專利名稱：納米粒子增強的光固化聚酸酐載藥聚合物支架的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米粒子增強的光固化聚酸酑載藥聚合 物支架的制備方法。
背景技術(shù)：
經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(PCI)已成為冠心病血管重建的重要方法，其療效已被大規(guī)模臨 床試驗所證實。在介入治療的過程中3個里程碑分別是球囊成形術(shù)，冠狀動脈支架的應(yīng)用 及藥物洗脫支架(DES)的推廣。藥物洗脫支架的臨床試驗取得了卓越效果，術(shù)后6個月 再狹窄發(fā)生率在9%以下，相對金屬裸支架再狹窄率20% 30%和單純球囊擴張術(shù)后再狹 窄率高達(dá)30% 50%而言，藥物涂層支架已是一個大的突破性進(jìn)展。
在2006年歐洲心臟病學(xué)年會(ESC)和世界心臟病學(xué)大會(WCC)上，DES的安全性受到了 質(zhì)疑并再次成為學(xué)術(shù)界爭論的焦點。DES延遲再內(nèi)皮化、聚合物涂層導(dǎo)致的局部血管過敏 和炎癥反應(yīng)以及支架晚期貼壁不良等，都可能會增加晚期血栓事件，DES的遠(yuǎn)期死亡率和 心肌梗死發(fā)生率較普通金屬支架增高。載藥生物降解聚合物支架是藥物洗脫金屬支架的一 個重要發(fā)展，是解決DES晚期再狹窄問題的一個有效的解決方案，具有重要的研究意義和 臨床應(yīng)用前景。
載藥生物可降解血管支架(BDS)由可降解聚合物材料和藥物兩部分組成。同DES相 比，以可降解聚合物為主體，能夠在更長的時間內(nèi)提供更大的藥物載荷；能夠投放多種藥 物；對血管壁的機械作用力隨著支架的降解而減小，抑制血管內(nèi)膜增生。
在二十世紀(jì)80年代初，杜克大學(xué)的Stack等第一次提出由高分子材料絲編織成生物降 解支架。Susawa等用PLGA制成支架，進(jìn)行了動物實驗。Tamai等首次將PLLA支架應(yīng)用于 患者，Igaki-Tamai支架為第一個植入人體的可生物降解支架。Vogt等人制備了紫杉醇負(fù)載 的PLLA支架，對其生物相容性、技術(shù)可行性、對支架內(nèi)再狹窄的影響進(jìn)行了研究。研究 表明置入裝置較Igaki-Tamai支架有明顯改進(jìn)，摻入紫杉醇藥物能有效減少支架內(nèi)再狹窄發(fā) 生率。Uurto等將兩種藥物可降解PLLA支架和自擴張金屬支架置入豬髂總動脈進(jìn)行對比研 究，結(jié)果顯示聚合物支架能減少血管內(nèi)膜增生，具有較好的生物相容性和可靠性，進(jìn)一步 證實藥物PLLA支架在血運重建及防治支架內(nèi)再狹窄上是可行的。
綜上所述，相比于金屬支架，BDS的優(yōu)越性在于(1)具有良好的生物相容性，特別 是血液相容性；(2)通過生物降解成無毒的產(chǎn)物且無免疫源性；(3)對狹窄的管腔提供暫 時性支撐作用，而無長期的并發(fā)癥；(4)可以作為載體攜帶抗血栓及抗內(nèi)膜增生的藥物，
而無需進(jìn)行長期的全身抗凝。
在文獻(xiàn)US5670161A中，介紹了一種載藥的聚合物血管支架的制備方法，所用的原材 料是聚乳酸和聚己內(nèi)酯，藥物是抗再狹窄藥物三氧化二砷，熔融擠出制備管材，激光切割 機將管材刻蝕成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。與之相類似，在文獻(xiàn)CN1367023中，介紹了一種生物可降解 的藥物復(fù)合高分子支架材料的制備方法，其特征是將高分子聚乳酸、聚己內(nèi)酯和抗再狹窄 藥物溶于溶劑中；倒入容器中成膜，制成細(xì)絲；將細(xì)絲在由L—乳酸和乙交酯共聚物、溶 劑及抗再狹窄藥物制備的混合溶液中浸蘸晾千，或冷凍千燥；然后在抗凝血溶液中浸泡， 晾干；將細(xì)絲纏繞于模具上，熱固成型，得到高分子支架材料。上述兩個方案存在的主要 問題是采用的聚乳酸、聚已內(nèi)酯等聚合物材料的固有強度低，如要達(dá)到一定的機械支撐 力，BDS體積將較大，使其在小管腔中的應(yīng)用受到限制；另外，聚乳酸和聚已內(nèi)酯都屬于 體降解型聚合物，降解開始后其器件形態(tài)和力學(xué)強度發(fā)生急劇變化，導(dǎo)致支架機械性能的 喪失。
