DE60315259T2

DE60315259T2 - Mechanische und akustische wirbelbeschichtung von medizinischen implantaten

Info

Publication number: DE60315259T2
Application number: DE60315259T
Authority: DE
Inventors: Marlene C. Auburndale SCHWARZ; Stanley Wilmington TOCKER
Original assignee: Boston Scientific Ltd Barbados
Current assignee: Boston Scientific Ltd Barbados
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2023-02-11
Also published as: US6730349B2; EP1480760B1; AU2003210932A1; US20020127327A1; EP1480760A2; WO2003074196A2; AU2003210932A8; US20040089230A1; US7407551B2; WO2003074196A3; DE60315259D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Beschichten von medizinischen Implantaten. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung das Beschichten von medizinischen Implantaten, welche aufgrund der Schwingung eines Schwingungsaufbaus gerüttelt oder bewegt werden.
Hintergrund der Erfindung
Es ist oft zweckmäßig, medizinische Vorrichtungen zu beschichten, so dass die Oberflächen solcher Vorrichtungen gewünschte Eigenschaften oder Wirkungen haben. Es ist z.B. nützlich, medizinische Vorrichtungen zu beschichten, um für die lokalisierte Zufuhr von therapeutischen Agenzien zu Zielorten innerhalb des Körpers zu sorgen, wie z.B. zum Behandeln lokalisierter Erkrankungen (z.B. Herzerkrankungen) oder verschlossener Körperlumen. Solche lokalisierte Arzneimittelzufuhr vermeidet die Probleme von systemischer Arzneimittelverabreichung, welche begleitet sein kann von unerwünschten Wirkungen auf Teile des Körpers, welche nicht zu behandeln sind, oder weil die Behandlung des belasteten Teils des Körpers eine hohe Konzentration des therapeutischen Agens erfordert, welche durch systemische Verabreichung nicht erzielbar sein kann. Lokalisierte Arzneimittelzufuhr wird erreicht z.B. durch Beschichten von Ballonkathetern, Stents und dergleichen mit einem therapeutischen Agens. Das Beschichten auf medizinischen Vorrichtungen kann für kontrollierte Freigabe, die langzeitige oder dauerhafte Freigabe einschließt, eines bioaktiven Materials sorgen.
Neben der Erleichterung lokalisierter Arzneimittelzufuhr werden medizinische Vorrichtungen mit Materialien beschichtet, um für vorteilhafte Oberflächeneigen schaften zu sorgen. Medizinische Vorrichtungen werden z.B. oft mit strahlenundurchlässigen Materialien beschichtet, um fluoroskopische Visualisierung während der Platzierung im Körper zu erlauben. Es ist auch nützlich, bestimmte Vorrichtungen zu beschichten, um erhöhte Biokompatibilität zu erzielen und Oberflächeneigenschaften wie Gleitfähigkeit zu verbessern.
Üblicherweise sind Beschichtungen auf medizinische Vorrichtungen aufgebracht worden durch Verfahren wie Eintauchen, Sprühen, Dampfabscheidung, Plasmapolymerisation und Elektroabscheidung. Obwohl diese Verfahren benutzt worden sind, um zufriedenstellende Beschichtungen zu erzeugen, sind mit diesen zahlreiche potentielle Nachteile verbunden. So ist es z.B. oft schwierig, Beschichtungen einheitlicher Dicke zu erzielen, sowohl auf einzelnen Teilen wie auf einer bestimmten Menge von Teilen. Viele dieser konventionellen Beschichtungsverfahren erfordern auch, dass das beschichtete Teil während des Beschichtens gehalten wird, woraus Defekte wie nackte Punkte resultieren, wo das Teil gehalten wurde, so dass nachfolgende Beschichtungsschritte erforderlich sind.
Es besteht daher ein Bedürfnis für ein kosteneffektives Verfahren zum Beschichten medizinischer Vorrichtungen, welches einheitliche, fehlerfreie Beschichtungen und einheitliche Arzneimitteldosen pro Vorrichtungseinheit ergibt. Das Verfahren würde eine Vielfachstufenbeschichtung ermöglichen, um ein bioaktives Material aufzubringen, welches umgebungsempfindlich sein kann, z.B. aufgrund von Wärme- und Licht-(einschließlich ultraviolettes Licht)-Aussetzung und aufgrund der Verschlechterung von bioaktivem Material aufgrund von prozessbezogenen Kräften (z.B. Scherkräfte). Das Verfahren würde daher eine bessere Kontrolle der Empfindlichkeit des bioaktiven Materials erlauben und jede mögliche Verschlechterung aufgrund von Umweltaspekten verringern. Das Verfahren würde auch Variationen in den Schichteigenschaften verringern.
US-A-5 158 804 offenbart eine Einrichtung und ein Verfahren zum Beschichten relativ kleiner Mengen von Teilchen, einschließlich Tabletten, Pellets oder Kör ner. Die Vorrichtung fluidisiert wirksam die zu beschichtenden Teilchen durch gesteuerte Schwingung einer perforierten Plattform, durch welche Trocknungsluft geführt wird während intermittierenden Sprühens der Teilchen mit einer Lösung aus organischem oder wässrigem Beschichtungsmaterial.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist definiert durch eine Einrichtung gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 6. Vorteilhafte Ausführungsformen der Einrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 5 definiert. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 7 bis 18 definiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Schutzvorrichtung, bekannt aus der US 2001/0022988 A1 .
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Schutzvorrichtung, bekannt aus der US 2001/0022988 A1 .
3 illustriert eine Förderband-Beschichtungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 illustriert eine Schwingungsplatten-Beschichtungseinrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 illustrierte eine Beschichtungseinrichtung mit einem schwingenden rotierenden Behälter gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Beschichten von medizinischen Vorrichtungen und hierdurch hergestellte Vorrichtungen. Durch Verwendung mechanischer Schwingung zum Beschichten medizinischer Vorrichtungen ergeben die Verfahren der vorliegenden Erfindung Beschichtungen mit minimalen Defekten und einheitlichen Dicken und mechanischen Eigenschaften. Darüber hinaus sind die Verfahren der vorliegenden Erfindung zeiteffizient und kosteneffektiv, da sie die einheitliche Beschichtung zahlreicher medizinischer Vorrichtungen in einer einzigen Charge erleichtern.
Während die vorliegende Erfindung die Beschichtung vieler medizinischer Vorrichtungen als Charge erlaubt, ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf das Beschichten von medizinischen Vorrichtungen in Chargen beschränkt, d.h. auf das Beschichten einer Gruppe von Vorrichtungen in einem Chargenprozess, gefolgt vom Beschichten einer zweiten Gruppe von Vorrichtungen in einem zweiten Chargenprozess. Die Verfahren und Einrichtungen der vorliegenden Erfindung können verwendet werden, um medizinische Vorrichtungen kontinuierlich durch die Einrichtung zu bewegen, derart, dass der Prozess nicht gestartet und angehalten werden muss zum Beschichten der medizinischen Vorrichtungen in Chargen. Die medizinischen Vorrichtungen können einen kontinuierlichen Prozess durchlaufen.
Bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden einzelne oder vielfache Beschichtungsmaterialien auf medizinische Vorrichtungen aufgebracht durch schwebendes Halten der medizinischen Vorrichtung und dann Beschichten mindestens eines Abschnitts der medizinischen Vorrichtung. Die Einrichtungen zum Schwebendhalten der medizinischen Vorrichtung beinhalten mechanische Aufbauten.
