CH705978A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Oberflächencharakteristik an Stents und Stent mit definierter Oberflächencharakteristik. - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Oberflächencharakteristik eines Stents zur Implantation in ein Körperlumen vorgesehen, bei dem ein Benetzungsverhalten einer Stentoberfläche als Mass für die Oberflächencharakteristik der Stentoberfläche dient. Zur Ermittlung des Benetzungsverhaltens wird ein Verlauf einer Benetzungskraft entlang einer Länge der Stentoberfläche bestimmt, wobei die zwischen der Stentoberfläche und einer Flüssigkeitsoberfläche anliegende Benetzungskraft entlang der Stentlänge erfasst wird.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Oberflächencharakteristik eines Stents zur Implantation in ein Körperlumen sowie einen Stent mit einer definierten Oberflächencharakteristik und eine Anordnung mit einem solchen Stent und einer Einführvorrichtung zum Einführen des Stents in das Körperlumen.

[0002] Gefässprothesen und Implantate in Form von Stents sind aus dem Stand der Technik weithin bekannt. Im Wesentlichen wird zwischen ballon-expandierenden oder selbstexpandierenden Stents unterschieden, die mittels einer Einführvorrichtung, wie etwa einem Katheter in ein Körperlumen eingebracht werden. Allen Stents gemeinsam ist es, dass sie zum Einführen in ein Körperlumen einen geringeren Durchmesser aufweisen müssen, als bei der Ausübung ihrer Funktion im Köper. In der Regel werden die Stents unter so genannten Reinraumbedingungen in einen komprimierten Zustand gebracht und verpackt. Ein Reinraum ist ein Raum, in dem die Konzentration luftgetragener Partikel, die in den Raum eingebracht werden oder dort entstehen, so gering wie nötig gehalten wird. Die Partikelkonzentration in den Reinräumen wird ständig überwacht. Reinräume werden in verschiedene Klassen eingeteilt, so genannte ISO-Klassen, so darf z.B. in einem Reinraum der Klasse ISO-7 die Anzahl Partikel, welche 0.5 Mikrometer gross sind, nicht mehr als 352 000 pro Kubikmeter betragen. Für 1.0 Mikrometer ist die Obergrenze 83 200 und für 5.0 Mikrometer 2930 Partikel pro Kubikmeter (nach DIN EN ISO 14644). Kleinere Teilchen als 0.5 Mikrometer werden in dieser Klasse nicht berücksichtigt. Für medizinische Implantate, wie z.B. Stents, wird oft ein solcher ISO-7 Reinraum verwendet.

[0003] Ein Reinraum zur Herstellung und Bereitstellung von Stents auf Kathetern ist also nicht 100% partikelfrei. Zudem werden gerade für Stents und Katheter viele Produktionsschritte manuell durchgeführt. Da in der Regel der Mensch die grösste Quelle für Partikel und andere Verschmutzungen ist, helfen eine angepasste Arbeitskleidung, die spezifizierte Reinraumklasse einzuhalten.

[0004] Die in Blutgefässen implantierten Stents bergen gewisse Risiken für den Patienten. Unter anderem können Entzündungsreaktionen und/oder Thrombosebildung an den Strukturen des Stents zu einer erneuten Stenose in den Blutgefässen führen. Derartige Komplikationen werden u.a. durch Verunreinigungen des Stents, d.h. dessen Oberfläche, der Einführvorrichtung oder anderer Elemente, die mit dem Stent in Berührung kommen, beim Einsetzen des Stents in ein Körperlumen verursacht. Der Stent und die Einführvorrichtung sollen daher möglichst frei von jeglicher Kontamination sein, d.h. beispielsweise keinen Staub, keine Fasern, chemische Verunreinigungen (wie z.B. Kohlenwasserstoffverbindungen, Rückstände aus Elektropoliturprozessen, etc.) oder Partikel im Allgemeinen auf weisen.

[0005] Derartige Verunreinigungen können bei herkömmlichen Verfahren zur Bereitstellung eines Stents zur Implantation z. B. auch nach einer Oberflächenbehandlung und Reinigung des Stents, beim Transfer des Stents, beim Gimpen oder Einsetzen auf oder in einen Katheter entstehen. Beispielsweise können «natürliche», durch die im Reinraum verrichtete Arbeit entstehende Kontaminationen, z.B. von Arbeits-Handschuhen oder diverse Partikel aus der Atmosphäre, am Stent haften bleiben. Durch optische Kontrollen nach der Stentmontage auf dem Katheter können allfällige Partikel erkannt und allenfalls mit einem sauberen Gas (z.B. öl- und partikelfreie, ionisierte Luft) aus einer Düse strömend entfernt werden.

[0006] Der Erfolg der Behandlung eines Körperlumens, wie z.B. einer Herzkranzarterie, mit einem Stent ist demnach wesentlich von den Oberflächeneigenschaften des Stents abhängig. Aus der US 2008/0086198 A1 ist ein Stent mit einer nanoporösen Oberflächenschicht bekannt, die das Einwachsen des Stents und dessen Reendothelialisation verbessern und eine Inflannation und eine intimale Proliferation verringern soll. Dabei kann die nanoporöse Oberflächenschicht mit einem oder mehreren therapeutischen Wirkstoffen versehen sein, um die beschriebenen Aufgaben des Stents weiter zu verbessern. Es werden zahlreiche Beispiele für Wirkstoffschichten gegeben, u.a. werden hydrophile oder hydrophobe Wirkstoffschichten auf der Stentoberfläche erzeugt. Weiter werden in den Figuren 24 bis 26 experimentelle Ergebnisse für Stents mit einem kontrollierbaren Elutionssystem gezeigt, die im Vergleich zu Stents mit blanker Metalloberfläche (bare metal Stents) eine geringere Restenose aufweisen. Der verringerte Restenosegrad bei einem Stent mit nanoporöser Oberfläche wird auf eine verbesserte Biokompatibilität und ein verbessertes Ausheilen des Körpergewebes zurückgeführt. Im Gegensatz dazu wird bei einem Stent mit einfacher Metalloberfläche eine chronische Irritation des den Stent umgebenden Gewebes vermutet. Es werden keine Aussagen über die Reinheit der Stenoberfläche gemacht.

[0007] Aus der EP 0606566 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Implantatoberflächen bekannt, bei dem die Oberflächen der Implantate plasmabehandelt werden. Mit der Plasmabehandlung können Kontaminationsschichten, wie etwa Kohlenwasserstoffe und andere aus der Umgebung abgelagerte Partikel oder chemische Moleküle, entfernt werden. Dabei erfolgt die Bereitstellung des Stents in einer Kammer mit Reinraumbedinungen.

[0008] Bei den genannten Methoden kann die Stentoberfläche zwar mit einem Reinigungsverfahren gereinigt werden. Die Reinheit der Stentoberfläche entspricht somit im besten Fall der Reinheitsklasse des verwendeten Reinraums. Eine höhere Reinheit mit weniger Verunreinigungen als es dieser Reinheitsklasse entspricht kann mit diesen Methoden nicht erreicht werden.

[0009] Zur Charakterisierung der Metalloberfläche bei Implantaten sind verschiedene Messmethoden bekannt, wie etwa die Messung der elektrophoretischen Beweglichkeit, die Messung der Oberflächenladung mittels Säure-Base Titration, die Impedanzspektrometrie, die Voltametrie oder die Elektronenmikroskopie (REM). Mittels REM-Analysen können beispielsweise die Rauhigkeit oder die Korngrössen auf einer polierten Metallstentoberfläche betrachtet werden. Die Benetzungseigenschaften der Implantatoberfläche können durch Messung des Kontaktwinkels zwischen Flüssigkeit und der trockenen metallischen Oberfläche mittels optischen Methoden bestimmt werden. Derartige Kontaktwinkelmessungen werden beispielweise durch Aufbringen von kleinen Tropfen auf eine oder mehrere ausgewählte Stellen einer zu messenden Oberfläche und anschliessender optischer Aufnahme des Benetzungsverhaltens der Oberfläche durchgeführt. Damit kann jedoch nur eine punktuelle Untersuchung der Benetzungseigenschaften erfolgen. Es ist nicht möglich, die gesamte Oberfläche zu analysieren.

