BRPI1012815A2 - esterilizaÇço por feixe eletrÕnico de dispositivos mÉdicos compreendendo revestimento bioativo - Google Patents

Abstract

ESTERILIZAÇçO POR FEIXE ELETRâNICO DE DISPOISTIVOS MÉDICOS COMPREENDENDO REVESTIMENTO BIOATIVO.A presente invenção refere-se a um método para processo de esterelização terminal em etapa única para revestimento bioativos de heparina sobre materiais e biomateriais contendo heparina usados em dispositivos médicos como cateteres, arcabouços para engenharia de tecidos ou materiais veículos para aplicação de farmácos.isso pode incluir qualquer dispositivo médico ou implantável que poderia se beneficiarde superfícies com heparina antitrombióticas e biocompatíveis.Outros exemplos relevantes de dispositivos podem incluir stens revestidos com heparina ou com um derivado de heparina para reduzir a formação de coágulos e a reestenose, bem como implantes dentais ou oftalmológicos.Esses materiais podem compreender composições poliméricas adicionais , como politileno imina, sulfato de dextrano ou suas formas modificadas.Esses polímeros, juntamente com os revestimentos de heparina, podem ser aplicados a outros substratos de dispositivos médicos como metal, cerâmicas ou materiais de origem biológica.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ESTERILI- ZAÇÃO POR FEIXE ELETRÔNICO DE DISPOSITIVOS MÉDICOS COM- PREENDENDO REVESTIMENTO BIOATIVO".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a dispositivos médicos que com- preendem revestimentos de superfície bioativos e, mais particularmente, a métodos para esterilização de dispositivos médicos que compreendem re- vestimentos de superfície bioativos, enquanto estão dentro de sua embala- gem, com o uso de técnicas de esterilização por feixe eletrônico.

2. Descrição da Técnica Relacionada

Numerosos materiais metálicos e materiais poliméricos têm sido usados na fabricação de dispositivos médicos implantáveis, bem como de revestimentos sobre dispositivos médicos implantáveis. As modificações de superfície e os revestimentos com composições iguais ou diferentes são fre- qüentemente usados para otimizar adicionalmente a biocompatibilidade, a hemocompatibilidade e a funcionalidade dos dispositivos médicos implantá- veis. A modificação de superfície ou o revestimento desses dispositivos tipi- camente exige várias etapas de processamento para sua conclusão. Os substratos modificados por cada um desses processos, bem como os reves- timentos de superfície, exigem alguma forma de esterilização terminal para garantir a esterilidade dos produtos para uso em um paciente. Atualmente os processos de esterilização para dispositivos de metal nu podem ter desvan- tagens potenciais, por exemplo diminuição na estabilidade e nas funções do revestimento, quando usados em dispositivos revestidos, já que os materiais de revestimento podem não ser compatíveis com esses métodos de esterili- zação tradicionais.

Diferentes métodos de modificação de superfície foram docu- mentados na literatura, com o propósito de obter uma resposta hospedeiro- material favorável. Várias patentes norte-americanas descrevem meios e métodos para revestimento de dispositivos médicos, particularmente aqueles em contato com sangue, como stents, mas não abordam o problema da subsequente esterilização (patentes US n° 4.656.083, 5.034.265, 5.132.108, 5.244.654 e 5.409.696). Palmaz et al., em uma análise sobre stents intra- vasculares, são céticos quanto ao uso de revestimentos para stent (Palmaz, J., F. Rivera e C. Encamacion, Intravascular Stents, Adv. Vasc. Surg., 1993, 1:107-135). Entretanto, Kocsis et al. relatam que o uso de stents revestidos com heparina foi eficaz para reduzir a trombogenicidade da superfície do stent (Kocsis, J., G. Llanos e E. Holmer1 Heparin-Coated Stents, J. of Long- TermEffectsofMedicaIimpIants, 2000, 10 19-45).

As modificações de superfície típicas incluem revestimentos hi- drofílicos e/ou de hidrogel, como polivinil pirrolidona (PVP), polietileno glicol (PEG), ou ácido hialurônico (HA) sobre a superfície dos implantes cardio- vasculares, como stents e marca-passos, ou dispositivos médicos implanta- dos, aplicações tópicas para cura de ferimentos, lentes de contato, lentes intraoculares e similares. Os revestimentos hidrofóbicos ou escorregadios são usados para dispositivos médicos como fios-guia coronários ou neuro- vasculares, suturas, agulhas, cateteres e trocartes. Os revestimentos bioati- vos são usados para resposta celular dirigida, como moléculas de adesão celular (MAC, como RGD (seqüência de aminoácidos Arg-Glu-Asp), Iamini- na, colágeno e similares) em aplicações para engenharia de tecidos ou re- vestimentos para prevenção de adesão a serem usados sobre dispositivos médicos como filtros para a veia cava ou enxertos vasculares de pequeno diâmetro. Os materiais de revestimento incluem, também, agentes para re- sistência a infecções ou agentes antimicrobianos. Alguns revestimentos também oferecem liberação prolongada de fármacos, como liberação sus- tentada de medicamentos de stents, ou como um revestimento externo hi- drofóbico para prolongar o tempo de liberação de um depósito carregado com fármacos. Os revestimentos bioativos contendo agentes terapêuticos como heparina, fosforil colina (PC), uroquinase e similares, são usados por suas propriedades antitrombogênicas. Os revestimentos podem ser usados para liberar agentes tera-

