СТЕНТ
STENT

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к стентам и баллонам катетеров, по меньшей мере, с одним слоем, который содержит антипролиферативные, иммунодепрессантные, противовоспалительные, фунгицидные и/или антитромботические агенты, а также к способу изготовления указанных медицинских изделий и к их применению для предотвращения рестеноза.
Уровень техники
В организме человека кровь соприкасается с внутренней поверхностью кровеносных сосудов и только в случае травмы контактирует с другими поверхностями. Система свертывания крови активируется во всех случаях, когда кровь контактирует с чужеродными поверхностями, чтобы остановить кровотечение и предотвратить угрожающую жизни кровопотерю. Поскольку имплант тоже представляет собой чужеродную поверхность, всем пациентам с введенным имплантом, который длительное время контактирует с кровью, вводят так называемые антикоагулянты, которые препятствуют свертыванию крови, при этом часто возникают побочные эффекты.
Одним из факторов риска при использовании вставки в сосуд, так называемого стента, является описанный риск возникновения тромбоза в кровеносных сосудах. Стент предназначен для поддержания сосуда в открытом состоянии при возникновении сужений и закупорки сосудов, например вследствие атеросклеротических бляшек, прежде всего, коронарных сосудов сердца. Как правило, стент получают из высококачественной медицинской стали, сплавов Ni-Ti или сплавов Со-Cr, тогда как стенты на основе полимерных материалов находятся на стадии разработки. Уже при введении катетера может развиться так называемый ранний тромбоз, который составляет менее одного процента случаев, и от двух до пяти процентов случаев ранний тромбоз развивается во время пребывания в больнице. Приблизительно в пяти процентах случаев повреждения сосудов возникают из-за перекрытия артерий, а также существует риск формирования псевдоаневризмы сосудов, причиной которой является расширение сосуда.
Таким образом, введение чужеродного тела при проведении баллонной ангиопластики (РТКА) провоцирует активацию механизмов свертывания крови. Так как в указанном случае имплант вводят на короткое время, основная проблема заключается в степени дилатации сосуда, необходимой для устранения сужения или закупорки сосуда. Другим, наиболее часто возникающим осложнением, является рестеноз - повторная закупорка сосуда. Несмотря на то, что стенты снижают риск повторной закупорки сосуда, до настоящего времени не удается полностью предотвратить развитие рестеноза, а также гиперплазию неоинтимы.
Повторное сужение сосуда (рестеноз) после имплантации стента при наиболее тяжелых формах заболеваний возникает в 30% случаев, что является основной причиной повторной госпитализации пациента. Так как повторная закупорка сосуда после баллонной ангиопластики (ПТКА) происходит значительно чаще по сравнению с имплантацией стента, то при лечении пациентов с тяжелой формой стеноза или рестеноза, как правило, применяют стент.
Точные причины развития рестеноза в специальной литературе не описаны. Чаще всего для морфологического определения рестеноза используют рестеноз после успешной ЧТА (чрескожная транслюминальная ангиопластика), когда уменьшение диаметра сосуда составляет менее 50% от нормы. При этом речь идет об эмпирически принятой величине, которая определена без учета гемодинамики и взаимосвязи клинической симптоматики с прочной научной базой. На практике в большинстве случаев ухудшение состояния пациента рассматривается как признак рестеноза обработанного участка сосуда.
Повреждения сосудов, возникающие во время имплантации стента или при перерастяжении сосудов, приводят к возникновению воспалительных реакций, которые в первые семь дней играют решающую роль для процесса выздоровления. Протекающие при этом процессы сопровождаются высвобождением факторов роста, начинается усиленная пролиферация клеток гладкой мускулатуры, что уже в короткий срок приводит к рестенозу, повторной закупорке сосуда из-за неконтролируемого роста клеток. Если стент в ткани сосуда через несколько недель полностью покрывается гладкомышечными клетками сосуда, существует большой риск рубцевания (гиперплазия неоинтимы), что может привести к тому, что гладкомышечными клетками покрывается не только поверхность стента, но и закупоривается его внутренняя полость.
Было предпринято несколько неудачных попыток решить проблему рестеноза за счет создания микропористых, высвобождающих гепарин баллонов катетеров, а также стентов с покрытием, содержащим гепарин (J. Whorle и др., European Heart Journal, 2001, 22:1808-16). Это связано с тем, что гепарин проявляет свойства антикоагулянта только в растворе. Указанную проблему можно почти полностью устранить медикаментозным способом с использованием антикоагулянтов. В качестве другого подхода для решения указанной проблемы в настоящее время был исследован метод, основанный на локальном подавлении роста гладкомышечных клеток.
Были исследованы стенты, содержащие радиоактивные агенты или стенты, содержащие фармацевтически активные вещества, которые оказывают антипролиферативное действие. Наиболее эффективным средством является химиотерапевтический препарат, паклитаксел, который останавливает клетки в фазе митоза за счет необратимого связывания с формирующимся митотическим веретеном, таким образом подавляя деление клеток. Клетки остаются в переходной фазе и погибают.
Известно, что применение стентов, содержащих паклитаксел, в отличие от стентов без покрытия, приводит впоследствии к повышению интенсивности тромбоза, т.е. к отрицательному действию паклитаксела. Необратимое связывание и стабилизация тубулина во время деления клетки приводит к тому, что клетки не могут выполнять другие свои функции и погибают.
Предполагали, что можно использовать паклитаксел для контроля процесса ранозаживления, однако при его введении происходит образование нежизнеспособных клеток и следовательно наблюдается нежелательная воспалительная реакция и усиление иммунного ответа.
Контроль дозировки паклитаксела связан с множеством проблем при использовании паклитаксела для подавления процессов ранозаживления. Высокие дозы указанного соединения вызывают воспалительные процессы, а малые дозы неэффективны. В связи с тем что необходимо учитывать два указанных условия, требуемый слой эндотелия на стенте не образуется даже в течение полугода.
Либо стент находится в незакрепленном состоянии, что сопряжено с высоким риском возникновения тромбоза у пациентов даже через несколько месяцев после имплантации (поздний острый тромбоз) и, как следствие, приводит к летальному исходу, либо на стенте образуется слой из гладкомышечных клеток, моноцитов и т.д., что через некоторое время может привести к закупорке сосуда.
Наиболее эффективным средством для профилактики рестеноза является рапамицин (сиролимус), гидрофильный макролид-антибиотик. Указанный препарат применяют прежде всего в трансплантации в качестве иммунодепрессанта, причем рапамицин, в отличие от других иммунодепрессантов, ингибирует опухоль. После трансплантации у пациента повышается риск развития опухоли. Введение рапамицина является предпочтительным, так как другие иммунодепрессанты, например циклоспорин А, как известно, могут вызывать развитие опухоли.
К настоящему моменту действие рапамицина подробно не изучено, но установлено, что рапамицин образует комплекс с белком mTOR (мишень рапамицина млекопитающих), фосфатидилинозит-3-киназой с ММ 282 кДа. Белок mTOR участвует в различных цитокинопосредованных путях передачи сигнала, в том числе сигнальных путях деления клетки, и обладает кроме иммунодепрессантных свойств противовоспалительными, антипролиферативными и фунгицидными свойствами.
Название согласно номенклатуре ИЮПАК - моногидрат [3S-[3R*[E(1S*,3S*,4S*)],4S*,5R*,8S*,9E,12R*,14R*,15S*,16R*,18S*,19S*,26aR*]]-5,6,8,11,12,13,14,15,16,17,18,19,24,25,26,26α-гексадекагидро-5,19-дигидрокси-3-[2-(4-гидрокси-3-метоксициклогексил)-1-метилэтинил]-14,16-диметокси-4,10,12,18-тетраметил-8-(2-пропенил)-15,19-эпокси-3Н-пиридо[2,1-с][1,4]оксаазациклотрикозин-1,7,20,21(4Н,23Н)тетрона.
Пролиферация клеток прекращается вследствие нарушения синтеза рибосомальных белков в поздней фазе G1. Следует, прежде всего, отметить, что по сравнению с другими антипролиферативными препаратами, рапамицин оказывает действие, аналогичное действию сильно гидрофобного паклитаксела. Кроме того, предпочтительное преимущество рапамицина заключается в том, что он проявляет иммунодепрессантное и противовоспалительное действие, что способствует снижению воспалительных реакций и общего иммунного ответа, прежде всего, в начальный период после имплантации стента.
Таким образом, рапамицин удовлетворяет всем необходимым требованиям для предотвращения стеноза и рестеноза.
Другое преимущество рапамицина по сравнению с паклитакселом заключается в его ограниченной стабильности, т.е. рапамицин на поверхности или в составе имплантанта проявляет требуемую активность в течение первых недель после имплантации стента. В результате на поверхности стента образуется сплошной слой клеток эндотелия, таким образом, процесс ранозаживления завершается внедрением стента в структуру сосуда. Известные производные рапамицина (биолимус, эверолимус), содержащие функциональные группы, которые не влияют на связывание с mTOR, характеризуются аналогичным механизмом действия.
В ходе различных клинических испытаний (RAVEL, SIRIUS, SIROCCO) было установлено, что по сравнению с другими лекарственными средствами, например дексаметазоном, такролимусом, батимастатом и сильногидрофобным паклитакселом, рапамицин является наиболее эффективным средством для предотвращения рестеноза в связи с другими физическими свойствами.
Само по себе применение активного агента не всегда обеспечивает эффективность профилактики рестеноза. Стент, высвобождающий активные агенты, должен удовлетворять ряду требований. Кроме того, что стент должен обеспечивать дозировку активного агента, он должен обеспечивать замедленное и контролируемое высвобождение. Время и скорость высвобождения активного агента зависят не только от физических и химических свойств активного агента, но и от свойств используемого полимера, а также от взаимодействия полимера с активным агентом. Материал стента, свойства стента и его конструкция являются важными факторами, которые следует учитывать при изготовлении медицинского изделия с улучшенными характеристиками.
В патенте ЕР 0950386 В1 описан стент с распорками (ячейками сетчатой структуры), в которых рапамицин содержится под полимерным слоем, контролирующим диффузию рапамицина. В патенте ЕР 1407726 А1 (первая заявка подана в 1998 г.) описан стент, высвобождающий рапамицин из полимерной матрицы (Cypher™ Stent, коммерчески доступный с 2002 г.). Указанное медицинское изделие представляет собой стент, на который нанесено покрытие из парилена С и смеси двух биостабильных полимеров, полиэтиленвинилацетата (ПЭВА) и поли-н-бутилметилметакрилата (ПБМА) и рапамицина, при этом верхний слой из ПБМА обеспечивает контролируемое высвобождение лекарственного средства посредством диффузии. При испытаниях указанного стента было установлено, что после имплантации стента возникают значительные проблемы: развиваются аллергические реакции, воспалительные процессы, а также поздние тромбозы (работа проф. Renu Virmani, 2002). Кроме этого, было установлено, что после набухания наружный слой из ПБМА разрушается, что приводит к неконтролируемому высвобождению рапамицина (см. фиг.1).
Более того, при применении рапамицина возникает еще одна проблема. Рапамицин является гидрофильным соединением и быстро переходит в раствор, поэтому трудно контролировать его биодоступность. Как только разрушается наружный слой, контролирующий диффузию, высвобождение рапамицина становится быстрым и неконтролируемым.
Так как ПМБА является недостаточно эластичным материалом, существует риск отслаивания больших полимерных фрагментов, а в связи с тем, что ПМБА характеризуется высокой биостабильностью (см. фиг.2), возможно нарушение кровотока.
В патенте ЕР 0568310 В1 описана комбинация активных агентов, которая включает гепарин и рапамицин, предназначенная для лечения гиперпролиферативных сосудистых заболеваний. В указанном патенте коротко описан сосудистый стент, пропитанный указанной комбинацией активных агентов. Однако примеры осуществления изобретения не представлены и обсуждаются только общие представления об изделии. Патент опубликован в 1992 году, однако до настоящего времени выпускается только стент, описанный в ЕР 1407726 А1, т.е. стент Cypher™ (фирмы Cordis Corp). Таким образом, не описано получение экономически выгодного продукта, т.е. стентов, пропитанных рапамицином и гепарином, и цель, поставленная в указанных патентах, в действительности не достигнута.
В патенте ЕР 0551182 В1 описаны стенты, которые пропитаны рапамицином, предназначенные для профилактики или предотвращения гиперпролиферативных заболеваний, возникающих вследствие механических повреждений. В указанном патенте также описан пропитанный рапамицином стент, который предназначен для введения рапамицина в сосуд, однако подробное описание не представлено. Пропитанный рапамицином стент представляет собой чистый слой активного агента, нанесенный на каркас стента, без использования дополнительного носителя. Так как рапамицин на воздухе быстро гидролизуется и теряет свои свойства из-за расщепления лактоновых связей, прежде всего, в присутствии воды, указанный вариант осуществления изобретения сложно реализовать на практике.
Кроме этого, при введении баллона катетера, покрытого слоем рапамицина, или баллона со стентом, покрытым рапамицином, активный агент быстро высвобождается в кровоток и, следовательно, невозможно обеспечить требуемый уровень высвобождения рапамицина из медицинского изделия (баллона или стента). В качестве недостатка слоя, содержащего только активный агент без дополнительного носителя, следует отметить, что при дилатации активный агент полностью высвобождается в течение короткого периода времени, так как отсутствует слой, высвобождающий активный агент, в форме системы с замедленным высвобождением, поэтому происходит спонтанное высвобождение активного агента и невозможно воспользоваться преимуществами кинетики высвобождения.
Таким образом, настоящее изобретение не относится к получению стентов или баллонов катетеров с покрытием, содержащим рапамицин, а также к применению рапамицина для профилактики или предотвращения рестеноза, которые уже известны в предшествующем уровне техники. Настоящее изобретение относится к оптимизированной системе носителя для чувствительного рапамицина.
Как указано выше, не каждый активный агент будет проявлять эффективность при профилактике рестеноза. Независимо от типа имплант без специального покрытия для его длительного эффективного использования и обеспечения безопасности пациента, должен отвечать ряду требований. При этом следует учитывать физико-химические свойства используемых активных агентов, растворителя и носителя, а также взаимное влияние указанных факторов друг на друга.
При оптимизации указанных параметров можно эффективно контролировать дозу и скорость высвобождения лекарственного средства, что обеспечивает безопасность и выздоровление пациента.
Настоящее изобретение относится к получению стентов и баллонов катетеров, высвобождающих рапамицин, применение которых обеспечивает контролируемый и стабильный процесс лечения, позволяет полностью восстановить эндотелий стенки сосуда без вышеописанных осложнений.
Таким образом, целью настоящего изобретения является получение оптимальной системы носителя для рапамицина, которую можно наносить на стент, то есть на опору сосуда или баллон катетера, а также стент и баллон катетера, на который установлен стент, и указанная система носителя характеризуется удовлетворительной адгезией и обеспечивает стабильное высвобождение рапамицина и требуемую кинетику высвобождения активного агента, что значительно повышает эффективность профилактики и предотвращения рестеноза.
При этом вследствие антипролиферативного, иммунодепрессантного и противовоспалительного действия рапамицина, его производных/аналогов и/или метаболитов, характеризующихся аналогичной активностью, подавление клеточных реакций предпочтительно происходит в первые дни и недели после имплантации. Дальнейшее ранозаживление, или, соответственно, эффективность процесса ранозаживления, достигается за счет оптимизации режима высвобождения активного агента и/или комбинации, содержащей активные агенты.
Указанная цель достигается согласно техническому решению, как определено в независимых пунктах формулы настоящего изобретения. Другие предпочтительные признаки изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения, а также в описании и примерах.
Раскрытие изобретения
Стенты по настоящему изобретению содержат один, два или более слоя, причем по меньшей мере один слой, содержащий рапамицин или активную комбинацию рапамицина и других совместимых с рапамицином и/или синергетически действующих агентов, наносят без полимерного носителя.
Рапамицин или активная комбинация рапамицина присоединены к расположенному снизу слою или к внешней поверхности стента ковалентно и/или с помощью адгезива включены в слой таким образом, чтобы обеспечивать непрерывное высвобождение активного соединения в незначительных дозах и в то же время обеспечить прорастание клеток в поверхность стента и при этом исключить избыточное прорастание. Комбинация обоих признаков придает стенту по изобретению способность быстро врастать в стенки сосуда и позволяет снизить риск развития рестеноза и тромбоза. Контролируемое высвобождение рапамицина происходит за период от 1 до 12 месяцев, предпочтительно в течение 1-2 месяцев после имплантации.
