一种药物洗脱支架及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于植入性医疗器械技术领域，具体涉及一种药物洗脱支架及其制备方法和应用。


背景技术：

2.动脉粥样硬化是一种威胁人类健康的严重疾病之一，支架置入是治疗动脉粥样硬化的主要手段之一。早期单纯的裸球囊扩张和裸支架置入易导致很高的再狭窄率，治疗效果差。目前药物洗脱支架(des)被广泛运用到临床，可使再狭窄率降低到10％以下。虽然药物洗脱支架能大大降低再狭窄率，但也达不到完全根治的效果。可能是如下原因导致的，一是药物通常被负载于聚合物载体上，聚合物载体本身就会对人体产生副作用，诱发支架再狭窄。二是涂层与支架的的结合并不牢固，在支架压握和扩张过程中易脱落，或在体内不均匀降解脱落造成药物有效作用减少，影响了治疗效果。因此，新型药物洗脱支架的设计思路是取消聚合物涂层。
3.cn112386377a公开了一种载药式点状支架及制备方法，其主要用于膝下动脉球囊扩张成型术后夹层。支架包括较短的镍钛合金支架基体，支架基体是自膨式网格设计结构，支架基体表面带有均匀的载药微坑，在均匀载药微坑表面涂覆药物涂层：其制备方法如下，1)将镍钛合金加工成支架基体；2)对支架基体表面进行处理；3)对支架基体进行腐蚀处理；4)将腐蚀后的支架基体进行清洗处理；5)把带有微坑的支架基体表面进行药物涂覆。本发明的载药式点状支架，是由较短的纵向长与开孔设计相结合，最大程度减少了对动脉血管的金属负荷，减少与动脉血管接触的表面积，不易断裂且适应各种血管直径，其表面的涂覆性药物，可控制释放，支架基体充分发挥了支撑与药物治疗效果，有助于降低再狭窄和目标病变血运重建的发生率。但是该方法采用的电化学腐蚀，需要将阳极与支架相连，两者连接处会产生遮挡，致使支架腐蚀不均匀。
4.cn1919353a公开了一种金属支架表面微盲孔载药层的制作方法，包括以下步骤：a.用加热的naoh溶液对金属支架表面进行处理，去除已有的杂质和氧化膜，然后用去离子水洗净，干燥；b.在常温下，用分析纯的酸准确配制腐蚀液，并对腐蚀液进行标定；c.在常温下，将上述已处理过的金属支架，浸入到已标定好的腐蚀液中约，取出后用去离子水清洗，干燥；d.在常温下，用易挥发的有机溶剂与金属支架所承载的药物，配制一定浓度的有机溶液；e.在常温下，将表面形成微盲孔的金属支架，放入溶有所承载药物的有机溶液中，经过微波震荡，取出后干燥。由于镍钛、不锈钢较稳定，在常温下反应速率较慢。因此，该方法需要长达16h的腐蚀时间，制备效率低。
5.cn101869723a公开了一种抑制心血管再狭窄的复合药物支架及制备方法，支架是由金属管材经激光切割制成，支架表面经电化学酸溶液腐蚀致纳米孔，主体表面喷涂一层非降解性生物活性涂层，厚度为10～50微米，在非降解性生物活性涂层的外面再喷涂一层可降解生物相容性高分子药物涂层，厚度为10～100微米。其中非降解性生物活性涂层是由非降解生物相容性高分子聚合物、活性生物成分、有机溶剂等混合而成的溶液经喷涂、烘干
等工序制成而成。该方法也是采用电化学法，同样存在夹具与支架相遮挡造成腐蚀不均匀的现象。
6.以上专利或多或少存在这样或那样的缺陷。事实上，理想的药物涂层达到的效果应当是药物均匀分布于支架表面，植入后附着在基体上不脱落、在长时间(＞1年)的服役过程中药物缓慢释放以达到持续的治疗效果。


技术实现要素：

7.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种药物洗脱支架及其制备方法和应用。本发明过化学腐蚀方法在支架基体表面制备出纳米及亚微米级的腐蚀孔，将药物充分浸渍负载于孔洞中，再通过水凝胶进行封孔。
8.为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
9.第一方面，本发明提供一种药物洗脱支架，所述药物洗脱支架包括支架基体、药物和水凝胶；其中，所述支架基体的表面存在微孔洞，所述药物负载于微孔洞内，并通过水凝胶封孔。