pêuticos e farmacêutico, inclusive agentes antiproliferativos/antimitóticos, inclusive produtos naturais como alcalóides de vinca (isto é, vinblastina, vin- cristina e vinorelbina), paclitaxel, epidipodofilotoxinas (isto é, etoposida, teni- posida), antibióticos (dactinomicina (actinomicina D) daunorrubicina, doxor- rubicina e idarrubicina), antraciclinas, mitoxantrona, bleomicinas, plicamicina (mitramicina) e mitomicina, enzimas (L-asparaginase, que metaboliza siste- micamente a L-asparagina e priva da mesma as células que não têm a ca- pacidade de sintetizar sua própria asparagina; agentes alquilantes antiproli- ferativos/antimitóticos como mostardas de nitrogênio (mecloretamina, ciclo- fosfamida e análogos, melfalana, clorambucila), etileno-iminas e metil mela- minas (hexametil melamina e tiotepa), alquil sulfonato de bussulfano, nitro- soureias (carmustina (BCNU) e análogos, estreptozocina), trazenos- dacarbazinina (DTIC); antimetabólitos antiproliferativos/antimitóticos como análogos do ácido fólico (metotrexato), análogos da pirimidina (fluorouracila, floxuridina e citarabina), análogos da purina e inibidores relacionados (mer- captopurina, tioguanina, pentostatina e 2-clorodesoxiadenosina {cladribina}); complexos de coordenação da platina (cisplatina, carboplatina), procarbazi- na, hidróxi uréia, mitotano, aminoglutetimida; hormônio (isto é, estrogênio); anticoagulantes (heparina, sais sintéticos de heparina e outros inibidores de trombina); agentes fibrinolíticos (como ativador de plasminogênio tecidual, estreptoquinase e uroquinase), aspirina, dipiridamol, ticlopidina, clopidogrel, abciximabe; antimigratórios; antissecretórios (breveldina); anti-inflamatórios como esteróides adrenocorticais (cortisol, cortisona, fludrocortisona, predni- sona, prednisolona, 6a-metilprednisolona, triancinolona, betametasona, e dexametasona), agentes não-esteroidais (derivados de ácido salicílico, isto é, aspirina; derivados de para-aminofenol, isto é, acetaminofeno; ácidos acé- ticos de indol e indeno (indometacina, sulindaco e etodalaco), ácidos acéti- cos de heteroarila (tolmetina, diclofenaco e cetorolaco), ácidos arilpropiôni- cos (ibuprofeno e derivados), ácidos antranílicos (ácido mefenâmico e ácido meclofenâmico), ácidos enólicos (piroxicam, tenoxicam, fenilbutazona e oxi- fentatrazona), nabumetona, compostos de ouro (auranofina, aurotioglicose, tiomalato de ouro e sódio); imunossuppressivos: (ciclosporina, tacrolimo (FK- 506), sirolimo (rapamicina), azatioprina, micofenolato mofetil); angiogênicos: fator de crescimento endotelial vascular (VEGF)), fator de crescimento de fibroblastos (FGF); doadores de oxido nítrico; oligonucleotídeos antissentido e combinações dos mesmos.

Os revestimentos podem ser formulados mediante a misturação de um ou mais agentes terapêuticos com a mistura para revestimento poli- mérico. O agente terapêutico pode estar presente como um líquido, um sóli- do finamente dividido, ou qualquer outra forma física adequada. Opcional- mente, a mistura para revestimento pode incluir um ou mais aditivos, por exemplo substâncias auxiliares não-tóxicas como diluentes, veículos, excipi- entes, estabiIizantes ou similares. Outros aditivos adequados podem ser formulados com o polímero e o agente ou composto farmaceuticamente ati- vo. Por exemplo, um polímero hidrofílico pode ser adicionado a um revesti- mento hidrofóbico biocompatível para modificar seu perfil de liberação, ou um polímero hidrofóbico pode ser adicionado a um revestimento hidrofílico para modificar o perfil de liberação. Um exemplo consistiria em adicionar um polímero hidrofílico selecionado do grupo consistindo em óxido de polietileno (PEO), PVP, polietileno glicol (PEG), carboximetil celulose e hidroximetil ce- lulose a um revestimento de (co)polímero hidrofóbico para modificar o perfil de liberação. As quantidades relativas adequadas podem ser determinadas mediante monitoramento dos perfis de liberação in vitro e/ou in vivo para os agentes terapêuticos.

Os métodos para modificação de superfície tipicamente incluem uma etapa de ativação da superfície, seguida do acoplamento da molécula desejada. A ativação da superfície é geralmente obtida por uma reação em fase gasosa assistida por energia (plasma, plasma pulsado, química reativa de descargas de fluxo (FDRC), descarga corona etc.) e/ou pela ativação do substrato com um grupo de saída altamente reativo (N--OH succinimida, imi- dazol etc.); A funcionalização da superfície com moléculas auto-organizáveis (SAM, silanos e tióis funcionais); Hidrólise controlada dos ésteres e das ami- das na superfície (tereftalato de polietileno (PET), ácido polilático (PLA), áci- do poliglicólico (PGA), PLGA etc.). As reações de acoplamento são tipica- mente realizadas via química de carbodiimida, aminação redutora, reações de malemida-tiol etc. São geralmente preferenciais as modificações fotoquímicas da superfície, já que esse método tipicamente não exige uma etapa prévia de ativação da superfície. São exemplos-chave a química à base de aril cetona, a química de azida e a química de acrilato.

