用于从植入和切除的医疗装置中提取和分析化合物的方法制造方法及图纸

一般而言，本发明专利技术公开了用于从植入和切除的动物组织医疗装置中提取和分析涂层的方法；其中该涂层包括至少一种可生物降解聚合物和至少一种或多种治疗成分。本发明专利技术描述了用于在植入或注射到动物组织之前和之后提取和分离医疗装置或复杂药剂制剂中的可生物降解聚合物和治疗剂的最佳条件。特别地，这项工作涉及在没有生物干扰的情况下准确分离和量化ppm量的聚合物和/或治疗剂。使用配备有光散射检测器的GPC/SEC系统使能够确定“绝对”或“真实”分子量。所有这些改进允许独立于常规GPC/SEC中使用的聚合物标准物，准确确定聚合物/治疗组分的降解概况。分的降解概况。分的降解概况。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从植入和切除的医疗装置中提取和分析化合物的方法


[0001]本公开涉及用于从包括医疗、兽医和牙科装置的可植入装置中提取和分析聚合物生物材料的分析方法。特别地，本公开涉及从初始植入和随后切除的可植入装置中提取和分析痕量的聚合物生物材料。

技术介绍

[0002]生物材料是生物相容性材料，已用于治疗、增强或替代身体的任何组织、器官或功能的各种医疗装置中。包括金属、陶瓷、玻璃和聚合物的多种材料已被开发为生物材料。2017年，全球生物材料市场价值838亿美元，并且由于近年来多功能聚合物生物材料的快速发展，预测到2021年增加至近1520亿美元。聚合物生物材料的需求将在2017年与2023年间示出17％的最快复合年增长率(CAGR)，并且达到预测105亿美元。
[0003]聚合物生物材料可分为两个主要组：生物稳定聚合物生物材料和可生物降解聚合物生物材料。与生物稳定聚合物生物材料在体内具有稳定的化学结构和平稳性能不同，可生物降解聚合物生物材料可以通过水解或酶促敏感键的断裂或导致聚合物溶蚀的聚合物中的氧化而降解。因此，与生物稳定聚合物相比，医疗装置中可生物降解聚合物的检测和表征更为重要且通常具有挑战性。
[0004]自20世纪60年代首次开发出基于合成聚(乙醇酸)的缝合系统以来，具有均匀分子结构和可控特性的合成可生物降解聚合物已成为用于医疗装置诸如支架结构(scaffold)、植入物、药剂递送载体和缝合线的主要生物材料。然而，由于聚合物降解，在医疗装置中，尤其在植入和切除的医疗装置中，可生物降解聚合物的检测、量化和表征是困难的。
[0005]如今，冠状动脉疾病(CAD)是世界上主要的死因之一。它在2016年造成美国近900,000人死亡。在过去的二十年中，具有裸金属支架(BMS)的经皮腔内冠状动脉成形术(PTCA)已被用作治疗阻塞性CAD。然而，高百分比的患者经历动脉狭窄或再狭窄，导致需要再干预。在2003年，开发了由涂覆有抗增殖药剂
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聚合物膜的BMS平台组成的第一代DES，以解决与使用BMS相关的缺点并促进打开堵塞后血管的愈合。然而，发现用于第一代DES的耐用聚合物(DP)与亚急性和延迟支架血栓形成(ST)的风险增加有关。
[0006]必然地，为了避免这种并发症，新一代DES使用可生物降解聚合物作为应用于支架的药剂
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基质的一部分和/或作为金属支架结构的替代物。考虑到聚合物存在与ST之间的关联，新一代DES已转向使用更快再吸收的可生物降解聚合物以降低ST的风险。最近，还开发了一种新型DES，其具有极低聚合物(每个支架小于50μg可生物降解聚合物)和药剂(每个支架小于10μg)量，以优化抗再狭窄效果和血管愈合并最小化炎症反应。与其他支架相比，使用少量聚合物和药剂的新开发的DES已示出具有优异的安全性和效力。然而，从具有较低聚合物和药剂负载量的植入和切除的医疗装置中提取和分析聚合物和药剂变得更加困难。
[0007]在初始、植入和切除的医疗装置中分析聚合物和药剂非常重要并且由监管机构像美国食品和药物管理局(FDA)要求。为了表征医疗装置中的聚合物和药剂，已经广泛开发了不同的表征技术，包括表面表征、本体表征和色谱分析。在其之中，色谱分析诸如凝胶渗透
色谱法(GPC)是确定聚合物量和分子量(大小)必不可少的分离和分析技术。
[0008]尽管配备有多个检测器(包括折射率(RI)检测器、光散射(LS)检测器、粘度计和UV检测器)的GPC系统已成功开发并用于分析聚合物，但在植入或注射到动物和人体中的通过降解处理的可植入装置中检测和表征痕量(小于50μg)可生物降解聚合物生物材料仍然具有挑战性。准确评估小装置诸如DES上的薄聚合物涂层的体内和体外降解概况(degradation profile)需要开发具有足够选择性和灵敏度的分析方法。
[0009]在以下专利中，除降解产物外，释放的聚合物/药剂含量的检测已使用具有折射率(RI)检测器的常规GPC/SEC分析来确定。常规方法使用具有不同化学性质和结构的标准物的校准曲线计算分子量分布的相对值。因此，通过使用常规方法，在体内暴露于不同组织之前和之后，检测、分离和表征医疗装置或药剂中的痕量可生物降解聚合物生物材料是非常具有挑战性的。
[0010]US 2009/0292351 A1：公开了一种装置，该装置包括具有至少一个可生物吸收聚合物层和至少一个活性剂层的支架。通过GPC分析了在每个外植体时间点处保留在支架中的聚合物的量和从涂覆的支架中提取的活性剂的量的量化。GPC系统由与50A Hewlet Packard Pl
