在再一个实施方案中，S-亚硝基硫醇分解的催化部分可通过所期望的材料例如聚合物膜、玻璃 表面和/或类似材料的表面上的官能团的共价偶合反应实现。
在一个备用实施方案中，可选择疏水性的有机硒、有机碌u或有机 碲化合物并掺入到在其内部结构中具有疏水区域的材料中，例如聚(氯 乙烯)、聚氨酯等。对该组合物而言，硫属化物化合物可加入到聚合物 或包括聚合物的組合物中。将物质包封到聚合物中的各种方法在本领 域中是已知的。例如可将该试剂或物质溶解在该聚合物組合物中形成 适度恒定浓度的均匀溶液，或者可将它分散在该聚合物组合物内以所 期望的"装载"水平(生物活性物质的克数/包括该活性剂的总组合物的 克数，通常以百分比表示)形成悬浮液或分散体。例如包含硫属化物化 合物的组合物可具有0.01%、 1%、 3%或甚至5%(重量)或更多的石克属 化物化合物。
当根据硫属化物化合物(或其他材料)和聚合物组合物，例如本发 明公开的组合物使用时，术语"掺入"和"包封"是技术公认的。这些术
语可考虑硫属化物化合物或其他材料通过它掺入到聚合物基质中的 任何方式，这些方式包括例如与该聚合物的单体连接(通过共价或其 他结合的相互反应)并使该单体成为聚合反应的一部分得到聚合物制 剂，分布在整个聚合物基质上，附接到该聚合物基质的表面上(通过共
价或其他结合的相互反应)，包封在该聚合物基质内，掺混，混合，膨 胀等。术语"共掺入"或"共包封"指硫属化物化合物或其他材料及至少 一种其他试剂或其他材料在主题组合物中的掺入。当治疗剂掺入到例 如基质中时，应理解，该治疗剂可以从该基质中以所考虑的方式释放， 例如该基质可以释放治疗有效量的治疗剂。
在实施方案中，其中任何硫属化物化合物或其他材料包封到聚合 物中的物理形式可随特定的实施方案变化。例如硒化合物、碲化合物、 硫化合物或其他材料可以首先包封在微球中，然后以至少维持一部分 该微球结构这样的方式与聚合物混合。或者， -琉属化物化合物或其他 材料可以是在聚合物中足够不互溶的，因此，在该聚合物中分散成小 滴，而不是被溶解。本发明公开考虑任何形式的包封或掺入，甚至于
对任何特定的用途而言是否足够可接受。例如硫属化物化合物可以掺 入到基质的多孔层中或掺入到为天然或合成基质的 一部分的孔中。在 实施方案中，用硫属化物化合物衍生化.的聚合物然后可以交联形成水 凝胶。
合适的组合物也可包括广泛的其他材料。例如可以将改变物理和 化学性质的材料掺入到组合物中，这些性质包括例如防止所得组合物 生物污染的能力和/或该组合物的分析物渗透性。不限于此，此类材料 可包括稀释剂、粘合剂和胶粘剂、润滑剂、崩解剂、着色剂、膨胀剂、 调味剂、甜味剂及其他材料例如缓沖剂和吸附剂，以制备特定的含药 组合物。应理解，选择这些另外的材料使得这些另外的材料无一会显 著干扰本发明组合物的预计目的。
本发明的组合物和涂层可包括药学上可接受的载体。术语"药学 上可接受的载体"是技术公认的，并包括例如药学上可接受的材料、组 合物或溶媒，例如液体或固体填充剂、稀释剂、赋形剂、溶剂或包封 材料，涉及将任何本发明的组合物从机体的一个器官或部分运载或传 送到机体的另一器官或部分。各载体在可与本发明组合物的其他成分
相容并且对患者无害的意义上必须是"可接受的，，。在某些实施方案中， 药学上可接受的载体是非致热的。可起药学上可接受的载体作用的材
料的某些实例包括(l)糖，例如乳糖、葡萄糖和蔗糖；(2)淀4分，例如 玉米淀粉和马铃薯淀粉；(3)纤维素及其衍生物，例如羧甲基纤维素钠、 乙基纤维素和乙酸纤维素；(4)二醇，例如丙二醇；(5)多元醇，例如甘 油、山梨醇、甘露醇和聚乙二醇；(6)酯，例如油酸乙酯和月桂酸乙酯； (7)緩冲剂；(8)乙醇；(9)应用于医疗装置涂层制剂中的其他无毒相容 性物质。
除了^5克属化物化合物外，本发明组合物和涂层可含有治疗剂。本
疗剂，，非限定性包括药物；维生素；矿物质补充剂；用于治疗、预防、 诊断、治愈或减轻疾病或病情的物质；影响机体结构或功能的物质； 或前药，该前药在它们:帔置于预定的生理环境中后变成生物活性的或 更有活性。应理解，本发明公开考虑的组合物可包括单独的或者与一 种或多种一氧化氮产生剂或硫属化物化合物组合的一种或多种一氧 化氮释放剂或产生剂，并且可包括一种或多种其他治疗剂。
可用于本发明公开的合适的"治疗剂"包括但不限于抗血栓形成 药物(例如肝素、共价肝素(covalent heparin)、水蛭素、比伐卢定、香 豆定结晶、精蛋白、阿加曲班、D-苯丙氨酰基-L-聚-L-精氨酰基氯曱 基酮等)；溶血栓药(例如尿激酶、链激酶、组织纤溶酶原活化剂等)； 溶纤维蛋白药；血管痉挛抑制剂；钾通道激活剂(例如尼可地尔、吡那 地尔、色满卡林、米诺地尔、阿普卡林、氯普唑仑等)；钙通道阻断剂； 抗高血压药；抗感染药，包括抗病毒药、抗菌药和抗真菌药、抗菌药 或抗生素(例如阿霉素等)；抗血小板药(例如阿司匹林、p塞氯匹定、糖 蛋白1Ib/nia抑制剂、表面糖蛋白受体等)；抗有丝分裂药、抗增殖药 或微管抑制剂(例如紫杉烷类、秋水仙碱、甲氨蝶呤、硫唑嘌呤、长春 新碱、长春碱、细胞松弛素、氟尿嘧啶、阿霉素、丝裂霉素C、杀结 核菌素、埃博霉素(epothilone) A或B、前浙皮海绵内酯(discodermolide)
等)；抑制分泌剂(例如类维生素A等)；重构抑制剂；反义核苷酸(例 如脱氧核糖核酸等)；抗癌药(例如柠檬酸他莫昔芬、阿西维辛、比折 来新、柔红霉素、表柔比星、米托蒽醌等)；类固醇(例如地塞米松、 地塞米松磷酸酯钠、乙酸地塞米松、p-雌二醇等)；非甾体抗炎药 (NSAID); COX-2抑制剂；5-脂氧合酶(5-LO)抑制剂；白三烯A4 (LTA4) 水解酶抑制剂；5-HT激动剂；HMG-CoA抑制剂；抗肿瘤药、血栓烷 抑制剂；减充血剂；利尿剂；镇静的或非镇静的抗组胺药；可诱导的 一氧化氮合成酶抑制剂；阿片类药物、镇痛药；幽门螺杆菌抑制剂； 质子泵抑制剂；艾索普斯坦(is叩rostane)抑制剂；血管活性剂；|3-激动 剂；抗胆碱能药；肥大细胞稳定剂；免疫抑制剂(例如环孢菌素、雷帕 霉素、依维莫司、放线菌素D等)；生长因子拮抗剂或抗体(例如trapidal (PDGF拮抗剂)、angiopeptin(生长激素拮抗剂)、血管生成素等)；多巴 胺激动剂(例如阿朴吗啡、溴隐亭、睾酮、可卡因、士的宁等)；放疗 齐寸；起不透射线试剂作用的重金属(例如含碘化合物、含钡化合物、金、 钽、柏、鴒等)；生物制剂(例如肽、蛋白质、酶、细胞外基质成分、 细胞成分等)；血管紧张素转化酶(ACE)抑制剂；血管紧张素II受体拮 抗剂；肾素抑制剂；自由基清除剂、铁鏊合剂或抗氧化剂(例如抗坏血 酸、a-生育酚、过氧化物歧化酶、去铁胺、21-氨基类固醇等)；性激 素(例如雌激素等)；抗聚合酶药(例如AZT等)；抗病毒药；光动力治 疗剂(例如5-氨基乙酰丙酸、间-四羟基苯基二氢卟酚、十六氟锌酞菁、 四甲基血p卜啉、碱性蕊香红123等)；抗体耙向治疗剂(例如抗铜绿假 单胞菌(i^ei^fewo"ay aen^/"ara)夕卜毒素A和与A431表皮样癌细胞反 应的IgG2 k抗体、与皂草素(saporin)缀合的抗去曱肾上腺素能酶多巴 胺P-羟基化酶的单克隆抗体等)；及基因治疗剂。