10.在本发明中，药物负载于支架基体表面的微孔洞中，所述微孔通过水凝胶进行封孔，该药物洗脱支架不存在涂层脱落风险，降低再狭窄的发生概率，其中药物负载于支架表面的微孔中，不容易被血流冲刷；而采用水凝胶封孔，避免药物过快溶解产生突释。
11.优选地，所述微孔洞为球形，微孔洞的直径为0.2-0.9μm，例如可以是0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm等。
12.优选地，所述支架基体的表面微孔洞的分布密度为4-8万个/mm2，例如可以是4万个/mm2、4.5万个/mm2、5万个/mm2、5.5万个/mm2、6万个/mm2、6.5万个/mm2、7万个/mm2、7.5万个/mm2、8万个/mm2等。
13.优选地，所述药物选自雷帕霉素、依维莫司、佐他莫司、紫杉醇、姜辣素、洛沙坦、大豆苷元、多西他赛、地塞米松、甲氨喋呤、右旋糖酐、丝裂霉素、肝素钠、盐酸阿霉素、水蛭素、阿加曲班、双嘧达莫、前列环素、前列环素类似物、硝酸甘油、硝普苷、苏拉明、内皮抑制素、血清素阻滞剂、类固醇或低聚肽中的任意一种或至少两种的组合。
14.优选地，所述水凝胶选自琼脂、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、海藻酸、透明质酸、明胶、壳聚糖、纤维素、纤维蛋白或卡波姆中的任意一种或至少两种的组合。
15.优选地，所述聚乙烯醇的数均分子量为47000-98000，例如可以是47000、50000、55000、60000、65000、70000、75000、80000、85000、90000、95000、98000等。
16.优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮的数均分子量为8000-1300000，例如可以是8000、10000、50000、100000、200000、400000、600000、800000、1000000、1200000、1300000等。
17.优选地，所述透明质酸的分子量为400000-2500000，例如可以是400000、600000、800000、1000000、1200000、1400000、1600000、1800000、2000000、2200000、2500000等。
18.优选地，所述卡波姆选自卡波姆934、卡波姆940、卡波姆941或卡波姆980中的任意一种或至少两种的组合。
19.优选地，所述水凝胶为壳聚糖、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮任意一种或至少两种的组合，所述壳聚糖、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:(2-4):(2-4)，例如可以是1:2:2、1:2:3、1:2:4、1:3:2、1:3:3、1:3:4等。
20.优选地，所述水凝胶为壳聚糖、海藻酸钠和聚乙烯吡咯烷酮的组合，所述壳聚糖、海藻酸钠和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:(0.5-2):(4-6)，例如可以是1:0.5:4、1:0.5:5、1:0.5:6、1:1:4、1:1:5、1:1:6、1:2:4、1:2:5、1:2:6等。
21.优选地，所述水凝胶为明胶和透明质酸的组合，所述明胶和透明质酸的质量比为(5-20):1，例如可以是5:1、6:1、6:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、16:1、18:1、20:1等。
22.优选地，所述药物洗脱支架的载药密度为1-5μg/mm2，例如可以是1μg/mm2、1.5μg/mm2、2μg/mm2、2.5μg/mm2、3μg/mm2、3.5μg/mm2、4μg/mm2、4.5μg/mm2、5μg/mm2等。
