DE102020120717A1

DE102020120717A1 - Medizinprodukte mit sofort ablösbarer dauerhaft proliferationshemmender Beschichtung mit mindestens einer Limus-Substanz sowie Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE102020120717A1
Application number: DE102020120717.4A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Schurmann-Kaufeld; Nadia Brunacci
Original assignee: Innora GmbH
Current assignee: Innora GmbH
Priority date: 2020-08-05
Filing date: 2020-08-05
Publication date: 2022-02-10
Also published as: WO2022029252A1; CN116322814A; US20230285639A1; JP2023541523A; EP4192538A1

Abstract

Um Medizinprodukte mit einer Beschichtung zur lokalen Prophylaxe und Behandlung von unerwünschten Zellproliferationen und Gefäßverengungen bereitzustellen, wird ein Medizinprodukt, aufweisend eine Beschichtung auf zumindest einem Teil der Oberfläche, die mindestens eine Limus-Substanz in nicht-verkapselter kristalliner Form aufweist, vorgeschlagen, wobei die mindestens eine nicht-verkapselte Limus-Substanz direkt aus einem Lösungsmittelgemisch aus mindestens einem organischen Lösungsmittel und Wasser aufgetragen wird. Die Bildung von Kristallen der Limus-Substanz kann durch Verzögerung der Verdunstung des Lösungsmittelgemisches bewirkt oder verstärkt werden.Zudem wird ein Verfahren zur Herstellung der Medizinprodukte vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft Medizinprodukte, aufweisend eine Beschichtung auf zumindest einem Teil der Oberfläche, die mindestens eine Limus-Substanz in nicht-verkapselter kristalliner Form aufweist, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
Die Minderperfusion von unterschiedlichen Geweben ist eine wesentliche Ursache von Funktionsausfällen und Krankheiten meist im Alter, oft auch Todesursache. Die Minderperfusion wird häufig durch Verengung der Lumina großer Blutgefäße verursacht, deren Ursache wiederum ein übermäßiges Wachstum des die Passagen begrenzenden Gewebes sein kann, wie es im Zuge von Heilungsprozessen nach Verletzung oder auch operativen Eingriffen auftritt.
Ungeregelte und unerwünschte Zellproliferation ist eine Ursache vieler Erkrankungen, auch solcher, die in keinem Zusammenhang mit der Blutversorgung der Gewebe stehen. Ein unerwünschtes Wachstum von Zellen und Geweben lässt sich bekanntermaßen durch Bestrahlung, extreme, das Gewebe schädigende Temperaturen und pharmakologisch beeinflussen. Für die Hemmung der Zellproliferation zum Zwecke der Bekämpfung von Tumoren stehen sehr viele Substanzen aus sehr unterschiedlichen Substanzklassen zur Verfügung. Diese werden meist systemisch, d. h. mittels intravenöser Injektion oder Infusion oder oral verabreicht. Dagegen beschränkt sich die Auswahl von Pharmaka zur Verhinderung von Verengungen von Körperpassagen fast vollständig auf 2 Substanzklassen, (a) die Makrolidantibiotika oder Limus - Substanzen (z.B. Sirolimus = Rapamycin) und (b) Paclitaxel aus der Klasse der Taxane. Auffälligste Wirkung dieser Pharmaka ist eine Hemmung der Zellproliferation.
Beide Substanzen oder Substanzklassen werden lokal appliziert, d. h. sie erreichen hohe Konzentrationen im Zielgebiet bei geringer systemischer Belastung. Die Limus-Substanzen werden gewöhnlich auf koronare Stents aufgebracht, von diesen langsam abgelöst und in das unmittelbar benachbarte Gewebe übertragen. Paclitaxel wird auf Ballone von Ballonkathetern aufgetragen, bei der kurzzeitigen Inflation der Ballone mit hohem Druck in die benachbarte Gefäßwand gepresst und verhindert sowohl in Koronararterien als auch in anderen Gefäßen eine frühzeitig das Gefäßlumen verengende rasche Proliferation der Gefäßwandzellen. Paclitaxel wird auch auf Stents für periphere Arterien eingesetzt.
Der klinische Nutzen von Paclitaxel für die Verminderung der Gefäßverengungen ist anerkannt. Nebenwirkungen von Paclitaxel nach Anwendung auf Ballonkathetern werden seit Jahren befürchtet und vermutet, sind aber nicht bekannt und zumindest nicht reproduzierbar bewiesen. Dennoch hat sich die Meinung verfestigt, dass die lokale Applikation von Paclitaxel eine toxische systemische Wirkung hervorrufen würde und wenn irgend möglich durch Sirolimus oder eines der Limus-Derivate abgelöst werden sollte.

Dies spiegelt sich in der Tabelle 1 wider, die seit Jahren in vielfältigen Modifikationen immer wieder gezeigt und publiziert wird. Tabelle 1: Sirolimus wirkstoffbeschichtete Ballons, Sirolimus weist gegenüber Paclitaxel Vorteile auf

Eigenschaft	Sirolimus (oder Analoga)	Paclitaxel
Wirkungsweise	Cytostatisch	Cytotoxisch
Sicherheitsspanne	10.000 fach	100 fach
Therapeutische Bandbreite	Breit	Eng
Antirestenotisch	Ja - geringerer später Lumenverlust	Ja
Entzündungshemmend	Ja	Nein
Gewebeabsorption	Langsam	Schnell
Geweberetention	Kurz	Lang

Tabelle von Aloke V. Finn, MD, CVPath Institute, Inc., Gaithersburg, MD, USA vorgestellt bei LINC 2020 (Leipzig Interventional Course, Leipzig, Germany, 28.-31. Jan. 2020) (Tabelle basiert auf Wessely R, et al. J Am Coll Cardiol. 2006)