聚酸酐是20世紀(jì)是80年代初美國麻省理工學(xué)院Langer等發(fā)現(xiàn)的一類新型合成生物 可降解高分子材料，由于其具有良好的表面溶蝕降解性、生物相容性、結(jié)構(gòu)易改性、降解 速度可調(diào)及易加工性等優(yōu)異性能，很快在醫(yī)學(xué)前沿領(lǐng)域得到應(yīng)用。到目前為止，人們合成 的聚酸酐種類已有很多，如脂肪族聚酸酐、芳香族聚酸酐、不飽和聚酸酐、可交聯(lián)聚酸酐 等。然而在藥物緩控釋領(lǐng)域應(yīng)用最多的實際上是由不同單體按照一定比例聚合而成的各種 聚酸酐共聚物。由于聚酸酐具有獨特的表面溶蝕性，它可以避免材料在使用過程中，由于 大量降解而導(dǎo)致力學(xué)性能的急劇下降。聚酸酐材料在質(zhì)量損失達(dá)到50%時其力學(xué)強度仍可 以保持70% 80%。近年來，國外開始了對可光聚型混合聚酸酐的研究，其特點是可以在 紫外光或可見光照射下聚合，多官能團(tuán)單體的光聚合可形成高度交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò)，相對 于線型聚酸酐，它具有更好的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能，可以減緩聚合物對溶劑的吸收，從而 在藥物傳送、整形外科等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種納米粒子增強的光固化聚酸酐載藥聚合物支架的制備方法。
本發(fā)明提出的納米粒子增強的光固化聚酸酐載藥聚合物支架的制備方法，具體步驟如
下
以具有光學(xué)活性的甲基丙烯酸酐化癸二酸(MSA)和甲基丙烯酸酐化雙(對羧基苯氧 基)己烷(MCPH)作為聚合單體，以親核NO供體DETA/NO作為模型藥物，通過超聲 分散將模型藥物均勻分散于聚合單體中；接著將納米粒子增強材料超聲分散于所述光固化
聚合單體中，然后加入光引發(fā)劑，倒入玻璃模具中，紫外光照射，固化后得到管狀材料， 切割管狀材料，即得到所需產(chǎn)品；其中，甲基丙烯酸酐化癸二酸與甲基丙烯酸酐化雙(對 羧基苯氧基)己垸的質(zhì)量比為0-50: 50-100%，模型藥物加入量為聚合單體質(zhì)量的0-30%; 納米粒子增強材料加入量為聚合單體質(zhì)量的0-30%，
本發(fā)明中，所述納米粒子增強材料為納米殼聚糖、納米聚肽或納米羥基磷灰石之任一 種。其中納米殼聚糖的制備是采用文獻(xiàn)上廣泛報道的離子凝膠法，基本過程是稱取經(jīng)不同 分子量的殼聚糖，溶解于1。/。(PVK)的醋酸溶液，殼聚糖濃度為0.5%(附/7)。用10mol/L NaOH調(diào)pH = 4. 6~4. 7。取10 mL上述殼聚糖的醋酸溶液，逐滴加入3 mL 0. 25% (w/K)三 聚磷酸鈉(TPP)溶液，磁力攪拌，得到經(jīng)TPP交聯(lián)的殼聚糖(CS)納米粒子懸濁液。以大于 12000 r/min高速離心分離殼聚糖納米粒子10 min;將上層清液倒掉，沖洗微球，備用。而 納米聚肽是將聚肽(其種類和鏈的長度都可以根據(jù)實際需要進(jìn)行調(diào)整。其中氨基酸可選用 L一天冬氨酸、賴氨酸、谷氨酸等)在稀溶液狀態(tài)和一定溫度下，在溶劑中可以自組裝形 成具有納米尺度的a—螺旋結(jié)構(gòu)，并且在常溫下非常的穩(wěn)定。該材料的鏈之間的寬度在0.5 埃左右，而自組裝形成的螺旋結(jié)構(gòu)的寬度也只有10-20埃(1埃二0.1nm)。羥基磷灰石具 有無毒、無刺激性、良好的生物活性、良好的生物相容性和骨傳導(dǎo)性、較高的機械強度及 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點。