DE102021101064A1

DE102021101064A1 - Umhüllung zur Aufnahme eines Implantats sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102021101064A1
Application number: DE102021101064.0A
Authority: DE
Inventors: Niels Grabow; Emil Christian Reisinger; Klaus-Peter Schmitz; Stefan Thomas Oschatz; Sabine Illner; Valeria Khaimov
Original assignee: Universitaet Rostock
Current assignee: Universitaet Rostock
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-01-19
Publication date: 2022-07-21
Also published as: EP4281177A1; WO2022157160A1

Abstract

Beschrieben wird eine Umhüllung (1) zur Aufnahme eines Implantats (2), das für die Einbringung in einen menschlichen oder tierischen Körper geeignet ist, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Die Umhüllung (1) verfügt über eine Tasche (3), die ausgebildet ist, um das Implantat (2) in sich aufzunehmen und die eine Wand (4) aufweist, die über zumindest ein Textilmaterial (5) verfügt, das in einem Zustand, in dem das Implantat (2) zumindest teilweise in der Tasche (3) angeordnet ist, wenigstens bereichsweise an dem Implantat (2) anliegt.Die beschriebene technische Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass das Textilmaterial (5) wenigstens bereichsweise Mikro- und/oder Nanofasern (6) mit einem Durchmesser, der kleiner als 5 µm ist, aufweist, an oder in denen wenigstens ein antiinfektiver Wirkstoff (7) angeordnet ist, der in implantiertem Zustand wenigstens zeitweise im menschlichen oder tierischen Körper freigesetzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Umhüllung zur Aufnahme eines Implantats sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Umhüllung. Die Umhüllung ist für die gemeinsame Einbringung mit einem Implantat in einen menschlichen oder tierischen Körper geeignet und verfügt über eine Tasche, die ausgebildet ist, um das Implantat in sich aufzunehmen und die eine Außenwand aufweist, die zumindest über ein Textilmaterial verfügt, das in einem Zustand, in dem das Implantat zumindest teilweise der Tasche angeordnet ist, wenigstens bereichsweise an dem Implantat anliegt.
Auf dem Gebiet der Implantologie sind unterschiedliche technische Lösungen bekannt, um ein für die Einbringung in den Körper eines Menschen oder eines Tieres vorgesehenen Implantat, beispielsweise ein kardialer Impulsgeber, eine Endoprothese oder ein Cochlea-Aggregat, mit einer Umhüllung zu versehen, das vor allem einen sicheren Verbleib des Implantats an der hierfür vorgesehenen Stelle im Körper sowie den Schutz des das Implantat umgebenden Gewebes sicherstellen soll.
Derzeit werden weltweit jedes Jahr schätzungsweise etwa 1,5 Millionen kardiale Impulsgeber, zu denen Schrittmacher, implantierbare Defibrillatoren und Resychronisations-plus-Defibrillator-Implantate gehören, implantiert. Derartige Implantate werden bevorzugt als sogenannte Taschenimplantate im Brustbereich unter die Haut verpflanzt. Kardiale Impulsgeber sollen vor allem eine herzbedingte Bewusstlosigkeit des Patienten sowie Schwindel- und Schwächeattacken, die auf einen zu langsamen oder unregelmäßigen Herzschlag zurückzuführen sind, verhindern oder zumindest das Risiko senken, sodass regelmäßig die Lebensqualität der Patienten deutlich erhöht wird. Dies wird erreicht, indem kontinuierlich die Herzfunktion überwacht und immer dann ein elektrischer Puls abgegeben wird, wenn sich der Rhythmus des Herzschlags verlangsamt.
Das Einsetzen der bekannten Implantate ist allerdings nicht vollkommen risikolos, da generell die Gefahr einer Infektion durch Mikroorganismen, die sich auf der Oberfläche des Implantats befinden, besteht. Etwa 1 bis 4 % der Patienten entwickeln nach der Erstimplantation eine Infektion, wobei die meisten hiervon im ersten Jahr nach erfolgter Implantation auftreten. Im Übrigen stellen jeder Aggregatwechsel und jede Sondenrevision ein erneutes Infektionsrisiko dar. Tritt eine Infektion am Implantat auf, muss dieses entfernt werden, um das Gesundheitsrisiko für den Patienten zu minimieren. Aus diesem Grund erfolgt in manchen Fällen eine unmittelbare präoperative Antibiotikaprophylaxe im Wege einer Einmalverabreichung eines Antibiotikums, wodurch das Risiko einer späteren Infektion gesenkt wird. Ferner haben in-vitro-Untersuchungen gezeigt, dass das Infektionsrisiko durch präoperatives Eintauchen des Implantats in eine antimikrobielle Lösung die Bakterienlast an der Implantatoberfläche signifikant reduziert. Nichtsdestotrotz gibt es nach wie vor Bestrebungen das Risiko einer Infektion, die durch das Einsetzen eines Implantats in einen menschlichen oder tierischen Körper hervorgerufen wird, weiter deutlich zu senken.
Aus der US 2008/132922 A1 ist eine Umhüllung für implantierbare Herzschrittmacher und implantierbare Defibrillatoren bekannt, in die das Implantat unmittelbar vor dem Einsetzen in den Körper des Patienten durch den Operateur eingesteckt wird. Die beschriebene Umhüllung verfügt über ein Textilmaterial, das aus einem großporigen Maschenwerk gebildet wird. Das verwendete Textilmaterial ist biodegradierbar und mit einer Polymerbeschichtung versehen, wobei auf die miteinander verschlungenen polymeren Faserbündel des grobporigen Maschenwerkes Rifampin und Minocyclin als antiinfektive Substanzen aufgesprüht werden. Gemäß den Angaben, die die Schutzrechtsinhaberin zu dem auf der beschriebenen technischen Lösung basierenden Produkt macht, löst sich die Umhüllung innerhalb von etwa neun Wochen im Körper auf.
Problematisch an der beschriebenen Umhüllung ist, dass das verwendete Textilmaterial aufgrund seiner grobporigen Struktur einen vergleichsweise hohen Reibungskoeffizienten aufweist und sich die Größe des Implantats aufgrund der Umhüllung um 10-15 % vergrößert. Die Größe und Rigidität des umhüllten Implantats wirkt sich negativ auf den Oberflächenkontakt zum umgebenden Gewebe aus. Ferner ist es erforderlich, dass der Operateur die Umhüllung nach erfolgtem Einstecken des Implantats zunäht.
Ausgehend von den aus dem Stand der Technik bekannten Umhüllungen für Implantate, den zuvor beschriebenen Problemen und dem nach wie vor existierenden Infektionsrisiko, liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Umhüllung für ein Implantat sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, sodass ein Implantat einfach in die Umhüllung eingebracht, ein Herausrutschen zuverlässig verhindert und das Risiko von Infektionen aufgrund der Einbringung des Implantats in einen menschlichen oder tierischen Körper minimiert wird. Mithilfe der anzugebenden technischen Lösung sollte es für einen Operateur auf einfache Weise möglich sein, das Implantat bzw. das zu implantierende Aggregat in die Umhüllung einzubringen, wobei die Umhüllung außerdem möglichst eng an der Oberfläche des Implantats anliegen sollte. Ferner sollte aufgrund der Materialeigenschaften und der Form der Umhüllung sichergestellt sein, dass ein Herausrutschen des Implantats aus der Umhüllung zuverlässig verhindert wird, ohne dass hierfür ein nachträgliches Verschließen der Umhüllung, etwa ein Zunähen, erforderlich ist. Im Weiteren sollte die Umhüllung derart ausgeführt sein, dass der äußere Umfang des Implantats mit Umhüllung nur geringfügig vergrößert wird gegenüber dem Implantat ohne Umhüllung. Dennoch sollte eine möglichst große Kontaktfläche mit dem umgebenden Gewebe gebildet werden. In diesem Zusammenhang ist es wünschenswert, dass die dem Körper des Patienten nach der Implantation zugewandte Oberfläche der Umhüllung eine möglichst feine Struktur aufweist, um eine gute Oberflächenanpassung und eine große Kontaktfläche zu realisieren.
