合到胺氮。作為另一個實例，糖可結(jié)合到SNAP的羧基 (例如，葡糖-SNAP、甘露糖-SNAP、果糖-SNAP等）。
[0020] 本公開的實例的SNAP摻雜N0釋放硅氧烷基聚氨酯彈性體涂層在體外和在凝血性 短期體內(nèi)兔模型內(nèi)評價。本公開的實例的新涂層在暗處在37°C在PBS中浸漬經(jīng)20天連續(xù) 釋放0.5至1x10 1Q mol cm 2 min1 N0。另外，在暗處（即，不暴露于可使RSN0鍵光解的波 長）和在干燥條件（即，在干燥劑存在下）在37°C下4個月后，新涂層保留約78%的SNAP。 如本文進一步討論，新涂層材料的實例用作凝血性兔模型中4小時體外循環(huán)（ECC)所用的 體外回路的內(nèi)壁涂層，以檢驗涂層對血小板功能、凝固和纖維蛋白原吸附的影響。SNAP摻雜 N0釋放涂層也用于制造導管，該導管植入綿羊靜脈7天，以評價對血栓和細菌粘附的影響。
[0021] 如上提到，氧化氮（N0)是一種起數(shù)種關鍵生理作用的內(nèi)源性氣體分子，包括防止 血小板粘附和活化、抑制細菌粘附和增殖、促進血管擴張、促進血管生成和幫助傷口愈合。 N0的作用高度依賴生理系統(tǒng)中N0的位置及其濃度。例如，襯于健康血管內(nèi)壁的內(nèi)皮細胞產(chǎn) 生0.5mol cm2 min1至4.0x10 1Q mol cm2 min1范圍的估計NO表面通量。由于血小板活 化和形成血栓，可削弱很多血液接觸器件的功能，包括血管移植物、支架、血管內(nèi)傳感器、血 管內(nèi)支架和體外生命支持回路。提高這些器件的血液相容性的一種方法是使用關于NO釋 放模擬內(nèi)皮細胞的涂料。實際上，近年來，已相當多關注研發(fā)可用于提高這些器件生物相容 性的NO釋放和NO產(chǎn)生材料。
[0022] 氧化氮也顯示抗微生物活性，包括殺死細菌，并防止形成生物膜。細菌感染和形成 生物膜是可用生物醫(yī)療器件導致并發(fā)癥的問題。在有機體分泌細菌將在其中生活的多糖基 質(zhì)時，細菌也有能力在表面上形成生物膜。該基質(zhì)提供營養(yǎng)物，也提供抗宿主防御和抗生素 的保護。生物膜可作為慢性感染源，從而延長痊愈時間。在其很多生物作用中，氧化氮作為 抗微生物劑，也作為傷口愈合過程的加速劑。氧化氮具有廣譜抗菌性質(zhì)，能殺死格蘭氏陽性 菌和格蘭氏陰性菌二者。也報道低水平氧化氮有效分散已在留置醫(yī)療器件表面上形成的生 物膜。
[0023] 氧化氮在生理條件下為高度反應性，因此，已關于潛在生物醫(yī)療應用研究了具有 能夠儲存并釋放N0的官能團的寬范圍N0供體分子。這些分子包括有機硝酸鹽、金屬-N0 絡合物、N-二醇二氮烯鑰和S-亞硝基硫醇（RSN0)。生理RSN0被認為是體內(nèi)NO內(nèi)源貯 庫，例如，S-亞硝基血紅蛋白和S-亞硝基谷胱甘肽（GSN0)。其它合成RSN0,例如S-亞硝 基-N-乙?；?L-半胱氨酸（SNAC)和S-亞硝基-N-乙酰基-青霉胺（SNAP，圖2A)，已顯 示表現(xiàn)顯著的抗菌和抗血栓作用。也已證明RSN0既是血管擴張劑也是血小板聚集的有效 抑制劑。RSN0經(jīng)歷熱分解，釋放N0,并產(chǎn)生相應的二硫化物物類（RSSR)，如圖2B中所示。 通過金屬離子（例如，Cu+)和由光通過相當于340nm和/或590nm的S-亞硝基吸收帶的能 量的照射，可催化從RSN0釋放N0。已提出，RSN0相對于N0作為抗血小板劑的更有效活性 產(chǎn)生于RSN0相對于N0的提高穩(wěn)定性，和通過包含催化部位以使RSN0轉(zhuǎn)化成N0的膜蛋白 質(zhì)局部在血小板表面從RSN0產(chǎn)生N0。
