外周藥物球囊在豬體內的藥代動力學研究

謝琦宗宋精忠盧金華 龍漢 王剛 張貴 先健科技（深圳）有限公司 （廣東 深圳 58057）

外周藥物球囊在豬體內的藥代動力學研究

謝琦宗1宋精忠1盧金華 龍漢 王剛 張貴 先健科技（深圳）有限公司 （廣東 深圳 518057）

內容提要： 目的：將外周藥物球囊在健康豬模型體內擴張后，通過LC/MS檢測靶血管、臟器和血漿中藥物含量，計算靶血管組織、主要器臟的藥代動力學參數，以評估外周藥物球囊產品的藥效，局部和全身可耐受性。方法：用載藥密度為2μg/mm2的藥物球囊在健康豬髂/股動脈擴張后，分別在術后2h、7d、28d、90d時，取藥物球囊治療段、治療段近端、治療段遠端的血管檢測含藥量；取重要生命器官（心、肺、肝、脾、腎）檢測藥物濃度；另在治療后30min、2h、6h、12h、1d、3d、7d取血液，檢測血漿中的藥物濃度。結果：靶血管部位在T=2h時，藥物含量到達峰值，達130μg/g以上，7D時8.59μg/g，28D時有約3.43μg/g，90D時仍有0.09μg/ g，均高于最低治療劑量0.047μg/g。其他組織和器官藥物含量均非常低，未發(fā)現任何由藥物涂層引起的不良事件，產品在局部和全身對紫杉醇是可耐受。結論：紫杉醇在靶血管的分布遠大于主要臟器和血液，呈主要分布，在局部和全身對紫杉醇是可耐受。

藥物球囊 藥代動力學 再狹窄

1.研究背景

外周動脈疾?。≒eripheral arterial disease，PAD）又稱為下肢動脈閉塞性病變，是指下肢血管的動脈粥樣硬化而導致的動脈狹窄、閉塞、下肢遠端組織缺血壞死［1］。目前裸球囊導管、裸支架、藥物支架是主要治療手段［2］。裸球囊擴張后，再狹窄率高，產品有效性難以令人滿意；金屬裸支架的植入雖有70～80%的通暢率，但有金屬物質永久留于人體內，再狹窄后難以處理；載藥支架具有很好的有效性，但同樣有金屬物質永久留于人體內［3］，且由于涂層含有高分子物質，晚期血栓風險較高。

先健藥物洗脫外周球囊導管是在PTA裸球囊導管的球囊表面涂覆了一層藥物。將藥物洗脫外周球囊導管通過導引導管和導絲輸送到病灶處并定位，液體加壓使導管末端球囊擴張，球囊表面藥物涂層與病灶血管壁緊密接觸，使藥物迅速釋放并粘附于病灶血管壁上，被病灶血管組織吸收，從而抑制平滑肌細胞增生，進而使血管暢通以及減少再狹窄的發(fā)生。

2.材料和方法

2.1測試樣品

先健科技（深圳）有限公司藥物洗脫外周球囊導管，規(guī)格為：4.0×40mm、5.0×40mm、6.0×40mm；載藥密度為2μg/mm2。

2.2設備和手術耗材

Innova 2100IQ數字成像系統(tǒng)

介入和輔助耗材（康德萊生產的7F血管穿刺鞘套裝，批號：20131216；Medtronic 0.018?×300cm導引導絲，批號：0007062968；Cordis 6F MPA1導引導管，批號：15932165）

球囊擴張壓力泵（康德萊生產，型號為IN-30，批號：20140108）

非離子型造影劑（泛影葡胺注射液，批號：LF120801）

2.3實驗設計

共選用8頭健康家豬（約3個月大，30kg左右，雌性不限），將載藥密度為2μg/mm2的先健外周藥物球囊，借助導管和導絲，經過右側或左側頸總動脈血管通路分別送達左右髂/股動脈或其主要分支動脈血管內預定位置［4］。球囊擴開直徑與靶血管直徑的比例在1.1:1到1.3:1之間。共有4個隨訪時間點：2h（n=2）、7D（n=2）、28D（n=2）、90D（n=2）；在到達隨訪時間點時，對動物進行安樂死，迅速分離出靶血管，以及心、肝、脾、肺、腎臟組織，用少量生理鹽沖洗，于LC/MS檢測組織藥物含量；另在觀察時間為7D（n=2）和28D（n=1）的動物分別在以下時間點：0min，30min，2h，6h，12h，24h，3D和7D取血，于LC/ MS檢測血漿藥物含量［5］。實驗分組和研究內容如下表1所示。

