CN102847200B

CN102847200B - 静电自组装载药层的制备方法

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Publication number: CN102847200B
Application number: CN201110176942.1A
Authority: CN
Inventors: 申峰; 张德元
Original assignee: Lifetech Scientific Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Lifetech Scientific Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2031-06-28
Also published as: CN102847200A

Abstract

本发明涉及一种静电自组装载药层的制备方法，其包括如下步骤：一，先对医疗用的器械进行表面改性预处理；二，对器械进行加载电荷表面处理，使器械表面带电荷并与第一弱聚电解质所带电荷相同；三，配制第二弱聚电解质的溶液和第三弱聚电解质的溶液，将药物溶解于第二弱聚电解质溶液或第三弱聚电解质溶液中；四，将表面带有电荷的器械浸入到第二弱聚电解质溶液中，取出器械并洗涤；五，将干燥后的器械浸入第三弱聚电解质溶液中，取出器械并洗涤；六，交替重复第四步和第五步，在器械表面形成交替的静电自组装载药层，药物包含于弱聚电解质分子层之中，直至含药量达到所需的密度。

Description

静电自组装载药层的制备方法

技术领域

本发明涉及医疗器械制备领域，尤其涉及一种静电分子层自组装载药层的制备方法。

背景技术

在很多临床治疗中，用医疗器械携带药物进入人体内，到达病变部位时再释放足够的药量，可获得较好的综合治疗效果，以治疗冠状动脉心脏病的药物球囊导管尤为典型。

冠状动脉心脏病是一种最常见的心脏病，是指因冠状动脉狭窄、供血不足而引起的心肌机能障碍或器质性病变，故又称缺血性心肌病。其病因是由于供应心脏本身的冠状动脉管壁形成粥样斑块造成血管腔狭窄所致心脏病变。

冠心病主要有三个治疗方案，即药物治疗、介入治疗和心外科搭桥手术。药物治疗是最基本的治疗，病人一旦确诊，药物治疗要终身维持。但当药物治疗效果欠佳或无效时应尽早做冠脉造影，对冠脉病变做出详细的评价，然后根据病人的冠脉病变情况，决定是否选择介入治疗或搭桥手术。搭桥手术效果可靠，但需开胸手术，创伤较大，恢复时间较长。介入治疗创伤小、恢复快，能迅速消除冠状动脉狭窄，缓解心肌缺血，缺点是花费大。

在介入治疗方式中，需要用到球囊导管、金属支架、药物支架或药物球囊。球囊导管是一种用于血管内成形术（PTCA）的医疗器械，一般用尼龙等材料制作。它是在医学影像设备的引导下，用经皮穿刺技术将球囊导管插入血管的狭窄部位，在严格监护下进行球囊扩张膨胀，使斑块裂解，血管的狭窄部位得到扩张，从而恢复管腔直径，提高血流量。但是，在血管成形术后，有大约30-50%的病人，由于不规则血管内皮细胞损伤而出现血管反应内膜增生，平滑肌细胞过度增殖而导致血管再度狭窄。针对此问题，金属支架及药物支架先后诞生。药物支架是在金属支架的表面涂上能缓慢释放的药物，其目的在于修复血管的内皮损伤和抑制平滑肌的过度增生，且支架长期支撑在血管内，从根本上解决了PTCA后血管再狭窄的问题。但是，美中不足的是，为了避免血液在支架内层表面的凝聚，病人需长期服用抗血小板和抗凝血的药物，并且对弥散性病变的血管需放置多个药物支架增加手术难度和费用。另外，由于药物涂层的载体材料（高分子材料）的影响，一些使用药物支架的患者会产生血栓而导致严重的不良反应。在普通球囊导管的外表面上制备药物涂层，就发展成了药物球囊。药物球囊在扩张狭窄血管的同时将药物送至病变部位，同样可以达到靶向修复受损血管的目的，而且其表面不含如药物支架所用的聚合物载体，也避免了其产生的远期血栓问题，因此药物球囊在治疗冠心病领域有一定的发展前景。中国专利第03824274.5号介绍了一种递送药物的球囊导管，通过添加亲水性助剂与亲酯性药物结合，使药物可以快速被组织吸收。中国专利第03116738.9号介绍了一种静电自组装制备抗凝血生物材料的方法，可实现对具有复杂结构生物医用装置的涂层修饰，有效地改善材料的抗凝血性。

