專利名稱：用于制造釋放一氧化氮的醫(yī)療器械的干燥二醇二氮烯鎓反應(yīng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)內(nèi)容涉及干燥二醇二氮烯鐺反應(yīng)方法，用于制造可以用于治療各種疾病和病況的釋放一氧化氮的醫(yī)療器械。
背景技術(shù)：
一氧化氮(NO)是一種簡(jiǎn)單的二原子分子，在細(xì)胞生理過(guò)程中發(fā)揮多樣而復(fù)雜的作用。不到25年前，主要將NO視作與空氣混合的化石燃料燃燒過(guò)程中形成的煙霧組分。 然而，根據(jù)i^erid Murad等的先驅(qū)性工作，現(xiàn)在已知NO是在包括內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞在內(nèi)的幾乎所有組織中存在的有效的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)性化合物和細(xì)胞毒性試劑/細(xì)胞生長(zhǎng)抑制劑。哺乳動(dòng)物細(xì)胞采用兩步酶法合成N0，將L-精氨酸氧化成N- ω -羥基-L-精氨酸， 然后再轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-瓜氨酸和不帶電的NO自由基。三種不同的一氧化氮合酶調(diào)節(jié)NO的產(chǎn)生。 神經(jīng)元一氧化氮合酶(N0S1，或nNOQ在神經(jīng)元組織內(nèi)形成，在神經(jīng)傳遞過(guò)程中發(fā)揮必要作用；內(nèi)皮一氧化氮合酶(N0S3或eNOQ由內(nèi)皮細(xì)胞分泌，可誘導(dǎo)血管舒張；誘導(dǎo)性一氧化氮合酶(N0S2或iNOS)主要存在于巨噬細(xì)胞、肝細(xì)胞和軟骨細(xì)胞中，與免疫細(xì)胞毒性有關(guān)。神經(jīng)元NOS和eNOS是組成性酶，調(diào)節(jié)少量NO的快速、短期釋放。這種微量的NO 激活鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶，提高環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷(cGMP)的濃度，進(jìn)而提高胞內(nèi)Ca2+水平。胞內(nèi)Ca2+濃度的升高導(dǎo)致平滑肌松弛，產(chǎn)生NO的血管舒張作用。誘導(dǎo)性NOS負(fù)責(zé)較大量NO的持續(xù)釋放，由胞外因子如內(nèi)毒素和細(xì)胞因子活化。這些較高的NO水平在細(xì)胞免疫過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。醫(yī)學(xué)研究在于快速發(fā)現(xiàn)NO的治療應(yīng)用，包括血管外科和介入性心臟學(xué)領(lǐng)域。用于清除阻塞動(dòng)脈的手術(shù)如經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)成形術(shù)(PTCA)(也稱為球囊血管成形術(shù))和經(jīng)皮腔內(nèi)斑塊旋切術(shù)和/或支架植入術(shù)可導(dǎo)致球囊擴(kuò)張或支架設(shè)置部位的血管壁損傷。響應(yīng)這種損傷，發(fā)生稱為再狹窄的復(fù)雜多因素過(guò)程，原先打開(kāi)的血管內(nèi)腔變窄而變得再次阻塞。當(dāng)凝血細(xì)胞(血小板)遷移到損傷部位，在受損內(nèi)皮中釋放促細(xì)胞分裂劑時(shí)，啟動(dòng)了再狹窄過(guò)程。凝血細(xì)胞開(kāi)始聚集或粘附于損傷部位，啟動(dòng)血栓形成或血塊形成過(guò)程。結(jié)果，由于凝血細(xì)胞和纖維蛋白在血管壁上聚集，先前打開(kāi)的內(nèi)腔開(kāi)始變窄。在一種更常見(jiàn)的再狹窄機(jī)制中，在治愈過(guò)程中，粘附于血管壁的激活的凝血細(xì)胞分泌的促細(xì)胞分裂劑刺激血管平滑肌細(xì)胞過(guò)度增殖，再次限制或阻塞受損的血管內(nèi)腔。產(chǎn)生的新內(nèi)膜增生是支架再狹窄的主要原因。近來(lái)，已證明NO能顯著減少凝血細(xì)胞聚集和粘附；聯(lián)合NO的直接細(xì)胞毒性/細(xì)胞生長(zhǎng)抑制性質(zhì)可顯著減少血管平滑肌細(xì)胞增殖并有助于防止再狹窄。最初血管傷害后幾分鐘內(nèi)發(fā)生凝血細(xì)胞的聚集，一旦啟動(dòng)導(dǎo)致再狹窄的事件級(jí)聯(lián)，將導(dǎo)致不能補(bǔ)救的損傷。而且，血栓形成和再狹窄的風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)存在，一直到血管內(nèi)腔內(nèi)的內(nèi)皮細(xì)胞得到修復(fù)為止。因此，NO或任何抗-再狹窄試劑必需立即到達(dá)損傷部位。在損傷部位提供治療水平的NO的一種方法是預(yù)防性地提高全身NO水平。這可通過(guò)刺激內(nèi)源性NO的產(chǎn)生或使用外源性NO來(lái)源來(lái)實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)內(nèi)源性NO釋放的方法主要聚焦在使用過(guò)量NO前體如L-精氨酸激活合成途徑，或者利用基因治療增加一氧化氮合酶(NOS) 的表達(dá)。