2.4實驗程序

實驗動物3個月大小的實驗家豬或小型豬，從上海南匯華新特種動物養(yǎng)殖場采購，在手術操作開始之前，通過靜脈給予肝素鈉注射液（150U/kg），監(jiān)測凝血時間（ACT），確保手術過程中ACT值大于300。手術過程中，實時監(jiān)測實驗動物的血流動力學、ECG、血氧飽和度等。

藥物球囊治療手術在匯智贏華醫(yī)療科技研發(fā)（上海）有限公司實施，按照匯智贏華標準操作規(guī)程操作。先放好導引導管和導絲的位置，球囊經導引導管和0.018導絲引導球囊經頸總動脈入路進入血管，到達髂動脈及其主要分支動脈血管藥物球囊治療目標位置，用球囊擴張壓力泵以適當壓力擴開球囊，使藥物球囊充分貼附于血管壁上。保壓120秒后撤除球囊壓力，然后將球囊撤出體外。藥物球囊治療完成后血管造影評價治療段血管情況，手術結束，從實驗動物體內撤除一切器械、設備。麻醉復蘇后，實驗動物繼續(xù)觀察飼養(yǎng)到指定的存活時間點。

實驗動物觀察期結束時，被再次麻醉，經靜脈給予肝素鈉注射液12500U，造影復查，觀察外周藥物球囊治療血管的情況。復查結束后，實驗動物在深麻狀態(tài)下經靜脈注射過量氯化鉀溶液實施安樂死，依據匯智贏華標準操作規(guī)程（SOP317病理操作程序-尸檢及樣本處理）實施尸體解剖，檢查胸腔、腹腔及各臟器情況并取樣。取出的所有測含藥量的組織樣本立即放入干冰盒中保存。收集的所有樣本都于取樣后由實驗發(fā)起方運送到指定的化學分析機構保存。每頭實驗動物所采樣本有：治療段血管、治療段近端血管、治療段遠端血管、及部分心臟、肺、脾臟、肝臟、腎臟組織樣本等。

2.5樣本分析

實驗樣本運送到澎立生物醫(yī)藥技術（上海）有限公司通過LC/MS進行藥物含量分析檢測。

表1. 實驗分組和研究內容

圖1. 先健外周藥物球囊豬體內球擴段血管紫杉醇濃度-時間曲線圖

3.結果

3.1實驗動物總體健康狀況和解剖發(fā)現

（1）實驗動物總體健康狀況

在本研究的實施過程中，所有實驗動物在手術時和術后觀察階段均沒有出現不利的臨床征象。

（2）大體尸檢觀察

對納入本研究中的8只實驗動物實施了大體解剖，所有實驗動物胸腔、腹腔、及其主要臟器、治療段血管周圍組織在尸檢中均沒有發(fā)現異常。

（3）治療血管血流情況評價

實驗動物所有的治療血管經藥物球囊治療后血管造影評價發(fā)現部分血管在治療后血管出現輕微的痙攣現象，但血管內腔通暢。隨訪發(fā)現治療段血管基本恢復正常，血流正常。

3.2治療血管血流情況評價

載藥量為2μg/mm2的先健外周藥物球囊，在靶血管球擴段的藥物含量隨時間變化血線見下圖1。

紫杉醇在靶血管不同部位和心臟、肝臟、脾臟、肺、腎組織中的主要藥代動力學參數見下表2。

另外，所有血漿樣本中紫杉醇濃度均不超過1.29ng/mL。

4.討論

先健科技（深圳）有限公司開發(fā)的外周藥物球囊在豬體內髂/股動脈治療后，即刻血管造影評價發(fā)現部分動物血管出現輕微痙攣現象，隨訪時發(fā)現血管痙攣全部緩解。動物在觀察飼養(yǎng)階段未出現任何異常情況，大體解剖未見任何異常組織。所有動物均存活到設定的時間點，沒有發(fā)現異常臨床征象。所有的經藥物球囊治療的血管均是開放的，未發(fā)現血管夾層、動脈瘤、血管影像充盈缺損、過度狹窄、血栓、閉塞等異?，F象。主要藥代動力學研究結果：