但因羥基磷灰石的顆粒和脆性較大、缺乏可塑性、體內(nèi)降解緩慢、 生物力學(xué)強度和抗疲勞破壞強度較低，難于被機體完全替代、利用，使其臨床應(yīng)用受到限 制。人們發(fā)現(xiàn)人體骨骼中的羥基磷灰石主要是納米級針狀單晶體結(jié)構(gòu)。納米級的羥基磷灰 石與人體內(nèi)組織成分更為相似，具有更好的生物學(xué)性能，因此納米羥基磷灰石及其復(fù)合生 物材料成為當(dāng)今研究的重點。目前納米羥基磷灰石已經(jīng)得到工業(yè)化的生產(chǎn)和應(yīng)用。本發(fā)明 所采用的納米羥基磷灰石即為商業(yè)產(chǎn)品。
本發(fā)明中，所述光引發(fā)劑包括紫外光引發(fā)劑2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA) 和可見光引發(fā)劑樟腦醌/三乙醇胺體系(CQ/TEA)，光引發(fā)劑加入量為聚合單體質(zhì)量的 0.5-3%。紫外光引發(fā)劑引發(fā)聚合所用的紫外燈波長為365nm。
本發(fā)明中，所述親核NO供體藥物，是指含有[N(0)NO]—官能團(tuán)的化合物。即為含有親 核的仲胺基團(tuán)NH的化合物，與NO反應(yīng)生成[N(O)NO]-基團(tuán)；本發(fā)明所采用的二乙烯三胺 /一氧化氮加成產(chǎn)物(DETA/NO)是目前為止發(fā)現(xiàn)的半衰期最長(20h)的一種親核NO供 體，其制備方法是將二乙烯三胺(DETA)加入到溶劑為乙腈的高壓反應(yīng)釜中，通N2鼓泡 10min，抽真空后再通入NO氣體，維持壓力為5atm。反應(yīng)3天后，將產(chǎn)物過濾，先后用 乙腈和無水乙醚多次洗滌，放入真空烘箱中常溫干燥24h，得到蓬松狀白色粉末。將產(chǎn)物 放入干燥器中-20 °C低溫保存。
本發(fā)明中，所述切割管狀材料方法是通過激光切割機按照設(shè)定圖案將管材刻蝕成網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)，有Z型，波紋型和蜂窩型。
本發(fā)明中，所述的聚合單體甲基丙烯酸酐化癸二酸(MSA)和甲基丙烯酸酐化雙(對 羧基苯氧基)己烷(MCPH)的制備步驟分別如下-
稱取癸二酸O.lmol (20.2g)于單口燒瓶中，加入0.25mo1 (40ml)甲基丙烯酸酐(MA)， 將燒瓶置于油浴中，放入四氟攪拌子開動電磁攪拌，控制反應(yīng)溫度在8(TC。反應(yīng)大約l小 時左右SA完全反應(yīng)變成澄清透明液體。繼續(xù)反應(yīng)0.5小時，得到無色澄清液體。用沸程為 90-120'C的石油醚萃取反應(yīng)產(chǎn)物三次，取下層無色透明液體，在8(TC條件下減壓蒸餾除掉 殘留的石油醚和甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酸酐。所得無色透明粘稠的液體即為產(chǎn)品MSA。
稱取精制后的1 ，6-雙(對羧基苯氧基)己垸35.8g(0.1 mol)置于圓底燒瓶中，加入(0.25mo 1) 的甲基丙烯酸酐,電磁攪拌，油浴加熱至14(TC。反應(yīng)4小時左右時產(chǎn)物變成淡黃色透明液 體，待完全轉(zhuǎn)變成液體后再繼續(xù)反應(yīng)1小時，停止加熱。除去油浴使反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至室溫， 得到透明的淡黃色液體。用沸程為90-12(TC石油醚萃取三次，所得產(chǎn)物用砂芯漏斗過濾。 對所得到的液體在IO(TC下進(jìn)行減壓蒸餾，除去殘留的石油醚、甲基丙烯酸以及未反應(yīng)完 全的甲基丙烯酸配，最后所得透明澄清的淡黃色液體即為MCPH，在低溫下密封保存。
本發(fā)明采用具有良好力學(xué)強度和生物活性的聚酸酐作為支架材料，它具有表面溶蝕的 降解特性，能夠穩(wěn)定的降解和具有線性的釋藥動力學(xué)曲線。采用具有生物活性的納米粒子 作為增強材料，進(jìn)一步提高材料的力學(xué)性能。
