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KR19990007865A - 약물 방출용 피복 스텐트 - Google Patents

약물 방출용 피복 스텐트 Download PDF

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KR19990007865A
KR19990007865A KR1019970707388A KR19970707388A KR19990007865A KR 19990007865 A KR19990007865 A KR 19990007865A KR 1019970707388 A KR1019970707388 A KR 1019970707388A KR 19970707388 A KR19970707388 A KR 19970707388A KR 19990007865 A KR19990007865 A KR 19990007865A
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KR
South Korea
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biologically active
stent
heparin
coating
active material
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1019970707388A
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English (en)
Inventor
딩니
헬머스마이클엔
Original Assignee
스피겔알렌제이
슈나이더(유에스에이)인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=23684275&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR19990007865(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 스피겔알렌제이, 슈나이더(유에스에이)인코포레이티드 filed Critical 스피겔알렌제이
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Abstract

본 발명은 환자의 신체 관강의 관심부위에 이식시키기 위한 스텐트에 관한 것이며, 일반적으로 개방 말단 및 얇고 개방된 다공성 측벽 구조물을 갖고 일반적으로 가요성 및 탄성인 관상 본체(10); 및 장기간에 걸쳐 전달시키기 위한 생물학적 활성 물질 일정량을 분산시켜 혼입시킨 생체내 안정성 엘라스토머 물질을 포함하고 관상 본체상에 있는 비교적 얇은 피복층을 포함한다.

Description

약물 방출용 피복 스텐트
외과적 처치 또는 기타 관련된 침입성 약제 처치에서, 혈관 또는 관강벽 지지물 또는 보강물을 공급하여 재발협착증을 방지하기 위해 또는 치료 또는 회복촉진 작용을 위해 혈관, 비뇨기관 또는 기타 접근이 어려운 관강에 스텐트 장치를 삽입 또는 팽창시키는 것이 장기(長期) 치료의 일반적인 형태가 되었다. 전형적으로, 혈관 카테터 또는 유사한 관강이동 장치를 이용하여 상기 인공삽입물을 관심부위에 적용시키면 스텐트가 관심부위로 이동하며, 여기에서 스텐트가 방출되어 동일 장소에서 팽창한다. 이러한 장치들은 주로 영구 이식물로 설계되며, 이식시에 접하게 되는 혈관 또는 기타 조직에 혼입될 수 있다.
현재, 관강이동 이식을 위한 자기-팽창성 관상 스텐트 장치가 일반적으로 공지되어 있다. 이러한 장치의 한 형태는 공동축으로 작용하는 관상 본체의 중심선을 따라 나선 형태로 각각 연장된 다수의 개별 가요성 다발 요소로 구성된 가요성 관상 본체를 포함한다. 다수의 요소는 동일 방향으로 감겨 있으나 서로에 대해 축방향으로 배열되어 있으며, 축방향으로 배열되어 있으나 반대 방향으로 감긴 동수의 요소를 가로질러 만나도록 공급되어 있다. 이러한 형태는, 이완시에 안정한 특정 목적의 직경을 취하지만 삽입시에는 축 장력을 적용시키므로써 직경이 감소될 수 있고, 따라서 상응하는 축 직경이 수축되면서 몸체부가 연신되므로 스텐트가 혈관 시스템을 통해 좁고 연신된 장치로서 수행하며 관심부위에서 이완될 때에는 팽창되는 일종의 교차형 관 구조를 제공한다. 교차형 가요성 관상 본체를 포함한 인공삽입물이 왈스텐(Wallsten)에게 허여된 미국 특허 제 4,655,771호와 미국 특허 제 4,954,126호 및 왈스텐 등에게 허여된 미국 특허 제 5,061,275호에 예시되어 기재되어 있따.
또한, 혈전용해제와 같은 약제를 운반할 수 있는 이식 스텐트를 이용하려는 일반적인 생각이 제안되어 왔다. 프로익스(Froix)에게 허여된 미국 특허 제 5,163,952호는 불활성 중합체 약물 담체로서 스텐트 자체 물질을 이용하므로써 약제를 운반하도록 배합시킬 수 있는 열기억 팽창 합금을 기재하고 있다. 핀컥크(Pinchuk)에게 허여된 미국 특허 제 5,092,877호는 약물 전달과 관련하여 피복물과 함께 사용할 수 있는 중합체 물질 스텐트에 대하여 기재하고 있다. 생분해성 또는 생흡수성 중합체를 이용한 장치 종류에 관련된 다른 특허로는 탕(Tang) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,916,193호와 맥그레고르(MacGregor)에게 허여된 미국 특허 제 4,994,071호를 포함된다. 사하찬(Sahatjan)에게 허여된 특허 제 5,304,121호는 히드로겔 중합체와 미리 선택된 약물(가능한 약물로는 세포 성장 억제제와 헤파린을 포함한다)로 이루어진 스텐트에 피복되는 피복물을 개시하고 있다. 중합체 피복물을 용매에 용해시키고 치료 물질을 용매에 분산시킨 후 용매를 증발시키는, 치료 물질을 운반하는 피막 내혈관 스텐트의 또 다른 제조방법이 1994년 11월 9일자로 공개된 유럽 특허원 제 0 623 351 A1호에 개시되어 있다.
