【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
抗不整脈薬の放出制御用システム
発明の背景
発明の分野
本発明は、治療薬の部位特異的放出用の制御された放出投薬形に関し、さらに詳
しくは単独でまたは心臓律動制御装置と組合せて、抗不整脈薬を直接心筋を通じ
て放出する為の放出制御投薬形およびその製法と使用に関する。
従来技術の説明
命にかかわる心臓不整脈は、毎日何百万の人々が直面する医学問題である。不整
脈は、他の何十万の人々の心筋梗塞による死の主原因である。さらに、心臓不整
脈は、毎年米国で実施される30万以上の心臓切開手術の173〜1/2を悪化
させている。「心臓不整脈」の用語は、−aにこの分野で使われており、ここで
は異常心臓律動状態をさし、詳しくは心室性不整脈、心室細動、上心室性不整脈
、たとえば心房細動、心房粗動、上心室頻脈、多病巣性心房頻脈、接合頻脈など
を含む。
現在、心臓律動異常に苦しむ数百刃の人々は経口薬治療を受けている。しばしば
処方される経口抗不整脈治療薬の例は、ジギタリス、ジギトキシン、プロカイン
アミドである。リドカイン、またはアミオダロンのような他の抗不整脈薬は静脈
内に投与される。従来の薬剤治療は、薬が必要とされる場所および(または)必
要なときに薬濃度が十分でなく、また薬の悪い副作用のせいで、生命にかかわる
心室性不整脈の予防または治療には効果がないことが多い。
薬剤治療のほかに、毎年多(の患者は現在、ひどい心II t@動障害に対して
は、自動除細動器/?!!気除細動器のような心臓内電子ペースメーカーまたは
埋込み型カウンターショック装置をつけている。しかし、電子ペースメーカーお
よび埋込み型カウンターショック装置の外科的埋め込みおよびそれに続く維持に
は重要な問題がいくつかある。特に、必要なりり電電流が一層少なく、使用エピ
ソードを減らせるように、上記装置の機能を増すことが望ましい。必要な敢Wi
?!!流を下げることは、バッテリーの寿命が長くなり、小型化が容易になる。
−Hに、埋込み型カウンターショック装置をつけた患者は、不整脈を防ぐために
抗不整脈薬の治療も受ける。
しかし、これらの装置に伴って全身的に投薬される薬の殆んどが、心室除細動し
きい値をさげるのに本当の効果がなかった。
最近、切開手術およびカテーテル法が過敏な心筋組織を破壊するため開発されて
きたが、 しかしこれは特に有効ではなかった。したがって、薬剤治療、ペース
メーカー埋込み、手術は、心臓不整脈を予防および(または)抑制するのにせい
ぜい部分的な効果しかない。
持続する部位特異的心臓薬放出系が、細菌性心内膜炎予防のため、ビオプロテー
ゼ心臓弁カルシウム沈着予防のため、繊維状組織形成予防のため開発されてきた
。甲状腺及び副腎髄質心筋自家移植片が、「内分泌学的心臓ペースメーカー」と
して研究された。ジゴキシン、イソプロテレノール、甲状腺ホルモンをはじめと
する種々の化合物を含むシラスチック製レザバーの心筋埋込みにより、変時性薬
剤のデリバリ−も行われている。上記薬剤の全ては直接心筋層に配送されるとき
心拍数を有効に促進できる。
これらの方法は、心筋経由の薬投与により、心速度を刺激し制御するのに使われ
てきたが、抗不整脈薬の心筋経由投与により、心室または心房不整脈を治療する
例は従来技術には全くない。抗不整脈薬の心筋経由投与により、生命にかかわる
細動の際の除細動しきい値を下げ、またはこの症状発現に対し抵抗性を増すこと
についての開示は従来技術にはない。
さらに、上記重合体装置のどれも、特定の投薬放出特性をもつように製造できな
い。急性不整脈のようなある種の病状の治療においては、埋込み直後は抗不整脈
薬を迅速に放出し、ついでゆっくりと持続して放出することは、明らかに有利で
ある。
従って、本発明の目的は、身体組織に適合でき、また心臓律動障害治療のため、
抗不整脈薬のような治療薬を組込んでいる生物由来または人工の重合体材料を提
供するにある。
本発明のさらなる目的は、心外膜、心内膜、または心膜を経て直接心臓の筋肉に
適用できる、抗不整脈薬を含有する生体適合性重合体マトリックスを提供するに
ある本発明のさらなる目的は、抗不整脈薬の放出特性を選択的に変化させること
ができる、抗不整脈薬を含有する生体適合性重合体マトリックスの製造法を提供
するにある。
本発明のさらなる目的は、律動制御装置の効果を増しおよび(または)律動障害
が起るのを抑制するために、心臓律動制御装置と共に、直接心臓筋肉に適用でき
る抗不整脈藁を含有する生体適合性重合体マトリックスを提供するにある。
発明の総括
上記および他の目的は、患者の心臓律動を制御する組合せを提供する本発明によ
り達成される0本発明によれば、この装置は患者の心臓へまたは心臓からの電気
信号を伝える電極を備えている。埋込み可能な放出制御投薬形は、抗不整脈薬の
治療有効量を患者の心臓へ放出する本発明の一実am様においては、生体適合性
重合体材料から形成した基体は、そのなかに少なくとも1種の抗不整脈薬を組込
んでいる。好ましい実施態様では、生体適合性重合体材料は、ポリウレタン、ポ
リジメチルシロキサン、エチレン/酢酸ビニル共重合体、ポリメタクリル酸メチ
ル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、または酢
酸セルロースのような合成非生分解性重合体である。
勿論、重合体マトリックス材料は、2種以上の生体適合性重合体の混合物または
共重合体であることができる。
別の実施態様では、生体適合性重合体材料は、コラーゲン、ポリ乳酸−ポリグリ
コール酸、または重合無水物のような生分解性重合体材料である。
組込まれた抗不整脈薬は、心臓律動障害に効果をもつ治療薬またはその組合せで
あることができる。ある種の実施態様では、抗不整脈薬はイソプロテレノール、
ドーパミンまたはノルエピネフリンのような心臓刺激薬、またはりドカインのよ
うな心臓抑制薬であることができる、他の有利な実施態様では、抗不整脈薬はカ
ルシウムチャンネル遮断薬、ベラパミル、またはジルチアゼムであることができ
る。池の有利な実施態様では、また特に心臓律動制御装置と共に使う実施態様で
は、抗不整脈薬は、アミオダロン、アルチライド、イブチライド、ソタロールま
たはクロッイリウムのような作用可能時間延長剤であることができる。輿望的実
施態様においては、抗不整脈薬は基体の約5〜40重量%からなる。
ある実施態様では、薬理学的に不活性な充填剤即ちコシピエント、例えば抗不整
脈薬の水溶解度とは異なる水溶解度を有するポリエチレングリコール、イヌリン
または酒石酸ジメチルを添加することにより、投薬遊離特性を調整することがで
きる。アニオン性酒石酸塩はカチオン性抗不整脈薬とカチオン−アニオン対を形
成でき、遊離速度を遅(するのに都合がよい。薬理学的に不活性な充填剤は、イ
ヌリン、ポリエチレングリコール、酒石酸ジメチルからなる群から選ばれる。
抗不整脈薬を心筋経由で配送(デリバリ−)するために、基体は患者の心臓に直
接適用するのに適合している。
「経心筋デリバリ−」の用語は、心臓筋肉へのデリバリ−を指し、詳しくはまた
心外膜、心内膜、6膜との接触を含む。埋込み可能装置は、フィルムのパッチ、
被覆電極線、固定できるカテーテルチップなどのように、ある方式で心臓筋肉に
つけることのできる形のものならどの形でもよい。ある実施管様では、tt極は
、円錐形チップのような生者の心臓組織に固定するための組織固定手段を備えて
いる。
本発明のある実施態様では、電極はさらに整調電極を備えている。なお他の実施
態様では、患者の心臓のあらかじめ決められた条件を検出するために、電極はそ
の末端にセンサーを備えている。電極は複数の除細動器/電気除細動器m極を含
むことができる。
上シ己のように、基体は膜(フィルム)の形にしてもよく、ある実施態様では電
極に固定されていてもよい。この膜は20 Hm −1c m程度の、好ましく
は約200 rtmの厚さをもつ。あるいは、膜は多層膜であってもよい。
他の実施態様では、基体は電極手段に取りつけられた心臓に接触する成形部材で
ある0例えば約8−101−ン/平方インチ(6,45cm2)の圧力をがけて
成形することにより、ある種の薬剤放出電性を達成できる。
生体の心臓律動障害の治療法は、望む抗不整脈薬を含有している重合体マトリッ
クスからなる埋込み可能装置を用いて、心外膜または心内膜に直接抗不整脈薬を
放出制御配送することからなる。
本発明のさらなる様相によれば、心臓律動制御装置は、心臓へ電気信号を伝える
ための心臓接触子、および抗不整脈薬を制御して放出するための放出制御投薬装
置を偏える。
生体における心臓律動障害の治療に対する本発明の方法によれば、少なくとも1
種の抗不整脈薬の治療有効量を含有している重合体マトリックスを、心臓律動制
御装置と共に、生体の心臓の心外膜または心内膜と直接接触させて設置する工程
が提供される。
本発明のこの方法によれば、心臓律動制御装置は、埋込み可能な電気除細動器−
除細動器装置である。ある種の実施態様では、心臓律動制御装置は埋込み可能な
ペースメーカーである。
また本発明の方法によれば、生体において心室または心房細動または心室頻脈を
治療または予防するために、作用可能時間延長剤望の少なくとも1種の抗不整脈
薬の治療有効量を含有している重合体マトリックスを、心臓律動制御装置と共に
、生体の心臓の心外膜と直接接触させて置く工程を含む方法が提供される。
図面の簡単な説明
これらのおよび池の目的、特徴、利点は、添付図面と図1は、本発明により製造
したりドヵインーポリウレタンマトリックスの短期放出特性を示すグラフで、時
間(分)に対し累積遊離%として表わしている。
T22は、本発明により製造したりドヵインーポリウレタンマトリックスの長期
放出特性を示すグラフで、時間(日)に対し累積遊、離%として表わしている。
図3は、本発明により製造し、種々の薬含有量比(リドカイン重量;重合体前駆
物置重量)のりドヵインーポリウレタンの長期放出特性を示すグラフで、時間(
日)に対し累積遊離%として表わしている。
図4は、マトリックス混合物を圧縮成形する本発明の別の実施態様により製造し
たりドヵインーポリウレタンマトリックスの短期放出特性を示すグラフで、時間
(分)に対し累積遊離%として表わしている。
図5は、マトリックス混合物を圧縮成形する本発明の別の天kW1様により製造
したりドカインーポリウレタンマトリックスの長期放出特性を示すグラフで、時
間(日)に対し累積遊離%として表わしている。
図6は、マトリックス混合物をジメチルアセトアミド溶液から溶媒注型する本発
明の別の実a態様により製造したリドカイン−ポリウレタンマトリックスの長期
放出特性を示すグラフで、時間(日)に対し累積遊離%として表わしている。
図7は、ウアバインで頻脈を誘発し、ついで本発明に従って製造したりドカイン
ーポリウレタンバッチを心外膜の左心室心筋層に直接適用した犬の心電図を示す
。
図8は、本発明によるリドカイン−ポリウレタンパッチを介し経心筋デリバリ−
を行った場合の被検式のりドカイン血漿水準と時間の関係を示すグラフである。
図9は、図8に示した経心節投薬量に相当するりドカインを静脈内ポーラス投与
した場合の被検式のりドカイン血漿水準と時間の関係を示すグラフである。
図10は、本発明の放出制御リドカイン−ポリウレタンマトリックス(28%重
量重量量;44mg、5mmX5mm心外膜バッチ)中のりドカインを経心筋デ
リバリ−を行った場合の、抗不整脈薬の冠状静脈血中水準対全身系血中水準の差
を示すグラフである。
図11は、最初の15分でポリウレタンマトリックスから抗不整脈薬の約30%
を一度に放出しその徨減少した速度で放出することを示すイブチライドーポリウ
レタンマトリックスを示すグラフである。
図12は、不活性コシビエントの酒石酸ジメチルを含むイブチライドーポリウレ
タンマトリックスからの抗不整[を薬の試験管内放出を示すグラフである。
図13は、イブチライド含有マトリックス近くに設置した心外膜電極および心向
III電極により測定した、lnsでのVERPを示すグラフである。
図14は、マトリックス近くに設置した心外musにより測定した、イブチライ
ドーポリウレタンマトリックスの活性化時間(ミリ秒)への効果を示すグラフで
ある図15は、ジュールで測定した、エネルギーの2−2−2O単相パルスをか
けた場合の、埋込み可能な心臓除細動器による除細動の成功fl率を示すグラフ
である。
図16は、0.025mg/kgのイブチライドの投与前i音の、単相パルスを
かけた場合の除細動しきい値を示すグラフである。
図17は、0.0025mg/に、gのイブチライドの投写前接の2相パルスを
かけた場合の除細動しきい値を示すグラフである。
図18は、不活性コシビエントを含んでいるイブチライドーポリウレタンマトリ
ックスを心外膜に用いた場合の、かけた2相パルス(ジュール)と細動の変換%
の関係を示す図である。
図19は、心臓除細動器から2相パルスをかけた場合の、クロッイリウム−ポリ
ウレタンバッチの除細動を示すグラフである。
図20は、図に示したようにソタロールまたはイブチライド<0.025mg/
kg)を含むマトリ・ンクスを・シ・外股に設置し、それから種々の距離に設置
した電極(こより測定した、活性化時間(ミリ秒)の変化を示すグラフである。
図21は、多層膜のイブチライド含有ポリウレタンコーティングを有する本発明
の心房整調電極の実施態様を模式的に示す。
図22は、本発明により製造した浸漬被覆ワイヤの長時間試験管内遊離特性を示
すグラフで、時間(日)に対し累積遊離%として表わしている。
図23は、本発明のイブチライドーポリウレタン被覆心房電極による、心房粗動
誘発性の減少を示す棒グラフである。
図24は、本発明により製造した成形環状円錐形チ・ツブを有する整調経静脈除
細動器カテーテルの模式図である。
図25は、図24で示した型の成形環状円錐形チ・ツブの試験管内遊離速度を示
すグラフで、時間(日)に対し累積遊離%として表わしている。
図26は、本発明により製造した整調経静脈除細動器カテーテルによる除細動成
功確率を示すグラフである。
詳細な説明
心臓不整脈治療用の新規な放出制御投薬形を次に記載する。この場合、少なくと
も1種の治療薬を含有してしする重合体マトリックスからなる基体を、心臓筋肉
と直接接触させて置く。治療薬はついで、頻脈を正常の洞?1 に迅速に変換す
ることが必要とされる部位に直接 BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to controlled release dosage forms for site-specific release of therapeutic agents, and more particularly, to controlled release dosage forms for site-specific release of therapeutic agents.
or administer antiarrhythmic drugs directly through the myocardium, either alone or in combination with cardiac rhythm control devices.
and its preparation and use. Description of the Prior Art Life-threatening cardiac arrhythmias are a medical problem faced by millions of people every day. Irregularity
Pulse is the leading cause of death from myocardial infarction in hundreds of thousands of other people. In addition, cardiac arrhythmias
Pulse disease complicates 173 to 1/2 of the more than 300,000 open heart surgeries performed in the United States each year. The term "cardiac arrhythmia" is used in this field in -a, and here
refers to abnormal heart rhythm conditions, specifically ventricular arrhythmia, ventricular fibrillation, supraventricular arrhythmia, such as atrial fibrillation, atrial flutter, supraventricular tachycardia, multifocal atrial tachycardia, junction tachycardia, etc. include. Hundreds of people suffering from abnormal heart rhythms are currently being treated with oral medications. Examples of frequently prescribed oral antiarrhythmic medications are digitalis, digitoxin, and procainamide. Lidocaine, or other antiarrhythmic drugs such as amiodarone, are given intravenously. Traditional drug treatment is limited to where and/or where the drug is needed.
Because of inadequate drug concentrations when needed and the adverse side effects of drugs, they are often ineffective in preventing or treating life-threatening ventricular arrhythmias. In addition to drug treatment, many patients each year now receive intracardiac electronic pacemakers such as automatic defibrillators/cardiodefibrillators or implantable devices for severe cardiac dysfunction. I have a countershock device.However, I do not have an electronic pacemaker or
There are several important issues with the surgical implantation and subsequent maintenance of countershock and implantable countershock devices. In particular, the required current is lower and the epitome used is
It would be desirable to increase the functionality of the above device so that the number of swords can be reduced. What courage do you need? ! ! Lowering the current increases battery life and facilitates miniaturization. -H, patients with implanted countershock devices also receive antiarrhythmic drug therapy to prevent arrhythmias. However, most of the drugs administered systemically with these devices have no real effect on lowering the ventricular defibrillation threshold. Recently, open surgery and catheterization techniques have been developed to destroy sensitive myocardial tissue.
