CN1935278A

CN1935278A - 一种具有防治再狭窄功能的声敏支架

Info

Publication number: CN1935278A
Application number: CN 200610095067
Authority: CN
Inventors: 许川山; 王志刚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2006-08-25
Publication date: 2007-03-28

Abstract

本发明属于生物医学工程技术领域，更具体地说，本发明涉及一种具有防治再狭窄功能的声敏支架。利用声敏剂对支架进行修饰，获得声敏支架，使用时，将声敏支架置于病变管腔内，在适当时间经超声波辐照，激活支架上的声敏剂产生声化学反应生成活性氧物质，阻抑内膜增生，防止支架再狭窄的发生。

Description

一种具有防治再狭窄功能的声敏支架

技术领域

本发明属于生物医学工程技术领域，更具体地说，本发明涉及一种具有防治再狭窄功能的声敏支架。

背景技术

腔内支架植入术是在腔内成形术基础上发展起来的介入治疗技术，现已在临床上广泛应用，仅美国一年接受血管内支架植入术的病例就近10万例。随着临床随访资料的积累，术后的再狭窄率高达30-50％。降低腔内支架植入术后再狭窄是临床亟待解决的问题。

近年来，随着细胞生物学和分子生物学的迅猛发展，腔内成形术后再狭窄的发生机制研究取得了一些进展。研究表明：早期弹性回缩、血管重塑和支架诱导的新生内膜增生是支架植入术后再狭窄的主要原因。从目前的研究来看，支架基本上消除了管壁弹性回缩和负性血管重塑，但内膜增生仍是至今未能解决的主要问题。针对支架诱导内膜增生的发生机制研究了多种对抗措施，包括临床常用的全身药物治疗及新近开展的基因治疗、局部药物包埋、局部放射治疗和多功能血管支架等多种局部治疗方法，但没有哪一种能真正持久有效。这迫切要求我们尝试新的防治方法。

光动力治疗(photodynamic therapy，PDT)是近20年兴起的利用选择性蓄积于肿瘤组织细胞中的光敏剂在适当波长光激发下发生光敏反应定位杀伤肿瘤细胞的新型治疗方法。肿瘤PDT具有两个突出的优点即光敏剂在肿瘤组织细胞中选择性积聚和光照剂量、范围的可控性，使PDT具有能相对特异性地杀伤肿瘤细胞，对健康组织损害小等特点。由于激光在组织中穿透深度有限，使PDT在肿瘤治疗方面具有较大的局限性。腔内支架植入术后再狭窄等良性增殖性疾病具有类肿瘤特性且在组织病理结构上均有较为“表浅”的特点(就激光治疗而言)，因此PDT治疗这类疾病既发挥了PDT选择性和可控性之优势，又无激光穿透差的问题，能充分扬长避短，为支架植入再狭窄的防治提供了一种极具应用前途的新方法。然而，光活化敏感剂常需直接辐照病变组织，尤其是体内深部腔内常需光纤引导传输，为临床应用带来诸多不便。超声作为一种机械波，对生物组织有较强的穿透力，且聚集超声可无创伤地将声能聚集于深层组织，可利用其物理效应诱导细胞凋亡、阻抑其增殖。超声亦可激活光敏剂在内的某些药物，而产生比单纯超声更加明显的生物学效应。声激活增敏剂的无创伤性和设备简单、操作方便，将使得利用声活化声敏剂选择性地诱导损伤处过度增殖细胞凋亡、阻抑其增殖的声动力疗法有望发展成为防治支架植入术后再狭窄的有效手段。

发明内容

本发明的目的是要提供一种具有防治再狭窄功能的声敏支架，它能在超声波辐照下产生声化学反应生成活性氧物质，阻抑内膜增生，防止支架再狭窄的发生。

实现本发明目的的技术方案是利用声敏剂修饰支架获得声敏支架，使用时将其植入腔内病变处，在植入后一定时期通过超声波辐照该支架激活声敏剂，发生声化学反应产生活性氧，由于活性氧存在时间短(lifetime＜0.04μs)和作用范围小(10-20nm)，声激活支架上的声敏剂产生声化学损伤仅局限于支架周边10-20nm范围内的组织，直接阻抑支架移植所致的内膜增生，防止支架再狭窄的发生。