В вариантах осуществления настоящего изобретения рапамицин используют также в комбинации с другими активными агентами. В качестве антипролиферативных средств, средств против миграции клеток, антиангиогенных, противовоспалительных, цитостатических, цитотоксических и/или антитромботических активных агентов, которые усиливают действие рапамицина и/или его химических, а также биологических производных, можно использовать следующие средства: соматостатин, такролимус, рокситромицин, даунамицин, аскомицин, бафиломицин, эритромицин, мидекамицин, джозамицин, конканамицин, кларитромицин, тролеандомицин, фолимицин, церивастатин, симвастатин, ловастатин, флувастатин, розувастатин, аторвастатин, правастатин, питавастатин, винбластин, винкристин, виндезин, винорелбин, этопозид, тенипозид, нимустин, кармустин, ломустин, циклофосфамид, 4-гидроксиоксициклофосфамид, эстрамустин, мелфалан, ифосфамид, трофосфамид, хлорамбуцил, бендамустин, дакарбазин, бусулфан, прокарбазин, треосульфан, тремозоломид, тиотепа, даунорубицин, доксорубицин, акларубицин, эпирубицин, митоксантрон, идарубицин, блеомицин, митомицин, дактиномицин, метотрексат, флударабин, флударабин-5'-дигидрофосфат, кладрибин, меркаптопурин, тиогуанин, цитарабин, фторурацил, гемцитабин, капецитабин, доцетаксел, карбоплатин, цисплатин, оксалиплатин, амсакрин, иринотекан, топотекан, гидроксикарбамид, милтефозин, пентостатин, алдеслейкин, третиноин, аспарагиназа, пегаспараза, анастрозол, экземестан, летрозол, форместан, аминоглутетимид, адриамицин, азитромицин, спирамицин, цифарантин, 8-α-эрголин, диметилэрголин, агроклавин, 1-аллилсурид, 1-аллилтергурид, бромергурид, бромокриптин (2-бром-12'-гидрокси-2'-(1-метилэтил)-5'-(2-метилпропил)-(5'альфа)-эрготаман-3',6',18-трион), элимоклавин, эргокристин (12'-гидрокси-2'-(1-метилэтил)-5'-(фенилметил)-(5'альфа)-эрготаман-3',6',18-трион), эргокристинин, эргокорнин (12'-гидрокси-2',5'-бис(1-метилэтил)-(5'альфа)-эрготаман-3',6',18-трион), эргокорнинин, эргокриптин (12'-гидрокси-2'-(1-метилэтил)-5'-(2-метилпропил)-, (5'альфа)-эрготаман-3',6',18-трион, (9CI)), эргокриптинин, эргометрин, эргоновин (эргобазин, МНН: эргометрин, (8бета(S))-9,10-дидегидро-N-(2-гидрокси-1-метилэтил)-6-метилэрголин-8-карбоксамид), эргозин, эргозинин, эрготметринин, эрготамин (12'-гидрокси-2'-метил-5'-(фенилметил)-(5'альфа)-эрготаман-3',6',18-трион, (9CI)), эрготаминин, эрговалин (12'-гидрокси-2'-метил-5'-(1-метилэтил)-(5'альфа)-эрготаман-3',6',18-трион), лерготрил, лизурид (номер по каталогу 18016-80-3, 3-(9,10-дидегидро-6-метилэрголин-8альфа-ил)-1,1-диэтилмочевина), лизергол, лизергиновая кислота (D-лизергиновая кислота), амид лизергиновой кислоты (LSD, амид D-лизергиновой кислоты), диэтиламид лизергиновой кислоты (LSA, диэтиламид D-лизергиновой кислоты, МНН: лизергамид, (8бета)-9,10-дидегидро-N,N-диэтил-6-метилэрголин-8-карбоксамид), изолизергиновая кислота (D-изолизергиновая кислота), амид изолизергиновой кислоты (амид D-изолизергиновой кислоты), диэтиламид изолизергиновой кислоты (диэтиламид D-изолизергиновой кислоты), мезулергин, метерголин, метергин (МНН: метилергометрин, (8бета(S))-9,10-дидегидро-N-(1-(гидроксиметил)пропил)-6-метилэрголин-8-карбоксамид), метилэргометрин, метисергид (МНН: метисергид, (8бета)-9,10-дидегидро-N-(1-(гидроксиметил)пропил)-1,6-диметилэрголин-8-карбоксамид), перголид ((8бета)-8-((метилтио)метил)-6-пропилэрголин), протергурид и тергурид, целекоксиб, талидомид, фасудил, циклоспорин, SMC пролиферативный ингибитор-2w, эпотилон А и В, митоксантрон, азатиоприн, микофенолатмофетил, антисенсибилизатор с-tyc, антисенсибилизатор b-tyc, бетулиновая кислота, камфотецин, PI-88 (сульфатированный олигосахарид), меланоцитостимулирующий гормон (α-MSH), активированный белок С, IL1-β-ингибитор, тимозин α-1, фумаровая кислота и ее эфиры, кальципотриол, такальцитол, лапахол, β-лапахон, подофиллотоксин, бетулин, 2-этилгидразид подофилловой кислоты, молграмостин (rhuGM-CSF), пэгинтерферон α-2b, ланограстим (r-HuG-CSF), филграстим, макрогол, дакарбазин, базиликсимаб, даклизумаб, селектин (антагонист цитокина), ингибитор СЕТР, кадхерин, ингибиторы цитокининов, ингибитор СОХ-2, NFkB, ангиопептин, ципрофлоксацин, камфотецин, флуробластин, моноклональные антитела, которые ингибируют пролиферацию мышечных клеток, антагонисты bFGF, пробукол, простагландины, 1,11-диметоксикантин-6-он, 1-гидрокси-11-метоксикантин-6-он, скополектин, колхицин, доноры NO, такие как пентаэритритолтетранитрат и сиднонимины, S-нитрозопроизводные, тамоксифен, стауроспорин, β-эстрадиол, α-эстрадиол, эстриол, эстрон, этинилэстрадиол, фосфестрол, медроксипрогестерон, эстрадиолципионат, бензоаты эстрадиола, траниласт, камебакаурин и другие терпеноиды, которые используют при лечении рака, верапамил, ингибиторы тирозинкиназы (тирфостины), циклоспорин А, паклитаксел и его производные, такие как 6-α-гидроксипаклитаксел, баккатин, таксотер, синтетические макроциклические олигомеры субоксидов углерода (MCS) и его производные, полученные из природных материалов, мофебутазон, ацеметацин, диклофенак, лоназолак, дапсон, орто-карбамоилфеноксиуксусная кислота, лидокаин, кетопрофен, мефенамовая кислота, пироксикам, мелоксикам, фосфат хлорохина, фенициламин, тумстатин, авастин, D-24851, SC-58125, гидроксихлорохин, ауранофин, ауротиомалат натрия, оксацепрол, целекоксиб, β-ситостерин, адеметионин, миртекаин, полидоканол, нонивамид, левоментол, бензокаин, аэсцин, эллиптицин, D-24851 (Calbiochem), колцемид, цитохалазин А-Е, инданоцин, нокадазол, белок S 100, бацитрацин, антагонисты рецептора витронектина, азеластин, стимулятор гуанидилциклазы, тканевой ингибитор металпротеиназы-1 и -2, свободные нуклеиновые кислоты, нуклеиновые кислоты, включенные в вирусные векторы, фрагменты ДНК и РНК, ингибитор-1 плазминогенного активатора, ингибитор-2 плазминогенного активатора, антисмысловые олигонуклеотиды, ингибиторы VEGF, IGF-1, активные агенты из группы антибиотиков, такие как цефадроксил, цефазолин, цефаклор, цефотиксин, тобрамицин, гентамицин, пенициллины, такие как диклоксациллин, оксациллин, сульфонамид, метронидазол, антитромботические средства, такие как аргатробан, аспирин, абсиксимаб, синтетический антитромбин, бивалирудин, коумадин, эноксопарин, десульфатированный и N-реацетилированный гепарин, тканевой активатор плазминогена, рецептор GpIIb/IIIa мембраны тромбоцитов, антитела против ингибитора фактора Ха, ингибитор интерлейкина, гепарин, гирудин, r-гирудин, РРАСК, протамин, натриевая соль 2-метилтиазолидин-2,4-дикарбоновой кислоты, проурокиназа, стрептокиназа, варфарин, урокиназа, сосудорасширяющие средства, такие как дипирамидол, трапидил, нитропруссиды, антагонисты PDGF, такие как триазолопиримидин и серамин, ингибиторы АКФ, такие как каптоприл, цилазаприл, лизиноприл, эналаприл, лосартан, ингибиторы тиопротеазы, простациклин, вапипрост, интерферон α, β и γ, антагонисты гистамина, блокаторы серотонина, ингибиторы апоптоза, регуляторы апоптоза, такие как р65, антисмысловые олигонуклеотиды NF-kB или Bcl-xL, галофугинон, нифедипин, токоферол, витамин В1, В2, В6 и В12, фолиевая кислота, траниласт, молсидомин, полифенолы из чая, эпикатехингаллат, эпигаллокатехингаллат, босвеллиновая кислота и ее производные, лефлуномид, анакинра, этанерцепт, сульфасалазин, этопозид, диклоксациллин, тетрациклин, триамцинолон, мутамицин, прокаинимид, D24851, SC-58125, ретиноловая кислота, хинидин, дизопиримид, флекаинид, пропафенон, сотолол, амидорон, природные и синтетические стероиды, такие как бриофиллин А, инотодиол, маквирозид А, галакинозид, мансонин, стреблозид, гидрокортизон, бетаметазон, дексаметазон, нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП), такие как фенопрофен, ибупрофен, индометацин, напроксен, фенилбутазон и другие, противовирусные агенты, такие как ацикловир, ганцикловир и зидовудин, противогрибковые агенты, такие как клотримазол,флуцитозин, гризеофулвин, кетоконазол, миконазол, нистатин, тербинафин, антипротозойные агенты, такие как хлорохин, мефлохин, хинин, а также природные терпеноиды, такие как гиппоцискулин, баррингтогенол-С21-ангелат, 14-дегидроагростистахин, агроскерин, агростистахин, 17-гидроксиагростистахин, оватодиолиды, 4,7-оксициклоанизомеловая кислота, бакхариноиды В1, В2, В3 и В7, тубеимозид, бруцеанол А, В и С, бруцеантинозид С, яданзиозиды N и Р, изодеоксиэлефантопин, томенфантопин А и В, коронарин А, В, С и D, урсоловая кислота, гиптатовая кислота А, зеорин, изоиридогерманал, мэйтенфолиол, эффусантин А, эксцисанин А и В, лонгикаурин В, скулпонеатин С, камебаунин, лейкаменин А и В, 13,18-дегидро-6-α-сенециоилоксихапаррин, таксамаирин А и В, регенилол, триптолид, цимарин, апоцимарин, аристолоховая кислота, аноптерин, гидроксианоптерин, анемонин, протоанемонин, берберин, хлорид хелибурина, циктоксин, синококулин, бомбрестатин А и В, кудраизофлавон А, куркумин, дигидронитидин, нитидинхлорид, 12-бета-гидроксипрегнадиен-3,20-дион, билобол, гинкгол, гинкголевая кислота, хеленалин, индицин, индицин-N-оксид, лазиокарпин, инотодиол, гликозид 1а, подофиллотоксин, джастицидин А и В, ларреатин, маллотерин, маллотохроманол, изобутирилмаллотохроманол, маквирозид А, мархантин А, мэйтанзин, ликоридицин, маргетин, панкратистатин, лириоденин, оксоушинзунин, аристолактам-AII, биспартенолидин, периплокозид А, галакинозид, урсоловая кислота, деоксипсороспермин, психорубин, рицин А, сангуинарин, кислоты из пшеницы, метилсорбифолин, спателиахромен, стизофиллин, мансонин, стреблозид, акагерин, дигидроусамбарензин, дигидроксиусамбарин, стрихнопентамин, стрихнофиллин, усамбарин, усамбарензин, берберин, лириоденин, оксоушинсунин, дафноретин, ларицирезинол, метоксиларицирезинол, сирингарезинол, умбеллиферон, афромозон, ацетилвисмион В, дезацетилвисмион А, висмион А и В, и серсодержащие аминокислоты, такие как цистеин, а также соли, гидраты, сольваты, энантиомеры, рацематы, энантиомерные смеси, диастереомерные смеси, метаболиты и смеси указанных выше активных агентов.
Активные агенты используют в отдельности или в смеси в равной или различной концентрации. Прежде всего предпочтительно используют активные агенты, которые кроме антипролиферативной активности проявляют другие свойства. Кроме того, предпочтительной является комбинация со следующими активными агентами: такролимус, паклитаксел и его производные, фазудил, антагонисты рецептора витронектина, талидомид, циклоспосрин А, тергурид, лизурид, целекоксиб, соединения R-лизина и их производные/аналоги, а также активные метаболиты. Прежде всего предпочтительной является комбинация рапамицина с тергуридом, или рапамицина с лизуридом, или рапамицина с паклитакселом, или рапамицина с иммунодепрессантом, таким как циклоспорин А. Прежде всего предпочтительной является комбинация рапамицина с паклитакселом, производными паклитаксела, прежде всего гидрофильными производными паклитаксела, эпотилона, тергурида или лизурида.
2
Предпочтительная фармацевтически активная концентрация активного агента составляет от 0,001 до 10 мг/см внешней поверхности стента. Другие активные агенты могут содержаться в аналогичной концентрации в одном и том же слое или в других слоях, причем предпочтительно, чтобы другие активные агенты содержались в других слоях в отличие от слоя с рапамицином.
Полимеры
Если активный агент или комбинацию активных агентов наносят не напрямую на поверхность стента или не напрямую включают в стент, то, кроме обработки поверхности стента пригодными синтетическими, полусинтетическими и/или природными гемосовместимыми соединениями, в качестве носителя или матрицы можно использовать биостабильные и/или биодеградабельные полимеры или полисахариды.
В качестве биологически стабильных полимеров с замедленной биоразлагаемостью можно упомянуть следующие полимеры: полиакриловая кислота и полиакрилаты, такие как полиметилметакрилат, полибутилметакрилат, полиакриламид, полиакрилонитрилы, полиамиды, простые эфиры полиамидов полиэтиленамин, полиимиды, поликарбонаты, поликарбоуретаны, поливинилкетоны, поливинилгалогениды, поливинилиденгалогениды, поливиниловые простые эфиры, поливиниловые ароматические соединения, поливиниловые сложные эфиры, поливинилпироллидоны, полиоксиметилены, полиэтилен, полипропилен, политетрафторэтилен, полиуретаны, полиолефинэластомеры, полиизобутилены, этиленпропилендиеновые смолы (EPDM), фторсиликоны, карбоксиметилхитозан, полиэтилентерефталат, поливалераты, карбоксиметилцеллюлоза, целлюлоза, вискоза, триацетаты вискозы, нитраты целлюлозы, ацетаты целлюлозы, гидроксиэтилцеллюлоза, бутираты целлюлозы, ацетатбутираты целлюлозы, сополимеры этилвинилацетатов, полисульфоны, поли(сложные эфиры)сульфоны, эпоксидные смолы, смолы АБС, смолы EPDM, силиконовые форполимеры, силиконы, такие как полисилоксаны, поливинилгалогениды и сополимеры, простые эфиры целлюлозы, триацетаты целлюлозы, хитозан и производные хитозана, полимеризуемые масла, такие как льняное масло, и сополимеры и/или смеси указанных соединений.
В качестве биоразлагаемых или рассасывающихся полимеров можно использовать, например, следующие полимеры: поливалеролактоны, поли-ε-декалактоны, полилактиды, полигликолиды, сополимеры полилактидов и полигликолидов, поли-ε-капролактон, полигидроксибутановая кислота, полигидроксибутираты, полигидроксивалераты, сополимеры полигидроксибутирата и валерата, поли(1,4-диоксан-2,3-дионы), поли(1,3-диоксан-2-он), поли-пара-диоксаноны, полиангидриды, такие как полималеиновые ангидриды, полигидроксиметакрилаты, фибрин, полицианоакрилаты, поликапролактондиметилакрилаты, поли-b-малеиновая кислота, поликапролактонбутилакрилаты, многоблочные полимеры, такие как полимеры, полученные из олигокапролактондиолов и олигодиоксанондиолов, многоблочные полимеры, полученные из сложных и простых эфиров, такие как ПЭГ и поли(бутилентерефталаты), полипивотолактоны, триметилкарбонаты полигликолевой кислоты, поликапролактонгликолиды, поли(g-этилглутамат), поли(DТН-иминокарбонат), поли(сополимер DTE и DT-карбоната), поли(бифенол-А-иминокарбонат), полиортоэфиры, триметилкарбонаты полигликолевой кислоты, политриметилкарбонаты, полииминокарбонаты, поли(N-винил)пирролидон, поливиниловые спирты, полиэфирамиды, гликолированные полиэфиры, полифосфоэфиры, полифосфазены, поли[пара-карбоксифенокси)пропан], полигидроксипентановая кислота, полиэтиленоксидпропиленоксид, мягкие полиуретаны, полиуретаны, содержащие остаток аминокислоты в основной цепи молекулы, сложные эфиры полиэфиров, такие как полиэтиленоксид, полиалкеноксалаты, полиортоэфиры, а также их сополимеры, каррагенаны, фибриноген, крахмал, коллаген, полимеры на основе белков, полиаминокислоты, синтетические полиаминокислоты, зеин, модифицированный зеин, полигидроксиалканоаты, пектиновая кислота, актиновая кислота, модифицированный и немодифицированные фибрин и казеин, карбоксиметилсульфат, альбумин, гиалуроновая кислота, гепарансульфаты, гепарин, хондроитинсульфат, декстран, b-циклодекстрины, сополимры ПЭГ и полипропиленгликоля, аравийская камедь, гуар, желатин, коллаген, коллаген-N-гидроксисукцинимид, липиды и липоиды, способные к полимеризации масла с низкой степенью сшивки, модификации и сополимеры и/или смеси указанных выше соединений
Предпочтительными полимерами в качестве переносчиков рапамицина или полимерами, пригодными для включения рапамицина, являются полиактиды, полигликолиды, сополимеры полиактидов и полигликолидов, полигидроксибутираты, полигидроксиметакрилаты, полиортоэфиры, гликолированные полиэфиры, поливиниловые спирты, поливинилпирролидон, сополимеры акриламида и акриловой кислоты, гиалуроновая кислота, гепарансульфат, гепарин, хондроитинсульфат, декстран, β-циклодекстрины, гидрофильные сшитые декстрины, альгинаты, фосфолипиды, карбомеры, сшитые пептиды и белки, силиконы, полиэтиленгликоль (ПЭГ), полипропиленгликоль (ППГ), сополимеры ПЭГ и ППГ, коллаген, способные к полимеризации масла и воски, а также их смеси и сополимеры.
Кроме того, предпочтительными являются полиэфир, полиактид, а также сополимеры диолов и сложных эфиров или диолов и лактидов. Например, в качестве диолов используются этан-1,2-диол, пропан-1,3-диол или бутан-1,4-диол.
Согласно настоящему изобретению для полимерного слоя используют прежде всего полиэфиры. Предпочтительными полимерами из группы полиэфиров являются полимеры, содержащие следующие звенья
В указанных формулах R, R', R" и R'" означают алкильный остаток, содержащий от 1 до 5 атомов углерода, предпочтительно метил, этил, пропил, изопропил, н-бутил, втор-бутил, трет-бутил, изо-бутил, н-пентил или циклопентил, предпочтительно метил или этил. Индекс у равен целому числу от 1 до 9, а х означает степень полимеризации. Особенно предпочтительными являются полимеры, содержащие следующие звенья

6
8
4
n
6
8
4
n
6
8
4
х
4
6
3
у
n
6
8
4
х
4
4
4
у
n
6
8
4
х
6
10
2
у
n
6
8
4
х
4
4
4
у
n
6
8
4
n
В качестве примеров рассасывающихся полимеров типа Resomer можно упомянуть следующие продукты: поли(L-лактид)ы, характеризующиеся общей формулой -(CHO)-, такие как L 210, L 210 S, L 207 S, L 209 S, поли(сополимер L-лактида и D, L-лактида), характеризующийся общей формулой -(CHO)-, такие как LR 706, LR 708, LR 214 S, LR 704, поли(сополимер L-лактида и триметилкарбоната), характеризующийся общей формулой -[(CHO)-(CHO)]-, такие как LT 706, поли(сополимер L-лактида и гликолида), характеризующийся общей формулой -[(CHO)-(CHO)]-, такие как LG 824, LG 857, поли(сополимер L-лактида и ε-капролактона), характеризующийся общей формулой -[(СНО)-(СНО)]-, такие как LC 703, поли(сополимер D,L-лактида и гликолида), характеризующийся общей формулой -[(CHO)-(CHO)]-, такие как RG 509 S, RG 502 Н, RG 503 Н, RG 504 Н, RG 502, RG 503, RG 504, поли(РЛ-лактид)ы общей формулой -(CHO)-, такие как R 202 S, R 202 Н, R 203 S, R 203 Н. Resomer 203 S представляет собой предшественник особенно предпочтительных полимеров типа Resomer R 203. Название Resomer означает высокотехнологичный продукт фирмы Boehringer Ingelheim.
В основном, прежде всего, предпочтительно использовать рассасывающиеся полимеры по настоящему изобретению. Прежде всего можно получать гомополимеры молочной кислоты (полилактиды), а также сополимеры молочной и гликолевой кислот.
Неожиданно было установлено, что при использовании резомеров, полилактидов, полимеров структуры А или А1, полимера структуры В или В1, а также сополимеров молочной и гликолевой кислот (ПМГК), наблюдается эффективное лечение за счет оптимального высвобождения рапамицина. Как показано на кривой высвобождения, в течение первых недель происходит непрерывное высвобождение активного агента с повышением концентрации, а затем наклон кривой становится круче и скорость высвобождения рапамицина также увеличивается. Такой характер кривой высвобождения представляет значительное преимущество. В первой фазе после расширения сосуда происходит непрерывное высвобождение незначительных количеств рапамицина с возрастанием концентрации, которые в умеренной степени подавляют избыточную воспалительную реакцию, но при этом полного подавления этой необходимой реакции не происходит. После первых критических недель за счет повышенной скорости высвобождения рапамицина подавляются любое повышение пролиферативной реакции и все еще проявляющееся воспаление.
Рапамицин и ПВС
Еще один предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения включает покрытый рапамицином стент, который содержит на внешней поверхности слой чистого рапамицина, на который нанесен защитный слой из рассасывающегося полимера или, особенно предпочтительно, защитный слой из резомера, поливинилового спирта (ПВС), полилактидов, полимеров структуры А1, полимеров структуры А2, а также сополимеров молочной и гликолевой кислот (СМГК) или смесей указанных полимеров. Другие примеры рассасывающихся полимеров указаны ниже.
Свойства верхнего слоя определяют профиль высвобождения расположенного в нижних слоях рапамицина, а также в значительной степени определяют стабильность и срок хранения стентов с покрытием. При этом можно изменять время начала высвобождения, в то время как высвобождение значительно ускоряется, то есть в более краткие периоды времени высвобождается большее количество рапамицина.
Например, можно использовать поливиниловый спирт в качестве защитного слоя, из которого рапамицин полностью высвобождается в течение 3 суток.
При добавлении рапамицина в верхний слой покрытия наблюдается высвобождение еще более высоких доз.
Слой чистого рапамицина предпочтительно полностью покрывают слоем рассасывающегося, то есть биоразлагаемого полимера.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения можно напрямую на поверхность стента или под слой из чистого активного рапамицина наносить еще один слой из гемосовместимого материала. В качестве гемосовместимого соединения предпочтительно можно использовать указанные в данном контексте соединения, а также указанные ниже производные гепарина или хитозана общей формулы Ia и Ib, олиго- и полисахариды, которые содержат более 96% сахаридных звеньев в виде N-ацилглюкозамина и урононовой кислоты (предпочтительно глюкуроновой кислоты или идуроновой кислоты) или N-ацилгалактозамина и уроновой кислоты. Таким образом, предпочтительный вариант включает стент с предпочтительно ковалентно связанным гемосовместимым слоем и нанесенным на него слоем из чистого рапамицина, на который в свою очередь нанесен внешний защитный слой из биоразлагаемого материала. В еще одном предпочтительном варианте предлагается стент со слоем чистого рапамицина, на который нанесен слой рассасывающегося материала, на который в свою очередь нанесен другой слой из рапамицина, а на него снова нанесен слой биоразлагаемого материала. Предпочтительными являются стенты, на которые поочередно нанесена указанная последовательность слоев рапамицина и рассасывающегося материала, причем число слоев может составлять от 3 до 10. В основном предпочтительно в качестве внешнего слоя использовать защитный слой, а также слой рапамицина. В качестве рассасывающихся слоев можно использовать одни и те же рассасывающиеся полимеры или, для разрушения слоя с различной скоростью, добавлять различные рассасывающиеся полимеры, при этом предпочтительно, чтобы скорость разрушения слоев возрастала в направлении от внешнего до внутреннего или от нижнего до внешнего слоя. В случае многослойных систем предпочтительно, чтобы нижний гемосовместимый слой был ковалентно присоединен к внешней поверхности стента.
Предпочтительными также являются баллоны катетеров с покрытием, на которые нанесен слой из чистого рапамицина, а на него нанесен защитный слой из рассасывающегося полимера. В этом случае предпочтительными являются баллоны катетеров с двухслойной системой.
В другом варианте вместо рассасывающегося полимера используют контрастное вещество или аналог контрастного вещества (материал, аналогичный контрастному веществу). В качестве контрастного вещества используют перечисленные ниже соединения.
Предпочтительными также являются баллоны катетеров или стенты, которые включают слой из чистого рапамицина и расположенный над ним слой контрастного материала.
Кроме того, можно использовать стенты, на которые нанесена указанная поочередная последовательность слоев рапамицина и контрастного материала, при этом необязательно и предпочтительно, чтобы нижний гемосовместимый слой из указанных в данном контексте гемосовместимых веществ был ковалентно присоединен к внешней поверхности стента.
Слой рапамицина и слой контрастного вещества или слой из рассасывающегося полимера предпочтительно наносят на стент или баллон катетера методом распыления, при этом покрытие можно наносить на баллон катетера в расширенном, а также в сжатом состоянии.
Такие двухслойные или многослойные системы можно наносить на стент или такие двухслойные системы на баллон катетера, причем предпочтительно на внешнюю поверхность непокрытого стента или на стент, покрытый слоем гемосовместимого материала, или предпочтительно на внешнюю поверхность непокрытого баллона катетера наносят распылением раствор, содержащий рапамицин, и на полученный таким образом слой рапамицина предпочтительно после высушивания наносят защитный слой при распылении раствора полимера в полярном растворителе, который содержит менее 50 об.% воды, предпочтительно менее 40 об.% воды, более предпочтительно менее 30 об.% воды.
Пригодным растворителем для полимера, предпочтительно для гидрофильного полимера, используемого в качестве защитного слоя, можно использовать гидрофильные растворители, предпочтительно ацетон, бутанон, пентанон, тетрагидрофуран (ТГФ), этилацетат, метанол, этанол, пропанол, изопропанол, а также смеси указанных растворителей, в которых содержание воды составляет от 1 об.% до 50 об.%, предпочтительно от 5 об.% до 40 об.%, наиболее предпочтительно от 10 об.% до 30 об.%.
Такие системы для покрытия характеризуются более высокой стабильностью рапамицина и улучшенной кинетикой высвобождения по сравнению с известными покрытиями.
Рапамицин и полисульфон
Применение полисульфонов представляет другое преимущество, так как сам по себе полисульфон обладает чрезвычайно высокими гемосовместимыми свойствами и, кроме того, является биостабильным, то есть обеспечивает долгосрочное покрытие внешней поверхности стента, которое обладает гемосовместимостью, не разрушается в биологической среде и, кроме того, проявляет функцию носителя рапамицина.
Полисульфон имеет значительное преимущество, так как не приводит к развитию позднего тромбоза, который развивается при использовании других систем для покрытия, и следовательно этим можно объяснить полученные в прошлом неудачные результаты применения стентов с полимерным покрытием для высвобождения активных агентов.