Allerdings wird aus der Tabelle 1 auch das Problem klar: Die Limus-Substanzen werden bei der vorgesehenen lokalen Anwendung nur langsam vom Gewebe aufgenommen und nicht so lange im Gewebe zurückgehalten wie Paclitaxel. Dies muss als Hinweis auf ungenügende Wirksamkeit bei Verabreichung über einen nur für kurze Zeit an der Behandlungsstelle inflatierten Ballon gewertet werden. Die Schwierigkeit bei der Entwicklung wirksamer mit Limus-Substanzen beschichteter Ballonkatheter wird durch 2 Fakten unterstrichen:

a) Bisher wurde in nahezu allen publizierten tierexperimentellen Studien zur Hemmung der Gefäßverengung durch Limus-beschichtete Ballonkatheter der Vergleich zu den mit Paclitaxel beschichteten Ballonkathetern vermieden. Eine Ursache mag sein, dass Limus-Substanzen beim Schwein die Zellproliferation weniger stark hemmen als beim Menschen.
b) Obwohl inzwischen mit Sirolimus-beschichtete Ballonkatheter im Handel sind, ist keine Studie bekannt, in der ein Limus-beschichteter mit einem unbeschichteten Ballonkatheter im Hinblick auf die Hemmung der Gefäßverengung verglichen wurde. In einer klinischen Studie mit wenigen Patienten wurde die Behandlung mit einem Sirolimus-beschichteten Ballonkatheter mit der Behandlung mit einem Paclitaxelbeschichteten Ballonkatheter verglichen.

Aus DE 10 2013 110 294 A1 ist bekannt, Limus-Kristalle gemischter Größe auf eine Ballonoberfläche eines Medizinprodukts aus einem polaren und einem unpolaren organischen Lösungsmittel aufzutragen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, Medizinprodukte mit einer Beschichtung zur lokalen Prophylaxe und Behandlung von unerwünschten Zellproliferationen und Gefäßverengungen bereitzustellen. Diese sollen beim Menschen eine ähnliche Wirksamkeit wie mit Paclitaxel beschichtete Medizinprodukte aufweisen und die in der Tabelle 1 genannten Vorteile der ,Limus'-Substanzen bieten.
Dies Aufgabe wird durch Medizinprodukte und einem Verfahren zur Herstellung dieser Medizinprodukte mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Es wird erfindungsgemäß ein Medizinprodukt bereitgestellt, aufweisend eine Beschichtung auf zumindest einem Teil der Oberfläche, die mindestens eine Limus-Substanz in nicht-verkapselter kristalliner Form aufweist, wobei die mindestens eine kristalline nicht-verkapselte Limus-Substanz direkt aus einer Lösung mit einem Lösungsmittelgemisch aus mindestens einem organischen Lösungsmittel und Wasser aufgetragen wird.
Zudem wird erfindungsgemäß ein Medizinprodukt bereitgestellt, aufweisend eine Beschichtung auf zumindest einem Teil der Oberfläche, die mindestens eine Limus-Substanz in nicht-verkapselter kristalliner Form aufweist, wobei die kristalline nicht-verkapselte Limus-Substanz als Suspension aus einem Lösungsmittelgemisch aus mindestens einem organischen Lösungsmittel und Wasser aufgetragen wurde.
Bei vorgenannten Varianten lassen sich Wasser und das organische Lösungsmittel ohne Phasenbildung mischen.
Die erfindungsgemäßen Medizinprodukte sind neu und sind durch das Verfahren zur Herstellung der Beschichtung gekennzeichnet.
Vorzugsweise erfolgt eine Trocknung der mindestens einen Limus-Substanz, die als Lösung oder Suspension aufgetragen wurde, verzögert oder behindert. Die Bildung von Kristallen der Limus-Substanz kann durch Verzögerung oder Behinderung der Verdunstung des Lösungsmittelgemisches bewirkt oder verstärkt werden.
Bei der Limus-Substanz handelt es sich um einen Macrolid-Wirkstoff. Vorzugsweise werden Sirolimus, Everolimus, Zotarolimus, Biolimus eingesetzt.
Die erfindungsgemäßen Medizinprodukte können in den Körper eines Patienten eingeführt werden und dabei temporär oder dauerhaft mit Teilen des Körpers in Kontakt kommen.
Vorzugsweise wird daher zumindest der Teil der Oberfläche des Medizinproduktes beschichtet, der das Gewebe beim Einbringen des Medizinprodukts in den menschlichen Körper kontaktiert.
Bevorzugte Beispiele für Medizinprodukte sind Medizinprodukte mit kurzer Verweildauer im Körper, vorzugsweise Angioplastie-Ballonkatheter, mittelfristig verweilende Medizinprodukte, vorzugsweise Verweilkatheter, oder langfristig verbleibende Implantate, vorzugsweise Stents, die zur Stabilisierung des Lumens von Blutgefäßen oder anderen Passagen verwendet werden.
Die Medizinprodukte werden vorzugsweise in einem Zustand beschichtet, in dem deren Oberfläche für die Beschichtung maximal zugänglich ist, z. B. Stents im vollständig expandierten Zustand, Ballone von Ballonkathetern in inflatierter Form.
Im gebrauchsfertigen Zustand gefaltete Ballone von Ballonkathetern können vor dem Beschichten inflatiert und nach dem Beschichten gefaltet werden, jedoch auch in einem lose oder fest gefalteten Zustand beschichtet werden.
Alternativ, wenn auch nicht bevorzugt, können die Medizinprodukte in dem Zustand beschichtet werden, in dem sie in den Körper eingeführt werde, meist in komprimierter oder eng gefalteter Form, ggf. bereits in einem Einführungskatheter befindlich, Ballone ohne oder auch mit vormontierten Stents.
Um eine lokal wirksame und lokal und systemisch verträgliche Dosis der für die Beschichtung verwendeten Wirkstoffe zu erzielen, liegt die verwendete Dosis auf dem Medizinprodukt, je nach Produkt und Anwendung, in einem relativ weiten Bereich, nämlich vorzugsweise 0,1 - 20µg/mm² der Oberfläche des Medizinproduktes.
Die wirkstoffhaltigen Beschichtungen werden in gebräuchlicher Weise als Lösung, Suspension beispielsweise mittels Mikrodosiereinheiten, wie Mikrospritzen oder Pumpen auf die Medizinprodukte in definierter Dosis aufgetragen und dabei gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt.
Soweit die eingesetzten Lösemittel leicht flüchtige Bestandteile enthalten, soll in Dosiereinrichtungen ein Kontakt mit einer Gasphase möglichst auf die Austrittsöffnung beschränkt bleiben.
Gemeinsam ist den erfindungsgemäßen Medizinprodukten die Beschichtung mit Arzneistoffen in einer auf das kontaktierte Gewebe wirksamen Dosis, die möglichst vollständig an den Wirkort gebracht und dort rasch und vollständig von dem Medizinprodukt abgelöst wird. Ein Teil der am Wirkort freigesetzten Substanz bildet einen Vorrat, der über lange Zeit eine Wirkung gewährleistet.
Die Beschichtung weist vorzugsweise ein oder mehrere Antioxidantien ausgewählt aus nachfolgender Gruppe auf: Ascorbylpalmitat, Butylhydroxyanisol, Butylhydroxytoluol, Nordihydroguaretsäure, Probucol, Propylgallat, Resveratrol.
Das mindestens eine organische Lösungsmittel wird vorzugsweise aus nachfolgender Gruppe: Methanol, Ethanol, Isopropanol und/oder Aceton ausgewählt.
Daneben kann die Beschichtung weitere Hilfsstoffe und/oder Additive aufweisen, deren Anteil an der Beschichtung unterschiedlich sein kann und sich nach der beabsichtigten Funktion bestimmt.
Zudem kann vorzugsweise eine weitere Schicht auf der Beschichtung vorgesehen sein, die weitere Hilfsstoffe und/oder Additive enthält.
Die Hilfsstoffe oder die zur Verbesserung der Haftung oder Abgabe der Wirkstoffe an das Gewebe verwendeten Antioxidantien liegen vorzugsweise in Anteilen von > 5 Gew.-% der Limus-Substanz vor. Antioxidantien zur chemischen Stabilisierung der Limus-Substanzen können in Anteilen von 1 Gew.-% oder weniger der Limus-Substanzen verwendet werden.
Bei den Hilfsstoffen handelt es sich nach einer bevorzugten Ausführungsform um Fettsäuresalze im Bereich von 0,5-50 Gew.-% der Limus-Substanz.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beschichtung von zumindest einem Teil der Oberfläche eines Medizinprodukts mit mindestens einer kristallinen Limus-Substanz, weist die folgenden Schritte auf:

Lösen oder Suspendieren mindestens einer Limus-Substanz in mindestens einem mit Wasser ohne Phasenbildung mischbarem organischen Lösungsmittel und Wasser, so dass entweder eine Suspension, eine übersättigte Lösung oder eine echte Lösung entsteht.

Bei einer übersättigten Lösung optional: Auslösen der Kristallisation der mindestens einen Limus-Substanz, so dass eine kristallhaltige Suspension erhalten wird; das Auslösen der Kristallisation oder die Kristallisation kann durch Lagerung bei niedriger Temperatur und/ oder mittels Ultraschall-Exposition der Zubereitung erfolgen.
Vorzugsweise wird die Zubereitung bevor sich die ersten Kristalle bilden oder kurz danach die gekühlt und 30 min bis mehrere Tage im Kühlschrank (ca. + 4°C) oder im Gefrierschrank (ca. - 20°C) belassen.
Optional Isolierung der Kristalle der mindestens einen Limus-Substanz aus der Suspension und Resuspension der Kristalle in einem Lösungsmittelgemisch aus mindestens einem organischen Lösungsmittel und Wasser, anschließend entweder Auftrag der Suspension, der übersättigten oder der echten Lösung auf die Oberfläche des Medizinproduktes und Trocknung, wobei im Fall des Auftragens einer echten oder übersättigten Lösung bei bzw. vor der Trocknung eine Kristallisation erfolgt.
Vorzugsweise erfolgt die Trocknung in verzögerter Form. Bevorzugt erfolgt die verzögerte Trocknung nach durch Behinderung des Luftaustausches, niedrige Temperatur und/oder eine geeignete Zusammensetzung der Gasphase (z.B. Anreicherung mit Lösungsmitteldampf) in der Umgebung des Medizinprodukts.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird in einem finalen Schritt mindestens eine zusätzliche Schicht eines Additivs/Hilfsstoffs auf die getrocknete Schicht aufgetragen.
Nachstehend wird die Herstellung einer Beschichtungssuspension nochmals detailliert dargestellt:

Zur Herstellung der Beschichtungssuspension kann in einem ersten Schritt aus einer beliebigen (amorphen oder kristallinen) Limus-Substanz oder einem Limus-Substanzgemisch als Ausgangsmaterial eine echte Lösung, beispielsweise in Ethylacetat hergestellt werden, wobei die Konzentration der Limus-Substanz(en) in der Lösung, vorzugsweise 10-300 mg/ml, besonders bevorzugt ca. 100 mg/ml beträgt.