Die medizinischen Vorrichtungen, welche in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung benutzt werden, beinhalten jede Vorrichtung oder jedes Implantat, welches für hier beschriebene Beschichtungsprozesse verfügbar ist. Die zu beschichtende oder Oberflächen zu modifizierende medizinische Vorrichtung oder der Teil der medizinischen Vorrichtung kann aus Metall, Polymeren, Keramiken, Zusam mensetzungen oder Kombinationen davon bestehen und z.B. mit einem oder mehreren dieser Materialien beschichtet werden. Während die vorliegende Erfindung hier mit speziellem Bezug zu einem vaskulären Stent beschrieben wird, schließen andere medizinische Vorrichtungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung alle Vorrichtungen ein, welche mindestens teilweise benutzt werden, um den Körper eines Patienten zu durchdringen. Beispiele beinhalten implantierbare Vorrichtungen wie Katheter, Nadelinjektionskatheter, Blutgerinnselfilter, Gefäßtransplantate, Stenttransplantate, Gallenstents, Darmstents, Bronchien/Lungenstents, Speiseröhrenstents, Harnröhrenstents, Aneurysmafüllspulen oder andere gewundene Spulenvorrichtungen, transmyokardiale Revaskularisationsvorrichtungen ("TMR"), perkutane myokardiale Revaskularisationsvorrichtungen ("PMR") usw., wie im Stand der Technik bekannt, sowie Vorrichtungen wie hypodermische Nadeln, Weichgewebeklipps, Haltevorrichtungen und andere Arten von medizinisch nützlichen Nadeln und Verschlüssen. Jede exponierte Oberfläche dieser medizinischen Vorrichtungen kann mit den Verfahren und Einrichtungen der vorliegenden Erfindung beschichtet werden einschließlich z.B. die innenseitig exponierte Oberfläche und die außenseitig exponierte Oberfläche einer rohrförmigen medizinischen Vorrichtung, welche an beiden Enden offen ist.
Die Beschichtungsmaterialien, welche in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung benutzt werden, sind jegliche gewünschte geeignete Substanzen. Die Beschichtungsmaterialien umfassen therapeutische Agenzien, welche auf die medizinischen Vorrichtungen allein oder in Kombination mit Lösungsmitteln, in welchen die therapeutischen Agenzien mindestens teilweise löslich oder dispergierbar oder emulgiert sind, aufgetragen werden und/oder in Kombination mit polymeren Materialien wie Lösungen, Dispersionen, Suspensionen, Gittern usw. Die Begriffe "therapeutisch", "therapeutische Agenzien" und "Arzneimittel" werden hier austauschbar verwendet und beinhalten pharmazeutisch aktive Verbindungen, Nukleinsäuren mit oder ohne Trägervektoren wie Lipide, Kompaktierungsmittel (wie Histone), Viren, Polymere, Proteine und dergleichen, mit oder ohne Target-Sequenzen. Die Beschichtung der medizinischen Vorrichtungen kann eine kon trollierte Freisetzung bereitstellen, was eine langfristige oder nachhaltige Freisetzung eines bioaktiven Materials einschließt.
Spezifische Beispiele von therapeutischen oder bioaktiven Mitteln, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden, schließen z.B. pharmazeutisch aktive Verbindungen, Proteine, Oligonukleotide, Ribozyme, Antisense-Gene, DNA-Kompaktierungsmittel, Gen/Vektor-Systeme (d.h. alles was die Aufnahme und Expression von Nukleinsäuren ermöglicht), Nukleinsäuren (einschließlich beispielsweise rekombinante Nukleinsäuren; nackte DNA, cDNA, RNA; genomische DNA, cDNA oder RNA in einem nichtinfiziösen Vektor oder in einem viralen Vektor, der an Peptid-Targeting-Sequenzen gebunden sein kann; Antisense-Nukleinsäure (RNA oder DNA); und DNA-Chimären, welche Gensequenzen einschließen und für Fährenproteine codieren, wie Membrantranslokierende Sequenzen ("MTS") und Herpex Simplex Virus-1 ("VP22")), und virale Substanzen, Liposome und kationische Polymere, die aus einer Anzahl von Typen in Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung ausgewählt sind, ein. Zum Beispiel schließen biologisch aktive gelöste Stoffe anti-thrombogene Mittel, wie Heparin, Heparin-Derivate, Urokinase und PPACK (Dextrophenylalanin-Prolinarginin-Chlormethylketon); Prostaglandinen, Prostacycline/Prostacyclin-Analoga; Antioxidantien, wie Probucol und Retinoesäure; angiogene und antiangiogene Mittel; Mittel, die die Proliferation glatter Muskelzellen blockieren, wie Rapamycin, Angiopeptin und monoklonale Antikörper, die in der Lage sind, die Proliferation glatter Muskelzellen zu blockieren; entzündungshemmende Mittel, wie Dexamethason, Prednisolon, Corticosteron, Budesonid, Östrogen, Sulfasalazin, Acetylsalicylsäure, und Mesalamin, Lipoxygenaseinhibitoren; Mittel, die den Kalziumeintritt verhindern, wie Verapamil, Diltiazem und Nifedipin; antineoplastische/anti-proliferative/anti-mitotische Mittel, wie Paclitaxel, 5-Fluoruracil, Methotrexat, Doxorubicin, Daunorubicin, Cyclosporin, Cis-Platin, Vinblastin, Vincristin, Colchicin, Epothilone, Endostatin, Angiostatin, Squalamin und Thymidinkinase-Inhibitoren; L-Arginin; antimikrob wirkende Mittel, wie Triclosan, Cephalosporine, Aminoglycoside und Nitorfurantoin; anästhetisch wir kende Mittel, wie Lidocain, Bupivacain und Ropivacain; Stickstoffoxid (NO)-Donoren, wie Lisidomin, Molsidomin, NO-Proteinaddukte, NO-Polysaccharidaddukte, polymere oder oligomere NO-Addukte oder chemische Komplexe; die Blutgerinnung verhindernde Mittel, wie D-Phe-Pro-Arg-Chlormethylketon, eine RGD-Peptid-enthaltende Verbindung, Heparin, Antithrombin-Verbindungen, Antagonisten des Plättchenrezeptors, Anti-Thrombin-Antikörper, Anti-Plättchenrezeptor-Antikörper, Enoxaparin, Hirudin, Warafin-Natrium, Dicumarol, Aspirin, Prostaglandin-Inhibitoren, Plättcheninhibitoren und Zecken-Antiplättchen-Faktoren; Interleukine, Interferone, und Fänger freier Radikale; Promotoren des vaskulären Zellwachstums, wie Wachstumsfaktoren, Antagonisten der Wachstumsfaktorrezeptoren, Transkriptionsaktivatoren und Translationspromotoren; Inhibitoren des vaskulären Zellwachstums, wie Inhibitoren des Wachstumsfaktors (z.B. PDGF-Inhibitor – Trapidil), Antagonisten des Wachstumsfaktorrezeptors, Transkriptionsrepressoren, Translationsrepressoren, Replikationsinhibitoren, inhibierend wirkende Antikörper, Antikörper, die gegen Wachstumsfaktoren gerichtet sind, bifunktionale Moleküle, die aus einem Wachstumsfaktor und einem Cytotoxin bestehen, bifunktionale Moleküle, die aus einem Antikörper und einem Cytotoxin bestehen, Tyrosinkinase-Inhibitoren, Chymase-Inhibitoren, z.B. Tranilast, ACE-Inhibitoren, z.B. Enalapril, MMP-Inhibitoren (z.B. Ilomastat, Metastat), GP-IIb/IIIa-Inhibitoren (z.B. Intergrilin, Abciximab), Serotonin-Antagonisten, und 5-HT-Aufnahmeinhibitoren; Cholesterin senkende Mittel; vasodilatierende Mittel; Mittel, die die endogenen vaskoaktiven Mechanismen stören; Überlebensgene, die gegen Zelttod schützen, wie anti-apoptotische Faktoren der Bcl-2-Familie und Akt-Kinase; und Kombinationen davon; und Beta-Blocker. Diese und andere Verbindungen können zu einer Beschichtungslösung zugegeben werden, einschließlich einer Beschichtungslösung, die ein Polymer einschließt, und zwar unter Verwendung ähnlicher Verfahren und routinemäßig überprüft, wie dies in der Beschreibung dargestellt ist.
