一种具有防治再狭窄药物涂层的支架及其制备方法

摘要

本发明公开了一种具有防治再狭窄药物涂层的支架，包括支架和药物涂层。所述药物涂层覆盖于所述支架表面，其特征在于：所述药物涂层中的有效成分为愈创木烷型倍半萜化合物P1、P2和P3；所述P1为Zedoalactone B；所述P2为所述P1的立体异构体；所述P3为Zedoarondiol。我们研究表明，该药物涂层支架与现有的雷帕霉素支架相比，不仅能够抑制支架置入后的血管内膜增殖，还可抑制血管壁的炎性反应和促进血管内皮化，因而有助于预防远期血栓并发症，且用量少、成本低、无毒副作用。

权利要求

1.一种具有防治再狭窄药物涂层的支架，包括支架和药物涂层，所述药物涂层覆盖于所述支架表面，其特征为：所述药物涂层中的有效成分为愈创木烷型倍半萜化合物P1、P2和P3；

其中P1为Zedoalactone B，其结构式为：P2为所述P1的立体异构体，其结构式为：

P3为Zedoarondiol，其结构式为：

2.根据权利要求1所述的具有防治再狭窄药物涂层的支架，特征在于涂层药物为愈创木烷型倍半萜化合物，由P1、P2和P3组成，其质量比为：P1:P2:P3＝(16～64):(2.5～

10):(25～100)。

3.根据权利要求1所述的具有防治再狭窄药物涂层的支架，特征在于涂层药物为愈创木烷型倍半萜化合物，由P1、P2和P3组成，其质量比为：P1:P2:P3＝32:5:50。

4.根据权利要求2所述的具有防治再狭窄药物涂层的支架，特征在于所述药物涂层中2

的有效成分在所述支架上的载药量为0.7-0.9μg/mm。

5.根据权利要求1所述的具有防治再狭窄药物涂层的支架，特征在于所述支架为不锈钢纳米微孔支架。

6.一种权利要求1-5任一所述的具有防治再狭窄药物涂层的支架的制备方法，特征包括如下步骤：(1)先将愈创木烷型倍半萜化合物P1、P2、P3的混合物溶于溶剂中，配成药物溶液，将所述药物溶液进行超声震荡；

(2)然后将药物溶液均匀喷涂在所述支架上；支架在被药物溶液喷涂后，放入冷冻干燥机中冻干；

(3)将所述支架装配在与其匹配的预扩张球囊上；

(4)装配后用环氧乙烷对所述支架进行灭菌。

7.根据权利要求6所述的一种具有防治再狭窄药物涂层的支架的制备方法，特征在于：所述溶剂为超纯水，所述愈创木烷型倍半萜化合物P1、P2、P3的混合物，与所述溶剂的配比关系为每2.5mg所述混合物溶于100mg的药物溶液中。

说明书

一种具有防治再狭窄药物涂层的支架及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及药物医疗器械领域，具体涉及一种具有防治再狭窄药物涂层的支架及其制备方法。

背景技术

[0002] 目前，经皮冠状动脉介入术(percutaneous coronary intervention,PCI)是治疗冠心病的主要方法。但是，由于冠状动脉血管本身尚未清楚的动脉硬化机制，以及由于机械性扩张和金属支架置入引起的潜在损伤，血管局部对损伤产生炎症和过度愈合反应，导致血管负性重塑、平滑肌细胞迁移及新生内膜过度增生，在PCI后形成支架内再狭窄(in-stent restenosis,ISR)，支架置入术后的再狭窄率可达15％～40％。

[0003] 为预防再狭窄形成，以往研制的药物洗脱支架(DES)也称为药物释放支架，通过包被于金属支架表面的聚合物携带药物，当支架置入血管内病变部位后，药物自聚合物涂层中通过洗脱方式有控制地释放至血管壁组织而发挥生物学效应，显著降低了PCI术后再狭窄率，开创了PCI技术新的里程碑。

