專利名稱：Radioactive 32P blood vessel support and its manufacture的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種血管支架，尤指一種防治經(jīng)皮冠狀動脈成型術(shù)(PTCA)后血管再狹窄的32P放射性血管支架及其制作方法。
經(jīng)皮冠狀動脈成型術(shù)(percutaneous transluminal coronaryangioplasty,PTCA)作為治療心肌梗塞的有效方法之一，應(yīng)用于臨床已近20年。心肌梗塞的病理表現(xiàn)為冠狀動脈的狹窄或阻塞，它與血管粥樣硬化或血栓形成有關(guān)。PTCA的原理是加壓擴張送入病變部位的球囊，從而擠壓冠脈內(nèi)粥樣斑塊，導(dǎo)致其撕裂或破碎，達到開通血管的目的。該療法即時血管開通率高，但臨床研究表明約有30％-50％的患者在接受成功的PTCA后1年內(nèi)發(fā)生了血管再狹窄，原因主要是血管的彈性回縮及血管損傷引起的平滑肌細胞增生和遷移。在PTCA后的部位植入具有擴張性能的血管支架可以抵消血管的彈性回縮作用，從而可以使再狹窄率下降，研究表明植入Palmaz-Schatz支架能夠使再狹窄率降低30％，但是不能阻止平滑肌細胞的增生和遷移，所以支架植入后仍有約20％的病例血管會再次狹窄。
多年來，人們對防治PTCA后再狹窄進行了大量工作，其中，藥物預(yù)防和基因治療預(yù)防迄今未取得有臨床應(yīng)用價值的進展，而血管內(nèi)近距離放射線治療顯示了鼓舞人心的結(jié)果。用放射線內(nèi)照射防治血管再狹窄的方式有(1)以導(dǎo)管為基礎(chǔ)的高劑量后裝源(afterloaded high-dose-ratecatheter-based irradiation source)照射，如192Ir、90Y、90Sr/90Y帶源；(2)液體充盈球囊源(liquid-filled balloon)照射，如188Re溶液直接充入球囊；(3)直接植入放射性血管支架(radioactive endovascularstent)。前兩種方式均為PTCA后即時短暫照射，臨床試用效果明顯，但由于照射時間僅幾分鐘到十幾分鐘，劑量不易控制，而且需采用高劑量率，對操作醫(yī)生造成的輻射較大，另外，后裝固體帶源由于難以保證在血管中央，導(dǎo)致對血管壁的照射不均勻，放射性溶液充入球囊也有潛在的泄露危險。比較起來，第三種方式，即放射性血管支架，所需活度低，易于防護，按常規(guī)操作就可以植入，臨床使用更方便，因而有更為廣闊的應(yīng)用前景。
迄今，研究過的放射性血管支架載帶的核素包括55Co、32P、198Au、188Re以及103Pd等，其中研究最多的是含32P的放射性血管支架，動物實驗已顯示了鼓舞人心的結(jié)果，臨床評價正在開展。
制作32P放射性血管支架的方法目前報道有3種，分別敘述如下(1)同位素分離后放射性32P離子注入金屬支架目前，正在進行臨床試驗研究的32P支架均通過此方法制作。離子注入的過程如下在離子源裝置中使固體、液體或氣體電離成離子，然后利用靜電引出場將產(chǎn)生的離子引出，通過加速系統(tǒng)和質(zhì)量分離系統(tǒng)分離得到所需的同位素離子，最后經(jīng)掃描系統(tǒng)使離子均勻射到固體靶材料上。由于離子被加速而具有一定能量，當其轟擊靶時，離子就會射入固體并停留在一定深度內(nèi)，成為注入離子。32P離子注入不銹鋼支架的制備技術(shù)發(fā)表在Circulation.1996,93:641-645。