23.第二方面，本发明提供一种如第一方面所述药物洗脱支架的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
24.(1)对支架基体的表面进行化学腐蚀处理，在支架基体的表面形成微孔洞；
25.(2)将步骤(1)处理后的支架基体浸渍于药物溶液中，使药物负载于微孔洞内；
26.(3)将步骤(2)处理后的支架基体采用水凝胶进行封孔，得到所述药物洗脱支架。
27.本发明提供了一种无涂层的药物洗脱支的及其制备方法，具体涉及支架表面负载药物的制备方法，该制备方法包括支架表面微孔制备、药物浸渍和封孔处理三部分，从而使得将药物负载于支架基体表面的微孔洞中，以达到一种无涂层的负载效果，再用水凝胶进行表面封孔以达到药物缓释的效果。其中，所述化学腐蚀法是支架在反应釜中通过高温高压作用来加速反应。
28.优选地，步骤(1)中，所述化学腐蚀处理的步骤为：将支架基体和腐蚀液置于反应釜中，在高温高压条件下进行反应。
29.优选地，所述腐蚀液包括腐蚀剂、表面活性剂和溶剂。
30.优选地，以所述腐蚀液的总质量为100％计，所述腐蚀液由以下组分组成：腐蚀剂0.5-10％(例如可以是0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％等)、表面活性剂0.1-5％(例如可以是0.5％、1％、2％、3％、4％、5％等)，余量为溶剂。
31.优选地，所述腐蚀剂选自氢氟酸、氟化铵、氟化氢铵、硝酸、硝酸钠、硝酸铵、硝酸钾或硝酸氢铵中的任意一种或至少两种的组合。
32.优选地，所述表面活性剂选自琥珀酸二异辛酯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵或三乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合。
33.优选地，所述溶剂选自pbs溶剂、tes缓冲剂、丙酮、乙醚、异丙醇、正戊烷、环戊烷、癸烷、十八烷或聚乙二醇中的任意一种或至少两种的组合。
34.优选地，所述反应的温度为110-250℃，例如可以是110℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、250℃等，反应的时间为60-360min，例如可以是60min、80min、100min、150min、200min、250min、300min、360min等。
35.优选地，步骤(2)中，所述药物溶液的溶剂选自甲醇、乙醇或二氯甲烷中的任意一种或至少两种的组合。
36.优选地，步骤(2)中，所述药物溶液的浓度为10-50mg/ml，例如可以是10mg/ml、15mg/ml、20mg/ml、25mg/ml、30mg/ml、35mg/ml、40mg/ml、45mg/ml、50mg/ml等。
37.优选地，步骤(2)中，所述浸渍的温度为0-20℃，例如可以是0℃、2℃、5℃、8℃、10℃、12℃、15℃、20℃等，浸渍的时间为30-120min，例如可以是30min、40min、50min、60min、
80min、100min、120min等。
38.优选地，步骤(3)中，所述封孔的步骤为：将水凝胶的混合液超声喷涂至支架基体表面，再进行固化、干燥，完成封孔，得到所述药物洗脱支架。
39.或，所述封孔的步骤为：先将支架基体浸渍于水凝胶的混合液中，提拉后，再进行离心处理，最后进行固化、干燥，完成封孔，得到所述药物洗脱支架。
40.优选地，步骤(3)中，所述水凝胶的混合液的溶剂为水。
41.优选地，步骤(3)中，所述水凝胶的混合液的固含量为10-50wt％，例如可以是10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％等。
