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Die
Erfindung betrifft ein tubuläres Implantat zum Ersatz von
natürlichen Blutgefäßen sowie ein Verfahren
zu seiner Herstellung.
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Der
abschnittsweise Ersatz von Hohlorganen, insbesondere von Blutgefäßen,
bei Mensch und Tier durch künstliche Gefäßprothesen
ist Gegenstand der Gefäßchirurgie. Die hierbei
zum Einsatz kommenden Gefäßprothesen können
sowohl aus textilem als auch aus nicht textilem Material bestehen.
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In
der Regel sind die Gefäßprothesen porös
ausgebildet, um ein Einwachsen von Körperzellen und Körpergewebe
zur sekundären Verankerung der Prothesen sowie zur Erreichung
möglichst natürlicher Verhältnisse zu
ermöglichen. Da diese Poren nach der Implantation der Prothesen
jedoch zu unerwünscht hohen Verlusten an Körperflüssigkeiten,
insbesondere Blut, führen können, werden die Poren
in aller Regel mit einem resorbierbaren Material abgedichtet, welches
sukzessive durch einwachsendes Gewebe ersetzt wird. Zur Abdichtung
von Gefäßprothesen kommen hauptsächlich
vernetzte Gelatine (
EP
0 237 037 B1 ) oder vernetztes Collagen (
DE 14 91 218 A2 ,
US 4,167,045 ,
DE 35 03 127 und
DE 35 03 126 A1 ) zum Einsatz.
Problematisch bei diesen Abdichtungsmitteln ist, dass sie xenogenen,
in aller Regel bovinen, Ursprungs sind. Hierdurch können
trotz aller Vorsichtsmaßnahmen tierische Krankheitserreger
in den Körper eines Patienten gelangen mit dem Risiko,
dass es zu post-chirurgischen Komplikationen kommt. Gegebenenfalls
werden hierdurch sogar chirurgische Reinterventionen erforderlich.
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Gefäßprothesen,
die keine xenogenen Abdichtungsmaterialien aufweisen, besitzen häufig
den Nachteil, dass sie aufwendig in ihrer Herstellung sind (Ann
Thorac. Surg. 2008, 85, 305 bis 309).
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Ein
weiteres Problem, welches mit konventionellen Prothesen verbunden
ist, ist das Auftreten von sogenannten Stichkanalblutungen beim
Einnähen der Gefäßprothesen. Besagte
Stichkanalblutungen sind auf eine Aufweitung der Prothesenwand durch
die zum Einnähen der Gefäßprothese verwendete
Nadel und zum Teil auch auf eine Ablösung von Abdichtungsmaterialien
von der äußeren Prothesenoberfläche zurückzuführen.
Hierdurch kann es zu einem unerwünschten und für
den betroffenen Patienten kritischen Blutverlust kommen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Implantat
bereitzustellen, welches die aus dem Stand der Technik bekannten
Unzulänglichkeiten umgeht, insbesondere eine möglichst
blutdichte Implantation ermöglicht und das Risiko von chirurgischen
Reinterventionen reduziert. Des Weiteren soll das erfindungsgemäße
Implantat möglichst einfach in seiner Herstellung sowie
seiner Handhabung sein.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Implantat zum Ersatz von natürlichen Blutgefäßen
mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Bevorzugte
Ausführungsformen des Implantats sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche 2 bis 12. Weiterhin umfasst die Erfindung ein
Verfahren zur Herstellung des Implantats mit den Merkmalen des unabhängigen
Anspruchs 13. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 14 bis
18. Eine Verwendung ist Gegenstand des unabhängigen Anspruchs
19. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit
durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden
Beschreibung gemacht.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Implantat handelt es sich
um ein tubuläres bzw. schlauchförmiges Implantat
zum Ersatz von natürlichen Blutgefäßen,
umfassend eine vorgefertigte Gefäßprothese (Grundprothese) mit
einer Innenoberfläche und einer Außenoberfläche
und einer Wandung, wobei die Innenoberfläche und/oder Außenoberfläche
der vorgefertigten Gefäßprothese eine Beschichtung
mit Polyurethan aufweist.
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Unter
einer vorgefertigten Gefäßprothese soll eine Prothese
verstanden werden, welche an sich bereits, in der Regel als sogenanntes
Interponat, zum Ersatz natürlicher Blutgefäße,
insbesondere arterieller Blutgefäße, verwendet
werden kann oder als sogenannter Bypass zur Umgehung verschlossener
Abschnitte natürlicher Blutgefäße, insbesondere
arterieller Blutgefäße. Bei der erfindungsgemäß vorgesehenen
vorgefertigten Gefäßprothese kann es sich somit
insbesondere um eine bereits aus dem Stand der Technik bekannte Gefäßprothese
handeln.
