CN105214143A - 用于递送生物活性剂的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方案包括生物活性剂洗脱装置。本发明的一个实施方案中包括一种生物活性剂递送装置，该装置包括一个基底、一种置于该基底上的亲水聚合物、以及一种置于该亲水聚合物的表面上的实质上无定形的生物活性剂。在一个实施方案中，本发明包括一种制造生物活性剂递送装置的方法，包括将一种亲水聚合物沉积在一个基底上形成一个亲水表面，并且在该亲水表面上沉积一种实质上无定形的生物活性剂。在一个实施方案中，本发明包括一种生物活性剂洗脱导管，该导管包括一个导管轴以及一个置于该导管轴上的可膨胀球囊。在此包括其他的实施方案。

Description

用于递送生物活性剂的装置和方法

本申请是于2010年4月28日以SurModics公司(一家美国国有公司，用于指定除了美国之外的所有国家的申请人)、以及RalphA.Chappa(一位美国公民)与AndrewG.Bach(一位美国公民)的名义作为PCT国际专利申请提交的，并且RalphA.Chappa与AndrewG.Bach是仅仅用于指定美国的申请人；并且要求于2009年4月28日提交的美国专利申请序列号61/173,462的优先权；将它们的内容通过引用结合在此。

技术领域

本发明涉及用于递送生物活性剂的装置和方法。更具体而言，本发明涉及用于从一种亲水聚合物的表面递送生物活性剂的装置和方法。

背景技术

已经证明生物活性剂从植入式医疗装置的释放对于装置的功能以及各种医学病况的治疗是有益的。例如，从装置递送一种生物活性剂可以预防由可植入装置的存在而引发的细胞应答。从装置递送生物活性剂还可以预防在移植之后可能在其他方面缩短该装置的功能性寿命的情况。从该装置递送一种生物活性剂还可以针对身体的患病区域进行治疗。

发明内容

本发明的实施方案包括生物活性剂洗脱装置。本发明的一个实施方案中包括一种生物活性剂递送装置，该装置包括一个基底、一种置于该基底上的亲水聚合物、以及一种置于该亲水聚合物的表面上的实质上无定形的生物活性剂。

在一个实施方案中，本发明包括一种制造生物活性剂递送装置的方法，包括将一种亲水聚合物沉积在一个基底上形成一个亲水表面，并且将一种实质上无定形的生物活性剂沉积在该亲水表面上。

在一个实施方案中，本发明包括一种生物活性剂洗脱导管，该生物活性剂洗脱导管包括一个导管轴以及一个置于该导管轴上的可膨胀球囊。可以将一种亲水聚合物置于该球囊的外表面上并且可以将一种实质上无定形的生物活性剂置于该亲水聚合物的表面上。

本发明的以上概述并不旨在说明本发明的各个所论述的实施方案。这是为了随后的附图和详细说明的目的。

附图说明

结合以下附图可以更完全地理解本发明，其中：

图1是一个根据在此的一个实施方案的装置的示意图。

图2是一个根据在此的一个实施方案的装置的一个部分的截面示意图。

图3是一个显示生物活性剂从一个球囊转移至一个硅酮管(模拟脉管)中的图形。

图4是一个显示生物活性剂从一个球囊转移至一个离体猪脉管中的图形。

尽管本发明能容许不同的修改和替代形式，已经通过实例和附图显示了其细节，并且将对其进行详尽的说明。然而，应当理解的是，本发明并不限于所说明的具体的实施方案。相反，本意图是涵盖落入本发明的精神和范围之内的修改、等同物、以及替代方案。

具体实施方式

在本发明的一个实施方案中包括一种制造生物活性剂递送装置的方法。该方法可以包括将一种亲水聚合物沉积在一个基底上形成一个亲水表面；并且将一种实质上无定形的生物活性剂沉积在该亲水表面上。在一些实施方案中，将亲水聚合物沉积在该基底上可以包括将一种光聚合物沉积在该基底上，该光聚合物包括多个潜在光反应基团和一个亲水主链；并且对该光聚合物施加光化辐射。光聚合物的使用可以导致在该亲水聚合物与基底之间形成共价键，导致一个结构性安全涂层。

尽管并不旨在受到理论的限制，所相信的是通过防止在该亲水聚合物与该生物活性剂组合物之间形成一种互穿网络可以增强该生物活性剂的释放。如在此所述，在沉积该生物活性剂时使用一种不使该亲水聚合物溶剂化的溶剂可以防止在该亲水聚合物与该生物活性剂之间形成一种互穿网络。作为举例，如果该亲水聚合物是强水溶性的，那么在沉积该生物活性剂时在没有互穿网络的形成下可以使用一种溶剂(如一种非极性溶剂，取决于具体的亲水聚合物)。在一个实施方案中，一种方法包括选择一种不使该亲水聚合物溶剂化的溶剂的操作。

在此的多个实施方案还可以包括多种装置，如可以递送一种生物活性剂的具有一个可膨胀球囊的装置。具体地，在此的多个实施方案中可以包括可膨胀球囊，这些可膨胀球囊包括一个亲水聚合物底层以及一个置于该亲水聚合物上的实质上无定形的生物活性剂的顶层。在一些实施方案中，该无定形的生物活性剂可以是疏水的。

现在参考图1，显示了根据一个实施方案的一个示例性的装置的示意图。该装置100可以是，例如一个血管成形术球囊导管。然而，在以下更详细地说明了一个示例性的装置的另外的实例。该装置100包括一个导管轴102和一个歧管末端105。该装置100还包括一个置于该导管轴102周围的可充气球囊104。在图1中，该球囊104被显示为一个膨胀的配置。该导管轴102可以包括一个通道，该通道输送通过该导管轴102以及来自或进入该球囊104的空气，这样使得该球囊104可以选择性地从一个瘪的结构变为一个膨胀的结构，进而恢复原状。

