Имплантируемое устройство типа сердечник-оболочка, имеющее выступ на внутреннем сердечнике

Изобретение относится к медицине. Описано имплантируемое устройство типа сердечник-оболочка, обеспечивающее профиль высвобождения биологически активного агента, который может быть адаптирован под конкретную терапию. Устройство характеризуется одним или более выступами, которые продолжаются от внутреннего сердечника, по меньшей мере, частично до внешней оболочки. В зависимости от конкретного дизайна такого имплантируемого устройства, можно получить множество профилей высвобождения биологически активного агента, которые могут быть адаптированы под конкретную терапию. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Перекрестные ссылки на родственные заявки

В данной заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке на патент США №61/360,140, поданной 30 июня 2010 года, полное содержание которой включено сюда в виде ссылки.

Уровень техники

Биоразлагаемые имплантируемые устройства часто включают биосовместимую полимерную матрицу или биоразлагаемую полимерную матрицу, которая включает биологически активный агент, диспергированный или локализованный в матрице. Биологически активный агент может высвобождаться из матрицы по разным механизмам и профилям высвобождения. Такие имплантируемые устройства очень полезны для получения профиля высвобождения, адаптированного под конкретную терапию. Например, имплантируемые устройства могут обеспечивать пролонгированный профиль высвобождения биологически активного агента в течение некоторого периода времени, например, исчисляющегося в днях или даже месяцах.

Имплантируемые устройства совместимы с большинством классов биологически активных агентов. Однако современный дизайн многих имплантируемых устройств ограничивает число различных профилей высвобождения, которые можно реализовать для конкретного биологически активного агента. Следовательно, существует необходимость в улучшенных имплантируемых устройствах, имеющих новый дизайн, который обеспечивает гибкость при адаптации профиля высвобождения под конкретную терапию. Эта и другие потребности удовлетворяются данным изобретением.

Сущность изобретения

Имплантируемое устройство содержит внешнюю оболочку, содержащую биосовместимый полимер и имеющую открытую продольную поверхность оболочки и открытые поверхности ближнего и дальнего конца; и внутренний сердечник, содержащий биологически активный агент и имеющий: i. продольную поверхность сердечника, которая полностью окружена указанной оболочкой; и ii. продольный выступ, который продолжается вовне от продольной поверхности сердечника, по меньшей мере, частично до внешней оболочки и имеющий продольную поверхность выступа; где, по меньшей мере, часть продольной поверхности выступа находится ближе к открытой продольной поверхности оболочки, чем любая другая часть продольной поверхности сердечника.

Краткое описание чертежей

На ФИГ.1A представлено изометрическое изображение имплантируемого устройства, имеющего выступ сердечника, который частично продолжается до внешней оболочки. Внешняя оболочка показана пунктирной линией, что показывает, что внешняя оболочка может иметь любую геометрию.

На ФИГ.1B представлено изометрическое изображение имплантируемого устройства, имеющего выступ на сердечнике, который продолжается полностью до внешней оболочки и дает очертания открытой поверхности продольного сердечника. Снова, внешняя оболочка показана пунктирной линией.

ФИГ. 1C-E являются вариантами ФИГ.1A или 1B, показывающими различную возможную геометрию внешней оболочки в сочетании с внутренним сердечником, который может иметь любую геометрию выступа сердечника.

ФИГ.2A является вариантом ФИГ.1A или 1B, где внутренний сердечник показан пунктирной линией. Различные варианты геометрии внутреннего сердечника показаны на ФИГ.2B-2E.

Подробное описание

В данном описании используются следующие термины, которые имеют следующие значения:

Слово "содержать" или его варианты, такие как "содержит" или "содержащие", подразумевают включение указанного компонента или стадии, но не исключение любого другого компонента или стадии.

Единственное число включает объекты в множественном числе, если контекст явным образом не заявляет обратное.

"Массовый процент" компонента, если особо не указано иное, основан на общей массе композиции или состава, в который включен компонент.

"Необязательный" или "необязательно" означает, что описываемое далее событие или обстоятельство может происходить или не происходить.

Интервалы могут быть выражены здесь как от или до "около" конкретного значения. Такой интервал включает интервал, который продолжается от или до конкретного значения, и интервалы, которые продолжаются от или до "около" конкретного значения. Например, интервал, который продолжается от "около" 1 до "около" 2, включает интервал от 1 до 2, а также интервалы от около 1 до около 2. Интервалы, в общем, предназначены включать все целые числа в интервале, включая пределы.

Термин "имплантируемое устройство" в данном описании относится к любому изделию, которое составляет, по меньшей мере, 1 мм в длину, по меньшей мере, в одном направлении. Например, устройство может иметь один размер, который составляет от 1 мм до 50 мм, 1,2 мм до 45 мм, 1,4 мм до 42 мм, 1,6 мм до 40 мм, 1,8 мм до 38 мм или от 2,0 мм до 36 мм, 5,0 мм до 33 мм или от 10 мм до 30 мм. Другие примеры включают имплантируемые устройства, имеющие один размер, составляющий, по меньшей мере, 3 см, либо вплоть до или более чем 10 см, 20 см или даже 30 см. Диаметр имплантируемого устройства может иметь любой размер, например от 1 мм до 50 мм.

Термин "биосовместимый" в данном описании относится к веществу и продуктам его разложения, которые являются по существу не токсичными для субъекта.

Термин "биоразлагаемый" в данном описании относится к материалу, который будет разрушаться до растворимых компонентов или будет разлагаться в физиологических условиях до более мелких единиц или химических видов, которые сами по себе являются не токсичными (биосовместимы) для субъекта и способны к тому, чтобы метаболизироваться, удаляться или выводиться из организма субъекта.

