-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Diese
Erfindung betrifft im Allgemeinen biologische Stents. Die Erfindung
betrifft insbesondere eine Grundierungsbeschichtung für einen
Stent, der anschließend
mit einem Arzneimittelpolymer beschichtet werden kann.
-
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
-
Endovaskulare
Stents werden häufig
mit einem Arzneimittelpolymer beschichtet, der ein oder mehrere
therapeutische Präparate
in einer Polymermatrix enthält,
um die Wirksamkeit der Stents zu verbessern. Diese Präparate werden
aus der Stent-Beschichtung in das den eingesetzten Stent umgebende
Gewebebett eluiert. Die Wirksamkeit dieser Arzneimittel wird im
Allgemeinen erhöht,
denn vor Ort applizierte Medikamentendosen können höher und möglicherweise erfolgreicher
sein, als oral oder intravenös
verabreichte Arzneimittel, die über
den Körper verteilt
anstatt an dem Ort konzentriert zu werden, wo sie am meisten erforderlich
sind. Medikamente, die von maßgeschneiderten
Stent-Beschichtungen abgegeben werden, können über ein zeitkontrolliertes Freisetzungsverhalten
verfügen
und ihre bioaktiven Mittel über
Stunden, Wochen oder sogar Monate abgeben. Ein übliches Lösungsmittel oder ein Lösungsmittelpaar
kann verwendet werden, um Medikamente und Polymere aufzulösen, einschließlich Kopolymere,
Terpolymere oder Polymermischungen. Dann wird die Arzneimittel-Polymerlösung auf
den Stent gesprüht
oder der Stent hineingetaucht. Nach dem Trocknen hat sich auf der
Oberfläche
des Stents die Arzneimittelpolymer-Beschichtung gebildet.
-
Polymermatrizen,
welche die Verbindungen enthalten, müssen verlässlich auf dem Stent fixiert sein,
um die Abgabe der pharmazeutischen Präparate zu kontrollieren, um
eine hohe Qualität
bei der Herstellung eines solchen Stents zu erhalten und um ein Abplatzen
oder Abblättern
der Arzneimittelpolymer-Beschichtung
zu verhindern, wenn der Stent eingesetzt wird. Beim Anhaften von
Beschichtungen auf Stents können
Probleme auftreten, besonders bei Stents aus Edelstahl. Die meisten
Herz-Stents sind aus Edelstahl oder Tantal hergestellt und erhalten durch
eine abschließende
elektrochemische Politur eine glatte Oberfläche. Eine glatte Oberfläche ist wünschenswert,
weil frühere
Untersuchungen gezeigt haben, dass ein Stent mit einer rauen Oberfläche zu mehr
Thrombozytenadhäsion,
Thrombosen, Entzündungen
und Restenose führt,
als ein glatt polierter Stent. Für
die Beschichtung stellt die glatte Oberfläche allerdings eine Herausforderung
dar. Aufgrund der sehr unterschiedlichen Natur des Polymers und
des metallenen Substrats haften Polymere nicht so einfach an der
Metalloberfläche.
Wenn die Beschichtung nicht gut an der Metalloberfläche haftet, können Probleme
auftreten, wie eine Ablösung
der Schichten, unregelmäßige Freisetzung
der Arzneimittel oder Embolien durch abgebrochene oder abgelöste Fragmente
der Beschichtung.
-
Während des
Zusammenbaus, der Verpackung, Lagerung, des Transports, der Vorbereitung und
Sterilisation vor dem Einsetzen kann die Beschichtung aufplatzen
oder abfallen, wenn sie nicht wirksam an dem Gittergerüst des Stents
haftet. Eine Zersetzung der Polymerbeschichtung kann auftreten, wenn
sie über
längere
Zeit Licht und Luft ausgesetzt ist, da die Bestandteile des Arzneimittelpolymers
oxidieren können
oder die Molekülketten
sich spalten können.
Obwohl die Zersetzung der Polymerbeschichtung von großer Bedeutung
ist, ist es unumgänglich,
dass die Haftfestigkeit der Beschichtung größer ist, als die Bindungsstärke der
Polymermatrix, um jeglichen Verlust an Beschichtung zu vermeiden. Polymerbeschichtungen
tendieren dazu, sich wegen der typisch geringen Bindungsstärke zwischen
Polymeren und Metall von einem darunter liegenden Metallstent abzuschälen oder
abzutrennen. Viele Polymere sind nicht polar oder haben eine eingeschränkte Polarität, was ihre
Fähigkeit,
an dem metallischen Gittergerüst
des Stents zu kleben, reduziert. Temperaturabweichungen bei dem
beschichteten Stent und die unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten des
Metalls und der Beschichtung können
zur Ermüdung
und zum Versagen der Bindung beitragen. Materialien, die optimal
sind hinsichtlich der Verträglichkeit
mit Arzneimitteln und der Eluierung, bieten vielleicht von sich
aus keine genügende
Haftfähigkeit
auf einem metallischen Substrat. Ein Verfahren zur Verbesserung
der Bindung zwischen einer Arzneimittelpolymer-Beschichtung und
einem Metallstent bei gleichzeitigem Erhalt der therapeutischen
Eigenschaften des Arzneimittelpolymer-Stents, wäre von Nutzen. Konventionelle
Polymere könnten
in die Arzneimittelpolymer-Beschichtung
integriert werden. Wenn die Haftfestigkeit der Polymerbeschichtung verbessert
werden würde,
könnte
eine robustere Stent-Vorrichtung hergestellt werden. Die Beschichtungsdicken
könnten
geringer sein und die Stentstreben könnten Kontakt haben. Wünschenswert
ist eine Haftschicht oder Grundierungsschicht, die biokompatibel
ist, für
eine gute Bindung zwischen Metallen und Polymeren sorgt, leicht
zu verarbeiten ist und zuverlässig
ist. Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, einen arzneimittelbeschichteten
Stent mit einer wirksamen Haftschicht zwischen dem Arzneimittelpolymer
und dem darunter befindlichen Stent-Gittergerüst bereitzustellen, ein Verfahren
zur Herstellung einer Arzneimittelpolymerbeschichtung auf einem Stent
aus Metall bereitzustellen, ein System zur Behandlung von Herzerkrankungen
und anderen vaskulären
Leiden durch Verwendung von Arzneimittel eluierenden Stents mit verbesserter
Bindung zwischen dem Arzneimittelpolymer und dem Stent bereitzustellen
und die oben beschriebenen Mängel und
Einschränkungen
zu überwinden.