（1）紫杉醇在血管中的總AUClast值為36994693 ng*hr/g，在臟器組織中總AUClast值為1725448 ng*hr/g，在血管中的總分布量是主要臟器組織中總分布量的21.4倍，呈現主要分布；

（2）靶血管部位在Tmax=2h時，藥物含量到達峰值，達130μg/g以上。之后迅速下降，7D時8.59μg/g。此后含量則平緩降低，28D時有約3.43μg/g，并在90D時仍有0.09μg/g。整個釋放和吸收過程，無論短期還是長期藥物含量均遠高于文獻報道的最低有效劑量0.047μg/g［5］；

（3）90天時，除肺組織（約100ng/g）以外，其他組織的藥物含量下降到低于定量限，這表明，紫杉醇在主要臟器（心、肝、脾、肺、腎）組織中很快代謝并消除；血漿中藥物在12小時之后就已消失；

（4）未見任何組織相關毒性，以及藥物副作用等并發(fā)癥。

表2. 紫杉醇在組織分布的藥代動力學參數

5.結論

實驗結果顯示，先健科技（深圳）有限公司的藥物洗脫外周球囊導管，通過在豬體內藥代動力學研究，獲得了更全面藥物釋放特征，均達到了研究終點，表明產品是可以起到有效藥物作用的，且產品在局部和全身對紫杉醇是可耐受的。

［1］A Pletea，C Plesa，CN Neacsu，et al. Peripheral Arterial Disease in People With Diabetes［J］， Diabetes Care， 2003， 26（12）:3333-41

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［3］Carrozza JP， Kuntz RE， Levine MJ， et al. Angiographic and clinical outcome of intracoronary stenting: Immediated and long-term results from a large single-center experience［J］.Journal of the American College of Cardiology， 1992，20（2）:328-37

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［5］Saami K. Yazdani PhD.Vascular， Downstream， and Pharmacokinetic Responses to Treatment with a Low Dose Drug-Coated Balloon in a Swine Femoral Artery Model［J］. Catheterization and Cardiovascular Interventions， 2014， 83（1）:132-40

Intravascular Drug Release Kinetics Dictate Arterial Drug for Peripheral Atery Disease Drug Coated Balloon Catheter

Xie Qi-zong1Song Jing-zhong1Lu Jing-hua Long Han Wang Gang Zhang Gui Lifetech Scientific （Shenzhen） Co.， LTD. （Guangdong Shenzhen 518057）

Objective: To evaluate the were Product efficacy， local and systemic tolerability， the peripheral drug balloon was inflated in a healthy pig model， and the drug concentration of the target vessels， organs and plasma were tested by LC/MS/MS， then calculated the pharmacokinetic parameters. Methods: The peripheral drug balloon（2μg/mm2）was inflated in a healthy pig iliofemoral artery model， Retrieve the treatments， proximal and distal section of the vascular and test drug content； the vital organs samples （heart， lung， liver， spleen， kidney） was examined for the distribution of the drug. Blood samples were retrieved at 30min，2h， 6h， 12h， 1d， 3d， 7d after treatment， and the drug concentration in plasma was measured. Results: At the time of 2h after treatment， the drug content reached a peak value of 130μg/g， 8.59μg/g at 7D， 3.43μg/g at 28D and 0.09μg / g at 90D， all were higher than the lowest therapeutic dose of 0.047μg / g. Other tissues and organs

very low drug content， not drug-induced adverse events were finded . the paclitaxel is tolerable in the local and systemic .Conclusion: Paclitaxel was mainly distributed in the target vessel， which is much larger than the main organs and blood， paclitaxel in the local and systemic is tolerable.

drug coated balloon， pharmacokinetic， restenosis

1006-6586（2016）05-0001-03

R965

A

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深圳市科技創(chuàng)新委員會戰(zhàn)略性新興產業(yè)（生物產業(yè)發(fā)展）專項資金，項目編號：CXZZ20140813102720940，本項目進入國家食藥監(jiān)總局創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批綠色通道。創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批申請項目編號：2015061，審查結果公示（2016年第2號）。