DE102012023343B4 - Layer structure for dispensing at least one active substance - Google Patents
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Abstract
Schichtstruktur zur Abgabe mindestens eines Wirkstoffs, wobei die Schichtstruktur aufweist: – ein Trägersubstrat (100), – eine Mehrzahl von Wirkstoffbereichen (101), die voneinander beabstandet auf dem Trägersubstrat (100) aufgebracht sind und den mindestens einen Wirkstoff enthalten, wobei jeder der Wirkstoffbereiche (101) rundum von nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereichen (102) des Trägersubstrats umgeben ist, – eine semipermeable Deckschicht (103), die auf das Trägersubstrat (100) und die darauf befindlichen Wirkstoffbereiche (101) aufgebracht ist und sowohl die Wirkstoffbereiche (101) als auch die nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereiche (102) des Trägersubstrats überdeckt, wobei die semipermeable Deckschicht (103) in den nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereichen (102) unmittelbar oder mittelbar auf dem Trägersubstrat (100) anhaftet, wobei jeder der Wirkstoffbereiche (101) rundum seitlich und von oben her von der semipermeablen Deckschicht (103) umschlossen ist, so dass sich Wirkstoffdepots ausbilden, und – wobei der mindestens eine Wirkstoff durch die semipermeable Deckschicht (103) hindurch nach außen diffundieren kann.A layer structure for dispensing at least one active substance, the layer structure comprising: a carrier substrate, a plurality of active substance regions spaced apart from one another on the carrier substrate and containing at least one active ingredient, each of the active ingredient regions (101) is surrounded by non-active intermediate regions (102) of the carrier substrate, - a semipermeable cover layer (103) which is applied to the carrier substrate (100) and the drug regions (101) thereon and both the drug regions (101) and the non-active substance occupied intermediate regions (102) of the carrier substrate, wherein the semipermeable cover layer (103) in the non-active intermediate regions (102) directly or indirectly on the carrier substrate (100) adheres, each of the active substance regions (101) around the side and from above is enclosed by the semipermeable cover layer (103), so d in that active substance depots are formed, and - wherein the at least one active substance can diffuse outwards through the semipermeable covering layer (103).
Description
Die Erfindung betrifft eine Schichtstruktur zur Abgabe mindestens eines Wirkstoffs, eine Kunstblase sowie einen Katheter mit einer derartigen Schichtstruktur sowie ein Verfahren zum Strukturieren einer Schichtstruktur.The invention relates to a layer structure for dispensing at least one active ingredient, a synthetic bladder and a catheter having such a layer structure and to a method for structuring a layer structure.
Für viele Anwendungen im medizinischen und nichtmedizinischen Bereich wäre eine Schichtstruktur wünschenswert, welche mindestens einen Wirkstoff über längere Zeiträume hinweg gleichmäßig an ein umgebendes Medium abgibt. Dabei wäre es insbesondere wünschenswert, wenn der Wirkstoff über Zeiträume im Bereich von Monaten und Jahren hinweg zuverlässig abgegeben werden könnte.For many medical and non-medical applications, it would be desirable to have a layered structure that delivers at least one active ingredient evenly over long periods of time to a surrounding medium. It would be particularly desirable if the active ingredient could be reliably delivered over periods of months and years.
In der Internationalen Patentanmeldung
In der deutschen Offenlegungsschrift
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schichtstruktur zur Abgabe mindestens eines Wirkstoffs zur Verfügung zu stellen, welche den Wirkstoff bzw. die Wirkstoffe über lange Zeiträume hinweg kontinuierlich und zuverlässig abgibt.It is an object of the invention to provide a layer structure for dispensing at least one active ingredient, which delivers the active substance or active ingredients continuously and reliably over long periods of time.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Schichtstruktur zur Abgabe mindestens eines Wirkstoffs gemäß Anspruch 1, durch eine Kunstblase nach Anspruch 10, durch einen Katheter nach Anspruch 11 und Anspruch 13 sowie durch ein Verfahren zum Strukturieren einer Schichtstruktur gemäß Anspruch 15 gelöst.The object of the invention is achieved by a layer structure for dispensing at least one active substance according to claim 1, by an artificial bladder according to claim 10, by a catheter according to claim 11 and claim 13 and by a method for structuring a layer structure according to claim 15.
