DE10031198A1 - Verfahren zum Beschichten implantierbarer Geräte - Google Patents

Verfahren zum Beschichten implantierbarer Geräte

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DE10031198A1
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Gonzalo Martinez
Catherine E Taylor
Kenneth W Keeney
Markus Haller
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Abstract

Das Beschichten eines implantierbaren Gerätes, wie bspw. elektromechanischer Mikro-Geräte, ist hoch erstrebenswert, um das implantierbare Gerät vor Korrosion zu schützen. Ein Beschichtungsverfahren umfaßt ein Abscheiden, vorzugsweise durch eine Plasma-Glühentladung, eines monomeren Reaktanden auf zumindest einer Oberfläche eines implantierbaren Gerätes, vorzugsweise bei Umgebungstemperatur. Das Verfahren wird die Herstellungszeit, die zum Aufbau solcher Geräte erforderlich ist, verringern, da vollständig montierte Geräte beschichtet werden können.

Description

Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von elektromechanischen Mikro-Geräten, um Beschichtungen auf derartigen Geräten bereitzustellen, die vergleichsweise korrosionsbeständig sind und für eine in vivo Implantation, wie bspw. in einen menschlichen Körper, geeignet sind.
Hintergrund der Erfindung
In zahlreichen Situationen in der Medizin ist es erstrebenswert und oftmals notwendig, vergleichsweise kleine elektromechanische (Mikro-)Geräte für eine ausgedehnte Zeitspanne zu implantieren. Bspw. kann es wünschenswert sein, einem Patienten über eine ausgedehnte Zeitspanne ununterbrochen ein Medikament in Form eines Fluids (entweder als Gas oder als Flüssigkeit) zu verabreichen. Beispiele derartiger Behandlungen schließen die kontinuierliche Verabreichung von Morphin in kleinen Dosen zur Schmerzregulierung, die Verabreichung von FUDR zur chemotherapeutischen Krebsbehandlung, die Verabreichung von Baclofen zur Behandlung von anfallartigen Spasmen (intractible spasticity) und dergleichen mit ein.
In derartigen Fällen ist es ein besonders erstrebenswertes Ziel, ein vergleichsweise konstantes Niveau des Medikamentes im Blutkreislauf des Patienten aufrecht zu erhalten. Um dieses Ziel zu erreichen werden vergleichsweise kleine Fluid- Handhabungsgeräte in den Körper eines Patienten implantiert. Sowohl das Medikament als auch Körperflüssigkeiten, die mit dem Mikro-Fluid- Handhabungsgerät in Berührung kommen können, sind jedoch typischerweise korrosiv. Somit ist es erstrebenswert, eine korrosionsbeständige Schicht auf zumindest einer Oberfläche des Mikro-Fluid-Handhabungsgerätes vorzusehen, um eine Korrosion zu verhindern oder einzuschränken. Bspw. kann eine nominelle Schicht einer korrosionsbeständigen Substanz auf einem Trägermaterial durch Sputtern unter Verwendung eines Elektronenstrahl-Verdampfers aufgebracht werden, wobei geeignete korrosionsbeständige Substanzen Silizium, Gold, Platin, Chrom, Titan, Zirkon sowie Oxide von Silizium und den genannten Metallen sein können. Siehe hierzu US-Patente 5,1360,728; 5,702,618 und 5,705,070, alle ausgestellt auf Saaski et al. Es wird beschrieben, daß die Oxide durch thermisches Oxidieren der korrosionsbeständigen Substanz an Luft, nachdem diese auf das Trägermaterial aufgebracht worden ist, gebildet werden können.
Zusammenfassung der Erfindung
Was folglich benötigt wird, ist ein Verfahren zum Beschichten von elektromechanischen Mikro-Geräten, welches eine vergleichsweise korrosionsbeständige und elektrisch isolierende Beschichtung auf zumindest einer Oberfläche des Gerätes liefert. Darüber hinaus ist es höchst wünschenswert, das Gerät bei einer vergleichsweise geringen Temperatur zu beschichten, was in offensichtlicher Weise das Herstellungsverfahren verbessern wird, da im wesentlichen alle Komponenten und Teile des Gerätes vor dem Beschichten des Gerätes zusammengefügt werden können. Bspw. wird bei einem typischen Herstellungsverfahren eine korrosionsbeständige Beschichtung auf einzelne Komponenten während des Herstellungsverfahrens aufgebracht, jedoch vor dem vollständigen Zusammenfügen des Gerätes. Da typische Beschichtungsverfahren vergleichsweise hohe Temperaturen verwenden, ist ein Beschichten eines kompletten Gerätes im allgemeinen nicht möglich, weil die vergleichsweise hohen Beschichtungstemperaturen dazu neigen, die elektrischen Komponenten schädigend zu beeinflussen, welche wiederum schließlich auf nachteilige Weise die Funktionalität des Gerätes beeinflussen.
Der Begriff "Korrosion", so wie er hier verwendet wird, betrifft eine komplexe elektrochemische Degradation eines leitenden Materials (wie bspw. eines Metalls oder einer Metallegierung) oder eines Halbleitermaterials (wie bspw. Silizium oder Kohlenstoff) aufgrund einer Reaktion zwischen derartigen Materialien und der Umgebung, üblicherweise einer wäßrigen, elektrolythaltigen Umgebung, die eine saure oder basische (alkalische) Umgebung sein kann. Im allgemeinen liegt ein Korrosionsprodukt eines solchen Materials in Form eines Oxids des Materials vor, wie z. B. ein Metalloxid, Siliziumdioxid und dergleichen. Es wird angenommen, daß Korrosion dann auftritt, wenn das Material (wie bspw. Kupfer oder Silizium) mit einer elektrolytischen Lösung in Berührung steht, und daß ein elektrochemischer Minikreis gebildet wird, wenn eine kleine Menge des Materials in dem Wasser in Lösung geht und sich mit Sauerstoff oder anderen gelösten Substanzen verbindet, wobei es nicht in der Absicht des Anmelders steht, sich an irgendeine spezielle Theorie zu binden. Durch die Bildung des elektrochemischen Minikreises ruft ein Ungleichgewicht der Elektronen zwischen der Lösung und dem umgebenden Material einen geringen Fluß von Elektronen, bzw. einen Stromfluß, hervor. Solange ein Strom fließen kann, wird das Material weiter abgetragen, was zu einer Degradation und sogar einem Lochfraß des Materials führt. Eine elektrisch isolierende Beschichtung ist eine solche, die einen Stromschluß in dem "elektrochemischen Minikreis" verhindert.
Demgemäß bietet ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Beschichten eines implantierbaren Gerätes. Vorzugsweise wird ein Beschichten des implantierbaren Gerätes bei einer niedrigen Temperatur durchgeführt. Der Begriff "niedrige Temperatur", so wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, bedeutet, daß eine Zugabe von Energie zum Erhöhen der Temperatur während der Plasma-Deposition nicht erforderlich ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung tritt die Plasma-Deposition vorzugsweise bei etwa Umgebungstemperatur auf, typischerweise von etwa 20EC bis etwa 30EC.