本发明公开的化合物和组合物也可以与其他用于治疗疾病或病 症的药物组合给予。
短语"药学上可接受的"是技术公认的。在某些实施方案中，该术 语包括组合物、聚合物及其他材料和/或剂型，在合理的医学判断范围 内，它们适合用于与人和动物的组织接触而无过量的毒性、刺激性、 过敏反应或其他问题或并发症，与合理的利益/风险比相称。
在实施方案中，组合物可在其基质内包括亚硝酸盐(酯)/硝酸盐(酯) 或亚硝基硫醇的亲脂性盐，以产生例如可以连续泄漏到表面的亚硝酸 盐(酯)/硝酸盐(酯)或亚硝基硫醇的贮库。
的其他试剂。此类试剂包括抗真菌药和抗生素。例如庆大霉素和/或青
霉素，和/或其他广谱抗生素和抗真菌药(例如酮康唑(ketaconazole))可 掺入到酶混合物或聚合物基质中以防止微生物生长。
本领域已知的增塑剂和稳定剂可掺入到本发明公开的聚合物中。 在某些实施方案中，根据它们的生物相容性选择添加剂例如增塑剂和 稳定剂。
本发明公开的组合物的实施方案可还含有一种或多种辅助物质， 例如填充剂、增稠剂等。在其他实施方案中，起助剂作用的材料可与 聚合物基质联合。此类另外的材料可影响所形成的聚合物基质的特 性。例如填充剂，例如牛血清白蛋白(BSA)、小鼠血清白蛋白(MSA) 或二氧化硅颗粒可以与聚合物基质締合或分散在其中。例如填充剂可 包括固定于热解法二氧化硅颗粒的硫属化物化合物。在某些实施方案 中，填充剂量的范围可为聚合物基质重量的约0.1%-约50%或更多。 在其他实施方案中，填充剂可以任一下列量存在约2.5%、 5%、 10%、 25%或40%。本领域技术人员已知的其他填充剂，例如碳水化合物、 糖、淀粉、糖类、纤维素和多糖包括甘露糖和蔗糖可用于本发明公开 的某些实施方案中。缓沖剂、酸和碱也可掺入到本发明的组合物中以 调节pH。
任何聚合物基质的实施方案中的电荷、亲脂性或亲水性可通过以
某种方式将适当的化合物连接至或掺入到组合物或膜的表面而调节。 例如表面活性剂可用于提高溶解性差或疏水性的组合物的润湿性。合 适的表面活性剂的实例包括葡聚糖、聚山梨醇酯和十二烷基硫酸钠。
一般而言，表面活性剂以低浓度使用，通常小于约5%。
粘合剂是可掺入到聚合物制剂中粘合并维持基质完整性的粘合 材料。粘合剂可以干粉末或以溶液加入。糖、天然聚合物和合成聚合 物可起粘合剂的作用。作为粘合剂特别添加的材料一般包括在基质制
剂的约0.5%-15% w/w范围内。某些材料可显示多重性质，例如微晶
纤维素，它是滚圆增强剂，也可另外具有粘合性质。
可涂覆各种其他涂层以改变涂层或组合物的性质。三种示范类型 的涂层为密封、上光和肠溶包衣。具有各种溶解或腐蚀性质的其他涂 层类型可用于进一步改变本发明基质的行为，此类涂层可容易地被本 领域普通技术人员知晓。
当包括一氧化氮产生剂例如硫属化物化合物，例如有机硒、有机 硫醇或有机碲化合物和/或含硒、碲或硫的酶的组合物与血液接触时，
例如它可促进内源性的S-亚硝基^i醇转化成NO，如图1或图12图解 所示。在正常止血期间，血液中的S-亚硝基硫醇可与本文所公开的组 合物相互作用，在聚合物或聚合物涂层的表面产生NO。以该方式， 从聚合物表面局部产生的NO可以防止血小板的粘连。人血液中发现 的内源性S-亚硝基硫醇的浓度包括S-亚硝基白蛋白，0.25-7mM; S-亚硝基谷胱甘肽，0.02-0.2pM; S-亚硝基半胱氨酸，0.2-0.3pM; S-亚 硝基血红蛋白，0.3-0.003jliM。例如图12显示大量的NO可在采用有 机二碲化物的反应的开始产生并可继续以稳定状态产生NO。该通过 例如二有机碲化物催化的NO产生可通常在还原剂例如谷胱甘肽或半 胱氨酸的存在下发生。
本发明公开也考虑的是在医疗装置上使用的涂层。该涂层可包括 聚合物和硫属化物化合物。涂层可包括一层或多层，例如涂层可包括
包含石克属化物化合物的笫一聚合物层，和任选的第二聚合物层。该第 一和/或第二层可还包括一种或多种另外的治疗剂。第二层可置于第一 层上，或者笫一层可置于第二层上。第一和/或第二层可以是可生物降 解的和/或亲水性的。 如前所阐述的那样，本发明公开的组合物和涂层可例如用在医疗 装置上或用于其中，在某些实施方案中，用在医疗装置的金属表面上。 如本文中使用，"医疗装置，，指任何血管内或血管外的医疗装置、医疗 仪器、包括才直入物的异物等。血管内医疗装置和仪器的实例包括适应 于插入的球嚢或导管尖、修复性心脏瓣膜、缝合线、手术钩环、合成
血管移植物、支架(例如Palmaz-Schatz、 Wiktor、 Crown、 Mutlilink、 GFX支架)、支架移植物、血管或非血管移植物、分流器、动脉瘤填 料(包括GDC、 Guglilmi可分离线圈)、管腔内的铺设系统、引导丝、 栓塞剂(例如聚合物颗粒、球形和液体栓子)、过滤器(例如静脉腔过滤 器)、药物泵、动静脉分流器、人造心脏瓣膜、人造植入物、手术引入 血管的或在血管或非血管部位的异物、导线、起搏器、可植入的脉冲 产生器、可植入的心脏除纤颤器、心脏复律除颤器、除纤颤器、脊髓 刺激器、脑刺激器、骶骨神经刺激器、化学传感器、乳房植入物、介 入心脏病学装置、导管等。血管外医疗装置和仪器的实例包括其表面 与患者的血流进行接触的塑料管、透析袋或膜。
在装置或人造材料至少部分地用本文所公开的组合物或涂层涂 覆后，它将基本上适用于其预计的用途，该用途包括例如作为心脏瓣 膜植入、作为导管插入、作为支架插入或用于心肺氧合作用或血液透 析。
也在本文中^^开的是用于治疗心血管疾病和病症的治疗有效量 的本文所描述的化合物和组合物的给予方法，这些疾病和病症包括例 如再狭窄、血管痉挛、动脉粥样硬化和显示动脉血管舒张的疾病。例 如患者可给予治疗有效量的本文所考虑的组合物。治疗有效量可以例 如基于提供'净疗有效量的一氧化氮所必需的硫属化物化合物的量。