[0010] Diese bekannten Methoden zur Untersuchung der Oberflächencharakteristik sind entweder sehr aufwendig und kostspielig oder können nur einen kleinen Bereich der Oberfläche erfassen oder sind für komplizierte Geometrien, wie bei einem Stent, ungeeignet und ermöglichen somit keine Überprüfung und Charakterisierung der Gesamtoberfläche eines Stents. Ferner können äusserst kleine Partikel, wie Kohlenstoffverunreinigungen aus der Umgebung, unterhalb einer gewissen Verunreinigungsrate kaum erfasst werden.

[0011] Aus der Materialanalytik sind Analysemethoden bekannt, die eine höhere Genauigkeit, als die oben erwähnten Verfahren aufweisen. Zur Charakterisierung der Oberflächen wird dabei z.B. die Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS), die energiedispersive Röntgenspektroskopie oder ein Massenspektrometrieverfahren (z.B. Time-of-flight Secondary Ion Mass Spectroscopy-(TOF-SIMS)-Verfahren) eingesetzt. Zur einfachen Bestimmung der Reinheit einer Stentoberfläche sind diese Methoden jedoch kaum geeignet. Insbesondere zur Bestimmung von Verunreinigungen, welche z.B. aus Kohlenwasserstoffverbindungen bestehen, zur Unterscheidung zwischen Stents vor und nach einer Reinigung und ggf. nach weiteren Handhabungsschritten sind sie nicht vorteilhaft. Für die Durchführung derartiger Analysen müssen die Stents entsprechend den Analyseanforderungen vorbereitet werden, wodurch eine Kontamination der Stentoberfläche erfolgen kann, die im Bereich der zu messenden Kontamination liegt. Ferner ist es kaum möglich einen Analysenraum zu schaffen, der nicht selbst zur Kontamination der Stentoberfläche beiträgt. Zudem sind derartige Methoden sehr aufwendig und kostspielig.

[0012] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Oberflächencharakteristik eines Stents bereit zu stellen, die eine zuverlässige Bewertung der Oberflächenqualität ermöglichen, insbesondere eine zuverlässige Aussage über die Reinheit einer Stentoberfläche erlauben, welche auch für Anwendungen mit hoher Reinheit geeignet sind, und die eine einfache und schnelle Bestimmung der Oberflächencharakteristik ermöglichen. Ferner soll ein einfaches Messverfahren zur Qualitätskontrolle vorgesehen werden, das z.B. nach einem Stentherstellungsprozess kostengünstig und effizient eingesetzt werden kann.

[0013] Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung einen Stent mit einer definierten Oberflächencharakteristik und eine Anordnung aus einem solchen Stent und einer Einführvorrichtung bereitzustellen, die Komplikationen bei der Anwendung des Stents im Körperlumen verringern, insbesondere ein gewünschtes Einwachsen des Stents im Körperlumen verbessern und eine Restenose verhindern.

[0014] Diese Aufgabe wird von der Erfindung durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Oberflächencharakteristik eines Stents sowie durch einen Stent und eine Anordnung nach den Ansprüchen 1, 13, 18, 19 und 22 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und verschiedene Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

[0015] Stents weisen im Wesentlichen ein proximales Ende und ein distales Ende auf, wobei sich zwischen den Enden ein Stentlumen mit komprimierbarem, bzw. expandierbarem Durchmesser erstreckt. Stents weisen in der Regel eine gitterartige Struktur auf, die aus Stegsegmenten aufgebaut ist. Dabei können einzelne Stegsegmente zu einem Stent verbunden werden oder die Stege können durch Ausschneiden aus einem Vollmaterial entstehen. Es ist auch möglichen einen Draht z B. zu einer zickzack-artigen Struktur zu formen. Dabei kann z.B. aus dem Draht eine Gitterstruktur ausgebildet werden, die helixartig zu einer Röhrenform aufgewickelt wird. Meist bildet der Stent in expandiertem und/oder komprimiertem Zustand vor dem Einsetzen in ein Körperlumen eine regelmässige Gitterstruktur mit einem sich periodisch wiederholenden Gittermuster. Ein erfindungsgemässes Verfahren und eine solche Vorrichtung sind für jegliche Arten von Stents zur Bestimmung einer Oberflächencharakteristik des Stents geeignet. Insbesondere sind sie bei blanken Metallstents mit glatter Oberfläche vorteilhaft, da diese besonders anfällig für eine Kontamination aus der Umgebungsatmosphäre sind. Aber auch bei beschichteten Stents kann das Verfahren vorteilhaft eingesetzt werden.

[0016] Grundsätzlich ist das erfindungsgemässe Verfahren nicht auf Stents beschränkt und kann allgemein bei länglichen Implantaten eingesetzt werden, wie z.B. auch bei so genannten Coils oder Spulen, welche zur Behandlung von Aneurysmen implantiert werden. Dabei kann das Verfahren eine Oberflächencharakteristik der Implantate qualitativ und quantitativ bestimmen.

[0017] Bei einem Verfahren zur Bestimmung einer Oberflächencharakteristik eines Stents zur Implantation in ein Körperlumen nach der vorliegenden Erfindung, dient ein Benetzungsverhalten einer Stentoberfläche, insbesondere der Gesamtstentoberfläche, als Mass für die Oberflächencharakteristik der Stentoberfläche. Das Benetzungsverhalten wird durch die Bestimmung eines Verlaufs einer Benetzungskraft entlang einer Länge der Stentoberfläche ermittelt, wobei die zwischen der Stentoberfläche und einer Flüssigkeitsoberfläche anliegende Benetzungskraft entlang der Stentlänge erfasst wird. Dabei kann die Benetzungskraft durch eine Messung nach dem Prinzip der Tensiometrie erfasst werden, indem das Kraftverhalten an verschiedenen, von einander in Längsrichtung des Stents beabstandeten Stellen erfasst wird. Vorzugsweise erfolgt eine dynamische Messung entlang der Stentlänge. Anhand des dabei ermittelten Benetzungskraftverlaufs entlang der Stentlänge lässt sich die Stentoberfläche gesamthaft charakterisieren.

[0018] Das Benetzungsverhalten der Stentoberfläche kann mit einer Vorrichtung zur Bestimmung einer Oberflächencharakteristik eines Stents nach der vorliegenden Erfindung ermittelt werden. Die Vorrichtung bildet eine Bestimmungsvorrichtung tensiometrischer Art. Die Bestimmungsvorrichtung weist einen Flüssigkeitsbehälter mit einer definierten Flüssigkeit, d.h. mit einer spezifischen Oberflächenspannung auf, wobei Flüssigkeitsbehälter und Flüssigkeit gemeinsam ein Referenzgewicht aufweisen. Weiter weist die Bestimmungsvorrichtung eine Messvorrichtung zur Messung einer Abweichung von dem Referenzgewicht als Mass für eine Benetzungskraft der Stentoberfläche und eine bewegliche Haltevorrichtung zum Halten des Stents und Bewegen des Stents im Wesentlichen in einer Richtung der Längsachse des Stents auf. Die Haltevorrichtung ist dazu vorgesehen, den Stent zumindest teilweise in die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbehälters zu tauchen. Vorzugsweise wird der Stent zumindest nahezu vollständig unter die Flüssigkeitsoberfläche und in die Flüssigkeit eingetaucht. Ferner weist die Bestimmungsvorrichtung eine Verarbeitungseinheit zur Erfassung der Abweichungsmessung der Messvorrichtung und Bestimmung eines Verlaufs einer Benetzungskraft entlang einer Länge der Stentoberfläche auf. Somit kann eine Änderung der Benetzungskraft, die an der Stentoberfläche im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche wirkt, ermittelt werden, während der Stent von der Haltevorrichtung durch die Flüssigkeitsoberfläche eingetaucht oder aus dieser herausgezogen wird. Dadurch kann der Verlauf der Änderung der Benetzungskraft entlang der Stentlänge erfasst werden.

[0019] Im Sinne der Erfindung kann grundsätzlich auch der Flüssigkeitsbehälter mit der Messvorrichtung relativ zu einem feststehenden Stent bewegt werden oder nur der Flüssigkeitsbehälter relativ zum Stent und zur Messvorrichtung.

