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Die
vorliegende Erfindung betrifft resorbierbare Implantate, welche
das Metall Zink enthalten und mit einer biologisch abbaubaren Beschichtung
versehen werden können.
Die bioabbaubare Beschichtung besteht bevorzugt aus biodegradierbaren
Polymeren und kann zudem mindestens eine pharmakologisch aktive
Substanz wie beispielsweise einen antiproliferativen, antimigrativen,
antiangiogenen, antiinflammatorischen, antiphlogistischen, zytostatischen,
zytotoxischen und/oder antithrombotischen Wirkstoff, Corticoide,
Sexualhormone, Statine, Epothilone, Prostacycline und/oder Angiogeneseinduktoren
enthalten.
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Die
Implantation von Stents ist heutzutage ein gängiger chirurgischer Eingriff
zur Behandlung von Stenosen. Neuere Untersuchungen haben gezeigt,
dass Gefäßverengungen
jedoch nicht dauerhaft durch eine Endoprothese, insbesondere einen
Stent aufgeweitet werden müssen.
Es genügt,
das Gewebe zeitweise durch eine Endoprothese aufzuweiten, da sich
das Gewebe im Bereich der Gefäßverengung
bei Anwesenheit einer Stützprothese
regenerieren kann und dann auch ohne Unterstützung durch beispielsweise
einen Stent in der aufgeweiteten Form verbleibt. Dies bedeutet,
dass nach einer gewissen Zeit der Unterstützung des Gewebes durch eine
Prothese, die Prothese ihre Wirkung weitgehend verliert, da das
regenerierte Gewebe selbständig
wieder in der Lage ist, den normalen Gefäßdurchmesser aufrecht zu erhalten,
so dass nach Entfernung der Prothese keine erneute Gefäßverengung
eintreten würde.
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Zur
Behebung der vorgenannten Probleme wurde vorgeschlagen, Stents aus
bioresorbierbaren Materialien herzustellen, die im Körper während einiger
Monate abgebaut werden.
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Ein
Herstellungsverfahren für
solche bioresorbierbaren Stents ist z. B. aus
DE 10207161 A1 bekannt. Dort
wird ein Verfahren zur Herstellung von Gefäßstützen aus Magnesium- oder Zinklegierungen
vorgestellt. Dabei liegt das Hauptinteresse darin, die Eigenschaften
der Legierungen so einzustellen, dass die hergestellten Gefäßstützen problemlos
verformbar sind und beim Implantieren nicht brechen und damit keine
Verletzungen der Gefäße durch
Bruchstücke
hervorrufen.
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In
DE 19856983 A1 und
EP 0966979 A2 wird
eine resorbierbare Gefäßwandstütze, insbesondere
ein Koronarstent, beschrieben, der aus einer bestimmten Metall-Materialkombination
besteht und sich im Körper ohne
schädliche
Wirkungen auf den Implantat-Träger
zersetzt. Dabei kann die Metall-Materialkombination als Legierung
oder galvanisches Lokalelement ausgebildet sein, wobei Zink-Calcium-,
Zink-Titan- oder
auch Zink-Gold-Titan-Legierungen in Frage kommen. Über die
Metall-Materialkombination
wird Einfluss genommen auf die Zersetzungsrate des Stents.
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DE 10253634 A1 präsentiert
eine biodegradierbare Endoprothese, insbesondere einen Stent, aus
einer Magnesiumlegierung, wobei die Legierung mehr aus 90% Magnesium
enthält.
Aufgrund des Materials weist die Endoprothese gute mechanische und
physiologische Eigenschaften auf. Ein gleichmäßiger Abbau aller Bereiche
der Endoprothese wird durch das Einhalten bestimmter Verhältnisse
von Querschnittsflächen der
Bereiche erreicht.
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Aus
DE 10237572 A1 sind
zudem resorbierbare Stents bekannt, die zusätzlich mit einer bioabbaubaren
Polymerschicht versehen sind. Das Hauptinteresse liegt hier darin,
die Oberfläche
des Stents so zu gestalten, dass der Entwicklung von Restenose entgegen
gewirkt wird. Diese Funktion soll die Polymerbeschichtung übernehmen,
die noch unterstützt
wird durch die Einlagerung von Wirkstoffen in die Polymerschicht.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Prothese bereitzustellen,
welche ihre Stützfunktion
nur so lange ausübt,
bis das regenerierte Gewebe wieder selber in der Lage ist, diese
Funktion zu übernehmen.
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Diese
Aufgabe wird durch die technische Lehre der unabhängigen Ansprüche der
vorliegenden Erfindung gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
aus den abhängigen
Ansprüchen,
der Beschreibung sowie den Beispielen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft resorbierbare Implantate, welche
vorrangig aus Zink, Calcium und Magnesium bestehen und eine biologisch
abbaubare Beschichtung aufweisen können und zudem befähigt sein
können,
Corticoide, Sexualhormone, Statine, Epothilone, Prostacycline, Angiogeneseinduktoren
oder einen oder mehrere antiproliferative, antimigrative, antiangiogene,
antiinflammatorische, antiphlogistische, zytostatische, zytotoxische
und/oder antithrombotische Wirkstoffe freizusetzen.
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Das
resorbierbare Implantat besteht zu mindestens 30 Gew.-%, bevorzugt
mindestens 40 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, weiter
bevorzugt mindestens 60 Gew.-%, noch weiter bevorzugt mindestens
70 Gew.-%, noch weiter bevorzugt mindestens 80 Gew.-% und insbesondere
bevorzugt mindestens 90 Gew.-%
aus dem Metall Zink.
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Ferner
ist bevorzugt, wenn das Implantat zudem 0,1–60 Gew.-%, bevorzugt 0,1–59 Gew.-%,
weiter bevorzugt 0,1–59
Gew.-%, noch weiter bevorzugt 1–58
Gew.-% Calcium aufweist.