Der Lösung kann ein Antioxidans, bevorzugt BHT (= Butylhydroxytoluol) in einer Konzentration von vorzugsweise 0,1 - 10 mg/ml zugesetzt werden.
Dieser Lösung wird langsam und unter Rühren beispielsweise n-Hexan oder n-Heptan oder ein anderes organisches Lösungsmittel, in dem die Limus-Substanz sehr schlecht löslich ist, im Verhältnis von 1 Teil Limus-Lösung zu 1 bis 3 Teilen beispielsweise n-Hexan hinzugegeben, um eine Kristallisation der Limus-Substanz(en) auszulösen.
Vorzugsweise wird bevor sich die ersten Kristalle bilden oder kurz danach die Lösung gekühlt und vorzugsweise 30 min bis mehrere Tage im Kühlschrank (ca. + 4°C) oder im Gefrierschrank (ca. - 20°C) belassen.
Die Lösung kann zur Auslösung der Kristallisation vor dem Kühlen oder vorgekühlt und unter Eiskühlung sowie danach zur Zerstörung von Kristallaggregaten (nicht Kristallen) mit Ultraschall behandelt werden.
Die Kristalle werden abzentrifugiert oder filtriert und können langsam bei Raumtemperatur im Luft- oder Stickstoffstrom getrocknet werden. Die Verwendung der feuchten Kristalle ist möglich.
In einem zweiten Schritt wird ein oder werden mehrere mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel soweit mit Wasser versetzt, dass die Löslichkeit der Limus-Substanz(en) bei Raumtemperatur bevorzugt unter 10 mg/ml Gemisch liegt, mehr bevorzugt unter 30 mg/ ml, in jedem Fall aber unter 50 mg/ml.
Dem Lösungsmittelgemisch werden die Kristalle aus dem ersten Schritt in einer Menge von vorzugsweise 10 - 100 mg/ml zugesetzt. Weiterhin kann die Suspension ein Antioxidans, wiederum bevorzugt BHT, in einer Konzentration von vorzugsweise 0,01 bis 5 mg/ml enthalten und beliebige pharmazeutisch akzeptable Zusatzstoffe als Stabilisatoren für die Suspension, als chemische Stabilisatoren für den oder die Wirkstoffe, als Bindemittel für die Limus-Kristalle an die Oberfläche der Medizinprodukte, als Hilfsstoffe zur Verbesserung des Transfers der arzneilich wirksamen Substanzen vom Medizinprodukt an oder in das Gewebe.
Solche Substanzen sind bekannt. Bevorzugt werden jodierte Röntgenkontrastmittel, Harnstoff, Fettsäuren und Fettsäuresalze, Zitronensäure und Zitronensäureester, Dexpanthenol, amphiphile Substanzen wie Lecitin.
Geeignete Limus-Substanz-Konzentrationen in der Beschichtungssuspension sind 0,1 bis 10 % (m/v) der Zubereitung.
Alternativ oder unterstützend kann der Prozess der Bildung oder Modifikation der Kristalle nach der Beschichtung des Medizinproduktes erfolgen.
Bekannt ist das ,vapour annealing', bei dem der trockene Arzneistoff auf der Oberfläche des Medizinproduktes für längere Zeit dem Dampf eines geeigneten Lösungsmittels ausgesetzt wird. Unter dem Einfluss des Lösungsmitteldampfes entsteht die gewünschte physikalische Form des Wirkstoffs. Das Verfahren ist arbeits- und zeitaufwändig. Daher ist diese Umwandlung von amorpher (trockener) Beschichtung in eine kristalline Beschichtung durch nachträgliches Einbringen des beschichteten Medizinproduktes in eine Gasphase eines Lösungsmittels zur Umwandlung in Kristalle (annealing) nicht Gegenstand der Erfindung.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung können wie früher beschrieben ( WO 2011/131258 A1 , WO 2011/131259 A1 , WO 2011/131678 A1 , WO 2014/173748 A1 , WO 2015/039969 A1 ) echte Lösungen oder Suspensionen von Kristallen mit Anteilen gelöster Wirkstoffe zur Beschichtung verwendet werden. Um die Kristallisation der Wirkstoffe oder das Wachstum der vorhandenen Kristalle zu fördern, kann das Abtrocknen der Flüssigkeit auf dem Medizinprodukt verzögert werden. Dies kann z. B. durch die Wahl nur wenig flüchtiger Lösungsmittel, durch portionsweises Aufbringen einer zuerst ggf. verdünnten und für nachfolgende Beschichtungsgänge einer stark konzentrierten Beschichtungslösung, um das bei frühen Beschichtungsgängen entstandene Kristallisat nicht wieder zu lösen, erfolgen, durch Vermeidung von Luftstrom, durch die Zusammensetzung der umgebenden Atmosphäre, die Temperatur des Medizinproduktes oder der Umgebung. Bevorzugt ist das Verpacken des Medizinproduktes kurze Zeit nach dem Auftragen der Limus-Zubereitung in begrenzt gasdurchlässigem Material oder in ein Behältnis mit nur kleiner Öffnung zur Umgebung bevor das oder die Lösungsmittel nach der Beschichtung vollständig getrocknet ist/ sind. Ein sehr einfaches und bevorzugtes Verfahren ist das Platzieren einer Schutzhülle über dem frisch beschichteten, noch nicht völlig trockenen Ballon. Wurde der Ballon im inflatierten, nicht gefalteten Zustand beschichtet, kann gleichzeitig eine Faltung der Ballonmembran erfolgen, um den Ballondurchmesser zu minimieren.
Wesentliche Vorteile der hier beschriebenen Medizinprodukte und Beschichtungen sind eine einfache, kostengünstige Herstellung, die Möglichkeit die für Limus-Wirkstoffe notwendige relativ hohe Wirkstoffmenge je mm² Oberfläche der Medizinprodukte zu erreichen, Stabilität bei der Lagerung, die Hemmung der Lumeneinengung und Bildung von Stenosen durch Neointimaproliferation, lange Zeit anhaltende Wirksamkeit im Hinblick auf die genannten Parameter und gute lokale Verträglichkeit.
Vorteilhaft ist gegenüber dem Stand der Technik eine raschere und vollständigere „tissue absorption‟ und eine längere „tissue retention‟, vor allem aber eine gegenüber vorbekannten Limus-Beschichtungen stärkere Wirksamkeit im Tierexperiment gegeben.
Eine in vitro messbare Voraussetzung für eine starke und anhaltende Hemmung der überschießenden, unerwünschten Neointimaproliferation durch eine möglichst lange Zeit anhaltende Geweberetention (s. Tab. 1) ist die langsame Auflösung der Limus-Substanz in wässrigen Medien (siehe Beispiel 4).
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert:
Beispiel 1
(1) Bereitstellung von Sirolimus-Kristallen
200 mg Sirolimus wurden in 2 ml Essigsäureethylester gelöst; zu dieser Lösung wurden 2.5 ml Hexan in 0.5 ml Portionen hinzugefügt und vermischt. Es entstand eine klare Lösung, die zunächst 10 min im Tiefkühlschrank auf -20 °C gekühlt wurde. Die Kristallisation wurde durch 30 min Ultraschallbehandlung unter Eiskühlung ausgelöst.
Die Probe wurde über Nacht bei -20°C gelagert, dann bei - 9 °C zentrifugiert und der Überstand dekantiert.
Das Sediment bestehend aus Sirolimuskristallen wurde im Vakuum getrocknet.
(2) Beschichtungszubereitung
50 mg der so erzeugten trockenen Kristalle wurden in 1 ml einer Lösung mit 5 mg/ml Dexpanthenol und 6.5 mg/ml Butylhydroxytotuol in Aceton/Wasser 1:1 (v/v) eingebracht und vermischt. Es entstand eine Suspension.
(3) Beschichtung
Katheter: PTCA, rapid exchange, Creganna, Ballongröße 3.5 x 20mm, inflatiert, wird mit der Suspension beschichtet. $Sirolimusgehalt / Ballon = 5,8 \pm 0,7 μ g / {mm}^{2} = 1469 \pm 189 μ g$
Beispiel 2
(1) Bereitstellung von Sirolimus-Kristallen
500 mg Sirolimus wurden in 5 ml Ethylacetat gelöst. Zu der Lösung wurden 6.25 ml n-Hexan in 2 ml Portionen hinzugegeben und jeweils vermischt. Die Lösung blieb klar. Um Kristalle zu bilden, wurde die Lösung zunächst für 10 min bei -20°C gelagert und für 30 min Ultraschall unter Eiskühlung ausgesetzt, danach bei -20 °C über Nacht belassen und dann bei -9°C zentrifugiert. Der Überstand wurde in ein anderes Gefäß überführt. Die Sirolimus-Kristalle wurden im Vakuum getrocknet.
(2) Beschichtungszubereitungen