Independentemente do tipo de revestimento, a esterilização do

produto final, conforme descrito acima, pode causar problemas. Os métodos de esterilização convencionais, como vapor quente, radiação (gama e feixe eletrônico) e óxido de etileno podem afetar negativamente a atividade do revestimento. Por exemplo, os dispositivos médicos são normalmente esteri- Iizados por um processo de esterilização terminal, como esterilização por óxido de etileno (EtO), esterilização por raios gama ou, mais recentemente, esterilização por feixe eletrônico. A esterilização EtO é pouco agressiva para produtos médicos à base de metal e polímero, como cateteres, stents metá- licos sem revestimento e stents eluidores de fármaco de gerações anterio- res. É um processo longo e freqüentemente pouco prático, que precisa de ajustes finos dos parâmetros de processo como duração, temperatura, umi- dade, a razão entre gás de arrasto e umidade, e extensivos processos de desgaseificação para remover o EtO residual após o processo. Mais impor- tante que isso, o próprio mecanismo pelo qual o EtO elimina patógenos (per- turbação dos ácidos nucleicos) na presença de umidade pode, também, ser prejudicial a compostos químicos sensíveis e à maioria das moléculas bioló- gicas. Proteínas, peptídeos e produtos de gene são os mais propensos à destruição por EtO. A esterilização por raios gama, que não envolve umida- de, é extremamente intensiva em termos de energia para ser útil na esterili- zação da maioria dos dispositivos contendo itens biológicos e produtos com- binados de medicamento e dispositivo. A esterilização por feixe eletrônico, que consiste em radiação gama gerada eletricamente, também é intensiva em termos de energia, sendo também conhecida por ser potencialmente destrutiva para muitos itens biológicos. Foi demonstrado que a esterilização por óxido de etileno (EtO

misturado com vapor d'água) diminui a atividade de superfícies biologica- mente ativas, como superfícies revestidas com heparina. Além disso, sabe- se que a presença de vapor d'água no processo de EtO tem um impacto ne- gativo sobre a vida útil dos dispositivos médicos estéreis contendo superfí- cies com heparina. Outros processos intensivos em termos de energia, como processos de esterilização por raios gama e por feixe eletrônico, mostraram causar uma diminuição na atividade de revestimentos bioativos, consulte por exemplo a patente US n° 6.787.179.

As experiências com stents revestidos com heparina e submeti- dos a esterilização por EtO mostraram que esse tipo de processo de esterili- zação é de difícil controle, e pode causar uma diminuição significativa na atividade da heparina. O EtO pode, também, causar flutuações na atividade da heparina entre um local de produção e outro. Pequenas alterações nas condições de esterilização por EtO poderiam levar a uma ampla variação na atividade da heparina e, consequentemente, nas especificações de liberação e na vida útil dos stents revestidos com heparina. Na era dos stents eluidores de fármaco, a heparina e outros re-

vestimentos bioativos, ou superfícies bioativas, estarão na adjacência de um medicamento como sirolimo e de veículos de medicamento como polímeros PLGA. Em adição à sensibilidade da heparina em relação ao EtO, tanto o sirolimo como os polímeros biodegradáveis são conhecidos por reter quanti- dades substanciais de EtO após o processamento. Adicionalmente, o PLGA é degradado via hidrólise pela umidade necessária ao processo com EtO. É vantajoso, portanto, usar métodos alternativos como o feixe eletrônico para esterilização terminal de dispositivos eluidores de medicamento revestidos com heparina. Na literatura, em geral não é recomendado o uso de proces- sos de alta energia, como o feixe eletrônico, para esterilizar um fármaco que contenha itens biológicos e/ou produtos combinados de medicamento e dis- positivo. Em vez disso, são comumente usados processos dispendiosos de fabricação asséptica e de filtração/liofilização para assegurar a esterilidade do produto embalado final. Consideradas as limitações supracitadas dos métodos conven-

cionais de esterilização, inclusive os processos com óxido de etileno, feixe eletrônico e radiação gama, estes não têm sido rotineiramente usados para esterilizar dispositivos médicos que contêm um componente biologicamente ativo, como um revestimento de heparina. Consequentemente, existe uma necessidade por um processo conveniente de esterilização terminal, que garanta tanto a esterilidade de um dispositivo médico como a atividade de seu revestimento biológico. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção supera as limitações associadas às técni- cas de esterilização atualmente usadas, conforme brevemente descrito aci- ma.

A presente invenção refere-se a métodos e condições de pro-

cessamento para esterilização de um dispositivo médico, os quais incluem as etapas de embalar e lacrar os dispositivos médicos com revestimento bi- oativo de heparina sob vácuo e com agentes secantes, e esterilizar os dis- positivos médicos embalados e seus revestimentos bioativos com um pro- cesso de feixe eletrônico em dose adequada.