Im Weiteren sollte in Bezug auf eine erfindungsgemäß ausgeführte Umhüllung sowie ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren sichergestellt sein, dass die Verweildauer einer Umhüllung im Körper, also der Zeitraum nach erfolgter Implantation bis zur vollständigen Resorption oder Zersetzung durch eine vergleichsweise einfache Anpassung der Umhüllung, insbesondere der verwendeten Materialien, bedarfsgerecht einstellbar ist. Ferner sollte die anzugebende Umhüllung derart mit einem antiinfektiven Wirkstoff ausgeführt sein, dass dieser über einen längeren Zeitraum im Körper freigesetzt wird. Hierbei ist es zumindest wünschenswert, dass im unmittelbaren Anschluss an das Einsetzen eines Implantats eine größere Wirkstoffmenge freigesetzt wird, als dies im sich daran anschließenden Zeitraum der Fall ist. Weiterhin ist es von großer Bedeutung, dass sich eine die zuvor beschriebenen Probleme lösende Umhüllung mit einem bekannten technischen Herstellungsverfahren herstellen lässt, sodass auch eine wirtschaftlich sinnvolle Produktion einer Umhüllung in größeren Mengen bzw. Stückzahlen möglich ist.
Die zuvor beschriebene Aufgabe wird mit einer Umhüllung gemäß Anspruch 1 sowie einem Verfahren nach Anspruch 14 gelöst. Eine Kombination, die eine Umhüllung und ein Implantat aufweist und die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe löst, ist im Anspruch 13 angegeben. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Die Erfindung betrifft eine Umhüllung zur Aufnahme eines Implantats, das für die Einbringung in einen menschlichen oder tierischen Körper geeignet ist. Die Umhüllung verfügt über eine Tasche, die ausgebildet ist, um das Implantat in sich aufzunehmen und die eine Außenwand aufweist, die zumindest ein Textilmaterial verfügt, das in einem Zustand, in dem das Implantat zumindest teilweise in der Tasche angeordnet ist, wenigstens bereichsweise an dem Implantat anliegt. Erfindungsgemäß zeichnet sich die Umhüllung dadurch aus, dass das Textilmaterial wenigstens bereichsweise Mikro- und/oder Nanofasern mit einem Durchmesser, der kleiner als 5 µm ist, aufweist, an oder in denen wenigstens ein antiinfektiver Wirkstoff enthalten ist, der in implantiertem Zustand wenigstens zeitweise im menschlichen oder tierischen Körper freigesetzt wird. Die Erfindung beruht somit im Wesentlichen auf einer implantierbaren Umhüllung zur Aufnahme von Implantaten, wie etwa Schrittmacherimplantaten, implantierbaren Defibrillatoren und kardialen Resychronisation-plus-Defibrillator-Implantaten, mit einer Mikro- und/oder Nanofaservlies basierten Implantattasche mit inkorporiertem antiinfektivem Wirkstoff. Erfindungsgemäß wird für die Tasche ein Textilmaterial, das wenigstens teilweise Mikro- und/oder Nanofasern aufweist, verwendet, sodass einerseits eine vergleichsweise feinstrukturierte Oberfläche und andererseits eine Tasche zur Aufnahme des Implantats bereitgestellt wird, die über eine elastische Außenwand verfügt, welche sich unmittelbar an das Implantat anschmiegt. Auf diese Weise wird ein Ver- oder sogar Herausrutschen des Implantats zuverlässig vermieden, die Anlagerung eines Biofilms auf der Oberfläche des Implantats verhindert und außerdem erreicht, dass eine Umhüllung aufgrund der elastisch gestalteten Umhüllung für Implantate unterschiedlicher Form und/oder Größe verwendbar ist.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass eine Öffnung, durch die das Implantat in die Tasche eingeführt oder dieser entnommen wird, nach Einbringung des Implantats nicht verschlossen werden muss, was wiederum dadurch erreicht wird, dass sich die Wand der Tasche unmittelbar an die Wand des Implantats anschmiegt und dieses sicher umgibt. Auf vorteilhafte Weise verfügt die Tasche über eine Öffnung, durch die das Implantat in die Tasche einführbar und entnehmbar ist. Ebenso ist es denkbar, dass die Tasche zwei Öffnungen aufweist, wobei die Tasche bevorzugt als Schlauch ausgebildet ist, der vor der Einbringung des Implantats in den Körper als Umhüllung über das Implantat bzw. das zu implantierende Aggregat gezogen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befindet sich der antiinfektive Wirkstoff zumindest teilweise nicht auf der Oberfläche der Mikro- und/oder Nanofasern, sondern ist in diese integriert, also in das verwendete Textilmaterial inkorporiert. Auf diese Weise wird auf besonders bevorzugte Weise eine Freisetzung des antiinfektiven Wirkstoffs auch über längere Zeiträume ermöglicht. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, dass der wenigstens eine antiinfektive Wirkstoff derart gewählt und in die Mikro- und/oder Nanofasern integriert ist, dass unmittelbar nach erfolgter Implantation eine vergleichsweise große Menge des antiinfektiven Wirkstoffs im Körper freigesetzt wird, während im Anschluss an diese erste, quasi stoßweise Freisetzung kontinuierlich oder zumindest nahezu kontinuierlich eine kleinere Menge des antiinfektiven Wirkstoffs freigesetzt wird. Die Bildung von Infektionsherden unmittelbar nach der Implantation wird so zuverlässig verhindert. Ferner werden durch die Wirkstofffreisetzung über einen vergleichsweise langen Zeitraum auch postoperative Infektionen verhindert oder das Risiko der Entstehung einer Infektion zumindest verringert.
Vorzugsweise bilden die Mikro- und/oder Nanofasern des Textilmaterials zumindest bereichsweise eine Vliesschicht oder eine Vliesmatte aus. Eine derartige Vliesschicht oder Vliesmatte kann mittels eines geeigneten Verfahrens, wie etwa Kleben, Schweißen oder Nähen, bedarfsgerecht zu einem Formkörper, der eine Tasche bildet, geformt werden. Ebenso ist es denkbar, dass die Mikro- und/oder Nanofasern bei der Herstellung im Wege eines 3D-Freiformvorgangs derart geformt werden, dass eine Tasche mit ein oder zwei Öffnungen erzeugt wird und weitere formgebende Verfahrensschritte nicht erforderlich sind.
Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist hierbei sichergestellt, dass der antiinfektive Wirkstoff über einen vergleichsweise großen Bereich und bevorzugt gleichmäßig in der Umhüllung verteilt angeordnet ist. Gleichzeitig wirkt sich das große Oberflächen-zu-Volumenverhältnis von vliesartigem Textilmaterial positiv auf eine Freisetzung des im Textilmaterial angeordneten antiinfektiven Wirkstoffes aus. Die anfänglich starke Wirkstofffreisetzung (Burst Release) stellt einen positiven Effekt dar, da frühzeitig eine wirksame Wirkstoffkonzentration in der Nähe des Implantats gewährleistet wird und so bakterielles Wachstum gehemmt und einer Resistenzbildung vorgebeugt wird. Hierbei wird eine Wirkung bereits bei Einsatz vergleichsweise kleiner Wirkstoffmengen erreicht. Insgesamt wird somit der Verzicht auf eine systemische Antibiotikagabe und somit die Minimierung entsprechender Nebenwirkungen für einen Patienten ermöglicht.
Im Übrigen verfügen die gemäß dieser speziellen Ausführungsform vorgesehenen Vliesschichten oder Vliesmatten über eine vergleichsweise hohe mechanische Belastbarkeit. Aus diesem Grund ist es auf vorteilhafte Weise denkbar, mithilfe eines derart gewählten Textilmaterials die Wand einer Tasche zur Aufnahme eines in einen Körper einzusetzenden Implantats elastisch auszuführen und so eine dehnbare Umhüllung zu schaffen, welche sich elastisch verformt und sich nach der Einbringung des Implantates formschließend an das Implantat, insbesondere dessen Oberfläche, anlegt. Mechanische Reizungen des das Implantat nach erfolgter Implantation umgebenden Gewebes werden minimiert und aufgrund des Formschlusses die Bildung eines Biofilms auf der Oberfläche des Implantates zuverlässig verhindert. Im Weiteren wird eine spätere Infiltration und damit verbundene Keimbesiedelung verhindert. Aufgrund einer elastischen Ausgestaltung des als Vliesstoff ausgeführten Textilmaterials, das wenigstens bereichsweise die Wand der Tasche bildet, ist es ferner möglich, eine Umhüllung für unterschiedliche Implantate bereitzustellen, da sich ein entsprechendes Implantat an unterschiedliche Größen und Formen eines Implantats anpasst. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass je nach Einsatzgebiet und medizinischer Indikation die in den Körper eines Menschen oder eines Tieres eingebrachten Implantate unterschiedliche Größen und/oder Formen aufweisen. Durch die erfindungsgemäße Ausführung einer Umhüllung für ein Implantat, insbesondere die mechanisch stabile und dennoch elastische Aus Ausgestaltung, können nicht nur unterschiedlich im Bereich der menschlichen Brust eingesetzte Implantate, wie etwa Herzschrittmacher, implantierbare Defibrillatoren und kardiale Resychronisations-plus-Defibrillator-Implantate, sondern auch andere Implantate verwendet werden, die im Bereich des Gehörs, der Augen, der Mundhöhle oder des Kopfes eingesetzt werden.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Durchmesser D_f der Mikro- und/oder Nanofasern kleiner als 3 µm, insbesondere kleiner als 1 µm ist.
Ferner ist auf vorteilhafte Weise vorgesehen, dass ein Durchmesser D_f der Mikro- und/oder Nanofasern in einem Durchmesserbereich von 5 µm > D_f ≥ 0,05 µm, bevorzugt in einem Durchmesserbereich von 3 µm > D_f ≥ 0,05 µm und ganz besonders bevorzugt in einem Durchmesserbereich von 1 µm > D_f ≥ 0,05 µm liegt.
Durch eine derartige Ausgestaltung der Mikro- und/oder Nanofasern werden Umhüllungen für Implantate mit bislang unbekannten Eigenschaften bereitgestellt, da mithilfe von Mikro- und/oder Nanofasern, die derartige Durchmesser aufweisen, auf vorteilhafte Weise Vliesschichten, Vliesmatten oder sonstige Vliesstrukturen erzeugt werden, die eine besonders geringe Oberflächenrauigkeit sowie hohe Elastizität verfügen. Aufgrund dieser Eigenschaften des Textilmaterials legen sich die daraus erzeugten Umhüllungen einerseits besonders eng an das Implantat an und es werden andererseits Irritationen des das umhüllte Implantat nach erfolgter Implantation umgebenden Gewebes zuverlässig vermieden oder zumindest minimiert.
Durch Umsetzung der Erfindung wird somit eine besonders enganliegende Umhüllung, die sich flexibel an die Oberfläche des jeweiligen Implantats anschmiegt, geschaffen, wodurch ein Ver- oder sogar Herausrutschen des Implantats aus der Umhüllung zuverlässig vermieden und die Ansiedlung von Mikroorganismen auf der Oberfläche des Implantates verhindert werden.
Gemäß einer speziellen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Textilmaterial wenigstens ein im menschlichen oder tierischen Körper resorbierbares oder degradierbares Textilmaterial aufweist. Gemäß dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich die mit einem Implantat in einen menschlichen oder tierischen Körper eingebrachte Umhüllung derart auflöst, dass das verwendete Material vom Körper aufgenommen wird oder aber, dass sich dieses zersetzt und über einen gewissen Zeitraum aus dem Körper ausgeschieden wird. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Umhüllung zumindest teilweise wenigstens ein biostabiles Textilmaterial aufweist, das weder vom Körper resorbiert noch in diesem zersetzt wird. Ein derartiges Textilmaterial verbleibt daher über einen vergleichsweise langen Zeitraum stabil in einem menschlichen oder tierischen Körper.
Im Weiteren ist es von besonderem Vorteil, wenn das im menschlichen oder tierischen Körper resorbierbare oder degradierbare oder das biostabile Textilmaterial wenigstens ein Polymer aufweist.
Sofern das Textilmaterial resorbierbar oder degradierbar ist, wird bevorzugt wenigstens ein Polymer aus einer Polymergruppe, zu der Polyester, Polyanhydrid, Polyglykol, Polyether, Polycarbonat, Polysaccharid, Polysuccinimid und Polyaminosäure gehören, verwendet. Ebenso ist es denkbar, dass das Polymer alternativ oder in Ergänzung ein Co-Polymer der zuvor genannten Polymere und/oder einen Blend zumindest eines der zuvor genannten Polymere aufweist.
Sofern das Textilmaterial biostabil ist, wird auf vorteilhafte Weise zumindest ein Polymer aus einer Polymergruppe, zu der Polyurethan, Polyamid, Polysulfon, Polymid, Polyether und Polyolefin gehört, ausgewählt. Alternativ oder in Ergänzung ist es auch in diesem Fall denkbar, ein Co-Polymer und/oder einen Blend zumindest eines der zuvor genannten Polymere zu verwenden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als antiinfektiver Wirkstoff ein Wirkstoff aus einer Wirkstoffgruppe, zu der Aminoglykoside, Rifampin, Minocyclin, Daptomycin, Cephalosporin, Vancomycin, β-Lactam, Ampicillin, Amoxicillin, Dalbavancin und Gentamycin gehören, verwendet. Weiterhin ist es denkbar, als antiinfektiven Wirkstoff eine Kombination wenigstens zweier der zuvor genannten Wirkstoffe zu verwenden, sodass auf vorteilhafte Weise eine langfristige Wirkstoffabgabe zur lokalen Infektionsprophylaxe im Körper gewährleistet wird.
Vorzugsweise wird der wenigstens eine ausgewählte antiinfektive Wirkstoff in das Textilmaterial, bei dem es sich insbesondere um ein resorbierbares, degradierbares oder biostabiles Polymer handelt, integriert oder inkorporiert.