Mit diesen Kristallen wurden folgende Zubereitungen für die Beschichtung von Medizinprodukten hergestellt:

Name der Zubereitung	Zusammensetzung der Zubereitungen
RFlimus-Q-50-DP-5-BHT-0.5	50 mg/mL Sirolimus + 5 mg/mL Dexpanthenol, + 0,5 mg/mL Butylhydroxytoluol in Ethanol, Wasser 60/40 (V/V)
RFlimus-S-50-DP-5-BHT-0.5	50 mg/mL Sirolimus + 5 mg/mL Dexpanthenol, + 0,5 mg/mL BHT in Methanol, Wasser 70/30 (V/V)

(3) Beschichtung

Beschichtet wurden 2^nd generation Systeme der Fa. ReFlow medical Inc. (San Clemente, USA)

Probe	Größe	Beschichtungszubereitung	SIR *(µg)	SIR **(µg/mm²)
Beschichteter Ballon	4.0 × 80 mm	RFlimus-Q-50-DP-5-BHT-0.5	2862 ± 67	2,85±0,07
Beschichteter Spur (Stent mit nach außen gerichteten Fortsätzen , siehe )	4.0 × 60 mm	RFlimus-Q-50-DP-5-BHT-0.5	1297 ± 84	8,7±0,6
Beschichteter Ballon	4.0 × 80 mm	RFlimus-S-50-DP-5-BHT-0.5	2693±23	2.68±0.02
Beschichteter Spur (Stent mit nach außen gerichteten Fortsätzen , siehe )	4.0 × 60 mm	RFlimus-S-50-DP-5-BHT-0.5	1396±232	9.4±1,6

*) nach Abgabe aus dem Delivery-Katheter **) zylindrische Fläche, Gefäßwandabdeckung

Ein mit RFlimus-Q-50-DP-5-BHT-0.5 beschichteter Spur (Stent) wird in 1 dargestellt.
Beispiel 3

Vergleich von 3 erfindungsgemäßen Beschichtungen mit Mustern eines Handelsproduktes (Magic Touch). Tabelle 2: Prüfmuster (SIR = Sirolimus, BHT = Butylhydroxytoluol, THF = Tetrahydrofuran):

Bezeich nung	Ballongröße [mm] Ballonkatheter, Typ	Ballonoberfläche [mm²]	Zusammensetzung der Beschichtungszubereitung	Volumen/ Ballon [µl]	Lösung/ Suspension	SIR (µg)	SIR (µg/ mm²)
A2	3.5x20 Creganna	255	40 mg/ml SIR + 1mg/ml Mg-Stearat + 0,4 mg/ml BHT (THF, Aceton, Wasser, Essigsäure 19,5/40/40,05/0,45)	28 2x14	Solution	1020	4
C2	3.5x20 Creganna	255	40 mg/ml SRL + 0,4 mg/ml BHT (Methanol, Wasser 70/30)	31	Suspension	1020	4
C3	3.5x20 Creganna	255	40 mg/ml SRL + 0,4 mg/ml BHT (Methanol, Wasser 70/30)	62	Suspension	2040	8
MT	3.5x20 Magic Touch™*	255	„nanolute‟ - sirolimus coated	?	Liposomal preparation?	-320	1,25