具體實施例方式
下面用實施例給出了對本發(fā)明更詳細(xì)的說明，有助于理解本發(fā)明。然而，不應(yīng)將此解 釋為對本發(fā)明范圍的限制。 實施例1甲基丙烯酸酐化癸二酸制備
稱取癸二酸O.lmol (20.2g)于單口燒瓶中，加入0.25mo1 (40ml)甲基丙烯酸酐(MA)， 將燒瓶置于油浴中，放入四氟攪拌子開動電磁攪拌，控制反應(yīng)溫度在8(TC。反應(yīng)大約l小 時左右SA完全反應(yīng)變成澄清透明液體。繼續(xù)反應(yīng)0.5小時，得到無色澄清液體。用沸程為 90-120。C的石油醚萃取反應(yīng)產(chǎn)物三次，取下層無色透明液體，在8(TC條件下減壓蒸餾除掉 殘留的石油醚和甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酸酐。所得無色透明粘稠的液體即為產(chǎn)品MSA。 實施例2甲基丙烯酸酐化1，6-雙(對羧基苯氧基)己烷(MCPH)的合成
將27.6g(0.2mol)對羥基苯甲酸、16g(0.4mol)氫氧化鈉溶于300ml水，置于500ml三頸燒 瓶中，攪拌下逐滴加入24.6g(0.Im ol)二溴己垸(l hr加完)同時加熱回流，5hr后，加入4g (O.lmol) 氫氧化鈉固體，繼續(xù)回流2小時。停止加熱，將反應(yīng)物靜置過夜。抽濾，沉淀用40ml甲醇洗滌，立即溶于100ml水中。將該溶液加熱至60-7(TC,用6mol/L硫酸酸化至不再產(chǎn)生白色 沉淀為止。趁熱抽濾，沉淀于40。C真空干燥，得白色粉末22.3g(51。/。)。
IR (YBr) v (cm'): 3300(寬，KAP-OH)， 1675(梭酸00), 1604, 1513(苯環(huán)CK:)， 1255, 1169(芳醚C-0).
稱取精制后的CPH固體35.8g(0.1mol)置于圓底燒瓶中，加入(0.25mol)的甲基丙烯酸 酐,電磁攪拌，油浴加熱至14(TC。反應(yīng)4小時左右時產(chǎn)物變成淡黃色透明液體，待完全轉(zhuǎn) 變成液體后再繼續(xù)反應(yīng)1小時，停止加熱。除去油浴使反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至室溫，得到透明的 淡黃色液體。用沸程為90A-12(TC石油醚萃取三次，所得產(chǎn)物用砂芯漏斗過濾。對所得到 的液體在10(TC下進(jìn)行減壓蒸餾，除去殘留的石油醚、甲基丙烯酸以及未反應(yīng)完全的甲基 丙烯酸配，最后所得透明澄清的淡黃色液體即為MCPH。在低溫下密封保存。 實施例3
稱取甲基丙烯酸酐化癸二酸(MSA) 5g和雙(對羧基苯氧基)己烷的(MCPH) 5g， 放入燒杯中，加入親核NO供體DETA/N01.5g，加入殼聚糖納米粒子2.0g，光引發(fā)劑2,2-二 甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA) 0.05g，電磁攪拌30min，超聲30min，倒入玻璃模具中，在 波長為365nm，功率500W的紫外燈下照射5min，得到不同直徑的管狀材料，可根據(jù)需要， 切割成不同長度；PROSTENT 1激光切割機按AlphaCAM(LICOM)圖形設(shè)計軟件設(shè)計圖形， 電腦控制下將管材刻蝕成Z型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形態(tài)；在PBS溶液(磷酸緩沖溶液)中，測定其降解時 間為68天。 實施例4
稱取甲基丙烯酸酐化癸二酸(MSA) 10g，，放入燒杯中，加入親核NO供體DETA/NO 0.5g，加入聚肽納米粒子1.0g，光引發(fā)齊UDMPA0.1g，電磁攪拌30min，超聲30min，倒入玻 璃模具中，在波長為365nm，功率500W的紫外燈下照射5min，得到管狀材料，可根據(jù)需要， 切割成不同長度；PR0STENT1激光切割機按Alpha CAM(LICOM)圖形設(shè)計軟件設(shè)計圖 形，電腦控制下將管材刻蝕成波紋型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形態(tài)；在PBS溶液中，測定其降解時間為3 天。
