DE102018211526A1

DE102018211526A1 - Beschichtung für implantierbare medizinische Geräte, Verfahren zu deren Herstellung sowie implantierbares medizinisches Gerät

Info

Publication number: DE102018211526A1
Application number: DE102018211526.5A
Authority: DE
Inventors: Sascha Balakin; Jörg Opitz
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2018-07-11
Filing date: 2018-07-11
Publication date: 2020-01-16
Also published as: US20210268146A1; WO2020011486A1; KR20210032999A; EP3820539A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtung für implantierbare medizinische Geräte. Die Beschichtung enthält einen Schichtkomplex, der mindestens eine Polyelektrolyt-Multischicht sowie mindestens Schicht aus funktionalisierten Nanodiamanten umfasst. Die mindestens eine Polyelektrolyt-Multischicht besteht dabei aus abwechselnd positiv und negativ geladenen Polyelektrolyt-Monoschichten. Zudem sind die funktionalisierten Nanodiamanten mit mindestens einem bioaktiven Mittel funktionalisiert. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Beschichtung für implantierbare medizinische Geräte, die Verwendung einer solchen Beschichtung sowie ein implantierbares medizinisches Gerät, welches eine solche Beschichtung aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtung für implantierbare medizinische Geräte. Die Beschichtung enthält einen Schichtkomplex, der mindestens eine Polyelektrolyt-Multischicht sowie mindestens Schicht aus funktionalisierten Nanodiamanten umfasst. Die mindestens eine Polyelektrolyt-Multischicht besteht dabei aus abwechselnd positiv und negativ geladenen Polyelektrolyt-Monoschichten. Zudem sind die funktionalisierten Nanodiamanten mit mindestens einem bioaktiven Mittel funktionalisiert. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Beschichtung für implantierbare medizinische Geräte, die Verwendung einer solchen Beschichtung sowie ein implantierbares medizinisches Gerät, welches eine solche Beschichtung aufweist.
Implantierbare medizinische Geräte helfen bei der Therapie von Patienten, indem sie beispielsweise geschädigte Organe unterstützen oder deren Funktion übernehmen. Gemäß dem Stand der Technik können solchen implantierbaren medizinischen Geräte mit Wirkstoffen beschichtet sein. Ein grundsätzliches Problem solcher bekannten Beschichtungen ist, dass die Abgabe des Wirkstoffs sehr unkontrolliert erfolgt. Eine solche unkontrollierte Abgabe führt jedoch zu einer (lokalen) Überdosierung der Wirkstoffe im Patienten und außerdem zu einer unwirtschaftlichen Ausnutzung der Wirkstoffe.
Ferner ist bekannt, dass ein Polymerblend gleichzeitig mit den Wirkstoffen auf die Implantat-Oberfläche über Sprüh- oder Tauchbeschichtung aufgebracht wird. Ein Beispiel ist der polymerbasierte medikamentenfreisetzende Stent Eluvia™ (Boston Scientific) zur Behandlung und Widerherstellung der Durchblutung der peripheren Arterien oberhalb des Knies, insbesondere der Arteria femoralis superficialis (SFA) und der proximalen Arteria poplitea (PPA). Das Eluvia-Stentsystem ist mit dem antirestenotischen Medikament Paclitaxel in Verbindung mit einem Polymer beschichtet.
Ein Nachteil solcher Beschichtungen ist die kontinuierliche Wirkstoffabgabe, die in der Rege innerhalb von 30-60 Tagen erfolgt. Diese ist lediglich bei Stents sinnvoll, jedoch nicht anwendbar im Fall von patienten-/krankenspezifischen Wirkstoffen bzw. Antibiotika, Wachstumsfaktoren etc.
Ausgehend hiervon war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Beschichtung für implantierbare medizinische Geräte anzugeben, die eine kontrollierte und/oder zeitlich diskrete Abgabe eines in der Beschichtung enthaltenen bioaktiven Mittels sowie die Einstellung antimikrobieller Eigenschaften der Oberfläche des implantierbaren medizinischen Gerätes ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bezüglich einer Beschichtung für implantierbare medizinische Geräte gemäß Patentanspruch 1, bezüglich eines Verfahrens zur Herstellung einer solchen Beschichtung gemäß Patentanspruch 9 und bezüglich eines implantierbaren medizinischen Gerätes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Patentanspruch 16 gibt Verwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Beschichtung an. Die jeweilig abhängigen Patentansprüche stellen dabei vorteilhafte Weiterbildungen dar.