42.优选地，步骤(3)中，所述超声喷涂的功率为3-15w，例如可以是3w、4w、5w、6w、7w、8w、9w、10w、11w、12w、13w、14w、15w等，频率为50-150khz，例如可以是50khz、60khz、80khz、100khz、120khz、150khz等，速率为0.01-2ml/min，例如可以是0.01ml/min、0.05ml/min、0.1ml/min、0.2ml/min、0.4ml/min、0.5ml/min、1ml/min、1.2ml/min、1.4ml/min、1.6ml/min、1.8ml/min、2ml/min等。
43.优选地，步骤(3)中，所述浸渍的温度为20-40℃，例如可以是20℃、25℃、30℃、35℃、40℃等，浸渍的时间为0.5-10min，例如可以是0.5min、1min、2min、3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min、10min等。
44.优选地，步骤(3)中，所述离心处理的转速为100-1000r/min，例如可以是100r/min、200r/min、300r/min、400r/min、500r/min、600r/min、800r/min、1000r/min等。
45.优选地，步骤(3)中，所述固化为紫外光固化，紫外光固化的波长为300-380nm，例如可以是300nm、310nm、320nm、330nm、340nm、350nm、360nm、370nm、380nm等，紫外光固化的时间为20-40min，例如可以是20min、25min、30min、35min、40min等。
46.第三方面，本发明提供一种如第一方面所述药物洗脱支架在制备治疗动脉粥样硬化产品中的应用。
47.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
48.(1)本发明所述药物洗脱支架不含有药物载体涂层，不存在涂层脱落风险，降低再狭窄的发生概率；
49.(2)本发明所述药物洗脱支架中的药物负载于支架表面的微孔中，不容易被血流冲刷；
50.(3)本发明所述药物洗脱支架采用水凝胶封孔，能够很好地避免药物过快溶解产生突释；
51.(4)本发明述药物洗脱支架的制备工艺简单，适合大批量生产。
附图说明
52.图1为本发明提供的药物洗脱支架的结构示意图；
53.其中，1为水凝胶网格，2为药物纳米粒子，3为支架基体。
具体实施方式
54.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
55.以下实施例中各组分来源如下所示：
[0056][0057]
将上述支架进行脱脂除油后，放入乙醇丙酮溶液中进行超声清洗，冷风吹干，备用。
[0058]
实施例1
[0059]
本实施例提供一种药物洗脱支架，所述药物洗脱支架由以下方法制备得到：
[0060]
(1)将2g氟化氢铵、3.5g硝酸铵、3g三乙醇胺、50ml正戊烷、30ml pbs混合溶解于四氟乙烯容器中，300w超声30min制成腐蚀液；再将支架浸入腐蚀液中并将反应釜锁紧，置于烘箱中，设置温度为200℃恒温180min后取出；再分别用去离子水、乙醇、丙酮进行超声清洗；
[0061]
(2)配制10mg/ml的雷帕霉素乙醇溶液，将支架20℃充分浸渍50min后，取出吹干；
[0062]
(3)配制5％壳聚糖、15％聚乙烯醇、15％pvp的混合溶液200g，溶剂为水；将其超声喷涂(喷涂的功率为10w，频率为100khz，速率为0.05ml/min)至支架表面，再用380nm的紫外光固化30min，真空干燥15min后，得到药物洗脱支架。
[0063]
实施例2
[0064]
本实施例提供一种药物洗脱支架，所述药物洗脱支架由以下方法制备得到：
[0065]
(1)将1ml氟化氢(浓度为40％)、3ml硝酸(浓度为68％)、50ml聚乙二醇400、5g aot、30ml癸烷、100ml pbs混合溶解于四氟乙烯容器中，300w超声30min制成腐蚀液；再将支架浸入腐蚀液中并将反应釜锁紧，置于烘箱中，设置温度为180℃，恒温60min后取出；再分别用去离子水、乙醇、丙酮进行超声清洗；
