【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体内の管腔に生じた狭窄部の改善に使用される体内埋込医療器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、血管、胆管、気管、食道、尿道などの生体内の管腔に生じた狭窄部を改善するためにステントと呼ばれる体内埋込医療器具が使用されている。ステントとは、血管あるいは他の管腔が狭窄もしくは閉塞することによって生じる様々な疾患を治療するために、その狭窄部もしくは閉塞部である病変部を拡張し、その内腔を開存状態に維持するためにそこに留置することができる中空管状の医療用具である。例えば心臓の冠状動脈においては、経皮的冠動脈形成術（ＰＴＣＡ）後の再狭窄防止を目的として用いられている。このステントと呼ばれる中空管状の医療器具を術後に血管内に留置することにより、急性の血管閉塞および再狭窄率を低下させることには成功したが、ステントを用いた場合においても、半年後のフォローアップ等により、ステント留置部に平均２０％前後の割合で再狭窄が認められており、再狭窄の問題は依然として大きな課題として残されている。
【０００３】
再狭窄が起こる原因としては、これまで様々な説が考えられている。例えば、ステントの留置によりステント周囲の平滑筋細胞のフェノタイプが収縮型から合成型に変化してステント内腔側へ遊走・過増殖することにより経時的に内膜肥厚が起こり結果的に再狭窄となる場合、また、ＰＴＣＡの手技中にバルーン拡張、ステント拡張により血管内皮細胞が広範に剥離され、そこに急激に血栓形成されたことによる急性冠閉塞、ウイルス感染による説などが知られる。最近では、前記した平滑筋細胞の過増殖を抑えることにより再狭窄を予防する手段として、ステントに抗血管形成ファクタ、例えば、タキソール（特許文献１参照。）、免疫抑制剤（非特許文献１参照。）等の薬剤をコーティングした薬剤徐放ステント（ＤＲＵＧ ＥＬＵＴＩＮＧ ＳＴＥＮＴ）が盛んに研究開発され良い結果をもたらしているとの報告もある。しかしながら、薬剤徐放ステントを用いた場合、薬剤の平滑筋細胞増殖抑制効果が高い反面、血管内皮細胞による内皮化を遅くするまたは内皮化しないといった結果（非特許文献２参照。）を招くことが懸念される。血管の内皮化により、平滑筋細胞の内腔側への遊走が抑えられることや血管内皮細胞により抗血栓性が発現されることを考えると、この問題は、長期的な観点からは内皮化による血管リモデリングの終息を大幅に遅らせてしまっているとも考えられる。
また、Ｄｒｕｇ Ｅｌｕｔｉｎｇ Ｓｔｅｎｔについては、薬剤が完全に徐放した後のステント表面の血栓性の問題や組織炎症反応誘発の可能性が懸念されており、ステントが新生内膜に埋め込まれた場合のステント組織界面の生体適合性の問題が指摘されている。
【０００４】
【特許文献１】
特表平９−５０３４８８号公報
【非特許文献１】
Ｔ．Ｓｕｚｕｋｉ，ｅｔ ａｌ．，“Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ”．２００１，１０４，ｐ．１１８８
【非特許文献２】
Ｃｒｉｓ Ｇｌｏｖｅｒ，ｅｔ ａｌ．，“Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｈｅａｒｔ Ｊｏｕｒｎａｌ”，２００２，１４４，ｐ．７０２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、生体内の管腔に直接、局所的に適用することが可能であり、なおかつ内皮細胞前駆物質を特異的に吸着・接着させて、内皮細胞本来の生理活性を維持したまま固定することにより、平滑筋細胞の吸着・接着を抑制し、内皮細胞本来の抗血栓性を発現させて、再狭窄を確実に抑制する体内埋込医療器具を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（４）の本発明により達成される。
【０００７】
（１）生体内の管腔に留置するための体内埋込医療器具であって、前記体内埋込医療器具は少なくとも、ペプチドを有する表面を有しており、前記ペプチドは、前記体内埋込医療器具を前記管腔に留置した際に内皮細胞前駆物質を吸着・接着させることが可能であるアミノ酸配列を有することを特徴とする体内埋込医療器具。
【０００８】
（２）前記アミノ酸配列が、Ａｒｇ−Ｇｌｕ−Ａｓｐ−Ｖａｌ（ＲＥＤＶ）（配列番号１）、Ａｒｇ−Ｇｌｙ−Ａｓｐ（ＲＧＤ）（配列番号２）、Ｔｙｒ−Ｉｌｅ−Ｇｌｙ−Ｓｅｒ−Ａｒｇ（ＹＩＧＳＲ）（配列番号３）のいずれかであることを特徴とする（１）に記載の体内埋込医療器具。
【０００９】
（３）前記ペプチドはスペーサーとしてポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を介して前記体内埋込医療器具の表面を修飾していることを特徴とする（１）に記載の体内埋込医療器具。
【００１０】
（４）前記体内埋込医療器具が、ステントであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の体内埋込医療器具。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の体内埋込医療器具について詳細に説明する。
【００１２】
本発明の体内埋込医療器具は、組織または血液を含めた体液中の内皮細胞前駆物質を吸着・接着させることが可能であるアミノ酸配列を有するペプチドにより修飾された表面を有していることを特徴としている。
【００１３】
本発明の体内埋込医療器具は、例えばステント、カテーテル、バルーン、血管補綴材、人工血管等が挙げられるが、中でも生体内の管腔に生じた狭窄部を拡張し、その拡張された内腔を確保するためにそこに長期間留置することが可能であるステントがより好ましい形態である。
また、ステントの中でもステントがフィルムやシートによりカバーされた形態であるカバードステントが、ペプチドを接着処理できる面積の大きさから更に大きな効果を発揮する形態として挙げられる。
【００１４】
本発明の体内埋込医療器具は、高分子材料、金属材料、炭素繊維、セラミックス等で形成されている。
具体的には、金属材料としては、例えばステンレス鋼、タンタル、チタン、ニッケルチタン合金、タンタルチタン合金、ニッケルアルミニウム合金、インコネル、金、プラチナ、イリジウム、タングステン、コバルト系合金等が挙げられる。ステンレス鋼の中では、耐食性が良好であるＳＵＳ３１６Ｌが好適である。高分子材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、セルロースアセテート、セルロースナイトレート等のセルロース系ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等の含フッ素ポリマー等が挙げられる。
【００１５】
本発明の体内埋込医療器具の表面は、組織または血液を含めた体液中の内皮細胞前駆物質を吸着・接着させることが可能であるアミノ酸配列を有するペプチドで修飾されており、体内埋込医療器具を生体内の管腔の狭窄部に留置した際に、そのペプチドが留置部位の組織または血液中の内皮細胞前駆物質と特異的な相互作用を発現し、体内埋込医療器具表面に内皮細胞前駆物質を吸着・接着させる。
【００１６】
