CN115531621A - 用于冠脉药物洗脱支架的包含甘草酸的药物组合物及其控释系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种用于冠脉药物洗脱支架的包含甘草酸的药物组合物及其控释系统。实验结果表明，本发明用于冠脉药物洗脱支架的药物组合物对平滑肌细胞增殖和迁移均具有显著抑制作用，并对内皮细胞恢复具有促进作用，能取得支架植入后优秀的支架内抗再狭窄效果，且降低血管内血栓的发生率。此外，本发明药物组合物中使用的药物甘草酸和柚皮素与传统药物相比，治疗效果好、毒副作用小，且价格低廉。

Description

用于冠脉药物洗脱支架的包含甘草酸的药物组合物及其控释 系统

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，具体涉及用于冠脉药物洗脱支架的包含甘草酸的药物组合物及其控释系统。

背景技术

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形成支架内再狭窄(In-stentrestenosis,ISR)，支架置入术后的再狭窄率可达15％-40％。

为预防再狭窄形成，以往研制的药物洗脱支架(Drug eluting stent,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。

现有技术中常用、有效的支架为雷帕霉素、紫杉醇等药物涂层支架，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，因而导致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2万元人民币左右，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。

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，其中有些药物涂层支架具有抗血栓的作用，但是其抗狭窄的作用不明显，而有些药物涂层支架虽有降低再狭窄的效果，但是其中的一些药物却存在严重的毒副作用。

由此可见，临床上对于能够同时具有控制再狭窄和防止血栓形成作用的国产冠脉药物洗脱支架的需求尚未得到满足。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，实现采用现代药物研究方法对天然产物进行开发利用，本发明人通过对具有抗血栓、抗炎等作用的天然产物的大量药效学实验筛选，首次发现通过将甘草酸和柚皮素联合用于冠脉药物洗脱支架的药物涂层，能够使得所述冠脉药物制剂同时具有控制狭窄和防止血栓形成的作用。

具体地，通过以下几个方面的技术方案实现了本发明：

在第一个方面中，本发明提供了一种用于冠脉药物洗脱支架的药物组合物，所述药物组合物包含甘草酸和柚皮素，所述甘草酸和所述柚皮素的重量比为1：0.5-2，所述药物组合物具有控制再狭窄和防止血栓形成的作用。

作为可选的方式，在上述药物组合物中，所述甘草酸和所述柚皮素的重量比为1：1。

作为可选的方式，在上述药物组合物中，所述药物组合物还包含雷帕霉素类、紫杉醇类或他汀类药物的一种或多种。

在第二个方面中，本发明提供了一种用于冠脉药物洗脱支架的控释系统，所述控释系统包含涂覆在支架上的药物涂层，所述药物涂层的厚度为100-250微米，所述药物涂层包含上述第一个方面所述的药物组合物和药物载体，所述药物组合物和所述药物载体的重量比为1：8-12。

作为可选的方式，在上述控释系统中，所述药物组合物和所述药物载体的重量比为1：8或1：10，所述药物涂层的厚度为100微米或220微米。

作为可选的方式，在上述控释系统中，所述药物载体包含作为药物载体并控制药物释放的可降解高分子材料，所述可降解高分子材料选自聚乳酸(Polyactide，PLA)、聚乙醇酸(Polyglycolide，PGA)、聚乳酸乙醇酸(Poly(lactic-co-glycolic acide)，PLGA)、聚已内酯(Polycaprolac，PCL)、聚羟基丁酸戊酸共聚酯(Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)，PHBV)、聚氨甲酸乙酯、纤维素的一种或多种。

作为可选的方式，在上述控释系统中，优选地，可降解高分子材料为聚羟基丁酸戊酸共聚酯。

作为可选的方式，在上述控释系统中，所述药物涂层为复合药物单层结构，即在所述控释系统中包含一层按比例均匀混合的所述药物组合物和所述药物载体。

作为可选的方式，在上述控释系统中，所述控释系统还包含过渡层，所述过渡层在所述支架表面和所述药物涂层之间，所述过渡层由可降解高分子材料制成。

优选地，所述可降解高分子材料为聚甲基丙烯酸丁酯。

作为可选的方式，在上述控释系统中，所述控释系统还包含表面保护层，所述表面保护层在所述药物涂层表面上，所述表面保护层由可降解高分子材料制成。

优选地，所述可降解高分子材料为聚乳酸乙醇酸(PLGA)。

在第三个方面中，本发明还提供了一种新型药物洗脱支架的制备方法，其包括：

将药物和药物载体混合后涂覆于支架表面。

涂覆的方式可以采用浸渍、喷涂等。在进行涂覆之前，可以先对支架进行抛光处理，除去其表面的氧化层，使其表面更加平整光亮，利于药物涂层的涂覆。

进一步地，在本发明实施例中可以先将药物和药物载体配置成溶液，再喷涂于支架的表面。

在进行喷涂时，可以先在支架表面喷涂聚合物溶液，形成过渡层，增加粘着力。再在过渡层的表面喷涂由药物和药物载体配制成的溶液，以形成药物涂层。最后再喷涂聚合物溶液形成将药物涂层包覆，形成保护层。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