在本发明中，所述用作修饰支架的声敏剂为安全无毒的能选择性在良/恶性增生性组织中潴留且能被超声波激活产生声氧化反应生成活性氧物质的声敏剂，这些物质为亲水性、亲油性或两亲性的声敏剂。所述产生的活性氧物质为单态氧。对用于声敏支架的声敏剂的类型、颗粒尺寸大小等物理性状没有过多的限制，只要该声敏剂在施用在支架上后，在超声作用下能发生声化学反应即可。因而，本发明的用于支架的声敏剂选自于(但不仅限于)卟啉及其衍生物如血卟啉、苯并卟啉衍生物单酸环A等、酞菁及其衍生物如锌酞菁和酞菁铝等、叶绿素及其衍生物如脱镁叶绿素和二氢卟酚及紫红素18、蒽醌及其衍生物、5-氨基乙酰丙酸、玫瑰红、藻胆蛋白如藻红蛋白和藻蓝蛋白等、醌类化合物、富勒烯、五氮齿类衍生物如镥III五氮齿、聚乙炔类如苯庚三炔、噻吩类化合物如α噻吩、非甾体类消炎药如替诺昔康、吡罗昔康、喹诺酮类抗生素如司帕沙星、洛美沙星、环丙沙星及加替沙星、无机声敏剂如氧化钛(TiO₂)、钌类化合物、氧化锌、中草药类声敏剂如竹红菌素衍生物(竹红菌素A、竹红菌素B等)、补骨脂素以及姜黄素、金丝桃素、假金丝桃素、大黄素、核黄素、芦荟大黄素等中的一种及其任二种或多种混合物。依据声致发光原理，光能活化的光敏剂往往也能被超声波所激活产生声化学反应，因此，目前在光动力学疗法领域中广泛使用的各种光敏剂及其衍生的任何光敏物质均可以作为本发明的声敏支架上的声敏剂。超声波是一种能活化相应声敏剂的机械波，可为能聚焦或不能聚焦的治疗或诊断用的超声波。可为脉冲波或连续波，且其频率为20KHz～3MHz，声强为0.25～3W/cm²，作用时间为0.25～30分钟。

本发明中声敏剂覆盖于支架表面可通过直接浸渍、喷涂、多聚物载体介导、蛋白质载体介导或电化学处理和离子束沉积方法完成。多聚物载体介导声敏剂覆盖于支架表面中所述的多聚物可为(但不仅限于)多聚乳酸(polylactic acid，PLA)、明胶蛋白(gelatin)、聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)、聚硅氧烷(polysiloxane)、聚氧化乙烯(polyethylene oxide，PEO)、聚丙烯酰胺(polyacrylamid)、聚丙烯酸(酯)(polyacrylate)、聚氨酯(polyurethane，PU)、聚磷酸酯(polyphosphate ester)、聚羟基乙酸(酯)(polyglycolide，PGA)、聚羟基丁酸(酯)(polyhydroxylbutyrate，PHBT)、聚(酸)酐(polyanhydrides，PAN)、聚己内酰胺(polycaprolactone，PCL)、聚氨基酸(polyamine acid)、聚羟乙基甲基丙烯酸(酯)(polyhydroxyethyl methacrylate)及上述多聚物间的共聚物(co-polymer)。多聚物或蛋白质载体介导声敏剂覆盖于支架表面的方法可以是应用多聚物或蛋白质与声敏剂结合后，直接应用浸渍使声敏剂覆盖于支架表面；也可以应用辐射固化或光固化作用使声敏剂覆盖于支架表面。离子束沉积可直接在支架上进行镀膜。所述的支架可以是自行制备或市场上现成的，可由不锈钢或可生物降解的材料制成，制作方法可参照专利EP132060和美国专利US5670161专利公开的技术制备。可生物降解材料包括乙交酯(glycolic acid，GA)、L-丙交酯(L-lactic acid，LLA)、ε-己内酯(caprolactone，CL)等的均聚物或共聚物中的一种及其与多官能团氨基酸的共聚物。该材料的制备方法为一现有技术，其制备方法可参阅文献(Makromol.Chem.1987，188：1809-1814)所公开的方法。