对于要输送到人体内的携带药物的医疗器械，比如药物球囊导管，载药层的技术存在着一些亟待解决的问题。例如：1、球囊外表面的药物在通过导管将球囊送入病变部位的过程中如何保持药物不被血管中的血液冲洗损失；2、如何提高药物转移到病变组织中的药量；3、现有药物球囊负载的物质一般为单一的药物，很难对支架内再狭窄的病变起到较好的综合治疗作用。这些都成为制备药物球囊的难题，目前还没有较好的解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在于提供一种可载多种药物的医疗器械载药层的制备方法，既能够实现载药量可控，又可以提高药物与器械表面的结合强度，以增加表面药物含量密度，降低在体内输送过程中的药物损失率，还可以提高药物在组织中的转移率。

解决本发明的技术问题所采用的技术方案是：一种静电自组装载药层的制备方法，其包括以下制备步骤：

步骤一，先对医疗器械进行表面改性预处理，使其表面变得更加亲水，表面拓扑结构变得更加粗糙；

步骤二，对表面亲水化的医疗器械进行加载电荷表面处理，在医疗器械表面吸附第一弱聚电解质，使医疗器械表面带电荷并与第一弱聚电解质所带电荷相同；

步骤三，配制重量体积浓度为0.01～40mg/ml的第二弱聚电解质的溶液和第三弱聚电解质的溶液，将药物溶解于第二弱聚电解质溶液或第三弱聚电解质溶液中，该第二弱聚电解质所带电荷的极性与第一弱聚电解质所带电荷相反，该第三弱聚电解质所带电荷的极性与第一弱聚电解质所带电荷相同；

步骤四，将表面带有电荷的医疗器械浸入到第二弱聚电解质溶液中，吸附平衡2～120分钟，在医疗器械表面增加一层第二弱聚电解质并使器械表面电荷极性与第二弱聚电解质所带电荷相同，从溶液中取出医疗器械，用蒸馏水洗涤20秒～20分钟，令医疗器械表面干燥不受污染；

步骤五，将干燥后的医疗器械浸入第三弱聚电解质溶液中，吸附平衡2～120分钟，在医疗器械表面增加一层第三弱聚聚电解质并使医疗器械表面电荷极性与第三弱聚电解质所带电荷相同，从溶液中取出医疗器械，用蒸馏水洗涤20秒～20分钟，令医疗器械表面干燥不受污染；

步骤六，交替重复步骤四和步骤五，在医疗器械表面形成第二弱聚电解质与第三弱聚电解质分层交替的静电自组装载药层，药物包含于弱聚电解质分子层之中，直至该载药层的含药量达到表面含药密度为0.1～10μg/mm²，其中，所述步骤一中的表面改性预处理采用如下方法之一：

对医疗器械表面进行醇化处理，其具体工艺条件如下：在10-50℃下，将医疗器械浸到体积浓度为1%～100%的乙醇溶液中5～120分钟，从溶液中取出医疗器械，令医疗器械表面干燥不受污染；或者

对医疗器械表面进行低温等离子体处理，其具体工艺条件如下：等离子体气体选择氮气或者氧气；输出功率为50～2000W，频率为10～100MHz；处理时间为5秒～30分钟，气压为1～100Pa；其中，所述医疗器械的表面组成材料是尼龙或者聚醚酰胺。

作为本发明制备方法的进一步改进，所述第二弱聚电解质的溶液包含一种或多种药物，或者第二弱聚电解质溶液不含药物而第三弱聚电解质的溶液中含有一种或多种药物，或者第二弱聚电解质溶液和第三弱聚电解质溶液分别包含不同的药物；所述药物包括用于治疗血管再狭窄的抗内膜增生药物、抗凝血的药物、抗血小板粘附的药物、抗感染的药物、抗菌的药物或者抗肿瘤的药物之中的至少一种。

作为本发明制备方法的进一步改进，所述步骤二中的加载电荷表面处理方法为表面化学修饰的方法，其具体步骤为：将球囊浸入到重量体积浓度为0.01～40mg/ml的第一弱聚电解质溶液中，吸附平衡2～120分钟，从溶液中取出医疗器械，用蒸馏水洗涤20秒～20分钟，令医疗器械表面干燥不受污染。