헬머스(Michael N. Helmus; 본 발명의 발명자중 한명)의 논문[Medical Device Design-A Systems Approach: Central Venous Catheters, 22nd International Society for the Advancement of Material and Process Engineering Technical Conference, 1990)은 헤파린을 조절하에 방출시키는 피복물로 사용되는 계면활성제-헤파린 착물에 대해 개시하고 있다. 이러한 중합체/약물/막 시스템은 2개의 별도 작용층을 필요로 한다.
예를 들면, 카테터 또는 이식된 스텐트의 장기간 배치와 함께 약물 전달을 결합시키려고 많이 시도하였으나, 연합된 방출 시간이 비교적 짧아서 시 단위와 일 단위로 측정되며 성공이 제한되었다. 조절하에 방출되는 시스템에 결합시킨 몇주 또는 몇달동안의 장기간의 약물 방출법을 제공하는 포괄적인 접근이 필요하다. 또한, 금속 스텐트상에 약물 방출용 피복물을 혼입시키는 것과 관련하여 여전히 요구되는 바가 있다. 중합체 스텐트는 효과적이지만, 동일 두께를 갖는 금속 스텐트의 기계적 특성에 미치지 못한다. 예를 들면, 혈관 개방을 유지하는데 있어서 금속 스텐트가 방출한데, 이는 비교적 미세한 금속으로 제조된 교차형 스텐트가 충분한 강도를 제공하여 주위압에 저항할 수 있기 때문이다. 중합체 물질이 동일한 강도 특징을 제공하려면 훨씬 두꺼운 벽의 구조물 또는 더 무겁고 조밀한 필라멘트 위브(weave)가 필요하다. 이로 인해 스텐트를 통해 유동에 이용할 수 있는 면적이 감소되고/감소되거나 스텐트중에 이용가능한 공극의 양이 감소된다. 또한, 적용가능한 경우에, 환자의 혈관을 통해 관심부위까지 운반시키기 위해 상기 스텐트를 카테터 운반 시스템상에 부하시키기가 더욱 어렵다.
따라서, 본 발명의 주목적은 생물학적 활성 물질의 장기간 전달을 가능하게 하는 피복을 성형 스텐트 인공삽입물에 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 생물학적 활성 치료 물질의 장기간 전달을 위해 최소 표면적과 최적 기계적 특성을 갖는 성형 스텐트 인공삽입물상에 피복을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 생체내 안정성 및 소수성 엘라스토머를 사용하여 성형 스텐트 인공삽입물상에 피복(여기에는 생물학적 활성 물질이 혼입되어 있다)을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 교락된 입자 공급을 통해 용해시키기 위한 헤파린 결정을 함유하는 실록산 중합체로 형성된 성형 스텐트 인공삽입물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 용해 및/또는 미분된 덱사메타손 일정량을 함유한 실록산 중합체 물질의 피복을 갖는 교차 금속성 성형 스텐트 인공삽입물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 명세서와 첨부된 청구항에 익숙한 당해 기술 분야의 숙련자에게 분명해진다.
발명의 요약
성형 스텐트 인공삽입물과 관련된 장기간의 이식 약물 전달 시스템에서 선행 기술의 많은 제한점은, 생물학적 활성 물질 일정량이 피복물로서 분산되어 있는 생체내 안정성 엘라스토머 물질을 비교적 얇은 적층물로 스텐트 표면상에 제공하므로써 극복된다. 바람직한 스텐트는 다공성, 가요성 및 탄성인 얇은 측벽의 자기-팽창성 개방 말단의 관상 스텐트 인공삽입물이다. 바람직한 태양에서, 중합체 물질을 비롯한 기타 물질이 사용될 수 있으나, 관상 본체는 접힘없이 구부러지는 미세한 단선 또는 폴리필라멘트선의 개방된 교차 형태로 형성되며, 카테터 또는 이러한 기타 장치를 사용하여 삽입할 때에 축방향으로 변형되나 이완시에 예정된 안정한 직경과 길이를 회복한다.