[0020] Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglichen sowohl eine qualitative, als auch eine quantitative Bewertung einer gesamten Stentoberfläche und die örtliche Zuordnung von Messresultaten entlang der Länge des Stents. Im Vergleich zu statischen Messungen des Benetzungsverhaltens können dadurch mehr Informationen über eine gesamte Oberfläche ermittelt werden, da bei statischen Verfahren nur kleine oder gar punktartige Bereiche untersucht werden. Mittels des erfindungsgemässen Verfahrens ist hingegen die Erfassung der Gesamtstruktur eines Stents ohne grossen Aufwand möglich. Dies ist insbesondere auch bei nur sehr geringer Kontamination möglich, welche mit bekannten Methoden nur sehr aufwendig (wenn überhaupt) detektiert werden kann und führt zu einer zuverlässigen Aussage z.B. über die Reinheit, bzw. den Kontaminationsgrad, der Stentoberfläche. Das erfindungsgemässe Verfahren bildet ein einfaches Messverfahren zur Qualitätskontrolle z.B. nach einem Stentherstellungsprozess, welches kostengünstig und effizient eingesetzt werden kann. Eine derartige Kontrolle ist durch Methoden basierend auf einer Kontaktwinkelmessung nicht möglich.

[0021] Die Ermittlung des Benetzungskraftverlaufs erfolgt vorzugsweise dynamisch entlang einer signifikanten Länge des Stents, vorzugsweise über eine Länge, die wenigstens mehrere Perioden der Gitterstruktur des Stents umfasst. Gute Messergebnisse werden bei einer Messung im Wesentlichen über die gesamte Stentlänge erzielt. Die dynamische Messung erfolgt, indem der Stent mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit vorzugsweise in die Flüssigkeit hinein durch die Flüssigkeitsoberfläche bewegt wird. Dabei ist es vorteilhaft den Stent vor dem Eintauchen, d.h. vor der Messung, zu trocknen, falls sich dieser z.B. zuvor in einer flüssigen oder feuchten Umgebung befand oder z.B. mit reinem Wasser gespült wurde. Beim Eintauchen bildet sich auf Grund der Oberflächenenergie der Stentoberfläche ein gewölbter Flüssigkeitsmeniskus, der an die Stentoberfläche anschliesst. Der Flüssigkeitsmeniskus bildet sich in Abhängigkeit der Oberflächenspannung der Flüssigkeit und der Oberflächenbeschaffenheit (Oberflächenenergie, Rauhigkeit, etc.) des Stents aus; je nach Grad der Oberflächenenergie der Stentoberfläche im Vergleich zur Oberflächenspannung der Flüssigkeit wird die Flüssigkeit vom Stent angezogen oder abgestossen. Im Fall einer hydrophilen Oberfläche mit hoher Oberflächenenergie wird eine Flüssigkeit, wie z.B. Wasser, angezogen. Und im Fall einer hydrophoben Oberfläche mit tiefer Oberflächenenergie wird die Flüssigkeit abgestossen, sobald z.B. das freie Ende des Stents auf die Oberfläche der Flüssigkeit auftrifft oder in die Flüssigkeit hinein getaucht wird. Entsprechend ändert sich dabei das Referenzgewicht auf der Messvorrichtung. Durch die Oberflächenenergie wird bei der Bewegung des Stents durch die Flüssigkeitsoberfläche eine charakteristische Benetzungskraft entlang der Länge der Stentoberfläche erzeugt. Die Benetzungskraft ist somit abhängig von dem Kontaktbereich zwischen Stentoberfläche und Flüssigkeitsoberfläche, der gewählten Flüssigkeit sowie der Oberflächenbeschaffenheit und dem Material der Stentoberfläche.

[0022] Der Benetzungskraftverlauf entlang der Länge der Stentoberfläche ist ferner von einer Struktur, etwa einer bestimmten Gitterstruktur, des Stents abhängig und weist eine Periodizität entsprechend der Stentstruktur (den so genannten Strut-Segmenten) auf. Der Kontaktbereich ändert sich somit entsprechend der Gitterstruktur des Stents beim Hineintauchen oder Herausziehen aus der Flüssigkeit und wiederholt sich periodisch entsprechend der Periodizität des Gittermusters des Stents. Ferner ändert sich die Oberflächenenergie und somit die Benetzungskraft mit der Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere verändert sich die Oberflächenenergie mit dem Kontaminationsgrad der Stentoberfläche. Auch die Rauhigkeit und die Porosität beeinflussen die auftretende Benetzungskraft. Die Benetzbarkeit und die Benetzungskraft korrelieren mit der Konzentration der Verschmutzungspartikel und -moleküle. Die Oberfläche eines Metallstents, der grundsätzlich eine hydrophile Oberfläche aufweist, wird umso hydrophober je grösser der. Grad an Verschmutzung ist.

[0023] Die Änderung des Flüssigkeitsmeniskus durch die Änderung der an der Stentoberfläche angreifenden Benetzungskraft hat eine Änderung des Gewichts zur Folge, das vom Flüssigkeitsbehälter und der Flüssigkeit auf die Messvorrichtung wirkt. Die Abweichung vom Referenzgewicht, nämlich dem Gewicht von Behälter und Flüssigkeit ohne Einwirkung einer Benetzungskraft, ist somit charakteristisch für den Verlauf einer Benetzungskraft entlang einer Länge der Stentoberfläche. Der Verlauf der Benetzungskraft kann daher durch den Verlauf einer Gewichtsänderung relativ zum Referenzgewicht des Flüssigkeitsbehälters und der Flüssigkeit erfasst werden. Die Verarbeitungseinheit erfasst somit die Benetzungskraft entsprechend der dynamischen Messung der Abweichung vom Referenzgewicht.

[0024] Bei der Abweichungsmessung wird ausschliesslich das Einwirken der Benetzungskraft auf der Messvorrichtung angezeigt, da der von der Haltevorrichtung gehaltene Stent von oben in die Flüssigkeit eingetaucht wird, ohne mit Behälter oder Messvorrichtung in Kontakt zu kommen. Das Gewicht des Stents spielt somit aufgrund des Archimedischen Prinzips keine Rolle.

[0025] Die Flüssigkeit, die Gitterstruktur, die Oberflächentopographie und das Oberflächenmaterial des Stents sind gleichbleibende bekannte Faktoren. Somit können aus einer Veränderung der Benetzungskraft im Fall von einfachen, blanken Metallstents z.B. Rückschlüsse auf die sich auf der Oberfläche befindenden Verunreinigungen (Kontamination) gezogen werden. Dabei kann z.B. die Periodizität oder eine Amplitude einer Periode des Verlaufs der Benetzungskraft zur Charakterisierung der Stentoberfläche verwendet werden.

[0026] Das erfindungsgemässe Verfahren und die Bestimmungsvorrichtung sind für die Bestimmung der Reinheit einer Stentoberfläche sinnvoll, insbesondere zur Qualitätskontrolle, nach einer Reinigung oder während der Bereitstellung zur Implantation, und können ohne grossen Aufwand und Vorbereitung des Stents durchgeführt werden. Ferner kann die Einheitlichkeit der Oberflächenbeschaffenheit des Stents entlang der Stentlänge untersucht werden. Unregelmässigkeiten im Verlauf der Benetzungskraft entlang des Stents lassen auf eine nicht einheitliche Beschaffenheit schliessen und deuten im Fall von blanken Metallstents (insbesondere mit einer glatten, polierten Oberfläche) auf eine Unregelmässigkeit durch Kontamination der Oberfläche hin. Im Fall von beschichteten Stents kann z.B. die Qualität der Beschichtung geprüft werden.

[0027] Als Flüssigkeit wird z.B. destilliertes oder deionisiertes Wasser verwendet. Gute Messergebnisse wurden unter anderem mit Wasser für Injektionszwecke (WFI, Water For Injection) erzielt. Auch destilliertes Wasser, wie z.B. millipore Wasser, ist zur Durchführung der Messung geeignet. Vorteilhaft werden zur Messung polare Flüssigkeiten mit hoher Oberflächenspannung, wie Wasser, verwendet. Grundsätzlich kann aber auch eine Flüssigkeit mit tiefer Oberflächenspannung, wie z.B. Hexan, eingesetzt werden.