[0024] RSN0加入聚合物可擴展這些NO供體可在生物醫(yī)療器件中用作涂層的實用性，從 而在血液/器件界面提供局部化的N0釋放。已提出由分散于不同聚合物基質(zhì)的小分子 RSN0組成的數(shù)種N0釋放聚合物，包括聚乙二醇（PEG)、聚（乙烯醇）、聚（乙烯吡咯烷酮） 和Pluronic? F127水凝膠。這些材料具有通過親水RSN0從聚合物擴散到組織在傷口上局 部N0釋放的潛在應用。實際上，已顯示每日施用包含GSN0的水凝膠加速傷口愈合過程。 然而，從這些聚合物快速浸出RSN0可顯著縮短N0/RSN0釋放期限，持續(xù)僅數(shù)個小時。已用 一種替代方法合成RSN0改性材料，其中RSN0官能共價結(jié)合到基質(zhì)。熱解法二氧化硅顆粒、 樹枝狀大分子、聚氨酯、聚酯、聚二甲基硅氧烷（PDMS)、干凝膠、自組裝單層和乙烯基?甲基 醚-馬來酸酐共聚物（PVMMA)均已用RSN0官能改性。已發(fā)現(xiàn)RSN0改性的干凝膠釋放N0多 達14天，并顯示減小的血小板和細菌粘附。然而，這些RSN0改性干凝膠遭受合成復雜（導 致破裂和不均勻膜）、低RSN0轉(zhuǎn)化效率（最大40%，對于叔RSN0改性干凝膠）和在限制其 使用期限的室溫的熱不穩(wěn)定性。至今報道的很多其它RSN0改性材料顯示熱和光引發(fā)N0釋 放二者，但由于在儲存期間其有限的N0釋放期限或缺乏RSN0官能穩(wěn)定性，或者在合成期間 到RSN0的低轉(zhuǎn)化，很多這些材料在臨床上未證明有用。
[0025] 報道在聚合物/血液界面實現(xiàn)局部化N0遞送的另一種方法是使用生成N0的涂 層，其中固定的催化劑（Cu(I/II)或有機硒物類）可從內(nèi)源RSN0產(chǎn)生N0。例如，最近用體 外循環(huán)（ECC)兔模型評價包含&!°納米顆粒的生成NO的涂層。然而，為了得到減少血栓形 成的良好效力，需要連續(xù)灌注SNAP，以補充內(nèi)源RSN0水平。
[0026] 為了避免連續(xù)灌注RSN0物類，本公開包括能夠儲存RSN0物類的數(shù)種生物醫(yī)療聚 合物。本公開的RSN0摻雜涂層可有利地釋放N0,并潛在補充內(nèi)源RSN0水平，如果也利用生 成N0的催化劑。
[0027] 在本公開中，研究摻有S-亞硝基-N-乙?；嗝拱罚⊿NAP)的五種生物醫(yī)療級聚 合物控制從聚合物內(nèi)的SNAP釋放N0并進一步控制SNAP自身釋放的潛力。如本文進一步 討論，SNAP在Elast-Eon? E2As聚合物中很穩(wěn)定，從而產(chǎn)生能夠局部遞送N0(通過熱和光化 學反應）和緩慢釋放SNAP的均勻涂層。E2As是作為在本公開范圍內(nèi)涵蓋的適合硅氧烷基 聚氨酯彈性體的一個實例。E2As為E2A的溶液級（見以下表1)。包含SNAP的E2As聚合 物涂在體外回路（ECC)壁上，并在體外循環(huán)兔模型中暴露于4小時血流，以檢驗對血小板計 數(shù)、血小板功能、凝塊面積和纖維蛋白原吸附的影響。4小時后，與E2As對照回路的60±6% 比較（n= 4)，對于SNAP/E2As涂覆回路，血小板計數(shù)保持在基線的100±7%。與對照（分別 為2. 3±0. 6和3. 4±1. lcm2)比較，SNAP/E2As涂層也減小血栓面積。如本文進一步討論， 在植入綿羊靜脈7天后，SNAP/E2AS導管也能夠顯著減小血栓面積和細菌粘附。所有結(jié)果 表明，新SNAP/E2As涂層有潛力改善血管內(nèi)導管、移植物和其它血液接觸醫(yī)療器件的抗血 栓性。