(1)本发明人通过对具有抗血栓、抗炎等作用的天然产物的大量药效学实验筛选，首次发现通过将甘草酸和柚皮素联合用于冠脉药物洗脱支架的药物涂层，能够使得所述冠脉药物制剂同时具有控制狭窄和防止血栓形成的作用。

(2)实验结果表明，本发明用于冠脉药物洗脱支架的药物组合物对平滑肌细胞增殖和迁移具有显著抑制作用，并对内皮细胞恢复具有促进作用，能取得支架植入后优秀的支架内抗再狭窄效果，且降低血管内血栓的发生率。本发明用于冠脉药物洗脱支架的控释系统，可使所述药物组合物按最优曲线释放，达到既控制再狭窄又防止血栓形成的最佳治疗效果。

(3)甘草酸和柚皮素均无毒性，其制备方法简单，且已经有成熟的工业化生产方法，用药成本较低。

附图说明

图1：兔主动脉球囊损伤模型的实验过程照片。

图2：各组实验动物髂动脉球囊损伤后的内中膜比值测试结果的柱状图。其中，与甘草酸组比较，^*p<0.05；与柚皮素组比较，^##p<0.01。

图3：本发明药物组合物抑制人血管平滑肌细胞(VSMC)迁移的显微镜下代表性照片。

具体实施方式

本发明人通过对具有抗血栓、抗炎等作用的天然产物的大量药效学实验筛选，首次发现通过将甘草酸和柚皮素联合用于冠脉药物洗脱支架的药物涂层，能够使得所述冠脉药物制剂同时具有控制狭窄和防止血栓形成的作用。在此基础上完成本发明。

为了便于本领域技术人员的理解，下面对本发明中涉及的各种主要活性成分进行描述。

甘草酸(Glycyrrhizic Acid)是传统中药甘草的主要有效成分，分子式为C₄₂H₆₂O₁₆，其作用广泛，不仅具有抗氧化应激的能力，还可通过调控相关因子发挥抗炎症效果，并能显著的保护各种因素导致的肝损伤。此外，甘草酸还可以作为甜味剂，广泛用于各类食品。

柚皮素(Naringenin)，分子式C₁₅H₁₂O₅；分子量：272.25，其化学名称为4’,5,7-三羟基二氢黄酮。柚皮素属二氢黄酮类化合物，存在于多种草药和水果中，包括葡萄柚，佛手柑，酸橙，酸樱桃以及豆类，具有抗菌、抗炎、清除自由基、抗氧化、止咳祛痰、降血脂、抗癌抗肿瘤、解痉和利胆、预防和治疗肝病、抑制血小板凝结、抗粥样动脉硬化等作用，可被广泛地应用于医药、食品等领域。

本发明中使用的“甘草酸”和“柚皮素”可以采用生物提取纯化方法从含有该活性成分的植物中提取分离得到，也可以购自市售产品。

下面参照具体的实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明的范围。

实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道购买得到的常规产品。

下面实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为市售产品。

实施例1：本发明药物组合物预防兔髂动脉球囊损伤的实验研究

取体重为2.5-3kg的新西兰兔，高脂饲料饲养1月。将实验动物随机分为4组，对照组(只造模不给药)，不给予特殊药物治疗。甘草酸组(50mg/kg)、柚皮素组(50mg/kg)以及甘草酸+柚皮素组(50mg/kg+50mg/kg)则于手术前2天开始给药，持续至手术后4周。上述各给药组均由专门的实验动物操作人员进行灌胃给药。除去造模过程中各组因麻醉和造模操作中的意外导致死亡的动物，动物造模成功后，进入正式实验的兔每组各6只。具体造模方法如下所示：

制备模型前空腹12小时，戊巴比妥钠(30mg/kg)经耳缘静脉麻醉动物，穿刺针从右侧股动脉穿刺成功后，把直径为2.5mm的球囊导管送入腹主动脉，进入长度约为20cm，8个大气压充盈球囊回拉至髂动脉，再次将球囊导管送入主动脉，反复回拉损伤内膜3次后，退出球囊导管，结扎股动脉后分层缝合肌肉、皮肤，局部给予青霉素抗感染。造模过程照片如图1所示。观察至麻醉苏醒后放入笼中饲养，继续饲喂高脂饲料，密切观察动物的进食、饮水、排便情况，按照实验计划时间节点采血、称体重，并做好记录。