现有防治再狭窄的支架均存在一定的局限性，如放射支架虽然能明显减少再狭窄的发生率，但后期血栓形成和边缘效应限制了其临床应用；现常用药物洗脱支架效果明显，但这些药物均会抑制损伤处的再内皮化，影响管腔损伤的愈合过程，可能会使血管壁变薄，甚至形成血管瘤。与现有支架相比，本发明中用具有安全无毒作用且能在超声波激活下产生声化学机制产生活性氧阻抑内膜增生，同时还可能促管腔内皮修复，有利于其再内皮化。该声敏支架能够应用于血管、胆道、尿道、输卵管等体内所有管腔阻塞性疾病，防止病变组织向腔内生长，防治支架植入术后再狭窄。其防治效果是现有支架所无法比拟的。利用声敏剂作为支架修饰剂获得声敏支架将有利于介入治疗技术在临床应用更为广泛。

附图说明

图1是超声波激活声敏剂发生声化学反应生成活性氧的示意图：

图2是实施例1中的声活化声敏剂产生声化学反应抑制血管平滑肌细胞增殖活性的示意图

图3、声敏剂位于支架内部及覆盖层的声敏支架的截面图。图中1为支架，2为包裹于支架内部和覆盖于支架表面的声敏剂，3为支架覆盖层。

图4、声敏剂位于覆盖层的声敏支架的截面图。图中1为支架，2为覆盖于支架表面的声敏剂，3为支架覆盖层。

图5、声敏剂位于支架内部的声敏支架的截面图。图中1为支架，2为包裹于支架内的声敏剂。

具体实施方式

以下是本发明的非限定实施例：

实施例1：体外培养细胞上观察声敏剂介导声动力作用对血管平滑肌细胞增殖活性的影响：选择血管平滑肌细胞为靶细胞，用含10％小牛血清的DMEM培养液常规培养于37℃含5％二氧化碳、饱和水汽的培养箱中；接着，取对数生长期的靶细胞(2×10⁴)个细胞，加入声敏剂如血卟啉于37℃含5％二氧化碳、饱和水汽的培养箱中孵育12～16小时，由于有部分血卟啉可能没有被靶细胞吞噬，还游离在培养液中，所以在超声波照射前，洗涤数次将培养液中残余的血卟啉去除；然后，应用超声波(频率为1MHz，声强为0.25-2.5W/cm²)照射靶细胞。在超声照射作用下，血卟啉发生声化学反应生成活性氧物质(如图1所示)。实验采用MTT法观察到超声活化血卟啉具有显著抑制血管平滑肌细胞增殖的作用。如图2所示。

在本实施例1中，选择的光敏剂是一种安全无毒、能选择性定位于增生性组织细胞的光敏剂，除了血卟啉外，还其可以是酞菁铝、5-氨基乙酰丙酸、竹红菌素衍生物、单天门冬酰胺二氢卟酚、得克萨菲啉镥、玫瑰红、或血卟啉单甲醚等。

实施例2：将声敏剂芦荟大黄素倒入无水乙醇中，充分混匀再经过过滤、超声波排气制成芦荟大黄素溶液；然后，取出一个体内腔管支架置于所述芦荟大黄素溶液中，浸沾10秒-4小时后取出；用氮气吹干；再重复上述步骤1-3次，最后用氮气吹干，获得如图4所示的声敏支架。

在本实施例2中，选择的声敏剂是一种安全无毒、能选择性定位于增生性组织细胞的光敏剂，除了芦荟大黄素外，还其可以是酞菁铝、5-氨基乙酰丙酸、竹红菌素衍生物、单天门冬酰胺二氢卟酚、得克萨菲啉镥、玫瑰红、血卟啉、或血卟啉单甲醚等。

Claims

1、一种具有防治再狭窄功能的声敏支架，其特征在于声敏支架是一种含有声敏剂的支架，是通过声敏剂覆盖于支架表面，或是在制作支架过程中加入声敏剂，使支架内部本身就含有声敏剂。