Eine Schichtstruktur entsprechend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist zur Abgabe mindestens eines Wirkstoffs ausgebildet. Die Schichtstruktur umfasst ein Trägersubstrat sowie eine Mehrzahl von Wirkstoffbereichen, die voneinander beabstandet auf dem Trägersubstrat aufgebracht sind und den mindestens einen Wirkstoff enthalten, wobei jeder der Wirkstoffbereiche rundum von nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereichen des Trägersubstrats umgeben ist. Darüber hinaus umfasst die Schichtstruktur eine semipermeable Deckschicht, die auf das Trägersubstrat und die darauf befindlichen Wirkstoffbereiche aufgebracht ist und sowohl die Wirkstoffbereiche als auch die nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereiche des Trägersubstrats überdeckt, wobei die semipermeable Deckschicht in den nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereichen unmittelbar oder mittelbar auf dem Trägersubstrat anhaftet. Jeder der Wirkstoffbereiche ist rundum seitlich und von oben her von der semipermeablen Deckschicht umschlossen, so dass sich Wirkstoffdepots ausbilden, wobei der mindestens eine Wirkstoff durch die semipermeable Deckschicht hindurch nach außen diffundieren kann.A layered structure according to embodiments of the present invention is configured to deliver at least one active ingredient. The layer structure comprises a carrier substrate and a plurality of active substance regions which are applied to one another on the carrier substrate and contain the at least one active ingredient, wherein each of the active ingredient regions is surrounded by non-active intermediate regions of the carrier substrate. In addition, the layer structure comprises a semipermeable cover layer which is applied to the carrier substrate and the active substance areas located thereon and covers both the active substance areas and the non-active intermediate areas of the carrier substrate, the semi-permeable covering layer adhering directly or indirectly to the carrier substrate in the intermediate areas not having active substance , Each of the active substance areas is surrounded on all sides and from above by the semipermeable cover layer so that active agent depots are formed, wherein the at least one active substance can diffuse outwards through the semipermeable cover layer.
Die Schichtstruktur ermöglicht eine kontinuierliche und zuverlässige Abgabe des mindestens einen Wirkstoffs über lange Zeiträume hinweg, also beispielsweise über einen Zeitraum von Monaten und Jahren hinweg. Vor der Abgabe an das umgebende Medium muss der mindestens eine Wirkstoff durch die semipermeable Deckschicht hindurch diffundieren. Dabei hängt die Abgaberate, mit der der mindestens eine Wirkstoff nach außen abgegeben wird, von der Dicke und Beschaffenheit der semipermeablen Deckschicht ab. Über die Eigenschaften der semipermeablen Deckschicht kann daher die Abgaberate für den mindestens einen Wirkstoff genau eingestellt werden.The layer structure enables a continuous and reliable delivery of the at least one active substance over long periods of time, that is to say over a period of months and years, for example. Before delivery to the surrounding medium, the at least one active ingredient must diffuse through the semipermeable cover layer. In this case, the release rate with which the at least one active substance is released to the outside, depends on the thickness and nature of the semipermeable cover layer. By virtue of the properties of the semipermeable cover layer, it is therefore possible to precisely set the delivery rate for the at least one active substance.
Ein weiterer Vorteil der Schichtstruktur ist, dass die Wirkstoffbereiche vollständig von der semipermeablen Deckschicht umschlossen sind. Durch die semipermeable Deckschicht wird verhindert, dass sich Wirkstoffpartikel, die sich von den Wirkstoffbereichen ablösen, an das umgebende Medium abgegeben werden. Bei fortgeschrittenem Verbrauch des Wirkstoffmaterials wird durch die semipermeable Deckschicht verhindert, dass das restliche Wirkstoffmaterial unkontrolliert nach außen abgegeben wird.Another advantage of the layer structure is that the active substance areas are completely enclosed by the semipermeable cover layer. The semipermeable covering layer prevents active substance particles which detach from the active substance areas from being released to the surrounding medium. With advanced consumption of the active ingredient material is prevented by the semi-permeable cover layer that the remaining active material is discharged uncontrollably to the outside.
Die semipermeable Deckschicht kann aus einem körperverträglichen Material bestehen, beispielsweise aus Polyparylen. Dies ist insbesondere für Anwendungen der Schichtstruktur im medizinischen Bereich von Bedeutung. Die Schichtstruktur kann also insbesondere zur langfristigen gleichmäßigen Wirkstoffabgabe im Bereich der Medizin eingesetzt werden, kann darüber hinaus aber auch zur Wirkstoffabgabe in nichtmedizinischen Anwendungen eingesetzt werden.The semipermeable cover layer can consist of a biocompatible material, for example of polyparylene. This is particularly important for applications of the layer structure in the medical field. The layer structure can thus be used in particular for the long-term uniform release of active ingredient in the field of medicine, but can also be moreover used for drug delivery in non-medical applications.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Schichtstruktur dazu ausgelegt, den mindestens einen Wirkstoff mit einer vorgegebenen Abgaberate nach außen hin abzugeben.According to an advantageous embodiment of the invention, the layer structure is adapted to deliver the at least one active substance with a predetermined release rate to the outside.