DE60309460T2

DE60309460T2 - Verfahren zur sprühbeschichtung einer röhrenförmigen medizinischen vorrichtung

Info

Publication number: DE60309460T2
Application number: DE60309460T
Authority: DE
Inventors: Jan Maple Grove WEBER; John Gordon Lino Lakes KOCUR
Original assignee: Boston Scientific Ltd Barbados
Current assignee: Boston Scientific Ltd Barbados
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: US6861088B2; US20050149177A1; US6743463B2; DE60309460D1; US20030185964A1; WO2003082363A1; EP1496954A4; EP1743662A3; AU2003222061A1; EP1496954B1; US20040185168A1; EP1496954A1; US7455875B2; EP1743662A2

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren zum Beschichten eines Stents oder einer medizinischen Vorrichtung, welche eine röhrenförmige Wandung aufweist. Insbesondere ist die Erfindung auf ein Verfahren zum elektrostatischen Sprühbeschichten eines Stents oder einer medizinischen Vorrichtung mit einer röhrenförmigen Wandung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder 22 gerichtet. Ein Verfahren, welches diese Schritte umfasst, ist aus der DE 202002234 bekannt.
Hintergrund der Erfindung
Es sind bereits medizinische Vorrichtungen, wie beispielsweise implantierbare Stents, mit einer Beschichtung beschichtet worden, welche ein bioverträgliches Polymer umfasst, um nachteilige physiologische Reaktionen abzumildern, wie beispielsweise die Restenose, die durch unbeschichtete Oberflächen medizinischer Vorrichtungen verursacht werden, welche in den Körper eines Patienten eingebracht oder implantiert werden. Die Beschichtung kann auch ein biologisch wirksames Material enthalten. Beispielsweise sind implantierte Stents dazu verwendet worden, um medizinische Wirkstoffe wie beispielsweise Wirkstoffe gegen Thrombose zu übertragen (vgl. US 6 099 562 (Ding et al.), US 5 879 697 (Ding et al.), US 5 092 877 (Pinchuk), US 5 304 121 (Sahatjian).
Solche Beschichtungen sind auf die Oberfläche einer medizinischen Vorrichtung durch verschiedene Verfahren aufgebracht worden, beispielsweise durch Sprühbeschichten oder durch Tauchbeschichten. Wenn eine röhrenförmige Wandung, beispielsweise ein Stent, welche darin Öffnungen aufweist, durch konventionelle Verfahren beschichtet wird, ist es bisher extrem schwierig gewesen nur die Innenfläche einer röhrenförmigen Wandung zu beschichten, ohne dass auch die Außenfläche beschichtet wird und umgekehrt. Auch ist das Verhältnis der Dicke der Beschichtung, welche sich auf der Innenfläche der röhrenförmigen Wandung befindet, zur Dicke der Beschichtung, welche sich auf der Außenfläche der röhrenförmigen Wandung befindet, welche durch konventionelle Verfahren erzeugt werden, festgelegt und kann nicht variiert werden. Beispielsweise hängt das Verhältnis der Schichtdicken spezifisch von der Anordnung der röhrenförmigen Wandung, der Größe und der Form der darin befindlichen Öffnungen ab, falls ein Sprühbeschichtungsverfahren verwendet wird, um eine solche röhrenförmige Wandung zu beschichten. Demgemäß kann dieses Verhältnis nicht gesteuert werden. Wenn ein Tauchbeschichtungsverfahren verwendet wird sind die Beschichtungsdicken auf der Innenfläche und der Außenfläche gleiche und können nicht verändert werden. Auch fehlt den konventionellen Beschichtungsmethoden die Eignung, eine röhrenförmige Wandung so zu beschichten, dass die Beschichtungsdicke entlang der Längsachse der röhrenförmigen Wandung unterschiedlich ist.
Des Weiteren besteht bei einigen medizinischen Vorrichtungen mit einer röhrenförmigen Wandung nicht die Notwendigkeit, alle Oberflächen der medizinischen Vorrichtung oder Teile davon zu beschichten, oder solche medizinische Vorrichtungen brauchen nicht mit einer Beschichtung beschichtet zu werden, die ein biologisch wirksames Material umfasst. Beispielsweise darf die Innenfläche eines Stents nicht mit einer Beschichtung beschichtet werden, die ein biologisch wirksames Material enthält, wenn es beabsichtigt ist, dass das biologisch wirksame Material einer Lumenwandung im Körper zugeführt wird, die in direktem Kontakt nur mit der Außenfläche des Stents steht. Die Innenfläche des Stents tritt nicht in direkten Kontakt mit der Lumenwandung im Körper und führt der Lumenwandung des Körpers das biologisch wirksame Material nicht zu. Andererseits sollte dann die Beschichtung, die das biologisch wirksame Material enthält, auf der Innenfläche der Stentwandung aber nicht auf der Außenfläche aufgebracht werden, falls es beabsichtigt ist, dass das biologisch wirksame Material einer Körperflüssigkeit statt einer Lumenwandung im Körper zugeführt werden soll.