[0004] 现有技术中常用、有效的支架为雷帕霉素、紫杉醇等药物图层支架，其在预防冠状动脉球囊扩张后再狭窄方面具有可靠疗效，但由于此类药物会抑制球囊扩张后血管损伤内膜的愈合，远期血栓并发症增加。几项临床试验和荟萃分析结果显示，此类药物洗脱支架可能会增加死亡或心肌梗死发生率(支架内血栓形成)，影响了远期预后，急性心肌梗死介入治疗后心脏病事件发生率每年20％左右，且西药涂层支架后再狭窄的发生率仍在10％左右。此外，此类药物涂层支架价格昂贵，一枚进口支架达2.0万左右，不适合我国国情进行推广，增加了医疗成本与患者的经济负担。

[0005] 针对再狭窄的病理生理机制，理论上所具有的抗血栓、抗炎及抗细胞移行、增殖作用的药物涂层支架都应具有预防再狭窄的作用，但PCI术后应用这些药物涂层支架的研究结果令人失望：其虽有降低再狭窄的效果，但其中有些药物的毒性作用和副反应严重。

发明内容

[0006] 为了克服上述现有药物涂层支架存在的不足，本发明提供了一种具有防治再狭窄药物涂层的支架及其制备方法。该药物涂层支架与现有的雷帕霉素支架等相比，不仅能抑制血管平滑肌细胞增殖、血管壁的炎性反应，还能促进血管内皮细胞的愈合，避免远期血栓并发症，且用量少、成本低、无毒副作用。

[0007] 本发明提供的一种具有防治再狭窄药物涂层的支架，包括支架和药物涂层，所述药物涂层覆盖于所述支架表面，所述药物涂层中的有效成分为愈创木烷型倍半萜化合物P1、P2和P3：

[0008] P1为Zedoalactone B，结构式为：

[0009]

[0010] P2为所述P1的立体异构体，结构式为：

[0011]

[0012] P3为Zedoarondiol，结构式为：

[0013]