作为本发明制备方法的进一步改进，所述弱聚电解质是弱聚阳离子或弱聚阴离子；弱聚阳离子带正电荷，包括聚乙烯亚氨、硅烷偶联剂如3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂A-1100、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、(3-氨丙基)三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧硅烷、聚赖氨酸、聚丙烯基氨、壳聚糖、胶原中的至少一种；弱聚阴离子带负电荷，包括聚丙烯酸、海藻酸钠、白蛋白、聚谷氨酸、透明质酸及其衍生物、透明质酸钠、交联透明质酸、磺化葡萄糖、尿激酶、聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯磺酸钠、肝素中的至少一种。

作为本发明制备方法的进一步改进，所述弱聚电解质溶液的pH值在2～7.5范围内。

作为本发明制备方法的进一步改进，所述弱聚电解质溶液的温度范围为10～50℃。

作为本发明制备方法的进一步改进，所述用于治疗血管再狭窄的抗内膜增生药物包括雷帕霉素及其衍生物、地塞米松、紫杉醇、紫杉酚、类紫杉、多西他赛、普罗布考、秋水仙碱之中的至少一种；所述抗凝血的药物包括肝素、华法林钠、维生素K拮抗剂之中的至少一种；所述抗血小板粘附的药物包括阿司匹林、前列腺素、丹酚酸、硝酸脂类药物、赖氨匹林、潘生丁之中的至少一种；所述抗感染的药物包括氨苄青霉素、头孢霉素、磺胺嘧啶、硫酸链霉素之中的至少一种；所述抗菌的药物包括壳聚糖及其衍生物、头孢西丁、萘啶酸、吡哌酸之中的至少一种；所述抗肿瘤的药物包括柔红霉素、阿霉素、卡铂、大环内酯类抗肿瘤药之中的至少一种。

相对于现有技术，本发明的制备方法具有以下优点：（1）本发明制备方法丰富，可以选择不同的聚电解质配对，并且可以通过调节组装条件在器械表面获得不同药物配比的载药层，而这些药物可以有不同的治疗作用，达到综合治疗的目的，这对于治疗血管再狭窄尤为重要；（2）本发明相对于传统的机械浸涂制备方法，载药层与器械表面结合的强度更高；与未经表面改性预处理的静电自组装载药层相比，本发明采用了表面改性预处理，使得器械表面变得更加亲水，也使器械表面与载药层的结合强度更高；因此，与现有技术相比，本发明的载药层能够实现足够的药物表面密度，有效地增加器械表面的载药量；（3）本发明的载药层在血管中输送的过程中，能够尽可能的保持吸附在器械外表面的药物，降低药物被血液冲洗导致的损失率，保证器械表面携带的药量能够有效的输送到病变部位，起到更好的治疗作用。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为未经处理的球囊表面形貌图，其表面很平整。

图2为经过醇化处理的球囊表面形貌图，其表面变得粗糙。

图3为经过低温等离子体处理的球囊表面形貌图，其表面变得粗糙。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的静电自组装方法制备的载药层可用于医疗器械，如治疗心血管疾病的药物球囊导管，能够尽可能使得药物有效输送到病变部位，起到治疗血管再狭窄的作用。

在静电自组装之前，为了提高球囊表面与第一层弱聚电解质之间的结合强度，本发明首先对球囊表面进行表面改性预处理。表面改性预处理方法可以选择醇化处理或等离子体处理，其目的是使球囊表面变得更加亲水，进而提高球囊表面与载药层之间的结合强度，使得球囊表面载上足够的药物。未采用表面改性预处理的球囊表面形貌如图1所示，醇化处理之后的球囊表面形貌如图2所示，采用等离子体处理后的材料表面形貌如图3所示，其原理分别为：

（1）采用醇化处理提高球囊表面亲水性是由于球囊被浸泡在醇溶液中，醇中的羟基会加载到球囊表面，而羟基属于高能的极性亲水性官能团，这使得球囊表面亲水性更好。而由于亲水性的提高，聚电解质溶液也能更好的在球囊表面铺展开来，结合状况更好，结合强度更高，而且由于材料表面发生部分醇解，拓扑结构会变得更加粗糙，表面亲水性进一步提高。