"Биологически активный агент" в данном описании относится к агенту, который обладает биологической активностью. Биологически активный агент может применяться для обработки, диагностики, лечения, смягчения боли, предотвращения (например профилактически), облегчения, корректирования или получения другого благоприятного эффекта в отношении болезни, расстройства, инфекции и т.п. Биологически активные агенты также включают вещества, которые влияют на структуру или функцию субъекта (включая пролекарства), которые становятся биологически активными или более биологически активными после помещения их в заданную физиологическую среду.

"Открытая" поверхность относится к внешней поверхности, которая открыта атмосфере или другой окружающей среде при применении имплантируемого устройства, такой как жидкости или ткани тела.

"Оболочка" относится к покрытию внутреннего сердечника, которое окружает, по меньшей мере, часть внутреннего сердечника вдоль продольной оси устройства. "Оболочка" может иметь один или множество слоев.

Имплантируемые устройства в соответствии с данным изобретением обеспечивают профиль высвобождения биологически активного агента, который может быть адаптирован под конкретную терапию. В отличие от типичных имплантатов типа сердечник-оболочка, имплантируемые устройства в соответствии с данным изобретением имеют один или более выступов, которые продолжаются от сердечника, по меньшей мере, частично до внешней оболочки. В зависимости от конкретного дизайна такого имплантируемого устройства, может быть достигнуто множество профилей высвобождения. Так как сердечник продолжается, по меньшей мере, частично до внешней оболочки, биологически активный агент в сердечнике может диффундировать наружу в направлении открытой поверхности. Такой путь диффузии может повышать скорость высвобождения биологически активного агента от определенных мест расположения имплантируемого устройства. Диффузионный путь от внутреннего сердечника к открытой поверхности может быть изменен путем внесения изменений в дизайн внутреннего сердечника и внешней оболочки.

Согласно ФИГ.1A, имплантируемое устройство 10A включает внешнюю оболочку 12A, имеющую открытую продольную поверхность оболочки 14A, открытую поверхность ближнего конца 16A и открытую поверхность дальнего конца (не показана). Внешняя оболочка 12A частично или полностью окружает внутренний сердечник 18A. Внутренний сердечник 18A дает очертания продольной поверхности сердечника 20A, которая полностью окружена внешней оболочкой 12A. Продольный выступ 22A продолжается вовне от продольной поверхности сердечника 20А частично до внешней оболочки 12A. Продольный выступ 22A дает очертания продольной поверхности выступа 24A.

Внутренний сердечник 18A также дает очертания поверхности ближнего конца 26A и поверхности дальнего конца (не показан). Поверхность ближнего конца 26A или поверхность дальнего конца может быть окружена внешней оболочкой 12A. Или любая из этих поверхностей может быть открытой поверхностью. Когда поверхность ближнего конца 26A и поверхность дальнего конца (не показан) открыты и находятся по существу на одном уровне с открытой поверхностью ближнего конца оболочки 16A и открытой поверхностью дальнего конца оболочки (не показан), внутренний сердечник 18A имеет по существу одинаковую длину с внешней оболочкой 12A.

По меньшей мере, часть поверхности продольного выступа 24A находится ближе к открытой продольной поверхности оболочки 14A, чем любая часть продольной поверхности сердечника 20A. Продольный выступ 22А может продолжаться на любое расстояние до внешней оболочки 12A. На ФИГ.1A, продольный выступ 22A продолжается от поверхности внутреннего сердечника 20A в направлении открытой продольной поверхности оболочки 14A, но не продолжается полностью до внешней оболочки 12A, т.е. внешняя оболочка 12A окружает не только продольную поверхность сердечника 20A, но также поверхность выступа 24A. Но поверхность выступа 24A находится ближе к продольной поверхности оболочки 14A, чем любая часть продольной поверхности сердечника 20A.

Наоборот, продольный выступ 22A может продолжаться полностью до внешней оболочки 12A. Согласно ФИГ.1B, например, имплантируемое устройство 10B включает все элементы, показанные на ФИГ. 1А (внешняя оболочка 12B, поверхность оболочки 14B, поверхность конца 16B, внутренний сердечник 18B, поверхность сердечника 20B, поверхность конца 26B), где продольный выступ 22B продолжается полностью до внешней оболочки 12B и дает очертания поверхности продольного выступа 24B, которая, в этом варианте, является открытой поверхностью, не окруженной внешней оболочкой 12B.

Внешняя оболочка 12A (и 12B) представлена пунктирной линией для того, чтобы показать, что геометрия внешней оболочки 12A не является ограничивающей. Внешняя оболочка 12A может иметь любую геометрию. Варианты на ФИГ.1A и 1B могут включать, например, шестиугольную внешнюю оболочку (ФИГ.1C), восьмиугольную внешнюю оболочку (ФИГ.1D) или цилиндрическую (или яйцевидную) внешнюю оболочку (ФИГ.1E), где все другие элементы являются такими же, как на ФИГ.1A и 1B (внешняя оболочка 12, поверхность оболочки 14, поверхность конца 16, внутренний сердечник 18, поверхность сердечника 20, поверхность выступа 24 и поверхность конца 26).