Auch kann in einigen Fällen ein Freisetzungsprofil eines biologisch wirksamen Materials dadurch optimiert werden, dass man die Beschichtungsdicke entlang der Längsachse der röhrenförmigen Wandung optimiert. Speziell kann in einigen Stents die Menge einer Beschichtung, die ein biologisch wirksames Material enthält, vorzugsweise an den Endabschnitten der röhrenförmigen Wandung im Vergleich zum mittleren Bereich erhöht werden, um das Risiko einer Restenose zu erniedrigen, die an den Endabschnitten hervorgerufen wird.
Zusätzlich können Beschichtungen auf verschiedenen Bereichen der röhrenförmigen Wandung unterschiedliche physikalische Eigenschaften erfordern. Beispielsweise muss ein expandierbarer Stent in seinen nicht expandierten Zustand oder in seinen "gequetschten" Zustand gebracht werden, bevor er dem Körperlumen zugeführt wird. Daher darf die Beschichtung auf Bereichen des Stents, die sich berühren, wenn der Stent zusammengequetscht ist, nicht aneinander festkleben und eine Beschädigung hervorrufen. Im Falle eines Stents, der durch einen Ballon expandierbar ist, darf die Innenfläche des Stents, welche den Ballon berührt, während der Ausdehnung nicht am Ballon festkleben. Andererseits ist es wünschenswert eine relativ weiche oder "klebrige" Beschichtung auf der Außenfläche zu ermöglichen, da diese in direkten Kontakt mit einer Lumenwandung im Körper tritt.
Demgemäß besteht ein Bedarf nach einem Verfahren zum Beschichten einer medizinischen Vorrichtung, welche eine röhrenförmige Wandung umfasst, beispielsweise ein Stent, das die Dicke der Beschichtung auf der Innenfläche und der Außenfläche steuern kann. Des Weiteren besteht auch ein Bedarf nach einem Verfahren zum Beschichten einer röhrenförmigen Wandung, beispielsweise ein Stent, welches die Dicke der Beschichtung entlang der Längsachse der Anordnung variieren kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese und andere Ziele werden durch die vorliegende Erfindung, wie sie durch Anspruch 1 oder 22 definiert ist, bewerkstelligt. Um diese Ziele zu erreichen haben wir ein Verfahren entwickelt, welches wirksam ist, eine steuerbare Dicke einer Beschichtung auf mindestens einem Bereich einer medizinischen Vorrichtung zu realisieren, welche eine röhrenförmige Wandung umfasst, beispielsweise ein Stent, die eine Innenfläche, eine Außenfläche und Öffnungen darin aufweist. Insbesondere wird im Verfahren der vorliegenden Erfindung die röhrenförmige Wandung geerdet oder elektrisch aufgeladen, wobei ein leitfähiger Kerndraht axial durch die röhrenförmige Wandung angeordnet ist. Es wird ein Potential am leitfähigen Kerndraht angelegt, um dem leitfähigen Kerndraht eine elektrische Landung zu vermitteln. Die röhrenförmige Wandung wird einer elektrisch aufgeladenen Beschichtungsformulierung ausgesetzt, und die aufgeladene Beschichtungsformulierung wird auf einen Bereich der röhrenförmigen Wandung abgeschieden, wobei sie eine Beschichtung auf der röhrenförmigen Wandung ausbildet. In einer Ausführungsform ist die röhrenförmige Wandung geerdet und der leitfähige Kerndraht und die Beschichtungsformulierung weisen die gleiche elektrische Ladung auf. In einer weiteren Ausführungsform wird die röhrenförmige Wandung geerdet und der leitfähige Kerndraht und die Beschichtungsformulierung weisen entgegengesetzte elektrische Ladungen auf. In noch einer weiteren Ausführungsform weisen die röhrenförmige Wandung und die Beschichtungsformulierung die gleiche elektrische Ladung auf, und der leitfähige Kerndraht weist eine elektrische Ladung auf, die entgegengesetzt zur Ladung der röhrenförmigen Wandung und der Beschichtungsformulierung ist. Alternativ dazu kann das Potential, welches an den leitfähigen Kerndraht angelegt wird, pulsiert werden, um zyklisch auf dem leitfähigen Kerndraht eine positive elektrische Ladung gefolgt von einer negativen elektrischen Ladung aufzubringen.
