本发明涉及医疗器械领域，具体涉及血管成形术用的一种新型药物洗脱球囊导管及其制备方法。
背景技术：
心脑血管疾病是现代社会健康的头号杀手，全世界每年死于心脑血管疾病的人数高达1500万人，居各种死因首位。自1977年gruntzig首次临床应用经皮冠状动脉介入治疗（pci）以来，血管内再狭窄一直是治疗争论的主要焦点。药物洗脱支架的应用有效的解决了这一问题，使靶血管再狭窄率降至3%以下。然而，药物洗脱支架引起的支架内再狭窄极难处理，如果再次置入药物洗脱支架，发生二次再狭窄的几率高达43%，并且药物洗脱支架治疗的患者需要服用更长时间的双重抗血小板药，预防支架内血栓；另外，pci对于小血管、分叉血管及原位病变等的治疗效果并不理想。近年来，随着我国冠心病发病率增高，医疗技术水平日益提高，接受心脏介入治疗的患者越来越多。根据国家卫计委冠心病介入治疗质控中心和国家心血管病中心统计数据，我国pci手术数量已由2013年的45.45万例增至2018年的91.53万例。另外，与发达国家和地区相比，我国人均pci手术数量依旧落后，表明未来中国pci器械市场潜力巨大。随着pci手术数量逐年递增，发生支架内再狭窄的患者的数量也在同步增加。
目前，针对再狭窄而采用的方法包括:单纯球囊的再次扩张、走向斑块旋切术、旋磨术、血管内放射治疗及重复支架植入等，现有的裸球囊和药物支架都存在一定的局限性，裸球囊的再狭窄率偏高，而药物支架对于小血管和分叉血管的治疗效果也不佳，二者均未能显示其理想的有效性或安全性。
药物洗脱球囊(简称deb)的出现为解决再狭窄带来了新的希望。药物涂层球囊导管是在球囊导管的球囊表面涂覆一层药物，当球囊到达病变血管壁并被撑开、扩张、与血管壁内膜接触时，通过撕裂血管壁内膜并加压快速释放、转移药物至局部血管壁内的技术，药物在局部起到抗血管内膜增生的作用，从而预防血管介入术后的血管再狭窄。
药物洗脱球囊的药物利用率主要受两个方面的影响：药物的输送和药物的释放。有研究表明，药物球囊中有70%以上的药物都损失在球囊输送过程中。除了药物在输送过程中的损失，球囊在短期的扩张(60秒内)中药物并不能完全释放，手术结束后仍然会有约5%~10%的药物留在球囊表面。
中国专利申请cn201510237508.8公开了一种药物球囊表面紫杉醇涂层的制备方法，其包括对亲水球囊表面进行预处理，将既含有亲水基团又含有亲脂基团的有机溶液涂覆在球囊表面，再将该球囊浸入紫杉醇涂层溶液中，放入低温装置冷冻一定时间后干燥，重复结晶过程。此方法操作过程繁琐，不利于进行产业化。
中国专利申请cn201110176942.1介绍了一种静电自组装制备药物球囊的方法，通过自组装方法对不同材质的球囊进行药物涂层覆盖。静电自组装由于循环次数较多，药物量的多少可通过层层叠加来控制，但由于三次后表面电荷逐渐减少，外层组装的药物量及结合力呈下降趋势。
中国专利申请cn201711399181.x介绍了一种具有纳米级和/或微米级的赋形剂颗粒和药物颗粒的药物球囊，采用疏水性的具有一定粘度的涂层增加药物涂层与球囊及涂层颗粒之间的结合力，减少药物在输送过程中的损失。但疏水性涂层与球囊表面的粘结力较大，在球囊与靶病变组织接触过程中药物不容易转载到组织上。
药物球囊的关键技术点在于如何增加药物短时间内的组织吸收。在进行球囊扩张过程中，药物洗脱球囊导管表面的药物会被挤压到狭窄的血管壁上，使得有足够的药物溶解并渗透到血管壁内，从而抑制因球囊扩张对病变血管内、中膜撕裂力造成的内膜细胞增生，达到抗血管内、中膜增生的目的。
技术实现要素：
针对上述现有技术的不足，需要开发提高药物短时间内转移至血管壁内的涂层技术。本发明的目的在于提供具有快速药物释放涂层的球囊导管，用于将活性药物输送至靶病变部位，药物在短时间快速渗透进入患病部位处的组织，从而提高药物在靶病变组织中的吸收，从而抑制因球囊扩张对病变血管内、中膜撕裂力造成的内膜细胞增生，达到抗血管内、中膜增生的目的。