Erfindungsgemäß wird somit eine Beschichtung für implantierbare medizinische Geräte angegeben. Die Beschichtung enthält einen Schichtkomplex, der mindestens eine Polyelektrolyt-Multischicht sowie mindestens eine Schicht aus funktionalisierten Nanodiamanten umfasst. Die mindestens eine Polyelektrolyt-Multischicht besteht aus abwechselnd positiv und negativ geladenen Polyelektrolyt-Monoschichten. Zudem sind die funktionalisierten Nanodiamanten mit mindestens einem bioaktiven Mittel funktionalisiert.
Die Polyelektrolyt-Multischicht kann auch als „polyelectrolyte multilayer (PEM) film“ bezeichnet werden.
Die mindestens eine Polyelektrolyt-Multischicht besteht aus Polyelektrolyt-Monoschichten. Dabei enthält die Polyelektrolyt-Multischicht mindestens eine positiv geladene Polyelektrolyt-Monoschicht und mindestens eine negativ geladene Polyelektrolyt-Monoschicht. Die Polyelektrolyt-Monoschichten sind nun bezüglich ihrer Ladung alternierend angeordnet. Das bedeutet, dass der mindestens einen Polyelektrolyt-Multischicht abwechselnd immer eine positiv geladene Polyelektrolyt-Monoschicht und eine negativ geladene Polyelektrolyt-Monoschicht nacheinander angeordnet sind.
Vorzugsweise besteht der Schichtkomplex aus mindestens einer Polyelektrolyt-Multischicht und mindestens einer Schicht aus funktionalisierten Nanodiamanten. Vorzugsweise ist die mindestens eine Schicht aus funktionalisierten Nanodiamanten auf der mindestens einen Polyelektrolyt-Multischicht angeordnet bzw. abgeschieden. Der Schichtkomplex kann eine oder mehrere Polyelektrolyt-Multischichten umfassen und eine oder mehrere Schichten aus funktionalisierten Nanodiamanten umfassen. Umfasst der Schichtkomplex mehrere Polyelektrolyt-Multischichten und/oder mehrere Schichten aus funktionalisierten Nanodiamanten oder besteht der Schichtkomplex aus mehreren Polyelektrolyt-Multischichten und/oder mehreren Schichten aus funktionalisierten Nanodiamanten, sind die verschiedenen Schichten bevorzugt alternierend, d.h. abwechselnd, angeordnet.
Der Schichtkomplex kann somit eine oder mehrere Bi-Schichten („bi-layers“) umfassen oder aus diesen bestehen, wobei jede der Bi-Schichten eine Polyelektrolyt-Multischicht und eine Schicht aus funktionalisierten Nanodiamanten umfasst oder aus diesen besteht.
Nanodiamanten können auch als Diamant-Nanopartikel bezeichnet werden. Nanodiamanten haben eine Größe von unter 1 µm.
Die Nanodiamanten sind mit mindestens einem bioaktiven Mittel funktionalisiert, d.h. das mindestens eine bioaktive Mittel ist an die Nanodiamanten angebunden. Eine solche Anbindung kann beispielsweise durch Physisorption, durch elektrostatische Wechselwirkungen und/oder durch kovalente Wechselwirkungen erfolgen.
Unter einem bioaktiven Mittel wird dabei ein Stoff verstanden, der eine biologische Aktivität besitzt, wie z.B. ein pharmazeutischer Wirkstoff, ein biologischer Wirkstoff, ein diagnostischer Wirkstoff, ein therapeutischer Wirkstoff oder auch Mischungen davon.
