CN1950114A - 用于医疗物品的天然生物可降解的多糖涂层 - Google Patents

Abstract

描述了包含天然生物可降解的多糖的生物可降解的涂层。所述涂层由众多的具有悬垂的偶合基团的天然生物可降解的多糖形成。

Description

用于医疗物品的天然生物可降解的多糖涂层

                    技术领域

本发明涉及生物可降解的涂层组合物以及用天然生物可降解的聚合材料涂敷医疗器械的表面的方法。本发明还涉及生物活性剂从生物可降解的涂层中的递送。本发明还涉及封闭剂涂敷的医疗物品。

                    背景技术

近来，药物洗出性支架(DES)在经皮冠状介入中的应用受到了非常关注。DES是将生物活性剂提供或释放到其环境(例如冠状动脉的腔壁)中的医疗器械。一般来说，生物活性剂可以通过表面修饰与医疗器械的表面结合、包埋在聚合材料(基质-类型)内并且从聚合材料(基质-类型)中释放、或被载体(贮库-类型)包围并且通过载体(贮库-类型)释放。在这类应用中的聚合材料应最佳地起生物惰性屏障的作用并且在体内应不诱导额外的炎症。然而，聚合物的分子量、孔隙率、暴露在医疗器械上的涂层的较大百分比和聚合物涂层的厚度可能引起对医疗器械的不良反应。

另一种从医疗器械的表面递送生物活性剂的方法是通过使用含有生物可降解的聚合物如聚乳酸的涂层。当涂层降解时，生物活性剂从器械的表面释放。虽然在大量的文献中描述了包含聚乳酸的生物可降解的涂层，例如美国专利第6,258,121号，但是对于改进的涂层和涂层材料仍然存在需求。

关于生物可降解材料的使用存在一些担心，担心生物可降解的材料降解成体内通常不存在的物质，或者在体内以特别低水平存在的物质。由于它们在体内的存在或浓度，这些生物可降解的材料具有降解成引起体内不需要的副作用的产物的可能。这些不需要的副作用可能包括免疫反应、降解产物在肝中的毒性聚积或者在体内引发或激发对细胞或组织的其它不良作用。

另一个问题是，由于天然材料固有的变异，一些生物可降解的材料的制备物可能不会以一致的纯度获得。这至少与衍生自动物源的生物可降解的材料有关。生物可降解的材料的制备物的不一致性可以导致有问题的涂层。

还希望提供生物可降解的药物递送涂层，其容易制备、成本有效，并且它相对于从生物可降解涂层递送的药物的类型或数量提供了广泛的灵活性。

本发明的其它方面涉及聚合物涂层给医疗物品提供封闭剂功能的用途。生物可降解的封闭剂组合物已经用在了有多孔表面的物品上，如与可植入的医疗物品有关的织物。封闭剂涂层最初赋予多孔表面对流体不渗透达一段时间。然而，由于封闭剂材料降解，被机体再吸收，参与组织修复的细胞浸润多孔材料并取代封闭剂材料。因此，经过一段时间，新形成的组织取代了涂敷的封闭剂的原始功能。

衍生自动物的封闭剂材料如胶原蛋白和明胶通常用于涂敷纺织的移植物。这些材料在体内可以再吸收。血凝固蛋白质纤维蛋白也可以用作封闭剂材料。尽管它们的用途，但使用这些类型的封闭剂材料存在缺点和担心。一个特别的问题是，由于在它们生产中固有的批次和批次间的变化，难以生产出一致的封闭剂组合物。

在很多情况下，封闭剂技术中所用的胶原蛋白是从非人类动物源如牛源中获得的。在这些情况下，存在这样的可能：牛胶原蛋白制备物可能含有不需要的污染物，该污染物对于引入人受试者中是不合乎需要的。不需要的污染物的一个实例是导致牛海绵样脑病(BSE)的朊病毒颗粒。

BSE，也称为疯牛病，是一类被称为可传染的海绵样脑病，或TSEs(因为脑部的变质部位看起来像海绵而命名)进行性神经学疾病之一。已经报道了多种形式的TSE，包括绵羊中的绵羊瘙痒病以及麋鹿和长耳鹿中的慢性消耗性疾病。通常认为再循环动物部分的使用导致羊中绵羊瘙痒病的交叉物种污染成为疯牛病，并且摄食被污染的牛肉和牛制品导致这种疾病的人类变体，克罗伊茨费尔特-雅各布病(CJD)。

另外的担心是来自动物源的制备物可能提供其它不需要的污染物，如抗原因子。这些抗原因子可能在植入物品的附近促进局部化的免疫反应，并妨害其功能。这些因子还可以引起感染以及局部的炎症。

尽管合成材料可以用于制备封闭剂组合物，但这些合成材料具有降解成非天然存在的产物的可能。在植入位点处或植入位点周围，这些非天然存在的产物对生物可能至少部分有毒或致免疫，并且引起炎症，以及感染。

                    发明概述

一方面，本发明提供了用于制备生物可降解的涂层的组合物和方法，所述涂层对于涂敷可植入的医疗器械如支架和导管的表面特别有用，并能从该器械表面释放药物。这些涂层组合物包含天然生物可降解的多糖，作为可以交联形成可从中释放出药物(在本文中被称为“生物活性剂”)的基质的组分。在本发明的一些实施方案中，生物活性剂存在于生物可降解的基质中，并从其中释放；在其它实施方案中，生物活性剂存在于生物可降解的微粒中，微粒固定在基质中。

在制备涂层中，众多的天然生物可降解的多糖通过偶合基团相互交联，所述偶合基团悬垂在生物可降解的多糖上(即，一个或多个偶合基团化学结合至多糖上)。在一些方面，天然生物可降解的多糖上偶合基团是可聚合的基团。在自由基聚合反应中，组合物中可聚合的基团可以使天然生物可降解的多糖交联在一起，由此形成天然生物可降解的多糖基质。

在此描述的天然生物可降解的多糖是非合成的多糖，其可以交联形成基质。天然生物可降解的多糖还可以用酶降解，但是提供了一般为非酶水解稳定的优点。天然生物可降解的多糖包括多糖和/或多糖衍生物，其由天然源如植物或动物得到。天然生物可降解的多糖的实例包括直链淀粉、麦芽糖糊精、支链淀粉、淀粉、葡聚糖、透明质酸、肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、硫酸角质素、硫酸葡聚糖、多硫酸戊聚糖和脱乙酰壳多糖。优选的多糖是几乎没有或无分支的低分子量聚合物，如衍生自淀粉制备物和/或在淀粉制备物中发现的那些，例如直链淀粉和麦芽糖糊精。

因为直链淀粉和麦芽糖糊精聚合物的特殊效用，使用具有平均分子量为500,000Da或更少、250,000Da或更少、100,000Da或更少，或者50,000Da或更少的天然生物可降解的多糖是优选的。具有500Da或更大的平均分子量的天然生物可降解的多糖也是优选的。对于天然生物可降解的多糖，特别优选的大小范围是约1000Da至约10,000Da。特定分子量的天然生物可降解的多糖可以商业上购得或可以制备，例如，通过天然生物可降解的多糖制备物的酸水解和/或酶降解。使用特定大小范围的天然生物可降解的多糖的决定取决于多种因素，如涂层组合物的物理特征(例如，粘度)、期望的涂层的降解的速率、涂层组合物中存在的其它任选的部分(例如，生物活性剂等)，等等。

按照本发明方法和组合物中所用的天然生物可降解的多糖是容易以低成本获得和/或可以采用确定的技术容易制得。这允许涂敷医疗物品的成本有效的方法。

当用在应用于医疗器械表面的涂层组合物中时，使用天然生物可降解的多糖如麦芽糖糊精或直链淀粉，提供了很多好处。含天然生物可降解的多糖的涂层从医疗器械表面降解导致释放例如天然存在的单-或二糖如葡萄糖，其是常规的血清成分。进一步地，同使用合成的生物可降解的多糖相比，使用降解成常规的血清组分如葡萄糖的天然生物可降解的多糖可以认为更可接受，合成的生物可降解的多糖可能降解成在体内未发现的化合物或在体内以非常低浓度存在的化合物。

在本发明的一些方方面，这种有利特征反映在使用非动物衍生的天然生物可降解的多糖如直链淀粉和麦芽糖糊精，并且其降解成对个体几乎不存在或无致免疫或毒性风险的产物。本发明提供了改良的、成本有效的天然生物可降解的多糖组合物，该组合物用于可以用于多种医学治疗中的可植入物品。

本发明的另一个优点是基于天然生物可降解的多糖的涂层比其它生物可降解的聚合物如聚(交酯类)更抵抗水解的降解。本发明的天然生物可降解的多糖的降解主要是酶介导的，当含天然生物可降解的多糖涂层在环境条件下制备时，有最少或没有天然生物可降解的多的水解发生。这允许在体内放置涂敷的物品之前，基于天然生物可降解的多糖的涂层保持相当地稳定(例如，抵抗降解)。例如，天然生物可降解的多糖涂敷的物品可以在非生物学的基于水性介质中处理，没有因为非酶介导的水解涂层将过早地降解的风险。基于生物可降解的聚合物如聚(丙交酯)或聚(丙交酯-共-乙交酯)的其它涂层，甚至在相对中性pH范围下(例如，pH 6.5-7.5)发生水解，因此不提供这样的益处。

因此，本发明包括含天然生物可降解的多糖的组合物、涂层以及制备它们的方法，它们在水性环境存在下具有提供稳定性的优点。

在一个方面，本发明提供了用于制备生物可降解的涂层的贮存稳定的组合物，贮存稳定的组合物包含含有偶合基团的天然生物可降解的多糖。根据在此提供的详述，可以获得或制得这些组合物，并且在用于形成生物可降解的涂层之前贮存一段时间，在贮存期间天然生物可降解的多糖没有发生显著的降解。因此，本发明还提供制备生物可降解的涂层的方法，包括制备生物可降解的涂层组合物，所述涂层组合物包含含有偶合基团的天然生物可降解的多糖；贮存涂层组合物一段时间；然后使用涂层组合物来制备生物可降解的涂层。任选地，一种或多种生物活性剂和/或微粒可以在贮存涂层组合物之前或之后加入。

在相关的方面，本发明还提供能够进行的方法的好处，该方法中天然生物可降解的多糖经历接触水性溶液，没有天然生物可降解的多糖显著降解的风险。例如，天然生物可降解的多糖可以在合成中或合成后的步骤包括加成合成反应和纯化步骤中接触水性溶液，或者包含天然生物可降解的多糖的涂层可以在例如灭菌步骤或涉及将生物活性剂掺进生物可降解的涂层中的步骤中接触水性溶液。

而在另一个方面，本发明涉及在物品上形成的涂层的稳定性。本发明提供一种方法，它包括得到具有包含天然生物可降解的多糖的涂层的物品，然后使物品和水性溶液接触。水性溶液可以是例如，贮藏溶液、用于水解涂敷器械表面的溶液，或水性灭菌溶液。

当将具有涂层的医疗物品放置与体液(其可能包含降解天然生物可降解的多糖的酶)接触时，含有天然生物可降解的多糖的涂层的降解可能开始。

本发明还提供从医疗器械的表面递送较大的亲水生物活性剂的有用的方法，所述亲水生物活性剂如多肽、核酸和多糖。如果它们太大而不能从基质中扩散，使用非降解的药物递送基质可能对于递送这些较大的生物活性剂是没有用的。根据本发明的这个方面，具有涂层的医疗器械可以被放置于体内，所述涂层包含具有生物活性剂的天然生物可降解的多糖的交联基质，并且当直链淀粉基质降解时，生物活性药物从涂层中逐渐释放。在本发明的一个方面，生物活性剂具有约10,000Da或更大的分子量。

虽然期望制备用于医疗物品的涂层，其为物品表面提供大量的期望的性质(例如，生物活性剂释放、润湿性等)，但这些表面的实际制备可能是挑战性的。尤其，使用一些多糖用于制备医疗物品的涂层，可能导致不适于使用的涂层。例如，一些基于多糖的涂层，包括由基于淀粉材料制得的那些，有可能是非常易碎和硬性的。尽管这些性质可能适于药物胶囊或片剂，但是作为可植入医疗物品上的涂层的性质如释放生物活性剂或封闭剂涂层，它们通常是不合乎需要的。

尽管这些困难，但本发明证明了制备具有基于天然生物可降解的多糖的涂层的物品，该涂层表现出极好的物理性质并适于应用中的使用，其中特殊的功能例如药物递送或封闭的功能是期望的。除了生物可降解之外，期望的表面性质还包括弹性和润湿性。当将涂敷的物品放置于体内时，涂层还可以具有有利的生物活性剂释放性质。因此，就提供可植入的医疗物品的涂层来说，本发明提供了全面的改进。

此外，根据本发明的一些实施方式，制备组合物和/或涂敷的表面的方法不需要使用有机溶剂。使用有机溶剂对身体可能是有害的。而且，使用有机溶剂可以潜在地破坏可以任选地包含在基于天然生物可降解的多糖的组合物中的生物活性剂的活性。

本发明天然生物可降解的多糖涂层的很多有益特征被认为是通过原料提供的，尤其是具有悬垂的偶合基团的天然生物可降解的多糖。在一些方面，天然生物可降解的多糖具有悬垂的可聚合的基团如烯键式不饱和基团。在优选的方面，这些可降解的可聚合的聚合物(大分子单体(macromer))是由天然生物可降解的多糖和含烯键不饱和基团的化合物的反应形成的。例如，在一些情况下，天然生物可降解的多糖与包含烯键不饱和基团和异氰酸酯基团的化合物反应。在另一个合成的实施例中，天然生物可降解的多糖用氧化剂处理形成多糖上的反应性醛类，然后与含有烯键不饱和基团和胺基的化合物反应。以这种方式制得的多糖大分子单体表现出具有极好的基质形成能力。

可以进行合成来提供具有期望的量的悬垂的偶合基团的天然生物可降解的多糖。已发现，使用具有预定量的偶合基团的天然生物可降解的多糖，允许制备具有期望的物理特性(例如，涂层不是脆性的)的涂层。因此，在一些方面，本发明提供了具有一定量悬垂的偶合基团的天然生物可降解的多糖，该量为每毫克天然生物可降解的多糖含约0.7微摩尔的偶合基团。优选每天然生物可降解的多糖中偶合基团的量是约0.3微摩尔/毫克至约0.7微摩尔/毫克。例如，直链淀粉或麦芽糖糊精可以经受与具有烯键不饱和基团的化合物的合成反应来提供直链淀粉或麦芽糖糊精大分子单体，其具有约0.3微摩尔/毫克至约0.7微摩尔/毫克的烯键不饱和基团荷载水平。

在本发明的一些方面，引发剂用于促进天然生物可降解的多糖基质的形成。引发剂可以是独立的化合物或悬垂的化学基团，用于激活从直链淀粉聚合物上悬垂的偶合基团并促进直链淀粉聚合物的偶合。当从天然生物可降解的多糖上悬垂的偶合基团是可聚合的基团时，引发剂可以用在自由基聚合反应中促进组合物中天然生物可降解的多糖交联在一起。

因此，在一个方面中，本发明提供了生物可降解的涂层组合物，含有(i)天然生物可降解的多糖，优选选自直链淀粉和麦芽糖糊精，含有偶合基团，(ii)引发剂，和(iii)生物活性剂，其中偶合基团能够被引发剂活化并促进众多天然生物可降解的多糖交联。在本发明的一些方面中，引发剂独立于天然生物可降解的多糖，在其它方面中，引发剂是从天然生物可降解的多糖上悬垂的。优选地，天然生物可降解的多糖含有烯键不饱和基团。还优选使用光引发剂如通过对组合物中存在的生物活性剂没有或有最小影响的光波长激活的光引发剂。

涂层组合物特别适于制备包含亲水的生物活性剂的涂层，特别是高分子量的亲水的生物活性剂如多肽和多核苷酸(核酸)。因此，在另一方面，本发明提供了药物释放的生物可降解的涂层组合物，含有(i)天然生物可降解的多糖，优选选自直链淀粉和麦芽糖糊精，其含有烯键不饱和基团，(ii)引发剂，和(iii)生物活性剂，选自多肽、多核苷酸和多糖。

本发明还提供制备涂敷的表面的方法，该涂敷的表面是生物可降解的并可以释放生物活性剂。在一个方面，涂敷的表面是在医疗器械如支架或导管上制得。该方法包括以一个或多个步骤在表面上处置以下的试剂：(a)引发剂，(b)天然生物可降解的多糖，优选选自直链淀粉和麦芽糖糊精，含有烯键不饱和基团，和(c)生物活性剂。在组分被处置于表面上之后，引发剂被激活来交联存在于组合物中的众多含有烯键不饱和基团的天然生物可降解的多糖，因此在表面上形成含有生物活性剂的涂层。

根据应用，可以首先将引发剂处置在表面上，接着在引发剂层上处置天然生物可降解的多糖和生物活性剂。可替代地，引发剂、天然生物可降解的多糖和生物活性剂一起混合并处置在表面上。