术语"^疗作用"是技术公认的并指由药理活性物质引起的动物 (特别是哺乳动物，更特别是人)局部或全身作用。该术语因此指将用 于疾病的诊断、治愈、减轻、治疗或预防或用于动物或人的期望的身 体或精神发展和/或情况提高的任何物质。短语"治疗有效量"指产生某
些期望的局部或全身作用的，或者例如以可应用于任何治疗的合理的 利益/风险比，产生一定量的一氧化氮以产生某些期望的作用的这样的 物质的量。该物质的治疗有效量将随受试者和被治疗的疾病情况、受 试者的体重和年龄、疾病情况的严重性、给予方式等变化，它可容易 地由本领域普通技术人员确定。例如本发明的某些组合物可以足够产 生可应用于该治疗的合理的利益/风险比的量给予。
本发明公开的另 一个实施方案提供了通过掺入本文所公开的组 合物并将所述医疗装置放置在患者上或患者内，抑制由血液(包括血液 成分或血液产品)暴露于医疗装置引起的血小板聚集和血小板粘连的 方法。
在某些实施方案中，为有此需要的患者提供了一种方法，该方法 用于促进血管生成作用，例如提高局部缺血细胞/组织的血管形成/血 液流动。作为非限制性实例，当存在或怀疑有冠状动脉疾病，例如缺 血性心肌、心肌梗塞、缺血性心肌病或外周动脉疾病例如慢性四肢局 部缺血性跛行(骨骼肌肉)、静止痛/局部缺血性溃疡/坏疽时，涂层或组 合物可用于促进血管生成。如果例如局部缺血性中风/神经病，例如中
风/梗塞时脑/神经组织例如局部缺血性半暗带(pneumbra)发生，可能指 示有需要的患者的治疗促进血管生成。
也提供了促进有此需要的患者血管内腔表面的愈合和/或内皮化 的方法，例如在冠状动脉/颈动脉中，或在去内皮化的腔表面例如动脉 内膜切除术后发现的那些上，例如在颈动脉内，血栓切除术(要么动脉 /要么静脉)、血管成形术例如球嚢、激光或低温血管成形术、斑块旋 切术(atherectomy)或在血栓切除术后，通过给予本文所公开的组合物， 例如促进不稳定的/溃疡的动脉粥样硬化性斑块的内皮化。
本文所提供的组合物也可以有助于急性或慢性动脉和/或静脉血 栓形成的消散，例如血管再形成和/或新血管形成和/或再穿通。在另 一个实施方案中，提供了促进用于基因治疗应用、器官再生应用及用 于生物人造杂交器官(例如胰腺、肾脏、肺、肝脏)放置的新毛细管床 发育的组合物。也提供了促进和/或提高伤口愈合和/或用于促进肉芽 组织，例如用于慢性创伤例如局部缺血、糖尿病、神经病和以动脉机 能不全为基础的创伤的方法。
在一个实施方案中，本文所公开的组合物可用于预防切开后的纤 维组织形成，或用于治疗新内膜增生。例如本文提供了通过给予本发 明公开的组合物，治疗血管损害部位以缝合刺伤或开口，及治疗、抑 制或预防在该部位的组织反应的方法。在实施方案中，该方法可包括 给予 一氧化氮试剂或包括一氧化氮试剂的组合物，例如本文所公开的 实施方案，或者一氧化氮试剂和止血装置或材料，及例如将该组合物 施用至该部j立。
本文所公开的组合物也可用于防止医疗装置或其表面，例如人造 或天然替代表面的结合和/或组织包埋，例如置于体腔例如胸腔、腹腔 和/或疝中，装置例如可植入的生物传感器例如血管内、脑、心脏、肠 传感器、起搏器/导线、可植入的药物释放系统，及其他生物机械装置 /表面例如生物人造器官、关节或心脏瓣膜。与不包括本发明公开的组 合物的可植入装置相比，本文所公开的组合物可改善例如可植入装置 例如传感器的生物相容性。例如包括本文所公开的组合物的实施方案 的装置，例如与无所公开的组合物的装置相比可置于身体内两倍持续 时间，对患者基本上很少或无副作用。
本发明公开的另 一个实施方案涉及本文所公开的组合物向损伤 部位或损伤组织(例如损伤的血管)局部给予，用于治疗损伤的或损害 的组织。该损伤可能由在侵入性的手术中使用医疗装置造成。因此， 例如在通过例如血管成形术治疗阻塞的脉管系统时，损伤可能在某些 情况下产生血管。该损伤可通过使用本文所描述的化合物和组合物治 疗。除了修复损伤的组织，该治疗也可用于减轻和/或延緩再闭塞，例 如再狭窄。这些化合物和组合物可以采用本领域技术人员已知的任一 方法局部释放，这些方法包括但不限于药物释放导管、输注导管、药 物释放导线、可植入医疗装置等。在一个实施方案中，所有或大部分
损伤的区域用本文所公开的组合物本身，或在起涂层基质作用(包括本 文所描述的基质)的药学上可接受的载体或赋形剂中的组合物覆盖。该 涂层基质可以是液体、凝胶、半固体或固体的稠度。该组合物可与一 种或多种治疗剂联合施用，例如本文所例举的那些。载体或基质可由 提供治疗剂的计量释放或持续释放的试剂组成，或包括此类试剂。
在治疗心血管疾病和病症中，本文所公开的组合物可通过采用适 用于将组合物释放到所期望的位置的动脉内或静脉内导管，直接向损 伤的血管或非血管表面经静脉内给予。例如所公开的置于医疗装置上 的涂层，可用于将硫属化物试剂释放到所期望的位置，以在体内产生 一氧化氮。受损动脉表面的位置通过采用日常的和本领域技术人员众 所周知的方法进行的常规诊断方法，例如X-射线血管造影术确定。另 外，采用动脉内或静脉内导管的组合物给予采用本领域技术人员众所 周知的常规方法进行。典型的是，化合物或组合物通过与用于最初的 方法相同的导管释放到血管形成术的部位，通常在血管形成术球嚢膨 胀的时候导入到颈动脉或冠状动脉。该组合物可在延长的时间范围 内、在体温下緩慢分解，以有效治疗心血管疾病和病症包括例如再狭 窄的速度释放一氧化氮。
"心血管疾病或病症"指本领域已知的任何心血管疾病或病症，这 些心血管疾病或病症包括但不限于再狭窄、冠状动脉疾病、动脉粥样 硬化、动脉粥样化形成、脑血管疾病、绞痛、局部缺血性疾病、充血 性心脏衰竭或与急性心肌梗塞相关联的肺水肿、血栓形成、高血压中 的高的或提高的血压、血管痉挛、血小板聚集、血小板粘连、平滑肌 细胞增殖、与使用医疗装置相关联的血管或非血管并发症、与使用医 疗装1^目关联的创伤、血管或非血管壁损伤、外周血管疾病、经皮冠 状动脉腔内造影术后的新内膜增生等。由于血小板沉积的增加、激活、 血栓形成或血小板的消耗和凝结蛋白，与使用医疗装置相关联的并发 症可发生。在"心血管疾病或病症"的定义内的此类并发症包括例如心 肌梗塞、肺部血栓栓塞、小脑血栓栓塞、血栓静脉炎、血小板减少症、
出血性病症和/或由于前述病症直接或间接发生的任何其他并发症。
"再狭窄"是心血管疾病或病症，它指在由损伤例如血管成形术、 球嚢膨胀、斑块旋切术、激光切除治疗或支架的插入引起的动脉创伤 后外周或冠状动脉的闭塞。再狭窄也可在一些侵入性手术技术，例如 移植手术、血管移植、冠状动脉旁路手术、动脉内膜切除术、心脏移 植术、球嚢血管成形术、斑块旋切术、激光切除术、血管内支架移才直 等后发生。