組織または血液を含めた体液中の内皮細胞前駆物質と特異的な相互作用を発現することが可能であるアミノ酸配列は現在までにいくつか知られている。これらのアミノ酸配列は細胞接着因子の一種であるインテグリンのアミノ酸配列を模していることが内皮細胞前駆物質に対して特異的な相互作用を持つひとつの要因とされている。そして、これらのアミノ酸配列を有するペプチドは細胞培養工程などで使われるマイクロアレイや細胞分離膜等に用いられている。
【００１７】
本発明に用いる内皮細胞前駆物質と特異的な相互作用を有するペプチドは、前記マイクロアレイや細胞分離膜に用いられるものと同様のものであれば特に限定されないが、例えば少なくともＡｒｇ−Ｇｌｕ−Ａｓｐ−Ｖａｌ（ＲＥＤＶ）、Ａｒｇ−Ｇｌｙ−Ａｓｐ（ＲＧＤ）、Ｔｙｒ−Ｉｌｅ−Ｇｌｙ−Ｓｅｒ−Ａｒｇ（ＹＩＧＳＲ）のいずれかのアミノ酸配列を有しているものが挙げられる。
【００１８】
前記アミノ酸配列を有するペプチドの分子量は特に限定されないが、滅菌工程での安定性や目的部位への到達性（デリバリー性）から、好ましくはＭｗ３８２〜１００００、さらに好ましくはＭｗ５００〜５０００、最も好ましくはＭｗ６００〜８５０である。
【００１９】
体内埋込医療器具の表面に搭載されるペプチドの量は特に限定されず、体内埋込医療器具の表面に吸着させたい内皮細胞前駆物質の量によって適宜選択される。好ましくは１０ｆｍｏｌ／ｃｍ２ 〜１０ｍｍｏｌ／ｃｍ２ 、より好ましくは１ｐｍｏｌ／ｃｍ２ 〜１０μｍｏｌ／ｃｍ２ 、最も好ましくは１０ｐｍｏｌ／ｃｍ２ 〜１０ｎｍｏｌ／ｃｍ２ である。
【００２０】
組織または血液を含めた体液中の内皮細胞前駆物質と特異的な相互作用を発現することが可能であるアミノ酸配列を有するペプチドの体内埋込医療器具表面への修飾形態は特に限定されないが、少なくとも血管内腔側の体内埋込医療器具表面または血管壁側の体内埋込医療器具表面の一方の表面にペプチドが存在していれば良く、体内埋込医療器具内外表面に均一または不均一に存在していても良い。ただし、内皮細胞前駆物質は血流中に多く存在することから、吸着効率を良くするには、血流に多く接触する側の体内埋込医療器具表面にペプチドがより多く存在している方が好ましい。また、体内埋込医療器具表面に修飾されるペプチドは、一種のみならず数種のアミノ酸配列が存在していても良く、要求される吸着性能を満たすように適宜設計されてもよい。
【００２１】
組織または血液を含めた体液中の内皮細胞前駆物質を吸着・接着させることが可能であるアミノ酸配列を有するペプチドの体内埋込医療器具表面への修飾法は特に限定されず、例えば体内埋込医療器具表面に直接化学的にペプチドを共有結合またはイオン結合させても良く、また、あらかじめ表面処理された官能基を有する体内埋込医療器具表面に共有結合またはイオン結合させても良く、更に体内埋込医療器具への組織または血液を含めた体液中の細胞やタンパクの非特異的な相互作用を抑え、特異的な相互作用を発現させやすくするために、体内埋込医療器具の表面にポリエチレングリコールのようなスペーサーを介してペプチドを共有結合させても良い。具体的な結合方法としては、エステル結合、アミド結合、チオレート結合等が挙げられる。
【００２２】
例えば図２のようにペプチド３を直接ステント１等の体内埋込医療器具表面に導入、固定化しても良く、また図３のようにステント１等の体内埋込医療器具の表面にスペーサー４を介してペプチド３を結合しても良い。
また別に、体内埋込医療器具の表面をシランカップリング剤等の表面処理剤またはポリマーを被覆した表面を作製することにより、より多くの官能基を導入し、その表面にペプチドを導入、固定化しても良い。ここで言うポリマーは始めから官能基を有しているポリマーを使用する必要はなく、官能基を持たない場合には、必要に応じてプラズマ処理やコロナ放電処理等の表面処理を行うことで官能基を導入してやれば良い。
【００２３】
具体的には、例えば体内埋込医療器具がステンレス等の金属で形成されている場合は、体内埋込医療器具表面を電解研磨により酸化し、表面に水酸基を導入し、この水酸基と内皮細胞前駆物質を特異的に吸着・接着させるアミノ酸配列の両端にアミノ酸を付加させたペプチドの末端のカルボキシル基を反応させてエステル結合を形成し、共有結合により体内埋込医療器具表面に固定することができる。
また、例えば体内埋込医療器具表面がポリウレタン等のポリマーである場合は、ウレタン結合の水素を引き抜きそこにペプチドを共有結合することができる。その他の反応形態としては生分解性ポリマーの加水分解により、カルボキシル基または水酸基を産生させて、そこにエステル結合またはアミド結合により共有結合させることができる。
【００２４】
更にペプチドの細胞やタンパクの吸着の選択性を増すために、スペーサーを用いてペプチドを導入、固定化しても良い。この場合に用いられるスペーサーとしては、ペプチドの血液や体液への接触を妨げなければいかなるものであっても良く、特に限定されないが、例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、Ｃ１２〜Ｃ１８の炭化水素基、オリゴエチレングリコール、エチレングリコール等が挙げられる。中でも組織や血液に対する適合性が高く、分子鎖の運動性の最も高いポリエチレングリコールが好ましい。ＰＥＧは目的部位への到達性（デリバリー性）や特異的な吸着性の観点から、好ましくは分子量Ｍｗ１０〜３０ｋＤ、さらに好ましくは１５〜２５ｋＤである。
【００２５】
体内埋込医療器具表面にスペーサーを用いてペプチドを導入、固定化する方法は特に限定されず、例えば体内埋込医療器具表面に電解研磨等により水酸基を導入し、この水酸基と、末端にカルボキシル基と水酸基を有するスペーサーのカルボキシル基とを反応させ、エステル結合を形成させた後、片末端の水酸基と内皮細胞前駆物質を特異的に吸着・接着させるアミノ酸配列の両端にアミノ酸を付加させたペプチドの末端のカルボキシル基を反応させてエステル結合を形成し、ペプチドを前記体内埋込医療器具表面に固定しても良く、また、両末端をカルボキシル基としたスペーサーとペプチドとをアミド結合した後に、スペーサーのもう一方のカルボキシル基と体内埋込医療器具表面の水酸基をエステル結合により固定しても良い。
【００２６】
ペプチドを体内埋込医療器具またはスペーサーと結合するとき、内皮細胞前駆物質を特異的に吸着・接着させるアミノ酸配列の損傷を防止するために、そのアミノ酸配列の両端にアミノ酸を付加させる。その付加させるアミノ酸の種類は特に限定されないが、Ｇｌｙｃｉｎｅ、Ｔｙｒｏｓｉｎｅが好ましい。
【００２７】
以下、体内埋込医療器具がステントである場合について添付図面に示す好適な実施の形態に基づいてより詳細に説明する。
ステントは、両末端部が開口し、該両末端部の間を長手方向に延在する円筒体である。円筒体の側面は、その外側面と内側面とを連通する多数の切欠部を有し、この切欠部が変形することによって、円筒体の径方向に拡縮可能な構造になっており、血管のような脈管、または胆管等の生体管腔内に留置され、その形状を維持する。
図１に示す態様において、ステントは、線状部材２からなり、内部に切り欠き部を有する略菱形の要素１１を基本単位とする。複数の略菱形の要素１１が、その短軸方向に連続して配置され結合することで環状ユニット１２をなしている。環状ユニット１２は、隣接する環状ユニットと線状の連結部材１３を介して接続されている。これにより複数の環状ユニット１２が一部結合した状態でその軸方向に連続して配置される。