Однако полисульфон в качестве биостабильного покрытия, которое после имплантации стента в организм пациента не разрушается или разрушается с очень низкой скоростью, обладает недостатком, так как рапамицин высвобождается в недостаточном количестве. Чтобы обеспечить высвобождение достаточного количества рапамицина, в изобретении предлагается добавлять полисульфон в определенном соотношении с гидрофильным или набухающим в метаноле полимером.
Различные способы для направленного введения рапамицина или комбинаций с другими предпочтительными активными агентами включают смешивание с гидрофильными полимерами. В то время как гидрофильный полимер в концентрации 0,1-1% распределяется в виде малых пор в полисульфоновой матрице, проницаемость полисульфона можно повысить за счет увеличения содержания гидрофильного полимера, таким образом при критической концентрации образуются каналы, которые достигают внешней поверхности. Критическая концентрация гидрофильного полимера для образования каналов составляет от 3 мас.% до 8 мас.% в расчете на общую массу покрытия или в расчете на массу полисульфона и гидрофильного полимера.
Как только полученный указанным образом стент встраивается в сосуд, он контактирует с водной средой, такой как жидкости организма, и гидрофильный активный агент впитывает жидкость. При этом внутри каналов и резервуара активного агента генерируется избыточное давление, и таким образом происходит высвобождение гидрофильного активного агента в форме "инъекции", при этом агент проникает в сосуд. Кроме того, ненабухающая матрица может содержать рапамицин или другой предпочтительный активный агент или комбинацию рапамицина с другим предпочтительным агентом, и, следовательно, обеспечивается продолжительный контролируемый процесс лечения.
Примеры гидрофильных полимеров перечислены ниже и известны специалистам в данной области техники. В качестве гидрофильных полимеров предпочтительно использовать полимеры, которые растворимы в метаноле или по меньшей мере набухают в метаноле. Термин "набухание" означает свойство полимеров, которое заключается в том, что метанол впитывается в структуру полимера и при этом происходит увеличение массы полимера.
Чтобы обеспечить пригодную кинетику высвобождения рапамицина из полисульфона, в полисульфон добавляют от 0,1 до 50 мас.%, предпочтительно от 1,0 до 30 мас.% и прежде всего предпочтительно от 5 до 20 мас.% набухаемого в метаноле полимера. В основном при увеличении содержания гидрофильного или набухаемого в метаноле полимера повышается тенденция образования каналов в полисульфоновом покрытии. Пригодные, набухаемые в метаноле полимеры перечислены ниже:
- полисульфон, содержащий 2 мас.% поливинилпирролидона (ПВП)
- полисульфон, содержащий 11 мас.% глицерина
- полисульфон, содержащий 8 мас.% полиэтиленгликоля
- полисульфон, содержащий 6 мас.% поливинилового спирта
- полисульфон, содержащий 5 мас.% полигидроксиэтилметакрилата
- полисульфон, содержащий 7 мас.% полиакриламида
- полисульфон, содержащий 4 мас.% полилактида
- полисульфон, содержащий 9 мас.% полиэфирамида
- полисульфон, содержащий 1 мас.% хондроитинсульфата
- полисульфон, содержащий 8 мас.% полигидроксибутирата.
После имплантации стента набухающий в метаноле полимер образует трещины и каналы в полисульфоновом покрытии, через которые происходит высвобождение рапамицина, то есть, несмотря на биостабильное полисульфоновое покрытие, обеспечивается контролируемая скорость высвобождения рапамицина после имплантации стента. Пригодные для полисульфонового порытия полисульфоны подробно обсуждаются ниже.
Стенты по изобретению получают с использованием предпочтительно непокрытых стентов, на которые распыляют раствор полисульфона, рапамицина и набухаемого в метаноле или гидрофильного полимера в пригодном растворителе (хлористый метилен, метилацетат, смесь трихлорэтилен/хлористый метилен, 1:1 (об./об.), хлороформ, диметилформамид, этанол, ацетон, ТГФ, этилацетат и т.п.). Процесс распыления проводят в непрерывном режиме или последовательно после стадии сушки, которую проводят после каждой стадии распыления, или покрытие наносят методом погружения, нанесения кистью или плазменного напыления.
В указанном варианте предпочтительно использовать комбинации полисульфона с гидрофильными полимерами, которые растворимы в органических растворителях, используемых для растворения полисульфонов. Специалист в данной области химии может выбрать пригодный сополимер для полисульфона с учетом растворимости выбранного полисульфона (пригодные и предпочтительные полисульфоны более подробно описаны ниже) и определяя, обладает ли выбранный сополимер аналогичной растворимостью. Растворимость сополимера считается аналогичной, если для количества К растворенного полисульфона в единице объема растворителя (например, в 1 мл) и количества J растворенного сополимера удовлетворяется следующее условие 0,5<J<2K.
Примеры пригодных гидрофильных набухаемых в метаноле полимеров выбирают из группы, включающей или состоящей из следующих соединений: поливинилпирролидон, полилактид, пектины, глицерин, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, поливиниловый спирт, полигидроксиэтилметакрилат, полиакриламид, поливалеролактоны, поли-ε-декалактоны, полиактоновая кислота, полигликолевая кислота, полилактиды, полигликолиды, сополимеры полиактидов и полигликолидов, поли-ε-капролактон, полигидроксибутановая кислота, полигидроксибутираты, полигидроксивалераты, полисополимеры гидроксибутирата и валерата, поли(1,4-диоксан-2,3-дионы), поли(1,3-диоксан-2-оны), поли-пара-диоксаноны, полиангидриды, такие как полималеиновые ангидриды, фибрин, полицианоакрилаты, поликапролактондиметилакрилаты, поли-b-малеиновая кислота, поликапролактонбутилакрилаты, многоблочные полимеры, такие как полимеры олигокапролактондиолов и олигодиоксанондиолов, многоблочные полимеры сложных и простых эфиров, такие как ПЭГ и полибутилентерефталат, полипивотолактоны, триметилкарбонаты полигликолевой кислоты, поликапролактонгликолиды, поли(g-этилглутамат), поли(DTH-иминокарбонат), поли(сополимер DTE и DT-карбоната), поли(бифенол-А-иминокарбонат), полиортоэфиры, триметилкарбонаты полигликолевой кислоты, политриметилкарбонаты, полииминокарбонаты, поли(N-винил)пирролидон, поливиниловые спирты, полиэфирамиды, гликоляты полиэфиров, полифосфоэфиры, полифосфазен, поли[пара-карбоксифенокси)пропан], полигидроксипентановая кислота, полиангидриды, полиэтиленоксидпропиленоксид, мягкие полиуретаны, полиуретаны, содержащие остаток аминокислоты в основной цепи молекулы, полимеры простых и сложных эфиров, полиэтиленоксид, полиалкеноксалаты, полиортоэфиры, а также их сополимеры, липиды, каррагенаны, фибриноген, крахмал, коллаген, белковые полимеры, полиаминокислоты, синтетические полиаминокислоты, зеин, модифицированный зеин, полигидроксиалканоаты, пектиновая кислота, актиновая кислота, модифицированный и немодифицированный фибрин и казеин, карбоксиметилсульфат, альбумин, гиалуроновая кислота, хитозан и его производные, хондроитинсульфат, декстран, b-циклодекстрины, сополимеры ПЭГ и полипропиленгликоля, аравийская камедь, гуар, желатин, коллаген, коллаген-N-гидроксисукцинимид, липиды, фосфолипиды, производные и сополимеры и/или смеси указанных выше соединений.
Прежде всего предпочтительными являются поливинилпирролидон, полиэтиленгликоль, полилактид, полигликолид и их сополимеры. В качестве растворителей предпочтительно используют хлороформ, дихлорметан и хлористый метилен, ацетон и метилацетат, прежде всего предпочтительным является хлороформ. Содержание рапамицина в растворе для покрытия (предпочтительно раствора для распыления) составляет от 60 мас.% до 10 мас.%, предпочтительно от 50 до 20 мас.% и особенно предпочтительно от 40 до 30 мас.% в расчете на общую массу покрытия.
Кроме того, предпочтительно использовать не содержащий воду растворитель, то есть сухой растворитель или растворитель, содержащий менее 2 об.% воды, предпочтительно менее 1 об.% воды и прежде всего менее 0,2 об.%. Более того, предпочтительно наносить покрытие без доступа света, чтобы исключить разложение рапамицина и обеспечить более эффективный контроль количества активного рапамицина в покрытии. Кроме того, предпочтительно наносить покрытие в сухой, то есть не содержащей воду среде и в качестве газа-носителя для покрытия использовать инертный газ, например азот или аргон, вместо воздуха. Таким образом, настоящее изобретение относится к стентам с покрытием, которое наносят в указанных условиях.
Рапамицин и СМГК
В другом препочтительном варианте в качестве полимерного носителя рапамицина для стентов используют СМГК.
СМГК означает блоксополимер полимолочной и полигликолевой кислот (полигликолид) следующей формулы
где х означает число звеньев молочной кислоты, а у означает число звеньев гликолевой кислоты.
Для получения указанного покрытия рапамицин и СМГК растворяют в пригодном растворителе (хлороформ, метанол, ацетон, ТГФ, этилацетат и т.п.) и распыляют предпочтительно на необработанную внешнюю поверхность стента (без покрытия).
Вместо необработанной внешней поверхности предпочтительно использовать ковалентно присоединенный гемосовместимый слой, на который наносят смесь рапамицина и СМГК.
Неожиданно было установлено, что при использовании указанного варианта простым способом обеспечивается доставка рапамицина в необходимый участок-мишень, в котором осуществляется контролируемое действие дозы.
Как было указано во введении, важно, чтобы введенный для ранозаживления активный агент не слишком сильно подавлял важные воспалительные реакции, так как при этом подавляется необходимое условие для индукции процесса заживления. Кроме того, еще более важно по возможности снизить влияние воспалительного процесса на имплантантацию. Такое основное условие выполняется с использованием указанного варианта покрытия. Рапамицин в качестве противовоспалительного и иммунодепрессантного средства оказывает влияние на эти процессы, но не подавляет их.
После указанной умеренной регуляции процесса воспаления доза высвобождающегося рапамицина постоянно увеличивается до полного разрушения полимера. Профиль высвобождения показан на фиг.4, на которой видно, что наблюдаются две фазы увеличения концентрации, в первой фазе скорость высвобождения ниже, чем во второй. Повышение степени высвобождения рапамицина во второй фазе является важным фактором в профилактике рестеноза. Во-первых, подавляется возможно еще существующее воспаление ткани, а во-вторых, теперь важным является антипролиферативное действие рапамициназа счет регуляции пролиферации гладкомышечных клеток в участке раны. В идеальном случае поверхность стента со стороны просвета сосуда прорастает слоем эндотелиальных клеток. При этом повышенная пролиферативная активность гладкомышечных клеток исключает образование такого слоя и в результате стент покрывается фиброзной тканью. Такое прорастание в конечном итоге приводит к возобновлению заболевания. В результате увеличения скорости высвобождения рапамицина осуществляется регуляция пролифелиративной активности гладкомышечных клеток и снижается размер и масса заживляющего рану слоя клеток до необходимого и нормального уровня.
Если, кроме того, внешняя поверхность стента покрыта, как уже указано, ковалентно присоединенным гемосовместимым слоем, то свободные участки не будут распознаваться системой свертывания клеток как чужеродная поверхность, так как СМГК в течение нескольких недель после имплантации разрушается слишком медленно. Таким образом, создается антитромбозная внешняя поверхность, которая полностью маскирует внешнюю поверхность стента.
Необычную кинетику высвобождения, указанную на фиг.4, прежде всего, предпочтительную кинетику высвобождения можно обеспечить только при использовании системы из СМГК в качестве полимерного носителя для рапамицина, в то время как нормальная кинетика, указанная на фиг.5, наблюдается при использовании других систем носителя, прежде всего систем биостабильного носителя.
Покрытие из СМГК/рапамицина по изобретению получают при растворении СМГК и предпочтительно в смеси с рапамицином в соотношении СМГК/рапамицина 50:50 в пригодном полярном растворителе (таком как хлористый метилен (дихлорметан), метилацетат, трихлорэтилен/хлористый метилен 1:1 (об./об.), хлороформ, диметилформамид, этанол, метанол, ацетон, ТГФ, этилацетат и т.п.) и предпочтительно наносят при распылении раствора на непокрытую внешнюю поверхность стента или на гемосовместимый слой, предварительно нанесенный на поверхность стента. Процесс нанесения методом распыления проводят в непрерывном режиме или последовательно после стадии сушки, которую проводят после каждой стадии распыления, или покрытие наносят методом погружения, нанесения кистью или плазменного напыления.
Содержание рапамицина в растворе для покрытия (предпочтительно в растворе для распыления) составляет от 60 мас.% до 10 мас.%, предпочтительно от 50 мас.% до 20 мас.%, прежде всего предпочтительно от 40 мас.% до 30 мас.%, в расчете на общую массу покрытия.
Кроме того, предпочтительно использовать не содержащий воду растворитель, то есть сухой растворитель или растворитель, в котором содержание воды составляет менее 2 об.%, предпочтительно менее 1 об.%, прежде всего менее 0,2 об.%. Установлено также, что предпочтительно нанесение покрытия следует проводить без доступа света, чтобы предотвратить разложение рапамицина и обеспечить более эффективный контроль количества активного рапамицина в покрытии. Кроме того, предпочтительно наносить покрытие в сухой, то есть не содержащей воду среде, и в качестве газа-носителя для покрытия использовать инертный газ, например азот или аргон, вместо воздуха. Настоящее изобретение, таким образом, относится также к стентам с покрытием, которое наносят в описанных в изобретении условиях.
Покрытие баллонов
В другом варианте осуществления настоящего изобретения предлагается покрытие баллона катетера, содержащее рапамицин. При подкожной транслюминальной коронарной ангиопластике (ПТКА) узкие участки сосуда расширяют в течение короткого времени 1-3 мин с помощью надуваемого баллона, расположенного на конце катетера, при необходимости операцию повторяют более двух раз. При этом стенки сосуда растягиваются, и сужение устраняется. Образующиеся в результате такого метода расширения микротрещины в стенке сосуда достигают адвентиции. После удаления катетера поврежденный сосуд предоставлен самому себе, и таким образом процесс лечения зависит от степени нанесенных повреждений, которая включает продолжительность растяжения, частоту растяжений и степень растяжения, и процесс лечения в большей или меньшей степени должен быть эффективным. В связи с этим после ПТКА можно с высокой вероятностью ожидать повторное сужение сосуда.
Однако преимущество применения ПТКА по сравнению со стентом заключается не только в том, что после такой процедуры ни в один момент времени на организм не оказывается дополнительная нагрузка в виде чужеродного вещества или инициатора, которые могут привести к последствиям, таким как рестеноз.
В связи с указанным рапамицин является наиболее пригодным, прежде всего, благодаря нескольким типам своего действия. Конечно, следует обеспечивать такие условия, чтобы снизить потери гидрофильного активного агента в ходе ПТКА или преждевременное отслаивание в ходе расширения.
Кроме того, существует способ, согласно которому рапамицин или рапамицин в комбинации с другими активными агентами можно наносить на баллон и необходимое количество активных агентов впитывается в стенку сосуда при контактировании в течение нескольких минут.
Рапамицин растворяют в пригодном органическом растворителе и наносят на баллон методом распыления или пипеткой. Кроме того, в раствор рапамицина можно добавлять вспомогательные вещества, которые обеспечивают визуализацию катетера или выполняют функцию переносчиков для ускорения впитывания активных агентов в клетки. Такие вспомогательные вещества включают сосудорасширяющие средства, например аутогенные вещества, такие как кинины, например брадикинин, каллидин, гистамин или синтаза NOS, которая катализирует высвобождение из L-аргинина сосудорасширяющего NO, растительные вещества, такие как экстракт гингко билоба, ДМСО, ксантон, флавоноид, терпеноид, красители растительного и животного происхождения, пищевые красители, высвобождающие NO вещества, такие как пентаэритритилтетранитрат (ПЭТН), контрастное вещество или его аналог, причем указанные вещества добавляют в качестве вспомогательного вещества или в отдельности в качестве синергетически действующего активного агента.
К другим указанным веществам относятся 2-пирролидон, трибутил- и триэтилцитрат, и их ацетилированные производные, дибутилфталат, бензиловый эфир бензойной кислоты, диэтаноламин, диэтилфталат, изопропилмиристат и -пальмитат, триацетин и т.п.
Прежде всего предпочтительными являются ДМСО, иодсодержащее контрастное вещество, ПЭТН, трибутил- и триэтилцитрат, их ацетилированные производные, изопропилмиристат и -пальмитат, триацетин и бензиловый эфир бензойной кислоты.
Полимерная матрица также является необходимой после имплантации катетера, так как необходимо исключить преждевременное отслаивание слоя из чистого активного агента. Можно использовать как биостабильные, так и биоразлагаемые полимеры, которые перечислены ниже. Особенно предпочтительными являются полисульфон, полиуретан, полилактид и гликолид и их сополимеры.
Гемосовместимые покрытия
Кроме того, внешнюю поверхность стента можно покрывать антитромбогенным, или инертным, или биосовместимым слоем, который позволяет за счет снижения влияния активного агента и разрушения матрицы исключить реакции на существующей чужеродной поверхности, которые через некоторое время также могут привести к повторному закупориванию сосуда. Гемосовместимый слой, которым непосредственно покрывают стент, предпочтительно выбирают из природного гепарина, а также синтетических производных с различной степенью сульфатирования и ацетилирования и молекулярной массой в интервале от пентасахаридов антитромботического действия до сахаридов со стандартной молекулярной массой, таких как коммерческие гепарины, гепарансульфаты и их производные, из олиго- и полисахаридов из гликокаликса эритроцитов, который представляет собой высокоэффективную антитромбогенную внешнюю поверхность эритроцитов, так как в этом случае в отличие от фосфорилхолина происходит реальное контактирование крови и внешней поверхности эритроцитов; олигосахаридов, полисахаридов, полностью десульфированного и N-реацетилированного гепарина, десульфированного и N-реацетилированного гепарина, N-карбоксиметилированного и/или частично N-ацетилированного хитозана, полиакриловых кислот, поливинилпирролидона и полиэтиленгликоля и/или смесей указанных соединений. Такие стенты с гемосовместимым покрытием обычно получают из стандартных непокрытых стентов, на которые предпочтительно наносят ковалентно связанный гемосовместимый слой, который постоянно защищает внешнюю поверхность импланта после высвобождения активного агента и тем самым от влияния активного агента и разрушения матрицы. В связи с этим гемосовместимое покрытие наносят напрямую на внешнюю поверхность стента.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения относится к любым материалам для стента, которые защищают внешнюю поверхность стента при нанесении на нее составных компонентов гликокаликса из клеток крови, эзотелиальных клеток или мезотелиальных клеток. Гликокаликс означает внешний слой клеток крови, эзотелиальных клеток или мезотелиальных клеток, который обеспечивает гематосовместимость этих клеток (совместимость с кровью). Составные компоненты из указанного внешнего слоя (гликокаликса) клеток крови, эзотелиальных клеток или мезотелиальных клеток предпочтительно отщепляют от внешней поверхности клеток в присутствии фермента, отделяют от клеток и используют в качестве материала для покрытия стента. Такие составные компоненты гликокаликса включают, кроме прочих, олигосахаридные, полисахаридные и липидные компоненты гликопротеинов, гликолипидов и протеогликанов, такие как гликофорин, гликосфинголипид, гиалуроновые кислоты, хондроитинсульфат, дерматансульфат, гепарансульфат, а также кетарансульфат. Способ выделения и применения этих веществ в качестве материалов для покрытия описан в ЕР 1152778 В1 фирмы Hemoteq GmbH (авторы Michael Hoffmann и Roland Horres). Ковалентное связывание проводят, как описано для гемопарина в примерах 9,14.
Другие предпочтительные варианты включают прямое нанесение на внешнюю поверхность стента гемосовместимого слоя из десульфатированного и N-реацетилированного гепарина и/или N карбоксиметилированного и/или частично N-ацетилированного хитозана. Эти соединения, а также составные компоненты гликокаликса уже описаны в ряде работ в качестве высокоэффективных гемосовместимых покрытий и придают внешней поверхности стента совместимость с кровью после отслоения или биологического отщепления расположенных на нем слоев активного вещества и/или носителей. Такие особенно предпочтительные материалы для покрытия внешней поверхности стента описаны в ЕР 1501565 В1 фирмы Hemoteq AG. На этот нижний гемосовместимый слой наносят один или более слоев активных агентов и/или не содержащие или содержащие активный агент слои носителя или полимера.
Указанные производные гепарина или хитозана представляют собой полисахариды общей формулы Ia
а также родственные по структуре полисахариды общей формулы Ib
Молекулярная масса полисахарида формулы Ia составляет от 2 кДа до 400 кДа, предпочтительно от 5 кДа до 150 кДа, более предпочтительно от 10 кДа до 100 кДа и наиболее предпочтительно от 30 кДа до 80 кДа.
Молекулярная масса полисахарида формулы Iв составляет от 2 кДа до 15 кДа, предпочтительно от 4 кДа до 13 кДа, более предпочтительно от 6 кДа до 12 кДа и наиболее предпочтительно от 8 кДа до 11 кДа.
Индекс n равен целому числу от 4 до 1050. Предпочтительно n равно целому числу от 9 до 400, более предпочтительно от 14 до 260 и наиболее предпочтительно от 19 до 210.
Общая формула Ia и Ib представляет собой дисахарид, который является повторяющимся звеном полисахарида по изобретению, включающего n звеньев. Число указанных звеньев дисахарида, входящего в состав полисахаридов общей формулы Ia и Ib, не обязательно составляет целое число. В настоящее изобретение включены полисахариды общей формулы Ia и Ib, содержащие нецелое число указанных звеньев. Концевые группы олиго- и полисахаридов представлены оксигруппами.
Группы Y и Z независимо друг от друга означают следующие ацильные или карбоксиалкильные группы:
3
2
5
3
7
4
9
5
11
3
2
2
3
2
3
2
5
3
3
2
2
4
-СНО, -СОСН, -СОСН, -СОСН, -СОСН, -СОСН,-СОСН(СН), СОСНСН(СН), -СОСН(СН)СН, -СОС(СН), -СНСОО-, -СНСОО-,
3
6
4
8
-СНСОО-, -СНСОО-.