"动脉粥样硬化，，是慢性血管损伤的形式，其中某些动脉壁内的正 常血管平滑肌细胞(它们通常控制血管的配合调节血流)，改变其性质
并发展"癌样，，行为。这些血管平滑肌细胞变得不正常地增殖、分泌物 质例如生长因子、组织降解酶及其他蛋白质，这使它们能侵入并在内 血管内层散开，阻断血流并使得该血管对被局部血液凝固完全阻塞异 常敏感，导致由该动脉供应的组织的死亡。"血液"包括血液产品、血 液成分等。
本发明公开也考虑的是用于检测分析物的传感器，例如用于检测 血液和/或组织中的S-亚硝基硫醇。此类分析物包括亚硝基石克醇和葡萄 糖。此类传感器可以是可植入的供体内使用或皮下使用，或者可以在 外部用于可不经手术或其他侵入性手术进入的体液。或者，所公开的 传感器可用于远程分析的流体。此类传感器可用于例如在几天内获得 样品或患者中的S-亚硝基硫醇含量的测定。
本文所公开的涂层、組合物和方法的实施方案可与其他治疗形式 组合用于某些实施方案中。作为实例，本发明公开的传感器、装置和 方法可与手」术和/或与其他传感器联合使用。还进一步，本文所公开的 传感器可能能够同时或以逐步方式检测多于一种分析物，或者可以与 全身治疗，例如胰岛素给予或这些形式的组合一起使用。例如分析物 传感器可与变速的或可编程的可植入胰岛素输注泵组合使用。
本发明公开所考虑的是分析物传感器，例如与患者体液接触的那 些、与患者组织间隙接触的那些、或者接触皮下或血管或动脉中血液、
唾液、尿、汗等的那些传感器。用于分析物传感器的电极包括基于电 流表发挥功能的那些电极。
已经一般性描述了发明内容，根据下列实施例将更易于理解，包
目的，而无意以任何方式限制发明内容。
实施例
实施例1
将疏水性有机硒催化剂一依布硒掺入到亲水性聚氨酯(Tecophilic, SP-60-A, 20%-水吸收)膜中，该膜可随后安装在电化学NO传感器上， 以检测RSNO类物质。采用了类似于美国专利公布No.2004/0224868 中所公开的NO传感器构型，该专利通过引用整体结合到本文中。^!夺 38 mg聚氨酯溶解于含2 mg依布硒的2 ml THF溶液中。掺入了催化 性硒试剂的聚合物膜通过将0.5 ml该混合物溶液流延到2.4 cmh皮璃 片上制备。将所得膜片作为外部催化膜加在电流表式NO选择性传感 器的远端尖端处产生RSNO传感器。图3显示在0.5-25nm之间的各 种S-亚硝基-N-乙酰基-DL-青霉胺(SNAP)给定浓度下，所得RSNO传 感器的定量电流响应。
实施例2:表面固定化
将金属鏊合的树脂颗粒(Chelex, 0.6mmol-羧基/g,粒度~ 0.5mm) 上的表面羧基与硒代胱胺上的胺终端偶联。将1 g分散在10 ml MES 緩冲液(25 mM, pH 6.7)中的Chelex树脂颗粒与l-(3-二甲基M丙 基)-3-乙基碳二亚胺(EDC或EDAC, 400mg)和N-羟基琥珀酰亚胺 (NHS,70 mg)—起温育IO分钟以激活羧基。然后，将硒代胱胺(SeCA) 溶液(SeCA 200 mg/5ml MES緩冲液)加入到所温育的反应混合物中， 随后令其反应40分钟。得到淡黄色颗粒，并进一步在20 ml 0.1 M NaBH4溶液中还原，以将固定化的SeCA类物质中的未反应的一半分开，并在颗粒表面上产生硒醇基团(反应流程示意图参见图4)。将10 mg 所得透明(无色)颗粒包封在薄尼龙网中(孔大小~50|iM),并当用所产 生的NO的化学发光监测观察时发现能够催化S-亚硝基-N-乙酰基青 霉胺(SNAP)分解(参见图5)。
实施例3:与聚合物主链共价连接的有机硒类物质 通过将SeCA与二醛反应将硒代胱胺(SeCA)固定在滤纸上，如图 6所示，该二醛由(3葡萄糖单元上的二醇基团氧化产生。首先，将滤 紙(Whatman 50,直径55-mm)的表面在0.1MNalO4溶液中氧化3小时， 然后与SeCA(50mM/0.1 MTris緩冲液，pH8.2)反应1小时。将所得 的席夫氏碱键和联硒化物键用0.1 MNaBH4进一步还原1小时，形成 C-N单键和硒醇基团。将所得的纸贮藏在0.1M磷酸盐緩冲溶液(pH 4.5) 中过夜，并在使用前洗涤。还原反应用0.1 MHC1溶液淬灭。从在有/ 无改性滤纸的存在下，在RSNO溶液中NO流出变化的结果发现，所 得改性滤纸的片使RSNO催化分解，如图7所示。
实施例4:由有机硒固定化聚合物长期产生NO 按实施例3中的描述制备的小片(面积0.125 cm2) Se-固定化滤纸 (Se-FP)可用于监测从含100pM GSNO、 500pM GSH和0.5 mM EDTA 的PBS (pH 7.4)溶液中长期的NO产生。NO产生/生成通过化学发光 检测测定。全部给定量的GSNO被分解，NO生成在各批试验中停止， 反应在含相同初始浓度的所有上述成分(GSNO、 GSH和EDTA)的新 鲜緩冲溶液中重新开始。如图8所示，Se-FP片可以消耗所有给定量 的RSNO;产生最多到12个试验批的NO，其中总共2.4 pmol (0.2 |iimol x 12) GSNO分解。在实施例3所描述的Se-固定化过程期间，从SeCA dax = 300 nm)溶液的UV/VIS吸光度变化，装载在滤纸上的Se分別 估计为小于 4.1^mol/cm2。基于这一计算，很清楚Se-FP片可连续消 耗GSNO,并且比在给定Se-FP片中的固定化Se量(0.125 cm2 Se-FP
中~ 0.52 jamol)分解更多的GSNO (2.4 pmol)。
实施例5:采用有机硒固定化聚合物修饰的NO传感器检测S-亚
硝基好u醇
将按实施例3中的描述制备的小片Se-固定化滤纸(Se-FP)安装在 电流表式NO传感器上，以检测溶液相中的RSNO类物质，如图9B 所示。由于通过在Se-FP上催化RSNO分解产生NO及随后在铀电招^ 上NO的氧化，此类修饰的NO传感器可产生电流表电流信号。图9A 显示当在含0.5 mM EDTA和5pM GSH的给定PBS (pH 7.4)溶液中的 RSNO类物质的浓度变化(0.5pM 8pM)时，传感器的电流响应方式是 可再现的并且是定量的。此类RSNO传感器的灵敏度可取决于RSNO 类物质的性质；图9A(插图，电流对浓度曲线)显示GSNO比SNAP 产生更大的电流水平变化。
实施例6:关于用修饰的NO传感器进行的电流表式RSNO检测 的对照试验