【００２８】
本発明において、ステントは図示した態様に限定されず、両末端部が開口し、該両末端部の間を長手方向に延在する円筒体であって、その側面上に、外側面と内側面とを連通する多数の切欠部を有し、この切欠部が変形することによって、円筒体の径方向に拡縮可能な構造を広く含む。
【００２９】
該ステントは、金属材料または高分子材料より形成されており、形状としては例えば金属材料や高分子材料よりなる中空管状体の側面に細孔を設けたものや金属材料のワイヤや高分子材料の繊維を編み上げて円筒形に成形したもの等様々なものが提案されている。
【００３０】
このような径方向に拡縮可能な構造のステントの具体例としては、例えば特開平９−２１５７５３号公報、特開平７−５２９号公報に開示されているような弾性線材をコイル状に屈曲させて、それを複数接続して円筒形状にされた例で弾性線材同士のすき間が切欠部をなすステント；特表平８−５０２４２８号公報および特表平７−５００２７２号公報に開示されているような、弾性線材をジグザグ状に屈曲させてそれを複数接続して円筒形状にされた例で弾性線材同士のすき間が切欠部をなすステント；特表２０００−５０１３２８号公報および特開平１１−２２１２８８号公報に開示されているような、弾性線材をへび状平坦リボンの形に曲げて、これをマンドリルにへリックス状に巻きつけて円筒形状にされた例で弾性線材同士のすき間が切欠部をなすステント；特表平１０−５０３６７６号公報に開示されているような、メッシュ状の構造をしたステント；特表平８−５０７２４３号公報に開示されているような、板状部材をコイル状に屈曲させて円筒形状にされた例で隣接するコイル部分間のすき間が切欠部をなすステント等が挙げられる。また、特公平４−６８９３９号公報には、弾性板状部材をらせん状に成形して円筒形状にされた例で隣接するらせん部分のすき間が切欠部をなすステント、弾性線材を編組して円筒形状にされた例で弾性線材同士のすき間が切欠部をなすステントを含む複数の異なる構造を有する円筒形状のステント等が例示される。この他、ステントは、板バネコイル状、多重螺旋状、異型管状等であってもよい。また、特公平４−６８９３９号公報の図２（ａ），（ｂ）には弾性板状部材を渦巻き状に曲げて円筒形状にしたステントが記載されているが、このように円筒体の側面に切欠部を有しないが、円筒体の径方向に拡縮変形可能に構成された円筒形状のステントも本発明のステントとして使用することができる。
【００３１】
ステントの大きさは適用箇所に応じて適宣選択すれば良い。例えば、心臓の冠状動脈に用いる場合は、通常拡張前における外径は１．０〜３．０ｍｍ、長さは５〜５０ｍｍが好ましい。
上記したように、ステントが線状部材で構成される場合、ステントを多数の切欠部を有するように構成する線状部材の幅方向の長さは、好ましくは０．０１〜０．５ｍｍであり、より好ましくは０．０５〜０．２ｍｍである。
ステントの製造方法は、特に限定されず、ステントの構造および材料に応じて、通常使用される製造方法から適宜選択すればよい。
【００３２】
ステントの材料としては、前記した体内埋込医療器具の場合と同様のものが使用される。
【００３３】
ステントは、上記例示した材料から、その適用箇所または拡張手段に応じて適宣選択した材料により好適に形成することができる。例えばステントを金属材料で形成した場合、金属材料は強度に優れているため、ステントを病変部に確実に留置することが可能である。ステントを高分子材料で形成した場合、高分子材料は柔軟性に優れているため、ステントの病変部への到達性（デリバリー性）という点で優れた効果を発揮する。
また、ステントが自己拡張型である場合、元の形状への復元力が必要なことからチタンニッケル等の超弾性合金等が好ましく、バルーン拡張型である場合、拡張後の形状復帰が起こりにくいことが必要なことからステンレス鋼等が好ましい。
また、ステントを炭素繊維で作製した場合、高強度で、かつ柔軟性に優れており、しかも生体内での安全性が高いという点で優れた効果を発揮する。
【００３４】
ステント表面は前記と同様の内皮細胞前駆物質を吸着・接着させることが可能であるアミノ酸配列を有するペプチドで修飾されている。
ステント表面へのペプチドの修飾形態、搭載される量、および修飾法は前記と同様である。
さらに、ペプチドの細胞やタンパクの吸着の選択性を増すために、前記と同様のスペーサーを介して、ステント本体にペプチドを固定しても良い。
【００３５】
本発明のステントを冠動脈に適用した場合、前記アミノ酸配列によりステント表面に血液中の内皮細胞前駆物質を特異的に吸着・接着させて、内皮細胞本来の生理活性を維持したまま固定することが可能であるため、平滑筋細胞の吸着・接着を抑制し、内皮細胞本来の抗血栓性を発現させて、再狭窄率を確実に抑制することが可能である。また、副作用がないことから、生体適合性が高く、組織炎症反応やステント表面の血栓の発生率を低減することが可能である。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
ＳＵＳ３１６Ｌ製のステント（φ３ｍｍ×１５ｍｍ）の表面を電解研磨により酸化し、表面に水酸基を導入した。
この水酸基とＡｒｇ−Ｇｌｕ−Ａｓｐ−Ｖａｌ（ＲＥＤＶ）、Ａｒｇ−Ｇｌｙ−Ａｓｐ（ＲＧＤ）、Ｔｙｒ−Ｉｌｅ−Ｇｌｙ−Ｓｅｒ−Ａｒｇ（ＹＩＧＳＲ）の両末端にＧｌｙｃｉｎｅ（Ｇ）とＴｙｒｏｓｉｎｅ（Ｙ）を付加させたオリゴペプチドＧＲＥＤＶＹ（配列番号４）、ＧＲＧＤＹ（配列番号５）、ＧＹＩＧＳＲＹ（配列番号６）の末端のカルボキシル基を反応させてエステル結合を形成し、共有結合により上記オリゴペプチドをステント表面にステント１個あたり１μｍｏｌ固定した。
このステントを用いて、培養した細胞（ヒト血管平滑筋細胞、ヒト臍帯血管内皮細胞、ヒト繊維芽細胞）をステント１個あたり、それぞれ別個に３×１０４ 個まいて４時間インキュベートを行った。一方ヒト血小板は、５μＭのＡＤＰで活性化した後、ステント１個あたり、２×１０７ 個まいて１５分間インキュベートを行った。インキュベートの条件は、３７℃の加湿下、５％ＣＯ２ 存在下で行った。これらのサンプルについて、顕微鏡下で非吸着細胞を除去し、染色した後に位相差顕微鏡を用いて細胞吸着の様子を調べた結果を表１に示した。
【００３７】
（実施例２）
ＳＵＳ３１６Ｌ製のステント（φ３ｍｍ×１５ｍｍ）の表面を電解研磨により酸化し、表面に水酸基を導入した。
この水酸基と市販の末端がカルボキシル基と水酸基に変性された分子量２０ｋＤのポリエチレングリコール（ＰＥＧ）のカルボキシル基を反応させ、エステル結合を形成させた後、片末端の水酸基とＡｒｇ−Ｇｌｕ−Ａｓｐ−Ｖａｌ（ＲＥＤＶ）、Ａｒｇ−Ｇｌｙ−Ａｓｐ（ＲＧＤ）、Ｔｙｒ−Ｉｌｅ−Ｇｌｙ−Ｓｅｒ−Ａｒｇ（ＹＩＧＳＲ）の両末端にＧｌｙｃｉｎｅ（Ｇ）とＴｙｒｏｓｉｎｅ（Ｙ）を付加させたオリゴペプチドＧＲＥＤＶＹ、ＧＲＧＤＹ、ＧＹＩＧＳＲＹの末端のカルボキシル基を反応させてエステル結合を形成し、共有結合によりＰＥＧをスペーサーとして上記オリゴペプチドをステント表面にステント１個あたり１μｍｏｌ固定した。このステントを用いて、培養した細胞（ヒト血管平滑筋細胞、ヒト臍帯血管内皮細胞、ヒト繊維芽細胞）をステント１個あたり、それぞれ別個に３×１０４ 個まいて４時間インキュベートを行った。一方ヒト血小板は、５μＭのＡＤＰで活性化した後、ステント１個あたり、２×１０７ 個まいて１５ 分間インキュベートを行った。
