DE102022122630A1

DE102022122630A1 - Ballonkathetervorrichtung zur atraumatischen Behandlung von Hohlorganen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Ballonkathetervorrichtung

Info

Publication number: DE102022122630A1
Application number: DE102022122630.1A
Authority: DE
Inventors: Andrea Brohm-Schmitz-Rode; Thomas Schmitz-Rode
Original assignee: Bvs Best Vascular Solutions GmbH
Current assignee: Bvs Best Vascular Solutions GmbH
Priority date: 2022-07-22
Filing date: 2022-09-06
Publication date: 2024-01-25

Abstract

Erfindungsgemäß ist eine Ballonkathetervorrichtung zur atraumatischen Behandlung von Hohlorganen vorgesehen. Diese umfassteinen Ballonkatheter mit einem Ballon,eine auf dem Ballon applizierte rohrförmige Funktionshülse zur gerichteten segmentierten kissenartigen Entfaltung des Ballons, und wobeidie Funktionshülse in einem Ausgangszustand zusammen mit dem Ballon um eine Hülsenlängsachse gefaltet ist, und wobei die Faltung der Funktionshülse als Plissierung um eine Hülsenlängsachse gerichtet ist und in einem Endzustand zum Anliegen an einer Innenwandung eines Hohlorgans entfaltbar ist, und wobei die rohrförmige Funktionshülse ebenflächige Abschnitte und/oder ebenflächige Streben aufweist, die Durchgangsöffnungen begrenzen, so dass die Funktionshülse zur abschnittsweisen Begrenzung einer Ballonaufdehnung des Ballons.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ballonkathetervorrichtung (Ballonkatheter mit Funktionshülse) sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Ballonkathetervorrichtung mit Funktionshülse.
Eine Aufdehnung von Engstellen von Hohlorganen mittels Ballonkatheter ist fester Bestandteil einer minimal-invasiven Therapie. Dies betrifft insbesondere die Blutgefäße. Im Rahmen der sog. endovaskulären Therapie werden Atherosklerose-bedingte Engstellungen und Verschlüsse von Blutgefäßen durch Ballonaufdehnung behandelt.
Typischerweise wird dazu ein Ballonkatheter unter Bildgebungskontrolle in das Gefäßsystem eingeführt. Nach Platzierung des Ballons im Bereich der zu behandelnden Läsion wird der Ballon unter hohem Druck aufgedehnt. Diese Standardbehandlung kann jedoch mit gravierenden Komplikationen verbunden sein. Durch die Ballonaufdehnung wird die Gefäßwand verletzt. Typischerweise entstehen Längsrisse in der Gefäßwand. Diese Verletzung kann in den ersten Tagen nach Behandlung eine Gerinnselanlagerung zur Folge haben. In den folgenden Tagen bis zu einem Zeitraum von etwa drei Monaten reagiert die Blutgefäßwand auf das Dilatationstrauma mit einer überschießenden Wandreaktion. Glatte Muskelzellen in der Gefäßwand werden durch das Trauma stimuliert und produzieren extrazelluläre Matrix („intimale Hyperplasie“). Die damit verbundene Volumenzunahme in der Gefäßwand führt zu einer erneuten Ausbildung einer Verengung und wirkt damit dem Behandlungsergebnis entgegen. Auch die Implantation einer Gefäßstütze (Stent) zur dauerhaften Gefäßaufweitung kann dies nicht verhindern. Ein Stent ist ein Fremdkörper, der einerseits gerinnselbildend wirken kann, andererseits durch seine Steifigkeit die natürliche pulsatile Motilität des Stent-versorgten Gefäßabschnitts verhindert und so einen ständigen Reiz auf die Gefäßwand ausübt. Dieser Reiz kann wiederum zur überschießenden Produktion der Gefäßwandzellen mit Einwachsen des Gewebes durch die Stentstreben und damit zur Ausbildung einer erneuten Verengung führen.
Daher sind die heute üblicherweise implantierten Stents mit einem die Zellstimulation und Matrixproduktion reduzierenden („antiproliferativen“) Wirkstoff beschichtet. Im Falle einer alleinigen Ballondilatation ohne Stentimplantation werden heute überwiegend Ballonkatheter eingesetzt, deren Ballonhülle außen mit einem vergleichbaren antiproliferativen Wirkstoff beschichtet ist, der bei Ballonaufdehnung in die Gefäßwand übertragen werden soll. Üblicherweise besteht die Beschichtung aus einem homogenen filmartigen Überzug der äußeren Ballonmembran, der den Wirkstoff eingebettet in ein Trägermaterial (Bindemittel, „Exipient“) enthält. Das therapeutische Ziel ist die Übermittlung einer therapeutischen Wirkstoffdosis in die Gefäßwand für den kritischen Zeitraum von 6 Wochen bis max. 3 Monaten zur Unterdrückung der überschießenden Gefäßwandreaktion (Katsanos et al., J Am Heart Assoc 2018).
Insbesondere in der WO 2016/151035 A1 ist eine rohrförmige Hülse zur atraumatischen Behandlung von Hohlorganen beschrieben.
Aus der EP 3 922 217 A1 geht eine rohrförmige Vliesstruktur als Wirkstoffträger (kurz „Hülse“ genannt) zur atraumatischen Behandlung von Hohlorganen, insbesondere für eine Ballondilatation, hervor, wobei die Hülse in einem Ausgangszustand um eine Hülsenlängsachse gefaltet ist und in einem Endzustand zum Anliegen an einer Innenwandung eines Hohlorganes entfaltbar ist, wobei die rohrförmige Hülse aus zumindest ersten biodegradierbaren Polymer-Nano-Fasern ausgebildet ist und die Faltung der Hülse als Plissierung um eine Hülsenlängsachse gerichtet ist, wobei ein medizinischer Wirkstoff in die ersten Polymer-Nano-Fasern eingelagert und /oder in Zwischenräumen zwischen den Polymer-Nano-Fasern angeordnet ist, und wobei die ersten Polymerfasern derart ausgebildet sind, dass sie als langsam biodegradierbare Polymer-Nanofasern (PL) über einen einstellbaren Zeitraum von 2 Wochen bis zu 3 Monaten degradieren, sodass der Wirkstoff in diesem Zeitraum an eine Hohlorganwandung abgebbar ist. Die rohrförmige Hülse ist aus zumindest den ersten und zweiten biodegradierbaren Polymer-Nano-Fasem ausgebildet.
In der US 11,000,680 B2 ist eine Ballonkathetervorrichtung mit einem dehnbaren Ballon, der von einem „Käfig“ aus axial und tangential verlaufenden Nitinol-Drähten umgeben ist, beschrieben. Dieser Käfig erzeugt bei Aufdehnung der Ballonmembran multiple kleine Kissen, die eine besser dosierte Kraftverteilung auf die Gefäßwand ausüben sollen und damit gegenüber einem herkömmlichen Ballon das Gefäßwand-Trauma reduzieren soll.
Ähnliche Vorrichtungen und Verfahren sind aus der DE 10 2012 007 640 , der WO 02 076 700 A1 , der US 5 443 495 A1 , der DE 10 2006 020 687 A1 , der US 2005 / 0 090 888 A1 , der DE 2005 056 529 , der US 2002 / 0 045 930 A1 , der US 2005 /0 125 053 A1 , der US 2008 / 0 262 594 , der US 5,507,770 A , der US 6,059,823 A und der US 2010/249946 A1 bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein medizinisches Instrument bzw. eine Vorrichtung zur atraumatischen Behandlung von Hohlorganen bereitzustellen, welches eine Alternative zu den aus dem Stand der Technik bekannten medizinischen Vorrichtungen darstellt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes medizinisches Instrument zur atraumatischen Behandlung von Hohlorganen vorzusehen und insbesondere eine aus der WO 2016/151035 A1 und der EP 3 922 217 A1 bekannte rohrförmige Hülse und eine rohrförmige Vliesstruktur als Wirkstoffträger weiterzubilden.
Zudem soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen medizinischen Instruments bereitgestellt werden.