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Schichtstruktur dazu ausgelegt, dass der mindestens eine Wirkstoff durch die semipermeable Deckschicht hindurch diffundiert und nach außen abgegeben wird.According to an advantageous embodiment, the layer structure is designed so that the at least one active substance diffuses through the semipermeable cover layer and is released to the outside.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Wirkstoffbereiche in Form eines sich wiederholenden Musters auf dem Trägersubstrat aufgebracht.According to an advantageous embodiment, the active substance areas are applied in the form of a repeating pattern on the carrier substrate.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform sind die verschiedenen Wirkstoffbereiche durch die nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereiche voneinander getrennt.According to an advantageous embodiment, the different active substance regions are separated from one another by the intermediate regions which are not active-substance-occupied.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform ist jeder der Wirkstoffbereiche durch die semipermeable Deckschicht vollständig abgedeckt.According to an advantageous embodiment, each of the active substance areas is completely covered by the semipermeable cover layer.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform überdeckt die semipermeable Deckschicht sowohl die Wirkstoffbereiche als auch die nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereiche des Trägersubstrats.According to an advantageous embodiment, the semipermeable cover layer covers both the active substance regions and the intermediate regions of the carrier substrate which are not active-substance-occupied.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der mindestens eine Wirkstoff mindestens eines von folgenden: eine mikrobiologisch wirksame Substanz, eine antibakteriell wirksame Substanz, ein Antibiotikum, ein Immunsuppressivum, ein Fungizid, Silber, Rapamycin, Molybdäntrioxid.According to an advantageous embodiment, the at least one active ingredient comprises at least one of the following: a microbiologically active substance, an antibacterial active substance, an antibiotic, an immunosuppressant, a fungicide, silver, rapamycin, molybdenum trioxide.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der semipermeablen Deckschicht um eine Polyparylenschicht.According to an advantageous embodiment, the semipermeable cover layer is a polyparylene layer.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem Trägersubstrat um ein Trägersubstrat, auf dem sowohl der mindestens eine Wirkstoff als auch die semipermeable Deckschicht anhaftet.According to an advantageous embodiment, the carrier substrate is a carrier substrate, on which both the at least one active substance and the semipermeable cover layer are adhered.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem Trägersubstrat um Polyurethan.According to an advantageous embodiment, the carrier substrate is polyurethane.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem Trägersubstrat um Silikon.According to an advantageous embodiment, the carrier substrate is silicone.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der semipermeablen Deckschicht um eine Polyparylenschicht, die eine Dicke im Bereich von ca. 100 nm bis 300 nm aufweist. Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der semipermeablen Deckschicht um eine Polyparylenschicht, die eine Dicke im Bereich von ca. 30 nm bis 10 μm aufweist.According to an advantageous embodiment, the semipermeable cover layer is a polyparylene layer which has a thickness in the range of approximately 100 nm to 300 nm. According to an advantageous embodiment, the semipermeable cover layer is a polyparylene layer having a thickness in the range of about 30 nm to 10 μm.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Wirkstoffbereiche eine Dicke im Bereich von ca. 30 nm bis 10 μm auf. Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Wirkstoffbereiche eine Dicke im Bereich von einigen Mikrometern, vorzugsweise von ca. 2 Mikrometer auf.According to an advantageous embodiment, the active substance areas have a thickness in the range of about 30 nm to 10 μm. According to an advantageous embodiment, the active substance areas have a thickness in the range of a few micrometers, preferably of about 2 micrometers.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform überschreitet jeder der Wirkstoffbereiche nicht eine vorgegebene Maximalabmessung.According to an advantageous embodiment, each of the active ingredient areas does not exceed a predetermined maximum dimension.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Wirkstoffbereiche jeweils einen Durchmesser von ca. 10 nm bis zu einigen Millimetern auf. Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Wirkstoffbereiche jeweils einen Durchmesser von maximal ca. 3 mm auf.According to an advantageous embodiment, the active substance areas each have a diameter of about 10 nm to a few millimeters. According to an advantageous embodiment, the active substance areas each have a diameter of a maximum of about 3 mm.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform ist die semipermeable Deckschicht dazu ausgelegt, dass der mindestens eine Wirkstoff mit vorgegebener Diffusionsrate hindurchdiffundieren kann.According to an advantageous embodiment, the semipermeable cover layer is designed so that the at least one active substance can diffuse through at a given diffusion rate.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Schichtdicke der semipermeablen Deckschicht so gewählt, dass eine gewünschte Abgaberate für den mindestens einen Wirkstoff erreicht wird.According to an advantageous embodiment, the layer thickness of the semipermeable cover layer is selected so that a desired release rate for the at least one active ingredient is achieved.