[0028] Vorzugsweise wird der Verlauf der Benetzungskraft über die gesamte Länge und den gesamten Umfang der Stentoberfläche bestimmt. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass nur ein definierter Bereich eines Stents in die Flüssigkeit eingetaucht wird, etwa eine Stenthälfte. Die Messergebnisse für die eine Stenthälfte können dann für die andere Stenthälfte extrapoliert werden.

[0029] Zur Bestimmung der Oberflächencharakteristik des Stents kann vorteilhaft das Benetzungsverhalten in Bezug zu einem Referenzbenetzungsverhalten einer Stentoberfläche gesetzt werden. Eine Abweichung des gemessenen Benetzungsverhaltens von dem Referenzbenetzungsverhalten kann als Mass für die Oberflächencharakteristik der Stentoberfläche dienen. Das Referenzbenetzungsverhalten kann beispielsweise durch ein theoretisches Modellverhalten gegeben sein, dass aus den bekannten Faktoren für einen idealen Benetzungsverlauf einer gegebenen Stentstruktur errechnet wird. Das Referenzbenetzungsverhalten kann aber auch durch Mittelwertbildung aus einer Messreihe mit mehreren vergleichbaren Stents gleicher Struktur ermittelt werden. Dabei können Referenzverläufe erstellt werden, die unterschiedlichen Reinheitsgraden eines Stents entsprechen oder unterschiedlichen Reinigungsschritten zugeordnet sind. Ferner kann auch ein Stent unmittelbar nach einer Reinigung als Referenz verwendet werden. Dieser kann insbesondere als Referenz für einen Stent mit einer solchen Reinigung und weiteren anschliessenden Handhabungsschritten, wie z.B. ein Komprimieren und Verpacken, verwendet werden. Ferner können auch Stents mit definierten hydrophilen oder hydrophoben Beschichtungen, wie etwa Polymeren, Medikamenten, Biomolekülen, Zellen, etc. als Referenz verwendet werden.

[0030] Zusammenfassend wird die Benetzungskraftmessung nach tensiometrischer Art durchgeführt, indem der Stent vorzugsweise mit seiner zumindest annähernd gesamten Oberfläche durch die Flüssigkeitsoberfläche der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter getaucht wird und beim Eintauchen oder Herausziehen durch die Flüssigkeitsoberfläche der Verlauf der Benetzungskraft an der Stentoberfläche entlang der Länge des Stents erfasst wird. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Stent entlang seiner Längsachse in der Flüssigkeit bewegt wird. In dieser Richtung lässt sich eine Unregelmässigkeit im Benetzungsverlauf am einfachsten einem bestimmten Längeninkrement der Stentlänge zuordnen. Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Stent in Richtung der grössten Periodizität der Stentstruktur bewegt wird. Die Haltevorrichtung weist hierfür z.B. einen Linearantrieb auf, der den Stent entlang seiner Längsachse durch die Flüssigkeitsoberfläche bewegt.

[0031] Dabei kann der Stent mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit durch die Flüssigkeitsoberfläche bewegt und in regelmässigen Zeitabständen eine Gewichtsänderung erfasst und aufgezeichnet werden. Die Geschwindigkeit kann konstant sein oder einem definierten Geschwindigkeitsprofil mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten entsprechen. Das Geschwindigkeitsprofil kann dabei auf die Stentstruktur abgestimmt sein und z.B. die gleiche Periodizität aufweisen. Grundsätzlich, kann die Messung auch während eines Stillstehens des Stents an verschiedenen Längeninkrementen der Stentlänge erfolgen.

[0032] Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens wird der Benetzungskraftverlauf beim Hineintauchen des Stents in die Flüssigkeit erfasst. Während des Eintauchens bildet sich eine Wechselwirkung zwischen der Flüssigkeitsoberfläche und dem sukzessive jeweils neu eingetauchten Längeninkrement der Stentoberfläche, welches bisher noch nicht in Kontakt mit der Flüssigkeit war. Wird der Stent zuerst eingetaucht und erfolgt die Messung beim Herausziehen, kann z.B. auf Grund von Kapillarkräften zwischen Stent und Flüssigkeiten zu Messungenauigkeiten kommen. Dies hängt von Grösse und Durchmesser des Stents ab. Durch die Kapillarkräfte kann die Flüssigkeit im Innern des Stents verbleiben und hochgezogen werden. Zudem können etwaige Reinigungseffekte, die durch die verwendete Flüssigkeit bei vorgängigem Eintauchen des Stents hervorgerufen werden, die Messresultate beim Herausziehen verfälschen.

[0033] Nach der vorliegenden Erfindung wird das Verfahren und die Vorrichtung zur Bestimmung der Einheitlichkeit von Oberflächeneigenschaften einer Stentoberfläche entlang der Länge des Stents und/oder der Reinheit der Stentoberfläche, insbesondere der einheitlichen Reinheit über die gesamte Stentoberfläche, verwendet. Dabei wird die Abhängigkeit der Benetzungseigenschaften einer Oberfläche von deren Sauberkeit ausgenützt. Dies kann vorteilhaft eingesetzt werden, um die Reinheit eines Stents nach unterschiedlichen Reinigungsverfahren und Handhabungsschritten bei der Vorbereitung eines Stents zur Implantation zu überprüfen. Während der Bereitstellung zur Implantation kann der Stent diversen aus der Atmosphäre stammenden natürlichen Kontaminationspartikeln, insbesondere Kohlenwasserstoffverbindungen, ausgesetzt sein. Eine Ablagerung derartiger Moleküle oder anderer aus der Atmosphäre stammenden Partikel während der Bereitstellungsschritte kann mit dem erfindungsgemässen Verfahren quantitativ erfasst und lokalisiert werden. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann auch eine Änderung einer Hydrophilizität oder Hydrophobizität der Stentoberfläche entlang der Länge des Stents ermittelt werden. Die Einheitlichkeit der Oberfläche wird u.a. durch den Grad der Reinheit entlang der gesamten Länge der Stentoberfläche bestimmt und ist somit von dieser abhängig.

[0034] Experimente haben gezeigt, dass mit dem erfindungsgemässen Verfahren Verunreinigungen der Stentoberfläche erkannt werden können, die weit unterhalb einer Partikelkontamination von Reinräumen liegen, die herkömmlicher Weise für die Bereitstellung von Stents verwendet werden. Wie eingangs beschrieben, ist die Verwendung von Reinräumen der Klasse 7 zur Bearbeitung und Verpackung von Stents üblich. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren können Stents mit einer Reinheit entsprechend dieser Klasse und auch noch weitaus reinere Stents charakterisiert und quantitativ bestimmt werden. Eine solche Stentoberfläche kann durch eine Handhabung des Stents gemäss der parallelen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Titel «Anordnung und Verfahren zur Bereitstellung eines Stents zur Implantation mit Umhüllung» und demselben Anmeldetag, wie die vorliegende Anmeldung, erreicht werden. Diese Anmeldung wird daher vollumfänglich zur Offenbarung der Erfindung in Bezug genommen, da sie aufzeigt in welcher Weise Stentoberflächen mit einheitlichen Oberflächeneigenschaften bis zur Implantation beibehalten oder erreicht werden können. Mit der Bereitstellung eines Stents innerhalb eines Stroms eines definierten Mediums in einer Umhüllung, kann demnach eine Oberflächenreinheit beibehalten oder erreicht werden, die höher ist, als in herkömmlich verwendeten Reinräumen.

[0035] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Stent zur Implantation in ein Körperlumen, der eine Vielzahl von Stegen umfasst, die miteinander eine radial aufweitbare Röhrenform bilden. Erfindungsgemäss ist der Stent gekennzeichnet durch eine Gesamtoberfläche umfassend eine Aussen- und Innenoberfläche und Oberflächen zwischen den Stegen, die über eine Gesamtlänge des Stents ein einheitliches, bzw. periodisch regelmässiges Oberflächenbenetzungsverhalten aufweist. Dabei ist das periodisch regelmässige Oberflächenbenetzungsverhalten von der Periodizität der Stentstruktur abhängig.

[0036] Stents mit einer erfindungsgemässen Oberfläche weisen einen hohen Grad an Reinheit auf, die bei herkömmlichen Stents nicht erreicht werden konnte. Stents, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, weisen auch nach ihrer Präparation für eine Implantation in ein Körperlumen kein einheitliches, bzw. periodisch regelmässiges Oberflächenbenetzungsverhalten auf. Sie weisen im Allgemeinen eine geringere Reinheit auf.