（2）采用低温等离子体方法处理球囊，提高球囊表面亲水性是由于等离子体与高分子材料表面作用生成自由基团，这些自由基团继续参加反应，在表面导入各种官能团，如羟基、羧基等，使材料表面的亲水性和表面张力显著变化。由于官能团的引入，使得材料表面显示出与基体相异的功能特性，从而达到表面改性的目的。此外，由于荷能离子碰撞材料表面的刻蚀作用，在材料表面会形成微细的凹凸形，表面拓扑结构变得更加粗糙，表面亲水性进一步提高。

虽然以药物球囊导管为实施例阐述本发明的原理，本发明也能用于具有类似表面材质的其它医疗器械，尤其对于医用高分子材料，如：尼龙、聚醚酰胺（Pebax）、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚乙烯或硅橡胶等，本发明达到同样的技术效果。

为了对比不同技术方案的实际效果，先采用现有技术中的两种有代表性的方法制备药物球囊进行相关测试，其中所选药物均为用于治疗血管狭窄的抗增生药物紫杉醇，球囊材质都是尼龙。一种是参照中国专利号为03824274.5所述的药物球囊，另外一种是采用现有的静电分子自组装载药层的药物球囊。每组实验球囊个数为4个，以其平均值来代表测试结果。

采用中国专利第03824274.5号所述方法制备药物球囊。将球囊尺寸为3mm×22mm的球囊导管在含有0.15ml乙醇、4.5μl优维显（碘普罗胺造影剂）、1.35ml丙酮、0.8mg苏丹红和30mg紫杉醇的混合物中浸渍；共浸渍5次，第一次浸渍一分钟，干燥3小时，然后浸渍4次，每次5秒钟，干燥一小时。然后使用高效液相色谱（HPLC）进行药物测试，测试条件为：色谱柱型号为Kromasil C18，孔径5μm，柱体尺寸200mm×4.6mm；流动相为甲醇：乙腈：水＝1:2:2；柱温为30℃；检测波长为227nm；流速为1ml/分钟。采用HPLC测量出药物球囊的药物含量，并根据球囊尺寸计算球囊表面积，通过换算得出球囊表面紫杉醇含量密度，结果约为1.1μg/mm²。使用血管模拟器进行药物球囊输送过程药物损失实验。将药物球囊置于血管模拟器中，模拟冠状动脉血液流速和压力，PBS溶液（磷酸盐缓冲溶液）在血管模拟器中循环流动30秒，停止血管模拟器，取出药物球囊，再用HPLC测量球囊表面剩余药量，计算输送过程药物损失率，结果约为24%。

通过动物实验测算药物球囊上的药物转移到血管组织中的百分比。先对动物实施静脉麻醉，单位体重的麻醉剂量为40mg/Kg，固定动物后对两侧髂窝处皮肤消毒，铺上消毒巾，手术刀挑开皮肤，钝性分离两侧股动脉。用血管钳分别夹住股动脉的近心端和远心端，从两血管钳之间穿刺股动脉以开一小口，从小口中送入药物球囊至深度距离穿刺点30mm，用缝合线结扎穿刺点、近心端和远心端，向药物球囊内加压到2atm,保持30秒后抽出球囊。20分钟后，KCL注射处死动物，取出药物球囊扩张位置的血管组织(球囊两端多加15-20mm)。将组织冷冻打碎，用甲醇提取药物，用高效液相色普检测药物浓度，计算出药物转移到血管组织中的百分比约为11%。

采用中国专利第03116738.9号的专利文献里所述的实施例一的方法制备药物球囊。首先将球囊尺寸为3mm×22mm的球囊导管在1mg/ml的聚乙烯亚氨水溶液浸渍8分钟，去离子水清洗；氮气吹干获得聚乙烯亚氨物理吸附的表面，该表面在水溶液条件下呈正电性。将载正电的上述材料浸到5mg/ml的肝素钠和紫杉醇混合溶液8分钟，去离子水清洗，氮气吹干，获得载负电的聚阴离子肝素/紫杉醇混合的表面层；将载负电的聚阴离子肝素/紫杉醇表面浸到10mg/ml的聚乙烯亚氨水溶液浸渍8分钟，去离子水清洗；氮气吹干获得聚阳离子表面，重复以上过程获得聚阴离子和聚阳离子各5层（共10层）交替的涂层表面。然后使用高效液相色谱（HPLC）进行药物含量测试，测试条件为：色谱柱为Kromasil C185μm200×4.6mm；流动相为甲醇：乙腈：水＝1:2:2；柱温为30℃；检测波长为227nm；流速为1ml/分钟。用HPLC测量出药物含量，并根据球囊尺寸计算球囊表面积，通过换算得出球囊表面紫杉醇含量密度，结果约为0.3μg/mm²。使用血管模拟器进行药物球囊输送过程药物损失实验。将药物球囊置于血管模拟器中，模拟冠状动脉血液流速和压力，PBS溶液在血管模拟器中循环流动30秒，停止血管模拟器，取出药物球囊，再用HPLC测量球囊表面剩余药量，计算输送过程药物损失率，结果约为30%。

