专利名称：冠状动脉药物涂层支架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种人体植入支架，尤其涉及一种用于抑制内膜增殖和预防支架内再狭窄的冠状动脉药物涂层支架。
背景技术：
近十余年来，冠状动脉支架植入术成为冠心病治疗中一种有确切疗效的重要手段，在冠心病的治疗中越来越得到广泛的应用，但支架术后再狭窄大大限制了支架术的发展。
阐明支架内再狭窄的病理生理和发病机制，则为预防支架内再狭窄的关键所在。近年来一致认为，支架植入早期可引起内皮剥脱，使胶原、vWF因子、纤连蛋白和层粘连蛋白等成分暴露于血液中，促进血小板粘附和聚集，并在支架内形成血栓；支架植入后对血管壁的损伤或使脂核破裂，可引起局部急性炎症反应；动脉的损伤还引起血管平滑肌细胞的增殖和迁移以及细胞外基质的增生，这些因素是发生支架内再狭窄的主要机制。支架内再狭窄的治疗较为困难，新近研究显示，冠脉支架植入后，支架内ISR率为28％，在糖尿病和小血管病变等再狭窄高危因素的患者中，ISR率可高达50％～80％；另有报道，随临床特征、造影结果和操作手段不同，支架术后ISR率达10-50％。因此，寻找一种在临床上能有效预防支架内再狭窄的方法，成为介入性心脏病学研究中的热点。
针对上述机制，临床上抗血小板药物以及抗凝药的使用大大减少了血栓形成的几率，而针对新生内膜增生，近年来也曾尝试过血管内近距离放射治疗，但总体效果不甚满意。
发明内容
本发明提供一种能够抑制使用者内膜增殖和预防支架内再狭窄，且疗效高、毒副作用低、费用低廉冠状动脉药物涂层支架。
本发明采用如下技术方案
一种用于抑制内膜增殖和预防支架内再狭窄的冠状动脉药物涂层支架，包括扩张式支架基体，在扩张式支架基体上涂覆有内涂层，上述内涂层由药物载体和川芎嗪组成，其质量比为3∶1～1∶3，上述药物载体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乳酸(PLLA)、聚乙醇酸、聚-消旋乳酸、聚丙交酯-乙交酯聚合物、磷酰胆碱、聚氨甲酸乙酯、无机微孔三氧化二铝、纤维素中的一种或一种以上的组合物。本发明还可在内涂层上涂覆有外涂层，该外涂层为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乳酸(PLLA)、聚乙醇酸、聚-消旋乳酸、聚丙交酯-乙交酯聚合物、磷酰胆碱、聚氨甲酸乙酯中的一种或一种以上的组合物涂层。
与现有技术相比，本发明具有如下优点本发明以川芎嗪(TMP)为活性成分，将甲基丙烯酸甲酯共聚物和川芎嗪颗粒的组合物、聚乙醇酸依次涂覆于支架基体表面。川芎嗪有潜在的预防血管内再狭窄的作用。川芎嗪的作用机理为1.抗血小板聚集和血栓生成作用。川芎嗪抑制血小板花生四烯酸代谢，从而抑制血小板TXA2样物质的生物合成和生物活性，同时又促进血管内皮细胞产生PGI2；增加血小板cAMP含量，置换血小板膜上的Ca2+，使其膜流动性增强，并阻断Ca2+对血小板激活和前列腺素代谢及抑制血小板线粒体耗氧量和氧化磷酸化作用，从而抑制血小板的聚集和释放反应；通过钙拮抗作用使血小板内钙离子浓度降低，阻断钙离子对血小板激活和前列腺素的代谢；增强NOS活性，刺激血小板中NO的生成。2.抑制血管平滑肌细胞和成纤维细胞增殖。而支架内再狭窄的主要机制即是平滑肌细胞增殖为主包括细胞外基质的内膜增生。川芎嗪对血管内皮细胞和平滑肌细胞培养有抑制作用，并抑制平滑肌细胞I、III型前胶原的基因转录，可提高抑制AS形成相关基因如P53、NOS等基因的表达。