-
US 2001/0014717 beschreibt
die Verwendung eines vernetzten Epoxy-Polymers als Grundierungsschicht
eines Stents mit einer Arzneimittelschicht.
-
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
-
Ein
Aspekt der Erfindung bietet einen Stent einschließlich eines
Stent-Gittergerüsts,
einer Phenoxyharz-Beschichtung, die wirksam auf dem Stent-Gittergerüst aufgetragen
wurde und einer Arzneimittelpolymer-Beschichtung, die auf der Phenoxyharz-Beschichtung
aufgetragen wurde. Das Stent-Gittergerüst kann
aus Metall oder einem Kunststoffpolymer bestehen. Ein weiterer Aspekt
bietet ein System zur Behandlung eines vaskulären Leidens, einschließlich der
Verbindung eines solchen Stents mit einem Katheter. Zu dem Katheter
kann ein Ballon gehören,
der eingesetzt wird, um den Stent auszuweiten sowie eine Scheide,
die sich zurückzieht,
um die Ausweitung des Stents zu ermöglichen.
-
Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung bietet ein Verfahren zur
Herstellung eines arzneimittelbeschichteten Stents. Ein Phenoxyharz
wird mit einem Lösungsmittel
gemischt, um eine Phenoxyharzlösung
zu erhalten, die Phenoxyharzlösung wird
auf das Gittergerüst
eines Stents aufgetragen und die Phenoxyharzlösung wird getrocknet. Eine Arzneimittelpolymer-Beschichtung kann
auf die getrocknet Phenoxyharzlösung
aufgetragen werden, die auf das Gittergerüst des Stents aufgebracht wurde.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die
vorliegende Erfindung wird durch die dazugehörigen Zeichnungen und die unten
gegebene detaillierte Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen
veranschaulicht. Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen
dienen lediglich der Veranschaulichung der Erfindung ohne sie einzugrenzen,
wobei die Tragweite der Erfindung durch die angehängten Ansprüche definiert
wird. Die vorangehenden Aspekte und andere sich daraus ergebende Vorzüge der vorliegenden
Erfindung werden anhand der detaillierten Beschreibung zusammen
mit den dazugehörigen
Zeichnungen besser abzuschätzen sein.
Dabei ist:
-
1 eine
Veranschaulichung einer Ausführungsform
eines Systems zur Behandlung eines vaskulären Leidens, einschließlich eines
Katheters, eines Stents, einer Phenoxyharz-Beschichtung und einer
Arzneimittelpolymer-Beschichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
-
2 eine
Darstellung des Querschnitts eines Stents mit einer Phenoxyharz-Beschichtung
auf der Oberfläche
des Stents gemäß der vorliegenden Erfindung;
-
3 eine
Darstellung des Querschnitts eines arzneimittelbeschichteten Stents
mit einer Phenoxyharz-Beschichtung
zwischen der Arzneimittelpolymer-Beschichtung und dem Gittergerüst des Stents,
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
-
4 ein
Flussdiagram einer Ausführungsform
eines Verfahrens zur Herstellung eines arzneimittelbeschichteten
Stents gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER DERZEIT BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Ein
Phenoxyharz kann als wirksame Grundierungsbeschichtung verwendet
werden, um die Bindung zwischen der Oberfläche eines Stents aus Metall
und einer anschließenden
Polymerbeschichtung zu unterstützen.
Das Phenoxyharz kann auf den Stent aufgetragen werden und trocknen,
gefolgt von dem Auftragen des Arzneimittelpolymers. Die anschließende Polymerbeschichtung
kann eine oder mehrere therapeutische Präparate enthalten, um dem arzneimittelbeschichteten
Stent pharmazeutische Qualitäten
zu verleihen. Die Grundierungsbeschichtung wirkt als Brücke zwischen
dem Substrat und der organischen Polymerbeschichtung, mit guten
Hafteigenschaften an dem Metall und an dem Arzneimittelpolymer.
-
Das
Phenoxyharz ist ein lineares Polymer mit hohem Molekulargewicht,
das aus einem ursprünglichen
Epoxypolymer erhalten wurde. Phenoxyharze haben Hydroxylgruppen,
im Gegensatz zu den hoch reaktiven Oxirangruppen von Epoxidharzen.
Die Phenoxyharze sind sehr stabile thermoplastische Materialien
und können
wie andere Kunststoffe verarbeitet werden.
-
Phenoxyharze
sind typischerweise amorph und neigen nicht zum Kristallisieren
oder zum Aufbau von Spannungskonzentrationen. Sie können wenige oder
keine Zusätze
enthalten und haben einen geringen Gehalt an Lösungmittelresten, Monomeren
oder Extrakten mit niedrigem Molekulargewicht, die sonst die Bindungsflächen verschmutzen
könnten.
Die Phenoxy-Grundierung verbindet vorteilhafte Eigenschaften, wie
Zähigkeit
und Flexibilität.
Die Phenoxy-Grundierungsbeschichtung
kann mit einer eingebundenen Substanz, wie Isocyanat vernetzt sein,
um die Härte
zu kontrollieren. Die Phenoxy-Grundierungsbeschichtung kann ein
Vernetzungsmittel wie Isocyanat enthalten.