A presente invenção refere-se a um processo de feixe eletrônico, o qual é um processo intensivo em termos de energia, normalmente usado para esterilizar produtos médicos com ou sem um componente biológico, que pode ser empregado para manter as atividades biológicas de um reves- timento de heparina na superfície. Dentro de uma faixa ótima, a energia do feixe eletrônico inesperadamente retém e revive as funções biológicas de um revestimento de heparina. Esse processo pode, também, ser usado como um meio eficaz para estender a vida útil da heparina sob suas formas imobi- lizadas e, provavelmente, livres. A presente invenção tem amplas aplicações na esterilização de dispositivos médicos revestidos com heparina, bem como outros produtos farmacêuticos à base de heparina.

A presente invenção demonstra, também, que o processo de fei- xe eletrônico, quando adequadamente controlado, não só mantém a ativida- de biológica do revestimento de heparina, como também reverte a perda da atividade da heparina durante um processo de fabricação de stents eluidores de fármaco, que envolve exposição a solventes e secagem prolongada a alta temperatura. Em um experimento controlado, descobriu-se também que um processo de feixe eletrônico a uma dose de 25 KGy recuperou a atividade biológica da heparina durante e/ou após armazenamento a longo prazo. A presente invenção pode, portanto, ter potencial para manter a heparina sob outras formas, e pode se tornar um método simples para extensão da vida útil dos produtos mediante o reprocessamento com o uso de um processo de feixe eletrônico.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As características e vantagens mencionadas anteriormente bem como outras da presente invenção serão aparentes a partir da descrição mais particular a seguir de modalidades preferenciais da invenção, conforme ilustrado nos desenhos anexados.

A figura 1 é uma vista isométrica de um dispositivo médico ex- pansível de acordo com a presente invenção.

A figura 2 é uma representação gráfica dos efeitos da radiação por feixe eletrônico sobre a atividade da heparina, conforme medido pelo teste de absorção da antitrombina III, de acordo com a presente invenção.

A figura 3 é uma representação gráfica dos efeitos da radiação por feixe eletrônico sobre a atividade da heparina, conforme medido pelo teste antifator Xa, de acordo com a presente invenção. A figura 4 é uma representação gráfica dos efeitos da radiação

por feixe eletrônico sobre a densidade superficial da heparina, de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

A presente invenção atende a uma preocupação antiga e de im- portância crítica quanto à destruição ou diminuição da atividade de uma mo- lécula biológica, como a heparina, associada a um dispositivo médico em um processo de esterilização por feixe eletrônico. Este é, também, muito superi- or às técnicas de esterilização mais convencionais, como esterilização por oxido de etileno, a qual é conhecida por diminuir gravemente as atividades de um revestimento de heparina.

É uma descoberta inesperada da presente invenção que, com as etapas de processamento usadas, a atividade de um revestimento de hepa- rina sobre a superfície de um dispositivo médico, ou dentro de reservatórios em um dispositivo médico, não diminuiu conforme o previsto pela literatura e relatado por outros. A atividade da heparina conforme determinada tanto pelo teste modificado de FXa como pelo teste de ligação da antitrombina, mostrou consistentemente aumentos inesperados após o processamento por feixe de elétrons, proporcional à dose de feixe eletrônico usada, conforme explicado com detalhes, subseqüentemente.

Em geral, o processo da presente invenção compreende emba- lar um dispositivo médico, que contém uma superfície bioativa à base de heparina, com nitrogênio sob condições de vácuo e agentes secantes, e es- terilizar o dispositivo médico por meio de um processo por feixe eletrônico com uma dose adequada de radiação. Mais especificamente, os dispositivos para esterilização serão embalados em uma espiral de cateter de modo a impedir a ocorrência de danos durante o envio e o transporte. Cada espiral é individualmente lacrada em uma bolsa. Quando o dispositivo é posicionado dentro da bolsa, um vácuo é criado por sucção e purgado com um gás não- reativo, como nitrogênio. Novamente um vácuo é criado por sucção e a bol- sa é lacrada. Embora o processo possa ser usado em inúmeros substratos, por uma questão de facilidade de explicação as modalidades exemplificado- ras do processo serão descritas com relação a um stent.

Em uma modalidade exemplificadora da invenção, o material de substrato pode incluir um metal, um não-metal, um polímero ou uma combi- nação tanto de metais como de polímeros. Em uma modalidade exemplifica- dora preferencial, o material de substrato é selecionado a partir do grupo que inclui aço inoxidável, alumínio, nitinol, cobalto cromo e titânio, bem como ligas metálicas similares. Em uma modalidade alternativa, o material é sele- cionado a partir do grupo que inclui vidro, sílica e cerâmica. Uma modalidade preferencial inclui um stent coronário em liga de CoCr (L605) que tem, tam- bém, reservatórios em suas hastes. A figura 1 ilustra um dispositivo médico expansível ou stent e-

xemplificador, tendo uma pluralidade de orifícios que contêm um agente be- néfico para liberação aos tecidos pelo dispositivo médico expansível. O dis- positivo médico expansível 100 ilustrado na figura 1 é cortado de um tubo de material para formar um dispositivo expansível cilíndrico. O dispositivo médi- co expansível 100 inclui uma pluralidade de seções cilíndricas 102 interco- nectadas por uma pluralidade de elementos de fechamento 104. Os elemen- tos de fechamento 104 permitem a flexão axial do dispositivo de suporte de tecido quando este passa através da trajetória tortuosa de vasculatura para um sítio de implementação e permitem que o dispositivo se flexione axial- mente quando necessário, para casar com a curvatura de um lúmen para ser suportado. Cada uma das seções cilíndricas 102 é formada por uma rede de hastes alongadas 108, as quais são interconectadas por dobradiças maleá- veis 110 e hastes circunferenciais 112. Durante a expansão do dispositivo médico 100, as dobradiças maleáveis 110 se deformam enquanto os apoios 108 não são deformados.