[0014] 愈创木烷型倍半萜化合物P1、P2、P3在本涂层支架中的质量比为：P1:P2:P3＝(16～64):(2.5～10):(25～100)。

[0015] 愈创木烷型倍半萜化合物P1、P2、P3在本涂层支架中的质量比为：P1:P2:P3＝32:5:50。

[0016] 所述药物图层中的有效成分在所述支架上的载药量为0.7-0.9μg/mm2。

[0017] 所述支架为不锈钢纳米微孔支架。

[0018] 一种具有防治再狭窄药物涂层的支架的制备方法，制备步骤依次如下：

[0019] (1)先将愈创木烷型倍半萜化合物P1、P2、P3的混合物溶于溶剂中，配成药物溶液。然后用药物溶液进行超声震荡。

[0020] (2)然后将药物溶液均匀喷涂在所述支架上。然后支架在被药物溶液喷涂后放入冷冻干燥机中冻干；

[0021] 所述溶剂为超纯水，所述愈创木烷型倍半萜化合物，其中P1、P2、P3混合物与所述溶剂的配比关系为每2.5mg混合物溶于100mg的药物溶液中。

[0022] (3)将所述支架装配在与其匹配的预扩张球囊上；

[0023] (4)装配后用环氧乙烷对所述支架进行灭菌。

[0024] 本发明具有如下效果：

[0025] (1)本发明提供的支架能抑制血管平滑肌细胞增殖以及血管壁的炎性反应。与现有药物相比，还能促进血管内皮细胞的愈合，避免远期血栓并发症；

[0026] (2)化合物P1、P2、P3结构已知、明确，通过天然中药莪术进行提取得到，节约生产成本；

[0027] (3)本发明的支架在载药量较小的条件下，即可达到防治再狭窄发生的效果。不仅降低了成本，还能避免因用量过多带来的不利影响；

[0028] (4)与现有雷帕霉素支架等防治再狭窄药物涂层支架比，无毒副作用。

附图说明

[0029] 图1为本发明所提供的具有防治再狭窄药物涂层的支架的横截面结构示意图；

[0030] 图2A为本发明提供的药物涂层支架(ZES)植入7天时的扫描电镜显示图；

[0031] 图2B为雷帕霉素支架(SES)植入7天时的扫描电镜显示图；

[0032] 图2C为金属裸支架(BMS)植入7天时的扫描电镜显示图；

[0033] 图3A为为本发明提供的药物涂层支架(ZES)植入14天时的扫描电镜显示图；

[0034] 图3B为雷帕霉素支架(SES)植入14天时的扫描电镜显示图；

[0035] 图3C为金属裸支架(BMS)植入14天时的扫描电镜显示图；

[0036] 图4A为为本发明提供的药物涂层支架(ZES)植入28天时的扫描电镜显示图；

[0037] 图4B为雷帕霉素支架(SES)植入28天时的扫描电镜显示图；

[0038] 图4C为金属裸支架(BMS)植入28天时的扫描电镜显示图；

[0039] 图5为本发明所提供的具有防治再狭窄药物涂层的支架的侧面结构示意图；

[0040] 图6为本发明所提供的具有防治再狭窄药物涂层的支架的立体结构示意图；

[0041] 图中：

[0042] 1.支架金属基体 2.药物涂层

具体实施方式

[0043] 为使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

[0044] 实施例1

[0045] 请参考图1，本发明提供的具有防治再狭窄药物涂层的支架，由支架1和覆盖于支架表面的药物涂层2组成，所述支架采用乐普(北京)医疗器械股份有限公司提供的316L不锈钢金属纳米微孔裸支架。上述支架的侧面结构与立体结构可以分别参考图5、6。

[0046] 药物涂层中的有效成分为：

[0047]

[0048] P1、P2、P3化合物均为愈创木烷型倍半萜化合物，P1为Zedoalactone B，P2为P1的立体异构体，P3为Zedoarondiol，上述三种化合物均可从莪术中提取，具体提取方法为：

[0049] 1.样品预处理过程

[0050] 提取：称取(1-10)Kg莪术块状粉末，分两批提取。加入10L、95℃水浴旋转2小时，提取3次。将提取的样液合并进行离心，得到约43.5L离心提取液，分别取50mL留样分析。

[0051] 超滤分离:将43.5L离心提取液加入膜分离仪器的料液槽中，进行超滤分离(中空纤维膜UF，型号PS06，膜面积4.0M2，编号09-0114)，得到超滤透过液43L左右(原因为超滤前未排尽水)，超滤截留液3.5L，分别取50mL留样、分析。

[0052] 纳滤浓缩:将43L超滤液透过液加入到纳滤仪器中，频率调整到20Hz，调整出液口压力为0.5MPa，得到纳滤截留液3.9L，纳滤透过液40.1L，分别取50mL留样、分析。

[0053] 2.莪术愈创木烷型倍半萜中药的制备X1制备(第一维制备)

[0054] 用3倍柱体积的95％乙醇对色谱柱进行活化，再用2倍柱体积的水进行平衡处理，然后取1.9L纳滤液上样，再经水洗、3倍柱体积的10％-50％乙醇反复淋洗5次、洗脱、洗柱、馏分合并得到F6、F7、F8、F9、F11、F12、F16子馏分，主峰目标为P1、P2、P3。

[0055] 3.莪术愈创木烷型倍半萜中药的C18HC柱制备(第二维制备)

[0056] 峰P1制备：

[0057] 样品配制：取莪术F6样品190mg溶于10mL水中，浓度约为20mg/mL；F7-9样品400mg溶于20mL水中，浓度约为20mg/mL。制备条件：色谱柱：C18HC(20×250mm，10m，编号
12041901A)；流速：20mL/min，检测器：275nm，240nm；进样量：5mL。峰P1制备洗脱条件见表
1。

[0058] 表1.峰P1制备洗脱条件

[0059]

[0060] 峰P2制备(F11样品)