Аналогичным образом, согласно ФИГ.2A, внутренний сердечник представлен пунктирной линией, чтобы показать, что сердечник может иметь любую геометрию сердечника-выступа. Внутренний сердечник также представлен пунктирными линиями на ФИГ.1C-E, чтобы показать, что может применяться любая геометрия сердечника-выступа с любой геометрией внешней оболочки. Несколько неограничивающих примеров геометрий внутреннего сердечника показаны на ФИГ.2B-E, где внешняя оболочка опять показана пунктирной линией, а все другие элементы являются такими же, как на ФИГ.1A и 1B (внешняя оболочка 12, поверхность оболочки 14, поверхность конца 16, внутренний сердечник 18, поверхность сердечника 20, поверхность выступа 24 и поверхность конца 26). Согласно ФИГ.2D и 2E, более одного продольного выступа могут продолжаться вовне, по меньшей мере, частично до внешней оболочки. Продольная поверхность внутреннего сердечника на ФИГ.2E является поверхностью сердечника, где выступы пересекаются (20).

Внешняя оболочка и, в некоторых случаях, внутренний сердечник содержит биосовместимый полимер, который также может быть биоразлагаемым. Молекулярная масса полимера может быть важна с той точки зрения, что молекулярная масса влияет на скорость биоразложения биоразлагаемого полимера. Для осуществления механизма диффузии биологически активного агента полимер может оставаться нетронутым до тех пор, пока все лекарственное средство не выделится из полимера, и затем будет разлагаться. Лекарственное средство также может выделяться из полимера по мере того, как полимер разлагается. Подходящий выбор полимера позволяет получить такой состав, в котором полученный полимер демонстрирует и высвобождение через диффузию, и высвобождение при биоразложении. Молекулярные массы могут быть измерены методами, известными в данной области техники, включая гельпроникающую хроматографию, вискозиметрический метод, светорассеяние и другие методы.

Состав полимера можно подобрать таким образом, чтобы он разлагался в течение желаемого интервала времени, присутствуя в теле пациента или в биологической среде. Например, временной интервал может составлять от около менее одного дня до около 1 месяца. Более длительные интервалы времени могут составлять до 6 месяцев, включая, например, полимеры, которые разлагаются в течение от около ≥÷0 до около 6 месяцев, или от около 1 до около 6 месяцев. Полимер также может разлагаться в течение более длительных интервалов времени, вплоть до 2 лет или дольше, включая, например, от около ≥0 до около 2 лет, или от около 1 месяца до около 2 лет.

Желаемый механизм высвобождения биологически активного агента может влиять на выбор полимера или дизайн имплантируемого устройства. Биосовместимый полимер, например, может быть выбран таким, чтобы выделять или позволять высвобождение биологически активного агента в желаемый отсроченный момент времени после того, как имплантируемое устройство будет имплантировано пациенту. Например, полимер может быть выбран таким, чтобы выделять или позволить высвобождение биологически активного агента до того, как биологически активный агент начнет терять активность, поскольку биологически активный агент начинает терять активность, когда активность биологически активного агента частично снижается, например, по меньшей мере, на 25%, по меньшей мере, на 50% или, по меньшей мере, на 75%, когда активность биологически активного агента по существу снижается или когда биологически активный агент полностью израсходован или больше не активен.

Примеры подходящих полимеров, подлежащих включению в состав оболочки или сердечника, включают, но не ограничиваются ими, сложные полиэфиры, полигидроксиалканоаты, полигидроксибутираты, полидиоксаноны, полигидроксивалераты, полиангидриды, сложные полиортоэфиры, полифосфазены, полифосфаты, сложные полифосфоэфиры, полидиоксаноны, сложные полифосфоэфиры, полифосфаты, полифосфонаты, полифосфаты, полигидроксиалканоаты, поликарбонаты, полиалкилкарбонаты, полиортокарбонаты, полиэфирамиды, полиамиды, полиамины, полипептиды, полиуретаны, полиалкиленалкилаты, полиалкиленоксалаты, полиалкиленсукцинаты, полигидроксижирные кислоты, полиацетали, полицианоакрилаты, поликетали, полиэфирэфиры, простые полиэфиры, полиалкиленгликоли, полиалкиленоксиды, полиэтиленгликоли, полиэтиленоксиды, полипептиды, полисахариды или поливинилпирролидоны. Другие не биоразлагаемые, но прочные полимеры включают, но не ограничиваются ими, сополимер этилена-винилацетата, политетрафторэтилен, полипропилен, полиэтилен и подобные. Аналогичным образом, другие подходящие не биоразлагаемые полимеры включают, но не ограничиваются ими, силиконы и полиуретаны.

Имплантируемое устройство может содержать множество полисахаридов, таких как целлюлоза, модифицированная целлюлоза, включая этилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, метилцеллюлозу или гидроксипропилметилцеллюлозу. Имплантируемое устройство также может содержать амилазу, крахмал, мальтодекстрин, гликоген, хитин или модифицированные полисахариды, такие как гидрофобно-модифицированные полисахариды. Примеры гидрофобно-модифицированных полисахаридов включают мальтодекстрины, которые были гидрофобно-модифицированы C₁-C₁₀ алкильными боковыми цепями, насыщенными боковыми цепями, ненасыщенными боковыми цепями, боковыми цепями жирных кислот и т.п.

Другие конкретные примеры подходящих полимеров включают полимеры САМЕО (полимеры сложного эфира - амида), полимеры POLY ACTIVE и полимеры SYNBIOSYS (полимеры сложного эфира - уретана). Другие примеры включают сложные полиэфиры с или без боковых цепей, включая поли(гликолид), поли(лактид), который имеет боковую метильную группу, и гликолиды, имеющие C₂-C₁₂ боковые цепи, такие как модифицированный гексилом гликолид.