自球囊损伤后4周实验结束时，取出损伤髂动脉进行病理切片检测，并且使用内中膜比值(I/M Ratio)对内膜增生程度进行定量评估，评估结果如图2所示。两组间比较采用t检验，p<0.05表示差异有统计学意义。

从图2中的结果可以看出，甘草酸+柚皮素联合干预组能够最显著地减轻内膜增生，其内中膜比值低于3，其抑制效果显著优于单独使用甘草酸(p<0.05)和柚皮素(p<0.01)。

实施例2：本发明药物组合物抑制人血管平滑肌细胞(VSMC)增殖和迁移的实验研究

2.1 VSMC的细胞培养和传代

2.1.1细胞培养

人脐动脉来源的VSMC购自ATCC，为防止因传代次数过多，细胞性质改变而影响实验结果，本实验选择生长良好的第3-10代细胞用于实验。

将VSMC用含有10％胎牛血清的DMEM完全培养基，在37℃，5％CO₂，95％饱和湿度的CO₂培养箱中培养。细胞80％-90％融合后，弃培养基，用PBS液清洗3次，加入0.25％胰酶消化，摇动并轻轻拍打培养瓶使细胞脱离瓶壁，显微镜下观察。当细胞收缩变圆，脱离瓶壁后，加入完全培养基中止消化，1000r/min离心5min，弃上清液，加入新的完全培养基把细胞吹散，分瓶传代。传代培养后，3天更换一次培养基。

2.1.2实验分组

将细胞随机分为8个组

(1)对照组：正常血管平滑肌细胞(VSMC)

(2)模型组：EGF 15ng/mL+VSMC

(3)甘草酸组：甘草酸30μg/mL+EGF 15ng/mL+VSMC

(4)柚皮素组：柚皮素30μg/mL+EGF 15ng/mL+VSMC

(5)甘草酸+柚皮素组：甘草酸30μg/mL+柚皮素30μg/mL+EGF 15ng/mL+VSMC

以上各组细胞置于含10％胎牛血清(Gibco)的DMEM高糖培养基，37℃，5％CO₂、饱和湿度培养箱内培养。

2.2 MTT法检测本发明药物组合物对EGF诱导的VSMC增殖的影响

(1)将生长良好的VSMC用胰蛋白酶消化，吹打均匀后，将细胞按10000个/孔的浓度加入96孔细胞培养板上培养贴壁。

(2)待细胞贴壁后，吸去原培养液，更换新的完全培养基。每个浓度设4个平行孔，37℃，5％CO₂培养箱内培养，实验重复3次；加药前及加药后24、48、72小时各取一块板，按下列方法操作后测定各组的吸光度OD值。

(3)实验结束前4-6小时加入5mg/mL MTT处理，弃培养基，每孔加入100μL DMSO，10min后用酶标仪读取570nm吸收值。

(4)按照以下公式计算细胞存活率：

细胞存活率＝给药组OD值/模型组OD值

2.3划痕法检测本发明药物组合物对VSMC迁移的影响

(1)准备工作：所有能灭菌的器械都要灭菌，直尺和marker笔在操作前紫外照射30min(超净台内)。

(2)先用marker笔在6孔板背后，用直尺比着，均匀地划横线，大约每隔0.5-1cm一道，横穿过孔。每孔至少穿过5条线。

(3)取对数生长期VSMC，制成细胞悬液，以5×10⁵个细胞/孔接种于6孔细胞培养板中。

(4)第二天用枪头比着直尺，尽量垂直于背后的横线划痕，枪头要垂直，不要倾斜。

(5)用PBS洗细胞3次，去除划下的细胞，加入含有各组药物的无血清培养基。

(6)模型组、甘草酸组、柚皮素组、甘草酸+柚皮素组，每组有3个重复。

(7)放入37℃5％CO₂培养箱培养。按0、6、12、24小时取样，拍照。

(8)在显微镜下观察细胞迁移情况，照相后用图象处理软件测定迁移最远的细胞至划痕边缘之间的距离，每组取4-5处进行测定，取平均值作为细胞迁移的距离。

2.4统计学分析

结果采用SPSS 20.0统计软件进行分析，数据以平均值±SD表示。多组间比较采用单因素方差分析，两组间比较采用t检验，p<0.05表示差异有统计学意义。

2.5实验结果

2.5.1本发明药物组合物抑制VSMC增殖

本领域技术人员知晓，在MTT法中，需要测定各组的光密度(OD)值，OD值反映了细胞的生长和增殖情况，OD值越高表示细胞生长和增殖越强。对对照组和模型组的OD值进行比较后发现，模型组OD值与对照组相比显著升高(p<0.01，具体实验结果未显示)，该结果表明EGF可以促进VSMC增殖，实验造模成功。