为了达到上述目的，本发明提供了一种新型药物洗脱球囊导管的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）将药物分散或溶解于溶剂中，将该药物溶液与乳化剂溶液混合，于低温下制备纳米颗粒悬浮液；
（2）离心分离纳米药物颗粒溶液，取上清液；
（3）再次离心分离纳米药物颗粒溶液，倒掉上清液，添加双亲性乳化剂溶液，重复以上步骤，分离浓缩形成由双亲性乳化剂包裹的药物颗粒悬浮液；
（4）将步骤（3）制备的药物颗粒溶液与赋形剂溶液混合，超声混合均匀，
使用超声喷涂或浸渍涂层法混合溶液涂到球囊表面，喷涂结束后，将球囊自然晾干或真空干燥，经卷片、压握后得到药物洗脱球囊导管。
步骤（1）中，所述药物为脂溶性药物，为大环内酷类免疫抑制剂、大环内酷类抗生素、雷帕霉素、雷帕霉素的结构衍生物、依维莫司、依维莫司的结构衍生物、紫杉醇、紫杉醇的结构衍生物中的任意一种或它们中的两种或多种混合，药物浓度为10mg/ml-500mg/ml。
步骤（1）中，所述溶剂包括水、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、四氢呋喃中的任意一种或它们中的两种或多种混合。
步骤（1）中，所述乳化剂包括聚乙烯醇、聚山梨酯20、聚山梨酯80、维生素e聚乙二醇琥珀酸酯中的任意一种或它们中的两种或多种混合，乳化剂浓度范围为0.5%-10%（质量分数）。
步骤（1）中，所述制备纳米悬浮液的方法包括低温超声乳化、低温高速匀质、低温膜乳化等。
步骤（2）中，所述离心转速2000—12000rpm/min，离心时间5—30分钟。
步骤（3）中，所述双亲性乳化剂包括十二烷基硫酸钠、十六醇、大豆磷脂、卵磷脂、月桂酰聚氧乙烯（12）甘油酯、月桂酰聚氧乙烯（32）甘油酯、月桂酰聚氧乙烯（6）甘油酯、月桂酰聚氧乙烯（8）甘油酯、油酰聚氧乙烯甘油酯、司盘80、司盘85、吐温20、吐温60、吐温80、泊洛沙姆188、泊洛沙姆407、蛋黄卵磷脂中的任意一种或它们中的两种或多种混合，双亲性乳化剂浓度范围为0.5%-50%（质量分数）。
步骤（3）中，所述离心转速3000—12000rpm/min，离心时间5—45分钟，重复1-4次。
步骤（4）中，所述赋形剂包括碘普罗胺、碘海醇、碘佛醇、尿素、聚乙二醇、丁酰柠檬酸三正己酯、虫胶、葡聚糖、聚山梨酯、山梨糖醇、吐温20、吐温60、吐温80中的任意一种或它们中的两种或多种混合，赋形剂浓度范围为1%-50%（质量分数）
步骤（4）中，所述药物颗粒溶液与赋形剂溶液混合1:0.05—1:4。
步骤（4）中，最终所得的药物洗脱球囊导管的药物浓度为0.5μg/mm2-5μg/mm2。
本发明与现有技术相比，至少具有以下优点和有益效果：
(1)本发明的制备药物纳米颗粒的方法方便快捷，产出率高，溶液稳定性好，批次间差异小，利于工业化操作；
(2)本发明的药物洗脱球囊导管中的药物颗粒尺寸小，粒径范围40nm—1000nm，利于药物颗粒快速转移至血管壁内，提高生物利用度；
(3)本发明的药物洗脱球囊导管中的药物颗粒由双亲性乳化剂包裹，在药物外面形成类似于细胞膜的双分子层，提高了药物的水溶性，当药物与血管壁接触时，可快速释放并被血管壁吸收。
附图说明
图1本发明的药物洗脱球囊导管结构示意图。
图2实施例1制备的药物微球大小及分布。
图3实施例2制备的药物微球大小及分布。
图4实施例4制备的药物微球大小及分布。
图5实施例8制备的药物球囊导管。
图6实施例8制备的卷片后的药物球囊导管。
图7实施例1制备的药物微球的zeta电位-6.49mv。
具体实施方式
以下结合具体实施例，更具体地说明本发明的内容，并对本发明作进一步阐述，但这些实施例绝非对本发明进行限制。
实施例中使用的手段，如无特别说明，均使用本领域常规的手段。实施例中用到的试剂均为商购产品。
如无特别说明，下述浓度均为质量百分浓度。