[0037] Im Vergleich zu herkömmlich verwendeten Stents verbessert eine erfindungsgemäss einheitliche Stentoberfläche das Verhalten des Stents beim Einwachsen nach seiner Implantation und wirkt einer Restenose entgegen. Ein experimenteller Nachweis hierfür konnte durch eine in vivo Studie erbracht werden, bei der erfindungsgemässe Stents in eine Koronararterie bei Schweinen eingesetzt wurden und das Einwachsen beobachtet wurde, wie nachfolgend genauer ausgeführt wird. Als überraschendes Ergebnis konnte gezeigt werden, dass das Einwachsverhalten von Stents wesentlich stärker von der Reinheit eines Stents abhängig ist, als bisher vermutet wurde. Wie die Messergebnisse zeigen, werden überraschend gute Resultate bei Stentbehandlungen mit blanken Metallstents erzielt.

[0038] Bisher wurde angenommen, dass derartige Ergebnisse nur durch spezielle Präparation der Oberfläche, z.B. durch Beschichtung, wie etwa eine Medikament-Beschichtung, der Stents erreicht werden können. Die Experimente zeigen jedoch, dass der Erfolg einer Behandlung eines Körperlumens mit einem Stent in erster Linie von der Reinheit des Stents bestimmt wird.

[0039] Vorzugweise weist die Gesamtoberfläche des Stents eine hydrophile Eigenschaft auf und aus der Atmosphäre stammende molekulare Verunreinigungen auf der gesamten Oberfläche sind durch eine Reinigung derart reduziert, dass ein Verlauf der Benetzungskraft entlang der Länge der Stentoberfläche als Mass der Reinheit der Gesamtoberfläche einen einheitlichen, bzw. periodisch regelmässigen Verlauf aufweist. Der Verlauf der Benetzungskraft kann in einfacher und schneller Weise mit dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verifiziert werden.

[0040] Stents, die nach ihrer Reinigung mit herkömmlichen Methoden verpackt und zur Implantation vorbereitet wurden, konnten bisher keine Oberflächen mit einer derartigen Einheitlichkeit und Reinheit erreichen, dass sie über eine Gesamtlänge ein einheitliches, bzw. periodisch regelmässiges Oberflächenbenetzungsverhalten aufweisen, wie experimentell nachgewiesen werden konnte. Das Oberflächenbenetzungsverhalten eines erfindungsgemässen Stents ist durch eine mittels einer Messung tensiometrischer Art verifizierbare Gewichtsänderung pro Längeneinheit der Stentlänge bestimmt.

[0041] In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Gesamtoberfläche des Stents eine einheitliche Reinheit auf, welche weniger Partikel pro Oberflächeneinheit aufweist, als es einer herkömmlich verwendeten Reinraumklasse (z.B. 7) der ISO (International Standard Organisation) entspricht. Das heisst, mit dem vorgeschlagenen Verfahren gemäss der vorher erwähnten, parallelen Anmeldung kann eine höhere Reinheit der Stentoberfläche beibehalten oder erreicht werden, als es in Reinräumen der höchsten üblicherweise verwendeten Reinheitsklassen möglich ist, ohne dass ein solcher Reinraum oder auch Reinraum einer tieferen Stufe erforderlich ist. Insbesondere kann der Stent auch weniger Kohlenstoffmoleküle und Partikel einer Grösse unter 0,05 Mikrometer aufweisen, als es einer Reinraumklasse 1 der ISO (International Standard Organisation) entspricht.

[0042] Nach noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Anordnung aus einem Stent zur Implantation in ein Körperlumen, wie vorher beschrieben, und einer Einführvorrichtung zum Einführen des Stents in das Körperlumen vorgeschlagen, wobei der Stent in oder auf der Einführvorrichtung gelagert ist. Erfindungsgemäss weist die Oberfläche der Einführvorrichtung, die zum Einführen in das Körperlumen vorgesehen ist, eine einheitliche Reinheit entsprechend der Reinheit des Stents auf. Vorzugsweise werden die Einführvorrichtung und der Stent nach einer Reinigung des Stents, während weiterer Handhabungsschritte und bis zu einer Implantation in einer inerten Umgebung, z.B. in einer entsprechend dafür vorgesehenen Verpackung, gelagert. Dabei kann davon ausgegangen werden, dass der Stent und die Einführvorrichtung der gleichen Behandlung unterzogen wurden und daher auch die gleiche Oberflächenreinheit aufweisen.

[0043] Eine Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen dargestellt, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. Ferner werden Ergebnisse aus Experimenten unter Verwendung des Verfahrens nach der Erfindung erläutert. In den Zeichnungen zeigen: <tb>Fig. 1<sep>schematische Darstellung einer Bestimmungsvorrichtung nach der Erfindung; <tb>Fig. 2a<sep>Messergebnis einer Bestimmung der Oberflächenqualität eines stark kontaminierten Stents; <tb>Fig. 2b<sep>Messergebnis einer Bestimmung der Oberflächenqualität eines Stents nach einer herkömmlichen Herstellung, Reinigung und Aufbewahrung; <tb>Fig. 2c<sep>Messergebnis einer Bestimmung der Oberflächenqualität eines Stents, wie bei Fig. 2b, nach einer weiteren Reinigungsbehandlung, bzw. einer erfindungsgemässen Bereitstellung, <tb>Fig. 3a<sep>Messergebnis einer Bestimmung der Oberflächenqualität eines weiteren Stents nach herkömmlicher Herstellung, Reinigung und Aufbewahrung; <tb>Fig. 3b<sep>Messergebnis einer Bestimmung der Oberflächenqualität des Stents, wie bei Fig. 3a, nach einer weiteren Reinigungsbehandlung; <tb>Fig. 4a<sep>graphische Darstellung einer in-vivo Röntgenanalyse (Angiographie) eines ersten Stents gemäss der Erfindung, <tb>Fig. 4b<sep>graphische Darstellung einer in-vivo Röntgenanalyse (Angiographie) eines zweiten Stents gemäss der Erfindung, <tb>Fig. 5a, b, c<sep>Abbildung einer histomorphometrischen Analyse eines Stents mit einheitlicher Reinheit gemäss der Erfindung, und <tb>Fig. 6a, b, c<sep>Abbildung einer histomorphometrischen Analyse desselben Stenttyps, wie aus den Fig. 5a, b, c mit herkömmlicher Reinheit.

[0044] in Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Bestimmung einer Oberflächencharakteristik eines Stents zur Implantation in ein Körperlumen gemäss der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung ist vorgesehen, um ein Benetzungsverhalten einer Stentoberfläche um den Umfang eines Stents und dessen Länge, vorzugsweise über dessen Gesamtlänge, zu ermitteln und den Verlauf des Benetzungsverhaltens zu erfassen. Die Vorrichtung weist hierfür einen Flüssigkeitsbehälter 1 mit einer Flüssigkeit mit einer definierten Oberflächenspannung auf. Der Flüssigkeitsbehälter 1 und die Flüssigkeit haben zusammengenommen ein Referenzgewicht, das von einer Messvorrichtung 2 erfasst wird. Die Grösse des Flüssigkeitsbehälters und das Flüssigkeitsvolumen sind auf die Abmessungen eines Stents 3 abgestimmt. Während des Eintauchens oder Herausziehens des Stents wird bei der Ausbildung eines Meniskus im Fall einer hydrophilen Oberfläche Flüssigkeit angehoben bzw. im Fall einer hydrophoben Oberfläche wird Flüssigkeit verdrängt. Dies führt zu einer signifikanten Änderung des von der Messvorrichtung erfassten Gewichts. Dabei ist darauf zu achten, dass die gesamte Flüssigkeitsmenge im Behälter auf eine verdrängte, bzw. angehobene Menge abgestimmt ist, um eine signifikante Änderung des Gewichts zu erreichen. Die Messvorrichtung ermittelt eine solche Abweichung vom Referenzgewicht als Mass für eine Benetzungskraft der Stentoberfläche. Als Messvorrichtung ist z.B. eine Analytik-Laborwaage mit einem Messbereich zwischen minus 200 und plus 200 Gramm und einer Genauigkeit von 0.3 Milligramm geeignet.