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Mit
anderen Worten wird durch die vorliegende Erfindung eine mit Polyurethan
beschichtete Gefäßprothese bereitgestellt, wobei
die Polyurethan-Beschichtung an der Innen- und/oder Außenoberfläche
der Gefäßprothese ausgebildet ist.
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Überraschender
Weise hat sich herausgestellt, dass sich vorgefertigte Gefäßprothesen,
welche mit Polyurethan beschichtet sind, im Wesentlichen blutdicht
implantieren lassen, d. h. ohne dass unerwünschte Blutverluste
und Serombildungen nach Implantation auftreten. Mit anderen Worten
eignet sich Polyurethan mit besonderem Vorteil als Abdichtungsmittel
für Gefäßprothesen. Die Verwendung von
xenogenem Material ist nicht länger erforderlich, wodurch
die damit einhergehenden Risiken vermieden werden können.
In der Regel ist die erfindungsgemäß vorgesehene
Beschichtung daher vollflächig und insbesondere abdichtend
auf der Innen- und/oder Außenoberfläche der vorgefertigten
Prothese ausgebildet. Polyurethan selbst ist ein auf dem Gebiet
der Medizin breit akzeptiertes und bioverträgliches Material.
Da bestimmte Polyurethane zudem nicht resorbierbare Materialien
darstellen, löst das erfindungsgemäße
Implantat lediglich milde Gewebereaktionen aus, wodurch die Einheilung
des Implantats beschleunigt wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform bildet das Polyurethan
den Hauptbestandteil der Beschichtung. Erfindungsgemäß kann
es vorgesehen sein, dass die Beschichtung neben Polyurethan noch
andere Bestandteile, auf die im Folgenden noch näher eingegangen
wird, enthalten kann. Bevorzugt weist die Beschichtung einen Anteil
an Polyurethan von zumindest 80 Gew.-%, insbesondere zumindest 90
Gew.-%, bevorzugt zumindest 95 Gew.-%, besonders bevorzugt zumindest
98 Gew.-%, bezogen auf Gesamtgewicht der Beschichtung, auf. Insbesondere
kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass
die Beschichtung im Wesentlichen nur aus Polyurethan besteht. Dies
bedeutet, dass der Anteil an Polyurethan in der Beschichtung zumindest
99 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtung, betragen
kann.
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Die
erfindungsgemäß vorgesehene Beschichtung mit Polyurethan
ist in einer weiteren Ausführungsform porös, vorzugsweise
offenporös, ausgebildet. Eine offenporöse Beschichtung
hat den Vorteil, dass Bindegewebszellen, sogenannte Fibroblasten,
von Außen in das Implantat einwachsen können und
für den Aufbau eines Bindegewebes verantwortliche Stoffe,
insbesondere Kollagen, Retikulin und/oder Elastin, sezernieren können.
Dadurch wird das Implantat zum Einen fest im Körper eines
Patienten verankert. Zum Anderen ermöglicht das Implantat
hierdurch in besonders vorteilhafter Weise die Wiederherstellung
der originären anatomischen Verhältnisse im Bereich
der Implantationsregion.
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In
einer weiteren geeigneten Ausführungsform weisen Poren
der Beschichtung ein resorbierbares Material, insbesondere ein resorbierbares
Polymer, auf. Insbesondere sind Poren der Beschichtung zumindest teilweise,
vorzugsweise vollständig, mit einem resorbierbaren Material,
insbesondere einem resorbierbaren Polymer, gefüllt. Bevorzugte
resorbierbare Materialien stellen Polyhydroxyalkanoate dar, insbesondere
ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyglykolid, Polylaktid,
Polytrimethylencarbonat, Poly-para-Dioxanon, Poly-ε-Caprolacton,
Poly-3-Hydroxybutyrat, Poly-4-Hydroxybutyrat, Copolymere davon und
Kombinationen, insbesondere Blends, davon. Unter einem Copolymer
soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Polymer verstanden
werden, welches aus zumindest zwei verschiedenen Monomereinheiten
zusammengesetzt ist. Abhängig von der Resorptionsgeschwindigkeit
bzw. Resorptionszeit des Materials findet ein Einwachsen bzw. Einsprossen
von Bindegewebszellen in die Beschichtung statt. Somit lässt
sich durch die Wahl des resorbierbaren Materials gezielt die Einwachscharakteristik
des Implantats steuern.