Gemäß einer speziellen Weiterbildung der Erfindung verfügt die Tasche der Umhüllung an einer Seite über eine Öffnung und/oder ist schlauchförmig ausgebildet. Bevorzugt ist das Textilmaterial, das wenigstens teilweise Mikro- und/oder Nanofasern aufweist, derart ausgeführt, dass es sich zumindest in einem zur Aufnahme eines Implantats erforderlichen Größenbereich elastisch verformt und so an Implantate unterschiedlicher Größe und Form anpassbar ist. Ferner ist es von Vorteil, wenn das Textilmaterial derart ausgebildet ist, dass es an das in die Tasche eingebrachte Implantat gleichmäßig anschließt, sodass einerseits eine Vergrößerung des zu implantierenden Gegenstandes aufgrund der Verwendung der Umhüllung minimiert wird und andererseits die Gefahr, dass sich Biofilme an der Oberfläche des Implantats anlagern, verringert wird.
Gemäß einer besonderen Weiterbildung der erfindungsgemäß ausgeführten Umhüllung wird die Tasche im Wege eines Elektrospinnverfahrens hergestellt. Hierbei werden im Wege des Elektrospinnens aus einer Polymer-Wirkstoff-Lösung Mikro- und/oder Nanofasern und aus diesen Vliesschichten, Vliesmatten oder geeignete Vlieshohlkörper erzeugt, wobei der antiinfektive Wirkstoff in den als textilmaterial verwendeten Vliesstoff integriert bzw. inkorporiert wird, sodass eine bevorzugte Wirkstofffreisetzung im Körper realisierbar ist.
Darüber hinaus ist es auf bevorzugte Wese denkbar, dass das Textilmaterial über Mikro- und/oder Nanofasern verfügt, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Gemäß dieser Ausgestaltung verfügen die Mikro- und/oder Nanofasern somit bevorzugt über unterschiedliche Polymere und/oder verschiedene Wirkstoffe, die in die Mikro- und/oder Nanofasern inkorporiert sind.
Im Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung einer Umhüllung mit einer Tasche zur Aufnahme eines Implantats, das für die Einbringung in einen menschlichen oder tierischen Körper geeignet ist, bei dem wenigstens eine Polymer-Wirkstoff-Lösung, die als Komponenten zumindest ein Polymer und wenigstens einen antiinfektiven Wirkstoff aufweist, bereitgestellt wird, aus der Wirkstoff-Polymerlösung durch Elektrospinnen Mikro- und/oder Nanofasern mit einem Durchmesser, der kleiner als 5 µm ist, und aus den Mikro- und/oder Nanofasern ein Vlies erzeugt werden und bei dem das Vlies derart gestaltet und angeordnet wird, dass das Vlies zumindest teilweise eine Wand der Tasche bildet und in einem Zustand, in dem das Implantat zumindest teilweise in der Tasche angeordnet ist, wenigstens bereichsweise an dem Implantat anliegt.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass Mikro- und/oder Nanofasern mit einem Durchmesser D_f, der kleiner als 3 µm, insbesondere kleiner als 1 µm ist, erzeugt werden. Ferner ist auf vorteilhafte Weise vorgesehen, dass Mikro- und/oder Nanofasern mit einem Durchmesser D_f, der in einem Durchmesserbereich von 5 µm > D_f ≥ 0,05 µm, bevorzugt in einem Durchmesserbereich von 3 µm > D_f ≥ 0,05 µm und ganz besonders bevorzugt in einem Durchmesserbereich von 1 µm > D_f ≥ 0,05 µm liegt, erzeugt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines mikro- und/oder nanofaserbasierten Implantats mit integriertem antiinfektivem Wirkstoff, insbesondere wenigstens einem Antibiotikum, basiert somit auf dem Einsatz des Elektrospinnens. Das Elektrospinnen stellt ein an sich bekanntes Verfahren dar, mit dem unter Einsatz eines starken elektrischen Feldes aus Lösungen, Suspensionen oder Schmelzen unterschiedlicher Materialien, wie etwa natürliche oder synthetische Polymere sowie anorganische, metallische oder keramische Stoffe, Mikro- und/oder Nanofasern herstellbar sind. In diesem Zusammenhang ist es wiederum denkbar, dass die Mikro- und/oder Nanofasern sowie die Vliese wenigstens ein biostabiles oder im Körper resorbierbares oder degradierbares Polymer aufweisen.
In einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein resorbierbares oder degradierbares Vliesmaterial erzeugt, das wenigstens ein Polymer aus einer Polymergruppe aufweist, zu der Polyester, Polyanhydrid, Polyglykol, Polyether, Polycarbonat, Polysaccharid, Polysuccinimid und Polyaminosäure gehören. Ebenso ist es denkbar, dass für die Herstellung des Vliesmaterials alternativ oder in Ergänzung ein Co-Polymer und/oder ein Blend zumindest eines der zuvor genannten Polymere verwendet wird.
In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein biostabiles Vliesmaterial, das im menschlichen oder tierischen Körper über zumindest einen längeren Zeitraum stabil bleibt, erzeugt, das wenigstens ein Polymer aus einer Polymergruppe aufweist, zu der Polyurethan, Polyamid, Polysulfon, Polymid, Polyether und Polyolefin gehören. Alternativ oder in Ergänzung ist es denkbar, dass für die Herstellung des Vliesmaterials ein Co-Polymer und/oder ein Blend zumindest eines der zuvor genannten Polymere verwendet wird.
Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich auf flexible Weise eine Umhüllung für Implantate bzw. zu implantierende Aggregate herstellen, die eine besondere mechanische Stabilität aufweist und dennoch derart elastisch ausgebildet ist, dass sie sich in einem jeweils festlegbaren Größenbereich an Implantate unterschiedlicher Form oder Größe anpasst. Die so erzeugte Implantattasche legt sich modellunabhängig formschließend um das Implantat, und zwar unabhängig davon, ob es sich um einen kardialen Impulsgeber, ein Cochleaimplantat, eine Endoprothese oder ein Osteosynthesesystem handelt.
Durch Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens werden der zum Einsatz kommende antiinfektive Wirkstoff direkt in die Mikro- und/oder Nanofasern eingebettet, sodass eine lokale Freisetzung des Wirkstoffes in einem menschlichen oder tierischen Körper über einen vergleichsweise langen Zeitraum gewährleistet ist. Da es beim Elektrospinnen nicht zu einer starken Erhitzung der Polymer-Wirkstofflösung kommt, können als Wirkstoffe bevorzugt eine Vielzahl bekannter Antibiotika verwendet werden. Entsprechend der Empfehlung zur konventionellen Therapie einer isolierten lokalen Tascheninfektionen werden wird als Wirkstoff wenigstens ein Antibiotikum verwendet, das das bekannte Keimspektrum abdeckt und die lokale Resistenzlage vor allem in Bezug auf die MRSA-Prävalenz berücksichtigt. Bevorzugt wird als Wirkstoff daher ein Wirkstoff ausgewählt aus der Gruppe der Aminoglykoside, Rifampin, Minocyclin, Daptomycin, Cephalosporine, Vancomycin, β-Lactame, Ampicillin, Amoxicillin, Dalbavancin und Gentamycin verwendet. Auf ganz besonders vorteilhafte Weise wird wenigstens ein Wirkstoff aus der Gruppe der Cephalosporine verwendet, da sich diese durch ein breites Wirkspektrum und ihre Wirksamkeit sowohl gegen Gram-positive als auch Gramnegative Erreger auszeichnen.