实施例1
称取10mg雷帕霉素，分散于于20ml水中，将此溶液滴加入50ml质量分数为3%的pva溶液中，在4℃采用超声波乳化40分钟，然后将此乳液搅拌过夜，转速为1000rpm，将过夜后的乳液在3500rpm转速下离心，取上清液，既得到雷帕霉素微球颗粒的悬浮液，将此悬浮液在12000rpm转速下离心30分钟，然后倒掉上清液，添加5%司盘85乳化剂溶液2ml，重复此离心步骤2次采用纳米粒度仪测试固体微球颗粒的大小和分布，粒径范围为0.3nm—3nm，结果如图1。
实施例2
称取10mg雷帕霉素，溶解于10ml丙酮中，将此溶液滴加入50ml质量分数为1%的pva溶液中，在4℃采用超声波乳化40分钟，然后将此乳液搅拌过夜，转速为1000rpm，将过夜后的乳液在2000rpm转速下离心，取上清液，既得到雷帕霉素微球颗粒的悬浮液（也称之为悬浊液，下同）。将此悬浮液在10000rpm转速下离心30分钟，然后倒掉上清液，添加1%十六醇乳化剂溶液2ml，重复此离心步骤3次，采用纳米粒度仪（zetasizernanozs90）测试固体微球颗粒的大小和分布，粒径范围为10nm—90nm，结果如图2。
实施例3
称取10mg雷帕霉素，分散于于10ml水中，将此溶液滴加入50ml质量分数为3%的聚山梨酯20溶液中，在4℃采用超声波乳化40分钟，然后将此乳液搅拌过夜，转速为1000rpm，将过夜后的乳液在3500rpm转速下离心，取上清液，既得到雷帕霉素微球颗粒的悬浮液，将此悬浮液在12000rpm转速下离心30分钟，然后倒掉上清液，添加5%司盘80乳化剂溶液2ml，重复此离心步骤2次采用纳米粒度仪测试固体微球颗粒的大小和分布，粒径范围为200nm—600nm。
实施例4
称取100mg雷帕霉素，溶解于10ml丙酮与二氯甲烷的混合溶剂（体积比为2:8）中，将此溶液滴加入100ml质量分数为2%的聚山梨酯80溶液中，使用高速匀质机在18000rpm转速下乳化4分钟，然后将此乳液搅拌过夜，转速为1000rpm，将过夜后的乳液在3000rpm转速下离心，取上清液，既得到雷帕霉素微球颗粒的悬浮液，将此悬浮液在10000rpm转速下离心30分钟，然后倒掉上清液，添加10%泊洛沙姆407乳化剂溶液1ml，重复此离心步骤3次，采用纳米粒度仪测试固体微球颗粒的大小和分布，粒径范围为200nm—1000nm，结果如图3。
实施例5
称取200mg雷帕霉素，溶解于10ml丙酮与二氯甲烷的混合溶剂（体积比为8:2）中，将此溶液滴加入100ml质量分数为10%的聚山梨酯80溶液中，使用膜乳化机制备纳米粒悬浮液，然后将此乳液搅拌过夜，转速为800rpm，将过夜后的乳液在3000rpm转速下离心，取上清液，既得到雷帕霉素微球颗粒的悬浮液，将此悬浮液在10000rpm转速下离心30分钟，然后倒掉上清液，添加20%月桂酰聚氧乙烯（12）甘油酯乳化剂溶液0.2ml，重复此离心步骤3次，采用纳米粒度仪测试固体微球颗粒的大小和分布，粒径范围为100nm—700nm。
实施例6
使用药物为紫杉醇，药物浓度为250mg/ml，其他过程及条件与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例7
使用药物为依维莫司，药物浓度为500mg/ml，其他过程及条件与实施例3相同，在此不再赘述。
实施例8
取实施例3的雷帕霉素药物颗粒悬浮液，加入至含有30%碘海醇水溶液中，雷帕霉素药物颗粒悬浮液与碘海醇水溶液的体积比为1:0.13，超声1分钟分散，然后通过超声喷涂的方法，将上述药物悬浮液喷涂至球囊表面。喷涂结束后，在室温下自然晾干，经卷片、压握后得到药物洗脱球囊导管，其雷帕霉素药物浓度为2.0μg/mm2。
实施例9
取实施例3的雷帕霉素药物颗粒悬浮液，加入至含有30%碘普罗胺水溶液中，雷帕霉素药物颗粒悬浮液与碘普罗胺水溶液的体积比为1:0.2，超声1分钟分散，然后通过超声喷涂的方法，将上述药物悬浮液喷涂至球囊表面。喷涂结束后，在室温下自然晾干，经卷片、压握后得到药物洗脱球囊导管，其雷帕霉素药物浓度为0.5μg/mm2。