Durch die mindestens eine Polyelektrolyt-Multischicht in Kombination mit funktionalisierten Nanodiamanten wird eine besonders vorteilhafte Beschichtung für implantierbare medizinische Geräte erhalten. Die funktionalisierten Nanodiamanten können dabei durch die Polyelektrolyt-Multischicht auf der Oberfläche des implantierbaren medizinischen Gerätes immobilisiert werden, wobei die anschließende Abgabe des bioaktiven Stoffs von der Oberfläche des implantierbaren medizinischen Gerätes gesteuert werden kann. Hierbei wird eine kontrollierte bzw. zeitlich und örtlich diskrete Abgabe des bioaktiven Materials ermöglicht. Zudem können so die antimikrobiellen Eigenschaften der Oberfläche des implantierbaren medizinischen Geräts eingestellt werden. Eine solche Einstellung kann beispielsweise über die partielle Oxidation der Nanodiamanten erfolgen. Dadurch wird die Patientenverträglichkeit der Implantate erhöht und es kommt zu einer schnelleren Bildung des funktionellen und strukturellen Verbunds zwischen dem organisierten Gewebe und der Oberfläche des Implantats. In der Folge können die Anzahl der Revisionsoperationen und somit auch die Gesamtkosten herabgesetzt werden.
Die mindestens eine Polyelektrolyt-Multischicht ist selbstregulierend in der Schichtdicke und unabhängig vom verwendeten Substrat und den verwendeten Nanopartikeln (alternierende elektrische Ladungen). Durch die Verwendung der Polyelektrolyt-Multischicht wird somit eine Immobilisierungstechnik von Nanopartikeln für eine breite Anwendung geschaffen. Die Immobilisierung der Nanopartikel wird dabei durch elektrostatische Wechselwirkungen mit der Polyelektrolyt-Multischicht erreicht. Neben den Nanopartikeln können verschiedene bioaktive Mittel bzw. Wirkstoffe sowie Proteine/Peptide immobilisiert werden. Es sind somit auch multifunktionale Schichten mit mehreren Wirkstoffen simultan herstellbar. Die Polyelektrolyt-Multischichten ermöglichen zudem durch die elektrostatischen Wechselwirkungen eine kontrollierte Abgabe der funktionalisierten Nanopartikel, wodurch auch letztlich die Abgabe des bioaktiven Mittels besser kontrolliert werden kann.
Polyelektrolyt-Multischichten lassen sich auf diversen Materialien lokal erzeugen. Hieraus resultiert ein hohes Anwendungspotential in medizintechnischen und technischen Produkten.
Die Nanodiamanten bieten einfache Funktionalisierungsstrategien (Kohlenstoffchemie) und große Oberflächen für das Anbinden (z.B. kovalent, adsorbiert) von bioaktiven Mitteln bzw. funktionellen Gruppen solcher bioaktiver Mittel. Das bioaktive Mittel kann somit auf einfache Weise an die Nanodiamanten gebunden und somit in die Beschichtung integriert werden.
Nachdem die mit dem bioaktiven Mittel funktionalisierten Nanodiamanten aus der Beschichtung gelöst sind, kommt es zu einer konstanten und langanhaltenden Abgabe des bioaktiven Mittels von der Oberfläche der Nanodiamanten. Die Abgabe des aktiven Mittels kann somit besser kontrolliert und zeitlich diskret erfolgen. Dies resultiert in einer erhöhten Effizienz bei gleicher Menge an Wirkstoffen bzw. bioaktivem Mittel. Sobald die funktionalisierten Nanodiamanten in den Körper abgegeben werden, denaturiert der Komplex und der Wirkstoff bzw. das bioaktive Mittel entfaltet seine Wirkung.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die positiv geladenen Polyelektrolyt-Monoschichten positiv geladene Polyelektrolyte ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polydiallyldimethylammoniumchlorid (PDDA), Polyallylaminhydrochlorid (PAH), Polyethylenimin (PEI), Poly-L-Lysin und Mischungen hiervon enthalten oder aus diesen bestehen und/oder die negativ geladenen Polyelektrolyt-Monoschichten negativ geladene Polyelektrolyte ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polystyrolsulfonat (PSS), Polyallylaminhydrochlorid (PAA), Kaliumpolyvinylsulfat (PVS), Heparin, Alginaten, Pektinen, anorganischem Ton, organischem Ton und Mischungen hiervon enthalten oder aus diesen bestehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen enthält die mindestens eine Polyelektrolyt-Multischicht biodegradierbare Polyelektrolyte oder besteht aus diesen. Die Polyelektrolyt-Multischicht kann so auf einfache Weise abgebaut werden und die funktionalisierten Nanopartikel freisetzen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine bioaktive Mittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus pharmazeutischen Wirkstoffen, biologischen Wirkstoffen, diagnostischen Wirkstoffen, therapeutischen Wirkstoffen sowie Mischungen hiervon.