實施例5
稱取甲基丙烯酸酐化雙(對羧基苯氧基)己垸的(MCPH) 10g，放入燒杯中，加入親 核NO供體DETA/NO 3.0g，納米羥基磷灰石晶體3.0g，光引發(fā)劑樟腦醌/三乙醇胺體系(CQ: TEA=1: l質(zhì)量比)各0.1g，電磁攪拌30min，超聲30min，倒入玻璃模具中，在波長為365nm， 功率500W的紫外燈下照射5min，得到不同直徑的管狀材料，可根據(jù)需要，切割成不同長 度；PR0STENT1激光切割機按AlphaCAM(LICOM)圖形設(shè)計軟件設(shè)計圖形，電腦控制下 將管材刻蝕成蜂窩型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形態(tài)；在PBS溶液中，測定其降解時間為350天。
權(quán)利要求
1、一種納米粒子增強的光固化聚酸酐載藥聚合物支架的制備方法，其特征在于具體步驟如下以具有光學(xué)活性的甲基丙烯酸酐化癸二酸和甲基丙烯酸酐化雙(對羧基苯氧基)己烷作為聚合單體，以親核NO供體DETA/NO作為模型藥物，通過超聲分散將模型藥物均勻分散于聚合單體中；接著將納米粒子增強材料超聲分散于所述光固化聚合單體中，然后加入光引發(fā)劑，倒入玻璃模具中，紫外光照射，固化后得到管狀材料，切割管狀材料，即得到所需產(chǎn)品；其中，甲基丙烯酸酐化癸二酸與甲基丙烯酸酐化雙(對羧基苯氧基)己烷的質(zhì)量比為0-50∶50-100％，模型藥物加入量為聚合單體質(zhì)量的0-30％；納米粒子增強材料加入量為聚合單體質(zhì)量的0-30％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粒子增強的光固化聚酸酐載藥聚合物支架的制備方法， 其特征在于所述納米粒子增強材料為納米殼聚糖、納米聚肽或納米羥基磷灰石之任一種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粒子增強的光固化聚酸酐載藥聚合物支架的制備方法， 其特征在于所述光引發(fā)劑為2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮或樟腦醌/三乙醇胺體系。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粒子增強的光固化聚酸酐載藥聚合物支架的制備方法， 其特征在于所述親核NO供體藥物是指含有[N(0)NO]—官能團(tuán)的化合物。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粒子增強的光固化聚酸酐載藥聚合物支架的制備方法， 其特征在于所述切割管狀材料方法是通過激光切割機按照設(shè)定圖案將管材刻蝕成網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種載藥的生物可降解聚合物血管支架及其制備方法。具體步驟為將具有光學(xué)活性的甲基丙烯酸酐化癸二酸和雙(對羧基苯氧基)脂肪烷作為聚合單體，以抗再狹窄藥物親核NO供體DETA/NO作為模型藥物，將增強材料納米羥基磷灰石超聲分散于光固化單體中，光固化得到管狀結(jié)構(gòu)材料，切割機將管材刻蝕成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物血管支架。采用上述技術(shù)制備的支架材料，具有具備良好的機械性能、穩(wěn)定的藥物釋放性能和可調(diào)節(jié)的降解特性。
文檔編號A61L31/14GK101357244SQ200810200058
公開日2009年2月4日 申請日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者李文濤, 群 高 申請人:復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院