在凝血酶诱导体外培养的兔主动脉血管平滑肌细胞增殖模型中，实验结果证实川芎嗪能够显著抑制凝血酶诱导的血管平滑肌细胞c-myc基因蛋白表达增加，使血管平滑肌处于G1期的细胞数显著增多，S期和M期细胞数显著减少，从而抑制平滑肌细胞增殖。此外，血管紧张素II可通过血管紧张素受体亚型1介导促进心肌细胞的肥大，也可促进成纤维细胞、胶原细胞、血管细胞的增生。川芎嗪可阻滞AT1从而抑制血管紧张素II对心肌细胞的促肥大作用和对非心肌细胞的促增生作用。3.扩张血管作用。内皮素-1(ET-1)是强烈的缩血管物质。多数研究认为ET-1缩血管的机理与平滑肌细胞的钙离子内流有关，川芎嗪可通过抑制平滑肌细胞的钙离子内流而对抗内皮素-1(ET-1)的缩血管作用。此外，研究显示其扩血管作用还与开放小电导钙激活钾通道和ATP敏感型钾通道有关。4.调节脂质代谢，抗脂质过氧化。川芎嗪通过提高超氧化物岐化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活力，提高清除氧自由基的能力，降低脂质过氧化反应。5.保护冠脉内皮。通过降低机体ET水平，提高一氧化氮水平，改善内皮功能紊乱。此外，川芎嗪还具有抗缺血再灌注损伤、抗心肌缺氧复氧损伤、促进心肌细胞能量代谢等作用。
相对于雷帕霉素和紫杉醇涂层支架，川芎嗪涂层支架有以下优点首先，川芎嗪的药物毒性和副作用相对较弱。其次，川芎嗪来源便利，价格便宜。
图1是支架植入后28天裸支架组(BMS)和川芎嗪涂层支架组(TES)组织病理学检查对照图(H&E染色×40)，图1中A是裸支架组图，图1中B是川芎嗪涂层支架组图，图1中箭头所指为新生内膜。
图2是支架植入后28天BMS和TES免疫组化检查对照图(PCNA染色×400，箭头所指为染色细胞)，图2中A是裸支架组图，图2中B是川芎嗪涂层支架组图，图2中箭头所指为染色细胞。
图3是体外对TES及BMS进行的扫描电镜观察图片，图3中A、B分别是显示在体外TES扩张前的表面的1000倍、2000倍显微图片，图3中C、D分别是显示在体外TES扩张后的表面的1000倍、2000倍显微照片。
图4是支架血管段形态学测定(H&E染色，箭头所指为新生内膜)图片，图4中A是裸支架组图，图2中B是川芎嗪涂层支架组图。
图5-1是支架植入后28天显微照片显示TMP对左心室心肌的影响，图5-1中A是裸支架组图，图5-1中B是川芎嗪涂层支架组图。
图5-2是支架植入后28天显微照片显示TMP对支架血管段周边组织的影响，图5-2中A是裸支架组图，图5-2中B是川芎嗪涂层支架组图。
图5-3是支架植入后28天显微照片显示TMP对肺脏的影响，图5-3中A是裸支架组图，图5-3中B是川芎嗪涂层支架组图。
图5-4是支架植入后28天显微照片显示TMP对肝脏的影响，图5-4中A是裸支架组图，图5-4中B是川芎嗪涂层支架组图。
图5-5是支架植入后28天显微照片显示TMP对肾脏的影响，图5-5中A是裸支架组图，图5-5中B是川芎嗪涂层支架组图。
图5-6是支架植入后28天显微照片显示TMP对脾脏的影响，图5-6中A是裸支架组图，图5-6中B是川芎嗪涂层支架组图。
图6是本发明的结构示意图。
图7是本发明的A-A截面放大图。
具体实施例方式
