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Die Erfindung betrifft ein Implantat mit einem Grundkörper aus einem bioresorbierbaren / biokorrodirbaren Werkstoff und mit einer aktiven Beschichtung oder Füllung einer Kavität bestehend aus oder enthaltend die Komponenten
- a) zumindest eine pharmazeutisch aktive Substanz; und
- b) einen Hilfsstoff zur Verbesserung der Permeabilität der mindestens einen pharmazeutisch aktiven Substanz.
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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Implantat aus einem bioresorbierbaren / biokorrodierbaren Werkstoff mit einer aktiven Beschichtung oder Kavitätenfüllung, die wenigstens eine pharmazeutische Substanz enthält und geeignet ist als Beschichtung auch auf anderen med. Erzeugnissen zu haften, wie zum Beispiel auf PTA oder PTCA Katheter und deren Ballone.
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Hintergrund der Erfindung
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Medizinische Implantate unterschiedlichster Zweckbestimmung sind in großer Vielfalt aus dem Stand der Technik bekannt. Häufig ist nur ein zeitweiliger Verbleib des Implantats im Körper zur Erfüllung des medizinischen Zweckes erforderlich. Implantate aus permanenten Werkstoffen, also Werkstoffen, die im Körper nicht abgebaut werden, sind häufig wieder zu entfernen, da es mittel- und langfristig auch bei hoher Biokompatibilität zu Abstoßungsreaktionen des Körpers kommen kann. Ein Ansatz zur Vermeidung eines weiteren chirurgischen Eingriffs besteht nun darin, das Implantat ganz oder in Teilen aus einem bioresorbierbaren/ biokorrodierbaren Werkstoff zu formen. Unter Bioresorption /Biokorrosion werden mikrobielle Vorgänge oder schlicht durch die Anwesenheit von Körpermedien bedingte Prozesse verstanden, die zu einem allmählichen Abbau der aus dem Werkstoff bestehen Struktur führen. Zu einem bestimmten Zeitpunkt verliert das Implantat oder zumindest der Teil des Implantates, der aus dem bioresorbierbaren/ biokorrodierbaren Werkstoff besteht, seine mechanische Integrität. Die Abbauprodukte werden vom Körper weitgehend resorbiert, wobei geringe Rückstände tolerierbar sind. Bioresorbierbare/ Biokorrodierbare Werkstoffe wurden unter anderem auf Basis von Polymeren synthetischer Natur oder natürlichen Ursprungs entwickelt. Die Materialeigenschaften, aber auch teils die Biokompatibilität der Abbauprodukte der Polymere, limitieren den Einsatz jedoch deutlich. So müssen beispielsweise orthopädische Implantate häufig hohen mechanischen Beanspruchungen standhalten und vaskuläre Implantate, z.B. Stents, je nach Design sehr speziellen Anforderungen an E-Modul, Bruchfestigkeit und Formbarkeit genügen.
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In
DE 197 31 021 A1 wird vorgeschlagen, medizinische Implantate aus einem metallischen Werkstoff zu formen, dessen Hauptbestandteil ein Element aus der Gruppe Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Eisen, Zink und Aluminium ist. Als besonders geeignet werden Legierungen auf Basis von Magnesium, Eisen und Zink beschrieben. Nebenbestandteile der Legierungen können Mangan, Cobalt, Nickel, Chrom, Kupfer, Cadmium, Blei, Zinn, Thorium, Zirkonium, Silber, Gold, Palladium, Platin, Silizium, Calcium, Lithium, Aluminium, Zink und Eisen sein. Weiterhin ist aus der