3
2
5
Предпочтительными ацильными группами являются группы -СОСН, -СОСН,
3
7
2
2
4
3
6
-СОСН, а карбоксиалкильными группами -СНСОО-, -СНСОО-, -СНСОО-. Более предпочтительными являются ацетильные и пропаноильные группы, а также карбоксиметил и карбоксиэтил. Прежде всего предпочтительными являются ацетил и карбоксиметил.
3
Предпочтительно группа Y означает ацильную группу, а группа Z означает карбоксиалкильную группу. Более предпочтительно группа Y означает -СОСН,
2
5
3
7
3
-СОСН или -СОСН, более предпочтительно -СОСН. Также предпочтительно группа Z означает карбоксиэтил или карбоксиметил, прежде всего предпочтительным является карбоксиметил.
Дисахаридное звено формулы содержит заместитель Y и заместитель Z. Следует понимать, что полисахарид по изобретению содержит два различных остатка, а именно Y и Z. Подразумевается также, что в объем изобретения включен не только полисахарид общей формулы Ia, в котором остатки Y и Z расположены в строго поочередном порядке и образуют последовательность дисахаридных звеньев, но также полисахарид, в котором остатки Y и Z в качестве заместителей аминогрупп расположены в случайной последовательности. Более того, в изобретение включен полисахарид Ia, который содержит различное число остатков Y и Z. Соотношение числа остатков Y и остатков Z составляет 70%:30%, предпочтительно 60%:40% и прежде всего предпочтительно 45%:55%. Предпочтительным полисахаридом общей формулы Ia является полисахарид, в основном содержащий половину аминогрупп с заместителем Y, а другую половину аминогрупп с заместителем Z в случайном соотношении. Термин "в основном половина" означает в идеальном случае точно 50%, в интервале от 45% до 55% и прежде всего от 48% до 52%.
Предпочтительными являются соединения общей формулы Ia, в которой группы Y и Z имеют следующие значения:
2
4
Y означает -СНО и Z означает -СНСОО-
2
Y означает -CHO и Z означает -СНСОО-
3
2
4
Y означает -СОСН и Z означает -СНСОО-
3
2
Y означает -СОСН и Z означает -СНСОО-
2
5
2
4
Y означает -СОСН и Z означает -СНСОО-
2
5
2
Y означает -СОСН и Z означает -СНСОО-
Прежде всего предпочтительными являются соединения общей
формулы Iа, в которой группы Y и Z имеют следующие значения:
2
4
Y означает -СНО и Z означает -СНСОО-
3
2
Y означает -СОСН и Z означает -СНСОО-
3
2
5
3
7
3
2
5
3
Предпочтительными являются соединения общей формулы Ib, в которой группа Y означает одну из следующих групп: -СНО, -СОСН, -СОСН или -СОСН. Более предпочтительными являются группы -СНО, -СОСН, -СОСНи прежде всего группа -СОСН.
Соединения общей формулы Ib содержат только незначительное число свободных аминогрупп. Так как содержание аминогрупп не определяется нингидриновым методом, можно сделать вывод о том, что содержание свободных аминогрупп во всех остатках -NH-Y- составляет менее 2%, предпочтительно менее 1%, прежде всего предпочтительно менее 0,5%, то есть в таком незначительном количестве групп Y в составе -NH-Y- означает водород.
3
3
4
Так как полисахариды общей формулы Ia и Ib содержат карбоксилатные и аминогруппы, то общие формулы Ia и Ib включают также соли щелочных и щелочноземельных металлов соответствующих полисахаридов, например соли щелочных металлов, такие как соль натрия, калия, лития или соли щелочноземельных металлов, такие как соль магния или кальция. Полисахариды также образуют соли аммиака, первичных, вторичных, третичных и четвертичных аминов, пиридина и аммонийные соли производных пиридина, предпочтительно соли алкиламмония и соли пиридиния. Полисахариды также образуют соли оснований, неорганических и органических оснований, например NaOH, КОН, LiOH, CaCO, Fe(OH), NHOH, гидроксид тетраалкиламмония и т.п.
Соединения по изобретению общей формулы Ib можно получить из гепарина или гепарансульфата, причем сначала полисахарид практически полностью десульфатируют, а затем практически полностью N-ацилируют. Термин "практически полностью десульфатированный" означает, что степень десульфатирования составляет более 90%, предпочтительно более 95% и наиболее предпочтительно более 98%. Степень десульфатирования можно определять, используя нингидриновый метод, который позволяет определить количество свободных аминогрупп. Завершение реакции десульфатирования определяют по отсутствию окрашивания при взаимодействии с ДММГ (диметилметиленголубым). Указанную цветную реакцию можно использовать для определения сульфатированных полисахаридов, однако в литературе нет точных данных о пределе чувствительности данной реакции.
Десульфатирование можно проводить, например, при нагревании солей пиридиния в смеси растворителей. Наиболее подходящей смесью является смесь ДМСО, 1,4-диоксана и метанола.
13
13
Гепарансульфат и гепарин гидролизуют, при этом получают полностью десульфатированный продукт, который затем реацилируют. Количество сульфатных групп в дисахаридном звене (С/Д) определяют методом С-ЯМР. В таблице 1 представлены данные С-ЯМР, полученные для гепарина и десульфатированного и реацетилированного гепарина (Ас-гепарин).
Таблица 1
Содержание функциональных групп в дисахаридном звене для гепарина и Ас-гепарина по данным С<sup>13</sup>-ЯМР
2-S
6-S
3-S
NS
N-Ac
NH<sub>2</sub>
С/Д
Гепарин
0,63
0,88
0,05
0,90
0,08
0,02
2,47
Ас-гепарин
0,03
0
0
0
1,00
-
0,03
2-S, 3-S, 6-S означает сульфатные группы в положении 2, 3 или 6.
NS означает аминогруппу, замещенную сульфатной группой.
N-Ac означает аминогруппу, замещенную ацетилом.
2
NH означает свободную аминогруппу.
С/Д означает количество сульфатных групп в дисахаридном звене.
Содержание сульфатных групп (С/Д) в ацетилированном гепарине составляет приблизительно 0,03, по сравнению с содержанием в гепарине приблизительно 2,5.
Содержание сульфатных групп в дисахаридном звене в соединениях общей формулы Ia и Ib составляет менее 0,2, предпочтительно менее 0,7, более предпочтительно менее 0,05 и наиболее предпочтительно менее 0,03. Термин "практически полностью N-ацилированный" означает, что степень N-ацилирования составляет более 94%, предпочтительно более 97% и наиболее предпочтительно более 98%. Степень ацилирования можно определять по реакции с нингидрином, которая позволяет определить количество свободных аминогрупп по цветной реакции. Предпочтительным ацилирующим агентом является хлорангидрид, бромангидрид или ангидрид карбоновой кислоты. Для получения соединений по данному изобретению можно использовать ангидрид уксусной кислоты, ангидрид пропионовой кислоты, ангидрид масляной кислоты, хлорангидрид уксусной кислоты, хлорангидрид пропионовой кислоты и хлорангидрид масляной кислоты. Наиболее предпочтительными ацилирующими агентами являются ангидриды карбоновых кислот.
Кроме того, согласно настоящему изобретению, для нанесения на поверхность гематосовместимых слоев можно использовать олиго- и/или полисахариды. Предпочтительными являются полисахариды, молекулярная масса которых находится в указанных интервалах. Указанные олиго- и/или полисахариды содержат значительное количество сахаридных остатков, таких как N-ацилглюкозамин или N-ацилгалактозмин. Количество N-ацилглюкозамина или N-ацилгалактозамина составляет от 40% до 60%, предпочтительно от 45% до 55% и наиболее предпочтительно от 48% до 52%, при этом остальные сахаридные остатки содержат карбоксильную группу. Олиго- и/или полисахариды содержат только два типа сахаридных остатков, количество которых обычно составляет более 95%, предпочтительно более 98%, при этом один остаток сахарида содержит карбоксильную группу, а другой N-ацильную группу.
Одним сахаридным остатком в составе олиго- и/или полисахаридов является N-ацилглюкозамин или N-ацилгалактозамин, предпочтительно N-ацетилглюкозамин или N-ацетилгалактозамин, а другим остатком является уроновая кислота, предпочтительно глюкуроновая кислота и идуроновая кислота.
Предпочтительными являются олигосахариды и/или полисахариды, в основном содержащие сахаридные остатки на основе глюкозамина или галактозамина, при этом в основном половина сахаридных остатков в качестве заместителя содержат N-ацил, предпочтительно N-ацетил, а другая половина остатков на основе глюкозамина в качестве заместителя содержит карбоксильную группу, присоединенную напрямую к аминогруппе или через одну или более метилениленовых групп. Указанные карбоксильные группы, которые присоединены к аминогруппе, предпочтительно включают карбоксиметил или карбоксиэтил. Кроме того, предпочтительно в основном половина олигосахаридов и/или полисахаридов включает указанные олигосахариды и/или полисахариды, которые содержат N-ацилглюкозамин или N-ацилгалактозамин, предпочтительно N-ацетилглюкозамин или N-ацетилгалактозамин, т.е. от 48% до 52%, предпочтительно от 49% до 51%, особенно предпочтительно 49,5% до 50,5%, а другая половина остатков содержит уроновую кислоту, предпочтительно глюкуроновую кислоту и идуроновую кислоту. Наиболее предпочтительные олигосахариды и/или полисахариды включают чередующуюся последовательность обоих сахаридных остатков (несмотря на возможность образования статистических участков при чередующемся присоединении). При этом содержание таких статистических участков составляет менее 1%, предпочтительно менее 0,1%. Неожиданно было установлено, что согласно настоящему изобретению наиболее подходящими для применения являются практически полностью десульфатированный и N-ацилированный гепарин, а также частично N-карбоксиалкилированный и N-ацилированный хитозан, а также десульфатированный и практически полностью N-ацилированный дерматансульфат, хондроитинсульфат, а также восстановленная гиалуроновая кислота. Прежде всего, наиболее пригодными для нанесения гематосовместимых покрытий являются N-ацетилированный гепарин, а также частично N-карбоксиметилированный и N-ацетилированный хитозан.
Термины "практически полностью десульфатированный" и "практически полностью ацилированый" описаны выше. Термин "практически полностью" означает, что необходимо учитывать статистическую вероятность. Чередующаяся последовательность сахаридных остатков означает, что, как правило, два одинаковых сахаридных остатка не связаны друг с другом, однако нельзя полностью исключить вероятность указанного связывания. Соответственно термин "по существу половина" означает приблизительно 50%, однако возможны незначительные отклонения от указанной величины, так как при биосинтезе макромолекул никогда не наблюдается идеального случая и всегда существует вероятность отклонений, так как активность ферментов в ходе синтеза может меняться и при катализе необходимо учитывать статистическую ошибку. Следует отметить, что природный гепарин характеризуется строгим чередованием N-ацетилглюкозамина и уроновой кислоты.
Изобретение относится к способу нанесения гемосовместимых покрытий на внешние поверхности, которые непосредственно контактируют с кровью. Указанным способом предварительно обрабатывают природную и/или синтетическую внешнюю поверхность и на указанную внешнюю поверхность наносят описанные выше олигосахариды и/или полисахариды.
Олигосахариды и/или полисахариды иммобилизуют на указанные внешние поверхности за счет гидрофобных взаимодействий, ван-дер-ваальсовых сил, электростатических взаимодействий, водородных связей, ионных взаимодействий, сшивки олигосахаридов и/или полисахаридов и/или за счет образования ковалентных связей с внешней поверхностью.
Предпочтительным способом иммобилизации является ковалентное связывание олигосахаридов и/или полисахаридов, более предпочтительным является одноточечное ковалентное связывание (по боковым связям), прежде всего, предпочтительно ковалентное связывание по концевому фрагменту (по концевым связям).
Термин "в основном остальные сахаридные остатки" означает, что 93% остальных сахаридных остатков, предпочтительно 96% и более предпочтительно 98% остальных сахаридных остатков содержат карбоксильные группы в количестве от 60% до 40%.
Таким образом, предпочтительными являются стенты, которые в качестве нижнего гемосовместимого слоя содержат слой из указанных выше производных гепарина, производных хитозана и/или олигопептидов или полипептидов. В качестве активного агента указанный слой содержит рапамицин в отдельности и/или рапамицин, распределенный в матрице-носителе.
Полисульфоны в качестве биостабильного полимерного носителя для рапамицина
Неожиданно было установлено, что наиболее подходящими биосовместимыми и гемосовместимыми носителями для рапамицина являются покрытия для стентов из полисульфона, полиэфирсульфона и/или полифенилсульфона и их производных, находящихся в непосредственном контакте с кровью.
Предпочтительный термопластичный полисульфон получают из бисфенола А и 4,4'-дихлорфенилсульфона по реакции поликонденсации (см. формулу (II)).
Поли[окси-1,4-фениленсульфонил-1,4-фениленокси-(4,4'-изопропилидендифенилен)]
Согласно настоящему изобретению для нанесения покрытия используют полисульфон общей формулы (I).
где n означает степень полимеризации, которая изменяется в интервале от 10 до 10000, предпочтительно от 20 до 3000, более предпочтительно от 40 до 1000, наиболее предпочтительно от 60 до 500, еще более предпочтительно от 80 до 250 и прежде всего от 100 до 200. Кроме того, предпочтительный интервал степени полимеризации n соответствует среднемассовой молекулярной массе полимера от 60000 до 120000 г/моль, предпочтительно от 70000 до 99000 г/моль, более
предпочтительно от 80000 до 97000 г/моль, еще более предпочтительно от 84000 до 95000 г/моль, наиболее предпочтительно от 86000 до 93000 г/моль. Более того, предпочтительно интервал степени полимеризации n соответствует среднечисловой молекулярной массе полимера от 20000 до 70000 г/моль, предпочтительно от 30000 до 65000 г/моль, более предпочтительно от 32000 до 60000 г/моль, еще более предпочтительно от 35000 до 59000 г/моль, наиболее предпочтительно от 45000 до 58000 г/моль, у и z равны целому числу от 1 до 10, R и R' независимо друг от друга означают алкиленовую группу, содержащую от 1 до 12 атомов углерода, ароматическую группу, содержащую от 6 до 20 атомов углерода, гетероароматическую группу, содержащую от 2 до 10 атомов углерода, циклоалкиленовую группу, содержащую от 3 до 15 атомов углерода, алкиленариленовую группу, содержащую от 6 до 20 атомов углерода, ариленалкиленовую группу, содержащую от 6 до 20 атомов углерода, алкиленоксигруппу, содержащую от 1 до 12 атомов углерода, ариленоксигруппу, содержащую от 6 до 20 атомов углерода, гетероариленоксигруппу, содержащую от 6 до 20 атомов углерода, циклоалкиленоксигруппу, содержащую от 3 до 15 атомов углерода, алкиленариленоксигруппу, содержащую от 6 до 20 атомов углерода, или ариленалкиленоксигруппу, содержащую от 6 до 20 атомов углерода. Указанные группы содержат заместители, прежде всего приведенные ниже для "замещенных" полисульфонов.
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
Примеры групп R и R' включают -R-, -R-, -R-, -R-, -R-, -R-, -R-R-, -R-R-, -R-R-, -R-R-R-, -R-R-R-, -R-R-R-R-, -R-R-R-R-R-, а также -R-R-R-R-R-R, где R, R, R, R, R и R независимо друг от друга означают следующие группы:
2
2
4
2
3
3
2
3
3
2
3
3
2
2
5
2
5
2
2
2
2
3
2
5
3
2
5
3
3
2
2
5
2
5
2
2
3
3
2
3
6
4
8
5
9
6
1O-
3
4
4
6
5
8
2
2
4
3
6
4
8
5
9
6
10
2
2
4
3
6
4
8
5
9
6
10
2
2
4
3
6
4
8
5
9
6
10
2
2
4
3
6
4
8
5
9
6
10
9
2
2
4
3
6
4
8
5
9
6
10-
2
2
4
3
6
4
8
5
9
6
10
6
4
6
3
3
6
3
2
5
6
3
6
3
2
6
3
6
3
6
3
6
3
3
6
3
3
6
3
3
6
3
2
5
6
3
6
3
3
6
3
2
5
6
3
3
6
3
3
2
6
3
2
6
3
3
6
3
3
2
6
4
6
3
3
6
3
2
5
6
3
6
3
2
6
3
6
3
6
3
6
3
3
6
3
3
6
3
3
6
3
2
5
6
3
6
3
3
6
3
2
5
6
3
3
6
3
3
2
6
3
2
6
3
3
6
3
3
2
6
4
6
3
3
6
3
2
5
6
3
6
3
2
6
3
6
3
6
3
6
3
3
6
3
3
6
3
3
6
3
2
5
6
3
6
3
3
6
3
2
5
6
3
3
6
3
3
2
6
3
2
6
3
3
6
3
3
2
6
4
6
3
3
6
3
2
5
6
3
6
3
2
6
3
6
3
6
3
6
3
3
6
3
3
6
3
3
6
3
2
5
6
3
6
3
3
6
3
2
5
6
3
3
6
3
3
2
6
3
2
6
3
3
6
3
3
2
6
4
6
3
3
6
3
2
5
6
3
6
3
2
6
3
6
3
6
3
6
3
3
6
3
3
6
3
3
6
3
2
5
6
3
6
3
3
6
3
2
5
6
3
3
6
3
3
2
6
3
2
6
3
3
6
3
3
2
6
4
6
3
3
6
3
2
5
6
3
6
3
2
6
3
6
3
6
3
6
3
3
6
3
3
6
3
3
6
3
2
5
6
3
6
3
3
6
3
2
5
6
3
3
6
3
3
2
6
3
2
6
3
3
6
3
3
2
6
4
6
3
3
6
3
2
5
6
3
6
3
2
6
3
6
3
6
3
6
3
3
6
3
3
6
3
3
6
3
2
5
6
3
6
3
3
6
3
2
5
6
3
3
6
3
3
2
6
3
2
6
3
3
6
3
3
2
-СН-, -СН-, -СН(ОН)-, -CH(SH)-, -CH(NH)-, -СН(ОСН)-, -С(ОСН)-, -CH(SCH)-, -C(SCH)-, -CH(NH(CH))-, -C(N(CH))-, -CH(OCH)-, -C(OCH)-, -CHF-, -CHCl-, -CHBr-, -CF-, -CCl-, -CBr-, -CH(COOH)-, -CH(COOCH)-, -СН(СООСН)-, -СН(СОСН)-, -СН(СОСН)-, -СН(СН)-, -С(СН)-, -СН(СН)-, -С(СН)-, -CH(CONH)-, -CH(CONH(CH))-, -CH(CON(CH))-, -СН-, -СН-, -СН-, -CH, цикло-СН-, цикло-СН-, цикло-СН-, -ОСН-, -ОСН-, -ОСН-, -ОСН-, -ОСН-, -OCH-, -СНО-, -СНО-, -СНО-, -СНО-, -CHO-, -СНО-, -NHCH-, -NHCH-, -NHCH-, -NHCH-, -NHCH-, -NHCH, -CHNH-, -CHNH-, -CHNH-, -CHNH-, -CHNH-, -CHNH--SCH-, -SCH-, -SCH-, -SCH-, -SCH-, -SCH, -CHS-, -CHS-, -CHS-, -CHS-, -CHS-, -CHS-, -CH-, -CH(CH)-, -CH(CH)-, -CH(OH)-, -CH(NH)-, -CH(Cl)-, -CH(F)-, -CH(Br)-, -CH(OCH)-, -CH(SCH)-, -CH(COCH)-, -CH(COCH)-, -CH(COOH)-, -CH(COOCH)-, -CH(COOCH)-, -CH(NH(CH))-, -CH(N(CH))-, -CH(CONH)-, -CH(CONH(CH))-, -CH(CON(CH))-, -OCH-, -OCH(CH)-, -OCH(CH)-, -OCH(OH)-, -OCH(NH)-, -OCH(Cl)-, -OCH(F)-, -OCH(Br)-, -OCH(OCH)-, -OCH(SCH)-, -OCH(COCH)-, -OCH(COCH)-, -OCH(COOH)-, -OCH(COOCH)-, -OCH(COOCH)-, -OCH(NH(CH))-, -OCH(N(CH))-, -OCH(CONH)-, -OCH(CONH(CH))-, -OCH(CON(CH))-, -CHO-, -CH(CH)O-, -CH(CH)O-, -CH(OH)O-, -CH(NH)O-, -CH(Cl)O-, -CH(F)O-, -CH(Br)O-, -CH(OCH)O-, -CH(SCH)O-, -CH(COCH)O-, -CH(COCH)O-, -CH(COOH)O-, -CH(COOCH)O-, -CH(COOCH)O-, -CH(NH(CH))O-, -CH(N(CH))O-, -CH(CONH)O-, -CH(CONH(CH))O-, -CH(CON(CH))O-, -SCH-, -SCH(CH)-, -SCH(CH)-, -SCH(OH)-, -SCH(NH)-, -SCH(Cl)-, -SCH(F)-, -SCH(Br)-, -SCH(OCH)-, -SCH(SCH)-, -SCH(COCH)-, -SCH(COCH)-, -SCH(COOH)-, -SCH(COOCH)-, -SCH(COOCH)-, -SCH(NH(CH))-, -SCH(N(CH))-, -SCH(CONH)-, -SCH(CONH(CH))-, -SCH(CON(CH))-, -CHS-, -CH(CH)S-, -CH(CH)S-, -CH(OH)S-, -CH(NH)S-, -CH(Cl)S-, -CH(F)S-, -CH(Br)S-, -CH(OCH)S-,-CH(SCH)S-, -CH(COCH)S-, -CH(COCH)S-, -CH(COOH)S-, -CH(COOCH)S-, -CH(COOCH)S-, -CH(NH(CH))S-, -CH(N(CH))S-, -CH(CONH)S-, -CH(CONH(CH))S-, -CH(CON(CH))S-, -NH-CH-, -NH-CH(CH)-, -NH-CH(CH)-, -NH-CH(OH)-, -NH-CH(NH)-, -NH-CH(Cl)-, -NH-CH(F)-, -NH-CH(Br)-, -NH-CH(OCH)-, -NH-CH(SCH)-, -NH-CH(COCH)-, -NH-CH(COCH)-, -NH-CH(COOH)-, -NH-CH(COOCH)-, -NH-CH(COOCH)-, -NH-CH(NH(CH))-, -NH-CH(N(CH))-, -NH-CH(CONH)-, -NH-CH(CONH(CH))-, -NH-CH(CON(CH))-, -CH-NH-, -CH(CH)-NH-, -CH(CH)-NH-, -CH(OH)-NH-, -CH(NH)-NH-, -CH(Cl)-NH-, -CH(F)-NH-, -CH(Br)-NH-, -CH(OCH)-NH-, -CH(SCH)-NH-, -CH(COCH)-NH-, -CH(COCH)-NH-, -CH(COOH)-NH-, -CH(COOCH)-NH-, -CH(COOCH)-NH-, -CH(NH(CH))-NH-, -CH(N(CH))-NH-, -CH(CONH)-NH-, -CH(CONH(CH))-NH-, -CH(CON(CH))-NH-.