[0028] 發(fā)明人也檢驗了五種生物醫(yī)療聚合物（硅橡膠（SR)、Elast-Eon? E2As (硅氧 烷基聚氨酯彈性體，購自 Aortech Biomaterials, Scoresby Victoria, Australia)、 CarboSil? (熱塑性聚娃酮-聚碳酸酯-氨基甲酸酯，購自DSM Biomedical Inc.， Berkeley, CA)、Tecoflex? SG80A 和 Tecophillic? SP-60D_60(兩種聚氛酯，購自 The Lubrizol Corporation, Wickliffe, Ohio))作為 SNAP 的儲庫的潛力。Elast-Eon?聚合 物具有優(yōu)良的內(nèi)在生物相容性和生物穩(wěn)定性，并顯示低水平血蛋白吸附。表征各SNAP摻雜 聚合物的體外N0/SNAP釋放。發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，SNAP本身在Elast-Eon? E2As聚合物中穩(wěn)定 至少4個月，從而產(chǎn)生熱釋放N0(在生理溫度）且也可作為儲庫補充內(nèi)源RSN0水平（通過 SNAP從聚合物擴散進入血液）的涂層。試驗新SNAP/E2As聚合物用于潛在生物醫(yī)療應用， 例如，通過凝血性的ECC兔模型評價4小時ECC后血小板計數(shù)和功能保持及血栓面積。
[0029] 應了解，也涵蓋適用于本公開的其它硅氧烷基聚氨酯彈性體（除了 E2As)。另 外，應了解，也涵蓋適用于本公開的其它級別的Elast-Eon?硅氧烷基聚氨酯彈性體（購 自 Aortech Biomaterials, Scoresby Victoria, Australia)。以下表 1 為不同級別的 Elast-Eon?聚合物性質(zhì)的列表。除了表1中所示的那些實例外，相信其它適合聚合物包括 CarboSil?、PuriSil?或娃橡膠。
[0030] 表 1
*也可以溶液級提供，并可溶于THF和DMAc二者。
[0031] **也以分散體形式提供。
[0032] 不同SNAP摻雜聚合物臘的初步體外表征 摻入所有五種生物醫(yī)療聚合物的SNAP產(chǎn)生均勻透明的綠色膜，沒有任何可觀察的相 分離。10%重量SNAP膜儲存約0· 42 μ mol SNAP/mg聚合物膜（或6 μ mol/cm2)，而5%重量 SNAP 膜儲存約 0· 21 μ mol SNAP/mg 聚合物膜（或 3 μ mol/cm2) 〇
[0033] 5%重量和10%重量SNAP/聚合物膜在室溫（即，22 °C )或在37 °C在暗處在lmL PBS 中浸漬。SNAP從包含5%重量和10%重量SNAP的不同聚合物膜擴散進入PBS用UV-Vis吸 收監(jiān)測。如圖3A和3B中所示，在室溫（見圖3A)和在37°C (見圖3B)在PBS中浸漬第一 天期間，所有SNAP從SG80A和SP-60D-60聚合物膜擴散出來。SP-60D-60聚合物為親水性， 吸水率為約60%重量，而SG80A更疏水，具有約6%重量的吸水率（見以下表2)。