[0066]
(2)配制10mg/ml的雷帕霉素乙醇溶液，将支架10℃充分浸渍30min后，取出吹干；
[0067]
(3)配制5％壳聚糖、5％海藻酸钠、25％pvp的混合溶液200g，溶剂为水；将支架20℃充分浸渍1min后，提拉后，置于超滤离心管中550r/min进行甩胶，取出后用350nm的紫外光固化30min，最后真空干燥15min，得到药物洗脱支架。
[0068]
实施例3
[0069]
本实施例提供一种药物洗脱支架，所述药物洗脱支架由以下方法制备得到：
[0070]
(1)将5g氟化氢铵、5.5g硝酸钾、3.3g聚乙二醇400、20ml乙醚、10g十八烷、66ml pbs混合溶解于四氟乙烯容器中，300w超声30min制成腐蚀液；再将支架浸入腐蚀液中并将反应釜锁紧，置于烘箱中，设置温度为150℃，恒温100min后取出；再分别用去离子水、乙醇、丙酮进行超声清洗；
[0071]
(2)配制15mg/ml的雷帕霉素乙醇溶液，将支架10℃充分浸渍60min后，取出吹干；
[0072]
(3)配制10％卡波姆、5％明胶、2％透明质酸的混合溶液200g，溶剂为水；将支架30℃充分浸渍1min后，提拉后，置于超滤离心管中300r/min进行甩胶，取出后用380nm的紫外光固化30min，最后真空干燥15min，得到药物洗脱支架。
[0073]
实施例4
[0074]
本实施例提供一种药物洗脱支架，与实施例1的区别仅在于，将雷帕霉素替换为等质量的依维莫司，其他步骤与实施例1完全相同。
[0075]
实施例5
[0076]
本实施例提供一种药物洗脱支架，与实施例1的区别仅在于，将雷帕霉素替换为等质量的大豆苷元，其他步骤与实施例1完全相同。
[0077]
实施例6
[0078]
本实施例提供一种药物洗脱支架，与实施例1的区别仅在于，将雷帕霉素替换为等质量的紫杉醇，其他步骤与实施例1完全相同。
[0079]
实施例7
[0080]
本实施例提供一种药物洗脱支架，与实施例1的区别仅在于，将氟化氢铵替换为等质量的氟化钠，其他步骤与实施例1完全相同。
[0081]
实施例8
[0082]
本实施例提供一种药物洗脱支架，与实施例1的区别仅在于，不添加硝酸铵，氟化氢铵含量增至5.5g，其他步骤与实施例1完全相同。
[0083]
实施例9
[0084]
本实施例提供一种药物洗脱支架，与实施例1的区别仅在于，不添加三乙醇胺，其他步骤与实施例1完全相同。
[0085]
实施例10
[0086]
本实施例提供一种药物洗脱支架，与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中，设置温度为100℃，恒温400min后取出，其他步骤与实施例1完全相同。
[0087]
实施例11
[0088]
本实施例提供一种药物洗脱支架，与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中，设置温度为300℃，恒温50min后取出，其他步骤与实施例1完全相同。
[0089]
实施例12
[0090]
本实施例提供一种药物洗脱支架，与实施例1的区别仅在于，步骤(3)中，配制5％
壳聚糖、15％卡波姆、15％甲基纤维素的混合溶液200g，其他步骤与实施例1完全相同。
[0091]
实施例13
[0092]
本实施例提供一种药物洗脱支架，与实施例1的区别仅在于，步骤(3)中，配制5％壳聚糖、15％海藻酸、15％透明质酸的混合溶液200g，其他步骤与实施例1完全相同。
[0093]
对比例1
[0094]
本对比例提供一种不封孔的药物洗脱支架，所述药物洗脱支架由以下方法制备得到：
[0095]
(1)将1ml氟化氢(浓度为40％)、3ml硝酸(浓度为68％)、50ml聚乙二醇400、5g aot、30ml癸烷、100ml pbs混合溶解于四氟乙烯容器中，300w超声30min制成腐蚀液；再将支架浸入腐蚀液中并将反应釜锁紧，置于烘箱中，设置温度为180℃，恒温60min后取出；再分别用去离子水、乙醇、丙酮进行超声清洗；