In der Ausführung der Erfindung nützliche Polynucleotid-Sequenzen schließen DNA- oder RNA-Sequenzen ein, die eine therapeutische Wirkung nach der Auf nahme durch eine Zelle aufweisen. Beispiele von therapeutischen Polynucleotiden schließen Antisense-DNA und -RNA für eine antisense-RNA codierende DNA oder für tRNA oder rRNA codierende DNA ein, deren Aufgabe es ist, defekte oder defiziente endogene Moleküle zu ersetzen. Die Polynucleotide der Erfindung können auch die therapeutischen Proteine oder Polypeptide codieren. Unter einem Polypeptid wird jedes Translationsprodukt eines Polynucleotids unabhängig von seiner Größe und dem Vorliegen einer Glykosilierung verstanden. Therapeutische Proteine und Polypeptide schließen als ein primäres Beispiel diejenigen Proteine oder Polypeptide ein, die für defekte oder defiziente Spezies in einem Tier kompensieren können, oder diejenigen, die durch toxische Wirkungen zur Begrenzung oder Entfernung von schädigenden Zellen aus dem Körper wirken. Zusätzlich schließen die Polypeptide oder Proteine, die in die Polymerbeschichtung eingearbeitet werden können, oder deren DNA eingearbeitet werden kann, ohne Beschränkung angiogene Faktoren und andere Moleküle, die in der Lage sind, Angiogenese zu induzieren, ein, einschließlich saure und basische Wachstumsfaktoren für Fibroblasten, der vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktor, hif-1, epidermaler Wachstumsfaktor, transformierender Wachstumsfaktor und Plättchen-abgeleiteter endothelialer Wachstumsfaktor, Plättchen-abgeleiteter Wachstumsfaktor, Tumornekrosefaktor, Hepatocytwachstumsfaktor und insulinähnlicher Wachstumsfaktor; Wachstumsfaktoren; Inhibitoren des Zellzyklus, einschließlich CDK-Inhibitoren; Anti-Restenosemittel, einschließlich p15, p16, p18, p19, p21, p27, p53, p57, Rb, nFkB und E2F-Decoys, Thymidinkinase ("TK") und Kombinationen davon und andere Mittel, die zur Störung der Zellproliferation geeignet sind, einschließlich Mittel zur Behandlung von bösartigen Krebsgeschwüren; und Kombinationen davon. Noch weitere nützliche Faktoren, die als Polypeptide oder als DNA, die für diese Polypeptide codiert, bereitgestellt werden können, schließen monozytes, durch chemische Stoffe angelocktes Protein ("MCP-1 ") und die Familie der knochenmorphogenen Proteine ("BMPs") ein. Die bekannten Proteine schließen BMP-2, BMP-3, BMP-4, BMP-5, BMP-6(Vgr-1), BMP-7(OP-1), BMP-8, BMP-9, BMP-10, BMP-11, BMP-12, BMP-13, BMP-14, BMP-15 und BMP-16 ein. Gegenwärtig bevorzugte BMPs sind jedwede von BMP-2, BMP-3, BMP-4, BMP-6, BMP-6 und BMP-7. Diese dimeren Proteine können als Homodimere, Heterodimere oder Kombinationen davon, allein oder in Kombination mit anderen Molekülen, bereitgestellt sein. Alternativ oder zusätzlich können Moleküle bereitgestellt sein, die in der Lage sind, einen stromaufwärts oder stromabwärts gelegenen Effekt eines BMP zu induzieren. Solche Moleküle schließen jedwede der "Hedgehog"-Proteine oder der sie codierenden DNA ein.
Beschichtungsmaterialien schließen z.B. polymere Materialien, Zucker, Wachse und Fette, in Kombination mit therapeutischen Mitteln, und Monomere, die quervernetzt oder polymerisiert sind, ein. Solche Beschichtungsmaterialien werden z.B. in Form von Pulvern, Lösungen, Dispersionen, Suspensionen und/oder Emulsionen eines oder mehrerer Polymere, wahlweise in wässrigen und/oder organischen Lösungsmitteln und Kombinationen davon oder wahlweise als flüssige Schmelzen, die kein Lösungsmittel enthalten, eingesetzt. Falls sie mit therapeutischen Mitteln verwendet werden, werden die polymeren Materialien wahlweise gleichzeitig mit oder in Abfolge zu (entweder davor oder danach) den therapeutischen Mitteln aufgetragen. Solche polymeren Materialien werden beispielsweise als Grundierschichten zur Steigerung der anschließenden Beschichtungsanwendungen (z.B. Aufbringung von Alkanthiolen oder Sulfhydryl-Gruppen enthaltenden Beschichtungslösungen auf Gold-plattierte Vorrichtungen zur Steigerung der Haftung der nachfolgenden Schichten), Schichten zur Regulierung der Freisetzung der therapeutischen Mittel (z.B. Barrierediffusionspolymere zur Nachhaltigmachung der Freisetzung der therapeutischen Mittel, wie hydrophobe Polymere; thermal-rezeptive Polymere; pH-rezeptive Polymere; wie Celluloseacetatphthalat oder auf Acrylatbasis basierende Polymere, Hydroxypropylmethylcellulosephthalat und Polyvinylacetatphthalat), Schutzschichten für die darunter liegenden Arzneimittelschichten (z.B. undurchlässige versiegelnde Polymere wie Ethylcellulose), biologisch abbaubare Schichten, biokompatible Schichten (z.B. Schichten, umfassend Albumin oder Heparin als blutkompatible Biopolymere, mit oder ohne andere hydrophile biokompatible Materialien synthetischen oder natür lichen Ursprungs, wie Dextrane, Cyclodextrine, Polyethylenoxid und Polyvinylpyrrolidon), Schichten zur Vereinfachung der Einbringung der Vorrichtung (z.B. hydrophile Polymere, wie Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohol, Polyalkylenglykol (d.h. z.B. Polyethylenglykol), oder Polymer/Copolymer-Zusammensetzungen auf Acrylatbasis zur Bereitstellung von gleitfähigen hydrophilen Oberflächen), Arzneimittelmatrixschichten (d.h. Schichten, die an der medizinischen Vorrichtung anhaften und in oder auf die ein therapeutisches Mittel eingearbeitet bzw. aufgebracht ist, zur anschließenden Freisetzung in den Körper) und Epoxidverbindungen verwendet.
Wenn sie als eine Arzneimittelmatrixschicht für die lokalisierte Arzneimittelfreisetzung verwendet werden, umfassen die Polymerbeschichtungen der vorliegenden Erfindung jedwedes Material, dass in der Lage ist, das freizusetzende therapeutische Mittel zu absorbieren, adsorbieren, einzufangen oder anderweitig zurückzuhalten. Das Material ist z.B. hydrophil, hydrophob und/oder biologisch abbaubar und es wird vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Polykarbonsäuren, Cellulosepolymere, Gelatine, Polyvinylpyrrolidon, Maleinsäureanhydridpolymere, Polyamide, Polyvinylalkohole, Polyethylenoxide, Polyessigsäure-Glykolsäure-Copolymere, Glycosaminoglycane, Polysaccharide, Polyester, Polyurethane, Silicone, Polyharnstoff, Polyacrylate, Polyacrylsäure und – Copolymere, Polyorthoester, Polyanhydride, Polycarbonate, Polyethylen, Polypropylene, Polymilchsäuren, Polystyrol, natürliche und synthetische Kautschuke und Elastomere, wie Polyisobutylen, Polyisopren, Polybutadien, einschließlich elastomerische Copolymere, wie Kraton^®, Copolymere von Styrol-Isobutylen-Styrol (SIBS), Styrol-Butadien-Copolymere; Polyglykolsäuren, Polycaprolactone, Polyhydroxybutyrat-Valerate, Polyacrylamide, Polyether, Polysaccharide wie Cellulose, Stärke, Dextran und Alginate; Polypeptide und Proteine, einschließlich Gelatine, Collagen, Albumin, Fibrin; Copolymere von Vinylmonomeren, wie Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylether, Polyvinyl-aromatische Verbindungen; andere Materialien wie Cyclodextrine, Hyaluronsäure und Phosphorylcholine; und Mischungen und Copolymere davon, besteht. Beschichtungen von Polymerdis persionen wie Polyurethandispersionen (BAYHDROL, usw.) und acrylische Latexdispersionen liegen auch im Umfang der vorliegenden Erfindung. Bevorzugte Polymere schließen Polyurethane; Polyacrylsäuren, wie sie in US-Patent Nr. 5 091 205 beschrieben sind; und wässrige Beschichtungszusammensetzungen, umfassend eine wässrige Dispersion oder Emulsion eines Polymeren mit organischen Säuregruppen und einem polyfunktionellen Quervernetzungsmittel mit funktionellen Gruppen, die in der Lage sind, mit den organischen Säuregruppen zu reagieren, wie sie in dem US-Patent Nr. 5 702 754 beschrieben sind, ein.