本发明还提供了制备涂敷的表面的可替代的方法，涂敷的表面是生物可降解的并可以释放生物活性剂。所述方法包括以两个或更多个步骤在表面上处置至少以下的试剂：(a)天然生物可降解的多糖，含有第一偶合基团，(b)天然生物可降解的多糖，含有与第一偶合基团起反应的第二偶合基团，和(c)生物活性剂。根据这种方法，试剂(a)和(b)相互反应，并被分别地处置在表面上，但是可以个别地包含试剂(c)。例如，首先将试剂(a)处置在表面上，然后将含有试剂(b)和(c)的混合物处置于试剂(a)上。试剂(a)和(b)反应将天然生物可降解的多糖连接在一起，形成含试剂(c)、生物活性剂的涂层。

在一些方面，本发明利用生物可降解的微粒的用途，所述微粒包含生物活性剂和具有悬垂的偶合基团的天然生物可降解的多糖如直链淀粉和麦芽糖糊精。结合天然生物可降解的多糖使用微粒，来制得用于医疗器械表面的生物可降解的、释放生物活性剂的涂层。根据本发明的这个方面，具有涂层的医疗器械可以放置于体内，该涂层含有天然生物可降解的多糖的交联基质和含有生物活性剂的生物可降解的微粒，并且在生物可降解的微粒降解时，从涂层中逐渐释放生物活性剂。

天然生物可降解的多糖基质，提供了使生物可降解的微粒和涂敷的器械的表面结合的能力。在一些安排中，生物可降解的微粒分散于天然生物可降解的多糖的基质中。通过处置(a)含有生物活性剂的生物可降解的微粒和(b)具有悬垂的偶合基团的天然生物可降解的多糖的混合物，把混合物处置于表面上，再处理组合物形成涂敷的层(其中生物可降解的微粒分散于基质中)可以形成这样的涂层。

在其它安排中，通过独立于具有悬垂的偶合基团的天然生物可降解的多糖，处置生物可降解的微粒形成涂层。在这些安排中，生物可降解的微粒可以主要存在于由天然生物可降解的多糖形成的层的一面，并且可以形成微粒-基质界面。

所述方法包括以一个或多个步骤在表面上处置以下的组分：(a)引发剂，(b)天然生物可降解的多糖，优选选自直链淀粉和麦芽糖糊精，含有偶合基团，和(c)含有生物活性剂的生物可降解的微粒。在将组分处置于表面上之后，激活引发剂偶合存在于组合物中的众多天然生物可降解的多糖聚合物，由此在表面上形成天然生物可降解的多糖基质，其结合含有生物活性剂的生物可降解的微粒。

在这些方面，所述方法包括步骤：(i)在表面上处置包含(a)具有偶合基团的天然生物可降解的多糖，(b)引发剂，和(c)含有生物活性剂的生物可降解的微粒的组合物；和(ii)激活引发剂在表面上提供涂敷组合物，其含有天然生物可降解的多糖和包含生物活性剂的生物可降解的微粒。或者，引发剂可以独立于天然生物可降解的多糖来处置。

通过在含天然生物可降解的多糖的涂层中包含含有生物活性剂的微粒，本发明还提供了有效和高效地制备多种药物递送涂层的方法。使用微粒提供了容易制得含有一种或多种生物活性剂的涂层的能力，生物活性剂以期望的量存在于涂层中。这样的涂层可以通过获得含有生物活性剂的生物可降解的微粒，然后形成包含与天然生物可降解的多糖基质结合的微球的涂层而制备。在一些方面，具有不同生物活性剂的不同的微粒可以期望的量包含在涂层中提供释放生物活性剂的涂层，所述涂层能够以期望的量释放期望的生物活性剂的组合。当使用通常在同一组合物中不相容的生物活性剂(例如，具有不同物理性质的生物活性剂)时，这是一个特别的优点。

在另一个方面，本发明提供了制备封闭剂材料的组合物和方法，所述封闭剂材料特别用于连结具有多孔表面的可植入的医疗物品，如移植物、贴片和伤口敷料。在优选的方面，本发明的组合物可以用于制备可植入的医疗物品的封闭剂涂层，特别是可植入的含多孔表面的医疗物品。

封闭剂涂层在接近涂敷的物品的表面上可以提供体液如血液的移动的屏障。例如，通过形成紧密的封闭，基于天然生物可降解的多糖的封闭剂涂层可以在物品表面提供止血。逐渐地，随着封闭剂涂层被参与组织修复的细胞和其它因子取代，封闭剂涂层中的天然生物可降解的多糖降解，并形成组织层。在降解的过程中，天然生物可降解的多糖的降解产物如天然存在的单-或二糖例如葡萄糖，从封闭剂涂层中释放，其被认为是理想的体内降解产物，因为其在体内常常发现而且在降解/浸润的过程中还可以被参与组织修复的细胞利用。逐渐地，浸润的组织生长代替了含天然生物可降解的多糖的封闭剂涂层的功能。

本发明的另一个特别的优点是，葡萄糖的释放降低了天然生物可降解的多糖降解的进程和组织浸润将促进强的炎症反应的可能性。这是因为基于天然生物可降解的多糖的封闭剂涂层可以降解成非抗原性的或具有低抗原性的物质。另一个优点是降解产物不含可以引起疾病的其它物质，如潜在地存在于动物衍生的制品(如牛胶原制品)的微生物、病毒或朊病毒物质。

本发明的封闭剂组合物，包含天然生物可降解的多糖如直链淀粉或麦芽糖糊精聚合物，可以结合在一起在医疗物品上形成基质(至少是封闭剂涂层的一部分)，可以包含生物活性剂，在封闭剂涂层降解时，释放生物活性剂。

在一些方面，本发明提供了生物可降解的封闭剂组合物，含有(i)含偶合基团的天然生物可降解的多糖，和(ii)引发剂，其中偶合基团能够被引发剂激活并促进众多天然生物可降解的多糖的偶合。优选天然生物可降解的多糖是聚合物如直链淀粉或麦芽糖糊精。在一些方面，封闭剂组合物还可以包含生物活性剂。引发剂可独立于天然生物可降解的多糖，悬垂在天然生物可降解的多糖聚合物上，或既悬垂在天然生物可降解的多糖聚合物上，又独立于天然生物可降解的多糖聚合物。

因此，本发明还提供了制备具有封闭剂涂层的表面的方法。封闭剂涂敷的表面在医疗物品或具有多孔表面的物品上制得。方法包括以步或多步在表面上处置以下的试剂：(a)引发剂，和(b)含偶合基团的天然生物可降解的多糖。在一些方面，生物活性剂也被处置于表面上。在一个优选的方面，生物活性剂是促血栓形成因子或促凝血因子。在这些方面，在组分被处置于表面上之后，激活引发剂来偶合存在于组合物中的天然生物可降解的多糖，由此在含生物活性剂的表面上形成天然生物可降解的多糖涂层。

在激活的步骤中，天然生物可降解的多糖接触引发剂，引发剂被激活促进两个或更多个天然生物可降解的多糖通过它们的偶合基团来偶合。在优选的方面，天然生物可降解的多糖包括可聚合的基团如烯键不饱和基团，并且引发剂能够引发可聚合的基团的自由基聚合反应。

本发明还提供了在物品的表面上制备封闭剂涂层的可替代方法。所述方法包括在表面上处置至少以下试剂：(a)含有第一偶合基团的天然生物可降解的多糖，和(b)含有第二偶合基团的天然生物可降解的多糖，其中第二偶合基团和第一偶合基团反应。根据这个方法，试剂(a)和(b)相互反应来结合天然生物可降解的多糖，或者可以处理(a)和/或(b)使彼此反应。在一些方面，(a)和(b)被分别地处置于表面上形成封闭剂涂层。天然生物可降解的多糖可以是相同类型的聚合物或不同类型的聚合物。

第一偶合基团和第二偶合基团可以是一对相互反应的化学基团，优选特定反应。在向具有不同反应基团的天然生物可降解的多糖的混合物中加入特定的试剂时，基团还可以变成彼此相互反应。

在其它方面，本发明包括从生物可降解的涂层中递送生物活性剂的方法。所述方法包括步骤：(a)为受试者提供涂敷的物品，其中涂敷的物品具有生物可降解的涂层，该涂层包含具有悬垂的偶合基团的天然生物可降解的多糖，其中通过偶合基团的反应在物品的表面上形成涂层，以形成众多天然生物可降解的多糖的交联基质，并且其中涂层含有生物活性剂；和(b)通过增加涂敷的物品附近的糖酶的浓度，促进生物可降解的涂层的降解并释放生物活性剂。

当涂层接触糖酶时，促进生物可降解的涂层的降解。例如，含有直链淀粉和/或麦芽糖糊精聚合物的生物可降解的涂层可以接触α-淀粉酶从而促进涂层的降解并释放生物活性剂。例如，接触的步骤可以通过向受试者给予糖酶来实现，或向涂敷的器械的一部分提供糖酶来实现，其中糖酶从该部分释放并引起涂层的降解。

                    发明详述

在此描述的本发明的实施方案不打算是穷举的或也不将本发明限制在以下的详细说明中公开的精确形式。相反地，选择和描述这些实施方案，以便本领域的技术人员可以理解和领会本发明的原理和实施。

通过参考将这里提及的所有出版物和专利并入本文。提供本文公开的出版物和专利仅仅是为了它们的公开。在本文中不应将任何东西解释为承认发明人没有将任何出版物和/或专利包括在此引用的任何出版物和/或专利提前的权利。

在一个方面，本发明提供了制备生物可降解的涂层的方法，所述涂敷从医疗器械的表面释放生物活性剂。本发明的组合物和方法对于涂层可植入的医疗器械如支架和导管的表面是特别有用的，并且其能够从所述器械上释放药物。

生物可降解的涂层包含具有偶合基团的天然生物可降解的多糖。天然生物可降解的多糖的实例包括直链淀粉和麦芽糖糊精。这些生物可降解的涂层可以处置在有多种生物材料表面的医疗器械上。本发明提供了具有极好表面特性的生物可降解的涂层，并且其可以提供适于生物活性剂传送的表面。

在本发明的其它实施方式中，涂层是在含有生物可降解的基质和生物可降解的微粒的器械上形成的，生物可降解的微粒包含一种或多种生物活性剂。用于形成基质的生物可降解的材料包括作为一种组分的天然生物可降解的多糖。在基质中，天然生物可降解的多糖如直链淀粉和麦芽糖糊精相互结合，并且生物可降解的微粒与基质缔合。

而在本发明的其它实施方式中，封闭剂涂层在器械上形成。封闭剂涂层包含生物可降解的基质和任选包含一种或多种生物活性剂如促血栓形成剂。

本发明的封闭剂涂层可以(至少最初)在多孔的表面上提供屏障，其在体内不能透过流体。逐渐地封闭剂涂层降解，其功能由浸润多孔表面的组织代替。因此，封闭剂涂层具有特殊的性质，如生物可降解性和相对的不渗透性(即，相对于封闭剂涂层的降解)。封闭剂涂层还可以是顺应性和/或完全如实的(conformal)，并可以具有如柔性、弹性和可弯曲性的性质。

如在此所用，不可渗透的，用于封闭剂涂层的功能，是指大量液体或流体通过封闭剂涂层缔合的基底的传送显著地减少。例如，封闭剂涂层可以对递送血液不可渗透。当基于天然生物可降解的多糖的封闭剂涂层降解并被组织所代替时，可以维持不可渗透性。

如在此涉及的，“天然生物可降解的多糖”是指非合成的多糖，其能够被酶降解，但是通常是非酶水解稳定的。天然生物可降解的多糖包括多糖和/或多糖衍生物，其可以从天然源如植物或动物中获得。天然生物可降解的多糖包括已经由天然生物可降解的多糖加工或改良的任何多糖(例如，麦芽糖糊精是由淀粉加工的天然生物可降解的多糖)。天然生物可降解的多糖实例包括透明质酸、淀粉、葡聚糖、肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、硫酸角质素、硫酸葡聚糖、多硫酸戊聚糖和脱乙酰壳多糖。优选的多糖是几乎没有或没有分支的低分子量的聚合物，如衍生自淀粉制品和/或在其中发现的那些，如直链淀粉和麦芽糖糊精。因此，天然生物可降解的多糖可以是实质上非支链的或非支链的聚(吡喃型葡萄糖)聚合物。

因为直链淀粉和麦芽糖糊精聚合物的特殊效用，具有平均分子量500,000Da或更少、250,000Da或更少、100,000Da或更少或50,000Da或更少的天然生物可降解的多糖是优选的。具有平均分子量500Da或更大的天然生物可降解的多糖也是优选的。对于天然生物可降解的多糖，特别优选的大小范围是约1000Da至约10,000Da。特定分子量的天然生物可降解的多糖可以商业上购得或可以制备。使用特定大小范围的天然生物可降解的多糖的决定取决于多因素，如涂层组合物的物理特征(例如，粘度)、期望的涂层的降解的速率、涂层组合物中存在的其它任选的部分，例如生物活性剂，等等。

如在此所用，“直链淀粉”或“直链淀粉聚合物”是指具有重复吡喃型葡萄糖单元的线性聚合物，所述单元通过α-1，4键连结。一些直链淀粉聚合物通过α-1，6键可以具有非常少量的分支(约少于键的0.5％)，但是仍证明了与线性(无支链的)直链淀粉聚合物具有相同的物理性质。通常衍生自植物源的直链淀粉聚合物具有约1×10⁶Da或更少的分子量。相比较，支链淀粉是具有重复吡喃型葡萄糖单元的支链聚合物，所述单元通过α-1，4键连结形成线性部分，并且线性部分通过α-1，6键连结在一起。分支点键通常大于总键的1％，通常为总键的4％-5％。一般衍生自植物源的支链淀粉具有约1×10⁷Da或更大的分子量。

直链淀粉可从多种来源获得，或存在于多种来源中。通常，直链淀粉从非动物源获得，如植物源。在一些方面，直链淀粉的纯化制品用作制备具有偶合基团的直链淀粉聚合物的原料。在其它方面，作为原料，直链淀粉可以用在含其它多糖的混合物中。

例如，在一些方面，具有高的直链淀粉含量的淀粉制品、纯化的直链淀粉、合成的制备的直链淀粉或富集的直链淀粉制品可以用于制备含有偶合基团的直链淀粉。在淀粉源中，直链淀粉通常与支链淀粉一起存在，支链淀粉是支链多糖。根据本发明，优选使用含直链淀粉的涂层组合物，如果支链淀粉存在于组合物中，其中直链淀粉以大于支链淀粉的量存在于组合物中。例如，在一些方面，具有高直链淀粉含量的淀粉制品、纯化的直链淀粉、合成制备的直链淀粉或富集的直链淀粉制品可以用于制备含有偶合基团的直链淀粉聚合物。在一些实施方式中，组合物包含含有直链淀粉的多糖的混合物，其中在多糖混合物中直链淀粉的含量按重量计是50％或更多、60％或更多、70％或更多、80％或更多，或85％或更多。在其它实施方式中，组合物包含含有直链淀粉和支链淀粉的多糖的混合物，其中多糖混合物中支链淀粉的含量是30％或更少、或15％或更少。

在一些情况下，在当前的发明中，使用非退化的淀粉如蜡质的淀粉可能是令人期望的。通过用支链淀粉酶处理淀粉，淀粉中存在的支链淀粉量还可以减少，支链淀粉酶分裂α-1，6键，导致支链淀粉去支链成为直链淀粉。

在一些情况下，可以实施合成反应来制备含有偶合基团的直链淀粉聚合物(例如，具有悬垂的烯键不饱和基团的直链淀粉)，并且富集直链淀粉的量或提纯直链淀粉的步骤可以在合成之前、之中和/或之后进行。

可以使用特定大小的或特定大小的组合的直链淀粉。特定大小范围的直链淀粉选择可取决于应用，例如涂敷表面的类型或表面的孔隙率。在一些实施方式中，使用具有平均分子量500,000Da或更小、250,000Da或更小、100,000Da或更小、50,000Da或更小的直链淀粉，优选大于500Da或者优选在约1000Da至约10,000Da范围内。特定分子量的直链淀粉可以商业上购得或制得。例如，具有平均分子量70、110、320和1,000kDa的合成的直链淀粉可以从Nakano Vinegar Co.，Ltd.(Aichi，Japan)购得。使用特定大小范围的直链淀粉的决定可能取决于多因素如如涂层组合物的物理特征(例如，粘度)、期望的涂层的降解的速率、涂层组合物中其它任选的部分的存在(例如，生物活性剂等)等等。

在一些方面，涂层组合物可以包含天然生物可降解的多糖，其包括悬垂的偶合基团之外的化学修饰。为了说明这个方面，可以制得具有酯化的羟基的改良的直链淀粉，并将其用于和本发明方法有关的封闭剂涂层组合物中。其它具有羟基的天然生物可降解的多糖可以相同的方式修饰。这些类型的修饰可以改变或改进用于制造涂层组合物的天然生物可降解的多糖的性质，其特别适于期望的应用。很多化学上修饰的直链淀粉聚合物如化学上改良的淀粉，至少被认为是可接受的食物添加剂。