Ein Verfahren zum Beschichten einer Oberfläche eines implantierbaren Gerätes beinhaltet vorzugsweise eine Plasma-Vorbehandlung von zumindest einer Oberfläche des implantierbaren Gerätes mit einem Inert-Gas, Verbringen des implantierbaren Gerätes in eine Plasma-Reaktionskammer und eine Plasma- Behandlung der zumindest einen Oberfläche des implantierbaren Gerätes mit einem monomeren Reaktanden, um eine Beschichtung darauf auszubilden. Der Begriff "inert" bezieht sich auf eine vergleichsweise chemische Trägheit eines Stoffes unter Normalbedingungen, wobei jedoch unter einigen Bedingungen der Plasma-Deposition der "inerte" Stoff reaktiv werden kann, wenn eine Glühentladung des Stoffes erzeugt wird.
Vorzugsweise wird der monomere Reaktand aus der folgenden Gruppe ausgewählt: ein substituiertes oder unsubstituiertes Alken, Aren, Silan, Siloxan sowie einer Kombination aus diesen Monomeren. Noch weiter bevorzugt wird der monomere Reaktand aus der folgenden Gruppe ausgewählt: Ethylen, 2-Methyl-1- Penten, Xylen, Divinylmethylsilan, Hexamethyldisilan, Tetramethylsiloxan sowie einer Kombination aus diesen Monomeren.
Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet vorzugsweise eine Plasma-Behandlung der zumindest einen Oberfläche durch Erzeugen einer Glühentladung des monomeren Reaktanden in der Anwesenheit eines Inert- Gases. Das Inert-Gas wird vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt: Argon, Helium, Stickstoff, Neon sowie eine Kombination aus diesen Gasen. Der monomere Reaktand steht vorzugsweise in einem Verhältnis zu dem Inert-Gas von etwa 3 Teilen bis etwa 6 Teilen des monomeren Reaktanden zu etwa einem Teil des Inert-Gases.
Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet vorzugsweise eine Plasma-Behandlung der zumindest einen Oberfläche durch Erzeugen einer Glühentladung des monomeren Reaktanden unter Verwendung einer Leistung von etwa 30 Watt bis etwa 100 Watt über eine Zeitspanne von etwa 10 Minuten oder weniger. Vorzugsweise wird zur Durchführung des Verfahrens ein Druck innerhalb der Reaktionskammer von etwa 0,025 Torr bis etwa 0,1 Torr verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Plasma-Vorbehandlung der zumindest einen Oberfläche ein Zuführen des Inert-Gases zu der Reaktionskammer bei einer Flußrate von etwa 2 sccm. Vorzugsweise wird die Plasma-Vorbehandlung der zumindest einen Oberfläche bei einem Druck in der Reaktionskammer von etwa 5 mTorr bis etwa 15 mTorr durchgeführt. Die Plasma- Vorbehandlung der zumindest einen Oberfläche beinhaltet vorzugsweise ein Erzeugen einer Glühentladung des Inert-Gases unter Verwendung von Radiofrequenz- (hierin mit "RF" abgekürzt) Leistung von 100 Watt für eine Zeitspanne von etwa 2 Minuten oder weniger.
Zudem kann ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung darüber hinaus ein Reinigen der zumindest einen Oberfläche vor der Plasma-Behandlung der zumindest einen Oberfläche mit dem monomeren Reaktanden beinhalten.
Vorzugsweise wird das Reinigen der zumindest einen Oberfläche vor der Plasma- Vorbehandlung der zumindest einen Oberfläche durchgeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren ferner ein Hinzufügen eines Polymers auf der zumindest einen Oberfläche mit der darauf aufgebrachten Beschichtung beinhalten, wobei das Polymer aus der folgenden Gruppe ausgewählt wird: ein natürliches Hydrogel, ein synthetisches Hydrogel, Silikon, Polyurethan, Polysulfon, Zellulose, Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyimid, Polyester, Polytetrafluorethylen, Polyvinylchlorid, Epoxy, Phenol, Neopren, Polyisopren und eine Kombination der genannten Polymere. Das Verfahren kann zudem das Hinzufügen eines bio-aktiven Stoffes auf der zumindest einen Oberfläche mit der darauf aufgebrachten Beschichtung beinhalten. Vorzugsweise wird der bio-aktive Stoff aus der folgenden Gruppe ausgewählt: ein antithrombotischer Wirkstoff, ein Wirkstoff gegen Thrombozyten, ein antimitotischer Wirkstoff, ein antioxidativer Wirkstoff, ein antimetabolischer Wirkstoff, ein entzündungshemmender Wirkstoff sowie eine Kombination der genannten Wirkstoffe.
Ein gemäß der vorliegenden Erfindung beschichtetes, implantierbares Gerät kann eines der folgenden Gruppe sein: ein Schrittmacher, ein Schrittmacher- Cardioverter-Defibrillator, ein implantierbarer Nervenstimulator, ein Muskelstimulator, ein implantierbares Überwachungsgerät, ein implantierbares Fluid-Handhabungsgerät, ein Defibrilllator, ein Cardioverter/Defibrillator, ein Magenstimulator, eine Medikamentenpumpe sowie ein Blutkreislauf- Überwachungsgerät.
In einem weiteren Aspekt bietet die vorliegende Erfindung ein implantierbares Gerät mit zumindest einer mittels des oben beschriebenen Verfahrens gebildeten Oberflächenbeschichtung. Vorzugsweise weist die Beschichtung eine Dicke von etwa 200 Δ bis etwa 2000 Δ auf. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die zumindest eine Oberfläche aus einem Metall oder einem Nichtmetall sowie aus einer Kombination aus solchen Materialien gebildet sein.
In noch einem weiteren Aspekt bietet die vorliegende Erfindung ein implantierbares Gerät mit zumindest einer Oberfläche mit einer darauf gebildeten Beschichtung aus einem Material der folgenden Gruppe: Ethylen, 2-Methyl-1-Penten, Xylen, Divinylmethylsilan, Hexamethyldisilan und Tetramethylsifoxan.