However, this was not particularly effective. Therefore, drug treatment, pace
Manufacturer implants, surgeries may be used to prevent and/or suppress cardiac arrhythmias.
It has only a partial effect. A sustained, site-specific cardiac drug release system provides bioprotein therapy to prevent bacterial endocarditis.
It has been developed to prevent heart valve calcium deposition and fibrous tissue formation. Thyroid and adrenal medullary myocardial autografts are recognized as “endocrinological cardiac pacemakers”
was studied. Myocardial implantation of silastic reservoirs containing a variety of compounds, including digoxin, isoproterenol, and thyroid hormones, allows for the release of chronotropic drugs.
Drug delivery is also underway. All of the above drugs can effectively promote heart rate when delivered directly to the myocardium. Although these methods have been used to stimulate and control heart rate through transmyocardial drug administration, there are no examples in the prior art of treating ventricular or atrial arrhythmias through transmyocardial administration of antiarrhythmic drugs. do not have. There is no disclosure in the prior art of lowering the defibrillation threshold in the event of life-threatening fibrillation or increasing resistance to the development of this condition by intramyocardial administration of antiarrhythmic drugs. Additionally, none of the above polymeric devices can be manufactured with specific dosage release characteristics.
stomach. In the treatment of certain medical conditions, such as acute arrhythmias, rapid release of antiarrhythmic drugs immediately after implantation followed by slow sustained release is clearly advantageous. It is therefore an object of the present invention to provide bio-based or artificial polymeric materials that are compatible with body tissues and that incorporate therapeutic agents, such as antiarrhythmic drugs, for the treatment of heart rhythm disorders.
It is to serve. It is a further object of the present invention to provide a biocompatible polymeric matrix containing an antiarrhythmic agent that can be applied directly to the heart muscle via the epicardium, endocardium, or pericardium. The present invention provides a method for making a biocompatible polymeric matrix containing an antiarrhythmic drug that can selectively alter the release properties of the antiarrhythmic drug. A further object of the invention is that it can be applied directly to the heart muscle in conjunction with a cardiac rhythm control device to increase the effectiveness of the rhythm control device and/or to suppress the occurrence of dysrhythmias.
The present invention provides a biocompatible polymeric matrix containing anti-arrhythmic straw. SUMMARY OF THE INVENTION The above and other objects are achieved by the present invention which provides a combination for controlling heart rhythm in a patient.
According to the present invention, the device includes electrodes for transmitting electrical signals to and from the patient's heart. In one embodiment of the present invention, the implantable controlled release dosage form delivers a therapeutically effective amount of an antiarrhythmic agent to the heart of a patient, the substrate formed from a biocompatible polymeric material has at least one Incorporating various antiarrhythmic drugs
I'm reading. In a preferred embodiment, the biocompatible polymeric material is polyurethane, polyurethane,
Lydimethylsiloxane, ethylene/vinyl acetate copolymer, polymethacrylate methacrylate
polyamide, polycarbonate, polyester, polyethylene, polypropylene
polystyrene, polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, or vinegar
synthetic non-biodegradable polymers such as acid cellulose. Of course, the polymeric matrix material can be a mixture or copolymer of two or more biocompatible polymers. In another embodiment, the biocompatible polymeric material is collagen, polylactic acid-polyglyceride,
Cholic acid, or a biodegradable polymeric material such as a polymeric anhydride. The incorporated antiarrhythmic drug can be a therapeutic agent or a combination thereof that has an effect on heart rhythm disorders. In certain embodiments, the antiarrhythmic agent is a cardiac stimulant such as isoproterenol, dopamine or norepinephrine, or docaine.
In another advantageous embodiment, the antiarrhythmic drug can be a cardiac depressant such as
Can be a lucium channel blocker, verapamil, or diltiazem
Ru. In an advantageous embodiment of the pond, and especially in an embodiment for use with a cardiac rhythm control device,
The antiarrhythmic drugs include amiodarone, altilide, ibutilide, sotalol or
or a time-extending agent such as cloylium. fruit of desire
In embodiments, the antiarrhythmic agent comprises about 5-40% by weight of the substrate. In some embodiments, pharmacologically inert fillers or cocipients, such as antiarrhythmia
Dosage release characteristics can be adjusted by adding polyethylene glycol, inulin or dimethyl tartrate, which have a water solubility different from that of the pulse drug.
Wear. Anionic tartrates form cation-anion pairs with cationic antiarrhythmic drugs.
Pharmacologically inert fillers are useful for slowing down the rate of release.
selected from the group consisting of Nurin, polyethylene glycol, and dimethyl tartrate. In order to deliver antiarrhythmic drugs via the myocardium, the substrate is placed directly into the patient's heart.
suitable for direct application. The term "transmyocardial delivery" refers to delivery to the heart muscle and specifically includes contact with the epicardium, endocardium, and 6 membranes. An implantable device can be any form that can be attached to the heart muscle in some manner, such as a film patch, coated electrode wire, or a fixable catheter tip. In some implementations, the tt pole is equipped with tissue fixation means for fixation to live heart tissue, such as a conical tip. In some embodiments of the invention, the electrode further comprises a pacing electrode. In still other embodiments, the electrodes are used to detect predetermined conditions in the patient's heart.
It has a sensor at the end. The electrodes include multiple defibrillator/cardioverter defibrillator m poles.
You can Like the top sheet, the substrate may be in the form of a film, and in some embodiments the substrate
It may be fixed to the pole. This membrane has a thickness of the order of 20 Hm-1 cm, preferably about 200 rtm. Alternatively, the membrane may be a multilayer membrane. In other embodiments, the substrate is a heart-contacting molded member attached to an electrode means. drug release properties can be achieved. Treatment of biological heart rhythm disorders is based on polymeric matrices containing the desired antiarrhythmic drug.
It consists of controlled-release delivery of an antiarrhythmic drug directly to the epicardium or endocardium using an implantable device consisting of a gasket. According to further aspects of the invention, a cardiac rhythm control device includes a cardiac contact for transmitting electrical signals to the heart, and a controlled release dosing device for controlled release of an antiarrhythmic drug.
shift the position. According to the method of the present invention for treating cardiac rhythm disorders in a living body, a polymeric matrix containing a therapeutically effective amount of at least one antiarrhythmic drug is used to treat cardiac rhythm disorders.
A step of placing the control device in direct contact with the epicardium or endocardium of a living heart is provided. According to this method of the invention, the cardiac rhythm control device is an implantable cardioverter-defibrillator device. In certain embodiments, the cardiac rhythm control device is an implantable pacemaker. Further, according to the method of the present invention, the drug contains a therapeutically effective amount of at least one antiarrhythmic drug, which is desired as a time-extending agent, to treat or prevent ventricular or atrial fibrillation or ventricular tachycardia in a living body. A method is provided that includes placing a polymeric matrix containing a cardiac rhythm control device in direct contact with the epicardium of a living heart. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The purpose, features, and advantages of these and other features are illustrated in the accompanying drawings and in FIG.
Expressed as cumulative % release over time (minutes). T22 is a graph illustrating the long-term release characteristics of docaine-polyurethane matrices prepared according to the present invention, expressed as % cumulative release versus time (days). FIG. 3 is a graph showing the long-term release characteristics of glue docaine-polyurethane prepared according to the present invention at various drug content ratios (lidocaine weight; polymer precursor storage weight) as cumulative % released versus time (days). It represents. FIG. 4 is a graph illustrating the short-term release characteristics of a docaine-polyurethane matrix prepared in accordance with another embodiment of the present invention in which the matrix mixture is compression molded, expressed as cumulative % release versus time (minutes). FIG. 5 is a graph showing the long-term release characteristics of a docaine-polyurethane matrix manufactured by another method of the present invention in which the matrix mixture is compression molded.
Expressed as cumulative % free over time (days). Figure 6 shows the present invention in which the matrix mixture is solvent cast from a dimethylacetamide solution.
1 is a graph showing the long-term release characteristics of a lidocaine-polyurethane matrix prepared according to another embodiment of the present invention, expressed as cumulative % free versus time (days); Figure 7 shows tachycardia induced with ouabain followed by docaine prepared according to the present invention.
- Shows an electrocardiogram of a dog in which a polyurethane batch was applied directly to the epicardial left ventricular myocardium. FIG. 8 is a graph showing the relationship between tested lidocaine plasma levels and time when transmyocardial delivery is performed via a lidocaine-polyurethane patch according to the present invention. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the test-type transcardiac plasma level and time in the case of intravenous porous administration of transcardiacine corresponding to the transcardiac dosage shown in FIG. 8. Figure 10 shows the controlled release lidocaine-polyurethane matrix (28% weight) of the present invention.
Weight: 44 mg, 5 mm x 5 mm (epicardial batch)