-
Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Behandlung
von koronaren Herzkrankheiten und anderen vaskulären Leiden, wobei über Katheter
eingesetzte endovaskulare Stents mit Polymerbeschichtungen verwendet
werden, mit einem oder mehreren Arzneimitteln mit einem gewünschten zeitlichen
Freisetzungsverhalten sowie einer Phenoxyharz-Beschichtung, die
zur Förderung
der Haftung dient oder einer Haftmittelschicht zwischen dem Stent
und dem Arzneimittelpolymer. Die Behandlung vaskulärer Leiden
kann die Verhütung
oder Behebung verschiedener Indispositionen und Mängel umfassen,
die mit dem kardiovaskularen System, dem Urogenitalsystem, Gallengangsystem,
Magen-Darmtrakt und anderen biologischen Gefäßen des Körpers in Zusammenhang stehen.
-
Eine
Ausführungsform
eines Systems zur Behandlung eines vaskulären Leidens gemäß der vorliegenden
Erfindung wird in 1, 100 veranschaulicht.
Das System zur Behandlung vaskulärer Leiden 100 kann
aus einem Katheter 110, einem Stent 120, der mit
dem Katheter 110 verbunden ist und einer Arzneimittelbeschichtung 122 mit
einer darunter befindlichen Phenoxyharz-Grundierungsschicht auf
dem Gittergerüst
des Stents.
-
Der
Stent 120 ist mit dem Katheter 110 verbunden und
kann zum Beispiel durch Aufblasen eines Ballons, der mit dem Stent
verbunden ist, oder durch Zurückziehen
einer Scheide, was dem Stent ermöglicht,
sich bis zu einem vorgegebenen Durchmesser zu erweitern, eingesetzt
werden. Zu dem Stent 120 gehört ein Stent-Gittergerüst. Das
Gittergerüst
des Stents kann aus Metall hergestellt sein, wie etwa Edelstahl,
Nitinol, Tantal, MP35N-Legierung, Platin, Titan, eine geeignete
biokompatible Legierung oder eine andere geeignete Metalllegierung. Das
Gittergerüst
des Stents kann aus einem Kunststoffpolymer hergestellt sein.
-
Die
Phenoxyharz-Beschichtung kann auf dem Gittergerüst des Stents aufgetragen werden. Das
Phenoxyharz hat Hydroxyl- und Ethergruppen, die sich an das unterliegende
Stentmaterial binden und die Haftung der Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung
an das Gittergerüst
des Stents zu verbessern. Die Etherbindungen und freien Hydroxylgruppen
verbessern die Benetzbarkeit und die Bindung an das Stent-Material und an zusätzliche
Polymerbeschichtungen.
-
Ein
Arzneimittelpolymer kann auf das Gittergerüst des Stents aufbracht werden.
Das Arzneimittelpolymer kann auf den Stent aufgetragen werden, nachdem
die Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung
auf dem Gittergerüst
des Stents aufgebracht wurde. Die Haftung des Arzneimittelpolymers
auf einem Stent, der mit einer polymeren Grundierung beschichtet
oder umhüllt
wäre, würde verbessert
werden, weil der Arzneimittelpolymer im Wesentlichen eine Schicht
auf einem ähnlichen
Material bilden würde.
-
Die
Arzneimittelpolymer-Beschichtung 122 kann ein oder mehrere
Arzneimittel enthalten. Jedes Arzneimittel kann ein bioaktives Mittel
enthalten. Das bioaktive Mittel kann ein pharmakologisch aktives Medikament
oder eine bioaktive Komponente sein. Das bioaktive Mittel kann aus
der Arzneimittelpolymer-Beschichtung eluiert werden, nachdem der Stent
im Körper
eingesetzt wurde. Elution bezieht sich auf die Übertragung des bioaktiven Mittels
aus der Arzneimittelpolymer-Beschichtung 122. Die Elutionsrate
wird bestimmt durch die Geschwindigkeit, mit der das bioaktive Mittel
aus der Arzneimittelpolymer-Beschichtung 122 in den Körper abgeschieden wird.
Die Zusammensetzung der Arzneimittelpolymer-Beschichtung und der
darin verteilten Arzneimittel kann die Elutionsrate des bioaktiven
Mittels beeinflussen. Die Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung unter der
Arzneimittelpolymer-Beschichtung 122 neigt nicht dazu,
eluiert, umgewandelt oder von Körper
abgestoßen
zu werden.
-
Während der
Verarbeitung, Verpackung, Sterilisation oder Lagerung eines arzneimittelpolymerbeschichteten
Stents kann die Arzneimittelpolymer-Beschichtung von einer Zersetzung
betroffen werden. Während
der Sterilisation kann es zum Beispiel zu einer Oxidierung des Arzneimittels
oder des Polymers kommen, was zu einer Beschädigung durch Hydrolyse, Spaltung
der Polymerbindungen, Zerfall des Polymers und/oder des Medikaments oder
einem tatsächlichen
Abplatzen oder Abschälen der
Arzneimittelpolymer-Beschichtung führt. Temperaturabweichungen
bei den Stents in der Verarbeitung oder bei der Bearbeitung können eine
Ablösung der
gesamten oder eines Teils der Arzneimittelpolymer-Beschichtung bewirken.
Die vorliegende Erfindung löst
dieses Problem durch die Verwendung einer Phenoxyharz-Grundierungsschicht
zwischen der Arzneimittelpolymer-Beschichtung und dem metallenen
Stent, so dass die Ablösung
der Arzneimittelpolymer-Schicht verringert oder verhindert wird.
-
Nach
der Einführung
des Katheters 110 und des Stents 120 mit der Arzneimittelpolymer-Beschichtung 122 in
einem angezielten vaskulären
Bereich eines menschlichen Körpers
kann der Stent 120 durch Aufblasen eines geeigneten Ballons
im Innern des Stents geweitet werden, oder durch Zurückziehen
einer Scheide kann einem selbst-expandierenden Stent eine Ausdehnung
ermöglicht
werden. Das Einsetzen von Stents mittels Ballon oder von selbst-expandierenden
Stents ist in der Fachwelt wohl bekannt. Zum Katheter 110 kann
ein Ballon gehören,
der verwendet wird, um den Stent 120 zu weiten.
-
Alternativ
kann Katheter 110 eine Scheide umfassen, die sich zurückzieht,
um die Ausweitung des Stents zu ermöglichen.