Diese Aufgaben werden mit einer Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 und Verfahren gemäß den Patentansprüchen 13-17 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen davon sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist eine Ballonkathetervorrichtung zur atraumatischen Behandlung von Hohlorganen vorgesehen. Diese umfasst
einen Ballonkatheter mit einem Ballon,
eine auf dem Ballon applizierte rohrförmige ebenflächige Funktionshülse zur gerichteten segmentierten kissenartigen Entfaltung des Ballons, und wobei
die Funktionshülse in einem Ausgangszustand zusammen mit dem Ballon um eine Hülsenlängsachse gefaltet ist, und wobei die Faltung der Funktionshülse als Plissierung um eine Hülsenlängsachse gerichtet ist und in einem Endzustand zum Anliegen an einer Innenwandung eines Hohlorgans entfaltbar ist, und wobei die rohrförmige Funktionshülse ebenflächige Abschnitte und/oder ebenflächige Streben aufweist, die Durchgangsöffnungen begrenzen, so dass die Funktionshülse zur abschnittsweisen Begrenzung einer Ballonaufdehnung des Ballons.
Durch die ebenflächigen Abschnitte und/oder ebenflächigen Streben, die die Durchgangsöffnungen begrenzen, ermöglicht die Funktionshülse eine abschnittsweise begrenzte und insbesondere verstärkte Ballonaufdehnung des Ballons, so dass es zu einer gleichmäßigen Kissenbildung des Ballons im Bereich der Durchgangsöffnungen kommt. Auf diese Weise werden (im Vergleich zu herkömmlichen Ballons) ein gleichmäßigeres Anliegen und eine gleichmäßigere Kraftverteilung an bzw. auf die Hohlorgan- bzw. Blutgefäßwand bei der Ballonaufdehnung erzielt. Hierdurch können umschriebene große Traumata der Wandung sowie entsprechende Rissbildungen reduziert werden.
Insbesondere wird durch die ebenflächige Funktionshülse mit Durchgangsöffnungen eine Bildung von lokalen Spannungsspitzen zwischen Ballonhülle und Gefäßwand beim Entfaltungsvorgang reduziert bzw. vermieden, sodass bei der Ballonaufdehnung keine großen Risse mehr in der Gefäßwand entstehen können.
Der Bereich, in dem die Kissen ausgebildet werden, wird im Folgenden als erster Funktionsbereich bezeichnet.
Im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Ballonkathetervorrichtung übt ein Drahtkäfig, wie er bspw. in der US 11,000,680 B2 beschrieben ist, aufgrund lokaler Impressionen kombiniert mit Scherungen beim Entfaltungsvorgang ebenfalls ein Trauma auf die Gefäßwand aus. Zudem erhöht der Drahtkäfig signifikant einen Einführungsdurchmesser einer Ballonkathetervorrichtung.
Die erfindungsgemäße Hülse ist somit zusammen mit der Ballonmembran des Ballonkatheters faltbar und entfaltbar. Die erfindungsgemäße Hülse weist jedoch keine Mikrokompartimente, sondern Durchgangsöffnungen auf, die fensterartig und/oder in Form von Schlitzen ausgebildet sind.
Der Vorteil ebenflächiger Streben der Funktionshülse gegenüber einem Drahtgebilde zur Segmentierung der Ballonentfaltung liegt in einer geringeren Profilbildung bei der Einfaltung, so dass ein geringerer Durchmesser eines Einführkatheters vorgesehen werden kann. Ein niedrigprofilierter Einführkatheter erleichtert die Anwendung. Außerdem kann ein Drahtgebilde bei Ballonentfaltung zu zusätzlichen Hohlorgan-Wandschäden durch eine Kombination aus Drahtimpression und Scherung führen.
Die erfindungsgemäße Funktionshülse ist somit derart segmentiert ausgebildet bzw. weist eine gruppierte Anordnung von Durchgangsöffnungen (Fenster, Schlitze) auf, dass die Funktionshülse im entfalteten Zustand auf ihrer Außenkontur gegenüber der Hohlorganwand eine Kontaktfläche in Form von plattenförmigen bzw. ebenflächigen Abschnitte oder Streben aufweist.
Unter dem Ausdruck „ebenflächig“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass die rohrförmige Hülse selbst und auch die die rohrförmigen Hülsen ausbildenden Streben und Abschnitte eine größere Erstreckung in einer Fläche parallel zur Ballonoberfläche des Ballons im Vergleich zu einer Dicke orthogonal zur Ballonoberfläche aufweisen.
Insbesondere kann eine medizinische Wirkstoffschicht zwischen dem Ballon des Ballonkatheters und der Funktionshülse angeordnet sein.
Eine entsprechende Abgabe des medizinischen Wirkstoffs an eine Gefäßwandung kann dann im Bereich der Durchgangsöffnungen erfolgen.
Dieser Bereich wird als zweiter Funktionsbereich bezeichnet und entspricht der Größe des ersten Funktionsbereichs
Die ebenflächigen Abschnitte und/oder ebenflächigen Streben sorgen dafür, dass die medizinische Wirkstoffschicht, die unter der Funktionshülse angeordnet sein kann, insbesondere beim Einfalten der Ballonkathetervorrichtung und beim Transport zum Wirkort geschützt ist.
Die gesamte Funktionshülse und somit die die Funktionshülse ausbildenden ebenflächigen Streben bzw. ebenflächigen Abschnitte können Poren aufweisen, die die Aufgabe haben bzw. ausgebildet sind, um den darunter befindlichen Wirkstoff bei Entfaltung nach außen an die Hohlorganwand abzugeben, jedoch keinen kissenbildenden Effekt haben.
Die Poren können einen Durchmesser von in etwa 50µm bis 100µm aufweisen.
Eine entsprechende Abgabe des medizinischen Wirkstoffs an eine Gefäßwandung kann dann im gesamten Bereich der Mantelfläche, also im sowohl im Bereich der Durchgangsöffnungen bzw. im Bereich der Kissen als auch über die Poren im Bereich der ebenflächigen Streben erfolgen.
Der zweite Funktionsbereich erstreckt sich gemäß einer solchen Ausführungsform über die gesamte Mantelwandung der Funktionshülse und ist daher in vorteilhafter Weise entsprechend vergrößert, sodass der medizinische Wirkstoff über eine größere Fläche und/oder sodass mehr Wirkstoff abgegeben werden kann.
Die medizinische Wirkstoffschicht kann zusammen mit einem Polymer, beispielsweise einem biodegradierbaren Polymer, oder in Form einer Vliesstruktur aus einem Polymer, bspw. einem biodegradierbaren Polymer ausgebildet sein.
Dann wird die Integrität dieser Schicht bzw. einer Vliesstruktur beim Faltungs- und Entfaltungsvorgang durch die Funktionshülse geschützt.
Vorzugsweise kann der medizinische Wirkstoff in einer Polymer-Gel-Formulierung enthalten sein, die die medizinische Wirkstoffschicht ausbildet.
Dies ist dahingehend vorteilhaft, dass die Polymer-Gel-Formulierung bei Blutserumkontakt geliert und an Volumen zunimmt, sodass der medizinische Wirkstoff bei Ballonentfaltung effizient übertragen werden kann.
Hierbei wird die Integrität dieser Gelschicht beim Faltungs- und Entfaltungsvorgang ebenfalls durch die Funktionshülse geschützt.
Dabei ist vorgesehen, dass der Ballon und die Funktionshülse gemeinsam gefaltet werden und im Bereich eines Blutgefäßes entfaltet werden. Nach einer Gefäßaufdehnung (und ggf. einer (Micro-) Flakebildung) und/oder einer Wirkstoffübertragung in die Gefäßwand im Bereich der Durchgangsöffnungen und ebenso über die Poren und somit über die gesamte Mantelwandung der Funktionshülse, werden die Funktionshülse und der Ballon gemeinsam wieder gefaltet und entfernt.
Vorzugsweise kann die Funktionshülse hierbei aus einem dehnfesten Polymerfilm, bspw. aus UHWPE Polyethylen oder aus non-compliant Pebax® ausgebildet sein.
