DE10149392A1

DE10149392A1 - Implantat, insbesondere Gefäßprothese, und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE10149392A1
Application number: DE2001149392
Authority: DE
Inventors: Helmut Goldmann; Ruediger Jes; Gerhard Meil
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Implantat, insbesondere eine Gefäßprothese, mit einer Wandung aus an sich porösem, hydrophoben Material, die mit einem hydrophilen Dichtungsmittel abgedichtet ist. Das Dichtungsmittel ist mindestens teilweise elastisch und haftet an der Wandung. Durch das erfindungsgemäße Implantat werden Stichkanalblutungen im wesentlichen vermieden, indem sich das Dichtungsmittel an einen durchgenähten Nähfaden abdichtend anzuschließen vermag. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Implantats.

Description

Die Erfindung betrifft ein Implantat, insbesondere eine Gefäßprothese, mit einer Wandung aus an sich porösem, hydrophoben Material, wobei die Wandung mit einem hydrophilen Dichtungsmittel abgedichtet ist, und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Gefäßprothesen zum Einsatz von Hohlorganen bei Mensch und Tier, insbesondere von Blutgefäßen, sind seit langem bekannt. Sie können sowohl aus textilem (DE-A2 26 13 575, DE-A2 20 09 349, DE-A1 24 61 370) als auch aus nichttextilem Material (vgl. EP-A1 01 06 496, GB-A1 15 06 432) bestehen. Aufgrund ihrer guten antithrombotischen und biokompatiblen Eigenschaften werden besonders für den Ersatz kleinlumiger Gefäße häufig PTFE-Gefäßprothesen verwendet.

In aller Regel sind die Gefäßprothesen porös, um ein Einwachsen des Gewebes zur Erzielung möglichst natürlicher Verhältnisse zu ermöglichen. Da diese Poren aber nach der Implantation der Prothese zu unerwünscht hohen Verlusten an Körperflüssigkeiten führen können, ist man bestrebt, die Poren mit einem vom Körper resorbierbaren Material abzudichten, das suggzessive durch das einwachsende Gewebe ersetzt wird. Hierbei wird unter anderem vernetzte Gelatine (EP 0 237 037 B1) oder vernetztes Collagen (DE-A2 14 91 218, US-A1 4,167,045, DE-A1 35 03 127 und DE-A1 35 03 126) verwendet.

In EP 0 473 727 wird als Material zum Abdichten einer Gefäßprothese aus expandiertem PTFE ein nicht resorbierbares Elastomer beschrieben.

Eines der Hauptprobleme, das mit den herkömmlichen Prothesen verbunden ist, ist das Auftreten von Stichkanalblutungen beim Einnähen der Gefäßprothesen, die auf eine Aufweitung der Prothesenwand durch die Nadel und zum Teil auf eine Ablösung der Beschichtung von der äußeren Prothesenoberfläche zurückzuführen sind. Neben dem für den Patienten unerwünschten und kritischen Blutverlust ist nachteilig, dass zum Stillen dieser Blutungen zusätzlich Zeit und Material benötigt wird. Dies führt zu einer Verlängerung der Operationszeit und zu erhöhten Kosten.

In EP 0 237 037 wird beschrieben, dass als Material für Implantate auch ePTFE verwendet werden kann, wobei jedoch keine Beispiele unter Verwendung von ePTFE beschrieben werden. Versuche haben gezeigt, dass sich bei der Beschichtung nach der Methode nach EP 0 237 037 bei Prothesen mit Wandungen aus ePTFE Stichkanalblutungen nicht verhindern lassen. Auch die Dichtigkeit ist verbesserungswürdig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Implantat zu schaffen, das die oben genannten Stichkanalblutungen vermeidet und eine hohe Dichtigkeit aufweist.

Die Aufgabe wird durch ein Implantat mit einer Wandung aus an sich porösem hydrophoben Material, die mit einem hydrophilen Dichtungsmittel abgedichtet ist, gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Dichtungsmittel mindestens teilweise elastisch ist und gut an der Wandung haftet, so dass sich das Dichtungsmittel an einen durchgenähten Nähfaden abdichtend anzuschließen vermag.

Die Stichkanalblutungen der bisher bekannten Implantate sind darauf zurückzuführen, dass es beim Einstechen der Nähnadel, die ja einen größeren Durchmesser als der Nähfaden besitzt, in das Implantat zu einer plastischen Erweiterung der den Stichkanal umgebenden Prothesenwand und einer Ablösung der Abdichtung von der äußeren Prothesenoberfläche kommt. Dies wird erfindungsgemäß durch die elastische Ausbildung der Abdichtung und ihre gute Verankerung in der Implantatwandung vermieden.

Das erfindungsgemäße Implantat kann außer einer inneren die Prothesenwand durchdringenden abdichtenden Imprägnierung auch an mindestens einer Oberfläche beschichtet sein. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Implantats besteht die Abdichtung aus einer Imprägnierung in der Wandung des Implantats und vorzugsweise einer Beschichtung auf einer Außenseite des Implantats. Dabei sind die Poren innerhalb der Wandung des Implantats vorzugsweise im wesentlichen vollständig mit Dichtungsmittel abgedichtet.