-
2 ist
die Darstellung des Querschnitts eines Stents mit einer Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung
auf dem Stent gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der phenoxyharzbeschichtete Stent 200 besteht aus einer
Phenoxyharz-Beschichtung 222 auf dem Gittergerüst 224 des
Stents. Die Phenoxyharz-Beschichtung 222 kann aus einer
Polymermatrix mit einem darin verteilten Phenoxyharz bestehen. Eine
Arzneimittelpolymer-Beschichtung kann auf die Oberfläche der
Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung 222 aufgebracht
werden. Das Gittergerüst 224 des
Stents kann aus Metall oder einem Kunststoffpolymer bestehen. Der
Grundstoff des Gittergerüsts 224 des
Stents kann Edelstahl, Nitinol, Tantal, eine MP35N-Legierung, Platin
oder Titan sein. Der Grundstoff 224 des Stents oder des
Gittergerüsts
des Stents kann eine geeignete biokompatible Legierung sein, ein
geeignetes biokompatibles Material einschließlich eines biologisch abbaubaren
Polymermaterials oder einer Kombination davon.
-
3 ist
die Darstellung des Querschnitts eines Stents mit einer Polymerbeschichtung
aus einer Arzneimittelpolymer-Beschichtung,
die auf Phenoxyharz-Grundierungsschicht zwischen der Arzneimittelpolymer-Beschichtung
und dem Gittergerüst
des Stents aufgetragen wurde, gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der arzneimittelbeschichtete Stent 300 mit
der Polymerbeschichtung 322 umfasst eine Phenoxyharz-Beschichtung 326 auf
den Gittergerüst
des Stents 324 und eine Arzneimittelpolymer-Beschichtung 328 auf einer
Phenoxyharz-Beschichtung 326.
Die Phenoxyharz-Beschichtung 226 kann hier als eine Bindeschicht
(Haftvermittler) betrachtet werden. Die Arzneimittelpolymer-Beschichtung 328 enthält mindestens
ein darin verteiltes bioaktives Mittel. Die Phenoxyharz-Beschichtung 326 kann
ohne oder fast ohne pharmazeutische Mittel sein. Die Phenoxyharz-Beschichtung 326 kann
danach gewählt
werden, dass sie die Haftung verbessert und die Wahrscheinlichkeit
einer Ablösung
der Polymerschicht von dem Gittergerüst 324 des Stents
minimiert. Die metallhaftenden Eigenschaften der Grundierungsschicht
unterstützen
die Haftung von Polymerbeschichtungen auf metallenen Stents. Das
Gittergerüst 224 des
Stents kann aus Metall oder einem Kunststoffpolymer bestehen.
-
Die
Phenoxyharz-Beschichtung 326 besteht aus einem Phenoxyharz,
das die Bindung zwischen der Arzneimittelpolymer-Beschichtung 328 und dem Gittergerüst 324 des
Stents verstärkt.
Die Phenoxyharz-Beschichtung 326 kann aus einem langkettigen Polymer
mit überwiegend
Phenoxylgruppen am Gerüst
bestehen.
-
Die
Arzneimittel können
vor der Auftragung auf den grundierungsbeschichteten Stent unter
Verwendung von Mikroperlen, Mikropartikeln oder Nanokapseln mit
Albumin, Liposomen, Ferritin oder anderen biologisch abbaubaren
Proteinen und Phospholipiden in der Arzneimittelpolymer-Beschichtung 328 eingekapselt
werden.
-
Das
bioaktive Mittel kann ein antineoplastisches Mittel, wie etwa Triethylenthiophosphoramid, ein
wachstumshemmendes Mittel, ein Antisense-Mittel, ein Anti-Thrombozyten-Mittel,
ein antithrombotisch wirkendes Mittel, ein Antigerinnungsmittel,
ein Antibiotikum, ein entzündungshemmendes
Mittel, ein gentherapeutisches Mittel, ein organischer Wirkstoff, ein
pharmazeutisches Präparat,
ein rekombinantes DNS-Produkt, ein rekombinantes RNS-Produkt, ein Kollagen,
ein Kollagenderivat, ein Protein, ein Proteinanalogon, ein Saccharid,
ein Saccharid-Derivat oder eine Kombination davon sein. Das bioaktive
Mittel kann eine therapeutische Substanz sein, die eine therapeutische
Eigenschaft zur Vorbeugung und Behandlung einer Erkrankung oder
Störung
bietet. Ein antineoplastisches Mittel kann das Wachstum und die
Ausbreitung von Krebszellen in der Nachbarschaft des Stents verhindern,
abtöten
oder blockieren. Ein wachstumshemmendes Mittel kann das Wachstum
von Zellen verhindern oder aufhalten. Ein Antisense-Mittel kann
auf genetischer Ebene wirken und den Prozess unterbrechen, durch
den krankheitsverursachende Proteine erzeugt werden. Ein Anti-Thrombozyten-Mittel
kann gegen Thrombozyten wirken und ihre Wirkung bei der Blutgerinnung
hemmen. Ein antithrombotisch wirkendes Mittel kann aktiv die Bildung
von Blutgerinnseln verzögern.
Ein gerinnungshemmendes Mittel kann bei einer Antigerinnungstherapie
die Blutgerinnung verzögern
oder verhindern, wobei Präparate
wie Heparin oder Kumarin verwendet werden. Ein Antibiotikum kann
Mikroorganismen abtöten
oder das Wachstum hemmen und kann verwendet werden, um Krankheiten
und Infektionen zu bekämpfen.
Ein entzündungshemmendes Mittel
kann verwendet werden, um Entzündungen
in der Umgebung des Stents entgegenzuwirken oder sie zu vermindern.
Ein gentherapeutisches Mittel kann in der Lage sein, die Genexpression
bei einer Person zu ändern,
um Krankheiten zu behandeln, zu heilen oder letztlich zu verhindern.