Insbesondere bevorzugt liegt die Masse an Calcium im Bereich von
1,5–50
Gew.-%, 2,0–40
Gew.-%, 2,5–30
Gew.-%, 3,0–20
Gew.-% und insbesondere von 3,5–10
Gew.-%.
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In
Kombination mit dem Calcium enthält
das Implantat 0,1–80
Gew.-%, bevorzugt 0,1–70
Gew.-%, weiter bevorzugt 0,1–60
Gew.-%, noch weiter bevorzugt 1–50
Gew.-% Magnesium enthalten. Vorzugsweise liegt die Masse an Magnesium
im Bereich von 0,1–80
Gew.-%, 5,0–70
Gew.-%, 7,5–60
Gew.-%, 10,0–50
Gew.-% und insbesondere im Bereich von 20–40 Gew.-%.
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Neben
Zink, Calcium und Magnesium kann ein erfindungsgemäßes Implantat
ferner mindestens ein Metall ausgewählt aus der Gruppe umfassend
Lithium, Beryllium, Natrium, Aluminium, Kalium, Scandium, Titan,
Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Gallium,
Yttrium, Zirconium, Niobium, Molybdän, Technetium, Ruthenium, Rhodium,
Palladium, Silber, Indium, Zinn, Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym,
Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium,
Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Tantal, Wolfram,
Rhenium, Platin, Gold, Blei und/oder mindestens ein Metallsalz mit
einem Kation ausgewählt
aus der Gruppe umfassend Li+, Be2+, Na+, Mg2+, K+, Ca2+, Sc3+, Ti2+, Ti4+, V2+, V3+, V4+, V5+, Cr2+, Cr3+, Cr4+, Cr6+, Mn2+, Mn3+, Mn4+, Mn5+, Mn6+, Mn7+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Co3+, Ni2+, Cu+, Cu2+, Zn2+, Ga+, Ga3+, Al3+, Y3+, Zr2+, Zr4+, Nb2+, Nb4+, Nb5+, Mo4+, Mo6+, Tc2+, Tc3+, Tc4+, Tc5+, Tc6+, Tc7+, Ru3+, Ru4+, Ru5+, Ru6+, Ru7+, Ru8+, Rh3+, Rh4+, Pd2+, Pd3+, Ag+, In+, In3+, Ta4+, Ta5+, W4+, W6+, Pt2+, Pt3+, Pt4+, Pt5+, Pt6+, Au+, Au3+, Au5+, Sn2+, Sn4+, Pb2+, Pb4+, La3+, Ce3+, Ce4+, Gd3+, Nd3+, Pr3+, Tb3+, Pr3+, Pm3+, Sm3+, Eu2+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+ enthalten.
Neben den vorgenannten Metallen und Metallsalzen, welche zusammen
in Massen von weniger als 5 Gew.-% anwesend sind, können geringe
Mengen an Nichtmetallen, Kohlenstoff, Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff
und/oder Wasserstoff zugegen sein.
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Insbesondere
die Anwesenheit von Yttrium in Mengen von 0,01–10 Gew.-%, bevorzugt 0,1–9 Gew.-%, weiter
bevorzugt 0,5–8
Gew.-%, weiter bevorzugt 1,0– 7,0
Gew.-%, weiter bevorzugt 2,0–6,0
Gew.-% und insbesondere bevorzugt 3,0–5,0 Gew.-% kann vorteilhaft
sein.
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Eine
bevorzugte Zusammensetzung eines erfindungsgemäßen Implantats umfasst beispielsweise
55 Gew.-% – 100 Gew.-% | Zink |
0,1 Gew.-% – 40 Gew.-% | Magnesium |
0,1 Gew.-% – 40 Gew.-% | Calcium |
0,01 Gew.-% – 9 Gew.-% | Yttrium |
0,01 Gew.-% – 7 Gew.-% | Seltene
Erden |
0,01 Gew.-% – 4 Gew.-% | andere
Metalle, Metallsalze, Nichtmetalle, Kohlenstoff, Schwefel, Stickstoff,
Sauerstoff, Wasserstoff. |
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Der
Kohlenstoff, Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff oder
andere Nichtmetalle oder Halbmetalle können in Form von Anionen und/oder
Polymeren vorliegen.
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Eine
weitere bevorzugte Zusammensetzung ist:
75 Gew.-% – 95 Gew.-% | Zink |
0,1 Gew.-% – 15 Gew.-% | Magnesium |
0,1 Gew.-% – 15 Gew.-% | Calcium |
0,01 Gew.-% – 6 Gew.-% | Yttrium |
0,01 Gew.-% – 3 Gew.-% | Seltene
Erden |
0,01 Gew.-% – 2 Gew.-% | andere
Metalle, Metallsalze, Nichtmetalle, Kohlenstoff, Schwefel, Stickstoff,
Sauerstoff, Wasserstoff. |
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Der
Begriff ”resorbierbar” bei der
vorliegenden Erfindung bedeutet, dass das Implantat sich über eine gewisse
Zeit im Organismus langsam auflöst
und irgendwann nur noch dessen Abbauprodukte im Körper in gelöster Form
vorliegen.
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Zu
diesem Zeitpunkt sind feste Bestandteile oder Fragmente des Implantats
nicht mehr vorhanden. Die Abbauprodukte sollten physiologisch weitgehend
unbedenklich sein und zu Ionen oder Molekülen führen, welche im Organismus
sowieso vorhanden oder vom Organismus zu unbedenklichen Stoffen
abgebaut oder ausgeschieden werden können.