图2显示了一个根据在此的一个实施方案的装置的一个部分的截面示意图。具体而言，图2显示了该可膨胀球囊104的截面图。该可膨胀球囊104可以包括一个基底106，该基底具有一个内表面110和一个外表面108。可以将一个亲水聚合物层112(底层或底涂层)置于该基底106的该外表面108上。该亲水聚合物层112可以包括一个亲水表面113。可以将一个实质上无定形的生物活性剂层(顶层或顶涂层)置于该亲水聚合物层112的该亲水表面113上。

该基底106可以由任何能够膨胀、并且适合用于身体内的材料、或多种材料的组合形成。该一种或多种材料可以基于该装置的用途。在许多实施方案中，这些可膨胀材料是顺应而柔性的材料，如弹性体(具有弹性特性的聚合物)。示例性的弹性体可以由不同的聚合物形成，包括聚氨酯与聚氨酯共聚物、聚乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚异戊二烯、异丁烯-异戊二烯共聚物(丁基橡胶，包括卤化丁基橡胶)、丁二烯-苯乙烯-丙烯腈共聚物、硅酮聚合物、氟硅聚合物、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯、聚醚-聚酯共聚物、聚醚-聚酰胺共聚物，等等。该基底106可以由单一的弹性体材料、或多种材料的组合而制成。

该基底106可以具有适合用于所希望的应用和装置的厚度。例如，该基底106的厚度可以是在大约5μm至大约100μm的范围内。用于导管球囊的壁的示例性的厚度是在大约5μm至大约20μm的范围内。该球囊的实际厚度可以取决于一个或多个因素，如球囊的所希望的可挠性、在该导管上的球囊的总体轮廓(小断面装置(lowprofiledevice)可以使用薄壁球囊)、该球囊壁的压力等级、或该球囊的膨胀特性。

可膨胀基底的制造在本领域中是熟知的，并且可以进行任何适合的过程来提供如在此所述的插入式医疗装置的可膨胀基底部分。导管球囊的构造描述于不同的参考文献中，例如，美国专利号4,490,421、5,556,383、6,210,364、6,168,748、6,328,710、以及6,482,348。典型地，进行成型工艺来构造球囊。在一个示例性的成型工艺中，在升高的温度下在具有所希望的该球囊的形状的模具内使一种挤出的聚合物管径向地并且轴向地膨胀。在该成型工艺之后，该球囊可以经受另外的处理。例如，所形成的球囊可以经受另外的加热步骤以减少该球囊的收缩。

返回参考图1，该插入式医疗装置100还可以具有一个或多个非膨胀(或无弹性的)部分。例如，在一个球囊导管中，该导管轴102部分可以是该非膨胀部分。该非膨胀部分可以是部分或全部地由一种聚合物制造的。这些聚合物包括由合成聚合物形成的那些，包括低聚物、均聚物、以及共聚物，通过加成聚合或缩合聚合而生成。适合的加成聚合物的实例包括但并不限于：丙烯酸类树脂，如从丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酰胺、以及丙烯酰胺聚合的那些；乙烯基化合物的聚合物类，如乙烯、丙烯、氯乙烯、乙酸乙烯、乙烯基吡咯烷酮、偏二氟乙烯、以及苯乙烯。缩合聚合物的实例包括但并不限于：尼龙类，如聚己内酰胺、聚十二内酰胺、聚己二酰己二胺、以及聚十二烷二酰己二胺，以及还有聚氨酯类、聚碳酸酯类、聚酰胺类、聚砜类、聚对苯二甲酸乙二酯、聚二甲基硅氧烷、以及聚醚酮。

该非膨胀部分可以是部分或全部由一种金属制造的。可以用于医疗物品中的金属包括铂、金、或钨，以及其他金属，如铼、钯、铑、钌、钛、镍、以及这些金属的合金，如不锈钢、钛/镍合金(镍钛合金)、钴铬合金、非铁合金、以及铂/铱合金。一种示例性的合金是MP35。

形成亲水聚合物层的方法

在一些实施方案中，通过将一种亲水聚合物与一种溶剂合并来形成一种亲水聚合物溶液。以下更详细地说明了示例性的亲水聚合物。然后可以将该亲水聚合物溶液施加到一种适合的基底(如置于一个导管轴上的可膨胀球囊)上。可以使用许多不同的技术将该亲水聚合物溶液施加到该基底上。作为举例，示例性的技术可以包括滴涂、刮涂、浸涂、喷涂、等等。球囊涂覆装置和方法的方面和细节可以发现于具有序列号61/188,929的于2008年8月14日提交的、并且标题为METHODANDAPPARATUSFORCOATINGBALLOONCATHETERS(Chappa等人)的共同拥有临时申请中。

在一些实施方案中，例如在使用一种光聚合物来形成该亲水层时，可以进行一个光化辐射施加步骤以便活化在该亲水聚合物上或一种交联剂上的潜在光反应基团，从而使该亲水聚合物共价结合到该基底表面上。作为举例，在将该亲水聚合物溶液施加到该基底上之后，可以使该装置经受在所希望的波长下的UV照射持续一段时间。

亲水性生物相容性聚合物

作为用于基质形成的聚合物材料而有用的一类亲水聚合物是合成的亲水聚合物。生物稳定的(即，在体内不显示出可感觉到的降解)合成的亲水聚合物可以从任何适合的单体来制备，该单体包括丙烯酸单体、乙烯基单体、醚单体、或这些类型的单体的任何一种或多种的组合。丙烯酸单体包括，例如，甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺(DMA)、以及任何这些的衍生物和/或混合物。乙烯基单体包括，例如，乙酸乙烯、乙烯基吡咯烷酮、乙烯醇、以及任何这些的衍生物。醚单体包括，例如，环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、以及任何这些的衍生物。