[0096]
(2)配制10mg/ml的雷帕霉素乙醇溶液，将支架15℃充分浸渍35min后，取出吹干，得到不封孔的药物洗脱支架。
[0097]
对比例2
[0098]
本对比例提供一种药物洗脱支架，所述药物洗脱支架由以下方法制备得到：
[0099]
(1)将1ml氟化氢(浓度为40％)、3ml硝酸(浓度为68％)、50ml聚乙二醇400、5g aot、30ml癸烷、100ml pbs混合溶解于四氟乙烯容器中，300w超声30min制成腐蚀液；再将支架浸入腐蚀液中并将反应釜锁紧，置于烘箱中，设置温度为180℃，恒温60min后取出；再分别用去离子水、乙醇、丙酮进行超声清洗；
[0100]
(2)配制10mg/ml的雷帕霉素乙醇溶液，将支架5℃充分浸渍20min后，取出吹干；
[0101]
(3)配制5％磷脂酰甘油、5％dspe-peg、25％大豆卵磷脂的混合溶液200g，溶剂为乙酸乙酯；将其超声喷涂(喷涂的功率为15w，频率为130khz，速率为0.5ml/min)至支架表面，真空干燥30min后，得到药物洗脱支架。
[0102]
试验例1
[0103]
再狭窄的发生概率测试
[0104]
测试样品：实施例1-13提供的药物洗脱支架、对比例1-2提供的药物洗脱支架；
[0105]
测试方法：实验选用试验猪为35kg的健康普通白猪，雄，术前行肌注诱导麻醉，麻醉诱导成功后行吸入麻醉，然后进行气管插管建呼吸通路、耳缘静脉穿刺建静脉通路。动物移入手术台后消毒两侧股动脉穿刺部位附近的区域，股动脉穿刺，插入血管鞘，建立动脉通路。静脉注射低分子肝素使实验动物肝素化后插入造影导管造影，植入不同支架。手术后动物正常喂养2周后取移植段血管，分别提取rna进行斑点杂交检测转染表达情况以及进行病理形态学分析，测定内膜增生程度；
[0106]
具体测试结果如下表1所示：
[0107]
表1
[0108][0109][0110]
如表2所示，本发明制备得到的支架基体管腔丢失率在4％以下；说明本发明药物负载于支架基体表面的微孔洞中，所述微孔通过水凝胶进行封孔，该药物洗脱支架不存在涂层脱落风险，降低再狭窄的发生概率。
[0111]
试验例2
[0112]
突释测试
[0113]
测试样品：实施例13提供的药物洗脱支架、实施例7-13提供的药物洗脱支架、对比例1-2提供的药物洗脱支架；
[0114]
测试方法：
[0115]
(1)用磷酸盐缓冲盐水(pbs)在ph 6.4下体外研究所述药物洗脱支架的药物释放。通过在1000ml hplc级水中溶解1.79g正磷酸氢二钠、1.36g正磷酸氢钾和7.02g氯化钠制备所述pbs溶液。所述溶液在超声波清洗机中保持10min以溶解；
[0116]
(2)用蠕动泵和硅胶管模拟动脉血流，目标靶血管直径3mm，设置恒温37℃，以200ml/min流量校正蠕动泵转速。将支架扩张至硅胶管内壁，开启蠕动泵，在1d、15d和30d分别抽取洗脱液10ml。
[0117]
(3)将抽取的洗脱液加入甲醇定容至50ml，液相色谱定量检测含量。液相色谱法测量药物含量：选用仪器：液相色谱仪agilent 1260infinity；色谱柱：c18，4.6
×
500，5μm；仪器工作参数：检测波长：雷帕霉素药物278nm，柱温：50℃，进样量：10μl，流速：0.6ml/min。
[0118]
具体测试结果如下表2所示：
[0119]
表2
[0120][0121]
如表2所示，在本发明中，药物负载于支架基体表面的微孔洞中，所述微孔通过水凝胶进行封孔，该药物洗脱支架不存在涂层脱落风险，而采用水凝胶封孔，避免药物过快溶解产生突释，第1天结束时，有3-6％药物从所述包衣支架组装中释放。
[0122]
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明药物洗脱支架及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。