一种用于抑制内膜增殖和预防支架内再狭窄的冠状动脉药物涂层支架，包括扩张式支架基体1，在扩张式支架基体1上涂覆有内涂层2，上述内涂层2由药物载体和川芎嗪组成，其质量比为3∶1～1∶3，在本实施例中，其质量比可选取3∶1、1∶3或2∶2，上述药物载体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乳酸(PLLA)、聚乙醇酸、聚-消旋乳酸、聚丙交酯-乙交酯聚合物、磷酰胆碱、聚氨甲酸乙酯、无机微孔三氧化二铝、纤维素中的一种或一种以上的组合物。本实施例还可在内涂层2上涂覆有外涂层3，该外涂层3为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乳酸(PLLA)、聚乙醇酸、聚-消旋乳酸、聚丙交酯-乙交酯聚合物、磷酰胆碱、聚氨甲酸乙酯中的一种或一种以上的组合物涂层。
本发明可以将川穹嗪和涂层材料溶于溶剂中，并配置成溶液，用精密喷枪喷涂在不锈钢支架上，例如将川穹嗪和涂层聚合物-聚甲基丙烯酸酯共聚物溶于四氢呋喃中，配制成溶液，用精密喷枪喷涂在不锈钢支架上，在60度烘箱中烘干。用精密天平称量控制支架上的川穹嗪的量。在含药的内涂层外面，用同样的方法喷涂一层含有聚乙二醇侧链的聚甲基丙烯酸酯共聚物，用以改善支架表面的抗凝血性。
川芎嗪为常用的中药，在离体的细胞学试验和动物实验中发现有明显的抑制血小板聚集及血栓生成、抑制血管平滑肌细胞和成纤维细胞增殖的作用，国内也有研究提示口服川芎嗪能降低PCI术后再狭窄发生率。但本发明通过制备川芎嗪涂层支架植入猪冠状动脉中，观察到28天支架内内膜增生明显受抑制、支架内再狭窄率明显降低的作用。在猪冠状动脉再狭窄模型中，以具有抑制平滑肌细胞增殖作用的中药川芎嗪制备的川芎嗪涂层支架抑制了新生内膜增殖，降低了支架术后再狭窄率。组织形态学检查显示新生内膜面积川芎嗪涂层支架组比金属裸支架组明显减少，管腔面积明显增大，支架内狭窄程度较对照组明显下降67％，晚期管径丢失明显下降。与其他试验中或临床应用的DESs对比，支架内狭窄程度降低率分别为雷帕霉素(50％)、紫杉醇(39.5％)、雌二醇(40％)，基本处于相似水平，显示川芎嗪作为支架的涂层药物能显著的降低ISR。
本研究28天动态观察动物血常规，肝肾功能，肌钙蛋白T实验组及对照组均未见明显异常。全身重要脏器心、肝、肾、脾以及支架血管段供血的心室壁行组织病理学检查未发现与TES相关的病理损害。28天复查冠状动脉造影及血管内超声未见明显血栓形成。IVUS及组织形态学检查显示新生内膜面积川芎嗪涂层支架组比金属裸支架组明显减少，管腔面积明显增大，结果表明川芎嗪涂层支架有良好的组织相容性和血液相容性。
申请人对川芎嗪涂层支架预防支架内再狭窄进行了实验，本发明将纯度为99％的川芎嗪单体与甲基丙烯酸甲酯共聚物的组合物及聚乙醇酸均匀喷涂于金属裸支架上，制成含川芎嗪200μg的涂层支架。观察本发明支架对术后再狭窄的短期影响选择健康小型猪14头，行冠状动脉造影并在左前降支中段随机植入川芎嗪涂层支架或金属裸支架一枚(支架/血管＝1.1-1.2/1.0)，行IVUS检查证实支架贴壁良好，无局部血管夹层、动脉瘤、血管壁内血肿或血管破裂及较大的新鲜血栓形成。术后第28天行CAG和IVUS检查，并处死动物行组织形态学检查和计算PCNA指数，观察支架内再狭窄情况。
结果14头小型猪均成功在左前降支中段植入支架，其中4头在支架植入后2小时内死亡，其余10头猪(金属裸支架对照组5只，川芎嗪涂层支架组5只)顺利完成复查。28天QCA检查两组随访期血管直径与支架后血管直径相比均明显减小(P＜0.01)；晚期管径丢失川芎嗪涂层支架组为0.28±0.08mm，与对照组(1.70±0.52mm)相比明显减小(P＝0.004)；支架段血管直径狭窄百分比两组分别为10.0±2.1％和60.2±23.5％，川芎嗪涂层支架组明显减小(P＝0.01)；对照组ISR率为60％，川芎嗪组为0。