DE 102 53 634 A1 der Einsatz einer bioresorbierbaren/ biokorrodierbaren Magnesiumlegierung mit einem Anteil von Magnesium >90%, Yttrium 3,7 - 5,5%, Seltenerdmetallen 1,5 - 4,4% und Rest < 1% bekannt, die sich insbesondere zur Herstellung einer Endoprothese, z. B. in Form eines selbstexpandierenden oder ballonexpandierbaren Stents, eignet. Stents haben den Zweck, in Hohlorganen eines Patienten eine Stützfunktion zu übernehmen. Stents herkömmlicher Bauart weisen dazu eine filigrane Tragstruktur aus metallischen Streben auf, die zur Einbringung in den Körper zunächst in einer komprimierten Form vorliegt und am Ort der Applikation aufgeweitet wird. Einer der Hauptanwendungsbereiche solcher Stents ist das dauerhafte oder temporäre Weiten und Offenhalten von Gefäßverengungen, insbesondere von Verengungen (Stenosen) der Herzkranzgefäße. Daneben sind beispielsweise auch Aneurysmenstents bekannt, die zur Stützung beschädigter Gefäßwände dienen. Stents besitzen eine Umfangswandung von ausreichender Tragkraft, um das verengte Gefäß im gewünschten Maße offen zu halten, und einen rohrförmigen Grundkörper durch den der Blutfluss ungehindert weiterläuft. Die tragende Umfangswandung wird in der Regel von einer gitterartigen Tragstruktur gebildet, die es erlaubt, den Stent in einem komprimierten Zustand mit kleinem Außendurchmesser bis zur behandelnden Engstelle des jeweiligen Gefäßes einzuführen und dort beispielsweise mit Hilfe eines Ballonkatheters soweit aufzuweiten, dass das Gefäß den gewünschten, vergrößerten Innendurchmesser aufweist. Es ist ferner bekannt, auf dem Stent eine pharmazeutisch aktive Substanz (Wirkstoff) bereitzustellen, die insbesondere das Restenoserisiko senken und den Heilungsverlauf unterstützen soll. Der Wirkstoff kann in Reinform oder eingebettet in eine Trägermatrix als Beschichtung aufgetragen oder in Kavitäten des Implantats bereitgestellt werden. Beispiele geeigneter Wirkstoffe umfassen Sirolimus und Paclitaxel. Ein Problem bei der Optimierung wirkstoffbeladener Stents liegt in der Einstellung der Dosierung des freizusetzenden Wirkstoffs. Hierbei ist limitierend, dass die Menge des auf die Außenseite der Stents aufzubringenden Wirkstoffs stark begrenzt ist, da die für die Aufbringung bereitstehenden Flächen am Stent sehr klein sind. Bei Stents aus bioresorbierbaren/ biokorrodierbaren Magnesiumlegierungen kann zusätzlich das Problem auftreten, dass das durch Korrosion des Werkstoffs entstehende stark alkalische Milieu das Resorptionsverhalten des aufzunehmenden Wirkstoffs negativ beeinflusst. So werden Wirkstoffe teils als Hydrochloride eingesetzt, wenn die Löslichkeit des Wirkstoffs sonst zu gering ist.
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Derartige Hydrochloride werden jedoch im entstehenden stark alkalischen Milieu wieder in die schlecht löslichen deprotonierten Wirkstoffe überführt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eines oder mehrere der zuvor geschilderten Probleme zu lösen oder zumindest zu mindern. Insbesondere soll die Resorption der Wirkstoffe verbessert werden, wenn sie Bestandteil einer Beschichtung oder Kavitätenfüllung eines Implantats aus einem bioresorbierbaren/ biokorrodierbaren Werkstoff sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Implantat mit einem Grundkörper aus einem bioresorbierbaren/biokorrodierbaren Werkstoff und mit einer aktiven Beschichtung oder Füllung einer Kavität bestehend oder enthaltend die Komponenten
- 1. a) mindestens eine pharmazeutisch aktive Substanz; und
- 2. b) einen Hilfsstoff zur Verbesserung der Permeabilität der mindestens einen pharmazeutisch aktiven Substanz.