在环境条件下，包括硒代胱胺的Se-化合物显示在GSH的消^^下 还原氧，作为氧还原的中间体产生11202。然而，因为对NO传感器的 给定构型而言，H202是潜在的千扰分子，所以通过在无GSNO的存 在下增加GSH的浓度测试修^饰的NO传感器的性能。图10显示甚至 在GSH浓度显著增加时发现可忽略不计的电流变化，这意味着在测 定期间，在修饰的NO传感器上无来自Se-FP氧还原的明显贡献，并 且显示在代表性的前述实施例中获得的电流水平变化似乎是由于在 Se-FP表面上催化RSNO分解产生的NO存在。
实施例7: 二有机二^帝化物的制备
化合物2 (参见图ll)通过按照图11中的反应流程，采用二碲化 二钠溶液和6-溴己酸钠盐在8CTC的水中原位制备。
实施例8
图13显示在还原剂例如谷胱甘肽(GSH)的存在下、在生理pH下， 二有机二碲化物将S-亚硝基谷胱甘肽(RSNO)或S-亚硝基半胱氨酸 (CySNO)分解成NO的催化活性。在室温下、在EDTA的存在下，在 PBS緩冲液(pH 7.4)中，以GSNO和GSH为原料，二有机二碲化物0匕 合物2)能够产生比二有机二碲化物2的量更多的NO。
实施例9:热解法二氧化硅的衍生化
釆用含胺硅烷化试剂(例如3-溴丙基三曱氧基硅烷)，通过如图 14A所示的两步合成可将硒基固定在热解法二氧化硅表面上。热解法 二氧化硅颗粒与3-溴丙基三曱氧基硅烷反应，提供用于硒代胱胺的连 接部位。硅烷化颗粒然后与硒代胱胺反应，在热解法二氧化硅颗粒上 引入硒位置。进行这些反应并收集所衍生化的颗粒供分析。
实施例10
一氧化氮的产生由实施例9的颗粒经化学发光法一一种NO的直 接测定技术测定，该方法通过在37。C将颗粒浸在PBS緩冲液中，然 后在间隔时间点加入S-亚硝基硫醇的等分试样进行。如图14B所示， 所衍生化的热解法二氧化硅颗粒使NO从S-亚硝基硫醇中产生，直到 S-亚硝基硫醇消耗完，在该点再加入S-亚硝基硫醇的等分试样，并重 复该方法几次。该方法可连续进行，只要有S-亚硝基硫醇的来源存在。 人体含有范围在0.2nM-7nM的稳态浓度的S-亚硝基硫醇；因此从导 管表面连续产生NO的能力基本上是无穷尽的。单独向緩沖液或单独 向热解法二氧化硅中加入S-亚硝基硫醇不产生NO，因此从所衍生化 的颗粒产生的NO是竭修饰的结果。
实施例11: PEI用SeDPA衍生化
将联硒化物3,3'-二丙酸联硒化物(SeDPA)与聚乙烯亚胺(PEI)共价 连接，通过采用EDC/NHS偶联法产生含竭PEI(RSePEI;参见图14)。
SeDPA的羧酸基团首先用EDC和NHS活化形成N-琥珀酰亚胺酯。 将PEI/2-[N-吗啉代]乙磺酸钠盐緩冲液(MES, pH 5.8)的溶液(40 mg/mL; 或者25k或者750k平均MW))与活化的SeDPA (12.5 mM)、 EDC和 NHS室温反应2小时。将EDC: NHS: RSe-COOH的摩尔比调节为6: 4: 1以实现联硒化物与PEI的最大偶联。将所得的RSePEI溶液透析 (MWCO, 15kD),先用相同的MES缓冲液，然后用DI水透析1天。 对用SeDPA衍生的RSePEI而言，通过用硼氬化钠(20 mM)还原二石西 键除去非共价连接的SeDPA类物质，然后将该反应混合物首先彻底 地用50 mM NaCl透析，然后用DI水透析3天。除了未向偶联反应中 加入联硒化物外，也以相同的方式制备了对照PEI。所获得的RSePEI 材料以新鲜溶液使用或冷冻干燥后贮藏。ICP-MS分析发现干聚合物 含有3.6±0.3和3.9土0.3 w/w% (平均Mw分别为25k和750k的PEI)的 Se。基于假设即仅与伯胺基的偶联反应后的Se-含量表示实际偶联效 率，PEI中小分数(~6%)的总伯胺基被消耗，而剩余的游离胺可用于 进一步固定在滤纸或透析膜上。
实施例12:在透析膜(DM)上交联SePEI水凝胶的形成 将含有10 mL 1 wt% RSePEI (由平均Mw 25k PEI衍生化)和0.1 mM EDTA/0.1 M MOPS緩沖溶液(pH 7.9)的DM (MWCO, 25kD)管， 首先浸在该相同组合物的溶液中至少2天。用MOPS緩沖液洗涂后， 将该DM管浸在戊二醛溶液中(l wt。/。)20分钟，使RSePEI类物质在 透析膜的孔结构中交联。所得DM管用DI水洗涤，随后浸在10mM 硼氬化钠溶液中还原亚胺键l小时。所有反应在温和振摇或搅拌下进 行。放出所有溶液后，再洗涤修饰的DM(RSePEI-DM)管的内部/夕卜部 并贮藏在0.1 M磷酸盐緩沖液(pH 4.3)中直到使用。对照DM片用对照 PEI (无RSe相连)以类似的方式制备。将管壁的小片按需要切割，并 测试NO产生。图16描述了通过以两个不连续的模式F(快)和S (十曼) 产生NO，溶液相样表面催化的活性。
实施例13:电流表式NO/RSNO传感器的制造
密封在玻璃壁管中的镀铂Pt工作电极(Pt盘(具有250卞m o.d.))和 作为参比/反电极的Ag/AgCl导线用于气体检测构型中。将两个电极在 PTFE气体可渗透膜(GPM)后结合。为了形成RSNO传感器以展示由 新鲜血液中的RSNO产生NO，将一片RSePEI-DM用O-环附接在NO 传感器的GPM上，使RSePEI-处理的表面面向GPM。对照NO传感 器也用上述对照DM(无RSe类物质)制备。所有传感器的极化、校准 和随后的电流测定均以标准方式进行。
实施例14:血液中的RSNO测定
动物血从Michigan大学医学院体外膜氧化(ECMO)实验室 (Extracorporeal Membrane Oxygenation (ECMO) laboratory)新鲜获得。 血样获得后立即用以1: 500的体积比加到血中的浓肝素溶液(2 U/ml)(来自猪肠，Sigma-Aldrich (St. Louis, MO))肝素化。所得血液冲羊 品的ACT (活化的凝结时间)值的范围在250~300秒，于2yC保存在黑 暗中并在3小时内使用。为了研究暴露于血浆是否影响RSePEI-FP材 料的NO产生能力，富含血小板的血浆由肝素化的猪血通过以250 g 离心15 min制备。将一片(0.5 cm2) RSePEI-FP聚合物贮藏在该血浆中 最多到5天，样品用DI水洗涤后其从RSNO类物质催化的NO产生 间歇地通过NOA测定测试。为了采用固定化的RSePEI类物质直4妄才企 测兔血中产生的NO,采用了两个电极、对照NO传感器和RSNO传 感器。各传感器首先相对于其对PBS緩冲液中的NO的固有响应校准。 然后，将两个传參器的电流信号于25。C用置于相同N2饱和的60 ml PBS (pH 7.4)溶液中的传感器稳定。最后，在N2气氛下将40 ml新鲜 全血样品加入到PBS溶液中，得到40% (v/v)稀释液，并监测各传感 器对该样品的电流响应。