インキュベートの条件は、３ ７℃の加湿下、５％ＣＯ２ 存在下で行った。これらのサンプルについて、顕微鏡下で非吸着細胞を除去し、染色した後に位相差顕微鏡をもちいて細胞吸着の様子を調べた結果を表１に示した。
【００３８】
（比較例１）
何も表面処理を行っていないＳＵＳ３１６Ｌ製のステント（φ３ｍｍ×１５ｍｍ）を用いて、実施例１と同様の実験を行つて細胞吸着の様子を調べ結果を表１に示した。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１に示す通り、実施例１および実施例２はヒト臍帯血管内皮細胞が吸着されていることが確認された。一方、何も表面処理を行っていない比較例１はヒト臍帯血管内皮細胞が全く吸着されていなかった。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明は、生体内の管腔に留置するための体内埋込医療器具であって、ペプチドを有する表面を有しており、前記ペプチドは、前記体内埋込医療器具を前記管腔に留置した際に内皮細胞前駆物質を吸着・接着させることが可能であるアミノ酸配列を有することを特徴とするため、生体内の管腔に生じた狭窄部の改善に使用することが可能である。
また、前記体内埋込医療器具が冠動脈に適用するステントである場合、前記アミノ酸配列によりステント表面に血小板を吸着させずに血液中の内皮細胞前駆物質を特異的に吸着・接着させて、内皮細胞本来の生理活性を維持したまま固定することが可能であるため、平滑筋細胞の吸着・接着を抑制し、内皮細胞本来の抗血栓性を発現させて、再狭窄率を確実に抑制することが可能である。また、副作用がないことから、生体適合性が高く、組織炎症反応やステント表面の血栓の発生率を低減することが可能である。
【００４２】
【配列表】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステントの一態様を示す斜視図である。
【図２】ステントの線状部材の横断面図である。
【図３】図２と同様の図であって、ペプチドの表面への修飾形態が異なる態様を示す。
【符号の説明】
１ ステント
２ 線状部材
３ ペプチド
４ スペーサー
１１ 略菱形の要素
１２ 環状ユニット
１３ 連結部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an implantable medical device used for improving a stenosis in a lumen in a living body.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, an implantable medical device called a stent has been used to improve a stenosis in a lumen in a living body such as a blood vessel, a bile duct, a trachea, an esophagus, and a urethra. Stents are used to treat various diseases caused by stenosis or occlusion of blood vessels or other lumens by expanding the stenotic or occluded lesion and keeping the lumen open. Is a hollow tubular medical device that can be placed there. For example, in the coronary artery of the heart, it is used for the purpose of preventing restenosis after percutaneous coronary angioplasty (PTCA). By placing a hollow tubular medical device called a stent in the blood vessel after surgery, the rate of acute vascular occlusion and restenosis was successfully reduced, but even with the use of a stent, six months later. Due to follow-up and the like, restenosis has been recognized at an average rate of about 20% in the stent placement portion, and the problem of restenosis still remains as a major problem.
[0003]
Various theories have been considered as causes of restenosis. For example, when a stent is placed, the phenotype of smooth muscle cells around the stent changes from a contraction type to a synthetic type, and migrates and hyperproliferates into the lumen of the stent, causing intimal hyperplasia over time, resulting in restenosis. In addition, it is known that vascular endothelial cells are extensively exfoliated by balloon dilatation and stent dilatation during the PTCA procedure, and acute coronary occlusion due to rapid thrombus formation there, and the theory of viral infection. Recently, as means for preventing restenosis by suppressing the above-mentioned hyperproliferation of smooth muscle cells, stents have anti-angiogenic factors such as taxol (see Patent Document 1), immunosuppressants (see Non-Patent Document 1). ) Has been reported to have been actively researched and developed with drug-coated