通过动物实验测算药物球囊上的药物转移到血管组织中的百分比。先对动物实施静脉麻醉，单位体重的麻醉剂量为40mg/Kg，固定动物后对两侧髂窝处皮肤消毒，铺上消毒巾，手术刀挑开皮肤，钝性分离两侧股动脉。用血管钳分别夹住股动脉的近心端和远心端，从两血管钳之间穿刺股动脉以开一小口，分别从小口中送入药物球囊至深度距离穿刺点30mm，用缝合线结扎穿刺点、近心端和远心端，向药物球囊内加压到2atm,保持30秒后抽出球囊。20分钟后，KCL注射处死动物，取出药物球囊扩张位置的血管组织（球囊两端多加15-20mm）。将组织冷冻打碎，用甲醇提取药物，用高效液相色普检测药物浓度，计算出药物转移到血管组织中的百分比约为5%。

第一实施例

用尼龙球囊制备用于治疗血管狭窄的药物球囊。首先进行表面改性预处理：25℃下，将清洁的尼龙球囊浸到体积浓度为75%的乙醇溶液中30分钟。

然后进行加载电荷表面处理：将球囊浸入到重量体积浓度为5mg/ml、pH=3.8的3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中，吸附平衡20分钟，用蒸馏水洗涤30秒，空气吹干，此时球囊表面在水溶液条件下呈正电性。

接下来进行静电自组装：将上述载正电的球囊浸到紫杉醇和透明质酸的混合乙醇溶液中，其中紫杉醇重量体积浓度为0.5mg/ml，透明质酸重量体积浓度为2.5mg/ml，吸附平衡20分钟，用蒸馏水洗涤30秒，空气吹干，该球囊表面在水溶液条件下呈负电性；再将载负电的球囊浸到重量体积浓度为5mg/ml、pH=3.8的壳聚糖水溶液中，吸附平衡20分钟，用蒸馏水洗涤30秒，空气吹干，重复以上过程获得聚阴离子透明质酸和聚阳离子壳聚糖各5层的交替涂层表面，其中聚阴离子透明质酸涂层中含有紫杉醇。高效液相色谱测试表明球囊表面的紫杉醇含量密度约1.8μg/mm²。基于同样的上述测试标准，采用此方法制备的药物球囊在输送过程中药物损失率不超过20%，相比于现有技术中实测的24%和30%，本实施例的技术效果有所改进。采用此方法制备的药物球囊的药物转移到血管组织中的百分比约为21%，相比于现有技术中实测的11%和5%，本实施例也有明显改进。

第二实施例

用尼龙球囊制备用于治疗血管狭窄的药物球囊。首先进行表面改性预处理：30℃下，将球囊浸到体积浓度为85%的乙醇溶液中60分钟。

然后进行加载电荷表面处理：将球囊浸入到重量体积浓度为10mg/ml、pH=5.5的3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中，吸附平衡10分钟，用蒸馏水洗涤30秒，空气吹干，此时球囊表面在水溶液条件下呈正电性。

接下来进行静电自组装：将上述载正电的球囊浸到紫杉醇和透明质酸的混合乙醇溶液中，其中紫杉醇重量体积浓度为0.5mg/ml，透明质酸重量体积浓度为5mg/ml，吸附平衡10分钟，用蒸馏水洗涤30秒，空气吹干，该球囊表面在水溶液条件下呈负电性；再将载负电的球囊浸到重量体积浓度为20mg/ml、pH=3.8的壳聚糖水溶液中，吸附平衡10分钟，用蒸馏水洗涤30秒，空气吹干，重复以上过程获得聚阴离子透明质酸和聚阳离子壳聚糖各10层的交替涂层表面，其中聚阴离子透明质酸涂层中含有紫杉醇。高效液相色谱测试表明球囊表面的紫杉醇含量密度约2.7μg/mm²，当静电自组装涂层数量从10层增加到20层，紫杉醇的表面密度提高了大约50%。基于同样的上述测试标准，采用此方法制备的药物球囊在输送过程中药物损失率不超过20%，药物转移到病变组织中的百分比约为25%。