Conforme ilustrado na figura 1, os apoios alongados 108 e os apoios circunferenciais 112 incluem aberturas 114, algumas delas contêm um agente benéfico para aplicação para o lúmen, no qual o dispositivo médi- co expansível é implantado. Além disso, outras porções do dispositivo 100, como os elementos de fechamento 104, também podem incluir aberturas. De preferência, as aberturas 114 são dispostas em porções não deformáveis do dispositivo 100, como as hastes 108, de modo que as aberturas sejam não- deformáveis e o agente benéfico possa ser liberado sem risco de ser fratu- rado, expelido ou, de outro modo, danificado durante a expansão do disposi- tivo.

As modalidades exemplificadoras da invenção ilustradas podem ser adicionalmente refinadas pelo uso de análise de elemento finito e outras técnicas para otimizar a aplicação de agentes benéficos no interior das aber- turas 114. Basicamente, o formato e a localização das aberturas 114 podem ser modificados para maximizar o volume dos vácuos enquanto preservam a força relativamente alta e a rigidez dos apoios em relação às dobradiças ma- leáveis 110. De acordo com uma modalidade exemplificadora preferencial da presente invenção, as aberturas tem uma área de pelo menos 3.225,8 mm2 (5 χ 10"6 polegadas quadradas) e, de preferência, pelo menos 4.516,1 mm2 (7 x1o-6 polegadas quadradas). Tipicamente, as aberturas são preenchidas com cerca de cinqüenta por cento a cerca de noventa e cinco por cento de agente benéfico.

As várias modalidades exemplificadoras da invenção aqui des- critas podem oferecer diferentes agentes benéficos em diferentes aberturas no dispositivo expansível, ou agentes benéficos em algumas aberturas e não em outras. Em outras modalidades, combinações de agentes benéficos ou agentes terapêuticos podem ser utilizadas em aberturas únicas. A estrutura particular do dispositivo médico expansível pode ser variada sem que se a- faste do espírito da invenção. Posto que cada abertura é preenchida inde- pendentemente, as composições químicas individuais e as propriedades farmacocinéticas podem ser conferidas para o agente benéfico em cada a- bertura.

Em uma outra modalidade exemplar da invenção, o material de substrato pode conter, também, um material polimérico adicional que serve como uma matriz para controlar a liberação de um agente farmaceuticamen- te ativo dentro do dispositivo médico ou sobre o mesmo. O polímero pode ser bioestável, como o grupo que inclui poliacetal, poliuretano, poliéster, poli- tetrafluoro etileno, polietileno, metacrilato de polimetila, metacrilato de polii- droxietila, álcool polivinílico, polipropileno, polimetil penteno, poliéter cetona, óxido de polifenileno, cloreto de polivinila, policarbonato, polissulfona, acrilo- nitrila-butadieno-estireno, polieterimida, fluoreto de polivinilideno e copolíme- ros e combinações dos mesmos. Em uma outra modalidade exemplar da invenção, o material é selecionado a partir do grupo que inclui polissiloxano, polissiloxano fluorado, borracha de etileno propileno, fluoroelastômero e combinações dos mesmos. O material polimérico pode ser biodegradável ou biorressorvível, como do grupo que inclui ácido polilático, ácido poliglicólico, policaprolactona, poliparadioxanona, carbonato de politrimetileno e seus co- polímeros, colágeno, elastina, quitina, coral, ácido hialurônico, osso, po- li(caprolactona), poli(ácido láctico-co-caprolactona); polímeros de poli(bloco- óxido de etileno-bloco-lactídeos-co-glicolídeo) (PEO-b-PLGA e PEO-b- PLGA-b-PEO); poloxâmeros poli(b-óxido de etileno-b-óxido de propileno-b- oxido de etileno); poli(ortoésteres); polissacarídeos e derivados de polissaca- rídeo, poli(glicose), poli(ácido algínico), quitosano, derivados de quitosano; polipeptídeos e proteínas como albumina, poli(lisina), poli(ácido glutâmico), poli(anidridos); poli(hidróxi alcanoatos) como poli(hidróxi valerato), po- li(hidróxi butirato) e combinações dos mesmos.

Em uma outra modalidade exemplar da invenção, o dispositivo médico pode conter, também, adicional materiais bioativos para resistência anti-infecção, microbicida e acentuação da Iubricidade do dispositivo.

Em uma modalidade exemplificadora preferencial da invenção, o dispositivo médico compreende um revestimento de heparina, e pode ter adicional agentes farmaceuticamente ativos integrados ao dispositivo, ou sobre sua superfície, ou dentro dos reservatórios e/ou orifícios cegos pre- sentes na estrutura do dispositivo, sozinhos ou em uma mistura com um ex- cipiente de matriz, como um polímero. Os agentes farmaceuticamente ativos podem ser selecionados dos grupos de medicamentos anti-inflamatórios, como uma rapamicina, por exemplo sirolimo e seus vários derivados e aná- logos. Medicamentos antiproliferativos como paclitaxel e seus derivados e análogos.