2、根据权利要求1所述一种具有防治再狭窄功能的声敏支架，其特征在于支架可由不锈钢、记忆合金或可生物降解的材料制成；可生物降解材料包括乙交酯(glycolic acid，GA)、L-丙交酯(L-lactic acid，LLA)、ε-己内酯(caprolactone，CL)等的均聚物或共聚物中的一种及其与多官能团氨基酸的共聚物。

3.根据权利要求1所述的一种具有防治再狭窄功能的声敏支架，其特征在于所述声敏剂为安全无毒的能被超声波激活产生氧化反应生成活性氧的物质，这些声敏剂可为亲水性、亲油性或两亲性的声敏剂，包括：卟啉及其衍生物如血卟啉和苯并卟啉衍生物单酸环A、酞菁及其衍生物如锌酞菁和酞菁铝、叶绿素及其衍生物如脱镁叶绿素和二氢卟酚及紫红素18、蒽醌及其衍生物、内源性光敏剂如5-氨基乙酰丙酸、藻胆蛋白如藻红蛋白和藻蓝蛋白、五氮齿类衍生物如镥III五氮齿、醌类化合物、玫瑰红、富勒烯、聚乙炔类如苯庚三炔、噻吩类化合物如α噻吩、非甾体类消炎药如替诺昔康、吡罗昔康、喹诺酮类抗生素如司帕沙星、洛美沙星、环丙沙星及加替沙星、无机声敏剂如氧化钛(TiO₂)、钌类化合物、氧化锌、中草药类声敏剂如竹红菌素衍生物(竹红菌素A、竹红菌素B)、补骨脂素类如补骨脂素以及姜黄素、金丝桃素、假金丝桃素、大黄素、核黄素、芦荟大黄素中的一种及其任二种或多种混合物。

4.根据权利要求1、2、3所述的一种具有防治再狭窄功能的声敏支架，其特征在于声敏剂覆盖于支架表面可通过直接浸渍、喷涂、多聚物载体介导、蛋白质载体介导或电化学处理和离子束沉积方法完成。

5.根据权利要求1、2、3所述的一种具有防治再狭窄功能的声敏支架，其特征在于多聚物载体介导声敏剂覆盖于支架表面中所述的多聚物可为(但不仅限于)多聚乳酸(polylactic acid，PLA)、明胶蛋白(gelatin)、聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)、聚硅氧烷(polysiloxane)、聚氧化乙烯(polyethyleneoxide，PEO)、聚丙烯酰胺(polyacrylamid)、聚丙烯酸(酯)(polyacrylate)、聚氨酯(polyurethane，PU)、聚磷酸酯(polyphosphate ester)、聚羟基乙酸(酯)(polyglycolide，PGA)、聚羟基丁酸(酯)(polyhydroxylbutyrate，PHBT)、聚(酸)酐(polyanhydrides，PAN)、聚已内酰胺(polycaprolactone，PCL)、聚氨基酸(polyamine acid)、聚羟乙基甲基丙烯酸(酯)(polyhydroxyethyl methacrylate)及上述多聚物间的共聚物(co-polymer)

6.根据权利要求4所述的一种具有防治再狭窄功能的声敏支架，其特征在于多聚物或蛋白质载体介导声敏剂覆盖于支架表面的方法可以是应用多聚物或蛋白质与声敏剂结合后，直接应用浸渍或涂敷的方法使声敏剂覆盖于支架表面；也可以应用辐射固化或光固化作用使声敏剂覆盖于支架表面。

7.根据权利要求3所述的一种具有防治再狭窄功能的声敏支架，其特征在于所述声敏剂是能够被聚焦或不能聚焦的治疗或诊断用的超声波激活的声敏剂。

8.根据权利要求3、6所述的一种具有防治再狭窄功能的声敏支架，其特征在于所述声敏剂是能够被脉冲波或连续波，且其频率为20KHz～3MHz，声强为0.25～3W/cm²的超声波激活的声敏剂。

9.根据权利要求3所述的一种具有防治再狭窄功能的声敏支架，其特征在于所述的活性氧物质为单态氧。

10.权利要求1所述的一种具有防治再狭窄功能的声敏支架，在用于制作防止人体内所有管腔阻塞性疾病，阻抑内膜增生，防止再狭窄的发生的支架中的应用。