如在此所用，“改良的天然生物可降解的多糖”是指对天然生物可降解的多糖的化学修饰，其不同于通过偶合基团或引发剂基团得到的那些。含有偶合基团(和/或引发剂基团)的改良的直链淀粉聚合物可以用于本发明的组合物和方法中。

为了举例说明这个方面，描述了改良的直链淀粉。通过化学上修饰直链淀粉的羟基，改变了直链淀粉的物理性质。直链淀粉的羟基允许溶液中直链淀粉聚合物之间的大量氢键，可以产生粘性溶液，当加热然后冷却溶液中的含直链淀粉的组合物如淀粉(退化)时，观察到该粘性溶液。可以修饰直链淀粉的羟基来减少或消除分子之间的氢键，由此改变溶液中直链淀粉的物理性质。

因此，在一些实施方式中，天然生物可降解的多糖如直链淀粉，可以包括对羟基的一种或多种修饰，其中修饰不同于由偶合基团提供的那些。修饰包括用乙酸酐(和脂肪酸)、琥珀酸酐、1-辛烯基琥珀酸酐、磷酰氯、三偏磷酸钠、三聚磷酸钠和一磷酸钠酯化；用环氧丙烷醚化、用盐酸和硫酸的酸修饰；用过氧化氢、过乙酸、高锰酸钾和次氯酸钠漂白或氧化。

改良的直链淀粉聚合物的实例包括羧甲基直链淀粉、羧乙基直链淀粉、乙基直链淀粉、甲基直链淀粉、羟乙基直链淀粉、羟丙基直链淀粉、乙酰基直链淀粉、氨基烷基直链淀粉、烷基直链淀粉和氧化的直链淀粉。其它改良的直链淀粉聚合物包括琥珀酸酯直链淀粉和辛烯基琥珀酸酯直链淀粉。

根据本发明，将包含偶合基团的天然生物可降解的多糖用于在医疗物品表面上形成涂层。其它多糖也可以存在于涂层组合物中。例如，将两种或更多种天然生物可降解的多糖用于在医疗物品的表面上形成涂层。实例包括直链淀粉和一种或多种其它的天然生物可降解的多糖、麦芽糖糊精和一种或多种其它的天然生物可降解的多糖；在一个方面，组合物包含直链淀粉和麦芽糖糊精的混合物，任选地含有另外的天然生物可降解的多糖。

在一个优选的实施方式中，直链淀粉或麦芽糖糊精是主要的多糖。在一些实施方式中，组合物包含含有直链淀粉或麦芽糖糊精的多糖的混合物，并且在多糖混合物中直链淀粉或麦芽糖糊精的含量按重量计是50％或更多、60％或更多、70％或更多，或者80％或更多，或者85％或更多。

例如，提纯或富集的直链淀粉制品可以商业上购得或可以采用标准的生化技术如色谱法制得。在一些方面，可以使用高-直链淀粉玉米淀粉。

如在此所用的，“偶合基团”可以包括(1)能够形成反应物的化学基团，该反应物可以与相同或相似的化学基团反应形成能够使天然生物可降解的多糖偶合在一起的键(例如，其中引发剂可以促进反应物的形成)；或(2)一对两种不同的化学基团，其能够特异性地反应形成能够使天然生物可降解的多糖偶合在一起的键。偶合基团可以连结至任何适合的天然生物可降解的多糖，包括在此举例说明的直链淀粉和麦芽糖糊精聚合物。

关注的反应对包括如下表1所示的反应基团A和对应的反应基团B。就涂层组合物的制备而言，源自基团A的反应基团可以选择并结合第一组的天然生物可降解的多糖，对应的反应基团B可以选择并结合第二组的天然生物可降解的多糖。反应基团A和B可以分别地表示第一和第二偶合基团。至少一个和优选两个或多于两个的反应基团偶合至单个的天然生物可降解的多糖。第一和第二组的天然生物可降解的多糖可以组合并反应，例如热化学反应(如果需要)，以促进天然生物可降解的多糖的偶合以及天然生物可降解的多糖基质的形成。

                    表1

反应基团A             反应基团B

胺、羟基、巯基…………N-氧基琥珀酰亚胺(“NOS”)

胺…………………………醛

胺…………………………异硫氰酸酯

胺、巯基…………………溴乙酰基

胺、巯基…………………氯乙酰基

胺、巯基…………………碘乙酰基

胺、羟基…………………酸酐

醛…………………………酰肼

胺、羟基、羧酸…………异氰酸酯

胺、巯基…………………马来酰亚胺

巯基………………………乙烯基砜

胺还包括酰肼(R-NH-NH₂)

例如，适合的偶合对将是具有亲电基团的天然生物可降解的多糖和具有亲核基团的天然生物可降解的多糖。适合的亲电-亲核对的实例是N-羟基琥珀酰亚胺-胺对，分别地。另外的适合的对将是环氧乙烷-胺对。

在一些方面中，本发明的天然生物可降解的多糖包含，每个天然生物可降解的多糖中至少一个，且更典型地是一个以上的偶合基团，允许众多的天然生物可降解的多糖以直链和/或支链的方式结合。在一些优选的实施方式中，天然生物可降解的多糖包含两个或更多个悬垂的偶合基团。

在一些方面，天然的生物可解的多糖上的偶合基团是可聚合的基团。在自由基聚合反应中，可聚合的基团可以使组合物中的天然生物可降解的多糖偶合在一起，借此形成生物可降解的天然生物可降解的多糖基质。

优选的可聚合的基团是烯键不饱和基团。适合的烯键不饱和基团包括乙烯基、丙烯酸酯基团、甲基丙烯酸酯基团、乙基丙烯酸酯基团、2-苯基丙烯酸酯基团、丙烯酰胺基团、甲基丙烯酰胺基团、衣康酸酯基团和苯乙烯基团。不同的烯键不饱和基团的组合可以存在于天然生物可降解的多糖如直链淀粉或麦芽糖糊精上。

在制备含有悬垂的偶合基团天然生物可降解的多糖时，可以采用任何适合的合成工艺。适合的合成方案通常包括例如，天然生物可降解的多糖如直链淀粉或麦芽糖糊精上羟基的反应。可以改进合成工艺生产期望数量的从天然生物可降解的多糖骨架上悬垂的偶合基团。例如，羟基可以和含偶合基团的化合物反应或可以修饰与含偶合基团的化合物反应。使用本方法可以控制丙烯酸酯基团的数量和/或密度，例如，通过控制反应部分对糖类基团含量的相对浓度。

优选地，生物可降解的多糖具有悬垂的偶合基团的量为，每毫克天然生物可降解的多糖约0.7微摩尔的偶合基团。更优选地每毫克天然生物可降解的多糖中偶合基团的量是约0.3微摩尔至约0.7微摩尔。例如，直链淀粉或麦芽糖糊精可以和含丙烯酸酯基团的化合物反应得到直链淀粉或麦芽糖糊精大分子单体，其具有约0.3微摩尔/毫克至约0.7微摩尔/毫克的丙烯酸酯基团的荷载水平。

如在此所用，“引发剂”是指能够促进由偶合基团的反应物形成的化合物。例如，引发剂可以促进含有偶合基团的天然生物可降解的多糖的自由基反应。在优选的实施方式中，引发剂是光反应性基团(光引发剂)，其被辐射激活。在一些实施方式中，引发剂可以是“引发剂聚合物”，其包含具有骨架和一个或多个引发剂基团的聚合物，所述引发剂基团从聚合物的骨架上悬垂。

在一些方面，引发剂是一种化合物，其是光敏感的并可以被激活，以下通过自由基聚合反应来促进直链淀粉聚合物的偶合。这些类型的引发剂在此被称作为“光引发剂”。在一些方面，优选使用光引发剂，其被光波长激活，所述光波长对于生物活性剂(如果其存在于组合物中)没有或有最少的影响。光引发剂可以存在于封闭剂组合物中，独立于直链淀粉聚合物或从直链淀粉聚合物上悬垂。

在一些实施方式中，使用促进分子内或分子间的氢夺取反应的基团发生光引发作用。可以使用这种引发系统，无需另外的能量转移受体，并利用非特异性氢夺取，但是更常见的是与能量转移受体，通常为叔胺一起使用，其导致氨基烷基和羰游基的形成。表现出氢夺取反应性并在聚合引发系统中有用的分子的实例包括二苯甲酮、噻吨酮和樟脑醌的类似物。

在一些优选的实施方式中，光引发剂包括一个或多个带电基团。带电基团的存在可以增加水性系统中光引发剂(其可以含光反应性基团如芳基酮)的溶解度，由此提供了改良的涂层组合物。适合的带电基团包括，例如有机酸的盐，如磺酸盐、膦酸盐、羧酸盐等，和基团如季铵、锍、磷、质子化胺等。根据这个实施方式，适合的光引发剂可以包括，例如一种或多种芳基酮光基团，选自苯乙酮、二甲苯酮、蒽醌、蒽酮、类似蒽酮的杂环及其衍生物，以及一种或多种带电基团，例如在此描述的。这些类型的水溶性光引发剂的实例已经在美国专利号6,077,698中描述了。

在一些方面，光引发剂是一种化合物，其由长波长紫外线(UV)和可见光波长激活。例如，引发剂包括光还原或光氧化染料。光还原染料还可以结合还原剂如叔胺使用。还原剂阻止诱导的三联体产生染料的自由基负离子和还原剂的自由基正离子。显现出光敏化作用反应性和适用作引发剂的分子的实例包括吖啶橙、樟脑醌、乙曙红、曙红Y、赤藓红、荧光素、亚甲绿、亚甲蓝、phloxime、核黄素、玫瑰红、硫堇和黄嘌呤染料。当光敏感的生物活性剂包含在封闭剂涂层内时，这些类型的光引发剂的使用可以是特别有利的。

因此，还在另一个方面，本发明提供了一种涂层组合物，含有(i)含有烯键式不饱和基团的天然生物可降解的多糖，(ii)光引发剂，选自吖啶橙、樟脑醌、乙曙红、曙红Y、赤藓红、荧光素、亚甲绿、亚甲蓝、phloxime、核黄素、玫瑰红、硫堇和黄嘌呤染料，和(iii)生物活性剂。

还可以用热反应引发剂促进直链淀粉聚合物的聚合。热反应引发剂的实例，包括4，4′偶氮二(4-氰基戊酸)、2，2-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐和苯甲酰过氧化物的类似物。还可以用氧化还原引发剂促进直链淀粉聚合物的聚合。一般地，使用有机和无机氧化剂的组合，有机和无机还原剂的组合生成聚合的基团。氧化还原引发的描述可以在 Principles of Polymerization，第二版，Odian G.，JohnWiley和Sons，第201-204页，(1981年)中找到。

在一些情况下，引发剂可以包含在基底涂层中，含有天然生物可降解的多糖的天然生物可降解的多糖或组合物可以被处置于基底涂层上。

在一些方面，聚合引发剂是一种聚合物，其含有引发剂基团(在此被称为“引发剂聚合物”)。可以获得或制备引发剂聚合物的聚合部分，其具有期望用于封闭剂涂层组合物的特定的性质或特征。例如，引发剂聚合物的聚合部分可以含有亲水或两性的性质，其可以包含悬垂的带电基团或它可具有使其与特定表面相互作用的基团(这取决于涂敷的表面的类型)。任选地或另外地，聚合物可以改变或改善涂层的性质，所述涂层由含有偶合基团的直链淀粉聚合物形成。例如，引发剂聚合物可以改变在表面形成的涂层的弹性、柔性、润湿性或柔软性(或其组合)。如在此所述的某些聚合物作为涂层的增塑剂是有用的，所述涂层含有天然生物可降解的多糖。可以将引发剂基团加到这些增塑聚合物中并用在本发明的组合物和方法中。

例如，在一些方面，引发剂可以是从天然生物可降解的多糖上悬垂的。因此，天然生物可降解的多糖能够促进可聚合的基团活化，所述可聚合的基团是从其它天然生物可降解的多糖上悬垂的，并促进天然生物可降解的多糖基质的形成。

在其它方面，引发剂聚合物的聚合部分可以包括，例如丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺单体单元或其衍生物。在一些实施方式中，涂层组合物包含含有光反应性基团和选自丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺聚合物和共聚物的聚合部分的引发剂聚合物。

任选地，本发明组合物和方法可以包含可以改进聚合效率的聚合促进剂。有用的促进剂的实例包括N-乙烯基化合物、特别是N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基己内酰胺。例如，这样的促进剂可以基于涂层组合物的量按重量计约0.01％至约5％的浓度使用，优选约0.05％至约0.5％。

在一些方面，获得包含具有悬垂的偶合基团的天然生物可降解的多糖如直链淀粉或麦芽糖糊精以及生物活性剂的水性组合物，并将其用于涂敷表面的方法中。这种组合物可以通过将生物活性剂如水溶性小分子、蛋白质或核酸，与天然生物可降解的多糖混合制得。

根据本发明，含有偶合基团的天然生物可降解的多糖用于形成医疗器械表面上的涂层。其它多糖也可以存在于组合物中。例如，涂层可以包含两种不同的天然生物可降解的多糖或两种以上不同的天然生物可降解的多糖。例如，在一些情况下，天然生物可降解的多糖(如直链淀粉或麦芽糖糊精)可以和另外的生物可降解的聚合物(即第二聚合物)或一种以上的其它生物可降解的聚合物一起存在于涂层组合物中。另外的聚合物可以用于改变基质的性质或用作本体聚合物来改变基质的体积。例如，其它的生物可降解的多糖可以与直链淀粉聚合物组合使用。这些包括透明质酸、葡聚糖、淀粉、直链淀粉(例如，非衍生的)、支链淀粉、纤维素、黄原胶、短梗霉聚糖、脱乙酰壳多糖、果胶、菊糖、藻酸盐和肝素。

在本发明的一些方面，将至少包含具有偶合基团的天然生物可降解的多糖如直链淀粉或麦芽糖糊精以及生物活性剂的组合物处置在表面上。在一些实施方式中，组合物包含天然生物可降解的多糖、生物活性剂和引发剂。在其它实施方式中，通过在表面上处置天然生物可降解的多糖并处置生物可降解的微粒来形成涂层。在一些实施方式中，将包含天然生物可降解的多糖和含有生物活性剂的生物可降解的微粒的组合物处置于表面上。然而在本发明的其它实施方式中，封闭剂组合物置于多孔的表面上，所述封闭剂组合物至少包含含有偶合基团的天然生物可降解的多糖。

可以选择组合物中天然生物可降解的多糖的浓度来提供具有期望的交联的天然生物可降解的多糖的密度的涂层。在一些实施方式中，组合物中天然生物可降解的多糖的浓度可取决于组合物中所含的生物活性剂的类型或性能。在一些实施方式中，含有偶合基团的天然生物可降解的多糖存在于涂层组合物中，浓度为5-50％(w/v)，在更特定的实施方案中为10-20％(w/v)。

其它聚合物或非聚合的化合物可以包含在组合物中，以便改变在表面形成的涂层的弹性、柔性、润湿性或粘附性(或其组合)，所述组合物可以改变或改善由含有偶合基团的天然生物可降解的涂层形成的涂层的性质。

例如，形成时为了改善封闭剂涂层的性质，混合物中有可能包含一种增塑剂或增塑剂的组合。适合的增塑剂包括甘油、二甘醇、山梨糖醇、山梨糖醇酯、麦芽糖醇、蔗糖、果糖、转化糖、玉米糖浆及其混合物。增塑剂的量和类型使用已知的标准和技术很容易确定。

本发明的组合物可以用于涂敷多种可植入器械的表面。天然生物可降解的多糖(含有或不含生物活性剂)涂层可以应用于医疗器械，使用标准技术来覆盖器械的整个表面或器械表面的部分。

医疗物品可以由任何适合的生物材料或生物材料的组合来制造。优选的生物材料包括由合成的聚合物形成的那些，包括由加成或缩合聚合形成的低聚物、均聚物和共聚物。

适合的加聚物的实例包括，但是不限于丙烯酸类如由丙烯酸甲酯、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、甲基丙烯酰胺和丙烯酰胺聚合的那些；乙烯类如乙烯、丙稀、氯乙烯、乙酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮和二氟亚乙烯。缩合聚合物的实例包括，但是不限于尼龙类如聚己内酰胺、聚十二烷基内酰胺、聚己二酰己二胺和聚十二酰己二胺，还有聚氨基甲酸酯类、聚碳酸酯类、聚酰胺类、聚砜类、聚(对苯二甲酸亚乙酯)、聚乳酸、聚乙醇酸、聚二甲基硅氧烷和聚醚酮。

其它适合的生物材料包括金属、金属合金和陶瓷。金属和金属合金包括，但是不限于钛、镍钛金属互化物、不锈钢、钽和钴铬。第二类金属包括贵金属如金、银、铜和铂uridium。陶瓷包括，但不限于四氮化三硅、碳化硅、氧化锆和铝，以及玻璃、二氧化硅和蓝宝石。陶瓷和金属的组合是另一类生物材料。