Der Begriff "monomerer Reaktand", so wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, bezieht sich auf einen verzweigten oder unverzweigten Kohlenwasserstoff, der mittels Plasma-Deposition auf einem Trägermaterial abgeschieden werden kann, vorzugsweise bei einer vergleichsweise niedrigen Temperatur. Der Kohlenwasserstoff kann klassifiziert werden als ein aliphatisches Monomer, ein cyclisches Monomer, oder er kann eine Kombination aliphatischer oder cyclischer Gruppen beinhalten (z. B. Alkaryl- sowie Aralkyl-Gruppen), wobei der Kohlenwasserstoff ein oder mehrere Hetero-Atome, wie z. B. Stickstoff, Sauerstoff, Schwefel, Silizium etc. enthalten kann. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff "aliphatisch" einen gesättigten oder ungesättigten linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoff. Dieser Ausdruck wird verwendet, um bspw. Alkyl-, Alkenyl- sowie Alkynyl-Verbindungen zu umfassen. Der Begriff "Alkyl" bezeichnet einen gesättigten linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoff, beinhaltend bspw. Methan, Ethan, Isopropan, t-Butan, Heptan, Dodecan und dergleichen. Der Begriff "Alkenyl" bezeichnet einen ungesättigten linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoff mit einer oder mehreren Kohlenstoff-Kohlenstoff- Doppelbindungen, wie bspw. ein vinylhaltige Verbindung. Der Begriff "Alkynyl" bezeichnet einen ungesättigten linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoff mit einer oder mehreren Dreifachbindungen. Der Begriff "cyclisch" bezeichnet einen Kohlenwasserstoff in Form eines geschlossenen Rings, welcher als eine alicyclische, aromatische oder heterocyclische Verbindung klassifiziert werden kann. Der Begriff "alicyclisch" bezeichnet einen cyclischen Kohlenwasserstoff mit Eigenschaften, die denen aliphatischer Kohlenwasserstoffe ähneln. Der Begriff "aromatisch" bzw. "Aren"-Verbindung bezeichnet einen mono- oder polynuclearen, aromatischen Kohlenwasserstoff.
Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist für ein beliebiges implantierbares Gerät geeignet, es ist jedoch besonders gut geeignet für elektromechanische Mikro-Geräte, wie bspw. implantierbare Pumpen, Filter, Ventile, Herzschrittmacher und dergleichen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Verwendung bei dem Beschichtungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung
Das Beschichten der zumindest einen Oberfläche eines implantierbaren Gerätes, welches eine vergleichsweise korrosionsbeständige Beschichtung auf zumindest einer Oberfläche des Gerätes ergibt, beinhaltet vorzugsweise eine Plasma- Deposition eines monomeren Reaktanden, vorzugsweise eines monomeren Reaktanden aus der folgenden Gruppe: ein substituiertes oder unsubstituiertes Alken, Aren, Silan, Siloxan sowie eine Kombination aus den genannten Monomeren. Noch weiter bevorzugt wird der monomere Reaktand aus der folgenden Gruppe ausgewählt: Ethylen, Xylen, 2-Methyl-1-Penten, Divinylmethylsilan, Hexamethyldisilan, Tetramethyldisiloxan sowie eine Kombination der genannten Monomere.
Geeignete Plasma-Reaktoren sind im Stand der Technik bekannt, wobei Beispiele solcher Reaktoren von H. Yasuda in Plasma Polymersization, Academic Press (Orlando, FL, 1985) und von R. d'Agostino in Plasma Denosition. Treatmerit, and Etching of Polymers, Academic Press (San Diego, CA, 1990) beschrieben sind. Typischerweise verwenden derartige Plasma-Reaktoren als Energiezufuhr zum Zünden des Plasmas kurzwellige Strahlung (RF oder Mikrowelle).
Allgemein kann ein Plasma-Reaktor für die Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine Glas-Reaktionskammer, welche mit einem Vakuum-Auslaß verbunden ist, Gas-Einlässe sowie zumindest eine kapazitiv angeschlossene Elektrode aufweisen. Der Reaktor ist zudem mit einem Druckaufnehmer und einem Massenflußregler zum Regeln und Messen der Menge des in den Reaktor eingegebenen Gases verbunden. Die Theorie und die Praxis der Radiofrequenz-(RF-) Gasentladungen ist im Detail beschrieben in 1) "Gas- Discharge Techniques For Biomaterial Modifications" von Gombatz und Hoffman, CRC Critical Reviews in Biocompatibiti', Vol. 4, Ausgabe 1 (1987) Seiten 1-42; 2) "Surface Modification and Evaluation of Some Commonly Used Catheter Materials, f. Surface Properties" von Triolo und Andrade, Journal of Biomedical Materials Research, Vol. 17, 129-147 (1983); und 3) "Surface Modification and Evaluation of Some Commonly Used Catheter Materials, II. Friction Characterized" ebenfalls von Triolo und Andrade, Journal of Biomedical Materials Research, Vol. 17, 149-165 (1983).
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Plasma-Reaktor 10, der für ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Der Plasma-Reaktor 10 weist allgemein eine vertikale Reaktionskammer 12, eine Leistungsquelle 14 zur Erzeugung von RF-Strahlung, die über eine obere und eine untere Elektrode 16 und 18 angekoppelt ist, eine Vakuum-Pumpe 20 und eine Quelle 22 für einen monomeren Reaktanden, die in Durchflußverbindung mit der Reaktionskammer 12 steht. Die Quelle 22 für den monomeren Reaktanden umfaßt vorzugsweise eine Regelvorrichtung zum Regeln der Flußrate des monomeren Reaktanden (nicht gezeigt).
Ein Trägermaterial mit zumindest einer zu beschichtenden Oberfläche 24 ist auf einer der Elektroden, z. B. der unteren Elektrode 18 angeordnet. Fakultativ kann die Elektrode 18 mittels einer Heiz-/Kühlleinheit (nicht gezeigt), die in unmittelbarer Nähe zu der Elektrode 18 angeordnet und über eine Temperatur-Regeleinheit (nicht gezeigt) elektrisch geregelt werden kann, auf eine geeignete Temperatur gebracht werden. Vorzugsweise erfordert ein Plasma-Depositionsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung keine Zuführung von Leistung zum Heizen oder Kühlen, so daß die Deposition bei einer vergleichsweise niedrigen Temperatur, noch mehr bevorzugt bei Umgebungstemperatur (typischerweise von etwa 20EC bis etwa 30EC) stattfindet. Es wird jedoch von einem Fachmann erkannt werden, daß, obwohl die Plasma-Deposition bei einer vergleichsweise niedrigen Temperatur stattfindet, die Temperatur der so beschichteten Oberfläche leicht ansteigen kann, typischerweise auf eine Temperatur, die gerade etwas wärmer ist als die Umgebungstemperatur.
Fakultativ kann ein (nicht gezeigter) Faltenbalg angeordnet sein, um den Abstand zwischen den Elektroden einzustellen und damit die Abstimmung des Plasmas 40 zu regeln. Vorzugsweise kann eine Drosselklappe 34 zum Regeln des Drucks innerhalb der Reaktionskammer 12 vorgesehen sein. Die Parameter die typischerweise die Eigenschaften der von dem monomeren Reaktanden gebildeten Schicht steuern beinhalten Gas-Zusammensetzung, Gas-Flußrate, RF-Leistung, Druck und Temperatur. Typischerweise kann die RF-Leistung von etwa 30 Watt bis etwa 100 Watt reichen, sie liegt aber für die Deposition des monomeren Reaktanden vorzugsweise bei etwa 40 Watt. Der Druck beträgt typischerweise von etwa 0,025 Torr bis etwa 1,0 Torr. Vorzugsweise wird eine Glühentladung des monomeren Reaktanden durch Verwendung einer RF-Leistung über eine Zeitspanne von etwa 10 Minuten oder weniger, weiter bevorzugt von etwa 15 Sekunden bis etwa 5 Minuten, und noch weiter bevorzugt von etwa 1 Minute bis etwa 4 Minuten, erzeugt.