Der Ballon selbst kann bspw. aus semi-compliant bzw. compliant Pebax® ausgebildet sein.
Die Durchgangsöffnungen können als Schlitze bzw. langgestreckte Öffnungen, insbesondere Axialschlitze oder sinusförmige axial orientierte Schlitze und/oder als in etwa rechteckförmige oder in etwa elliptische oder in etwa kreisförmige Fenster bzw. fensterartige Öffnungen in einer ansonsten (bis auf die Poren, sofern vorhanden) durchgehend ebenflächigen Mantelwandung der Funktionshülse ausgebildet sein.
Vorzugsweise weisen die Durchgangsöffnungen abgerundete Kanten auf, um eine Rissbildung durch Kerbwirkung zu verhindern.
Zudem können entlang der Hülsenlängsachse zwei oder drei oder vier oder fünf oder mehr Reihen von (vorzugsweise axial orientierten) Schlitzen angeordnet sein.
Zusätzlich und/oder alternativ kann die Hülse über Abschnitte bzw. abschnittsweise oder über ihre gesamte Fläche mit Fenstern versehen sein.
Zwischen zwei oder mehreren sich in Axialrichtung erstreckenden, benachbarten Schlitzen können Sollreißstellen ausgebildet sein, um bei der Lagerung und dem Transport der Ballonkathetervorrichtung die Vorteile einer möglichst geschlossenen Funktionshülse mit den Vorteilen einer größeren Kissenbildung bei der Anwendung zu kombinieren.
Durch das Vorsehen von axialen Sollreißstellen im Bereich zwischen zwei oder mehr benachbarten Axialschlitzen ist somit eine größere Kissenbildung möglich, auch wenn lediglich kurze Axialschlitze vorgesehen sind.
Axial orientierte schlitzartige Durchgangsöffnungen verstärken die Kissenbildung (d.h. Vorwölbung der Ballonmembran nach außen) wohingegen tangential orientierte schlitzartige Durchgangsöffnungen kaum zu einer Kissenbildung beitragen. Die physikalische Erklärung liefert die sogenannte Kesselformel, nach der die tangentiale Wandspannung, die bei Ballonaufdehnung senkrecht zu den Axialschlitzen der Funktionshülse einwirkt, doppelt so groß ist, wie die axiale Wandspannung.
Im Bereich der Durchgangsöffnung bildet die Funktionshülse einen entsprechenden ersten Funktionsbereich zur Kissenbildung aus. Die Wirkstoffabgabe erfolgt über den zweiten Funktionsbereich der entweder dem ersten entspricht oder vorzugsweise die gesamte Mantelwandung der Funktionshülse inklusive Durchgangsöffnungen umfasst, sofern die Funktionshülse Poren aufweist.
Zwischen der Funktionshülse und dem Ballon kann die medizinische Wirkstoffschicht mit einem medizinischen Wirkstoff angeordnet sein, wobei die medizinische Wirkstoffschicht als
eine Beschichtung der Ballonmembran (z.B. durch Dip-Coating) aus einem, insbesondere biodegradierbaren Polymer (oder einer Kombination von Polymeren) und einem medizinischen Wirkstoff, und/oder einem auf der Ballonmembran aufgesprühten, insbesondere biodegradierbaren, Polymer-Vlies mit dem medizinischen Wirkstoff, und/oder
als rohrförmige Zwischenhülse mit einer Vliesstruktur aus, insbesondere biodegradierbarem, Polymer und dem medizinischen Wirkstoff ausgebildet ist, wobei der medizinische Wirkstoff dann in Mikrokompartimente zwischen den Polymerfasern eingelagert ist, und wobei dies vorteilhaft in Verbindung mit entsprechenden fensterartigen Durchgangsöffnungen ist, und/oder
wobei der medizinische Wirkstoff in einer Polymer-Gel-Formulierung als Wirkstoffschicht enthalten ist.
Der medizinische Wirkstoff kann somit in einer Polymer-Gel-Formulierung enthalten sein, die nach Beschichtung der Ballonmembran mit dem Verdunsten des Lösungsmittels trocknet, mit dem Ballon trocken gelagert wird und bei Applikation durch Wasser- bzw. Blutserumkontakt geliert und an Volumen zunimmt, wobei reine Hydrogele oder auch Kombinationen mit Oleo-Gelen (Organo-Gelen) verwendet werden können.
Die über den medizinischen Wirkstoff angeordnete Funktionshülse dient somit als Schutz der Wirkstoffschicht bei Einfaltung des Ballons und Transport zum Wirkort, so dass bei Flüssigkeitskontakt und Ballonaufdehnung das wirkstoffhaltige, insbesondere biodegradierbare, Polymer im Bereich der Durchgangsöffnungen der Hülse (Fenster, Schlitze und Poren) nach außen abgepresst und in eine Gefäßwand applizierbar ist.
Dieser Wirkstofftransport durch Abpressen durch die sich entfaltende Ballonmembran durch die Durchgangsöffnungen der Funktionshülse auf ihre Außenfläche ist besonders wirksam, wenn der medizinische Wirkstoff in einer Polymer-Gel-Formulierung enthalten ist, die bei Blutserumkontakt geliert und an Volumen zunimmt.
Sofern die medizinische Wirkstoffschicht mit biodegradierbaren Polymer-Nano-Fasern ausgebildet ist, lösen sich diese bei Ballonaufdehnung im Bereich der Durchgangsöffnungen vom Ballon und bilden (Micro-)Flakes aus, die dann an die Hohlorganwand (speziell Gefäßwand) gepresst werden.
Nach der Ballondeflatierung haften Gelschicht oder Fasern an der Hohlorganwand, wobei der Wirkstoff im Gel oder in den degradierbaren Fasern eingeschlossen ist und im Verlauf des biologischen Abbaus (Degradation) des Gels oder der Fasern den therapeutischen wirksamen Wirkstoffspiegel für einen kritischen Zeitraum im Kontakt zu der Hohlorganwand liefert und gleichzeitig auch die nach Ballondilatation entstandenen Längsrisse in der Hohlorganwand teilweise abdichtet. Auf diese Weise lässt sich die Wirkstoffabgabe und auch deren Konzentration über die Zeit optimal auf den Anwendungsfall einstellen.
Durch eine Wirkstoffabgabe über den Abbau des biodegradierbaren Gels oder der Polymer-Nano-Fasern wird die therapeutisch erforderliche Zeitphase mit einem therapeutisch wirksamen Dosierspiegel abgedeckt. Die Biodegradation des Gels bzw. der Abbau der Fasern und somit die Wirkstoffabgabe soll abgeschlossen sein, wenn die kritische Phase vorbei ist, so dass keine permanenten Rückstände im Gefäß verbleiben.
Unter dem Ausdruck „biodegradierbar“ (bio-abbaubar) wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass ein Kontakt des Polymer-Gels oder der Polymer-Nano-Fasern mit Körperflüssigkeit und einer Hohlorganwandung (speziell: Blut- und Gefäßwand) einen Zersetzungs- bzw. Abbauprozess dieses Polymers induziert.
Vorzugsweise kann die Faltung der rohrförmigen Funktionshülse als Plissierung ausgebildet sein bzw. die Hülse plissiert sein. Unter „plissieren“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Faltung der Hülse in 2 bis 5 (vorzugsweise 3) gleich große auf den Umfang gleichmäßig verteilte (vorzugsweise 3 x 120°), in Axialrichtung verlaufende Falten verstanden, wobei die Falten gleichmäßig und gleichsinnig um die Längsachse des Ballonkatheters gewunden und an diesen angelegt werden. Durch das Plissieren ist es möglich, den Außendurchmesser der rohrförmigen Hülse im nicht-entfalteten Zustand zu reduzieren.
Als biodegradierbares Polymer können erste und/oder zweite Polymer-Nano-Fasern als biodegradierbares Polymer vorgesehen sein.
Die ersten Polymer-Nano-Fasern können aus langsam degradierbaren Polymer-Fasern (PL) ausgebildet sein. Die zweiten Polymer-Nano-Fasern können aus schnell degradierbaren Polymer-Fasern (PS) ausgebildet.