Beim Imprägnieren von beispielsweise Gefäßprothesen gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten des Vorgehens. Die eine Möglichkeit ist es, das Dichtungsmittel ins Innere der Prothese zu pumpen, wobei ein Ende der Prothese verschlossen ist. Durch den entstehenden Druck wird das Dichtungsmittel in die Prothesenwand gedrückt. Eine weitere allgemein verwendbare Möglichkeit ist es, das zu imprägnierende Implantat bzw. die zu imprägnierende Gefäßprothese in die Imprägnierungslösung einzubringen und ein Vakuum an das die Lösung enthaltende Gefäß anzulegen. Auf diese Weise wird die Luft aus der Wandung des Implantatmaterials gesaugt und durch Imprägnierungslösung ersetzt. Im Anschluß an den Imprägnierungsvorgang kann, wenn erwünscht, eine zusätzliche Beschichtung auf der Außenseite des Implantats angebracht werden. Genaue Vorgehensweisen beim Imprägnieren sowie beim Beschichten von Implantaten sind in den Beispielen beschrieben.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Implantats ist die Innenseite des Implantats im wesentlichen, insbesondere vollständig, frei von Dichtungsmittel. Der Vorteil hierbei besteht darin, dass sich die gewünschten guten Materialeigenschaften des Wandungsmaterials im Kontakt mit Blut sofort zum Tragen kommen und sich etwaige thrombogene Eigenschaften des Dichtungsmittels nicht auswirken.

Besonders bevorzugt ist das Dichtungsmittel biologisch abbaubar. Mit Vorteil ist das Dichtungsmittel Gelatine, insbesondere Photogelatine. Photogelatine ist eine gereinigte Gelatine, die nicht abgebaut und modifiziert ist. Diese Photogelatine weist ein hohes Quellvermögen auf.

Vorteilhafterweise ist die Gelatine eine vernetzte Gelatine, insbesondere eine mit Diisocyanat vernetzte Gelatine. Isocyanate reagieren mit den reaktionsfähigen nukleophilen Gruppen der Gelatine, insbesondere den Aminogruppen und auch Hydroxylgruppen unter Bildung stabiler Verknüpfungen und Vernetzungsprodukte. Im Gegensatz zu der Vernetzung mit Aldehyden, z. B. Formaldehyd, bei der sich ein Gleichgewichtszustand einstellt, so dass Aldehyde rückgebildet und wieder freigesetzt werden, ist die Vernetzung mit Diisocyanaten irreversibel. Nach beendeter Reaktion liegen keine Isocyanatreste mehr vor und werden auch nicht aus den Vernetzungsprodukten gebildet.

Die Gelatine kann auch Wirkstoffe wie beispielsweise Heparin oder Antibiotika enthalten. Diese Wirkstoffe werden vorteilhafterweise retardiert freigesetzt.

Als Dichtungsmittel wären auch Collagen oder Hydrogele denkbar.

Besteht die Abdichtung aus einer Imprägnierung der Wandung des Implantats und einer zusätzlichen Beschichtung auf der Außenseite des Implantats, bestehen sowohl die Imprägnierung als auch die Beschichtung vorteilhafterweise im wesentlichen aus dem gleichen Material, insbesondere aus Gelatine. Das Implantat enthält vorteilhafterweise im abgedichteten Zustand 2 bis 100 mg, insbesondere 10 bis 25 mg, Dichtungsmittel pro cm² Implantat.

Vorzugsweise enthält das Dichtungsmittel einen Weichmacher. Hydrophile Weichmacher, insbesondere Glycerin und andere bekannte Polyole, werden mit Vorteil verwendet, um ein vollständiges Austrocknen der Abdichtung zu verhindern und die Elastizität der Abdichtung zu erhöhen. Der Restwassergehalt der Abdichtung im getrockneten Zustand liegt vorzugsweise im Bereich von 2 bis 16, insbesondere 4 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Dichtungsmittel.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Beschichtung auf der Außenseite des Implantats dünnwandig, wobei sie vorzugsweise eine Dicke von 10 bis 500, insbesondere 30 bis 100 µm aufweist. Dadurch kann die Beschichtung nach Implantation im Körper schnell abgebaut werden, was eine baldige Einwachsung von Zellen in das Implantat und eine schnelle Versorgung mit Blutgefäßen möglich macht.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Dichtungsmittel unter Verwendung mindestens eines Zusatzmittels mit dem hydrophoben Material verbunden, das mindestens eine der nachfolgenden Eigenschaften besitzt: Hydrophilisierung der Oberfläche des hydrophoben Materials, Viskositätserniedrigung der Lösung des Dichtungsmittels, Netzmittelwirkung, und enthält insbesondere Restmengen an diesem Zusatzmittel. Zu der Art und den Vorteilen dieses Zusatzmittels wird bei der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher eingegangen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Wandung aus an sich porösem expandiertem PTFE (ePTFE), bei dem insbesondere schollenartige PTFE-Partikel unter Bildung von Poren über dünne PTFE-Fäden miteinander verbunden sind. Das PTFE ist in der Regel nur in einer Richtung gestreckt. Die Wandungsdicke beträgt vorzugsweise 50 bis 2000, insbesondere 100 bis 1000 µm.