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Als
Metalle, welche in Kombination mit dem Zink eingesetzt werden können, sind
die folgenden bevorzugt: Lithium, Beryllium, Natrium, Magnesium,
Aluminium, Kalium, Calcium, Scandium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan,
Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer, Gallium, Yttrium, Zirconium, Niobium,
Molybdän,
Technetium, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silber, Indium, Zinn,
Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium,
Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium,
Lutetium, Tantal, Wolfram, Rhenium, Platin, Gold, Blei. Insbesondere
bevorzugt sind Magnesium, Calcium, Eisen, Yttrium. Ferner sind Kombinationen
von Zink mit oder ohne den Zusatz eines oder mehrerer der vorgenannten
Metalle mit Metallsalzen bevorzugt. Solche Kombinationen können als
Metallsalzenthaltende Zinkschmelzen oder Metallsalz-enthaltende
Zinklegierungen bezeichnet werden. Der Metallsalzanteil darf nur
so hoch sein, dass weiterhin eine ausreichende Flexibilität des Materials
gegeben ist. Bei Stents darf insbesondere die Expandierbarkeit nicht
wesentlich beeinträchtigt
werden. Als Metallsalz eignen sich die weiter unten genannten und
insbesondere Salze von Magnesium, Calcium, Eisen und Yttrium.
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Besser
als die Verwendung von Metallen ist hingegen die Verwendung von
resorbierbaren Legierungen, welche beispielsweise folgende Metalle
zusammen mit Zink enthalten können:
Lithium, Beryllium, Natrium, Magnesium, Aluminium, Kalium, Calcium,
Scandium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel,
Kupfer, Gallium, Yttrium, Zirconium, Niobium, Molybdän, Technetium,
Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silber, Indium, Zinn, Lanthan, Cer,
Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium,
Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Tantal,
Wolfram, Rhenium, Platin, Gold, Blei. Solche Metalle sind teilweise
nur in geringen Mengen enthalten.
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Bevorzugt
sind Magnesium-Zink-Legierungen, welche Magnesium zu 10 bis 78 Gew.-%,
bevorzugt 25 bis 68 Gew.-% und insbesondere bevorzugt über 36 bis
53 Gew.-% enthalten. Ferner ist bevorzugt, wenn diese Magnesium-Zink-Legierung
des weiteren Scandium, Titan, Vanadium, Yttrium, Zirconium, Niobium,
Molybdän, Technetium,
Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silber oder Indium und insbesondere
Yttrium in einer Menge von 0,3–11,
bevorzugt 0,7–10,
weiter bevorzugt 1,1–8,5
und insbesondere bevorzugt 2–7
Gew.-% enthält.
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Bevorzugt
sind ferner Legierungen welche neben Zink zum überwiegenden Anteil Calcium,
Magnesium, Eisen, Zinn, Zink oder Lithium zusammen mit bis zu 10
Gew.-% Scandium,
Yttrium, Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium,
Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium und/oder
Ytterbium enthalten.
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Ferner
sind insbesondere Metallsalze der oben genannten Metalle bevorzugt.
Derartige Metallsalze enthalten vorzugsweise mindestens eines der
folgenden Metallionen: Li+, Be2+,
Na+, Mg2+, K+, Ca2+, Sc3+, Ti2+, Ti4+, V2+, V3+, V4+, V5+, Cr2+, Cr3+, Cr4+, Cr6+, Mn2+, Mn3+, Mn4+, Mn5+, Mn6+, Mn7+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Co3+, Ni2+, Cu+, Cu2+, Zn2+, Ga+, Ga3+, Al3+, Y3+, Zr2+, Zr4+, Nb2+, Nb4+, Nb5+, Mo4+, Mo6+, Tc2+, Tc3+, Tc4+, Tc5+, Tc6+, Tc7+, Ru3+, Ru4+, Ru5+, Ru6+, Ru7+, Ru8+, Rh3+, Rh4+, Pd2+, Pd3+, Ag+, In+, In3+, Ta4+, Ta5+, W4+, W6+, Pt2+, Pt3+, Pt4+, Pt5+, Pt6+, Au+, Au3+, Au5+, Sn2+, Sn4+, Pb2+, Pb4+, La3+, Ce3+, Ce4+, Gd3+, Nd3+, Pr3+, Tb3+, Pr3+, Pm3+, Sm3+, Eu2+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+.
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Als
Anionen dienen Halogene wie F, Cl–,
Br ; Oxide und Hydroxide wie OH–,
O2 Sulfate, Carbonate, Oxalate, Phosphate
wie HSO4 –,
SO4 2–, HCO3 –,
CO3 2–, HC2O4 –, C2O4 2–, H2PO4 –, HPO4 2–,
PO4 3–, und insbesondere Carboxylate
wie HCOO–,
CH3COO–, C2H5COO–, C3H7COO–, C4H9COO–, C5H11COO–, C6H13COO–, C7H15COO–, C8H17COO–, C9H19COO–, PhCOO–,
PhCH2COO–.
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Des
weiteren sind Salze der folgenden Säuren bevorzugt: Schwefelsäure, Sulfonsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure, salpetrige
Säure,
Perchlorsäure,
Bromwasserstoffsäure,
Chlorwasserstoffsäure,
Ameisensäure,
Essigsäure,
Propionsäure,
Bernsteinsäure,
Oxalsäure,
Gluconsäure
(Glycons, Dextronsäure),
Milchsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Tartronsäure (Hydroxymalonsäure, Hydroxypropandisäure), Fumarsäure, Zitronensäure, Ascorbinsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Hydroxymaleinsäure, Brenztraubensäure, Phenylessigsäure, (o-,
m-, p-) Toluylsäure,
Benzoesäure,
p-Aminobenzoesäure,
p-Hydroxybenzoesäure,
Salicylsäure, p-Aminosalicylsäure, Methansulfonsäure, Ethansulfonsäure, Hydroxyethansulfonsäure, Ethylensulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure, Naphthylsulfonsäure, Naphthylaminsulfonsäure, Sulfanilsäure, Camphersulfonsäure, Chinasäure, Chininsäure, O-Methyl-mandelsäure, Hydrogenbenzolsulfonsäure, Methionin,
Tryptophan, Lysin, Arginin, Pikrinsäure (2,4,6-Trinitrophenol),
Adipinsäure,
d-o-Tolylweinsäure,
Glutarsäure.