可以由这些单体形成的聚合物的实例包括聚(丙烯酰胺)、聚(甲基丙烯酰胺)、聚(乙烯基砒咯烷酮)、聚(丙烯酸)、聚(乙二醇)、聚(乙烯醇)、以及聚(HEMA)。亲水共聚物的实例包括，例如，甲基乙烯基醚/马来酸酐共聚物以及乙烯基砒咯烷酮/(甲基)丙烯酰胺共聚物。可以使用均聚物和/或共聚物的混合物。

一些基于丙烯酰胺的聚合物的实例，如聚(N,N-二甲基丙烯酰胺-共聚-氨基丙基甲基丙烯酰胺)以及聚(丙烯酰胺-共聚-N,N-二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺)，描述于在2004年9月17日提交的申请人共同未决的美国专利公开号2006/0030669(Taton等人)的实例2中。在一些实施方案中，该亲水聚合物是一种乙烯基砒咯烷酮聚合物、或一种乙烯基砒咯烷酮/(甲基)丙烯酰胺共聚物如聚(乙烯基砒咯烷酮-共聚-甲基丙烯酰胺)。如果使用一种PVP共聚物，它可以是乙烯基砒咯烷酮与一种单体的共聚物，该单体选自丙烯酰胺单体的组。示例性的丙烯酰胺单体包括(甲基)丙烯酰胺和(甲基)丙烯酰胺衍生物，如烷基(甲基)丙烯酰胺，如以二甲基丙烯酰胺为例，以及氨基烷基(甲基)丙烯酰胺，如以氨基丙基甲基丙烯酰胺以及二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺为例。例如，聚(乙烯基砒咯烷酮-共聚-N,N-二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺)描述于美国专利公开号2006/0030669(Taton等人)的实例2中。

亲水层的光聚合物和交联剂

在此的实施方案可以包括使用光聚合物来形成共价结合到一个所希望的基底上的一个亲水聚合物层。如在此所使用的光聚合物可以包括共价结合到一个聚合物主链上的一种或多种光反应基团。在此的实施方案还可以包括使用光反应交联试剂，以便将一个亲水聚合物层共价结合到一个所希望的基底上。

像这样，在此的实施方案可以包括使用具有光反应基团的化合物。如在此所使用，短语“潜在光反应基团”以及“光反应基团”是可互换使用的并且是指一个化学部分，该化学部分是足够稳定的以此在通常储存条件下保持在一个不活动状态(即，基态)，但是在经受一个适当的能源的作用时可以经历从不活动状态到激活状态的转化。光反应基团响应于特异性施加的外部刺激，从而经历活性种类产生，伴随的结果是共价结合到邻近的化学结构上。例如，在一个实施方案中，一种光反应基团可以被激活并且可以从一个烷基基团提取一个氢原子。然后，可以在具有该光反应基团的化合物与具有C-H键的化合物之间形成一个共价键。适合的光反应基团描述于美国专利号5,002,582中，其披露内容通过引用结合在此。

可以选择响应于光化辐射的不同部分的光反应基团。典型地，选择使用紫外线亦或可见光辐射而可以光激活的基团。适合的光反应基团包括，例如，叠氮化物类、重氮化合物类、双吖丙啶类(diazirines)、酮类、以及醌类。这些光反应基团产生活性种类如自由基，包括，例如氮宾、卡宾、以及在吸收电磁能时的激发状态的酮类。

在一些实施方案中，该光反应基团是一种芳基酮，如苯乙酮、二苯甲酮、蒽酮、以及蒽酮样杂环(即，蒽酮的杂环类似物，如在10位置具有N、O、或S的那些)、或它们的取代的(例如，环取代的)衍生物。芳基酮的实例包括蒽酮的杂环衍生物，包括吖啶酮、夹氧杂蒽酮、以及噻吨酮，以及它们的环取代衍生物。其他适合的光反应基团包括醌，例如像蒽醌。

这类芳基酮的官能团可以经历多次激活/失活/再活化的循环。例如，随着激发单线态经历系间窜越到三线态的初始形成，二苯甲酮能够光化学激发。通过提取一个氢原子(例如，从一个聚合物涂层)，激发三线态能够插入碳-氢键中，因此产生一个自由基对。该自由基对的后续降解导致新的碳-氢键的形成。如果一个反应性键(例如，碳/氢)不能用于成键，则二苯甲酮基团的紫外光诱导的激发是可逆的并且在移除能源时该分子返回到基态能量水平。光反应芳基酮如二苯甲酮和苯乙酮在水中可以经历多次再活化并且由此可以提供增加的涂覆效率。

叠氮化物类构成另一类的光反应基团并且包括芳基叠氮化物(C₆R₅N₃)如苯基叠氮化物以及4-氟-3-硝基苯基叠氮化物；酰基叠氮(-CO-N₃)如苯甲酰叠氮化物以及对-甲基苯甲酰叠氮化物；叠氮甲酸酯类(-O-CO-N₃)如叠氮甲酸乙酯和叠氮甲酸苯酯；磺酰叠氮类(-SO₂-N₃)如苯磺酰叠氮化物；以及磷酰基叠氮类(RO)₂PON₃如二苯基磷酰叠氮化物和二乙基磷酰叠氮化物。

重氮化合物构成另一类的光反应基团并且包括重氮烷类(-CHN₂)如重氮甲烷和二苯基重氮甲烷；重氮酮类(-CO-CHN₂)如重氮苯乙酮和1-三氟甲基-1-重氮基-2-戊酮；重氮乙酸酯类(-O-CO-CHN₂)如重氮乙酸叔丁酯和重氮乙酸苯酯；以及β-酮-α-重氮乙酸酯类(-CO-CN₂-CO-O-)如α重氮乙酰乙酸叔丁酯。