某些天然物质也是合适的生物材料，包括人组织如骨、软骨、皮肤和牙齿；以及其它有机物质如木、纤维素、压缩的碳和橡胶。

这样的生物材料的表面可以预处理(例如，用聚对亚苯基二甲基涂层组合物)，以便改变生物材料的表面的性质(当期望时)。

在此描述的生物材料可以用于制造多种可植入的器械。医疗器械可以是暂时或永久引入哺乳动物体内用于医学病症的预防或治疗的任何器械。这些器械包括由皮下地、经皮地或手术引入，以支撑在器官、组织或器官的腔管如动脉、静脉、心脏的心室或心房内的任何器械。所述器械可以是生物稳定的器械，部分降解的器械或完全降解的器械(例如，支架可以是由生物可降解的聚合材料制造的)。

天然生物可降解的多糖涂层(在一些含生物可降解的微粒的实施方式中)可以在实际上任何可植入的器械表面形成。举例说明的可植入的器械包括但不限于递药的血管支架；其它血管器械(例如移植物、导管、瓣膜、人造心脏、心脏助推器械)；可植入除颤器；血液充氧器器械；手术器械；组织相关材料；膜；细胞培养器械；色谱支持材料；生物传感器；用于脑积水的分流器；伤口处理器械；内窥镜器械；感染控制器械；矫形外科器械；牙科器械、泌尿外科器械；结肠造瘘袋连接器械；眼科器械；青光眼引流分流器；合成假体；眼内透镜；呼吸、外周心血管、脊柱、神经、牙、以及耳/鼻/喉(例如耳引流管)器械；肾脏器械；和透析物品(例如管、膜、移植物)。

其它关注的器械包括自展式支架(例如由镍钛金属互化物制成)、气囊膨胀式支架(例如由不锈钢制备)、可降解的冠状支架、不可降解的冠状支架、外周冠状支架、导尿管(例如表面涂敷了抗微生物剂)、阴茎植入物、括约肌器械、尿道器械、膀胱器械、肾脏器械、血管植入物和移植物、静脉内导管(例如用抗凝药处理)、小直径移植物、人工肺导管、电生理导管、吻合器械、脊椎盘、骨针、缝合锚、止血屏障、夹钳、手术U形钉/缝合线/螺钉/板/夹、房间隔缺损闭合物、用于心律控制的电-刺激疗法导联(例如起搏器导联)、葡萄糖传感器(长期和短期)、血压和支架移植物导管、血液充氧器管、血液充氧器膜、血袋、生育控制器、乳房植入物)；良性前列腺增生和前列腺癌植入物、骨修复/强化器械、乳房植入物、软骨修复器械、矫形外科关节植入物、矫形外科骨折修复物、组织粘合剂、组织封闭剂、组织支架、脑脊髓(CSF)分流器、牙科植入物、牙折修复器械、植入的药物输注管、玻璃体内递药器械、神经再生导管、肿瘤植入物、电刺激疗法导联、疼痛控制植入物、脊柱/矫形外科修复器械、创伤敷料、防栓子过滤器、腹主动脉瘤移植物、心脏瓣膜(例如机械、聚合物、组织、经皮、碳、缝制套囊)、瓣膜成形术器械、二尖瓣修复器械、血管介入器械、左心室辅助器械、神经动脉瘤治疗线圈、神经导管、左心耳过滤器、中央静脉通路导管、血液透析器械、导管套囊、吻合闭合物、血管通路导管、心脏传感器、子宫出血补片、泌尿外科导管/支架/植入物、体外诊断器、动脉瘤分离器械、神经补片、腔静脉过滤器、泌尿扩张器(dialators)、内窥镜手术组织拔出器、粥样斑块切除术导管、凝块拔出导管、经皮透腔血管成形术(PTA)导管、经皮透腔冠状血管成形术(PTCA)导管、通条(血管和非血管)、冠状导丝、药物输注导管、食管支架、循环支持系统、血管造影导管、过渡鞘和扩张器、冠状和外周导丝、血液透析导管、神经血管气囊式导管、鼓膜造孔排气管、脑-脊髓液分流器、除纤颤器导联、经皮闭合器械、引流管、胸腔吸引引流管、电生理导管、中风治疗导管、脓肿引流导管、胆汁引流产品、透析导管、中央静脉通道导管和母体喂养导管。

组合物对于在将要接触水性系统的器械的表面形成涂层特别有用。体液中通常含有使基于天然生物可降解的多糖的涂层降解的酶。水性系统(如体液)使生物可降解的涂层降解并从器械中释放出生物活性剂。在一些情况下，根据生物活性剂和基质，生物活性剂可以从基质中扩散出。在一些实施方式中，从生物可降解的微粒中释放出生物活性剂。这样的涂敷的器械可以具有适于以延长和受控的方式释放生物活性剂的生物可降解的涂层，一般是在器械表面和其所处的水性环境之间的开始接触时开始。如果包含一种或多种生物活性剂，生物活性剂组合的局部释放可被用于利用任何数量的医疗物品来治疗广泛的多种病症，或增强物品的功能和/或寿命。

涂层还可以在生物物品的表面上形成。“生物物品”是指任何种类的非合成的基于生物学的物品如细胞或细胞的部分、一组细胞、组织、或器官或器官的部分。目前的试剂可以用于包封细胞物质的方法中。

在本发明的一些方面，封闭剂涂层提供于医疗物品的多孔的表面上。医疗物品可以是引入哺乳动物体内用于预防或治疗医学病症的任何物品，其中医疗物品包含封闭剂涂层(至少在最初)和具有封闭剂的功能。具有封闭剂涂层的医疗物品可以提供一种或多种功能，包括提供体液如血液的流动的屏障。

封闭剂涂层可以在具有多孔结构的物品表面上形成，其中期望封闭多孔结构，提供体液流动的屏障。在很多情况下，期望形成这些人工的屏障来确保植入物品发挥如其在体内的预期的功能。然而，逐渐地，期望通过用源自机体的天然物质代替封闭剂屏障材料，使机体维持封闭剂涂层的功能。

封闭剂组合物可以制备和/或以这样的方式应用，如用封闭剂材料填充物品表面上的孔隙。例如，这可以通过控制因素如涂层组合物的粘度和形成涂层过程中天然生物可降解的多糖的偶合来完成。

具有“多孔表面”的物品是指具有有孔隙的表面的任何物品，可以在其上面形成基于天然生物可降解的多糖的封闭剂涂层。孔隙优选具有这样的物理尺寸，当封闭剂涂层降解时，其允许组织向内生长进入孔隙。多孔表面可以结合非-多孔表面，如可以对多孔表面提供支持的骨架。

医疗物品可以包含可以提供有封闭剂涂层的多孔表面以及不用封闭剂涂层进行涂敷的非多孔表面，其任选地用封闭剂涂层来涂敷或用不同于封闭剂涂层的材料来涂敷。多孔表面的全部或部分可以用封闭剂涂层来涂敷。在一些情况下，不同于基于天然生物可降解的多糖的封闭剂材料的封闭剂材料可以与基于天然生物可降解的多糖的封闭剂材料联合使用。

对于具有内部和外部多孔表面的物品而言，可以涂层内部部分或外部部分，或者可以涂敷内部和/或外部的部分。涂敷的物品的一部分或多部分可取决于涂敷的物品的特定期望应用或功能。例如，在一些情况下，可以期望的是通过医疗物品多孔部分，流体如血液的流量有差异。还有，在选择的物品部分上的组织向内生长还可以通过在期望的位置沉积封闭剂涂层来促进。

物品的多孔表面还可以包含材料，其是血栓形成的和/或提供表面阻塞区域(最少化或没有血液流动的区域)。根据应用，获得具有期望孔隙率程度的表面。该表面将具有足以使细胞和组织形成因子适当地向内生长的孔隙率程度。当组织向内生长时，该表面可以提供不渗透流体的屏障。

在很多情况下，物品的多孔表面是织物或具有织物样的品质。多孔表面可以由纺织品形成，其包括编织材料、针织材料和编织材料。特别有用的纺织品是编织材料，其可以使用本领域已知的任何适合的编织方式形成。

多孔表面可以是移植物、鞘、盖、贴片、套筒、包裹物、套等的多孔表面。这些类型的物品可以作为医疗物品本身起作用或与另外的医疗物品的部分联合使用(在此描述其实例)。

多孔表面可以包含任何适合类型的生物材料。有用的生物材料可以编织成纤维用于制备在此所述的织物。有用的材料包括合成的加成或缩合聚合物如聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯和聚四氟乙烯。聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是在织物中通常使用的聚合物。这些聚合物的掺合物也可以用于制备构建织物的纤维如单丝或复丝纤维。通常使用的织物包括如尼龙、绒和DACRON^TM的那些。

织物可以任选地包含硬化材料来改善物品的物理性质，例如改进移植物的强度。这样的材料可以改进植入的物品的功能。例如，强化材料可以改进移植物的不闭合。

多孔表面还可以通过在这些类型聚合物中浸入夹轴针来形成。

其它特别关注的多孔表面包括心脏贴片的那些。这些可以用于减少与心血管再造有关的缝合线出血。该贴片可以用于封闭穿透的缝合周围。用在心脏贴片中常用的材料包括PTFE和DACRONT^TM。

根据应用可以选择用作多孔表面的材料的厚度。然而，通常的是这些厚度平均约1.0mm或更薄，典型地是约0.10mm至约1.0mm。

其它特别关注的多孔表面包括移植物，特别是具有织地结构的外部部分的移植物。织地结构的移植物的实例包括具有绒构造的外部和织地结构或光滑的内部的那些。由编织纺织物产品构建的移植物是现有技术已知的，并在众多的文献中公开了，例如美国专利号4,047,252、美国专利号5,178,630、美国专利号5,282,848和美国专利号5,800,514。

天然生物可降解的多糖可以用于为广泛的多种物品提供封闭剂涂层。如在此所用“物品”以其最宽泛的意思使用，包括物体如器械。这样的物品包括，但不限于脉管植入物和移植物、移植物、手术器械、合成的假体；包括内涵管的脉管假体、斯滕特固定模移植物和血管内支架组合；小直径移植物、腹主动脉瘤移植物；伤口敷料和伤口处理器械；止血屏障；网眼和疝塞；贴片包括子宫出血贴片、房间隔缺损(ASD)贴片、卵园孔未闭(PFO)贴片、室间隔缺损(VSD)贴片和其它一般的心脏贴片；ASD、PFO和VSD闭合物；经皮闭合器械、二尖瓣修复器械；左心耳滤过器；瓣膜成形术器械、导管；中央静脉输入导管、血管输入导管、脓肿引流导管、药物输注导管、亲代喂养导管、静脉内导管(例如，用抗凝血药处理)、中风治疗导管、血压和斯滕特固定模移植物导管；吻合器械和吻合闭合物；动脉瘤分离器械；包括葡萄糖传感器的生物传感器；节育器械；乳房植入物；心脏传感器；控制感染器械；膜；组织支架；组织有关的材料；包括脑脊液(CSF)分流器的分流器、青光眼导液分流器；牙科器械和牙科植入物；耳科器械如耳引流导管、鼓膜造孔术通气导管；眼科器械；包括引流导管套的器械的套和套囊部分、植入的药物输注导管套、导管套、缝合套；脊椎和神经学器械；神经再生管道；神经学导管；神经贴片；矫形器械如矫形关节植入物、骨修复/增强器械、软骨修复器械；泌尿科器械和尿道器械如泌尿科植入物、膀胱器械、肾脏器械和血液透析器械、结肠造口术袋附着器械；胆汁引流产品。

具有封闭剂涂层的医疗物品也可以通过装配具有两个或更多个“部件”的物品(例如，可以放在一起形成物品的几件医疗物品)来制得，其中至少部件之一具有封闭剂涂层。医疗物品部件的全部或部分可以具有封闭剂涂层。在这点上，这个发明也考虑到了具有基于天然生物可降解的多糖的封闭剂涂层的医疗物品的部件(例如，未完装配的物品)。

所述器械还可以具有基底涂层的材料。基底涂层可以发挥一种或多种功能，例如，其可以为天然生物可降解的多糖或含有天然生物可降解的多糖的组合物提供改良的表面。基底涂层可以包含聚合材料如天然的或合成的聚合物。可以用于预处理表面提供基底涂层的合适的化合物的实例包括聚对亚苯基二甲基和有机硅烷化合物。适合的基底涂层可以包含，例如以甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、烷基丙烯酸酯、丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基乙酰胺和乙烯基甲酰胺为基础的聚合物和共聚物。这些聚合物还可以包含反应基团如可聚合的基团。

例如，基底涂层在多种涂层工艺中可以是有用的。例如，可以首先将生物可降解的微粒处置在基底涂层上，然后将含有偶合基团的天然生物可降解的多糖处置在微粒上。然后处理表面形成涂层，其中微粒主要定位于基底层和由含偶合基团的天然生物可降解的多糖形成的层之间。如果期望，引发剂可包含在基底涂层中，且可以将天然生物可降解的多糖聚合物或含有天然生物可降解的多糖聚合物的组合物处置在基底涂层上。基底涂层可以发挥一种或多种功能，例如，其可以为天然生物可降解的多糖或包含天然生物可降解的多糖的组合物提供改进的表面。

在本发明的很多方面，天然生物可降解的多糖涂层包含一种或多种生物活性剂。生物活性剂可以分散在天然生物可降解的多糖涂层本身之中，和/或存在于与天然生物可降解的多糖涂层结合的微粒中。当天然生物可降解的多糖和/或生物可降解的微粒降解时，生物活性剂可以从涂敷的表面递送。

术语“生物活性剂”是指肽、蛋白质、糖类、核酸、脂质、多糖或其组合，或合成的无机或无机分子，当体内给药动物时，其产生生物学效应，所述动物包括但不限于禽类和哺乳动物，包括人。非限制性的实例是抗原、酶、激素、受体、肽和基因治疗剂。适合的基因治疗剂的实例包括(a)治疗用核酸，包括反义DNA、反义RNA和干扰RNA，以及(b)编码治疗基因产品的核酸，包括质粒DNA和病毒碎片，连同相关的启动子和辅料。可以掺入的其它分子的实例包括核苷、核苷酸、维生素、矿物质和类固醇类。

尽管不限于这些，本发明的涂层对释放生物活性剂特别有用，所述生物活性剂是大的亲水分子如多肽(包括蛋白质和肽)、核酸(包括DNA和RNA)和多糖(包括肝素)。在一个方面，生物活性剂具有约10,000或更大的分子量。

可以掺入本发明的生物可降解的涂层(天然生物可降解的基质和/或生物可降解的微粒)的生物活性剂的种类，包括但不限于：ACE抑制剂、肌动蛋白抑制剂、镇痛药、麻醉药、抗高血压药、抗聚合酶剂、抗分泌药、抗-AIDS物质、抗生素、抗癌物质、抗胆碱能药、抗凝血剂、抗惊厥药、抗抑郁药、止吐药、抗真菌药、抗青光眼溶质、抗组胺剂、抗高血压剂、抗炎药(如NSAIDs)、抗代谢物、抗有丝分裂物质、抗氧化剂、抗寄生虫药和/或抗帕金森物质、抗增殖剂(包括抗血管生成剂)、抗原生动物溶质、抗精神病物质、解热药、防腐剂、镇痉剂、抗病毒药、钙通道阻滞剂、细胞应答调节剂、螯合剂、化疗药、多巴胺激动剂、细胞外基质组分、溶纤维蛋白药、自由基清除剂、生长激素拮抗剂、安眠药、免疫抑制剂、免疫毒素、表面糖蛋白受体抑制剂、微管抑制剂、缩瞳药、肌肉收缩药、肌肉松弛药、神经毒素、神经递质、阿片样物质、光动力治疗药、前列腺素、再建抑制剂、他汀类、甾类、溶血栓药、安定药、血管扩张剂和血管痉挛抑制剂。

抗生素为本领域公认的并且是抑制微生物生长或杀伤它们的物质。抗生素的实例包括青霉素、四环素、氯霉素、二甲胺四环素、多西环素、万古霉素、杆菌肽、卡那霉素、新霉素、庆大霉素、红霉素、头孢菌素类、格尔德霉素及其类似物。头孢菌素类的实例包括头孢噻吩、头孢匹林、头孢唑林、头孢氨苄、头孢拉定、头孢羟氨苄、头孢孟多、头孢西丁、头孢克洛、头孢呋辛、头孢尼西、头孢雷特、头孢噻肟、拉氧头孢、头孢唑肟、头孢曲松和头孢哌酮。

将防腐剂视为一般以非特异性方式，例如通过抑制微生物活性或消灭它们来预防或阻止微生物生长或作用的物质。防腐剂的实例包括磺胺嘧啶银、氯己定、戊二醛、过氧乙酸、次氯酸钠、酚类、酚类化合物、碘附化合物、季铵化合物和氯化合物。

抗病毒药为能够破坏或抑制病毒复制的物质。抗病毒药的实例包括α-甲基-P-金刚烷甲胺、羟基-乙氧基甲基鸟嘌呤、金刚烷胺、5-碘-2′-脱氧尿苷、三氟胸苷、干扰素和阿糖腺苷。