*) Cortese B, et al, Immediate and short-term performance of a novel sirolimus-coated balloon during complex percutaneous coronary interventions. Cardiovasc Revasc Med (2017),
http://dx.doi.org/10.1016/j.carrev.2017.03.025

Zubereitung der Beschichtungslösung/-suspensionen:

Zubereitung der Lösung für A2-Beschichtung

Es wurde ein Lösungsmittelgemisch aus 3,9 ml Tetrahydrofuran, 8,0 ml Aceton und 90 µl Essigsäure hergestellt. In 9,0 ml des Gemisches wurden 6 mg Butylhydroxytoluol (BHT) gelöst. 6 mg Magnesiumstearat wurden in 3,6 ml BHT-Lösung gelöst. Zu dieser Lösung wurden 2,4 ml Wasser hinzugegeben und für 10 min mit Ultraschall behandelt. Danach wurden 40 mg Sirolimus in 1 ml der BHT-Magnesiumstearat-Lösung gelöst.
Herstellung der Sirolimus - Kristalle für die Beschichtungen C2 and C3 siehe Beispiel 2
Die Bereitstellung der Sirolimus-Kristalle erfolgte wie in Beispiel 2 beschrieben.
Herstellung der Suspension zum Beschichten von C2
In 15 ml Methanol/ Wasser (70/30, V/V) wurden 6mg BHT gelöst (0,4 mg/ml) und darin 40 mg SIR/ml suspendiert.
Beschichtung von A2
Auf die gefalteten und während des Vorgangs ständig um die Längsachse rotierten Ballone wurden 2 mal im Abstand von ca. 30 min je 14 µl der Lösung aufgetragen.
Unmittelbar nach der Beschichtung wurden weite (Innendurchmesser 1,3 mm) Schutzhüllen über die Ballone gezogen.
Nach 16 Stunden wurden die weiten Schutzhüllen gegen enge Schutzhüllen (i.D. 1,1 mm) ausgetauscht
Beschichtung von C2 und C3
Eine Schutzhülle mit ca. 1,2 mm innerem Durchmesser wurde über den unbeschichteten, noch gefalteten Ballon hinaus auf den Katheterschaft geschoben
Die Ballone wurden unmittelbar vor der Beschichtung inflatiert.
Die Suspension wurde auf die um die Längsachse rotierenden Ballone aufgetragen.
Danach wurde die Rotation der Ballone für 1 min fortgesetzt, um die Beschichtung antrocknen zu lassen.
Danach wurden die Ballone mittels Vakuum deflatiert und die Schutzhüllen über die beschichteten Ballone zurückgezogen, wobei die Ballonmembranen wieder gefaltet wurden.
Beispiel 4
Unterschiede in der Auflösungsgeschwindigkeit des Sirolimus in einem wässrigen Medium
Zusammensetzung der Beschichtungszubereitungen siehe Tabelle 4 (A1, A2, B1 und D1, Spalten 2-4; die Zubereitungen für C1 und C2 enthielten Kristalle nach Beispiel 1,1. Absatz).
Beschichtung:
Bevor die Ballone der Gruppen A1, B1, C1 und D1 inflatiert und beschichtet wurden, wurden Schutzhüllen mit 1.05 mm innerem Durchmesser von distal bis zum proximalen Bereich des Ballonschaftes aufgezogen. Die betreffenden Objekte wurden unter ständiger Rotation mit den in Tab. 4 genannten Zubereitungen mit Hamilton Mikrospritzen beschichtet.
Nach der Beschichtung wurden die Ballone deflatiert und die Schutzhüllen wurden vorsichtig nach distal gezogen wobei die Ballonmembranen wieder in den ursprünglichen (vor Inflation und Beschichtung) Zustand gefaltet wurde und die gefalteten Ballone durch die Schutzhüllen vollständig bedeckt waren.
Die Beschichtung der Gruppen A2 und C2 erfolgte wie in Beispiel 3 beschrieben
Schlussfolgerung
Tabelle 4 zeigt

(a) die Beschichtung mit einer geeigneten Dosis (≥ 3 µg/mm², Spalte 6) mit allen Beschichtungsvarianten,
(b) die Beschichtung mit Limus-Kristallen vermindert die Auflösungsgeschwindigkeit des Wirkstoffs (Spalte 7),
(c) die Übertragung des Wirkstoffs an oder in die Gefäßwand war für alle Zubereitungen ähnlich (Spalte 8),
(d) im Fall der kristallinen Beschichtung wurde 4 Wochen nach Behandlung eine weit höhere Arzneistoffkonzentration in dem Arteriengewebe gefunden (Spalte 9),
(e) dass im Fall der Beschichtungen A eine verzögerte Trocknung der Lösungsmittel nach Beschichtung die Auflösungsgeschwindigkeit des Wirkstoffs in einem wässrigen Medium reduziert (Spalte 6).