其他的光反应基团包括双吖丙啶类(-CHN₂)如3-三氟甲基-3-苯基双吖丙啶；以及烯酮类(-CH＝C＝O)如乙烯酮和二苯酮。

该光聚合物的聚合主链可以对其键合到其上的基底提供所希望的物理特性。在此处的不同实施方案中，该聚合主链被如此选择以便在该基底上提供一个亲水表面。应当理解的是许多不同类型的聚合主链可以提供一个亲水表面。示例性的聚合物可以包括但不限于：透明质酸、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、胶原、壳聚糖，等等。

作为举例，用于制备光-PVP的方法描述于美国专利号5,414,075中。用于制备光-聚丙烯酰胺的方法描述于美国专利号6,007,833中。

沉积生物活性剂的方法

在许多实施方案中，该生物活性剂是从一种溶液或混合物来施加的。该溶液或混合物可以通过将一种生物活性剂与一种溶剂合并而形成。任选地，还可以加入一种或多种添加剂以形成该生物活性剂溶液或混合物。在一些实施方案中，该生物活性剂溶液或混合物可以包括一种以上的生物活性剂。在一些实施方案中，该生物活性剂溶液或混合物可以包括一种以上的溶剂。

该溶剂可以基于用作底层或底涂层的特定亲水聚合物进行选择。在一些实施方案中，所选择的该溶剂是这样一种溶剂，在温度和压力条件下，如标准室温和压力(例如，大致72华氏度数或22摄氏度以及760毫米汞柱)下，该溶剂不会使该用作底层或底涂层的特定亲水聚合物溶剂化(例如，该生物活性剂或混合物的溶剂并不是作为对该亲水聚合物有效的一种溶剂)。换言之，在一些实施方案中，该亲水聚合物是不溶于该生物活性剂组合物的溶剂中的。通过使用一种不会使该亲水聚合物溶剂化的用于该生物活性剂组合物的溶剂，可以防止在该亲水聚合物与该生物活性剂之间形成一种互穿网络。照这样，可以将该生物活性剂组合物沉积在该亲水聚合物表面上，而没有以任何实质性的方式渗入该亲水聚合物中。

作为一个实例，如果使用聚(乙烯基砒咯烷酮)作为该底层的亲水聚合物，那么可以使用一种例如乙酸乙酯的溶剂作为用于该生物活性剂溶液或混合物的溶剂，因为它并不作为针对聚(乙烯基砒咯烷酮)的溶剂。对于某些亲水聚合物，可能的溶剂可以包括但不限于非极性溶剂。然而应当理解的是，一些亲水聚合物在一些非极性溶剂中可以具有溶解性。

在该生物活性剂溶液或混合物形成之后，可以将它施加到该亲水聚合物层的表面上。可以使用许多不同的技术来施加该生物活性剂溶液。作为举例，示例性的技术可以包括滴涂、刮涂、浸涂、喷涂、等等。在施加之后，可以蒸发掉来自该生物活性剂溶液或混合物的残余溶剂。

生物活性剂

术语“生物活性剂”是指一种无机或有机分子(可以是合成的或天然的)，该生物活性剂在施用到一种动物的体内时引起生物效应，该动物包括但不限于鸟类和哺乳动物(包括人类)。生物活性剂的部分清单提供在下文中。在一些实施方案中，这些生物活性剂可以单独使用，在另外的实施方案中，这些生物活性剂可以互相组合使用。除了这些生物活性剂的水溶性信息之外，生物活性剂的综合列表可以发现于TheMerckIndex,第十三版,Merck&Co.(2001)中。

应当理解的是，以下列出的许多示例性的生物活性剂可以按不同的方式进行配制。例如，以下列出的许多(但不是所有)这些生物活性剂能够以结晶或无定形的形式存在。在此处的不同实施方案中，这些生物活性剂是以实质上无定形的形式而使用的。如在此的使用，实质上无定形应当是指生物活性剂按重量计至少60％是处于无定形形式的。在一些实施方案中，在此的无定形生物活性剂按重量计至少可以是80％处于无定形形式的。在一些实施方案中，在此的无定形生物活性剂按重量计至少可以是95％处于无定形形式的。尽管并不旨在受到理论的限制，所相信的是就释放动力学以及在递送位点被组织摄取两者而言，无定形形式的递送可以是有利的。在不同的实施方案中，该生物活性剂是一种相对疏水的活性剂。一种生物活性剂的疏水性可以基于它在水中的溶解度来评定。如在此的使用，疏水生物活性剂具有小于大约0.001mg/ml的水溶性。

示例性的生物活性剂可以包括落入一种或多种以下类别之内的那些，包括但不限于：ACE抑制剂类、肌动蛋白抑制剂类、止痛剂类、麻醉剂类、抗高血压药类、抗聚合酶类、分泌抑制剂类、抗生素类、抗癌物质类、抗胆碱能药物类、抗凝血剂类、抗惊厥剂类、抗抑郁药类、止吐剂类、抗真菌药类、抗青光眼溶质类、抗组织胺类、抗高血压剂类、抗炎剂类(如NSAID)、抗代谢剂类、抗有丝分裂剂类、抗氧化剂类、抗寄生虫剂类和/或抗帕金森药类、抗增殖剂类(包括血管生成抑制剂类)、抗原生动物溶质类、抗精神病物质类、解热药类、消毒剂类、解痉药类、抗病毒剂类、钙通道阻滞剂类、细胞反应调节剂类、螯合剂类、化学治疗剂类、多巴胺激动药类、细胞外基质成分类、纤维蛋白溶解剂类、自由基清除剂类、生长激素拮抗剂类、催眠剂类、免疫抑制剂类、免疫毒素类、表面糖蛋白受体抑制剂类、微管抑制剂类、缩瞳剂类、肌肉收缩剂类、肌肉松弛剂类、神经毒素类、神经递质类、多核苷酸及其衍生物类、阿片样物质类、前列腺素类、重塑抑制剂类、他汀类药物、类固醇类、血栓溶解剂类、镇静剂类、血管舒张剂类、以及血管痉挛抑制剂类。