具體方法是20mg紅磷(31P)在反應(yīng)堆中照射約10天，產(chǎn)生約100mCi的32P，將其置于同位素質(zhì)量分離器的離子源裝置中，電離后，加速至60keV，采用偏轉(zhuǎn)磁鐵將32P與31P分離，32P被注入旋轉(zhuǎn)的Palmaz-schatz支架中，深度達35nm。32P在支架表面分布均勻，且不影響不銹鋼表面的光滑程度。由于32P原子直接嵌入到不銹鋼中，所以結(jié)合非常牢固，不存在放射性脫落問題。缺點是需要專用同位素分離器，制備成本高，且離子源的離子化效率不高，難以充分利用放射源。另外，需嚴防32P從分離器中泄露出來，造成嚴重污染。
(2)含31P鈦支架經(jīng)反應(yīng)堆堆照活化成32P支架該方法發(fā)表在Circulation.1996,93:529-536。具體制作方法是穩(wěn)定的31P在高真空的離子注入器中被電離、加速，然后注入以鈦線編織成的柔軟網(wǎng)狀血管支架中，包埋于鈦線表面下。這樣得到的含31P的鈦支架在反應(yīng)堆中用熱中子照射數(shù)小時，即可獲得32P鈦支架。由于Ti在熱中子照射下僅產(chǎn)生51Ti，半衰期為5.8min，很快衰變?yōu)榉€(wěn)定的51V，所以不會對支架的核純度造成影響。32P在支架表面分布均勻，結(jié)合牢固。缺點是適用的鈦支架品種單一，支撐性較差，限制了它在臨床上的用途。
(3)32P與高聚物溶液混合后直接涂覆多項研究指出，不銹鋼支架上覆蓋一層具生物相容性的高聚物涂層可以直接改善支架的抗凝血性能；若涂層中載帶抗凝藥物，更可通過局部高濃度緩釋給藥而降低血栓發(fā)生率。鑒于此方法的簡便和高效性，有研究者開創(chuàng)了放射性核素支架制作的新途徑，即放射性核素與高聚物混合涂覆，該方法獲得了美國專利，專利號為United States Patent 5871437。對32P放射性血管支架，具體操作方法是將32P有機物摻入中等黏度的高聚物溶液中(如聚乳酸氯仿溶液)，通過浸漬或噴涂使支架表面附著一層液體，然后使其凝固，最后形成一層32P均勻分布的油漆樣薄涂層，為了降低32P的泄露，并增加表面的抗凝性，在此涂層上再復(fù)合一層含抗凝藥物(如肝素、水蛭素)的可降解高聚物涂層，每層的厚度大約在5-10μm。這種雙效的血管支架其放射性涂層的結(jié)合牢固性尚未確認，放射線對抗凝藥物的活性有無影響也需要進一步試驗。
以上三種方法都有一定的不足之處。前兩者由于采用離子注入器、加速器或反應(yīng)堆，制作成本很高，紅磷及32P的利用率低，方法復(fù)雜，活度較難控制；第三種方法雖然操作簡便，但高聚物涂層的牢固性和放射性物質(zhì)的泄露情況尚未確認。
本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡便、成本低且泄漏也低的含32P放射性血管支架及其制作方法。
本發(fā)明的制作方法基于化學(xué)鍍Ni-P的原理以次磷酸根(H2PO2-)為還原劑，與金屬鎳離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)而析出Ni-P合金鍍層。這樣，若鍍液中含有H232PO2-，則經(jīng)化學(xué)鍍后32P就能夠均勻地分布于Ni-P合金鍍層。
本發(fā)明的一種32P放射性血管支架，特點為第一層預(yù)鍍有金屬層，第二層在金屬層上再化學(xué)鍍上Ni-P(32P)鍍層，第三層為電鍍金層。
依次通過活化、預(yù)鍍、Ni-P(32P)化學(xué)鍍以及電鍍Au四個步驟，使金屬血管支架上先覆蓋一層具有催化活性的鎳層、鈀層或鈷層，再覆蓋上Ni-P(32P)合金層，最后鍍上一層生物相容性良好的金薄層，既能夠釋放β粒子以治療或預(yù)防再狹窄，也能夠通過Au層改善Ni-P合金層的生物相容性和血液相容性，并保護32P不致泄露。