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Das
in der vorherigen Ausführungsform vorgesehene resorbierbare
Material enthält in einer weitergehenden Ausführungsform
Additive, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus biologische Wirkstoffe, medizinische Wirkstoffe, Markersubstanzen
und Kombinationen davon. Bezüglich in Frage kommender Additive
wird vollständig auf die noch folgende Beschreibung Bezug
genommen.
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Die
Beschichtung ist in einer weiteren Ausführungsform zumindest
einlagig bzw. einschichtig aufgebaut. In der Regel ist die Beschichtung
einschichtig bzw. einlagig ausgebildet. Grundsätzlich kann
die Beschichtung jedoch auch zwei-, drei- oder mehrlagig bzw. -schichtig
aufgebaut sein.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Beschichtung
mit Polyurethan nur auf der Außenoberfläche der
vorgefertigten Gefäßprothese ausgebildet. Mit
anderen Worten kann die Innenoberfläche der vorgefertigten
Prothese frei von einer Beschichtung mit Polyurethan sein.
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In
einer weiteren Ausführungsform besitzt die Beschichtung
mit Polyurethan, insbesondere eine auf der Außenoberfläche
ausgebildete Beschichtung mit Polyurethan, Bereiche unterschiedlicher
Porosität. Bevorzugt weist eine auf der Außenoberfläche
ausgebildete Beschichtung mit Polyurethan an ihrer Innenseite, welche
der Wandung der vorgefertigten Gefäßprothese zugewandt
ist, eine kleinere Porosität auf als an ihrer Außenseite.
Besonders bevorzugt nimmt die Porosität einer auf der Außenoberfläche
der vorgefertigten Gefäßprothese ausgebildeten
Beschichtung von der Innenseite zur Außenseite der Beschichtung
zu, wobei die Zunahme der Porosität vorzugsweise kontinuierlich
bzw. graduell erfolgt.
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Vorzugsweise
besitzt die Beschichtung an ihrer Außenoberfläche
eine dreidimensionale Struktur, welche ein Einwachsen bzw. Einsprossen
von Bindegewebszellen und/oder von Bindegewebe begünstigt.
Bevorzugt besitzt die Beschichtung auf ihrer der Prothesenwandung
zugewandten Innenseite eine dreidimensionale Struktur, welche den
Durchtritt von Bindegewebszellen durch die Wandung der Prothese
hindurch in das Lumen der Prothese verhindert. Auf diese Weise kann
eine Lumenverengung der Prothese vermieden werden. Bevorzugt besitzt
die Beschichtung auf ihrer der Prothesenwandung zugewandten Innenseite
jedoch eine dreidimensionale Struktur, die einen Durchtritt von
niedermolekularen Verbindungen durch die Wandung der Prothese hindurch
erlaubt. Auf diese Weise können beispielsweise Nährstoffe,
biologische Wirkstoffe und/oder medizinischen Wirkstoffe in das
Lumen der Prothese gelangen. Ein Durchtritt von niedermolekularen
Verbindungen in das Prothesenlumen kann beispielsweise erwünscht
sein, um die Ausbildung einer Neointima oder die Auflösung
eines Thrombus im Lumen der Prothese zu beschleunigen oder die Bildung
eines Thrombus zu vermeiden.
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In
einer möglichen Ausführungsform ist die Beschichtung
mit Polyurethan lediglich auf der Innenoberfläche der vorgefertigten
Gefäßprothese ausgebildet. In dieser Ausführungsform
ist es bevorzugt, wenn die Beschichtung im Wesentlichen glatt ausgebildet
ist. Dadurch kann das Risiko, dass Blutbestandteile, insbesondere
Thrombozyten, Fibrinogen, Thrombin und dergleichen, an der Protheseninnenoberfläche
adhärieren und zu einem thrombotischen Verschluss führen,
minimiert werden. Die Beschichtung mit Polyurethan, insbesondere
eine auf der Innenoberfläche der vorgefertigten Prothese
ausgebildete Beschichtung mit Polyurethan, ist in einer weitergehenden
Ausführungsform als Film oder Folie, insbesondere Gieß-
oder Sprühfolie, vorzugsweise Sprühfolie, ausgebildet.
Auf diese Weise lässt sich ein unerwünschter Durchtritt
von Körperzellen, insbesondere Bindegewebszellen, durch
die Wandung der vorgefertigten Prothese in das Lumen der Prothese verhindern.
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In
einer weitergehenden Ausführungsform ist eine auf der Außenoberfläche
der vorgefertigten Gefäßprothese ausgebildete
Beschichtung an ihrer zur Prothesenwandung zugewandten Innenseite
als Film oder Folie, insbesondere Gieß- oder Sprühfolie,
vorzugsweise Sprühfolie, ausgebildet. Dadurch lässt
sich ebenfalls ein unerwünschter Durchtritt von Körperzellen,
insbesondere Bindegewebszellen, und/oder Bindegewebe durch die Prothesenwandung
hindurch in das Lumen der Prothese verhindern.