Vorzugsweise kann nur in das langsam degradierbare Polymer (PL) ein Wirkstoff eingelagert sein. In das schnell degradierende Polymer (PS) kann eventuell zusätzlich ein gerinnungshemmender Wirkstoff wie z.B. Heparin oder ein Antikoagulanz eingelagert sein.
Das degradierbare Polymer kann vorzugsweise hydrophile und/oder lipophilere Eigenschaften aufweisen. Die Degradationsgeschwindigkeit hängt ab von der Polymerart (z.B. bei PLGA-Poly-Lactid-Co-Glycolid) durch das Verhältnis von GA zu LA (ein höherer Gehalt an LA bewirkt eine Reduktion der Hydrophilität und führt daher zu einer langsameren Auflösung), der Molekülkettenlänge (ein hohes Molekulargewicht bzw. eine längere Kettenlänge bewirkt eine langsamere Auflösung), und der Hydrophilität der Seitengruppen (z.B. wirken die Methyl-Seitengruppen in PLA hydrophob und verzögern damit die Auflösung, oder bei PLGA führt eine hydrophil wirkende Carboxylgruppe zu einer schnelleren Auflösung als eine Estergruppe).
Somit ist vorgesehen, dass die medizinische Wirkstoffschicht im Bereich der Durchgangsöffnungen durch die biodegradierbaren Polymer-Gele in multiple Spots oder anhand von biodegradierbaren Polymer-Nano-Fasern ausgebildeten Teilen in multiple „Flakes“ bzw. „Microflakes“ zerfällt, die flach bzw. ebenflächig sind und an der Hohlorganwand anhaften.
Das biokompatible Polymer der Polymer-Gele oder der Polymer-Nano-Fasern kann aus Polymeren auf Basis von Milchsäure (Polylactid, PLA), Glycolsäure (Polyglycolid, PGA) und ihrer Copolymere (Poly(lactid-co-glycolid), - PLGA), sowie Poly(ε-caprolacton), Polyethylenglycol, Polyethylenoxid, Polysebacinsäure, Po-ly(trimethylencarbonat), Poly(ethylen-co-vinylacetat), Poly(1,5-dioxepan-2-on), Polyvinylpyrrolidon (PVP), Poly-p-dioxanone (PPDX) sowie deren Verbindungen und Copolymeren oder Mischungen daraus ausgebildet sein.
Polymer-Nano-Fasern weisen vorzugsweise einen Faserdurchmesser kleiner ein Mikrometer und vorzugsweise im Bereich von 300 bis 2000 nm und insbesondere im Bereich von 500 bis 1000 nm auf. Die Polymer-Nano-Fasern können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch einen Durchmesser bis zu 3 Mikrometer aufweisen.
Diesbezüglich vorteilhafte Ausgestaltungen sind in der EP 3 922 217 A1 beschrieben, auf die hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Der medizinische Wirkstoff kann vorzugsweise in ein Polymer eingelagert sein, sodass die medizinische Wirkstoffschicht ausgebildet wird, und wobei der medizinische Wirkstoff vorzugsweise ein Antiproliferativum, bspw. Sirolimus, oder andere Limus-Derivate oder Paclitaxel (PTX) oder ein langzeitstabiles Depot-Gestagen, bspw. Etonogestrel, Levonorgestrel oder ein Antiprogesteron, bspw. Mifepriston oder ein Spermizid bspw. Nonoxinol 9 oder ein Zytostatikum, bspw. Mitomycin, Capecitabin oder Methotrexat (MTX) ist.
Die Funktionshülse kann an einem proximalen und/oder an einem distalen Ende einen geringeren Querschnitt aufweisen als der Rest der Hülse, wobei vorzugsweise ein proximaler und/oder ein distaler sich in etwa konusförmiger verjüngender Abschnitt vorgesehen sind.
Durch die Querschnittsreduzierung der Funktionshülse kann diese gegen ein Verrutschen auf dem Ballon gesichert werden.
Herkömmliche Ballons tendieren beim Entfalten zu einem verstärkten Aufdehnen in ihren distalen und proximalen Abschnitten („Dog-Bone“), wodurch die Gefäßwand dort besonders traumatisiert werden kann. Bei den Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ballonkathetervorrichtung ist es daher vorteilhaft, auf fenster- oder schlitzförmige Durchgangsöffnungen der Funktionshülse in den unmittelbar den Ballonschultern benachbarten Abschnitten proximal und distal zu verzichten, um eine Dog-Bone-Deformation des Ballons beim Entfalten zu verhindern.
Weiterhin kann die Funktionshülse über proximale und/oder distale Laschenelemente mit dem Katheterschaft des Ballonkatheters verbunden sein.
Dies bewirkt ebenfalls eine Sicherung gegen Verrutschen und insbesondere erleichtert dies das Einziehen der Hülse in den Ballonkatheter.
Die rohrförmige Funktionshülse kann eine tangentiale und/oder eine axiale Stützschicht aufweisen, wobei die tangentiale Stützschicht durch Polymer-Nano-Fasern mit höherer Festigkeit und/oder durch eine zusätzliche Polymerschicht ausgebildet ist (z.B. durch ein laser-geschnittenes tubuläres, degradierbares Polymer-Halbzeug, oder durch eine mittels Melt-Electrospinning-Writing-MEW gebildete Schicht) und/oder dass die Funktionshülse tangential umlaufend und gleich beabstandet voneinander angeordnete axiale Stützstreben aufweist, die vorzugsweise im Bereich der inneren Faltungslinien außerhalb der Funktionshülse angeordnet sind.
Durch eine derartige bauliche Ausgestaltung lässt sich die Steifigkeit der Funktionshülse in axialer und tangentialer Richtung einstellen bzw. verbessern.
Die Beschichtung der Ballonmembran durch Dip-Coating oder als aufgesprühtes Polymer-Vlies oder als ummantelnde Zwischenhülse kann adhäsive Eigenschaften aufweisen.
Durch die adhäsiven Eigenschaften der wirkstoffenthaltenden Polymerkomponente wird das Anhaften an der Hohlorganwand begünstigt. Das bedeutet konkret, dass die über die Durchgangsöffnung der Funktionshülse abgepressten Anteile der medizinischen Wirkstoffschicht beim Entfalten an der Innenwandung eines Hohlorgans anhaften.
Die Hülse kann mit der Ballonmembran stoffschlüssig verbunden sein, z.B. durch punktuelles Kleben oder Polymer-Schweißen, wobei die Verbindungspunkte bevorzugt auf inneren Faltungslinien der Ballonmembran angeordnet sind.
Die Funktionshülse ist vorzugsweise aus einem gering dehnfähigen Polymer ausgebildet, dessen Dehnfähigkeit geringer als die Dehnfähigkeit der Ballonmembran des Ballons ist.
Eine Gesamtfläche der Durchgangsöffnung, wenn diese als Schlitze ausgebildet sind, kann zumindest 10 Prozent bzw. zumindest 15 Prozent bzw. zumindest 20 Prozent bis maximal 50 Prozent bzw. 45 Prozent bzw. 40 Prozent bzw. maximal 35 Prozent und insbesondere maximal 30 Prozent der Gesamtfläche der Funktionshülse betragen, oder
eine Gesamtfläche der Durchgangsöffnungen kann, wenn diese als fensterartige Öffnungen ausgebildet sind, zumindest 30 Prozent bzw. zumindest 35 Prozent bzw. zumindest 40 Prozent bzw. zumindest 45 Prozent bzw. zumindest 50 Prozent bis 85 Prozent bzw. maximal 80 Prozent bzw. 75 Prozent bzw. maximal 70 Prozent der Gesamtfläche der Funktionshülse betragen.
Zudem kann auf der Funktionshülse im Ausgangszustand eine äußere Schutzhülle angeordnet sein.
Durch eine solche folienartige Schutzhülle wird ein Blutkontakt vermieden und somit eine Thrombusbildung während des Einbringens der Hülse verhindert. Am Implantationsort kann die Schutzhülle dann durch Zurückziehen oder durch ein entfaltungsbedingtes Zerreißen entfernt werden. Darüber hinaus kann die Stabilität der Faltung der Hülse für den Transport auf dem Ballonkatheter durch eine adhäsive Oberflächenbehandlung der Außenfläche der Hülse unterstützt werden.
Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung einer Funktionshülse für eine vorstehend aufgezeigte Ballonkathetervorrichtung vorgesehen. Dieses umfasst die folgenden Schritte:

Blasformen eines rohrförmigen Polymer-Rohlings in einer temperierten metallischen Form auf den Durchmesser einer inneren Mantelwandung,
Entformung und Ablängung im Bereich von Hülsenschultern,
Aufziehen der Hülse auf einen Haltekern, wobei dieser auch aus einem entfaltbaren Drahtgeflecht bestehen kann, das sich sowohl an den Hülsen-Entfaltungsdurchmesser als auch an den geringeren Durchmesser der Hülsenschultern anpassen kann,
Schneiden, insbesondere Laser-Schneiden von Durchgangsöffnungen in die Hülse, um die Funktionshülse auszubilden.

Zudem ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung einer vorstehend aufgezeigten Ballonkathetervorrichtung vorgesehen. Dieses umfasst die folgenden Schritte:

Aufbringen einer medizinischen Wirkstoffschicht auf eine äußere Mantelwandung eines vorzugsweise vorgefalteten Ballons einer Ballonkathetervorrichtung im aufgedehnten Zustand des Ballons,
Aufbringen (axiales Aufziehen) einer vorgefalteten Funktionshülse auf/über die getrocknete Wirkstoffschicht bei deflatiertem Ballon, wobei die Orientierung derart ist, dass die Falten von Ballon und Hülse ineinander liegen, Verbinden der Funktionshülse und des Ballons (chemische, stoffschlüssige Verbindung: Schweißen, Kleben),
gleichmäßiges Falten und Wickeln des Ballons gemeinsam mit der Funktionshülse um eine Längsachse der Ballonkathetervorrichtung zur Lagerung bis zur Anwendung.

Das Auftragen der Polymer-Gel-Lösung auf den Ballon oder auf einen zylindrischen Formkörper (separates Vlies) kann durch Versprühen mit einem Luftstrahl (Airspraying) oder durch Verspinnen in einem elektrischen Feld (Electrospinning) und/oder durch eine Kombination davon (Electrostatic Airspraying) und/oder durch Tauchen in eine Lösung (Dip-Coating) und/oder durch Aufbringen eines kontinuierlichen Schmelzestrangs (Melt-Electrospinning-Writing) erfolgen oder diskontinuierlich mittels 3D-Druck aufgetragen werden.
Zudem kann auf die Ballonmembran oder auf den Träger des Vlieses vor dem Auftragen des Gemisches eine Trennschicht aufgetragen werden.
Das Vorsehen einer entsprechenden Trennschicht erleichtert später das Lösen von der Ballonmembran bzw. vom Träger.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Verfahren entsprechen analog den Vorteilen, die vorstehend anhand der erfindungsgemäßen Ballonkathetervorrichtung erläutert wurden.
Für alle Anwendungen der erfindungsgemäßen Ballonkathetervorrichtung in Hohlorganen gilt dass damit eine atraumatische Aufdehnung von Engstellen durch die kissenförmige Segmentierung der Außenkontur erzielt werden kann. Mögliche Wirkstoff-Applikationen lassen sich je nach Hohlorgan-Anwendung wie folgt kurz zusammenfassen:

- Für den Einsatz im Blutgefäß eignen sich Antiproliferativa wie Limus-Derivate (z.B. Sirolimus) oder Paclitaxel (PTX) als Wirkstoff für die Übertragung in die Gefäßwand zur Reduzierung einer überschießenden Wandreaktion (intimale Hyperplasie)
- Bei einer Applikation im Eileiter eignen sich Wirkstoffe mit kontrazeptiver Wirkung z. B. langzeitstabile Depot-Gestagene, wie z.B. Etonogestrel, Levonorgestrel oder ein geeignetes Antiprogesteron, wie z.B. Mifepriston oder ein Spermizid, wie z.B. Nonoxinol 9 vorgesehen sein. Grundsätzlich ist auch eine Applikation mit einem kontrazeptiven Wirkstoff im Bereich des Ductus deferens (Samenleiter) möglich.
- Zur Therapie von Karzinomen in Hohlorganen, z.B. in den Gallenwegen, können als medizinsche Wirkstoffe Zytostatika wie z.B. Mitomycin, Capecitabin oder Methotrexat (MTX) vorgesehen sein.
- Weitere mögliche Applikationen umfassen weitere Hohlorgane wie den Pankreasgang, die ableitenden Harnwege, Lymphgefäße, wie den Ductus thoracicus, das Tracheobronchialsystem, den Ductus nasolacrimalis, die Tuba Eustachii oder auch den Gastrointestinaltrakt.

Weiterhin sind medizinische und therapeutische Verfahren zur Behandlung von Hohlorganen mit der erfindungsgemäßen Ballonkathetervorrichtung vorgesehen.
Für den Einsatz im Blutgefäß soll die erfindungsgemäßen Ballonkathetervorrichtung als Träger für Antiproliferativa wie Limus-Derivate dienen und damit deren Übertragung mit einem längerfristigen Kontakt zur Gefäßwand gewährleisten.
Bei der Anwendung in Blutgefäßen haben Limus-Derivate eine viel günstigere biologische Wirkung als Paclitaxel. Sie lassen sich jedoch schlecht mit herkömmlich beschichteten Ballons per einmaligem kurzen Ballonkontakt in die Gefäßwand übertragen, da sie deutlich schlechter anhaften als Paclitaxel-Kristalle, die in die Gefäßwand gespießt werden. Mit der erfindungsgemäßen Ballonkathetervorrichtung wird die Polymer-Wirkstoffschicht über die Durchgangsöffnungen der Funktionshülse als „Gel-Spots“ oder Micro-Flakes" an bzw. in die Gefäßwand gepresst.
Bei einer Applikation der erfindungsgemäßen Ballonkathetervorrichtung im Bereich der Eileiter können Wirkstoffe mit kontrazeptiver Wirkung wie langzeitstabile Depot-Gestagene, z.B. Etonogestrel, Levonorgestrel oder ein geeignetes Antiprogesteron, wie z.B. Mifepriston oder ein Spermizid, wie z.B. Nonoxinol 9 vorgesehen sein. Grundsätzlich ist auch eine Applikation mit einem kontrazeptiven Wirkstoff im Bereich des Ductus deferens (Samenleiter) möglich.
Zur Therapie von Karzinomen in Hohlorganen, z.B. in den Gallenwegen, können für die erfindungsgemäße Ballonkathetervorrichtung als medizinsche Wirkstoffe Zytostatika wie z.B. Mitomycin, Capecitabin oder Methotrexat (MTX) vorgesehen sein.
Weitere mögliche Applikationen der Ballonkathetervorrichtung umfassen weitere Hohlorgane wie den Pankreasgang, die ableitenden Harnwege, Lymphgefäße, wie den Ductus thoracicus, das Tracheobronchialsystem, den Ductus nasolacrimalis, die Tuba Eustachii oder auch den Gastrointestinaltrakt.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Diese zeigen in