피복층은 바람직하게는 중합체 전구물질과 미분된 생물학적 활성 물질의 혼합물로서 또는 동일 장소에서 나중에 경화되는 중합체 용매 또는 비히클중 상기 물질의 용액 또는 부분 용액으로서 피복된다. 비교적 높은 증기압의 증발성 용매 물질을 사용하여 침지시키거나 분무시키므로써 피복시켜 원하는 점도 및 피복 두께를 발생시킨다. 또한, 피복은 스텐트의 개방 구조 필라멘트 표면에 점착적으로 합치되어서 교차형 패턴 또는 기타 패턴을 갖는 구조물의 개방 격자 특성이 피복된 장치에서도 유지된다.
스텐트 피복의 주성분을 형성하는 엘라스토머 물질은 특정한 특성을 포함해야한다. 분해되지 않고 조직 거부와 조직 염증을 최소화하는 적절한 소수성 생체내 안정성 엘라스토머 물질이 바람직하고, 스텐트 이식 부위에 인접한 조직에 의해 피막 형성되는 물질이 바람직할 수 있다. 이러한 피복물에 적절한 중합체는 실리콘(예를 들면, 폴리실록산과 치환된 폴리실록산), 폴리우레탄, 일반적인 열가소성 엘라스토머, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리올레핀 엘라스토머 및 EPDM 고무를 포함한다. 상기한 물질은 본 발명의 예상된 환경에 대해 소수성이다.
혼입에 적절한 시약은 항혈전제, 항응고제, 항혈소판제, 혈전용해제, 항증식제, 항염증제, 과형성, 특히 재발협착증 억제 시약, 평활근 세포 억제제, 성장 인자, 성장 인자 억제제, 세포 부착 억제제, 세포 부착 촉진제 및 내피 세포 재생을 비롯한 건강한 네오혈관내막(neointimal) 조직 형성을 증가시킬 수 있는 약물을 포함한다. 양성 작용은 상이한 세포 이동(예를 들면, 내피)과 조직 형성(네오혈관내막 조직)을 조장시키는 반면, 특정한 세포(예를 들면, 평활근 세포) 또는 조직 형성(예를 들면, 섬유근성 조직)을 억제하므로써 발생할 수 있다.
교차형 스텐트를 형성시키기에 바람직한 물질은 스테인레스 강, 탄탈, 니티놀(예를 들면, 니켈 티탄, 열기억 합금 물질)을 비롯한 티탄 합금, 및 Elgiloy(등록상표)와 Phynox(등록상표)와 같은 코발트-크롬-니켈 합금 등의 특정한 코발트 합금을 포함한다. 스텐트의 형성 및 기타 측면에 관한 상세한 설명이 왈스텐에게 허여된 미국 특허 제 4,655,771호와 미국 특허 제 4,954,126호 및 왈스텐 등에게 허여된 미국 특허 제 5,061,275호로부터 얻을 수 있다. 상기한 특허에 포함된 추가적인 정보가 본 발명의 이해에 필요한 정도에서, 상기 특허를 본 발명의 참고문헌으로 사용한다.
중합체 피복 물질의 각종 조합물은 본 발명에 따라 이식될 스텐트상에 피복되어서 원하는 효과를 나타낼 수 있도록 관심있는 생물학적 활성 물질과 함께 공조될 수 있다. 치료 물질의 하중량은 다양할 수 있다. 생물학적 활성 물질을 표면 피복물에 혼입시키는 메카니즘과 배출 메카니즘은 표면 피복물 중합체의 특성 및 혼입될 물질 둘다에 좌우된다. 상기 물질은 입자내 경로를 통해 유출되거나 또는 피막형성 물질 그 자체를 통한 외부로의 이동 또는 확산으로 투여될 수 있다.
목적하는 방출 속도 프로필은 피막 두께, 생물학적 활성 물질의 방사상 분포, 혼합법, 생물학적 활성 물질의 양 및 중합체 물질의 가교결합 밀도에 따라 맞추어질 수 있다. 가교결합 밀도는 발생하는 가교결합의 양 및 사용되는 특정한 가교결합제에 의해 발생하는 매트릭스의 상대 내밀도에 관련된다. 가교결합제는 경화공정후에 가교결합의 양을 결정하며, 이에 의해 중합체 물질의 가교결합 밀도를 결정한다. 가교결합된 매트릭스로부터 방출된 생물학적 활성 물질(예를 들면, 헤파린)의 경우, 더 조밀한 가교결합 구조로 인해 방출 시간이 더 장기화되고 파열 효과가 더 적아진다.