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Schichtdicke der semipermeablen Deckschicht so gewählt, dass eine gewünschte Permeabilität der semipermeablen Deckschicht erreicht wird.According to an advantageous embodiment, the layer thickness of the semipermeable cover layer is selected such that a desired permeability of the semipermeable cover layer is achieved.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Schichtdicke der semipermeablen Deckschicht so gewählt, dass eine gewünschte Diffusionsrate des mindestens einen Wirkstoffs durch die semipermeable Deckschicht hindurch erreicht wird.According to an advantageous embodiment, the layer thickness of the semipermeable cover layer is selected such that a desired diffusion rate of the at least one active substance through the semipermeable cover layer is achieved.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Breite der nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereiche zwischen benachbarten Wirkstoffbereichen so groß gewählt, dass eine zuverlässige Anhaftung der semipermeablen Deckschicht rings um einen Wirkstoffbereich gewährleistet ist.According to an advantageous embodiment, the width of the non-active intermediate regions between adjacent drug regions is chosen so large that a reliable adhesion of the semipermeable cover layer is ensured around an active ingredient area.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform haftet die semipermeable Deckschicht auch dann an den nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereichen am Trägersubstrat an, wenn in den Wirkstoffbereichen der mindestens eine Wirkstoff ganz oder teilweise verbraucht ist. According to an advantageous embodiment, the semipermeable cover layer adheres to the non-active substance occupied intermediate regions on the carrier substrate even if in the active substance areas of the at least one active ingredient is completely or partially consumed.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform sind Ausdehnung und Anordnung der Wirkstoffbereiche so gewählt, dass bei lateraler Belastung der Schichtstruktur die mechanischen Eigenschaften im Wesentlichen durch des Trägersubstrat und die semipermeable Deckschicht bestimmt werden.According to an advantageous embodiment, the expansion and arrangement of the active substance areas are selected such that, when the layer structure is loaded laterally, the mechanical properties are essentially determined by the carrier substrate and the semipermeable covering layer.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Wirkstoffbereiche und die nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereiche so dimensioniert, dass der mindestens eine Wirkstoff auch in der Mitte der nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereiche noch mit ausreichend hoher Konzentration vorliegt.According to an advantageous embodiment, the active substance regions and the non-active ingredient-containing intermediate regions are dimensioned such that the at least one active ingredient is also present in the middle of the non-active ingredient intermediate regions with a sufficiently high concentration.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Wirkstoffbereiche so dimensioniert, dass Wirkstoffpartikel, die bei einer Beschädigung der semipermeablen Deckschicht eventuell aus den Wirkstoffbereichen herausgelöst werden, hinreichend klein und ungefährlich sind.According to an advantageous embodiment, the active substance areas are dimensioned such that active ingredient particles which are possibly dissolved out of the active substance areas when the semi-permeable cover layer is damaged are sufficiently small and harmless.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Trägersubstrat zur Ausbildung der Wirkstoffbereiche eine Mehrzahl von Ausnehmungen auf, in die der mindestens eine Wirkstoff eingebracht ist.According to an advantageous embodiment, the carrier substrate to form the active substance areas on a plurality of recesses, in which the at least one active ingredient is introduced.
Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine oben beschriebene Schichtstruktur zur Beschichtung einer Oberfläche von mindestens einem von folgenden verwendet: einer Türklinke, einer Haltestange, eines Griffes, eines Kabels, einer Kunstblase, eines Katheters, einer Ureterschiene.According to the embodiments of the present invention, a layer structure as described above is used for coating a surface of at least one of: a door latch, a support bar, a handle, a cable, a blister, a catheter, a ureter splint.
Eine Kunstblase entsprechend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist an ihrer Innenseite eine oben beschriebene Schichtstruktur zur Wirkstoffabgabe auf.An artificial bladder according to embodiments of the present invention has on its inside an above-described layer structure for drug delivery.
Ein Katheter entsprechend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist an seiner Innenseite oder an seiner Außenseite oder sowohl an der Innenseite als auch an der Außenseite eine oben beschriebene Schichtstruktur zur Wirkstoffabgabe auf.A catheter according to embodiments of the present invention has on its inside or on its outside or both on the inside and on the outside of a layer structure for drug delivery described above.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Innenseite des Katheters eine oben beschriebene Schichtstruktur zur Wirkstoffabgabe auf, wobei die Wirkstoffbereiche in Form von in Längsrichtung verlaufenden Wirkstoffbahnen an der Innenseite des Katheters ausgebildet sind.According to an advantageous embodiment, the inside of the catheter has a layer structure for drug delivery as described above, wherein the active substance areas are formed in the form of longitudinally extending drug pathways on the inside of the catheter.