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Unter einem Hilfsstoff zur Verbesserung der Permeabilität der mindestens einen pharmazeutisch aktiven Substanz (Wirkstoff) werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Verbindungen verstanden, die bedingt durch chemische, physikalische oder physiologische Wechselwirkungen die Penetration der pharmazeutisch aktiven Substanz durch das Gewebe zu erhöhen und somit die Gewebskonzentration an Wirkstoff steigern. Als Erfindungsgemäßen Hilfsstoff eignen sich Pyoyerdinen und Alginaten die den Supramolekularkomplex Biotensidon - Rhamnolipide bilden.Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in Gegenwart von Pyoyerdinen und Alginaten die den Supramolekularkomplex Biotensidon - Rhamnolipide bilden. das lokale Resorptionsverhalten von aktiven Substanzen insbesondere im sich bei Degradation des Stents entstehenden stark alkalischen Milieu verbessern lässt. Durch das alkalische Medium wird eine Vielzahl von neutralen aktiven Substanzen umgepolt. Diese geladenen Verbindungen können möglicherweise ihre Funktion nicht mehr übernehmen oder sind nicht mehr in der Lage, an ihren Zielort zu gelangen. Allerdings ermöglichen die erfindungsgemäßen Hilfsstoffe eine verbesserte Permeabilität dieser ggf. beeinträchtigten aktiven Substanzen. Die aktive Beschichtung bzw. Kavitätenfüllung beinhaltet neben dem Hilfsstoff zur Verbesserung der Permeabilität der mindestens einen pharmazeutisch aktiven Substanz, insbesondere dem Pyoyerdinen und Alginaten die den Supramolekularkomplex Biotensidon - Rhamnolipide bilden, wenigstens eine pharmazeutisch aktive Substanz. Insbesondere ist diese pharmazeutisch aktive Substanz ausgewählt aus der Gruppe umfassend Antiphlogistika, vorzugsweise Dexamethason, Methylprednisolon und Diclophenac; Cytostatika, vorzugsweise Paclitaxel, Colchicin, Actinomycin D und Methotrexat; Immunsuppressiva, vorzugsweise Limus-Verbindungen, weiter bevorzugt Sirolimus (Rapamycin), Myolimus, Novolimus, Zotarolimus (Abt-578), Tacrolimus (FK-506), Everolimus, Biolimus, insbesondere Biolimus A9 und Pimecrolimus, Cyclosporin A und Mycophenolsäure; Thrombozytenaggregationshemmer, vorzugsweise Abciximab und I-Ioprost; Statinen, vorzugsweise Simvastatin, Mevastatin, Atorvastatin, Lovastatin, Pitavastatin, Pravastatin und Fluvastatin; Estrogenen, vorzugsweise 17b-Estradiol, Daizein und Genistein; Lipidregulatoren, vorzugsweise Fibrate; Immunsuppressiva; Vasodilatatoren, vorzugsweise Sartane; Calciumkanalblocker; Calcineurininhibitoren, vorzugsweise Tacrolimus; Antiinflammatorika, vorzugsweise Imidazole; Antiallergika; Oligonucleotiden, vorzugsweise Decoy-Oligodesoxynukleotid (dODN); Endothelbildner, vorzugsweise Fibrin; Steroiden; Proteinen/Peptiden; Proliferationshemmer; Analgetika und Antirheumatika; Endothelinrezeptor-Antagonisten, vorzugsweise Bosentan; Rho-Kinase Inhibitoren, vorzugsweise Fasudil; RGD-Peptiden und zyklische RGD (cRGD) (umfassend die Sequenz Arg-Gly-Asp); und organischen Gold- oder Platinverbindungen. Der Hilfsstoff zur Verbesserung der Permeabilität der mindestens einen pharmazeutisch aktiven Substanz, insbesondere das aus Pyoyerdinen und Alginaten die den Supramolekularkomplex Biotensidon - Rhamnolipide bilden , und die pharmazeutisch aktive Substanz können ferner in eine Matrix, vorzugsweise aus einem biokorrodierbaren Polymer, eingebettet sein. Biodegradierbare Polymere umfassen insbesondere Polydioxanon; Polyorthoester; Polyesteramide; Polycaprolacton, Polyglycoliden; Polylactiden, vorzugsweise Poly(L-lactid), Poly(D-lactid), Poly(D,L-lactid) sowie Blends, Co-Polymere und Tri-Polymere hiervon, vorzugsweise Poly(L-lactid-co-glycolid), Poly(D-L-lactid-coglycolid), Poly(L-lactid-co-L-lactid), Poly(L-lactid-co-trimethylencarbonat); Polysaccharide, vorzugsweise Chitosan, Levan, Hyaluronsäure, Heparin, Dextran, Chodroitinsulfat und Cellulosen; Polyhydroxyvalerat; Ethylvinylacetat; Polyethylenoxiden; Polyphosphorylcholin; Fibrin; Albumin; und/oder Polyhydroxybuttersäuren, vorzugsweise ataktische, isotaktische und/oder syndiotaktische Polyhydroxybuttersäure sowie deren Blends. Ebenso nicht oder langsam degradierende Polymere wie: Polyphoshazene wie die Polyaminophoshazene oder Poly[bis(trifluroexthoxy)phosphazen], Polyurethane, wie Pellethan, oder Polyether und Polyetherblockamide, wie Pebax, und Polyamide. Implantate im Sinne der Erfindung sind über ein chirurgisches Verfahren in den Körper eingebrachte Vorrichtungen und umfassen Befestigungselemente für Knochen, beispielsweise Schrauben, Platten oder Nägel, chirurgisches Nahtmaterial, Darmklammern, Gefäßclips, Prothesen im Bereich des Hart- und Weichgewebes und Ankerelemente für Elektroden, insbesondere von Schrittmachern oder Defibrillatoren. Vorzugsweise ist das Implantat ein Stent. Stents herkömmlicher Bauart weisen eine filigrane Stützstruktur aus metallischen Streben auf, die zur Einbringung in den Körper zunächst in einem nicht-expandierten Zustand vorliegt und die am Ort der Applikation dann in einen expandierten Zustand aufgeweitet wird.