第三实施例

用聚醚酰胺（Pebax）球囊制备用于治疗血管狭窄的药物球囊。首先进行表面改性预处理：采用等离子体处理设备对球囊表面进行低温等离子体处理。其中，等离子体气体为氧气；输出功率为400W，频率为50MHz；处理时间为5分钟，气压为30Pa。

然后进行加载电荷表面处理：将球囊浸入到重量体积浓度为15mg/ml、pH=3.8的3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中，吸附平衡10分钟，用蒸馏水洗涤30秒，空气吹干，此时球囊表面在水溶液条件下呈正电性。

接下来进行静电自组装：将上述载正电的球囊浸到紫杉醇和肝素钠的混合乙醇溶液中，其中紫杉醇重量体积浓度为1mg/ml，肝素钠重量体积浓度为10mg/ml，吸附平衡10分钟，用蒸馏水洗涤30秒，空气吹干，该球囊表面在水溶液条件下呈负电性；再将载负电的球囊浸到重量体积浓度为20mg/ml、pH=5.5的壳聚糖水溶液中，吸附平衡10分钟，用蒸馏水洗涤30秒，空气吹干，重复以上过程获得聚阴离子肝素钠和聚阳离子壳聚糖各10层的交替涂层表面，其中聚阴离子肝素钠涂层中含有紫杉醇。高效液相色谱测试表明Pebax球囊表面的抗血管狭窄的药物紫杉醇的含量密度约1.8μg/mm²。基于同样的上述测试标准，采用此方法制备的药物球囊在输送过程中紫杉醇药物损失率不超过18%，药物转移到血管组织中的百分比约为22%。

第四实施例

用聚对苯二甲酸乙二酯（PET）球囊制备用于治疗血管狭窄的药物球囊。首先进行表面改性预处理：在10℃下，将球囊浸到体积浓度为1%的乙醇溶液中120分钟。

然后进行加载电荷表面处理：将球囊浸入到重量体积浓度为40mg/ml、pH=2的聚甲基丙烯酸溶液中，吸附平衡120分钟，用蒸馏水洗涤20分钟，空气吹干，此时球囊表面在水溶液条件下呈负电性。

接下来进行静电自组装：将载负电的球囊浸到重量体积浓度为40mg/ml、pH=6的聚赖氨酸水溶液中，吸附平衡120分钟，用蒸馏水洗涤20分钟，空气吹干，该球囊表面在水溶液条件下呈正电性；再将上述载正电的球囊浸到雷帕霉素和聚谷氨酸的混合乙醇溶液中，其中雷帕霉素重量体积浓度为10mg/ml，聚谷氨酸重量体积浓度为40mg/ml，吸附平衡120分钟，用蒸馏水洗涤20分钟，空气吹干；重复以上过程获得聚阴离子聚谷氨酸和聚阳离子聚赖氨酸各5层的交替涂层表面，其中聚阴离子聚谷氨酸涂层中含有雷帕霉素。高效液相色谱测试表明PET球囊表面装载大量的雷帕霉素，药物含量密度约为2.1μg/mm²。

第五实施例

用聚氨酯球囊制备用于抗血小板黏附的药物球囊。首先进行表面改性预处理：采用等离子体处理设备对球囊表面进行低温等离子体处理。其中，等离子体气体为氧气；输出功率为300W，频率为50MHz；处理时间为3分钟，气压为30Pa。

然后进行加载电荷表面处理：将球囊浸入到重量体积浓度为0.01mg/ml、pH=3.8的聚甲基丙烯酸溶液中，吸附平衡2分钟，用蒸馏水洗涤20分钟，空气吹干，此时球囊表面在水溶液条件下呈负电性。