본 발명은 혈관과 같은 관강(lumen) 이식에 사용되는 탄성 및 자기-팽창성 스텐트(stent) 인공삽입물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피복 구조내에 직접적으로 제어하면서 방출시키기 위한 용출가능한 또는 확산가능한 생물학적 활성 물질을 혼입시킨 스텐트상에 생체내 안정성(biostable) 엘라스토머 피복물을 제공하는 것에 관한 것이다.
도면에서, 동일한 번호는 모두 동일 부분을 나타낸다.
도 1A와 도 1B는 본 발명의 피복물과 함께 사용하기 위한 약제 스텐트 단면을 매우 확대시킨 도면이다.
도 2A와 도 2B는 도 1A와 도 1B에 도시된 스텐트 부분이 삽입을 위해 신장 또는 연신된 도면이다.
도 3은 전형적인 비피복된 스텐트 구조물 형태의 저배율 현미경 사진(20배)이다.
도 4A는 49일동안 완충액중에 헤파린을 방출시킨 후에 본 발명에 따른 스텐트상의 헤파린-함유 폴리실록산 피막의 주사 전자 현미경 사진(SEM, 20배)이다.
도 4B는 도 4A의 피막의 고 동력 주사 전자 현미경 사진(SEM, 400배)이다.
도 5A는 폴리실록산내에 혼입시킨 헤파린을 사용하여 생성된 피복물로 피복시킨 상이한 스텐트의 또 다른 주사 전자 현미경 사진(SEM, 20배)이다.
도 5B는 도 5A의 피막의 확대된 주사 전자 현미경 사진(SEM, 600배)이다.
도 6A는 1일동안 스와인(swine) 관상에 이식시킨 실리콘/헤파린으로 피복된 스텐트 횡단면의 저배율 현미경 사진(17.5배)이다.
도 6B는 실리콘의 개방된 다공성 구조를 나타내는 도 6A의 스텐트의 한쌍의 피막 필라멘트의 도면이다.
도 7A는 5% 덱사메타손을 함유한 폴리실록산 피막을 나타낸 주사 전자 현미경 사진(SEM, 600배)이다.
도 7B는 3개월 동안 폴리에틸렌 글리콜(PEG 400/H2O)에 덱사메타손을 방출시킨 후에 도 7A의 피막을 나타낸 도면이다.
도 8은 피막층이 실리콘 중합체 매트릭스중 50% 헤파린(피복물의 전체 중량을 기준으로함)이고 37℃의 인산 완충액(pH=7.4)내로 방출이 발생하는 피막 스텐트로부터 90일동안 방출된 헤파린의 전체 %를 나타낸 그래프이다.
도 9는 실리콘중 2% 덱사메타손으로 피막된 스텐트에서 37℃의 폴리에틸렌 글리콜(PEG, 분자량=400, PEG 400/H2O, 40/60, vol/vol)내로 방출이 발생하여 100일동안 방출된 덱사메타손의 전체 %를 나타낸 그래프이다.
본 발명에서 피복물과 결합하여 이용되도록 고안된 한 종류인 스텐트 장치의 형태를 도 1A와 도 1B에 각각 함유된 측면도와 말단도로 나타내었다. 도 1A는 많은 각 다발 요소(12, 14와 13, 15) 등에 의해 형성된 외투면을 갖는 일반적으로 원통형 관상 본체(10)의 절단면을 나타내며, 이중에서 요소(12, 14) 등은 몸체부(10)의 중심선(16)만을 공통축으로 가지며 서로에 대해 축방향으로 배열된 나선 형태로 연장된다. 다른 요소(13, 15)는 마찬가지로 축방향으로 배열되어서 반대 방향의 나선 형태로 연장되고, 도 1A에 나타난 방식으로 서로 교차하며 2방향으로 연장된다. 이와 관련되어 구성된 관 부재는 임의의 편리한 직경으로 설계될 수 있고, 원하는 직경이 클수록 공통 조성을 갖는 제공된 선 직경(게이지)의 필라멘트 수 및 제공된 방사상 컴플라이언스를 생성하기에 필요한 선행 처리 수가 많아진다.
또한, 말단에 축방향으로 장력을 가하는 경우, 상기 말단은 중심선(16)을 따라 서로에 대해 비례적으로 배치되고 장치의 직경을 상응하게 감소시키면서 상기 교차 구조가 특징적으로 쉽게 연신된다. 이는 도 2A와 2B에 예시되어 있으며, 서로 이격된 말단(18, 20)을 화살표 방향으로 이동시키므로써 도 1A와 1B의 장치(10) 부분이 연신된다. 구조물(10)이 구속되지 않은 경우, 말단에 대한 장력을 이완시키면 도 1A와 도 1B의 이완된 형태 또는 비하중 형태를 회복한다.