如图17所示，当在25。C下将兔血注射到PBS(pH7.4)中时，RSNO 传感器显示出比对照NO传感器所显示的电流表NO响应更大的增力口。 这两个传感器所检测到的NO水平的差，即AR强烈地提示当固定化 的RSe催化剂存在时，内源性的RSNO的降解显著发生。催化层以位 于该装置表面的有效NO水平产生了相当于大约85 nM (AR)的变化的 响应增加。两个传感器均对其NO的直接响应进行了预校准。并且， 由于所釆用的透析膜的MWCO (25 kDa), LMW-RSNO有可能在该传 感器的表面被转化成NO，而不是S-亚硝基蛋白例如AlbSNO。图17 中所示的响应;f莫式是可重现的，并且已在几个采用新鲜兔血的独立试 验中观察到。
实施例15: 5,5'-二碲基-2,2'-二噻吩羧酸(DTDTCA, 2)的合成 于(TC向搅拌着的2-噻吩羧酸(2.0g,15.6mmol)/THF (200mL)的溶 液中加入NaH (95%, 0.66 g, 15.7mmo1)。 10分钟后，将n-BuLi (2.5 M 己烷溶液，6.3mL, 15.7mmol)緩慢滴入上述溶液中并搅拌10分钟。将 反应混合物升温到室温，然后，搅拌50分钟。在强氮气流中将碲(1.9 g, 14.9mmol)快速加入到该反应混合物中。搅拌2小时后，将该混合 物减压浓缩得到约20 ml微红褐色浆状物。于0。C将该浆状物倾入DI 水(300 mL)和CH2C12 (200 mL)的溶液中，同时用1.5N HC1调节溶液的 pH至约l。于0。C将整个混合物通过通入空气剧烈混合。将该混合物
过滤以除去未溶解的固体，并将滤饼用CH2Cl2洗涤。将所分离的水层
用CH2Cl2再萃取2次。合并的有机层用无水Na2S04千燥、过滤并用 CH2Cl2洗涤。将滤液减压浓缩，得到深红色固体。
将粗残渣用CH2Cl2(50mL)研磨，然后过滤并用CH2Cl2洗涤，得 到红棕色固体(0.93g，产率25%)。分解温度168-172°C;
iH NMR (500 MHz, DMSO-ds, 25 °C): S-13,17 (bs, 2H; 2 COOH), 7.54 (d， J- 4.5 Hz, 2H; 2 CCH), 7.43 (d, J= 4.5 Hz, 2H; 2 TeCCH); "C NMR (125 MHz, DMSO-d6,25 。C): S-162.28, 142.13， 140.12, 134.53, 106.19.; mTeNMR (MHz, DMSO-de, 25 。C): 5=497.60; IR (KBr)- 3426 cm-1 (COO-H), 2959, 2554 cm4 (=C-H), 1667 cm-i (OO)' 1516 cm.i (C=Q, 1422cm.l(=C-ri);
HRMS (EI): m/z: [M〗+理论值C1QH604S2Te2， 513.7832: 513.7835.; 理论值C10H6O4S2Te2; C, 23.57; H, 1.19; 0, 12.56; S, 12.59:实测值C, 23.25; H, 1.23; S, 12.28。
实施例16:碲基硫化物聚合物
图18描述了碲基^5危化物聚合物7的合成路线。亲水性的聚氨酯 (Tecophilic， SP-93A-100)在使用前通过索氏提取纯化。将干燥的HPU (2.0 g,约4.8 mmol氨酯基团)溶解于无水DMAC (40 mL)中。于 40-45°C、在3小时内将该溶液滴加到搅拌着的HMDI (3.89 ml, 24 mmol)和DBTDL (72|iL, 0.12 mmol)/DMAC (4 mL)的溶液中。1.5天后， 将该混合物冷却到室温，然后纟爰'艮加入无水Et2O(400mL)中。将所形 成的固体过滤并用无水Et20 (600 mL)洗涤。用N2将滤饼吹干接着真 空干燥，得到白色聚合物一所期望的产物(2.0g)。
IR(NaCl
上的膜>=3323 cm-i (N-H), 2927,2858 cm-i (CH2), 2264咖-i (NCO), 1715 cm-i (OO), 1615 cm.i (HNCONH), 1528 cm-i (C-N, N-H), 1101 cm-i (CHz-OCHz.
胺化聚合物5:
将聚合物4 (1.86 g)溶解在无水DMAC(30 mL)中，然后于40°C 、 在3小时内緩慢加到搅拌着的二丙胺-PEO (10.4 g)/DMAC (12 mL)溶 液中。将该混合物于40。C搅拌1天，然后緩慢加到Et2O(400 mL)中。 将所形成的微黄色聚合物过滤并用Et2O(600 mL)洗涤。将滤饼用 MeOH索氏提取2天。冷却到室温后，固体滤饼再用MeOH洗涤，真 空泵干燥2天得到聚合物5 (0.82 g)。胺化聚合物5/DMAC溶液采用溴 酚蓝和对-甲苯磺S交/异丙醇(0.2 mmol胺部位/g聚合物5)由量热法滴 定。
汉(NaCl
上的膜)- 3323 cm-i (N-H), 2916， 2857 cm-i (CH2), 1715 cm-i (OO), 1614 cm-i (HNCONH), 1529 cm-i (C-N, N-H), 1102 cm.i (CH2-O-CH2)
二碲化物聚合物6:
将DTDTCA 2 (17 mg, 33mjiio1)/THF(5 mL)溶液与EDC.HC1 (15
mg, 78(imol)/DI水(5 mL)溶液混合。搅拌该浑浊混合物并通过加入
Et3N (20 mg, 198inmole)使其变得澄清。然后，于室温将NHS (9 mg,
78]LimoIe)加入到该混合物中。将胺化聚合物5 (0.34 g, 68pmole游离
胺)/THF(12mL)溶液然后与上述溶液混合，并室温下搅拌过夜。将该
混合物緩慢加入到Et2O(900 mL)中，形成微红黄色聚合物。该固体用
Et20和DI水洗涤。滤々并于室温下在MeOH中搅拌过夜。再将残漆过
滤并用MeOH洗涤，然后真空泵干燥得到微黄色聚合物6 (0.2 g)。
IR(NaCI上的膜)- 3320 cm-i (N-H), 2915,2849 cm-i (ch2), 1715 cm-i (OO), 1616 cm-i (HNCONH), 1526 cm-i (C-N, N-H), 1445 cm-i卜C-H), 10卯cm-i (ch2-O-ch2).