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In
der Regel sind Teile der Wandung der vorgefertigten Prothese, insbesondere
Fasern, Fäden, Garne und dergleichen, mit der Beschichtung
verbunden, insbesondere verklebt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Beschichtung
mit Polyurethan, insbesondere eine auf der Außenoberfläche
ausgebildete Beschichtung mit Polyurethan, als Vliesstruktur, vorzugsweise Sprühvliesstruktur,
ausgebildet. Grundsätzlich begünstigt eine vliesartige
Struktur der Beschichtung das Einwachsen bzw. Einsprossen von Bindegewebszellen
und/oder Bindegewebe. Die Beschichtung weist vorzugsweise einen
Anteil zwischen 1 und 90 Gew.-%, insbesondere 10 und 80 Gew.-%,
vorzugsweise 20 und 70 Gew.-%, auf, bezogen auf das Gesamtgewicht
des Implantats. Vorzugsweise besitzt die Beschichtung eine Schichtdicke
zwischen 0,05 und 2 mm, insbesondere 0,1 und 1 mm, vorzugsweise
0,2 und 0,8 mm. Die Beschichtung kann weiterhin Fasern mit einer
regelmäßigen und/oder unregelmäßigen
Faserdicke aufweisen bzw. aus derartigen Fasern gebildet sein. Bevorzugt
besitzt die Beschichtung Fasern mit einer Dicke von 0,01 bis 10 μm,
insbesondere von 0,1 bis 5 μm, vorzugsweise von 0,5 bis
3 μm.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Beschichtung
mit Polyurethan auf der Innen- und Außenoberfläche
der vorgefertigten Gefäßprothese ausgebildet.
Bei dieser Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft,
wenn die Beschichtung auf der Innenoberfläche der vorgefertigten
Prothese als Film oder Folie, insbesondere Gieß- oder Sprühfolie,
vorzugsweise Sprühfolie, und die Beschichtung auf der Außenoberfläche
der vorgefertigten Prothese als Vliesstruktur, vorzugsweise Sprühvliesstruktur,
ausgebildet ist. Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile hierzu
wird vollständig auf die bisherige Beschreibung Bezug genommen.
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Das
Polyurethan ist vorzugsweise ein thermoplastisches Polyurethan.
Mit besonderem Vorteil ist das Polyurethan ein aliphatisches und
insbesondere lineares Polyurethan. Bevorzugt ist das Polyurethan
ein in organischen Lösungsmitteln lösliches Polyurethan.
Weiterhin kann es sich bei dem Polyurethan um ein unvernetztes Polyurethan
handeln. Das Polyurethan kann aus makromolekularen Diolen und/oder
niedermolekularen Diolen sowie geeigneten Diisocyanaten gebildet
sein. Grundsätzlich können zur Herstellung des
Polyurethans aromatische oder aliphatische Diole sowie aromatische
oder aliphatische Diisocyanate verwendet werden. Bevorzugt ist das
Polyurethan aus aliphatischen Diolen und aliphatischen Diisocyanaten
gebildet. Besonders bevorzugte makromolekulare Diole basieren auf
einem Polycarbonatgrundgerüst. Ein Beispiel für
ein derartiges Diol ist 1,6-Hexandiolpolycarbonat. Geeignete niedermolekulare
Diole können aus der Gruppe bestehend aus 2,2,4-Trimethylhexandiol,
2,4,4-Trimethylhexandiol, 1,4-Butandiol und Kombinationen davon
ausgewählt sein. Bevorzugte aliphatische Diisocyanate sind
Hexamethylendiisocyanat, Cyclohexyldiisocyanat und/oder Dicyclohexylmethyldiisocyanat.
In einer weitergehenden Ausführungsform ist das Polyurethan
aus der Gruppe bestehend aus aliphatische Polycarbonaturethane,
aromatische Polycarbonaturethane, Silikon-Polycarbonaturethane,
Silikon-Polyetherurethane und Kombinationen davon ausgewählt.
Weiterhin kann das Polyurethan ein Molekulargewicht von 5.000 bis
100.000 Dalton, vorzugsweise 20.000 und 40.000 Dalton, besitzen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der
vorgefertigten Gefäßprothese um eine textile Prothese.
Die Wandung der vorgefertigten Gefäßprothese ist
vorzugsweise frei von einer Vliesstruktur, insbesondere Sprühvliesstruktur.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei der vorgefertigten Gefäßprothese um
eine gewebte oder gewirkte Prothese.