Die Freisetzungsgeschwindigkeit der Arzneistoffe aus den Arzneistoffmatrixschichten wird größtenteils beispielsweise durch Variationen der Polymerstruktur und Formulierung, durch die Diffusion oder die Zersetzungsgeschwindigkeit oder Auflösung des Polymerkoeffizienten der Matrix, durch die Lösungsmittelzusammensetzung, das Verhältnis von Arzneistoff zu Polymer, den möglichen chemischen Reaktionen und Wechselwirkungen zwischen dem Arzneimittel und dem Polymer, der Dicke der Arzneimitteladhäsionsschichten und die Anwesenheit von Barriereschichten, und durch die Verarbeitungsparameter, z.B. durch Trocknen etc., reguliert. Die Beschichtung(en), die durch die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung aufgetragen wird (werden), ermöglichen eine kontrollierte Freisetzungsgeschwindigkeit einer Beschichtungssubstanz, wobei die kontrollierte Freisetzungsgeschwindigkeit sowohl eine langfristige Freisetzung als auch eine abrupte Freisetzung, bei der das Arzneimittel vollständig zu einem vorher bestimmten Zeitpunkt freigesetzt wird, einschließt.
Zusätzlich kann eine Beschichtungssubstanz Suspensionsteilchen, z.B. ein Pulver, einschließen. Die Suspensionsteilchen werden nicht zum Suspendieren der medizinischen Vorrichtungen verwendet, sondern vielmehr auf die medizinischen Vorrichtungen aufgeschichtet. Zum Beispiel können die Suspensionsteilchen auf die Oberfläche der medizinischen Vorrichtung durch eine Beschichtungslösung oder durch Aufschmelzen einer Beschichtung auf die Vorrichtung eingebrannt werden.
Die Beschichtungen der vorliegenden Erfindung werden dergestalt aufgebracht, dass sie zu einer geeigneten Dicke führen, wobei diese von dem Beschichtungsmaterial und dem Zweck, zu dem die Beschichtung(en) aufgebracht wird (werden), abhängt. Beispielsweise werden Beschichtungen, die für eine lokalisierte Arzneimittelfreisetzung aufgebracht werden, typischerweise in einer Dicke von etwa 1 bis 30 Mikrometer, vorzugsweise etwa 2 bis 20 Mikrometer, aufgebracht. Sehr dünne Beschichtungen, z.B. etwa 100Å, und sehr viel dickere Beschichtungen, z.B. mehr als 30 Mikrometer, sind auch möglich. Es liegt auch im Umfang der vorliegenden Erfindung, mehrere Schichten des gleichen oder verschiedener Beschichtungsmaterialien aufzubringen, die gleiche oder verschiedene Funktionen (z.B. die Bereitstellung von Biokompatibilität, die Regulierung der Arzneimittelfreisetzung, etc.) erfüllen können.
Ionisationsabscheidungsverfahren können verwendet werden, um Beschichtungen auf medizinische Vorrichtungen aufzubringen. Ionisationsabscheidungsverfahren, wie Innenstrahl-unterstützte Abscheidung (IBAD), Innenstrahl (IB) und Ionenstrahl-Implantation (IBI). Beispiele von Materialien, die abgeschieden/implantiert werden können, schließen Stickstoff, Gold, Silber, Wolfram, Titan, Aluminium, Silizium, Eisen, Nickel, Selen, Tantal, diamantenähnlicher Kohlenstoff (DLC), keramische Stoffe, radioaktive Materialien, wie Palladium-103, ⁶⁰Co, ¹⁹²Ir, ³²P, ¹¹¹In ⁹⁰Y und ⁹⁹Tc ein.
Eine Plasmabehandlung, Pfropfen oder Abscheidungsverfahren können verwendet werden, um die Oberfläche der medizinischen Vorrichtung oder einen Teil der medizinischen Vorrichtung mit den folgenden Materialien zu beschichten oder zu modifizieren: Monomere oder Oligomere, zyklische und acrylische Siloxane, Silane, Silylimidazole, Monomere auf Fluorbasis (Fluorkohlenwasserstoffe), aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, acrylische Monomere, N-Vinylpyrrolidon, Vinylacetat, Ethylenoxid, ein oder mehrere Monomere, allein verwendet oder in Kombination, um Mischungen zu bilden, quervernetzte Polymere, Copolymere und interpenetrierende Netzwerk-Polymere. Die Plasmabe handlung kann auch verwendet werden, um die Quervernetzung zu steigern und/oder Oberflächeneigenschaften, wie Haftung, Gleitfähigkeit oder Leitfähigkeit zu verbessern.
Unter Fortsetzung der Abhandlung der alternativen Beschichtungstechniken, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, liegen auch Verfahren der chemischen Dampfabscheidung innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung. Polymere, wie Polyamid, Polyimid, Parylen und Parylen-Derivate, Polyalkylenoxid, Polyalkylenglykol, Polypropylenoxid, Polymere auf Siliconbasis, Polymere von Methan, Tetrafluorethylen oder Tetramethyldisiloxan oder Polymere von fotopolymerisierbaren Monomeren oder Kombinationen davon.
Abscheidung kann in der vorliegenden Erfindung benutzt werden sowie Polymerisation oder Behandlung eines Teils der medizinischen Vorrichtungsoberfläche oder der gesamten Vorrichtungsoberfläche unter Verwendung von Mikrowellen, ultraviolettem Licht (UV), sichtbarem Licht, Elektronenstrahlen oder thermischer Verdampfungstechniken.
In jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung resultieren die Einrichtungen und Verfahren der vorliegenden Erfindung im vollständigen oder teilweisen Beschichten der zu beschichtenden medizinischen Vorrichtung. Teilbeschichtung wird z.B. erreicht unter Verwendung bekannter Masken- oder anderer Techniken, welche das Beschichten von vorbestimmten Streben oder Stentsegmenten ergeben.
Die verschiedenen Beschichtungstechniken können benutzt werden in Verbindung miteinander und schließen sich daher nicht gegenseitig aus.
Zusätzlich zu den vorher beschriebenen Beschichtungsschichten und ihren Zwecken kann bei der vorliegenden Erfindung die Beschichtungsschicht oder die Schichten für irgendeinen der nachfolgenden zusätzlichen Zwecke oder Kombinationen der nachfolgenden Zwecke verwendet werden:
Änderung der Oberflächeneigenschaften wie Gleitfähigkeit, Kontaktwinkel, Härte oder Sperreigenschaften.
Verbesserung der Korrosions-, Feuchtigkeits- und/oder Nässewiderstandsfähigkeit.
Verbesserung der Ermüdung, mechanischen Schock, Schwingung und thermisches Cycling.
Veränderung/Steuerung der Zusammensetzung an der Oberfläche und/oder Herstellung zusammensetzungsmäßig abgestufter Beschichtungen.
Aufbringung gesteuerter kristalliner Beschichtungen.
Aufbringung konformer lochfreier Beschichtungen.
Minimierung von Verunreinigung.
Veränderung der Strahlenundurchlässigkeit.
Auswirkung von Biointeraktionen wie Gewebe/Blut/Fluid/Zell-Kompatibilität, Anti-Organismen-Interaktionen (pilzliche, mikrobiologische, parasitische Mikroorganismen), Immunantwort (Maskieren).
Die Steuerung der Freigabe von einverleibten therapeutischen Agenzien (Agenzien im Grundmaterial, anschließenden Schichten oder Agenzien, aufgebracht unter Verwendung der obigen Techniken oder deren Kombinationen).
Oder Kombinationen des Obigen unter Verwendung einzelner oder mehrfacher Schichten.
Zusätzlich zu den Vorteilen der Einrichtung und Verfahren der vorliegenden Erfindung, die im Vorhergehenden in dieser Beschreibung erörtert worden sind, und in weiterer Verstärkung einiger der vorher erörterten Vorteile, kann die vorliegende Erfindung folgende Vorteile schaffen.
Das Beschichten in einem Luftstrom erlaubt die gleichzeitige Beschichtung von vielen medizinischen Vorrichtungen oder Teilen von medizinischen Vorrichtungen in einem Chargenprozess, wodurch Veränderlichkeit eliminiert wird, die entstehen könnte, wenn jeder Gegenstand individuell beschichtet und gehandhabt wird.
Teil-zu-Teil-Veränderlichkeit wird minimiert, da alle Gegenstände unter identischen Bedingungen zur gleichen Zeit beschichtet werden.
Einheitlichkeit der beschichteten Schicht, Schichten oder Oberflächenmodifikation wird erreicht über die gesamte interessierende Oberfläche unter Verwendung sorgfältiger Steuerung und Optimierung der Beschichtungsparameter.