Der monomere Reaktand wird in die Reaktionskammer vorzugsweise zusammen mit einem Inert-Gas aus einer Quelle 38, welche in einer Durchflußverbindung mit der Reaktionskammer 12 stehen kann, eingebracht. Ein Inert-Gas kann aus der folgenden Gruppe ausgewählt werden: Argon, Helium, Stickstoff, Neon und dergleichen. Das Inert-Gas ist dabei vorzugsweise Argon. Kombinationen der Inert- Gase können ebenfalls von Vorteil sein, um die Zündung der Entladung (d. h. die Erzeugung des Plasmas) zu vereinfachen. Bspw. kann Argon in einer kleineren Menge zu Neon beigemengt werden, um die Plasma-Zündung zu verbessern.
Der monomere Reaktand wird in die Reaktionskammer vorzugsweise in einem Verhältnis bezogen auf das Inert-Gas von etwa 3 Teilen bis etwa 6 Teilen, vorzugsweise von etwa 3 Teilen bis etwa 5 Teilen, des monomeren Reaktanden auf etwa ein Teil des Inert-Gases eingegeben. Beispielsweise beträgt die Gas- Flußrate des monomeren Reaktanden vorzugsweise etwa 8 sccm bis etwa 12 sccm, noch mehr bevorzugt etwa 9 sccm bis etwa 10 sccm, und die Flußrate des Inert-Gases beträgt vorzugsweise etwa 2 sccm. Selbstverständlich wird ein Fachmann sofort erkennen, daß die Abscheidungsrate des monomeren Reaktanden von der Gas-Zusammensetzung abhängt und, direkt proportional zu der Gas-Flußrate, der Leistung, und dem Druck ist, und umgekehrt proportional zu der Temperatur ist, so daß man empirisch die optimalen Parameter, wie z. B. die oben angegebenen, für die gewünschten Eigenschaften der Schicht bestimmen kann.
Bei einer Ausführungsform z. B. kann der Betriebsdruck etwa 0,1 Torr betragen. Der monomere Reaktand kann mit einer Rate von etwa 10 sccm zugeführt werden und das Inert-Gas kann mit einer Rate von 2 sccm zugegeben werden. Eine Glühentladung kann durch Zugabe von RE-Leistung von etwa 40 Watt erzeugt und über eine Zeitspanne von etwa 2 Minuten aufrecht erhalten werden. Vorzugsweise wird der monomere Reaktand aus der folgenden Gruppe ausgewählt: Ethylen, 2- Methyl-1-Penten, Xylen, Divinylmethylsilan, Hexamethyldisilan, Tetramethyldisiloxan sowie eine Kombination aus den genannten Monomeren. Vorzugsweise wird als Inert-Gas Argon gewählt.
Eine gemäß der vorliegenden Erfindung zu beschichtende Oberfläche wird einer Plasma-Vorbehandlung unterzogen, um die Oberfläche vor der Beschichtung noch weiter vorzubereiten. Bspw. kann die Oberfläche in einem Plasma-Reaktor wie dem oben beschriebenen vorbehandelt werden. Ein Inert-Gas, wie bspw. Argon, kann in die Reaktionskammer mit einer Flußrate von etwa 2 sccm eingegeben werden. Der Betriebsdruck kann etwa 5 mTorr bis etwa 15 mTorr betragen. Eine Glühentladung kann durch Verwendung einer RF-Leistung von etwa 100 Watt über eine Zeitspanne von etwa 2 Minuten oder weniger erzeugt werden.
Vorzugsweise wird die zu beschichtende Oberfläche vor der Plasma-Deposition eines monomeren Reaktanden auf einer Geräteoberfläche gründlich gereinigt, um sämtliche Verunreinigungen in Form von Staub oder dergleichen zu entfernen. Noch mehr bevorzugt wird die zu beschichtende Oberfläche gemäß der vorliegenden Erfindung zuerst gereinigt und einer Plasma-Vorbehandlung unterzogen bevor die Plasma-Deposition des monomeren Reaktanden durchgeführt wird. Herkömmliche Techniken können verwendet werden, um die Oberfläche angemessen zu reinigen, wie bspw. Verwenden typischer Lösungsmittel zum Reinigen (z. B. Isopropyl-Alkohol, Aceton und dergleichen) und/oder Ultraschall-Reinigung in einer wäßrigen Lösung, Reinigen in einem Lösungsmittel und dergleichen. Das zu beschichtende Gerät kann zum Beispiel zum Reinigen in einem herkömmlichen Ultraschall-Bad angeordnet werden, welches eine wäßrige Reinigungslösung enthält, und dann anschließend gespült werden, um die Reinigungslösung vor dem Beschichten zu entfernen.
Obwohl das Voranstehende mit besonderem Augenmerk auf der Korrosionsbeständigkeit einer gemäß der vorliegenden Erfindung gebildeten Beschichtung beschrieben wurde, wird von einem Fachmann verstanden werden, daß eine solche Beschichtung auch im Zusammenhang mit anderen Anwendungen verwendet werden kann. Bspw. kann eine gemäß der vorliegenden Erfindung gebildete Beschichtung als eine haftungsfördernde Grundierung verwendet werden, um die Haftung einer zweiten Beschichtung an dem Gerät zu verbessern, als eine Barrieren-Schick für elektronische Kontakte und Geräte sowie als eine Passivierungsschicht verwendet werden.