Другие конкретные примеры подходящих полимеров включают один или более из поли(лактида), поли(гликолида), поли(лактид-со-гликолида), поли(капролактона), поли(ортоэфира), поли(фосфазена), поли(гидроксибутирата), или сополимера, содержащего поли(гидроксибутират), поли(лактид-со-капролактон), поликарбонат, полиэфирамид, полиангидрид, поли(диоксанон), поли(алкиленалкилат), сополимер полиэтиленгликоля и полиортоэфира, биоразлагаемый полиуретан, поли(аминокислоту), полиамид, полиэфирамид, простой-сложный полиэфирэфир, полиацеталь, полицианоакрилат, сополимер поли(оксиэтилен)/поли(оксипропилена), полиацетали, поликетали, полифосфоэфиры, полигидроксивалераты, или сополимера, содержащего пол и гидроксивалерат, пол иал кил еноксалаты, пол иал киенсукцинаты, поли(малеиновую кислоту), и их сополимеры, терполимеры, комбинации или смеси.

Также могут применяться сополимеры, примеры которых включают один или более блоков гидрофильных или растворимых в воде полимеров, включая, но не ограничиваясь ими, полиэтиленгликоль (ПЭГ) или поливинилпирролидон (ПВП) в сочетании с одним или более блоками другого биосовместимого или биоразлагаемого полимера, который содержит лактид, гликолид, капролактон или их комбинацию.

Полимер может содержать один или более остатков молочной кислоты, гликолевой кислоты, лактида, гликолида, капролактона, гидроксибутирата, гидроксивалератов, диоксанонов, полиэтиленгликоля (ПЭГ), полиэтиленоксида или их комбинацию. Полимеры на основе лактида могут содержать любой лактидный остаток, включая все рацемические и стереоспецифические формы лактида, включая L-лактид, D-лактид и D,L-лактид, или их смесь. Полезные полимеры, содержащие лактид, включают, но не ограничены ими, поли(L-лактид), поли(D-лактид) и поли(DL-лактид); и поли(лактид-со-гликолид), включая поли(L-лактид-со-гликолид), поли(D-лактид-со-гликолид) и поли(DL-лактид-со-гликолид); или сополимеры, терполимеры, комбинации или смеси этих полимеров. Полимеры лактида/гликолида могут быть удобным образом получены полимеризацией в расплаве через открытие колец лактидных и гликолидных мономеров. Кроме того, рацемический DL-лактидный, L-лактидный и D-лактидный полимеры являются коммерчески доступными. L-полимеры обладают более высокой степенью кристалличности и поглощают медленнее, чем DL-полимеры. Помимо сополимеров, содержащих гликолид и DL-лактид или L-лактид, коммерчески доступными являются сополимеры L-лактида и DL-лактида. Гомополимеры лактида или гликолида также являются коммерчески доступными.

Если биоразлагаемым полимером является поли(лактид-со-гликолид) или смесь поли(лактида) и поли(гликолида), количество лактида и гликолида в полимере может варьировать. Например, биоразлагаемый полимер может содержать от 0 до 100 мол.%, от 40 до 100 мол.%, от 50 до 100 мол.%, от 60 до 100 мол.%, от 70 до 100 мол.% или от 80 до 100 мол.% лактида и от 0 до 100 мол.%, от 0 до 60 мол.%, от 10 до 40 мол.%, от 20 до 40 мол.% или от 30 до 40 мол.% гликолида, где количество лактида и гликолида составляет 100 мол.%. Например, биоразлагаемым полимером может быть поли(лактид), 95:5 поли(лактид-со-гликолид), 85:15 поли(лактид-со-гликолид), 75:25 поли(лактид-со-гликолид), 65:35 поли(лактид-со-гликолид) или 50:50 поли(лактид-со-гликолид), где соотношения являются молярными соотношениями.

Полимером также может быть поли(капролактон) или поли(лактид-со-капролактон). Например, полимером может быть поли(лактид-капролактон), такой как 95:5 поли(лактид-со-капролактон), 85:15 поли(лактид-со-капролактон), 75:25 поли(лактид-со-капролактон), 65:35 поли(лактид-со-капролактон) или 50:50 поли(лактид-со-капролактон), где соотношения являются молярными соотношениями.

Внутренний сердечник или внешняя оболочка может содержать биологически активный агент. Когда и внутренний сердечник, и внешняя оболочка содержат биологически активный агент, биологически активный агент может быть одинаковым или разным, и может присутствовать в одинаковых или разных количествах. Для некоторых видов терапии желательно иметь биологически активный агент только во внутреннем сердечнике. Может применяться множество биологически активных агентов. Обычно биологически активным агентом является такой, который может выделяться из имплантируемого устройства, обычно при разложении или биоразрушении устройства, но также может выделяться путем обычной диффузии, как описано выше. Обработка полимера и биологически активного агента может проводиться в таких условиях, что агент тщательно смешивается или диспергируется по всему полимеру, например гомогенно или по существу гомогенно. В альтернативном случае, обработка полимера и биологически активного агента может проводиться в таких условиях, что агент локализуется на устройстве или только в его части. Таким образом, полимер может включать области, которые насыщены биологически активным агентом, и области, которые не настолько насыщены. Устройство может содержать большое количество биологически активных агентов, либо по отдельности, либо в комбинации.