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Ferner
sind Salze von Aminosäuren
bevorzugt, welche beispielsweise eine oder mehrere der folgenden
Aminosäuren
enthalten: Glycin, Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Serin, Threonin,
Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan, Lysin, Arginin, Histidin, Aspartat,
Glutamat, Asparagin, Glutamin, Cystein, Methionin, Prolin, 4-Hydroxyprolin,
N,N,N-Trimethyllysin, 3-Methylhistidin, 5-Hydroxylysin, O-Phosphoserin, γ- Carboxyglutamat, ε-N-Acetyllysin, ω-N-Methylarginin,
Citrullin, Ornithin. Normalerweise werden die Aminosäuren mit
L-Konfiguration eingesetzt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
hat mindestens ein Teil der eingesetzten Aminosäuren D-Konfiguration.
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Weitere
bevorzugte resorbierbare Stoffe zur Herstellung des Implantats sind
Metallsalze wie beispielsweise Caclicumchlorid, Calciumsulfat, Calciumphosphat,
Calciumcitrat, Zinkchlorid, Zinksulfat, Zinkoxid, Zinkcitrat, Eisensulfat,
Eisenphosphat, Eisenchlorid, Eisenocid, Zink, Magnesiumchlorid,
Magnesiumsulfat, Magnesiumphosphat oder Magnesiumcitrat. Derartige
Metallsalze werden vorzugsweise in Massen von 0,01–12 Gew.-%
eingesetzt.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform
ist die Kombination von resorbierbarem Metall oder resorbierbarem
Salz oder einer resorbierbaren Metallegierung zusammen mit einem
resorbierbaren Polymer. Eine solche Kombination kann bedeuten, dass
das Implantat aus einer Mischung enthaltend Metall, Metallegierung und/oder
Metallsalz und einem biologisch abbaubaren Polymer hergestellt worden
ist, oder das Implantat aus unterschiedlichen Schichten aufgebaut
ist, wobei eine Schicht überwiegend
oder ausschließlich
das Metall, Metallsalz und/oder die Metallegierung enthält und eine
oder mehrere andere Schichten aus einem oder verschiedenen bioresorbierbaren
Polymeren bestehen.
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Als
resorbierbare oder biologisch abbaubare Polymere können erfindungsgemäß folgende
eingesetzt werden:
Polyvalerolactone, Poly-ε-Decalactone, Polylactonsäure, Polyglycolsäure Polylactide,
Polyglycolide, Copolymere der Polylactide und Polyglycolide, Poly-ε-caprolacton,
Polyhydroxybuttersäure,
Polyhydroxybutyrate, Polyhydroxyvalerate, Polyhydroxybutyrate-co-valerate,
Poly(1,4-dioxan-2,3-dione), Poly(1,3-dioxan-2-one), Poly-para-dioxanone,
Polyanhydride, Polymaleinsäureanhydride,
Polyhydroxymethacrylate, Fibrin, Polycyanoacrylate, Polycaprolactondimethylacrylate,
Poly-b-Maleinsäure
Polycaprolactonbutylacrylate, Multiblockpolymere aus Oligocaprolactondiole
und Oligodioxanondiole, Polyetherestermultiblockpolymere aus PEG
und Polybutylenterephtalat, Polypivotolactone, Polyglycolsäuretrimethylcarbonate
Polycaprolactonglycolide, Poly(g-ethylglutamat), Poly(DTH-Iminocarbonat),
Poly(DTE-co-DT-carbonat), Poly(Bisphenol A-iminocarbonat), Polyorthoester,
Polyglycolsäuretrimethylcarbonate,
Polytrimethylcarbonate Polyiminocarbonate, Poly(N-vinyl)-Pyrrolidon,
Polyvinylalkohole, Polyesteramide, glycolierte Polyester, Polyphosphoester,
Polyphosphazene, Poly[p-carboxyphenoxy)propan], Polyhydroxypentansäure, Polyanhydride,
Polyethylenoxidpropylenoxid, weiche Polyurethane, Polyurethane mit
Aminosäurereste
im Backbone, Polyetherester wie das Polyethylenoxid, Polyalkenoxalate,
Polyorthoester sowie deren Copolymere, Lipide, Carrageenane, Fibrinogen,
Stärke, Kollagen,
Protein-basierende Polymere, Polyaminosäuren, synthetische Polyaminosäuren, Zein,
Polyhydroxyalkanoate, Pectinsäure,
Actinsäure,
Carboxymethylsulfat, Albumin, Hyaluronsäure, Chitosan und seine Derivate,
Heparansulfate und seine Derivate, Heparine, Chondroitinsulfat,
Dextran, β-Cyclodextrine,
Copolymere mit PEG und Polypropylenglycol, Gummi arabicum, Guar,
Gelatine, Collagen Collagen-N-Hydroxysuccinimid, Lipide, Phospholipide,
Polyacrylsäure,
Polyacrylate, Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyacrylamid,
Polyacrylonitrile, Polyamide, Polyetheramide, Polyethylenamin, Polyimide,
Polycarbonate, Polycarbourethane, Polyvinylketone, Polyvinylhalogenide,
Polyvinylidenhalogenide, Polyvinylether, Polyvinylaromaten, Polyvinylester,
Polyvinylpyrollidone, Polyoxymethylene, Polytetramethylenoxid, Polyethylen,
Polypropylen, Polytetrafluorethylen, Polyurethane, Polyetherurethane,
Silicon-Polyetherurethane,
Silicon-Polyurethane, Silicon-Polycarbonat-Urethane, Polyolefin-Elastomere, Polyisobutylene,
EPDM-Gummis, Carboxymethylchitosane, Polyaryletheretherketone, Polyetheretherketone,
Polyethylenterephtalat, Polyvalerate, Carboxymethylcellulose, Cellulose,
Rayon, Rayontriacetate, Cellulosenitrate, Celluloseacetate, Hydroxyethylcellulose,
Cellulosebutyrate, Celluloseacetatbutyrate, Ethylvinylacetat-copolymere,
Polysulfone, Epoxyharze, ABS-Harze, Polyvinylhalogene und Copolymere,
Celluloseether, Cellulosetriacetate, Chitosane und Copolymere und/oder
Mischungen der vorgenannten Polymere.