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtung umfasst der Schichtkomplex mehrere Polyelektrolyt-Multischichten und mehrere Schichten aus funktionalisierten Nanodiamanten, wobei die Polyelektrolyt-Multischichten und die Schichten aus funktionalisierten Nanodiamanten alternierend angeordnet. Auf diese Weise kann die Abgabedauer des bioaktiven Mittels deutlich verlängert werden. Zudem kann der zeitliche Ablauf der Abgabe besser kontrolliert werden. Unter einer alternierenden Anordnung wird hierbei verstanden, dass die Polyelektrolyt-Multischichten und die Schichten aus funktionalisierten Nanodiamanten abwechselnd nach- bzw. aufeinander angeordnet sind. Bei der obersten Schicht eines solchen Schichtkomplexes kann es sich entweder um eine Polyelektrolyt-Multischicht oder um eine Schicht aus funktionalisierten Nanodiamanten handeln. Bei der untersten Schicht eines solchen Schichtkomplexes handelt es vorzugsweise um eine Polyelektrolyt-Multischicht.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Polyelektrolyt-Monoschichten jeweils eine Schichtdicke von 5 nm bis 5 µm aufweisen und/oder die mindestens eine Schicht aus funktionalisierten Nanodiamanten eine Schichtdicke von 2 nm bis 300 nm aufweist. Die Schichtdicke der jeweiligen Schichten lässt sich über die Feldstärke des äußeren elektrischen Feldes (bei einer elektrophoretischen Abscheidung der Schichten) variieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtung weist die Beschichtung zusätzlich mindestens eine Biopolymerschicht auf, die mindestens ein Biopolymer enthält oder aus diesem besteht, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Biopolyestern, Proteinen, Polysacchariden und Mischungen hiervon. Durch diese zusätzliche Biopolymerschicht kann die Abgabe der Nanodiamanten weiter beeinflusst und kontrolliert werden. Vorzugsweise ist der Schichtkomplex auf der mindestens einen Biopolymerschicht angeordnet.
Zudem ist es bevorzugt, dass die mindestens eine Biopolymerschicht mindestens zwei Biopolymerschichten umfasst, wobei der Schichtkomplex zwischen den mindestens zwei Biopolymerschichten angeordnet ist. Mit anderen Worten stellt der Schichtkomplex hierbei eine Zwischenschicht einer konventionellen Beschichtung dar.
Ein weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Beschichtung zusätzlich eine Deckschicht aufweist, wobei das Material der Deckschicht vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus

- synthetischen Polymeren, vorzugsweise Polyglycolsäure, Polylactid, Polycaprolacton, Poly(lactid-co-glycolid),
- natürlichen Polymeren, vorzugsweise Chitin, Chitosan, Alginate, Kolagene, Gelatine, Aerogele, und
- Mischungen hiervon.

Die Deckschicht fungiert hierbei beispielsweise als Schutzschicht, die die weiteren Schichten vor Beschädigung schützt. Die Deckschicht stellt die äußerste bzw. die oberster Schicht der Beschichtung dar.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Beschichtung auf einem implantierbaren medizinischen Gerät, in welchem ein Schichtkomplex auf einem implantierbaren medizinischen Gerät abgeschieden wird, indem

a) mindestens eine Polyelektrolyt-Multischicht, welche aus abwechselnd positiv und negativ geladenen Polyelektrolyt-Monoschichten besteht, auf dem implantierbaren medizinischen Gerät oder auf einer auf dem implantierbaren medizinischen Gerät abgeschiedenen Schicht abgeschieden wird, und
b) mindestens eine Schicht aus mit mindestens einem bioaktiven Mittel funktionalisierten Nanodiamanten auf der Polyelektrolyt-Multischicht abgeschieden wird.