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Weiterhin
ist es bevorzugt, dass die vorgefertigte Gefäßprothese
ein anderes Material aufweist als Polyurethan. Insbesondere ist
die vorgefertigte Gefäßprothese aus einem anderen
Material als Polyurethan gebildet. Bevorzugt ist die vorgefertigte
Prothese aus einem nicht resorbierbaren Material, in der Regel einem nicht
resorbierbaren Polymer, insbesondere Copolymer, gebildet. Geeignete
Materialien für die vorgefertigte Gefäßprothese
können aus der Gruppe bestehend aus Polyester, Polyamide,
Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylidendifluorid, Polyhexafluoropropylen,
Polytetrafluoropropylen, Polytetrafluoroethylen, insbesondere expandiertes
Polytetrafluoroethylen (ePTFE), Copolymere davon und Kombinationen
davon ausgewählt sein. Bevorzugte Polyester sind Polyethylenterephthalat
(PET) und/oder Polybutylenterephthalat (PBT). Polyethylenterephthalat
(PET) ist aufgrund seiner guten Biokompatibilität sowie
seiner ausreichenden Langzeitstabilität besonders bevorzugt.
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Das
Implantat besitzt vorzugsweise eine Porosität von 0 bis
1.000 ml Luft/min/cm2, insbesondere 1 bis 500
ml Luft/min/cm2, bei einer Druckdifferenz
von ca. 1,2 kPas. Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn das Implantat
eine radiale Reißkraft zwischen 1 und 100 N/mm2,
insbesondere 5 und 50 N/mm2, vorzugsweise
10 und 30 N/mm2, aufweist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Implantat,
im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig, aus nicht resorbierbaren
Materialien gebildet. Ausgenommen hiervon sind gegebenenfalls Additive, insbesondere
Wirkstoffe, welche im Implantat enthalten sein können und
auf die im Folgenden noch näher eingegangen wird. Der Vorteil
eines Implantats, welches ausschließlich aus nicht resorbierbaren
Materialien gebildet ist, liegt in der Verursachung milderer Gewebereaktionen
nach der Implantation. So ist der Abbau bzw. die Degradation von
resorbierbaren Materialien stets von entzündlichen Prozessen
begleitet, welche zu einer Verlangsamung der Gewebeintegration von
Implantaten, insbesondere Gefäßprothesen, führen
können. Dies kann sich vor allem nachteilig für
den initialen Heilungsverlauf nach einer Implantation auswirken.
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In
einer weitergehenden Ausführungsform ist das Implantat
im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig, frei von Materialien
xenogenen, insbesondere bovinen, equinen und/oder porcinen, Ursprungs.
Auf diese Weise kann eine unerwünschte Einschleppung von
tierischen Krankheitserregern in den Körper eines Patienten
vermieden werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform weist das Implantat eine
Plissierung, in der Regel in Form von Plissierfalten, auf. Die Plissierung
kann beispielsweise wellenförmig, vorzugsweise als umlaufende
Querfalten, ausgebildet sein oder spiral- oder wendelförmig
entlang der Außenoberfläche des Implantats verlaufen.
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Das
Implantat besitzt in einer weiteren Ausführungsform eine
Wandungsstärke zwischen 0,05 und 3 mm, insbesondere 0,1
und 2,0 mm, vorzugsweise 0,5 und 1,5 mm. Des Weiteren kann das Implantat,
insbesondere die vorgefertigte Gefäßprothese,
einen Innendurchmesser zwischen 1 und 50 mm, insbesondere 4 und
40 mm, vorzugsweise 6 und 38 mm, aufweisen.
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Zur
Erhöhung der Knickstabilität des erfindungsgemäßen
Implantats kann es weiterhin vorgesehen sein, dass das Implantat
Verstärkungen, welche vorzugsweise entlang der Außenoberfläche
des Implantats verlaufen, aufweist. Bevorzugt weist das Implantat
an seiner Außenoberfläche spiral- oder wendelförmig
verlaufende Verstärkungen, insbesondere in Form eines Drahtes
oder Fadens, beispielweise Polypropylenfadens, auf.