实施例10
取实施例3的雷帕霉素药物颗粒悬浮液，加入至含有10%碘普罗胺水溶液中，雷帕霉素药物颗粒悬浮液与碘普罗胺水溶液的体积比为1:1，超声1分钟分散，然后通过超声喷涂的方法，将上述药物悬浮液喷涂至球囊表面。喷涂结束后，真空干燥，经卷片、压握后得到药物洗脱球囊导管，其雷帕霉素药物浓度为2.0μg/mm2。
实施例11
取实施例2的雷帕霉素药物颗粒悬浮液，加入至含有30%碘海醇水溶液中，雷帕霉素药物颗粒悬浮液与碘海醇水溶液的体积比为1:0.1，超声1分钟分散，然后通过超声喷涂的方法，将上述药物悬浮液喷涂至球囊表面。喷涂结束后，在室温下自然晾干，经卷片、压握后得到药物洗脱球囊导管，其雷帕霉素药物浓度为5.0μg/mm2。
实施例12
取实施例4的雷帕霉素药物颗粒悬浮液，加入至含有30%碘佛醇水溶液中，雷帕霉素药物颗粒悬浮液与碘佛醇水溶液的体积比为1:4，超声1分钟分散，然后通过超声喷涂的方法，将上述药物悬浮液喷涂至球囊表面。喷涂结束后，在室温下自然晾干，经卷片、压握后得到药物洗脱球囊导管，其雷帕霉素药物浓度为4.0μg/mm2。
实施例13
取实施例5的雷帕霉素药物颗粒悬浮液，加入至含有40%吐温20水溶液中，雷帕霉素药物颗粒悬浮液与吐温20水溶液的体积比为1:0.1，超声1分钟分散，然后通过超声喷涂的方法，将上述药物悬浮液喷涂至球囊表面。喷涂结束后，在室温下自然晾干，经卷片、压握后得到药物洗脱球囊导管，其雷帕霉素药物浓度为2.0μg/mm2。
实施例14
取实施例5的雷帕霉素药物颗粒悬浮液，加入至含有40%聚乙二醇水溶液中，雷帕霉素药物颗粒悬浮液与聚乙二醇水溶液的体积比为1:0.1，超声1分钟分散，然后通过超声喷涂的方法，将上述药物悬浮液喷涂至球囊表面。喷涂结束后，在室温下自然晾干，经卷片、压握后得到药物洗脱球囊导管，其雷帕霉素药物浓度为2.0μg/mm2。
对比例1
称取10mg雷帕霉素，分散于于10ml水中，将此溶液滴加入50ml质量分数为3%的聚山梨酯20溶液中，在4℃采用超声波乳化40分钟，然后将此乳液搅拌过夜，转速为1000rpm，将过夜后的乳液在3500rpm转速下离心，取上清液，既得到雷帕霉素微球颗粒的悬浮液，采用纳米粒度仪测试固体微球颗粒的大小和分布，粒径范围为200nm—5000nm。
对比例2
取对比例1的雷帕霉素药物颗粒悬浮液，加入至含有40%碘海醇水溶液中，雷帕霉素药物颗粒悬浮液与碘海醇水溶液的体积比为1:0.1，超声1分钟分散，然后通过超声喷涂的方法，将上述药物悬浮液喷涂至球囊表面。喷涂结束后，在室温下自然晾干，经卷片、压握后得到药物洗脱球囊导管，其雷帕霉素药物浓度为2.0μg/mm2。
体外模拟测试
用猪冠脉血管模拟冠状动脉系统的靶血管进行体外模拟测试。
分别将实施例8—14和对比例1制备的药物洗脱球囊导管插入模拟靶血管中，对球囊液充至约12atm。过渡伸展率(即:球囊直径与血管直径的比例)约为1.10~1.20。药物在30~60秒的液充时间内被输送到靶组织中，然后将球囊导管放气并从体外模拟测试系统中取出，收集靶血管组织。通过组织提取和hplc，分析分子靶组织中的药物含量以及球囊上保留的残余药量，hplc测试条件为:日本岛津lc-20a高效液相色谱仪，色谱柱:aglilentzorbaxeclipsexdb-c184.6×150，5μm，流动相：甲醇：乙睛：水=67：22：11（体积比），柱温：40℃，紫外检测器，检测波长265nm，流速：1.0ml/min。
hplc测定结果如表1所示:
表1体外模拟测试结果
表1结果表明：碘海醇、碘普罗胺及碘佛醇赋形剂可提高组织药物的吸收（实施例8、实施例10、实施例12与实施例13、实施例14），小粒径的药物颗粒可快速转移至血管壁内，提高生物利用度（实施例11、实施例13），药物被双亲性乳化剂包裹后，提高了药物的水溶性，当药物与血管壁接触时，可快速释放并被血管壁吸收（实施例8、对比例2）。