接下来进行自组装过程：将载负电的球囊浸到重量体积浓度为0.01mg/ml、pH=5.5的聚赖氨酸水溶液中，吸附平衡2分钟，用蒸馏水洗涤20分钟，空气吹干，该球囊表面在水溶液条件下呈正电性；再将上述载正电的球囊浸到阿司匹林和聚谷氨酸的混合溶液中，其中阿司匹林重量体积浓度为0.01mg/ml，聚谷氨酸重量体积浓度为0.01mg/ml，吸附平衡2分钟，用蒸馏水洗涤20分钟，空气吹干；重复以上过程获得聚阴离子聚谷氨酸和聚阳离子聚赖氨酸各20层的交替涂层表面，其中聚阴离子聚谷氨酸涂层中含有阿司匹林。高效液相色谱测试表明聚氨酯球囊表面装载的阿司匹林的药量含量密度为0.1μg/mm²。

第六实施例

在医用硅橡胶表面制备用于抗感染的载药层。首先进行表面改性预处理：采用等离子体处理设备对硅橡胶表面进行低温等离子体处理。其中，等离子体气体为氮气；输出功率为2000W，频率为10MHz；处理时间为5秒，气压为100Pa。

然后进行加载电荷表面处理：将硅橡胶浸入到重量体积浓度为40mg/ml、pH=3.8的3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中，吸附平衡20分钟，用蒸馏水洗涤10分钟，空气吹干，此时硅橡胶表面在水溶液条件下呈正电性。

接下来进行静电自组装：将上述载正电的硅橡胶表面浸到氨苄青霉素和肝素钠的混合溶液中，其中氨苄青霉素重量体积浓度为5mg/ml，肝素钠重量体积浓度为10mg/ml，吸附平衡20分钟，用蒸馏水洗涤10分钟，空气吹干，该硅橡胶表面在水溶液条件下呈负电性；再将载负电的硅橡胶表面浸到重量体积浓度为40mg/ml、pH=3.8的壳聚糖水溶液中，吸附平衡20分钟，用蒸馏水洗涤10分钟，空气吹干，重复以上过程获得聚阴离子肝素钠和聚阳离子壳聚糖各20层的交替涂层表面，其中聚阴离子肝素钠涂层中含有氨苄青霉素。高效液相色谱测试表明硅橡胶表面的氨苄青霉素含量密度为10μg/mm²。

第七实施例

用聚乙烯球囊制备用于治疗血管狭窄的药物球囊。首先进行表面改性预处理：25℃下，将球囊浸到体积浓度为90%的乙醇溶液中20分钟。

然后进行加载电荷表面处理：将球囊浸入到重量体积浓度为10mg/ml、pH=5.5的硅烷偶联剂KH-550溶液中，吸附平衡10分钟，用蒸馏水洗涤1分钟，空气吹干，此时球囊表面在水溶液条件下呈正电性。

接下来进行静电自组装：将上述载正电的球囊浸到阿霉素和海藻酸钠的混合溶液中，其中阿霉素重量体积浓度为0.1mg/ml，海藻酸钠重量体积浓度为0.5mg/ml，吸附平衡10分钟，用蒸馏水洗涤1分钟，空气吹干，该球囊表面在水溶液条件下呈负电性；再将载负电的球囊浸到重量体积浓度为5mg/ml、pH=7的聚赖氨酸溶液中，吸附平衡10分钟，用蒸馏水洗涤1分钟，空气吹干，重复以上过程获得聚阴离子海藻酸钠和聚阳离子聚赖氨酸各50层的交替涂层表面，其中聚阴离子海藻酸钠涂层中含有阿霉素。高效液相色谱测试表明聚乙烯球囊表面的阿霉素含量密度为3μg/mm²。

本发明的静电自组装载药层制备方法，依靠在静电分子层层自组装过程中弱聚阳离子与弱聚阴离子在球囊表面交替反应吸附获得载药层。由于其结合是依靠电荷之间的库仑力作用，所以，采用静电分子层层自组装技术制备的载药层，其药物与器械表面之间的结合强度超过机械涂覆制备的载药层。另外，在静电自组装过程中，为了提高器械表面与第一层弱聚电解质之间的结合强度，本发明对器械表面进行表面改性预处理。对于医用高分子材料，如：尼龙、聚醚酰胺（Pebax）、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚乙烯或硅橡胶等，表面改性预处理方法可以选择醇化处理或等离子体处理。其目的是使器械表面变得更加亲水，进而提高器械表面与药物层之间的结合强度，使得器械表面载上足够多的药物，降低器械在体内输送过程中的药物损失率。