환자의 혈관 또는 기타 적절한 내부 관강 시스템을 통해 스텐트를 관심부위까지 이동시키기 위해 스텐트가 연신되어있는 동안, 스텐트 장치의 연신/회복의 특징적인 가요성으로 인해 스텐트 장치는 이동 장치에서 미끄러지거나 또는 빠져나가고, 상기 부위에서 스텐트 장치는 축방향으로 압축되어 운반 메카니즘(종종 혈관 카테터 장치)으로부터 벗어날 수 있다. 관심부위에서, 스텐트와 스텐트가 팽창되는 관강벽 사이의 기계적/마찰적 압력에 의해 스텐트 장치는 제자리에 고정되어 팽창된 상태를 회복한다.
상기 스텐트의 연신, 하중, 이동 및 전개는 충분히 공지되어 있으며 여기에서 추가로 설명할 필요는 없다. 그러나, 본 발명의 방식으로 상기 스텐트에 대한 피복물을 예상한다면, 피복 물질로 인해 피복되는 스텐트에 존재하는 탄성 변형 특성과 상용가능한 탄성 특성을 갖는 피복 물질을 이용할 필요가 있음이 중요하다. 상기 스텐트 물질은 강성이고 탄성이어야 하나, 사용시에 가소적으로 변형되지 않아야 한다. 상기한 바와 같이, 금속성 교차 스텐트의 형성에 바람직한 물질은 스테인레스 강, 탄탈, 니티놀을 비롯한 티탄 합금 및 특정한 코발트-크롬 합금을 포함한다. 혈관 장치 이외에, 필라멘트의 직경은 약 10㎜ 이하로 다양할 수 있으나 0.01 내지 0.05㎜ 범위가 바람직하다.
본 발명에 따른 스텐트상의 약물 방출용 표면 피복물은 며칠 내지 몇달에 걸친 주기동안 약물을 방출시킬 수 있고, 예를 들면 혈전 형성의 억제, 평활근 세포의 이동 및 증식 억제, 과형성 및 재발협착증 억제 및 내피 세포 재생을 비롯한 건강한 네오혈관내막 조직의 형성 촉진을 위해 사용할 수 있다. 이와 같이, 이들은 혈관성형술 또는 스텐트 배치후에 만성 개통에 사용할 수 있다. 또한, 반복 절차가 필요한 상당 %의 환자에게서 제 2 혈관성형술 절차의 필요성이 제거될 수 있음이 예상된다. 이러한 스텐트 이식의 성공에 대한 주요 장애물은 물론 관상 스텐트에서와 같은 특정한 동맥 적용에서 혈전증이 발생하는 것이다. 물론, 항증식성 적용은 심혈관신 뿐만이 아니라 비뇨기, 폐 및 위장을 비롯하여 스텐트가 배치된 임의의 관 혈관을 포함한다.
관심있는 이식 부위에서 상용화되고 원하는 기간동안 생물학적 활성 물질의 방출을 조절하는 조합물을 생성하도록, 중합체 피복 물질의 각종 조합이 교차 스텐트 및 생물학적 활성 관심 시약과 함께 공조될 수 있다. 바람직한 피복물 중합체는 실리콘(폴리실록산), 폴리우레탄, 일반적인 열가소성 엘라스토머, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리올레핀 고무, EPDM 고무 및 이들의 조합물을 포함한다.
본 발명의 구체적인 태양은, 헤파린을 용출시켜서 몇주 또는 몇달의 기간동안 혈전증을 예방하도록, 또는 덱사메타손을 확산 또는 이동시켜서 동일 기간동안 섬유근 증식을 억제하도록 고안되었다. 물론, 기타 치료 물질 및 이 물질의 조합물 또한 예상된다. 본 발명은 인체와 같은 포유동물계에 이식할 수 있다.
헤파린 용출 시스템은 바람직하게는 미분된 헤파린 결정, 바람직하게는 10 마이크론 미만의 평균 입경으로 미분된 헤파린 결정을 취하여서, 블렌드(폴리실록산에 헤파린이 더해짐)가 물질의 전체 중량을 기준으로하여 10중량% 미만 내지 80중량%의 헤파린을 함유하고 전형적으로 상기 층이 10 내지 45% 헤파린이 되도록 액성의 비경화된 폴리실록산/용매 물질에 블렌딩시키므로써 형성된다.