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	SIR Lösung oder Kristallsuspension [mg/ml]	Additive	Lösungsmittelmischung	SIR auf dem Produkt [µg] = Dosis	SiR Dosis pro Fläche [µg/mm²]	in-vitro Auflösung* von 1.7 mg SIR in 24h [%]	SIR in der Gefäßwand nach Behandlung
							Minuten		4 Wochen
							% derDosis	µg/g	µg/g
A1, nicht fraktioniert beschichtet, ohne Verdunstungsschutz	40 /Lösung	1 mg/ml Mg-stearat 0.4 mg/ml BHT	THF, Aceton, Wasser, Essigsäure; 19,5/40/40,05/0,45 (V/V)	957 ± 33	3,8 ± 0,1	98 ± 1	6,5 ± 4,0	187 ± 105	0,26 ± 0,07
A2, fraktioniert beschichtet, Verdunstungsschutz, siehe Beispiel 3	40 /Lösung	1 mg/ml Mg-stearat 0.4 mg/ml BHT	THF, Aceton, Wasser, Essigsäure; 19,5/40/40,05/0,45 (V/V)	795 ± 48	3,1 ± 0,1	17 ± 2
B1	40 /Lösung	0.4 mg/ml BHT	Aceton, Ethanol, UV-370; 83/14/3	932 ± 42	3,7 ± 0,2	97 ± 3	5,0 ± 4,2	132 ± 87	0,45 ± 0,34
C1	50 /Suspensio n	5 mg/ml Dexpanthenol 0.4 mg/ml BHT	Aceton, Wasser 1/1 (V/V)	1469 ± 189	5,8 ± 0,7	11 ± 0,4	2,7±4,2	160 ± 127	8,6 ± 4,1
C2	40 /Suspensio n	0.4 mg/ml BHT	Methanol, Wasser 7/3 (V/V)	885 ± 94	3,5 ± 0,4	32 ± 15
D1	30 /Lösung	0.9 mg/mL Mannit, 0.3 mg/mL BHT	Acetone, water 75/25 (V/V)	1009 ± 14	4,0 ± 0,1	94 ± 0.4	4,8 ± 2,3	153 ± 84	0,36 ± 0,12

Beispiel 5
Zubereitung und Prüfung der Beschichtung C2
Tierexperimentelle Prüfmethodik siehe Beispiel 4 und Clever YP, Peters D, Calisse J, Bettink S, Berg M-C, Sperling C, Stoever M, Cremers B, Kelsch B, Bohm M, Speck U, Scheller B. Novel Sirolimus-coated balloon catheter. In vivo evaluation in a porcine coronary model. Circ Cardiovasc Interv. 2016;9:e003543.
DOI: 10.1161/CIRCINTERVENTIONS.115.003543
Kristalle
Bereitstellung von Sirolimus-Kristallen siehe Beispiel 2
Beschichtungslösung und Ergebnisse
siehe Tab. 5
Schlussfolgerung
Langsam lösliche Beschichtung mit Kristallen aus wasserhaltigem Lösungsmittel gut möglich (Spalten 5, 6, 8, 9, 10).

(b) Langsame Auflösung der kristallinen Beschichtung bestätigt (Spalte 7).

1	2 SIR [mg/ml]	3 Additive	4 Lösung s-mittelgemisc h	5 SIR auf dem Ballon [µg] = Dosis	6 SIR Dosis pro Fläche µg/ mm²]	7 in-vitro Auflösung* von 1,7 mg SIR in 24h [%]	8 SIR-Verlust auf dem simulierten Weg zur Läsion [% der Dosis]	9 Transfer an/in die Gefäßwand [% der Dosis]	10 Rest auf Ballon nach Gebrauch [% der Dosis]
C2 a kristallin	40	0.5 mg/ml BHT	Aceton, Methan ol, Wasser v/v: 41/25/3 4	829	3,2	27	15,8 ± 15,6	4,66 ± 3,25	15,7 ± 7,6

Beispiel 6
Wirkung und Verträglichkeit

Koronararterien von 20 jungen Hausschweinen wurden mit Sirolimus- beschichteten Kathetern nach den Beispielen 3 (A2) und Beispiel 4 (C2) behandelt. Zur Verstärkung der durch die Überdehnung der Arterien bedingten Neointimaproliferation, wurden alle Ballone vor der Sterilisation mit Kobalt-Chrom-Stents Coro-Iarge der Firma Fortimedix, Niederlande, versehen. Unmittelbar nach Behandlung wurde der luminale Durchmesser der leicht überdehnten Koronargefäßsegmente gemessen, nach 4 Wochen wurde die Messung wiederholt. Die Verminderung des Lumendurchmessers während der 4 Wochen wird als late lumen loss (LLL) bezeichnet und kennzeichnet die unerwünschte Verengung der Gefäße durch Neointimaproliferation. Die erwünschte Hemmung der Neointimaproliferation und damit die Hemmung der Verengung der behandelten Arteriensegmente ergibt sich unter anderem aus dem Unterschied des LLL zwischen den mit unbeschichteten Ballons behandelten Arterien und den Arterien, die mit den Sirolimus-beschichteten Ballons behandelt wurden. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle 6 Tabelle 5 Beschichtungslösungen und -volumen/ Ballon, Abkürzungen s. Tab. 2

Group	Name der Beschichtungslös ung	Zusammensetzung der Beschichtungslösungen	Volumen/ Ballon [µl]	Lösung/ Suspension
A2	Aco-SRL-A2	40 mg/ml SIR + 1mg/ml Mg-Stearat + 0,4 mg/ml BHT (THF, Aceton, Wasser, Essigsäure 19,5/40/40,05/0,45, V/V)	2x14	Lösung
C2	Aco-SRL-C3	40 mg/ml SIR + 0,4 mg/ml BHT (Methanol, Wasser 70/30)	31	Suspension

Tabelle 6 Hemmung der Neointimaproliferation / Verengung des Koronar-Arterienlumens nach Angioplastie bei Schweinen A2, C2 Ballonbeschichtungen nach Tab. 5, U = unbeschichtet

Ballonkatheter/ Beschichtung	A2	C2	U
Zahl der Ballonkatheter/ Arterien	n = 12	n = 12	n = 12
Sirolimus - Gehalt [µg/mm²]	3,1 ± 0.2	3,5 ± 0.4	0