IVUS检查平均面积狭窄百分比两组分别为19.1±10.5％和71.0±23.3％，川芎嗪涂层支架组降低73％(P＝0.007)。组织形态学检查显示两组血管损伤评分和支架内面积相近(P＞0.05)，但川芎嗪涂层支架组管腔面积(4.34±0.93mm2)较对照组(1.29±1.02mm2)明显增加(P＝0.011)，新生内膜面积(1.51±0.45mm2)较对照组(4.60±1.39mm2)明显减少(P＝0.004)，平均面积狭窄百分比(25.6±5.0％)较对照组(77.9±19.7％)降低67％(P＝0.003)，PCNA指数较对照组明显降低(14.7±2.5％vs23.6±3.2％，P＝0.008)。两组IVUS和组织形态学检查相比较，支架内面积、管腔面积、新生内膜面积、平均面积狭窄百分比均相似，差异无统计学意义。
结论本实验成功建立猪冠状动脉再狭窄模型；与金属裸支架相比，川芎嗪涂层支架明显降低支架内再狭窄；血管内超声检查可作为猪冠脉再狭窄模型支架内再狭窄研究的评价手段。
下表是28天定量冠脉造影(QCA)检查结果
下表是28天裸支架组和川芎嗪涂层支架组组织形态学和免疫组化检查结果
川芎嗪涂层冠脉支架生物相容性实验研究目的药物涂层支架(DES)能显著减低6个月的支架内再狭窄，但其晚期血栓形成备受关注。采用川芎嗪的提取物-四甲基吡嗪作为金属管状支架的涂层制成川芎嗪涂层冠脉支架(TES)，利用局部缓释技术抑制支架内再狭窄。但其远期疗效及安全性尚不清楚。本研究通过冠状动脉造影(CAG)、血管内超声(IVUS)及组织病理学检查观察较大直径TES置入小型猪正常冠状动脉后的血栓形成及内膜增殖情况，以及TES对全身重要脏器的影响。评价其生物相容性。
方法实验组川芎嗪涂层支架为不锈钢316L金属管状支架经喷涂川芎嗪单体制成，为双涂层，内层为甲基丙烯酸甲酯共聚物及川芎嗪颗粒，含川芎嗪200μg。其外为聚乙醇酸(PGA)涂层。制成含川芎嗪200μg的涂层支架。对照组为金属裸支架(BMS)。小型猪14头，其中实验组7头，对照组7头。分别于猪冠状动脉左前降支或右冠状动脉置入较大直径TES及BMS，支架与血管直径比(1.1~1.2/1.0)。支架置入前、术后第1天及第28天抽血观察动物血常规、肝肾功能、肌钙蛋白T(TNT)。全程观察动物血压、心率及行为状态。支架置入前后均行定量冠状动脉照影(QCA)及血管内超声检查。术后第28天行CAG及IVUS观察支架内内膜增殖及血栓形成情况。实验终点处死动物，获取心、肾、肝、肺、脾、支架置入段血管及支架前后5CM处组织行病理学检查。
结果14只动物均成功置入支架。2只动物因心包填塞死于预实验，1只动物支架置入后因麻醉过深死亡。1只动物手术结束结扎股动脉时血管破裂，大出血死亡。5只动物于前降支或右冠状动脉近中段成功置入TES，5只动物置入BMS，支架置入前、术后第1天及第28天动物血常规、肝肾功能无明显差异，TNT未见明显异常。术后第28天复查冠脉造影及血管内超声检查证实实验组、对照组局部管壁完整，管壁无溃疡、血管瘤，无中层坏死，未见血栓形成。均无血管痉挛。术后处死动物后组织病理学检查提示心、肾、肝、肺、脾无明显损害。所有支架置入节段均完全内皮化，TES组及BMS组支架端血管均有不同程度新生内膜增生，无异物巨细胞聚集。28天QCA检查两组随访期血管直径与支架后血管直径相比均明显减小(P＜0.01)，支架段血管直径狭窄百分比两组分别为对照组60.2±23.5％和实验组10.0±2.1％，川芎嗪涂层支架组明显减小(P＝0.01)。组织形态学检查显示两组血管损伤评分和支架内面积相近(P＞0.05)，但川芎嗪涂层支架组管腔面积(4.34±0.93mm2)较对照组(1.29±1.02mm2)明显增加(P＝0.011)，新生内膜面积(1.51±0.45mm2)较对照组(4.60±1.39mm2)明显减少(P＝0.004)。两组IVUS和组织形态学检查相比较，支架内面积、管腔面积、新生内膜面积均相似，具有较好的相关性。