Ein organischer Wirkstoff kann eine beliebige niedrigmolekulare
therapeutische Substanz sein. Ein pharmazeutisches Präparat kann
eine beliebige Verbindung sein, die eine therapeutische Wirkung
erbringt. Ein rekombinantes DNS-Produkt oder ein rekombinantes RNS-Produkt
kann verändertes
genetisches DNS- oder
RNS-Material sein. Bioaktive Mittel von pharmazeutischem Wert können außerdem Kollagen
oder andere Proteine, Saccharide und ihre Derivative sein. Das bioaktive
Mittel kann zum Beispiel danach gewählt werden, dass es eine vaskuläre Restenose hemmt,
ein durch eine Verengung oder Zusammenziehung des Durchmessers des
Körperlumens,
in dem der Stent eingesetzt ist, bedingtes Leiden. Das bioaktive
Mittel kann allgemein das Zellwachstum kontrollieren. Die Kontrolle
des Zellwachstums kann eine Förderung
oder eine Hemmung des Wachstums der angezielten Zellen oder Zelltypen
einbeziehen. Das bioaktive Mittel kann ein Mittel gegen ein oder mehrere
Leiden sein, einschließlich
koronarer Restenose, (kardio-)vaskulärer Restenose, angiographischer
Restenose, Arteriosklerose, Hyperplasie und anderer Krankheiten
und Leiden. Das bioaktive Mittel kann zum Beispiel so ausgewählt werden,
dass es vaskuläre
Restenose, ein durch eine Verengung oder Zusammenziehung des Durchmessers
des Körperlumens,
in dem der Stent eingesetzt ist, bedingtes Leiden, hemmt oder verhindert.
Das bioaktive Mittel kann allgemein das Zellwachstum kontrollieren.
Die Kontrolle des Zellwachstums kann eine Förderung oder eine Hemmung des
Wachstums der angezielten Zellen oder Zelltypen einbeziehen.
-
Das
bioaktive Mittel kann z. B. Podophyllotoxin, Etoposid, Camptothecin
und ein Camptothecin-Analogon, Mitoxantron, Rapamycin und eines
ihrer Derivate oder Analoga sein. Podophyllotoxin ist ein organisches,
hochtoxisches Arzneimittel, das Antitumoreigenschaften aufweist
und die DNS-Synthese
hemmen kann. Etoposid ist ein antineoplastisches Mittel, das von
einer halbsynthetischen Form des Podophyllotoxins derivatisiert
werden kann, um monozytische Leukämie, Lymphome, kleinzelligen
Lungenkrebs und Hodenkrebs zu behandeln. Camptothecin ist ein Antikrebsmittel,
das als Topoisomerasehemmer wirken kann. Ein mit dem Camptothecin strukturell
verwandtes Analogon des Camptothecin, wie etwa Aminocamptothecin,
kann als Krebsmittel eingesetzt werden. Mitoxantron ist ebenfalls
ein wichtiges Antikrebsmittel und wird zur Behandlung von Leukämie, Lymphomen
und Brustkrebs eingesetzt. Rapamycin oder Sirolimus ist ein Medikament, das
den normalen Zellwachstumszyklus stören kann und das zur Reduzierung
von Restenose eingesetzt werden kann. Das bioaktive Mittel kann
auch ein Analogon oder Derivat dieser Mittel sein. Antioxidantien
sind von sich aus nützlich
wegen ihrer antirestenotischen Eigenschaften und therapeutischen
Wirkungen.
-
Die
Arzneimittelpolymer-Beschichtung 328 kann weich werden,
sich auflösen
oder von dem Stent erodieren, um wenigsten ein bioaktives Mittel zu
eluieren. Dieser Elutionsmechanismus kann als Oberflächenerosion
betrachtet werden, wobei die Oberfläche der Arzneimittelpolymer-Beschichtung von
außen
her sich auflöst,
zersetzt oder vom Körper absorbiert
wird, bzw. als Bulkerosion, wobei die Arzneimittelpolymer-Beschichtung über ihre
gesamte Stärke
biologisch abgebaut und das bioaktive Mittel freigesetzt wird. Erodierte
Anteile der Arzneimittelpolymer-Beschichtung können von dem Körper aufgenommen,
metabolisiert oder andernfalls ausgestoßen werden.
-
Das
pharmazeutische Mittel kann sich innerhalb der Arzneimittelpolymer-Beschichtung 328 spalten
und das bioaktive Mittel eluieren. Alternativ kann das pharmazeutische
Mittel von dem arzneimittelbeschichteten Stent 300 erodieren
und dann das bioaktive Mittel absondern. Die Arzneimittelpolymer-Beschichtung 328 kann
mehrere pharmazeutische Mittel enthalten und mehr als einen Haftvermittler.
Die Arzneimittelpolymer-Beschichtung 328 kann
ein einzelnes bioaktives Mittel mit verschiedenen Haftvermittlern
enthalten, um das bioaktive Mittel an die Phenoxyharz-Beschichtung 326 und
das Gittergerüst 324 des
Stents zu binden. Die Arzneimittelpolymer-Beschichtung 328 kann
einen oder mehrere Haftvermittler enthalten.
-
Die
Arzneimittelpolymer-Beschichtung
328 kann außerdem eine
Polymermatrix umfassen. Die Polymermatrix kann zum Beispiel aus
einem auf Caprolacton basierenden Polymer oder Kopolymer oder verschiedenen
Ringpolymeren bestehen. Die Polymermatrix kann aus verschiedenen
synthetischen und nicht-synthetischen
oder natürlich
vorkommenden Makromolekülen
und deren Derivaten bestehen. Die Polymermatrix kann aus biologisch
abbaubaren Polymeren, wie etwa Polyactid (PLA), Polyglycolsäure (PGA),
Poly-E-Caprolacton (PCL), Polyacrylaten, Polymethacrylaten oder
anderen Kopolymeren bestehen. Das pharmazeutische Mittel kann in
der Polymermatrix verteilt sein. Das pharmazeutische Mittel oder
das bioaktive Mittel können
aus der Polymermatrix diffundieren, um das bioaktive Mittel zu eluieren. Das
pharmazeutische Mittel kann aus der Polymermatrix heraus und in
die biologische Substanz, die den Stent umgibt, hinein diffundieren.