In einer speziellen Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden wenigstens zwei Polymer-Wirkstoff-Lösungen bereitgestellt, die sich in zumindest einer der verwendeten Komponente unterscheiden. Vorzugsweise werden diese wenigstens zwei Polymer-Wirkstoff-Lösungen, die sich in zumindest einer Komponente unterscheiden, zeitgleich verarbeitet und einem Prozess zum Elektrospinnen zugeführt, sodass Mikro- und/oder Nanofasern mit unterschiedlichen Eigenschaften erzeugt und aus diesen Mikro- und/oder Nanofasern Vliesschichten, Vliesmatten oder Vlieshohlkörper mit heterogenen, also lokal unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt werden. Aufgrund dieser technischen Lösung ist es denkbar, ein Vliesmaterial aus unterschiedlichen Mikro- und/oder Nanofasern herzustellen, die sich etwa durch unterschiedliche Resorption oder Degradationszeiten auszeichnen und/oder durch die unterschiedliche Wirkstoffe freigesetzt werden.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens lässt sich somit vergleichsweise einfach eine Umhüllung erzeugen, die bedarfsgerecht und flexibel an die jeweils vorhandene Situation angepasst werden kann. Der in das Vliesmaterial der Umhüllung integrierte Wirkstoff wird aus den Mikro- und/oder Nanofasern diffusionsgesteuert über einen längeren Zeitraum freigesetzt und ermöglicht dabei eine lokale Prophylaxe. Dadurch können postoperative Infektionen in dem das Implantat umgebenden Gewebe vermieden oder das Risiko zumindest minimiert werden.
Das erfindungsgemäß hergestellte, als Vlies ausgeführte Textilmaterial, das Mikro- und/oder Nanofasern aufweist, kann für Umhüllungen für eine Vielzahl von Implantaten, die in einen menschlichen oder tierischen Körper eingebracht werden, verwendet werden.
Denkbar ist der Einsatz eines entsprechend hergestellten Vliesmaterials für eine Umhüllung, beispielsweise für Endoprothesen, Cochleaaggregate, kardiale Impulsgeber, wie etwa Schrittmacheraggregate, aber auch als unterstützendes Material in der Gefäßrekonstruktion. Durch den Einsatz von bioabbaubaren Polymeren wird darüber hinaus auf vorteilhafte Weise sichergestellt, dass die Umhüllung nach beendeter Wirkstoffabgabe vom Körper resorbiert wird oder degradiert. Hierbei zeichnen sich die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Mikro- und/oder Nanofaservliese durch ein äußerst hohes Oberfläche-zu-Volumenverhältnis aus. Hierdurch wird eine schnelle Freisetzung von Wirkstoffen ermöglicht, was insbesondere bei Einsatz von Antibiotika vorteilhaft ist. So wird eine hinreichende Wirkstoffkonzentration am Wirkort ermöglicht, um bakterielles Wachstum zu hemmen und einer Resistenzbildung vorzubeugen. Über die anhaltende Freisetzung wird darüber hinaus eine langfristige Wirksamkeit gewährleistet.
Gemäß einer besonders geeigneten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Umhüllung, die über antiinfektive Eigenschaften verfügt und wenigstens ein vergleichsweise langsam im menschlichen oder tierischen Körper degradierbares Material aufweist, aus PLLA-Gelatine-Kompositfasern (PLLA = Poly(L-Lactid)) wie folgt hergestellt:

In einem ersten Schritt werden zwei Polymer/Wirkstoff-Lösungen für das Dual-Elektrospinning an einer xyzElektro-Spin-Anlage bereitgestellt. Die bereitgestellten Polymerlösungen setzen sich zusammen aus
2-7 m% Poly-L-Lactid in einem Lösungsmittelgemisch aus Trifluorethanol und Chloroform (Verhältnis: 4:1) unter Zusatz von 1-3 % Lecithin bezogen auf die Polymermasse (Lösung 1) und
5-15 m% Gelatine gelöst in Trifluorethanol (Lösung 2).

Nach erfolgreicher Homogenisierung über 6 bis 72 Stunden werden der Lösung 1 der Wirkstoff Doxycyclin (gelöst in Methanol, 5-20m% bezogen auf die Polymermasse) und der Lösung 2 der Wirkstoff Dalbavancin (gelöst in Trifluorethanol, 5-20 m% bezogen auf die Polymermasse) als Antiinfektiva zugesetzt. Im Anschluss werden diese Lösungen jeweils in eine separate Spritze gefüllt, die beiden gefüllten Spritzen in die Elektrospinanlage eingesetzt und mit den im Folgenden angegebenen Prozessparametern zu einem Vlies verarbeitet.
Gemäß dieser Ausführungsform verwendete Prozessparameter: Eine Stunde Spinnzeit mit einem Kollektor-Emitter-Abstand von 150-200 mm bei einer Spannungsdifferenz von 10-20 kV(Kollektor:Emitter) und einer kontrollierten rel. Luftfeuchte von 20-40% bei 22-25 °C (Raumtemperatur). Auf diesem Weg wird ein circa 0,1 mm dickes planares Vlies erhalten, welches nach beendetem Spinnprozess 12 bis 24 Stunden bei 60-80 °C getempert wird.
Zur Erzeugung einer für den Einsatz als Implantattasche geeigneten Umhüllung werden zwei, wie oben beschrieben hergestellte Flächenvliese übereinandergelegt und thermisch mittels Heißdrahtschweißverfahren derart zu einer Tasche zusammengefügt, dass eine Tasche mit 3 zusammengefügten Seitenkanten und einer Öffnung geschaffen wird. Im zusammengelegten Zustand beträgt die Grundfläche der so hergestellten Umhüllung bevorzugt 4 x 5 cm².
Gemäß einer ebenso geeigneten, alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Umhüllung, die über antiinfektive Eigenschaften verfügt und wenigstens ein vergleichsweise langsam im menschlichen oder tierischen Körper degradierbares Material aufweist, aus PLLA-Gelatine-Blendfasern (PLLA = Poly(L-Lactid)) wie folgt hergestellt:

In einem ersten Schritt wird eine Polymer/Wirkstoff-Lösung für das Elektrospining an einer xyzElektro-Spin-Anlage bereitgestellt. Die bereitgestellte Polymerlösung setzt sich zusammen aus 2-7 m% Poly-L-Lactid in einem Lösungsmittelgemisch aus Trifluorethanol, in dem zuvor 5-15 m% Gelatine gelöst wurden, und Chloroform (Verhältnis von 4:1) unter Zusatz von 1-3 % Lecithin bezogen auf die Polymermasse.

Nach erfolgreicher Homogenisierung über 6 bis 72 Stunden wird der Lösung der Wirkstoff Dalbavancin (in Trifluorethanol gelöst, 5-20 m% bezogen auf die Gesamtpolymermasse) als Antiinfektivum zugesetzt.
Im Anschluss wird diese Lösung, bei der es sich nunmehr um eine PLLA/Gelatine/Dalbavancin-Lösung handelt, in eine Spritze gefüllt, diese Spritze in die Elektro-Spin-Anlage integriert und mit nachfolgend aufgeführten Prozessparametern zu einem Vlies verarbeitet.