In Situationen, in denen die Vorrichtung, der Teil der Vorrichtung und/oder alle nachfolgend beschichteten Schichten ein oder mehrere therapeutische Agenzien enthalten, ergeben die Verfahren eine einheitliche wohl definierte, die Geschwindigkeit regulierende Membrane oder eine einheitlich beschichtete Schicht, welche die therapeutischen Agenzien enthält. Dies ergibt eine einheitliche gesteuerte Arzneimittelfreigabe für Vorrichtungen, Teile von Vorrichtungen und/oder Beschichtungen, welche aktive Komponenten enthalten.
Arzneimittelverträglichkeit und Rückverfolgbarkeit (ein kritischer Punkt in beendeten pharmazeutischen Herstellungsverfahren) wird maximiert unter Verwen dung dieser Art von abgeschlossenen Herstellungsverfahren in Situationen, in welchen die Vorrichtung, ein Teil der Vorrichtung und/oder alle nachfolgend beschichteten Schichten ein oder mehrere therapeutische Agenzien enthalten.
Es bilden sich keine Defekte auf der Oberfläche als Ergebnis des Haltens der Vorrichtung während des Beschichtens, da die Beschichtung auf die Vorrichtung aufgebracht wird, während die Vorrichtung im Luftstrom schwebt.
Die Aussetzung der Arbeiter gegenüber schädlichen Chemikalien oder Komponenten wird minimiert, da das Verfahren unter abgedichteten Bedingungen fortschreitet.
Eine Beschichtungseinrichtung kann verwendet werden, um mehr als eine Art von Beschichtung und/oder Oberflächenmodifikation aufzubringen, wenn die Ausrüstung ausgebildet ist, um Kombinationen von verschiedenen Beschichtungstechniken zu handhaben, wie Luftzerstäubung, Ionisationsabscheidung, Plasma, chemische Dampfabscheidung, UV, Mikrowellen, sichtbares Licht und Elektronenstrahl.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Schutzvorrichtung 40, bekannt aus der US 2001/0022988 A1 , welche benutzt werden kann, um mindestens eine medizinische Vorrichtung gegenüber Abrieb, Kratzern etc., vor, während und/oder nach einem Beschichtungsverfahren zu schützen.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen beispielhaften Ausführungsform einer Schutzvorrichtung 40, bekannt aus der US 2001/0022988 A1 .
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 kann eine medizinische Vorrichtung 410 nicht berührbar von einem offenen Käfigaufbau 420 umgeben sein. In einer Ausführungsform wie in 1 gezeigt kann der Aufbau des Käfigs 420 einer Vielzahl von massiven und/oder hohlen kreisförmigen und/oder elliptischen Ringen ähneln, welche um einen gemeinsamen Zentralpunkt verteilt sind und an ihren Schnittpunkten miteinander verbunden sind. Der Käfig 420 kann daher beschrieben werden als ein Käfig mit einer Ringwand, welche einen offenen Aufbau definiert.
Bei einer anderen Ausführungsform wie der in 2 gezeigten kann der Aufbau des Käfigs 420 einer schraubenförmigen Feder mit einer Längsachse und einem Durchmesser ähneln, der sich in der Nähe der longitudinalen Mitte der Schraube aufweiten und in der Nähe ihrer longitudinalen Enden verringern kann. Der Käfig 420 kann daher beschrieben werden als Käfig mit einer schraubenförmigen Wand, welche einen offenen Aufbau definiert.
Eine oder mehrere Befestigungen 430 können den Käfig 420 an einem oder mehreren Käfigkontaktpunkten 422 berühren (z.B. integral mit, befestigt am, getragen auf usw.), und können die medizinische Vorrichtung 410 an Vorrichtungsberührungspunkten 412 kontaktieren. Die Befestigungen 430 können verschiedene Formen annehmen einschließlich Fäden, Litzen, Drähten, Bändern, Armen und dergleichen. Wie z.B. in 1 gezeigt, können die Befestigungen 430 Drähte sein, welche an der medizinischen Vorrichtung 410 und dem Käfig 420 festgezogen sind. Bei einem anderen in 2 gezeigten Beispiel können Befestigungen 430 Gummibänder sein, welche von der medizinischen Vorrichtung 410 und dem Käfig 420 getragen werden.
Der Käfig 420 und/oder die Befestigung 430 können aufgebaut sein aus lösungsmittelresistentem Material wie einem Metall und/oder einem inerten Polymer. Der Käfig 420 und/oder die Befestigungen 430 können z.B. aufgebaut sein aus nicht rostendem Stahl, Niconel und/oder Teflon. Als anderes Beispiel können der Käfig 420 und/oder die Befestigungen 430 aus irgendeinem geeigneten Grundmaterial aufgebaut sein und mit einem lösungsmittelresistenten und/oder lösungsmittelinerten Material beschichtet sein.
Bei Verwendung kann die medizinische Vorrichtung 410 in den Käfig 420 eingeführt werden ohne den Käfig 420 direkt zu berühren. Wie oben beschrieben, können eine oder mehrere Befestigungen 430 den Käfig 420 berühren. Es gibt zahlreiche denkbare Arten, in welchen Befestigungen 430 den Käfig 420 berühren können. Wie z.B. in 1 gezeigt, kann jede der Befestigungen 430 am Käfig 420 befestigt sein (geschlauft, festgezogen, mit Klammern geheftet, geschweißt und/oder gelötet usw.) an irgendeinem von mehreren Käfigberührungspunkten 422.
Zusätzlich können ein oder mehrere Befestigungen 430 die medizinische Vorrichtung 410 berühren. Es gibt zahlreiche vorstellbare Arten, in welchen die Befestigung 430 die medizinische Vorrichtung 410 berühren können. Wie z.B. in 1 gezeigt, kann jede der Befestigungen 430 an der medizinischen Vorrichtung 410 befestigt (geschlauft, festgezogen etc.) sein an jedem von verschiedenen Vorrichtungsberührungspunkten 412.
Als weiteres Beispiel, gezeigt in 2, kann jede der Befestigungen 430 gegen den Käfig 420 gestützt sein an jedem von mehreren Käfigberührungspunkten 422 und kann gegen die medizinische Vorrichtung 410 an jedem von mehreren Vorrichtungsberührungspunkten 412 gestützt sein. In jedem Falle kann der Käfig 420 mit Befestigungen 430 kombiniert werden, um die Bewegung der medizinischen Vorrichtung 410 innerhalb des Käfigs 420 zu begrenzen, wodurch die medizinische Vorrichtung 410 geschützt, gesichert und/oder stabilisiert wird.
Wenn die medizinische Vorrichtung 410 innerhalb des Käfigs 420 gesichert ist, kann die Kombination in einem Luftstrom schwebend gehalten werden, welcher im Wesentlichen frei von schwebenden Teilchen ist. Ein erstes Beschichtungsmaterial kann in den Luftstrom eingeführt werden, derart, dass mindestens ein Teil einer ersten Oberfläche der schwebend gehaltenen medizinischen Vorrichtung beschichtet wird. Vor, während und/oder nach dem Beschichtungsvorgang kön nen die Kombination des Käfigs 420 und der Befestigungen 430 die medizinische Vorrichtung 410 von einer Berührung mit anderen medizinischen Vorrichtungen 410, der Beschichtungskammer (nicht gezeigt) und/oder anderen Aufbauten schützen, welche die medizinische Vorrichtung 410 zerkratzen und/oder beschädigen können. Wenn der Beschichtungsvorgang beendet ist, einschließlich jedes erforderlichen Trocknens, Aushärtens etc., kann die medizinische Vorrichtung 410 aus dem Käfig 420 entfernt werden und zur Bestandsaufnahme und/oder zum Versand zu einem medizinischen Serviceanbieter verpackt werden.
Aufgrund des offenen Aufbaus kann der Käfig 420 relativ leichtgewichtig sein, die Kombination der medizinischen Vorrichtung 410, des Käfigs 420 und der Befestigungen 430 kann in ähnlicher Weise relativ leichtgewichtig sein. Solch eine Kombination der medizinischen Vorrichtung 410, des Käfigs 420 und der Befestigungen 430 kann angehoben, schwebend gehalten und/oder aufgehängt werden durch den Luftstrom, welcher in der Beschichtungskammer vorhanden ist, in ähnlicher Weise, wie im Vorhergehenden für die medizinische Vorrichtung allein beschrieben. Die Verwendung dieser Kombination kann daher das Beschichten der medizinischen Vorrichtung ermöglichen, während die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Vorrichtung und/oder ihrer Beschichtung von einer körperlichen Berührung mit anderen medizinischen Vorrichtungen, der Beschichtungskammer, der Verteilungsplatte und/oder Düsen usw. wirksam eliminiert wird.