Das bioaktive Mittel kann sich innerhalb der Arzneimittelpolymer-Beschichtung
328 absondern
und aus der Polymermatrix heraus und in die biologische Substanz, die
den Stent umgibt, hinein diffundieren. In einer weiteren Ausführungsform
kann die Arzneimittelbeschichtungskomposition so gestaltet sein,
dass als Arzneimittel 42-Epi-(tetrazolyl)-Rapamycin verwendet wird,
dargelegt im
U.S. Patent No.
6,329,386 , erteilt an die Abbott Laboratories, Abbott Park,
IL, welches innerhalb einer Beschichtung dispergiert wird, die aus
einer Phosphorylcholin-Beschichtung
von Biocompatibles International P. L. C. gefertigt wurde, dargelegt
im
U.S. Patent No. 5,648,442 .
-
Die
Polymermatrix kann danach ausgewählt werden,
dass sie die gewünschte
Elutionsrate des bioaktiven Mittels bietet. Die pharmazeutischen
Mittel können
so synthetisiert werden, dass das bioaktive Mittel zwei verschiedene
Elutionsraten aufweist. Ein bioaktives Mittel mit zwei verschiedenen
Elutionsraten würde
zum Beispiel eine rasche Abgabe des pharmazeutisch aktiven Mittels
innerhalb von 24 Std. nach dem chirurgischen Eingriff ermöglichen,
mit einer langsameren, kontinuierlichen Abgabe des Arzneimittels,
zum Beispiel im Verlauf der nächsten
zwei bis sechs Monate. Die Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung kann danach
gewählt
werden, dass sie die Polymermatrix fest an das Gittergerüst des Stents bindet,
wobei die Polymermatrix die rasch einzusetzenden bioaktiven Mittel
und die langsam eluierenden pharmazeutischen Mittel enthält.
-
Ein
anderes Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung eines arzneimittelbeschichteten Stents mit einer Phenoxyharz-Beschichtung. 4 zeigt
ein Flussdiagramm einer der Ausführungsformen
eines Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Herstellung eines arzneimittelbeschichteten Stents,
der eine Phenoxyharz-Beschichtung
einbezieht.
-
Der
arzneimittelbeschichtete Stent mit einer Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung
wird durch Mischen eines Phenoxyharzes mit einem Lösungsmittel
zur Bildung einer Phenoxyharzlösung
hergestellt, wie in Block 410 zu sehen ist. Als Lösungsmittel kann
Chloroform verwendet werden. Ein Alkohol, wie etwa Methanol oder
Ethanol, Aceton oder ein anderes geeignetes Lösungsmittel kann verwendet
werden, um die Lösung
zu bilden. Die Phenoxyharzlösung
kann zum Beispiel 1–2%
Phenoxyharz in Chloroform enthalten.
-
Der
Phenoxyharzlösung
kann ein Vernetzungsmittel zugegeben werden, wie in Block 420 zu sehen
ist. Als Vernetzungsmittel kann Isocyanat oder jedes andere Mittel
verwendet werden, das geeignet ist, das Phenoxy-Polymer zu vernetzen.
Das Vernetzungsmittel kann verwendet werden, um der Phenoxyharz-Beschichtung zusätzliche
Härte zu
verschaffen, falls zusätzliche
Härte erwünscht ist.
-
Die
Phenoxyharzlösung
wird auf das Gittergerüst
eines Stents aus Metall oder einem Kunststoffpolymer aufgetragen,
wie in Block 430 zu sehen ist. Die Phenoxyharzlösung kann
auf das Gittergerüst des
Stents durch Tauchen, Sprühen,
Streichen, Bürsten
oder durch andere geeignete Verfahren aufgetragen werden. Vor dem
Auftragen der Grundierung kann der Stent gereinigt werden, zum Beispiel
durch Verwendung verschiedener Fettlöser, Lösungsmittel, grenzflächenaktiver
Substanzen und entionisiertem Wasser, wie es in der Fachwelt bekannt
ist.
-
Die
auf das Gittergerüst
des Stents aufgetragenen Phenoxyharzlösung wird getrocknet, wie in Block 440 zu
sehen ist. Überschüssige Flüssigkeit kann
vor dem Trocknen des Films abgeblasen werden. Das Trocknen der Polymerlösung, um
alle flüchtigen
Komponenten zu beseitigen oder zu entfernen, kann bei Raumtemperatur
erfolgen oder bei erhöhten Temperaturen
in einer trockenen Stickstoff- oder einer anderen geeigneten Atmosphäre einschließlich unter
Vakuumbedingung. Der beschichtete Stent kann bei mäßig erhöhten Temperaturen
in der Größenordnung
von 100°C
erhitzt werden, um jegliches innerhalb der Grundierungsbeschichtung
eingeschlossene Lösungsmittel
auszutreiben und um Wärmeenergie
zur Verfügung
zu stellen um das Phenoxy-Polymer mit dem optionalen Vernetzungsmittel
zu vernetzen. Falls erforderlich, kann ein zweiter Tauch- und Trocknungsschritt
durchgeführt
werden. Die Dicke der Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung kann
zwischen 0,2 und 0,6 Mikrometer liegen oder darüber, um den Stent hinreichend
zu beschichten und für
einen zufrieden stellenden Untergrund für das anschließenden Arzneimittelpolymer-Auftragen
zu sorgen. Das Gewicht der Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung
hängt von
dem Durchmesser und der Länge
des Stents ab, wenngleich ein typisches Gewicht der der Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung
zwischen 20 Mikrogramm und 70 Mikrogramm liegt. Zusätzliche
Auftragungs- und Trocknungsschritte können einbezogen werden, um
die gewünschte
Dicke der Grundierungsbeschichtung zu erreichen.