Em uma modalidade exemplificadora preferencial, o agente do revestimento biologicamente ativo é uma heparina não-modificada, uma he- parina parcialmente degradada, heparina com baixo peso molecular (LMWH) ou as várias formas modificadas de heparina. A heparina pode estar fixada de modo permanente à superfície de um dispositivo médico por meio de uma ligação covalente, conjugação, fixação em ponto final, complexação iônica, complexo de sal com sais positivamente carregados, e outros métodos co- nhecidos pelos versados na técnica.

Os revestimentos aplicados aos materiais podem ser polimeriza- dos e covalentemente ligados à superfície do material durante a fabricação. O revestimento pode ser de natureza hidrofílica ou hidrofóbica. Esse reves- timento polimerizado e enxertado é resistente à remoção aquosa (remolha- gem e enxágue, e/ou implantação em ambiente aquoso) e pode ser esterili- zado antes do uso. Entretanto, muitos revestimentos aplicados que não são covalentemente ligados (van der Waals, eletrostática, tensão superficial) às superfícies do material durante o processamento/fabricação não são resis- tentes à remoção aquosa.

Um revestimento polimerizável pode ser covalentemente ligado à superfície do substrato por processamento adicional, enquanto um reves- timento não-polimerizável não será polimerizado ou enxertado na superfície. Uma etapa adicional de processamento, que se descobriu induzir a polimeri- zação/enxertia de um revestimento a uma superfície de material e esterilizar a mesma em uma só etapa, consiste no processamento de esterilização com plasma de gás de peróxido de hidrogênio em baixa temperatura. Os materi- ais já polimerizados e enxertados com um revestimento também poderiam ser bons candidatos a um processo de esterilização adicional com um siste- ma de esterilização com plasma de gás de peróxido de hidrogênio.

Os materiais podem, também, consistir em metal, não-metal ou elastômero. O material de metal pode consistir em uma variedade de metais incluindo, mas não se limitando a, aço inoxidável, alumínio, nitinol, cobalto cromo ou titânio. Os materiais podem, também, ser elastoméricos incluindo, mas não se limitando a, polissiloxanos, polissiloxano fluorado, borracha de etileno propileno ou fluoroelastômeros. Os substratos podem, também, ser inorgânicos incluindo, mas não se limitando a, vidro, sílica e cerâmicas. O material poderia, também, ser biologicamente derivado incluindo, mas não se limitando a, colágeno, elastina, ácido hialurônico, osso, coral ou quitina.

A utilidade e a eficácia da presente invenção podem ser ilustra- das por meio de vários exemplos. Exemplo 1

Os stents de cobalto cromo eletropolidos, com o design ilustrado na figura 1, foram revestidos com heparina ligada à superfície. O revestimen- to de heparina é covalentemente ligado à superfície do stent através de uma série de camadas intermediárias, como camadas de fixação. O revestimento final de heparina foi repetidamente lavado com água, e tem uma densidade superficial constante final de heparina de cerca de 13 ug/ cm2. A atividade da superfície de heparina foi determinada em cerca de 65 pmol/ cm2 por um teste de ligação competitiva de antitrombina Ill e 0,9 unidades de hepari- na/stent, por meio de um teste de inibição USP FXa modificado.

Os reservatórios nas hastes desses stents revestidos com hepa- rina foram preenchidos com uma matriz de poli(lactídeo-co-glicolídeo) (PL- GA) e sirolimo, por meio de um processo de impressão a jato de tinta (ou "nano-deposição de líquido"). Após secagem a alta temperatura para remo- ver o excesso de solvente das matrizes de PLGA/sirolimo nos reservatórios, os stents foram franzidos sobre balões de cateter compatíveis por meio de um franzidor pneumático, e colocados em bandejas plásticas. As bandejas plásticas com stent foram, então, colocadas em sacos de alumínio equipa- dos com bolsas de agente secante. As bandejas plásticas foram, então, pur- gadas com nitrogênio e submetidas a vácuo para remover qualquer ar e u- midade restantes. O processo foi repetido três vezes, e o saco foi lacrado por uma seladora por pressão a quente. Os sacos lacrados a vácuo contendo dessecante foram, então

esterilizados por um esterilizador de feixe eletrônico em várias doses: 10 KGy1 25KGy e 40 KGy. Três stents foram usados no processo para determi- nação de densidade e atividade da heparina a cada ponto do processamento e a cada dose do feixe eletrônico. Os stents com superfície de heparina pre- sentes nas bolsas plásticas embaladas a vácuo foram retornados para testes de heparina, densidade e atividade. Os resultados estão ilustrados na figura 2 (absorção de AT) e na figura 3 (teste de inibição de FXa).

