用于制造释放一氧化氮的医疗器械的干燥二醇二氮烯鎓反应方法
专利名称：用于制造释放一氧化氮的医疗器械的干燥二醇二氮烯鎓反应方法
技术领域：
本公开内容涉及干燥二醇二氮烯鐺反应方法，用于制造可以用于治疗各种疾病和病况的释放一氧化氮的医疗器械。
背景技术：
一氧化氮(NO)是一种简单的二原子分子，在细胞生理过程中发挥多样而复杂的作用。不到25年前，主要将NO视作与空气混合的化石燃料燃烧过程中形成的烟雾组分。 然而，根据i^erid Murad等的先驱性工作，现在已知NO是在包括内皮细胞、神经细胞和巨噬细胞在内的几乎所有组织中存在的有效的信号转导性化合物和细胞毒性试剂/细胞生长抑制剂。哺乳动物细胞采用两步酶法合成N0，将L-精氨酸氧化成N- ω -羟基-L-精氨酸， 然后再转化为L-瓜氨酸和不带电的NO自由基。三种不同的一氧化氮合酶调节NO的产生。 神经元一氧化氮合酶(N0S1，或nNOQ在神经元组织内形成，在神经传递过程中发挥必要作用；内皮一氧化氮合酶(N0S3或eNOQ由内皮细胞分泌，可诱导血管舒张；诱导性一氧化氮合酶(N0S2或iNOS)主要存在于巨噬细胞、肝细胞和软骨细胞中，与免疫细胞毒性有关。神经元NOS和eNOS是组成性酶，调节少量NO的快速、短期释放。这种微量的NO 激活鸟苷酸环化酶，提高环磷酸鸟苷(cGMP)的浓度，进而提高胞内Ca2+水平。胞内Ca2+浓度的升高导致平滑肌松弛，产生NO的血管舒张作用。诱导性NOS负责较大量NO的持续释放，由胞外因子如内毒素和细胞因子活化。这些较高的NO水平在细胞免疫过程中发挥关键作用。医学研究在于快速发现NO的治疗应用，包括血管外科和介入性心脏学领域。用于清除阻塞动脉的手术如经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA)(也称为球囊血管成形术)和经皮腔内斑块旋切术和/或支架植入术可导致球囊扩张或支架设置部位的血管壁损伤。响应这种损伤，发生称为再狭窄的复杂多因素过程，原先打开的血管内腔变窄而变得再次阻塞。当凝血细胞(血小板)迁移到损伤部位，在受损内皮中释放促细胞分裂剂时，启动了再狭窄过程。凝血细胞开始聚集或粘附于损伤部位，启动血栓形成或血块形成过程。结果，由于凝血细胞和纤维蛋白在血管壁上聚集，先前打开的内腔开始变窄。在一种更常见的再狭窄机制中，在治愈过程中，粘附于血管壁的激活的凝血细胞分泌的促细胞分裂剂刺激血管平滑肌细胞过度增殖，再次限制或阻塞受损的血管内腔。产生的新内膜增生是支架再狭窄的主要原因。近来，已证明NO能显著减少凝血细胞聚集和粘附；联合NO的直接细胞毒性/细胞生长抑制性质可显著减少血管平滑肌细胞增殖并有助于防止再狭窄。最初血管伤害后几分钟内发生凝血细胞的聚集，一旦启动导致再狭窄的事件级联，将导致不能补救的损伤。而且，血栓形成和再狭窄的风险持续存在，一直到血管内腔内的内皮细胞得到修复为止。因此，NO或任何抗-再狭窄试剂必需立即到达损伤部位。在损伤部位提供治疗水平的NO的一种方法是预防性地提高全身NO水平。这可通过刺激内源性NO的产生或使用外源性NO来源来实现。调节内源性NO释放的方法主要聚焦在使用过量NO前体如L-精氨酸激活合成途径，或者利用基因治疗增加一氧化氮合酶(NOS) 的表达。美国专利(USPN) 5，945，452，5，891，459和5，428，070描述了使用口服给予的L-精氨酸和/或L-赖氨酸实现的NO持续升高。然而，尚未证明这些方法能有效防止再狭窄过程。用基因治疗技术调节内源表达的NO仍然是高度实验性的，还未被证实安全有效。美国专利5，268，465，5，468，630和5，658，565阐述了各种基因治疗方法。外源性NO来源如纯的NO气体高度毒性，寿命短并且在生理溶液中相对不溶解。因此，全身递送外源性NO通常采用有机硝酸酯前药如硝基甘油片、静脉内混悬剂、喷雾剂和透皮贴片来实现。人体将硝基甘油快速转化为NO ；然而，激活前药所需的酶含量和辅因子快速耗竭，导致耐药性。而且，全身给予NO具有破坏性的副作用，包括低血压和自由基细胞损伤。因此，采用有机硝酸酯前药来维持全身抗-再狭窄治疗血浓目前是不可能的。因此，大量关注集中在局部或位点特异性的NO递送，以减轻全身预防相关的缺点。已经评价了可植入医疗器械和/或局部基因治疗技术，包括用NO释放性化合物涂覆的医疗器械，或将NOS基因递送至靶细胞的载体。与其全身给药相似，局部NO递送的基因治疗技术尚未证明安全有效。在位点特异性NOS基因递送成为现实之前还需要克服许多技术障碍和安全性考虑。然而，在外源性NO局部应用领域已经实现了显著的进步。为了有效防止再狭窄， 抑制性治疗剂如NO必需以治疗水平在持续的时间内给予。因此，任何用于治疗再狭窄的释放NO的医疗器械必需适合植入。理想的候选器械是血管支架。