-
Auf
die Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung kann eine der Arzneimittelpolymer-Beschichtung
aufgetragen werden, wie in Block 450 zu sehen ist. Das
Arzneimittelpolymer kann mit einem geeigneten Lösungsmittel vermischt und auf
die Grundierung aufgetragen werden, wobei das Auftragen durch Tauchen,
Sprühen,
Streichen oder Bürsten erfolgen
kann. Während
des Beschichtungsvorgangs haftet das Arzneimittelpolymer gut auf
der Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung.
-
Die
Arzneimittelpolymer-Beschichtung kann unmittelbar im Anschluss an
die Auftragung der Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung
aufgetragen werden. Alternativ dazu können Arzneimittelpolymer-Beschichtungen
auf Stents mit einer Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung zu einer
späteren Zeit
aufgetragen werden. Ein Arzneimittelpolymer kann mit einem geeigneten
Lösungsmittel
gemischt werden, um eine Polymerlösung zu bilden. Das Arzneimittelpolymer
kann eine Polymermatrix und ein oder mehrere therapeutische Präparate umfassen.
-
Um
eine Arzneimittelpolymer-Beschichtung zu bilden, kann ein Monomer,
wie etwa ein Vinylacetat-Derivat mit einem anderen Monomer in einem
Lösungsmittel,
wie etwa Isopropylalkohol gemischt werden, um eine Polymerlösung zu
bilden. Die Mischung kann reagieren, um ein Polymer zu bilden, und
ein oder mehrere bioaktive Mittel können der polymerisierten Mischung
zugegeben werden, um ein Arzneimittelpolymer mit einer definierten
Elutionsrate zu bilden. Ein geeignetes bioaktives Mittel oder eine
Lösung,
die das bioaktive Mittel enthält,
kann mit der Polymerlösung
vermischt werden. Alternativ kann ein Polymer, wie etwa ein Copolyesther
oder Blockcopolymer in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst werden,
und ein oder mehrere bioaktive Mittel können der Mischung zugefügt werden.
Die Mischung kann mit einem Haftvermittler in der Polymerlösung kombiniert
werden. Ein oder mehrere Haftvermittler können ausgewählt und der Mischung zugesetzt
werden.
-
Die
Polymerlösung
kann auf den Stent mit der Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung aufgetragen
werden. Die Polymerlösung
kann auf den Stent mit jedem beliebigen Verfahren aufgetragen werden,
die geeignet ist, die Polymerlösung
aufzutragen.
-
Überschüssige Flüssigkeit
kann abgeblasen und die Polymerlösung
getrocknet werden. Das Trocknen der Polymerlösung, um alle flüchtigen Komponenten
zu beseitigen oder zu entfernen kann bei Raumtemperatur erfolgen
oder bei erhöhten
Temperaturen in einer trockenen Stickstoff- oder einer anderen geeigneten
Atmosphäre.
Ein zweiter Tauch- und Trocknungsschritt kann durchgeführt werden, um
eine dickere Beschichtung zu erreichen. Die Dicke der Arzneimittelpolymer-Beschichtung kann
zwischen 1,0 und 200 Mikrometer liegen oder in einer höheren Größenordnung,
um für
einen genügenden und
zufrieden stellenden pharmazeutischen Nutzen des bioaktiven Mittels
zu sorgen. Die Arzneimittelpolymer-Beschichtung kann nachbehandelt
werden, wie in Block 460 zu sehen ist. Die Behandlung der Arzneimittelpolymer-Beschichtung
kann eine Lufttrocknung oder eine Erwärmung bei niedrigen Temperaturen
in einer Luft-, Stickstoff- oder einer anderen kontrollierten Atmosphäre sein.
Die Arzneimittelpolymer-Beschichtung kann durch Erwärmen der Arzneimittelpolymer-Beschichtung
auf eine vorgegebene Temperatur behandelt werden. Der beschichtete
Stent mit der Arzneimittelpolymer-Beschichtung, die auf der Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung aufgetragen
wurde, kann mit einem Katheter verbunden werden. Der beschichtete
Stent kann in ein System zur Behandlung vaskulärer Leiden, wie etwa eine Herzerkrankung,
integriert werden, indem der beschichtete Stent auf den Katheter
montiert wird. Fertig beschichtete Stents können im Durchmesser verkleinert
und in das distale Ende des Katheters eingesetzt werden, zum Beispiel
mit einer Presspassung, die den Stent an dem Katheter befestigt.
Der Katheter kann zusammen mit dem arzneimittelbeschichteten Stent
sterilisiert und vor dem Versand und der Lagerung in einen Katheterbehälter gesetzt
werden. Eine weitere Sterilisation unter Verwendung üblicher medizinischer
Mittel erfolgt vor dem klinischen Einsatz.
-
Anschauliche
Beispiele für
die vorliegende Erfindung werden insbesondere hierin geboten.
-
BEISPIEL 1
-
Formulierung der Phenoxyharzlösung
-
Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird dargelegt durch die Formulierung
einer Phenoxyharzlösung
auf Basis eines Phenoxyharzes, das in einem Chloroform-Lösungsmittel gemischt wird.
-
Eine
Menge eines Phenoxyharzes mit einem Gewicht von 2,236 g wird in
eine Glasflasche gegeben. Das Phenoxyharz, das als PKHC bezeichnet wird
und ein 4,4'-(1-Methylethyliden)
Bisphenol mit Chloromethyloxiran ist, kann von Phenoxy Specialties,
800 Cel-River Road, Rock Hill, SC 29730 erhalten werden. Chloroform
wird in einer Menge von 148, 4 ml zugegeben. Die Lösung kann
aufgeteilt werden, wobei ein Teil davon für die Beschichtung von Stents und
der Rest für
die Beschichtung von Metall-Coupons verwendet werden kann.
-
BEISPIEL 2
-
Tauchbeschichtungsprozess
-
Eine
andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird durch einen Beschichtungsprozess
zum Auftragen einer Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung auf einen
Metallstent dargelegt.
-
Nach
der Reinigung wird ein 18 mm S670-Stent für fünf Sekunden in eine Phenoxyharzlösung getaucht.