[0045] Ferner weist die Bestimmungsvorrichtung eine bewegliche Haltevorrichtung 4 zum Halten des Stents und Bewegen des Stents in einer Richtung im Wesentlichen entlang der Längsachse des Stents auf, die vorgesehen ist, den Stent 3 in die Flüssigkeit zumindest teilweise einzutauchen. Die Haltevorrichtung 4 kann z.B. eine Klemme aufweisen, mit der der Stent an einem Ende gegriffen wird. Der Rest des Stents 3 hängt frei von der Haltevorrichtung 4 in Richtung der Flüssigkeitsoberfläche 5 herab. Zum Eintauchen des Stents ist z.B. ein Linearmotor vorgesehen, welcher den Stent vorzugsweise in Richtung seiner Längsachse in vertikaler Richtung bewegen kann. Dieser Linearmotor kann beispielsweise in der Haltevorrichtung 4 integriert sein. Die Haltevorrichtung 4 ist beispielsweise an einem Trägergestell 6 vorgesehen, das um den Flüssigkeitsbehälter 1 angeordnet ist und wenigstens einen Arm aufweist, der über die Flüssigkeitsoberfläche ragt und mit der Klemme versehen ist.

[0046] Zudem weist die Bestimmungsvorrichtung eine Verarbeitungseinheit (nicht gezeigt) zur Erfassung der Abweichungsmessung der Messvorrichtung 2 und Bestimmung eines Verlaufs einer Benetzungskraft entlang einer Länge der Stentoberfläche auf. Die Verarbeitungseinheit kann z.B. durch einen Computer gegeben sein, der die Messdaten der Messvorrichtung erfasst und verarbeitet. Die Verarbeitungseinheit kann auch zur Steuerung der Haltevorrichtung, bzw. des Linearmotors, dienen und die Geschwindigkeit der Stentbewegung während einer Messung steuern. Ferner kann von der Verarbeitungseinheit ein Vergleich der Messkurve mit einem Referenzbenetzungsverhalten durchgeführt und die Abweichung von der Referenz ermittelt werden.

[0047] Im Fall eines feucht oder nass gelagerten Stents oder falls der Stent gespült werden muss, wird dieser vor der Durchführung einer Messung des Benetzungskraftverlaufs vollständig getrocknet, z.B. mit Stickstoff der Güte 5.0 trocken geblasen. Die Ermittlung des Verlaufs der Benetzungskraft kann grundsätzlich beim Eintauchen des Stents oder beim Herausziehen des Stents durch die Flüssigkeitsoberfläche erfolgen. Eine Messung beim Eintauchen des trockenen Stents hat jedoch die oben erwähnten Vorteile. Der Stent 3 wird mit einer definierten, vorzugsweise konstanten, Geschwindigkeit (z.B. 70 Mikrometer pro Sekunde) durch die Flüssigkeitsoberfläche 5 bewegt. In vorzugsweise regelmässigen Zeitabständen, von z.B. einer Sekunde, wird das Gesamtgewicht von Flüssigkeitsbehälter 1 und Flüssigkeit bei Einwirkung der Benetzungskraft ermittelt und die Abweichung vom Referenzgewicht erfasst. Somit wird pro Längeninkrement der Stentlänge ein Messwert ermittelt, der die Benetzungskraft der Stentoberfläche an diesem Längeninkrement angibt. Somit kann ein Messwert genau einem Längeninkrement zugeordnet werden.

[0048] Die Fig. 2a, 2b und 2czeigen jeweils eine Messung des Verlaufs der Benetzungskraft an herkömmlich bereitgestellten Stents (Fig. 2a und 2b) und an einem Stent mit einheitlicher Oberflächenbeschaffenheit (Fig. 2c). Der Stent in Fig. 2c wurde einem zusätzlichen Reinigungsverfahren in Form eines Plasmareinigungsverfahrens unterzogen. Weitere Messungen haben gezeigt, dass eine gleiche Oberflächenbeschaffenheit auch gemäss einem erfindungsgemässen Bereitstellungsverfahren erzielt werden. Den Messungen (Fig. 2a, 2b und 2c) liegen gleiche kommerziell erhältliche blanke Metallstent des Herstellers Fortimedix der Grösse 3x19 mm zu Grunde. Als Flüssigkeit wurde reines Wasser (WFI) gebraucht; somit können aus den Resultaten auch Informationen über die Hydrophilizität der Stentoberfläche erhalten werden. In den Figuren zeigt die x-Achse die Zeitachse während des Eintauchens, bzw. die Länge des Stents und die y-Achse eine Gewichtsabweichung, bzw. Änderung der Benetzungskraft an. Die Kurven zeigen somit den Verlauf der Benetzungskraft entlang einer Länge der Stentoberfläche an. Der Verlauf der Benetzungskraft wurde beim Eintauchen des Stents in die Flüssigkeitsoberfläche erfasst.

[0049] Der Stent in Fig. 2aweist eine periodische Struktur auf und wurde bis zur Messung in einem Reagenzglas aufbewahrt, wobei er nach der Herstellung diversen Kontaminationen, wie z.B. Staub, Silikonverunreinigungen, Schwebepartikeln, etc., unterlag. Der Stent wurde ohne vorherige Reinigung vermessen. Wie in Fig. 2a ersichtlich zeigt der Stent einen stochastischen Verlauf der Benetzungskraft ohne regelmässige Veränderung. Daraus ist ersichtlich, dass der Stent keine einheitliche Oberflächenbeschaffenheit aufweist. Ferner liegt die Messung für die gesamte Länge des Stents weitgehend oberhalb eines Neutralwertes bei Null, wobei der Neutralwert einer Messung ohne Eindringen des Stents in die Flüssigkeitsoberfläche entspricht. Dies deutet auf eine hydrophobe Eigenschaft der Oberfläche hin und damit auf eine hohe Verschmutzung der Oberfläche.

[0050] Der Stent mit den Messergebnissen aus Fig. 2bwurde in einem Reinraum hergestellt, nach der Produktion gereinigt, und in einem reinraumtauglichen Glasröhrchen als Verpackung aufbewahrt, wie es im Stand der Technik üblich ist. Für die Messung wurde der Stent aus der Verpackung entnommen und mit dem Verfahren zur Bestimmung seiner Oberflächencharakteristik nach der vorliegenden Erfindung analysiert. Der Verlauf der Benetzungskraft liegt nur knapp unter dem Neutralwert. Andere Messungen von anderen Stents des gleichen Typs und gleicher Produktions- und Verpackungsmethode, haben ergeben, dass der Verlauf der Benetzungskraft im positiven Bereich liegt (also zwischen den Werten von Fig. 2b und 2a). Daraus lässt sich schliessen, dass ein Kontaktwinkel der Benetzung zwischen 70 und 90 Grad oder mehr liegt und der Stent daher ein eher hydrophobes Verhalten aufweist. Der Kurvenverlauf zeigt zwar ein sich grob wiederholendes Verhalten, jedoch mit unterschiedlich ausgeprägten Maxima und Minima, unterschiedlichen Amplituden und mit unterschiedlichen Steigungen. Aus der geringen Abweichung vom Neutralwert und dem unregelmässigen Benetzungsverlauf wird ersichtlich, dass der Stent kein einheitliches, periodisch regelmässiges Oberflächenbenetzungsverhalten aufweist. Ferner weist dies auf einen mittleren Kontaminationsgrad hin. Ferner weist dies auf natürliche Kontamination von Kohlenwasserstoffverbindungen aus der Atmosphäre hin.