1
2
3
1
2
1
2
3
6
4
3
2
6
4
6
4
2
2
6
4
6
4
6
4
3
2
6
4
Предпочтительными прежде всего являются полисульфоны, а также их смеси, в которых группы -R-, -R-, -R-, -R-R-, -R-R-R- независимо друг от друга означают следующие группы: -CHO-, -С(СН)-, -СН-, -CHSO-, -SOCH-, -ОСН- и -CHO-С(СН)-СН-.
Предпочтительные группы R и R' независимо друг от друга и предпочтительно означают остаток, который в формулах (II)-(XV) связан с сульфоном.
Согласно настоящему изобретению полисульфон или полисульфоны, соответственно, для биостабильного слоя или биостабильных слоев выбирают из группы, состоящей из полиэфирсульфона, замещенного полиэфирсульфона, полифенилсульфона, замещенного полифенилсульфона, блоксополимеров полисульфона, блоксополимеров перфторированного полисульфона, блоксополимеров частично фторированного полисульфона, блоксополимеров замещенного полисульфона и/или смесей указанных выше полимеров.
3
2
5
3
2
5
2
3
3
2
5
3
2
5
2
3
2
5
3
2
2
5
2
2
3
2
5
3
2
2
5
2
3
2
5
2
3
2
2
5
3
3
3
3
2
5
3
3
2
5
2
2
2
2
3
2
5
2
2
3
2
2
3
2
2
3
2
2
3
3
2
5
3
7
3
2
4
9
2
3
2
2
3
2
5
3
3
Термин "замещенные" полисульфоны означает полисульфоны, содержащие функциональные группы. Прежде всего метиленовые звенья содержат один или два заместителя, а фениленовые звенья содержат один, два, три или четыре заместителя. Примеры указанных заместителей (также обозначаются как Х, X', X", X'") включают -ОН, -ОСН, -ОСН, -SH, -SCH, -SCH, -NO, -F, -Cl, -Br, -I, -N, -CN, -OCN, -NCO, -SCN, -NCS, -CHO, -COCH, -COCH, -COOH, -COCN, -COOCH, -COOCH, -CONH, -CONHCH, -CONHCH, -CON(CH), -CON(CH), -NH, -NHCH, -NHCH, -N(CH), -N(CH), -SOCH, -SOCH, -SOCH, -SOCH, -SOH, -SOCH, -SOCH, -OCF, -O-COOCH, -O-COOCH, -NH-CO-NH, -NH-CS-NH, -NH-C(=NH)-NH, -O-CO-NH, -NH-CO-OCH, -NH-CO-OCH, -CHF, -CHF, -CF, -CHCl, -CHCl, -CCl, -CHBr, -CHBr, -CBr, -CHl, -CHl, -Cl, -CH, -CH, -CH, -CH(CH), -CH, -CH-CH(CH), -CH-COOH, -CH(CH)-CH, -C(CH), -H.
2
2
4
Предпочтительные заместители функциональных групп означают-СН-Х и -СН-Х.
Следующие общие структурные формулы означают предпочтительные звенья полисульфонов. Предпочтительно полимеры включают только указанные звенья. Однако возможны случаи, когда в одном полимере, кроме указанных, содержатся другие повторяющиеся звенья или блоки. Предпочтительными являются соединения
X, X', n и R' независимо друг от друга имеют значения, указанные выше.
X, X', n и R' независимо друг от друга имеют значения, указанные выше.
Кроме этого, предпочтительными являются полисульфоны формулы (X)
где Ar означает
где X, X' и n независимо друг от друга имеют значения, указанные выше.
Предпочтительными являются следующие повторяющиеся звенья
где X, X', X", X'" и n независимо друг от друга имеют значения, указанные выше.
1
2
R" и R'" независимо друг от друга означают заместитель, указанный для X или X', или независимо друг от друга означают группу -R-H или -R-H. Другие предпочтительные повторяющиеся звенья содержат циклический заместитель между двумя ароматическими кольцами и, например, характеризуются формулой (XIV) или (XV)
2
2
2
2
4
3
6
2
2
4
2
2
2
4
3
6
4
8
5
10
6
12
2
2
4
2
2
4
2
2
4
2
2
2
4
2
3
6
2
4
8
2
2
4
2
2
2
4
2
2
4
2
4
3
6
4
8
2
4
2
2
4
2
4
2
4
3
6
4
8
2
4
2
2
4
2
4
2
2
4
2
2
2
2
_
R" предпочтительно означает -CH-, -ОСН-, -CHO-, -О-, -СН-, -СН-, -СН(ОН)-. Группа -*R-R"- предпочтительно означает циклический эфир, амид, карбонат, карбамат или уретан, такой как, например, -O-СО-O-, -O-СО-O-СН-, -O-СО-O-СН-, -СН-O-СО-O-СН-, -СН-, -СН-, -СН-, -CH-, -СН-, -O-CO-NH-, -NH-CO-NH-, -O-CO-NH-CH-, -O-CO-NH-CH-, -NH-CO-NH-CH-, -NH-CO-NH-CH-, -NH-CO-O-CH-, -NH-CO-O-CH-, -CH-O-CO-NH-CH-, -CH-SO-, -CH-SO-, -CH-SO , -CH-SO-CH-, -CH-SO-CH-, -CH-O-, -CH-O-, -СН-О-, -CH-O-CH-, -CH-O-CH-, -CH-CO-, -CH-CO-, -CH-CO-, -CH-CO-CH-, -CH-CO-CH-, -O-CO-CH-, -O-CO-CH-, -O-CO-CH-, -CH-O-CO-CH-, или циклический сложный эфир, содержащий ароматическое кольцо.
Ниже описаны полимераналогичные реакции, известные специалисту в данной области техники и которые можно использовать для модификации полисульфона
3
4
X и X', которые означают остатки хлористого метилена, можно вводить в присутствии формальдегида, ClSiMe и в качестве катализатора SnCl, которые затем можно замещать другими группами. С помощью этих реакций методом нуклеофильного замещения можно вводить, например, следующие группы: гидрокси, амино, карбокси, простой эфир или алкил, которые присоединяются к метиленовой группе ароматического остатка. В условиях обменной реакции с алкоголятом, таким как, например, фенолят, бензилат, метанолят, этанолят, пропанолят или изопропанолят, получают полимер, при этом происходит замещение более 75% остатков хлористого метилена. Получают следующий полисульфон с липофильными боковыми группами
где R**, например, означает алкил или арил.
Остатки X" и X'", которые не содержатся в мономерах, можно ввести в полимер по следующей реакции
Кроме остатка сложного эфира в соединение можно вводить различные другие заместители: сначала в присутствии сильного основания, например н-BuLi или трет-BuLi, проводят однократное или двукратное депротонирование и затем добавляют электрофил. В этом случае для введения остатка сложного эфира добавляют диоксид углерода и на следующей стадии полученную карбоксильную кислоту этерифицируют. Комбинацию по изобретению полисульфона с липофильными остатками и полисульфона с липофобными остатками получают, например, с использованием полисульфона формулы (IIВ) в смеси с полисульфоном формулы (IIС). Массовое соотношение обоих полисульфонов составляет от 98%:2% до 2%:98%. Предпочтительный интервал составляет 10%:90%, 15%:85%, 22%:78%, и 27%:73%, 36%:64%, 43%:57% и 50%:50%. Указанные процентные соотношения гидрофильных и гидрофобных полисульфонов представлены для иллюстрации изобретения без ограничения перечисленным.
В качестве примера полисульфона, содержащего гидрофильные и гидрофобные остатки в одной молекуле, можно привести полисульфон формулы (IIС), который содержит не полностью этерифицированные остатки, и таким образом гидрофильные карбоксильные группы и гидрофобные сложноэфирные остатки содержатся в одной молекуле. Молярное соотношение (число) карбоксильных групп и сложноэфирных групп составляет от 5%:95% до 95%:5%. Указанные процентные соотношения гидрофильных и гидрофобных полисульфонов представлены для иллюстрации изобретения без ограничения перечисленным.
Подразумевается, что согласно изобретению посредством такого комбинирования гидрофильных групп или, соответственно, полимеров с гидрофобными группами или, соответственно, полимеров, на медицинском изделии создают аморфный полимерный слой. Важно отметить, что полимерные слои из полисульфона не образуют кристаллических или в основном кристаллических структур, так как кристалличность приводит к образованию жестких слоев, которые растрескиваются и отслаиваются. Из полисульфонов образуются только аморфные или по существу аморфные покрытия, которые служат в качестве гибких защитных слоев.
Можно также использовать соответственно замещенные мономеры, которые после полимеризации обеспечивают необходимый состав заместителей. Такие полимеры можно получить по известной методике с использованием следующих реакций:
2
3
2
2
где L и L' независимо друг от друга, например, означают -SO-, -С(СН)-, -С(Ph)- или -О-. L и L' могут иметь значения соответствующих групп, как указано для формул (I)-(XV). Реакции нуклеофильного замещения, указанные выше на схеме, известны специалисту в данной области химии.
Как указано выше, особенно предпочтительно, чтобы полимер проявлял гидрофильные и гидрофобные свойства, во-первых, в составе одного полимера, и во-вторых, в комбинации, по меньшей мере, одного гидрофильного и, по меньшей мере, одного гидрофобного полимера. При этом предпочтительно, чтобы, например, X и X' означали гидрофильные заместители, а X" и X'" гидрофобные заместители или наоборот.
2
2
3
4
3
3
3
2
2
2
2
+
Гидрофильные заместители означают -ОН, -СНО, -СООН, -СОО-, -CONH, -NH, -N(CH), -NHCH, -SOH, -SO-, -NH-CO-NH, -NH-CS-NH, -NH-C(=NH)-NH, -O-CO-NH и прежде всего протонированные аминогруппы.
3
2
5
3
2
5
2
3
3
2
5
3
2
5
2
5
3
2
2
5
2
2
5
3
2
2
5
2
3
2
5
2
2
5
2
3
3
3
3
2
5
3
3
2
5
3
2
5
2
2
3
2
2
3
2
2
3
2
2
3
3
2
5
3
7
3
2
4
9
2
3
2
2
3
2
5
3
3
Гидрофобные заместители означают -Н, -ОСН, -ОСН, -SCH, -SCH, -NO, -F, -Cl, -Br, -I, -N, -CN, -OCN, -NCO, -SCN, -NCS, -COCH, -COCH, -COCN, -COOCH, -COOCH, -CONHCH, -CON(CH), -CON(CH), -NHCH, -N(CH), -N(CH), -SOCH, -SOCH, -SOCH, -SOCH, -SOCH, -SOCH, -OCF, -O-COOCH, -O-COOCH, -NH-CO-OCH, -NH-CO-OCH, -CHF, -CHF, -CF, -CHCl, -CHCl, -CCl, -СНBr, -CHBr, -CBr, -CHl, -CHl, -Cl, -СН, -СН, -СН, -СН(СН), -СН, -СН-СН(СН), -СН-СООН, -СН(СН)-СН, -С(СН).
Кроме того, предпочтительными являются циклические полисульфоны формулы (XVI), например, которые получают по следующей схеме:
Для указанной выше реакции карбоксиэтиленовые группы не играют значительной роли. Вместо карбоксиэтиленовых и метильных групп можно использовать любые другие заместители или также водород.
Масла и жиры в качестве носителей
Кроме указанных выше биостабильных и биоразлагаемых полимеров в качестве матрицы-носителя для рапамицина и других активных агентов можно также использовать физиологически приемлемые масла, жиры, липиды, липоиды и воски.
В качестве таких масел, жиров и восков, которые можно использовать в качестве носителей для рапамицина или других активных агентов и которые можно использовать в качестве не содержащих активный агент слоев, прежде всего защитных покрытий, пригодными являются следующие соединения общей формулы
где
3
2
5
3
7
3
5
3
2
3
3
4
9
2
3
3
2
5
R, R', R", R* и R** независимо друг от друга означают алкил, алкенил, алкинил, гетероалкил, циклоалкил, гетероциклил, содержащие от 1 до 20 атомов углерода, арил, арилалкил, алкиларил, гетероарил, содержащие от 3 до 20 атомов углерода, или функциональные группы, и предпочтительно означают следующие группы: -Н, -ОН, -ОСН, -ОСН, -ОСН, -O-цикло-СН, -ОСН(СН), -OC(СН), -ОСН, -OPh, -OCH-Ph, -OCPh, -SH, -SCH, -SCH,
2
3
2
5
3
7
3
5
3
2
3
3
3
2
5
3
7
3
5
3
2
3
3
3
2
5
3
7
3
5
3
2
3
3
2
3
2
5
3
7
3
2
2
5
2
3
7
2
2
3
2
5
3
7
3
5
3
2
3
3
3
2
2
5
2
3
7
2
3
5
2
3
2
2
3
3
2
3
2
5
3
7
2
3
2
2
5
2
3
7
3
3
3
3
2
5
3
3
7
3
2
5
3
2
5
3
7
3
5
3
2
3
3
2
3
2
5
3
2
2
5
2
2
3
2
5
3
7
3
2
2
5
2
3
2
5
3
7
3
5
3
2
3
3
2
2
3
2
2
2
2
2
2
2
2
3
2
2
2
2
2
2
3
2
5
3
7
3
5
3
2
3
3
4
9
2
3
2
3
2
5
2
3
2
2
2
3
2
3
2
4
2
3
2
3
2
-NO, -F, -Cl, -Br, -I, -CN, -OCN, -NCO, -SCN, -NCS, -CHO, -COCH, -COCH, -COCH, -СО-цикло-СН, -COCH(CH), -COC(CH), -COOH, -COOCH, -COOCH, -COOCH, -СОО-цикло-СН, -COOCH(CH), -COOC(CH), -OOC-CH, -OOC-CH, -OOC-CH, -ООС-цикло-СН, -OOC-CH(CH), -OOC-C(CH), -CONH, -CONHCH, -CONHCH, -CONHCH, -CON(CH), -CON(CH), -CON(CH), -NH, -NHCH, -NHCH, -NHCH, -NH-цикло-СН, -NHCH(CH), -NHC(CH), -N(CH), -N(CH), -N(CH), -N(цикло-СН), -N[CH(CH)], -N[C(CH)], -SOCH, -SOCH, -SOCH, -SOCH, -SOCH, -SOCH, -SOH, -SOCH, -SOCH, -SOCH, -OCF, -OCF, -O-COOCH, -O-COOCH, -O-COOCH, -O-СОО-цикло-СН, -O-COOCH(CH), -O-COOC(CH), -NH-CO-NH, -NH-CO-NHCH, -NH-CO-NHCH, -NH-CO-N(CH), -NH-CO-N(CH), -O-CO-NH, -O-CO-NHCH, -O-CO-NHCH, -O-CO-NHCH, -O-CO-N(CH), -O-CO-N(CH), -O-CO-OCH, -O-CO-OCH, -O-CO-OCH, -O-СО-O-цикло-СН, -O-CO-OCH(CH), -O-CO-OC(CH), -CHF, -CHF, -CF, -CHCl, -CHBr, -CHl, -CH-CHF, -CH-CHF, -CH-CF, CH-CHCl, -CH-CHBr, -CH-CHl, -CH, -CH, -CH, -цикло-СН, -CH(CH), -C(CH), -CH, -CH-CH(CH), -CH(CH)-CH, -Ph, -CH-Ph, -CPh, -CH=CH, -CH-CH=CH, -C(CH)=CH, -CH=CH-CH, -CH-CH=CH, -CH=C(CH), -C≡CH, -C≡C-CH, -CH-C≡CH,
X означает эфирную группу или амидную группу и прежде всего -О-алкил, -O-СО-алкил, -O-СО-O-алкил, -O-СО-NH-алкил, -O-СО-N-диалкил, -СО-NH-алкил, -CO-N-диалкил, -СО-О-алкил, -СО-ОН, -ОН, m, n, р, q, r, s и t независимо друг от друга равны целому числу от 0 до 20, предпочтительно от 0 до 10.
2
Термин "алкил", например, в составе группы -СО-О-алкил, предпочтительно имеют значения, которые определены выше для остатков R, R' и т.п., например -CH-Ph. Соединения указанных выше общих формул могут быть представлены также в виде их солей, рацематов или смесей диастереомеров, в виде индивидуальных энантиомеров или диастереомеров, а также в виде смеси или олигомеров, или сополимеров, или блоксополимеров. Кроме того, указанные выше соединения можно использовать в смеси с другими соединениями, например биостабильными и биодеградабельными полимерами, и прежде всего в виде смеси с указанными в данном контексте маслами и/или жирными кислотами. Предпочтительной является смесь или индивидуальное соединение, которые пригодны для полимеризации, прежде всего для автополимеризации. Пригодные для полимеризации, прежде всего для автополимеризации, соединения кроме прочих включают масла, жиры, жирные кислоты и эфиры жирных кислот, которые подробно описаны ниже.
Липиды означают предпочтительно содержащие одну или несколько ненасыщенных связей жирные кислоты и/или смеси указанных ненасыщенных жирных кислот в форме их триглицеридов и/или в свободной неглицеридной форме.
Ненасыщенные жирные кислоты предпочтительно выбирают из группы, состоящей из олеиновой кислоты, эйкозапентаеновой кислоты, тимнолоновой кислоты, докозагексаеновой кислоты, арахидоновой кислоты, линолевой кислоты, альфа-линоленовой кислоты, гамма-линоленовой кислоты и смесей указанных жирных кислот. Такие смеси прежде всего состоят из смесей чистых ненасыщенных соединений.
В качестве масел предпочтительно используют льняное масло, конопляное масло, кукурузное масло, масло грецкого ореха, рапсовое масло, соевое масло, подсолнечное масло, маковое масло, окрашенное сафлоровое масло (чертополоха), масло из зародышей пшеницы, масло чертополоха, масло виноградных косточек, масло огуречника, масло ослинника, масло чернушки, масло водорослей, пищевой рыбий жир, технический рыбий жир и/или смеси указанных масел. Прежде всего предпочтительными являются смеси индивидуальных ненасыщенных соединений.
2
2
В техническом и пищевом рыбьем жире в основном содержатся эйкозапентаеновая кислота (ЕРА С0:5) и докозагексаеновая кислота (DHA С2:6) и незначительное количество альфа-линоленовой кислоты (AIA С18:3). Кроме этих трех жирных кислот, речь идет об омега-3-жирных кислотах, которые необходимы в организме в качестве важного биохимического элемента для формирования различных клеточных структур (DHA и ЕРА), например, как указано выше, они используются для формирования и обеспечения непрерывности клеточных мембран (сфинголипиды, церамиды, ганглиозиды).
Омега-3-жирные кислоты содержатся не только в рыбьем жире, а также в растительных маслах. Остальные ненасыщенные жирные кислоты, такие как омега-6-жирные кислоты, содержатся в растительных маслах, но в большем количестве содержатся в животных жирах. Различные растительные масла, такие как льняное масло, масло грецкого ореха, масло ослинника, с высоким содержанием незаменимых жирных кислот известны прежде всего в качестве высококачественных и ценных пищевых масел. Среди всех масел самым ценным источником омега-3-жирных кислот и омега-6-жирных кислот является льняное масло, которое в течение десятилетий считается самым ценным пищевым маслом.
Для проведения реакции полимеризации наиболее предпочтительными являются омега-3-жирные кислоты, а также омега-6-жирные кислоты, и все соединения, содержащие по меньшей мере один остаток омега-3-жирной кислоты и/или омега-6-жирной кислоты. Такие соединения проявляют также способность к автополимеризации.
Способность к отверждению, то есть к автополимепризации, связана с составом масла (в расчете на сухое масло) и с высоким содержанием незаменимых жирных кислот, а точнее с числом двойных связей в ненасыщенных жирных кислотах. На воздухе в присутствии кислорода в участках двойных связей молекулы жирной кислоты образуются радикалы, которые инициируют и ускоряют радикальную полимеризацию с насыщением двойных связей и образованием сшитых жирных кислот. При раскрытии двойных связей в молекуле жирной кислоты повышается температура плавления и сшивка молекулы жирной кислоты приводит к дополнительному увеличению способности к отверждению. Образуется высокомолекулярная смола, которая образует гибкую равномерную полимерную пленку на поверхности медицинского изделия.
Автополимеризацией называется самополимеризация, которая инициируется, например, в присутствии кислорода, прежде всего кислорода воздуха. Такую автополимеризацию можно также проводить в отсутствие света. В другом варианте автополимеризацию можно проводить при инициации электромагнитным излучением, прежде всего светом. В менее предпочтительном варианте автополимеризацию можно инициировать в условиях реакции химического разложения, прежде всего реакции разложения полимеризуемого вещества.
Чем больше кратность связей в остатке жирной кислоты, тем больше степень сшивки. Таким образом, чем выше плотность кратных связей в алкильном остатке (остатке жирной кислоты), а также в одной молекуле соединения, тем меньше количество вещества, которое активно участвует в реакции полимеризации.
Содержание веществ, которые активно участвуют в реакции полимеризации в расчете на общее количество всех нанесенных на внешнюю поверхность медицинского изделия веществ составляет по меньшей мере 25 мас.%, предпочтительно 35 мас.%, более предпочтительно 45 мас.% и прежде всего предпочтительно 55 мас.%.
В следующей таблице 2 представлено содержание жирных кислот в различных маслах, которые предпочтительно используются в настоящем изобретении.
Используемые для покрытий масла по изобретению или их смеси содержат по меньшей мере 40 мас.% ненасыщенных жирных кислот, предпочтительно 50 мас.%, более предпочтительно 60 мас.%, еще более предпочтительно 70 мас.% и прежде всего предпочтительно 75 мас.% ненасыщенных жирных кислот. Можно использовать коммерческие масла, жиры или воски, в которых содержится по меньшей мере 40 мас.% соединения с одной кратной связью, и ненасыщенные соединения добавляют в смесь, чтобы содержание ненасыщенных соединений составляло более 40 мас.%. Если использовать смеси, содержащие менее 40 мас.% ненасыщенных соединений, то скорость полимеризации значительно снижается и уже не обеспечивается равномерность покрытия.