2 is a graph showing the difference between the coronary venous blood level and the systemic blood level of an antiarrhythmic drug when revalidation is performed. Figure 11 shows that ibutilide polyurethane releases about 30% of the antiarrhythmic drug from the polyurethane matrix at once and at a reduced rate in the first 15 minutes.
It is a graph showing a rhethane matrix. FIG. 12 shows a polyurethane polyurethane containing an inert cocibient dimethyl tartrate.
Figure 2 is a graph showing the in vitro release of anti-arrhythmic drugs from Tan Matrix. FIG. 13 is a graph showing VERP in lns as measured by epicardial and ventricular III electrodes placed near the ibutilide-containing matrix. Figure 14 shows Ibuchirai measured by an extracardiac mus placed near the matrix.
Figure 15, which is a graph showing the effect of a doped polyurethane matrix on the activation time (in milliseconds), shows the effect of a 2-2-2O monophasic pulse of energy measured in Joules.
3 is a graph showing the success fl rate of defibrillation by an implantable cardiac defibrillator when the implantable cardiac defibrillator is used. FIG. 16 is a graph showing the defibrillation threshold when a monophasic pulse is applied to the i sound before administration of 0.025 mg/kg of ibutilide. FIG. 17 is a graph showing the defibrillation threshold when 0.0025 mg/g of ibutilide is applied with a pre-projection biphasic pulse. FIG. 18 shows an ibutilide polyurethane matrix containing an inert cosibilant.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the applied biphasic pulse (joules) and the fibrillation conversion % when a box is used on the epicardium. Figure 19 shows the croylium-polymers when a biphasic pulse is applied from a cardiac defibrillator.
It is a graph showing defibrillation of urethane batch. Figure 20 shows that a matrix containing sotalol or ibutilide (<0.025 mg/kg) was placed in the outer thigh as shown in the figure, and then the activation was measured from electrodes placed at various distances. 21 is a graph showing the variation in time (in milliseconds). FIG. 21 schematically depicts an embodiment of an atrial pacing electrode of the present invention having a multilayer butyride-containing polyurethane coating. FIG. Demonstrates the long-term in vitro release characteristics of dip-coated wire.
This graph is expressed as cumulative % free versus time (days). FIG. 23 is a bar graph showing the reduction in atrial flutter induction by the ibutilide polyurethane coated atrial electrode of the present invention. FIG. 24 is a schematic illustration of a pacing transvenous defibrillator catheter having a shaped annular conical tip made in accordance with the present invention. Figure 25 shows the in vitro release rate of molded annular conical tips of the type shown in Figure 24.
This graph is expressed as cumulative % free versus time (days). FIG. 26 shows defibrillation performed using a pacing transvenous defibrillator catheter manufactured in accordance with the present invention.
This is a graph showing success probability. DETAILED DESCRIPTION A novel controlled release dosage form for the treatment of cardiac arrhythmias is described below. In this case, at least
A substrate consisting of a polymeric matrix containing a therapeutic agent is placed in direct contact with the heart muscle. Is the tachycardia a normal sinus? 1 to quickly convert
Directly to the area where it is needed
【:溶出または拡散する。心外膜または心内膜
で、またはある場合には心臓を通しての投薬形と心臓筋肉の直接接触を、ここで
は「峰心筋放出」と呼ぶ。新規な投薬形の特別の利点は、経心筋放出が局所的ま
たは部位的治療に用いられる抗不整脈薬の投薬量が少くてすむことであり、治療
効果をもたらすのに十分な投薬量を全身的に投与したときに出る」二記薬剤の通
常の副作用を少くすることができる重合体マトリックス材料は、たとえばポリウ
レタンまたはジメチルポリシロキサン(シラスチック)のような合成品である。
経心筋デリバリー用の放出制御投薬形が、心臓の強い機械的作用に耐えられるよ
うに、合成重合マトリックス材料は、屈曲性で、エラストマー性で、大きな引張
強さのものであることが好ましい。この点については、ポリウレタンおよびジメ
チルポリシロキサンが理想的である。高分子量ポリウレタン(たとえば40゜o
oo−so、oooダルトン)は、たとえば全体として負の表面電荷のような望
ましい表面性をもつ、持続放出のために、負の表面電荷は陽イオン抗不整脈薬と
よく結合する(図2参照)ので都合がよい。特別の実施態様においては、生命を
おびやかす不整脈をできるだけ速く正常の調律に変換するような、抗不整脈薬の
迅速遊離が望ましいときは、ポリウレタンのような親水性重合体が好ましい。
他の例は、限定するものではないが、エチレン/酢酸ビニル共重合体、ポリメタ
クリル酸メチル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレン
、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレ
ン、または酢酸セルロースのような、親水性または疎水性の生体適合性重合体を
含む。別の例では、蛋白貢コラーゲン、ポリ乳酸−ポリグリコール酸、または重
合無水物のような生物由来重合体が適当な重合体マトリックス材料である。
心臓手術に関連した短時間不整脈のようなある状況下では、生分解性重合体マト
リックスが有利である。これは持続薬剤デリバリ−期間徨、身体により再吸収さ
れるからである。
他方、慢性再発不整脈に対しては、中空重合体貯留器のような、非分解性および
(または)再充填または再生可能な系の方が適当であることもある。
心臓律動障害に現在広く利用され、本発明の放出制御投薬形に含有させるのに適
している2種の治療薬としては、リドカインおよびアミオダロンがある。リドカ
インは、典型的には静脈内投与される著しく有効な抗不整脈薬であり、この薬に
より生じる悪い副作用のため時間を隔って使われる。アミオダロンは経口投与で
きるが、これを受けた患者の70%以上にひどい副作用が生じる。
本発明の放出制御投薬形は、抗不整脈薬の一般に認められた4つのクラス(V
aughan−W illiams分類)からの抗不整脈薬を含有するよう処方
された。若干の例を下記に示す。
クラス I ナトリウムチャンネル遮断薬クラス II β−アドレナリン遮断
薬プロパツール
クラス III 作用可能時間の延長剤クラス IV カルシウムチャンネル遮
断薬塩化ニッケル
たとえば、リドカインは心臓抑制薬である。イ・ノプロテレノール、ドーパミン
、ノルエビネフlノンのような+已1臓刺激薬も、本発明の原理に従って重合体
マド1ノ・クラスに含有させることができ、ある場合(二番よlC・不全の治療
【こ使用できる。1種以上の心筋剤の組合せの例番よ、)〇−房細動の治療に使
われるジコキン/キニジン系である。
しかし、抗不整脈剤、または抗不整脈剤と一緒に投与するのに適する薬と抗不整
脈剤のどの組合せも本発明の概念に入ることを理解すべきである。そこで、ここ
で使う「抗不整脈剤」は、その作用機構が Vaughan −W i l l
i a +n sの4組の1つまたはそれ以上に従う、または他の方式で心臓
不整脈に治療効果をもつ、心臓不整脈の治療または制御に使用できる薬剤または
薬剤の組合せを書味する。
体液の存在下での重合体マトリックス材料からの溶出を容易にするために、抗不
整脈薬は、 リドカイン塩酸塩のように、水溶形で提供されるのが好ましい。
放出制御投薬形は、とりはずしができるチップをつけた心臓カテーテルによって
、または6膜穿刺によって、あるいは心臓切開手術中心臓筋肉上に直接置くこと
ができる。心臓に使用するための基体の形態を3つあげると、重合体フィルム/
パッチ形で心臓表面に直接張りつけるための心外膜用デザイン(図7参照)5
重合体被覆ワイヤ(図21参昭)、または硬い、ねじ山をつけて成形した重合体
1III造を含む。心臓カテーテルにより脈管内に置くためには、とりはずせる
ねじ山付カテーテルチップ、または固定するとがった先をもったふ(うませるこ
とができる(かさ)システム(図24参照)が、当業者が工夫できる多くの可能
な形態の中の例としてあげられる。
鋭いトロカールでつけた傷口から心筋内に設置するための形態も別に工夫できる
。フィルム注型および圧縮成形のような技術が、抗不整脈薬/重合体マトリック
ス放出制御投薬形の個別の基体形態の製造に応用できる。
形態は、治療される不整脈条件の型によって選ばれる、バッチ形の投薬形は、手
術後の不整脈を避けるために、心臓切開手術中心外膜または心内膜に置くのに都
合がよい、取りはずせるねじ山付きカテーテルチップ形の投薬形は、心筋梗塞に
つづく心臓不整厩の予防に利用できる。さらに、当業者にわかるように、抗不整
脈薬のあるものは急性不整脈よりも慢性不整脈の方に適しており、プロ力インア
ミドまたはソタロールのような薬は、慢性不整脈状態で用いる制御遊離投薬形に
含有させるのに選ばれる薬である。
投薬形は、拡散によりlaMが起る真または埋込み可能な装置のような、一体の
薬/重合体マトリックスであることができる。別の実施態様では、レザバー形薬
放出系を工夫できる。例えば、再充填用の入口をもつ中空心レザバーを形成する
ため、重合体マトリックス材料を形づくる(実施例17参照)。
形に関係なく、本発明の投薬形は、血栓の形成および細胞内部成長を防ぐために
、非多孔性でほとんどピンホールのない滑らかな表面を好ましくはもつ必要があ
る。
特に、繊維性または内皮細胞の内部成長は、抗不整脈薬の効率よい遊離と代謝を
妨害する。重合体マトリックス中にヘパリンのような抗凝固剤を含有させると、
血栓形成を最小にできる。
この新規投薬形は、現存の経口または静脈内抗不整脈治療のかわりになるかまた
は重要な補助手段を提供する。さらに、投薬形は冠状動脈造影、血管形成、通常
の心臓手術、カテーテル法、臨床電気生理学研究のような操作の一部として使用
できる。さらに、ここに記載のような投薬形を使用すると、ペースメーカー埋込
み徨さらに追加の薬剤治療ができ、または埋込んだ自動心臓除細動器/電気除細
動器の効率を増すことができる。
本発明の放出制御投薬形の重合体材料マトリックス中へ治療薬を含有させるには
種々の技術がある。一般の方法は次のものを含む。
1、治療薬が重合可能混合物の一員として組込まれるように、治療薬を固相重合
前に、重合体前駆物質と混合する。実施例1と2は、この方法の例である。
2、重合したマトリックス材料を有機溶剤に溶かす。治療薬を望む重量比で、溶
解した重合体マトリックス材料に直接添加できるように、治療薬も同一有機溶剤
に可溶でなければならない。ついで、混合物を成形型に注ぎ込みまたは膜として
注型しく溶媒注型)、溶剤を蒸発させる。実施例3と4は、この方法の例である
。
3、完全に重合したマトリックス材料と治療薬とすりつぶし、または混合し、ブ
レンドを形成し、ついで触媒を添加して重合させる。実施例5と6は、この技術
の例である。
本発明の有利な特徴は、薬放出速度および持続時間を、プロセスバラメークによ
り調節できることである。重合体マトリックスの処方条件に依存して、持続時間
を数分から数年に変化させることができる。放出速度を制御するため変えられる
パラメータは、治療薬の粒度、かくはんによる重合工程の中断、圧縮成形、重合
温度を含む。
下記の個々の実施例は、これらバラメークのいくっがを変えた効果を示す。結果
を図1−6でグラフで示す。他の実施態様では、実施例14、処方14bに記載
し、図12でグラフで示したように、薬理学的に不活性なコシビエントを添加す
ることにより、放出速度を変える。なお別の実施態様では、多欲層を与えるよう
な形態が、図22にグラフで示すように薬放出速度に影響を与えることができる
。
薬−重合体の組合せの放出特性を、フィードバック信号に応答するようにつくる
こともできる。たとえば、カチオン交換樹脂を含有する電気応答性アクリルアミ
ド重合体またはシリコーンゴムをつくることにより、不整脈が検出されたときは
一層多くの薬を与え、異常リズムが止んだときは下方に調節することができる。
上記電気応答性の実施態様は、心臓律動制御装置と組合せることにおいて特に有
用である。
本発明に従う生適合性制御hり出投薬形およびその製法の幾つかの特定の具体例
を次に示す。試験管内および生体内条件での投薬形の効果と有利な特徴を示す実
験結果も含める。実施例1〜5は主として、抗不整脈薬リドカインを組込んだ重
合体マトリックスの製造に関するが、ここに記載の技術は広い種類の他の薬/重
合体の組合せの創製とそれから構成される装置に適用できる。別の実施例(実施
例6〜17)は、本発明の原理に従う制御放出投薬形を、抗不整脈薬の全ての4
クラスからの抗不整脈薬を組込んで製造したことを示している。
衷」1声」。
約1〜4部のりドカイン塩酸塩(粒度75〜150μm)と、ジイソシアナート
単量体0.21部およびポリエーテル単量体0,79部からなるT ecofl
ex 2−80A (T hersedic I nc、、W oburn、
M A製のポリウレタンプレポリマー)10部とを混合してリドカイン−ポリウ
レタンマトリックスを製造した。
リドカイン/ポリウレタン実施例では、予備重合したポリウレタン成分は、抗不
整脈薬の約20重量%以上の存在下では、反応して重合体を形成しない。しかし
、Fecl、触媒および低温での遅い硬化は、安定な重合体の形成を生じる。一
般に、ポリエーテル単量体g当り0.1μM 〜1.O/JMのFeCl3が、
4o%w / wまでの薬含有量で、実用的重合体構造を与えるのに有効である
。有利なことに、得られた抗不整脈薬−重合体マトリックスは、加速した初期速
度で抗不整脈薬を放出し、ついで持続した遅い拡散律速速度で放出する。加速さ
れた初期速度は、急性不整脈障害の治療に特に有利である実施例1の特定の具体
例では、ポリエーテル単量体1gあたりFeC1,0174μMを触媒として添
加した、ついで、混合物を厚さ約200μmの膜として注型し、55°Cで48
時間硬化した。勿論、膜厚は変化でき、実際的には膜厚さは約20μmから1c
mの範囲である、11重合度および時間も、夫々約50〜60°C1約24時間
〜3日の範囲であることができる。
a)LILI立Jl
実&fN1の技術により製造した28%W / Wリドカイン含有−ポリウレタ
ンマトリックスの試験管内累積薬放出を、260nmでの吸光度により分光測定
により監視した。冗全シンク11衛液試料を時間にわたり採取し、データを2回
測定の平均として表わした。完全シンク緩衛液は、pH7,4、温度37°Cで
0.54M K2PO,水溶簸からなっていた。
図1と2は、リドカインの放出に影響を与える実施例1の方法に対するある種の
プロセス変動の結果を示す。
このプロセス変動は、 (1)実施例1に記載のような55°Cでの重合であり
、 (2)反応時間的2時間接、重合混合物をかくはんする追加工程(長い連鎖
重合組および架橋前)であり、及び(3)室温での重合である0図1を参照する
と、短時間放出特性が、時間(分)に対する累積放出%のプロットとしてグラフ
で示されている。ライン1は実施例1に記載の方法で形成したマトリックスの放
出特性(上記プロセス変動(1))を示し、ライン2は上記プロセス変動(2)
を示し、ライン31よ上墓己プロセス変動(3)を示す。
図2は、時1vl (B)に対する累積放出%のプロ・ソトヒして示した長期間
放出特性を示すグラフである。ライン1〜3は、夫々プロセス(1)〜(3)【
二従って形成したマトリックスの放出特性を示す。
試験管内の結果は、プロセスパラメータの変動力く薬/重合体マトリックスの薬
放出特性に影響を与えることを示している。実施例1のポリウレタン系で番よ、
重合体セグメントにより高分子量のポリオ−フレを1史用すると、一層線水性の
生成物を生じ、従って時間にわたり薬を一層多く保持できる生成物を生じた。
他の実験では、種々の薬含有量比の効果を試験管内で実験した。図3は、リドカ
イン対ポリウレタンの異なる重量比をもつりドウイン/ポリウレタンマドI7
、クラスの長期間放出特性を示すグラフである。データ番よ分光吸光度測定で得
られ、時間(日)に対する累積放出%として表わしている。実験した特定の比重
よ、2:10.3:10.4;XOで、夫々図3でライン1.2.3で示されて
いる。放出速度のプロフィルは、長期間拡散管皐速速度よりも一層高い初期速度
からなってpzた。さらに、薬濃度が増すと初期速度は増すが、拡散律速達度番
よ1よ(マ同一のままであった。
実施例2
実施例1の方法に従い、リドカインーポ1ノウレタンマトリックスの組合せを製
造した。しかし、約2時間徨、長連鎖重合が本質的に完結し、しかし架橋が前の
とき、この特定の実施例において、反応混合物を5分の短時間かきまぜた。
ついで、この混合物を8〜10t/平方インチ下で圧縮成形した。得られた投薬
形の試験管内の長期間及び短期間放出特性を、夫々分及び日に対する累積放出%
の関数として図4と5に示す。圧縮成形は放出速度を著しく溶媒注型技術によっ
て、リドカイン−ポリウレタンマトリックス組合せを製造した。十分に重合した
ポリウレタンを、透明溶液を形成するように有機溶媒に溶かした。望む量のりド
カインをこの溶液に加えた。ついで溶液を厚さ2〜4mmの膜として注型した。
図6は、この実施例により製造した溶媒注型投薬形の長期間放出特性を示すグラ
フである。この試験管内実験は、実施例1記載と同様にpH7,4で行った。図
2の結果と図6の結果を比較すると、溶媒性を技術は治療薬の持続放出の一層大
きい延長を生じることが認められる上記梨の重合体マトリックスを使って、上記
マトリックスバッチを犬の心臓の心外膜上に直接1くことにより、リドカインの
有効な心1I2i経由投与を示した。次の実験は、実施fNlにより製造した制
御放出リドカイン−ポリウレタンマトリックス系の心筋植込みによる、ウアバイ
ン誘発心室頻脈の抑制の詳細である。
b)l1青11
Kniffen ら、 C1rculation、第49巻、 第264頁、
1974年による論文に記載の方法に従い、ウアバイン投与により心室頻脈を誘
発した。ウアバインは、その迅速なジキタリス飽和効果のため治療に使われる心
臓グリコシドである。実験は、各々体m12〜14kgの14匹の雄雑種犬を含
んでいた。S ig+++a Inc、、St。
Louis、MOから得たウアバインを、初期投薬量40μg1kgで、40L
Lg/分の速度で投与し、ついで三等分投与で持続心室頻脈が心電図で実証され
るまで投与し た。
ウアバイン投与で心室頻脈を誘発させるため各人の左を開胸した。図7を参照す
ると、寸法3cmX3cmXO,2cmをもつ重合体バッチ30を、心臓31の
心外膜左心室心筋層に、前方下行冠状動脈の左約1〜2cmで、回旋冠状動脈の
下約1〜2cmにはりつけた。図7はこの実験結果得られた心電図の例である。
心電図記録形管は、標準表面肢誘導、および心房および心室誘導により1りだ。
肢誘導からの記録を11、12に示し、心房および心室動揺を夫々13、14に
示す。リドカイン−ポリウレタンマトリックスを置いた後の心室頻脈の正常の調
律への変換は、矢印10で示されている。各人で、リドカイン−ポリウレタンマ
トリックスバッチ30を、心室頻脈を正常の洞リズムに変換するに必要な時間、
左心室心筋層上に置いておいた。正常の調律が再びあられれたら、1分経過徨バ
ッチを除去し、誘発不整脈のもどるのを検出するため、実験を続けた。若干の犬
には対照としてポリウレタンパッチだけを与えた0表1に示すように、心室心筋
層に直接つけた重合体マトリックスからのりドカインの放出制御ドラッグデリバ
リ−により、全実験大でウアバイン誘発心室頻脈は正常の調律に変換された。表
■では、時間は平均上標準誤差により示しである。
表1
中〕−坏−1ll IT!−−−ル・−寥一町−暉−■−−−轡一轄〜−時間(
分)−初期 終期
ポリウレタン 4/4 4/4 >60リド′bイン/本0リ 6/6 0/6
1.5 ± 0.77ウレタン
リト′カイン/ ホ1ノ O/ 6 3 / 8 15.0 ± 25.0ウレ
タノ除 去
表工に示したりドカインーポリウレタンマトリックスの除去復、心室頻脈のもど
る時間範囲の結果は、3匹の動物についてのものである。残りの3匹の動物は6
0分以上正常の調律を続けた。対照バッチの動物では、正常調律の回復なしに、
心室頻脈が60分以上続いた。リドカイン−ポリウレタンパッチは、1.5±0
.77分で心室頻脈を正常の洞すズノ、に変換した。
犬を用いたリドカインの血漿水準を分析する研究は、リドカイン−ポリウレタン
パッチの心筋適用が、ポーラス投薬量で静脈内に投与したりドヵインと同様に迅