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Bevorzugte
resorbierbare Polymere sind Polymethylmethacrylate (PMMA), Polytetrafluoroethylene (PTFE),
Polyurethane, Polyvinylchloride (PVC), Polyester, Nylons und Polylactide.
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Bevorzugt
sind insbesondere Polyester, Polylactide sowie Copoymere aus Diolen
und Estern bzw. Diolen und Lactiden. Als Diole werden beispielsweise
Ethan-1,2-diol,
Propan-1,3-diol oder Butan-1,4-diol eingesetzt.
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Erfindungsgemäß finden
insbesondere Polyester für
die polymere Schicht Verwendung. Aus der Gruppe der Polyester sind
wiederum solche Polymere bevorzugt, welche die folgende Wiederholungseinheit
besitzen:
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In
den gezeigten Wiederholungseinheiten bedeutet R, R', R'' und R''' einen Alkylrest
mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methyl, Ethyl, Propyl,
Isopropyl, n-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, iso-Butyl, n-Pentyl oder Cyclopentyl
und bevorzugt Methyl oder Ethyl. Y steht für eine ganze Zahl von 1 bis
9 und X steht für
den Polymerisationsgrad. Insbesondere bevorzugt sind die folgenden
Polymere mit den gezeigten Wiederholungseinheiten:
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Insbesondere
bevorzugt sind die Polymere Resomer® R
203 und Resomer® LT
706.
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Der
Name Resomer® repräsentiert
ein hochtechnologisches Produkt der Firma Boehringer Ingelheim, das
als aus resorbierbaren Polymeren hergestelltes Medizinprodukt aufgrund
vielfältiger
Anwendungsmöglichkeiten
in der modernen Medizin und der Fortschritte in der technischen
Entwicklung eine wichtige Alternative zu konventionellen medizinischen
Anwendungen bietet.
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Diese
resorbierbaren Polymere werden auf der Basis von Milch- und Glycolsäure hergestellt.
Grundsätzlich
ist die Verwendung von resorbierbaren Polymeren bei der vorliegenden
Erfindung besonders bevorzugt. Homopolymere der Milchsäure (Polylactide)
kommen hauptsächlich
in der Produktion resorbierbarer, medizinischer Implantate zum Einsatz.
Copolymere der Milch- und Glycolsäure finden als Rohstoffe für die Herstellung
von Wirkstoffkapseln zur kontrollierten Freisetzung pharmazeutischer
Wirksubstanzen Verwendung.
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Somit
sind für
die erfindungsgemäße Verwendung
insbesondere Polymere auf Milchsäure-
und Glycolsäurebasis
sowie Copolymere (alternierende oder statistische) und Blockcopolymere
(z. B. Triblockcopolymere) beider Säuren bevorzugt.
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Als
weitere Vertreter der resorbierbaren Polymere Resomer® seien
genannt die Poly(L-lactid)e mit der allgemeinen Formel -(C6H8O4)n-
wie L 210, L 210 S, L 207 S, L 209 S, die Poly(L-lactid-co-D,L-lactid)e
mit der allgemeinen Formel -(C6H8O4)nwie LR 706, LR 708, L 214 S,
LR 704, die Poly(L-lactid-co-trimethylcarbonat)e mit der allgemeinen
Formel -[(C6H8O4)x-(C4H6O3)y]n- wie LT 706, die Poly(L-lactid-co-glycolid)e mit der
allgemeinen Formel -[(C6H8O4)x-(C4H4O4)y]n- wie LG 824, LG 857,
die Poly(L-lactid-co-ε-caprolacton)e mit
der allgemeinen Formel -[(C6H8O4)x(C6H10O2)y]n- wie LC 703, die
Poly(D,L-lactid-co-glycolid)e mit der allgemeinen Formel -[(C6H8O4)x-(C4H4O4)y]n-