碲基硫化物聚合物7:
将一小块聚合物6的膜(3.92 mg;大小0.9 cm x 1.8 cm;厚度:
2.4pm)浸在含0.5 mM EDTA的GSH/GSNO (谷胱甘肽/s-亚硝基谷胱甘
肽)(IOO ^M/100|LiM)/10 mL PBS緩冲液(10mM, pH 7.4)(用相同的PBS
緩冲液，除非另外说明)溶液中。室温下振摇该混合物过夜后，将膜从
该混合物中取出。该膜再在新鲜的GSH/GSNO (200KM/200pM)/10mL
PBS緩沖液溶液中振摇6小时。将膜从该溶液中取出然后放入新鲜的
lOmLPBS緩冲液中。进行两次相同的洗涤膜过程，刚好在用于NOA
试验前得到水化状态的所期望的聚合物7的膜。
IR(NaCl上的膜)=3326 cm-i (N-H), 2923， 2859 cm-i (ch2), 1716 cm-i (OO), 1662 cm.i (C-O from GSH), 1615 ctn-i (HNCONH)， 1531 cm-i (C-N, N-H), 1450 cm-i(-C-H), 1249 cm-i (ch2 from GSH), 1108 cm-i (ch2-O-ch2).
实施例17
如图19A所示，当加入催化量的DTATCA 2时很快出现相对大 的信号。图19A也描述了二碲化物化合物催化的NO产生的其他测定。 (2.5pM)加入到含GSNO (25pM)和GSH (100pMyPBS緩沖液的溶液 中。NO产生的速度随时间緩慢下降，达到持续到所有GSNO消耗完 的稳态。DTDTCA2甚至在无RSH存在下将RSNO分解成NO，参见
图19B。如图19C所示，聚合物7显示出由GSH/GSNO/PBS緩冲液 溶液催化的NO产生。
实施例18:与聚(曱基丙烯酸2-羟基乙酯(pHEMA)和聚(乙二醇曱 基丙烯酸酯(PEGMA)水凝胶交联的有机碲化物固定的聚(烯丙胺盐酸 盐)
PAA-Te2的合成(参见流程l(A)，图20)。将DTDTCA 1 (40 mg, 0.079 mmol)和Et3N (35 mg, 0.35 mmol)溶解于THF (2 ml,用前蒸馏)。 向上述溶液中加入EDOHC1(0.16 mmol)/DI水(0.2 ml)溶液后，室温下 搅拌该混合物30分钟。然后，将PAA盐酸盐(Mw 70,000, 300 mg, 4.3 mmol)和Et3N (35 mg， 0.35 mmol)/DI水(2 ml)溶液倾入到该混合物中并 搅拌1天。蒸发除去THF后，将该反应混合物用膜过滤器(Mw截留 30,000)离心过滤，并用盐水洗涤几次以除去水溶性小分子。将残渣冷 冻千燥。所得固体在THF中搅拌5小时，然后过滤并用THF洗涤。 滤饼用氮气流千燥得到PAA-Te 2的红棕色聚合物固体。1H NMR分 析显示聚合物主链的1.3 molQ/。胺基与DTDTCA (理论值1.8 mol。/o)偶 联。水凝胶3的合成(参见流程l(图20A))。将甲基丙烯酸2-羟基乙酯 (HEMA使用前蒸馏纯化，210 mg, 71.9 wt%)、 PEGMA (平均Mw 526, 54 mg, 18.5 wto/o)和乙二醇二曱基丙烯酸酯(dimethac)(EGDM, 15 mg 5.1 wt。/。)与PAA-Te 2(10 mg, 3.4wt%)/DI水(0.2 ml)溶液混合，并通过 鼓泡通入氮气脱氧。将2,2'-偶氮二异丁腈(AIBN, 3 mg, 1.0 wt。/o)加入 到该混合物(ml)中后，将该澄清的溶液转移到用聚四氟乙烯密封的两 个玻璃片之间。用UV灯(320 nm)进行聚合反应5小时。为了防止 PAA-Te 2从该水凝胶可能的沥滤，将所得水凝胶进一步通过室温下浸 在过量的1,6-二异氰酸基己烷中过夜交联。由于在上述制备过程期间 所使用的Et3N的量有限，仅小部分PAA-Te 2的游离胺部位(约10 molo/。)可以相互交联。将所得的互穿网状(IPN)水凝胶用THF和DI水 彻底洗涤，以除去低分子量化合物，得到棕色水凝胶膜3 (厚度:0.24mm)。
水凝胶4的合成(参见流程l(图20B))。水凝胶4是空白并通过制 备水凝胶3所采用的相同方法合成。然而，用PAA盐酸盐代替PAA-Te 2,并且在交联过程期间使用相当于PAA盐酸盐中胺部位的10mol% Et3N。
实施例19:水凝胶催化的NO产生
如图21A所示，水凝胶3能够在GSH/脱氧PBS緩冲液(pH 7.4) 溶液的存在下从GSNO催化产生NO。将强铜鐾合剂一EDTA加入到 该受试溶液中，以捕获能引起显著RSNO分解的任何少量游离铜离子 杂质。在引发试验之前，将水凝胶3的圆片(厚度0.24mm;半径0.35 mm)浸在含0.5 mM EDTA的PBS緩冲液(pH 7.4)中。当将该水凝胶3
到NO的增加，最后达到稳态的NO流出(参见图21A)。当水凝胶3 从反应室中取出时，NO流出下降到接近最初的基线。随后的同一片 水凝胶3的浸渍/取出周期显示几乎相同的可逆稳态NO流出。在相同 的反应条件下用CySNO和CySH进行的类似试验显示相同大小水凝 胶3的新片也能产生NO,提示两种生物活性小的RSNO均对有机碲 结合的聚合物催化的分解敏感。
空白水凝胶4由GSNO和GSH的NO产生。为了确保NO产生 仅由有机碲化物引发，而不是聚合物主链本身，研究了空白水凝胶4 在脱氧PBS緩冲液(pH 7.4，含0.5 mM EDTA)中由GSNO和GSH催 化的NO产生(参见图21B)。水凝胶4的预试验处理与水凝胶3的试 验相同。如图21B所示，在类似大小的水凝胶4浸渍/取出时未观察到 NO产生，表明有机碲化物是NO产生的原因。
本文提到的所有出版物和专利，包括下面所列举的那些，通过引 用整体结合到本文中，好像各单一 出版物或专利特别地和分别指明通 过引用结合的那样。万一冲突，将以本申请包括任何本文的定义为准。
到本专利申请要求其优先权的任何美国临时专利申请通过引用另一 个美国临时专利申请结合的程度，该另一个美国临时专利申请不通过 引用结合到本文中，除非该专利申请明确表示通过引用，或者要求该 另 一个美国临时专利申请的优先权结合本文中。
也通过引用整体结合到本文中的是美国专利公布No.