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Wie
bereits erwähnt, kann das Implantat, insbesondere die vorgefertigte
Gefäßprothese, die Beschichtung und/oder in Poren
der Beschichtung gegebenenfalls vorhandene resorbierbare Materialien,
Additive, insbesondere Marker und/oder Wirkstoffe, vorzugsweise
biologische und/oder medizinische Wirkstoffe, aufweisen. Geeignete
Additive sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus zelluläre Wachstumsfaktoren, zelluläre Differenzierungsfaktoren,
zelluläre Adhäsionsfaktoren, zelluläre
Rekrutierungsfaktoren, antimikrobielle Substanzen, desinfizierende
Substanzen, entzündungshemmende Substanzen, antithrombogene Substanzen
bzw. Blutgerinnungsinhibitoren, Röntgenkontrastmittel und
Kombinationen davon. Geeignete Additive können aus der
Gruppe bestehend aus Bariumsulfat, Silber, Calciumphosphat, Antithrombin
III, Hirudin, Heparin und Kombinationen davon ausgewählt
sein. Das erfindungsgemäße Implantat kann somit
auch zur Freisetzung von Wirkstoffen (drug delivery device) dienen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform liegt das
Implantat sterilisiert und insbesondere in konfektionierter Form
vor. Zur Sterilisierung des Implantats wird vorzugsweise Ethylenoxid
verwendet.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines
tubulären bzw. schlauchförmigen Implantats zum
Ersatz von natürlichen Blutgefäßen gemäß der
vorliegenden Erfindung, wobei eine vorgefertigte Gefäßprothese
mit einer Innen- und einer Außenoberfläche und
einer Wandung auf der Innen- und/oder Außenoberfläche
mit Polyurethan beschichtet wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform wird die vorgefertigte
Gefäßprothese vor dem Beschichten mit Polyurethan
auf einen vorzugsweise rotierbaren Formkern aufgespannt. Durch einen
rotierbar ausgebildeten Formkern ist mit besonderem Vorteil eine
gleichmäßige Beschichtung der aufgespannten Gefäßprothese
mit Polyurethan möglich. Der Formkern ist in der Regel
rotationssymmetrisch, insbesondere stabförmig oder zylindrisch,
ausgebildet. Der Formkern kann beispielsweise aus einem Metall,
Stahl oder Kunststoff, insbesondere Polyethylen oder Polyvinylalkohol,
gebildet sein. Der Formkern kann weiterhin einen Durchmesser zwischen
1 und 50 mm, insbesondere 4 und 40 mm, vorzugsweise 6 und 38 mm,
aufweisen. Ein Trennen von Formkern und beschichteter, vorgefertigter
Gefäßprothese kann dadurch erleichtert werden,
dass die Oberfläche des Formkerns vor dem Aufspannen der
Gefäßprothese mit einer Folie oder einem Schlauch,
beispielsweise einem Latexschlauch, überzogen wird.
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Die
vorgefertigte Gefäßprothese wird in einer besonders
bevorzugten Ausführungsform vor dem Beschichten mit Polyurethan,
insbesondere nach dem Aufspannen auf einen vorzugsweise rotierbaren
Formkern, mit einem geeigneten Haftvermittler kontaktiert. Hierzu
kann die vorgefertigte Gefäßprothese mit einem
Haftvermittler übergossen, bepinselt, besprüht
oder getränkt werden. Vorzugsweise wird die Gefäßprothese
mit dem Haftvermittler getränkt. Der Haftvermittler kann
als flüssige Dispersion, Lösung oder Suspension
vorliegen. Zur Herstellung eines derartigen Haftvermittlers werden
typischerweise organische Lösungsmittel eingesetzt. Geeignete
Lösungsmittel können beispielsweise aus der Gruppe
bestehend aus Dichlormethan, Chloroform, Aceton, Isopropanol und
Mischungen davon ausgewählt werden. Bevorzugt ist die Verwendung
einer Lösung von Polyurethan als Haftvermittler. Die Polyurethan-Lösung
weist vorzugsweise einen Anteil an Polyurethan zwischen 1 und 10
Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polyurethan-Lösung,
auf. Die Verwendung einer Polyurethan-Lösung als Haftvermittler
hat den Vorteil, dass sich hierdurch eine besonders gute Anhaftung
der Polurethan-Beschichtung an die Wandung der vorgefertigten Gefäßprothese
erzielen lässt.