wie RG 509 S, RG 502 H, RG 503 H, RG 504 H, RG 502, RG 503, RG 504,
die Poly(D,L-lactid)e mit der allgemeinen Formel -(C6H8O4)n- wie
R 202 S, R 202 H, R 203 S und R 203 H. Resomer® 203
S stellt hierbei den Nachfolger des insbesondere bevorzugten Polymers
Resomer® R
203 dar. Insbesondere bevorzugt ist die Verwendung von R203 und
LT 706 in einem Mengenverhältnis von
70 Gew.-% zu 30 Gew.-%.
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Eine
insbesondere bevorzugte Ausführungsform
ist auf Implantate gerichtet, welche teilweise aus einem biologisch
degradierbaren Polymer vorzugsweise einem Polymethylmethacrylat
(PMMA), Polytetrafluoroethylen (PTFE), Polyurethan, Polyvinylchlorid
(PVC), Polydimethylsiloxan (PDMS), Polyester, Nylon oder Polylactid
und insbesondere einem Polyester und/oder Polylactid bestehen, wobei
mindestens ein Metall, eine Metallegierung und/oder vorzugsweise
ein Metallsalz und/oder Metalloxid in Form von Mikroteilchen und/oder Nanoteilchen
in das biologisch abbaubare Polymer eingelagert oder aufgetragen
sind. Der metallische Anteil dieser Implantate weist die hierin
offenbarte Zusammensetzung aus Zink und optional Calcium oder Magnesium
mit den oben genannten weiteren Bestandteilen auf. Eine bevorzugte
Ausführungsform
stellt ein medizinisches Implantat dar, welches zu über 95 Gew.-%,
weiter bevorzugt zu über
97 Gew.-%, noch weiter bevorzugt zu über 98 Gew.-% und insbesondere
bevorzugt zu über
99 Gew.-% aus Zink besteht.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung umfassen
resorbierbare Implantate, welche auf dem Implantat und/oder auch
in dem Implantat oder unter der resorbierbaren bzw. biologisch abbaubaren
Schicht und/oder in der biologisch abbaubaren Schicht und/oder auf
der biologisch abbaubaren Schicht mindestens eine pharmakologisch
aktive Substanz enthalten. Als pharmakologisch aktive Substanzen sind
antiproliferative, antimigrative, antiangiogene, antiinflammatorische,
antiphlogistische, zytostatische, zytotoxische und/oder antithrombotische
Wirkstoffe, Antirestenose-Wirkstoffe, Corticoide, Sexualhormone,
Statine, Epothilone, Prostacycline, Angiogeneseinduktoren bevorzugt.
Unter diesen Substanzen sind wiederum die antiproliferativen, antiinflammatorischen,
antiphlogistischen, zytostatischen, zytotoxischen und/oder antithrombotischen
Wirkstoffe und die Antirestenose-Wirkstoffe bevorzugt.
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Beispiele
für antiproliferative,
antimigrative, antiangiogene, antiinflammatorische, antiphlogistische, zytostatische,
zytotoxische und/oder antithrombotische Wirkstoffe sind: Abciximab,
Acemetacin, Acetylvismion B, Aclarubicin, Ademetionin, Adriamycin,
Aescin, Afromoson, Akagerin, Aldesleukin, Amidoron, Aminoglutethemid,
Amsacrin, Anakinra, Anastrozol, Anemonin, Anopterin, Antimykotika,
Antithrombotika, Apocymarin, Argatroban, Aristolactam-AII, Aristolochsäure, Ascomycin,
Asparaginase, Aspirin, Atorvastatin, Auranofin, Azathioprin, Azithromycin,
Baccatin, Bafilomycin, Basiliximab, Bendamustin, Benzocain, Berberin,
Betulin, Betulinsäure,
Bilobol, Bisparthenolidin, Bleomycin, Bombrestatin, Boswellinsäuren und
ihre Derivate, Bruceanole A, B und C, Bryophyllin A, Busulfan, Antithrombin,
Bivalirudin, Cadherine, Camptothecin, Capecitabin, o-Carbamoylphenoxyessigsäure, Carboplatin,
Carmustin, Celecoxib, Cepharantin, Cerivastatin, CETP-Inhibitoren, Chlorambucil,
Chloroquinphosphat, Cictoxin, Ciprofloxacin, Cisplatin, Cladribin,
Clarithromycin, Colchicin, Concanamycin, Coumadin, C-Type Natriuretic
Peptide (CNP), Cudraisoflavon A, Curcumin, Cyclophosphamid, Cyclosporin
A, Cytarabin, Dacarbazin, Daclizumab, Dactinomycin, Dapson, Daunorubicin,
Diclofenac, 1,11-Dimethoxycanthin-6-on, Docetaxel, Doxorubicin,
Dunaimycin, Epirubicin, Epothilone A und B, Erythromycin, Estramustin,
Etobosid, Everolimus, Filgrastim, Fluroblastin, Fluvastatin, Fludarabin,
Fludarabin-5'-dihydrogenphosphat,
Fluorouracil, Folimycin, Fosfestrol, Gemcitabin, Ghalakinosid, Ginkgol,
Ginkgolsäure,
Glykosid 1a, 4-Hydroxyoxycyclophosphamid, Idarubicin, Ifosfamid,
Josamycin, Lapachol, Lomustin, Lovastatin, Melphalan, Midecamycin,
Mitoxantron, Nimustin, Pitavastatin, Pravastatin, Procarbazin, Mitomycin,
Methotrexat, Mercaptopurin, Thioguanin, Oxaliplatin, Irinotecan,
Topotecan, Hydroxycarbamid, Miltefosin, Pentostatin, Pegasparase,
Exemestan, Letrozol, Formestan, SMC-Proliferation-Inhibitor-2w,
Mitoxanthrone, Mycophenolatmofetil, c-myc-Antisense, b-myc-Antisense, β-Lapachon,
Podophyllotoxin, Podophyllsäure-2-ethylhydrazid, Molgramostim
(rhuGM-CSF), Peginterferon α-2b,
Lanograstim (r-HuG-CSF),
Macrogol, Selectin (Cytokinantagonist), Cytokininhibitoren, COX-2-Inhibitor,