[0061] 样品配制：取莪术F11、F12样品350mg溶于10mL水中，浓度约为35mg/mL，然后经水膜滤过。色谱柱：C18HC(20×250mm，10m，编号12041901A)；流速：20mL/min；检测器：275nm，240nm；进样量：1mL。具体条件见表2。

[0062] 表2.峰P2制备洗脱条件

[0063]

[0064]

[0065] 峰P3制备(F16样品)

[0066] 样品配制：取莪术F16样品350mg溶于20mL水中，浓度约为17mg/mL，然后经水膜滤过。色谱柱：C18HC(20×250mm，10m，编号12041901A)；流速：20mL/min；检测器：275nm，240nm；进样量：1mL。具体条件见表3。

[0067] 表3.峰P3制备洗脱条件

[0068]

[0069] 4.P1、P2和P3的纯度分析与结构表征

[0070] 色谱纯度分析：

[0071] 仪器：Alliance6；色谱柱：C18TDE(4.6×150mm，5m，编号110517-5)，流速：1mL/min；检测器：275nm、240nm；进样量：50L；洗脱条件：梯度洗脱。洗脱条件见表4。

[0072] 表4.色谱纯度分析的制备洗脱条件

[0073]时间(min) 乙腈质量百分比 0.1％甲酸-水质量百分比
0 5 95
20 40 75
25～30 95 5

[0074] P1、P2和P3的结构表征：洗脱后得到P1＝20mg,P2＝2.7mg,P3＝25.5mg。相对峰面积纯度分析结果表明，P1的纯度为99.06％，P2的纯度为96.26％，P3的纯度为98.44％。

[0075] 与文献核磁数据对比可知，这三个化合物为愈创木烷型倍半萜，其中P1为Zedoalactone B，P2为P1的立体异构体，P3为Zedoarondiol。

[0076] 取P1、P2、P3化合物各32mg、5mg、50mg，溶于超纯水中，制成质量浓度为2.5％的P1、P2、P3混合物的药物溶液，然后超声震荡至完全溶解。将316L不锈钢纳米微孔支架平台用超纯水洗净，将药物溶液喷涂在支架表面，然后将喷涂好的支架放入冷冻干燥机中冻干。取出冻干后的支架，安装在与其配合的预扩张球囊上，最后对支架进行环氧乙烷灭菌处理。

[0077] 上述316L不锈钢纳米微孔支架直径在2.5-4.0mm，表面积90±15mm2，名义载药量2
0.83μg∕mm。

[0078] 试验实施例1

[0079] 动物实验

[0080] 1、动物与分组：采用普通级中国小型猪36头，由中国农业大学提供，雌雄各半，体质量(25-30)kg，随机分为莪术提取物涂层支架组(ZES)、雷帕霉素涂层支架组(SES)和金属裸支架三组(BMS)，每组12头。

[0081] 上述莪术提取物涂层支架组(ZES)即为本发明实施例1中提供的支架，由于化合物P1、P2、P3均由莪术提取得到，故称为莪术提取物涂层支架。上述雷帕霉素涂层支架组(SES)为雷帕霉素Nano支架，其与金属裸支架三组(BMS)也均由乐普(北京)医疗器械股份有限公司提供，采用的支架基体与ZES支架相同，皆为316L不锈钢纳米微孔支架。

[0082] 实验过程：术前3天开始予阿司匹林300mg每天，氯吡格雷50mg每天。建立静脉通路，称重后，采用肌注戊巴比妥0.5mg/kg及氯胺酮10mg/kg静脉注射复合麻醉。冠脉造影以Seldinger法穿刺猪股动脉并置入6F动脉鞘，经鞘管给予肝素200U/kg，行选择性冠状动脉造影。将三组支架分别植入中国小型猪冠状动脉血管内，术中连续心电监护。术后单笼普通谷物饲料喂养观察，阿司匹林100mg每日一次，氯吡格雷50mg每日一次，直至实验结束。用扫描电镜观测不同时间点(7天、14天和28天)，各型支架植入后的支架梁内皮覆盖及内膜增生情况。此外还采用lightlab光学相干断层成像(Optical Coherence Tomography,OCT)系统于支架植入第28天进行血管内扫描成像，测量血管腔和血管外膜直径，计算直径狭窄率和面积狭窄率，定性评价支架内皮修复和支架内血栓。