Ebenfalls besonders bevorzugt ist es, dass das Implantat im nicht vollständig expandierten, insbesondere in einem bei 50 bis 90%, insbesondere 60 bis 80% liegenden Expansionszustand des PTFE, in dem die Poren verkleinert sind, abgedichtet ist und das Dichtungsmittel das Implantat im nicht vollständig expandierten Zustand hält. Dies bringt eine Erhöhung der Elastizität des Implantats mit sich, was sich wiederum auf die elastische Schließung von Stichkanälen und die Bewegungsfreiheit im implantierten Zustand positiv auswirkt. So wird beispielsweise auch die Gefahr minimiert, dass es bei einem Wirken von Zugkräften auf das Implantat zu einem Ausreißen des Implantats an der Nahtstelle kommt. Auf das Wandungsmaterial bezogen besitzt das Implantat vorzugsweise einen Dichtungsmittelgehalt von 0,05 bis 0,50 mg pro mg Wandungsmaterial, insbesondere von 0,10 bis 0,35 mg pro mg Wandungsmaterial.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Wandung eine Hybridstruktur auf, bei der die Abstände der PTFE-Partikel voneinander im expandierten Zustand von einer Wandungsseite, insbesondere einer äußeren Wandungsseite, zu einer anderen Wandungsseite, insbesondere einer inneren Wandungsseite, abnehmen. Mit Vorteil beträgt der internodale Abstand 50 bis 70 µm, insbesondere ca. 60 µm in der Außenseite und 20 bis 30 µm in der Innenseite des Implantats. Dabei ist sowohl eine diskontinuierliche als auch eine kontinuierliche Zunahme bzw. Abnahme der Partikelabstände innerhalb der Wandung des Implantats denkbar. Vorzugsweise sind die Partikel an der Seite, an der der Abstand kleiner ist, auch kleiner. Der kleinere Abstand wird dadurch erhalten, dass pro Längeneinheit eine größere Anzahl von Partikeln vorhanden ist, wodurch wiederum die Porengröße verringert wird. Die Expandierung und insbesondere die Abstandsunterschiede über die Dicke des Implantatmaterials können sich in nur einer Richtung des Implantats erstrecken, vorzugsweise in Längsrichtung.

Statt ePTFE wäre beispielsweise auch Polyurethan als Material für ein erfindungsgemäßes Implantat denkbar. Die Implantatwandung kann auch in Form eines Sprühvlieses vorliegen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des abgedichteten Implantats ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmittel in wässrigem Medium, insbesondere in Lösung, in Gegenwart mindestens eines Zusatzmittels, das mindestens eine der nachfolgenden Eigenschaften besitzt: Hydrophilisierung der Oberfläche des hydrophoben Materials, Viskositätserniedrigung der Lösung des Dichtungsmittels, Netzmittelwirkung, mindestens in die Poren des Implantats eingebracht und getrocknet wird. Durch die Verwendung eines solchen Zusatzmittels wird eine deutliche Verbesserung der Haftung des Dichtungsmittels auf der Wandung des Implantates erreicht. Zudem führt die Verwendung eines solchen Zusatzmittels zu einer vollständigen und gleichmäßigen Durchdringung der Implantatwand. Durchdringung bedeutet nicht ein vollständiges Ausfüllen der Poren mit trockenem Dichtungsmittel. Da die Dichtungsmittellösung einen hohen Gehalt an Lösungsmittel besitzt, ist das Trockenvolumen wesentlich geringer als das Volumen der Dichtungsmittellösung. Vielmehr bildet das Dichtungsmittel nach dem Verdunsten der Lösungsmittel und Trocknen Häutchen, welche die Poren verschließen, insbesondere die PTFE-Fäden miteinander verbinden. Nach Implantation im Körper quillt das Dichtungsmittel und füllt die Hohlräume auf.

Wird das Zusatzmittel nicht zugesetzt, so erhält man eine unvollständige und ungleichmäßige Durchdringung der Implantatwand mit dem Dichtungsmittel, was dazu führt, dass die außen aufgebrachte Beschichtung nicht gleichmäßig an der Implantataußenseite haftet, was zu einer verminderten mechanischen Stabilität des Dichtungsmittelfilms führt und mit einem Abpealen des Films an den Stichkanälen verbunden ist. Das führt wiederum dazu, dass sich das Dichtungsmittel nicht abdichtend an den durchgenähten Nähfaden anzuschließen vermag.