速に治療効果を生じるが、高性能液体クロマトグラフィーによる測定により血漿
水準を比較すると低がった0図8を参照すると、犬の研究におけるリドカイン血
漿水準が、6匹の犬における血漿水準の2回の実験の平均として示され、また心
筋リドカイン−ポリウレタン治療後のりドカインの時間依存減衰が示されている
。比較のため、図9は、 リドカインの24 m g / k gおよび45
m g / kgの投薬量で静脈内投与した後の2匹の犬の血漿水準を示す。静
脈内投薬水準は、次の方法で決定した重合体パッチにより達成された心筋投与と
ほぼ同一投薬水準に相当するように選ばれた。すなわち、生体内使用後の重合体
マトリックス中に残っている残存薬をソックスレーメタノール抽出し、ついで充
填済C18カラム(粒度5μm)、A Itex ultrasphere −
OD S 25 c m X 4. 6mm T、D、(Beckman In
c、、San Ramon、 CA)、0.7%v/vトリエチルアミン/アセ
トニトリル(50:50)を有するpl!3.0の0.1Mリン酸ナトトリムi
?g液無勾配移動相とを備えたWaters、 Mode16000Aシステム
(W a t e r s社、Bedford、 MA)を利用する高性能液体
クロマトグラフィーにより決定した。吸光度を210nmにおいて監視した。
上記の実験結果は、心筋経由部位特異的薬放出が、抗不整脈治療の有効な経路で
あることを示している。リドカイン−ポリウレタン放出制御マトリックスを直接
心筋に置くと、約1.5分で全実験動物において誘発不整脈を正常の調律に迅速
に変換したが、一方対照は60分以」二連続する心室頻脈をイIした。部位特異
的治療は、静脈内投写と同様に迅速であったが、しかも匹敵投薬量に対し低いリ
ドカインの血漿水準を生じた。
犬の心外膜につけたりドカイン含有ポリウレタンバッチの心筋経由デリバリ−を
行った研究において、リドカインの19 m g / k gから45 m g
/ k gの間の正味投薬量がデリバリ−された。しかし、リドカインの血漿
水準は、匹敵投薬量を静脈内投与徨の36.7〜101゜2μg / m 1に
比較し、本発明の放出制御投薬形では8.75〜25A1g/mlであった。そ
こで、ここに記載の投薬形を直接心筋に置くことは、リドカインまたは同様に投
薬される池の抗不整脈薬の悪い副作用を和げる。
実施例4
クロロホルム、塩化メチレン、酢酸エチルを含め種々の溶剤を使い、溶媒注望技
術によってリドカインをエチルセルロースマトリックスに組込んだ。、リドカイ
ン含有比は2 】0であった。
去m
十分に重合したシラスチック382 (D ow−Corning。
M 1dland、 M Iの商標)とりドカインをブレンドして、シラスチッ
クマトリックス中リドカインをつくった。このブレンドをオクタン酸スズ(II
)触媒の添加により重合させた。
実施例6
イソプロテレノール−ポリジメチルシロキサンマトリックス投薬形を製造し、有
効結果を与えることを見出した。予備重合したポリジメチルシロキサン(PDM
S)を、粉末イソプロテレノール(PDMSの重量に対し5−20@量%)と混
練し、ブレンドを形成した。ついでこのブレンドを、熱によりまたはオクタン酸
スズ(II)または酸化白金のような薬品の添加により接触し重合させた。
抗不整脈薬の4つのV aughan−W illiamsの分類からの抗不整
脈薬を有する放出制御マトリックスを、種々の重合体マトリックスで処方した。
特定の実施例を次に示す。リドカイン、プロ力インアミド、エンカイナイド、フ
レカナイドのようなりラス■のナトリウムチャンネル遮断薬は上記実施例1〜5
で示した。
実施例7
実施例3の方法に従って、クラスII(β−アドレナリン遮断薬)抗不整脈薬、
プロプラノロールを、30%重量/重量までの量で、種々の重合体マトリックス
材料、特にM 1tralthane M P U −5(S ymbion、
Denver。
Co、から入手できるポリウレタン)またはビオマー(Ethicon、 So
merville、 N J から入手できるポリウレタン)のようなポリウレ
タンに組込んだ。
割遣コ艷且
作用可能時間を伸ばすクラスIII抗不整脈薬は、特定 。
ノ具体例では アミオダo ン(Wyeth、 P hiladelphia。
PAから入手できる)により示される。
実施例3の方法により、アミオダロンをポリウレタンマトリックスに組込んだ。
さらに詳しくは、アミオダロンをジメチルアセトアミドに溶かし、治療薬100
mg/ m ]の1度をもつ溶液を形成した。この溶液を、10%コシビエント
(co−cipient)としてポリエチレングリコール(PEG200、I)
ow、 M 1dland、 M I )と共に、ポリウレタン(T hyo
mer、 T hermedics、I nc、、 Woburn、MA) 1
0%溶液に溶かした。この溶液を0.2mm膜に溶媒注型し、表2に報告の研究
に使った。ポリエチレングリコールは、ポリウレタンマトリックスからのアミオ
ダロンの放出を容易にする。
アミオダロンの他に、アルチライドを実施例3の溶媒注型技術によって、ポリウ
レタンマトリックスに組込んだ。アルチライドは、構造上ソタロール、イブチラ
イドに関連しているクラスIIIの抗不整扉薬である。イブチライドと同様に、
アルチライドはβ−アドレナリン受容体を遮断せず、ソタロールのような他のク
ラスt■iの薬とは異なるイオン機構によって作用可能時間と抗療性をのばす。
衷」1撚ユ
実施例3の操作に従って、別のクラスIIIの抗不整脈薬、d−ソタロール(B
ristol −M eyers S quibb、 W allingfo
rd、 CT )をボリウレタ:/ (M 1tralthane M PU−
5)に組込み、表3に報告した大研究に使った。
別の実施態様では、d−ソタロールをのり状化シリコーンゴム(シラスチックQ
7−4840.1:1)に分散し、複合物を形成した。特定の実施例では、この
複合物を2000ポンド/平方インチで、1分間ステンレス鋼スラブ成形をで圧
縮した。圧縮複合物を37°Cで24時間硬化した。
実施例IO
実施例3に記載の溶媒注型技術に従って、ベラパミル、ジルチアゼム、塩化ニッ
ケルを含め、クラスIVの抗不整脈薬、すなわちカルシウムチャンネル遮断薬を
、Mitralthane M P U−5のようなポリウレタンおよびG7−
4850のようなシラスチックのような種々の重合体マトリックス材料に組込ん
だ。
実施例11
抗不整脈薬を、高分子量ポリ無水物、ポリセバシン酸−カルボキシフェノキシプ
ロパン(N ova、 B altjmore。
M D )、精製ラット尾コラーゲンのような生分解性マトリックスに組込んた
。ポリ篇水物を塩化メチレンに溶かすことにより、膜を注型できる。コラーゲン
を0.1M酢酸溶液から注型できる。
生分解性マトリックスの特定の実施態様では、Ogawaら、 J 、P ha
rm、P harsacol、、第41巻、第439〜449頁(1989年)
に報告されている「水中」乾燥技術によって、ソタロールをポリ(dl−ラクチ
ドーコーグリコシド)(PLGA)マトリックス中に処方した。
一般的操作では、ソタロール800mg、ゼラチン100mgを60゛Cの水浴
で水1mlに溶かした。この薬溶液を、重合体溶液と共に、水浴中で30 Hz
で15分、音波照at (Model W−225R,Heat System
s −tJltrasonjcs、 X nc、、 F arming dal
e、 N Y )することにより′IL化した。、重合体溶液は塩化メチレン2
0m1中に溶けたPLGAl、8gからなっていた。この乳濁液を、二塩基性リ
ン酸ナトリウムでpHを9. 0に!I1節し、かつ塩化メチレンで飽和した1
%W / Vポリビニルアルコール(PVA)200mlに、400rpmで連
続かくはんしながら(S tir −pak、 Code P armer I
nstrumentco、、 Chjcago、 I L ) 7Si下した
。1時間かくはん後、乳濁液を0.1%W/A PVA水溶液(p H= 9゜
0)21に加え、さらに3時間かきまぜた。こうして形成した微小球を#100
メツシュふるいに通した。#400メソシュふるい上に残った両分を遠心分離に
より回収し、蒸留水で4回洗い、48時間凍結乾燥し、ついで48時間lIL空
乾燥した。
使用の具体例では、ソタロール−PLGA微小球を食塩水に懸濁し、例えば心膜
内につくった空間に注射でき′ ” 、’、 −$
雄雑種犬(l O−15k g )を使い、開胸犬モデルを迅速な心室ペースに
させることにより、心室頻脈を誘発し、維持した。二極性心外膜電極の3セツト
を、左心室尖から心臓底に対し2cmの距離に置いた。Grass。
Model8 刺激WH(Grass Instruments、 Quinc
y。
MA)は、刺激単離装W (B loom As5ociates。
Reading、PA)を通し、 50− m5ecサイクル長で、2− m5
ec平方波パルスとして連続電気刺激を送った。刺激単離装置も、整調電流しき
い値を繰り返して監視した。
心室頻脈の誘発後、薬含有重合体マトリックス材料のパンチ形状の本発明の制御
放出投薬形を、刺激電極に隣接して置いた。心室頻脈を調律に変換に要する時間
、および心室頻脈の誘発を維持するための定量的変化の時間経過を測定した。結
果を表2に示す。制g@放出の効果は、正常の調律への変換後4時間まで監視さ
れた。
リドカイン−丁ecoflexバッチは、実施例1に従って製造した。他の全投
薬形は、治療薬を100 m g / mlの濃度でジメチルアセトアミドに溶
か、すことにより製造した。この溶液を、さらに’1’ h y o m e
rポリウレタン10%溶液に溶かし、Q、2mm膜に溶媒注型した。アミオダロ
ンマトリックスは、実施例8に記載のように10%コシビエントとしてのポリエ
チレングリコールと共に注型した。対照は各重合体マトリックス材料のパッチか
らなっていた。
速い心室整調により誘発された心室頻脈(VT)の心筋経由制御放出による変換
vTしきい値
試M No、重合体藁含何量 変 換 におけるト”−1□ −マトリックス
−一ゴー勺=ユーーー 場−か1%−−−一層一すト′カイ7 16 Teco
flex 2B2 0.86± 0.68 367.7± 183.17”Oh
イア 7 Thyomer 30χ 4.05± 3.15 208.7± 1
72.6アミト′
アミオ9 3 Thyoser 30χ 5.90± 5.45 36.1±
12.70ン*
NiC54Thyomer 50χ 2.08± 1.71 122.6± 1
01.3対M 5 Tecoflex O,0効果なし 効果なし対照 2 T
hyo■er O,0効果なし 効果なし対照 I Thyo■er* 0.0
効果なし 効果なし* 10%ポリエチレングリコール、PEG200と共に
;データは平均上標準誤差として示す。
表IIを参照すると、部位特異的適用は、リドカイン含有形がわずかO,1mg
/kgの正味投薬で有効であった。さらに、頻脈を正常の調律に変換するのに有
効であるにもかかわらず、リドカインの末梢血漿水準は検出できなかった。池の
研究は、この経路で投与したりドカインは正常の心臓機能に関して池の重要な効
果をつくり出さなかった。
プロ力インアミドも、心室整調モデルにおいて心室頻特表“平7−509735
(11)
脈を変換するのに有効であった。
アミオダロンは、しばしばひどい副作用を有する著しく有効な抗不整脈薬である
1本発明の制御放出投薬形で使うときのその効果は、投与の心筋経由経路がこの
薬の最も安全な最も有効なデリバリ一方法であり得ることを示している。
塩化ニッケルは、全身系で投与が困難であるが、抗不整脈薬として期待されてい
る基本型薬系の例である。しかし、表IIの結果は、塩化ニッケルは本発明の制
御放出投薬形で直接心外膜に通用することにより、頻脈を正常の洞リズムに変換
するのに有効なことを示して&Nる。
制御放出リドカイン−ポリウレタンマトリックス(28%w/w;44mg、5
mmX5mm心外膜パッチ)で行った薬物動態学研究は、本発明の制御放出投薬
の部位特異的適用の重要性を示した0図10は全身血液水準に対する抗不整脈薬
の冠状静脈血液水準の差を示すグラフである。
リドカイン−ポリウレタンマトリックスを、整調電極に隣接した犬の左心室心外
膜上に置いた。心外膜マトリックス適用4時間により得た試料において、高性能
液体クロマトグラフィーにより、リドカイン血漿水準を測定した。図1Oを参照
すると、合計920μg/kgの投薬量がデリバリ−された。リドカインの部位
冠状動脈水準は0. 8〜2.3μg / m 1の範囲であり、一方向時に採
取した試料の末梢血液水準は約100倍低く、すなわち5.4〜20.3ng/
mlであった。
口JLLu
生体内よ−E」」嵐14員り且1
本発明の制御放出投薬形は、大モデルで正直誘発心室頻脈の防止に成功した。麻
酔下に犬の動脈をさらし、単離することによって、犬の左前方下行冠状動脈の心
室閉塞を生じさせた。スライドする結索をもつスネアを動脈のまわりに置いた。
左心室への血液供給を絶つために、スネアを10分閉じることによって心室頻脈
を生じさせた。スネアを1時間開き、ついでスネアを10分閉じた。この操作を
6回まで反覆でき、心臓発作を刺激する。
心室頻脈(VT)は3回以上続く心室の早過ぎる拍動の発生として定義された。
本発明の種々の制御放出投薬形の有効性は、Hewlett P ackard
P hysiologic RecordSでのIE気生理学デー乞 および
8−チャンネルアナログテープデツキ(Hewlett P ackard、
P hiladelphia。
PA)での連続記録により実証された。結果を表3に示す。
表 III
抗不整脈薬制御放出治療二犬における急性正直心室頻脈(VT)研究の結果
リド力 Naチ?7 Teco−280,2350,6± 0.2イン ネル遮
断 flex
薬
7°1711” B −遮 MPU−5300,1461,22±0.12ノー
ル 新薬
D−n NM再 KPU−5300,2090,048±0.110−ル 分極
へ’5 Cafwン MPIJ−5300,3011O,10± 0.031ピ
ミル ネル遮断
薬
治療 対照 −
−91,10:t: 0.30
なし
表IIIを参照し、種々の薬含有マトリックスの2時間にわたる全投薬量(mg
/kg/2 h )は、生体内放出速度とよく相関することがわがっている試験
管内放出データから見積った。データは、群あたりの犬の数Nの平均として表わ
しである。vTのエピソードは、分当り1と置いた。表IIIは、上記の薬含有
マトリックスを心外膜に置いた徨における分当りのvTエピソードの数を示して
いる。クラスIIカルシウムチャンネル遮断薬ベラバミルおよびクラスエIIの
薬り−ソタロールは、急性心筋正直による不整脈に対し最も有効であった。興味
あることは、ベラパミルは全身的に投与するとき、不整脈に対し禁忌を示す、し
かし、表IIIは、心筋経由デリバリ−においてベラパミルが有効なことを示し
ている。
実施例14
生体内電気生理学および除細動しきい値の研究本発明の原理の有利な応用におい
ては、本発明の抗不整脈薬含有制御放出投薬形を、心臓除細動器と共に使用する
* V aughan−W 1111a@’SクラスIIIの抗不整脈薬の心外
膜デリバリ−は、大の研究において除細動しきい値を下げることを示した。Ca
rdiac P acemakers、I nc、。
M 1nncapolis、 M Nから市販されている自動心臓除細動器(た
とえば米国特許No、3,614,954およびNo、3,614,955参照
)のような、植め込み可能な心臓除細動器は、生命をおびやかすまたは慢性状態
の心臓に直流をかける目的に関してよく知られている。
植め込み可能な心臓除細動器は、小型化電源、2個の二極性リード系、短時間(
ふつう2〜20m5)電極リードを通して単相または2相電気パルスを放出する
心電図検出機構であるコンピュータチップからなっている。
一実施態様では、リードを右心室の心外膜に、カテーテルにより静脈経由で入れ
、第2のリードは皮下に置かれた電極のアレーからなる。正常の心臓リズムを回
復するためには、最大約20〜25ジユールが一般的に要求される。他の実施態
様では、両電極リードを、心臓切開手術中、心臓の右および左心室の心外膜また
は心内膜上に直接置くことができる。この実施態様では、正常の心臓リズムを回
復するには、一般的には5ジユールのエネルギーを要する。
植め込み可能な心臓除細動器は成功して使われてきたが、一層小さい放電IE流
を必要とし、使用エピソードを減らすように、その機能を増すことが望ましい、
要求放電電流を下げることは、有利に電池の寿命を増し、小型化を容易にできる
。
クラスIIIの薬は、心臓作用可能時間延長剤である。
幾つかの新しく開発された潜在的クラスIIIの薬は、静脈内にまたは他の既知
の方法で投与する場合、有毒である。これらの薬は、イブチライド、クロッイリ
ウム、ソタロールを含む、たとえば、イブチライドは犬における心房および心室
不整脈およびヒトにおける心房不整脈に対し有効なことが示されてきた。犬にお
ける作用可能時間(APD)の研究は、イブチライドがごく少投与量で作用可能
時間を増し、プラトー高さを増すことを示した上記クラスIIIの薬を、本発明
の制御放出デリバリ−系に組込み、除細動中太に心外膜的に適用した場合の、電
気生理学効果および除細動しきい値を評価するための研究を実施した。以下に報
告する研究においては、一体となった制御放出マトリックスを、植め込み可能な
自動心臓除細動器と一緒に植め込んだ。しかし、電極リードを薬含有重合体マト
リックス材料でコーティングするようにして、薬含有マトリックスを自動の植め
込み可能な心臓除細動器と直接一体にできることがわかる(図21参照)。
次の生体内研究に対し、薬含有マトリックスを次のようにして製造した。
処JLニー先」2:
抗不整脈薬 および P ellathaneポリウレタン(DowChesi
cal Co*pany、 M 1dland、 M I販売の高分子量ポリウ
レタン)をTHFに溶解し、テフロン被覆成形型内で溶媒注型し、厚さ50−6
0μmの膜を形成した。20%重量/1!量の薬含有量を生じるのに十分な量の
抗不整脈薬を使用した。
特別の具体化例では、イブチライドフマラート100mg、ポリウレタン400
mgをTHFlomlに溶かし、密閉したバイアル中で60−90分かきまぜた
。溶媒注型に続いて、注型した膜をヒユームドラフトに入れ、溶剤を室温で約4
8時間然発させた。
処方14b=
抗不整脈剤のある割合を、イヌリンまたは酒石酸ジメチルのような低い水溶解度
をもつ不活性な、すなわち生理学的に活性でないコシピエント(co−cipi
ent)または充填剤で代えることにより、得られる薬剤マトリックスの放出動
力学を変えた。この研究で使った特別の処方では、 16%重N/重量酒石酸ジ
メチル、4%重量/重量イブチライドをP ellathaneポリウレタンマ
トリックスに組込んだ、しがし、抗不整脈薬対充填剤の割合は、所望の効果を達
成するために変化できることを理解すべきである。酒石酸ジメチルはまた有機可
溶性である。
この特別の具体化例では、イブチライドフマラート20 m g、酒石酸ジメチ
ル80 m g、ポリウレタン400mgをTHFIOmlに溶がし、溶媒注型
し、処方14aで得たマトリックスと類似の重量と寸法をもつマトリックスをつ
くった。
完全シンク条件(perfect 5ink condition)で、37℃
でリン酸塩緩衝食塩水(p H7,4)中で試験管内放出研究を実施した。マト
リックス試料を回転振盪器(110rpm)上の緩衝液に入れ、薬水準を227
nmで分光測光法で監視した。処方14aに従って製造したマトリックスは、
図11に示すように、最初の15分で抗不整脈薬の約30%を放出する初期群発
効果を有し、ついで減少した速度で放出し、 120分で約40%を消耗した。
これに対比し、処方14bに従って製造したマトリックスは、図12に示すよう
に、最初の15分で抗不整脈薬をわずかに約9.6%を放出し、ついで120分
で約17.1%を消耗するまでほとんど直線的に増加する速度で放出した。この
ように、所定時間にわたり投与される投薬量を、この方式で放出速度を遅延する
ことにより低下させることができる。
標準(14cm2)除細動電極を、犬の心臓の左および右心室上に置いた。細動
を起させるため、心外膜電極(B loom S tig+ulator、B
loom A 5sociates、Reading、PA)を左心室に縫い込
み、電気衝動(T−+10m5)を送った。電気生理学的変化を測定するため、
一対の記録電極を右心室に置いた。ベースライン除細動しきいifJ (D F
T )を決めるため、試験衝撃をランダムな順序で送った。m含有マトリック
ス(1,5cmX1.5cmバッチ、重さ約25〜28mg)を前方左心室に置
き、埋め込み後2時間DFT研究を行った。
心外膜に置いたイブチライドーポリウレタンマトリックス(処方14a)は、電
気生理学パラメータに著しい効果をもっていた。心室有効抗原性期間(VERP
)は、マトリックス位置付近に位置した心外膜電極で、124.9±3.3〜1
38.0±1.71m5のベースラインから151..7±3.4〜154.6
±3.5msに変化した。マトリックス位置近くに位置した心内膜電極では、ベ
ースラインは129.1±2.2〜137゜3±2,1msから148.0±1
.7〜152.0±4.7msに変化した。イブチライド含有マトリックス近く
に位置した心外膜電極および心向11[極により測定したVERP (ms)を
示すグラフである図13を参照すること。マトリックス位置末端に置いた心向1
11!極で、VERPに対し類似の変化が記録された。
同一のイブチライドーポリウレタンマトリックス(処方14a)は、活性化時間
(AT)に対し著しい効果をもっていた。図14を参照すると、マトリックス位
置近くに位置した心外膜電極で、AT(ms)は、27.1±1.4〜27.1
±1.7msのベースラインから65、 1±6.2〜71゜8土6.9msへ
と変化した。
マトリックス位置近くに位置した心内膜電極では、ベースラインは27.1±1
.4〜27.1±1.7msから50.2±7.2〜54.2±7.1msへと
変化した。同一大きさのATの変化が、マトリックス位置末端に置かれた心向I
l電極で記録された。
イブチライドマトリックス(処方14a)を適用後、除細動しきい値(DFT)
は著しく減少した0図15は、ジュールで測定したエネルギーの2〜20m5単
相パルスを通用した埋め込み可能な心臓除細動器による、成功した除細動の確率
を示すグラフである0図15を参照すると、対照データはイブテライド投与前の
除細動を示している。処方14aに従うイブチライドー′ポリウレタンマトリッ
クスの心外膜適用後は、成功除細動80%確率(DFT80)に関連したエネル
ギーは、ベースラインで15ジユールから3.9ジユールに減少した。 DFT
90は、約20ジユールより大から4.9ジユールに減少した。心臓速度または
動脈圧には変化は認められなかった。イブチライドーポリウレタンマトリックス
は、実験期間中0.025mg/kgの投薬量を消耗したくp<o、ool、対
し一検定)。
2時間にわたる実験期間中マトリックスから放出したイブチライドの見積り投薬
量は0.025mg/kgであった。この少ない投薬量を、心外膜に適用したと
き、DFTの4倍の減少を生じた。投薬量応答試験を行(1、イブチライドは0
.0025mg/kg程度の延b1投薬鼠でDFT減少に有効であることがわか
った。
比較のため、同等の投薬量(0゜25mg/kgおよびo、oo25mg/kg
>で、イブチライドを静脈内に投与後、除細動しきい値を測定した。結果を図1
6と17に示す。図はエネルギー(ジュール)の2−2−2Oパルスの適用に対
する成功除細動の確率を示すグラフである6図16は、イブチライド0.025
mg/kgの投与後の単相パルスに対するDFTを示す。図171よ、イブチラ
イド0.0025mg/kgの投与前後の2相パルスに対するDFTを示す。
% ’7ゴ14bに従うイブチライドーポリウレタンマトIJックスを、標準の
埋め込み可能な心臓除細動器電極と共に、犬の心外膜に適用した。図18は、ジ
ュールでの通用2相パルスに対する細動の変換%を示すグラフである別の実施態
様も クロッイリウム含有ポリウレタンマトリックスを、処方14aLf)操作
に従って製造した。これは、2時間にわたる実験期間中、クロフイIJウム2m
g/kgの投薬量を放出した。図19を参!IIすると、クロフィリウムーポリ
ウレタンノ(・ソチを埋め込み可能なIG臓除細動器電極と一緒に埋め込み、誘
発細動を除細動するため2相衛動を使ったとき、約18.5ジユールから14.