Наиболее предпочтительными по настоящему изобретению из всех липидов с точки зрения способности к полимеризации являются жирные кислоты с высокой степенью ненасыщенности.
Так, например, линолевая кислота (октадекадиеновая кислота) содержит две двойных связи, а линоленовая кислота (октадекатриеновая кислота) содержит три двойных связи. Эйкозапентаеновая кислота (ЕРА С20:5) содержит 5 двойных связей, и докозагексаеновая кислота (DHA С22:6) содержит 6 двойных связей в одной молекуле. С увеличением количества двойных связей возрастает способность к полимеризации.
Указанные свойства ненасыщенных жирных кислот и их смесей, а также их способность к автополимеризации позволяют использовать такие кислоты для нанесения биосовместимых и гибких покрытий на внешнюю поверхность медицинских изделий, а именно на стенты, например, с использованием технического и пищевого рыбьего жира или льняного масла (см. примеры 13-18).
Линолевая кислота называется также цис-9,цис-12-октадекадиеновой кислотой (химическая номенклатура), или Δ9,12-октадекадиеновой кислотой, или октадекадиеновой кислотой (18:2), или октадекадиеновой кислотой 18:2 (n-6) (биохимическая или физиологическая номенклатура). В названии октадекадиеновой кислоты 18:2 (n-6) первая цифра означает число атомов углерода, вторая - число двойных связей, n-6 означает положение атома углерода, вовлеченного в образование ближайшей к карбоксилу двойной связи. Таким образом, 18:2 (n-6) означает жирную кислоту, содержащую 18 атомов углерода, две двойных связи и ближайшую к карбоксилу двойную связь в положении С-6.
В настоящем изобретении предпочтительно используются следующие ненасыщенные жирные кислоты в качестве веществ, которые принимают участие в реакции полимеризации, или в качестве веществ, содержащих указанные жирные кислоты, или веществ, содержащих алкильный остаток указанных жирных кислот без карбоксильной группы (-СООН).
Таблица 3
Моноолефиновые жирные кислоты
Систематическое название
Тривиальное название
Сокращенное название
цис-9-тетрадеценовая кислота
миристолеиновая кислота
14:1 (n-5)
цис-9-гексадеценовая кислота
пальмитолеиновая кислота
16:1 (n-7)
цис-6-октадеценовая кислота
петрозелиновая кислота
18:1 (n-12)
цис-9-октадеценовая кислота
олеиновая кислота
18:1 (n-9)
цис-11-октадеценовая кислота
вакценовая кислота
18:1 (n-7)
цис-9-эйкозеновая кислота
гадолеиновая кислота
20:1 (n-11)
цис-11-эйкозеновая кислота
гондоиновая кислота
20:1 (n-9)
цис-13-докозеновая кислота
эруковая кислота
22:1 (n-9)
цис-15-тетракозеновая кислота
нервоновая кислота
24:1 (n-9)
t9-октадеценовая кислота
элаидиновая кислота
t11-октадеценовая кислота
t-вакценовая кислота
t3-гексадеценовая кислота
транс-16:1 n-13
Таблица 4
Полиненасыщенные жирные кислоты
Систематическое название
Тривиальное название
Сокращенное название
9,12-октадекадиеновая кислота
линолевая кислота
18:2 (n-6)
6,9,12-октадекатриеновая кислота
γ-линоленовая кислота
18:3 (n-6)
8,11,14-эйкозатриеновая кислота
дигомо-γ-линоленовая кислота
20:3 (n-6)
5,8,11,14-эйкозатетраеновая кислота
арахидоновая кислота
20:4 (n-6)
7,10,13,16-докозатетраеновая кислота
-
22:4 (n-6)
4,7,10,13,16-докозапентаеновая кислота
-
22:5 (n-6)
9,12,15-октадекатриеновая кислота
α-линоленовая кислота
18:3 (n-3)
6,9,12,15-октадекатетраеновая кислота
стеаридоновая кислота
18:4 (n-3)
8,11,14,17-эйкозатетраеновая кислота
-
20:4 (n-3)
5,8,11,14,17-эйкозапентаеновая кислота
ЕРА
20:5 (n-3)
7,10,13,16,19-докозапентаеновая кислота
DPA
22:5 (n-3)
4,7,10,13,16,19-докозагексаеновая кислота
DHA
22:6 (n-3)
5,8,11-эйкозатриеновая кислота
меадовая кислота
20:3 (n-9)
9с,11t,13t-элеостеариновая кислота
8t,10t,12с-календиноевая кислота
9с,11t,13с-каталпикоевая кислота
4,7,9,11,13,16,19-докозагептадекановая кислота
стеллагептаеновая кислота
таксолевая кислота
полностью-цис-5,9-18:2
пиноленовая кислота
полностью-цис-5,9-12-18:3
сциадоновая кислота
полностью цис-5,11,14-20:3
Таблица 5
Ацетиленовые жирные кислоты
Систематическое название
Тривиальное название
6-октадециновая кислота
тарировая кислота
t11-октадецен-9-иновая кислота
санталбиновая или ксимениновая кислота
9-октадециновая кислота
стеаролиновая кислота
6-октадецен-9-иновая кислота
6,9-октадецениновая кислота
t10-гептадецен-8-иновая кислота
пурилиновая кислота
9-октадецен-12-иновая кислота
крепениновая кислота
t7,t11-октадекадиен-9-иновая кислота
гейстериновая кислота
t8,t10-октадекадиен-12-иновая кислота
-
5,8,11,14-эйкозатетраиновая кислота
ETYA
При указанной полимеризации соединения с прямой или разветвленной цепью с незамещенным или замещенным алкильным остатком, содержащего, по меньшей мере, одну кратную связь, получают покрытие на поверхности медицинского изделия, которое по меньшей мере частично покрыто полимерным слоем. В идеальном случае на внешней поверхности стента или баллона катетера без стента или с насаженным стентом образуется гомогенный, равномерный по толщине полимерный слой. Указанный полимерный слой на внешней поверхности стента или баллона катетера без стента или с насаженным стентом включает соединения, участвующие в полимеризации, не участвующие в полимеризации компоненты и/или активные агенты и/или рапамицин. Предпочтительно включение осуществляют таким образом, чтобы обеспечить диффузию веществ, не участвующих в полимеризации, прежде всего рапамицина или дополнительных активных агентов, из полимерной матрицы.
Биосовместимый полимерный слой обеспечивает необходимую гемосовместимость стента или баллона катетера без стента или с насаженным стентом, а также является подходящим носителем для рапапицина и других активных агентов. Дополнительный активный агент (или комбинация активных агентов), который равномерно распределен на внешней поверхности стента или баллона катетера, вводят для контроля за процессом прорастания гладкомышечных и эндотелиальных клеток на поверхности стента или баллона катетера. Таким образом, не происходит быстрое прорастание и чрезмерный рост клеток на поверхности стента, которые могут привести к развитию рестеноза, в то время как прорастание поверхности стента клетками полностью не предотвращается даже при высокой концентрации лекарственного средства, что повышает риск развития тромбоза. В настоящем изобретении предлагается медицинское изделие с покрытием, прежде всего, поверхность стента, которое обладает двумя указанными свойствами, т.е. стент быстро внедряется в стенки сосуда, и при этом снижается риск развития рестеноза и тромбоза. Высвобождение активного агента происходит за период от 1 до 12 месяцев, предпочтительно более 1-2 месяцев после имплантации.
Другие предпочтительные стенты, содержащие в качестве высвобождающегося активного агента рапамицин, характеризуются значительно большей поверхностью, предназначенной для иммобилизации рапамицина, так как в указанных стентах полимерный носитель или матрица покрывает не только распорки стента, но и пространство между распорками стента, где находится рапамицин. Указанный стент, в котором вся поверхность, т.е. распорки стента и пространство между распорками стента содержат указанное покрытие, получают согласно способу, описанному в заявке PCT/DE2006/000766, "Vollflächige Beschichtung von Gefäßstützen", a также в патенте DE 102005021622.6 фирмы Hemoteq GmbH.
Указанный способ заключается в нанесении покрытия на все поверхности изделия, содержащего каркас типа решетки или сетки. Нанесение покрытия на все поверхности означает, что вся поверхность, включая пространство между ячейками, покрыта слоем покрытия. Указанное покрытие называют сплошным, т.е. образуется пленка, покрывающая промежуточное пространство, но прилегающая только к каркасу, образующему ячейки.
Такая пленка (покрытие) проходит через промежуточное пространство как висячий мост, который закреплен только на краях и не прилегает к основной поверхности. Для того чтобы указанное сплошное покрытие прочно закрепилось на каркасе стента или на поверхности изделия, процесс проводят в две стадии. На первой стадии каркас стента по меньшей мере частично покрывают полимером А, при этом на промежуточном пространстве покрытие не образуется. На второй стадии, после смачивания или частичного растворения полимерного слоя, полученного на первой стадии, всю поверхность стента покрывают сплошным слоем полимера В, при этом покрытие, содержащее полимер А, повышает адгезию полимера В, при этом образуется сплошной полимерный слой.
В качестве полимера А и полимера В можно использовать один и тот же полимер, при этом для нанесения покрытия используют растворы указанного полимера с различной концентрацией.
На первой стадии на каркасе стента или выступах формируется покрытие типа шланга или изоляции провода, при этом указанное покрытие формируется на отдельных выступах каркаса и не соединяет их друг с другом. Покрытие, полученное на первой стадии, предназначено для повышения адгезии к следующему слою, покрывающему промежуточное пространство между ячейками и выступами стента.
Отдельные ячейки каркаса или выступы стента могут содержать полости или углубления, которые заполнены фармакологически активным агентом и покрыты как первым полимерным слоем, так и вторым слоем. В предшествующем уровне техники описаны способы нанесения указанных покрытий на указанные полости и углубления, но не описан предпочтительный вариант осуществления изобретения.
Непокрытый стент, так называемый исходный стент, получают с использованием стандартных материалов, например, высококачественной медицинской стали, титана, хрома, ванадия, вольфрама, молибдена, золота, нитинола, магния, цинка, сплавов указанных выше металлов, керамики или полимеров. Указанные материалы являются саморасширяющимися или расширяющимися с использованием баллона, биостабильными или биоразлагаемыми.
Предпочтительно стадию нанесения покрытия проводят: (б) методом распыления или методом электроформования, а стадии (в) и (г) предпочтительно методом погружения, с использованием пипетки, методом электроформования и/или методом "мыльных пузырей".
На следующей стадии внутреннюю и/или наружную поверхность изделия полностью или частично покрывают слоем полимера С. Например, важно, чтобы люминальная сторона трахеально-бронхиального стента обладала достаточной скользкостью, чтобы обеспечивать эффективное выведение секрета, слизи и т.п. Гидрофильность поверхности можно повысить за счет формирования покрытия с использованием гидрофильного полимера, например, поливинилпирролидона (ПВП).
Указанные способы нанесения покрытий позволяют исключить известные в предшествующем уровне техники недостатки, указанные выше для сплошных покрытий, и тем самым позволяют снизить соответствующий риск для пациентов.
С одной стороны, на твердый материал медицинского изделия по изобретению наносят покрытие, например отдельные распорки стента покрыты слоем, и с другой стороны, соседние с распорками свободные участки (пустоты) поверхности заполнены полимером В. Указанный слой полимера, благодаря свойствам полимера, может покрывать промежуточные участки, уже покрытые полимером А. Стабильность покрытия элементов медицинского продукта напрямую определяется связью между двумя слоями полимера А и полимера В.
Таким образом, покрытие по изобретению можно наносить на все медицинские продукты, которые содержат указанные пустоты в структуре, например поверхность стента между отдельными распорками.
Согласно изобретению можно использовать биоразлагаемый и/или биостабильный полимер А для первого слоя и биоразлагаемый или рассасываемый полимер В и/или биостабильный полимер для нанесения второго слоя на первый слой в зависимости от назначения медицинского изделия.
Кроме того, перед стадией нанесения полимера А на необработанную поверхность медицинского продукта наносят гемосовместимый слой, присоединенный предпочтительно ковалентной связью или за счет образования сшивки, например, при обработке поверхности медицинского продукта глутаровым альдегидом. Нанесение такого слоя, не вызывающего свертывание крови, является целесообразным, так как позволяет исключить контактирование непокрытого материала стента с кровью. Таким образом, предпочтительно получают стенты с частичным покрытием, например, описанные в патенте США №595159 для лечения аневризмы, предпочтительно, покрытые таким гемосовместимым слоем.
Более того, предпочтительно, чтобы на второй стадии нанесения сплошного покрытия не образовывалось ровной или плоской внешней поверхности, а предпочтительно, чтобы, например, на поверхности стента после нанесения покрытия сохранялась исходная структура стента, то есть структура с распорками. Преимущество заключается в том, что внешняя, прилегающая к стенке сосуда поверхность стента сохраняет рифленую и неровную структуру, которая обеспечивает более эффективную фиксацию в сосуде.
2
Полимер А, который покрывает распорки стента, может, кроме того, содержать антипролиферативный агент, агент против миграции, антиангиогенный, противовоспалительный, цитостатический, цитотоксический и/или антитромботический активный агент, причем полимер В, который образует сплошной слой, содержит рапамицин. В результате внешняя поверхность, высвобождающая рапамицин, значительно увеличивается по сравнению со стандартным покрытием, которое покрывает только отдельные распорки стента (см. пример 18). Концентрация рапамицина и, если присутствует, другого активного агента предпочтительно составляет 0,001-500 мг/см покрытой сплошным слоем внешней поверхности стента, то есть в расчете на внешнюю поверхность покрытых слоем распорок и внешнюю поверхность покрытых слоем промежуточных пустот между распорками.
В настоящем изобретении предлагается способ нанесения покрытия, например, на сосудистые изделия, в частности стенты, например коронарные стенты, сосудистые стенты, трахеальные стенты (дыхательные стенты), бронхиальные стенты, стенты для мочеиспускательного канала, стенты для пищевода, стенты для желчных протоков, почечные стенты, стенты для тонкой кишки, стенты для толстой кишки.
Покрытие по изобретению можно наносить на мандрены, спирали, катетеры, канюли, мягкие трубки, а также все трубчатые импланты или детали указанных выше медицинских изделий, если они содержат аналогичную стентам структуру. Можно также использовать расширяющиеся медицинские изделия или сосудистые изделия, и предпочтительно покрытие наносят на изделие в расширенном состоянии.
Медицинские изделия с покрытием предпочтительно используются для раскрытия (расширения) всех протоковых структур, например мочевого тракта, пищевода, легких, желчных протоков, почечных протоков, кровеносных сосудов во всем организме, включая мозг, двенадцатиперстную кишку, привратник, тонкую и толстую кишку, а также для расширения искусственных протоков, которые используются в ободочной кишке или трахеях. Кроме этого, медицинские изделия с покрытием можно использовать для профилактики, снижения интенсивности или лечения стеноза, рестеноза, артериосклероза, атеросклероза и всех других форм закупорки сосудов или сужения сосудов с целью повышения проходимости просвета соответствующего проточного органа.
Более того, предпочтительно, чтобы длина сплошного слоя полимера В превышала длину стента и выступала за его края. На следующей стадии выступающие части слоя загибают вокруг краев стента и образующиеся края вдавливают в расположенный снизу слой полимера В под давлением и при повышенной температуре. Таким образом, на краях стента также образуется непрерывное покрытие, и при этом снижается вероятность отслоения таких слабых участков от поверхности стента. Кроме того, ниже указанного края можно установить устройство, с помощью которого можно в любой момент удалить стент без повреждения сосуда. Таким образом, полимерные волокна расположены в складках, и волокна проходят через полимерный слой от края до внешней поверхности в виде петли на одной или двух противоположных сторонах изделия.
Другая особенность изобретения заключается в использовании указанных полостей между распорками в качестве резервуаров для активного агента или для доставки активных агентов специально в эти участки, причем указанные активные агенты полностью отличаются от активных агентов, уже нанесенных в непрерывный слой покрытия (или на слой) полого тела. При этом покрытие стента придает гибкость и одновременно механическую прочность медицинскому изделию. Кроме того, существует возможность наносить определенные активные агенты на различные стороны изделия, например, чтобы цитостатический агент диффундировал из внешней поверхности стента в стенки сосуда, а антибиотик, находящийся внутри медицинского изделия, подавлял инфекцию. Кроме того, существует дополнительная возможность за счет нанесения слоев на внешнюю и внутреннюю стороны оптимизировать в данном участке преобладающие физиологические условия.
В качестве других добавок можно использовать, например, соединения, такие как сульфат бария или благородные металлы, которые обеспечивают рентгенографическую визуализацию внедряемого медицинского изделия с указанным покрытием. Внешнюю и внутреннюю поверхности можно покрывать различными материалами. Таким образом, можно получить, например, медицинское изделие, которое на внешней поверхности содержит оболочку из гидрофобного полимера, а на внутренней поверхности - гидрофильный полимер.
Такие способы позволяют получать разнообразные медицинские изделия при использовании различных вариантов комбинации каждого биостабильного и биоразлагаемого материала в отсутствие или присутствии добавки и при необходимости наносить их на медицинское изделие в виде оболочки.
Одновременно покрытие может повышать механическую прочность импланта, не влияя на его гибкость.
Так, например, до настоящего времени не используются стенты для подавления карциномы желчных протоков. Только в 10% случаев существует возможность хирургического удаления карциномы. Ожидаемая продолжительность жизни таких пациентов в среднем составляет 1 год. Внедрением полученных согласно способу по изобретению имплантов с непрерывным покрытием и пригодных для желчных протоков, например стентов, содержащих химиотерапевтическое средство, можно расширить сужение протоков в организме за счет противодавления медицинского изделия и одновременно замедлить или даже подавить рост опухоли и, таким образом, при внедрении таких имплантов можно по меньшей мере продлить жизнь и повысить или улучшить качество жизни пациента (пример 18). Кроме этого, покрытие по изобретению можно использовать для сосудистой системы. Например, при образовании аневризмы покрытие по изобретению ограничивает увеличение аневризмы за счет непрерывного кровотока (см. пример 19).
Другой вариант осуществления изобретения включает увеличение внешней поверхности катетерной системы, прежде всего системы катетеров для дилатации, включая баллон катетера с насаженным (сжатым) стентом. В таких системах стент без покрытия или с покрытием насаживают на баллон катетера и затем покрытие наносят на баллон катетера со стентом.
Покрытие наносят таким образом, чтобы узкие свободные полости между отдельными распорками стента в сжатом состоянии можно было использовать в качестве резервуара для активного агента или рапамицина. Например, рапамицин или указанные в данном контексте активные агенты можно растворять в пригодном растворителе и наносить на баллон со стентом. Активный агент вместе с растворителем заполняет промежуточные полости между отдельными распорками стента и промежуточное пространство между баллоном катетера и внутренней поверхностью стента, затем растворитель упаривают, и в указанном пространстве остается чистый активный агент. Затем можно наносить один или более слоев носителя на баллон катетера со стентом.
В предпочтительном варианте полости между распорками стента и между баллоном и стентом заполняют чистым паклитакселом, который наносят методом распыления или погружения и который остается в указанных полостях после упаривания растворителя. Этот первый слой паклитаксела затем покрывают предпочтительно биоразлагаемым полимером и/или предпочтительно полярным гидрофильным полимером, содержащим активный рапамицин.
В другом предпочтительном варианте носитель или полимерный слой не используют, а используют только чистый рапамицин, который наносят на стент и баллон катетера в растворителе и который остается в полостях между стентом и баллоном после упаривания растворителя.
В третьем варианте осуществления изобретения предлагается стент, который предпочтительно покрывают биостабильным полимером, содержащим рапамицин, и насаживают на баллон. На баллон катетера без покрытия со стентом, покрытым содержащим рапамицин слоем, затем распыляют паклитаксел в подходящем растворителе, и после упаривания растворителя на стенте и баллоне остается нерегулярный слой чистого паклитаксела.
Контрастные средства
Особый интерес представляют варианты осуществления изобретения, в которых в качестве матрицы или носителя для рапамицина используют не полимеры, а низкомолекулярные химические соединения и прежде всего контрастные вещества или их аналоги.
Указанные контрастные средства и/или их аналоги в большинстве случаев содержат барий, иод, марганец, железо, лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и/или лютеций предпочтительно в виде ионов в связанном состоянии и/или в составе комплекса.
Для детектирования контрастного вещества можно использовать различные методы визуализации. Например, можно использовать контрастные вещества для исследования рентгеновским методом (рентгеноконтрастные вещества) или контрастные вещества для исследования томографическим методом магнитного резонанса (МР-контрастные вещества).
В случае рентгеноконтрастного средства используют вещества, которые значительно поглощают проникающее рентгеновское излучение в отношении облучаемой структуры (так называемое позитивное контрастное вещество) или полностью пропускают проникающее рентгеновское излучение (так называемое негативное контрастное вещество).
Предпочтительные рентгеноконтрастные вещества включают вещества, которые можно использовать для визуализации суставов (артрография) методом компьютерной томографии.
Компьютерным томографом называется прибор для регистрации изображений тела человека в разрезе с помощью рентгеновских лучей. Хотя согласно изобретению для визуализации можно использовать рентгеновское излучение, такое излучение является непригодным по причине его вредного воздействия на организм. Предпочтительным является неионизирующее проникающее излучение.
Для визуализации предпочтительно использовать рентгенограммы, компьютерную томографию, ядерно-спиновую томографию, магнитно-резонансную томографию и ультразвук, причем предпочтительными являются ядерно-спиновая томография и магнитно-резонансная томография. Можно использовать также соединения, которые, за счет своей способности возбуждаться под действием проникающего излучения обеспечивают визуализацию медицинских изделий in vivo любым стандартным методом, прежде всего предпочтительны такие контрастные вещества, которые используют для компьютерной томографии, ядерно-спиновой томографии, магнитно-резонансной томографии или ультразвукового исследования. Принцип действия контрастного вещества для магнитно-резонансной томографии заключается в изменении магнитных характеристик структур, подлежащих различению, под действием магнитного поля.
Кроме того, предпочтительны иодсодержащие контрастные вещества, которые можно использовать для визуализации сосудов (ангиография и флебография) с помощью компьютерной томографии.
Примеры иодсодержащего контрастного вещества включают следующие соединения, например,

Другие примеры включают иодлипиодол (Jod-Lipidol), иодированное маковое масло. Иодсодержащие контрастные соединения, такие как амидотризоат натрия и меглумина, выпускаются в виде коммерческих препаратов Gastrografin и Gastrolux.