在一些方面，该生物活性剂包括一种抗增殖剂。该抗增殖剂可以是一种血管生成抑制剂。在一些方面，该生物活性剂包括一种抗炎剂。在一些方面，该生物活性剂包括一种细胞反应调节剂。在一些方面，该生物活性剂包括一种抗血栓剂。在一些方面，该生物活性剂包括一种免疫抑制剂。

细胞反应调节剂是趋化因子类，如血小板衍生的生长因子(pDGF)。其他的趋化因子包括嗜中性白细胞活化蛋白、单核细胞趋化蛋白、巨噬细胞炎症蛋白、SIS(小型诱导分泌)蛋白、血小板因子、血小板碱性蛋白、黑素瘤生长刺激活性(melanomagrowthstimulatingactivity)、表皮生长因子、转化生长因子(α)、成纤维细胞生长因子、血小板源性内皮生长因子、胰岛素样生长因子、神经生长因子、血管内皮生长因子、骨形态发生蛋白、以及骨生长/软骨诱导因子(α和β)。其他的细胞反应调节剂是白细胞介素类，白细胞介素抑制剂类或白细胞介素受体类，包括白细胞介素1至白细胞介素10；干扰素类，包括α、β以及γ；血细胞生成因子类，包括促红细胞生成素、粒细胞集落刺激因子、巨噬细胞集落刺激因子以及粒细胞巨噬细胞集落刺激因子；肿瘤坏死因子类，包括α和β；转化生长因子类(β)，包括β-1、β-2、β-3、抑制素、激活素、以及编码产生任何这些蛋白质的DNA。

他汀类药物的实例包括洛伐他汀、普伐他汀、辛伐他汀、氟伐他汀、阿托伐他汀、西立伐他汀、罗苏伐他汀、以及超级他汀(superstatin)。

类固醇类的实例包括糖皮质激素类，如可的松、氢化可的松、地塞米松、倍他米松、泼尼松、泼尼松龙、甲泼尼龙、曲安西龙、倍氯米松、氟氢可的松、以及醛甾酮；性类固醇类如睾酮、双氢睾酮、雌二醇、己烯雌酚、孕酮、以及黄体酮类。

该生物活性剂可以提供抗再狭窄作用，例如抗增殖、抗血小板、和/或抗血栓作用。在一些实施方案中，该生物活性剂可以选自抗炎剂类、免疫抑制剂类、细胞粘附因子类、受体类、配体类、生长因子类、抗生素类、酶类、核酸类、等等。具有抗增殖作用的化合物包括，例如放线菌素D、血管肽素、反义c-myc、紫杉醇、紫杉烷、等等。

具有抗血栓作用的生物活性剂的代表性实例包括肝素、肝素衍生物、肝素钠、低分子量肝素、水蛭素、赖氨酸、前列腺素类、阿戈托班、福斯高林、伐哌前列素、前列环素以及前列环素类似物、D-苯丙氨酸-脯氨酸-精氨酸-氯甲酮(合成抗凝血酶)、双嘧达莫、糖蛋白Iib/IIIa血小板膜受体抗体、糖蛋白Iib/IIIa血小板膜受体抗体、重组水蛭素、凝血酶抑制剂(如从Biogen可商购)、硫酸软骨素、改性葡聚糖、白蛋白、链激酶、组织纤维蛋白溶酶原激活剂(TPA)、尿激酶、一氧化氮抑制剂类、等等。

该生物活性剂还可以是一种介导血小板聚集的GPIIb-IIIa血小板受体复合物的抑制剂。GPIIb/IIIa受体内可以包括单克隆抗体Fab片段c7E3，也被称为阿昔单抗(ReoPro^TM)、以及合成肽类或模拟肽类，如依替巴肽(Integrilin^TM)或替罗非班(Agrastat^TM)。

该活性剂可以是一种免疫抑制剂，例如，环孢霉素、CD-34抗体、依维莫司、麦考酚酸、西罗莫司(雷帕霉素)、rapalogs(雷帕霉素的类似物)、他克莫司、等等。

此外，该生物活性剂可以是一种表面粘附分子或细胞-细胞粘附分子。示例性的细胞粘附分子或粘附蛋白如细胞外基质蛋白类，包括纤连蛋白、层粘连蛋白、胶原、弹性蛋白、玻连蛋白、生腱蛋白、纤维蛋白原、血小板反应蛋白、骨桥蛋白、von-Willibrand因子、骨唾液蛋白(及其活性结构域)、以及亲水聚合物类(如透明质酸、壳聚糖以及甲基纤维素)、以及其他蛋白质类、碳水化合物类、以及脂肪酸类。其他的细胞-细胞粘附分子包括N-钙粘蛋白以及P-钙粘蛋白及其活性结构域。

装置

根据在此的实施方案的生物活性剂洗脱装置可以包括具有一个可膨胀部分的那些。在一些实施方案中，该生物活性剂洗脱装置可以包括一个可膨胀部分和一个非膨胀部分两者。一个示例性的装置是一种球囊导管。球囊导管的构造在本领域是熟知的并且描述于不同的文献中，例如美国专利号4,195,637、5,041,089、5,087,246、5,318,587、5,382,234、5,571,089、5,776,101、5,807,331、5,882,336、6,394,995、6,517,515、6,623,504、6,896,842、以及7,163,523。