分别用含有各组实验药物的完全培养基与VSMC共同孵育48小时后，MTT比色法的实验结果如下表1所示。

表1：本发明药物组合物作用于VSMC 48h后对细胞存活率的影响

注：与模型组比较，*表示p<0.05，**表示p<0.01；与甘草酸组比较，^#表示p<0.05。

实验结果表明，与模型组相比，甘草酸以及甘草酸+柚皮素对VSMC均具有显著的抑制作用(p<0.05，p<0.01)，柚皮素单独使用对VSMC仅具有一定程度的抑制作用，但是该组实验结果与模型组之间的差异不具有统计学显著性。但是，将甘草酸与柚皮素联用使用后，能够显著增强甘草酸对VSMC的抑制作用，且甘草酸+柚皮素组的细胞存活率与甘草酸组相比具有显著的统计学差异(p<0.05)。

2.5.2本发明药物组合物抑制VSMC迁移

本发明药物组合物抑制VSMC迁移的显微镜下代表性照片如图3所示。

如表2所示，实验结果表明，与模型组相比，甘草酸以及柚皮素对VSMC的迁移均具有一定程度的抑制作用，但是其实验结果与模型组之间的差异不具有统计学显著性。

但是，与模型组相比，将甘草酸与柚皮素联用使用后，能够显著增强甘草酸对VSMC迁移的抑制作用(p<0.01)，且甘草酸+柚皮素组的细胞迁移抑制率与甘草酸组相比也具有显著的统计学差异(p<0.05)。

表2：本发明药物组合物作用于VSMC 24h后对细胞迁移抑制率的影响

注：与模型组比较，^**表示p<0.01；与甘草酸组比较，^#表示p<0.05。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于冠脉药物洗脱支架的药物组合物，其特征在于：所述药物组合物包含甘草酸和柚皮素，所述甘草酸和所述柚皮素的重量比为1：0.5-2，所述药物组合物具有控制再狭窄和防止血栓形成的作用。

2.根据权利要求1所述的药物组合物，其特征在于：所述甘草酸和所述柚皮素的重量比为1：1。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的药物组合物，其特征在于：所述药物组合物还包含雷帕霉素类、紫杉醇类或他汀类药物的一种或多种。

4.一种用于冠脉药物洗脱支架的控释系统，其特征在于：所述控释系统包含涂覆在支架上的药物涂层，所述药物涂层的厚度为100-250微米，所述药物涂层包含权利要求1至权利要求3中任一项所述的药物组合物和药物载体，所述药物组合物和所述药物载体的重量比为1：8-12。

5.根据权利要求4所述的控释系统，其特征在于：所述药物组合物和所述药物载体的重量比为1：8或1：10，所述药物涂层的厚度为100微米或220微米。

6.根据权利要求4所述的控释系统，其特征在于：所述药物载体包含作为药物载体并控制药物释放的可降解高分子材料，所述可降解高分子材料选自聚乳酸(Polyactide，PLA)、聚乙醇酸(Polyglycolide，PGA)、聚乳酸乙醇酸(Poly(lactic-co-glycolic acide)，PLGA)、聚已内酯(Polycaprolac，PCL)、聚羟基丁酸戊酸共聚酯(Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)，PHBV)、聚氨甲酸乙酯、纤维素的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的控释系统，其特征在于：可降解高分子材料为聚羟基丁酸戊酸共聚酯。

8.根据权利要求4所述的控释系统，其特征在于：所述药物涂层为复合药物单层结构，即在所述控释系统中包含一层按比例均匀混合的所述药物组合物和所述药物载体。

9.根据权利要求4所述的控释系统，其特征在于：所述控释系统还包含过渡层，所述过渡层在所述支架表面和所述药物涂层之间，所述过渡层由可降解高分子材料制成，优选地，所述可降解高分子材料为聚甲基丙烯酸丁酯。

10.根据权利要求4所述的控释系统，其特征在于：所述控释系统还包含表面保护层，所述表面保护层在所述药物涂层表面上，所述表面保护层由可降解高分子材料制成，优选地，所述可降解高分子材料为聚乳酸乙醇酸(PLGA)。

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