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Mit
besonderem Vorteil wird das Beschichten der vorgefertigten Gefäßprothese
mit Polyurethan vorgenommen, solange die vorgefertigte Gefäßprothese
nach dem Kontaktieren mit dem Haftvermittler noch nicht vollständig
getrocknet ist. Wird die vorgefertigte Gefäßprothese
mit mehreren Lagen bzw. Schichten von Polyurethan beschichtet, kann
es weiterhin von Vorteil sein, wenn die Gefäßprothese
zwischen den einzelnen Beschichtungsschritten gegebenenfalls mehrfach
mit einem Haftvermittler kontaktiert wird. Das Beschichten mit Polyurethan
wird vorzugsweise mittels Auftragen, insbesondere Gießen
oder Sprühen, einer Lösung von Polyurethan auf
die vorgefertigte Gefäßprothese vorgenommen. Alternativ
hierzu kann die vorgefertigte Gefäßprothese auch
in eine Lösung einer Polyurethan-Lösung eingetaucht
werden. Bevorzugt erfolgt das Beschichten der vorgefertigten Gefäßprothese
mittels Aufsprühen einer Polyurethan-Lösung auf
die vorgefertigte Gefäßprothese. Hierzu kann die
Polyurethan-Lösung beispielsweise mittels Druck- oder Pressluft
in Richtung der vorgefertigten Gefäßprothese versprüht
werden. Dies kann mit Hilfe einer geeigneten Sprühvorrichtung,
zum Beispiel einer Sprühpistole, erfolgen. Grundsätzlich
können zum Beschichten der vorgefertigten Gefäßprothese
auch flüssige Dispersionen oder Suspensionen von Polyurethan
verwendet werden. Dies kann beispielsweise vorgesehen sein, wenn
die vorgefertigte Gefäßprothese mittels einer
Eintauchtechnik mit Polyurethan beschichtet werden soll. Lösungen
von Polyurethan sind jedoch bevorzugt.
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Zum
Beschichten der vorgefertigten Gefäßprothese werden
in einer weiteren Ausführungsform 10 bis 1000 Auftragszyklen,
insbesondere 50 bis 500 Auftragszyklen, vorzugsweise 80 bis 300
Auftragszyklen, gefahren.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Polyurethan
in unterschiedlichen Abständen, insbesondere in kontinuierlich
größer werdenden Abständen, zur vorgefertigten
Gefäßprothese aufgetragen. In einer weitergehenden
Ausführungsform erfolgt das Auftragen, vorzugsweise Aufsprühen,
einer Polyurethan-Lösung auf die vorgefertigte Gefäßprothese
aus einer Entfernung, die eine Faserbildung des Polyurethans aus
der Lösung beim Durchlaufen der Auftragsstrecke, vorzugsweise
Sprühstrecke, ermöglicht. Auf diese Weise kann
eine vliesartige Polyurethan-Beschichtung auf der vorgefertigten
Gefäßprothese ausgebildet werden. Besonders bevorzugt
wird die Auftragsstrecke, insbesondere Sprühstrecke, während
des Auftrags, insbesondere Aufsprühens, kontinuierlich
vergrößert. Die hierdurch auf der vorgefertigten
Gefäßprothese erzeugte vliesartige Beschichtung
besitzt eine dreidimensionale Struktur, deren Porosität
in Richtung der Außenoberfläche der Beschichtung
kontinuierlich zunimmt. Erfindungsgemäß kann es
weiterhin vorgesehen sein, dass eine Polyurethan-Lösung
zu Beginn des Beschichtens in einem Abstand, der eine Faserbildung
des Polyurethans aus der Lösung beim Durchlaufen der Auftragsstrecke,
vorzugsweise Sprühstrecke, nicht erlaubt, aufgetragen,
vorzugsweise aufgesprüht, wird. Im weiteren Verlauf des
Beschichtens wird der Abstand dann vorzugsweise kontinuierlich vergrößert,
so dass eine Faserbildung des Polyurethans aus der Lösung
beim Durchlaufen der Auftragsstrecke, vorzugsweise Sprühstrecke,
möglich ist. Auf diese Weise kann auf der vorgefertigten
Gefäßprothese eine Beschichtung ausgebildet werden,
welche auf ihrer der Prothesenwandung zugewandten Innenseite als
Folie bzw. Sprühfolie ausgebildet ist und auf ihrer Außenseite
eine Vliesstruktur besitzt, wobei die Porosität der Vliesstruktur
zur Außenoberfläche der Beschichtung vorzugsweise
kontinuierlich zunimmt.
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Grundsätzlich
kann das Auftragen einer Polyurethan-Lösung in einem Abstand
zur vorgefertigten Gefäßprothese zwischen 5 und
75 cm, insbesondere 8 und 50 cm, durchgeführt werden. Soll
die Beschichtung eine Vliesstruktur besitzen, kann das Auftragen
der Polyurethan-Lösung in einem Abstand zur vorgefertigten Gefäßprothese
zwischen 10 und 75 cm, insbesondere 15 und 50 cm erfolgen. Soll
die Beschichtung dagegen in Form eines Films oder einer Folie auf
der vorgefertigten Gefäßprothese ausgebildet werden,
so erfolgt das Auftragen der Polyurethan-Lösung bevorzugt
in einem Abstand zur vorgefertigten Gefäßprothese
zwischen 1 und 45 cm, insbesondere 4 und 42 cm. Die in diesem Absatz
genannten Abstände hängen insbesondere auch von
der Viskosität der verwendeten Polyurethan-Lösung
sowie dem Molekulargewicht des verwendeten Polyurethans ab.