参考以下实例可以更好地理解本发明。这些实例旨在代表本发明的特定实施方案，而并不旨在作为本发明的范围的限制。

具体实施例

实例1:由亲水聚合物底涂层和疏水无定形生物活性剂(紫杉醇)顶涂层构成 的生物活性剂洗脱球囊涂层的形成

从MinnesotaMedtec公司获得一种3.5×15mm的球囊(P/N50051-004)。用最低压使该球囊膨胀以呈现出一个光滑表面。

获得了聚[乙烯基砒咯烷酮^99％-共聚-N-(3-(4-苯甲酰基苯甲酰胺基)丙基)甲基丙烯酰胺^1％](PVP-BBA-APMA)。这种试剂可以如美国专利号4,973,493、4,979,959、5,002,582、5,263,992、以及5,741,551中所描述来制备。

获得了N-乙酰化聚[丙烯酰胺^93.6％-共聚-钠-2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸^4.9％-共聚-N-(3-(4-苯甲酰基苯甲酰氨基)丙基)甲基丙烯酰胺^0.9％]-共聚-甲氧基聚(乙二醇)₁₀₀₀单甲基丙烯酸酯^0.6％(PA-BBA-APMA-PEG)(百分数为摩尔百分比)。这种试剂可以如美国专利号4,979,959、5,263,992、以及5,512,329中所描述来制备。

获得了4,5-双[(4-苯甲酰基苄基)氧]-1,3-苯二磺酸二钠(DBDS)。这种试剂可以按如下制备：将4,5-二羟基苄基-1,3-二磺酸盐(CHBDS)与在THF中的4-溴甲基二苯甲酮(BMBP)以及氢氧化钠合并，然后回流并冷却该混合物，然后进行纯化和重结晶(还如描述于美国专利号5,714,360中)。

获得了聚[丙烯酰胺⁹⁶ _. ^5％-共聚-N-(3-(4-苯甲酰基苯甲酰氨基)丙基)甲基丙烯酰胺^3.5％](PA-BBA-APMA)。这种试剂可以如美国专利号4,722,906、4,973,493、4,979,959、5,002,582、5,263,992、以及5,512,329中所描述来制备。

制备了第一底涂层涂覆溶液(PVP-聚乙烯吡咯烷酮)。该溶液的组成为在85％水/15％异丙醇(v/v)的溶剂中的25mg/ml的PVP-BBA-APMA、5mg/ml的PA-BBA-APMA-PEG、10mg/ml的聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K90)、以及0.25mg/ml的DBDS。照这样，这种第一底涂层溶液主要包括聚乙烯吡咯烷酮作为亲水聚合物(虽然存在一些PA)。

制备了第二底涂层涂覆溶液(PA-聚丙烯酰胺)。该溶液的组成为在50％水/50％异丙醇(v/v)的溶剂中的10mg/ml的PA-BBA-APMA以及0.5mg/ml的DBDS。照这样，这种第二底涂层溶液主要包括聚丙烯酰胺作为亲水聚合物。

制备了第三底涂层涂覆溶液(PA(2)-聚丙烯酰胺)。该溶液的组成为在50％水/50％异丙醇(v/v)的溶剂中的10mg/ml的PA-BBA-APMA。照这样，这种第三底涂层溶液主要包括聚丙烯酰胺作为亲水聚合物。

使用一种浸涂方法将该底涂层溶液施加到该球囊上。具体而言，将该球囊浸入该底涂层涂覆溶液中，没有停留时间。然后将该球囊从该溶液中以0.5cm/s的速度抽出。将该底涂层风干持续至少10分钟。然后将该底涂层进行紫外线固化。具体而言，使该涂覆的球囊在具有400瓦特金属卤化物灯泡的Dymax2000-EC系列UV泛光灯的前面旋转3分钟(大致距离该光源20cm)。留有一些未涂覆有底涂层的球囊作为对照。

通过将紫杉醇以大约30-50mg/ml的浓度溶解在乙酸乙酯溶剂中而制备了第一顶涂层溶液。通过将紫杉醇以大约30-50mg/ml的浓度溶解在氯仿溶剂中而制备了第二顶涂层溶液。

该顶涂层是通过滴涂而施加的。具体而言，使用一种正位移移液管(positivedisplacementpipette)针对该球囊来施加一个适当体积的顶涂层溶液以实现3μg/mm²的目标载药量。然后用手将该球囊旋转以将顶涂层溶液均匀地分布在该球囊表面上。紫杉醇是以无定形的形式沉积的。

实例2:将生物活性剂从球囊转移至模拟脉管壁(硅酮管)

从Cole-Parmer仪器公司获得硅酮管(0.125英寸内径，0.188英寸外径，0.0315英寸壁厚)。将该硅酮管切割成1.5英寸的长度。

将这些硅酮管碎片单独地放置于4mL的棕色玻璃小瓶中，该棕色玻璃小瓶充满pH为7.4的在水浴中预热到37℃的4mL的PBS(磷酸盐缓冲液)。

将一个瘪的折叠的球囊(如以上所述进行制备)放置在预热的(37℃)8mL的小瓶中，该小瓶充满有8mL的pH为7.4的PBS(磷酸盐缓冲液)，并且浸泡持续4分钟。使该球囊滑入该硅酮管的内腔中(浸没在4mL的小瓶的内部)并且在4个大气压的气压下膨胀持续30秒。释放球囊的压力并且将该球囊从该管中移开。

然后确定紫杉醇转移至该管的内腔壁上的量。具体而言，将该管浸没在4mL的在甲醇中的0.1％冰醋酸的混合物(提取介质)中持续24小时。将350μL等分部分的提取介质转移至96孔板上，用于通过UV(232nm)测量生物活性剂的含量。结果显示于图3中。显示于图3中的基于PA的底涂层的分类指示了用该第二底涂层和该第三底涂层涂覆溶液两者所获得的结果。

这个实例显示的是，主要由聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚丙烯酰胺(PA)组成的底涂层对应地以81％和150％(相比于没有底涂层的对照球囊)增加了无定形紫杉醇从乙酸乙酯施加到模拟脉管的转移。这个实例进一步显示的是，主要由聚丙烯酰胺(PA)组成的底涂层以106％(相比于没有底涂层的对照球囊)增加了无定形紫杉醇从氯仿施加到模拟脉管的转移。因此，这个实例显示的是，可以使用亲水底涂层来大大增加一种实质上无定形疏水生物活性剂从一个球囊装置递送的量。