1.一种新型药物洗脱球囊导管的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将药物分散或溶解于溶剂中，将该药物溶液与乳化剂溶液混合，于低温下制备纳米颗粒悬浮液；
（2）离心分离纳米药物颗粒溶液，取上清液；
（3）再次离心分离纳米药物颗粒溶液，倒掉上清液，添加双亲性乳化剂溶液，重复以上步骤，分离浓缩形成由双亲性乳化剂包裹的药物颗粒悬浮液；
（4）将步骤（3）制备的药物颗粒溶液与赋形剂溶液混合，超声混合均匀，
使用超声喷涂或浸渍涂层法混合溶液涂到球囊表面，喷涂结束后，将球囊自然晾干或真空干燥，经卷片、压握后得到药物洗脱球囊导管。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述药物为脂溶性药物，为大环内酷类免疫抑制剂、大环内酷类抗生素、雷帕霉素、雷帕霉素的结构衍生物、依维莫司、依维莫司的结构衍生物、紫杉醇、紫杉醇的结构衍生物中的任意一种或它们中的两种或多种混合，药物浓度为10mg/ml-500mg/ml。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述溶剂包括水、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、四氢呋喃中的任意一种或它们中的两种或多种混合。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述乳化剂包括聚乙烯醇、聚山梨酯20、聚山梨酯80、维生素e聚乙二醇琥珀酸酯中的任意一种或它们中的两种或多种混合，乳化剂浓度范围为0.5%-10%（质量分数）。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述制备纳米悬浮液的方法包括低温超声乳化、低温高速匀质、低温膜乳化等。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述离心转速2000—12000rpm/min，离心时间5—30分钟。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述双亲性乳化剂包括十二烷基硫酸钠、十六醇、大豆磷脂、卵磷脂、月桂酰聚氧乙烯（12）甘油酯、月桂酰聚氧乙烯（32）甘油酯、月桂酰聚氧乙烯（6）甘油酯、月桂酰聚氧乙烯（8）甘油酯、油酰聚氧乙烯甘油酯、司盘80、司盘85、吐温20、吐温60、吐温80、泊洛沙姆188、泊洛沙姆407、蛋黄卵磷脂中的任意一种或它们中的两种或多种混合，双亲性乳化剂浓度范围为0.5%-50%（质量分数）。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述再次离心转速3000—12000rpm/min，离心时间5—45分钟，重复1-4次。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述赋形剂包括碘普罗胺、碘海醇、碘佛醇、尿素、聚乙二醇、丁酰柠檬酸三正己酯、虫胶、葡聚糖、聚山梨酯、山梨糖醇、吐温20、吐温60、吐温80中的任意一种或它们中的两种或多种混合，赋形剂浓度范围为1%-50%（质量分数）。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述药物颗粒溶液与赋形剂溶液混合1:0.05—1:4。
11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述药物洗脱球囊导管的药物浓度为0.5μg/mm2-5μg/mm2。
技术总结