3 bis 5 zeigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In diesem Figuren sind verschiedene Beschichtungsvorrichtungen, welche Schwingungen benutzen, um medizinische Vorrichtungen während ihrer Beschichtung zu bewegen, illustriert. Ein all diesen Vorrichtungen gemeinsames Element ist ein Schwingungsaufbau, über welchem die medizinischen Vorrichtungen beschichtet werden können.
3 zeigt eine Beschichtungsvorrichtung 600, welche gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann. Die Beschichtungsvorrichtung 600 kann verwendet werden, um medizinische Vorrichtungen 670 zu beschichten, welche innerhalb einer Beschichtungskammer 610 angeordnet sein können. Sichtbar in 3 sind ein Auslassfilter 680, ein Auslass 620, Sprühdüsen 630, medizinische Vorrichtungen 670, ein Förderband 660, eine Eingangsöffnung 640 und eine Ausgangsöffnung 650.
In 3 ist das Förderband 660 (welches der Schwingungsaufbau in dieser Ausführungsform ist) positioniert innerhalb einer Beschichtungskammer 610 gezeigt. Dieses Band 660 kann medizinische Vorrichtungen 670, welche darauf angeordnet sind, vom Eingang 640 zum Ausgang 650 bewegen. Wie man in 3 sieht, sind die medizinischen Vorrichtungen 670 in der Beschichtungskammer 610 sowohl auf wie über dem Förderband 660 angeordnet. Diese medizinischen Vorrichtungen 670 hüpfen über dem Förderband 660 als Ergebnis der Schwingung des Förderbandes 660. Wenn daher bei Benutzung das Förderband 660 die medizinischen Vorrichtungen 670 in Richtung des Pfeils 685 bewegt, kann es durch seine Schwingung auch veranlassen, dass die medizinischen Vorrichtungen in die Luft springen.
Wenn die medizinischen Vorrichtungen durch die Beschichtungskammer 610 bewegt und gestoßen werden, kann eine Beschichtung durch die Düsen 630 in die Beschichtungskammer 610 freigegeben werden. Wenn diese Beschichtung in Berührung mit den medizinischen Vorrichtungen kommt, aufgrund der Zufallsnatur ihrer Bewegung, kann die gesamte Oberfläche jeder der medizinischen Vorrichtungen 670 mit dem Beschichtungsmaterial beschichtet werden.
Während dieses Beschichtungsvorgangs kann überschüssige Beschichtung durch den Auslass 620 durch den Filter 680 in eine Recyclingkammer (welche nicht gezeigt ist) oder alternativ direkt in die Umgebungsluft entweichen. In jedem Falle kann externe Beschichtung zwischen den Beschichtungszyklen ausgestoßen oder während des Beschichtungsvorgangs kontinuierlich entfernt werden.
Eine zweite Beschichtung kann in die Beschichtungskammer 610 während des Beschichtungsvorgangs eingeführt werden. Diese zweite Beschichtung kann eingeführt werden nachdem die erste Beschichtung aus der Beschichtungskammer ausgestoßen worden ist, gleichzeitig mit der Einführung der ersten Beschichtung und kurz nach dem Aufbringen der ersten Beschichtung. Um das Aushärten oder das Trocknen der ersten oder der zweiten Beschichtung zu unterstützen, kann Wärme oder irgendein anderer Aushärtungskatalysator in die Beschichtungskammer 670 eingeführt werden. Der verwendete Aushärtungskatalysator kann bestimmt werden auf der Grundlage der benutzten Beschichtung, der beschichteten medizinischen Vorrichtung oder irgendeines anderen Faktors.
Bei dieser Ausführungsform zwingt die körperliche Berührung der medizinischen Vorrichtung 670 mit dem Schwingungsförderband 660 die medizinischen Vorrichtungen, in der Beschichtungskammer 610 während des Beschichtungsvorganges über dem Förderband 660 schwebend gehalten zu werden oder darüber zu hüpfen. Bei anderen Ausführungsformen kann diese Art der körperlichen Beeinträchtigung ersetzt werden oder ergänzt werden durch Druckwellenfronten, welche durch die Schwingung des Aufbaus erzeugt werden. Diese Wellenfronten, welche akustisch sein können, können mit einer vorbestimmten Frequenz oder einfach zufällig erzeugt werden.
Während acht Beschichtungsquellen oder Düsen 630 in 3 gezeigt sind, kann jede Anzahl von Beschichtungsdüsen 630 benutzt werden, um die medizinischen Vorrichtungen 670 zu beschichten. Während jede Düse 630 auf der gleichen seitlichen Höhe der Beschichtungskammer 670 gezeigt ist, können sie stattdessen auf verschiedenen Höhen angeordnet sein und auch verschiedene Abstände haben, abhängig von den individuellen Umständen. Sie können auch in anderen Positionen angeordnet sein, einschließlich der oberen und unteren Seite der Beschich tungskammer. Es ist jedoch vorzuziehen, dass, unabhängig von der Wahl der welche Abstände und Orte, die Düsen in einer Position angeordnet und ausgerichtet sind, welche das Beschichtungsmaterial zu den medizinischen Vorrichtungen leiten kann, die über und auf dem Schwingungsaufbau sind.
Wie im Vorhergehenden angemerkt, können diese Beschichtungsdüsen ein einzelnes Beschichtungsmaterial während des gesamten Beschichtungsvorgangs oder zahlreiche Beschichtungsmaterialien ausstoßen, wobei jedes ausgestoßen oder zugeführt wird zu unterschiedlichen Zeiten oder gleichzeitig, wie gefordert, während des Beschichtungsvorgangs. Wenn vielfache Beschichtungen aufgebracht werden, können sie zugeführt oder gesprüht werden, um zusammengesetzte Schichten, einzelne Schichten oder jede andere gewünschte Beschichtungskonfiguration zu bilden. Darüber hinaus können die Beschichtungsdüsen 630 jeweils gleichzeitig verschiedene Beschichtungsmaterialien sprühen, so dass jede medizinische Vorrichtung 670 mit einer verschiedenen Beschichtung in Abhängigkeit von ihrem Ort innerhalb der Beschichtungskammer 610 beschichtet wird, wenn die Beschichtungen zugeführt werden. Bei dieser Konfiguration kann der Abstand zwischen den Vorrichtungen erhöht werden, um das Risiko einer Übersprühung zu reduzieren und die Verteilung der Beschichtung auf jeder Vorrichtung zu steuern.
Wie im Vorhergehenden erörtert, kann jede Beschichtung, welche während des Vorgangs oder irgendeines anderen Vorgangs nicht haften geblieben ist, aus der Beschichtungskammer 610 durch den Auslass 620 ausgestoßen werden. Während der Ausgang in der Nähe der oberen Seite der Kammer 610 gezeigt ist, kann er an anderen Orten ebenso angeordnet werden, einschließlich unterhalb des Schwingungsförderbandes 660. Die Beschichtung, welche wiedergewonnen wird, kann gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt wieder benutzt werden. Während ein passiver Auslass bei dieser Ausführungsform benutzt wird, kann auch ein aktiver benutzt werden, welcher Druck (positiver oder negativer) benutzt, um die Beschichtung in den Auslass zu zwingen.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann sich das Förderband durch mehr als eine Kammer bewegen als sich nur durch eine einzige Beschichtungskammer zu bewegen. Jede dieser Kammern kann eine verschiedene Beschichtung oder eine verschiedene Beschichtungsumgebung (d.h. eine verschiedene Temperatur, Umgebungsdruck, usw.) enthalten. Anstatt nur ein einziges Förderband, wie in 3 gezeigt, zu haben, können zwei oder mehrere Bänder in alternativen Ausführungsformen benutzt werden.
4 zeigt eine andere alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 4 ist eine Beschichtungsvorrichtung 700 gezeigt, welche eine oder mehrere medizinische Vorrichtungen 780 beschichten kann. Bei dieser Ausführungsform sind die medizinischen Vorrichtungen 780 auf einem starren Schwingungsaufbau oder einer Platte 740 angeordnet, welche aus Stahl, Aluminium und zahlreichen anderen Metallen oder steifen Materialien gebildet sein kann. Die Schwingungsplatte 740 bei dieser Ausführungsform kann an einen Frequenzgenerator 760 angeschlossen sein, welcher seinerseits an eine Spannungsquelle 770 angeschlossen und von dieser betrieben ist.