Bei den im Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung von Gefäßprothesen wird entweder auf ein Zusatzmittel während der Beschichtung völlig verzichtet (z. B. EP 0 237 037) oder die Behandlung erfolgt vor einer Beschichtung durch spezielle Funktionalisierungen wie beispielsweise Plasmaverfahren, chemische Verfahren wie z. B. Behandlung mit aggressiven Reagenzien wie Methyllithium usw. (z. B. EP 0 698 395) um eine Hydrophilisierung zu erreichen. Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem das Dichtungsmittel in Gegenwart eines Zusatzmittels mit dem Schichtmaterial des Implantats verbunden wird, zeichnet sich in erster Linie gegenüber dem Stand der Technik, bei dem vor einem Beschichtungsvorgang eine Vorbehandlung erfolgt, dadurch aus, dass ohne ein Verändern des PTFE die gewünschten guten Eigenschaften des PTFE im Blutkontakt erhalten bleiben, was zu den bekannten und gewünschten Offenheitsraten der Prothesen speziell bei Bypassverfahren oberhalb und auch unterhalb des Knies führt. Zudem kann es bei der Verwendung aggressiver Substanzen wie Methyllithium zu einem Angriff der Prothesenoberfläche kommen, was zu Unebenheiten auf der Oberfläche führen kann. Dies kann wiederum Haftungsprobleme der Beschichtung mit sich bringen. Ein weiterer Vorteil ist es, dass ein Arbeitsschritt eingespart werden kann.

Bei einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante ist das verwendete Zusatzmittel flüchtig und wird nach dem Einbringen des Dichtungsmittels in das implantat durch Verdampfen im wesentlichen entfernt, was zur Verfestigung des Dichtungsmittels führt. Mit Vorteil ist dieses flüchtige Zusatzmittel ein mit Wasser mischbares Lösungsmittel, insbesondere Alkohol, vorzugsweise 2-Propanol. Neben Alkoholen sind auch insbesondere flüchtige Ketone, wie beispielsweise Aceton oder Methylethylketon, als Zusatzmittel denkbar.

Vorteilhafterweise enthält eine Dichtungsmittellösung 5 bis 40%, insbesondere ca. 15 bis 30, in der Regel ca. 25 Gewichtsprozent, flüssiges Zusatzmittel. Bevorzugt ist das Zusatzmittel ausschließlich in mindestens einer Beschichtungslösung und gegebenenfalls in mindestens einer Spüllösung enthalten. Eine Vorbehandlung des hydrophoben Wandmaterials vor dem Beschichtungsvorgang ist vorzugsweise nicht vorgesehen.

Insbesondere neben einer besseren Benetzbarkeit der hydrophoben Wandung des Implantats bewirkt das Zusatzmittel eine solche Verringerung der Viskosität der Beschichtungslösung, dass bei niedrigeren Temperaturen (ca. 40°C) beschichtet werden kann als dies bei Beschichtungen mit einer Beschichtungslösung ohne Zusatzmittel (ca. 60°C) der Fall ist, wobei dabei noch bessere Ergebnisse erzielt werden.

Bei einer Ausführungsform kann ein abgedichtetes und getrocknetes Implantat einen Zusatzmittel-Restgehalt aufweisen, auch wenn das Zusatzmittel leicht flüchtig ist.

Bei einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante wird das Dichtungsmittel auch auf die Außenwand des Implantats aufgebracht. Das Implantat kann zunächst mittels einer weniger konzentrierten Lösung des Dichtungsmittels vorabgedichtet werden und nach einer Zwischentrocknung mittels mindestens einer stärker konzentrierten Lösung des Dichtungsmittels vollständig abgedichtet werden. Mindestens das Vorabdichten kann in der Weise geschehen, dass die Dichtungsmittellösung durch Anlegen einer Druckdifferenz in die Poren eingebracht wird. Hierbei ist sowohl ein Einpressen des Dichtungsmittels durch Außendruck denkbar, als auch ein Einbringen des Dichtungsmittels mittels Unterdruck im Tauchbad, wobei solange evakuiert wird, bis das Implantat transparent erscheint. Ein vollständiges Abdichten wird vorteilhafterweise durch Eintauchen des vorabgedichteten Implantats in eine Beschichtungslösung erreicht. Als Lösung mit geringerem Dichtungsmittelgehalt wird vorteilhafterweise eine Lösung mit einem Dichtungsmittelgehalt von 1 bis 5%, vorzugsweise 2 bis 4%, insbesondere 2% verwendet. Als Lösung mit höherem Dichtungsmittelgehalt wird vorteilhafterweise eine Lösung mit einem Dichtungsmittelgehalt von 5 bis 9%, vorzugsweise 6 bis 8%, insbesondere 7,5% verwendet.

Als Dichtungsmittel wird vorzugsweise ein vernetzbares Dichtungsmittel, insbesondere Gelatine, verwendet, welches nach der Abdichtung vernetzt wird.