因此，在精确部位安全提供治疗有效量的NO的支架将代表再狭窄治疗和预防领域的显著进步。许多研究者已经开发了适合体内应用的释放一氧化氮的化合物。早在1960年，已经证明NO气体能够与胺(例如二乙胺)反应，形成具有以下通式R-R' N--N(O)NO的释放 NO的阴离子。这些化合物的盐在溶液中自发分解并释放NO。可用作治疗剂的在体温下具有足够稳定性的释放一氧化氮的化合物最终由 Keefer 等开发，在 USPN4, 954，526,5, 039，705,5, 155，137,5, 212，204,5, 250，550、 5，366，997,5, 405，919,5, 525，357和5，650，447中阐述，所有这些专利的内容被纳入本文
作为参考。然而，NO的体内半衰期有限，导致将NO递送至指定区域过程中的困难。因此， 需要能够实现NO的延长释放的释放NO的化合物。为此开发了一些示例性的释放NO的化合物，包括例如供给NO的阿司匹林衍生物、亚硝酸戊酯和二硝酸异山梨酯。此外，也报道了具有NO加合物的生物相容性聚合物(参见例如，美国专利公开2006/00085 和 2004/0037836)，以受控方式释放NO。仲胺能够结合两摩尔的NO并在水性环境中释放它们。通式1显示了能够结合两个NO分子的示例性的仲胺的一般结构，在后文中称为二醇二氮烯鐺，(式中M是抗衡离子， 可以是具有适当电荷的金属，或质子，Rl和R2是有机和无机化学基团的通称)。在一定压力下，使仲胺接触碱性条件同时加入NO气体，导致二醇二氮烯鐺的产生。
权利要求
1.一种制造干燥二醇二氮烯鐺化聚合物涂覆的医疗器械的方法，其包括以下步骤a)提供医疗器械；b)用仲胺官能化聚合物涂覆所述医疗器械；c)干燥所述涂覆有仲胺官能化聚合物的医疗器械；和d)使所述涂覆有仲胺官能化聚合物的干燥的医疗器械在压力下接触一氧化氮； 以形成涂覆有干燥二醇二氮烯鐺化聚合物的医疗器械。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述仲胺官能化聚合物是式I表示的聚合
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压力在约0.1个大气压-约35个大气压之间。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述医疗器械是金属医疗器械。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述金属医疗器械包括不锈钢、钛合金(镍钛诺)、钽、无磁性镍-钴-铬-钼[MP35N]合金、钼、钛及其组合。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括用至少一种生物活性剂涂覆所述医疗器械。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述生物活性剂选自反义试剂、抗肿瘤药、 抗增殖药、抗血栓形成药、抗凝血药、抗血小板药、抗生素、抗炎药、类固醇、基因治疗剂、治疗性物质、有机药物、药物化合物、重组DNA产品、重组RNA产品、胶原、胶原性衍生物、蛋白质、蛋白质类似物、糖、糖衍生物及其组合。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述生物活性剂是佐他莫司。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述医疗器械选自血管支架、支架移植物、 尿道支架、胆管支架、导管、缝合线、眼科器械、人造心脏瓣膜、分流器、起搏器、骨螺钉、骨固定器、保护板和假体器械。
10.如权利要求1所述的医疗器械，其特征在于，所述医疗器械是血管支架。
11.一种制造涂覆有盖涂层的涂有干燥二醇二氮烯鐺化聚合物的医疗器械的方法，其包括以下步骤a)提供医疗器械；b)用仲胺官能化聚合物涂覆所述医疗器械；c)干燥所述涂覆有仲胺官能化聚合物的医疗器械；和e)用盖涂层聚合物涂覆所述涂覆有仲胺官能化聚合物的干燥的医疗器械；f)干燥所述涂覆有盖涂层聚合物的医疗器械；和d)使所述干燥的涂覆有盖涂层聚合物的医疗器械在压力下接触一氧化氮； 以形成涂覆有盖涂层的涂有干燥二醇二氮烯鐺化聚合物的医疗器械。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述盖涂层聚合物选自甲基丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯聚合物、苯乙烯和异丁烯的嵌段共聚物、和氟化聚合物。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述仲胺官能化聚合物是式I表示的聚合物