2003/0044546。
所考虑的上述硫属化物化合物、涂层和组合物的等同物包括否则 与其一致的，及具有其相同一般性质(例如生物相容性、 一氧化氮产生 性质)的这样的材料，其中进行了没有不利影响该分子实现其预定目的 的效力的一个或多个简单的取代基变化。 一般而言，本发明公开的化 合物可通过例如本文所描述的总的反应流程所示方法，或通过采用易 获得的起始原料、试剂和常规合成方法对其进行修改制备。在这些反 应中，也可能采用它们本身是已知的，但未在此提及的变型。
其中本发明公开提供了涂层、组合物、装置和方法。虽然讨论了 本发明公开的具体实施方案，上述说明书仅是举例说明性的而不是限 制性的。当阅读本说明书时本发明公开的许多变化对本领域技术人员 而言将是显而易见的。本发明公开的全部范围应根据权利要求，以及 其等同物的全部范围和说明书，以及这些变型确定。
权利要求
1. 一种用在可植入医疗装置上的生物相容性抗血栓涂层，所述涂层包含诱导一氧化氮形成的硫属化物化合物；及掺入所述硫属化物化合物的生物相容性基质。
2. 权利要求l的涂层，其中所述硫属化物化合物选自有机硒化合 物和有机碲化合物。
3. 权利要求2的涂层，其中所述硫属化物化合物选自包含^f西的 酶和包含碲的酶。
4. 权利要求l的涂层，其中所述基质包含聚合物。
5. 权利要求4的涂层，其中所述聚合物包括羧基部分、醛部分或 卣化物部分中的 一个或多个。
6. 权利要求4的涂层，其中所述聚合物包含超过约0.6 mmol/g 的羧基部分。
7. 权利要求4的涂层，其中所述聚合物是亲水性的。
8. 权利要求4的涂层，其中所述聚合物选自聚氨酯、聚酯、聚 乙烯亚胺、聚甲基丙烯酸酯、聚四氟乙烯和聚二甲基硅氧烷。
9. 权利要求l的涂层，其中所述基质还包含治疗剂。
10. 权利要求1的涂层，其中所述硫属化物化合物包含羧基部分 或胺部分。
11. 权利要求1的涂层，其中将所述硫属化物化合物置于所述基 质的表面上。
12. 权利要求4的涂层，其中所述硫属化物化合物与所述聚合物 共价结合。
13. 权利要求l的涂层，其中所述基质包含多孔膜结构、纤维性 基质或热解法二氧化硅。
14. 权利要求2的涂层，其中所述有机硒部分选自硒代胱胺、硒 代胱氨酸、3,3'-二硒基二丙酸、硒代半胱氨酸、依布硒、丙基-硒代胱氨酸、烯丙基-硒代胱氨酸、甲基-硒代胱氨酸、硒代蛋氨酸和硒胆石咸、 二硒化合物及其组合。
15. 权利要求3的涂层，其中所述包含硒的酶选自谷胱甘肽过氧 化物酶和含硒代半胱氨酸的硫氧还蛋白。
16. 权利要求1的涂层，所述涂层使亚硝基石危醇分解产生一氧4匕氮。
17. 权利要求1的涂层，所述涂层还包含与所述基质分开的层， 所述基质包括第 一种聚合物，且所述分开的层包含笫二种聚合物。
18. 权利要求17的涂层，其中所述第二种聚合物是亲水性的。
19. 权利要求17的涂层，其中所述分开的层还包含治疗剂。
20. 权利要求1的置于医疗装置上的涂层，其中所述医疗装置选 自缝合线、血管植入物、支架、支架移植物、心脏瓣膜、药物泵、 传感器、药物释放导管、输注导管和药物释放导线。
21. —种与生物纟直入物耳关合^f吏用的組合物，所述组合物包含与石克 属化物部分共价结合的基质；其中所述硫属化物部分选自有机硒部分 和有机碲部分。
22. 权利要求21的组合物，其中所述有机硒部分是二硒部分。
23. 权利要求21的组合物，其中所述有机蹄部分是二碲部分。
24. 权利要求21的组合物，其中所述硫属化物部分包含选自结构 I或II的部分Ri一R2一iVA一R斗 iRe-R5.A-A—R5-Re J]其中R,代表烷基、H、芳基或键； R2代表烷基、酰氨基、羧基、氨基或键; R3代表烷基或键；每次出现时，A独立代表S、 Se或Te; R4代表H、烷基或键；如果结构II是环状结构，则虚线代表任选包括的键； 每次出现时，Rs独立代表烷基、芳基、酰胺基、羧基、氨基或键；及每次出现时，R6独立代表H、羧基、氨基、芳基或键。
25. 权利要求21的组合物，其中所述基质包含聚合物部分。
26. 权利要求25的组合物，其中所述聚合物部分包含聚氨酯、聚 酯、聚乙烯亚胺、聚甲基丙烯酸酯、聚四氟乙烯或聚二曱基硅氧烷。
27. 权利要求21的组合物，其中所述基质包含纤维性基质或热解 法二氧化硅。
28. —种生物相容性可植入分析物传感器，所述传感器包含 电极表面和置于其上的权利要求1-19中任一项的至少部分分析物可渗透的涂层。
29. 权利要求28的分析物传感器，所述传感器是可皮下植入的。
30. 权利要求28的分析物传感器，所述传感器是可血管内植入的。
31. 权利要求28的分析物传感器，所述传感器检测亚硝基硫醇。
32. —种在有需要的患者中治疗心血管疾病或病症的方法，所述 方法包括植入装置以进入血流或组织，其中所述装置包含权利要求 1-19中任一项的涂层。
33. 权利要求32的方法，其中所述心血管疾病或病症是再狭窄、 冠状动脉疾病、动脉粥样石更化、动脉粥样化形成、脑血管疾病、绞痛、 局部缺血性疾病、充血性心脏衰竭、与急性心肌梗塞相关联的肺水肿、 血栓形成、高血压中的高的或提高的血压、血小板聚集、血小板粘连、 平滑肌细胞增殖、与使用医疗装置相关联的血管或非血管并发症、与 使用医疗装置相关联的创伤、血管或非血管壁损伤、外周血管疾病或 经皮冠状动脉腔内造影术后的新内膜增生。
34. 权利要求32的方法，其中所述心血管疾病或病症是再狹窄或 动脉粥样硬化。
35. 权利要求33的方法，其中所述医疗装置选自缝合线、血管才直 入物、支架、支架移植物、心脏瓣膜、药物泵、药物释放导管、输注 导管和药物释放导线。
36. 权利要求32的方法，所述方法包括另外的给予抗感染药的步骤。
37. —种直接将一氧化氮释放到有需要的患者的目标部位的方 法，所述方法包括将权利要求21-27中的组合物直接植入到所述患者 的所述目标部位。
38. 权利要求37的方法，其中所述组合物向所述患者的所述目标 部位提供持续释放的 一 氧化氮。
39. —种医疗装置，所述医疗装置包含权利要求21-27中任一项 的组合物，或权利要求1-19中任一项的涂层。
40. 权利要求39的医疗装置，所述医疗装置选自血管内或血管外 的医疗装置、球嚢、导管尖、修复性心脏瓣膜、缝合线、手术钩环、 合成血管移植物、支架、支架移植物、血管或非血管移植物、分流器、 动脉瘤填料、管腔内的铺设系统、引导丝、栓塞剂、过滤器、药物泵、 动静脉分流器、人造心脏瓣膜、人造植入物、手术引入血管的或在血 管或非血管部位的异物、导线、起搏器、可植入的脉冲产生器、可植 入的心脏除纤颤器、心脏复律除颤器、除纤颤器、脊髓刺激器、脑刺 激器、骶骨神经刺激器、化学传感器、介入心脏病学装置、导管和塑 料管。
41. 一种抑制由血液暴露于医疗装置引起的血小板聚集和血小板 粘连的方法，所述方法包括将权利要求39的医疗装置植入患者中。
42. —种促进患有动脉粥样硬化的受试者血管生成的方法，所述 方法包括将权利要求39的医疗装置植入到所述患者经历或有血液灌 注不足危险的组织部位。
43. 硫属化物化合物在用于检测S-亚硝基硫醇的传感器中的用途。
44.包含聚合物和硫属化物化合物的组合物用于在体内产生一氧 化氮的用途。
全文摘要
本发明公开提供了生物相容性抗血栓涂层，该涂层包括诱导一氧化氮形成的硫属化物化合物；及掺入了所述硫属化物化合物的生物相容性基质。本文也公开了加入了此类涂层的装置及制备和使用此类涂层的方法。
文档编号A61L33/04GK101378792SQ200680051976
公开日2009年3月4日 申请日期2006年12月1日 优先权日2005年12月2日
发明者M·E·迈尔霍夫, M·M·雷诺, 车完轼, 黄相烈 申请人:密执安大学评议会;密执安危机关注顾问公司(Mc3)