Могут применяться различные формы биологически активного агента, которые способны выделяться в соседние ткани или жидкости. Может применяться жидкий или твердый биологически активный агент. Биологически активные агенты могут включать соли активного ингредиента. Как таковые, биологически активные агенты могут быть кислыми, основными или амфотерными солями. Они могут быть неионными молекулами, полярными молекулами или молекулярными комплексами, способными к водородному связыванию. Биологически активный агент может быть включен в композиции в форме, например, незаряженной молекулы, молекулярного комплекса, соли, простого эфира, сложного эфира, амида, конъюгата полимера и лекарственного средства или в другой форме, обеспечивающей эффективное биологическое или физиологическое действие.

Примеры биологически активных агентов включают, но не ограничиваются ими, маленькие молекулы, пептиды, белки, такие как гормоны, ферменты, антитела, белки, связывающие рецепторы, фрагменты антител, конъюгаты антител, нуклеиновые кислоты, такие как аптамеры, иРНК, миРНК, микроРНК, ДНК, РНК, антисмысловая нуклеиновая кислота и т.п., аналоги антисмысловой нуклеиновой кислоты и т.п., ингибиторы ФРЭС, макроциклические лактоны, агонисты дофамина, низкомолекулярные соединения, высокомолекулярные соединения с высокой молекулярной массой или конъюгированные биологически активные агенты.

Другие биологически активные агенты могут включать анаболические агенты, антациды, противоастматические агенты, гипохолестеринемические и гиполипидемические агенты, антикоагулянты, противосудорожные агенты, противодиарейные агенты, противорвотные агенты, противоинфекционные агенты, включая антибактериальные и противомикробные агенты, противовоспалительные агенты, противоманиакальные агенты, антиметаболиты, противотошнотные, антинеопластические агенты, агенты против ожирения, антипсихотические агенты, антипиретические и анальгезирующие агенты, спазмолитические агенты, противотромботические агенты, противокашлевые агенты, противоурикемические агенты, противоангинные агенты, антигистамины, подавители аппетита, биологические агенты, церебральные дилататоры, коронарные дилататоры, бронходилататоры, цитотоксические агенты, противозастойные агенты, диуретики, диагностические агенты, эритропоэтические агенты, отхаркивающие агенты, желудочно-кишечные седативные агенты, гипергликемические агенты, снотворные агенты, гипогликемические агенты, иммуномодулирующие агенты, ионообменные смолы, слабительные агенты, минеральные добавки, миколитические агенты, нервномышечные лекарственные средства, периферические вазодилататоры, психотропные агенты, седативные агенты, стимуляторы, тиреоидные и антитиреоидные агенты, агенты, стимулирующие рост ткани, маточные миорелаксанты, витамины или антигенные материалы.

Другие биологически активные агенты включают ингибиторы андрогена, полисахариды, факторы роста, гормоны, факторы антиангиогенеза, декстрометорфан, дектрометорфана гидробромид, носкапин, карбетапентана цитрат, хлофедианола гидрохлорид, хлорфенирамина малеат, фениндамина тартрат, пириламина малеат, доксиламина сукцинат, фенилтолоксамина цитрат, фенилэфрина гидрохлорид, фенилпропаноламина гидрохлорид, псевдоэфедрина гидрохлорид, эфедрин, кодеина фосфат, кодеина сульфат, морфин, минеральные добавки, холестирамин, N-ацетилпрокаинамид, ацетаминофен, аспирин, ибупрофен, фенилпропаноламина гидрохлорид, кофеин, гвайфенезин, алюминия гидроксид, магния гидроксид, пептиды, полипептиды, белки, аминокислоты, гормоны, интерфероны, цитокины и вакцины.

Примерами лекарственных средств, которые могут применяться в качестве биологически активных агентов, включают, но не ограничены ими, пептидные лекарственные средства, белковые лекарственные средства, терапевтические антитела, антикалины, десенсибилизирующие материалы, антигены, противоинфекционные агенты, такие как антибиотики, противомикробные агенты, противовирусные, противобактериальные, противопаразитарные, противогрибковые вещества и их комбинации, противоаллергенные средства, андрогенные стероиды, противозастойные средства, снотворные средства, стероидные противовоспалительные агенты, антихолинергические средства, симпатомиметики, седативные средства, миотики, антидепрессанты, транквилизаторы, вакцины, эстрогены, прогестагенные агенты, гуморальные агенты, простагландины, анальгетики, спазмолитики, противомалярийные агенты, антигистамины, кардиоактивные агенты, противовоспалительные агенты, нестероидные противовоспалительные агенты, антипаркинсонические агенты, антигипертензивные агенты, р-адренергические блокирующие агенты, питательные вещества, анти-ФНО агенты и бензофенантридиновые алкалоиды. Агентом также может быть вещество, способное действовать в качестве стимулятора, седативного агента, снотворного агента, обезболивающего агента, противосудорожного агента и т.п.