Bei einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante erfolgt das Einbringen des Dichtungsmittels in die Wandung und das Aufbringen des Dichtungsmittels auf die Außenwand des Implantats im teilweise längszusammengeschobenen Zustand des Implantats. Dies bewirkt, wie bereits oben erwähnt, dass dem Implantat eine hohe Elastizität verliehen wird.

Da beispielsweise Gelatine eine gewisse thrombogene Tendenz zeigt, wird die Innenwand des Implantats vorzugsweise im wesentlichen, insbesondere vollständig, von Dichtungsmittel, beispielsweise durch Spülung, befreit. Besonders bevorzugt wird dies vor einem Vernetzungsvorgang des Dichtungsmittels durchgeführt.

Neben dem Vermeiden von Stichkanalblutungen weist das erfindungsgemäße Implantat den Vorteil eines verminderten "Schwitzens" auf. Wie die in der Tabelle in der Anlage aufgeführten Versuchsergebnisse zeigen, kommt es erst bei deutlich höherem Innendruck als bei Prothesen des Standes der Technik zu einem Austritt von Flüssigkeit.

Auch zeigen die Elastizitätswerte der erfindungsgemäßen Implantate im Vergleich zu herkömmlichen Implantaten einen deutlichen Vorteil.

Beschichtungsmethoden für ePTFE - Gefäßprothesen

Beispiel 1

1. Beschichtung im Tauchbad unter Vakuum

1.1. Fixierung der Prothesen

- Die Prothesen werden auf die gewünschte Länge (z. B. 20 cm) geschnitten.
- Die Enden der Prothesen werden mit Schlauchkupplungen versehen.
- Die Schlauchkupplungen werden am Haltegestell im gewünschten Abstand fixiert, wobei die Prothese soweit in Längsrichtung zusammengeschoben wird, dass der in gestrecktem Zustand vorhandene Abstand zwischen den Partikeln der ePTFE-Prothese in Längsrichtung der Prothese um etwa ein Drittel verkürzt ist.

1.2. Beschichtungsvorgang

Beschichtungsbad

7,5% Gelatine
15% Glycerin
25% 2-Propanol
52,5% Wasser, deionisiert.

- Die auf dem Haltegestell fixierten Prothesen werden in die 45°C warme Beschichtungslösung getaucht.
- Die Lösung inklusive Prothese wird mehrfach einem Druckwechsel von atmosphärisch bis 400 mbar ausgesetzt. Im Laufe dieser Druckwechsel gewinnt die Prothese durch Eindringen von Beschichtungslösung in die Internodalräume des ePTFE ein transparentes Aussehen.
- Die Prothese verbleibt für einen Zeitraum von mindestens 10 Minuten in der Beschichtungslösung und wird den beschriebenen Druckwechseln ausgesetzt.
- Nach höchstens 10fachem Druckwechsel zeigt die Prothese in der Regel die gewünschte komplette Transparenz.

Nach Entnahme aus der Lösung wird die Prothese mit dem Haltegestell um ihre Längsachse rotiert, bis die Beschichtung vollkommen geliert ist.

1.3. Spülvorgang

Spüllösung

15% Glycerin
25% 2-Propanol
60% Wasser, deionisiert

- In diesem Vorgang wird die noch im Protheseninneren befindliche teilweise Beschichtung entfernt.
- Die beschichteten Prothesen werden über die Schlauchkupplungen mit einem Spülsystem verbunden, das 500 ml der Spüllösung über 30 Minuten durch die Prothese fließen lässt; die Spüllösung wird verworfen.
- Temperatur der Spülflüssigkeit 20 bis 30°C.

1.4. Trocknung

- Die so behandelten Prothesen werden über 16 bis 24 h bei Raumtemperatur im Luftstrom (Laminarflow) getrocknet.

1.5. Vernetzung

Vernetzungsbad

0,1% HMDI
8,5% Wasser
15% Glycerin
76,4% 2-Propanol

- Die beschichteten und getrockneten Prothesen werden bei 20°C über 7 Stunden in das Vernetzungsbad eingehängt.
- Während dieser Zeit wird das Bad durch Rührer in Bewegung gehalten.
- Bei der Entnahme läßt man gut abtropfen.

1.6. Konditionierung

Konditionierungsbad

15% Glycerin
85% Wasser deion

- Die Prothese wird auf dem Haltegestell für 10 Minuten in die Konditionierungslösung getaucht.
- Dabei wird die Lösung mittels Rührer in Bewegung gehalten.
- Bei der Entnahme lässt man gut abtropfen.

1.7. Trocknung

- Die Prothese wird auf dem Haltegestell bei Raumtemperatur im Luftstrom (Laminarflow) für mindestens 16 Stunden getrocknet.