1 eine schematische seitliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Ballonkathetervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, mit fensterartig ausgebildeten Durchgangsöffnungen,
2 eine schematische seitliche Darstellung der erfindungsgemäßen Ballonkathetervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, mit fensterartig ausgebildeten Durchgangsöffnungen und sich konusförmig verjüngenden Abschnitten am proximalen und am distalen Ende,
3 eine schematische seitliche Darstellung der erfindungsgemäßen Ballonkathetervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, mit dreieckigen fensterartigen Durchgangsöffnungen,
4 eine schematische seitliche Darstellung der erfindungsgemäßen Ballonkathetervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, mit drei Schlitzreihen aus sich in Längsrichtung erstreckenden Axialschlitzen und proximalen sowie distalen Laschenelementen,
5 eine schematische seitliche Darstellung der erfindungsgemäßen Ballonkathetervorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, mit drei Schlitzreihen und einem Muster aus Poren (Perforationen) und sich konusförmig verjüngenden Abschnitten am proximalen und am distalen Ende,
6 eine schematische seitliche Darstellung der erfindungsgemäßen Ballonkathetervorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, mit drei Schlitzreihen, sich konusförmig verjüngenden Abschnitten am proximalen und am distalen Ende und sich in Axialrichtung erstreckenden Stützstreben,
7 eine schematische seitliche Darstellung der erfindungsgemäßen Ballonkathetervorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel mit einer segmentierten Struktur aus miteinander verbundenen Umfangsringen,
8 eine schematische Darstellung eines Faltmusters (Plissierung in 3 Falten) der Funktionshülse,
9 eine schematische Darstellung eines Drittels eines Umfangssegments, entsprechend der Mantelfläche einer Falte, im abgewickelten Zustand,
10 eine weitere Ausführungsform eines Drittels eines Umfangssegments, entsprechend der Mantelfläche einer Falte, im abgewickelten Zustand,
11 eine schematische Darstellung eines Funktionshülsenabschnitts mit axial orientierten Schlitzen einer Funktionshülse, das eine deutliche kissenartige Vorwölbung einer darunterliegenden Ballonmembran bei Aufdehnung erlaubt,
12 eine Darstellung eines Funktionshülsenabschnitts mit tangential orientierten Schlitzen einer Funktionshülse, das eine geringe Vorwölbung einer darunterliegenden Ballonmembran bei Aufdehnung erlaubt,
13 eine weitere Darstellung eines abschnittweisen Schlitzmusters von Schlitzen einer Funktionshülse,
14 eine weitere Darstellung eines abschnittweisen Schlitzmusters von Schlitzen einer Funktionshülse,
15 eine schematische Darstellung von gruppierten Axialschlitzen und Löchern (Poren) der Funktionshülse und
16 eine schematische Darstellung von einer Kombination aus gruppierten Axialschlitzen und Löchern mit gewollter Rissbildung zwischen jeweilsaxial eng benachbarten Schlitzen bei Ballonaufdehnung.

Eine erfindungsgemäße Ballonkathetervorrichtung 1 wird im Folgenden anhand eines ersten Ausführungsbeispiels näher beschrieben (1).
Die Ballonkathetervorrichtung 1 ist zur atraumatischen Behandlung von Hohlorganen ausgebildet und umfasst einen Ballonkatheter 2 (ohne proximalen Katheterschaft dargestellt) mit einem Ballon 3. Auf eine äußere Mantelwandung des Ballons 3 ist eine medizinische Wirkstoffschicht 4 aufgebracht.
Die medizinische Wirkstoffschicht 4 ist als eine Beschichtung einer Ballonmembran des Ballons 3 ausgebildet, wobei die medizinische Wirkstoffschicht in einer Polymer-Gel-Formulierung enthalten ist.
Alternativ kann die medizinische Wirkstoffschicht 4 als ein auf der Ballonmembran aufgesprühtes biodegradierbares Polymer-Vlies mit Kompartimenten bzw. Mikrokompartimenten ausgebildet sein, in die der medizinische Wirkstoff eingelagert ist.
Weiter alternativ kann die medizinische Wirkstoffschicht 4 als rohrförmige Zwischenhülse mit einer Vliesstruktur aus biodegradierbaren Polymer mit Mikrokompartimenten bzw. Kompartimenten, in die der medizinische Wirkstoff eingelagert ist, ausgebildet sein.
Auf der medizinischen Wirkstoffschicht 4 bzw. auf dem Ballon 3 des Ballonkatheters 2 ist eine Funktionshülse 5 angeordnet.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Funktionshülse 5 in etwa rohrförmig bzw. zylindrisch aus einem gering dehnfähigen Polymer ausgebildet.
In der Funktionshülse 5 sind in etwa rechteckförmige Durchgangsöffnungen 6 vorgesehen, die durch ebenflächige Abschnitte bzw. ebenflächige Streben 7 begrenzt sind.
Hierbei ist vorgesehen, dass in etwa die gesamte Fläche der Funktionshülse 5 die Durchgangsöffnung 6 aufweist bzw. die Durchgangsöffnung 6 über nahezu die gesamte Fläche der Funktionshülse 5 angeordnet sind.
In einem Ausgangszustand ist die Funktionshülse 5 zusammen mit der medizinischen Wirkstoffschicht 4 und dem Ballon 3 um eine Hülsenlängsachse gefaltet, wobei die Faltung als Plissierung um eine Hülsenlängsachse gerichtet ist und in einem Endzustand zum Anliegen an einer Innenwandung eines Hohlorgans entfaltbar ist.
Die Durchgangsöffnungen weisen gemäß allen Ausführungsbeispielen abgerundete Kanten auf.
Weiterhin weist die Funktionshülse im Bereich ihrer Streben 7 bzw. auf ihre gesamten Mantelwandung Poren 20 (nicht dargestellt in 1) auf.
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Ballonkathetervorrichtung 1 anhand eines zweiten Ausführungsbeispiels näher beschrieben (2). Sofern nichts Anderes beschrieben ist, entspricht das zweite Ausführungsbeispiel genauso wie die weiteren noch folgenden Ausführungsbeispiele im Wesentlichen der Ballonkathetervorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Gleiche technische Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist die Funktionshülse 5 der Ballonkathetervorrichtung 1 an einem proximalen und an einem distalen Ende 8, 9 einen geringeren Querschnitt auf als der Rest der Funktionshülse. Diese Abschnitte werden als proximaler und distaler konusförmiger Abschnitt 10, 11 bezeichnet. Der proximale konusförmige Abschnitt 10 und der distale konusförmige Abschnitt 11 sind ausgebildet, um ein axiale Verschiebung der Funktionshülse 5 auf dem Ballon 3 zu verhindern.
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel sind die Durchgangsöffnungen 6 in etwa dreieckförmig ausgebildet (3).
Gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel sind die Durchgangsöffnungen 6 als sich in Axialrichtung erstreckende Schlitze ausgebildet, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Reihen von tangential umlaufenden axialen Schlitzen vorgesehen sind (4).
Zudem ist die Funktionshülse 5 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Ballonkathetervorrichtung über proximale und distale Laschenelemente 12, 13 mit einem Katheterschaft 14 des Ballonkatheters 2 verbunden.
Auf diese Weise wird die Funktionshülse 5 gegen ein Verrutschen auf dem Ballon 3 der Ballonkathetervorrichtung 1 gesichert. Zudem erleichtern die Laschenelemente 12, 13 das Einziehen der Funktionshülse 5 zusammen mit dem Ballonkatheter 2 in einen Führungskatheter oder eine Schleuse.
Gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, das im Wesentlichen dem vierten Ausführungsbeispiel entspricht, sind die Durchgangsöffnungen 6 ebenfalls in Form von Axialschlitzen ausgebildet, wobei die Funktionshülse zudem den proximalen konusförmigen Abschnitt 10 und den distalen konusförmigen Abschnitt 11 umfasst und im Bereich der Streben 7 ein Muster von Poren (Perforationen) aufweist ( 5).
Gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, das im Wesentlichen dem fünften Ausführungsbeispiel entspricht, weist die Funktionshülse 5 drei Axialstreben 15 auf, die sich über in etwa die gesamte Länge der Funktionshülse 5 in Axialrichtung erstrecken und tangential umlaufend in etwa gleich beabstandet voneinander in einem Winkel von in etwa 120° angeordnet sind (6). Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind drei axiale Stützstreben vorgesehen, um die Steifigkeit der Funktionshülse in axialer Richtung zu erhöhen. Es können aber auch zwei oder vier oder fünf oder mehr Axialstreben 15 vorgesehen sein.
Die als Schlitze ausgebildeten Durchgangsöffnungen gemäß dem vierten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiel können in Axialrichtung über Sollreißstellen 17 (16) miteinander verbunden sein, sodass bei einer Ballonaufdehnung mehrere benachbarte axiale Schlitze sich zu einem gemeinsamen axialen Schlitz verbinden und eine größere Kissenbildung in diesem Bereich ermöglichen.
Gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel sind die Durchgangsöffnungen 6 der Funktionshülse in Form von tangential umlaufenden Ausnehmungen bzw. Schlitzen ausgebildet, die jedoch zumindest einmal von axial verlaufenden Streben 7 unterbrochen sind.
Wie vorstehend aufgezeigt, können die technischen Merkmale der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der geometrischen bzw. baulichen Ausgestaltung der Durchgangsöffnungen 6, der Streben 7, der konusförmigen Abschnitte 10, 11, der Laschenelemente 12, 13, der Axialstreben oder Tangentialstreben oder auch einer axialen oder einer tangentialen Stützschicht und der Sollreißstellen 17, sofern technisch möglich und sinnvoll, beliebig miteinander kombiniert werden.
Verschiedene bzw. unterschiedliche Ausgestaltungen der Durchgangsöffnungen 6, sofern diese als Schlitze ausgebildet sind, sind in den 11 bis 16 dargestellt.
Vorzugsweise erstrecken sich die Schlitze lediglich in Axialrichtung (11).
Die Schlitze können jedoch auch gegenüber der Axialrichtung geneigt sein (13).
Zudem können die Schlitze auch wellenförmig ausgebildet sein (14).
Weiterhin können sich die Schlitze auch gemäß einer nicht vorteilhaften Ausgestaltung in Tangentialrichtung erstrecken, woraus keine wesentliche Kissenbildung einer darunter befindlichen, aufgedehnten Ballonmembran resultiert (12).
Im Bereich der Streben 7 und insbesondere auch im Bereich zwischen den Axialschlitzen sind Poren 16 über die gesamte Mantelwandung der Funktionshülse 5 verteilt angeordnet (15).
Gemäß einer solchen Ausgestaltung können die Schlitze auch kürzer ausgebildet sein, wobei dann beispielsweise vier Axialschlitze über Sollreißstellen 17 beim Expandieren des Ballons 3 miteinander verbindbar sind (16).
Der Ballon 3, die medizinische Wirkstoffschicht 4 und die Funktionshülse 5 der Ballonkathetervorrichtung 1 sind in einem Ausgangszustand um eine Katheterlängsachse gefaltet bzw. plissiert. Bei der Faltung sind beispielsweise drei gleich große auf dem Umfang gleichmäßige verteilte in Axialrichtung verlaufende Falten vorgesehen. Die Falten erstrecken sich entlang einer ersten Faltungslinie A und einer zweiten Faltungslinie B (8 bis 10).
Die Falten sind gleichmäßig und gleichsinnig um die Längsachse des Ballonkatheters gewunden und an diesen angelegt.
Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung einer Funktionshülse für eine vorstehend aufgezeigte Ballonkathetervorrichtung vorgesehen. Dieses umfasst die folgenden Schritte:

Blasformen eines rohrförmigen Polymer-Rohlings in einer temperierten metallischen Form auf den Durchmesser einer inneren Mantelwandung,
Entformung und Ablängung im Bereich von Hülsenschultern,
Aufziehen der Hülse auf einen Haltekern, wobei dieser auch aus einem entfaltbaren Drahtgeflecht bestehen kann, dass sich sowohl an den Hülsen-Entfaltungsdurchmesser als auch an den geringeren Durchmesser der Hülsenschultern anpassen kann,
Schneiden, insbesondere Laser-Schneiden von Durchgangsöffnungen in die Hülse, um die Funktionshülse auszubilden.

Aufbringen einer medizinischen Wirkstoffschicht auf eine äußere Mantelwandung eines vorzugsweise vorgefalteten Ballons einer Ballonkathetervorrichtung im aufgedehnten Zustand des Ballons,
Aufbringen (axiales Aufziehen) einer vorgefalteten Funktionshülse auf/über die getrocknete Wirkstoffschicht bei deflatiertem Ballon, wobei die Orientierung derart ist, dass die Falten von Ballon und Hülse ineinander liegen, Verbinden der Funktionshülse und des Ballons (chemische Stoffschlüssigverbindung: Schweißen, Kleben),
gleichmäßiges Falten und Wickeln des Ballons gemeinsam mit der Funktionshülse um eine Längsachse der Ballonkathetervorrichtung zur Lagerung bis zur Anwendung und für den Transport zum Wirkort.

Das Auftragen der Polymer-Gel-Lösung auf den Ballon oder auf einen zylindrischen Formkörper (separates Vlies) kann durch Versprühen mit einem Luftstrahl (Airspraying) oder durch Verspinnen in einem elektrischen Feld (Electrospinning) und/oder durch eine Kombination davon (Electrostatic Air-spraying) und/oder durch Tauchen in eine Lösung (Dip-Coating) und/oder durch Aufbringen eines kontinuierlichen Schmelzestrangs (Melt-Electrospinning-Writing) erfolgen oder diskontinuierlich mittels 3D-Druck aufgetragen werden.
Zudem kann auf die Ballonmembran oder auf den Träger des Vlieses vor dem Auftragen des Gemisches eine Trennschicht aufgetragen werden.
Das Vorsehen einer entsprechenden Trennschicht erleichtert später das Lösen von der Ballonmembran bzw. vom Träger.
Bezugszeichenliste

1: Ballonkathetervorrichtung
2: Ballonkatheter
3: Ballon
4: Medizinische Wirkstoffschicht
5: Funktionshülse
6: Durchgangsöffnungen
7: Streben
8: Proximales Ende
9: Distales Ende
10: Proximaler konusförmiger Abschnitt
11: Distaler konusförmiger Abschnitt
12: Proximale Laschenelemente
13: Distale Laschenelemente
14: Katheterschaft
15: Axialstreben
16: Poren
17: Sollreißstellen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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US 6059823 A [0008]
US 2010249946 A1 [0008]