Предпочтительными частицами являются гадолинийсодержащие или суперпарамагнитные частицы оксида железа, а также ферримагнитные или ферромагнитные частицы железа, например наночастицы.
Другим предпочтительным классом контрастных соединений являются парамагнитные контрастные соединения, предпочтительно содержащие лантаноид.
3+
2+
3+
3+
3+
К парамагнитным соединениям, которые содержат неспаренные электроны, относятся, например, соединения гадолиния (Gd), который содержит семь неспаренных электоронов. К указанной группе соединений также относятся соединения европия (Eu, Eu), диспрозия (Dy) и гольмия (Но). Указанные лантаноиды можно также использовать в виде хелатных комплексов, которые получают при использовании, например, гемоглобина, хлорофила, полиазакислот, поликарбоновых кислот и, прежде всего, хелатирующих агентов, таких как ЭДТА, ДТРА, а также ДОТА.
В качестве гадолинийсодержащих контрастных соединений можно использовать, например, гадолинийдиэтилентриаминпентауксусную кислоту или
2+
2+
2+
3+
2+
3+
2+
3+
Согласно настоящему изобретению можно использовать другие парамагнитные соединения, такие как катионы переходных металлов, например меди (Cu), никеля (Ni), хрома (Cr, Cr), марганца (Мn, Mn) и железа (Fe, Fe). Указанные катионы могут также входить в состав хелатных комплексов.
Для визуализации твердого тела и его изменений в организме in vivo можно использовать по меньшей мере одно соединение, которое активируется при облучении, за счет присутствия такого соединения на поверхности или внутри твердого тела.
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения используют баллон катетера с насаженным стентом, заполненным контрастным соединением и/или его аналогом. Контрастное соединение используют предпочтительно в виде раствора.
Кроме свойств указанного контрастного соединения или его аналогов в качестве носителя или матрицы для рапамицина, преимущество контрастного соединения и/или его аналогов заключается в улучшении визуализации, в возможности наблюдения за введением баллона катетера.
Расширение баллона происходит во время его последующего заполнения раствором контрастного соединения.
Преимущество указанного варианта осуществления изобретения заключается в том, что контрастное соединение или его аналог можно использовать многократно, при этом они не проникают в организм и, таким образом, исключаются отрицательные побочные действия.
Аналогом контрастного соединения является вещество, которое характеризуется свойствами контрастного соединения, т.е. соединения, которое обеспечивает визуализацию баллона любым стандартным способом.
Таким образом, в объем изделия включены различные предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, т.е. баллоны катетеров с покрытием, содержащим рапамицин и контрастное соединение или его аналог. Если используют баллон катетера с насаженным стентом, на который нанесено или не нанесено покрытие, то покрытие можно наносить одновременно на стент и баллон. С этой целью рапамицин в смеси с одним или более другими активными агентами растворяют или суспендируют в растворе контрастного соединения и наносят на баллон катетера без стента или с насаженным стентом. В смесь контрастного соединения и рапамицина можно добавлять еще один растворитель, который после нанесения покрытия испаряется или который удаляют в вакууме. Кроме того, под слой и/или на слой, содержащий контрастное соединение, можно наносить один или более слоев активного агента в отдельности или слоев полимера, содержащего активный агент.
Предпочтительным вариантом осуществления изобретения является использование баллона катетера с насаженным стентом. В качестве стента можно использовать стент без покрытия или предпочтительно стент, покрытый только гемосовместимым слоем. В качестве гемосовместимого покрытия предпочтительно используют описанные в данном контексте производные гепарина или производные хитозана, прежде всего, десульфатированный и реацетилированный или репропионилированный гепарин. На изделие, включающее баллон катетера и стент, распыляют раствор или суспензию или дисперсию рапамицина, которая содержит, например, паклитаксел или талидомид и контрастное соединение, или изделие погружают в указанный раствор, суспензию или дисперсию (см. пример 20).
Можно также использовать баллоны катетеров особой конструкции, например складчатые баллоны. Указанные складчатые баллоны в сжатом состоянии содержат складки, которые можно заполнять активным агентом, например рапамицином, или смесью рапамицина и растворителя, или рапамицином в смеси с контрастным соединением, или смесью рапамицина с маслом, или рапамицина с полимером в пригодном растворителе. Смесь в складках баллона можно высушивать при пониженном давлении, т.е. при удалении использованного растворителя. При расширении указанного складчатого баллона, который, как правило, используют без стента, складки баллона выворачиваются наружу, при этом содержимое баллона высвобождается на стенки сосуда.
В другом предпочтительном варианте стент или катетер содержит носитель, который ускоряет или улучшает проницаемость активного агента в клетку. Обычно указанные соединения проявляют аддитивный или синергетический эффект. В качестве носителя используют, например, сосудорасширяющие агенты, такие как аутогенные вещества, такие как кинины, брадикинин, каллидин, гистамин или NOS-синтаза, которая, например, высвобождает из L-аргинина NO, оказывающий сосудорасширяющее действие. Примеры указанных вспомогательных веществ или синергетических активных агентов включают вещества растительного происхождения, такие как экстракт гингко билоба, ДМСО, ксантон, флавоноиды, терпиноиды, красители растительного и животного происхождения, пищевые красители, вещества, высвобождающие NO, такие как пентаэритритилтетранитрат (ПЭТН), контрастные соединения и их аналоги.
Можно также использовать 2-пирролидон, трибутилцитрат и триэтилцитрат, их ацетилированные производные, дибутилфталат, бензиловый эфир бензойной кислоты, диэтаноламин, диэтилфталат, изопропилмиристат и изопропилпальмитат, триацетин и т.п.
Материалы для получения стента
Обычно стенты, на которые наносится покрытие по настоящему изобретению, получают из стандартных материалов, таких как высококачественная медицинская сталь, титан, хром, ванадий, вольфрам, молибден, золото, нитинол, магний, цинк, сплавы указанных выше металлов, или керамика, или биостабильные и/или биоразлагаемые полимеры. Указанные материалы являются или саморасширяющимися, или расширяющимися с использованием баллона и являются биостабильными и/или биоразлагаемыми.
Материалы для получения баллона
Катетерные баллоны получают из стандартных полимеров, таких как полиамид, например ПА 12, полиэфир, полиуретан, полакрилаты, полиэфиры и т.п.
Как указано выше, кроме высокоэффективного рапамицина с действием различного типа при получении оптимального долгосрочного антирестенозного медицинского изделия следует учитывать также и другие важные факторы. Таким образом, следует учитывать физические и химические свойства рапамицина и при необходимости других активных агентов, такие как возможное взаимодействие, концентрации активных веществ, высвобождение активных веществ, комбинация активных агентов, выбранные полимеры и способы нанесения покрытий, которые оказывают значительное и непосредственное действие друг на друга и которые являются определяющим параметром.
Регулируя эти параметры, можно снизить или оптимизировать эффективное количество активного агента или комбинации активных агентов, которые поглощаются в участках клеток стенки сосуда, в течение периода, наиболее опасного для развития рестеноза.
Стенты по изобретению предпочтительно покрывают по меньшей мере одним сплошным или не сплошным слоем рапамицина или предпочтительно слоем комбинации, содержащей рапамицин, и/или стент по изобретению содержит рапамицин и/или комбинацию активных агентов и рапамицина в материале стента.
Кроме того, за счет нанесения гемосовместимого слоя на внешнюю поверхность стента можно исключить защитную реакцию в ответ на чужеродное тело в ходе диффузии и после диффузии активного агента в среду.
Слои могут содержать чистый рапамицин, а также по меньшей мере один слой содержит рапамицин, а другой слой состоит из полимера, не содержащего или содержащего активный агент, или из их комбинации. Для получения таких медицинских изделий можно использовать способ распыления, погружения, с использованием пипетки, электроформования и/или лазерную технологию. Наиболее предпочтительный вариант наиболее подходящего способа получения медицинского изделия заключается в применении комбинации двух или более способов.
Кроме того, предпочтительно использовать по меньшей мере один другой активный агент, который включен вместе с рапамицином в один слой или включен в другой отдельный слой. Другая комбинация включает применение, например предпочтительное применение ацетилсалициловой кислоты (аспирина), так как кроме поддерживающего противовоспалительного действия аспирин проявляет антитромботический эффект.
При использовании комбинации с гидрофобным паклитакселом наблюдается антипролиферативный эффект и усиление действия или продолжительности действия комбинации в зависимости от ее состава, так как паклитаксел и рапамицин за счет различной биодоступности дополняют действие друг друга. В данном случае, можно, например, наносить гидрофильный слой рапамицина на слой паклитаксела, при этом рапамицин действует против уже возникшей воспалительной реакции, а паклитаксел в течение продолжительного периода подавляет пролиферацию клеток SMC.
В другом предпочтительном варианте предлагается применение пригодных биосовместимых материалов в качестве резервуара для рапамицина или комбинации активного агента и рапамицина на поверхности стента.
При этом корпус стента покрывают по меньшей мере одним биостабильным и/или рассасывающимся слоем полимера, содержащим рапамицин и/или комбинацию активного агента и рапамицина. Содержание рапамицина в полимерном слое составляет от 1 мас.% до 60 мас.%, предпочтительно от 5 до 50 мас.%, наиболее предпочтительно от 10 до 40 мас.%.
Неожиданно было установлено, что преимущество применения биоразлагаемого полимера заключается в том, что деградация полимера происходит по механизму так называемой объемной эрозии. При этом деградация цепи происходит до определенной степени с сохранением свойств полимера. И только при дальнейшем сокращении длины цепи материал теряет свои свойства и становится хрупким. Деградация происходит с образованием отдельных фрагментов, которые быстро подвергаются метаболизму и полностью удаляются из организма. Установлено также, что такой тип деградации можно использовать для контролируемого повышения количества высвобождающегося рапамицина, что является существенным улучшением профилактики рестеноза.
Когда нормальное высвобождение активного агента в течение первых дней после имплантации становится слишком высоким, то, как уже обсуждалось выше, можно более эффективно контролировать общую острую защитную реакцию организма (на рану и чужеродное вещество) и достаточно быстро вывести кривую высвобождения на плато, при этом скорость высвобождения активного агента снижается до полного прекращения высвобождения, то есть оставшийся в полимере активный агент уже не высвобождается и не детектируется.
Однако в зависимости от степени повреждения и состояния пациента через 2-4 недели защитная реакция еще наблюдается, и требуется повысить дозировку активного агента, чтобы приостановить развитие рестеноза. С помощью контролируемых во времени индукции потери свойств полимера и деградации биоразлагаемого полимера можно в высвобождающем один активный агент стенте через некоторое заранее определенное время обеспечивать увеличение высвобождения активного агента для профилактики рестеноза (см. фиг.4).
Например, гидролитическую деградацию полимера СМГК можно регулировать, изменяя соотношение ПМК и ПГК, или с использованием комбинации с другим пригодным полимером таким образом, чтобы через 2 недели и более происходило дальнейшее увеличение высвобождения рапамицина. С помощью комбинации обоих компонентов или комбинации с другим пригодным полимером можно точно регулировать дозировку, период времени и продолжительность более позднего увеличения степени доступности активного агента ("более поздний подъем") (см. фиг.4).
Кроме того, при использовании по меньшей мере одной двухслойной системы можно в дальнейшем контролировать дозировку и контролируемое высвобождение активного агента для повышения его концентрации и/или увеличения продолжительности его высвобождения. Например, такой контроль обеспечивается сначала при нанесении на стент (или стент с гемосовместимым покрытием) слоя с высокой концентрацией рапамицина, а затем при нанесении на этот первый слой второго слоя полимера или слоя из чистого рапамицина. В содержащий рапамицин слой или в отдельный слой можно также добавлять активные агенты, поддерживающие действие рапамицина.
Другой предпочтительный вариант относится к повышению содержания рапамицина в стенте с высвобождением лекарственного средства за счет включения рапамицина в сильно набухаемые вещества, например альгинат, пектин, гиалуронан, агар-агар, аравийская камедь, липосомальный гидрогель, пептидный гидрогель, желатиновые капсулы и/или сильно набухающий полимер, такой как ПВП, и указанный стент включает по меньшей мере один слой из биоразлагаемого и/или биостабильного полимера. Дополнительное преимущество заключается в значительной защите активного агента от влияния окружающей среды. Существует также возможность в добавлении рапамицина и/или другого активного агента в полимерный слой, который покрывает капсулу с активным агентом.
Включение гидрофильного порообразующего полимера, такого как ПВП, позволяет не только ускорить высвобождение на ранней стадии имплантации стента, но и обеспечивать быструю деградацию рассасывающегося полимера за счет ускоренного проникновения воды или плазмы или межклеточной жидкости в полимерный слой. Таким образом, рапамицин высвобождается с более высокой скоростью и в более высоких дозах. Такие свойства представляют значительное преимущество, так как повышение дозы активного агента положительно влияет на эффективность, однако в отличие от паклитаксела не вызывает некротических изменений.
В еще более предпочтительном варианте предлагается применение биостабильного полимера в качестве матрицы и гидрофильного материала, содержащего активные агенты (гидрофильного полимера, например ПВП и/или микрокапсул и микрогранул, например, из желатина, альгината, сшитого декстрина, аравийской камеди, агар-агара и т.п.), в качестве материалов, образующих поры или каналы. При добавлении водной среды или при имплантации и расширении указанного стента с покрытием гидрофильный материал набухает. Так как набухаемость биостабильного полимера по сравнению с гидрофильным компонентом значительно ниже, то при проникновении жидкости и последующего набухания в порах создается давление, и таким образом, гидрофильный рапамицин под давлением высвобождается из пор и каналов в виде инъекции в просвет сосуда (см. фиг.5).
Чтобы повысить проникновение рапамицина внутрь клеток, можно использовать вещества, такие как ДМСО, лецитин и другие реагенты для трансфекции, которые повышают проницаемость мембраны. Такие системы можно использовать в комбинации с биоразлагаемыми полимерами в качестве матрицы.
Отличительным признаком указанного варианта является различие в набухаемости использованных веществ. Степень высвобождения рапамицина определяется скоростью поглощения жидкости набухаемым материалом.
Таким образом, можно регулировать скорость высвобождения активного материала при изменении скорости поглощения жидкости. Такие системы можно использовать в комбинации с биоразлагаемыми полимерами в качестве матрицы. Прежде всего, важное значение имеет различие в набухаемости используемых материалов.
В другом варианте используют биостабильные полимеры, прежде всего полисульфоны или полимеризуемые масла, при этом получают стент, внешняя поверхность которого покрыта биостабильным полимером, в котором можно сформировать отверстия в определенной последовательности с помощью лазерной технологии. Эти отверстия можно заполнить раствором рапамицина в отсутствие или в присутствии биодеградабельного полимера методом погружения или с помощью пипетки. В этом случае биоразлагаемый полимер можно наносить в качестве диффузионного барьера только на отдельные отверстия или всю внешнюю поверхность стента. В этом случае можно избирательно обрабатывать активным агентом участки сосуда, контактирующие со стентом. Добавление, например, антитромботического агента во внутреннюю часть стента, покрытую слоем биостабильного полимера, позволяет снизить риск развития тромбоза в просвете сосуда.
Согласно указанному двухслойному варианту первый слой включает биостабильный слой, который практически полностью покрыт другим биоразлагаемым слоем, чтобы сохранить указанные выше преимущества высвобождения активного агента. Более того, предпочтительно наносить два полимерных слоя из одного и того же или из различных материалов, причем рапамицин содержится в одном или обоих слоях в равной или различной концентрации в присутствии и/или отсутствие другого активного агента. Высвобождение рапамицина и/или комбинации активных агентов можно также регулировать при добавлении порообразующего материала, например, в обоих слоях содержится порообразующий материал в различных концентрациях, при этом существует возможность целенаправленно включать различные активные агенты, которые в зависимости от порообразующего материала и его содержания в покрытии высвобождаются с различной скоростью.
Указанное двухслойное покрытие позволяет также включать различные активные агенты каждый в отдельности в пригодный для этого агента слой, например, гидрофобный активный агент включать в более гидрофильный слой, обеспечивающий другую кинетику высвобождения, в отличие от другого гидрофобного активного агента, который находится в гидрофобном полимерном слое или наоборот. Такие свойства расширяют возможности применения активных агентов, то есть можно обеспечивать доступность активного агента в определенной последовательности и регулировать время высвобождения и концентрацию при высвобождении.
В качестве предпочтительных пригодных полимеров можно использовать, например, поликапролактон, поликапролактам, полиаминокислоты, триметиленкарбонат и полимеризуемые масла с низкой степенью сшивки.
Краткое описание чертежей
Фиг.1. Высвобождающий лекарственное средство стент Cypher™ при 500-кратном увеличении (изображение в сканирующем электронном микроскопе). В покрытии четко видны многочисленные и глубокие трещины, которые приводят к неконтролируемому высвобождению активного агента.
Фиг.2. Высвобождающий лекарственное средство стент Cypher™ (стент Cypher) (изображение в сканирующем электронном микроскопе). Четко видны отслаивающиеся фрагменты покрытия из биостабильного полимера. С этим связаны следующие проблемы:
а) в кровоток поступают не разрушившиеся в организме фрагменты полимера,
б) не обеспечивается планомерное контролируемое высвобождение активного агента в необходимой дозе,
в) на внешней поверхности стента освобождаются участки чужеродного тела, которые увеличивают риск развития тромбоза.
Фиг.3. Изображение в сканирующем электронном микроскопе стента с полимерным покрытием, высвобождающего рапамицин по настоящему изобретению. Четко видно отличие от стента Cypher: отсутствуют трещины и отслоения полимера. В этом случае использован биоразлагаемый полимер.
Фиг.4. Профиль высвобождения рапамицина из биоразлагаемого полимера СМГК. Показано, что приблизительно через 400-500 ч в ходе "первой стадии высвобождения" (непосредственно после имплантации) наблюдается новая стадия - повышение скорости высвобождения рапамицина, в данном контексте названная "более поздний подъем".
Фиг.5. Профиль высвобождения рапамицина из биостабильной матрицы.
Фиг.6. Принцип действия порообразующих систем и высвобождение рапамицина через каналы после набухания. Гидрофильный активный агент доставляется непосредственно к стенке сосуда через каналы в порообразующем материале.
Если смешивать сильно набухающий материал с рапамицином в ненабухаемой или в незначительно набухаемой матрице, активный агент выдавливается на поверхность за счет давления, создаваемого при набухании ("инъекционная модель").
Фиг.7. Матрица состоит из биостабильной матрицы, которая содержит значительную часть порообразующего вещества или микроканалов, через которые рапамицин доставляется в определенный участок сосуда с высокой и контролируемой скоростью в высокой дозе. В этом случае также не наблюдается отслаивание полимерных фрагментов или другой оболочки.
Фиг.8. Схема покрытия стентов, высвобождающих рапамицин, образующей микроканалы матрицы, через которые рапамицин доставляется на поверхность. Гидрофильный активный агент доставляется через образованные порообразующим веществом каналы непосредственно на поверхность стенки сосуда. Если смешивать сильно набухающий материал с рапамицином в ненабухаемой или в незначительно набухаемой матрице, активный агент выдавливается на поверхность за счет давления, которое генерируется в ходе набухания ("инъекционная модель").
Фиг.9. Расширенный баллон катетера со сплошным покрытием по изобретению, полученный согласно способу нанесения комбинированного покрытия рапамицина и изопропилмиристата. Четко видно, что после расширения не происходит растрескивания или отслаивания покрытия.
Фиг.10. Профиль высвобождения рапамицина из стента Cypher по сравнению со стентом, покрытым слоем из чистого рапамицина и верхним слоем из ПВА. Четко видно, что система с покрытием рапамицин/ПВА характеризуется значительно более высокой скоростью высвобождения по сравнению со стентом Cypher.
Осуществление изобретения
Пример 1
Нанесение на стент покрытия, содержащего рапамицин, методом распыления
Очищенный стент (в сжатой форме) закрепляли на горизонтальном тонком металлическом стержне (d 0,2 мм), расположенном на оси устройства, осуществляющего вращение и перемещение стента, и стенты вращали при 28 об/мин. Стенты закрепляли таким образом, чтобы их внутренние стороны не касались стержня, затем распыляли 2%-ный раствор рапамицина в хлороформе или этилацетате. Стенты сушили в вытяжном шкафу в течение ночи. При необходимости нанесение покрытия повторяли несколько раз до требуемого содержания активного агента.
Пример 2
Определение скорости высвобождения активного агента в буферном растворе ФСБ
Стент помещали в небольшую колбу, в которую добавляли фосфатно-солевой буферный раствор (ФСБ, 2 мл), затем колбу герметично закрывали и инкубировали в сушильном шкафу при 37°С. Через определенные промежутки времени пипеткой отбирали образцы, в которых определяли количество активного агента по оптической плотности в УФ.
Пример 3
Нанесение на стент двухслойного покрытия (нижний слой из рапамицина, верхний слой из ПВА)
На первой стадии методом распыления на стент наносили рапамицин и высушивали, на второй стадии методом распыления наносили 1,5%-ный раствор ПВА в смеси воды и метанола. Затем стент сушили.
Пример 3А
Нанесение на стент покрытия из рапамицина и циклоспорина А посредством распыления
Очищенные стенты (в сжатой форме) закрепляли на тонком горизонтальном металлическом стержне (d 0,2 мм), расположенном на оси устройства, осуществляющего вращение и перемещение стента, и стенты вращали при 28 об/мин. Стенты закрепляли таким образом, чтобы их внутренние стороны не касались стержня, затем распыляли 2%-ный раствор рапамицина и циклоспорина А (в соотношении 2:0,5) в хлороформе. Затем стенты сушили в вытяжном шкафу в течение ночи.
Пример 4
Нанесение двухслойного покрытия из рапамицина и паклитаксела на стент методом распыления
На очищенный стент (в сжатой форме) распыляли 0,8%-ный раствор паклитаксела в хлороформе. Стент сушили при комнатной температуре. Затем методом распыления наносили второй слой, как описано в примере 1.
Пример 5
Нанесение на стент покрытия из биоразлагаемого или биостабильного полимера и рапамицина или комбинации активных агентов и рапамицина
Получение раствора для распыления
СМГК (145,2 мг), или полисульфон и рапамицин (48,4 мг), или 33%-ный раствор, содержащий комбинацию рапамицина (содержание 20%-90%) с одним или более активных агентов, таких как паклитаксел, циклоспорин А, талидомид, фузадил и т.п., растворяли в хлороформе (22 г). Полученный раствор для распыления наносили на стент методом распыления, как описано выше.