Gemäß dieser Ausführungsform verwendete Prozessparameter: Eine Stunde Spinnzeit mit einem Kollektor-Emitter-Abstand von 150-200 mm bei einer Spannung Spannungsdifferenz von 10-20 kV (Kollektor:Emitter) mit einer kontrollierten rel. Luftfeuchte von 20-40% bei 22 - 25 °C (Raumtemperatur). Auf diesem Weg wird ein circa 0,1 mm dickes planares Vlies erhalten, welches nach beendetem Spinnprozess 12 bis 24 Stunden bei 60-80 °C getempert wird.
Zur Erzeugung einer für den Einsatz als Implantattasche geeigneten Umhüllung werden zwei, wie oben beschrieben hergestellte Flächenvliese übereinandergelegt und thermisch mittels Heißdrahtschweißverfahren derart zu einer Tasche zusammengefügt, dass eine Tasche mit 3 zusammengefügten Seitenkanten und einer Öffnung geschaffen wird. Im zusammengelegten Zustand beträgt die Grundfläche der so hergestellten Umhüllung bevorzugt 4 x 5 cm².
Aufgrund des Einsatzes einer erfindungsgemäß ausgebildeten bzw. einer mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Umhüllung kann auf eine systemische Medikamentengabe, insbesondere die präoperative Verabreichung eines Antibiotikums, verzichtet werden. Die große Oberfläche des erfindungsgemäß verwendeten bzw. erzeugten Textilmaterials, das aus Mikro- und/oder Nanofasern gebildet wird, stellt darüber hinaus den zügigen Abtransport von Degradationsprodukten, die sich bei der Biodegradation bilden können, sicher und minimiert die daraus resultierenden potenziellen Nebenwirkungen.
Im Folgenden wird die Erfindung ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand spezieller Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1: Darstellung einer erfindungsgemäß ausgeführten Umhüllung für ein Implantat, das in einen menschlichen oder tierischen Körper einbringbar ist;
2: Schnittansicht einer erfindungsgemäß ausgeführten Umhüllung mit darin angeordnetem Implantat;
3: Schematische Darstellung dreier für eine erfindungsgemäß ausgeführte Umhüllung verwendeter Textilmaterialien mit unterschiedlichen Eigenschaften;
4: Schematische Darstellung zum Vergleich des erfindungsgemäß verwendeten Textilmaterials mit anderen Textilmaterialien sowie
5: Darstellung der Einbringung eines Schrittmacherimplantats in eine erfindungsgemäß ausgeführte Umhüllung.

1 zeigt eine erfindungsgemäß ausgeführte Umhüllung 1 für ein Implantat 2, das geeignet ist, um in einen menschlichen oder tierischen Körper implantiert zu werden. Bei der gezeigten Umhüllung 1 handelt es sich um eine Umhüllung 1 für einen kardialen Impulsgeber, etwa ein Schrittmacherimplantats, ein implantierbarer Defibrillator oder ein Resynchronisation-plus-Defibrillator-Implantat, der als Implantat 2 im Bereich der Brust eines Patienten eingesetzt wird.
Wesentlich für die dargestellte Umhüllung 1 ist, dass diese nach erfolgter Implantation in den Körper über einen längeren Zeitraum einen antiinfektiven Wirkstoff 7, insbesondere ein Antibiotikum, freisetzt und dass eine für die Aufnahme des Implantats 2 geeignete Tasche 3 vorgesehen ist, deren Wand 4 aus einem als Textilmaterial 5 verwendeten Vliesmaterial mit Mikro- und/oder Nanofasern 6, die bevorzugt einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als 5 nm ist, gebildet wird. Die Freisetzung des antiinfektiven Wirkstoffs 7 über einen längeren Zeitraum wird vor allem dadurch sichergestellt, dass der Wirkstoff 7 zumindest teilweise in den Mikro- und/oder Nanofasern 6 angeordnet ist.
Das Mikro- und/oder Nanofaservliesmaterial der in 1 dargestellten Umhüllung 1 wird hergestellt, indem zunächst eine Polymer-Wirkstoff-Lösung bereitgestellt wird, die anschließend durch Elektrospinnen zu einem geeigneten, wirkstoffbeladenen Vliesmaterial verarbeitet wird. Während des Elektrospinnens werden kontinuierlich aus der Polymer-Wirkstoff-Lösung Mikro- und/oder Nanofasern 6 durch das schnelle Verdunsten des Lösungsmittels im elektrischen Feld erzeugt, wobei sich am Kollektor das gewünschte Mikro- und/oder Nanofaservliesmaterial abscheidet. Vorteilhaft am Einsatz dieses Verfahrens ist, dass praktisch jedes Polymer, sofern es in einem Lösungsmittel lösbar ist, versponnen werden kann. Beachtlich ist, dass die erzeugten Mikro- und/oder Nanofaservliese eine Struktur aufweisen, die der fibrillären Struktur von Materialien biologischen Ursprung entspricht oder zumindest ähnlich ist.
Die in 1 dargestellte Umhüllung 1 verfügt über eine Tasche 3, mit einer Öffnung 8 zum Einbringen eines Implantats, beispielsweise eines Schrittmacheraggregats. Gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Tasche 3 aus einer Mikro- und/oder Nanofaservliesmatte erzeugt, indem die Kanten des gesponnenen planaren Vliesmaterials zunächst umgebogen und dann durch Schweißen, Kleben oder Nähen unter Ausbildung von Nahtstellen 12 zusammengefügt werden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform denkbar, eine derartige Tasche 3 ohne ein Fügeverfahren herzustellen, indem die gewünschte Taschenform als 3D-Form direkt im einen gesteuerten Elektrospinnprozess erzeugt wird.
Die Umhüllung 1, insbesondere die Tasche 3, ist derart elastisch dehnbar, dass Implantate 2 unterschiedlicher Größe oder Form in die Tasche 3 eingebracht werden können und sich die Wand 4 der Tasche, die aus einem Mikro- und/oder Nanofaservliesmaterial gebildet wird, fest an die Außenwand des Implantats 2 anlegt. In der Ansicht „X“ der 1 ist eine Strukturaufnahme des als Mikro- und/oder Nanofaservlies ausgeführten Textilmaterials 5, das die Wand 4 der Tasche 3 der Umhüllung 1 bildet, dargestellt. Wesentlich für dieses Material ist die Struktur des Materials mit zufällig verschlungenen, werkstoffbeladenen Mikro- und/oder Nanofasern 6. Diese Faserstruktur des als Textilmaterial 5 verwendeten Vliesmaterials wird beim Elektrospinnen der Mikro- und/oder Nanofasern 6 erzeugt. Ergänzend zeigt die Ansicht „Y“ der 1 schematisch den Prozess der Freisetzung des antiinfektiven Wirkstoffes 7, insbesondere eines Antibiotikums, im Körper des Patienten. Hierbei wird der nach der Herstellung des Textilmaterials 5 der Tasche 3 in die Mikro- und/oder Nanofasern 6 inkorporierte antiinfektive Wirkstoff anfänglich in großem Umfang freigesetzt (burst-release), während im Anschluss daran eine kontinuierliche Freisetzung des Wirkstoffs 7 über einen längeren Zeitraum erfolgt. Auf diese Weise wird instantan ein antiinfektiver Wirkspiegel des Wirkstoffes 7 in der Umgebung des Implantats 2 gewährleistet, insbesondere um ein bakterielles Wachstum zu hemmen und einer Resistenzbildung vorzubeugen. Über die anhaltende Wirkstofffreisetzung wird dann eine langfristige Wirksamkeit gewährleistet.
