Sustained paclitaxel elution from novel stents coated with electrosprayed PLGA nanoparticles for the prevention of restenosis

Abstract

The present study has its objective in developing stents coated with the biodegradable PLGA film. Paclitaxel is contained inside the PLGA film for the prevention of restenosis. In the first place, the PLGA particles and paclitaxel were created on the stent surface by the electrospray technique and those particles were annealed for the formation of PLGA film. The sustained release of the drug from the film restrains the proliferation of smooth muscle cells of blood vessel. Therefore, the incidence of vascular restenosis is reduced. The morphology of the stent surface was observed with the use of the scanning electron microscope (SEM) and atomic force microscope (AFM). The results showed that the film has a smooth surface. To analyze in vitro release profile of paclitaxel from the stent, high performance liquid chromatography (HPLC) was used. According to the results, sustained release of the drug from the film continued for more than 150 days. The author has studied how the release profile of paclitaxel changes according to the application of annealing, the thickness of the film, and the concentration of the drug. The afore-mentioned three factors designed to define the release amount of paclitaxel didn't show any change of the substance's release pattern. But we could observe that the less paclitaxel is loaded and the thinner thickness of the film is, the faster release rates are. The results of CCK and microscope showed a positive decrease of vascular smooth muscle cells by the drug from the stent surface. The results support that the paclitaxel eluting stents are good local- and sustained-drug delivery system in order to prevent restenosis.;스텐트는 관상동맥에 삽입 시 혈관손상을 일으켜 휴지기 상태의 평활근 세포가 cell cycle을 돌게 하여 분화 및 증식을 하게 할 수 있다. 평활근 세포 증식에 의한 신생혈관내막 생성을 억제하기 위해, 스텐트로부터 지속적이면서 국소적으로 세포 증식을 억제할 수 있는 약물을 방출하게 하여 혈관의 재협착을 막을 수 있으면서 전신 독성을 줄여줄 수 있는 방법을 고안하였다. 지속적으로 약물을 방출하는 안정한 약물 코팅 스텐트를 제조하기 위해, 생분해성 고분자(PLGA)와 혈관 평활근 세포 증식을 억제하여 재협착을 줄이는데 효과가 있는 약물(paclitaxel)의 혼합 용액을 전기 분사법을 통해 스텐트에 분사하고 어닐링을 통해 필름 상태로 만들어 스텐트 표면을 코팅하였다. 스텐트를 확장하거나 압력을 가했을 때 필름표면이 떨어져나가 생성된 파편이 체내 혈전을 유발할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 확장하거나 압력을 가했을 때 필름의 안정성을 확인하였다. 전기 분사법으로 약물을 코팅한 스텐트의 유효성을 평가하기 위해 용출실험과 세포실험을 진행하였다. 그 결과 스텐트로부터 약물의 지속적인 용출 능력과 혈관 평활근 세포에 대한 유효성을 확인하였다. 이를 통해 재협착 방지 약물을 스텐트에 코팅하는데 있어서, 생분해성 고분자를 이용한 전기분사법과 어닐링 방법이 적합함을 증명하였다.