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凝胶柱耦连的折射率检测器构成。通过折射率检测来检测聚合物组分，并使用峰面积来确定在外植体时间点处保留在支架中的聚合物的量。聚苯乙烯标准物用于生成校准曲线。
[0011]US 6,592,899 B2：在Styragel HR
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3柱或等效柱上进行GPC分析，使用RI检测和氯仿作为洗脱液用PEG标准物校准，或在Phenogel、混合床和500A柱的组合上进行GPC分析，使用RI检测和四氢呋喃作为ABA和BAB三嵌段共聚物的洗脱液用PEG标准物校准。报告的通过GPC确定的可生物降解聚酯低聚物以及特别是PLA/PLGA低聚物的重均分子量是使用与聚苯乙烯标准物相同的方法进行的。
[0012]US 2004/0001872 A1：分子量分别通过GPC和1H
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NMR确定。报告的丙交酯/乙交酯比率由1H
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NMR数据计算。在Styragel HR
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3柱或等效柱上进行GPC分析，使用RI检测和氯仿作为洗脱液用PEG标准物校准，或在Phenogel、混合床和500A柱的组合上进行GPC分析，使用RI检测和四氢呋喃作为ABA和BAB三嵌段共聚物的洗脱液用PEG标准物校准。
[0013]与RI检测器、光散射(LS)检测器、UV检测器和粘度计耦连的先进的检测GPC允许确定绝对分子量、特性粘度、流体动力学半径、链构象和结构参数。LS检测器的使用致使聚合物标准物的校准曲线不必要。在这种情况下，测量是基于样品散射光的方式，而不是与聚合物标准物相比分子洗脱的保留时间。该技术独立于GPC仪器设置条件，并且直接确定聚合物的“绝对”或“真实”分子量。因此，它使能够更准确地表征痕量聚合物和降解产物，以评估可植入装置的性能和安全性。
[0014]迄今为止，可植入装置中聚合物的分子量的测量值是基于常规GPC/SEC分析计算的，并且报告的值是相对于聚合物标准物的。然而，每种聚合物在给定溶剂中具有独特的大小与重量的比率。此外，聚合物的化学性质、结构和组成与用于构建常规校准曲线的聚合物标准物不同。出于这些原因，相对分子量值是不准确的。此外，常规方法没有提供包括聚合物结构、聚集、组成、流体动力学体积和回转半径的细节，这些细节可以提供关于聚合物在可植入装置中的安全性、临床结果和效力的有价值的洞察。先进检测GPC/SEC是使这些测量成为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从可植入医疗装置中提取一种或多种聚合物生物材料和/或药剂的方法，所述方法包括以下步骤：i)将含切除的聚合物的组织和可植入装置溶解在选自包括以下的组的一种溶剂、多种溶剂或溶剂的混合物中：含氧溶剂、烃溶剂、卤化溶剂、有机溶剂、水性缓冲液、碱性溶液和苛性碱溶液，从而产生提取溶液，所述提取溶液被收集；ii)所述切除的聚合物可以任选地用溶剂再洗涤，从而产生一种或多种聚合物降解物的提取溶液；iii)将所述溶剂在氮气流下从不同的提取物中去除和/或冷冻干燥直至干燥，以及然后在真空下进一步干燥以产生干燥的提取物；iv)在25
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70℃之间温和搅拌2至24小时下将所述干燥的提取物溶解在合适的流动相中；以及v)将所溶解的提取物过滤并引入到自动进样器小瓶中进行分析。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述医疗装置是支架、药剂递送载体、支架结构或缝合线。3.根据权利要求2所述的方法，其中，植入的医疗已从动物器官组织中切除。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述合适的流动相选自包括以下的组：含氧溶剂、烃溶剂、卤化溶剂、有机溶剂、水性缓冲液、碱性溶液和苛性碱溶液。5.一种用于确定植入有医疗装置的切除的组织中的聚合物的降解概况和浓度的方法，包括以下步骤：i)确定基线数据，包括数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)、z均分子量(Mz)、分子量分布、特性粘度、流体动力学半径和折射率增量，以及相应聚合物在初始非植入医疗装置中的量；ii)确定降解数据，包括数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)、z均分子量(Mz)、分子量分布、特性粘度、流体动力学半径和折射率增量，以及相应聚合物在植入医疗装置后的不同时间点处在来自切除的动物组织的提取物中的量；以及。6.根据权利要求5所述的方法，其中，分子降解参数通过SEC/GPC
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光散射(SEC/GPC
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【专利技术属性】
技术研发人员：艾默尔，
申请(专利权)人：聚合分析公司，
类型：发明
国别省市：