이 물질은 용매로 희석하고, 스텐트 표면상에 헤파린/중합체 혼합물의 얇고 균일한 피막(전형적으로 20 내지 200마이크론의 두께)를 피복시키는 방식으로 금속성 교차 스텐트를 피복시키기 위해 이용하며, 여기에서 스텐트는 교차형 코발트 크롬 합금선일 수 있다. 그 다음에, 상기 중합체는 실온 가황(RTV) 공정으로 동일 장소에서 용매(전형적으로는 테트라히드로푸란(THF)과 헤파린)를 증발시키며 스텐트상에서 열경화되거나 또는 저온 열 개시제(100℃ 미만)를 사용하여 경화되며, 실리콘내에 내부입자 경로를 형성하여 느리지만 실질적으로 완전한 연속 용출이 되도록 충분히 교락된다. 이용된 초미립자의 크기는 용출이 몇주 또는 몇달동안에 발생할 수 있도록 평균 공극 크기가 매우 작아야 한다.
덱사메타손-함유 피복물은 다소 다른 방식으로 생성된다. 또한, 폴리실록산 물질은 바람직한 중합체 물질이다. 바람직하게는 상기 층의 전체 중량의 0.4 내지 약 45%에 해당하는 양의 덱사메타손이 사용된다.
덱사메타손 약물은 처음에 용매, 예를 들면 THF에 용해된다. 그 다음에, 상기 용액은 액상의 비경화된 폴리실록산/용매(크실렌, THF 등) 비히클 전구물질에 블렌딩시킨다. 또한, 덱사메타손은 또한 폴리실록산에 대한 용매에 가용성이므로 혼합물에 용해된다. 그 다음에, 피복물을 스텐트에 피복시키고, 피복, 경화 및 용매 증발을 포함한 건조시에 덱사메타손이 피막층에 분산된 채로 존재한다. 피복물은 실리콘 고무중의 덱사메타손 재결정 입자의 고체 용액과 다소 유사한 특성을 갖는다고 보여진다. 그러나, 덱사메타손은 다소 작은 분자이므로 융출시킬 조공극을 필요로 하지 않으며, 시간이 경과함에 따라 실리콘 물질을 통해 이동되거나 또는 확산되어서 항염증성 약제 효과를 전달시킬 수 있다.
피복물은 침지 피복, 분사 피복, 심지어 일부 경우에는 동일 장소의 분말 형태의 용융 또는 특정한 중합체/생물학적 활성 시약 조합물에 적절한 임의의 기타 기법에 의해 피복될 수 있다.
본 발명의 특히 중요한 관점은 약물의 매우 미세한 미립자 또는 콜로이드성 현탁액을 중합체 매트릭스내로 혼입시키는 기법에 관련한 것임을 잘 알 것이다. 헤파린과 같은 결정질 약물의 경우, 약물 방출은 중합체 매트릭스중에서 약물이 형성하는 망상구조, 공극도를 조절하는 평균 입자 크기 및 최종 용출 속도에 의해 조절된다.
도 4A는 헤파린 결정 일정량을 포함하는 경화된 폴리실리콘 물질을 함유한 용매를 분사 피복시켜 스텐트의 전체 표면상에 얇고 균일한 피복이 제공된 스텐트를 나타낸 것이다. 피복된 스텐트는 150℃에서 18분동안 경화되었다. 상기 샘플을 PBS중에서 49일동안 37℃에서 용출시키고, 상기 스텐트를 에탄올로 세정한 다음, 도 4A의 주사 전자 현미경 사진을 찍었다. 도 4B는 미세공극이 명백한 도 4A의 피복 일부를 매우 확대(600배)시킨 주사 전자 현미경 사진(SEM)을 나타낸 것이다. 피막의 두께는 다양할 수 있으나, 전형적으로 약 75 내지 약 200마이크론이다.
도 5A와 도 5B는 헤파린을 함유한 폴리실록산 스텐트의 주사 전자 현미경 사진을 나타낸다. 상기 도면은 헤파린을 용출시키기 전의 피복을 나타낸다. 상기 피복을 150℃에서 18분동안 경화시켰다. 도 5B는 용출시키기 전에 실질적으로 비다공성 표면을 나타내는 도 5A의 피복된 표면의 단편을 매우 확대시킨 사진(SEM)이다.
도 6A와 도 6B는 스와인 관상에 이식된 본 발명에 따른 스텐트 형태를 나타낸다. 도 6A에 나타난 흠은 근원이 알려지지 않은 조직의 인공적 결과를 나타낸다. 도 6B에서 볼 수 있는 바와 같이, 헤파린-함유 실리콘 물질의 일반적인 구조는 많은 조공극을 함유한 비교적 개방된 매트릭스로 나타난다.
전형적으로, 도 7A의 실질적으로 비다공성 표면은, 피복 또는 경화전에 폴리실록산에 대한 용매에 부분적으로 또는 완전히 용해되는 덱사메타손과 같은 비입자성 물질 일정량을 혼입시키면서 발생한다. 중합체 경화시와 용매 증발시에, 덱사메타손의 하중에 따라 덱사메타손은 수지상 결정을 함유하는 소수성 결정질 형태 또는 심지어 연신된 육각형 결정을 약 5마이크론 크기로 재침전시킨다.