stents (DRUG ELUTING STENT) with good results. However, when a drug sustained-release stent is used, the effect of suppressing the smooth muscle cell proliferation of the drug is high, but the result is that endothelialization by vascular endothelial cells is slowed or not endothelialized (see Non-Patent Document 2). There is concern. Considering that the endothelialization of blood vessels suppresses the migration of smooth muscle cells to the luminal side and that anti-thrombotic properties are expressed by vascular endothelial cells, this problem is due to endothelialization from a long-term perspective. It is thought that the end of vascular remodeling has been greatly delayed.
Also, regarding the Drug Eluting Stent, there is a concern that there is a problem of thrombosis on the surface of the stent after the complete sustained release of the drug and a possibility of inducing a tissue inflammatory reaction. The problem of biocompatibility at the tissue interface has been pointed out.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 9-503488 [Non-Patent Document 1]
T. Suzuki, et al. , "Circulation". 2001, 104, p. 1188
[Non-patent document 2]
Cris Glover, et al. , "American Heart Journal", 2002, 144, p. 702
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to apply directly and locally to a lumen in a living body, and to specifically adsorb and adhere endothelial cell precursors to maintain the intrinsic physiological activity of endothelial cells. An object of the present invention is to provide an implantable medical device that suppresses the adsorption and adhesion of smooth muscle cells, expresses the intrinsic antithrombotic properties of endothelial cells, and reliably suppresses restenosis by fixing while maintaining the condition.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the following (1) to (4) of the present invention.
[0007]
(1) An implantable medical device to be placed in a lumen in a living body, wherein the implantable medical device has at least a surface having a peptide, and the peptide is an implantable medical device. An implantable medical device having an amino acid sequence capable of adsorbing and adhering an endothelial cell precursor when the device is placed in the lumen.
[0008]
(2) The amino acid sequence is Arg-Glu-Asp-Val (REDV) (SEQ ID NO: 1), Arg-Gly-Asp (RGD) (SEQ ID NO: 2), Tyr-Ile-Gly-Ser-Arg (YIGSR) (SEQ ID NO: 3). The implantable medical device according to (1), which is any one of (SEQ ID NO: 3).
[0009]
(3) The implantable medical device according to (1), wherein the peptide modifies the surface of the implantable medical device via polyethylene glycol (PEG) as a spacer.
[0010]
(4) The implantable medical device according to any one of (1) to (3), wherein the implantable medical device is a stent.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the implantable medical device of the present invention will be described in detail.
[0012]
The implantable medical device of the present invention has a surface modified with a peptide having an amino acid sequence capable of adsorbing and adhering endothelial cell precursors in body fluids including tissues or blood. Features.
