[发明专利]将反应性仲胺侧链引入可用于二醇二氮烯鎓反应的聚合物主链的方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于制造和涂覆医疗装置的环氧化物-衍生的供给一氧化氮(NO)的聚合物。

发明背景

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Ferid 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试剂/细胞生长抑制剂。哺乳动物细胞采用两步酶法合成NO，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(NOSl，或nNOS)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(NOS3或eNOS)由内皮细胞分泌，可诱导血管舒张；诱导性一氧化氮合酶(NOS2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，原先被打开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，治愈过程中粘附于血管壁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/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显狭窄。最初血管攻击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，一直到血管内皮处的内皮细胞得到修复。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。利用基因治疗技术来调节内源性NO的表达仍然是高度实验性的，尚未证明安全有效。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，包括高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装置和/或局部基因治疗技术，包括用NO释放性化合物涂覆的医疗装置，或将递送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。