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述压力在约0.1个大气压-约35个大气压之间。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述医疗器械是金属医疗器械。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述金属医疗器械包括不锈钢、钛合金 (镍钛诺)、钽、无磁性镍-钴-铬-钼[MP35N]合金、钼、钛及其组合。
17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括用至少一种生物活性剂涂覆所述医疗器械。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述生物活性剂选自反义试剂、抗肿瘤药、抗增殖药、抗血栓形成药、抗凝血药、抗血小板药、抗生素、抗炎药、类固醇、基因治疗剂、 治疗性物质、有机药物、药物化合物、重组DNA产品、重组RNA产品、胶原、胶原性衍生物、蛋白质、蛋白质类似物、糖、糖衍生物及其组合。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述生物活性剂是雷帕霉素或其衍生物。
20.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述医疗器械选自血管支架、支架移植物、尿道支架、胆管支架、导管、缝合线、眼科器械、人造心脏瓣膜、分流器、起搏器、骨螺钉、 骨固定器、保护板和假体器械。
21.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述医疗器械是血管支架。
全文摘要
本发明公开的方法广泛提供了干燥二醇二氮烯鎓反应方法，以生产释放一氧化氮的医疗器械。这些医疗器械还可在干燥二醇二氮烯鎓反应前施加盖涂层，以产生具有盖涂层的释放一氧化氮的医疗器械。
文档编号A61L27/34GK102256635SQ200980151840
公开日2011年11月23日 申请日期2009年11月19日 优先权日2008年12月19日
发明者K·尤迪皮, P·程, 陈明飞 申请人:麦德托尼克瓦斯科尔勒公司
技术领域：
本公开内容涉及干燥二醇二氮烯鐺反应方法，用于制造可以用于治疗各种疾病和病况的释放一氧化氮的医疗器械。
背景技术：
一氧化氮(NO)是一种简单的二原子分子，在细胞生理过程中发挥多样而复杂的作用。不到25年前，主要将NO视作与空气混合的化石燃料燃烧过程中形成的烟雾组分。 然而，根据i^erid Murad等的先驱性工作，现在已知NO是在包括内皮细胞、神经细胞和巨噬细胞在内的几乎所有组织中存在的有效的信号转导性化合物和细胞毒性试剂/细胞生长抑制剂。哺乳动物细胞采用两步酶法合成N0，将L-精氨酸氧化成N- ω -羟基-L-精氨酸， 然后再转化为L-瓜氨酸和不带电的NO自由基。三种不同的一氧化氮合酶调节NO的产生。 神经元一氧化氮合酶(N0S1，或nNOQ在神经元组织内形成，在神经传递过程中发挥必要作用；内皮一氧化氮合酶(N0S3或eNOQ由内皮细胞分泌，可诱导血管舒张；诱导性一氧化氮合酶(N0S2或iNOS)主要存在于巨噬细胞、肝细胞和软骨细胞中，与免疫细胞毒性有关。神经元NOS和eNOS是组成性酶，调节少量NO的快速、短期释放。这种微量的NO 激活鸟苷酸环化酶，提高环磷酸鸟苷(cGMP)的浓度，进而提高胞内Ca2+水平。胞内Ca2+浓度的升高导致平滑肌松弛，产生NO的血管舒张作用。诱导性NOS负责较大量NO的持续释放，由胞外因子如内毒素和细胞因子活化。这些较高的NO水平在细胞免疫过程中发挥关键作用。医学研究在于快速发现NO的治疗应用，包括血管外科和介入性心脏学领域。用于清除阻塞动脉的手术如经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA)(也称为球囊血管成形术)和经皮腔内斑块旋切术和/或支架植入术可导致球囊扩张或支架设置部位的血管壁损伤。响应这种损伤，发生称为再狭窄的复杂多因素过程，原先打开的血管内腔变窄而变得再次阻塞。当凝血细胞(血小板)迁移到损伤部位，在受损内皮中释放促细胞分裂剂时，启动了再狭窄过程。凝血细胞开始聚集或粘附于损伤部位，启动血栓形成或血块形成过程。结果，由于凝血细胞和纤维蛋白在血管壁上聚集，先前打开的内腔开始变窄。在一种更常见的再狭窄机制中，在治愈过程中，粘附于血管壁的激活的凝血细胞分泌的促细胞分裂剂刺激血管平滑肌细胞过度增殖，再次限制或阻塞受损的血管内腔。产生的新内膜增生是支架再狭窄的主要原因。