酶抑制剂为抑制酶反应的物质。酶抑制剂的实例包括依酚氯铵、N-甲基毒扁豆碱、溴新斯的明、硫酸毒扁豆碱、他克林HCl、他克林、1-羟基马来酸盐、碘杀结核菌素、对-溴四咪唑、10-(α-二乙氨基丙酰基)-吩噻嗪盐酸盐、氯化卡米达佐、密胆碱-3，3，5-二硝基儿茶酚、二酰基甘油激酶抑制剂I、二酰基甘油激酶抑制剂II、3-苯基炔丙基胺、N-一甲基-L-精氨酸乙酸盐、卡比多巴、3-羟基苄基肼HCl、肼屈嗪HCl、氯吉兰HCl、司来吉兰HCl，L(-)、司来吉兰HCl，D(+)、羟胺HCl、磷酸异丙异烟肼、6-MeO-四氢-9H-吡啶并-吲哚、尼亚拉胺、帕吉林HCl、米帕林HCl、氨基脲HCl、反苯环丙胺HCl、N，N-二乙氨基乙基-2，2-二苯基戊酸酯盐酸盐、3-异丁基-1-甲基黄嘌呤、罂粟碱HCl、吲哚美辛、2-环辛基-2-羟基乙胺盐酸盐、2，3-二氯-α-甲基苄胺(DCMB)、8，9-二氯-2，3，4，5-四氢-1H-2-苯并吖庚因盐酸盐、对-氨鲁米特、对-氨鲁米特酒石酸盐，R(+)、对-氨鲁米特酒石酸盐，S(-)、3-碘酪氨酸、α-甲基酪氨酸，L(-)、α-甲基酪氨酸，D L(-)、cetazolamide、二氯磺胺、6-羟基-2-苯并噻唑磺酰胺和别嘌醇。

解热药为能够缓解或减轻发热的物质。抗炎药为能够抵抗或抑制炎症的物质。这类药剂的实例包括阿司匹林(水杨酸)、吲哚美辛、吲哚美辛钠三水合物、水杨酰胺、萘普生、秋水仙碱、非诺洛芬、舒林酸、二氟尼柳、双氯芬酸、吲哚洛芬和水杨酰胺钠。局部麻醉药为在局部区域中具有麻醉作用的物质。这类麻醉药的实例包括普鲁卡因、利多卡因、丁卡因和地布卡因。

细胞应答调节剂为趋化因子，诸如血小板衍生生长因子(pDGF)。其它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(小诱导型分泌的)、血小板因子、血小板碱性蛋白、黑素瘤生长刺激活性、表皮生长因子、转化生长因子(α)、成纤维细胞生长因子、血小板衍生内皮细胞生长因子、胰岛素样生长因子、神经生长因子和骨生长/软骨诱导因子(α和β)。其它细胞应答调节剂为白细胞介素、白细胞介素抑制剂或白细胞介素受体，包括白细胞介素1至白细胞介素10；干扰素，包括α、β和γ；造血因子，包括红细胞生成素、粒细胞集落刺激因子、巨噬细胞集落刺激因子和粒细胞巨噬细胞集落刺激因子；肿瘤坏死因子，包括α和β；转化生长因子(β)，包括β-1、β-2、β-3、抑制素、活化素和编码生产这些蛋白质中任一种的DNA。

他汀类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、瑞舒伐他汀和苏普他汀。

显像剂是能够使期望位点例如体内的肿瘤成像的试剂，也可以包含在涂层组合物中。显像剂的实例包括含有在体内可以探测的标记的物质，例如，连接荧光标记的抗体。术语抗体包括完整的抗体或其片段。

示例性的配体或受体包括抗体、抗原、抗生物素蛋白、抗生蛋白链菌素、生物素、肝素、IV型胶原、蛋白质A和蛋白质G。

示例性的抗生素包括抗生肽类。

在一些方面，生物活性剂可以选择来改善医疗器械表面的相容性(例如，与血液和/或周围的组织)。这些试剂，在此被称为“生物相容剂”，当缔合医疗器械表面时，可以起屏蔽血液以免接触下面的医疗器械材料的作用。适合的生物相容剂优选降低血液组分粘附至医疗器械的可能性，因此减少血栓或栓子(释放并转移到下游的血凝块)的形成。

生物活性剂可以改善具有涂层的医疗物品的生物相容性，所述涂层包含天然生物可降解的聚合物和生物可降解的微粒。生物活性剂可以提供抗再狭窄效应，如抗增殖、抗血小板和/或抗血栓形成效应。在一些实施方式中，生物活性剂可包括消炎药、免疫抑制剂、细胞附着因子、受体、配体、生长因子、抗生素、酶、核酸等等。具有抗增殖效应的化合物包括，例如放线菌素D、血管肽素(angiopeptin)、C-myc反义物、紫杉醇、紫杉烷等等。

具有抗血栓形成效应的生物活性剂的典型实例包括，肝素、肝素衍生物、肝素钠、低分子量肝素、蛭素、赖氨酸、前列腺素、阿加曲班、毛喉素、伐哌前列素、前列环素和前列环素类似物、D-ph-pr-arg-氯甲基酮(合成的抗凝血酶药)、双嘧达莫、糖蛋白IIb/IIIa血小板膜受体抗体、辅蛋白(coprotein)IIb/IIIa血小板膜受体抗体、重组蛭素、凝血酶抑制剂(如可从Biogen商业上购得)、硫酸软骨素、改良的葡聚糖、白蛋白、链激酶、组织血纤蛋白溶解酶原激活剂(TPA)、尿激酶、一氧化氮抑制剂等等。

生物活性剂也可以是GPIIb-IIIa血小板受体复合体的抑制剂，其介导血小板的聚集。GPIIb/IIIa抑制剂可以包括单克隆抗体Fab片段c7E3，也称为阿昔单抗(ReoPro^TM)，以及合成的肽类或肽模拟物如依替巴肽(Integrilin^TM)或替罗非班(Agrastat^TM)。

生物活性剂可以是免疫抑制剂，例如环孢霉素、CD-34抗体、依维莫司、麦考酚酸、西罗莫司、他克莫司等等。

此外，生物活性剂可以是表面粘附分子或细胞或细胞-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，包括纤连蛋白、层粘连蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白、玻璃体结合蛋白、结合腕蛋白、血纤蛋白原、凝血酶敏感素、骨桥蛋白、假血友病因子、骨唾液蛋白(及其活性结构域)、或亲水聚合物如透明质酸、脱乙酰壳多糖或甲基纤维素，以及其它蛋白质、糖类和脂肪酸。示例性的细胞-细胞粘附分子包括N-钙粘蛋白和P-钙粘蛋白及其活性结构域。

示例性的生长因子包括成纤维细胞的生长因子、表皮生长因子、血小板衍生的生长因子、转化生长因子、血管内皮生长因子、骨形态发生蛋白质和其它骨生长因子、以及神经生长因子。

生物活性剂还可以选自单-2-(羧甲基)十六酰氨基聚(乙二醇)₂₀₀单4-苯甲酰苯甲基醚、单-3-羧基十七酰氨基聚(乙二醇)₂₀₀单-4-苯甲酰苯甲基醚、单-2-(羧甲基)十六酰氨基四(乙二醇)单-4-苯甲酰苯甲基醚、单-3-羧基十七酰氨基四(乙二醇)单-4-苯甲酰苯甲基醚、N-[2-(4-苯甲酰苯甲氧基)乙基]-2-(羧甲基)十六酰胺、N-[2-(4-苯甲酰苯甲氧基)乙基]-3-羧基十七酰胺、N-[12-(苯甲酰苯甲氧基)十二烷基]-2-(羧甲基)十六酰胺、N-[12-(苯甲酰苯甲氧基)十二烷基]-3-羧基-十七酰胺、N-[3-(4-苯甲酰基苯甲酰氨基)丙基]-2-(羧甲基)十六酰胺、N-[3-(4-苯甲酰基苯甲酰氨基)丙基]-3-羧基十七酰胺、N-(3-苯甲酰苯基)-2-(羧甲基)十六酰胺、N-(3-苯甲酰苯基)-3-羧基十七酰胺、N-(4-苯甲酰苯基)-2-(羧甲基)十六酰胺、聚(乙二醇)₂₀₀单-15-羧基十五烷基单-4-苯甲酰苯甲基醚和单-15-羧基十五酰氨基聚(乙二醇)₂₀₀单-4-苯甲酰苯甲基醚。

另外的关注的生物活性剂和/或生物活性剂的实例包括，雷怕霉素的类似物(“rapalogs”)、雅培的ABT-578、地塞米松、倍他米松、长春碱、长春新碱、长春瑞滨、泊苷(poside)、替尼泊苷、柔红霉素、多柔比星、伊达比星、蒽环类抗生素、米托蒽醌、博来霉素、普卡霉素(光神霉素)、丝裂霉素、氮芥、环磷酰胺及其类似物、美法仑、苯丁酸氮芥、氮丙啶和安乃近、烷基磺酸盐-白消安、亚硝(基)脲、卡莫司汀(BCNU)及类似物、链佐星、trazenes-dacarbazinine、甲氨蝶呤、氟尿嘧啶、氟尿苷、阿糖胞苷、巯嘌呤、硫鸟嘌呤、喷司他丁、2-氯脱氧腺苷、顺铂、卡铂、丙卡巴肼、羟基脲、米托坦、雌激素、噻氯匹定、氯吡格雷、阿昔单抗、breveldin、皮质醇、可的松、氟氢可的松、泼尼松、泼尼松龙、6U-甲基氢化泼尼松、曲安西龙、扑热息痛、依托度酸、托美丁、酮咯酸、布洛芬及衍生物、甲灭酸、甲氯芬那酸、吡罗昔康、替诺昔康、保泰松、oxyphenthatrazone、萘丁美酮、金诺芬、金硫葡糖、硫代苹果酸金钠、硫唑嘌呤、霉酚酸酯、血管紧张素受体阻滞剂、一氧化氮供体和mTOR抑制剂。

添加剂如无机盐、BSA(牛血清白蛋白)和无活性的有机化合物可以用于改变生物活性剂释放的特性，其对于本领域技术人员是已知的。

溶解或悬浮于涂层混合物中的生物活性剂的浓度按重量计可以是约0.01至约90％，基于最终的涂敷组合物的重量。

特定的生物活性剂或生物活性剂的组合可以视以下的一种或多种因素而选择：受控的递送器械的应用、治疗的医学病症、预期的治疗持续时间、植入位点的特征、利用的生物活性剂数目和类型，等等。

在此描述的任何聚合物组合物可以为医疗物品提供表面，并根据医疗器械的最终应用可以包括任何数量的所需生物活性剂。

生物活性剂的综合列表可以在默克索引第13版Merck & Co.(2001)中找到。生物活性剂可从Sigma Aldrich Fine Chemicals，Milwaukee，WI商购。

在本发明的一些方面，生物活性剂可以用于促进与基于天然生物可降解的多糖的涂层有关的血栓形成，当期望具有封闭剂功能的涂层时，其可以具有特定的用途。在封闭剂涂层材料降解时，包含血栓形成剂的封闭剂涂层可以促进组织的向内生长。血栓形成的程度可以通过不同的因素来控制，包括例如，涂层上或涂层中一种或多种血栓形成促进生物活性剂的存在。本文描述了适合的血栓形成剂。

在一些方面，血栓形成剂可以选择用于对接触医疗物品表面的血液和/或周围组织有作用。在一些方面，根据影响血液成分粘附医疗物品能力的能力来选择血栓形成剂。在一些方面，血栓形成剂可以选择用于促进涂敷的制品的表面的血栓的形成。因此，在一些实施方式中，封闭剂涂层可以包含血栓形成剂如凝血酶、胶原(例如(合成的)重组人胶原(FibroGen，South San Francisco，CA))、ADP或蛇毒蛋白(convulxin)，用于促进制品的涂敷的表面的血栓形成。

其它的促血栓形成因子或促凝血因子包括血小板因子1-4、血小板激活因子(乙酰基甘油基醚磷酰胆碱)；血小板选择蛋白和假血友病因子(vWF)；组织因子；血纤蛋白溶解酶原激活剂引发剂-1；血栓素；促凝血的凝血酶样酶类包括cerastotin和afaacytin；磷脂酶A2；依赖Ca²⁺的外源凝集素(C-型外源凝集素)；结合糖蛋白受体并诱导聚集的因子包括aggretin、rhodocytin、aggregoserpentin、triwaglerin和马痘毒素；糖蛋白Ib激动剂包括mamushigin和白功击素(alboaggregin)；vWF相互作用因子包括波托菌素(botrocetin)、bitiscetin、cerastotin和ecarin。

包括蛋白质因子的参与凝固级联的其它因子，包括凝血因子I-XIII(例如，血纤蛋白原、凝血素、组织促凝血酶原激酶、钙、前加速素(促凝血球蛋白)、前转化素(血清凝血酶原转变加速因子)、抗血友病因子、血浆促凝血酶原激酶成分、因子X(自凝血酶原C)、血浆促凝血酶原激酶前体(PTA)、哈格曼(Hageman)因子和纤维蛋白稳定因子(FSF、纤维形成酶、转谷氨酰胺酶原))。

一些表面粘附分子或细胞-细胞粘附分子还可以发挥促进凝血或血栓形成的作用。示例性的细胞粘附分子或粘附蛋白(如细胞外基质蛋白质)包括纤连蛋白、层粘连蛋白、胶原、弹性蛋白、玻璃体结合蛋白、结合腕蛋白、血纤蛋白原、凝血酶敏感素、骨桥蛋白、假血友病因子、骨唾液蛋白(及其活性结构域)，或亲水聚合物如透明质酸、脱乙酰壳多糖或甲基纤维素，以及其它蛋白质、糖类和脂肪酸。示例性的细胞-细胞粘附分子包括N-钙粘蛋白和P-钙粘蛋白及其活性结构域。

特定的血栓形成剂或血栓形成剂与其它生物活性剂的组合可以根据以下的一种或多种因素而选择：医疗物品的应用、治疗的医学病症、预期的治疗持续时间、植入位点的特征、利用的血栓形成/生物活性剂数目和类型、封闭剂涂层的化学组成(如直链淀粉、选择的添加剂等)、形成的封闭剂涂层中偶合程度，等等。

在此所述的任何封闭剂组合物可以提供给医疗物品的表面。在一些实施方式中，根据医疗物品的最终应用，封闭剂涂层可以包含任何数量的期望的血栓形成剂/生物活性剂。封闭剂材料(含或不含血栓形成剂/生物活性剂)的涂层可以使用标准技术应用于医疗物品，覆盖制品的全部表面，或制品表面的一部分。进一步地，封闭剂组合物材料可以提供作为单一的涂层(含或不含有血栓形成剂/生物活性剂)，或作为多层涂层(含或不含血栓形成剂/生物活性剂)。当在表面上提供多层涂层时，可以选择每一涂层的材料来提供期望的效果。

在本发明的一些方面，微粒用于从基于天然生物可降解的多糖的涂层中释放生物活性剂。本发明的微粒可以包含任何三维的结构，其可以固定在缔合直链淀粉聚合物形成的基质的基底上。术语“微粒”欲反映的是三维结构是非常小的但并不限于特定的大小范围，或者不限于具有特定形状的结构。根据本发明，微粒通常具有5nm-100μm的直径的尺寸。一般微粒在形状上是球状的或稍微是球状的，但是也可以是其它形状。在本发明优选的实施方式中，生物可降解的微粒具有100nm-20μm的直径的尺寸，甚至更优选地是400nm-20μm的直径。

“生物可降解的”微粒是指在微粒中存在一种或多种生物可降解的材料。生物可降解的微粒至少包含一种生物可降解的材料(如生物可降解的聚合物)和一种生物活性剂。当接触水性环境如体液时，生物可降解的微粒可以逐渐地分解并释放出生物活性剂。

生物可降解的微粒还可以包含一种或多种生物可降解的聚合物。可以包含在生物可降解的微粒中的生物可降解的聚合物的实例包括，例如聚乳酸、聚(丙交酯-共-乙交酯)、聚己酸内酯、聚磷腈、聚亚甲基丙二酸酯、多原酯类、聚羟基丁酸酯、聚烯烃酸酐、多肽、聚酐和聚酯等。

可以使用生物可降解的聚醚酯共聚物。一般来讲，聚醚酯共聚物是两亲的嵌段共聚物，包括亲水的嵌段(例如，聚亚烷基二醇如聚乙二醇)和疏水嵌段(例如，聚乙烯对苯二酸酯)。嵌段共聚物的实例包括基于聚(乙二醇)和基于聚(丁烯对苯二酸酯)的嵌段(PEG/PBT聚合物)。这些类型的多嵌段共聚物的实例描述在，例如美国专利号5,980,948中。PEG/PBT聚合物可从Octoplus BV以商品名PolyActive^TM购得。