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Der Stent kann vor oder nach dem Crimpen auf einen Ballon beschichtet werden.Als bioresorbierbar/ biokorrodierbar im Sinne der Erfindung werden Legierungen und Elemente bezeichnet, bei denen in physiologischer Umgebung ein Abbau/Umbau stattfindet, so dass der aus dem Werkstoff bestehende Teil des Implantates ganz oder zumindest überwiegend nicht mehr vorhanden ist. Bioresorbierbare / Biokorrodierbare metallische Werkstoffe im Sinne der Erfindung umfassen Metalle und Legierungen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Eisen, Wolfram, Zink, Molybdän und Magnesium und insbesondere solche biokorrodierbare metallische Werkstoffe, die in wässriger Lösung zu einem alkalischen Produkt korrodieren.Beispielsweise besteht der metallische Grundkörper aus Reineisen, einer bioresorbierbaren/ biokorrodierbaren Eisenlegierung, einer bioresorbierbaren/ biokorrodierbaren Wolframlegierung, einer bioresorbierbaren / biokorrodierbaren Zinklegierung oder einer bioresorbierbaren/ biokorrodierbaren Molybdänlegierung. Vorzugsweise besteht der metallische Grundkörper aus Magnesium. Insbesondere ist der bioresorbierbaren/ biokorrodierbare metallische Werkstoff eine Magnesiumlegierung. Unter einer bioresorbierbaren/ biokorrodierbaren Magnesiumlegierung wird ein metallisches Gefüge verstanden, dessen Hauptkomponente Magnesium ist. Hauptkomponente ist die Legierungskomponente, deren Gewichtsanteil an der Legierung am höchsten ist. Ein Anteil der Hauptkomponente beträgt vorzugsweise mehr als 50 Gew.%, insbesondere mehr als 70 Gew.%. Vorzugsweise enthält die biokorrodierbare Magnesiumlegierung Yttrium und weitere Seltenerdmetalle, da sich eine derartige Legierung aufgrund ihrer physiko-chemischen Eigenschaften und hohen Biokompatibilität, insbesondere auch seiner Abbauprodukte, auszeichnet. Besonders bevorzugt wird eine Magnesiumlegierung der Zusammensetzung Seltenerdmetalle 5,2 - 9,9 Gew.%, davon Yttrium 3,7 - 5,5 Gew.%, und Rest < 1 Gew.%, wobei Magnesium den auf 100 Gew.% fehlenden Anteil an der Legierung einnimmt, eingesetzt. Unter der Sammelbezeichnung „Seltenerdmetalle“ werden vorliegend Scandium (21), Yttrium (39), Lanthan (57) und die 14 auf Lanthan (57) folgenden Elemente, nämlich Cer (58), Praseodym (59), Neodym (60), Promethium (61), Samarium (62), Europium (63), Gadolinium (64), Terbium (65), Dysprosium (66), Holmium (67), Erbium (68), Thulium (69), Ytterbium (70) und Lutetium (71) verstanden. Die Magnesiumlegierung ist in ihrer Zusammensetzung so zu wählen, dass sie biioresorbierbar/ biokorrodierbar ist. Als bioresorbierbar/biokorrodierbar im Sinne der Erfindung werden Legierungen bezeichnet, bei denen in physiologischer Umgebung ein Abbau stattfindet, der letztendlich dazu führt, dass das gesamte Implantat oder der aus dem Werkstoff gebildete Teil des Implantates seine mechanische Integrität verliert. Als Prüfmedium zur Testung des Korrosionsverhaltens einer in Frage kommenden Legierung dient künstliches Plasma, wie es nach EN ISO 10993-15:2000 für Biokorrosionsuntersuchungen vorgeschrieben ist (Zusammensetzung NaCl 6,8 g/l, CaCl2 0,2 g/l, KCl 0,4 g/l, MgSO4 0,1 g/l, NaHCO3 2,2 g/l, Na2HPO4 0,126 g/l, NaH2PO4 0,026 g/l).