Ein Katheter entsprechend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist an seiner Innenseite eine Schichtstruktur zur Abgabe mindestens eines Wirkstoffs auf. Die Schichtstruktur umfasst eine Mehrzahl von Wirkstoffbereichen, die auf der Innenseite des Katheters aufgebracht sind und den mindestens einen Wirkstoff enthalten, wobei die Wirkstoffbereiche durch nicht wirkstoffbelegte Zwischenbereiche voneinander getrennt sind. Darüber hinaus umfasst die Schichtstruktur eine semipermeable Deckschicht, die auf die Innenseite des Katheters und die darauf befindlichen Wirkstoffbereiche aufgebracht ist, wobei die semipermeable Deckschicht in den nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereichen unmittelbar oder mittelbar auf der Innenseite des Katheters anhaftet. Die semipermeable Deckschicht überdeckt sowohl die Wirkstoffbereiche als auch die nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereiche, so dass sich Wirkstoffdepots ausbilden, wobei der in den Wirkstoffbereichen enthaltene mindestens eine Wirkstoff durch die semipermeable Deckschicht hindurch nach außen diffundieren kann.A catheter according to embodiments of the present invention has on its inside a layered structure for dispensing at least one active ingredient. The layer structure comprises a plurality of active substance areas which are applied to the inside of the catheter and which contain at least one active substance, wherein the active substance areas are separated from one another by intermediate areas which are not active substance-occupied. In addition, the layer structure comprises a semipermeable cover layer, which is applied to the inside of the catheter and the active substance areas located thereon, wherein the semipermeable cover layer adheres directly or indirectly to the inside of the catheter in the non-active intermediate areas. The semipermeable cover layer covers both the active substance areas and the non-active substance occupied intermediate areas, so that drug depots form, wherein the at least one active ingredient contained in the active substance areas can diffuse through the semipermeable cover layer to the outside.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Wirkstoffbereiche in Form von in Längsrichtung verlaufenden Wirkstoffbahnen auf der Innenseite des Katheters aufgebracht, wobei die Wirkstoffbahnen durch nicht wirkstoffbelegte Zwischenbereiche voneinander getrennt sind.According to an advantageous embodiment, the drug areas are applied in the form of extending in the longitudinal direction drug paths on the inside of the catheter, wherein the drug pathways are separated by not active substance occupied intermediate areas.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform ist der mindestens eine Wirkstoff mittels eines Rakels so auf die Innenseite des Katheters aufgebracht, dass sich in Längsrichtung entlang der Innenseite des Katheters verlaufende Wirkstoffbahnen ausbilden.According to an advantageous embodiment, the at least one active ingredient is applied to the inside of the catheter by means of a doctor blade in such a way that active substance tracts extending in the longitudinal direction along the inside of the catheter are formed.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Katheter einen runden oder ovalen Innenquerschnitt auf, wobei der mindestens eine Wirkstoff mittels eines Rakels so auf die Innenseite des Katheters aufgebracht ist, dass sich in Längsrichtung entlang der Innenseite des Katheters verlaufende Wirkstoffbahnen ausbilden.According to an advantageous embodiment, the catheter has a round or oval inner cross-section, wherein the at least one active substance is applied to the inside of the catheter by means of a doctor blade such that active substance tracts extending in the longitudinal direction along the inside of the catheter form.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Katheter einen sternförmigen Innenquerschnitt auf, wobei der mindestens eine Wirkstoff so in die Spitzen des sternförmigen Innenquerschnitts eingebracht ist, dass sich in Längsrichtung entlang der Innenseite des Katheters verlaufende Wirkstoffbahnen ausbilden.According to an advantageous embodiment, the catheter has a star-shaped inner cross-section, wherein the at least one active substance is introduced into the tips of the star-shaped inner cross-section such that active substance paths extending in the longitudinal direction along the inner side of the catheter form.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Katheter einen sternförmigen Innenquerschnitt auf, wobei der mindestens eine Wirkstoff mittels eines Rakels so in die Spitzen des sternförmigen Innenquerschnitts eingerakelt ist, dass sich in Längsrichtung entlang der Innenseite des Katheters verlaufende Wirkstoffbahnen ausbilden.According to an advantageous embodiment, the catheter has a star-shaped inner cross-section, wherein the at least one active ingredient by means of a doctor blade in the tips of the star-shaped inner cross-section is that formed in the longitudinal direction along the inside of the catheter extending drug pathways.
Ein Verfahren zum Strukturieren einer Schichtstruktur entsprechend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst das Aufbringen einer Mehrzahl von Wirkstoffbereichen auf ein Trägersubstrat, wobei die Wirkstoffbereiche mindestens einen Wirkstoff enthalten, und wobei jeder der Wirkstoffbereiche rundum von nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereichen des Trägersubstrats umgeben ist. Darüber hinaus umfasst das Verfahren das Aufbringen einer semipermeablen Deckschicht auf das Trägersubstrat und die darauf befindlichen Wirkstoffbereiche, wobei die semipermeable Deckschicht in den nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereichen unmittelbar oder mittelbar auf dem Trägersubstrat anhaftet. Jeder der Wirkstoffbereiche wird rundum seitlich und von oben her von der semipermeablen Deckschicht umschlossen, so dass sich Wirkstoffdepots ausbilden, die nach außen hin durch die semipermeable Deckschicht abgedeckt werden.A method for patterning a layer structure in accordance with embodiments of the present invention comprises applying a plurality of active substance regions to a carrier substrate, wherein the active substance regions contain at least one active substance, and wherein each of the active ingredient regions is surrounded by non-active intermediate regions of the carrier substrate. In addition, the method comprises applying a semipermeable cover layer to the carrier substrate and the active substance areas located thereon, the semipermeable cover layer adhering directly or indirectly to the carrier substrate in the intermediate areas not having active substance. Each of the active substance areas is enclosed on all sides laterally and from above by the semipermeable cover layer, so that active agent depots form, which are covered to the outside by the semipermeable cover layer.