本发明的制备方法具有以下优点：（1）本发明制备方法丰富，可以选择不同的聚电解质配对，并且可以通过调节组装条件在器械表面获得不同药物配比的载药层，而这些药物可以有不同的治疗作用，达到综合治疗的目的，这对于治疗血管再狭窄尤为重要。（2）本发明相对于传统的机械浸涂制备方法，载药层与器械表面结合的强度更高；与未经表面改性预处理的静电自组装载药层相比，本发明采用了表面改性预处理，使得器械表面变得更加亲水，也使器械表面与载药层的结合强度更高；因此，与现有技术相比，本发明的载药层能够实现足够的药物表面密度，有效地增加器械表面的载药量。（3）本发明的载药层在血管中输送的过程中，能够尽可能的保持吸附在器械外表面的药物，降低药物被血液冲洗导致的损失率，保证器械表面携带的药量能够有效的输送到病变部位，起到更好的治疗作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种静电自组装载药层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤六，交替重复步骤四和步骤五，在医疗器械表面形成第二弱聚电解质与第三弱聚电解质分层交替的静电自组装载药层，药物包含于弱聚电解质分子层之中，直至该载药层的含药量达到表面含药密度为0.1～10μg/mm²；

其中，所述步骤一中的表面改性预处理采用如下方法之一：

对医疗器械表面进行醇化处理，其具体工艺条件如下：在10～50℃下，将医疗器械浸到体积浓度为1％～100％的乙醇溶液中5～120分钟，从溶液中取出医疗器械，令医疗器械表面干燥不受污染；或者

对医疗器械表面进行低温等离子体处理，其具体工艺条件如下：等离子体气体选择氮气或者氧气；输出功率为50～2000W，频率为10～100MHz；处理时间为5秒～30分钟，气压为1～100Pa；

其中，所述医疗器械的表面组成材料是尼龙或者聚醚酰胺。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第二弱聚电解质的溶液包含一种或多种药物，或者第二弱聚电解质溶液不含药物而第三弱聚电解质的溶液中含有一种或多种药物，或者第二弱聚电解质溶液和第三弱聚电解质溶液分别包含不同的药物；所述药物包括用于治疗血管再狭窄的抗内膜增生药物、抗凝血的药物、抗血小板粘附的药物、抗感染的药物、抗菌的药物或者抗肿瘤的药物之中的至少一种。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的加载电荷表面处理方法为表面化学修饰的方法，其具体步骤为：将球囊浸入到重量体积浓度为0.01～40mg/ml的第一弱聚电解质溶液中，吸附平衡2～120分钟，从溶液中取出医疗器械，用蒸馏水洗涤20秒～20分钟，令医疗器械表面干燥不受污染。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述弱聚电解质是弱聚阳离子或弱聚阴离子；弱聚阳离子带正电荷，包括聚乙烯亚氨、硅烷偶联剂、聚赖氨酸、聚丙烯基氨、壳聚糖、胶原中的至少一种；弱聚阴离子带负电荷，包括聚丙烯酸、海藻酸钠、白蛋白、聚谷氨酸、透明质酸及其衍生物、磺化葡萄糖、尿激酶、聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯磺酸钠、肝素中的至少一种。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述弱聚电解质溶液的pH值在2～7.5范围内。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述弱聚电解质溶液的温度范围为10～50℃。

7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述用于治疗血管再狭窄的抗内膜增生药物包括雷帕霉素及其衍生物、地塞米松、紫杉醇、紫杉酚、类紫杉、多西他赛、普罗布考、秋水仙碱之中的至少一种；所述抗凝血的药物包括肝素、华法林钠、维生素K拮抗剂之中的至少一种；所述抗血小板粘附的药物包括阿司匹林、前列腺素、丹酚酸、硝酸脂、赖氨匹林、潘生丁之中的至少一种；所述抗感染的药物包括氨苄青霉素、头孢霉素、磺胺嘧啶、硫酸链霉素之中的至少一种；所述抗菌的药物包括壳聚糖及其衍生物、头孢西丁、萘啶酸、吡哌酸之中的至少一种；所述抗肿瘤的药物包括柔红霉素、阿霉素、卡铂、大环内酯抗肿瘤药之中的至少一种。