7ジユールへのDFT80の減少が観察された。
なお別の実施態様では、処方14aの操作に従って、20%重量/1!量のソタ
ロールをポリウレタンマトリックスに組込んだ。これは、2時間にわたる実験期
間中ソタロール0.8mg/kgの投薬量を生じた0図20は、図に示したよう
に、ソタロールまたはイブチライド(0,025mg/kg)を含む心外膜に置
いたマトリックスから種々の距離に置いた電極により測定した活性化時間(ms
)の変化を示す。
結論として、イブチライドー重合体マトリックスおよび他の処方(特にクロッイ
リウムおよび(または)ソタロールを含む処方を含む)を成功的に製造し、心室
不整脈の予防に有利なりラス111の電気生理学的効果(すなわち抗原性と伝導
速度の延長)をもつことが示された。
本発明の放出を制御した心外膜埋め込みは、効力と持続の電気生理学的効果の両
者において、薬剤の静脈内投与より優れていることが示された。
心臓埋め込みとして使ったイブチライドーポリウレタンマトリックスはまた、除
細動エネルギーしきい値要求を低める異常効果を生じた。そこで、埋め込み可能
な除細動器と組合せて、イブチライドーポリウレタン薬デリバリ−系を使うと、
埋め込み可能な除細動器の機能を著しく増すことができた。これに対比し、心臓
埋め込みと同−・投薬量で使った静脈内投与イブチライドは、除細動エネルギー
しきい値を下げるのに著しい効果をもたなかった。埋め込み可能な除細動器電極
の成分部品としてまたは付属物として、イブチライド含有放出制御ドラッグデリ
バリ−系を含めることは、心臓を除細動するための電気エネルギー要求を下げる
。さらに、イブチライドはクラスI11の抗不整脈薬であるがら、心室細動を導
びき得る心室不整脈のエピソードを減らす。そこで、イブチライド放出制御ドラ
ッグデリバリ−系を有する埋め込み可能な除細動器の全体としての設計は、電気
装置を一層小さくし、除細動のためその活動に要するエピソードが一層少なくな
るから、競合する系よりも著しく改良できる。
次の実施例は、心臓律動制御装置と共に、本発明の抗不整脈薬含有放出制御投薬
形を使うさらなる実施態様である。ここで使うr心臓不整脈」の用語は、異常な
心臓律動の条件を含み、詳しくは心室不整脈、心室細動、心房細動、心房粗動、
上心室頻脈、多病巣性心房頻脈、接合頻脈などのような上心室不整脈を含む。従
って、「心臓律動制御装置」の用語は、心臓に電気パルスを送ることにより心臓
律動を制御する機能をもついずれの装置も意味し、埋め込み可能な電気除細動器
−除細動器、カウンターショック、抗頻脈ペースメーカー、オーバードライブペ
ースメーカーなどを含むが、これらに限定されない。
しかし、これらの実施態様においては、抗不整脈薬は、心m律動制御装置の効果
に有害な効果を生じない限り、除細動および(または)頻脈を制御する機能をも
ついずれの薬剤であることもできる。適当な不整脈薬の選択は、当業者の技能の
範囲内にある。クラスIIIの抗不整脈薬、特にイブチライド、ソタロール、ア
ルチライドを含む重合体は、心室不整脈における除細動しきい値を著しく下げ、
心房粗動の危険を下げ、心室外刺激の抗原性と伝導時間を延長することが認めら
れた。
実施例1互
本発明のなお特別の実施態様では、心房整調電極20を模式的に示している図2
1に示すように、心房整調電極をイブチライドーポリウレタンで被覆する。心房
整調電極20は、電極ボデー23の端22上にイブチライドーポリウレタン多重
膜コーティング21をもつ。実際には、心房整調電極20は、心臓切開手術中心
房心外膜に埋め込まれる。急性心房不整脈に対しては、整調電極の尖端24を、
針穴パンチにより胸壁を通し通された誘導(1ead) (図示してない)に結
合させる。誘導は、患者の心臓に電流をかける手段に電気的に結合される。急性
・し・肩下整脈が最早危険でなくなるとき、典型的には手術ii 10日で、整
調電極を簡単な引張り操作により除去できる。勿論、慢性心房不整脈に対しては
心房整調電極20を永久的につけておくことができる。
好ましい実施態様においては、次の技術を使って多重膜コーティング21を形成
する。上記コーティングは電極ボデー23を囲み、その断面図を図21の差込み
図で示す。
L1−LA
イブチライドおよびP ellathaneポリウレタン(DowChemic
al Company、 M 1dland、 M I )をTHFに溶かし、
コーティング溶液をつくった。10%重量/重量の薬剤含有量を得るのに十分な
量のイブチライドを使ったこの特別の実施態様では、心房整調電極線誘導(直径
約100μm)を上記コーティング溶液に18回漫潰し、厚さ約85μmのよく
接着したコーティングを形成した。被覆線は直径約270μmであった。勿論、
所望の厚さのコーティングを得るために、層数を調節できる。
有利なことに、浸漬コーティング技術は、重合体コーティングが線に一層良く接
着する。さらに、多重膜系は、重合体マトリックスからイブチライドの放出速度
を遅らせる。図22は、処方15aに従って製造した浸漬被覆線の長時間試験管
内放出特性を示すグラフであり、時間(日)に対し累積放出%として表わしであ
る。
本発明のイブチライドーポリウレタン被覆した心房整調電極の抗不整脈および電
気生理学的効果を、心房粗動の大モデルで研究した。B uchananら、J
、 Cardiovaseular Pharmacology、Vol、3
3. No、l O−14,1933;Frale ら、C1rc、Res、
、Co1. 5 8. page495〜5 1 1 (1986) s Wu
ら、Cardiovasc。
Res、、Vol、23,400−409 (1991)の方法の変形に従い、
犬の右心房に大静脈内Y型切開をつくり、心房粗動を誘発した。Y型切開は遠回
伝導領域をつくり出す。心房整調および心房有効抗原性期間(AERP)測定の
ため、2極性白金整調電極および記録電極を、右心房から2ミリ離れて縫合した
。電極誘導を、測定装置につないだ。
心房2極性信号を、差動ACを結合した増幅器で増幅し、オシロスコープに表示
した。記録電極信号を、ポリグラフ(Grass Model 79−D、Qu
incy、 MA)によりご己録し、オシロスコープに表示した。Bloomm
odel DTU 110刺激器(B loo+e As5ociates。
Reading、PA)およびWP I Model A 385定電流単離装
置を使って、2.0msm長パルス中倍のしきい値電流でのペースで、抗原性お
よび心房粗動を誘発する能力をきめるための心房整調を実施した。
300 m 5のサイクル長さで整調し、8番目の拍動ごとに1回の早発刺激を
差しはさむことによって、AERPを決めた。各駆動サイクルは、2秒中止で分
離した。
有効抗原性期間(ERPIに達するまで、サイクル長さを10m5ずつ短縮した
。ERPでは、刺激は補足されず、伝播した応答を生じなかった。サイクル長さ
150m5で始め、10msずつ減らして最小サイクル長さ50m5まで2〜3
秒間隔で整調することにより、心房粗動を誘発した。不整脈が最小5分持続する
とき、犬は誘発できる心房粗動をもっとみなした。不整脈がプロトコールの2回
の繰り返しで誘発できないときは、心房粗動は非誘発性とみなした。数個の心房
電位区間の間隔を平均することにより、心房粗動のサイクル長さを決めた。
心房粗動は、不整脈の測定と記録中(約2分間)自然に終らないときは、持続さ
れるものとみなした。持続心房粗動は、50〜150m5の間の迅速サイクル長
さでオーバードライブ整調によって終った。
図23は、イブチライドーポリウレタン被覆した心房電極による、心房粗動誘発
性の減少を示す棒グラフである。2時間の研究期間中、上記のように急性心房不
整脈が誘発された。イブチライドーポリウレタン被覆した心房電極の埋め込み後
、心房粗動の誘発性は著しく減少しf: (P<0. 001 ;対T−検定)
。2時間の研究期間中、イブチライドの見積の投薬量は約lug/kgであった
。薬剤投与による悪影響は全(認められなかった。
Z24を参照すると1本発明の別の特別の実施態様が模式的に示されている。図
24は、実施例5および6に類似の方法でつくった30重量%のイブチライドフ
マラートを含むシリコーンゴムマトリックスからなる、環状円錐形チップ41を
有する整調−静脈経由除細動器カテーテル40を示す。円錐形チップ41および
固定実父43は患者の心臓の心内膜とかみ合うような形態をもつ。
図25は、図24の成形円錐形チップからのイブチライドの放出速度を示すグラ
フである。薬剤約1年分が円錐形チップから放出できる。
整調−静脈経由除細動器カテーテル4oは、カテーテルワイヤ44の向い合った
端に位置する2つの除細動器電極42および43からなる。円錐形チップ41は
、整調−静脈経由除細動器カテーテル4oの心臓接触端に配!された整1lll
[極45を囲んでいる。このカテーテルはE ndotakカテーテル(Car
diac P ace−akers 工nc、、 Minneaρolis、
M N )のような商業上入手できるモデルであることができる。使用にあたっ
ては、円錐形チップ41が心外膜と接触し、電極42と43が心室にあるように
、整調−静脈経由除細動器カテーテル4oを心臓カテーテル法により準備する。
図24に示した型の整調−静脈経由除細動器カテーテルを、犬の前方左心室につ
けた。細動をひきおこすために、心外膜電極(B loom刺激器、B loo
m A 5sociates。
Reading、 P A )を左心室に縫い込み、電気衝動(T=10ms)
を送った。電気生理学変化を測定するため、一対の記#!電極を右心室に置いた
。ベースライン除細動しきい(tl (D F T )をきめるため、試験衝撃
をランダムな順序で送った。埋め込み徨2時間で、DFT研究を行った。
本発明の整調−静脈経由除細動器カテーテルの使用により、除細動しきい値は著
しく減少した。図26は、ジュールで測定したエネルギーの2〜20tns単相
パルスの適用に対する、整調−静脈経由除細動器カテーテルによる成功除細動の
flI*を示すグラフである。図26を参照すると、対照データは、対照カテー
テルすなわち薬剤を含有していないチップを使った動物の除細動を示す。
整調−静I!I経由除細動器カテーテル4oの埋め込み徨、90%成功に要する
エネルギーは投薬前の10以上ジュールから3〜5ジユールに減少した。同様に
、埋め込み徨80%成功は3ジユール以下の適用で達成でき、一方投薬前は10
ジュール以上を必要とした。心臓速度または動脈圧に変化は認められなかった。
実験期間にわたり、イブチライドーポリウレタンマトリックスは3μg/kgの
投薬量を消耗した(Pro、001、対を一検定)。図25は、本発明の整調−
静脈経由除細動器カテーテルが心室除細動に要するエネルギー水準を成功的に減
少することを示している。
衷j(例 17
本発明の別の実施態様において、抗不整脈薬の心外膜放出用のイオン泳動装置は
電気信号に応答する。特別の実is様において、中空レザバーイオン泳動装置用
の速度制限選択透過性不均一カチオン交換部材を、乾燥コンディショニングした
ポリスチレンカチオン交換樹脂(Dowex50W、2x、I(”形、200−
400メツシユ、S igaa、 S t、 L ouis、 M O)および
医薬等級シリコーンゴム、詳しくはシラスチックQ7−4840 (AとB1
:1N!量比)から処方した。ポリスチレンカチオン交換樹脂は42%重量重量
量がらなっていた。得られた分散府を成形型に入れ、気泡を除くため20分真空
にかけた。ついで、成形型を約1000ポンドのカで圧縮した本発明を特別の実
施態様と応用に関し説明してきたが、この教えにより、当業者は本発明の精神と
範囲がらいつ脱することなく、これらの原理により多くの種々の実施態様をつく
ることができる。たとえば、生理学的に不活性のコシビエントは当業界でよく知
られており、当業者は本発明の実施に使うため1種以上のコシビエントを選択で
きる。従って、ここに開示の説明は本発明の理解を容易にするために与えたもの
で、本発明の範囲を限定すると解釈してはならない。
時 間 (分)
図2
図3
時 間 (ロ)
時 間 (分)
分
電n %
電N %
「υ 叫 N1 %
次
イブチライド静注前後のDFT (0,0025mg/kg)図17
儒
訳
謬
活性化時間の変化−イブチライドとソタロール図20
経時的%放出イブチライド(10%負荷)図22
投薬前 投薬後
図23
経時的30%負荷キャップからのイブナライド放出時 間 (日)
DFT低下のための心内膜カテーテルチップによる手続補正書
平成7年1月11日 [: To elute or diffuse. Direct contact of the dosage form with the cardiac muscle at the epicardium or endocardium, or in some cases through the heart, is hereby referred to as
is called “peak myocardial release.” A particular advantage of the new dosage form is that the transmyocardial release is local or
This is because the dosage of antiarrhythmic drugs used for local or local treatment is small, and when administered systemically in sufficient dosage to produce a therapeutic effect.