Можно использовать непокрытый стент, стент с гемосовместимым покрытием и/или стент с покрытием, содержащим активный агент, которое наносили методом распыления или методом погружения. Слои чистого активного агента или комбинации активных агентов, описанной в примерах 1 и 3, можно необязательно наносить на полимерный слой.
Пример 6
Двухслойная система из биоразлагаемого полимера и рапамицина или комбинации активных агентов и рапамицина, содержащая в указанных слоях активные агенты в различной концентрации
Раствор 1
25%-ный раствор рапамицина или в комбинации с одним или более активными агентами и СМГК в хлороформе или необязательно этилацетате (0,8% раствор).
Раствор 2
35%-ный раствор рапамицина или в комбинации с одним или более активными агентами и СМГК в хлороформе или необязательно этилацетате (0,8% раствор).
Для нанесения покрытия использовали непокрытый стент или стент с гемосовместимым покрытием, на которой предварительно нанесено покрытие из чистого рапамицина, комбинации с другими активными агентами или из активного агента, не содержащего рапамицин.
На стент наносили также слой чистого активного агента в отдельности между двумя полимерными слоями и/или наносили верхний слой из чистого активного агента, полученного методом распыления или методом погружения.
Пример 7
Двухслойная система, содержащая нижний слой из биостабильного полимера и верхний слой из биодеградабельного полимера и рапамицина или комбинации активного агента и рапамицина
Раствор полиэфирсульфона
176 мг полиэфирсульфона взвешивали и растворяли в хлороформе (20 г), при этом получали 0,88%-ный раствор.
Раствор СМГК
Получали 35%-ный раствор рапамицина или комбинации рапамицина с одним или более активными агентами (содержание рапамицина составляет, по меньшей мере, 20%) и (0,8%-ный раствор) СМГК.
Можно использовать также непокрытый стент или стент с гемосовместимым покрытием. После высушивания первого слоя на поверхность стента, контактирующую с сосудом, предпочтительно наносили слой из биоразлагаемого полимера методом распыления или методом погружения. На стент наносили также слой активного агента, полученный методом распыления, методом погружения или с использованием пипетки, расположенный между двумя полимерными слоями и/или на поверхности стента.
Пример 8
Нанесение на стент покрытия из биостабильного или биоразлагаемого полимера с высоким содержанием образующих гидрогель материалов (ПВП, силикон, гидросомы, альгинат, пептид, глюкозаминогликан) в качестве порообразующего материала (образование каналов)
Рапамицин (или комбинацию активных агентов, 35 мас.%) в смеси с полисульфоном и материалами, указанными выше, растворяли в хлороформе, при этом получали 8%-ный раствор для получения гидрогеля. Указанный раствор наносили на стент, как описано выше. Для получения оптимального покрытия методом распыления общая концентрация полимеров в растворе должна составлять менее 0,9%. При нанесении покрытия методом погружения необходимо использовать раствор полимеров в концентрации не более 30%. Для нанесения рапамицина стент с уже нанесенным покрытием дополнительно погружали в 2%-ный раствор активного агента.
Пример 8а
Раствор для распыления, содержащий полисульфон (ПС) и ПВП, не содержащий рапамицин.
ПС (24 мг) и ПВП (2,4 мг) взвешивали и растворяли в хлороформе (3 г), при этом получали 0,80%-ный раствор ПС, 0,08%-ный раствор ПВП.
Пример 8б
Раствор для распыления, содержащий полисульфон (ПС)/ПВП и рапамицин
ПС (18,2 мг), рапамицин (14,1 мг) и ПВП (3,2 мг) взвешивали и растворяли в хлороформе (4 г), при этом получали 0,45%-ный раствор ПС, 0,35%-ный раствор рапамицина, 0,08%-ный раствор ПВП.
Пример 9
Нанесение на стент ковалентно связанного гемосовместимого покрытия
а) получение десульфатированного реацетилированного гепарина
Колонку (диаметром 2 см) заполняли катионообменной смолой (амберлит JR-122, 100 мл), переводили в Н+-форму добавлением HCl (3 М, 400 мл) и промывали дистиллированной водой до отсутствия ионов хлора в элюате и нейтрального значения рН. Натриевую соль гепарина (1 г) растворяли в воде (10 мл) и наносили на катионообменную колонку и элюировали водой (400 мл). Элюат по каплям добавляли в пробирку, содержащую пиридин (0,7 г), затем рН доводили до 6 при добавлении пиридина и лиофильно высушивали.
В круглодонную колбу, содержащую пиридиниевую соль гепарина (0,9, г), добавляли смесь ДМСО/1,4-диоксан/метанол (6:3:1, об./об./об., 90 мл) и нагревали с обратным холодильником при 90°С 24 ч. Затем добавляли пиридинийхлорид (823 мг) и нагревали при 90°С еще 70 ч. Затем разбавляли водой (100 мл) и рН доводили до 9 при добавлении NaOH (разбавленный раствор). Десульфатированный гепарин диализовали против воды и лиофильно высушивали.
Десульфатированный гепарин (100 мг) растворяли в воде (10 мл), охлаждали до 0°С, затем при перемешивании добавляли метанол (1,5 мл). В полученный раствор добавляли анионообменную смолу (Dowex 1×4, ОН-форма, 4 мл), затем добавляли ангидрид уксусной кислоты (150 мкл) и перемешивали при 4°С 2 ч. Затем смолу отделяли фильтрованием, раствор диализовали против воды и лиофильно высушивали.
б) получение N-карбоксиметилированного, частично N-ацетилированного хитозана
Хитозан (2 г) растворяли в HCl (0,1 н., 150 мл) и нагревали с обратным холодильником в атмосфере азота 24 ч. После охлаждения до комнатной температуры раствор подщелачивали добавлением NaOH (2н.) до рН 5,8. Раствор диализовали против деионизированной воды и лиофильно высушивали.
Частично гидролизованный хитозан (1 г) растворяли в 1%-ной уксусной кислоте (100 мл). Затем добавляли метанол (100 мл) и раствор ангидрида уксусной кислоты (605 мкл) в метаноле (30 мл), и смесь перемешивали при комнатной температуре 40 мин. Продукт осаждали смесью метанола (140 мл) и аммиака (60 мл, 25%-ный раствор), фильтровали, промывали метанолом и диэтиловым эфиром, высушивали в вакууме.
Частично гидролизованный, частично N-ацетилированный хитозан (1 г) суспендировали в воде (50 мл). Затем к производному хитозана добавляли моногидрат глиоксиловой кислоты (0,57 г) и перемешивали 45 мин до растворения хитозана. Раствор подщелачивали добавлением 2- нормального NaOH до рН 12. Затем добавляли раствор цианоборгидрида натрия (0,4 г, в небольшом количестве воды) и смесь перемешивали 45 мин. Продукт осаждали этанолом (400 мл), фильтровали, промывали этанолом и высушивали в вакууме в течение ночи.
в) получение десульфатированного N-пропионилированного гепарина
Колонку (диаметром 2 см) заполняли катионообменной смолой (амберлит IR-122, 100 мл), переводили в Н+-форму добавлением HCl (3 М, 400 мл) и промывали водой до отсутствия ионов хлора в элюате и нейтрального значения рН. Натриевую соль гепарина (1 г) растворяли в воде (10 мл), наносили на катионообменную колонку и элюировали водой (400 мл). Элюат по каплям добавляли в пробирку, содержащую пиридин (0,7 г), затем рН доводили до 6 добавлением пиридина и лиофильно высушивали.
В круглодонную колбу, содержащую пиридиниевую соль гепарина (0,9 г), добавляли смесь ДМСО/1,4-диоксан/метанол (6:3:1, об./об./об., 90 мл) и нагревали с обратным холодильником при 90°С 24 ч. Затем добавляли пиридинийхлорид (823 мг) и нагревали при 90°С еще 70 ч. Затем разбавляли водой (100 мл) и рН доводили до 9 добавлением NaOH. Десульфатированный гепарин диализовали против воды и лиофильно высушивали.
Десульфатированный гепарин (100 мг) растворяли в воде (10 мл), охлаждали до 0°С, затем при перемешивании добавляли метанол (1,5 мл). В полученный раствор добавляли анионообменную смолу (Dowex 1×4, ОН=форма, 4 мл), затем добавляли ангидрид пропионовой кислоты (192 мкл) и перемешивали при 4°С 2 ч. Затем смолу отделяли фильтрованием, раствор диализовали против воды и лиофильно высушивали.
г) получение N-карбоксиметилированного, частично N-пропионилированного хитозана
Хитозан (2 г) растворяли в HCl (0,1 н., 150 мл) и нагревали с обратным холодильником в атмосфере азота 24 ч. После охлаждения до комнатной температуры раствор подщелачивали добавлением NaOH (2 н) до рН 5,8. Раствор диализовали против деионизированной воды и лиофильно высушивали.
Указанный частично гидролизованный хитозан (1 г) растворяли в уксусной кислоте (100 мл, 1%). После добавления метанола (100 мл) добавляли ангидрид пропионовой кислоты (772 мкл) в метаноле (30 мл) и перемешивали при комнатной температуре 40 мин. Продукт осаждали смесью метанола (140 мл) и аммиака (60 мл, 25%). Осадок отделяли фильтрованием, промывали метанолом и диэтиловым эфиром, сушили в вакууме в течение ночи.
Частично гидролизованный, частично N-ацетилированный хитозан (1 г) суспендировали в воде (50 мл). Затем в раствор производного хитозана добавляли моногидрат глиоксиловой кислоты (0,57 г) и перемешивали 45 мин до растворения хитозана. Раствор подщелачивали добавлением двухнормального NaOH до рН 12. Затем добавляли раствор цианоборгидрида натрия (0,4 г, в небольшом количестве воды) и смесь перемешивали 45 мин. Продукт осаждали этанолом (400 мл), фильтровали, промывали этанолом и высушивали в вакууме в течение ночи.
Пример 10
Нанесение на стент гемосовместимого покрытия, ковалентно связанного с поверхностью стента
Для удаления смазки стенты в сжатой форме из высококачественной медицинской стали LVM 316 обрабатывали ацетоном и этанолом в ультразвуковой ванне 15 мин, затем сушили при 100°С в сушильном шкафу. Указанные стенты погружали в 2%-ный раствор 3-аминопропилтриэтоксисилана в смеси этанол/вода (50:50, об./об.), выдерживали 5 мин и сушили при 100°С 5 мин. Затем стенты промывали деионизированной водой в течение ночи.
Гемосовместимые соединения, полученные, как описано в примере 10 (3 мг, например, десульфатиронный и реацетилированный гепарин) растворяли при 4°С в буферном растворе MES (2-(N-морфолино)этансульфоновая кислота, 0,1 М, 30 мл, рН 4,75) и добавляли при перемешивании N-циклогексил-N'-(2-морфолиноэтил)карбодиимидметил-пара-толуолсульфонат. 10 стентов выдерживали при перемешивании в указанном растворе при 4°С 15 ч. Затем стенты промывали водой, раствором NaCl (4 М) и водой еще 2 ч.
Пример 11
Определение содержания глюкозамина в покрытии стентов методом ЖХВР
Гидролиз
Стенты с покрытием помещали в небольшие флаконы для гидролиза и обрабатывали HCl (3 М, 3 мл) 1 мин (точно) при комнатной температуре. Затем стенты извлекали, флаконы герметично закрывали и нагревали в сушильном шкафу при 100°С 16 ч. Затем флаконы охлаждали, растворитель упаривали досуха (указанную процедуру повторяли три раза) и остаток растворяли в дегазированной фильтрованной воде, образцы анализировали методом ЖХВР с использованием гидролизованных стандартов.
Стент
Площадь образца
Ас-гепарин (г/образец)
Площадь (см<sup>2</sup>)
Ас-гепарин (г/см<sup>2</sup>)
Ас-гепарин (пмоль/см<sup>2</sup>)
1
129,021
2,70647Е-07
0,74
3,65739Е-07
41,92
2
125,615
2,63702Е-07
0,74
3,56084Е-07
40,82
3
98,244
1,93072Е-07
0,74
2,60908Е-07
29,91
4
105,455
2,07243Е-07
0,74
2,80058Е-07
32,10
5
119,061
2,33982Е-07
0,74
3,16192Е-07
36,24
6
129,202
2,53911Е-07
0,74
3,43124Е-07
39,33
7
125,766
2,53957Е-07
0,74
3,43185Е-07
39,34
Пример 12
Нанесение на стент биосовместимого покрытия с использованием льняного масла в присутствии катализатора и синтетического полимера, прежде всего поливинилпирролидона, с последующим добавлением активного агента
а) Для удаления смазки стенты (в сжатом состоянии) из высококачественной медицинской стали LVM 316 обрабатывали ацетоном и этанолом в ультразвуковой ванне 15 мин, затем сушили при 100°С в сушильном шкафу. Стенты промывали деионизированной водой в течение ночи.
4
KMnO (приблизительно 10 мг) растворяли в воде (500 мкл) и добавляли избыток ПВП. Смесь наносили на пластину из полипропилена и сушили при комнатной температуре в течение ночи.
Указанную хрупкую массу (2,5 мг) растворяли в хлороформе, затем добавляли льняное масло (10,5 мкл). На вращающийся стент (18 мм) из высококачественной стали LVM на расстоянии 6 см наносили указанный раствор с использованием распылителя (EVOLUTION, фирмы Harder & Steenbeck). Полученный стент с покрытием нагревали при 80°С 24 ч.
б) Введение активного агента в покрытие стента методом погружения
Стент с покрытием, полученный как описано в примере 18а, погружали в раствор рапамицина (800 мкг) в этаноле (1 мл) и выдерживали для набухания. После завершения набухания стент извлекали из раствора и сушили.
Пример 13
Нанесение биосовместимого покрытия на стент с использованием льняного масла и рапамицина
а) Для удаления смазки стенты в сжатом состоянии из высококачественной медицинской стали LVM 316 обрабатывали ацетоном и этанолом в ультразвуковой ванне 15 мин, затем сушили при 100°С в сушильном шкафу. Стенты промывали деионизированной водой в течение ночи. Смесь льняного масла и рапамицина (70:30) растворяли в хлороформе (в соотношении 1:1), затем распыляли на равномерно вращающийся стент. Хлороформ удаляли в потоке воздуха, затем стент нагревали в сушильном шкафу при 80°С. В среднем масса покрытия составляла 0,15 мг + 0,02 мг.
Пример 14
Нанесение на стент биосовместимого покрытия с высвобождением рапамицина при использовании смеси этанола, льняного масла и синтетического полимера, такого как поливинилпирролидон (ПВП), методом распыления
Стенты очищали, как описано выше в примерах. Получали раствор для распыления в этаноле, содержащий льняное масло (0,25%) и ПВП (0,1%). Для нанесения покрытия указанный раствор распыляли на стент, равномерно вращающийся вокруг собственной оси, с использованием пульверизатора. Затем сушили в течение ночи при 70°С. В среднем масса покрытия составляла 0,2 мг + 0,02 мг.
Рапамицин или комбинацию активного агента с рапамицином можно включать методом погружения при набухании покрытия или методом распыления раствора, содержание рапамицина в котором составляет по меньшей мере 20 мас.%.
Пример 15
Нанесение на стенты биосовместимого покрытия с высвобождением рапамицина при использовании смеси льняного масла и синтетического полимера, такого как поливинилпирролидон (ПВП), в составе двухслойной системы при добавлении активных агентов, подавляющих развитие рестеноза
После очистки стента наносили первый слой при распылении 0,35 мас.%-ного раствора рапамицина в хлороформе. После высушивания указанного слоя при комнатной температуре наносили второй слой при распылении 0,25%-ного раствора льняного масла и 0,1%-ного раствора ПВП в хлороформе.
Пример 16
Нанесение на стенты биосовместимого покрытия с использованием льняного масла и α-линоленовой кислоты
Стент очищали этанолом и ацетоном, как описано выше, затем на стент равномерно распыляли 0,20%-ный раствор льняного масла и 0,5%-ный раствор α-линоленовой кислоты.
Пример 17
Нанесение сплошного покрытия на стент для пищевода методом погружения
а) Предварительная обработка распорок стента
Стент закрепляли на стержне ротора и при очень медленном вращении ротора наносили покрытие при распылении 1%-ного раствора полиуретана при очень медленном поступательном движении вверх-вниз поршня пульверизатора, при этом стент приобретал матово-серую окраску, равномерность покрытия оценивали оптическим методом. Важно, чтобы края стента были покрыты сплошным слоем, что достигается за счет дополнительного распыления раствора вокруг указанных участков стента. Затем стент сушили.
б) Нанесение на стент сплошного покрытия методом распыления после стадии распыления а)
Полиуретан и 35 мас.%-ную смесь рапамицин/тергурид (4:1) растворяли в ТГФ, при этом получали 14%-ный раствор.
После предварительного нанесения покрытия, как описано в примере 17а), стент осторожно закрепляли в специальном устройстве на стержне. Стержень со стентом погружали в чистый ТГФ до появления пузырьков воздуха, которые поднимаются медленно вверх. Затем стент медленно погружали в 14%-ный раствор полиуретана. Через 15 с стержень со стентом медленно вынимали из раствора, устанавливали в горизонтальное положение и вращали стержень для равномерного распределения полиуретана на стенте, затем стент сушили. После загустевания полиуретана стент сушили в вытяжном шкафу, затем в сушильном шкафу при 95°С 45 мин. После охлаждения стент погружали в теплый 0,3%-ный раствор додецилсульфата натрия (ДСН), чтобы извлечь стент из устройства. Стент промывали в проточной воде, затем раствором NaOH (0,5 М) и большим объемом теплой проточной воды и деионизированной водой.
Пример 18
Нейрональный стент с частичным покрытием, предназначенный для лечения аневризмы
Раствор
Полиуретан (3,2 мг) растворяли в N-метил-2-пирролидоне (20 мл) и добавляли 33 мас.% раствор рапамицина.
Стент с покрытием, нанесенным методом распыления, закрепляли на подходящем свободновращающемся стержне, при этом стент плотно прилегает к гладкой поверхности.
Нанесение покрытия осуществляли в две стадии, при этом раствор равномерно распределяли на поверхности участков с уже нанесенным покрытием очень тонкой кисточкой. После нанесения на указанные участки покрытия требуемой толщины стент сушили при 90°С. После охлаждения стент снимали со стержня.
Пример 19
Нанесение покрытия, содержащего рапамицин, на складчатый баллон методом распыления
Баллон осторожно смачивали ацетоном, покрытие наносили распылением раствора рапамицина в этилацетате при равномерном вращении баллона вокруг продольной оси, затем баллон сушили. Для предотвращения разглаживания складок при вращении баллона внутри него создавали вакуум.
Пример 20
Нанесение сплошного покрытия, содержащего рапамицин, на складчатый баллон с использованием пипетки
Складчатый баллон закрепляли на вращающейся оси в горизонтальном положении. Для предотвращения разглаживания складок при вращении баллона внутри него создавали вакуум. Для нанесения покрытия раствор активного агента в этаноле постадийно наносили вдоль продольной оси баллона с использованием тефлонового шланга, присоединного к иголке шприца, при этом получали сплошное покрытие требуемой толщины на внешней поверхности баллона и в складках. Затем баллон сушили. Предпочтительно в раствор активного агента добавляли вспомогательное вещество, повышающее проницаемость активного агента в клетку. Например, в раствор рапамицина (150 мг) в ацетоне (4,5 мл) добавляли иодпромид (100 мкл) и этанол (450 мкл).
Пример 21
Определение потерь активного агента при расширении баллона на модели in vitro
Складчатый баллон с покрытием из рапамицина и вспомогательного вещества помещали в толстый силиконовый шланг, который заполняли буферным раствором ФСБ, и баллон расширяли. Затем оставшийся слой покрытия баллона растворяли в некотором количестве ацетонитрила и определяли количество рапамицина в полученном растворе методом ЖХВР. Кроме того, определяли количество рапамицина, оставшееся на стенках шланга, который промывали ацетонитрилом, и также определяли количество рапамицина в буферном растворе.
Пример 22
Нанесение на складчатый баллон частичного покрытия, содержащего рапамицин, с использованием пипетки
Складчатый баллон закрепляли на вращающейся оси в горизонтальном положении, при этом складки всегда располагаются на внешней стороне, для предотвращения разглаживания складок внутри баллона создавали вакуум. Затем получали 1%-ный спиртовой раствор рапамицина с низкой вязкостью. Использование раствора с низкой вязкостью позволяло заполнить складки баллона в расширенном состоянии за счет капиллярных сил. Раствор наносили с помощью капилляра, который контактировал с поверхностью складки, за счет капиллярных сил раствор проникал в складку, заполняя весь внутренний объем. После заполнения складки баллон сушили, затем баллон вращали и заполняли раствором следующую складку. Каждую складку заполняли раствором один раз.
Пример 23
На второй стадии на слой из активного агента, нанесенный только в складки стента, как описано в примере 7, наносили защитный слой из полимера методом распыления. Для образования после высыхания полимерного слоя, который не препятствует равномерному расширению складок баллона, при распылении использовали раствор полимера с низкой концентрацией. Например, пригодным является 0,5%-ный раствор ПВП.
Пример 24
Нанесение покрытия на надутый баллон катетера исключительно в складки в присутствии насаженного на баллон стента
а) 35%-ный раствор рапамицина или комбинацию активных агентов (например, смесь рапамицина и талидомида или талидомида/паклитаксела) в хлороформе наносили на складки с помощью пипетки, вращая складчатый баллон до равномерного заполнения складок (визуальный контроль). Затем складчатый баллон медленно вращали и сушили при комнатной температуре. Данную методику можно использовать для модификации баллона с насаженным стентом или стентом, высвобождающим лекарственное средство.
б) Биостабильный или биоразлагаемый полимер или комбинацию обоих полимеров (см. примеры, описанные выше) и комбинацию активных агентов, которая содержит, по меньшей мере, 30 мас.% рапамицина, растворяли в хлороформе, при этом получали раствор с общим содержанием активных агентов 30 мас.%. Общий раствор имеет концентрацию 0,9%. Указанный раствор можно использовать для нанесения покрытия методом распыления и методом погружения. Согласно настоящему изобретению указанный раствор можно использовать для модификации баллонов с насаженными стентами.