DE102005024913A1

DE102005024913A1 - Gefäßstents

Info

Publication number: DE102005024913A1
Application number: DE102005024913A
Authority: DE
Inventors: Carlo Civelli
Original assignee: AXETIS AG
Current assignee: CIVELLI, CARLO, SG
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-12-14
Also published as: AU2008264179A1; AU2006202205A1; CA2548696C; US8105374B2; US20120130482A1; CA2548696A1; US8911857B2; JP2006334406A; AU2008264179B2; US20070100438A1

Abstract

Die Erfindung ist gerichtet auf eine Beschichtung für medizinische Implantate, insbesondere Gefäßstents, die Siliziumdioxid aufweist, medizinische Implantate mit einer Siliziumdioxid enthaltenden Beschichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung. Die Beschichtung kann weitere Beimischungen enthalten und Funktionalisierungsaufträge aufweisen. Der Träger der Beschichtung ist aus einem haltbaren Material, vorzugsweise aus einem Edelstahl, angefertigt.

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf ein medizinisches Implantat, insbesondere einen Gefäßstent, beispielsweise zur Implantation in Blutgefäße eines Körpers, gerichtet.

Sogenannte "Stents" werden zum Zweck der Offenhaltung von Gefäßen wie Blutgefäßen (bei Arteriosklerose) in die Okklusions-gefährdeten Gefäße eingesetzt. Dies kann entweder mittels eines Katheters geschehen oder durch operative Eröffnung des Gefäßes, ggfls. Ausräumen und Implantieren des Stents. Stents sind im allgemeinen schlauchförmige, rohrförmige Strukturen, beispielsweise Gewebeschläuche oder röhrenartige poröse Strukturen, die sich an die Innenwandung eines Gefäßes anschmiegen und einen freien Strömungsquerschnitt offen halten, durch welches das Blut in dem Blutgefäß frei fließen kann.

Weitere Einsätze von Stents sind in Gallenwegen, Luftröhre oder Speiseröhre. So werden Stents beispielsweise in der Behandlung von Karzinomen dazu eingesetzt, die Verengungen bei den Atemwegen, Gallenwegen oder der Speiseröhre nach einer erfolgten Dehnung zu begrenzen.

Stents bestehen häufig aus Röhrchen mit netzförmiger Wandung, die einen kleinen Durchmesser aufweisen und dadurch leicht mittels eines Katheters an den Zielort gebracht werden können, wo sie mit Hilfe eines Ballons (Ballonkatheter) im Gefäß durch Dehnung der netzförmigen Wand des Stents auf das notwendige Lumen und damit den notwendigen Durchmesser zur Abstützung des Gefäßes expandiert werden können.

Es ist bekannt, Stents mit Kunststoffen, wie etwa Polytetrafluorethylen (PTFE; Teflon^®) zu beschichten.

Vorbekannten Stents ist jedoch das Problem zueigen, dass sie aufgrund ihrer spezifischen Oberfläche und ihrer Gitterstruktur oft von körpereigenen Zellen durchwachsen bzw. umwachsen werden, was längerfristig wiederum zu einer erneuten Okklusion des mit einem Stent abgesicherten Gefäßes führen kann. Hier ist es schwierig, den gewünschten Kompromiss zwischen Offenhalten des Gefäßes und harmonischer Integration des Stents in den Organismus zu finden. Auch sind herkömmliche Stentbeschichtungen nicht immer flexibel genug, um die Bewegungen des Stents beim Implantieren und Expandieren mitzumachen, was zu Beschädigungen an der Beschichtung führen kann. Auch hat sich gezeigt, dass sich zwischen den Stentwerkstoffen und dem Blut beziehungsweise anderem Gewebe ein elektronisches Potential aufbauen kann, wobei solche Potentiale die Eigenschaften der Blutinhaltsstoffe in der Grenzschicht zu den Stentwerkstoffen nachteilig verändern können und dadurch zu unkontrollierten Ablagerungen wie Plaques etc. führen können. Diese Probleme finden sich teilweise auch bei anderen medizinischen Implantaten mit ähnlichen Anforderungen.

Es besteht daher weiterhin ein Bedarf an medizinischen Implantaten, wie etwa Stents, die eine problemlose Implantation in den Körper eines Patienten gestatten.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Bereitstellung einer Beschichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, eines medizinischen Implantats gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 11 und eines Verfahrens zur Herstellung eines beschichteten medizinischen Implantats gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 20. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Aspekte und Details der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, das medizinische Implantat, wie einen Gefäßstent, mit einer siliziumdioxidhaltigen Beschichtung, also einer glasähnlichen Beschichtung, zu versehen.