还可以使用具有生物可降解的嵌段的分子结构的生物可降解的共聚物，所述分子结构包括至少两种不同的酯键。生物可降解的聚合物可以是嵌段共聚物(AB或ABA型)或(AB)_n型的嵌段(还称为多嵌段或任意嵌段)共聚物。这些共聚物是以两个(或多个)阶段的环断开共聚合反应的方式，采用具有非常不同的酯交换敏感性的在共聚物中形成键的两个(或更多个)环状的酯单体形成的，例如，这些聚合物的实例描述在美国专利号5,252,701(Jarrett等人″Segmented AbsorbableCopolymer″)中。

其它适合的生物可降解的聚合物材料包括生物可降解的对苯二酸酯共聚物，其包含含磷的键。含有磷酸酯键的聚合物是已知的，称为聚(磷酸酯)、聚(膦酸酯)和聚(亚磷酸酯)。例如，参见Penczek等人，Handbook of Polymer Synthesis，第17章：″Phosphorus-ContainingPolymers，″1077-1132页(Hans R.Kricheldorf编辑，1992年)以及美国专利号6,153,212、6,485,737、6,322,797、6,600,010、6,419,709。还可以使用生物可降解的对苯二酸酯聚酯，其包含的磷酸酯键是亚磷酸酯。例如，适合的对苯二酸酯聚酯-聚亚磷酸酯共聚物描述在美国专利号6,419,709(Mao等人″Biodegradable TerephthalatePolyester-Poly(Phosphite)Compositions，Articles，and Methods ofUsing the Same)。还可以使用生物可降解的对苯二酸酯聚酯，其包含的磷酸酯键是膦酸酯。例如，适合的对苯二酸酯聚酯-聚(膦酸酯)共聚物描述在美国专利号6,485,737和6,153,212(Mao等人，″BiodegradableTerephthalate Polyester-Poly(Phosphonate)Compositions，Articlesand Methods of Using the Same)中。还可以使用包含的磷酸酯键是磷酸酯的生物可降解的对苯二酸酯聚酯。例如，适合的对苯二酸酯聚酯-聚(磷酸酯)共聚物描述在美国专利号6,322,797和6,600,010(Mao等人，″Biodegradable Terephthalate Polyester-Poly(Phosphate)Polymers，Compositions，Articles，and Methods for Making and Using theSame)。

还可以使用生物可降解的多羟基醇酯类(参见美国专利号6,592,895)。这个专利描述了生物可降解的星状的聚合物，其是由酯化多羟基醇得到酰基部分来制得，该酰基部分源自脂肪族均聚合物或共聚物聚酯。生物可降解的聚合物可以是三维交联聚合物网，含有形成具有交联的聚合物结构的水凝胶的疏水和亲水成分，如美国专利号6,583,219中所述的。疏水的成分是具有不饱和基团终止末端的疏水的大分子单体，而亲水的聚合物是含有羟基的多糖，所述羟基是与不饱和基团导入化合物反应。通过自由基聚合，成分可转变成单相交联聚合物网状结构。而在进一步的实施方式中，生物可降解的聚合物可以含有以α-氨基酸为基础的聚合物(如高弹体共聚酯酰胺或共聚酯氨基甲酸乙酯，如在美国专利号6,503,538中描述的)。

生物可降解的微粒可以包含一种或多种由天然来源获得的生物可降解的聚合物。在一些优选的方面，生物可降解的聚合物选自透明质酸、葡聚糖、淀粉、直链淀粉、支链淀粉、纤维素、黄原胶、短梗霉聚糖、脱乙酰壳多糖、果胶、菊糖、藻酸盐和肝素。可以使用这些生物可降解的聚合物的一种或多种的的组合。还可以基于存在于微粒中的生物活性剂的类型，选择特定的生物可降解的聚合物。因此，在本发明的一些方面，生物可降解的涂层可以包含天然生物可降解的多糖基质和含天然生物可降解的多糖的微粒。

因此，在一些实施方式中，微粒包含天然生物可降解的多糖如直链淀粉或麦芽糖糊精。在一些实施方式中，天然生物可降解的多糖可以是微粒中主要的生物可降解的组分。在一些实施方式中，涂层基质和微粒两者都含有作为组分的直链淀粉和/或麦芽糖糊精。

基于葡聚糖的微粒对于掺入生物活性剂如蛋白质、肽和核酸是特别有用的。基于葡聚糖的微粒的制备的实例描述在美国专利号6,303,148中。

直链淀粉和其它的基于淀粉的微粒的制剂已经描述在多种参考文献中，例如美国专利号4,713,249、美国专利号6,692,770和美国专利号6,703,048。生物可降解的聚合物及其合成也已经描述在多种参考文献中，包括Mayer，J.M和Kaplan，D.L.(1994)Trends in PolymerScience 2：第227-235页；和Jagur-Grodzinski，J.(1999年)Reactiveand Functional Polymers：Biomedical Application of FunctionalPolymers，第39卷，第99-138页。

在本发明的一些方面，生物可降解的微粒含有生物学上的活性剂(″生物活性剂″)，如药物或前药。微粒可以通过建立的技术掺合多种生物活性剂来制备，例如通过溶剂蒸发(参见，例如Wichert，B.和Rohdewald，P.J Microencapsul.(1993年)10：195)。当生物可降解的微粒在体内降解时，生物活性剂可以从生物可降解的微粒(微粒存在于天然生物可降解的多糖涂层中)中释放。含有生物活性剂的微粒可经过预定的时间周期来释放期望量的活性剂。应当理解的是影响生物活性剂的释放和释放量的因素可以根据微粒的大小、掺入微粒中的生物活性剂的量、用于制造微粒的可降解材料的类型、在基底上每单位面积固定的生物可降解的微粒的量等来改变。

微粒还可以用致孔剂如盐、蔗糖、PEG或醇来处理，来产生期望面积的孔，用于掺入生物活性剂。

提供于生物可降解的微粒中的生物活性剂的数量可以通过使用者来调节从而取得期望的效果。例如，特定量的抗凝血药可以掺入微粒，从生物可降解的涂层提供确定水平的抗凝血活性。生物活性化合物可以通过适于应用的范围内的微粒来提供。在另一个实例中，蛋白质分子可以通过生物可降解的微粒提供。例如，存在的蛋白质分子的量可以是每1μm直径微粒有1-250,000个分子的范围。

一般地，存在于生物可降解的微粒中的生物活性剂的浓度可以根据多种因素中的任何一种或组合来选择，包括但不限于从涂层中的释放速率、涂层中生物活性剂的类型、期望的释放后生物活性剂局部或全身浓度，以及生物活性剂的半衰期。在一些情况下，微粒中生物活性剂的浓度基于微粒的重量按重量计可以是约0.001％或更高，或者是约0.001％-约50％，或者更高。

包含在生物可降解的微粒中的特定的生物活性剂或微粒中的生物活性剂组合可以根据以下因素选择，如涂敷器械的应用、治疗的医学病症、治疗的预期持续时间、植入位点的特征、利用的生物活性剂的数量和类型、微粒的化学组成、微粒的大小、交联等等。

在一个实施方式中，本发明有利地允许含有两种或两种以上的不同的生物活性剂的表面的制备，其中生物活性剂在特定的环境中是相互不相容的，例如，因为疏水和亲水药物在极性或非极性溶剂中是不相容的。不同的生物活性剂还可以基于质子/非质子溶剂或离子/非离子溶剂证明不相容性。例如，本发明允许制备一组含疏水药物的生物可降解的微粒和制备另外一组含亲水药物的生物可降解的微粒；把两组不同的微粒混合到所用的聚合材料中形成基质；再把混合物处置于基底的表面。当生物可降解的微粒降解时，疏水和亲水药物可以从涂敷的基底的表面同时释放，或者可以改变生物可降解的微粒或天然生物可降解的多糖基质的组合物，以便一种生物活性剂以不同于另一种生物活性剂的速率或时间释放。

可以制得含有适于疏水或亲水药物的组合物的生物可降解的微粒。例如，对于制备含有疏水药物的生物可降解的微粒，聚合物如聚丙交酯或聚己酸内酯可以是有用的；然而对于制备含有亲水药物的微粒，聚合物如直链淀粉或乙交酯可以是有用的。

涉及处置至少两种不同类型的生物活性剂的传统涂层方法通常需要把生物活性剂分开放。传统的手段可以包括如下步骤，在非极性溶剂中溶解疏水药物，用非极性混合物涂敷基底的表面，干燥非极性混合物，在极性溶剂中溶解亲水药物，用极性混合物涂敷干燥的非极性混合物的层，然后干燥极性混合物。这种类型传统涂层过程可能是无效的，还可能导致不期望的表面性质(例如，药物的分层将引起在另一种药物释放前释放一种药物)。根据本发明的这个方面，制备具有两种或两种以上的不同生物活性剂的表面的方法，尤其是当两种不同的生物活性剂从基底的表面释放时，涂敷基底并从基底的表面递送生物活性剂的传统的方法是显著的改进。

生物可降解的涂层的组分可以通过使用标准技术施用于医疗器械，覆盖器械的整个表面或器械表面的一部分。如指出的，所述组分可以单独或一起应用于医疗器械，例如以组合物的形式。在器械上形成的涂层可以是单层涂层或多层涂层。

不同的因素可以影响生物活性剂从涂层中的递送。这些包括在涂层中偶合的天然生物可降解的多糖的浓度和天然生物可降解多糖的程度，缔合涂层的生物可降解的微粒的量和定位，微粒中生物活性剂的浓度，其它涂层的存在(如果包含在全部的涂层中)等等。例如，通过增加在聚合基质或微粒中聚合材料的浓度或聚合材料的偶合或交联的相对量，可以降低药物的递送速率。基于在此提供的描述和这个技术领域的一般知识，人们可以改变涂层的性质来提供从涂层中释放一种或多种生物活性剂的期望的速率。

涂层的部分可以制得以相同或不同的速率降解。例如，生物可降解的微粒可以制备或获得以具有比天然生物可降解的多糖基质更快的降解速率。在这种情况下，生物活性剂可以释放进入天然生物可降解的多糖基质和/或从天然生物可降解的多糖基质中扩散出。

基于天然生物可降解的多糖的涂层可以通过多种方法中的任何一种制得。如在此所用的“涂层”可以包含一层或多层“涂敷的层”，每层涂敷的层包含一种或多种涂层材料。在很多情况下，由单层材料构成涂层，所述材料含有天然生物可降解的多糖如直链淀粉或麦芽糖糊精。在其它的情况下，涂层包含一层以上的涂敷的层，涂敷的层的至少一层含有天然生物可降解的多糖。如果多于一层存在于涂层中，所述层可以由相同或不同的材料组成。如果在表面上提供多个聚合层，可以选择每一单独的聚合物层来提供期望的作用。此外，多层的不同生物活性剂可以沉积在医疗器械表面上，以便特定的生物活性剂可以一次性地提供给医疗器械或从医疗器械释放，每层中有一种或多种生物活性剂，其可以用聚合材料分开。

如果多于一层的涂敷的层应用于表面，通常是连续施用。例如，天然生物可降解的多糖的涂敷的层可以形成，例如通过在物品上浸渍、喷雾、衬套(bushing)或抹(swabbing)涂层材料形成层，然后干燥涂敷的层。可以重复该过程，提供有多个涂敷的层的涂层，其中至少一层含有天然生物可降解的多糖。

因此，在制备多个涂敷的层的一些实施方式中，每一涂敷的层是由相同的材料组成。或者，一种或多种涂敷的层是由不同于一种或多种的其它层的材料组成。此外，多层的不同的生物活性剂可以沉积在医疗物品表面上，以便特定的生物活性剂可以一次性地提供给医疗器械或从医疗器械释放，每层中有一种或多种生物活性剂，其可以用聚合材料分开。

本发明还提供了维持对在物品表面上的涂层形成极好控制的优点。为了说明本发明的这个方面，把引发剂和含有悬垂的偶合基团的天然生物可降解的多糖一起处置于医疗物品的表面上。如果希望，可以处置生物活性剂。引发剂可以被处置在与天然生物可降解的多糖的混合物中，或者引发剂可以被单独地处置。这些化合物通常以流体状态(例如，悬浮于或溶解于水性液体中)处置，并可以使用在此所述的多种技术的任何一种来处置于物品表面上。在引发剂和天然生物可降解的多糖都被处置后，激活引发剂，导致悬垂的偶合基团的活化，偶合天然生物可降解的多糖分子，形成涂层。处置和激活的步骤可以多种方式(如在此所述的和/或本领域已知的)完成，从而精确地控制涂层的形成。例如，物品表面上的涂层厚度和位置可以通过使用在此所述的技术和/或本领域已知的技术来控制。

在以下方法中优选的方面，天然生物可降解的多糖选自直链淀粉和麦芽糖糊精。在以下方法的其它优选方面，天然生物可降解的多糖具有平均分子量500,000Da或更少、250,000Da或更少、100,000Da或更少或50,000Da或更少。具有平均分子量500Da或更大的天然生物可降解的多糖也是优选的。对于天然生物可降解的多糖，特别优选的大小范围是约1000Da至约10,000Da。

例如，在一些方面，所述方法包括如下步骤：(i)把包含(a)含有偶合基团的天然生物可降解的多糖，(b)引发剂，和(c)生物活性剂的组合物处置于表面上；和(ii)激活引发剂，以在表面上提供含有天然生物可降解的多糖和生物活性剂的涂敷的组合物。

在其它方面，所述方法包括如下步骤：(i)在表面上处置引发剂，(ii)把包含(a)含有偶合基团的天然生物可降解的多糖和(b)生物活性剂的组合物处置于表面上；和(iii)激活引发剂，以提供含有天然生物可降解的多糖和生物活性剂的涂敷的组合物。

在激活的步骤过程中，含天然生物可降解的多糖和生物活性剂的组合物接触引发剂，并且激活引发剂来促进两个或更多个天然生物可降解的多糖通过它们的偶合基团的交联。在优选的方面，天然生物可降解的多糖包含可聚合的基团，如烯键不饱和基团，并且引发剂能够开始可聚合的基团的自由基聚合。因此，在另一个实施方式中，本发明提供了一种涂敷表面的方法，它包括以下步骤：(i)在表面上处置包含(a)含烯键不饱和基团的天然生物可降解的多糖，(b)聚合引发剂，和(c)生物活性剂的组合物，且(ii)激活聚合引发剂来引起直链淀粉化合物的聚合，由此在表面上提供了含有天然生物可降解的多糖和生物活性剂的涂敷的组合物。

而在另一个方面，本发明提供了一种具有涂敷的组合物的医疗器械，所述涂敷的组合物含有众多的偶合的天然生物可降解的多糖和生物活性剂。

在一些实施方式中，本发明提供了制备生物可降解的涂层的方法，所述涂层含有(a)含有偶合基团的天然生物可降解的多糖和(b)含有生物活性剂的生物可降解的微粒。

在一些实施方式中，偶合基团可以被引发剂激活。因此，所述方法可以包括如下步骤：(i)把引发剂置于表面，(ii)处置包含(a)含有偶合基团的天然生物可降解的多糖和(b)含有生物活性剂的生物可降解的微粒的组合物；和(iii)激活引发剂来提供生物可降解的释放生物活性剂的涂敷的组合物，其包含天然生物可降解的多糖和含有生物活性剂的生物可降解的微粒。

在优选的方面，天然生物可降解的多糖包含可聚合的基团如烯键不饱和基团，并且引发剂能够引发可聚合的基团的自由基聚合。因此，在另外的实施方式中，本发明提供了一种涂敷表面的方法，它包括如下步骤：(i)在表面上处置包含(a)含有烯键不饱和基团的天然生物可降解的多糖、(b)聚合引发剂和(c)含生物活性剂的生物可降解的微粒的组合物，(ii)激活聚合引发剂引起天然生物可降解的多糖的聚合，由此提供了一种涂敷的组合物，其在天然生物可降解的多糖基质中包含生物可降解的微粒。

本发明还提供了制备涂敷的表面可替代的方法，所述涂敷的表面是生物可降解的并且含有可以释放生物活性剂的微粒。所述方法包括以两步或更多步骤在表面上处置至少以下的试剂：(a)含有第一偶合基团的天然生物可降解的多糖，(b)含有第二偶合基团的天然生物可降解的多糖，第二偶合基团与第一偶合基团反应，以及(c)含有生物活性剂的生物可降解的微粒。根据这个方法，试剂(a)和(b)相互反应，且被分别地处置于表面上，但是可以各自包含(c)。例如，首先将试剂(a)处置于表面上，然后含有试剂(b)和(c)的混合物处置于试剂(a)上。试剂(a)和(b)反应，使天然生物可降解的多糖连结在一起形成涂层，所述涂层包含(c)、生物可降解的微粒。

本发明还提供了制备生物可降解的封闭剂涂层的方法，所述涂层包含含有偶合基团的天然生物可降解的多糖；任选地将生物活性剂包含在封闭剂涂层中。

在一些实施方式中，所述方法包括如下步骤：(i)处置含有(a)具有偶合基团的天然生物可降解的多糖和(b)引发剂的封闭剂组合物，(ii)激活引发剂来形成封闭剂涂层。本发明的这个方面包括涂层方法，其中进行本体聚合方法。例如，在一些实施方式中，将包含聚合引发剂和具有可聚合基团的天然生物可降解的多糖的组合物处置在表面上。然后引发剂被激活来促进本体聚合以及缔合表面的的天然生物可降解的多糖的偶合。