[0013]
The implantable medical device of the present invention includes, for example, a stent, a catheter, a balloon, a vascular prosthesis, an artificial blood vessel, and the like. Among them, a stenotic part generated in a lumen in a living body is expanded, and the expanded lumen is used. A more preferred form is a stent that can be left there for an extended period of time in order to assure it.
Further, among the stents, a covered stent in which the stent is covered with a film or a sheet can be cited as a form in which a greater effect can be obtained from the size of the area in which the peptide can be subjected to an adhesive treatment.
[0014]
The implantable medical device of the present invention is formed of a polymer material, a metal material, carbon fiber, ceramics, or the like.
Specifically, examples of the metal material include stainless steel, tantalum, titanium, nickel titanium alloy, tantalum titanium alloy, nickel aluminum alloy, inconel, gold, platinum, iridium, tungsten, and cobalt alloy. Among stainless steels, SUS316L, which has good corrosion resistance, is preferable. Examples of the polymer material include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyesters such as polyethylene terephthalate, cellulose polymers such as cellulose acetate and cellulose nitrate, and fluorine-containing polymers such as polytetrafluoroethylene and tetrafluoroethylene-ethylene copolymer. And the like.
[0015]
The surface of the implantable medical device of the present invention has been modified with a peptide having an amino acid sequence capable of adsorbing and adhering endothelial cell precursors in body fluids including tissues or blood. When the device is placed in the stenosis of a lumen in a living body, the peptide develops a specific interaction with the endothelial cell precursor in the tissue or blood at the placement site, and the endothelial cells are placed on the surface of the implantable medical device. Adsorb and adhere the precursor.
[0016]
Several amino acid sequences capable of expressing specific interactions with endothelial cell precursors in body fluids including tissues or blood are known to date. It is considered that these amino acid sequences mimic the amino acid sequence of integrin, a kind of cell adhesion factor, as one factor having a specific interaction with endothelial cell precursors. Peptides having these amino acid sequences are used in microarrays, cell separation membranes, and the like used in cell culture processes and the like.
[0017]
The peptide having a specific interaction with the endothelial cell precursor used in the present invention is not particularly limited as long as it is the same as that used for the microarray or the cell separation membrane. For example, at least Arg-Glu-Asp-Val (REDV), Arg-Gly-Asp (RGD), and Tyr-Ile-Gly-Ser-Arg (YIGSR).
[0018]
The molecular weight of the peptide having the amino acid sequence is not particularly limited, but is preferably Mw 382 to 10,000, more preferably Mw 500 to 5000, and most preferably Mw 600, from the stability in the sterilization step and the reachability (delivery property) to the target site. 850.
[0019]
The amount of the peptide mounted on the surface of the implantable medical device is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the amount of the endothelial cell precursor to be adsorbed on the surface of the implantable medical device. Preferably 10fmol / cm 2 ~10mmol / cm 2 , more preferably 1 pmol/cm 2 ~10μmol / cm 2, and most preferably 10 pmol/cm 2 ~10nmol / cm 2.
[0020]
The modified form of the peptide having an amino acid sequence capable of expressing a specific interaction with endothelial cell precursors in body fluids including tissues or blood on the surface of the implantable medical device with the amino acid sequence is not particularly limited. It is sufficient that the peptide is present on one surface of the surface of the implantable medical device on the lumen side of the blood vessel or on the surface of the implantable medical device on the side of the blood vessel, and is present uniformly or unevenly on the inner and outer surfaces of the implantable medical device. May be. However, since endothelial cell precursors are abundant in the bloodstream, to improve adsorption efficiency, it is better to have more peptides on the surface of the implantable medical device on the side that comes in contact with the bloodstream. preferable. The peptide to be modified on the surface of the implantable medical device may have not only one kind but also several kinds of amino acid sequences, and may be appropriately designed so as to satisfy the required adsorption performance.
[0021]
There is no particular limitation on the method of modifying a peptide having an amino acid sequence capable of adsorbing and adhering endothelial cell precursors in body fluids including tissues or blood to the surface of a medical device to be implanted. The peptide may be chemically or covalently bonded directly to the surface of the device, or may be covalently or ionically bonded to the surface of an implantable medical device having a functional group that has been previously surface-treated. In order to suppress the non-specific interaction of cells and proteins in body fluids including tissues or blood with the implantable medical device and to facilitate the development of specific interactions, polyethylene glycol is applied to the surface of the implantable medical device. The peptide may be covalently bonded via a spacer such as Specific examples of the bonding method include an ester bond, an amide bond, and a thiolate bond.
[0022]
For example, as shown in FIG. 2, the peptide 3 may be directly introduced into the surface of the medical device to be implanted such as the stent 1 and may be immobilized. As shown in FIG. 3, the spacer 4 may be provided on the surface of the medical device to be implanted such as the stent 1. Peptide 3 may be bound via a peptide.
Separately, by creating a surface coated with a surface treatment agent such as a silane coupling agent or a polymer on the surface of an implantable medical device, more functional groups are introduced, and peptides are introduced and immobilized on the surface. May be. It is not necessary to use a polymer that has a functional group from the beginning, and if it does not have a functional group, it can be functionalized by performing surface treatment such as plasma treatment or corona discharge treatment as necessary. What is necessary is just to introduce a group.
[0023]
Specifically, for example, when the implantable medical device is formed of a metal such as stainless steel, the surface of the implantable medical device is oxidized by electrolytic polishing to introduce a hydroxyl group to the surface, and the hydroxyl group and the endothelial cell precursor are oxidized. An amino acid sequence that specifically adsorbs and adheres a substance. The carboxyl group at the end of the peptide with amino acids added to both ends reacts to form an ester bond, which can be immobilized on the surface of the implantable medical device by a covalent bond. .