Os dados na figura 2 demonstram claramente que há uma dimi- nuição temporária na atividade da heparina de cerca de 65 a cerca de 43 pmol/ cm2. A diminuição é provavelmente causada pela exposição a solven- tes de processamento, como DMSO, e a temperaturas elevadas usadas pa- ra eliminar o excesso de solvente. Entretanto, uma vez que os stents foram embalados a vácuo com agente secante adicional e esterilizados por radia- ção com feixe eletrônico, a superfície de heparina recuperou sua atividade original. Além disso, também parece existir uma correlação positiva com a dose do feixe eletrônico usada no processo de esterilização, com uma dose mais alta de feixe eletrônico levando a uma atividade específica mais alta da heparina. Essas descobertas são bastante surpreendentes e inesperadas, tendo em vista todos os relatos na literatura quanto a destruição ou diminui- ção da atividade de um revestimento bioativo após um processo de esterili- zação intensivo em termos de energia, como a esterilização por raios gama e por feixe eletrônico. A esterilização por feixe eletrônico sob condições cui- dadosamente controladas até mesmo obteve valores mais altos para absor- ção de AT, em comparação à amostra de controle que é armazenada à tem- peratura ambiente, conforme ilustrado na figura 2. As descobertas parecem sugerir a existência de uma combinação de condições de processamento nas quais o controle cuidadoso dos parâmetros da embalagem, como seca- gem a vácuo e agentes secantes adicionais inseridos nas bolsas, impediriam que a superfície de heparina e superfícies bioativas similares perdessem sua atividade após o processo de esterilização terminal. O aumento da atividade da heparina conforme o aumento da dose de feixe eletrônico é provavelmen- te causado por alterações conformacionais da heparina durante a esteriliza- ção intensiva em termos de energia. Essa hipótese é indiretamente suporta- da por um experimento posterior no qual o revestimento de heparina mos- trou uma atividade mais alta para absorção de AT após esterilização por fei- xe eletrônico, embora a superfície de heparina não houvesse sido exposta a solventes (DMSO, IPA etc.) ou alta temperatura (55°C). Portanto, há um con- junto de condições de processamento para garantir a esterilidade de um dis- positivo médico e a atividade da superfície bioativa que é propensa à degra- dação sob condições de processos convencionais de esterilização como os métodos com vapor d'água, oxido de etileno ou raios gama. O teste USP antifator X modificado de uma superfície de hepari-

na mede diretamente a capacidade combinada de uma superfície de hepari- na e as formas livres da superfície de heparina liberadas da superfície para a solução de teste. Os dados ilustrados na figura 3 demonstram que o proces- so de feixe eletrônico sob as atuais condições cuidadosamente controladas é eficaz para a retenção e mesmo para a reversão da perda de atividade da heparina durante o processo de preenchimento com o fármaco. A curva dife- re da tendência na figura 2 pelo fato de que o controle tem uma atividade anti-FXa relativamente baixa em comparação à dos produtos em um estágio posterior da fabricação. Essa tendência aponta para a importância do uso de um processo cuidadosamente controlado de embalagem e irradiação por feixe eletrônico para assegurar a atividade da heparina no produto final esté- ril.

Os dados nas figuras 2 e 3 apontam para os aspectos-chave da presente invenção, em que uma curva de resposta à dosagem da atividade da heparina pode ser mantida após processos ideais de embalagem e esteri- lização por feixe eletrônico. Uma dosagem mais alta de feixe eletrônico pode ser usada para obter um nível mais alto de atividade da heparina na emba- lagem estéril final, se necessário. Como as embalagens são esterilizadas já lacradas, também é exeqüível o uso de um processo de feixe eletrônico para estender a vida útil da superfície de heparina após vários períodos de arma- zenamento.

Os resultados ilustrados na figura 4 mostram que há uma dimi-

nuição gradual da densidade superficial de heparina após um processo de feixe eletrônico, com uma dosagem mais alta de feixe eletrônico levando a uma perda maior na densidade da heparina. Essa descoberta não é surpre- endente, pelo fato de que a intensidade da energia do processo por feixe eletrônico provavelmente causou alguma queima de cadeia de heparina a partir da superfície, com uma dosagem mais alta levando a uma maior ex- tensão do descolamento da heparina da superfície do stent. A próxima in- venção, portanto, precisa ser ajustada a uma faixa ideal, na qual a atividade da heparina é garantida, enquanto é minimizada a extensão da perda do teor de heparina. Nas faixas testadas, a perda de teor de heparina não afetou a atividade da heparina na superfície de heparina restante. A dosagem tradi- cional do feixe eletrônico de 25 KGy parece estar na faixa ideal para garantir a esterilidade ao mesmo tempo em que mantém um alto nível de atividade da heparina. Exemplo 2

Neste estudo, os stents revestidos com heparina foram submeti- dos a nove ciclos de exposição a DMSO, o que imita as condições reais de processamento de um processo de preenchimento com fármaco usado na fabricação de stents eluidores de fármaco. O solvente DIVISO misturado ao revestimento de heparina sobre a superfície do stent após a exposição foi removido com uma combinação de condições como durante uma hora ou à temperatura ambiente ou a 55°C, seguido de vinte e quatro horas de recozi- mento ou à temperatura ambiente ou a 55°C. Após esses prolongados tra- tamentos com solvente e processos de remoção, os stents com revestimento de heparina foram embalados a vácuo com agentes secantes e esterilizados por um processo de feixe eletrônico a uma dosagem de 25 KGy. A atividade da heparina dos stents submetidos a várias condições foi determinada por meio de teste-padrão de absorção de AT III.