[0051] Der Stent in Fig. 2cwurde einer Plasmareinigung unterzogen und innerhalb eines inerten Mediums gelagert, so dass der Stent eine einheitliche und reine Oberflächenbeschaffenheit aufweist. Der Verlauf der Benetzungskraft entlang der Stentlänge zeigt eine deutliche Periodizität, welche der Periodizität der Gitterstruktur des Stents entspricht. Innerhalb einer Periode ändert sich die einwirkende Benetzungskraft entsprechend der Fläche der Stentsegmente, welche an einem bestimmten Längeninkrement mit der Flüssigkeitsoberfläche interagiert. Je grösser die Angriffsfläche der Flüssigkeit am Stent ist, desto grösser ist die Änderung der Benetzungskraft. Aufgrund der regelmässigen Wiederholung einer Gitterperiode erfolgt somit ein regelmässiges Ansteigen und Abfallen der Benetzungskraft. Die Amplitude und die Länge der Perioden sind im Wesentlichen gleich. Ferner stimmen Steigung und Abfall der einzelnen Amplituden überein. Daraus folgt, dass der Stent eine einheitliche Beschaffenheit der Oberfläche aufweist. Ferner liegt die Kurve deutlich unterhalb des Neutral-Niveaus, was auf eine Hydrophilizität der Stentoberfläche hindeutet. Aus der Messung lässt sich auf eine Hydrophilizität mit einem Kontaktwinkel unter 15 Grad schliessen. Die Stentoberfläche kann demnach als hochhydrophil bezeichnet werden.

[0052] Für Stents gemäss den Fig. 2bund 2c wurden Kontaktwinkelmessungen als Vergleichsmessungen für die Kontaktwinkelbestimmung durchgeführt. Die Vergleichsmessungen wurden auf glatten Oberflächen durchgeführt, welche mit der Oberfläche der Stents vergleichbar sind. Kontaktwinkelmessungen wurden auf folgenden Proben durchgeführt: Scheiben mit 15 mm Durchmesser, elektropolierte Oberfläche, also äquivalent zu Stent Oberfläche in Beschaffenheit und Material.

[0053] Gleiche Ergebnisse, wie in Fig. 2c, wurden auch für einen Stent erzielt, der nach einem erfindungsgemässen Bereitstellungsverfahren gehandhabt wurde.

[0054] Fig. 3a und 3b zeigen eine Messung eines Stents mit einer Gitterstruktur, die sich spiralförmig um die Achse des Stents windet. Die Periodizität entlang der Stentachse ist daher weniger stark ausgeprägt, als bei einem für die Messungen gemäss Fig. 2a, 2b und 2c verwendeten Stent mit symmetrisch zur Längsachse verlaufenden Gitterstruktur. Den Messungen nach den Fig. 3aund 3b liegen jeweils ein gleicher kommerziell erhältlicher Stent des Herstellers Medtronic der Grösse 3x18mm zu Grunde. Die Stents wurden vom Hersteller in einem Reinraum auf einen Ballonkatheter montiert, verpackt und sterilisiert. Wie oben bereits erwähnt, ist die Änderung der Gewichtsmessung abhängig von der Art der Oberfläche. Bei hydrophoben Oberflächen erhöht sich das mittels Wasser gemessene Gewicht und bei hydrophilen Oberflächen erniedrigt sich das mittels Wasser gemessene Gewicht beim Eintauchen. Daher lässt die Gewichtsänderung eine Aussage über die Hydrophilizität oder Hydrophobizität der Stentoberfläche zu. Bei blanken Metallstents korreliert die Hydrophilizität mit dessen Reinheit.

[0055] In Fig. 3a wurde ein Stent analysiert, der unmittelbar aus seiner sterilen Verpackung und vom Ballon entnommen wurde, ohne dass eine weitere Reinigung erfolgte. Er wurde auf 3 mm expandiert und gemäss Verfahren zur Bestimmung seiner Oberflächencharakteristik nach der vorliegenden Erfindung analysiert. Wie der Kurve zu entnehmen ist, sind die Schwankungen der Benetzungskraft entlang der Stentoberfläche vergleichsweise gering und liegen nur knapp unterhalb des Neutral-Niveaus. In Fig. 3b wurde der gleiche Stent verwendet, jedoch zusätzlich einer Plasmabehandlung zur Reinigung des Stents unterzogen. Die Kurve zeigt eine klar erhöhte Hydrophilizität im Vergleich zum Stent aus Fig. 3a und zwar über die gesamte Stentlänge, da eine deutliche Verschiebung in den negativen Bereich erfolgt ist. Ferner ist die Oberflächenbeschaffenheit einheitlich ausgebildet, da sich entsprechend der Gitterstruktur eine regelmässige Wiederholung der Benetzungskraftänderung über die gesamte Stentlänge zeigt. Gleiche Ergebnisse, wie in Fig. 3b, wurden auch für einen Stent erzielt, der nach einem erfindungsgemässen Bereitstellungsverfahren gehandhabt wurde.

[0056] In den Fig. 4a und 4b sind die Ergebnisse von Tierstudien gezeigt, die beim Einsetzen von Stents in Koronararterien im Schwein erhalten wurden. Dabei wurde der geringste Gefässdurchmesser im Bereich des Stents unmittelbar nach dem Einsetzen eines Stents in eine Arterie und dreissig Tage nach dem Einsetzen und Einwachsen bestimmt. Nach dem Einsetzen des Stents verringert sich der Durchmesser des Stents auf Grund des Einwachsens von Zellen im Bereich des Stents. Der Gefässdurchmesser wird dabei angiographisch, d.h. mittels Röntgenanalyse erfasst. Die Studie umfasst eine Messreihe von acht Vergleichsversuchen.

[0057] In Fig. 4a wurde der Stent von Medtronic (3x18 mm) mit einer spiralförmigen Gitterstruktur verwendet, der zum Implantieren in ein Körperlumen bereit war. Der linke Balken zeigt das Verhalten eines solchen Stents im Körperlumen nach einer Bereitstellung gemäss der Erfindung mit einem einheitlichen Oberflächenbenetzungsverhalten und der rechte Balken einen solchen Stent unmittelbar aus der Verpackung ohne weitere Behandlungsschritte, wie er herkömmlicher Weise verwendet wird. Es ist klar ersichtlich, dass der Stent gemäss der Erfindung mit einer einheitlichen Oberfläche ein verbessertes Einwachs1 verhalten zeigt, im Gegensatz zu einem herkömmlichen präparierten Stent. Eine unerwünschte Restenose kann in diesem Beispiel mit einem erfindungsgemässen Stent von 29.1% auf 16,4%, also um ca. 44% reduziert werden, wobei dies statistisch signifikant ist (p = 0,009).

[0058] In Fig. 4b wurde ein Stent von Abbott der Grösse 3x18 mm verwendet, der eine regelmässige symmetrische, also nicht helixartige, Gitterstruktur aufwies und zum Implantieren in ein Körperlumen bereit war. Der linke Balken zeigt wiederum das Verhalten eines solchen Stents im Körperlumen nach einer Bereitstellung gemäss der Erfindung und der rechte Balken einen solchen Stent unmittelbar aus der Verpackung ohne weitere Behandlungsschritte, wie herkömmlich verwendet. Auch der Stent mit dieser Gitterstruktur zeigt nach einer erfindungsgemässen Bereitstellung ein klar verbessertes Verhalten beim Einwachsen in die Arterie mit einer deutlich reduzierten Verengung des Durchmessers von 45% auf 24.7%, also um ca. 45%, wobei dies statistisch signifikant ist (p = 0,024).

[0059] Aus diesen Resultaten geht klar hervor, dass die Verwendung eines Stents nach der Erfindung mit einem einheitlichen, bzw. periodisch regelmässigen Oberflächenbenetzungsverhalten ein gegenüber herkömmlich zur Verfügung stehenden Stents deutlich verbessertes Einwachsverhalten und weniger Restenose zeigt. Nach der Erfindung wird daher vorgesehen blanke Metallstents mit einem einheitlichen, bzw. periodisch regelmässigen Oberflächenbenetzungsverhalten, also hochreine Stents für die Implantation in Körperlumina vorzusehen.

[0060] In den Fig. 5a, 5b und 5csowie 6a, 6b und 6c ist der Querschnitt eines koronaren Blutgefässes eines Schweines gezeigt, nachdem es 30 Tage nach dem Einsetzen eines Stents von Medtronic untersucht wurde, wie es für histologische Untersuchungen üblich ist. Dabei wird der ursprüngliche Gefässrand identifiziert und dann die Querschnittfläche der zugewachsenen Zellen berechnet, woraus sich eine prozentuale Zuwachsrate, d.h. die Endothelialisierung bzw. Stenoserate ergibt.