Другие биологически активные агенты включают, но не ограничены ими, обезболивающие, такие как ацетаминофен, ацетилсалициловая кислота и т.п.; анестезирующие агенты, такие как лидокаин, ксилокаин и т.п.; анорексигенные агенты, такие как декседрин, фендиметразина тартрат и т.п.; противоартритные агенты, такие как метилпреднизолон, ибупрофен и т.п.; антиастматические агенты, такие как тербуталина сульфат, теофиллин, эфедрин и т.п.; антибиотики, такие как сульфизоксазол, пенициллин G, ампициллин, цефалоспорины, амикацин, гентамицин, тетрациклины, хлорамфеникол, эритромицин, клиндамицин, изониазид, рифампин и т.п.; противогрибковые агенты, такие как амфотерицин В, нистатин, кетоконазол и т.п.; противовирусные агенты, такие как ацикловир, амантадин и т.п.; противораковые агенты, такие как циклофосфамид, метотрексат, этретинат и т.п.; антикоагулянты, такие как гепарин, варфарин и т.п.; противосудорожные агенты, такие как фенитоин натрий, диазепам и т.п.; антидепрессанты, такие как изокарбоксазид, амоксапин и т.п.; антигистамины, такие как дифенгидрамин гидрохлорид, хлорфенирамина малеат и т.п.; антипсихотические агенты, такие как клозапин, галоперидол, карбамазепин, габапентин, топимарат, бупропион, сертралин, алпразолам, буспирон, рисперидон, арипипразол, оланзапин, кветиапин, зипразидон, илоперидон и т.п.; гормоны, такие как инсулин, прогестины, эстрогены, кортикоиды, глюкокортикоиды, андрогены и т.п.; транквилизаторы, такие как торазин, диазепам, хлорпромазина гидрохлорид, резерпин, хлордиазепоксида гидрохлорид и т.п.; спазмолитические агенты, такие как белладонны алкалоиды, дицикломина гидрохлорид и т.п.; витамины и минералы, такие как жизненно важные аминокислоты, кальций, железо, калий, цинк, витамин B₁₂ и т.п.; сердечно-сосудистые агенты, такие как празозина гидрохлорид, нитроглицерин, пропранолола гидрохлорид, гидралазина гидрохлорид, панкрелипаза, дегидрогеназа янтарной кислоты и т.п.; пептиды и белки, такие как ЛГ-РГ, соматостатин, кальцитонин, гормон роста, глюкагоноподобные пептиды, фактор, стимулирующий выделение гормона роста, ангиотензин, ФСГ, ЭФР, костный морфогенетический белок (BMP), эритропоэтин (ЭПО), интерферон, интерлейкин, коллаген, фибриноген, инсулин, фактор VIII, фактор IX, Enbrel^®, Rituxan^®, Herceptin^®, альфа-глюкозидаза, Cerazyme/Ceredose^®, вазопрессин, АКТГ, альбумин сыворотки человека, гамма-глобулин, структурные белки, белковые продукты переработки крови, комплексные белки, ферменты, антитела, моноклональные антитела и т.п.; простагландины; нуклеиновые кислоты; углеводы; жиры; наркотики, такие как морфин, кодеин и т.п., психотерапевтические агенты; противомалярийные агенты, L-допа, диуретики, такие как фуросемид, спиронолактон и т.п.; противоязвенные лекарственные средства, такие как рантидина гидрохлорид, циметидина гидрохлорид и т.п.

Биологически активный агент также может быть иммуномодулятором, включающим, например, цитокины, интерлейкины, интерферон, колониестимулирующий фактор, фактор некроза опухоли и т.п.; аллергены, такие как кошачья перхоть, пыльца березы, клещи домашней пыли, пыльца трав и т.п.; антигены бактериальных организмов, таких как Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyrogenes, Corynebacterium diphteriae, Listeria monocytogenes, Bacillus anthracis, Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens. Neisseria meningitides, Neisseria gonorrhoeae, Streptococcus mutans, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi, Haemophilus parainfluenzae, Bordetella pertussis, Francisella tularensis, Yersinia pestis, Vibrio cholerae, Legionella pneumophila, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Treponema pallidum, Leptspirosis interrogans, Borrelia burgddorieri, Campylobacter jejuni и т.п.; антигены таких вирусов, как оспа, грипп A и B, респираторный синцитиальный вирус, парагрипп, корь, ВИЧ, ТОРС (тяжелый острый респираторный синдром), ветряная оспа, герпес типа 1 и 2, цитомегаловирус, вирус Эпштейна-Барр, ротавирус, риновирус, аденовирус, вирус папилломы, полиовирус, свинка, бешенство, краснуха, вирусы Коксаки, конский энцефалит, Японский энцефалит, желтая лихорадка, лихорадка долины Рифт, лимфоцитарный хориоменингит, гепатит B и т.п.; антигены таких грибковых, протозойных и паразитических организмов, таких как Cryptococcuc neoformans, Histoplasma capsulatum, Candida albicans, Candida tropicalis, Nocardia asteroids, Rickettsia ricketsii, Rickettsia typhi, Mycoplasma pneumoniae, Chlamyda psittaci, Chlamydia trachomatis, Plasmodium falciparum, Trypanasoma brucei, Entamoeba histolytica, Toxoplasma gondii, Trichomonas vaginalis, Schistosoma mansoni и т.п. Эти антигены могут быть в форме полностью убитых организмов, пептидов, белков, гликопротеинов, углеводов или их комбинаций.