Dementsprechend ist die Erfindung gerichtet auf eine Beschichtung für medizinische Implantate, die Siliziumdioxid aufweist. Das Siliziumdioxid kann in amorpher oder kristalliner oder halbkristalliner Form vorliegen.
Bevorzugterweise ist das medizinische Implantat ein Gefäßstent, beispielsweise für Blutgefäße, Gallengänge, Speiseröhren oder Luftröhren.
Die Eigenschaften der Beschichtung können weiterhin durch zumindest eine Beimischung, die in der Beschichtung enthalten ist, modifiziert werden, wobei die Beimischung ausgewählt sein kann aus Aluminiumoxid, Titanoxid, Calciumverbindungen, Natriumoxid, Germaniumoxid, Magnesiumoxid, Selenoxid und Hydroxiden, insbesondere Hydroxiden der vorgenannten Metalle. Besonders bevorzugte Beimischungen sind Aluminiumoxid und Titanoxid.
Wenn eine Beimischung zum Siliziumdioxid verwendet wird, kann der Anteil der Beimischung an der Gesamtmenge der Beschichtung vorzugsweise 0,5 bis 50 Gew.-% betragen.
Um über die gesamte Oberfläche des medizinischen Implantats, wie eines Gefäßstents, die gewünschte Oberflächeneigenschaften zu bewahren, wird es bevorzugt, dass die Beschichtung im wesentlichen porenfrei ist.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann es jedoch ebenfalls bevorzugt werden, dass die Beschichtung Poren für eine Funktionalisierung mit weiteren Substanzen, die nach der eigentlichen Beschichtung auf die Beschichtung aufgebracht werden und sich in den Poren ablagern, aufweist. Dementsprechend kann die erfindungsgemäße Beschichtung einen zusätzlichen, auch nur partiell oder punktuell vorhandenen Funktionalisierungsauftrag aufweisen. Ein solcher Auftrag kann der medizinischen Zweckbestimmung des medizinischen Implantates entsprechen und eine Beeinflussung des Wachstums von umgebendem Gewebe, eine Abtötung unerwünschten Gewebes, den Aufbau einer Beziehung zwischen medizinischem Implantat und Gewebe, etc. beinhalten. Der Funktionalisierungsauftrag kann beispielsweise zumindest ein Medikament und/oder zumindest ein Zellgift enthalten.
Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen medizinischen Implantate ist darin zu sehen, dass die Beschichtung extrem dünn aufgebracht werden kann, nämlich vorzugsweise im Nano-Bereich, also im Bereich einiger Atomschichten, was es gestattet, bei der Herstellung des medizinischen Implantats im wesentlichen die Endabmessungen einstellen zu können, ohne auf möglicherweise nicht exakt vorhersehbare Dimensionierungsänderungen durch die Beschichtung Rücksicht nehmen zu müssen. Vorzugsweise beträgt die Dicke der erfindungsgemäßen Beschichtung 0,1 bis 1000 nm, es versteht sich jedoch, dass sowohl dünnere als auch dickere Beschichtungen möglich sind. Maßgebend bei der Wahl der Schichtdicke ist die Anforderung, dass bei der Expansion des Implantates im Körper die Beschichtung nicht beschädigt wird und keine zusätzlichen Poren entstehen.
Die Beschichtung kann in einem einzelnen Schritt aufgetragen werden, und somit eine einlagige Schicht bilden, kann jedoch in einer bevorzugten Ausführungsform auch aus mehreren, sukzessive aufgebrachten Schichten bestehen. Bei mehrlagigen Verfahren kann die Zusammensetzung jeder einzelnen Schicht individuell festgelegt werden.
Die Erfindung ist weiterhin auf ein medizinisches Implantat gerichtet, das einen, eine Grundstruktur bildenden Träger und eine auf zumindest Teile des Trägers aufgebrachte Beschichtung, die Siliziumdioxide enthält oder daraus besteht, aufweist. Insbesondere ist die Beschichtung eine erfindungsgemäße Beschichtung des ersten Aspekts der Erfindung.
Vorzugsweise ist das medizinische Implantat ein Gefäßstent. Der Gefäßstent kann für ein Blutgefäß, einen Gallengang, die Speiseröhre oder die Luftröhre bestimmt sein, wobei er bei verschiedenen Tierarten, wie Menschen, Haustieren, und Nutztieren verwendet werden kann.
Der Träger ist vorzugsweise aus einem schwer abbaubaren Material aufgebaut, wobei unter „schwer abbaubar' eine Eigenschaft zu verstehen ist, bei der das Material nach Implantation in einen Körper für zumindest ein Jahr keine sichtbaren Abbauerscheinungen zeigt.
Der Träger kann für medizinische Implantate, insbesondere Gefäßstents übliche Materialien, wie Carbon, PTFE, Dacron, Metall-Legierungen oder PHA umfassen, wobei insbesondere Stahllegierungen bevorzugte Materialien sind.
Die erfindungsgemäß für den Träger verwendbaren Metalllegierungen werden vorzugsweise ausgewählt aus Edelstählen.
Ein weiteres bevorzugtes Material für den Träger ist ein Formgedächtnismetall, insbesondere Nickel-Titanlegierungen, die aufgrund ihrer Fähigkeiten zur eigenständigen Formveränderung bei Stents Einsatz finden.
Schließlich ist die Erfindung in einem weiteren Aspekt ebenfalls auf ein Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Implantats, insbesondere eines erfindungsgemäßen medizinischen Implantats, gerichtet, welches die Schritte aufweist:

– Bereitstellen eines die Grundstruktur bildenden Trägers; und
– Aufbringen einer Siliziumdioxid enthaltender Beschichtung mittels eines Plasmabeschichtungsverfahrens.

Alles bezüglich der Beschichtung oder dem medizinischen Implantat Gesagte gilt sinngemäß auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt, so dass wechselweise Bezug genommen wird.
Um die bei bestimmten Ausführungsformen gewünschten Poren zur Aufnahme von Funktionalisierungsmitteln zu erhalten, wird es weiterhin bevorzugt, dass das Verfahren den Schritt des Erzeugens von Poren in der Beschichtung mittels eines Neutronenbeschusses umfasst. Hierfür können Neutronenquellen wie beispielsweise Teilchenbeschleuniger verwendet werden. Eine weitere Variante zur Erzeugung von Funktionsporen besteht darin, die Poren mittels Laserlicht herzustellen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Beschichtung für medizinische Implantate, insbesondere Gefäßstents, dar, die aufgrund ihrer inerten, glasartigen Oberfläche mit Siliziumdioxid einen Bewuchs mit Zellen des Körpers bzw. einer Anhaftung solcher Zellen, weitgehend verhindert, die aufgrund ihrer Härte einer Beschädigung beim Einbringen des Implantats in den Körper entgegenwirkt und damit die Handhabung vereinfacht, die aufgrund der Dünne der Beschichtung eine einfachere Gestaltung des Implantats gestattet, eine verminderte Reibung durch geringere Rauhigkeitswerte und damit eine kleinere Belastung für Blutkomponenten und niedriger Koagelbildung aufweist und bei der es auch nach längerer Verbleibdauer im Körper keinerlei Abbau der Beschichtung gibt.

Claims

Beschichtung für medizinische Implantate, die Siliziumdioxid aufweist.
Beschichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das medizinische Implantat ein Gefäßstent ist.
Beschichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Beimischung enthält, die ausgewählt ist aus Aluminiumoxid, Titanoxid, Kalzium-Verbindungen, Natriumoxid, Germaniumoxid, Magnesiumoxid, Selenoxid, und Hydroxiden, insbesondere Hydroxiden der vorgenannten Metalle, und Mischungen derselben.
Beschichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil der Beimischung an der Gesamtmenge der Beschichtung 0,5 bis 50 Gew.-% beträgt.
Beschichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung im wesentlichen porenfrei ist.
Beschichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung Poren für eine Funktionalisierung aufweist.
Beschichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung einen zusätzlichen Funktionalisierungsauftrag enthält.
Beschichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionalisierungsauftrag zumindest ein Medikament, und/oder zumindest ein Zellgift aufweist.
Beschichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Beschichtung 0,1 bis 1000 nm beträgt.
Beschichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus mehreren, sukzessive aufgebrachten Schichten besteht.
Medizinisches Implantat, aufweisend einen, eine Grundstruktur bildenden Träger und eine auf zumindest Teile des Trägers aufgebrachte Beschichtung, die Siliziumdioxid enthält.
Medizinisches Implantat gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Gefäßstent ist.
Medizinisches Implantat gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ist.
Medizinisches Implantat gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus einem schwer abbaubaren Material aufgebaut ist.
Medizinisches Implantat gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger Karbon, PTFE, Dacron, Metalllegierungen, PHA umfasst.
Medizinisches Implantat gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger Eisenlegierungen umfasst.
Medizinisches Implantat gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenlegierung ein Edelstahl ist.
Medizinisches Implantat gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein Formgedächtnismetall, insbesondere Nickel-Titanlegierungen, umfasst.
Medizinisches Implantat gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Gefäßstent für ein Blutgefäß, einen Gallengang, die Speiseröhre oder die Luftröhre bestimmt ist.
Verfahren zur Herstellung eines beschichteten medizinischen Implantats, insbesondere eines medizinischen Implantats nach einem der Ansprüche 11 bis 19, die Schritte aufweisend: – Bereitstellen eines eine Grundstruktur bildenden Trägers; und – Aufbringen einer Siliziumdioxid enthaltender Beschichtung mittels eines Plasmabeschichtungsverfahrens.
Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin das Erzeugen von Poren in der Beschichtung mittels Neutronenbeschuss oder Laser umfasst.