In 4 sind auch die Beschichtungsquellen 730, ein Träger 745 und eine Düse 750 erkennbar. Während der Benutzung kann die Schwingungsplatte 740 durch den Frequenzgenerator in Schwingung versetzt werden, während komprimiertes Gas durch die Düse 750 ausgestoßen wird. Jede dieser Einrichtungen kann Kräfte erzeugen, welche ausreichen, um die medizinischen Vorrichtungen 780 weg von dem Schwingungsaufbau 740 zu bewegen. In Kombination können sie jedoch diese Vorrichtungen noch weiter bewegen und anheben als dies eine einzelne könnte. Der Frequenzgenerator 760 kann den Schwingungsaufbau 740 bei einer einzigen Frequenz oder vielfachen Frequenzen in Schwingung versetzen, sich über die Zeit verändernd, in Abhängigkeit von der Höhe, welche die medizinischen Vorrichtungen 780 benötigen, bewegt zu werden, wenn sie beschichtet werden.
Da die medizinischen Vorrichtungen 780 schwebend gehalten werden und entsprechend der obigen Ausführungsform, können die medizinischen Vorrichtungen mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet werden, welches in die Beschichtungskammer 710 durch die Beschichtungsdüsen 730 gesprüht wird. Eine einzelne oder mehrfache Beschichtungsschichten können mit einem einzelnen Beschichtungsmaterial oder mit verschiedenen Beschichtungsmaterialien, übereinander geschichtet, erzielt werden. Wenn mehrfache Beschichtungsschichten gewünscht werden, kann die Beschichtung in die Kammer in verschiedenen Intervallen eingespritzt werden, um ein Trocknen oder Aushärten zu ermöglichen. Während jedes dieser Intervalle kann das überschüssige Beschichtungsmaterial durch den Auslass 720 ausgestoßen werden. Der Ort der Beschichtungsdüsen 730 und der Auslass 720 sind wieder nicht als beschränkend dargestellt aufzufassen.
Wenn die Düse 750 benutzt wird, ist es vorzuziehen, dass der von ihr ausgestoßene Gasstrom im Wesentlichen frei von schwebenden Teilchen ist. Hierdurch kann eine mögliche Beschädigung der Beschichtung auf der medizinischen Vorrichtung minimiert werden.
5 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 5 kann die Beschichtungsvorrichtung 800 deutlich gesehen werden. Bei dieser Ausführungsform können die medizinischen Vorrichtungen 860 innerhalb eines Schwingungsbehälters 840 angeordnet werden, welcher sich entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn durch einen angebrachten Drehaufbau 350 drehen. Bei dieser Ausführungsform beruht die schwebende Haltung der medizinischen Vorrichtungen 860 auf den Schwingungen des Schwingungsbehälters 840 sowie auf der Drehbewegung des Schwingungsbehälters 840. Wenn die medizinischen Vorrichtungen 860 schwebend über dem Schwingungsbehälter 840 gehalten werden, können sie mit Beschichtungsmaterial, vorgesehen durch die Beschichtungsdüsen 830, beschichtet werden. Jedes nicht an den medizinischen Vorrichtungen 860 anhaftende Beschichtungsmaterial kann durch den Auslass 820 ausgestoßen werden. Wie im Vorhergehenden angemerkt, sind die Beschichtungsdüsen nicht einheitlich über der Beschichtungskammer beabstandet, sondern stattdessen satzweise zusammen in einer Position über dem Schwingungsaufbau 840 angeordnet.
Die medizinischen Vorrichtungen, welche durch eine dieser Ausführungsformen beschichtet werden können, schließen Stents, medizinische Ballons, Transplantate, Hohlvenenfilter oder Kombinationen davon, ein, sowie irgendeine andere Vorrichtung, welche von einer Beschichtung profitieren kann. Darüber hinaus können diese medizinischen Vorrichtungen einzeln sowie in Gruppen beschichtet werden. Sie können auch kontinuierlich oder durch einen Chargenprozess beschichtet werden.
Die aufgebrachten Beschichtungen können zahlreiche verfügbare Beschichtungen einschließen und können sowohl eine einzelne Schicht als auch mehrere Schichten aufweisen. Wenn mehrere Schichten aufgebracht werden, kann es vorzuziehen sein, die Schichten zwischen jeder Beschichtung zu trocknen. Zusätzlich zum Trocknen können die Beschichtungsschichten auch ausgehärtet werden. Wie hierin verwendet, bezieht sich Trocknen auf das Austreiben von Lösungsmittel aus dem Beschichtungsmaterial und Aushärten auf Vernetzen, Initiieren einer chemischen Reaktion bei Umgebungstemperatur oder mit Wärme, Konditionieren, Erhitzen oder Kombinationen davon, der Beschichtungsmaterialien.
Andere Variationen dieser Ausführungsformen sind auch denkbar. So kann das Band des Förderbandes aus jeder Anzahl verschiedener Materialien hergestellt werden einschließlich Gummi. Es kann entweder massiv oder perforiert wie ein Netz sein. In ähnlicher Weise kann der Drehbehälter jeden Aufbau haben, der die medizinischen Vorrichtungen hält, sowohl wenn sie in Schwingung versetzt oder rotiert werden. Ein modifizierter Pfannenbeschichter würde ausreichen. Darüber hinaus kann die Schwingungsplatte selbst aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, und kann auch massiv oder perforiert sein. In jedem Falle ist vorzuzie hen, dass der Schwingungsaufbau derart ausgebildet ist, dass die medizinischen Vorrichtungen nicht weg vom Aufbau oder durch den Aufbau schwingen.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen mechanischen Einrichtungen können andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein oder mehrere Gasstromaufbauten aufweisen. Die Gasstromaufbauten, welche helfen, die medizinischen Vorrichtungen schwebend zu halten, bewegen die medizinischen Vorrichtungen in und aus der Beschichtungskammer oder beides. Beispiele von Gasen, welche benutzt werden können, sind Luft, Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid und jedes andere inerte Gas. Darüber hinaus können bei einer anderen Ausführungsform die medizinischen Vorrichtungen durch Schutzvorrichtungen umgeben sein, um zu gewährleisten, dass eine medizinische Vorrichtung nicht mit einer anderen medizinischen Vorrichtung interferiert.
Außerdem kann die Beschichtungskammer selbst anstelle einer getrennten schwingenden Struktur innerhalb der Beschichtungskammer schwingen, um die medizinischen Vorrichtungen in die Luft zu heben.
Beispiele von verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben und bereitgestellt.
Beispiel 1
Wie aus US 2001/0022988 A1 bekannt ist, schließt die Erfindung die sequentielle Aufbringung von verschiedenen Schichten, die Komponenten enthalten, die inkompatibel sind oder kein gemeinsames Lösungsmittelsystem teilen, ein. Zum Beispiel kann eine anfängliche, auf die medizinische Vorrichtung aufgebrachte Beschichtungsschicht Paclitaxel und Corethanpolyurethan enthalten, die aus Lösungen, die Dimethylacetamid und Tetrahydrofuran enthalten, aufgeschichtet werden. Eine zweite Beschichtungsschicht kann eine Beschichtungsformulierung auf Wasserbasis umfassen, die Mittel enthält, die die Biokompatibilität der Ober fläche steigern, wie Heparin oder Albumin. Zum Beispiel wird Paclitaxel-PU als eine Lösung in Dimethylacetamid als eine erste Schicht aufgetragen, gefolgt von einer Aufbringung von Heparin und/oder Polyethylenglykol in einer wässrigen Lösung als eine zweite Schicht. In noch einem anderen Beispiel wird Benzalkoniumchlorid (ein kationisches Tensid) als eine erste Schicht aufgebracht, gefolgt von Heparin (ein anionischen biokompatibles Polysaccharid) als eine zweite Schicht, wodurch eine ionische Bindung gebildet wird.