In 2 ist eine Ansicht des in 1 eingezeichneten Schnitts „A-A“ dargestellt. Diese Schnittansicht zeigt die Umhüllung 1 mit einem darin als Implantat 2 eingebrachten Schrittmacheraggregat. Ergänzend zeigt Ansicht „Z“ der 2 eine Detailansicht der Grenzfläche zwischen Implantat 2 und Wand 4 der Tasche 3 der Umhüllung 1. Das Mikro- und/oder Nanofaservliesmaterial, das als Textilmaterial 5 die Wand 4 der Tasche 3 bildet, liegt eng und formschlüssig an der Oberfläche des Implantats 2 an.
Durch Einsatz des Elektrospinnens bei der Herstellung von Umhüllungen 1 für Implantate 2 können entweder planare Mikro- und/oder Nanofaservliesmatten erzeugt werden, aus denen durch Umformen und Einsatz geeigneter Fügeverfahren, wie etwa Kleben, Nähen oder Schweißen, Implantattaschen 3 hergestellt werden. Alternativ ist es denkbar, zylindrische Kollektoren für den Prozess des Elektrospinnens zu verwenden, um auf diesem Weg wirkstoffbeladene Mikro- und/oder Nanofaservliesschläuche zu erzeugen, die dann um das zu umhüllende Implantat 2 gelegt werden können.
3 zeigt in den Ansichten a), b) und c) in schematischen Darstellungen unterschiedlich ausgeführte Textilmaterialen 5, die die Wand 4 einer Tasche 3 einer erfindungsgemäß ausgeführten Umhüllung 1 zur Aufnahme eines Implantats 2 bilden.
In diesem Zusammenhang zeigt 3a) die Struktur eines Mikro- und/oder Nanofaservliesmaterials mit einem in die Mikro- und/oder Nanofasern 6 inkorporiertem antiinfektivem Wirkstoff 7. Demgegenüber zeigt 3b) eine Ausführungsform, bei der das Vliesmaterial Mikro- und/oder Nanofasern 6 mit zwei unterschiedlichen Eigenschaften aufweist. Die beiden verschiedenen Mikro- und/oder Nanofasern 6 unterscheiden sich hierbei dadurch, dass in den für die Herstellung der Mikro- und/oder Nanofasern 6 verwendeten Polymer-Wirkstoff-Lösungen zwar jeweils das gleiche Polymer, allerdings unterschiedliche Wirkstoffe 7a, 7b enthalten waren. Das so erzeugte Mikro- und/oder Nanofaservliesmaterial verfügt daher über Mikro- und/oder Nanofasern 6, in die unterschiedliche Wirkstoffe 7a, 7b inkorporiert sind.
In 3c) ist eine weitere mögliche Ausgestaltung des erfindungsgemäß vorgesehenen Textilmaterials 5 dargestellt. Gemäß dieser Ausführungsform weist das Textilmaterial 5 ein Mikro- und/oder Nanofaservliesmaterial auf, dessen Mikro- und/oder Nanofasern 6 aus unterschiedlichen Polymer-Wirkstoff-Lösungen erzeugt wurden, wobei für die beiden Polymer-Wirkstoff-Lösungen sowohl unterschiedliche Polymere 11a, 11b als auch unterschiedliche Wirkstoffe 7a, 7b verwendet wurden.
In 4 sind in den Ansichten a), b) und c) die Strukturen dreier Textilmaterialien 5 dargestellt, die sich durch eine unterschiedliche Anordnung der das jeweilige Textilmaterial 5 bildenden Fasern auszeichnen. Hierbei zeigt 4a) das erfindungsgemäß für die Wand 4 einer Umhüllungstasche 3 als Textilmaterial 5 verwendete Mikro- und/oder Nanofaservliesmaterial. Wesentlich für dieses Textilmaterial 5, das durch Elektrospinnen erzeugt wurde, ist, dass sich die Faserstruktur durch zufällig verschlungene Mikro- und/oder Nanofasern 6, bevorzugt mit einem Durchmesser der kleiner als 5 µm, aber nicht kleiner als 0,05 µm ist, auszeichnet. Im Vergleich hierzu zeigt 4b) ein Textilmaterial 5, das über verschlaufte Maschen verfügt, so dass ein vergleichsweise grobporiges Maschenwerk gebildet wird. 4c) zeigt im Weiteren ein gewebtes Textilmaterial 5, das im Vergleich zu dem Textilmaterial gemäß 4b) eine feinere Struktur aufweist, die allerdings ebenso gleichmäßig geordnet ist.
Wie 4 deutlich zu entnehmen ist, zeichnet sich das erfindungsgemäß verwendete Mikro- und/oder Nanovliesmaterial durch eine nicht geordnete Faserstruktur aus, durch die eine geeignete mechanische Stabilität, eine besondere Elastizität einer Taschenwand 4 der Umhüllung 1 für ein Implantat 2 und auch eine Oberfläche, die einerseits formtreu an einem Implantat 2 anliegt und andererseits Irritationen des angrenzenden Gewebes verhindert, realisiert wird. Im Übrigen wirkt sich das erheblich größere Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnis eines derartigen Vliesmaterials positiv auf die Freisetzung des in die einzelnen Mikro- und/oder Nanofasern 6 inkorporiertem Wirkstoff aus.
5 zeigt ein spezielles Einsatzgebiet für eine erfindungsgemäß ausgeführte Umhüllung 1, die geeignet ist, ein für die Einbringung in einen menschlichen oder einen tierischen Körper geeignetes Implantat 2 in sich aufzunehmen, sowie in den Ansichten a), b) und c) jeweils einen Zustand während der Einbringung des Implantats 2 in die Umhüllung 1. Bei dem in 5 gezeigten Implantat 2 handelt es sich um ein Schrittmacheraggregat, das Anschlusskontakte 9 zur Befestigung von Elektroden aufweist, deren gegenüberliegenden Enden im implantierten Zustand im Bereich des Herzens angeordnet sind.
In der in 5a) gezeigten Ansicht befindet sich das Implantat 2 noch vollständig außerhalb der Umhüllung 1, die gemäß der gezeigten Ausführungsform eine Tasche 3 aufweist, in die das Implantat 2 vom Operateur durch eine Öffnung 8 eingeschoben wird. 5b) zeigt ferner einen Zustand, in dem sich das Implantat 2 mit seinem Element 10, an dem die Anschlusskontakte 9 befestigt sind, bereits teilweise innerhalb der Tasche 3 der Umhüllung 1 befindet. Hierfür hat der Operateur die Umhüllung 1 mit ihrer Öffnung 8 auf das Implantat 2 gestülpt, woraufhin sich die Wand 4 der Umhüllungstasche 3 aufgrund ihrer Elastizität dehnt und nach außen bewegt hat.
5c) zeigt den Zustand, in dem das Implantat 2 in den Brustbereich eines Patienten implantiert wird und in dem es innerhalb des Brustbereichs verbleibt. Die Wand 4 der Tasche 3 der Umhüllung 1, in der sich das Implantat 2 befindet, liegt eng und formschlüssig an der Außenwand des Implantats 2 an, sodass dieses weder ver- noch aus der Tasche 3 herausrutschen kann noch die Gefahr der Bildung eines Biofilms auf der Oberfläche des Implantats 2 besteht. Aufgrund der Elastizität der Wand 4 der Tasche 3 passt sich die Umhüllung 1 der Form und Kontur des Implantats 2 auf besonders geeignete Weise an.