Beispiel 2

2. Beschichtung mit vorhergehender Imprägnierung

2.1. Fixierung der Prothesen

- Die Prothesen werden auf die gewünschte Länge (ca. 20 cm) geschnitten.
- Die Enden der Prothesen werden mit Schlauchkupplungen versehen.
- Die Schlauchkupplungen werden am Haltegestell auf gewünschter Länge fixiert, wobei die Prothese soweit in Längsrichtung zusammengeschoben wird, dass der im gestreckten Zustand vorhandene Abstand zwischen den Partikeln der ePTFE-Prothese in Längsrichtung der Prothese auf in etwa die Hälfte verkürzt ist.

2.2. Imprägnierungsvorgang

Imprägnierungslösung

2% Gelatine
15% Glycerin
25% 2-Propanol
58% Wasser

- Die Prothese von 6 bis 8 mm Durchmesser wird vertikal mit dem Haltegestell aufgehängt und das untere Prothesenende am Kupplungsstück verschlossen.
- Mit einer Einwegspritze werden über die obere Anschlusskupplung 30 ml der 60°C warmen Imprägnierlösung in die Prothese und durch die Poren des ePTFE gedrückt.
- Mit angeschlossener Einwegspritze lässt man die Apparatur 1 Stunde bei Raumtemperatur stehen.
- Nach Ablauf dieser Zeitspanne wird vorsichtig weitere Imprägnierlösung zugegeben, falls sich die Prothese zusammengezogen haben sollte.
- Die Einwegspritze wird durch einen Verschluß ersetzt, so dass nunmehr beide Enden der Prothese geschlossen sind; in der Prothese befindet sich weiterhin Imprägnierlösung.

2.3. Beschichtungsvorgang

Beschichtungsbad

7,5% Gelatine
15% Glycerin
25% 2-Propanol
52,5% Wasser

- Die Prothesen werden auf dem Haltegestell komplett für 5 Sekunden in die 45°C warme Beschichtungslösung getaucht.
- Nach Entnahme aus der Lösung wird die Prothese mit dem Haltegestell um ihre Längsachse rotiert, bis die Beschichtung vollkommen geliert ist.

2.4. Spülvorgang

Spüllösung

15% Glycerin
25% 2-Propanol
60% Wasser deion

- Die beschichteten Prothesen werden über die Schlauchkupplungen mit einem Spülsystem verbunden, das 500 ml der Spüllösung über 30 Minuten durch die Prothese fließen lässt.

2.5. Trocknung

2.6. Vernetzung

Vernetzungsbad

0,1% HMDI
8,5% Wasser
15% Glycerin
76,4% 2-Propanol

- Die beschichteten und getrockneten Prothesen werden für 7 Stunden bei 20°C in das Vernetzungsbad eingehängt.
- Während dieser Zeit wird das Bad durch Rührer in Bewegung gehalten.
- Bei der Entnahme lässt man gut abtropfen.

2.7. Konditionierung

Konditionierungsbad

15% Glycerin
85% Wasser deion

2.8. Trocknung

Bei den beschriebenen Methoden kann durch Eindringen der Beschichtungslösung in die Prothesenwand eine bessere Haftung der Gelatine auf der PTFE-Oberfläche erreicht werden. Das Eindringen wird bei Verfahren 1 mittels Unterdruck im Tauchbad und in Verfahren 2 durch Einpressen einer Imprägnierlösung beschleunigt.
Bei beiden Methoden wird jedoch erst durch die Verwendung des Zusatzmittels, beispielsweise 2-Propanol, die Benetzung der PTFE- Oberfläche beim Beschichtungsvorgang ermöglicht. Nach Abdampfen des Zusatzmittels haftet die Gelatine auf Grund der von ihr umschlossenen ePTFE-Strukturen an der PTFE-Wandung.
Weitere Beispiele können durchgeführt werden analog zu EP 0 237 037 mit der Änderung, dass der Wassergehalt der Beschichtungslösung um 20 bis 30%-Punkte erniedrigt und durch eine entsprechendes Volumen 2-Propanol oder Aceton ersetzt wird. Die Temperatur der Beschichtungslösung kann auf 30 bis 40°C abgesenkt werden.
Die nachfolgende Tabelle zeigt einen Vergleich des Gesamtanteils der Beschichtung der Gefäßprothese nach Beispiel 1, 2 sowie nach EP 0 237 037:

Beschreibung der REM-Aufnahmen

Bild 1 zeigt einen Longitudinalschnitt durch eine unbeschichtete, ePTFE- Gefäßprothese. Gut zu erkennen sind die PTFE-Fäden, die die schollenartigen Partikel verbinden.
Bild 2 zeigt einen Radialschnitt durch eine beschichtete, PTFE- Gefäßprothese, wobei der Beschichtungslösung kein Zusatzmittel zugesetzt wurde. Deutlich zu erkennen ist, dass sich die Beschichtung im wesentlichen auf der Außenwand und der Innenwand der Prothese befindet und nur ungleichmäßig in die Poren der Wandung eindringt. Außerdem ist zu erkennen, dass die Beschichtung ungleichmäßig auf dem Implantat aufgebracht ist.
Bild 3 zeigt einen Longitudinalschnitt durch eine beschichtete ePTFE- Gefäßprothese, wobei der Beschichtungslösung kein Lösungsvermittler zugesetzt wurde. Deutlich zu erkennen ist, dass sich die Beschichtung im wesentlichen auf der Innenwand der Prothese befindet und nur ungleichmäßig in die Poren der Wandung eindringt. Außerdem ist zu erkennen, dass die Beschichtung ungleichmäßig auf dem Implantat aufgebracht ist.
Bild 4 zeigt einen Longitudinalschnitt durch eine erfindungsgemäß beschichtete Gefäßprothese nach Beispiel 1 (ohne Vorimprägnierung). Als Zusatzmittel wurde in allen Lösungen (außer der Konditionierung) Isopropanol verwendet. Zu erkennen ist hierbei, dass das Dichtungsmittel im wesentlichen vollständig in die Poren der Wandung der Prothese eingedrungen ist. Zudem sind eine Außen- und Innenbeschichtung zu erkennen, die eng und ohne die Bildung von Hohlräumen auf der Außenwand und Innenwand der Prothese haften. Durch die Trocknung sind nachträglich Hohlräume in der Prothesenwand entstanden.
Bild 5 zeigt einen Radialschnitt von Bild 4.
Bild 6 zeigt einen Longitudinalschnitt durch eine erfindungsgemäß beschichtete Gefäßprothese (Beispiel 2). Bei der Herstellung dieser Prothese wurde zunächst eine Vorimprägnierung mit einer sehr dünnen Beschichtungslösung durchgeführt. Nach Trocknen wurde die vorimprägnierte Prothese mit einer konzentrierteren Dichtungsmittellösung beschichtet. Als Zusatzmittel wurde in beiden Lösungen Isopropanol verwendet. Zu erkennen ist hierbei, dass das Dichtungsmittel in erheblichem Maße in die Poren der Wandung der Prothese eingedrungen ist. Zudem ist eine Außenbeschichtung zu erkennen, die eng und ohne die Bildung von Hohlräumen auf der Außenwand der Prothese haftet.
Bild 7 zeigt einen Radialschnitt der Gefäßprothese von Bild 6.
Deutlich zu erkennen ist bei allen vorhergehenden Aufnahmen der unterschiedliche Abstand der PTFE-Partikel zueinander im Vergleich von einer Seite zur gegenüberliegenden. Dies bewirkt natürlich auch eine unterschiedliche Porengröße auf beiden Seiten.
Bild 8 zeigt einen Stichkanal in der unbeschichteten Wand einer ePTFE- Gefäßprothese. Der durchgezogene Nahtfaden wurde im Stichkanal gelassen. A) zeigt die äußere und B) die innere Prothesenoberfläche. Hierbei zeigt sich eine deutliche Erweiterung des Stichkanals, bedingt durch eine plastische irreversible Verformung der unbeschichteten Prothesenwand. Es ist ein deutlicher Spalt zwischen dem durchgezogenen Faden und der umgebenden Prothesenwand erkennbar. Dieser Spalt führt intraoperativ zu den eingangs erwähnten Stichkanalblutungen. Der elektronenmikroskopisch messbare Durchmesser des Stichkanales an der Ein- und Ausstichstelle beträgt ca. 210 µm.
Bild 9 zeigt einen Stichkanal in einer gelatinebeschichteten Prothesenwand eines Konkurrenzproduktes. Der durchgezogene Nähfaden wurde im Stichkanal belassen. A) zeigt die äußere und B) die innere Prothesenoberfläche. In der Umgebung des Einstiches ist deutlich zu erkennen, dass die Beschichtung großflächig von der äußeren Prothesenoberfläche abgeplatzt ist. Der elektronenmikroskopisch messbare Durchmesser des Stichkanales beträgt an der Einstichstelle ca. 210 µm. Eine Abdichtung des Stichkanales kann somit nicht erreicht werden. Aufgrund der unbeschichteten Innenfläche ist der Stichkanal der Prothese an der Ausstichstelle, wie zu erwarten, erweitert.
Bild 10 zeigt einen Stichkanal durch eine nur außen mit Gelatine beschichteten Prothesenwand einer erfindungsgemäßen Gefäßprothese. Der durchgezogene Nahtfaden wurde im Stichkanal belassen. A) zeigt die äußere und B) die innere Prothesenoberfläche. Die Gelatinebeschichtung dieser Gefäßprothese erscheint sehr homogen. Durch eine elastische Verformung der Beschichtung wird eine vollständige Abdichtung der den Faden umgebenden Prothesenwand erreicht. Der Durchmesser des Stichkanals beträgt an der Einstichstelle ca. 150 µm und entspricht damit dem Durchmesser des durchgezogenen Fadens. Wie zu erwarten, ist der Stichkanal an der inneren Ausstichstelle, die ja unbeschichtet ist, erweitert.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren kann mit der erfindungsgemäßen Beschichtungsmethode eine vollständige Abdichtung des Stichkanals erreicht werden.