本發(fā)明的一種放射性32P血管支架，其制作方法依次按如下步驟進行a．32P次磷酸鹽溶液的制備將次磷酸鹽的固體在反應(yīng)堆中照射后用蒸餾水溶解。對次磷酸鹽的選擇標準為所含的金屬離子必須在中子照射下不產(chǎn)生放射性核素、或產(chǎn)生的放射性核素極微量，不會對操作過程造成防護問題。Ca(H2PO2)2、Ni(H2PO2)2等基本滿足此標準，Ca(H2PO2)2產(chǎn)生的核雜質(zhì)量最少。NaH2PO2中的Na在反應(yīng)堆中照射會產(chǎn)生大量的24Na放射性雜質(zhì)，發(fā)射強γ射線，不利于防護，所以不可用。
b．活化用酸浸漬活化法或陰極活化法將血管支架活化。浸漬活化法為將金屬支架浸于HCl溶液中數(shù)分鐘后取出用蒸餾水漂洗干凈；陰極活化法為以金屬支架作陰極，活化溶液為HCl溶液，通電，控制電流密度，然后取出用蒸餾水漂洗干凈。
c．預(yù)鍍將活化好的支架作陰極放入電鍍?nèi)芤褐?，電鍍鎳層的溶液配方為氯化?00-250g/L、37％的鹽酸180-220ml/L；通電時間為2-5分鐘，控制電流密度為5-10A/dm2，于其表面預(yù)鍍一層能夠?qū)瘜W(xué)鍍鎳起催化作用的金屬層。預(yù)鍍層可為金屬鎳層也可為金屬鈀層或金屬鈷層。
d．化學(xué)鍍在基礎(chǔ)化學(xué)鍍液中加入32P-次磷酸鹽溶液，混合均勻后，制得含32P化學(xué)鍍液。將預(yù)鍍好的血管支架放入該化學(xué)鍍液中，反應(yīng)溫度為70-95℃，反應(yīng)時間為5-15min，可以鍍上Ni-P(32P)鍍層。該鍍層厚度不大于5μm，否則可能影響與支架表面的結(jié)合牢固度。鍍層中P的百分含量為8％-12％。其中基礎(chǔ)化學(xué)鍍液的配方為六水合硫酸鎳 15-23g/L次磷酸鈉 35-50g/L硫酸銨 30-45g/L結(jié)晶乙酸鈉 35-45g/L順丁烯二酸 3-5g/LpH 6.5-7.5支架上鍍得32P的活度通過加入基礎(chǔ)化學(xué)鍍液的32P的活度來控制，后者與前者之比約為150-300?；瘜W(xué)鍍反應(yīng)時間由反應(yīng)溫度決定，反應(yīng)溫度高，則所需時間短，反之所需時間長。
e．在上述Ni-P(32P)化學(xué)鍍層的外面再電鍍一層金層，金層的厚度為0.3-0.8μm,Au鍍層過厚將影響32P的β粒子穿出。
本發(fā)明的優(yōu)點是技術(shù)路線簡單，操作方便，易于防護，成本低，而且放射性32P核素在支架表面的活度易于控制，結(jié)合牢固，分布均勻，泄露率很低。
下面結(jié)合附圖敘述本發(fā)明


圖1本發(fā)明32P放射性血管支架的制備流程框圖實施例1a、32P-次磷酸鈣溶液的制備次磷酸鈣固體在反應(yīng)堆中照射后，用適量蒸餾水加熱溶解即得32P-次磷酸鈣溶液。
b、活化，是指酸浸活化法或陰極活化法。浸漬活化法為將金屬支架浸于300mL/L的HCl溶液中3min后取出用蒸餾水漂洗干凈；陰極活化法為以金屬支架作陰極，活化溶液為400mL/L的HCl溶液，通電2-4min，控制電流密度為2A/dm2，然后取出用蒸餾水漂洗干凈。
C、預(yù)鍍，是將活化好的金屬支架作陰極，電鍍?nèi)芤旱呐浞綖槁然嚕?30g/L；37％鹽酸，200ml/L。室溫20-25℃下通電3min，控制電流密度為8A/dm2。取出后用蒸餾水漂洗干凈，可以發(fā)現(xiàn)支架表面均勻鍍上了一層均一致密的半光亮鎳層。