[0083] 实验结果及结论：

[0084] 1.组织病理学观察

[0085] 通过观测不同时间点(7天、14天和28天)，各型支架植入后的支架梁内皮覆盖及内膜增生情况，结果显示，在支架植入第7天，莪术提取物涂层支架(ZES)支架组支架梁基本被内皮细胞完整覆盖；金属裸支架(BMS)组其次，雷帕霉素支架(SES)组大部分横梁未见内皮覆盖；至14-28天，ZES组内皮覆盖完全，且未见有内膜过度增生情况出现；BMS组虽然内皮覆盖完全，但新内膜明显增生，提示支架节段血管内再狭窄现象严重；而SES组仍有部分支架梁存在裸露现象，提示内皮化延迟，上述结果可结合图2参考。

[0086] 基于上述结果，SES支架虽然显著抑制平滑肌细胞(SMCs)的增殖及迁移，但其非靶向特征导致了对血管内皮细胞周期的抑制，致使内皮覆盖不全，存在晚期支架血栓的风险；而BMS支架虽然能够完成内皮细胞的覆盖，但却不能有效抑制SMCs的增殖(迁移)，因此支架再狭窄成为突出问题。本研究发现莪术提取物洗脱支架(ZES)在最短时间内可快速完成对植入支架的内皮细胞覆盖情况(≤7天)，这从组织学上证明了本发明提供的莪术提取物洗脱支架在有效抑制SMCs的基础上，促进了血管内皮细胞的增长。

[0087] 2.光学相干断层技术(OCT)评价

[0088] 我们发现植入7天时，ZES组支架横梁几乎被新生内膜完全覆盖，而SES组支架横梁未见内皮覆盖，BMS组有部分内皮覆盖；14天时，中药洗脱支架组和BMS组支架横梁几乎被新生内膜完全覆盖，SES组支架横梁部分内皮覆盖；28天时，ZES组支架横梁被新生内膜完全覆盖，SES组支架横梁有部分未见内皮覆盖，BMS组在内皮完全覆盖的同时，则表现明显的支架内再狭窄，而中药洗脱支架和SES组则未见到再狭窄事件。其中各组支架植入第28天的OCT形态学比较如下表1所示。基于上述各项实验结果，我们得出结论，内皮修复完整可明显抑制炎症因子的浸润，进而减少炎症因子对中膜平滑肌细胞(SMCs)的刺激，从而降低SMCs增殖及迁移，从根源上解决炎症反应所带来的高敏反应、后期支架贴壁不良、正性重构等影响。支架植入后，血管壁内皮化愈迅速，则炎症因子浸润愈少，SMCs增殖迁移发生的几率则愈低，本发明提供的支架完全可以达到上述技术效果。

[0089] 术语解释：ZES，SES，BMS分别为莪术支架、雷帕霉素支架和金属裸支架，VD为参考血管直径、LD为平均血管直径、EELD为平均外膜直径、Diameter stenosis为直径狭窄率、LA为平均管腔面积、EELA为平均外膜面积、Area stennosis为面积狭窄率。

[0090] 3.对肝肾功能的影响

[0091] 安装ZES洗脱支架前后，分别采集实验前和30天血液标本进行分析显示，实验小型猪肝功能谷草转氨酶(ALT)，谷丙转氨酶(AST)未见明显变化；肾功能指标肌酐(Cr)，尿素氮(UA)实验前后未见明显变化，表明在实验条件下，支架携带药物—莪术倍半萜化合物对实验动物肝肾功能未见明显毒副作用。

[0092] 以上对本发明所提供的一种具有防治再狭窄药物涂层的支架及其制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。