Claims

1. Implantat, insbesondere Gefäßprothese, mit einer Wandung aus an sich porösem hydrophoben Material, die mit einem hydrophilen Dichtungsmittel abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmittel mindestens teilweise elastisch ist und an der Wandung haftet und sich das Dichtungsmittel an einen durchgenähten Nähfaden abdichtend anzuschließen vermag.

2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung aus einer Imprägnierung der Wandung des Implantates und vorzugsweise einer Beschichtung auf einer Außenseite des Implantates besteht.

3. Implantat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenseite des Implantats im wesentlichen, insbesondere vollständig, frei von Dichtungsmittel ist.

4. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmittel biologisch abbaubar ist.

5. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmittel im wesentlichen Gelatine, insbesondere Photogelatine, ist.

6. implantat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelatine eine vernetzte Gelatine, insbesondere eine mit Diisocyanat vernetzte Gelatine, ist.

7. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Poren innerhalb der Wandung im wesentlichen vollständig, vorzugsweise vollständig, mit Dichtungsmittel abgedichtet sind.

8. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beschichtung auf der Außenseite des Implantats dünnwandig ist, vorzugsweise eine Dicke von 0 bis 500 µm, insbesondere 30 bis 100 µm, aufweist.

9. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es im abgedichteten Zustand 2 bis 100 mg, insbesondere 10 bis 25 mg, Dichtungsmittel pro cm² Implantatwandung enthält.

10. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmittel unter Verwendung mindestens eines Zusatzmittels mit dem hydrophoben Material verbunden ist, das mindestens eine der nachfolgenden Eigenschaften besitzt: Hydrophilisierung der Oberfläche des hydrophoben Materials, Viskositätserniedrigung der Lösung des Dichtungsmittels, Netzmittelwirkung und insbesondere Restmengen an diesem Zusatzmittel im Dichtungsmittel enthalten sind.

11. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung aus an sich porös expandiertem PTFE besteht, bei der PTFE-Partikel unter Bildung der Poren über dünne PTFE-Fäden miteinander verbunden sind.

12. Implantat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat im nicht vollständig expandierten Zustand des PTFE abgedichtet ist und das Dichtungsmittel das Implantat im nicht expandierten Zustand hält.

13. Implantat nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandungsmaterial eine Hybridstruktur aufweist, bei der die Abstände der PTFE-Partikel voneinander im expandierten Zustand von einer Wandungsseite, insbesondere einer äußeren Wandungsseite, zu einer anderen Wandungsseite, insbesondere einer inneren Wandungsseite, abnimmt.

14. Verfahren zur Herstellung des Implantats nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmittel in wässrigem Medium, insbesondere in Lösung, in Gegenwart mindestens eines Zusatzmittels, das mindestens eine der nachfolgenden Eigenschaften besitzt: Hydrophilisierung der Oberfläche des hydrophoben Materials, Viskositätserniedrigung der Lösung des Dichtungsmittels, Netzmittelwirkung mindestens in die Poren des Implantats eingebracht und getrocknet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzmittel ein Lösungsmittel, ein im wesentlichen mit Wasser mischbares Lösungsmittel, verwendet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzmittel ein flüchtiges Lösungsmittel verwendet wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmittel auch auf die Außenwand des Implantats aufgebracht wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat zunächst mittels einer weniger konzentrierten Lösung des Dichtungsmittels vorabgedichtet wird und nach einer Zwischentrocknung mittels mindestens einer stärker konzentrierten Lösung des Dichtungsmittels vollständig abgedichtet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Lösung mit geringerem Dichtungsmittelgehalt durch Anlegen einer Druckdifferenz in die Poren eingebracht wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösung mit geringerem Dichtungsmittelgehalt eine Lösung mit einem Dichtungsmittelgehalt von 1 bis 5%, vorzugsweise 2 bis 4%, insbesondere 2%, verwendet wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösung mit höherem Dichtungsmittelgehalt eine Lösung mit einem Dichtungsmittelgehalt von 5 bis 9%, vorzugsweise 6 bis 8%, insbesondere 7,5%, verwendet wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen des Dichtungsmittels in die Wandung und das Aufbringen des Dichtungsmittels auf die Außenwand des Implantats im mindestens teilweise längskomprimierten Zustand des Implantats erfolgt.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenseite des Implantats im wesentlichen, insbesondere vollständig, von Dichtungsmittel befreit wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite des Implantats vor einem Vernetzungsvorgang des Dichtungsmittels vom Dichtungsmittel befreit wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtungsmittellösung verwendet wird, die 5 bis 40 Gew.-%, insbesondere 15 bis 30 Gew.-%, flüssiges Hydrophilisierungsmittel enthält.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel ausschließlich in mindestens einer Beschichtungslösung und gegebenenfalls in mindestens einer Spüllösung enthalten ist.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein vernetzbares Abdichtungsmittel, insbesondere Gelatine, verwendet wird, welches nach der Abdichtung vernetzt wird.