结论TES具有显著抑制内膜增殖的作用，无致栓性，对全身重要脏器无毒性反应，具有良好的生物相容性。IVUS结合组织病理学检查能够区别血栓和斑块，能够准确测量新生内膜面积，IVUS和组织病理学检查具有良好的相关性。
参照图3、图4，在体外对支架涂层进行的扫描电镜观察显示，在支架扩张前(A、B)，川芎嗪药物涂层能均匀覆盖于支架表面。球囊加压扩张后(C、D)未发现涂层断裂，剥落，表明该涂层能与支架牢固结合，从而避免因涂层与支架分离、脱落所引起的血管闭塞，远端栓塞。
表3支架植入前后猪外周血细胞计数，血液生化指标及肌钙蛋白T变化ATES植入前及植入后1天和28天血细胞计数和肌钙蛋白T溶度
缩写WBC，白细胞计数；RBC，红细胞计数；HGB，血红蛋白；TNT，肌钙蛋白T.BTES植入前及后1天，28天生化指标评估
缩写ALT，谷丙转氨酶；AST，谷草转氨酶；BUN，血尿素氮；Scr，血肌酐表4支架血管段的最小冠脉直径(mm)
*与植入前比较P＝0.001**与植入后比较P＝0.002#与植入前比较P＝0.007##与植入后比较P＝0.002支架植入后28天TMP对心脏局部组织和全身各重要脏器的影响参见图5-1～图5-6。
权利要求
1.一种用于抑制内膜增殖和预防支架内再狭窄的冠状动脉药物涂层支架，包括扩张式支架基体(1)，其特征在于在扩张式支架基体(1)上涂覆有内涂层(2)，上述内涂层(2)由药物载体和川芎嗪组成，其质量比为3∶1～1∶3，上述药物载体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乳酸(PLLA)、聚乙醇酸、聚-消旋乳酸、聚丙交酯-乙交酯聚合物、磷酰胆碱、聚氨甲酸乙酯、无机微孔三氧化二铝、纤维素中的一种或一种以上的组合物。
2.根据权利要求1所述的冠状动脉药物涂层支架，其特征在于在内涂层(2)上涂覆有外涂层(3)，该外涂层(3)为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乳酸(PLLA)、聚乙醇酸、聚-消旋乳酸、聚丙交酯-乙交酯聚合物、磷酰胆碱、聚氨甲酸乙酯中的一种或一种以上的组合物涂层。
全文摘要
本发明公开了一种用于抑制内膜增殖和预防支架内再狭窄的冠状动脉药物涂层支架，包括扩张式支架基体，在扩张式支架基体上涂覆有内涂层，上述内涂层由药物载体和川芎嗪组成，其质量比为3∶1～1∶3，上述药物载体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乳酸(PLLA)、聚乙醇酸、聚－消旋乳酸、聚丙交酯－乙交酯聚合物、磷酰胆碱、聚氨甲酸乙酯、无机微孔三氧化二铝、纤维素中的一种或一种以上的组合物。本发明能够抑制使用者内膜增殖和预防支架内再狭窄，且疗效高、毒副作用低、费用低廉冠状动脉药物涂层支架。
文档编号A61L31/12GK1935274SQ200610096840
公开日2007年3月28日 申请日期2006年10月20日 优先权日2006年10月20日
发明者马根山, 冯毅, 陈忠, 张晓黎, 丁澍, 陈立娟 申请人:东南大学