Es ist bevorzugt, dass nach Schritt b) die Schrittfolge der Schritte a) und b) mindestens einmal wiederholt wird. Mit anderen Worten werden zunächst Schritt a) und Schritt b) ausgeführt und anschließend mindestens noch einmal Schritt a) und Schritt b) ausgeführt. Auf diese Weise kann ein Schichtkomplex erhalten werden, der mehrere Polyelektrolyt-Multischichten und mehrere Schichten aus funktionalisierten Nanodiamanten umfasst, wobei die verschiedenen Schichten alternierend, d.h. abwechselnd, angeordnet sind.
Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheiden der mindestens einen Polyelektrolyt-Multischicht in Schritt a) dadurch erfolgt, dass abwechselnd positiv geladene Polyelektrolyte als positiv geladene Polyelektrolyt-Monoschicht und negativ geladene Polyelektrolyte als negativ geladene Polyelektrolyt-Monoschicht abgeschieden werden. Auf diese Weise kann die alternierende bzw. abwechselnde Anordnung der positiv und negativ geladenen Polyelektrolyt-Monoschichten auf einfache Weise erreicht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die mindestens eine Polyelektrolyt-Schicht in Schritt a) und/oder die mindestens eine Schicht aus funktionalisierten Nanodiamanten in Schritt b) über elektrostatische Wechselwirkungen und/oder mittels eines äußeren elektrischen Feldes abgeschieden.
Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zusätzlich mindestens eine Biopolymerschicht abgeschieden wird, die mindestens ein Biopolymer enthält oder aus diesem besteht, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Biopolyestern, Proteinen, Polysacchariden und Mischungen hiervon. Vorzugsweise wird die Biopolymerschicht vor Schritt a) auf dem implantierbaren medizinischen Gerät abgeschieden.
Zudem ist es bevorzugt, dass mindestens zwei Biopolymerschichten abgeschieden, wobei die Abscheidung so erfolgt, dass der Schichtkomplex zwischen den mindestens zwei Biopolymerschichten angeordnet ist. Hierbei kann mindestens eine Biopolymerschicht vor Schritt a) auf dem implantierbaren medizinischen Gerät und mindestens eine weitere Biopolymerschicht nach Schritt b) auf dem Schichtkomplex abgeschieden werden.
In einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zusätzlich mindestens eine Deckschicht abgeschieden, wobei das Material der Deckschicht ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus

Die Deckschicht kann auf dem Schichtkomplex oder auf einer zusätzlichen Biopolymerschicht, falls diese vorhanden ist, abgeschieden werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft zudem ein implantierbares medizinisches Gerät, welches eine erfindungsgemäße Beschichtung aufweist. Der Schichtkomplex ist hierbei auf dem implantierbaren medizinischen Gerät oder auf einer auf dem implantierbaren medizinischen Gerät abgeschiedenen Schicht abgeschieden. Die Beschichtung kann neben dem Schichtkomplex beispielsweise mindestens eine Biopolymerschicht und eine Deckschicht, wobei die mindestens eine Biopolymerschicht auf der Oberfläche des implantierbaren medizinischen Geräts und/oder auf dem Schichtkomplex angeordnet ist, der Schichtkomplex auf der Oberfläche des implantierbaren medizinischen Geräts und/oder auf der mindestens einen Biopolymerschicht angeordnet ist, und die Deckschicht auf dem Schichtkomplex oder auf der mindestens einen Biopolymerschicht angeordnet bzw. abgeschieden ist. Ganz besonders bevorzugt ist die mindestens eine Biopolymerschicht auf der Oberfläche des implantierbaren medizinischen Geräts, der Schichtkomplex auf der mindestens einen Biopolymerschicht, und die Deckschicht auf dem Schichtkomplex angeordnet bzw. abgeschieden.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer erfindungsgemäßen Beschichtung oder eines erfindungsgemäßen implantierbaren medizinischen Geräts zur kontrollierten und/oder zeitlich diskreten Abgabe eines bioaktiven Mittels, welches vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus pharmazeutischen Wirkstoffen, biologischen Wirkstoffen, diagnostischen Wirkstoffen, therapeutischen Wirkstoffen sowie Mischungen hiervon.