近来，已证明NO能显著减少凝血细胞聚集和粘附；联合NO的直接细胞毒性/细胞生长抑制性质可显著减少血管平滑肌细胞增殖并有助于防止再狭窄。最初血管伤害后几分钟内发生凝血细胞的聚集，一旦启动导致再狭窄的事件级联，将导致不能补救的损伤。而且，血栓形成和再狭窄的风险持续存在，一直到血管内腔内的内皮细胞得到修复为止。因此，NO或任何抗-再狭窄试剂必需立即到达损伤部位。在损伤部位提供治疗水平的NO的一种方法是预防性地提高全身NO水平。这可通过刺激内源性NO的产生或使用外源性NO来源来实现。调节内源性NO释放的方法主要聚焦在使用过量NO前体如L-精氨酸激活合成途径，或者利用基因治疗增加一氧化氮合酶(NOS) 的表达。美国专利(USPN) 5，945，452，5，891，459和5，428，070描述了使用口服给予的L-精氨酸和/或L-赖氨酸实现的NO持续升高。然而，尚未证明这些方法能有效防止再狭窄过程。用基因治疗技术调节内源表达的NO仍然是高度实验性的，还未被证实安全有效。美国专利5，268，465，5，468，630和5，658，565阐述了各种基因治疗方法。外源性NO来源如纯的NO气体高度毒性，寿命短并且在生理溶液中相对不溶解。因此，全身递送外源性NO通常采用有机硝酸酯前药如硝基甘油片、静脉内混悬剂、喷雾剂和透皮贴片来实现。人体将硝基甘油快速转化为NO ；然而，激活前药所需的酶含量和辅因子快速耗竭，导致耐药性。而且，全身给予NO具有破坏性的副作用，包括低血压和自由基细胞损伤。因此，采用有机硝酸酯前药来维持全身抗-再狭窄治疗血浓目前是不可能的。因此，大量关注集中在局部或位点特异性的NO递送，以减轻全身预防相关的缺点。已经评价了可植入医疗器械和/或局部基因治疗技术，包括用NO释放性化合物涂覆的医疗器械，或将NOS基因递送至靶细胞的载体。与其全身给药相似，局部NO递送的基因治疗技术尚未证明安全有效。在位点特异性NOS基因递送成为现实之前还需要克服许多技术障碍和安全性考虑。然而，在外源性NO局部应用领域已经实现了显著的进步。为了有效防止再狭窄， 抑制性治疗剂如NO必需以治疗水平在持续的时间内给予。因此，任何用于治疗再狭窄的释放NO的医疗器械必需适合植入。理想的候选器械是血管支架。因此，在精确部位安全提供治疗有效量的NO的支架将代表再狭窄治疗和预防领域的显著进步。许多研究者已经开发了适合体内应用的释放一氧化氮的化合物。早在1960年，已经证明NO气体能够与胺(例如二乙胺)反应，形成具有以下通式R-R' N--N(O)NO的释放 NO的阴离子。这些化合物的盐在溶液中自发分解并释放NO。可用作治疗剂的在体温下具有足够稳定性的释放一氧化氮的化合物最终由 Keefer 等开发，在 USPN4, 954，526,5, 039，705,5, 155，137,5, 212，204,5, 250，550、 5，366，997,5, 405，919,5, 525，357和5，650，447中阐述，所有这些专利的内容被纳入本文
作为参考。然而，NO的体内半衰期有限，导致将NO递送至指定区域过程中的困难。因此， 需要能够实现NO的延长释放的释放NO的化合物。为此开发了一些示例性的释放NO的化合物，包括例如供给NO的阿司匹林衍生物、亚硝酸戊酯和二硝酸异山梨酯。此外，也报道了具有NO加合物的生物相容性聚合物(参见例如，美国专利公开2006/00085 和 2004/0037836)，以受控方式释放NO。仲胺能够结合两摩尔的NO并在水性环境中释放它们。通式1显示了能够结合两个NO分子的示例性的仲胺的一般结构，在后文中称为二醇二氮烯鐺，(式中M是抗衡离子， 可以是具有适当电荷的金属，或质子，Rl和R2是有机和无机化学基团的通称)。在一定压力下，使仲胺接触碱性条件同时加入NO气体，导致二醇二氮烯鐺的产生。
权利要求
1.一种制造干燥二醇二氮烯鐺化聚合物涂覆的医疗器械的方法，其包括以下步骤a)提供医疗器械；b)用仲胺官能化聚合物涂覆所述医疗器械；c)干燥所述涂覆有仲胺官能化聚合物的医疗器械；和d)使所述涂覆有仲胺官能化聚合物的干燥的医疗器械在压力下接触一氧化氮； 以形成涂覆有干燥二醇二氮烯鐺化聚合物的医疗器械。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述仲胺官能化聚合物是式I表示的聚合