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Eine Probe der zu untersuchenden Legierung wird dazu in einem verschlossenen Probenbehälter mit einer definierten Menge des Prüfmediums bei 37°C gelagert. In zeitlichen Abständen - abgestimmt auf das zu erwartende Korrosionsverhalten - von wenigen Stunden bis zu mehreren Monaten werden die Proben entnommen und in bekannter Weise auf Korrosionsspuren untersucht. Das künstliche Plasma nach EN ISO 10993-15:2000 entspricht einem blutähnlichen Medium und stellt damit eine Möglichkeit dar, eine physiologische Umgebung im Sinne der Erfindung reproduzierbar nachzustellen. Eine Beschichtung im Sinne der Erfindung ist eine zumindest abschnittsweise Auftragung der Komponenten auf den Grundkörper des Stents. Vorzugsweise wird die gesamte Oberfläche des Grundkörpers des Stents von der Beschichtung bedeckt. Eine Schichtdicke liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 µm bis 100 µm, vorzugsweise besonders bevorzugt 3 µm bis 15 µm. Die Beschichtung besteht aus zumindest einem Wirkstoff und dem Hilfsstoff zur Verbesserung der Permeabilität der mindestens einen pharmazeutisch aktiven Substanz, insbesondere dem aus Pyoyerdinen und Alginaten die den Supramolekularkomplex Biotensidon - Rhamnolipide bilden.). Die Beschichtung kann weiterhin eine die beiden Komponenten aufnehmende Matrix, insbesondere aus einem bioresorbierbaren /biokorrodierbaren Polymer, beinhalten. Alternativ können die genannten Komponenten Bestandteil einer Kavitätenfüllung sein. Die Kavität befindet sich an der Oberfläche oder im Innern des Grundkörpers, so dass im letzteren Fall die Freisetzung der Komponenten erst nach Freilegung der Kavität durch Degradation des Grundkörpers erfolgt. Wirkstoff und Hilfsstoff können räumlich voneinander getrennt, ggf. auch in verschiedenen Matrices, in der Beschichtung vorliegen. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Hilfsstoff zur Verbesserung der Permeabilität der mindestens einen pharmazeutisch aktiven Substanz aus Pyoyerdinen und Alginaten die den Supramolekularkomplex Biotensidon - Rhamnolipide bilden. , in einer Konzentration in der Größenordnung eines Additivs, zwischen 0,01 und 2% in der Beschichtung vor. Eine Zugabe in der Größenordnung eines Additivs verbessert die Gewebsaufnahme ohne die sonstigen mechanischen Eigenschaften des Implantats nachteilig zu beeinflussen.
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Die Zugabe in oben beschreibender Menge verändert bei vielen Wirkstoffen, wie z.B. Paclitaxel, die Kristallinität in so geeigneter Form, dass die Bioverfügbarkeit über das leichtere und schnellere Lösungsvermögen bei geänderter Kristallinität verbessert wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Ausführungsbeispiel 1 - Beschichtung eines Stents
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Stents aus der bioresorbierbaren /biokorrodierbaren Magnesiumlegierung WE43 (93 Gew.% Magnesium, 4 Gew.% Yttrium (W) und 3 Gew.% Seltenerdmetalle (E) außer Yttrium) werden mit Chloroform gewaschen, mit de-ionisiertem Wasser gespült und getrocknet.
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Es werden folgende Beschichtungslösungen angesetzt:
- Lösung A Lösungsmittel Chloroform PLLA (Handelsname L210 von Boehringer Ingelheim) 1 g/l Paclitaxel 150 mg/l Lösungsmittel 100 Gewichtsteile Chloroform und Gewichtsteile
- Lösung B Methanol PLLA (Handelsname L210 von Boehringer Ingelheim) 1 g/l, Pyoyerdinen und Alginaten die den Supramolekularkomplex Biotensidon - Rhamnolipide bilden. (15.000 - 50.000 IU).
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Die Lösungen werden schichtweise auf den Stent durch Aufsprühen aufgetragen und getrocknet. Die letzte Schicht wird mit Lösung B aufgetragen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19731021 A1 [0004]
- DE 10253634 A1 [0004]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- EN ISO 10993-15:2000 [0010]