Further, for example, when the surface of the medical device to be implanted is a polymer such as polyurethane, the hydrogen of the urethane bond can be extracted and the peptide can be covalently bonded thereto. As another reaction form, a carboxyl group or a hydroxyl group is produced by hydrolysis of a biodegradable polymer, and can be covalently bonded thereto through an ester bond or an amide bond.
[0024]
Furthermore, in order to increase the selectivity of peptide cells or protein adsorption, the peptide may be introduced and immobilized using a spacer. The spacer used in this case may be any spacer as long as it does not prevent the peptide from coming into contact with blood or body fluid, and is not particularly limited. Examples thereof include polyethylene glycol (PEG), C12 to C18 hydrocarbon groups, Oligoethylene glycol, ethylene glycol and the like can be mentioned. Among them, polyethylene glycol having high compatibility with tissue and blood and having the highest molecular chain motility is preferable. PEG preferably has a molecular weight Mw of 10 to 30 kD, and more preferably 15 to 25 kD, from the viewpoint of reachability (delivery property) to a target site and specific adsorptivity.
[0025]
The method of introducing and immobilizing a peptide using a spacer on the surface of an implantable medical device is not particularly limited. For example, a hydroxyl group is introduced to the surface of an implantable medical device by electrolytic polishing or the like, and the hydroxyl group and a carboxyl group at the terminal are introduced. Reacts with the carboxyl group of the spacer having a hydroxyl group to form an ester bond, and then binds the hydroxyl group at one end with an amino acid sequence that specifically adsorbs and adheres to the endothelial cell precursor. The terminal carboxyl group may be reacted to form an ester bond, the peptide may be immobilized on the surface of the implantable medical device, or the spacer having carboxyl groups at both ends and the peptide may be amide-bonded to form a spacer. The other carboxyl group and the hydroxyl group on the surface of the implantable medical device may be fixed by an ester bond.
[0026]
When binding the peptide to an implantable medical device or spacer, amino acids are added to both ends of the amino acid sequence to prevent damage to the amino acid sequence that specifically adsorbs and adheres to endothelial cell precursors. The type of amino acid to be added is not particularly limited, but Glycine and Tyrosine are preferable.
[0027]
Hereinafter, a case where the implantable medical device is a stent will be described in more detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
A stent is a cylinder that is open at both ends and extends longitudinally between the ends. The side surface of the cylindrical body has a number of notches communicating the outer side surface and the inner side surface, and the notch portion is deformed, so that the cylindrical body has a structure capable of expanding and contracting in the radial direction of the cylindrical body. It is placed in a living body lumen such as a blood vessel or a bile duct, and maintains its shape.
In the embodiment shown in FIG. 1, the stent has a substantially rhombic element 11 having a cutout portion therein as a basic unit. A plurality of substantially rhombic elements 11 are arranged continuously in the short axis direction and connected to form an annular unit 12. The annular unit 12 is connected to an adjacent annular unit via a linear connecting member 13. Thereby, the plurality of annular units 12 are arranged continuously in the axial direction in a state of being partially connected.
[0028]
In the present invention, the stent is not limited to the illustrated embodiment. The stent is a cylindrical body that is open at both ends and extends longitudinally between the two ends, and has an outer surface and an inner surface on its side surface. And a large number of cutouts communicating with the cylindrical body, and the cutouts are deformed to include a structure that can expand and contract in the radial direction of the cylindrical body.
[0029]
The stent is formed of a metal material or a polymer material, and as a shape, for example, a hollow tubular body made of a metal material or a polymer material having pores formed on the side surface, a metal material wire or a polymer material. Various types have been proposed, such as a fiber knitted and formed into a cylindrical shape.
[0030]
As a specific example of such a stent having a structure capable of expanding and contracting in the radial direction, for example, an elastic wire disclosed in JP-A-9-215575 and JP-A-7-529 is bent into a coil shape. A stent in which a gap between elastic wires forms a cutout portion in a cylindrical shape formed by connecting a plurality of the wires; as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-502428 and 7-500272. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-501328 and Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-212288, in which an elastic wire is bent in a zigzag shape and a plurality of the wires are connected to each other to form a cylindrical shape in which a gap is formed between the elastic wires. In this example, the elastic wire is bent into a flat ribbon shape like a serpentine shape and wound in a helical shape on a mandrill to form a cylindrical shape. Is a notch; a stent having a mesh structure as disclosed in JP-A-10-503676; a plate-shaped member as disclosed in JP-A-8-507243. In the example in which the coil is bent into a coil shape to form a cylindrical shape, there is a stent in which a gap between adjacent coil portions forms a cutout portion. Japanese Patent Publication No. 4-68939 discloses a stent in which an elastic plate-like member is formed into a helical shape into a cylindrical shape, and a gap between adjacent helical portions forms a cutout portion. Examples of the shaped stent include a cylindrical stent having a plurality of different structures including a stent in which a gap between elastic wires forms a notch. In addition, the stent may be a leaf spring coil shape, a multiple spiral shape, a modified tubular shape, or the like. FIGS. 2 (a) and 2 (b) of Japanese Patent Publication No. 4-68939 describe a stent in which an elastic plate-shaped member is spirally bent into a cylindrical shape. However, a cylindrical stent having no notch but capable of expanding and contracting in the radial direction of the cylindrical body can also be used as the stent of the present invention.
[0031]
The size of the stent may be appropriately selected according to the application site. For example, when used for the coronary artery of the heart, the outer diameter before expansion is preferably 1.0 to 3.0 mm, and the length is preferably 5 to 50 mm.
As described above, when the stent is composed of a linear member, the length in the width direction of the linear member that configures the stent to have many notches is preferably 0.01 to 0.5 mm. , More preferably 0.05 to 0.2 mm.
The method of manufacturing the stent is not particularly limited, and may be appropriately selected from commonly used manufacturing methods according to the structure and material of the stent.
[0032]
As the material of the stent, the same material as that of the implantable medical device described above is used.