В некоторых примерах биологически активный агент содержит антибиотик. Антибиотиком может быть, например, один или более из Амикацина, Гентамицина, Канамицина, Неомицина, Нетилмицина, Стрептомицина, Тобрамицина, Паромомицина, Ансамицинов, Гелданамицина, Гербимицина, Карбацефема, Лоракарбефа, Карбапенемов, Эртапенема, Дорипенема, Имипенема/Циластатина, Меропенема, Цефалоспоринов (первого поколения), Цефадроксила, Цефазолина, Цефалотина (англ.: Cefalotin/Cefalothin), Цефалексина, Цефалоспоринов (второго поколения), Цефаклора, Цефамандола, Цефокситина, Цефпрозила, Цефуроксима, Цефалоспоринов (третьего поколения), Цефиксима, Цефдинира, Цефдиторена, Цефоперазона, Цефотаксима, Цефподоксима, Цефтазидима, Цефтибутена, Цефтизоксима, Цефтриаксона, Цефалоспоринов (четвертого поколения), Цефепина, Цефалоспоринов (пятого поколения), Цефтобипрола, Гликопептидов, Тейкопланина, Ванкомицина, Макролидов, Азитромицина, Кларитромицина, Диритромицина, Эритромицина, Рокситромицина, Тролеандомицина, Телитромицина, Спектиномицина, Монобактамов, Азтреонама, Пенициллинов, Амоксициллина, Ампициллина, Азлоциллина, Карбенициллина, Клоксациллина, Диклоксациллина, Флуклоксациллина, Мезлоциллина, Метициллина, Нафциллина, Оксациллина, Пенициллина, Пиперациллина, Тикарциллина, Полипептидов, Бацитрацина, Колистина, Полимиксина В, Хинолонов, Ципрофлоксацина, Эноксацина, Гатифлоксацина, Левофлоксацина, Ломефлоксацина, Моксифлоксацина, Норфлоксацина, Офлоксацина, Тровафлоксацина, Сульфонамидов, Мафенида, Пронтозила (вышел из употребления), Сульфацетамида, Сульфаметизола, Сульфанилимида (вышел из употребления), Сульфасалазина, Сульфизоксазола, Триметоприма, Триметоприм-Сульфаметоксазола (Со-тримоксазола) (TMP-SMX), Тетрациклинов, включая Демеклоциклин, Доксициклин, Миноциклин, Окситетрациклин, Тетрациклин и другие; Арсфенамина, Хлорамфеникола, Клиндамицина, Линкомицина, Этамбутола, Фосфомицина, Фузидовой кислоты, Фуразолидона, Изониазида, Линезолида, Метронидазола, Мупироцина, Нитрофурантоина, Платенсимицина, Пиразинамида, Хинупристина/Дальфопристина, Рифампицина (Рифампин в США), Тинидазола, Ропинерола, Ивермектина, Моксидектина, Афамеланотида, Циленгитида или их комбинаций. В одном аспекте, биологически активный агент может быть комбинацией Рифампицина (Рифампин в США) и Миноциклина.

Количество биологически активного агента, включенного в имплантируемое устройство, варьируется в зависимости от конкретного агента, желаемого терапевтического эффекта и желаемого интервала времени. Так как множество устройств, имеющих множество размеров и форм, может применяться для получения режимов дозирования для множества целей, не существует критического верхнего предела для количества лекарственного средства, вводимого в устройство. Нижний предел также зависит от активности лекарственного средства и временного интервала его высвобождения из устройства. Специалист в области фармацевтики знает как определить токсические уровни данного лекарственного средства, а также минимальную эффективную дозу.

Подразумевается, что другие компоненты, такие как наполнители, фармацевтические носители или адъюванты, микрочастицы и так далее, могут быть объединены с полимером или полимерами имплантируемого устройства. Таким образом, биологически активный агент может присутствовать в качестве компонента в фармацевтической композиции. Фармацевтические композиции могут быть удобным образом получены в желаемой лекарственной форме, включая, например, стандартную лекарственную форму или лекарственную форму с контролируемым высвобождением, любыми способами, хорошо известными в области фармацевтики. В общем, фармацевтические композиции получают однородным и тщательным смешиванием биологически активного агента с жидким носителем или тонкоизмельченным твердым носителем, либо с ними обоими. Применяемый фармацевтический носитель может быть твердым веществом, жидкостью или газом. Примеры твердых носителей включают лактозу, распыленный гипс, сахарозу, тальк, желатин, агар, пектин, аравийскую камедь, стеарат магния и стеариновую кислоту. Примеры жидких носителей включают сахарный сироп, арахисовое масло, оливковое масло и воду. Примеры газообразных носителей включают диоксид углерода и азот. Другие фармацевтически приемлемые носители или компоненты, которые могут быть смешаны с биологически активным агентом, могут включать, например, жирную кислоту, сахар, соль, растворимый в воде полимер, такой как полиэтиленгликоль, белок, полисахарид или карбоксиметилцеллюлозу, поверхностно-активное вещество, пластификатор, высокомолекулярные или низкомолекулярные порообразователи, такие как полимер или соль, или сахар, или гидрофобное низкомолекулярное соединение, такое как холестерин или воск.

Полимер сердечника или оболочки и биологически активный агент, или только биологически активный агент (необязательно присутствующий с другими адъювантами), могут быть объединены с получением смеси или примешиваемой смеси. Смешивание может проводиться с применением методов, известных в данной области техники. Например, полимер и биологически активный агент могут быть смешаны в сухом виде (т.е. смешиванием порошков полимера и агента) с применением, например, смесителя Patterson-Kelley V-blender, или гранулированы до введения в устройство. Также может применяться обработка в растворе.

Для изготовления имплантируемого устройства может применяться множество способов. Имплантаты могут быть изготовлены способами соэкструзии, например горячей экструзией или экструзией в расплаве с применением головок подходящей формы для внутреннего сердечника и внешней оболочки. Биоактивный агент и любой полимер или другой адъювант внутреннего сердечника могут быть смешаны, например, с применением смесителя Turbula Shaker Mixer Type T2 F (доступного из множества коммерческих источников, включая Artisan Scientific Corporation 301 Е. Mercury Drive Champaign, IL 61822). Смесь может быть высушена, сформована в пленку или сформована в другое подходящее твердое тело, и затем совместно экструдирована вместе с внешней оболочкой, которая может быть обработана аналогичным образом. В других примерах, лекарственное средство и полимер могут быть растворены с получением дисперсии. Затем растворитель может быть выпарен, и оставшееся твердое вещество может быть загружено в экструдер. Биологически активный агент и любой полимер сердечника также могут быть добавлены отдельно в экструдер и затем соединены и смешаны во время процесса экструзии.