美國(guó)專利(USPN) 5，945，452，5，891，459和5，428，070描述了使用口服給予的L-精氨酸和/或L-賴氨酸實(shí)現(xiàn)的NO持續(xù)升高。然而，尚未證明這些方法能有效防止再狹窄過(guò)程。用基因治療技術(shù)調(diào)節(jié)內(nèi)源表達(dá)的NO仍然是高度實(shí)驗(yàn)性的，還未被證實(shí)安全有效。美國(guó)專利5，268，465，5，468，630和5，658，565闡述了各種基因治療方法。外源性NO來(lái)源如純的NO氣體高度毒性，壽命短并且在生理溶液中相對(duì)不溶解。因此，全身遞送外源性NO通常采用有機(jī)硝酸酯前藥如硝基甘油片、靜脈內(nèi)混懸劑、噴霧劑和透皮貼片來(lái)實(shí)現(xiàn)。人體將硝基甘油快速轉(zhuǎn)化為NO ；然而，激活前藥所需的酶含量和輔因子快速耗竭，導(dǎo)致耐藥性。而且，全身給予NO具有破壞性的副作用，包括低血壓和自由基細(xì)胞損傷。因此，采用有機(jī)硝酸酯前藥來(lái)維持全身抗-再狹窄治療血濃目前是不可能的。因此，大量關(guān)注集中在局部或位點(diǎn)特異性的NO遞送，以減輕全身預(yù)防相關(guān)的缺點(diǎn)。已經(jīng)評(píng)價(jià)了可植入醫(yī)療器械和/或局部基因治療技術(shù)，包括用NO釋放性化合物涂覆的醫(yī)療器械，或?qū)OS基因遞送至靶細(xì)胞的載體。與其全身給藥相似，局部NO遞送的基因治療技術(shù)尚未證明安全有效。在位點(diǎn)特異性NOS基因遞送成為現(xiàn)實(shí)之前還需要克服許多技術(shù)障礙和安全性考慮。然而，在外源性NO局部應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了顯著的進(jìn)步。為了有效防止再狹窄， 抑制性治療劑如NO必需以治療水平在持續(xù)的時(shí)間內(nèi)給予。因此，任何用于治療再狹窄的釋放NO的醫(yī)療器械必需適合植入。理想的候選器械是血管支架。因此，在精確部位安全提供治療有效量的NO的支架將代表再狹窄治療和預(yù)防領(lǐng)域的顯著進(jìn)步。許多研究者已經(jīng)開(kāi)發(fā)了適合體內(nèi)應(yīng)用的釋放一氧化氮的化合物。早在1960年，已經(jīng)證明NO氣體能夠與胺(例如二乙胺)反應(yīng)，形成具有以下通式R-R' N--N(O)NO的釋放 NO的陰離子。這些化合物的鹽在溶液中自發(fā)分解并釋放NO?？捎米髦委焺┑脑隗w溫下具有足夠穩(wěn)定性的釋放一氧化氮的化合物最終由 Keefer 等開(kāi)發(fā)，在 USPN4, 954，526,5, 039，705,5, 155，137,5, 212，204,5, 250，550、 5，366，997,5, 405，919,5, 525，357和5，650，447中闡述，所有這些專利的內(nèi)容被納入本文
作為參考。然而，NO的體內(nèi)半衰期有限，導(dǎo)致將NO遞送至指定區(qū)域過(guò)程中的困難。因此， 需要能夠?qū)崿F(xiàn)NO的延長(zhǎng)釋放的釋放NO的化合物。為此開(kāi)發(fā)了一些示例性的釋放NO的化合物，包括例如供給NO的阿司匹林衍生物、亞硝酸戊酯和二硝酸異山梨酯。此外，也報(bào)道了具有NO加合物的生物相容性聚合物(參見(jiàn)例如，美國(guó)專利公開(kāi)2006/00085 和 2004/0037836)，以受控方式釋放NO。仲胺能夠結(jié)合兩摩爾的NO并在水性環(huán)境中釋放它們。通式1顯示了能夠結(jié)合兩個(gè)NO分子的示例性的仲胺的一般結(jié)構(gòu)，在后文中稱為二醇二氮烯鐺，(式中M是抗衡離子， 可以是具有適當(dāng)電荷的金屬，或質(zhì)子，Rl和R2是有機(jī)和無(wú)機(jī)化學(xué)基團(tuán)的通稱)。在一定壓力下，使仲胺接觸堿性條件同時(shí)加入NO氣體，導(dǎo)致二醇二氮烯鐺的產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.一種制造干燥二醇二氮烯鐺化聚合物涂覆的醫(yī)療器械的方法，其包括以下步驟a)提供醫(yī)療器械；b)用仲胺官能化聚合物涂覆所述醫(yī)療器械；c)干燥所述涂覆有仲胺官能化聚合物的醫(yī)療器械；和d)使所述涂覆有仲胺官能化聚合物的干燥的醫(yī)療器械在壓力下接觸一氧化氮； 以形成涂覆有干燥二醇二氮烯鐺化聚合物的醫(yī)療器械。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述仲胺官能化聚合物是式I表示的聚合