Wenn bspw. eine Oberfläche eines Gerätes wie oben beschrieben beschichtet worden ist, kann nun ein Polymer auf die beschichtete Oberfläche mittels herkömmlicher Verfahren aufgebracht werden, so z. B. mittels Tauchbeschichtens, Aufsprühens oder anderer Aufbringungstechniken. Zu besonders geeigneten Polymeren gehören ein natürliches Hydrogel, ein synthetisches Hydrogel, Silikon, Polyurethan, Polysulfon, Zellulose, Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyimid, Polyester, Polytetrafluorethylen (TEFLON), Polyvinylchlorid, Epoxy, Phenol, Neopren, Polyisopren und Kombinationen der genannten Polymere. Zusätzlich kann ein bio-aktiver Stoff an der gemäß der vorliegenden Erfindung beschichteten Oberfläche gebunden werden. Der bio-aktive Stoff kann direkt auf die Oberfläche, die einer Plasma-Behandlung, wie sie oben erläutert wurde, unterzogen worden ist, aufgebracht werden oder auf die Oberfläche, die einer Plasma-Behandlung unterzogen worden ist und das daran gebundene Polymer aufweist. Ein geeigneter bio-aktiver Stoff kann aus der nachfolgenden Gruppe gewählt werden: ein antithrombotischer Wirkstoff, ein Wirkstoff gegen Thrombozyten, ein antimitotischer Wirkstoff, ein Antioxidant, ein antimetabolitischer Wirkstoff, ein entzündungshemmender Wirkstoff sowie eine Kombination der genannten Wirkstoffe. Ein bevorzugter bio-aktiver Stoff ist z. B. Heparin. Die folgende Zugabe eines Polymers und/oder eines bio-aktiven Stoffes kann unter Anwendung herkömmlicher, aus dem Stand der Technik bekannter Verfahren durchgeführt werden, beispielsweise der von Y. Ikada in "Surface Modification of Polymers for Medical Applications", Biomaterials, Vol. 15, 725-736 (1994) Verfahren, von E. A. Kulik et al. in "Peroxide Generation and Decomposition on Polymer Surface", J. of Polymer Science. Part A. Polymer Chernistry, Vol. 33, 323-330 (1995) und von K. Allmer et al. J. of Polymer Science, Vol. 28, 173-183 (1990) beschriebenen Verfahren.
Ein implantierbares Gerät kann irgendein beliebiges implantierbares Gerät sein. In dem Fall z. B., in dem das implantierbare Gerät ein Schrittmacher ist, kann das implantierbare Gerät ein solcher Schrittmacher sein, wie er in den folgenden US- Patenten beschrieben ist: 5,158,078 von Bennett et al., 5,312,453 von Shelton et al. oder 5,144,949 von Olson et al.
Das implantierbare Gerät kann auch ein Schrittmacher-Cardioverter-Defibrillator (PCD) entsprechend einem beliebigem der verschiedenen kommerziell erhältlichen implantierbaren PCD's sein. Bspw. kann die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den in den folgenden US-Patenten beschriebenen PCD's angewendet werden: 5,545,186 von Olson et al., 5,354,316 von Keimel, 5,314,430 von Bardy, 5,131,388 von Pless oder 4,1321,723 von Baker et al.
Alternativ kann ein implantierbares Gerät ein implantierbarer Nerven- oder Muskelstimulator sein, wie sie bspw. in den US-Patenten 5,199,428 von Obel et al., 5,207,218 von Carpentier et al. oder 5,330,507 von Schwartz offenbart sind, oder das implantierbare Gerät kann ein implantierbares Überwachungsgerät sein, wie z. B. das indem US-Patent 5,331,966 von Bennett et al. offenbarte.
Zudem kann das implantierbare Gerät ein mittels Mikro-Bearbeitung gefertigtes Gerät wie z. B. ein implantierbares Fluid-Handhabungsgerät zur kontinuierlichen Verabreichung von therapeutischen Wirkstoffen sein, inklusive solcher zur Schmerzkontrolle, für Chemotherapie gegen Krebs, zur Behandlung nicht kontrollierbarer Spastizismen, um nur einige zu nennen. Derartige Geräte sind bspw. in den US-Patenten 5,705,070; 5,702,618 sowie 5,660,728, sämtlich von Saaski et al., beschrieben.
Darüber hinaus kann ein implantiertes Gerät bspw. ein Defibrillator, ein Cardioverter/Defibrillator, ein Hirnstimulator, ein Magenstimulator, eine Medikamentenpumpe, ein Blutkreislauf-Überwachungsgerät oder irgendein anderes implantierbares Gerät sein, für welches eine Beschichtung zum Schutz vor Korrosion von Nutzen wäre. Aus diesem Grund wird angenommen, daß die Erfindung breite Anwendung für beliebige Formen von implantierbaren Geräten findet. Deshalb soll die hier gegebene Beschreibung, sofern sie auf irgendein spezielles medizinisches Gerät Bezug nimmt, nicht als Beschränkung hinsichtlich des Typs der medizinischen Geräte verstanden werden, die wie hierin beschrieben vor Korrosion geschützt werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann zumindest eine Oberfläche eines implantierbaren Gerätes wie oben beschrieben beschichtet werden. Die zumindest eine Oberfläche kann aus einem aus der folgenden Gruppe ausgewählten Material gefertigt sein: ein Metall (inklusive Legierungen), ein Nichtmetall oder eine Kombination aus diesen Materialien. Der Begriff "Metall" bezieht sich auf eine Gruppe von Stoffen, die dazu neigen, positiv geladene Ionen zu bilden, wenn die Stoffe in Lösung sind, und er umfaßt Alkali-Metalle, Erdalkali-Metalle, Übergangsmetalle, Edelmetalle, seltene Metalle, seltene Erde-Metalle, um nur einige zu benennen. Der Begriff "Nichtmetall" bezieht sich auf eine Gruppe von Stoffen, die allgemein sehr niedrige bis moderate Leitfähigkeit und vergleichsweise hohe Elektronegativitäten aufweisen und germanium-, selen- und siliziumhaltige Stoffe bzw. Verbindungen beinhalten, um nur einige zu nennen. Unter die Bezeichnungen Metalle und Nichtmetalle sollen jeweils auch deren Oxide und Nitride sowie Kombinationen aus den genannten Materialien mit einschließen. Geeignete Materialien, die gemäß der vorliegenden Erfindung einer Plasma- Behandlung unterzogen werden können, beinhalten bspw. Gold, rostfreien Stahl und Silizium, um nur einige zu nennen. Die mindestens eine Oberfläche kann auf der Außenfläche, auf der Innenfläche oder auf beiden genannten Flächen eines implantierbaren Gerätes liegen.
Beispiele
Während erfindungsgemäße Verfahren und Vorrichtungen zur Modifikation einer Oberfläche hierin beschrieben worden sind, werden die folgenden, nicht beschränkenden Beispiele die Erfindung noch weiter veranschaulichen.
In jedem der folgenden Beispiele wurden Silizium-Wafer mit einer Größe von 1 cm2 wie unten beschrieben beschichtet. Vor der Plasma-Beschichtung der Oberfläche des Wafers mit einem monomeren Reaktanden wurde jeder Wafer gründlich gereinigt. Zunächst wurden die Wafer gereinigt, indem die Wafer in ein Aceton enthaltendes Becherglas verbracht und darin für 10 Minuten bei Raumtemperatur belassen wurden. Ein Becherglas wurde mit einer Reinigungslösung aus 30 Teilen deionisiertem Wasser zu einem Teil einer unter der Handelsbezeichnung ULTRAMMET von Buehler, Lake Bluff, IL erhältlichen Reinigungslösung befüllt. Daraufhin wurde Wasser in einen herkömmlichen Ultraschall-Reiniger, der unter der Handelsbezeichnung ULTRASONIC CLEANER von Bransing Cleaning Equipment Co., Shelton, CT erhältlich ist, bis zu einer Füllhöhe von mindestens 1/4 der Höhe des Becherglases eingefüllt. Die Wafer wurden in die Reinigungslösung in dem Becherglas gegeben. Das Becherglas mit den darin in der Reinigungslösung befindlichen Wafern wurden in den Ultraschall-Reiniger gestellt. Der Ultraschall-Reiniger wurde auf eine Reinigungszeit von 3 Minuten eingestellt.