在其它方面，所述方法包括如下步骤：(i)在表面处置引发剂，(ii)处置具有偶合基团的天然生物可降解的多糖，(iii)激活引发剂提供含有直链淀粉聚合物的涂敷的组合物。天然生物可降解的多糖可以随同其它的试剂(如果期望)一起处置在表面上。本发明的这个方面包括涂敷方法，其中进行接枝聚合方法。例如，在一些实施方式中，首先将聚合引发剂置于表面上，然后具有可聚合基固的天然生物可降解的多糖置于含有引发剂的表面上。引发剂被激活来促进自由基聚合以及表面上天然生物可降解的多糖的偶合。

在本发明的其它实施方式中，获得了包含具有偶合基团的天然生物可降解的多糖以及生物活性剂的水性组合物，并将其用于为表面提供封闭剂涂层的方法中。这种组合物可以通过混合天然生物可降解的多糖和生物活性剂，例如水溶性小分子、蛋白质或核酸来制得。在本发明优选的方面，生物活性剂是促凝血因子或促血栓形成因子。例如，生物活性剂可以是蛋白质如重组胶原，或者是与血小板上的受体结合诱导血小板聚集的其它蛋白质。

在本发明的一些方面，将涂层放置接触水性溶液，或涂层组合物的材料。假如引起天然生物可降解的多糖降解的酶(或其它降解剂)不是以足以引起材料实质上降解的量存在，在水溶液存在下涂层或涂层材料被设计为稳定的。

例如，本发明提供了贮存稳定的组合物，包含含有偶合基团的天然生物可降解的多糖。根据在此提供的详述，可以获得或制得这些组合物，然后在使用组合物形成生物可降解的涂层前贮存一段时间，在贮存的过程中没有发生天然生物可降解的多糖的显著的降解。

因此，本发明还提供了制备生物可降解的涂层的方法，它包括制备包含含有偶合基团的天然生物可降解的多糖的生物可降解的涂层组合物；贮存涂层组合物一段时间；然后使用涂层组合物来制得生物可降解的涂层。在贮存涂层组合物之前或之后，可以任选地加入一种或多种生物活性剂和/或微粒。

在相关的方面，本发明还提供了能够进行合成以及合成后程序的益处，其中天然生物可降解的多糖与水性组合物接触，且有了少的多糖降解的风险。例如，天然生物可降解的多糖可以和纯化用水性溶液接触，没有天然生物可降解的多糖显著地降解的风险。

还在另一个方面，本发明涉及在物品上形成的涂层的稳定性。本发明提供了一种方法，它包括获得具有涂层的物品，然后使物品与水性溶液接触，所述的涂层含有天然生物可降解的多糖。例如，水性溶液可以是储藏液、用于使涂敷的器械的表面水合的溶液、或水性消毒液。

在一些方面，涂层可以接触水性消毒液。医疗物品或医疗物品的部分可以制得具有涂层，并且可以处理这些物品来使物品的一个或多个部分，或者整个医疗物品灭菌。可以在使用医疗物品之前灭菌，和/或在一些情况下，可以在医疗物品的植入过程中灭菌。

在一些方面，本发明提供了一种通过使涂层和酶接触，使生物活性剂从生物可降解的涂层中释放的方法，所述的酶引起涂层的降解。在进行此方法的过程中，把涂敷的物品如可植入的医疗器械提供给受试者。涂敷的物品具有生物可降解的涂层，它包含具有悬垂的偶合基团的天然生物可降解的多糖，其中通过偶合基团的反应形成大量的天然生物可降解的多糖的交联基质，在物品的表面上形成涂层，并且其中涂层含有生物活性剂。然后再用糖酶接触涂层，该糖酶可以促进生物可降解的涂层的降解。

接触涂层的糖酶优选地特异性地降解涂层，使天然生物可降解的多糖降解并释放出生物活性剂。可用于特异性降解天然生物可降解的多糖涂层的糖酶的实例包括α-淀粉酶如唾液和胰α-淀粉酶；二糖酶如麦芽糖酶、乳糖酶和蔗糖酶；三糖酶；和葡萄糖淀粉酶(淀粉葡萄糖苷酶)。

糖酶可以给予受试者来增加植入器械周围，例如血清中或组织中的局部浓度，以便糖酶可以促进涂层的降解。示例性地引入糖酶的途径包括，局部注射、静脉内(IV)途径等。选择性地，通过直接增加涂敷的物品附近的糖酶浓度来促进降解，例如通过饮食方法或通过摄取或给予增加糖酶全身水平的化合物。

在其它情况下，糖酶可以提供于涂敷的物品的部分上。例如，糖酶可以从不具有天然生物可降解的聚合物涂敷的物品的部分流出。在这个方面，当糖酶释放时，其局部地作用于涂层，引起涂层降解并促进生物活性剂的释放。选择性地，糖酶可以存在于涂层的一个或多个部分中的微粒中。当糖酶从微粒中释放时，其引起涂层降解并促进生物活性剂的释放。

参照以下的非限制性的实施例，进一步地描述本发明。本领域技术人员应当理解的是在不偏离本发明的范围的情况下，实施方式可以进行多种改变。因此，本发明的范围应当不限于本申请描述的实施方式，只限于权利要求语言描述的实施方式和这些实施方式的等同方式。除非另有说明，所有百分比都是按重量计。

                    实施例1

            丙烯酸酯化的直链淀粉的合成

具有可聚合的乙烯基的直链淀粉是通过在250mL琥珀色瓶中混合0.75g直链淀粉(A0512；Aldrich)和100mL的二甲亚砜(JT Baker)，在搅拌下制得。一小时后，加入2mL三乙胺(TEA；Aldrich)，所得混合物在室温下搅动5分钟。随后，加入2mL的缩水甘油基丙烯酸酯(Polysciences)，让直链淀粉和缩水甘油基丙烯酸酯在室温搅拌下整夜反应。含有直链淀粉-缩水甘油基丙烯酸酯反应产物的混合物用DI水，采用连续流动透析来透析3天。将得到的丙烯酸酯化的直链淀粉(0.50g；产率71.4％)冻干并在室温下干燥避光保存。

                实施例2

            MTA-PAAm的合成

聚合引发剂是通过使具有光敏基团的甲基丙烯酰胺与丙烯酰胺共聚合化制得的。

首先制备甲基丙烯酰胺-氧代噻吨单体(N-[3-(7-甲基-9-氧代噻吨-3-甲酰氨基)丙基]甲基丙烯酰胺(MTA-APMA))。在配备干燥管的250mL圆底烧瓶中，将按照美国专利号5,858,653实施例2中描述方法制备得到的N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐(APMA)4.53g(25.4mmol)，悬浮于100mL无水氯仿中。按照美国专利号4,506,083中实施例D中描述的方法制备7-甲基-9-氧代噻吨-3-甲酸(MTA)。MTA-氯化物(MTA-Cl)按照美国专利号6,007,833实施例1中描述的方法制备。在冰浴中将浆液冷却后，在搅拌下将固体MTA-Cl(7.69g；26.6mmol)加入APMA-氯仿的混悬液中。然后用1.5小时加入含7.42mL(53.2mmol)TEA的20mL氯仿中的溶液，之后缓慢升温至室温。混合物在干燥管下于室温搅拌16小时。之后，将反应物用0.1N HCl洗涤并在加入少量的作为抑制剂的吩噻嗪后在真空中除去溶剂。所得产物在四氢呋喃(THF)/甲苯(3/1)中重结晶并风干后得到8.87g(88.7％产率)产物。MTA-APMA的结构用NMR分析得到确认。

然后使MTA-APMA在存在2-巯基乙醇(链转移剂)、N，N，N′，N′-四甲基乙二胺(共催化剂)和2，2′-偶氮二(2-甲基-丙腈)(自由基引发剂)下在DMSO中于室温下与丙烯酰胺共聚合。溶液用氮气喷射20分钟，密封，并在55℃下培养20小时。溶液用DI水使用连续流动透析透析3天。将得到的MTA-PAAm冻干、干燥贮存并在室温下避光保存。

                    实施例3

             直链淀粉涂层的形成

将100mg实施例1中制备的丙烯酸酯化的直链淀粉放置于8mL的琥珀色瓶中。向丙烯酸酯化的直链淀粉中加入3mg MTA-PAAm(冻干的)、2μL的2-NVP(N-乙烯基-2-吡咯烷酮；促进剂(Bimax))和1mL的1X磷酸盐缓冲盐水(1X PBS)。然后将试剂在振荡器上于37℃下混合1小时。将量为50μL的混合物放置于载玻片(2991FI；Esco)上，并用配备400-500nm滤光片(50mW/cm²)的EFOS 100 SS光照系统光照50秒。光照后，发现聚合物形成具有高弹体性质的半坚硬的凝胶。

                    实施例4

        溴甲基二苯甲酮(BMBP)的制备

将4-甲基二苯甲酮(750g；3.82摩尔)加入顶部装有搅拌器的5升Morton烧瓶中，并溶解于2850mL的苯中。然后加热溶液至回流，接着滴加含610g(3.82摩尔)溴的330mL苯溶液。滴加的速度大约为1.5mL/min，并且烧瓶用90瓦特(90焦耳/sec)的卤素聚光灯光照使反应开始。在灯上使用定时器，提供10％工作周期(开5秒，关40秒)，1小时后为20％工作期(开10秒，关40秒)。在加入结束时，用气相色谱法分析产物，发现其含有71％的期望的4-溴甲基二苯甲酮，8％的二溴代产物，以及20％未反应的4-甲基二苯甲酮。冷却后，反应混合物用含10g亚硫酸氢钠的100mL水溶液洗涤，接着用3×200mL的水洗涤。产物通过硫酸钠干燥，并从1∶3的甲苯：己烷重结晶两次。真空干燥后，分离出635g 4-溴甲基二苯甲酮，产率为60％，熔点为112℃-114℃。核磁共振(″NMR″)分析(¹H NMR(CDCl₃))与期望产物一致：芳香族质子7.20-7.80(m，9H)和亚甲基质子4.48(s，2H)。所有化学位移值是用ppm表示，来自四甲基甲硅烷内标物的低磁场。

                    实施例5

    亚乙基双(4-苯甲酰苄基二甲基铵)二溴化物的制备

将N，N，N′，N′-四甲基乙二胺(6g；51.7mmol)在搅拌下溶解于225mL的氯仿中。如实施例4所述将BMBP(29.15g；106.0mmol)作为固体加入，反应混合物在室温下搅拌72小时。此后，得到的固体过滤分离，并用冷氯仿漂洗白色固体。在真空中除去残余溶剂，分离出34.4g固体，产率为99.7％，熔点为218℃-220℃。NMR分光计分析与期望产物一致：¹H NMR(DMSO-d₆)芳香族质子7.20-7.80(m，18H)，苄基亚甲基4.80(br.s，4H)，胺亚甲基4.15(br.s，4H)和甲基(br.s，12H)。

                    实施例6

        在PET网织品上形成直链淀粉基质

将如实施例1所述的丙烯酸酯化的直链淀粉(100mg)放置于8mL琥珀色瓶中。向丙烯酸酯化的直链淀粉中加入如实施例5所述的亚乙基双(4-苯甲酰苄基二甲基铵)二溴化物(3mg)、2μl的2-NVP、以及1mL的1X磷酸盐缓冲盐水(1XPBS)，并在振荡器上于37℃下混合2小时。将混合物(250μl)涂敷在3cm×2cm聚对苯二甲酸乙二酯(PET)网状基底上(411μm单丝直径；Goodfellow Cambridge Ltd.，UK)。将涂有直链淀粉混合物的PET基底放置于Dymax Lightweld PC-2光照系统(Dymax Corp.；光强度6.5mW/cm²)中距离光源15cm的地方，照射60秒。光照后，发现涂布的直链淀粉混合物在PET基底上形成具有明显高弹体性质的半坚硬凝胶。

                    实施例7

    1-(6-氧代-6-羟基己基)马来酰亚胺(Mal-EACA)的制备

以下列方法制备马来酰亚胺功能性酸，并且将该酸用于实施例8。在配备顶置搅拌器和干燥管的3升三颈瓶中，将EACA(6-氨基己酸)，(100g；0.762摩尔)溶解于300mL的乙酸中。将马来酸酐(78.5g；0.801摩尔)溶解于200mL的乙酸中，并加入到EACA溶液中。将混合物在沸水浴中加热同时搅拌1小时，使产生白色固体。在室温下冷却整夜后，过滤收集固体，用己烷漂洗两次，每次漂洗用50mL。干燥后，(z)-4-氧代-5-氮杂-十一-2-烯二酸(化合物1)的产率为158-165g(90-95％)，熔点为160℃-165℃。¹H NMR分光计的分析与期望产物一致：¹H NMR(DMSO-d₆，400MHz)δ6.41，6.24(d，2H，J＝12.6Hz；乙烯基质子)，3.6-3.2(b，1H；酰胺质子)，3.20-3.14(m，2H：邻近氮原子的亚甲基)，2.20(t，2H，J＝7.3；邻近羰基的亚甲基)，1.53-1.44(m，4H；邻近中心亚甲基的亚甲基)，和1.32-1.26(m，2H；中心的亚甲基)。

向装备有顶置搅拌器、冷凝器、热电偶、添加漏斗、惰性气体入口以及加热套管的2升圆底烧瓶中，加入(z)-4-氧代-5-氮杂-十一-2-烯二酸(160g；0.698摩尔)、氯化锌280g(2.05摩尔)、以及吩噻嗪0.15g。将氯仿(CHCl₃)320mL加入2升反应烧瓶，开始搅拌混合物。用1小时加入三乙胺(480mL；348g，3.44摩尔(TEA))。之后用2小时加入氯三甲基硅烷(600mL；510g，4.69摩尔)。使反应物回流，并回流整夜(～16小时)。冷却反应物，并用15分钟将其加入装有由CHCl₃(500mL)、水(1.0升)、冰(300g)、以及12N盐酸(240mL)形成的混合物的20升容器中。搅拌15分钟后，检测水层确保其pH小于5。分离有机层，水层每次萃取用CHCl₃(700mL)萃取三次。合并有机层，并在旋转蒸发器上蒸发。然后将残余物放置于20升的容器中。将含碳酸氢钠(192g)的水(2.4升)溶液加入残余物。搅拌碳酸氢钠溶液直到固体溶解。用盐酸溶液(26升1.1N)在5分钟内处理碳酸氢盐溶液使其pH低于2。然后将酸化的混合物用两部分CHCl₃(1.2升和0.8升)分两次萃取。通过硫酸钠干燥合并的萃取物并蒸发。残余物用甲苯和己烷重结晶。然后过滤分离得到结晶产物并干燥得到85.6g白色的N-(6-氧代-6-羟基己基)马来酰亚胺(Mal-EACA；化合物2)。NMR分光计的分析与期望产物一致：¹H NMR(CDCl₃，400MHz)δ6.72(s，2H；马来酰亚胺质子)，3.52(t，2H，J＝7.2Hz；邻近马来酰亚胺的亚甲基)，2.35(t，2H，J＝7.4；邻近羰基的亚甲基)，1.69-1.57(m，4H；邻近中心亚甲基的亚甲基)，以及1.39-1.30(m，2H；中心亚甲基)。该产物的DSC(差示扫描量热计)熔点峰为89.9℃。

                化合物1

                化合物2

                实施例8

    N-(5-异氰酸根合戊基)马来酰亚胺(Mal-C5-NCO)的制备

把来自实施例7的Mal-EACA(5.0g；23.5毫摩尔)和CHCl₃(25mL)放置于100mL圆底烧瓶中，并在冰浴中冷却下用磁棒搅拌。加入草酰氯(10.3mL；～15g；118毫摩尔)，反应物回到室温并搅拌整夜。在旋转蒸发器上除去挥发物，残余物与CHCl₃共沸三次，每次用10mL。将中间产物Mal-EAC-Cl[N-(6-氧代-6-氯己基)马来酰亚胺](化合物3)溶解于丙酮(10mL)中，并加入冷的(冰浴)搅动的含叠氮化钠(2.23g；34.3毫摩尔)的水(10mL)溶液中。在冰浴中搅动该混合物1小时。在冰浴中撇开有机层，水层用CHCl₃萃取三次，每次10mL。酰基叠氮化物的所有操作均在冰浴温度下进行。合并的叠氮化物反应的有机溶液，通过无水硫酸钠干燥1小时。N-(6-氧代-6-叠氮己基)马来酰亚胺(化合物4)溶液通过在分子筛上轻轻旋转整夜，进行进一步干燥。过滤冷的叠氮化物溶液，加入回流的CHCl₃中，在10分钟内加入5mL。叠氮化物溶液回流2小时。得到的Mal-C5-NCO(化合物5)溶液重量为55.5g，避湿保存。取异氰酸酯溶液样品136mg，经蒸发，并用DBB(1，4-二溴苯)7.54mg和氯仿-d，0.9mL处理：¹H NMR(CDCl₃，400MHz)66.72(s，2H)，3.55(t，2H，J＝7.2Hz)，3.32(t，2H，J＝6.6Hz)，1.70-1.59(m，4H)，1.44-1.35(m，2H)。NMR光谱与期望产物一致。DBB内标δ在7.38(积分值为2.0，4H；每摩尔产物)用于估计溶液中Mal-C5-NCO的摩尔数。理论上计算出的溶液中的产物量为23.2毫摩尔，产率为98％。NCO试剂(浓度为0.42毫摩尔/g)用于在实施例14中制备大分子单体。