Die Erfindung schließt die parallele Aufbringung von Arzneistoff (1)-Lösungsmittel (1) und Polymer (1)-Lösungsmittel (2) ein, wobei der Arzneistoff und das Polymer in verschiedenen Lösungsmitteln löslich sind oder inkompatibel oder in gemeinsamer Gegenwart instabil sind. Als ein Beispiel wird die Erfindung für die gleichzeitige Aufbringung einer wässrigen Lösung von Doxorubicin-Hydrochlorid und Siliconpolymer in Tetrahydrofuran aus zwei separaten Zuführungen verwendet, wobei das letztere verwendet wird, um eine Arzneistoffmatrix in situ zu bilden und die Freisetzungskinetiken zu regulieren. Als ein anderes Beispiel wird DNA-Lösung simultan mit kationischen Lipidsystemen aus zwei getrennten Zuführungen aufgebracht, um Probleme hinsichtlich der Lagerstabilität, die mit DNA-Lipidkomplex-Formulierungen, die unerwünschte Zunahmen in Größe und Trübheit als eine Funktion der Salzkonzentration zeigen, in Verbindung gebracht werden, zu eliminieren.
Die Erfindung schließt parallele Aufbringungen von Arzneimittel (1)-Polymer (1)-Lösungsmittel (1) und Arzneimittel (2)-Polymer (2)-Lösungsmittel (2) zur Eliminierung von Problemen der Kompatibilität oder Löslichkeit ein. Beispiele schließen die gleichzeitige Aufbringung von (1) Cisplatin-Hydroxypropylmethylcellulose-Wasser und Paclitaxel-PCL/PLA-Chloroform aus zwei unterschiedlichen Zuführungen; (ii) Albumin- oder Gelatine-Lösung aus einer ersten Zuführung und einen Gluraldehyd-Querverhetzer aus einer zweiten Zuführung; und (iii) eine Acrylatmonomerlösung aus einer Zuführung und Methylenbisacrylamid als Quervernetzer aus einer zweiten Zuführung ein.
Die simultane Beschichtung der medizinischen Vorrichtungen mit inkompatiblen Beschichtungsmaterialien wird z.B. durchgeführt, indem getrennte Zuführströme in eine Beschichtungskammer über getrennte Düsen eingeführt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Beschichtungstechniken, wie dem Eintauchbeschichten und dem Sprühbeschichten, erweitert diese Ausführungsform der Erfindung wesentlich die Anzahl der Beschichtungsformulierungen und Kombinationen von Polymeren und Arzneistoffen, die auf medizinische Vorrichtungen aufgebracht werden können. Zum Beispiel wird eine auf Wasser basierende Lösung, die eine gewünschte therapeutische Substanz enthält, gleichzeitig mit einer auf einem Lösungsmittel basierenden Polymerbeschichtungslösung zerstäubt.
Beispiel 2
Wie aus US 2001/0022988 A1 bekannt ist, schließt die Erfindung das Beschichten von medizinischen Vorrichtungen mit Beschichtungsmaterialien aus niedrigviskosen wässrigen oder nichtwässrigen Lösungen, die andernfalls schwer durch Eintauchbeschichtungs- oder Sprühbeschichtungsanwendungen zu erreichen wären, ein. Zum Beispiel werden Peptid- und Proteinarzneistoffe, die in Gegenwart von organischen Lösungsmitteln oder übermäßiger Wärme einer Denaturierung unterliegen, leicht auf medizinische Vorrichtungen im Einklang mit der vorliegenden Erfindung aufgebracht. In solchen Anwendungen wird der Arzneistoff aus einer wässrigen Formulierung aufgebracht und das Beschichtungsverfahren wird reguliert (d.h. hinsichtlich der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit), um den Abbau des Arzneistoffs zu minimieren. Als ein anderes Beispiel werden niedrigviskose Lösungen von RGD-Peptiden oder Phosphorylcholinen als Monoschichten oder als dickere Beschichtungen für die Verwendung als Arzneimittelfreisetzungsdepots abgeschieden.
Die vorliegende Erfindung stellt Vorrichtungen und Verfahren zur Beschichtung von medizinischen Vorrichtungen während der Suspension der medizinischen Vorrichtungen zur Verfügung. Obgleich die vorliegende Erfindung im Hinblick auf einige beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, gibt es viele andere Variationen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, die für den Fachmann ersichtlich sind, selbst wenn Elemente nicht explizit als beispielhaft be zeichnet wurden. Es versteht sich, dass diese Modifikationen innerhalb der Lehre der vorliegenden Erfindung liegen, die weiter durch die hier beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Eine Einrichtung zum Beschichten einer medizinischen Vorrichtung (670, 780, 860), aufweisend: eine Beschichtungskammer (610, 710); einen Schwingungsaufbau, positioniert innerhalb der Beschichtungskammer und geeignet, sich unabhängig von der Beschichtungskammer zu bewegen und die medizinische Vorrichtung zu bewegen und von dem Schwingungsaufbau weg anzuheben, wobei der Schwingungsaufbau entweder ein Förderband (660), eine Scheibe, eine Platte (740) oder ein Behälter (840) ist; eine Beschichtungsquelle (630, 730, 830); und eine Beschichtung, welche ein Therapeutikum enthält; wobei die Beschichtungsquelle positioniert ist, um die ein Therapeutikum enthaltende Beschichtung in die Beschichtungskammer durch Sprühen derart einzuführen, dass die medizinische Vorrichtung mit der ein Therapeutikum enthaltenden Beschichtung beschichtet wird.
Einrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend einen Beschichtungsfilter (680, 790), gekoppelt mit der Beschichtungskammer (610, 710).
Einrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Beschichtungsquelle (630, 730, 830) eine Düse aufweist, welche mit einer Beschichtungszufuhr gekoppelt ist.
Einrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die Düse unter dem Schwingungsaufbau positioniert ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend: eine Energiequelle, gekoppelt mit dem Schwingungsaufbau; und einen Controller, welcher die Energiequelle steuert und Instruktionen liefert, um den Schwingungsaufbau bei einer vorbestimmten Frequenz zu schwingen.
Verfahren zum Beschichten einer medizinischen Vorrichtung (670, 780, 860), aufweisend; Bewegen einer medizinischen Vorrichtung in einen vorbestimmten Beschichtungsbereich; Schwingen eines Aufbaus unabhängig von einer Beschichtungskammer, um die medizinische Vorrichtung zu bewegen und von dem Schwingungsaufbau weg anzuheben, wobei der Schwingungsaufbau entweder ein Förderband (660), eine Scheibe, eine Platte (740) oder ein Behälter (840) ist, positioniert innerhalb der Beschichtungskammer (610, 710); und Beschichten durch Sprühen mindestens eines Abschnittes der medizinischen Vorrichtung, welche weg von dem Schwingungsaufbau bewegt wurde, mit einer ein Therapeutikum enthaltenden Beschichtung, derart, dass die medizinische Vorrichtung mit der ein Therapeutikum enthaltenden Beschichtung beschichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die medizinische Vorrichtung periodisch durch den Schwingungsaufbau berührt wird, derart, dass die Vorrichtung zunächst von dem Schwingungsaufbau weg bewegt wird und dann zu dem Schwingungsaufbau zurückkehrt, bis die medizinische Vorrichtung wieder von dem Schwingungsaufbau berührt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, weiter aufweisend: Einführen eines Aushärtungskatalysators in den Beschichtungsbereich.
Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die medizinische Vorrichtung den Schwingungsaufbau nicht direkt berührt.
Verfahren nach Anspruch 6, weiter aufweisend: Einspritzen eines kompressiblen Fluids in den vorbestimmten Beschichtungsbereich.
Verfahren nach Anspruch 6, weiter aufweisend: Beschichten der medizinischen Vorrichtung mit einer zweiten Beschichtung.
Verfahren nach Anspruch 6, weiter aufweisend: Erhitzen der medizinischen Vorrichtung auf eine Temperatur, angemessen, um die Beschichtung auf der medizinischen Vorrichtung auszuhärten.
Verfahren nach Anspruch 6, weiter aufweisend: Evakuieren des vorbestimmten Beschichtungsbereichs mit einer Vakuumkraft.
Verfahren nach Anspruch 6, weiter aufweisend: Entfernen des Beschichtungsmaterials von dem vorbestimmten Beschichtungsbereich; und Recyceln des entfernten Beschichtungsmaterials.
Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die medizinische Vorrichtung ausgewählt ist aus einem Stent, einem medizinischen Ballon, einem Transplantat, einem Hohlvenenfilter oder Kombinationen davon.
Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem der Schwingungsaufbau ein rotierender Behälter ist.
Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem ein Gas benutzt wird, um die medizinische Vorrichtung in dem vorbestimmten Beschichtungsbereich zu positionieren und die medizinische Vorrichtung von dem vorbestimmten Beschichtungsbereich zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die medizinische Vorrichtung (410) durch einen Schutzkäfig (420) unterstützt ist.