도 7B에서 볼 수 있는 바와 같이, 혼입된 물질의 방출 후 또는 3개월 후에도 피복 표면은 실질적으로 비다공성으로 존재하며, 이는 실리콘 물질을 통한 약물의 외부로의 이동 또는 확산이 조공극을 필요로 하지 않거나 발생시키지 않음을 나타낸다. 덱사메타손은 예를 들면, 인산염과 같은 비교적 더 친수성인 염 형태중 하나로서보다는 더 소수성인 형태로 혼입된다.
도 8과 도 9는 장기간 약물 방출용 스텐트의 피막층에 관련된 약물 방출의 전체%를 도시한 그래프이다. 도 8은 실리콘에 함유된 헤파린 50%로부터 헤파린의 방출을 나타낸다. 실리콘은 90℃에서 16시간동안 경화시켰다. 헤파린 방출은 인산 완충액(pH=7.4)에서 90일동안 37℃에서 발생하였다. 인산 완충액중에서 헤파린 농도를 Azure A 어세이에 의해 분석하였다.
도 9는 도 8에 헤파린에 도시된 도면과 유사한, 실리콘 중합체중 2개의 다른 농도, 즉 5%와 10% 농도의 덱사메타손 방출에 대한 그래프적 분석을 나타낸 것이다. 피막 스텐트를 150℃에서 20분동안 경화시켰고, 방출은 폴리에틸렌 글리콜(PEG, 분자량= 400/수용액)중에서 37℃((PEG 400/H2O) (40/60, vol/vol))에서 발생하였다. 덱사메타손 농도는 241㎛에서 광도계로 분석하였다.
도 8과 도 9는 장기간 방출용으로 가능한 스텐트 층 중합체/생물학적 활성 물질의 조합을 예시한 것이다. 상기한 바와 같이, 방출 속도 프로필은 활성 물질의 양, 피복 두께, 생물학적 활성 물질의 방사상 분포, 혼합법 및 중합체 매트릭스의 가교결합 밀도를 변화시킴으로써 변경될 수 있다. 거의 모든 합리적인 목적 프로필이 실험될 수 있는 정도로 충분한 변경이 가능하다.
상기한 바와 같이, 엘라스토머 물질의 허용가능한 헤파린 함량은 실리콘 물질의 경우에 다양할 수 있으며, 헤파린은 상기 층의 전체 중량의 60%를 초과할 수 있다. 그러나, 일반적으로 가장 방출하게 사용되는 함량은 상기 층의 전체 중량의 약 10 내지 45% 범위에 있다. 덱사메타손의 경우, 상기 함량은 상기 층의 전체 중량의 50% 이상일 수 있으나, 바람직하게는 약 0.4 내지 45%이다.
금속 스텐트에 피복할 수 있는 얇은 표면 피복 구조물내에 생물학적 활성 물질을 혼입시키는 메카니즘이 본 발명의 중요한 관점임을 인지해야 한다. 생물학적 활성인 물질을 운반하기 위한 생분해성 또는 재흡수성 비히클을 사용해야 하기 때문에 비교적 두꺼운 벽의 중합체 용출 스텐트 또는 많은 종래의 약물 용출 장치와 관련된 임의의 막 적층체가 필요하지 않게 되었다. 상기 기술은 장기간의 전달을 확실히 가능하게하고, 스텐트 자체의 독자적인 기계적 또는 치료적 이점에 대한 방해를 최소화시킨다.
피복 물질은 특정한 피복 기술, 피복/약물 조합 및 약물 주입 메카니즘을 염두에 두고 고안된다. 피복중 생물학적 활성 물질의 특정한 형태 및 방출 메카니즘을 고찰하므로써 상기 기술은 우수한 결과를 발생시킨다. 이러한 방법으로, 피복 구조물로부터의 생물학적 활성 물질의 전달은 광범위한 용도에 적절하도록 조절될 수 있다.
피복의 중합체는 스텐트 물질에 박층으로 부착될 수 있는 임의의 상용가능한 생안정성 엘라스토머 물질일 수 있으나, 소수성 물질이 바람직한데 이는 생물학적 활성 물질의 방출이 일반적으로 상기 물질에 의해 예측가능하게 조절될 수 있는 것으로 밝혀졌기 때문이다. 바람직한 물질로는 특히 실리콘 고무 엘리스토머와 생체내 안정성 폴리우레탄이 포함된다.