Die in 5 gezeigte Umhüllung 1 wird hergestellt, indem durch Elektrospinnen ein mit einem antiinfektiven Wirkstoff 7 beladenes planares Mikro- und/oder Nanovliesmaterial erzeugt und durch Umbiegen und Verschweißen dieses planaren Vliesmaterials schließlich eine Tasche 3 erzeugt wird. Die so hergestellte Umhüllung 1 kann durch die üblichen Sterilisationsverfahren unter Berücksichtigung der Beständigkeit sowohl des verwendeten Polymers als auch des inkorporierten antiinfektiven Wirkstoffs 7 sterilisiert werden. Zur Implantation wird eine derart sterilisierte Umhüllung 1 von einem Operateur im Operationssaal unmittelbar vor der Implementation über das jeweils verwendete Implantat 2 gestülpt. Aufgrund der elastischen Dehnbarkeit des Mikro- und/oder Nanofaservliesmaterials legt sich die Wand 4 der Umhüllungstasche 3 formschließend um das Implantat 2 und ist daher zumindest weitgehend modellunabhängig einsetzbar.
Bezugszeichenliste

1: Umhüllung
2: Implantat
3: Tasche
4: Wand
5: Textilmaterial
6: Mikro- und/oder Nanofaser
7: antiinfektiver Wirkstoff
7a: erster antiinfektiver Wirkstoff
7b: zweiter antiinfektiver Wirkstoff
8: Öffnung
9: Anschlusskontakte
10: Element zur Befestigung der Anschlusskontakte
11a: erstes Polymer
11b: zweites Polymer
12: Nahtstelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2008132922 A1 [0004]

Claims

Umhüllung (1) zur Aufnahme eines Implantats (2), das für die Einbringung in einen menschlichen oder tierischen Körper geeignet ist, mit einer Tasche (3), die ausgebildet ist, um das Implantat (2) in sich aufzunehmen und die eine Wand (4) aufweist, die über zumindest ein Textilmaterial (5) verfügt, das in einem Zustand, in dem das Implantat (2) zumindest teilweise in der Tasche (3) angeordnet ist, wenigstens bereichsweise an dem Implantat (2) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Textilmaterial (5) wenigstens bereichsweise Mikro- und/oder Nanofasern (6) mit einem Durchmesser, der kleiner als 5 µm ist, aufweist, an oder in denen wenigstens ein antiinfektiver Wirkstoff (7) angeordnet ist, der in implantiertem Zustand wenigstens zeitweise im menschlichen oder tierischen Körper freigesetzt wird.
Umhüllung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikro- und/oder Nanofasern (6) wenigstens bereichsweise eine Vliesschicht, eine Vliesmatte und/oder einen Vlieshohlkörper bilden.
Umhüllung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Textilmaterial (5) wenigstens bereichsweise Mikro- und/oder Nanofasern (6) mit einem Durchmesser, der kleiner als 1 µm ist, aufweist.
Umhüllung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser D_f der Mikro- und/oder Nanofasern (6) in einem Durchmesserbereich von 5 µm > D_f ≥ 0,05 µm liegt.
Umhüllung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Textilmaterial (5) wenigstens ein im menschlichen oder tierischen Körper resorbierbares oder degradierbares Textilmaterial aufweist.
Umhüllung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Textilmaterial (5) wenigstens ein biostabiles Textilmaterial aufweist
Umhüllung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Textilmaterial (5) wenigstens ein Polymer aufweist.
Umhüllung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Polymer ausgewählt ist aus einer Gruppe, zu der Polyester, Polyanhydrid, Polyglykol, Polyether, Polycarbonat, Polysaccharid, Polysuccimid, Polyaminosäure gehört, und/oder ein Co-Polymer und/oder einen Blend zumindest eines Polymers aus dieser Gruppe aufweist.
Umhüllung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Polymer ausgewählt ist aus einer Gruppe, zu der Polyurethan, Polyamid, Polysulfon, Polymid, Polyether und Polyolefin gehört, und/oder ein Co-Polymer und/oder einen Blend zumindest eines Polymers aus dieser Gruppe aufweist.
Umhüllung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der antiinfektive Wirkstoff (7) aus einer Wirkstoffgruppe ausgewählt ist, zu der Aminoglykoside, Rifampin, Minocylin, Daptomycin, Cephalosporine, Vancomycin, β-Lactame, Ampicillin, Amoxillin, Dalbavancin, Gentamycin gehörten.
Umhüllung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasche (3) an einer Seite eine Öffnung (8) aufweist und/oder schlauchförmig ausgebildet ist.
Umhüllung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch, gekennzeichnet, dass das Textilmaterial (5) über Mikro- und/oder Nanofasern (6) verfügt, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
Umhüllung nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem in dieser angeordnetem Schrittmacherimplantat, Resychronisations-plus-Defibrillator-Implantat, implantierbarem Defibrillator, Cochleaimplantat und/oder mit einer in dieser angeordneten Endoprothese.
Verfahren zur Herstellung einer Umhüllung (1) zur Aufnahme eines Implantats (2), das für die Einbringung in einen menschlichen oder tierischen Körper geeignet ist, bei dem wenigstens eine Polymer-Wirkstoff-Lösung, die als Komponenten zumindest ein Polymer und wenigstens einen antiinfektiven Wirkstoff (7) aufweist, bereitgestellt wird, aus der Wirkstoff-Polymer-Lösung durch Elektrospinnen Mikro- und/oder Nanofasern (6) mit einem Durchmesser, der zumindest bereichsweise kleiner als 5 µm ist, und aus den Mikro- und/oder Nanofasern ein Textilmaterial (5) in Form eines Vliesmaterials erzeugt werden und bei dem das Vliesmaterial derart gestaltet und angeordnet wird, dass das Vliesmaterial zumindest teilweise eine Wand (4) einer Tasche (3) bildet und in einem Zustand, in dem das Implantat (2) zumindest teilweise in der Tasche (4) angeordnet ist, wenigstens bereichsweise an dem Implantat anliegt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Polymer-Wirkstoff-Lösungen bereitgestellt sind, die sich in zumindest einer der verwendeten Komponente unterscheiden.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zeitweise Mikro- und/oder Nanofasern mit einem Durchmesser D_f, der in einem Durchmesserbereich von 5 µm > D_f ≥ 0,05 µm liegt, erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Polymer ausgewählt wird aus einer Gruppe, zu der Polyester, Polyanhydrid, Polyglykol, Polyether, Polycarbonat, Polysaccharid, Polysuccimid, Polyaminosäure, Polyurethan, Polyamid, Polysulfon, Polymid, Polyether und Polyolefin gehört und/oder ein Co-Polymer und/oder einen Blend zumindest eines Polymers aus dieser Gruppe aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der antiinfektive Wirkstoff aus einer Wirkstoffgruppe ausgewählt wird zu der Aminoglykoside, Rifampin, Minocyclin, Daptomycin, Cephalosporine, Vancomycin, β-Lactame, Ampicillin, Amoxillin, Dalbavancin und Gentamycin gehören.