Polymer matrix materials that can reduce common side effects include, for example,
Synthetic products such as urethane or dimethylpolysiloxane (Silastic). Controlled-release dosage forms for transmyocardial delivery are designed to withstand the strong mechanical effects of the heart.
As such, the synthetic polymeric matrix material is preferably flexible, elastomeric, and of high tensile strength. In this regard, polyurethane and
Chylpolysiloxane is ideal. High molecular weight polyurethanes (e.g. 40° o oo-so, ooo daltons) may have some desirable properties such as an overall negative surface charge.
For sustained release with favorable surface properties, negative surface charges are advantageous as they bind well to cationic antiarrhythmic drugs (see Figure 2). In particular embodiments, hydrophilic polymers such as polyurethane are preferred when rapid release of the antiarrhythmic drug is desired, converting life-threatening arrhythmias to normal rhythms as quickly as possible. Other examples include, but are not limited to, ethylene/vinyl acetate copolymers, polymetallic
Methyl acrylate, polyamide, polycarbonate, polyester, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene
hydrophilic or hydrophobic biocompatible polymers such as cellulose acetate or cellulose acetate. In another example, protein-rich collagen, polylactic-polyglycolic acid, or
Biobased polymers such as synthetic anhydrides are suitable polymeric matrix materials. In certain situations, such as short-term arrhythmias associated with cardiac surgery, biodegradable polymer matrices
Ricks has the advantage. This is a sustained drug delivery – over a period of time, the drug is reabsorbed by the body.
This is because On the other hand, for chronic recurrent arrhythmias, non-degradable and/or refillable or renewable systems, such as hollow polymeric reservoirs, may be more appropriate. currently widely used for heart rhythm disorders and suitable for inclusion in the controlled release dosage forms of the present invention.
Two commonly used treatments are lidocaine and amiodarone. lidoka
In, a highly effective antiarrhythmic drug typically administered intravenously, this drug
It is used at different times due to the adverse side effects that occur. Amiodarone is administered orally.
However, more than 70% of patients who receive it experience severe side effects. The controlled release dosage forms of the present invention were formulated to contain antiarrhythmic drugs from the four recognized classes of antiarrhythmic drugs (Vaughan-Williams classification). Some examples are shown below. Class I Sodium channel blocker Class II β-adrenergic blocker Drug properties Class III Prolonger of action Class IV Calcium channel blocker
Withdrawal of nickel chloride For example, lidocaine is a heart depressant. Other visceral stimulants, such as i-noproterenol, dopamine, and norepinephrine, can also be included in the polymeric polymer class in accordance with the principles of the present invention, and in some cases (secondary, i. [This is an example of a combination of one or more myocardial agents.] - The zycoquine/quinidine family used in the treatment of atrial fibrillation. However, antiarrhythmic agents, or drugs suitable for administration with antiarrhythmic agents, and
It is to be understood that any combination of agents falls within the concept of the present invention. Therefore, as used herein, "antiarrhythmic agents" are defined as drugs whose mechanism of action follows one or more of the four pairs of Vaughan-Willia + ns, or which have therapeutic effects on cardiac arrhythmias in other ways. List drugs or combinations of drugs that can be used to treat or control cardiac arrhythmias. To facilitate elution from polymeric matrix materials in the presence of body fluids,
Preferably, the arrhythmic drug is provided in an aqueous form, such as lidocaine hydrochloride. Controlled release dosage forms can be placed by a cardiac catheter with a removable tip, by 6-membrane puncture, or directly onto the heart muscle during open heart surgery. Three forms of substrates for cardiac use are: epicardial designs for direct application to the heart surface in the form of polymeric films/patch (see Figure 7);5 polymer-coated wires (see Figure 21). or hard, threaded polymeric structures. For intravascular placement with a cardiac catheter, a removable threaded catheter tip or a fixed, pointed tip may be used.
An umbrella system (see Figure 24) is cited as an example of the many possible configurations that can be devised by those skilled in the art. A separate configuration for placement into the myocardium through a wound made with a sharp trocar can also be devised. Techniques such as film casting and compression molding can
It can be applied to the production of discrete substrate forms of controlled release dosage forms. The form is chosen depending on the type of arrhythmia condition being treated; batch dosage forms are
To avoid post-operative arrhythmia, it is best to place the heart epicardially or endocardially during open heart surgery.
A dosage form in the form of a well-fitting, removable, threaded catheter tip can be used to prevent cardiac arrhythmias secondary to myocardial infarction. Additionally, as one skilled in the art will appreciate, anti-arrhythmia
Certain pulse medications are more suitable for chronic arrhythmias than acute arrhythmias;
Drugs such as Mido or Sotalol are the drugs of choice for inclusion in controlled free dosage forms for use in chronic arrhythmia conditions. The dosage form can be a unitary drug/polymer matrix, such as a true or implantable device in which laM occurs by diffusion. In another embodiment, a reservoir drug release system can be devised. For example, a polymeric matrix material is shaped to form a hollow core reservoir with an inlet for refilling (see Example 17). Regardless of the shape, the dosage forms of the present invention should preferably have a smooth surface that is non-porous and virtually free of pinholes to prevent thrombus formation and cellular ingrowth.
Ru. In particular, fibrotic or endothelial cell ingrowth interferes with the efficient release and metabolism of antiarrhythmic drugs. Inclusion of anticoagulants such as heparin in the polymer matrix can minimize thrombus formation. This new dosage form can replace or replace existing oral or intravenous antiarrhythmic treatments.
provides an important aid. Additionally, the dosage form can be used as part of procedures such as coronary angiography, angioplasty, routine cardiac surgery, catheterization, and clinical electrophysiology studies. In addition, dosage forms such as those described here may be used to prevent pacemaker implantation.
It can also provide additional drug therapy or increase the efficiency of an implanted automatic cardiac defibrillator/cardioverter defibrillator. There are various techniques for incorporating therapeutic agents into the polymeric material matrix of the controlled release dosage forms of the present invention. Common methods include: 1. The therapeutic agent is mixed with the polymer precursor prior to solid state polymerization so that the therapeutic agent is incorporated as a member of the polymerizable mixture. Examples 1 and 2 are examples of this method. 2. Dissolve the polymerized matrix material in an organic solvent. Dissolve the therapeutic agent in the desired weight ratio.
The therapeutic agent must also be soluble in the same organic solvent so that it can be added directly to the dissolved polymeric matrix material. The mixture is then poured into a mold or as a film (solvent casting) and the solvent is allowed to evaporate. Examples 3 and 4 are examples of this method. 3. Grind or mix the fully polymerized matrix material with the therapeutic agent and
A blend is formed, then a catalyst is added and polymerized. Examples 5 and 6 are examples of this technique. An advantageous feature of the present invention is that the rate and duration of drug release is controlled by process variables.
This means that it can be adjusted accordingly. Depending on the formulation of the polymer matrix, duration can vary from minutes to years. Parameters that can be varied to control release rate include particle size of the therapeutic agent, interruption of the polymerization process by agitation, compression molding, and polymerization temperature. The individual examples below demonstrate the effect of varying some of these variations. The results are shown graphically in Figure 1-6. In other embodiments, a pharmacologically inert cocivient is added, as described in Example 14, Formulation 14b, and illustrated graphically in FIG.
The release rate is changed by In yet another embodiment, the morphology that confers voluptuousness can affect the rate of drug release, as shown graphically in FIG. 22. The release profile of the drug-polymer combination can also be made to respond to feedback signals. For example, electroresponsive acrylamide containing cation exchange resins
By creating polymers or silicone rubber, they can deliver more medication when an arrhythmia is detected and adjust it downward when the abnormal rhythm stops. The electrically responsive embodiments described above are particularly useful in combination with cardiac rhythm control devices.
It is for use. Some specific examples of biocompatible controlled release dosage forms and methods of making the same according to the present invention are provided below. Experiments demonstrating the effectiveness and advantageous characteristics of the dosage form in vitro and in vivo conditions.
Also include test results. Although Examples 1-5 primarily relate to the production of polymer matrices incorporating the antiarrhythmic drug lidocaine, the techniques described herein are applicable to the creation of a wide variety of other drug/polymer combinations and devices constructed therefrom. Applicable. Additional examples (Examples 6-17) demonstrate that controlled release dosage forms in accordance with the principles of the present invention were prepared incorporating antiarrhythmic drugs from all four classes of antiarrhythmic drugs. ``One voice''. T ecofl ex 2-80A (Thersedic Inc.) consisting of about 1 to 4 parts of docaine hydrochloride (particle size 75 to 150 μm), 0.21 parts of diisocyanate monomer and 0.79 parts of polyether monomer. , 10 parts of polyurethane prepolymer available from Woburn, MA) to form lidocaine-polyurethane.
A rethane matrix was produced. In the lidocaine/polyurethane example, the prepolymerized polyurethane component is
In the presence of about 20% by weight or more of the lythmic drug, it will not react to form a polymer. However, FeCl, catalyst and slow curing at low temperatures result in the formation of stable polymers. one
Generally from 0.1 μM to 1.0 μM per g of polyether monomer. O/JM FeCl3 is effective in providing practical polymer structures with drug contents up to 4o% w/w. Advantageously, the resulting antiarrhythmic drug-polymer matrix exhibits an accelerated initial rate.
The antiarrhythmic drug is released at a slow rate and then at a sustained, slow, diffusion-limited rate. accelerated
In the specific embodiment of Example 1, which is particularly advantageous for the treatment of acute arrhythmia disorders, 1,0174 μM FeCl/g polyether monomer was added as a catalyst.
The mixture was then cast as a film approximately 200 μm thick and cured at 55° C. for 48 hours. Of course, the film thickness can vary; in practice, the film thickness ranges from about 20 μm to 1 cm; the degree of polymerization and time also range from about 24 hours to 3 days at about 50-60°C, respectively. be able to. a) 28% W/W lidocaine-containing polyurethane manufactured by the technology of LILI & fN1
Cumulative in vitro drug release of the matrix was monitored spectrophotometrically by absorbance at 260 nm. Redundant sink 11 fluid samples were taken over time and data were expressed as the average of two measurements. The complete sink sanitation solution consisted of 0.54 M K2PO, aqueous elutriate, at a pH of 7.4 and a temperature of 37°C. Figures 1 and 2 show the results of certain process variations to the method of Example 1 that affect lidocaine release. The process variations were (1) polymerization at 55°C as described in Example 1, and (2) an additional step in reaction time of 2 hours of agitation of the polymerization mixture (long chain polymerization and prior to crosslinking). ), and (3) polymerization at room temperature (see Figure 1).
and short-term release characteristics are shown graphically as a plot of cumulative % release versus time (minutes). Line 1 is the release of the matrix formed by the method described in Example 1.
Line 2 shows the process variation (2) above, and line 31 shows the process variation (3) above. FIG. 2 is a graph showing the long-term release characteristics as a percentage of cumulative release versus 1vl (B). Lines 1-3 show the release characteristics of the matrices formed according to processes (1)-(3), respectively. In vitro results show that variations in process parameters influence the drug release characteristics of drug/polymer matrices. In contrast to the polyurethane system of Example 1, the use of a higher molecular weight polyurethane with polymeric segments resulted in a product that was more linear and therefore more capable of retaining drug over time. In other experiments, the effects of various drug content ratios were tested in vitro. Figure 3 shows the lidoka
1 is a graph showing the long-term release properties of the Douin/Polyurethane Mado I7 class with different weight ratios of Ine to polyurethane. The data were obtained by spectrophotometric absorbance measurements and are expressed as % cumulative release versus time (days). The specific specific gravity tested was 2:10.3:10.4; The release rate profile consisted of an initial rate that was higher than the long-term diffusion tube rate. Furthermore, as the drug concentration increases, the initial rate increases, but the diffusion-limited delivery rate remains the same.
Built. However, after about 2 hours, when the long chain polymerization was essentially complete, but before crosslinking, in this particular example, the reaction mixture was briefly agitated for 5 minutes. This mixture was then compression molded under 8-10 tons/in². The in vitro long-term and short-term release characteristics of the resulting dosage forms are shown in Figures 4 and 5 as a function of cumulative % release over minutes and days, respectively. Compression molding significantly improves release rates due to solvent casting techniques.
A lidocaine-polyurethane matrix combination was prepared. The fully polymerized polyurethane was dissolved in an organic solvent to form a clear solution. Desired amount of glue
Caine was added to this solution. The solution was then cast as a 2-4 mm thick film. FIG. 6 is a graph showing the long-term release characteristics of the solvent cast dosage form made according to this example.
It is f. This in vitro experiment was conducted at pH 7.4 as described in Example 1. Comparing the results in Figure 2 with the results in Figure 6, it can be seen that the solvent-based technology allows for greater sustained release of therapeutic agents.
Using the pear polymer matrix, which has been found to cause threshold lengthening, effective transcardial administration of lidocaine was demonstrated by placing the matrix batch directly onto the epicardium of the canine heart. The following experiment was carried out using the control fabricated by fNl.
Uabai by myocardial implantation of controlled-release lidocaine-polyurethane matrix system
Details of suppression of ventricular tachycardia induced by ventricular tachycardia. b) Ventricular tachycardia was induced by ouabain administration according to the method described in the article by Kniffen et al., C1rculation, Vol. 49, p. 264, 1974.
uttered. Ouabain is used in therapy for its rapid digitalis saturation effect.
It is a visceral glycoside. The experiment involved 14 male mongrel dogs, each weighing between 12 and 14 kg.
I was reading. Sig+++a Inc,,St. Ouabain, obtained from Louis, Mo., was administered at an initial dosage of 40 μg/kg at a rate of 40 LLg/min, then in three equal doses until sustained ventricular tachycardia was demonstrated on the electrocardiogram. The left thoracotomy of each patient was performed to induce ventricular tachycardia with ouabain administration. See Figure 7.
Then, a polymer batch 30 having dimensions of 3 cm x 3 cm x 2 cm is attached to the epicardial left ventricular myocardium of the heart 31, approximately 1 to 2 cm to the left of the anterior descending coronary artery and approximately 1 to 2 cm below the circumflex coronary artery. Ta. FIG. 7 is an example of an electrocardiogram obtained as a result of this experiment. The electrocardiographic tube is single with standard surface limb leads, and atrial and ventricular leads. Recordings from limb leads are shown in 11 and 12, and atrial and ventricular movements are shown in 13 and 14, respectively. Normal regulation of ventricular tachycardia after placement of lidocaine-polyurethane matrix
The conversion to law is indicated by arrow 10. For each person, lidocaine-polyurethane
TrixBatch 30 was placed on the left ventricular myocardium for the time necessary to convert the ventricular tachycardia to normal sinus rhythm. Once normal rhythm is restored, the wandering bar will be released after 1 minute.
Experiments were continued to remove the trigger and detect the return of the induced arrhythmia. Some dogs received only the polyurethane patch as a control. As shown in Table 1, controlled release drug delivery of docaine from a polymeric matrix applied directly to the ventricular myocardium was performed.
Lee converted ouabain-induced ventricular tachycardia to normal rhythm in all experiments. In the tables, times are indicated by standard error of the mean. Table 1 Middle]-Ko-1ll IT! −−−Le・−寥一町−暉−−−轡一控〜−Time (minutes) – Initial Final stage Polyurethane 4/4 4/4 >60 Lido'b-in/piece 0 Li 6/6 0/6 1.5 ± 0.77 urethane lithocain / ho1no O / 6 3 / 8 15.0 ± 25.0 urethane
Removal of polyurethane and docaine-polyurethane matrices, as well as for cases of ventricular tachycardia.
Results for the time range shown are for three animals. The remaining three animals remained in normal rhythm for more than 60 minutes. In control batch animals, ventricular tachycardia persisted for more than 60 minutes without recovery of normal rhythm. The lidocaine-polyurethane patch was 1.5±0. Ventricular tachycardia was converted to normal tachycardia in 77 minutes. Studies analyzing plasma levels of lidocaine in dogs have shown that myocardial application of lidocaine-polyurethane patches can be administered intravenously in porous doses and as rapidly as docaine.
Although the therapeutic effect was rapid, lidocaine levels were lower when compared to plasma levels as measured by high-performance liquid chromatography (see Figure 8).