Der Stent wird der Lösung
entnommen und bei 1000 rpm zentrifugiert. Der phenoxyharzbeschichtete
Stent härtet
bei 210°C
für 10
Minuten aus. Nach einem oder mehr Stickstoff-Reinigungsgängen erfolgt
das Trocknen bei erhöhten Temperaturen
in einem Vakuumofen. Parameter für die
Tauchbeschichtung sind eine Eintauchgeschwindigkeit von 12 mm/sec,
eine Tauchzeit von 10 Sekunden und eine Auftauchgeschwindigkeit
von 5 mm/sec. Der Stent dreht sich bei der Entnahme aus der Phenoxyharzlösung mit
500 rpm.
-
Nach
der Reinigung werden 1 Zoll mal 3 Zoll große Metallcoupons für fünf Sekunden
in die Phenoxyharzlösung
getaucht. Die Coupons werden anschließend herausgezogen und für 10 Minuten
bei 210°C
ausgehärtet.
Die beschichteten Coupons werden nicht zentrifugiert.
-
Bei
Einhaltung der obigen Parameter hat die Beschichtung auf dem Stent
ein Gewicht von 60 +/– 20
Mikrogramm, während
die Beschichtung auf den Coupons 2000 +/– 20 Mikrogramm wiegt. Bei
dieser Menge an Material ist die Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung ungefähr 0,4 Mikrometer
bis 0,6 Mikrometer dick.
-
BEISPIEL 3
-
Trockener Kreuzschnitt-Haftungstest
-
Ein
Haftungstest wird durchgeführt,
um die Haftfestigkeit der Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung auf
den Coupons gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu überprüfen. Die
Grundierung wird auf Edelstahlcoupons aufgetragen. Elf vertikale
und horizontale Schnitte im Abstand von einem Millimeter werden
auf den Coupons angebracht. Ein 1 Zoll Permacel 99 Klebeband wird
auf die mit Kreuzschnitten versehene Fläche geklebt und mit dem Finger
geglättet.
Innerhalb von 90 +/– 30
Sekunden nach dem Aufkleben wird das Klebeband in einem Winkel von
180 Grad abgerissen. Das Kreuzgitter wird dann mit einem optischen
Mikroskop auf einen Verlust an Beschichtung überprüft. Bei den mit einer Phenoxyharzgrundierung beschichteten
Coupons wurde keine Ablösung
der Schicht festgestellt.
-
BEISPIEL 4
-
Feuchter Kreuzschnitt-Haftungstest
-
Ein
feuchter Haftungstest wird durchgeführt, um die Haftfestigkeit
der Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung auf den Coupons gemäß einer anderen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu überprüfen. Die
Grundierung wird auf Edelstahlcoupons aufgetragen und mit Kreuzschnitten versehen,
so wie in Beispiel 3. Die Coupons werden bei 37°C für eine Stunde in eine Phosphatpuffer-Salzlösung getaucht.
Die Coupons werden entnommen und mit einem flusenfreien Tuch getrocknet, dann
wird Permacel-Klebeband auf die Beschichtung geklebt und nach 90
+/– 30
Sekunden nach dem Aufkleben abgerissen. Die Haftungsbewertung entspricht
der aus dem trockenen Kreuzschnitt-Haftungstest in Beispiel 3. Bei
den mit einer Phenoxyharzgrundierung beschichteten Coupons wurde
keine Ablösung
der Schicht festgestellt.
-
BEISPIEL 5
-
Läsions-
und Abschürfungssimulationstest
-
Ein
Dauerhaftigkeitstest wird durchgeführt, um die Abschürfung zu
simulieren, der eine Beschichtung in dem Gebiet einer Läsion unterliegen kann,
das erweitert werden muss. Um die Integrität der Phenoxyharz-Grundierungsbeschichtung
auf einem Stent besser bewerten zu können, wird ein Stent mehrmals
durch eine Silikonröhre
mit einem vorgegebenen äußeren und
inneren Durchmesser geführt, wonach
der Stent eingesetzt wird. Dem Dauerhaftigkeitstest folgen eine
optische Untersuchung mit dem Mikroskop und eine Untersuchung mit
dem Rasterelektronenmikroskop. Alle phenoxyharzbeschichteten Stents
bestanden den Läsions-
und Abschürfungssimulationstest.
-
BEISPIEL 6
-
Zytotoxizitätsuntersuchung
-
Eine
Zytotoxizitätsuntersuchung
wurde ausgeführt,
um eine mögliche
Zytotoxizität
zu prüfen.
Ein Zytotoxizitätstest,
der gemäß ISO 10993-5
und USP 24, Abschnitt 87 auf der Phenoxyharz-Grundierungsschicht
durchgeführt
wurde, zeigte nach 24 Stunden keinen Hinweis auf Zelltoxizität.
-
BEISPIEL 7
-
Hämolyse-Untersuchung
-
Eine
Hämolyse-Untersuchung
wurde durchgeführt,
um die Neigung zur Hämolyse
zu prüfen.
Die Hämolyse-Untersuchung
wird mit phenoxyharzbeschichteten Proben durchgeführt. Für die Positivkontrollproben
wird 0,1% Natriumkarbonat in sterilem Wasser verwendet, und für die Negativkontrollproben Polypropylen-Pellets.
Positiv- und Negativkontrollproben werden mit Kaninchenblut kontaktiert
und bei 37°C
für eine
Stunde inkubiert. Die Ergebnisse zeigen 0% Hämolyse bei den phenoxyharzbeschichteten
Proben an.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung kardiovaskulare und endovaskulare Stents
mit einer zeitverteilten Freisetzung pharmazeutischer Arzneimittel
betrifft, kann die Grundierungsbeschichtungen unter Polymer-Arzneimittelbeschichtungen
bei anderen implantierbaren biomedizinischen Vorrichtungen mit Blutkontakt
verwendet werden, wie etwa beschichteten Schrittmacherelektroden,
Mikrodosierpumpen, Nahrungszufuhr- und Transportkatheter, Herzklappen,
künstlichen
Lebern und anderen künstlichen
Organen.