NFkB, Angiopeptin, monoklonale Antikörper, die die Muskelzellproliferation
hemmen, bFGF-Antagonisten, Probucol, Prostaglandine, I-Hydroxy-11-Methoxycanthin-6-on,
Scopolectin, NO-Donoren wie Pentaerythrityltetranitrat und Syndnoeimine,
S-Nitrosoderivate,
Tamoxifen, Staurosporin, β-Estradiol, α-Estradiol,
Estriol, Estron, Ethinylestradiol, Medroxyprogesteron, Estradiolcypionate,
Estradiolbenzoate, Tranilast, Kamebakaurin und andere Terpenoide,
die in der Krebstherapie eingesetzt werden, Verapamil, Tyrosin-Kinase-Inhibitoren
(Tyrphostine), Paclitaxel und dessen Derivate wie 6-α-Hydroxy-Paclitaxel, Taxotere,
Kohlensuboxids (MCS) und dessen macrocyclische Oligomere, Mofebutazon,
Lonazolac, Lidocain, Ketoprofen, Mefenaminsäure, Piroxicam, Meloxicam,
Peniciliamin, Hydroxychloroquin, Natriumaurothiomalat, Oxaceprol, β-Sitosterin,
Myrtecain, Polidocanol, Nonivamid, Levomenthol, Ellipticin, D-24851
(Calbiochem), Colcemid, Cytochalasin A-E, Indanocine, Nocadazole,
S 100 Protein, Bacitracin, Vitronectin-Rezeptor Antagonisten, Azelastin, Guanidylcyclase-Stimulator
Gewebsinhibitor der Metallproteinase-1 und 2, freie Nukleinsäuren, Nukleinsäuren in
Virenüberträger inkorporiert,
DNA- und RNA-Fragmente, Plaminogen-Aktivator Inhibitor-1, Plasminogen-Aktivator
Inhibitor-2, Antisense Oligonucleotide, VEGF-Inhibitoren, IGF-1, Wirkstoffe aus der
Gruppe der Antibiotika wie Cefadroxil, Cefazolin, Cefaclor, Cefotixin
Tobramycin, Gentamycin, Penicilline wie Dicloxacillin, Oxacillin,
Sulfonamide, Metronidazol, Enoxoparin, desulfatiertes und N-reacetyliertes
Heparin, Gewebe-Plasminogen-Aktivator, GpIIb/IIIa-Plättchenmembranrezeptor,
Faktor Xa-Inhibitor Antikörper, Heparin, Hirudin, r-Hirudin,
PPACK, Protamin, Prourokinase, Streptokinase, Warfarin, Urokinase,
Vasodilatoren wie Dipyramidol, Trapidil, Nitroprusside, PDGF-Antagonisten
wie Triazolopyrimidin und Seramin, ACE-Inhibitoren wie Captopril, Cilazapril,
Lisinopril, Enalapril, Losartan, Thioproteaseinhibitoren, Prostacyclin,
Vapiprost, Interferon α, β und γ, Histaminantagonisten,
Serotoninblocker, Apoptoseinhibitoren, Apoptoseregulatoren wie p65,
NF-kB oder Bcl-xL-Antisense-Oligonukleotiden, Halofuginon, Nifedipin,
Tocopherol Tranilast, Molsidomin, Teepolyphenole, Epicatechingallat,
Epigallocatechingallat, Leflunomid, Etanercept, Sulfasalazin, Etoposid, Dicloxacyllin,
Tetracyclin, Triamcinolon, Mutamycin, Procainimid, Retinolsäure, Quinidin,
Disopyrimid, Flecainid, Propafenon, Sotolol, natürliche und synthetisch hergestellte
Steroide wie Inotodiol, Maquirosid A, Ghalakinosid, Mansonin, Streblosid,
Hydrocortison, Betamethason, Dexamethason, nichtsteroidale Substanzen (NSAIDS)
wie Fenoporfen, Ibuprofen, Indomethacin, Naproxen, Phenylbutazon
und andere antivirale Agentien wie Acyclovir, Ganciclovir und Zidovudin,
Clotrimazol, Flucytosin, Griseofulvin, Ketoconazol, Miconazol, Nystatin,
Terbinafin, antiprozoale Agentien wie Chloroquin, Mefloquin, Quinin,
des weiteren natürliche
Terpenoide wie Hippocaesculin, Barringtogenol-C21-angelst, 14-Dehydroagrostistachin,
Agroskerin, Agrostistachin, 17-Hydroxyagrostistachin, Ovatodiolide,
4,7-Oxycycloanisomelsäure,
Baccharinoide B1, B2, B3 und B7, Tubeimosid, Bruceantinoside C,
Yadanzioside N, und P, Isodeoxyelephantopin, Tomenphantopin A und
B, Coronarin A, B, C und D, Ursolsäure, Hyptatsäure A, Iso-Iridogermanal.
Maytenfoliol, Effusantin A, Excisanin A und B, Longikaurin B, Sculponeatin
C, Kamebaunin, Leukamenin A und B, 13,18-Dehydro-6-alpha-Senecioyloxychaparrin,
Taxamairin A und B, Regenilol, Triptolid, Cymarin, Hydroxyanopterin,
Protoanemonin, Cheliburinchlorid, Sinococulin A und B, Dihydronitidin,
Nitidinchlorid, 12-beta-Hydroxypregnadien 3,20-dion, Helenalin, Indicin,
Indicin-N-oxid, Lasiocarpin, Inotodiol, Podophyllotoxin, Justicidin
A und B, Larreatin, Malloterin, Mallotochromanol, Isobutyrylmallotochromanol,
Maquirosid A, Marchantin A, Maytansin, Lycoridicin, Margetin, Pancratistatin,
Liriodenin, Bispsrthenolidin, Oxoushinsunin, Periplocosid A, Ursolsäure, Deoxypsorospermin,
Psycorubin, Ricin A, Sanguinarin, Manwuweizsäure, Methylsorbifolin, Sphatheliachromen,
Stizophyllin, Mansonin, Streblosid, Dihydrousambaraensin, Hydroxyusambarin,
Strychnopentamin, Strychnophyllin, Usambarin, Usambarensin, Liriodenin,
Oxoushinsunin, Daphnoretin, Lariciresinol, Methoxylariciresinol,
Syringaresinol, Sirolimus (Rapamycin), Somatostatin, Tacrolimus,
Roxithromycin, Troleandomycin, Simvastatin, Rosuvastatin, Vinblastin,
Vincristin, Vindesin, Teniposid, Vinorelbin, Tropfosfamid, Treosulfan,
Tremozolomid, Thiotepa, Tretinoin, Spiramycin, Umbelliferon, Desacetylvismion
A, Vismion A und B, Zeorin.