본 발명은 특허 법령을 준수하고 신규한 원리를 적용시키는데 필요한 정보를 당해 기술의 숙련자에게 제공하고 필요한 실시예의 태양을 구성하여 사용하도록 매우 상세하게 기술하였다. 그러나, 본 발명은 명확하게 상이한 장치에 의해 수행될 수 있으며, 본 발명의 범위를 벗어남없이 각종 변형이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (20)

  1. 개방 말단 및 개방 격자 측벽 구조물을 갖는 관상 금속 본체(10); 및 측벽 구조물 표면상에 있고 장기간에 걸쳐 전달하기 위해 생물학적 활성 물질 일정량을 혼입시킨 소수성 엘라스토머 물질을 포함하는 층을 포함하는
    체내 이식용 스텐트(stent).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 관상 본체(10)가, 삽입을 위해 축방향으로 변형가능하나 이완시에 예정된 직경과 길이를 회복하는 미세한 금속 와이어의 개방된 교차 필라멘트(12, 13, 14, 15)로 형성되는 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 금속이 스테인레스 강, 니티놀을 비롯한 티탄 합금, 탄탈 및 코발트-크롬 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 층을 비경화된 중합체 물질과 미분된 생물학적 활성 물질의 용매 혼합물로서 피복시킨 후에 승온에서 경화시키는 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 생체내 안정성(biostable) 엘라스토머 물질이 실리콘, 폴리우레탄, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리올레핀 엘라스토머, EPDM 고무 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 엘라스토머 물질이 폴리실록산이고, 상기 생물학적 활성 물질이 헤파린과 덱사메타손으로 이루어진 군으로부터 선택되는 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 생물학적 활성 물질이 10마이크론의 평균 입자 크기를 갖는 헤파린인 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 헤파린의 양이 상기 층의 전체 중량의 약 10 내지 약 45%인 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 층의 두께가 약 30 내지 약 150㎛인 장치.
  10. 제 4항에 있어서,
    상기 생물학적 활성 물질이 비경화된 중합체 물질의 상기 용매 혼합물에 적어도 부분적으로 용해되는 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 생물학적 활성 물질이 덱사메타손이고, 상기 층의 전체 중량의 약 0.4 내지 약 45%를 구성하는 장치.
  12. 제 2항에 있어서,
    상기 피복이 개방된 교차 형태를 유지하는 방식으로 미세한 금속 와이어 필라멘트(12, 13, 14, 15)에 부착되는 장치.
  13. 제 6항에 있어서,
    상기 피복이 개방된 교차 형태를 유지하는 방식으로 미세한 금속 와이어 필라멘트(12, 13, 14, 15)에 부착되는 장치.
  14. 이식시에 스텐트로부터 생물학적 활성 물질을 조절시키면서 전달하는 방식으로, 미분된 생물학적 활성 물질 일정량이 분산된 상태로 함유되어 있는, 실리콘, 폴리우레탄, 열가소성 엘라스토머, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 및 EPDM 고무로 이루어진 군으로부터 선택된 생체내 안정성, 소수성 및 생물학적 불활성 엘라스토머 물질의 박층으로 피복된 비교적 미세한 금속 와이어의 가용성 및 탄성의 개방 교차된 관상 본체(10)를 포함하며; 이 때
    상기 피복이 개방 교차된 구조를 유지하는 방식으로 교차 구조의 각 필라멘트(12, 13, 14, 15)에 부착되는,
    관심있는 신체 관상 부위에 이식시키기 위한 관상 스텐트.
  15. 개방 말단 및 개방 격자 측벽 구조물을 갖는 관상 금속 본체(10); 및 측벽 구조물의 표면상에 있고 생물학적 활성 물질을 함유하는 소수성 엘라스토머 물질을 포함하며 신체에 상기 생물학적 활성 물질을 장기간에 걸쳐 전달시키기에 적절한 층을 포함하는
    체내 이식용 스텐트.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 소수성 엘라스토머 물질이 실리콘, 폴리우레탄, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리올레핀 엘라스토머, EPDM 고무 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 엘라스토머 물질이 폴리실록산이고, 상기 생물학적 활성 물질이 헤파린과 덱사메타손으로 이루어진 군으로부터 선택되는 장치.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 생물학적 활성 물질이 10마이크론의 평균 입자 크기를 갖는 헤파린인 장치.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 생물학적 활성 물질이 덱사메타손이고, 상기 피복의 약 0.5 내지 약 10%를 구성하는 장치.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 관상 본체(10)가 미세한 금속 와이어의 개방된 교차 필라멘트(12, 13, 14, 15)로 형성되고, 상기 피복이 상기 개방된 교차 형태를 유지하는 방식으로 미세한 금속 와이어의 필라멘트(12, 13, 14, 15)에 부착되는 장치.
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