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Aufbringen der Mehrzahl von Wirkstoffbereichen auf das Trägersubstrat eine Anwendung von mindestens einem der folgenden Verfahren: Galvanisieren; Kathodenzerstäubung; Sputtern; Aufdampfen; Tauchen; Besprühen; Aufschleudern; chemische Gasphasenabscheidung; physikalische Gasphasenabscheidung; Rakeln; Bedrucken; Abscheiden von Material aus einer Reaktionslösung auf dem Trägersubstrat; Abscheiden von Material aus einem Tollens-Reagenz auf dem Trägersubstrat mittels eines Tollens-Verfahrens; Abscheiden von Silber aus einem Tollens-Reagenz auf dem Trägersubstrat mittels eines Tollens-Verfahrens.According to an advantageous embodiment, the application of the plurality of active substance areas to the carrier substrate comprises an application of at least one of the following methods: electroplating; sputtering; sputtering; evaporation; Diving; Spray; spin; chemical vapor deposition; physical vapor deposition; squeegees; printing; Depositing material from a reaction solution on the carrier substrate; Depositing material from a Tollens reagent on the carrier substrate by a Tollens method; Depositing silver from a Tollens reagent on the carrier substrate by a Tollens method.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ein strukturiertes selektives Aufbringen der Wirkstoffbereiche auf das Trägersubstrat.According to an advantageous embodiment, the method comprises a structured selective application of the active substance regions to the carrier substrate.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Aufbringen der Mehrzahl von Wirkstoffbereichen auf das Trägersubstrat folgendes:
- – Aufbringen einer Wirkstoffschicht auf das Trägersubstrat,
- – ausgehend von der Wirkstoffschicht, Strukturieren der Mehrzahl von Wirkstoffbereichen mittels fotolithografischer Maskierungs- und Ätztechniken.
- Applying a drug layer to the carrier substrate,
- Starting from the drug layer, structuring the plurality of drug domains using photolithographic masking and etching techniques.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Oberfläche der Wirkstoffbereiche aufgeraut, wobei eine vergrößerte wirksame Oberfläche zur Wirkstoffabgabe entsteht.According to an advantageous embodiment, the surface of the active substance areas is roughened, whereby an enlarged effective surface for the release of active ingredient arises.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Oberfläche der Wirkstoffbereiche aufgeraut, wobei eine vergrößerte wirksame Oberfläche zur Wirkstoffabgabe entsteht, wobei das Aufrauen durch Anätzen erfolgt.According to an advantageous embodiment, the surface of the active substance areas is roughened, wherein an enlarged effective surface for drug delivery arises, wherein the roughening takes place by etching.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der semipermeablen Deckschicht um eine Polyparylenschicht, die durch chemische Gasphasenabscheidung von Parylenmaterial aufgebracht wird.According to an advantageous embodiment, the semipermeable cover layer is a polyparylene layer which is applied by chemical vapor deposition of parylene material.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Wirkstoffbereiche und die nicht wirkstoffbelegten Zwischenbereiche durch nasschemische Polymerisation, insbesondere durch ein Sol-Gel-Verfahren strukturiert, wobei bei dem Sol-Gel-Verfahren gebildete Solbereiche als Wirkstoffbereiche fungieren, und wobei bei dem Sol-Gel-Verfahren gebildete Gelbereiche als nicht wirkstoffbelegte Zwischenbereiche fungieren.According to an advantageous embodiment, the active substance regions and the non-active ingredient-containing intermediate regions are structured by wet-chemical polymerization, in particular by a sol-gel process, wherein sol regions formed in the sol-gel process function as active substance regions, and wherein in the sol-gel process Gel areas act as non-active intermediate areas.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele weiter beschrieben. Es zeigenThe invention will be further described with reference to several embodiments shown in the drawings. Show it
In
Bei der in
In
Bei dem Wirkstoff, der in den Wirkstoffbereichen
Bei Verwendung von elementarem Silber als Wirkstoff ist es von Vorteil, wenn der Durchmesser der Wirkstoffbereiche
Anstelle von Silber oder zusätzlich zu Silber können die Wirkstoffbereiche
Im Hinblick auf die geometrische Ausgestaltung der in
Die in den
Neben diesen medizinischen Anwendungen sind eine Reihe von weiteren Anwendungen denkbar, bei denen insbesondere ausgenutzt wird, dass durch die kontinuierliche längerfristige Abgabe eines Wirkstoffs eine Besiedlung mit Keimen und gesundheitsgefährdenden Erregern, also beispielsweise mit Bakterien, Viren, Algen, Pilzen und anderen Mikroorganismen, unterbunden werden kann. Zu denken ist insbesondere an Türklinken, Stangen und Griffe in öffentlichen Räumen, die von einer Vielzahl von Menschen täglich berührt werden. Darüber hinaus kommt eine Anwendung der Schichtstruktur bei der Ummantelung von Kabeln in Frage. Hier könnte als Wirkstoff beispielsweise eine mikrobiologisch wirksame Substanz (beispielsweise ein Fungizid) eingesetzt werden, um die Ansiedlung von Algen, Pilzen, Schimmel und anderen Mikroorganismen auf der Oberfläche der Kabelummantelung zu verhindern.In addition to these medical applications, a number of other applications are conceivable in which it is exploited in particular that colonization with germs and harmful pathogens, ie, for example, with bacteria, viruses, algae, fungi and other microorganisms, are prevented by the continuous, longer-term release of an active substance can. One can think of door handles, bars and handles in public spaces, which are touched daily by a large number of people. In addition, an application of the layer structure in the sheathing of cables in question. Here, for example, a microbiologically active substance (for example, a fungicide) could be used as the active ingredient to prevent the colonization of algae, fungi, mold and other microorganisms on the surface of the cable sheath.