最后，这个实例显示的是，主要由聚乙烯吡咯烷酮(PVP)组成的底涂层以58％(相比于没有底涂层的对照球囊)降低了无定形紫杉醇从氯仿施加到模拟脉管的转移。尽管并不旨在受到理论的限制，所相信的是这种降低是因为氯仿(来自该生物活性剂组合物)作为一种针对PVP的溶剂而其作用，以及在将该生物活性剂施加到顶涂层的过程中该PVP底涂层与在该氯仿溶液中的紫杉醇形成了一种互穿网络。

实例3:将生物活性剂从球囊转移至离体猪动脉

猪动脉是从Pel-Freeze获得的。将该猪动脉切割成1.5英寸的长度。

将该这些猪动脉碎片单独地放置于4mL的棕色玻璃小瓶中，该棕色玻璃小瓶充满有pH为7.4的在水浴中预热到37℃的4mL的PBS(磷酸盐缓冲液)。

将一个瘪的折叠的球囊(如以上所述进行制备)放置在预热的(37℃)8mL的小瓶中，该小瓶充满有8mL的pH为7.4的PBS(磷酸盐缓冲液)，并且浸泡持续4分钟。使该球囊滑入该猪动脉的内腔中(浸没在4mL的小瓶的内部)并且在4个大气压的气压下膨胀持续30秒。释放球囊的压力并且将该球囊从该管中移开。

然后确定紫杉醇转移至该动脉的内腔壁上的量。具体而言，将该动脉浸没在4mL的在甲醇中的0.1％冰醋酸的混合物中持续24小时。然后经由HPLC确定在该提取介质中的紫杉醇的量。结果显示于图4中。显示于图4中的基于PA的底涂层的分类指示了用该第二底涂层和该第三底涂层涂覆溶液两者所获得的结果。

这个实例显示的是，主要由聚丙烯酰胺(PA)组成的底涂层以77％增加了无定形紫杉醇从乙酸乙酯施加到模拟脉管的转移。因此，这个实例显示的是，可以使用亲水底涂层来大大增加一种实质上无定形的疏水生物活性剂从一个球囊装置递送的量。

应当注意的是，作为在本说明书中以及随附的权利要求书中所使用的单数形式的“一个”、“一种”、以及“该”包括复数指示物，除非另外清楚地指示该内容。因此，例如，当提到一种组合物含有“一种化合物”时，它包括两种或更多种化合物的混合物。应当注意的是，术语“或”通常以包括它的“和/或”的含义而采用，除非另外清楚地指示该内容。

还应当注意的是，作为在本说明书中以及随附的权利要求书中所使用的短语“配置的”描述一个被构造或配置以进行一个特定的任务或采取一个特定的配置的系统、装置、或其他结构。该短语“配置的”可以与其他类似短语如安排的和配置的、构造的和安排的、构造的、制造的和安排的、等等互换地使用。

在本说明书中的所有出版物和专利申请对于本发明涉及的领域的普通技术人员而言是指示性的。所有出版物和专利申请通过引用结合在此，其程度如同每个单独的出版物或专利申请被特定地并单独地通过引用而表明结合一样。在此绝不是解释为承认诸位发明人没有资格先于任何出版物和/或专利，包括在此引证的任何出版物和/或专利。

参考不同的特定和优选的实施方案和技术已经对本发明进行了说明。然而，应当理解的是可以做出许多变更和修改，同时保持在本发明的精神和范围之内。

另外的实施方案

在一个实施方案中，本发明包括一种生物活性剂递送装置，该装置包括一个基底、一种置于该基底上的亲水聚合物、以及一种置于该亲水聚合物的表面上的实质上无定形的生物活性剂。在一个实施方案中，该亲水聚合物共价结合到该基底上。在一个实施方案中，该亲水聚合物通过一种潜在光反应基团的反应产物共价结合到该基底上。在一个实施方案中，该基底包括一种聚合物。在一个实施方案中，该聚合物包括一种弹性体。在一个实施方案中，该无定形生物活性剂包括一种疏水生物活性剂。在一个实施方案中，该无定形生物活性剂包括紫杉醇。在一个实施方案中，该无定形生物活性剂包括雷帕霉素。在一个实施方案中，该亲水聚合物选自下组，该组由以下各项组成：聚(丙烯酰胺)、聚(甲基丙烯酰胺)、聚(乙烯基砒咯烷酮)、聚(丙烯酸)、聚(乙二醇)、聚(乙烯醇)、聚(HEMA)、甲基乙烯基醚/马来酸酐共聚物、以及乙烯基砒咯烷酮/(甲基)丙烯酰胺共聚物。在一个实施方案中，该亲水聚合物是聚(丙烯酰胺)。在一个实施方案中，该亲水聚合物是聚(乙烯基砒咯烷酮)。