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压力在约0.1个大气压-约35个大气压之间。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述医疗器械是金属医疗器械。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述金属医疗器械包括不锈钢、钛合金(镍钛诺)、钽、无磁性镍-钴-铬-钼[MP35N]合金、钼、钛及其组合。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括用至少一种生物活性剂涂覆所述医疗器械。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述生物活性剂选自反义试剂、抗肿瘤药、 抗增殖药、抗血栓形成药、抗凝血药、抗血小板药、抗生素、抗炎药、类固醇、基因治疗剂、治疗性物质、有机药物、药物化合物、重组DNA产品、重组RNA产品、胶原、胶原性衍生物、蛋白质、蛋白质类似物、糖、糖衍生物及其组合。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述生物活性剂是佐他莫司。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述医疗器械选自血管支架、支架移植物、 尿道支架、胆管支架、导管、缝合线、眼科器械、人造心脏瓣膜、分流器、起搏器、骨螺钉、骨固定器、保护板和假体器械。
10.如权利要求1所述的医疗器械，其特征在于，所述医疗器械是血管支架。
11.一种制造涂覆有盖涂层的涂有干燥二醇二氮烯鐺化聚合物的医疗器械的方法，其包括以下步骤a)提供医疗器械；b)用仲胺官能化聚合物涂覆所述医疗器械；c)干燥所述涂覆有仲胺官能化聚合物的医疗器械；和e)用盖涂层聚合物涂覆所述涂覆有仲胺官能化聚合物的干燥的医疗器械；f)干燥所述涂覆有盖涂层聚合物的医疗器械；和d)使所述干燥的涂覆有盖涂层聚合物的医疗器械在压力下接触一氧化氮； 以形成涂覆有盖涂层的涂有干燥二醇二氮烯鐺化聚合物的医疗器械。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述盖涂层聚合物选自甲基丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯聚合物、苯乙烯和异丁烯的嵌段共聚物、和氟化聚合物。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述仲胺官能化聚合物是式I表示的聚合物
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述压力在约0.1个大气压-约35个大气压之间。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述医疗器械是金属医疗器械。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述金属医疗器械包括不锈钢、钛合金 (镍钛诺)、钽、无磁性镍-钴-铬-钼[MP35N]合金、钼、钛及其组合。
17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括用至少一种生物活性剂涂覆所述医疗器械。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述生物活性剂选自反义试剂、抗肿瘤药、抗增殖药、抗血栓形成药、抗凝血药、抗血小板药、抗生素、抗炎药、类固醇、基因治疗剂、 治疗性物质、有机药物、药物化合物、重组DNA产品、重组RNA产品、胶原、胶原性衍生物、蛋白质、蛋白质类似物、糖、糖衍生物及其组合。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述生物活性剂是雷帕霉素或其衍生物。
20.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述医疗器械选自血管支架、支架移植物、尿道支架、胆管支架、导管、缝合线、眼科器械、人造心脏瓣膜、分流器、起搏器、骨螺钉、 骨固定器、保护板和假体器械。
21.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述医疗器械是血管支架。
全文摘要
本发明公开的方法广泛提供了干燥二醇二氮烯鎓反应方法，以生产释放一氧化氮的医疗器械。这些医疗器械还可在干燥二醇二氮烯鎓反应前施加盖涂层，以产生具有盖涂层的释放一氧化氮的医疗器械。
文档编号A61L27/34GK102256635SQ200980151840
公开日2011年11月23日 申请日期2009年11月19日 优先权日2008年12月19日
发明者K·尤迪皮, P·程, 陈明飞 申请人:麦德托尼克瓦斯科尔勒公司
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