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Bevorzugte
Wirkstoffe sind Paclitaxel und dessen Derivate wie 6-α-Hydroxy-Paclitaxel oder Baccatin oder
andere Taxotere, Sirolimus, Tacrolimus, Erythromycin, Midecamycin,
Josamycin und Triazolopyrimidine.
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Insbesondere
bevorzugt sind Paclitaxel (Taxol®) sowie
sämtliche
Derivate von Paclitaxel wie beispielsweise 6-α-Hydroxy-Paclitaxel.
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Bei
den erfindungsgemäßen resorbierbaren
Implantaten handelt es sich bevorzugt um Stützprothesen für kanalartige
Strukturen und insbesondere um Stents für Blutgefäße, Harnwege, Atemwege, Gallenwege oder
den Verdauungstrakt.
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Unter
diesen Stents sind wiederum die Stents für Blutgefäße oder allgemeiner für das Herz-Kreislaufsystem
bevorzugt.
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In
der Regel handelt es sich um selbstexpandierbare oder ballonexpandierbare
Stents, welche vorzugsweise einen antiproliferativen, antimigrativen,
antiangiogenen, antiinflammatorischen, antiphlogistischen, zytostatischen,
zytotoxischen, antirestenotischen und/oder antithrombotischen Wirkstoff
enthalten.
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Die
bioabbaubare Schicht dient in der Regel als Wirkstoffträger für den beispielsweise
mindestens einen antiproliferativen, antimigrativen, antiangiogenen,
antiinflammatorischen, antiphlogistischen, zytostatischen, zytotoxischen
und/oder antithrombotischen Wirkstoff. Dieser verhindert Entzündungen,
welche durch den Stent verursacht werden können und reguliert das Wachstum
von vor allem glatten Muskelzellen (koronare Endothelzellen) auf
dem Stent. Der Stent ermöglicht
eine Regeneration des gestützten
Gewebes oder des gestützten
Gefäßabschnittes.
Hat sich das Gewebe regeneriert, kann es das Gefäß selbständig stützen und es bedarf keiner weiteren
Unterstützung
durch den Stent. Zu dieser Zeit ist der in die Gefäßwand eingewachsene Stent
bereits deutlich abgebaut worden. Die Abbauvorgänge setzten sich fort, bis
der Stent sich vollständig aufgelöst hat,
ohne jedoch dabei in feste Fragmente zu zerfallen, welche sich in
der Blutbahn frei bewegen könnten.
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Die
Begriffe ”resorbierbar” oder ”degradierbar” oder ”bioabbaubar” oder ”biologisch
abbaubar” bezeichnen
den Sachverhalt, dass der menschliche oder tierische Körper in
der Lage ist, das Implantat langsam in Bestandteile aufzulösen, welche
im Blut oder anderen Körperflüssigkeiten
gelöst
vorliegen.
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Die
bevorzugten Stents sind gitterartig ausgebildet, wobei die einzelnen
Stege der Gitterstruktur ähnliche
Querschnittsflächen
aufweisen. Bevorzugt ist ein Verhältnis von größter zu
kleinster Querschnittsfläche kleiner
als 2. Die ähnlichen
Querschnittsflächen
der Stege führen
dazu, dass der Stent gleichmäßig abgebaut wird.
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Des
weiteren ist bevorzugt, wenn die Stegringe durch Verbindungsstege
verbunden sind, wobei die Verbindungsstege vorzugsweise eine kleinere
Querschnittsfläche
oder einen kleineren minimalen Durchmesser aufweisen als die Stege,
die die Stegringe bilden. Dadurch wird erreicht, dass die Verbindungsstege
im menschlichen oder tierischen Körper schneller abgebaut werden,
als die Stegringe. Dadurch nimmt die axiale Flexibilität des Stents
durch Abbau der Verbindungsstege schneller zu, als die Tragkraft
des Stents in Folge des Abbaus der Stegringe abnimmt.
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Das
medizinische Implantat insbesondere der Stent kann beschichtet werden
im Sprüh-
oder Tauchverfahren, wobei ein Polymer in einem Lösungsmittel
gelöst
und diese Lösung
auf das Implantat aufgetragen wird.
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Als
Lösungsmittel
eignen sich Wasser und bevorzugt organische Lösungsmittel wie beispielsweise Chloroform,
Methylenchlorid (Dichlormethan), Aceton, Tetrahydrofuran (THF),
Diethylether, Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Diethylketon,
Dimethylformamid (DMF), Dimethylacetamid, Essigsäureethylester, Dimethylsulfoxid
(DMSO), Benzol, Toluol, Xylol, t-Butylmethylether (MTBE), Petrolether
(PE), Cyclohexan, Pentan, Hexan, Heptan, wobei Chloroform und Methylenchlorid.
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In
einem geeigneten Lösungsmittel
oder auch zusammen mit dem Polymer kann auch der mindestens eine
aufzubringende Wirkstoff gelöst,
emulgiert, suspendiert oder dispergiert werden. Als aufzubringende
Substanzen kommen die oben erwähnten
pharmakologisch aktiven Wirkstoffe sowie die oben beschriebenen
Polymere in Frage.
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Beispiel 1:
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Ein
erfindungsgemäßer Stent
besteht aus:
90
Gew.-% | Zink |
6 Gew.-% | Magnesium |
1 Gew.-% | Calcium |
2 Gew.-% | Yttrium |
1 Gew.-% | andere
Metalle, Metallsalze, Nichtmetalle, Kohlenstoff, Schwefel, Stickstoff,
Sauerstoff, Wasserstoff. |
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Der
Stent gemäß Beispiel
1 wird im Tauchverfahren mit einer Lösung eines Polyglykols und
Doxorubicin beschichtet. Nach dem Trocknen wird der Tauchvorgang
noch weitere zwei Mal wiederholt.