Claims

Ballonkathetervorrichtung (1) zur atraumatischen Behandlung von Hohlorganen, umfassend einen Ballonkatheter (2) mit einem Ballon (3), eine auf dem Ballon (3) applizierte rohrförmige Funktionshülse (5) zur gerichteten segmentierten kissenartigen Entfaltung des Ballons (3), und wobei die Funktionshülse (5) in einem Ausgangszustand zusammen mit dem Ballon (3) um eine Hülsenlängsachse gefaltet ist, und wobei die Faltung der Funktionshülse (5) als Plissierung um eine Hülsenlängsachse gerichtet ist und in einem Endzustand zum Anliegen an einer Innenwandung eines Hohlorganes entfaltbar ist, und wobei die rohrförmige Funktionshülse (5) ebenflächige Abschnitte und/oder ebenflächige Streben (7) aufweist, die Durchgangsöffnungen (6) begrenzen, sodass die Funktionshülse (5) zur abschnittweisen Begrenzung einer Ballonaufdehnung des Ballons (3) ausgebildet ist.
Ballonkathetervorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen (6) als Schlitze bzw. langgestreckte Öffnungen, insbesondere Axialschlitze oder sinusförmige, axial orientierte Schlitze und/oder als in etwa rechteckförmige oder in etwa elliptische oder in etwa kreisförmige Fenster bzw. fensterartige Öffnungen in einer ansonsten durchgehenden ebenflächigen Mantelwandung der Funktionshülse (5) ausgebildet sind, die vorzugsweise abgerundete Kanten aufweisen, wobei entlang der Hülsenlängsachse zwei oder drei oder vier oder fünf oder mehr Reihen von Schlitzen angeordnet sind und/oder wobei die Hülse abschnittsweise oder über ihre gesamte Fläche mit Fenstern versehen ist, sodass die Funktionshülse (5) in diesem/n Bereich/-en einen ersten Funktionsbereich zur Kissenbildung ausbildet.
Ballonkathetervorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Funktionshülse (5) und dem Ballon (3) eine medizinische Wirkstoffschicht (4) mit einem medizinischen Wirkstoff angeordnet ist, wobei die medizinische Wirkstoffschicht (4) als eine Beschichtung der Ballonmembran aus einem, insbesondere biodegradierbaren, Polymer-Gel und einem medizinischen Wirkstoff ausgebildet ist, sodass der medizinische Wirkstoff in einer Polymer-Gel-Formulierung enthalten ist, und/oder einem auf der Ballonmembran aufgesprühten, insbesondere biodegradierbaren, Polymer-Vlies mit dem medizinischen Wirkstoff, und/oder als rohrförmige Zwischenhülse mit einer Vliesstruktur aus, insbesondere biodegradierbaren, Polymer und dem medizinischen Wirkstoff ausgebildet ist, sodass die Funktionshülse (5) zum Schutz der unter der Funktionshülse (5) angeordneten Wirkstoffschicht ausgebildet ist und im Bereich der Durchgangsöffnungen (6) einen zweiten Funktionsbereich zur Wirkstoffabgabe ausbildet.
Ballonkathetervorrichtung (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der medizinische Wirkstoff vorzugsweise in ein Polymer der medizinischen Wirkstoffschicht (4) eingelagert ist, und wobei der medizinische Wirkstoff vorzugsweise ein Antiproliferativum, bspw. Sirolimus, oder andere Limus-Derivate oder Paclitaxel (PTX) oder ein langzeitstabiles Depot-Gestagen, bspw. Etonogestrel, Levonorgestrel oder ein Antiprogesteron, bspw. Mifepriston oder ein Spermizid bspw. Nonoxinol 9 oder ein Zytostatikum, bspw. Mitomycin, Capecitabin oder Methotrexat (MTX) ist.
Ballonkathetervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Funktionshülse (5) und somit die die Funktionshülse (5) ausbildenden ebenflächigen Streben (7) Poren (16) aufweisen, sodass die Funktionshülse (5) über Ihre gesamte Mantelwandung den zweiten Funktionsbereich zur Wirkstoffabgabe ausbildet.
Ballonkathetervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionshülse (5) an einem proximalen und/oder an einem distalen Ende (8, 9) einen geringeren Querschnitt aufweist als der Rest der Hülse, wobei vorzugsweise ein proximaler und/oder ein distaler sich in etwa konusförmig verjüngender Abschnitt (10, 11) vorgesehen ist.
Ballonkathetervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionshülse (5) über proximale und/oder distale Laschenelemente (12, 13) mit dem Katheterschaft (14) des Ballonkatheters (2) verbunden sind.
Ballonkathetervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Funktionshülse (5) eine tangentiale und/oder eine axiale Stützschicht aufweist, wobei die tangentiale Stützschicht durch Polymer-Fasern mit höherer Festigkeit und/oder durch eine zusätzliche Polymerschicht ausgebildet ist und/oder dass die Funktionshülse (5) tangential umlaufend und gleich beabstandet voneinander angeordnete axiale Stützstreben aufweist, die vorzugsweise im Bereich der inneren Faltungslinien außerhalb der Funktionshülse (5) angeordnet sind.
Ballonkathetervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wirkstoffhaltige Beschichtung (4) der Ballonmembran durch Dip-Coating oder als aufgesprühtes Polymer-Vlies oder als ummantelnde Zwischenhülse adhäsive Eigenschaften aufweist.
Ballonkathetervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse mit der Ballonmembran stoffschlüssig verbunden ist, z.B. durch punktuelles Kleben oder Polymer-Schweißen, wobei die Verbindungspunkte bevorzugt auf inneren Faltungslinien liegen.
Ballonkathetervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionshülse (5) aus einem gering dehnfähigem Polymer ausgebildet ist, dessen Dehnfähigkeit geringer als die Dehnfähigkeit der Ballonmembran des Ballons (3) ist.
Ballonkathetervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamtfläche der Durchgangsöffnungen (6), wenn diese als Schlitze ausgebildet sind, in etwa 10% bis 30% der Gesamtfläche der Funktionshülse (5) beträgt, oder dass eine Gesamtfläche der Durchgangsöffnungen (6), wenn diese als fensterartige Öffnungen ausgebildet sind, in etwa 50% bis 70% der Gesamtfläche der Funktionshülse (5) beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Funktionshülse (5) für eine Ballonkathetervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend die folgenden Schritte: Blasformen eines rohrförmigen Polymer-Rohlings in einer temperierten metallischen Form auf den Durchmesser der inneren Mantelwandung, Entformung und Ablängung im Bereich von Hülsenschultern, Aufziehen der Hülse auf einen entfaltbaren und/oder komprimierbaren Haltekern, Schneiden, insbesondere Laserschneiden, von Durchgangsöffnungen (6) in die Hülse, um die Funktionshülse (5) auszubilden.
Verfahren gemäß Anspruch 13 zur Herstellung einer Ballonkathetervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend die folgenden Schritte: Aufbringen einer medizinischen Wirkstoffschicht (4) auf eine äußere Mantelwandung eines vorzugsweise vorgefalteten Ballons (3) einer Ballonkathetervorrichtung (1) im aufgedehnten Zustand des Ballons (3), Aufbringen einer vorgefalteten Funktionshülse (5) auf/über die getrocknete Wirkstoffschicht bei deflatiertem Ballon (3), Orientierung so dass die Falten von Ballon (3) und Hülse (5) ineinander liegen, Verbinden der Funktionshülse (5) und des Ballons (3), Gleichmäßiges Falten und Wickeln des Ballons (3) gemeinsam mit der Funktionshülse (5) um eine Längsachse der Ballonkathetervorrichtung (1) für die Lagerung und bei Anwendung für den Transport zum Wirkort.
Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen der Polymer-Lösung auf den Ballon (3) oder auf den zylindrischen Formkörper (separates Vlies) durch Versprühen mit einem Luftstrahl (Air Spraying) oder durch Verspinnen in einem elektrischen Feld (Electrospinning) und/oder durch eine Kombination davon (Electrostatic Air Spraying) und/oder durch Tauchen in eine Lösung (Dip Coating) und/oder durch Aufbringen eines kontinuierlichen Schmelzestrangs (Melt Electrospinning Writing) erfolgt oder diskontinuierlich mittels 3D-Druck aufgetragen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung durch Dip-Coating, Sprühverfahren oder Electrospinning als Lösungsmittel Substanzen mit ausreichend hohem Dampfdruck wie z. B. Chloroform, Aceton, Methanol, Heptan, Tetrahydrofuran und weitere vorgesehen sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Ballonmembran oder auf den Träger des Vlieses vor dem Auftragen des Polymer-Wirkstoff-Gemisches eine Trennschicht aufgetragen wird.