Plasma levels are shown as the average of two experiments of plasma levels in 6 dogs and
A time-dependent attenuation of lidocaine after muscle lidocaine-polyurethane treatment has been shown. For comparison, Figure 9 shows the plasma levels of two dogs after intravenous administration of lidocaine at dosages of 24 mg/kg and 45 mg/kg. Silence
The intravenous dosing level was chosen to correspond to approximately the same dosing level as the myocardial delivery achieved with the polymeric patch as determined by the following method. That is, the residual drug remaining in the polymer matrix after in vivo use is extracted with Soxhlet methanol, and then filled.
Prepacked C18 column (particle size 5 μm), A Itex ultrasphere - OD S 25 cm X 4. 6mm T,D, (Beckman Inc, San Ramon, CA), 0.7% v/v triethylamine/acetic acid.
pl with tonitrile (50:50)! 3.0 of 0.1M sodium phosphate i? was determined by high performance liquid chromatography utilizing a Waters, Model 16000A system (Waters, Bedford, Mass.) with an isocratic mobile phase. Absorbance was monitored at 210 nm. The above experimental results demonstrate that transmyocardial site-specific drug release is an effective route for antiarrhythmic therapy. Direct placement of lidocaine-polyurethane release matrices into the myocardium rapidly converted induced arrhythmias to normal rhythms in all experimental animals in approximately 1.5 minutes, whereas controls did not induce two consecutive ventricular tachycardias within 60 minutes. I did it. Site-specific treatment was as rapid as intravenous projection, but with lower risk for comparable dosages.
produced plasma levels of docaine. In studies involving epicardial and transmyocardial delivery of docaine-containing polyurethane batches in dogs, net dosages of between 19 mg/kg and 45 mg/kg of lidocaine were delivered. However, plasma levels of lidocaine were 8.75-25A1g/ml for the controlled release dosage form of the present invention, compared to 36.7-1012μg/ml for intravenous administration of comparable dosages. So
Therefore, placing the dosage forms described herein directly into the myocardium is a
Alleviates the bad side effects of anti-arrhythmic drugs. Example 4 Using various solvents including chloroform, methylene chloride, and ethyl acetate,
Lidocaine was incorporated into the ethylcellulose matrix by surgery. , Ridokai
The content ratio was 2]0. Completely polymerized Silastic 382 (trademark of Dow-Corning, Maryland, MI) was blended with docaine to form Silastic
I made lidocaine in Kumatrix. This blend was polymerized by addition of tin(II) octoate catalyst. Example 6 An isoproterenol-polydimethylsiloxane matrix dosage form was prepared and
It was found that it gave effective results. Prepolymerized polydimethylsiloxane (PDMS) is mixed with powdered isoproterenol (5-20% by weight based on the weight of PDMS).
Knead to form a blend. This blend was then catalytically polymerized by heat or by the addition of chemicals such as tin(II) octoate or platinum oxide. Antiarrhythmics from the four Vaughan-Williams classifications of antiarrhythmic drugs
Controlled release matrices with pulse drugs were formulated with various polymeric matrices. A specific example follows. lidocaine, pro-inamide, encainide, fluoride
Common sodium channel blockers, such as Recanide, are shown in Examples 1-5 above. Example 7 According to the method of Example 3, a class II (β-adrenergic blocker) antiarrhythmic drug, propranolol, was added to various polymeric matrix materials, especially M 1 tralthane MPU-, in amounts up to 30% w/w. 5 (a polyurethane available from Symbion, Denver. Co.) or Biomer (a polyurethane available from Ethicon, Somerville, NJ).
Built into the tongue. Class III antiarrhythmic drugs that extend the duration of action are specified. A specific example is shown by Amiodan (available from Wyeth, Philadelphia, PA). Amiodarone was incorporated into a polyurethane matrix by the method of Example 3. More specifically, amiodarone was dissolved in dimethylacetamide to form a solution with a concentration of 100 mg/m of therapeutic agent. This solution was co-treated with 10% polyurethane (Thyomer, Therapeutics, Inc., Woburn, Mass.) with polyethylene glycol (PEG200, I), MD, MI) as a 10% co-cipient. Dissolved in solution. This solution was solvent cast into 0.2 mm membranes and used in the studies reported in Table 2. Polyethylene glycol is an amino acid from a polyurethane matrix.
Facilitate the release of Daron. In addition to amiodarone, altylide was added to polyurethane by the solvent casting technique of Example 3.
incorporated into a lethane matrix. Altilide is structurally sotalol and ibutira.
It is a class III antiarrhythmia drug related to the immune system. Like ibutilide, alutilide does not block beta-adrenergic receptors and other drugs such as sotalol
It has an ionic mechanism different from that of last-in-one drugs, which extends its action time and therapeutic properties. Another class III antiarrhythmic drug, d-sotalol (Bristol-Meyers Quibb, Wallingford, CT), was added to a polyurethane according to the procedure of Example 3. ) and used in the large study reported in Table 3. In another embodiment, d-sotalol was dispersed in a paste silicone rubber (Silastic Q 7-4840.1:1) to form a composite. In a specific example, the composite was pressed at 2000 pounds per square inch for one minute in a stainless steel slab.
Shrunk. The compressed composite was cured at 37°C for 24 hours. Example IO Verapamil, diltiazem, nitric chloride were prepared according to the solvent casting technique described in Example 3.
Class IV antiarrhythmic drugs, i.e. calcium channel blockers, have been incorporated into various polymeric matrix materials such as polyurethanes such as Mitralthane MPU-5 and silastics such as G7-4850. . Example 11 An antiarrhythmic drug was prepared using a high molecular weight polyanhydride, polysebacic acid-carboxyphenoxyp
Lopan (Nova, Baltjmore, MD) was incorporated into biodegradable matrices such as purified rat tail collagen. The membrane can be cast by dissolving the polyhydrate in methylene chloride. Collagen can be cast from a 0.1M acetic acid solution. In a particular embodiment of the biodegradable matrix, sotalol is dried by an "in water" drying technique as reported in Ogawa et al. was formulated in a poly(dl-lactidocoglycoside) (PLGA) matrix. In a typical procedure, 800 mg of sotalol and 100 mg of gelatin were dissolved in 1 ml of water in a 60°C water bath. This drug solution was treated with the polymer solution by sonication (Model W-225R, Heat Systems, Inc., Armingdale, NY) for 15 minutes at 30 Hz in a water bath. It became IL. The polymer solution consisted of 8 g of PLGAl dissolved in 20 ml of methylene chloride. This emulsion was mixed with dibasic
Adjust the pH to 9.0 with sodium chloride! 1% W/V polyvinyl alcohol (PVA) saturated with methylene chloride at 400 rpm.
7Si was removed with subsequent stirring (Stir-pak, Code Palmer Instruments Co., Ltd., Chicago, IL). After stirring for 1 hour, the emulsion was added to a 0.1% W/A PVA aqueous solution (pH = 9° 0) 21 and further stirred for 3 hours. The microspheres thus formed were passed through a #100 mesh sieve. Centrifuge both portions remaining on the #400 mesh sieve.
The samples were collected, washed four times with distilled water, freeze-dried for 48 hours, and then air-dried for 48 hours. In a specific example of use, sotalol-PLGA microspheres can be suspended in saline and injected, for example, into a space created within the pericardium. Ventricular tachycardia was induced and maintained by subjecting the chest dog model to rapid ventricular pacing. Three sets of bipolar epicardial electrodes were placed at a distance of 2 cm from the left ventricular apex to the heart base. Grass Model 8 Stimulator WH (Grass Instruments, Quincy, MA) delivers continuous electrical stimulation as 2-m5 ec square wave pulses with a 50-m5 ec cycle length through a stimulus isolation device W (Broom Associates, Reading, PA). The stimulus isolator also has a pacing current threshold.
The value was repeatedly monitored. After induction of ventricular tachycardia, a punch-shaped controlled release dosage form of the invention of drug-containing polymeric matrix material was placed adjacent to the stimulating electrode. The time required to convert ventricular tachycardia into rhythm and the time course of quantitative changes to maintain induction of ventricular tachycardia were measured. Conclusion
The results are shown in Table 2. The effects of controlled g@ release were monitored for up to 4 hours after conversion to normal rhythm.
It was. A lidocaine-Ding ecoflex batch was prepared according to Example 1. All other pitches
The drug form was prepared by dissolving the therapeutic agent in dimethylacetamide at a concentration of 100 mg/ml. This solution was further dissolved in a 10% solution of '1' hyomer polyurethane and solvent cast into a Q, 2 mm membrane. Amiodaro
The matrix was made of polyester as a 10% cohabitant as described in Example 8.
Cast with tylene glycol. Is the control a patch of each polymer matrix material?
It was becoming. Conversion of ventricular tachycardia (VT) induced by fast ventricular pacing by controlled release via myocardium. -1%---1st layer 7 16 Teco flex 2B2 0.86± 0.68 367.7± 183.17"Oh 7 Thyomer 30χ 4.05± 3.15 208.7± 1 72.6 Amio9 3 Thyoser 30χ 5.90± 5.45 36.1± 12.70* NiC54Thyomer 50χ 2.08± 1.71 122.6± 1 01.3 vs. M5 Tecoflex O,0 No effect No effect control 2 Thyo■er O,0 No effect No effect control I Thyo■er* 0.0 No effect No effect* 10% polyethylene glycol, with PEG200; data are presented as standard error of the mean. Referring to Table II, site-specific application was effective with a net dosage of only O.1 mg/kg of lidocaine-containing forms. In addition, it is useful in converting tachycardia to normal rhythm.
Despite its efficacy, peripheral plasma levels of lidocaine were undetectable. Ike's research shows that docaine administered by this route has no significant effect on normal heart function.
It produced no fruit. Protinamide was also effective in converting ventricular tachycardia in a model of ventricular pacing. Amiodarone is a highly effective antiarrhythmic drug that often has severe side effects. Its efficacy when used in the controlled-release dosage form of the invention indicates that the transmyocardial route of administration may be one of the safest and most effective delivery methods for this drug.Nickel chloride can be administered systemically. Although difficult, it is expected to be an antiarrhythmic drug.
This is an example of a basic drug system. However, the results in Table II show that nickel chloride is
We show that direct epicardial delivery in a controlled-release dosage form is effective in converting tachycardia to normal sinus rhythm. Pharmacokinetic studies performed with a controlled release lidocaine-polyurethane matrix (28% w/w; 44 mg, 5 mm x 5 mm epicardial patch) demonstrated the importance of site-specific application of the controlled release dosing of the present invention. 10 is a graph showing the difference in coronary venous blood level of antiarrhythmic drugs with respect to systemic blood level. A lidocaine-polyurethane matrix was placed on the canine left ventricular epicardium adjacent to the pacing electrode. Lidocaine plasma levels were measured by high performance liquid chromatography in samples obtained after 4 hours of epicardial matrix application. Referring to Figure 1O, a total dose of 920 μg/kg was delivered. Site of lidocaine Coronary artery levels ranged from 0.8 to 2.3 μg/m1, taken during unidirectional
Peripheral blood levels in the samples taken were about 100 times lower, i.e. 5.4-20.3 ng/ml. The controlled release dosage form of the present invention successfully prevented honestly induced ventricular tachycardia in a large model. hemp
Detach the left anterior descending coronary heart of the dog by exposing the dog's artery under anesthesia and isolating it.
This resulted in ventricular obstruction. A snare with a sliding knot was placed around the artery. Ventricular tachycardia was induced by closing the snare for 10 minutes to cut off blood supply to the left ventricle. The snare was opened for 1 hour, then the snare was closed for 10 minutes. This operation can be repeated up to six times, stimulating a heart attack. Ventricular tachycardia (VT) was defined as the occurrence of three or more consecutive premature ventricular beats. The effectiveness of the various controlled release dosage forms of the invention was demonstrated by IE gas physiology testing on a Hewlett Packard Physiologic Record S and continuous recording on an 8-channel analog tape deck (Hewlett Packard, Philadelphia, PA). It was done. The results are shown in Table 3. Table III Results of an acute ventricular tachycardia (VT) study in two dogs treated with antiarrhythmic controlled release. 7 Teco-280, 2350, 6± 0.2in Inner shield
Cutting flex medicine 7°1711” B-blocking MPU-5300, 1461, 22±0.12 no
Le New Drug D-n NM Re KPU-5300,2090,048±0.110-L Polarization To’5 Cafwn MPIJ-5300,3011O,10±0.031P
Milner Blockade Drug Treatment Control - -91,10:t: 0.30 None Referring to Table III, the total dosage (mg/kg/2 h) of the various drug-containing matrices over 2 hours is determined by the in vivo release rate. Estimates were made from in vitro release data, which are known to correlate well with Data are expressed as the mean number of dogs per group, N.
It is. Episodes of vT were set at 1 per minute. Table III shows the number of vT episodes per minute with the drug-containing matrix described above placed epicardially. The class II calcium channel blockers veravamil and class II drug sotalol were most effective against acute myocardial arrhythmias. Of interest, verapamil is contraindicated for arrhythmias when administered systemically.
However, Table III shows that verapamil is effective in transmyocardial delivery. Example 14 In Vivo Electrophysiology and Defibrillation Threshold Studies In an Advantageous Application of the Principles of the Invention
The antiarrhythmic drug-containing controlled release dosage forms of the present invention are used in conjunction with cardiac defibrillators. It was shown to lower the defibrillation threshold in patients. Cardiac Pac makers, Inc. Automated cardiac defibrillator commercially available from M.Inncapolis, M.N.
Implantable cardiac defibrillators, such as those described in U.S. Pat. is well known about. An implantable cardiac defibrillator is a miniature power supply, a system of two bipolar leads, and an electrocardiogram sensing mechanism that emits single- or biphasic electrical pulses through short-duration (usually 2-20m5) electrode leads. It consists of a computer chip. In one embodiment, a lead is placed intravenously into the epicardium of the right ventricle by a catheter, and the second lead consists of an array of subcutaneously placed electrodes. normal heart rhythm
Up to about 20-25 Joules are generally required for recovery. Other embodiments
In some patients, both electrode leads are inserted into the epicardium or the right and left ventricles of the heart during open heart surgery.
can be placed directly on the endocardium. In this embodiment, normal heart rhythm is
It typically takes 5 joules of energy to recover. Implantable cardiac defibrillators have been used successfully, but require lower discharge IE currents, and it is desirable to increase their functionality to reduce discharge current requirements to reduce use episodes. This advantageously increases battery life and facilitates miniaturization. Class III drugs are agents that extend cardiac action time. Some newly developed potential Class III drugs are toxic when administered intravenously or by other known methods. These drugs include ibutilide, cloiri
For example, ibutilide has been shown to be effective against atrial and ventricular arrhythmias in dogs and atrial arrhythmias in humans. to the dog
Studies of available time of action (APD) have shown that ibutilide increases the time of action and increases the plateau height at very low doses. , when applied epicardially to the defibrillator,
A study was conducted to evaluate pneumophysiological effects and defibrillation thresholds. Report below
In the study reported, an integrated controlled-release matrix was implanted together with an implantable automatic cardiac defibrillator. However, it is difficult to connect electrode leads to drug-containing polymer matrices.
It can be seen that the drug-containing matrix can be directly integrated into an automated implantable cardiac defibrillator by coating it with a Rix material (see Figure 21). For the following in vivo studies, drug-containing matrices were prepared as follows. 2: Antiarrhythmic drugs and Pellathane polyurethane (high molecular weight polyurethane sold by Dow Chemical Co*pany, M1dland, MI)
(Rethane) was dissolved in THF and solvent cast in a Teflon-coated mold to form a film with a thickness of 50-60 μm. 20% weight/1! Sufficient amount of antiarrhythmic drug was used to yield a drug content of . In a particular embodiment, 100 mg of ibutilide fumarate and 400 mg of polyurethane were dissolved in THFloml and stirred in a sealed vial for 60-90 minutes. Following solvent casting, the cast membrane was placed in a fume hood and the solvent was allowed to evaporate for approximately 48 hours at room temperature. Formulation 14b = Obtained by replacing a proportion of the antiarrhythmic agent with an inert, i.e. non-physiologically active, co-cipient or filler with low water solubility, such as inulin or dimethyl tartrate. Drug matrix release behavior
Changed the dynamics. The specific formulation used in this study contained 16% N/w tartrate.
Methyl, 4% w/w ibutilide in Pellathane polyurethane matrix
The ratio of filler to antiarrhythmic drug incorporated into Trix is determined to achieve the desired effect.
We should understand that we can change in order to achieve our goals. Dimethyl tartrate is also an organic
Soluble. In this particular embodiment, 20 mg of ibutilide fumarate, dimethytartrate
80 mg of polyurethane and 400 mg of polyurethane were dissolved in THFIO ml and solvent cast to form a matrix of similar weight and dimensions to the matrix obtained in Formulation 14a.