[0033]
The stent can be suitably formed from the materials exemplified above, using a material appropriately selected according to the application site or the expansion means. For example, when the stent is formed of a metal material, the metal material has excellent strength, so that the stent can be securely placed at the lesion. When the stent is formed of a polymer material, the polymer material is excellent in flexibility, and thus exhibits an excellent effect in terms of reachability (delivery property) of the stent to a lesion.
Further, when the stent is a self-expanding type, a superelastic alloy such as titanium nickel is preferable because a restoring force to the original shape is required. , Stainless steel or the like is preferable.
In addition, when the stent is made of carbon fiber, it has excellent effects in that it has high strength, is excellent in flexibility, and has high safety in a living body.
[0034]
The surface of the stent is modified with a peptide having an amino acid sequence capable of adsorbing and adhering the same endothelial cell precursor as described above.
The modified form of the peptide on the stent surface, the amount loaded, and the modification method are the same as described above.
Furthermore, in order to increase the selectivity of peptide cell or protein adsorption, the peptide may be immobilized on the stent body via the same spacer as described above.
[0035]
When the stent of the present invention is applied to a coronary artery, endothelial cell precursors in the blood can be specifically adsorbed and adhered to the surface of the stent by the amino acid sequence, so that the endothelial cells can be fixed while maintaining the original physiological activity. Therefore, it is possible to suppress the adsorption and adhesion of smooth muscle cells, to express the intrinsic antithrombotic properties of endothelial cells, and to surely suppress the restenosis rate. In addition, since there is no side effect, biocompatibility is high, and it is possible to reduce the tissue inflammatory reaction and the incidence of thrombus on the stent surface.
[0036]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
(Example 1)
The surface of a SUS316L stent (φ3 mm × 15 mm) was oxidized by electrolytic polishing to introduce a hydroxyl group into the surface.
Glycine (G) and Tyrosine (Y) are added to both ends of this hydroxyl group and Arg-Glu-Asp-Val (REDV), Arg-Gly-Asp (RGD), and Tyr-Ile-Gly-Ser-Arg (YIGSR). The carboxyl groups at the ends of the oligopeptides GREDVY (SEQ ID NO: 4), GRGDY (SEQ ID NO: 5), and GYIGSRY (SEQ ID NO: 6) were reacted to form an ester bond, and the oligopeptide was covalently bonded to the stent surface. 1 μmol was fixed per piece.
Using this stent, 3 × 10 4 cultured cells (human vascular smooth muscle cells, human umbilical cord vascular endothelial cells, human fibroblasts) were separately spread per stent and incubated for 4 hours. On the other hand, human platelets were activated with 5 μM of ADP, and thereafter, 2 × 10 7 per one stent were incubated for 15 minutes. Incubation was performed at 37 ° C. in the presence of 5% CO 2 under humidification. Table 1 shows the results of examining the state of cell adsorption of these samples using a phase contrast microscope after removing non-adsorbed cells under a microscope and staining the cells.
[0037]
(Example 2)
The surface of a SUS316L stent (φ3 mm × 15 mm) was oxidized by electrolytic polishing to introduce a hydroxyl group into the surface.
This hydroxyl group and a commercially available terminal are reacted with a carboxyl group and a carboxyl group of polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of 20 kD and modified with a hydroxyl group to form an ester bond, and then a hydroxyl group at one end and Arg-Glu-Asp-Val are formed. (REDV), Arg-Gly-Asp (RGD), Tyr-Ile-Gly-Ser-Arg (YIGSR) and oligopeptides GREDVY, GRGDY, GYIGSRY with Glycine (G) and Tyrosine (Y) added to both ends. The terminal carboxyl group was reacted to form an ester bond, and the oligopeptide was immobilized on the stent surface at 1 μmol per stent using PEG as a spacer by a covalent bond. Using this stent, 3 × 10 4 cultured cells (human vascular smooth muscle cells, human umbilical cord vascular endothelial cells, human fibroblasts) were separately spread per stent and incubated for 4 hours. On the other hand, human platelets were activated with 5 μM of ADP and then incubated at 2 × 10 7 per stent for 15 minutes.
Incubation was performed at 37 ° C. in the presence of 5% CO 2 under humidification. Table 1 shows the results of examining the state of cell adsorption of these samples using a phase-contrast microscope after removing non-adsorbed cells under a microscope and staining the cells.
[0038]
(Comparative Example 1)
Using a SUS316L stent (φ3 mm × 15 mm) without any surface treatment, the same experiment as in Example 1 was performed to check the state of cell adsorption, and the results are shown in Table 1.
[0039]
[Table 1]
[0040]
As shown in Table 1, in Examples 1 and 2, it was confirmed that human umbilical cord vascular endothelial cells were adsorbed. On the other hand, in Comparative Example 1 in which no surface treatment was performed, human umbilical cord vascular endothelial cells were not adsorbed at all.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the present invention is an implantable medical device for indwelling in a lumen in a living body, and has a surface having a peptide, and the peptide includes the implantable medical device. Since it has an amino acid sequence that can adsorb and adhere endothelial cell precursors when placed in a lumen, it can be used to improve stenosis in the lumen of a living body It is.
When the implantable medical device is a stent applied to a coronary artery, the amino acid sequence specifically adsorbs and adheres endothelial cell precursors in blood without adsorbing platelets to the surface of the stent. Since it is possible to fix while maintaining the original physiological activity, it is possible to suppress the adsorption and adhesion of smooth muscle cells, express the antithrombotic properties of endothelial cells, and reliably suppress the restenosis rate. It is possible. In addition, since there are no side effects, the biocompatibility is high, and it is possible to reduce the tissue inflammatory reaction and the incidence of thrombus on the stent surface.
[0042]
[Sequence list]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of the stent of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a linear member of a stent.
FIG. 3 is a view similar to FIG. 2, but showing an embodiment in which the modified form of the peptide on the surface is different.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stent 2 Linear member 3 Peptide 4 Spacer 11 Substantially rhombic element 12 Ring unit 13 Connecting member