Anhand der nachfolgenden Figuren und Beispiele soll die vorliegende Erfindung näher erläutert werden, ohne diese auf die hier gezeigten spezifischen Ausführungsformen und Parameter zu beschränken.
In 1 ist eine erste beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtung für implantierbare medizinische Geräte dargestellt. Diese enthält einen Schichtkomplex 1, der aus einer Polyelektrolyt-Multischicht 2 sowie einer Schicht 3 aus funktionalisierten Nanodiamanten besteht. Die Polyelektrolyt-Multischicht 2 besteht dabei aus abwechselnd positiv und negativ geladenen Polyelektrolyt-Monoschichten. Zudem sind die funktionalisierten Nanodiamanten mit mindestens einem bioaktiven Mittel funktionalisiert. Die Beschichtung kann auf einem Substrat, z.B. einem implantierbaren medizinischen Gerät 6, angeordnet bzw. abgeschieden sein.
In 2 ist eine zweite beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtung für implantierbare medizinische Geräte dargestellt. Die Beschichtung ist hier auf einem implantierbaren medizinischen Gerät 6 angeordnet bzw. abgeschieden. Die Beschichtung enthält hier einen Schichtkomplex 1, der aus mehreren Polyelektrolyt-Multischichten sowie mehrere Schichten aus funktionalisierten Nanodiamanten besteht, wobei diese alternierend angeordnet sind. Mit anderen Worten umfasst der Schichtkomplex 1 mehrere Bi-Schichten, die jeweils aus einer Polyelektrolyt-Multischicht und einer Schicht aus funktionalisierten Nanodiamanten bestehen. Die Polyelektrolyt-Multischichten und die Schichten aus funktionalisierten Nanodiamanten bzw. der genaue Aufbau des Schichtkomplexes sind in 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt. Die Beschichtung weist ferner eine Biopolymerschicht 4 auf, die mindestens ein Biopolymer enthält oder aus diesem besteht, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Biopolyestern, Proteinen, Polysacchariden und Mischungen hiervon. Der Schichtkomplex 1 ist auf der Biopolymerschicht 4 angeordnet bzw. abgeschieden, wobei die Biopolymerschicht 4 auf der Oberfläche des implantierbaren medizinischen Geräts 6 angeordnet bzw. abgeschieden ist. Zudem weist die Beschichtung zusätzlich eine Deckschicht 5) aufweist, welche auf dem Schichtkomplex 1 angeordnet bzw. abgeschieden ist.

Claims

Beschichtung für implantierbare medizinische Geräte, enthaltend einen Schichtkomplex (1), der mindestens eine Polyelektrolyt-Multischicht (2) sowie mindestens eine Schicht (3) aus funktionalisierten Nanodiamanten umfasst, wobei die mindestens eine Polyelektrolyt-Multischicht (2) aus abwechselnd positiv und negativ geladenen Polyelektrolyt-Monoschichten besteht und wobei die funktionalisierten Nanodiamanten mit mindestens einem bioaktiven Mittel funktionalisiert sind.
Beschichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die positiv geladenen Polyelektrolyt-Monoschichten positiv geladene Polyelektrolyte ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polydiallyldimethylammoniumchlorid, Polyallylaminhydrochlorid, Polyethylenimin, Poly-L-Lysin und Mischungen hiervon enthalten oder aus diesen bestehen und/oder die negativ geladenen Polyelektrolyt-Monoschichten negativ geladene Polyelektrolyte ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polystyrolsulfonat, Polyallylaminhydrochlorid, Kaliumpolyvinylsulfat, Heparin, Alginaten, Pektinen, anorganischem Ton, organischem Ton und Mischungen hiervon enthalten oder aus diesen bestehen.
Beschichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Polyelektrolyt-Multischicht (2) biodegradierbare Polyelektrolyte enthält oder aus diesen besteht.
Beschichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine bioaktive Mittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus pharmazeutischen Wirkstoffen, biologischen Wirkstoffen, diagnostischen Wirkstoffen, therapeutischen Wirkstoffen sowie Mischungen hiervon.
Beschichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtkomplex (1) mehrere Polyelektrolyt-Multischichten (2) und mehrere Schichten (3) aus funktionalisierten Nanodiamanten umfasst, wobei die Polyelektrolyt-Multischichten (2) und die Schichten (3) aus funktionalisierten Nanodiamanten alternierend angeordnet.
Beschichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyelektrolyt-Monoschichten jeweils eine Schichtdicke von 5 nm bis 5 µm aufweisen und/oder die mindestens eine Schicht (3) aus funktionalisierten Nanodiamanten eine Schichtdicke von 2 nm bis 300 nm aufweist.
Beschichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung zusätzlich mindestens eine Biopolymerschicht (4) aufweist, die mindestens ein Biopolymer enthält oder aus diesem besteht, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Biopolyestern, Proteinen, Polysacchariden und Mischungen hiervon, wobei der Schichtkomplex (1) vorzugsweise auf der mindestens einen Biopolymerschicht (4) angeordnet ist.
Beschichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung zusätzlich eine Deckschicht (5) aufweist, wobei das Material der Deckschicht (5) vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus - synthetischen Polymeren, vorzugsweise Polyglycolsäure, Polylactid, Polycaprolacton, Poly(lactid-co-glycolid), - natürlichen Polymeren, vorzugsweise Chitin, Chitosan, Alginate, Kolagene, Gelatine, Aerogele, und - Mischungen hiervon.
Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche auf einem implantierbaren medizinischen Gerät, in welchem ein Schichtkomplex (1) auf einem implantierbaren medizinischen Gerät (6) abgeschieden wird, indem a) mindestens eine Polyelektrolyt-Multischicht (2), welche aus abwechselnd positiv und negativ geladenen Polyelektrolyt-Monoschichten besteht auf dem implantierbaren medizinischen Gerät (6) oder auf einer auf dem implantierbaren medizinischen Gerät (6) abgeschiedenen Schicht abgeschieden wird, und b) mindestens eine Schicht (3) aus mit mindestens einem bioaktiven Mittel funktionalisierten Nanodiamanten auf der Polyelektrolyt-Multischicht abgeschieden wird.
Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt b) die Schrittfolge der Schritte a) und b) mindestens einmal wiederholt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 oder, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheiden der mindestens einen Polyelektrolyt-MultiSchicht (2) in Schritt a) dadurch erfolgt, dass abwechselnd positiv geladene Polyelektrolyte als positiv geladene Polyelektrolyt-Monoschicht und negativ geladene Polyelektrolyte als negativ geladene Polyelektrolyt-Monoschicht abgeschieden werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Polyelektrolyt-Multischicht (2) in Schritt a) und/oder die mindestens eine Schicht (3) aus funktionalisierten Nanodiamanten in Schritt b) über elektrostatische Wechselwirkungen und/oder mittels eines äußeren elektrischen Feldes abgeschieden werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mindestens eine Biopolymerschicht (4) abgeschieden wird, die mindestens ein Biopolymer enthält oder aus diesem besteht, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Biopolyestern, Proteinen, Polysacchariden und Mischungen hiervon, wobei die Biopolymerschicht (4) vorzugsweise vor Schritt a) auf dem implantierbaren medizinischen Gerät (6) abgeschieden wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mindestens eine Deckschicht (5) abgeschieden wird, wobei das Material der Deckschicht (5) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus - synthetischen Polymeren, vorzugsweise Polyglycolsäure, Polylactid, Polycaprolacton, Poly(lactid-co-glycolid), - natürlichen Polymeren, vorzugsweise Chitin, Chitosan, Alginate, Kolagene, Gelatine, Aerogele, und - Mischungen hiervon.
Implantierbares medizinisches Gerät (6), welches eine Beschichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
Verwendung einer Beschichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 oder eines implantierbaren medizinischen Geräts (6) gemäß Anspruch 15 zur kontrollierten und/oder zeitlich diskreten Abgabe eines bioaktiven Mittels, welches vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus pharmazeutischen Wirkstoffen, biologischen Wirkstoffen, diagnostischen Wirkstoffen, therapeutischen Wirkstoffen sowie Mischungen hiervon.