Die Wafer wurden dann aus der Reinigungslösung entfernt und auf einem Trockengestell abgestellt. Die Wafer wurden gründlich mit deionisiertem Wasser gespült, indem sie fünfmal mit 2 Quart (1 Quart entspricht 1,1365 Liter) deionisiertem Wasser bei Normalbedingungen gespült wurden. Die Wafer wurden dann entnommen und auf einem Stück Reispapier abgelegt, um für zumindest eine halbe Stunde bei Normalbedingungen zu trocknen.
Die Oberflächen eines gereinigten Silizium-Wafers wurden direkt einer Plasma- Vorbehandlung unterzogen. Der Wafer wurde in eine Plasma-Reaktionskammer, wie sie oben beschrieben und in Fig. 1 gezeigt ist, eingebracht. Die Wafer wurden dabei auf der unteren Elektrode angeordnet. Die Reaktionskammer wurde dann bis auf einen Anfangsdruck von weniger als 5 mTorr evakuiert. Der Betriebsdruck für die Plasma-Vorbehandlung wurde auf 11 mTorr eingestellt, und für eine Zeitspanne von 15 Minuten wurde es der Reaktionskammer ermöglicht, einen Gleichgewichtszustand zu erreichen. Massenfluß-Regler wurden verwendet, um das Argon-Gas mit einer Flußrate von 2 sccm in den Reaktor einzulassen. Eine Glühentladung wurde durch Anlegen einer RF-Leistungslast von 100 Watt an die Elektroden über eine Dauer von 1 Minute erzeugt.
Alle Wafer, egal ob vorbehandelt oder nicht, wurden unter Verwendung eines Plasma-Reaktors, wie er oben beschrieben ist, beschichtet, und die Parameter für die Abscheidung des monomeren Reaktanden sind für jedes Beispiel unten beschrieben.
Beispiel 1
Ein Silizium-Wafer, der nicht wie oben beschrieben gereinigt und vorbehandelt wurde, wurde in die Plasma-Reaktionskammer verbracht. Der Wafer wurde auf der unteren Elektrode angeordnet. Die Reaktionskammer wurde bis auf einen Basis- Druck von 5 mTorr evakuiert. Der Betriebsdruck wurde auf 0,1 Torr festgesetzt, und für eine Zeitspanne von 15 Minuten wurde es der Reaktionskammer ermöglicht, einen Gleichgewichtszustand zu erreichen. Massenflußregler wurden verwendet, um das Ethylen mit einer Flußrate von 15 sccm in die Reaktionskammer abzumessen und um das Argon mit einer Flußrate von 2 sccm in die Reaktionskammer abzumessen. Eine Glühentladung wurde durch Anlegen einer RF-Leistungslast von 100 Watt an die Elektroden über eine Dauer von 1 Minute erzeugt.
Unter diesen Bedingungen wurde eine blaue Beschichtung auf den Wafern beobachtet. Die Haltbarkeit der Beschichtung wurde durch Wischen der beschichteten Wafer-Oberfläche mit einem unter der Handelsbezeichnung KIMWIPE (Kimberly Clark Corporation, Roswell, GA) kommerziell erhältlichen Labortuch mit Isopropyl-Alkohol abgeschätzt. Die beschichtete Oberfläche konnte unter diesen Bedingungen einfach zerkratzt werden.
Beispiel 2
Ein wie oben beschrieben gereinigter und einer Plasma-Vorbehandlung unterzogener Silizium-Wafer wurde in der Plasma-Reaktionskammer und unter Verwendung derselben Bedingungen wie in Beispiel 1 beschrieben beschichtet.
Unter diesen Bedingungen wurde eine blaue Beschichtung auf dem Wafer durch Ansehen beobachtet. Die Haltbarkeit der Beschichtung wurde durch Wischen der beschichteten Wafer-Oberfläche mit einem unter der Handelsbezeichnung KIMWIPE kommerziell erhältlichen Labortuch mit Isopropyl-Alkohol abgeschätzt. Die beschichtete Oberfläche wurde unter diesen Bedingungen nicht zerkratzt. Um die Haltbarkeit weiter abzuschätzen, wurde der Wafer in zwei Hälften zerteilt, wobei die erste Hälfte in eine wäßrigen 1 N Natriumhydroxid-Lösung und die zweite Hälfte in eine wäßrige 1 N Salzsäure-Lösung gegeben wurde. Jede der Hälften wurde für 40 Stunden bei Raumtemperatur in der jeweiligen Lösung belassen. Die Beschichtung auf der ersten Hälfte des Wafers wurde mit bloßem Auge als viele "porenartige" Öffnungen aufweisend beobachtet. Die Beschichtung auf der zweiten Hälfte des Wafers löste sich von der Waferoberfläche nach dem Aufbewahren in der Salzsäurelösung ab.
Beispiel 3
Ein gereinigter und einer Plasma-Vorbehandlung unterzogener Wafer wurde mit 2- Methyl-1-Penten Plasma-beschichtet. Nach einer Plasma-Vorbehandlung des Wafers von einer Minute, blieb die RF-Leistung bei 100 Watt, und der Betriebsdruck wurde auf 0,1 Torr angehoben, und es wurde der Reaktionskammer für eine Zeitspanne von 15 Minuten ermöglicht, einen Gleichgewichtszustand zu erreichen. Daran anschließend wurde die RF-Leistung auf 40 Watt abgesenkt. Massenflußregler wurden verwendet, um das 2-Methyl-1-Penten mit einer Flußrate von 10 sccm in die Reaktionskammer abzumessen und um das Argon-Gas mit einer Flußrate von 2 sccm in die Reaktionskammer abzumessen. Eine Glühentladung wurde durch Anlegen der RF-Leistungslast von 40 Watt an die Elektroden über eine Dauer von 2 Minuten erzeugt. Auf dem Wafer wurde eine Beschichtung erzeugt, die eine Dicke von 750 Δ aufwies.