[0034] 表2說明用于本公開的5種生物醫(yī)療聚合物的吸水率。在Teflon?板上在Teflon? 環(huán)（d=2. 5cm)中流延聚合物膜（200mg聚合物）。從母膜切割小圓盤（d=0. 7cm)，稱量，并在 37°C浸入PBS經(jīng)歷48小時。將濕膜擦干，并再次稱重。聚合物膜的吸水率在表2中如下以 重量百分數(shù)報告：吸水率（％重量）= (WS -WT)/WTx100 ,其中％和~分別為濕膜和干膜 的重量。
如圖3A和3B中所示，在初始2小時浸漬期間，所有SNAP均離開更親水的SP-60D-60 聚合物，而在24小時后更疏水的SG80A浸出所有SNAP。由于SNAP從SP-60D-60和SG80A 聚合物快速損失，在第一天浸漬（天〇)期間通過化學發(fā)光（利用氧化氮分析儀（NOA))觀 察到很大初始NO突發(fā)，并且膜在1天后不顯示SNAP/NO釋放（數(shù)據(jù)未顯示）。因此，這兩種 聚合物提供N0/SNAP快速突發(fā)，并發(fā)現(xiàn)其不適用于N0/SNAP長期釋放。
[0036] 相比之下，硅橡膠、CarboSil?和E2As聚合物顯示在1天后顯著較低量的SNAP擴 散進入浸漬緩沖劑（見圖3A和3B)。對于所有這三種聚合物，在第一天浸漬期間觀察到初 始突發(fā)SNAP浸出，對應于由聚合物快速吸水。這種初始突發(fā)為結(jié)合到膜的總SNAP分子的 約10%。在隨后幾天浸漬期間，少量SNAP繼續(xù)從這些聚合物浸出。硅橡膠、CarboSil?(熱 塑性聚硅酮-聚碳酸酯-氨基甲酸酯）和E2As (硅氧烷基聚氨酯彈性體）由于其高PDMS 含量均為疏水聚合物，也具有最低吸水率（見以上表1)。SNAP略微疏水。因此，SNAP應優(yōu) 先在這些更疏水聚合物膜中保持。另外，相信這些聚合物的疏水性質(zhì)也在限制SNAP擴散進 入緩沖劑中起重要作用，這至少部分由于這些聚合物的最低吸水率。
[0037] 也通過Ν0Α測定研究從三種SNAP摻雜聚合物（即，硅橡膠、CarboSil?和E2As聚 合物）的熱和光引發(fā)N0釋放。對于所有3種膜類型，可用100W泛光燈打開/關閉氧化氮 釋放。圖4A顯示在37°C在暗處、在環(huán)境光和在100W泛光燈10%重量SNAP/E2As膜的N0釋 放性能。如圖4A中所示，在暗處或在環(huán)境實驗室光下從10%重量SNAP/E2As膜的N0釋放 有很小差異，因為環(huán)境熒光照明不發(fā)射造成RSN0分解的波長（340nm或590nm)。雖然顯示 關于10%重量SNAP/E2As膜的數(shù)據(jù)，但應了解，對于所有三種聚合物，對用100W泛光燈連續(xù) 照射的膜由Ν0Α檢測的總N0釋放為摻入膜的約100%SNAP。通過在37°C用100W泛光燈連 續(xù)照射，并用Ν0Α監(jiān)測釋放的N0,檢驗從這三種膜的光引發(fā)N0釋放（見圖4B)。SNAP摻雜 E2As和CarboSil?膜顯示在經(jīng)3天時間光誘導N0能量逐步減小，而在相同條件下SR基膜 釋放N0僅兩天。在環(huán)境光下在37°C培育的所有三種類型的膜在浸漬第1天產(chǎn)生初始N0突 發(fā)，相當于SNAP釋放進入溶液，而在隨后幾天，N0通量為1x10 1() mol cm2 min1至2x10 wmol cm2 min1。該NO通量仍可潛在用于抑制血小板功能，并殺死細菌。
[0038] 似乎從E2As中10%重量SNAP組成的膜在100W泛光燈下N0釋放可能更有希望。 因此，使E2As中SNAP的％重量改變到5%重量，并更詳細檢驗（見圖4C)。對于5%重量 SNAP/E2As膜，N0釋放和SNAP浸出圖形是類似的，但N0釋放經(jīng)較短時間發(fā)生。Elast-Eon?