d、Ni-P(32P)化學(xué)鍍?；瘜W(xué)鍍鍍液的基礎(chǔ)配方為六水合硫酸鎳，20g/L；次磷酸鈉，38g/L；硫酸銨，35g/L；結(jié)晶乙酸鈉，35g/L；順丁烯二酸，5g/L；pH=6.5-7.5。在基礎(chǔ)化學(xué)鍍液中加入含有適當活度32P的次磷酸鈣溶液，混合均勻，過濾除去產(chǎn)生的少量沉淀。然后將預(yù)鍍了鎳層的血管支架置于化學(xué)鍍液中，在80℃水浴中反應(yīng)10min。反應(yīng)時，溫度精度需控制在±1℃，以免鍍層不均一。反應(yīng)完畢得到光亮致密的Ni-P(32P)鍍層，其厚度為5μm。通過磷鉬藍光度法測定該鍍層中P的百分含量，為10％。鍍好的支架經(jīng)3次球囊擴張一壓縮，32P的脫落率低于0.1％。支架上鍍得32P的活度通過加入化學(xué)鍍液的32P的活度來控制，后者與前者之比約為200。獲得32P活度大于0.75μCi的支架。
e、電鍍金層，是以化學(xué)鍍后的血管支架作陰極，鍍金液的配方為金為雷酸金形式加入，10g/L；無水亞硫酸鈉，45g/L；氯化銨，40g/L；乙二胺四乙酸二鈉，25g/L，pH=9-10。25℃下通電2-3min，控制電流密度為0.25A/dm2，然后取出用蒸餾水漂洗干凈后晾干，得到金黃色均一致密鍍層，厚度約為0.6μm。
實施例2操作方法和步驟與實施例1一樣，只是改變化學(xué)鍍的操作條件，d、Ni-P(32P)化學(xué)鍍?；瘜W(xué)鍍鍍液的基礎(chǔ)配方為六水合硫酸鎳，18g/L；次磷酸鈉，42g/L；硫酸銨，40g/L；結(jié)晶乙酸鈉，40g/L；順丁烯二酸，4g/L；pH=6.5-7.5。在基礎(chǔ)化學(xué)鍍液中加入含有適當活度32P的次磷酸鈣溶液，混合均勻。然后將預(yù)鍍了鎳層的血管支架置于化學(xué)鍍液中，在90±1℃水浴中反應(yīng)7min。反應(yīng)完畢得到光亮致密的Ni-P(32P)鍍層，其厚度為4μm。通過磷鉬藍光度法測定該鍍層中P的百分含量，為11％。鍍好的支架經(jīng)3次球囊擴張-壓縮，32P的脫落率低于0.1％。支架上鍍得32P的活度通過加入化學(xué)鍍液的32P的活度來控制，后者與前者之比約為180。獲得32P活度大于1μCi的支架。
效果說明用本發(fā)明制作得到的32P放射性血管支架進行了動物試驗。試驗采用20只雄性新西蘭大白兔，體重3.0±0.5kg，高脂喂養(yǎng)兩周后，對每只兔的左、右骼動脈行球囊過度擴張拉傷，然后在右骼動脈內(nèi)置入32P支架，左骼動脈內(nèi)置入普通支架，32P支架的活度為0.75-1.0μCi。術(shù)后繼續(xù)高脂喂養(yǎng)，于3d、2周、4周和8周各處理5只兔子，進行血管造影分析、組織病理學(xué)觀察和免疫組織化學(xué)檢查。血管造影分析采用DSA造影機中的自動血管分析測量系統(tǒng)，對雙側(cè)骼動脈造影結(jié)果進行自動測量，計算置入支架處的骼動脈血管平均直徑及支架邊緣處直徑，從而比較兩種支架的差異；組織病理學(xué)觀察時，先放血處死兔，分離腹主動脈，用福爾馬林溶液恒壓灌注30min后，再分離雙側(cè)骼動脈，取下含支架的動脈段，繼續(xù)在福爾馬林溶液中固定24h，然后石蠟包埋，切片，分別進行HE染色和彈力纖維染色。利用圖像分析測試系統(tǒng)可以測定并計算出管腔、內(nèi)膜和中膜面積，與鄰近正常血管各指標比較，以計算血管的狹窄程度；免疫組化檢查是對病理切片行平滑肌細胞α-肌鈣蛋白單克隆抗體染色和PCNA染色后，用光學(xué)顯微鏡檢查PCNA陽性細胞占總計數(shù)細胞的比例，從而計算陽性細胞水平指數(shù)。20只兔動物試驗的結(jié)果如下(1)植入32P放射性血管支架是安全可行的，隨訪8周未發(fā)現(xiàn)與放射性支架相關(guān)的急慢性并發(fā)癥，血管造影顯示全部血管通暢，未見動脈血管瘤。