Quantitative koronare Analyse (Angiogramme)
Minimaler Arterien-Lumen Durchmesser, Segment vor Behandlung [mm]	2,22±0,24	2,28±0,28	2,21±0,31
Überdehnung durch Stentimplantation, Ratio	1,39±0,12	1,27±0,13	1,31±0,13
Minimaler Arterien-Lumen Durchmesser 4 Wochen nach Behandlung [mm]	2,38±0,24*	2,46±0,23*	1,74±0,57
LLL [mm]	0,67±0,26*	0,60±0,28*	1,14±0,55
In-Stent Lumen Durchmesser Stenose in % des Durchmessers nach Behandlung und Stentimplantation	21,6±6,81*	16,62±8,90*	39,7±19,0

Histomorphometrie (Mikroskopie) der 4 Wochen nach Behandlung entnommenen Arterien
Lumen, Querschnittsfläche (mm²)	4,91 ±0,77*	4,73±0,89*	3,11±1,48
Lumen-Verlust (Querschnittsfläche) % der Fläche nach Stentimplantation	27,3±8,8*	25,3±8,0*	54,8±18,1
Lumen- Verlust (Durchmesser) % des Durchmessers des Stents	14	13	33
Neointima area [mm²]	1,85 ± 0,71*	1,60 ±0,54*	3,54 ± 0,97
Stenosis area [%]	13,9 ± 4,5*	12,9 ± 4,0*	33,4 ± 14,4

*) p < 0.01 versus uncoated

Die Tiere zeigten weder akut noch während der 4-wöchigen Beobachtungszeit irgendwelche klinisch erkennbaren Unverträglichkeitserscheinungen. EKG, Blutdruck, Angiographie und Histologie bestätigten die gute Verträglichkeit der Beschichtungen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013110294 A1 [0008]
WO 2011/131258 A1 [0052]
WO 2011/131259 A1 [0052]
WO 2011/131678 A1 [0052]
WO 2014/173748 A1 [0052]
WO 2015/039969 A1 [0052]

Claims

Medizinprodukt, aufweisend eine Beschichtung auf zumindest einem Teil der Oberfläche, die mindestens eine Limus-Substanz in nicht-verkapselter kristalliner Form aufweist, wobei die mindestens eine kristalline nicht-verkapselte Limus-Substanz direkt aus einer Lösung mit einem Lösungsmittelgemisch aus mindestens einem organischen Lösungsmittel und Wasser aufgetragen wurde.
Medizinprodukt, aufweisend eine Beschichtung auf zumindest einem Teil der Oberfläche, die mindestens eine Limus-Substanz in nicht-verkapselter kristalliner Form aufweist, wobei die kristalline nicht-verkapselte Limus-Substanz als Suspension aus einem Lösungsmittelgemisch aus mindestens einem organischen Lösungsmittel und Wasser aufgetragen wurde.
Medizinprodukt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trocknung der mindestens einen Limus-Substanz, die als Lösung oder Suspension aufgetragen wurde, verzögert oder behindert wird.
Medizinprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung ein oder mehrere Antioxidantien ausgewählt aus nachfolgender Gruppe aufweist: Ascorbylpalmitat, Butylhydroxyanisol, Butylhydroxytoluol, Nordihydroguaretsäure, Probucol, Propylgallat, Resveratrol.
Medizinprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine organische Lösungsmittel ausgewählt ist aus nachfolgender Gruppe: Methanol, Ethanol, Isopropanol und/oder Aceton.
Medizinprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung weitere Hilfsstoffe und/oder Additive aufweist.
Medizinprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Schicht aufweisend weitere Hilfsstoffe und/oder Additive aufgetragen ist.
Medizinprodukt gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsstoffe Antioxidantien in Anteilen von > 5 Gew.-% der Limus-Substanz sind.
Medizinprodukt gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsstoffe Fettsäuresalze im Bereich von 0,5-50 Gew.-% der Limus-Substanz sind.
Medizinprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medizinprodukt ein Angioplastie-Ballonkatheter, ein Verweilkatheter oder ein Stent ist.
Verfahren zur Beschichtung von zumindest einem Teil der Oberfläche eines Medizinprodukts mit mindestens einer kristallinen Limus-Substanz, aufweisend die folgenden Schritte: a) Lösen mindestens einer Limus-Substanz in einem organischen Lösungsmittel und Wasser, so dass entweder eine übersättigte Lösung entsteht oder die echte Löslichkeit erhalten bleibt, anschließend entweder b1) Auftrag der übersättigten oder der echten Lösung auf die Oberfläche des Medizinproduktes und Kristallisation oder b2) Auslösen der Kristallisation bei der übersättigten Lösung der mindestens einen Limus-Substanz, so dass eine kristallhaltige Suspension erhalten wird, und entweder c1) Auftrag der Suspension auf die Ballonoberfläche, oder c2) Isolierung der Kristalle der mindestens einen Limus-Substanz aus einer Suspension und Resuspension der Kristalle in einem Lösungsmittelgemisch aus mindestens einem organischen Lösungsmittel und Wasser und Auftrag der Resuspension auf die Ballonoberfläche.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt b1), c1) oder c2) ein Schritt d) Trocknung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt b1) und vor bzw. bei dem Schritt d) Trocknung ein Kristallisationsschritt c3) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung d) durch Behinderung des Luftaustausches, niedrige Temperatur und/oder Zusammensetzung der Gasphase in der Umgebung des Medizinprodukts verlangsamt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einem finalen Schritt e) mindestens eine zusätzliche Schicht eines Additivs/Hilfsstoffs aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass neben der zumindest einen Limus-Substanz ein oder mehrere Antioxidantien aufgetragen werden, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe: Ascorbylpalmitat, Butylhydroxyanisol, Butylhydroxytoluol, Nordihydroguaretsäure, Probucol, Propylgallat und/oder Resveratrol.