Tabela 1: Efeito da combinação de DMSO1 temperatura e feixe eletrônico sobre a atividade da heparina

Grupo . de - teste (N=3) ~"Γ PROCESSO TESTES Imerso em DMSO durante minuto para- cada ciclo. Total de 9 ciclos 1 hora _~de - secagem zM' 24 horas de reeozimento - @ ~ Jp ""L- c- % Esteriliza- ção Absor- ção de I AT Solven- te iesi- - dual A Não Não Não Não 51 N/D B Sim Tempera- tura ambi- ente Temperatu- ra ambien- te Não 54 <LOQ C Sim 55°C 55°C Não 39 <LOQ D Não Não Não Sim 90 N/D E Sim Tempera- tura ambi- ente Temperatu- ra ambien- te Sim 88 <LOQ F Sim 55°C 55°C Sim 72 <LOQ

Os dados na Tabela 1 demonstram que, em comparação ao va- Ior de basal para absorção de AT de 51 pmol/ cm2 da superfície de heparina para controle, a secagem prolongada em alta temperatura (55°C) diminui a atividade da heparina para cerca de 39 pmol/ cm2. Os dados sugerem, tam- bém, que a exposição ao DMSO por si só não parece afetar a atividade da heparina, desde que o mesmo seja depois completamente removido. Os da- dos confirmaram que um processo de esterilização por feixe eletrônico é efi- caz para manter a atividade da heparina após a secagem tanto à temperatu- ra ambiente (grupo B vs. grupo E) como sob temperaturas mais elevadas (grupo C vs. grupo F). Os dados sugerem, também, que a esterilização por feixe eletrônico chega mesmo a recuperar a atividade perdida pela heparina após o revestimento ser armazenado à temperatura ambiente durante um longo período (grupo A (controle) vs. controle irradiado por feixe eletrônico (grupo D)). Com base nessas descobertas, é razoável sugerir que a presen- te invenção pode ser usada para recuperar a atividade da heparina em dis- positivos médicos embalados, após vários períodos de armazenamento.

Apesar de acreditar-se que o que foi mostrado e descrito são as modalidades mais práticas e preferenciais, é óbvio que divergências de pro- jetos e métodos específicos descritos e mostrados serão sugeridas por a- queles versados na técnica e podem ser usadas sem que se desvie do espí- rito e escopo da invenção. A presente invenção não está restrita às constru- ções específicas descritas e ilustradas, mas deve ser compreendida de mo- do coerente com todas as modificações que possam estar no escopo das reivindicações em anexo.

Claims (9)

1. Método para esterilização de um dispositivo médico dotado de uma superfície bioativa, em que o dito método compreende as etapas de: colocar o dispositivo médico em uma embalagem contendo um agente secante em seu interior; purgar a embalagem com um gás não-reativo pelo menos uma vez; criar um vácuo dentro da embalagem pelo menos uma vez para remover quaisquer gases e umidade restantes; selar a embalagem; e expor a embalagem e o dispositivo médico a uma ou mais doses de radiação por feixe de elétrons durante um período de tempo predetermi- nado, e a um predeterminado nível de dosagem e temperatura.

2. Método médico, de acordo com a reivindicação 1, no qual o dispositivo é selecionado do grupo consistindo em stents cardiovasculares, endovasculares e neurovasculares, eluidores cardiovasculares, endovascu- Iares e neurovasculares de medicamentos, enxertos endovasculares, enxer- tos de stent vasculares e venosos, balão de angioplastia, desvio AV, oxige- nadores, membranas cardíacas artificiais e dispositivos auxiliares, dispositi- vos AAA.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o dispositi- vo médico compreende um material selecionado do grupo consistindo em aço inoxidável, alumínio, nitinol, cobalto cromo, e titânio, bem como as ligas dos mesmos.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o dispositi- vo médico compreende, adicionalmente, um material selecionado do grupo consistindo em poliacetal, poliuretano, poliéster, politetrafluoro etileno, polie- tileno, metacrilato de polimetila, metacrilato de poliidroxietila, álcool poliviníli- co, polipropileno, polimetil penteno, poliéter cetona, óxido de polifenileno, cloreto de polivinila, policarbonato, polissulfona, acrilonitrila-butadieno- estireno, polieterimida, fluoreto de polivinilideno e copolímeros e combina- ções dos mesmos.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o dispositi- vo médico compreende, adicionalmente, um material selecionado do grupo consistindo em ácido polilático, ácido poliglicólico, poli(lactídeo-co- glicolídeo), policaprolactona, poliparadioxanona, carbonato de politrimetileno e seus copolímeros, colágeno, elastina, quitina, quitosano, coral, ácido hialu- rônico, osso e combinações dos mesmos.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que os materi- ais bioativos são selecionados do grupo consistindo em heparina não- fracionada, heparina parcialmente despolimerizada, heparina com baixo pe- so molecular (LMWH), e outras heparinas química ou biologicamente modifi- cadas.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a dose de feixe eletrônico está entre 10 KGy e 40 KGy.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o dispositi- vo médico contém, adicionalmente, um componente farmaceuticamente ati- vo.

9. Método, de acordo com a reivindicação 9, em que o agente farmacêutico é selecionado a partir de antiproliferativos consistindo em uma rapamicina, um paclitaxel, e os derivados e análogo dos mesmos.