In den
In
Zum Aufbringen der Wirkstoffbereiche
Die obige Aufzählung von Techniken zum Aufbringen der Wirkstoffbereiche
Bei dem in den
Im letzten Verfahrensschritt, der in
Vorzugsweise besteht die semipermeable Deckschicht
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Oberfläche der Wirkstoffbereiche
In
Bei dem im Vakuumrezipienten
Die Evakuierung des Vakuumrezipienten
Bei der Vakuumpumpe
Zur Verdampfung des Parylenmaterials ist innerhalb des Vakuumrezipienten
Alternativ kann die Aufheizung und Verdampfung des Aufdampfmaterials
Das Parylenmaterial
Innerhalb des Vakuumrezipienten
Die chemische Struktur des Parylens ist in den
Es sind verschiedene Sorten von Parylen bekannt, die sich durch eine oder mehrere Substitutionen von chemischen Gruppen am Ring oder an der Brücke unterscheiden. Im Folgenden wird „Parylen” als Sammelbegriff für sämtliche Varianten des Parylen verwendet.Various types of parylene are known, which differ by one or more substitutions of chemical groups on the ring or on the bridge. In the following, "Parylen" is used as a collective term for all variants of parylene.
Wenn das verdampfte dimere Parylen durch die Pyrolyseeinheit
Während des Beschichtungsvorgangs kondensiert das Parylen auf dem zu beschichtenden Substrat, und die hochreaktiven Parylen-Monomere reagieren zu Polyparylenketten. In
In den
In den folgenden Schritten wird die Wirkstoffschicht
Das Ergebnis des Ätzvorgangs ist in
Im letzten Schritt wird eine semipermeable Deckschicht
In den
Das Verfahren zur Herstellung dieser Schichtstruktur ist in den
Nachdem die Vertiefungen
Durch das Befüllen der Vertiefungen
Im letzten Schritt wird auf die in
Anhand von
Nach dem Strukturieren der Gel-Sol-Bereiche und dem Einbringen des mindestens einen Wirkstoffs wird eine semipermeable Deckschicht auf das in
In
Eine Schichtstruktur entsprechend den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eignet sich sowohl für Anwendungen im medizinischen als auch im nichtmedizinischen Bereich, bei denen es darum geht, einen oder mehrere Wirkstoffe über längere Zeiträume hinweg mit gleichbleibender Abgaberate an das umgebende Medium abzugeben. Als wichtiges Beispiel für eine medizinische Anwendung wäre eine Kunstblase zu nennen, die einem Patienten als Ersatz seiner natürlichen Blase dauerhaft implantiert wird. Dabei können sich jedoch insbesondere im Blaseninnenraum Bakterien, Viren, Pilze und andere Mikroorganismen ansiedeln und vermehren, die zu Entzündungen und Komplikationen führen können. Einer derartigen Ansiedlung kann dadurch entgegengewirkt werden, indem die Innenwand der Kunstblase mit einer Schichtstruktur entsprechend den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausgerüstet wird. Vorzugsweise enthält die Schichtstruktur Wirkstoffdepots aus elementarem Silber. Es ist bekannt, dass Silber eine mikrobiologische Wirksamkeit besitzt, insbesondere antibakteriell wirkt und eine Ansiedlung von Bakterien, Viren, Pilzen und anderen Mikroorganismen verhindern kann. Die silberbelegten Bereiche werden dann durch eine Polyparylenschicht abgedeckt, deren Dicke so bemessen ist, dass das Silber über längere Zeiträume hinweg mit einer konstanten Abgaberate in den in der Kunstblase befindlichen Urin abgegeben wird.A layered structure according to embodiments of the present invention is suitable for both medical and non-medical applications where it is necessary to deliver one or more active agents to the surrounding medium for prolonged periods of time at a consistent delivery rate. An important example of a medical application would be an artificial bladder permanently implanted in a patient as a replacement for his natural bladder. In this case, however, bacteria, viruses, fungi and other microorganisms can settle and multiply, in particular in the bladder interior, which can lead to inflammation and complications. Such a settlement can be counteracted by equipping the inner wall of the artificial bubble with a layered structure according to embodiments of the present invention. The layer structure preferably contains agent depots of elemental silver. It is known that silver has a microbiological activity, in particular has an antibacterial effect and can prevent the colonization of bacteria, viruses, fungi and other microorganisms. The silver-coated areas are then covered by a polyparylene layer whose thickness is such that the silver is released over long periods of time at a constant rate of release into the urine contained in the artificial bladder.
