DE102007061624A1 - Verfahren zur Beschichtung von Oberflächen mit Mikro- und Nanopartikeln mit Hilfe von Plasmaverfahren und dessen Verwendung - Google Patents

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist die Entkeimung von Oberflächen, die Abscheidung von Schichten, die Mikro- und Nanopartikel enthalten, und deren Immobilisierung mit Hilfe eines Plasmaverfahrens, vorzugsweise mit einem nicht-thermischen Plasmaverfahren, gemäß Patentanmeldung DE 102007025452.2 vom 31.05.2007, umfassend die Schritte: . Vorbehandlung der Oberfläche mit einem Plasmaverfahren, . gleichzeitiges oder nachfolgendes Aufbringen der Mikro- und Nanopartikel auf der Oberfläche, . anschließende Fixierung der Mikro- und Nanopartikel auf der Oberfläche durch ein Plasmaverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass Chitosanpartikel auf die Oberfläche aufgebracht werden. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung des Verfahrens und der mit diesem Verfahren hergestellten Oberflächen, gemäß Patentanmeldung DE 102007025452.2 vom 31.05.2007, zur Herstellung von Drug-delivery-Systemen bei Medizinprodukten.

Description

  • Die Patentanmeldung stellt eine Zusatzpatentanmeldung gemäß § 16(2) Patentgesetz zur anhängigen Patentanmeldung DE 10 2007 025 452.2 vom 31. 05. 2007 dar.
  • Gegenstand der Erfindung ist Entkeimung von Oberflächen, die Abscheidung von Schichten, die Mikro- und Nanopartikel enthalten und deren Immobilisierung mit Hilfe eines Plasmaverfahrens, vorzugsweise mit einem nicht-thermischen Plasmaverfahren, gemäß Patentanmeldung DE 10 2007 025 452.2 vom 31. 05. 2007, umfassend die Schritte:
    • • Vorbehandlung der Oberfläche mit einem Plasmaverfahren
    • • gleichzeitiges oder nachfolgendes Aufbringen der Mikro- und Nanopartikel auf der Oberfläche
    • • anschließende Fixierung der Mikro- und Nanopartikel auf der Oberfläche durch ein Plasmaverfahren,
    dadurch gekennzeichnet, dass Chitosanpartikeln auf die Oberfläche aufgebracht werden.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung des Verfahrens und der mit diesem Verfahren hergestellten Oberflächen, gemäß Patentanmeldung DE 10 2007 025 452.2 vom 31. 05. 2007, zur Herstellung von Drug-delivery-Systemen bei Medizinprodukten.
  • Der Stand der Technik entspricht dem der Patentanmeldung DE 10 2007 025 452.2 vom 31. 05. 2007.
  • Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile der im Stand der Technik beschriebenen Lösungen weiter zu beseitigen.
  • Die Aufgabe wurde einerseits durch Anbindung von Chitosanpartikeln auf Oberflächen, gemäß Patentanmeldung DE 10 2007 025 452.2 vom 31. 05. 2007, die sich die Chitosanpartikeln nach Aufbringen auf Medizinprodukten (z. B Katheter) durch besonders gute antibakterielle Wirkung auszeichnen. Zum Einsatz können dabei kommerziell verfügbare chemisch modifizierte wasserlösliche und auch wasserunlösliche Chitosane, die nach geeigneten Lösungsmittelverfahren hergestellt werden.
  • Die Aufgabe wurde andererseits durch eine neue erfindungsgemäße Verwendung des Verfahrens und der mit diesem Verfahren hergestellten Oberflächen, gemäß Patentanmeldung DE 10 2007 025 452.2 vom 31. 05. 2007, zur Herstellung von Drug-delivery-Systemen bei Medizinprodukten, gelöst.
  • Von Bedeutung sind die Bindungsprozesse an Oberflächen auch bei der Herstellung von Drug-delivery-Systemen bei Medizinprodukten. Durch die Einstellung der Plasmabedingungen ist die Haftfestigkeit der Partikel gezielt änderbar. So wurde durch eine optimale Plasmanachbehandlung eine Haftfestigkeit der wirkstofftragenden Systeme verbessert. Eine Abhängigkeit der Freisetzung von beladenen Nano- oder Mikropartikel in die jeweilige Umgebung ist somit möglich.