Unter diesen Bedingungen wurde eine glatte blaue Beschichtung auf dem Wafer durch Ansehen festgestellt. Unter Verwendung eines herkömmlichen Präpariermikroskops bei einer Vergrößerung von 10× konnten keine Löcher in der Beschichtung festgestellt werden. Die Haltbarkeit der Beschichtung wurde durch Wischen der beschichteten Wafer-Oberfläche mit einem unter der Handelsbezeichnung KIMWIPE kommerziell erhältlichen Labortuch mit Isopropyl- Alkohol abgeschätzt. Die beschichtete Oberfläche wurde unter diesen Bedingungen nicht zerkratzt. Um die Haltbarkeit noch weiter abzuschätzen, wurde der beschichtete Wafer bei Raumtemperatur für 16 Stunden in einer wäßrigen 1 N Natriumhydroxid-Lösung belassen. Die Beschichtung auf dem Wafer wurde unter 10-facher Vergrößerung als viele "porenartige" Öffnungen aufweisend beobachtet.
Beispiel 4
Ein gereinigter und vorbehandelter Silizium-Wafer wurde mit 2-Methyl-1-Penten wie in Beispiel 3 beschrieben beschichtet mit der einzigen Ausnahme, daß die Glühentladung durch Anlegen der 40 Watt RF-Leistungslast an die Elektroden über eine Zeitspanne von 4 Minuten erzeugt wurde. Es wurde eine Beschichtung auf der Wafer-Oberfläche erzeugt, die eine Dicke von 575 Δ aufwies.
Beispiel 5
Ein Gold-Wafer wurde mit 2-Methyl-1-Penten wie in Beispiel 3 beschrieben beschichtet, mit Ausnahme des folgenden. Der Gold-Wafer wurde in einer Plasma- Reaktionskammer, wie sie oben beschrieben und in Fig. 1 gezeigt ist, angeordnet. Die Wafer wurden auf der unteren Elektrode angeordnet. Die Reaktionskammer wurde auf einen Basisdruck von 5 mTorr evakuiert. Der Betriebsdruck wurde auf 0,03 Torr festgesetzt, und es wurde der Reaktionskammer für 15 Minuten ermöglicht, einen Gleichgewichtszustand zu erreichen. Massenflußregler wurden verwendet, um das Argon-Gas mit einer Flußrate von 2 sccm in die Reaktionskammer abzumessen. Eine Glühentladung wurde durch Anlegen einer RF-Leistungslast von 100 Watt an die Elektroden für eine Zeitspanne von 30 Sekunden erzeugt.
Nach der Plasma-Vorbehandlung des Wafers für 30 Sekunden, blieb die RF- Leistung auf 100 Watt und das 2-Methyl-1-Penten wurde in die Reaktionskammer mit zugegeben, der es wiederum für eine Zeit von 5 Minuten ermöglicht wurde, einen Gleichgewichtszustand zu erreichen. Anschließend wurde die RF-Leistung auf 40 Watt reduziert. Massenflußregler wurden verwendet, um das 2-Methyl-1- Penten mit einer Flußrate von 9,6 sccm in die Reaktionskammer abzumessen und um das Argon-Gas mit einer Flußrats von 2 sccm in die Reaktionskammer abzumessen. Eine Glühentladung wurde durch Anlegen der RF-Leistungslast von 40 Watt an die Elektroden über eine Dauer von 10 Minuten erzeugt. Auf der Wafer- Oberfläche wurde eine Beschichtung erzeugt, die eine Dicke von 1640 Δ aufwies.
Beispiel 6
Ein gereinigter und einer Plasma-Vorbehandlung unterzogener Wafer wurde mit 2- Methyl-1-Penten Plasma-beschichtet. Nach einer Plasma-Vorbehandlung des Wafers von einer Minute, blieb die RF-Leistung bei 100 Watt, und der Betriebsdruck wurde auf 0,1 Torr angehoben, und es wurde der Reaktionskammer für eine Zeitspanne von 15 Minuten ermöglicht, einen Gleichgewichtszustand zu erreichen. Daran anschließend wurde die RF-Leistung auf 40 Watt abgesenkt. Massenflußregler wurden verwendet, um das 2-Methyl-1-Penten mit einer Flußrate von 10 sccm in die Reaktionskammer abzumessen und um das Argon-Gas mit einer Flußrate von 2 sccm in die Reaktionskammer abzumessen. Eine Glühentladung wurde durch Anlegen der RF-Leistungslast von 40 Watt an die Elektroden über eine Dauer von 2 Minuten erzeugt. Auf dem Wafer wurde eine Beschichtung erzeugt, die eine Dicke von 750 Δ aufwies.
Unter diesen Bedingungen wurde eine glatte blaue Beschichtung auf dem Wafer durch Ansehen festgestellt. Unter Verwendung eines herkömmlichen Präpariermikroskops bei einer Vergrößerung von 10× konnten keine Löcher in der Beschichtung festgestellt werden. Die Haltbarkeit der Beschichtung wurde durch Wischen der beschichteten Wafer-Oberfläche mit einem unter der Handelsbezeichnung KIMWIPE kommerziell erhältlichen Labortuch mit Isopropyl- Alkohol abgeschätzt. Die beschichtete Oberfläche wurde unter diesen Bedingungen nicht zerkratzt. Um die Haltbarkeit noch weiter abzuschätzen, wurde der beschichtete Wafer bei Raumtemperatur für 16 Stunden in einer wäßrigen 1 N Natriumhydroxid-Lösung belassen. Die Beschichtung auf dem Wafer wurde unter 10-facher Vergrößerung als viele "porenartige" Öffnungen aufweisend beobachtet.
Beispiel 7
Ein gereinigter und einer Plasma-Vorbehandlung unterzogener Silizium-Wafer wurde mit Tetramethyldisiloxan (TMDSO) unter denselben Bedingungen, wie sie in Beispiel 6 beschrieben worden sind, beschichtet. Auf der Wafer-Oberfläche wurde eine Beschichtung erzeugt, die eine Dicke von 750 Δ aufwies.
Unter diesen Bedingungen wurde eine glatte blaue Beschichtung auf dem Wafer durch Ansehen festgestellt. Unter einem herkömmlichen Präpariermikroskop konnten bei einer Vergrößerung von 10× keine Löcher in der Beschichtung festgestellt werden. Die Haltbarkeit der Beschichtung wurde durch Wischen der beschichteten Wafer-Oberfläche mit einem unter der Handelsbezeichnung KIMWIPE kommerziell erhältlichen Labortuch mit Isopropyl-Alkohol abgeschätzt. Die beschichtete Oberfläche wurde unter diesen Bedingungen nicht zerkratzt. Um die Haltbarkeit noch weiter abzuschälzen, wurde der beschichtete Wafer bei Raumtemperatur für 16 Stunden in einer wäßrigen 1 N Natriumhydroxid-Lösung belassen. Die Beschichtung auf dem Wafer wurde unter 10facher Vergrößerung als viele "porenartige" Öffnungen aufweisend beobachtet.
Beispiel 8
Ein gereinigter und einer Plasma-Vorbehandlung unterzogener Silizium-Wafer wurde mit Divinylmethylsilan unter den Bedingungen, wie sie in Beispiel 6 beschrieben worden sind, beschichtet: Auf der Wafer-Oberfläche wurde eine Beschichtung erzeugt, die eine Dicke von 750 Δ aufwies.