Eine erste Möglichkeit zur Strukturierung der silberbelegten Bereiche ist es, diese im Inneren der Kunstblase zu strukturieren. Eine zweite Möglichkeit ist, das Innere der Kunstblase nach außen zu stülpen und dann die silberbelegten Bereiche aufzubringen. Dies ist in
Eine weitere Anwendung aus dem medizinischen Bereich ist die Beschichtung von Kathetern, insbesondere von Blasenkathetern. Dabei kommt sowohl die Außenseite als auch die Innenseite des Katheters für die Anbringung einer wirkstoffabgebenden Schichtstruktur in Frage. Eine an der Außenseite des Katheters angebrachte Beschichtung kann beispielsweise dazu dienen, einen oder mehrere Wirkstoffe abzugeben, die die Körperverträglichkeit des Katheters verbessern und Infektionen im Harnleiter verhindern. Eine im Inneren des Harnleiters angebrachte wirkstoffabgebende Schichtstruktur kann dazu dienen, eine Besiedelung des Blasenkatheters mit Bakterien, Viren, Pilzen und anderen Mikroorganismen zu verhindern. Es ist auch möglich, sowohl die Innenseite als auch die Außenseite des Katheters jeweils mit unterschiedlichen wirkstoffabgebenden Beschichtungen auszurüsten. Dabei ist es von Vorteil, wenn die an der Außenseite befindliche Schichtstruktur für eine höhere Abgaberate ausgelegt ist als die an der Innenseite befindliche Schichtstruktur, denn bei der Schichtstruktur an der Außenseite geht es in erster Linie um das Verhindern von Infektionen, die direkt nach dem Einschieben des Katheters auftreten, während bei der an der Innenseite angeordneten Schichtstruktur eine längerfristige mikrobiologische Wirksamkeit im Vordergrund steht, um einen Befall mit Bakterien, Viren, Pilzen und anderen Mikroorganismen zu verhindern.Another application in the medical field is the coating of catheters, in particular of bladder catheters. In this case, both the outside and the inside of the catheter for the attachment of an active substance-releasing layer structure comes into question. For example, a coating attached to the exterior of the catheter may serve to deliver one or more agents that enhance the biocompatibility of the catheter and prevent infection in the ureter. An active ingredient-releasing layer structure applied inside the ureter can serve to prevent colonization of the bladder catheter with bacteria, viruses, fungi and other microorganisms. It is also possible to equip both the inside and the outside of the catheter with different active ingredient-dispensing coatings. It is advantageous if the layer structure located on the outside is designed for a higher release rate than the layer structure located on the inside, because the layer structure on the outside is primarily about preventing infections that occur directly after insertion occur during the inner layer structure, a longer-term microbiological efficacy in the foreground to prevent infestation with bacteria, viruses, fungi and other microorganisms.
In den
Nachdem die Wirkstoffbahnen
In den
Neben diesen medizinischen Anwendungsbereichen wären auch einige nichtmedizinische Anwendungsbereiche zu nennen. Beispielsweise kann eine Schichtstruktur entsprechend den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden, um Türklinken, Haltegriffe oder Haltestangen mit einer Beschichtung zu versehen, die permanent einen Wirkstoff abgibt, beispielsweise einen antibakteriell wirkenden Wirkstoff. Ein weiteres Anwendungsgebiet wäre die Beschichtung von Kabeln mit einer mikrobiologisch wirksamen Schichtstruktur, wobei der abgegebene Wirkstoff einer Ansiedlung von Bakterien, Viren, Pilzen, Algen und anderen Mikroorganismen entgegenwirkt. Neben diesen Anwendungsbereichen sind eine Vielzahl weiterer Anwendungsbereiche möglich.In addition to these medical applications, some non-medical applications should be mentioned. For example, a layered structure according to embodiments of the present invention may be used to provide door handles, handholds, or handrails with a coating that permanently releases an active agent, such as an antibacterial agent. Another field of application would be the coating of cables with a microbiologically active layer structure, wherein the released active substance counteracts a settlement of bacteria, viruses, fungi, algae and other microorganisms. In addition to these applications, a variety of other applications are possible.
Claims (21)
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Citations (2)
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DE102009007667A1 (en) * | 2009-02-05 | 2010-08-12 | Raumedic Ag | Medical treatment equipment, which comes in contact with a human or animal body in use, comprises a base body having a polyparylene surface coating, which consists of silver particles |
WO2012036618A1 (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-22 | Nanexa Ab | Polymeric product with inner anti-microbial layer and outer protective layer |
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2012
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2012036618A1 (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-22 | Nanexa Ab | Polymeric product with inner anti-microbial layer and outer protective layer |
Also Published As
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