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Das
erfindungsgemäße Implantat kann allgemein zum
Ersatz von thorakalen, abdominalen und/oder peripheren Blutgefäßen,
bevorzugt arteriellen Blutgefäßen, eingesetzt
werden.
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Schließlich
betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung von Polyurethan
zur Herstellung eines tubulären Implantats gemäß der
vorliegenden Erfindung. Bezüglich weiterer Merkmale und
Vorteile wird vollständig auf die bisherige Beschreibung
Bezug genommen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
in Form von Beispielen in Kombination mit den Abbildungen und Unteransprüchen.
Hierbei können die Merkmale jeweils für sich alleine
oder in Kombination miteinander verwirklicht sein. Sämtliche
Abbildungen werden hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme
zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.
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Kurzbeschreibungen der Abbildungen
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zeigt eine REM-Aufnahme eines erfindungsgemäßen
Implantats auf der Basis einer gewirkten Gefäßprothese,
wobei lediglich deren Außenoberfläche mit Polyurethan
beschichtet ist ( ). Die Innenoberfläche
der gewirkten Gefäßprothese ist dagegen im Wesentlichen
frei von einer Polyurethan-Beschichtung ( ). In
der ist der Querschnitt des Implantats dargestellt.
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zeigt die REM-Aufnahme eines erfindungsgemäßen
Implantats auf der Basis einer gewebten Gefäßprothese,
wobei lediglich deren Außenoberfläche mit Polyurethan
beschichtet ist ( ). Die Innenoberfläche
der gewebten Gefäßprothese ist dagegen im Wesentlichen
frei von einer Polyurethan-Beschichtung ( ). Die zeigt
den Querschnitt des Implantats.
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Herstellungsbeispiel für
ein erfindungsgemäßes Implantat
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Zur
Herstellung eines erfindungsgemäßen Implantats
wurde eine vorgefertigte gewirkte Prothese aus Polyethylenterephthalat
(PET) auf einen Polyethylenstab aufgezogen. Danach wurde die aufgezogene,
vorgefertigte Gefäßprothese mit einer Polyurethan-Lösung,
welche einen Anteil an Polyurethan von ca. 1 Gew.-%, bezogen auf
das Gesamtgewicht der Polyurethan-Lösung, enthielt, getränkt.
Im Anschluss daran wurde die Prothese, solange sie noch nicht vollständig
getrocknet war, mit einer Polyurethan-Lösung unter den
in unten stehender Tabelle 1 wiedergegebenen Bedingungen besprüht
und fertig gestellt. Zum Besprühen der vorgefertigten Gefäßprothese
wurde eine Polyurethan-Lösung verwendet, die einen Anteil
an Polyurethan von ca. 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Lösung, besaß.
| Parameter | Einstellung |
| Produktlänge
[mm] | 750
(gespannt) |
| Phasenzahl
[Anzahl] | 4 |
| Produktwelle
[rpm] | 200 |
| Sprühkopfvorschub
[m/min] | 2 |
| Pistole
Pistolenhöhe [mm] | –6 |
| Pistolenraster
Sprühstrahl [Raster] | 18 |
| Düsengröße
[mm] | 0,3 |
| Sprühabstand
[mm] | 50/420/200/420 |
| Materialdruck
[bar] | 0.41/0.16 |
| Pistolenwinkel
[± Grad] | |
| links | 45 |
| rechts | 45 |
| Materialpumpe
Drehzahl [rpm] | 280/130/130/130 |
| Druck
[bar] | |
| Flachstrahl | 0 |
| Rundstrahl | 3 |
| Zyklen
[Anzahl] | 20/25/15/10 |
| Winkel
Gegenwelle [Grad] | 0 |
| PE-Rohr
[mm] | 6.7
aD |
| Klima
auf Stab | 98%/50°C/2
h |
| Sonstiges | vor
dem Sprühen mit 1% Polyurethan-Lösung getränkt,
2 Lagen gesprüht nochmals 1% Polyurethan-Lösung
getränkt |
-
Die
Herstellung eines erfindungsgemäßen Implantats
auf der Basis einer gewebten Gefäßprothese erfolgte
in entsprechender Weise ausgehend von einer vorgefertigten gewebten
Gefäßprothese. Die Ergebnisse sind in den
und
photographisch
dargestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0237037
B1 [0003]
- - DE 1491218 A2 [0003]
- - US 4167045 [0003]
- - DE 3503127 [0003]
- - DE 3503126 A1 [0003]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - Ann Thorac.
Surg. 2008, 85, 305 bis 309 [0004]