Unter diesen Bedingungen wurde eine glatte blaue Beschichtung auf dem Wafer durch Ansehen festgestellt. Unter einem herkömmlichen Präpariermikroskop konnten bei einer Vergrößerung von 10× keine Löcher in der Beschichtung festgestellt werden. Die Haltbarkeit der Beschichtung wurde durch Wischen der beschichteten Wafer-Oberfläche mit einem unter der Handelsbezeichnung KIMWIPE kommerziell erhältlichen Labortuch mit Isopropyl-Alkohol abgeschätzt. Die beschichtete Oberfläche wurde unter diesen Bedingungen nicht zerkratzt. Um die Haltbarkeit noch weiter abzuschätzen, wurde der beschichtete Wafer bei Raumtemperatur für 16 Stunden in einer wäßrigen 1 N Natriumhydroxid-Lösung belassen. Die Beschichtung auf dem Wafer wurde unter 10facher Vergrößerung als viele "porenartige" Öffnungen aufweisend beobachtet.
Die gesamten Offenbarungsgehalte aller Patente, Patentanmeldungen und Veröffentlichungen sind in diese Schrift durch Verweis mit eingebunden, wie wenn sie jeweils einzeln mit eingebunden wären. Die Beschreibung wird einem Fachmann viele Alternativen und Abwandlungen nahelegen. Alle diese Alternativen und Variationen sollen mit unter den Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche fallen. Ein Fachmann kann weitere Äquivalente zu den hierin im Einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispielen erkennen, wobei diese Äquivalente auch von dem Schutzumfang der anhängenden Ansprüche mit erfaßt werden sollen.

Claims (21)

1. Verfahren zum Beschichten einer Oberfläche eines implantierbaren Gerätes mit folgenden Schritten:
Vorbehandeln von zumindest einer Oberfläche des implantierbaren Gerätes mittels einer Plasma-Vorbehandlung mit einem Inert-Gas;
Anordnen des implantierbaren Gerätes in einer Plasma- Reaktionskammer; und
Behandeln der zumindest einen Oberfläche des implantierbaren Gerätes mit einer Plasma-Behandlung mit einem monomeren Reaktanden, um eine Beschichtung darauf zu bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasmabehandlung der mindestens einen Oberfläche bei einer niedrigen Temperatur in der Reaktionskammer durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der monomere Reaktand aus der folgenden Gruppe gewählt wird: ein substituiertes oder ein unsubstituiertes Alken, Aren, Silan, Siloxan oder eine Kombination der genannten Monomere.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der monomere Reaktand aus der folgenden Gruppe ausgewählt wird: Ethylen, 2-Methyl-1- Penten, Xylen, Divinylmethylsilan, Hexamethyldisilan, Tetramethylsiloxan oder eine Kombination der genannten Monomere.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasma- Behandlung der zumindest einen Oberfläche das Erzeugen einer Glühentladung des monomeren Reaktanden in der Gegenwart eines Inert- Gases umfaßt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Inert-Gas aus der Gruppe, bestehend aus Argon, Helium, Stickstoff, Neon sowie einer Kombination der genannten Gase, ausgewählt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der monomere Reaktand mit dem Inert-Gas in einem Verhältnis von etwa 3 bis etwa 6 Teilen des monomeren Reaktanden zu etwa einem Teil des Inert-Gases steht.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasma- Behandlung der zumindest einen Oberfläche das Erzeugen einer Glühentladung des monomeren Reaktanden unter Verwendung einer Leistung von etwa 30 Watt bis etwa 100 Watt über eine Zeitspanne von etwa 10 Minuten oder weniger enthält.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasma- Vorbehandlung der zumindest einen Oberfläche ein Zuführen des Inert- Gases mit einer Flußrate von etwa 2 sccm beinhaltet.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasma- Vorbehandlung der zumindest einen Oberfläche bei einem Druck in der Reaktionskammer von etwa 5 mTorr bis etwa 15 mTorr erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasma- Vorbehandlung der zumindest einen Oberfläche das Erzeugen einer Glühentladung des Inert-Gases durch Verwenden einer RF-Leistung von etwa 100 Watt über eine Zeitspanne von 2 Minuten oder weniger umfaßt.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin ein Reinigen der zumindest einen Oberfläche vor der Plasma-Behandlung der zumindest einen Oberfläche mit dem monomeren Reaktanden umfaßt.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasma- Behandlung der zumindest einen Oberfläche mit dem monomeren Reaktanden bei einem Druck innerhalb der Reaktionskammer von etwa 0,025 Torr bis etwa 0,1 Torr erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin ein Hinzufügen eines Polymers zu der zumindest einen Oberfläche mit einer Beschichtung darauf umfaßt, wobei das Polymer aus der folgenden Gruppe ausgewählt wird: ein natürliches Hydrogel, ein synthetisches Hydrogel, Silikon, Polyurethan, Polysolfon, Zellulose, Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyimid, Polyester, Polytetrafluorethylen, Polyvinylchlorid, Epoxy, Phenol, Neopren, Polyisopren sowie eine Kombination der genannten Polymere.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zudem ein Zufügen eines bio-aktiven Stoffas auf die zumindest eine, mit einer Beschichtung versehene Oberfläche umfaßt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der bio-aktive Stoff aus der folgenden Gruppe gewählt wird: ein antithrombotischer Wirkstoff, ein Wirkstoff gegen Thrombozyten, ein antimitotischer Wirkstoff, ein antioxidativer Wirkstoff, ein antimetabolischer Wirkstoff, ein entzündungshemmender Wirkstoff sowie eine Kombination der genannten Wirkstoffe.
17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das implantierbare Geräte aus der folgenden Gruppe ausgewählt wird: ein Schrittmacher, ein Schrittmacher-Cardioverter-Defibrillator, ein implantierbarer Nervenstimulator, ein Muskelstimulator, ein implantierbares Überwachungsgerät, ein implantierbares Fluid-Handhabungsgerät, ein Defibrillator, ein Cardioverter/Defibrillator, ein Magenstimulator, eine Medikamentenpumpe und Blutkreislauf-Überwachungsgerät.
18. Implantierbares Gerät mit zumindest einer nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1 beschichteten Oberfläche.
19. Implantierbares Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine Dicke von etwa 200 Δ bis etwa 2000 Δ aufweist.
20. Implantierbares Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Oberfläche ein Metall, ein Nicht-Metall oder eine Kombination daraus enthält.
21. Implantierbares Gerät mit zumindest einer Oberfläche mit einer darauf aus einem Stoff aus der nachfolgenden Gruppe gebildeten Beschichtung: Ethylen, 2-Methyl-1-Penten, Xylen, Divinylmethylsilan, Hexamethyldisilan sowie Tetramethylsiloxan.
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