(2)血管造影分析顯示8周時置入32P支架的血管最小內(nèi)徑顯著大于置入普通支架的血管最小內(nèi)徑，分別為2.30±0.10mm和1.32±0.18mm,P＜0.01。(3)組織病理學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)術(shù)后8周時置入32P支架的血管管腔面積和內(nèi)膜增生程度得到顯著改善，狹窄百分比分別為32P支架6.0±2.1％，普通支架13.0±1.4％,P＜0.01。表明32P支架有效地抑制了PTCA后新生內(nèi)膜的增生，降低了血管狹窄面積百分比。(4)免疫組化實驗顯示術(shù)后3d至4周置入32P支架血管的PCNA陽性率低于置入普通支架的，分別為2.0±1.5％和10.7±6.2％,P＜0.05。表明32P支架能有效抑制血管平滑肌細胞增殖。
以上動物試驗的結(jié)果提示32P放射性核素支架能夠預(yù)防動物血管PTCA后的再狹窄?？梢酝茢?2P放射性支架在臨床上也將有積極的效果，能夠?qū)Ψ乐尾∪说腜TCA后冠狀動脈再狹窄發(fā)揮重要作用。
權(quán)利要求
1．一種放射性32P血管支架，其特征在于第一層預(yù)鍍有金屬層，第二層在金屬層上再化學(xué)鍍上Ni-P(32P)鍍層，第三層為電鍍金層。
2．權(quán)利要求1所述的一種放射性32P血管支架制作方法依次按如下步驟進行a．32P次磷酸鹽溶液的制備將次磷酸鹽的固體在反應(yīng)堆中照射后用蒸餾水溶解；b．活化用酸浸漬活化法或陰極活化法將血管支架活化；c．預(yù)鍍以活化好的支架作陰極放入電鍍?nèi)芤褐?，于其表面預(yù)鍍一層能夠?qū)瘜W(xué)鍍鎳起催化作用的金屬層；d．化學(xué)鍍將血管支架放入在基礎(chǔ)化學(xué)鍍液中加入32P次磷酸鹽溶液混合均勻后制得的化學(xué)鍍液中，反應(yīng)溫度為70-95℃，溫度精度為±1℃，反應(yīng)時間為5-15min。其中基礎(chǔ)化學(xué)鍍液的配方為六水合硫酸鎳 15-23g/L次磷酸鈉 35-50g/L硫酸銨 30-45g/L結(jié)晶乙酸鈉 35-45g/L順丁烯二酸 3-5g/LpH 6.5-7.5e．在上述Ni-P(32p)化學(xué)鍍層的外面再電鍍一層金層。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種放射性32P血管支架及其制作方法，其特征在于次磷酸鹽中的金屬離子必須在中子的照射下不產(chǎn)生放射性核素或僅產(chǎn)生極微量的放射性核素，較佳為次磷酸鈣或次磷酸鎳。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種放射性32P血管支架及其制作方法，其特征在于步驟C預(yù)鍍金屬層為鎳層、鈀層或鈷層。
5．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種放射性32P血管支架及其制作方法，其特征在于化學(xué)鍍層Ni-P(32P)鍍層的厚度不大于5μm，鍍層中P的百分含量為8％-12％。
6．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種放射性32P血管支架及其制作方法，其特征在于電鍍金層的厚度為0.3-0.8μm。
全文摘要
本發(fā)明公開一種
文檔編號A61N5/00GK1312119SQ01105119
公開日2001年9月12日 申請日期2001年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月10日
發(fā)明者張曉東, 李文新, 李晴暖 申請人:中國科學(xué)院上海原子核研究所