Смесь может быть экструдирована с применением подходящего экструдера. Примеры включают одночервячные экструдеры, такие как экструдер RANDCASTLE (Cedar Grove, New Jersey, U.S.A.), двучервячные экструдеры или комбинации экструдеров. Имплантируемое устройство может быть изготовлено за один проход через экструдер, или экструзия может проводиться много раз для дальнейшего смешивания или обработки биологически активного агента и любого полимера или другого присутствующего адъюванта.

После выбора конкретного дизайна имплантируемого устройства для целевого применения, подходящие красители для внутренней и внешней детали имплантируемого устройства могут быть измельчены с применением способов, известных в уровне техники, и затем установлены в экструдер. Экструдированные композиции также могут быть получены методом "вытягивания", где экструдированное изделие протаскивают или "вытягивают" со скоростью, которая немного выше, чем скорость экструзии.

После экструзии имплантируемое устройство может быть далее обработано. Множество имплантируемых устройств может быть получено из одного экструдированного изделия путем разрезания экструдированного изделия на более чем один сегмент. Когда биологически активный агент гомогенно распределен во внутреннем сердечнике (или внешней оболочке) экструдированного изделия, размер сегмента экструдированного изделия определяется количеством биологически активного агента в этом сегменте и поэтому влияет на профиль высвобождения сегмента. Площадь поверхности сегмента также подобным образом влияет на профиль высвобождения биологически активного агента. Способы обработки поверхности, такие как описаны в американской заявке US 2006/0029637 (Заявка №11/196,591) Tice et al., могут применяться для достижения других изменений в механизме высвобождения биологически активного агента.

Множество имплантируемых устройств может быть получено из одного экструдированного изделия путем разрезания экструдированного изделия на множество разобщенных сегментов и это множество сегментов затем могут вводиться пациенту. На профиль высвобождения множества сегментов, в этом аспекте, могут влиять размер, площадь поверхности и обработка поверхности (если присутствует), среди прочих факторов.

Например, если одно экструдированное изделие разрезают на сегменты размером 1 см, 2 см и 3 см, профиль высвобождения, демонстрируемый отрезанными сегментами, будет отличаться от профиля высвобождения единого экструдированного изделия (6 см), а также будет отличаться от профиля высвобождения трех сегментов размером 3 см, полученных из того же экструдированного изделия размером 6 см. Однако должно быть очевидно, что в других аспектах множество имплантируемых устройств может содержать отдельные имплантируемые устройства, полученные из более чем одного экструдированного изделия, и они могут иметь профили высвобождения, которые будут одинаковыми или разными.

Имплантируемые устройства или композиции, содержащие имплантируемые устройства в соответствии с данным изобретением, могут применяться как средства доставки для доставки биологически активного агента любому субъекту, как, например, человеку. Дозы и конкретные композиции могут быть определены специалистом в области фармацевтики и в значительной степени зависят от показаний для лечения.

Различные модификации и вариации могут применяться к описанным устройствам и способам. Другие аспекты устройств и способов очевидны из описании и практики применения устройств и способов. Описание и примеры приводятся лишь в качестве примеров.

1. Имплантируемое устройство, которое содержит:
а. внешнюю оболочку, содержащую биосовместимый полимер и имеющую открытую продольную поверхность оболочки и открытые поверхности ближнего и дальнего концов; и
b. внутренний сердечник, содержащий биологически активный агент и имеющий:
i. продольную поверхность сердечника, которая полностью окружена оболочкой; и
ii. продольный выступ, который продолжается вовне от продольной поверхности сердечника, по меньшей мере, частично до внешней оболочки и имеющий продольную поверхность выступа; где, по меньшей мере, часть продольной поверхности выступа находится ближе к открытой продольной поверхности оболочки, чем любая часть продольной поверхности сердечника.

2. Имплантируемое устройство по п.1, в котором внутренний сердечник имеет открытую поверхность ближнего конца сердечника или открытую поверхность дальнего конца сердечника.

3. Имплантируемое устройство по п.1, в котором имплантируемое устройство является цилиндрическим.

4. Имплантируемое устройство по п.1, в котором внутренний сердечник имеет по существу одинаковую длину с внешней оболочкой.

5. Имплантируемое устройство по п.1, в котором продольный выступ продолжается только частично до внешней оболочки.

6. Имплантируемое устройство по п.1, в котором часть продольной поверхности выступа окружена внешней оболочкой и часть продольной поверхности выступа является открытой.

7. Имплантируемое устройство по п.1, в котором биосовместимый полимер внешней оболочки содержит поли(лактид), поли(гликолид), поли(капролактон), поли(лактид-со-гликолид) или их сополимер, смесь или комбинацию.

8. Имплантируемое устройство по п.1, в котором внутренний сердечник содержит биосовместимый полимер, который является одинаковым или отличается от биосовместимого полимера внешней оболочки.

9. Имплантируемое устройство по п.8, в котором биосовместимый полимер внутреннего сердечника содержит поли(лактид), поли(гликолид), поли(капролактон), поли(лактид-со-гликолид) или их сополимер, смесь или комбинацию.

10. Имплантируемое устройство по любому из пп.1-9, в котором внешняя оболочка содержит биологически активный агент, который является одинаковым или отличается от биологически активного агента внутреннего сердечника.