  • Eine weitere Möglichkeit besteht in der gesteuerten Anbindung von unlöslichen oder sehr schwerlöslichen Wirkstoffen. Hier wurde durch Steuerung der Plasmabedingungen (Vor- bzw. Nachbehandlung eine kontrollierte Freisetzung der Nanopartikel in Abhängigkeit von der Zeit erreicht. Von besonderem Vorteil ist in diesem Fall die Größe der Partikel, die eine Verbesserung der Freisetzungskinetik der Wirkstoffe und damit der Bioverfügbarkeit gestattet.
  • Eine weitere Möglichkeit besteht in der Veränderung der Carrier infolge eine Polymerisation an der Oberfläche. Hier sind durch die Plasmabehandlung unterschiedliche Vernetzungen der aufgebrachten Polymere erreichbar. So zeigen beispielsweise eigene Untersuchungen, dass die durch das Kombinationsverfahren hergestellten Oberflächen mit einer optimierten Nachbehandlung über einen Zeitraum von einigen Wochen Wirkstoffe freisetzen.
  • Als Einsatzmöglichkeiten sind beispielsweise Stents und Implantate vorstellbar.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne die Erfindung auf die genannten Beispiele zu beschränken.
  • Ausführungsbeispiele
  • Beispiel 1
  • Herstellung der Chitosanpartikeln
  • Tabelle 1: Rezeptur der Nano- und Mikropartikeln aus dem Chitosan
    Stoff Menge in g
    Chitosan 5,00
    Emulgator (Pluronic F68) 0,05
    Demineralisiertes Wasser 45,00
    Homogenisationszyklen 4
  • Das Chitosan wird in eine wässrige Emulgatorlösung auf die entsprechende Temperatur (40°C) eingerührt. Dann wird das Gemisch mit Hilfe eines Ultra Turrax T25 der Fa. Janke und Kunkel GmbH & Co KG (Staufen, Deutschland) in einem Emulgierungsprozess bei 12000 Umdrehungen pro Minute und einer Dauer von 30 Sekunden verarbeitet. Die Suspension wird danach mit einem Kolbenspalt-Hochdruckhomogenisator Micron Lab 40 (APV-Gaulin, Lübeck) bei einem Druck von 1000 bar viermal homogenisiert.
  • Beispiel 2
  • Dazu wurden die Polyethylenträger auf Wiederverkeimung getestet. Zunächst wurde 0,01 ml Bakteriensuspension (MRSA Norddeutscher Epidemiestamm, 106 Keime/ml) auf die bereits beschichteten Träger gebracht. Anschließend wurden die Träger mit 5 ml NaCl-Lösung (Pipette) pro Träger dreimal gespült. Die Spüllösungen wurden aufgefangen und anschließend auf je eine Agarplatte ausgestrichen. Die Agarplatten wurden danach 24 Stunden bei 37°C bebrütet. Danach wurden die Kolonien des MRSA Norddeutscher Epidemiestamm gezählt. Der Spülvorgang wurde insgesamt 6 mal wiederholt. Tab. 2 Versuche mit verschiedenen Konzentrationen von 2,5% Chitosan und 5,0% Chitosan
    Probe Nr./Spülvorgang Anzahl der Kolonien
    Chitosan 2,5%/1 /2 /3 24 5 0
    Chitosan 5,0%/1 /2 /3 0 0 0
  • Beispiel 3
  • Kombinationsverfahren zur Aufbringung von Lactid-Glycolidpartikeln (50:50), die als Wirkstoff einen LH-RH-Agonisten (Leuprolid) enthalten.
  • Leuprolid ist ein Wirkstoff zur Behandlung von fortgeschrittenem Prostatakarzinom. Auf einem 3 cm großen PLGA-Stift wurden die Mikropartikel aufgebracht. Die Untersuchungen der Materialien zeigten, dass eine Plasmavorbehandlung für eine bessere Verteilung der Partikeln notwendig ist. Außerdem gelang es, mit Hilfe der Plasmavorbehandlung eine Hydrophilisierung der Oberfläche zu erreichen. Die Vorbehandlung erfolgte mittels nicht-thermischen Plasmas. Die Nachbehandlung (90 s–500 s) wurde in Abhängigkeit von dem gewünschten Freisetzungsprofil variiert. Als Prozessgas kann in diesem Fall ein inertes Gas dienen. Es wurde ein Argon-Helium-Plasma verwendet. Mit Hilfe dieses Verfahrensschrittes gelang es, die Nanopartikeln an der Polymeroberfläche kovalent zu binden. Die Freisetzung des Wirkstoffes Leuprolid erfolgt innerhalb von 60 min bzw. 21 Tagen.
  • Beispiel 4
  • Kombinationsverfahren zur Aufbringung von Paclitaxel-Nanosuspensionen