[0061] In den Fig. 5a, 5b und 5cist ein Stent nach der vorliegenden Erfindung mit einer einheitlichen und hoch reinen Oberfläche verwendet worden, wie sich z.B. gemäss einer Messung wie in Fig. 3b dargestellt verifizieren lässt. Fig. 5azeigt den eingewachsenen Stent in einem proximalen Bereich des Blutflusses, Fig. 5bin einem mittleren Bereich mit einer Bifurkation und Fig. 5c in einem distalen Bereich des Blutflusses. Wie ersichtlich ist, besteht nur eine geringe Verkleinerung des Durchmessers der Arterie durch Zuwachsen. Zudem besteht ein gleichmässiges Einwachsen des Stents.

[0062] In den Fig. 6a, 6b und 6cist ein herkömmlicher Stent verwendet worden, wie er z.B. einer Messung gemäss Fig. 3a zu Grunde liegt. Sowohl im proximalen Bereich (Fig. 6a), im mittleren Bereich (Fig. 6b) als auch im distalen Bereich (Fig. 6c) wurde der Durchmesser deutlich mehr verengt als beim Stent aus den Fig. 5a, 5bund 5c. Insbesondere im distalen Bereich kann eine starke Restenose nachgewiesen werden.

[0063] Wie den Figuren zu entnehmen ist, lassen sich durch eine einheitliche und reine Stentoberfläche die Risiken bei der Behandlung von Gefässkrankheiten deutlich verringern. Zudem ist es mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung möglich, die Oberflächencharakteristik von Stents gemäss einem Herstellungsverfahren oder nach einem bestimmten Präparationsprozess zuverlässig und ohne grossen Aufwand zu bestimmen. Somit können Stents, die keine ausreichend gute Oberflächencharakteristik zeigen, von einer Implantation ausgeschlossen werden.

Bezugszeichenliste

[0064] <tb>1<sep>Flüssigkeitsbehälter <tb>2<sep>Messvorrichtung <tb>3<sep>Stent <tb>4<sep>Haltevorrichtung <tb>5<sep>Flüssigkeitsoberfläche <tb>6<sep>Trägergestell

Claims (24)

1. Verfahren zur Bestimmung einer Oberflächencharakteristik eines Stents zur Implantation in ein Körperlumen, bei dem ein Benetzungsverhalten einer Stentoberfläche als Mass für die Oberflächencharakteristik der Stentoberfläche dient, gekennzeichnet, durch die Bestimmung eines Verlaufs einer Benetzungskraft entlang einer Länge der Stentoberfläche zur Ermittlung des Benetzungsverhaltens, wobei die zwischen der Stentoberfläche und einer Flüssigkeitsoberfläche anliegende Benetzungskraft entlang der Stentlänge erfasst wird.

2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stentoberfläche zur Erfassung der Benetzungskraft durch die Flüssigkeitsoberfläche bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung der Benetzungskraft erfasst wird, während die Stentoberfläche durch die Flüssigkeitsoberfläche bewegt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Benetzungskraft über im Wesentlichen die gesamte Länge und den gesamten Umfang der Stentoberfläche bestimmt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Benetzungskraft entlang der Länge der Stentoberfläche von einer Struktur des Stents abhängig ist und eine Periodizität entsprechend der Stentstruktur aufweist, wobei die Periodizität oder eine Amplitude wenigstens einer Periode des Verlaufs zur Charakterisierung der Stentoberfläche verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Benetzungsverhalten in Bezug zu einem Referenzbenetzungsverhalten der Stentoberfläche gesetzt wird und eine Abweichung von dem Referenzbenetzungsverhalten als Mass für die Oberflächencharakteristik der Stentoberfläche dient.

7. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzbenetzungsverhalten durch ein Benetzungsverhalten eines Stents gebildet wird, der unmittelbar nach einer Reinigungsbehandlung vermessen wurde.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Benetzungskraft dynamisch durch ein Verfahren tensiometrischer Art erfasst wird.

9. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren tensiometrischer Art durchgeführt wird indem: – eine Stentoberfläche durch eine Flüssigkeitsoberfläche einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeitsbehälter getaucht wird und – beim Eintauchen oder Herausziehen des Stent durch die Flüssigkeitsoberfläche der Verlauf der Benetzungskraft an der Stentoberfläche entlang der Länge des Stents erfasst wird.

10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Stent getrocknet wird und der Verlauf der Benetzungskraft entlang der Stentoberfläche während des Eintauchens des Stents in die Flüssigkeitsoberfläche erfasst wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Benetzungskraft durch einen Verlauf einer Gewichtsänderung des Flüssigkeitsbehälters und der Flüssigkeit erfasst wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stent mit konstanter Geschwindigkeit in Richtung der Längsachse des Stents durch die Flüssigkeitsoberfläche bewegt und in regelmässigen Zeitabständen eine Gewichtsänderung erfasst und aufgezeichnet wird.

13. Vorrichtung zur Bestimmung einer Oberflächencharakteristik eines Stents (3) zur Implantation in ein Körperlumen, die ein Benetzungsverhalten einer Stentoberfläche ermittelt und aufweist: – einen Flüssigkeitsbehälter (1) mit einer definierten Flüssigkeit, die gemeinsam ein Referenzgewicht aufweisen, – eine Messvorrichtung (2) zur Messung einer Abweichung von dem Referenzgewicht als Mass für eine Benetzungskraft der Stentoberfläche, – eine Haltevorrichtung (4) zum Halten des Stents (3) und Bewegen des Stents zumindest teilweise in einer Richtung der Längsachse des Stents, die vorgesehen ist, den Stent in die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbehälters (1) zumindest teilweise zu tauchen und – eine Verarbeitungseinheit zur Erfassung der Abweichungsmessung der Messvorrichtung und Bestimmung eines Verlaufs einer Benetzungskraft entlang einer Länge der Stentoberfläche.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit die Benetzungskraft entsprechend einer dynamischen Messung der Abweichung vom Referenzgewicht erfasst.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Bestimmungsvorrichtung dynamisch tensiometrischer Art bildet.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (4) einen Linearantrieb aufweist, der den Stent (3) im Wesentlichen entlang seiner Längsachse durch eine Flüssigkeitsoberfläche der Flüssigkeit bewegt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung eines Verfahrens zur Bestimmung einer Oberflächencharakteristik eines Stents nach einem der Ansprüche 1 bis 8 vorgesehen ist.

18. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, zur Bestimmung der Einheitlichkeit einer Oberflächencharakteristik der Stentoberfläche entlang der Länge des Stents und/oder der Reinheit der Stentoberfläche und/oder einer Änderung einer Hydrophilizität oder Hydrophobizität der Stentoberfläche entlang der Länge des Stents.

19. Stent (3) zur Implantation in ein Körperlumen, der eine Vielzahl von Stegsegmenten umfasst, die miteinander eine radial aufweitbare Röhrenform bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Stent eine Gesamtoberfläche umfassend eine Aussen- und Innenoberfläche und Oberflächen zwischen den Stegen aufweist, die über eine Gesamtlänge des Stents ein einheitliches, bzw. periodisch regelmässiges Oberflächenbenetzungsverhalten aufweist.

20. Stent nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenbenetzungsverhalten durch eine mittels einer Messung tensiometrischer Art verifizierbare Gewichtsänderung pro Längeneinheit der Stentlänge bestimmt ist.

21. Stent nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtoberfläche eine hydrophile oder hydrophobe Eigenschaft aufweist und aus der Atmosphäre stammende molekulare Verunreinigungen auf der Gesamtoberfläche durch eine Reinigung derart reduziert sind, dass ein Verlauf einer Benetzungskraft entlang der Länge der Stentoberfläche als Mass der Reinheit der Gesamtoberfläche einen einheitlichen, bzw. periodisch regelmässigen Verlauf aufweist.

22. Stent nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass er eine hydrophile oder hydrophobe Oberflächenbeschaffenheit aufweist.

23. Anordnung aus einem Stent zur Implantation in ein Körperlumen nach einem der Ansprüche 19 bis 21 und einer Einführvorrichtung zum Einführen des Stents in das Körperlumen, wobei der Stent in oder auf der Einführvorrichtung gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Einführvorrichtung, die zum Einführen in das Körperlumen vorgesehen ist, eine einheitliche Reinheit entsprechend der Reinheit des Stents aufweist.

24. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführvorrichtung und der Stent nach einer Reinigung des Stents bis zu einer Implantation in einer Verpackung inert gelagert ist.