                化合物3

                化合物4

                        化合物5

                        实施例9

    3-(丙烯酰基氧基)丙酸(丙烯酸2-羧乙基酯；CEA)的制备

将丙烯酸(100g；1.39摩尔)和吩噻嗪(0.1g)放置于500mL的圆底烧瓶中。反应物在92℃下搅拌14个小时。在旋转蒸发器上用机械真空泵于25℃下除去多余的丙烯酸。得到的残余物的量为51.3g。CEA(化合物6)不经纯化用于实施例10。

                        化合物6

                        实施例10

        3-氯-3-氧代丙基丙烯酸酯(CEA-Cl)的制备

将来自实施例9的CEA(51g；～0.35摩尔)和二甲基甲酰胺(DMF；0.2mL；0.26毫摩尔)溶解于CH₂Cl₃(100mL)中。在200mm压力下，在冰浴中，将CEA溶液缓慢地(在2个小时内)加入装有草酰氯(53mL；0.61摩尔)、DMF(0.2mL；2.6毫摩尔)、蒽醌(0.5g；2.4毫摩尔)、吩噻嗪(0.1g，0.5毫摩尔)和CH₂Cl₃(75mL)的搅拌溶液的500mL圆底烧瓶中。用干冰冷凝器将CH₂Cl₃保留在反应烧瓶中。加入完成后，反应在室温下搅拌过夜。反应溶液的重量为369g。CEA-Cl(化合物7)反应溶液(124mg)样品用1，4-二溴苯(DBB，6.85mg)处理，并溶于CDCl₃中：¹H NMR(CDCl₃，400MHz)67.38(s，4H；DBB内标)，6.45(d，1H，J＝17.4Hz)，6.13(dd，1H，J＝17.4，10.4Hz)，5.90(d，1H，J＝10.4Hz)，4.47(t，2H，J＝5.9Hz)，3.28(t，2H，J＝5.9)。光谱与期望产物一致。通过积分，0.394摩尔的DBB对应于1.0摩尔的CEA-Cl，得到计算产率61％。市场上可购得的CEA(426g；Aldrich)按照与上述相似的步骤与草酰氯(532mL)反应。残余的CEA-Cl(490g)采用油浴于140℃下，在18mm Hg压力下蒸馏。馏出物的温度达到98℃，收集得150g馏出物。馏出物在120℃的最高浴温度，18mm Hg压力下重蒸馏。馏出物的温度为30℃至70℃，得到11g物质。馏出物似乎为3-氯-3-氧代丙基3-氯丙酸盐。第二次蒸馏的残余物(125g；理论值26％)用于实施例11。

                    化合物7

                    实施例11

    3-叠氮基-3-氧代丙基丙烯酸酯(CEA-N3)的制备

将来自实施例10的CEA-Cl(109.2g；0.671摩尔)溶解于丙酮(135mL)。将叠氮化钠(57.2g；0.806摩尔)溶解于水(135mL)并冷却。然后在冰浴中，在强烈搅拌1.5小时下将CEA-Cl溶液加入冷却的叠氮化物溶液。反应混合物萃取两次，每次萃取用150mL的CHCl₃。把CHCl₃溶液通过直径为40mm，长为127mm的硅胶柱。3-叠氮基-3-氧代丙基丙烯酸酯(化合物8)溶液在4℃下，通过干燥的分子筛轻轻地搅动过夜。干燥的溶液不经纯化用于实施例12。

                    化合物8

                    实施例12

    2-异氰酸根合乙基丙烯酸酯(EA-NCO)的制备

将干燥的叠氮化物溶液(得自实施例11)缓慢加入回流的CHCl₃，75mL中。加入完毕后，继续回流2小时。EA-NCO(化合物9)溶液(594.3g)避湿保存。取EA-NCO溶液(283.4mg)样品与DBB(8.6mg)混合并蒸发。将残余物溶解于CDCl₃：¹H NMR(CDCl₃，400MHz)δ7.38(s，4H；DBB内标)，6.50(d，1H，J＝17.3Hz)，6.19(dd，1H，J＝17.3，10.5Hz)，5.93(d，1H，J＝10.5Hz)，4.32(t，2H，J＝5.3Hz)，3.59(t，2H，J＝5.3)。光谱与期望EA-NCO一致。通过积分，0.165摩尔DBB对应于1.0摩尔的EA-NCO，得到的计算浓度为110mg EA-NCO/g溶液。EA-NCO溶液用于制备实施例13中的大分子单体。

                    化合物9

                    实施例13

    制备麦芽糖糊精-丙烯酸酯大分子单体(MD-丙烯酸酯)

将麦芽糖糊精(MD；Aldrich；9.64g；～3.21毫摩尔；DE(葡萄糖当量)：4.0-7.0)溶解于60mL的二甲亚砜(IMSO)中。计算麦芽糖糊精的大小为2,000Da-4,000Da。实施例12的EA-NCO溶液(24.73g；19.3毫摩尔)经蒸发并溶解于干燥的DMSO(7.5mL)中。将这两个DMSO溶液混合并加热至55℃过夜。将DMSO溶液放置于透析袋(1000MWCO，45mm平展宽度×50cm长度)中，并用水透析3天。将大分子单体溶液过滤并冻干得到7.91g白色固体。将大分子单体(49mg)样品和DBB(4.84mg)溶解于0.8mL DMSO-d₆中：¹H NMR(DMSO-d₆，400MHz)δ7.38(s，4H；内标物积分值2.7815)，6.50，6.19，和5.93(双重峰，3H；乙烯基质子积分值3.0696)。计算的大分子单体的丙烯酸酯负荷量为0.616微摩尔/毫克聚合物。测定大分子单体制备基质的能力(实施例15&16)，包括制备FITC-葡聚糖(实施例19)和涂层(实施例18)的能力。

                    实施例14

    制备麦芽糖糊精-马来酰亚胺大分子单体(MD-Mal)

用与实施例13相似的步骤制备MD-Mal大分子单体。将实施例8的Mal-C5-NCO溶液(0.412g；1.98毫摩尔)蒸发并溶解于干燥的DMSO(2mL)中。将MD(0.991g；0.33毫摩尔)溶解于DMSO(5mL)。将DMSO溶液合并，并在55℃下搅动16小时。经透析和冻干得到0.566g产物。将大分子单体(44mg)样品和DBB(2.74mg)溶解于0.8mL DMSO-d₆：¹H NMR(DMSO-d₆，400MHz)δ7.38(s，4H；内标物积分值2.3832)，6.9(s，2H；马来酰亚胺质子积分值1.000)。计算出的大分子单体的丙烯酸酯负荷量为0.222微摩尔/毫克聚合物。测定大分子单体制备基质的能力(见实施例17)。

                实施例15

使用MTA-PAAm形成麦芽糖糊精-丙烯酸酯生物可降解的基质

将按照实施例13制备的250mg MD-丙烯酸酯放置于8mL琥珀色瓶中。向MD-丙烯酸酯中加入3mg MTA-PAAm(冻干的)、2μL2-NVP和1mL的1X磷酸盐缓冲盐水(1XPBS)。然后将试剂在振荡器上于37℃下混合1小时。将50μL混合物放置于载玻片上，并用装备400-500nm滤光片的EFOS 100SS光照系统光照40秒。光照后，发现聚合物形成具有高弹体性质的半坚硬凝胶。

                实施例16

    使用樟脑醌形成MD-丙烯酸酯生物可降解的基质

将按照实施例13制备的250mg MD-丙烯酸酯放置于8mL的琥珀色瓶中。向MD-丙烯酸酯中加入14mg的樟脑醌-10-磺酸水合物(Toronto Research Chemicals，Inc.)、3μL 2-NVP和1mL蒸馏水。将试剂在振荡器上于37℃混合1小时。将50μL混合物放置于载玻片上，并用SmartliteIQ^TM LED治疗光(Dentsply Caulk)光照40秒。光照后，发现聚合物形成具有高弹体性质的半坚硬凝胶。

                实施例17

    使用MTA-PAAm形成MD-Mal生物可降解的基质

将按照实施例14制备的250mg MD-Mal放置于8mL琥珀色瓶中。向MD-Mal中加入3mg MTA-PAAm(冻干的)、2μL 2-NVP和1mL的1X磷酸盐缓冲盐水(1X PBS)。将试剂在振荡器上于37℃下混合1小时。将50μL混合物放置于载玻片上，并用装备400-500nm滤光片的EFOS 100 SS光照系统光照40秒。光照后，发现聚合物形成具有高弹体性质的半坚硬凝胶。

                实施例18

        用MD-丙烯酸酯涂敷PEBAX^小棒

将按照美国专利号5,637,460中所述制备的100mg的光衍生的聚(乙烯吡咯烷酮)(光-PVP)，和按照美国专利号5,414,075(实施例1)中描述制备的并可在市场上从SurModics，Inc.(Eden Prairie，MN)作为PR01购得的的光引发剂四(4-苯甲酰苯基甲氧基甲基)甲烷(5mg)与10mL异丙醇(IPA；Fisher)混合1分钟。将1mL的混合物放置于1.8mL埃彭道夫管(VWR)中。将1.2cm的PEBAX^小棒(Medical Profiles，Inc)浸于溶液中10秒，浸渍速率为0.1cm/秒，并以相同的速率取出。让小棒风干5分钟。将小棒放置在Dymax Lightweld PC-2光照系统(Dymax Corp.；光强度6.5mW/cm²)中，距离光源30cm处，光照射180秒，然后移开。

将根据实施例13制备的250mg的MD-丙烯酸酯放置于8mL琥珀色瓶中。向MD-丙烯酸酯中加入按照美国专利号6,278,018(实施例1)制备的并可从SurModics，Inc.(Eden Prairie，MN)作为PR04购得的4，5-二(4-苯甲酰苯基亚甲氧基)苯-1，3-二磺酸(5mg)、以及1mL的1X磷酸盐缓冲盐水(1X PBS)。然后将试剂在振荡器上于37℃下混合1小时。将1mL的混合物放置于1.8mL的埃彭道夫管(VWR)中。将光PVP/PR01涂敷的PEBAX^小棒在混合物中浸30秒，浸渍的速率为0.3cm/s，并以相同的速率取出。将小棒立即放置在Dymax LightweldPC-2光照系统(Dymax Corp.；光强度6.5mW/cm²)中，距离光源30cm处，光照射180秒，然后移开。

MD-丙烯酸酯涂敷的小棒在扫描电子显微镜(SEM；LEO Supra35VP)下检查；MD-丙烯酸酯涂层厚度为2.1μm至2.5μm，平均涂层厚度为2.3μm。

                实施例19

    生物活性剂掺入/从MD-丙烯酸酯基质中释放

将按照实施例13制备的500mg的MD-丙烯酸酯放置于8mL的琥珀色瓶中。向MD-丙烯酸酯中加入3mg的MTA-PAAm(冻干的)、2μL 2-NVP以及1mL 1X磷酸盐缓冲盐水(1X PBS)。将试剂在振荡器上于37℃下混合1小时。向该混合物加入5mg的70kD FITC-葡聚糖或5mg 10kD FITC-葡聚糖(Sigma)并涡旋30秒。将200μL的混合物放置在聚四氟乙烯孔板(直径8mm，深4mm)中，并用装备400-500nm滤光片的EFOS 100SS光照系统照射40秒。照射后，将基质转移至于12孔板(Falcon)并放在含有0.6mL的PBS的孔中。6天每次间隔一天，从每个孔中取去150μL PBS并放入96孔板。将剩余的850μL从样品中除去，并用1mL新鲜PBS代替。将96孔板在分光光度计(Shimadzu)上以490吸收度分析FITC-葡聚糖。结果显示至少70％可探测的10kd或70kD FITC-葡聚糖在2天后从基质中释放出来。肉眼观察显示非量化量的10kd或70kD FITC-葡聚糖在6天后仍留在基质中。

                实施例20

        MD-丙烯酸酯基质的酶降解

在37℃下将MD-丙烯酸酯涂敷的PEBAX小棒(来自实施例18)放置于转动的板上5mL包含24μg的α-淀粉酶(Sigma；catalog#A6814)的1X磷酸盐缓冲盐水(PBS)中7天。7天后，将小棒从PBS中取出，并用蒸馏水洗涤。然后将小棒在扫描电子显微镜(LEO Supra 35VP)下检查；经检查，未检测到MD-丙烯酸酯涂层的痕迹。作为对照，将MD-丙烯酸酯-涂敷的PEBAX放置在不包含α-淀粉酶的1X磷酸盐缓冲盐水(PBS)中；经检查，MD-丙烯酸酯涂层是完整的，并显示没有降解的迹象。

Claims (21)

1、一种含有生物可降解的涂层的物品，该涂层包含天然生物可降解的多糖，该多糖含有一个或多个悬垂的偶合基团，其中通过偶合基团的反应形成众多天然生物可降解的多糖的交联基质在该物品的表面上形成所述涂层，并且其中该生物可降解的多糖具有500,000Da或更小的分子量。

2、权利要求1的生物可降解的涂层，其中所述天然生物可降解的多糖具有500Da或更大的分子量。

3、权利要求2的生物可降解的涂层，其中所述天然生物可降解的多糖具有1000Da-10,000Da范围的分子量。

4、权利要求1的生物可降解的涂层，其中所述天然生物可降解的多糖选自包括直链淀粉、麦芽糖糊精、支链淀粉、淀粉、葡聚糖、透明质酸、肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、硫酸角质素、硫酸葡聚糖、多硫酸戊聚糖和脱乙酰壳多糖的多糖的组。

5、权利要求4的生物可降解的涂层，其中所述生物可降解的多糖选自直链淀粉和麦芽糖糊精。

6、权利要求1的生物可降解的涂层，其中所述偶合基团是可聚合的基团。

7、权利要求1的生物可降解的涂层，其中所述可聚合的基团选自乙烯基基团、丙烯酸酯基团、甲基丙烯酸酯基团、乙基丙烯酸酯基团、2-苯基丙烯酸酯基团、丙烯酰胺基团、甲基丙烯酰胺基团、衣康酸酯基团和苯乙烯基团。

8、权利要求1的生物可降解的涂层，其中所述偶合基团以每毫克天然生物可降解的多糖中0.7微摩尔或更少的偶合基团的量存在于天然生物可降解的多糖上。

9、权利要求8的生物可降解的涂层，其中所述偶合基团以每毫克天然生物可降解的多糖中0.3至0.7微摩尔的偶合基团的量存在于天然生物可降解的多糖上。

10、权利要求1的生物可降解的涂层，其中所述物品是可植入的医疗物品。

11、权利要求1的生物可降解的涂层，其中该涂层含有生物活性剂。

12、权利要求11的生物可降解的涂层，其中所述生物活性剂选自包括多肽、核酸和多糖的组。

13、权利要求11的生物可降解的涂层，其中所述生物活性剂具10,000Da或更大的分子量。

14、权利要求11的生物可降解的涂层，其中所述生物活性剂促进血栓形成。

15、权利要求1的生物可降解的涂层，它含有微球。

16、权利要求15的生物可降解的涂层，其中所述微球含有选自抗增殖剂、抗有丝分裂剂和抗生素的生物活性剂。

17、一种形成生物可降解的涂层的方法，它包括如下步骤：(a)提供物品；(b)将涂层组合物处置在该物品上，该涂层组合物包含天然生物可降解的多糖，该多糖含有一个或多个悬垂的偶合基团，其中所述生物可降解的多糖具有500,000Da或更小的分子量，其中所述处置步骤促进众多的天然生物可降解的多糖的交联基质的形成。

18、权利要求17的方法，其中所述一个或多个悬垂的偶合基团含有可聚合的基团，其中涂层组合物含有聚合引发剂，并且其中所述处置步骤包括激活该聚合引发剂。

19、权利要求18的方法，其中聚合引发剂含有光反应性基团。

20、一种含有生物可降解的涂层的物品，其中该涂层含有选自直链淀粉和麦芽糖糊精的天然生物可降解的多糖，该天然生物可降解的多糖含有一个或多个悬垂的偶合基团，其中通过偶合基团的反应形成众多的天然生物可降解的多糖的交联基质在所述物品的表面上形成所述涂层。

21、一种向受试者递送生物活性剂的方法，该方法包括如下步骤：(a)向受试者提供涂敷的物品，具有生物可降解的涂层的涂敷的物品包含具有悬垂的偶合基团的天然生物可降解的多糖，其中通过偶合基团的反应形成众多的天然生物可降解的多糖的交联基质在所述物品的表面上形成所述涂层，并且该涂层含有生物活性剂；(b)通过增加涂敷的物品附近的糖酶浓度来促进生物可降解涂层的降解和生物活性剂的释放。