在一个实施方案中，本发明包括一种制造生物活性剂递送装置的方法。该方法可以包括将一种亲水聚合物沉积在一个基底上形成一个亲水表面并且将一种实质上无定形的生物活性剂沉积在该亲水表面上。在一些实施方案中，将亲水聚合物沉积在该基底上可以包括将一种光聚合物沉积在该基底上，该光聚合物包括多个潜在光反应基团和一个亲水主链；并且对该光聚合物施加光化辐射。在一个实施方案中，将一种实质上无定形的生物活性剂沉积在该亲水表面上包括将该无定形的生物活性剂与一种溶剂混合以形成一种生物活性剂混合物，将该生物活性剂混合物沉积该亲水表面上，并且蒸发掉该溶剂。在一个实施方案中，蒸发是在保留该生物活性剂的无定形特征的方式下进行的。在一个实施方案中，用于该生物活性剂混合物的溶剂是如此选择的，它不使该亲水聚合物溶剂化。在一个实施方案中，该溶剂包括乙酸乙酯。在一个实施方案中，该无定形生物活性剂包括一种疏水生物活性剂。在一个实施方案中，该无定形生物活性剂包括紫杉醇。在一个实施方案中，该亲水聚合物选自下组，该组由以下各项组成：聚(丙烯酰胺)、聚(甲基丙烯酰胺)、聚(乙烯基砒咯烷酮)、聚(丙烯酸)、聚(乙二醇)、聚(乙烯醇)、聚(HEMA)、甲基乙烯基醚/马来酸酐共聚物、以及乙烯基砒咯烷酮/(甲基)丙烯酰胺共聚物。

在一个实施方案中，本发明包括一种生物活性剂洗脱导管，该装置包括一个导管轴；一个置于该导管轴上的可膨胀球囊；一种置于该球囊的外表面上的亲水聚合物；以及一种置于该亲水聚合物的表面上的实质上无定形的生物活性剂。在一个实施方案中，该亲水聚合物共价结合到该基底上。在一个实施方案中，该亲水聚合物通过一种潜在光反应基团的反应产物共价结合到该基底上。在一个实施方案中，该基底包括一种聚合物。在一个实施方案中，该聚合物是一种弹性体。在一个实施方案中，该无定形生物活性剂包括一种疏水生物活性剂。在一个实施方案中，该无定形生物活性剂包括紫杉醇。在一个实施方案中，该无定形生物活性剂包括雷帕霉素。在一个实施方案中，该亲水聚合物是选自下组，该组由以下各项组成：聚(丙烯酰胺)、聚(甲基丙烯酰胺)、聚(乙烯基砒咯烷酮)、聚(丙烯酸)、聚(乙二醇)、聚(乙烯醇)、聚(HEMA)、甲基乙烯基醚/马来酸酐共聚物、以及乙烯基砒咯烷酮/(甲基)丙烯酰胺共聚物。在一个实施方案中，该亲水聚合物包括聚(丙烯酰胺)。在一个实施方案中，该亲水聚合物包括聚(乙烯基砒咯烷酮)。

Claims (10)

1.一种制造生物活性剂递送装置的方法，所述方法包括：

将亲水聚合物沉积在球囊基底上形成亲水表面；其中将所述亲水聚合物沉积在所述基底上包括：

将光聚合物沉积在所述基底上，所述光聚合物包括多个潜在光反应基团以及亲水主链；和

对所述光聚合物施加光化辐射；并且

将实质上无定形的生物活性剂沉积在所述亲水表面上，

其中将实质上无定形的生物活性剂沉积在所述亲水表面上包括：

选择不使所述亲水聚合物溶剂化的溶剂；

将所述无定形的生物活性剂与选定的溶剂混合以形成生物活性剂混合物；

将所述生物活性剂混合物沉积在所述亲水表面上，其中将所述生物活性剂混合物沉积在所述亲水表面上不会导致在所述亲水聚合物与所述生物活性剂混合物之间形成互穿网络；和

蒸发掉所述溶剂，其中蒸发保留了所述生物活性剂的无定形特征。

2.如权利要求1所述的方法，其中选择不使该亲水聚合物溶剂化的溶剂包括从由乙酸乙酯和氯仿组成的组中选择至少一种。

3.如权利要求1所述的方法，该无定形生物活性剂包括疏水生物活性剂。

4.如权利要求1所述的方法，该无定形生物活性剂包括选自下组的至少一种，该组由以下各项组成：紫杉醇、雷帕霉素、以及雷帕霉素类似物(rapalog)。

5.如权利要求1所述的方法，该亲水聚合物选自下组，该组由以下各项组成：聚(丙烯酰胺)、聚(甲基丙烯酰胺)、聚(乙烯基砒咯烷酮)、聚(丙烯酸)、聚(乙二醇)、聚(乙烯醇)、聚(HEMA)、甲基乙烯基醚/马来酸酐共聚物、以及乙烯基砒咯烷酮/(甲基)丙烯酰胺共聚物。

6.一种生物活性剂递送装置，该装置包括：

球囊基底；

置于所述球囊基底上的亲水聚合物；所述亲水聚合物通过潜在光反应基团的反应产物共价结合到所述基底上；以及

置于所述亲水聚合物的表面上的实质上无定形的生物活性剂组合物；

其中所述无定形的生物活性剂不渗入亲水聚合物并在暴露于体内环境时从亲水聚合物的表面释放。

7.如权利要求6所述的生物活性剂递送装置，该无定形的生物活性剂组合物包括微量的溶剂，该溶剂包括不使该亲水聚合物溶剂化的化合物。

8.如权利要求6所述的生物活性剂递送装置，该无定形的生物活性剂包括疏水生物活性剂。

9.如权利要求6所述的生物活性剂递送装置，该亲水聚合物选自下组，该组由以下各项组成：聚(丙烯酰胺)、聚(甲基丙烯酰胺)、聚(乙烯基砒咯烷酮)、聚(丙烯酸)、聚(乙二醇)、聚(乙烯醇)、聚(HEMA)、甲基乙烯基醚/马来酸酐共聚物、以及乙烯基砒咯烷酮/(甲基)丙烯酰胺共聚物。

10.一种生物活性剂洗脱导管，所述导管包括：

导管轴；

置于所述导管轴上的可膨胀球囊；

置于所述球囊的外表面上的亲水聚合物，所述亲水聚合物通过潜在光反应基团的反应产物共价结合到所述基底上；以及

置于所述亲水聚合物的表面上的实质上无定形的生物活性剂；

其中所述无定形的生物活性剂不渗入亲水聚合物并在暴露于体内环境时从亲水聚合物的表面释放。