  • Zunächst wurden Paclitaxel-nanosuspensionen hergestellt. Die Anbindung erfolgt an inerte Polyethylenträger. Die Untersuchungen der Materialien zeigten, dass eine Plasmavorbehandlung für eine bessere Verteilung der Partikeln notwendig ist. Außerdem gelang es, mit Hilfe der Plasmavorbehandlung eine Hydrophilisierung der Oberfläche zu erreichen. Die Vorbehandlung erfolgte mittels nichtthermischen Plasmas. Die Nachbehandlung (90 s–500 s) wurde in Abhängigkeit von dem gewünschten Freisetzungsprofil variiert. Als Prozessgas kann in diesem Fall ein inertes Gas dienen. Es wurde ein Argon-Helium-Plasma verwendet. Mit Hilfe dieses Verfahrensschrittes gelang es, die Nanosuspensionen an der Polymeroberfläche kovalent zu binden. Die Freisetzung kann steuerbar über mehrere Monate.
  • Beispiel 5
  • Kombinationsverfahren zur Aufbringung von Itraconazole-Nanopartikeln
  • Zunächst wurden Itraconazole-Nanopartikeln hergestellt. Itraconazol ist ein Antimykotikum, das sich durch Nebenwirkungen auf die Leber zeigt. Die Anbindung erfolgt an inerte Polyethylenträger. Die Untersuchungen der Materialien zeigten, dass eine Plasmavorbehandlung für eine bessere Verteilung der Partikeln notwendig ist. Außerdem gelang es, mit Hilfe der Plasmavorbehandlung eine Hydrophilisierung der Oberfläche zu erreichen. Die Vorbehandlung erfolgte mittels nichtthermischen Plasmas. Die Nachbehandlung (90 s–500 s) wurde in Abhängigkeit von dem gewünschten Freisetzungsprofil variiert. Als Prozessgas kann in diesem Fall ein inertes Gas dienen. Es wurde ein Argon-Helium-Plasma verwendet. Mit Hilfe dieses Verfahrensschrittes gelang es, die Nanosuspensionen an der Polymeroberfläche kovalent zu binden.
  • Beispiel 4
  • Kombinationsverfahren zur Aufbringung von Indinavir-Nanopartikeln
  • Zunächst wurden Indinavir-Nanopartikeln hergestellt. Itraconazol ist ein Mittel zur Behandlung von HIV. Die Anbindung erfolgt an inerte Polymerträger. Die Untersuchungen der Materialien zeigten, dass eine Plasmavorbehandlung für eine bessere Verteilung der Partikeln notwendig ist. Außerdem gelang es, mit Hilfe der Plasmavorbehandlung eine Hydrophilisierung der Oberfläche zu erreichen. Die Vorbehandlung erfolgte mittels nichtthermischen Plasmas. Die Nachbehandlung (90 s–500 s) wurde in Abhängigkeit von dem gewünschten Freisetzungsprofil variiert. Als Prozessgas kann in diesem Fall ein inertes Gas dienen. Es wurde ein Argon-Helium-Plasma verwendet. Mit Hilfe dieses Verfahrensschrittes gelang es, die Nanosuspensionen an der Polymeroberfläche kovalent zu binden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102007025452 [0001, 0002, 0003, 0004, 0006, 0007]

Claims (4)

  1. Verfahren zur Beschichtung von Oberflächen mit Mikro- und Nanopartikeln gemäß Patentanmeldung DE 10 2007 025 452.2 vom 31. 05. 2007, umfassend die Schritte: • Vorbehandlung der Oberfläche mit einem Plasmaverfahren • gleichzeitiges oder nachfolgendes Aufbringen der Mikro- und Nanopartikel auf der Oberfläche • anschließende Fixierung der Mikro- und Nanopartikel auf der Oberfläche durch ein Plasmaverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass Chitosanpartikeln auf die Oberfläche aufgebracht werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass chemisch modifizierte wasserlösliche oder wasserunlösliche Chitosane aufgebracht werden.
  3. Verwendung des Verfahrens gemäß Patentanmeldung DE 10 2007 025 452.2 vom 31. 05. 2007 oder der mit diesem Verfahren hergestellten Materialien zur Herstellung von Drug-delivery-Systemen bei Medizinprodukten.
  4. Verwendung nach Anspruch 3 zur kontrollierten Freisetzung der Mikro- und Nanopartikeln von Oberflächen.
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