I'm tired. In vitro release studies were performed in phosphate buffered saline (pH 7,4) at 37° C. in perfect 5 ink conditions. Mato
Rix samples were placed in buffer on a rotary shaker (110 rpm) and drug levels were monitored spectrophotometrically at 227 nm. The matrix prepared according to formulation 14a had an initial swarm effect releasing about 30% of the antiarrhythmic drug in the first 15 minutes, then at a decreasing rate, releasing about 40% of the antiarrhythmic drug in 120 minutes, as shown in Figure 11. % was consumed. In contrast, the matrix prepared according to Formulation 14b released only about 9.6% of the antiarrhythmic drug in the first 15 minutes, followed by about 17.1% in 120 minutes, as shown in FIG. It was released at an almost linearly increasing rate until exhaustion. Thus, the dosage administered over a given period of time can be lowered by slowing the rate of release in this manner. Standard (14 cm2) defibrillation electrodes were placed over the left and right ventricles of the dog's heart. To induce fibrillation, an epicardial electrode (Bloom Stig+ulator, Bloom A 5sociates, Reading, PA) was sewn into the left ventricle.
and sent an electrical impulse (T-+10m5). A pair of recording electrodes was placed in the right ventricle to measure electrophysiological changes. Test shocks were delivered in random order to determine the baseline defibrillation threshold ifJ (D F T ). m-containing matrix
(1.5 cm x 1.5 cm batch, weight approximately 25-28 mg) was placed in the anterior left ventricle.
A DFT study was performed for 2 hours after implantation. Ibutyride polyurethane matrix (formulation 14a) placed in the epicardium
It had significant effects on air physiology parameters. The ventricular effective antigenic period (VERP) ranged from baseline to 151.9 m from 124.9 ± 3.3 to 138.0 ± 1.71 m with epicardial electrodes located near the matrix location. .. It changed from 7±3.4 to 154.6±3.5ms. For endocardial electrodes located near the matrix location,
The base line ranges from 129.1±2.2 to 137°3±2.1ms to 148.0±1. It changed from 7 to 152.0±4.7ms. See Figure 13, which is a graph showing the VERP (ms) measured by an epicardial electrode and a ventricular 11[pole located near the ibutilide-containing matrix. Center direction 1 11 placed at the end of the matrix position! At the poles, similar changes were recorded for VERP. The same butylide polyurethane matrix (formulation 14a) had a significant effect on activation time (AT). Referring to Figure 14, the matrix position
With the epicardial electrode located near the pericardial electrode, the AT (ms) was 65, 1 ± 6.2 to 71° from the baseline of 27.1 ± 1.4 to 27.1 ± 1.7 ms. It changed to 9ms. For endocardial electrodes located near the matrix location, the baseline was 27.1±1. It changed from 4-27.1±1.7ms to 50.2±7.2-54.2±7.1ms. Changes in AT of the same magnitude were recorded with a centripetal I electrode placed distal to the matrix location. After application of the ibutilide matrix (formulation 14a), the defibrillation threshold (DFT) was significantly reduced. Referring to Figure 15, which is a graph showing the probability of successful defibrillation by a defibrillator, the control data shows defibrillation before administration of ibuteride. Ibutyraido' polyurethane matrix according to formulation 14a.
After epicardial application of gas, the energy associated with 80% probability of successful defibrillation (DFT80)
Ghee decreased from 15 joules at baseline to 3.9 joules. DFT 90 decreased from approximately greater than 20 Joules to 4.9 Joules. No changes were observed in cardiac velocity or arterial pressure. The Ibutyride polyurethane matrix was tested at a dosage of 0.025 mg/kg during the experimental period, p<o, ool, vs.
Shiichi test). The estimated dosage of ibutilide released from the matrix during the 2 hour experimental period was 0.025 mg/kg. When this small dosage was applied to the epicardium,
This resulted in a 4-fold decrease in DFT. A dose-response study was conducted (1) It was found that ibutilide was effective in reducing DFT in rats administered a dose of approximately 0.0025 mg/kg.
It was. For comparison, defibrillation thresholds were measured after intravenous administration of ibutilide at equivalent doses (0°25mg/kg and o,oo25mg/kg). The results are shown in Figures 16 and 17. The figure is for the application of 2-2-2O pulses of energy (Joules).
Figure 16 shows the DFT for monophasic pulses following administration of ibutilide 0.025 mg/kg. Figure 171, Ibuchira.
The DFT for biphasic pulses before and after administration of 0.0025 mg/kg of Id is shown. Ibutyride polyurethane matte IJx according to % '7 GO 14b was applied to the canine epicardium along with standard implantable cardiac defibrillator electrodes. Figure 18 shows
Another embodiment is a graph showing % conversion of fibrillation for common biphasic pulses in pulses.
A chlorylium-containing polyurethane matrix was also prepared according to procedure 14aLf). This released a dosage of 2 mg/kg of Blackfish IJum during the 2 hour experimental period. See Figure 19! II, then Crophyllium-poly
Urethane (Sochi) is implanted together with an implantable IG visceral defibrillator electrode, and
A decrease in DFT80 from approximately 18.5 Joules to 14.7 Joules was observed when using biphasic motion to defibrillate defibrillation. In yet another embodiment, following the operation of Formulation 14a, 20% weight/1! amount of sota
The roll was incorporated into a polyurethane matrix. This is a two-hour experimental period.
Figure 20 produced a dosage of 0.8 mg/kg of sotalol during the administration of epicardial injections containing sotalol or ibutilide (0,025 mg/kg) as shown in the figure.
Figure 3 shows the variation in activation time (ms) measured by electrodes placed at various distances from the matrix. In conclusion, Ibutylide polymer matrices and other formulations, especially
Formulations containing sotalol and/or sotalol have been successfully produced and shown to have electrophysiological effects (i.e., antigenicity and prolongation of conduction velocity) that are beneficial in preventing ventricular arrhythmias. . The controlled release epicardial implant of the present invention provides both potent and long-lasting electrophysiological effects.
It was shown to be superior to intravenous administration of the drug in patients. Ibutyride polyurethane matrices used as cardiac implants also produced unusual effects that lowered defibrillation energy threshold requirements. Therefore, by using an ibutilide polyurethane drug delivery system in combination with an implantable defibrillator, we were able to significantly increase the functionality of the implantable defibrillator. In contrast, intravenous ibutilide, used at the same dosage as cardiac implantation, had no significant effect on lowering defibrillation energy thresholds. Controlled release drug delivery containing ibutilide as a component part of an implantable defibrillator electrode or as an adjunct.
Inclusion of the Barry system lowers the electrical energy requirements for defibrillating the heart. Additionally, although ibutilide is a class I11 antiarrhythmic drug, it reduces episodes of ventricular arrhythmia that can lead to ventricular fibrillation. Therefore, ibutilide controlled release drug
The overall design of an implantable defibrillator with a defibrillation delivery system makes the electrical device smaller and requires fewer episodes of its activity for defibrillation.
This makes it a significant improvement over competing systems. The following example is a further embodiment of the use of an antiarrhythmic drug-containing controlled release dosage form of the present invention in conjunction with a cardiac rhythm control device. As used herein, the term "cardiac arrhythmia" includes abnormal heart rhythm conditions, including ventricular arrhythmia, ventricular fibrillation, atrial fibrillation, atrial flutter, supraventricular tachycardia, multifocal atrial tachycardia, Including supraventricular arrhythmias such as tachycardia. subordinate
Thus, the term "cardiac rhythm control device" means any device that has the function of controlling the heart rhythm by sending electrical pulses to the heart, including implantable cardioverter-defibrillators; countershock, antitachycardia pacemaker, overdrive pedal
including, but not limited to, base manufacturers, etc. However, in these embodiments, the antiarrhythmic agent also functions to control defibrillation and/or tachycardia, so long as it does not have a deleterious effect on the effectiveness of the cardiac rhythm control device.
It can be any drug. Selection of an appropriate arrhythmic drug is within the skill of those skilled in the art. Class III antiarrhythmic drugs, especially ibutilide, sotalol,
Polymers containing rutilide have been shown to significantly lower defibrillation thresholds in ventricular arrhythmias, lower the risk of atrial flutter, and prolong the antigenicity and conduction time of extraventricular stimuli.
It was. Example 1 In an even more particular embodiment of the invention, the atrial pacing electrode is coated with butyride polyurethane, as shown in FIG. 21, which schematically shows an atrial pacing electrode 20. The atrial pacing electrode 20 has a polyurethane multilayer coating 21 on the end 22 of the electrode body 23. In practice, the atrial pacing electrode 20 is implanted in the atrial epicardium of the open heart surgery center. For acute atrial arrhythmias, the tip 24 of the pacing electrode is connected to a lead (1ead) (not shown) passed through the chest wall with a needle hole punch.
Match. The leads are electrically coupled to a means for applying electrical current to the patient's heart. Acute - When the subshoulder arrhythmia is no longer dangerous, typically within 10 days of surgery.
The adjustment electrode can be removed by a simple pulling operation. Of course, the atrial pacing electrode 20 can be permanently attached for chronic atrial arrhythmia. In a preferred embodiment, the following technique is used to form multilayer coating 21. The coating surrounds the electrode body 23, a cross-sectional view of which is shown in the inset of FIG. L1-LA ibutilide and Pellathane polyurethane (Dow Chemical Company, Maryland, MI) were dissolved in THF to create a coating solution. In this particular embodiment, using a sufficient amount of ibutilide to obtain a drug content of 10% w/w, an atrial pacing electrode wire lead (approximately 100 μm in diameter) was swung 18 times in the coating solution to reduce the thickness. A well-adhered coating of approximately 85 μm was formed. The coated wire had a diameter of about 270 μm. Of course, the number of layers can be adjusted to obtain the desired thickness of the coating. Advantageously, dip coating techniques allow the polymer coating to better adhere to the wire.
wear it. Additionally, the multilayer system slows the rate of release of butyride from the polymer matrix. Figure 22 shows a long-term test tube of dip-coated wire produced according to recipe 15a.
Graph showing internal release characteristics, expressed as cumulative release % versus time (days).
Ru. Antiarrhythmia and electromagnetic properties of the ibutilide polyurethane coated atrial pacing electrode of the present invention
The pneumophysiological effects were studied in a large model of atrial flutter. Buchanan et al., J. Cardiovascular Pharmacology, Vol. 3 3. No. 1 O-14, 1933; Frale et al., C1rc, Res, Co1.5 8. pages 495-511 (1986) s Wu et al., Cardiovasc. Following a modification of the method of Res., Vol. 23, 400-409 (1991), an intracaval Y-shaped incision was made in the right atrium of the dog to induce atrial flutter. A Y-shaped incision creates a distant conduction area. For atrial pacing and atrial effective antigenic period (AERP) measurements, bipolar platinum pacing and recording electrodes were sutured 2 mm from the right atrium. The electrode lead was connected to a measuring device. The atrial bipolar signal was amplified with a differential AC coupled amplifier and displayed on an oscilloscope. Recording electrode signals were recorded by a polygraph (Grass Model 79-D, Quincy, Mass.) and displayed on an oscilloscope. Bloomm model DTU 110 stimulator (Bloo+e As5ociates, Reading, PA) and WP I Model A 385 constant current isolation device
The antigenic and
and atrial pacing to determine the ability to induce atrial flutter. AERP was determined by pacing with a cycle length of 300 m5 and intervening one rapid stimulus every eighth beat. Each drive cycle ends in minutes with a 2 second stop.
I let go. The cycle length was reduced in 10 m5 increments until the effective antigenic period (ERPI) was reached. At ERP, the stimulus was not captured and did not produce a propagated response. Start with a cycle length of 150 m5 and reduce in 10 ms increments to the minimum cycle length. Atrial flutter was induced by pacing at 2-3 second intervals up to 50 m5. Dogs considered atrial flutter more inducible when the arrhythmia lasted a minimum of 5 minutes. Atrial flutter was considered uninducible if it could not be evoked by the atrial pulse.The cycle length of atrial flutter was determined by averaging the intervals of several atrial potential intervals.Atrial flutter was a measure of arrhythmia. If it does not end naturally during recording (approximately 2 minutes), the recording will continue.
It was considered as something that could be done. Sustained atrial flutter was terminated by overdrive pacing with a rapid cycle length between 50 and 150 m5. FIG. 23 is a bar graph showing the reduction in atrial flutter induction with ibutilide polyurethane coated atrial electrodes. During the 2-hour study period, acute atrial failure occurred as described above.
A rhythm was induced. After implantation of ibutilide polyurethane-coated atrial electrodes, the inducibility of atrial flutter was significantly reduced (P<0.001; paired T-test). During the 2-hour study period, the estimated dosage of ibutilide was approximately lug/kg. No adverse effects due to drug administration were observed. Referring to Z24, another specific embodiment of the present invention is schematically illustrated. FIG. A pacing-venous defibrillator catheter 40 is shown having an annular conical tip 41 made of a silicone rubber matrix containing 30% by weight of ibutilide fumarate. Figure 25 is a graph showing the release rate of ibutilide from the molded conical tip of Figure 24.
It is f. Approximately one year's worth of medication can be released from the conical tip. Pacing-intravenous defibrillator catheter 4o consists of two defibrillator electrodes 42 and 43 located at opposite ends of catheter wire 44. The conical tip 41 is placed at the heart-contacting end of the pacing-venous defibrillator catheter 4o! 1llll [surrounding pole 45]. The catheter can be a commercially available model such as the Endotak catheter (Cardiac Pac-akers, Inc., Minneapolis, MN). For use
Then, the pacing-venous defibrillator catheter 4o is prepared by cardiac catheterization so that the conical tip 41 is in contact with the epicardium and the electrodes 42 and 43 are in the ventricles. A pacing-venous defibrillator catheter of the type shown in Figure 24 is attached to the dog's anterior left ventricle.
I got it. To induce fibrillation, an epicardial electrode (Bloom stimulator, Bloom A 5sociates, Reading, PA) was sewn into the left ventricle and delivered electrical impulses (T=10 ms). A pair of notes to measure electrophysiological changes! An electrode was placed in the right ventricle. To determine the baseline defibrillation threshold (tl (D F T )), test shocks were delivered in a random order. At 2 hours of implantation, a DFT study was performed. Pacing of the Invention - Transvenous Defibrillation Defibrillation thresholds are significantly lower with the use of catheters.
It decreased significantly. FIG. 26 is a graph showing the flI* of successful defibrillation with a pacing-venous defibrillator catheter for application of 2-20 tns monophasic pulses of energy measured in Joules. Referring to FIG. 26, the control data is
Figure 3 shows defibrillation of an animal using a tip, i.e., a drug-free tip. Chaosing - Seizu I! The energy required for 90% successful implantation of the IV defibrillator catheter 4o was reduced from more than 10 joules before dosing to 3-5 joules. Similarly, 80% implantation success could be achieved with less than 3 Joules applied, whereas pre-dosing required more than 10 Joules. No changes were observed in cardiac velocity or arterial pressure. Over the course of the experiment, the ibutilide polyurethane matrix depleted a dosage of 3 μg/kg (Pro, 001, one pairwise test). FIG. 25 shows that the pacing-venous defibrillator catheter of the present invention successfully reduces the energy level required for ventricular defibrillation.
It shows a little bit. Example 17 In another embodiment of the invention, an iontophoretic device for epicardial delivery of antiarrhythmic drugs is responsive to an electrical signal. In a particular embodiment, the rate limiting selection for a hollow reservoir iontophoretic device The permeable heterogeneous cation exchange member was made of dry conditioned polystyrene cation exchange resin (Dowex 50W, 2x, I ("shape, 200-400 mesh, Sigaa, ST, Louis, MO) and pharmaceutical grade silicone rubber, details was formulated from Silastic Q7-4840 (A and B 1:1N! ratio).The polystyrene cation exchange resin had a weight ratio of 42%.The resulting dispersion was placed in a mold to remove air bubbles. A vacuum was applied for 20 minutes.The mold was then compressed with approximately 1000 pounds of force and the present invention
Although embodiments and applications have been described, this teaching will allow those skilled in the art to make many different embodiments based on these principles without departing from the spirit and scope of the invention.
can be done. For example, physiologically inert cocivients are well known in the art, and one of skill in the art will be able to select one or more cocivients for use in the practice of the present invention.
Wear. Therefore, the explanations disclosed herein are provided to facilitate understanding of the invention and should not be construed as limiting the scope of the invention. Time (minutes) Figure 2 Figure 3 Time (B) Time (minutes) Minutes DFT before and after intravenous injection of ibutilide (0,0025 mg/kg) Figure 17 Confucian translation Changes in activation time - ibutilide and sotalol Figure 20 % release of ibutilide over time (10% loading) Figure 22 Pre-dose Post-dose Figure 23 Ibnalide release time from 30% loading cap over time (days) Heart for DFT reduction Procedural amendment due to intimal catheter tip January 11, 1995