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述壓力在約0.1個(gè)大氣壓-約35個(gè)大氣壓之間。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述醫(yī)療器械是金屬醫(yī)療器械。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述金屬醫(yī)療器械包括不銹鋼、鈦合金(鎳鈦諾)、鉭、無(wú)磁性鎳-鈷-鉻-鉬[MP35N]合金、鉬、鈦及其組合。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括用至少一種生物活性劑涂覆所述醫(yī)療器械。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述生物活性劑選自反義試劑、抗腫瘤藥、 抗增殖藥、抗血栓形成藥、抗凝血藥、抗血小板藥、抗生素、抗炎藥、類固醇、基因治療劑、治療性物質(zhì)、有機(jī)藥物、藥物化合物、重組DNA產(chǎn)品、重組RNA產(chǎn)品、膠原、膠原性衍生物、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)類似物、糖、糖衍生物及其組合。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述生物活性劑是佐他莫司。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述醫(yī)療器械選自血管支架、支架移植物、 尿道支架、膽管支架、導(dǎo)管、縫合線、眼科器械、人造心臟瓣膜、分流器、起搏器、骨螺釘、骨固定器、保護(hù)板和假體器械。
10.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)療器械，其特征在于，所述醫(yī)療器械是血管支架。
11.一種制造涂覆有蓋涂層的涂有干燥二醇二氮烯鐺化聚合物的醫(yī)療器械的方法，其包括以下步驟a)提供醫(yī)療器械；b)用仲胺官能化聚合物涂覆所述醫(yī)療器械；c)干燥所述涂覆有仲胺官能化聚合物的醫(yī)療器械；和e)用蓋涂層聚合物涂覆所述涂覆有仲胺官能化聚合物的干燥的醫(yī)療器械；f)干燥所述涂覆有蓋涂層聚合物的醫(yī)療器械；和d)使所述干燥的涂覆有蓋涂層聚合物的醫(yī)療器械在壓力下接觸一氧化氮； 以形成涂覆有蓋涂層的涂有干燥二醇二氮烯鐺化聚合物的醫(yī)療器械。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述蓋涂層聚合物選自甲基丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯聚合物、苯乙烯和異丁烯的嵌段共聚物、和氟化聚合物。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述仲胺官能化聚合物是式I表示的聚合物
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述壓力在約0.1個(gè)大氣壓-約35個(gè)大氣壓之間。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述醫(yī)療器械是金屬醫(yī)療器械。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述金屬醫(yī)療器械包括不銹鋼、鈦合金 (鎳鈦諾)、鉭、無(wú)磁性鎳-鈷-鉻-鉬[MP35N]合金、鉬、鈦及其組合。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括用至少一種生物活性劑涂覆所述醫(yī)療器械。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述生物活性劑選自反義試劑、抗腫瘤藥、抗增殖藥、抗血栓形成藥、抗凝血藥、抗血小板藥、抗生素、抗炎藥、類固醇、基因治療劑、 治療性物質(zhì)、有機(jī)藥物、藥物化合物、重組DNA產(chǎn)品、重組RNA產(chǎn)品、膠原、膠原性衍生物、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)類似物、糖、糖衍生物及其組合。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述生物活性劑是雷帕霉素或其衍生物。
20.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述醫(yī)療器械選自血管支架、支架移植物、尿道支架、膽管支架、導(dǎo)管、縫合線、眼科器械、人造心臟瓣膜、分流器、起搏器、骨螺釘、 骨固定器、保護(hù)板和假體器械。
21.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述醫(yī)療器械是血管支架。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的方法廣泛提供了干燥二醇二氮烯鎓反應(yīng)方法，以生產(chǎn)釋放一氧化氮的醫(yī)療器械。這些醫(yī)療器械還可在干燥二醇二氮烯鎓反應(yīng)前施加蓋涂層，以產(chǎn)生具有蓋涂層的釋放一氧化氮的醫(yī)療器械。
文檔編號(hào)A61L27/34GK102256635SQ200980151840
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者K·尤迪皮, P·程, 陳明飛 申請(qǐng)人:麥德托尼克瓦斯科爾勒公司