In einer Ausführungsform wird anstatt des leitfähigen Kerndrahts ein Kerndraht, der ein Widerstandsmaterial umfasst, axial durch die röhrenförmige Wandung angeordnet und ein Stromfluss wird durch den Kerndraht geführt. Es können zwei Widerstandsdrähte axial durch die röhrenförmige Wandung angeordnet werden.
Des Weiteren kann beim erfindungsgemäßen Verfahren der Kerndraht frei von der Beschichtungsformulierung gehalten werden, beispielsweise unter Verwendung zweier Spulenkörper, wobei von einem der Spulenkörper der Kerndraht durch die röhrenförmige Wandung geführt wird, und der andere Spulenkörper den Kerndraht aufwickelt. Auch kann im erfindungsgemäßen Verfahren ein Paar Ablenkplatten dazu verwendet werden, die aufgeladene Beschichtungsformulierung zu lenken.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 stellt eine perspektivische Darstellung einer Sprühdüse, Teilchen oder Tröpfchen einer aufgeladenen Beschichtungsformulierung, eines Stents und eines Kerndrahts dar, welche im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.
2-4 sind veranschaulichende Querschnittsdarstellungen eines Stents und eines Kerndrahts zusammen mit einer Sprühdüse und maßgeblichen Wegen der aufgeladenen Beschichtungsformulierung in Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
5 ist eine graphische Darstellung, die den zyklischen Wechsel des elektrischen Potentials zeigt, das am Kerndraht in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens angelegt wird.
Die 6A und 6B sind veranschaulichende Querschnittsdarstellungen eines Stents und eines Kerndrahts zusammen mit einer Sprühdüse und maßgeblichen Wegen der aufgeladenen Beschichtungsformulierung für zwei verschiedene Zustände in der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche in 5 gezeigt ist.
7 ist eine veranschaulichende Darstellung einer Sprühdüse, eines Stents, eines Kerndrahts, eines Ablenkplattenpaars und maßgeblicher Wege der gesprühten aufgeladenen Beschichtungsformulierung, welche für eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zusammengestellt sind.
8 ist eine veranschaulichende Darstellung einer Sprühdüse, eines Stents, eines Kerndrahts, eines Spulenkörperpaares und maßgeblicher Wege der gesprühten aufgeladenen Beschichtungsformulierung in noch einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Beim Verfahren der vorliegenden Erfindung wird die Menge der Beschichtungsformulierung, welche auf eine Oberfläche eines Stents oder einer röhrenförmigen Wandung einer medizinischen Vorrichtung aufgebracht wird, unter Verwendung der Grundlagen des elektrounterstützten Sprühens und eines Kerndrahts, der durch den Stent oder durch die röhrenförmige Wandung verläuft, angepasst. Der Begriff "röhrenförmige Wandung" bezieht sich auf eine Wandung, welche eine bestimmte Dicke aufweist, die in Gestalt einer Röhre oder einer röhrenförmigen Struktur ausgebildet ist. Solch eine röhrenförmige Struktur kann einen Querschnitt aufweisen, der von einem Kreis verschieden ist, beispielsweise ein Oval oder ein Quadrat. Bei den konventionellen elektrounterstützten Sprühtechniken wird eine elektrisch aufgeladene Beschichtungsformulierung auf die Oberfläche der Vorrichtung, welche beschichtet werden soll, gesprüht oder darauf aufgebracht. Die Vorrichtung wird gewöhnlich geerdet oder negativ aufgeladen. Da die Beschichtungsformulierung ein schwacher elektrischer Leiter ist, kann ein Teil der elektrischen Ladung der Beschichtungsformulierung nicht entweichen. Daher werden die Bereiche der Vorrichtungsoberfläche, welche mit der Beschichtungsformulierung beschichtet sind, ein höheres Potential als unbeschichtete Bereiche aufweisen, und neue Teilchen oder Tröpfchen der aufgeladenen Beschichtungsformulierung, die auf die Vorrichtung aufgebracht werden, werden in Richtung der unbeschichteten Bereiche der Vorrichtungsoberfläche abgelenkt werden. Bei einem solchen Verfahren neigt die Hauptmenge der Beschichtungsformulierung, welche auf die Oberfläche der Vorrichtung aufgebracht wird, dazu, gleichmäßig über die gesamte Oberfläche verbreitet zu werden. Im Gegensatz dazu kann gemäß der unten stehenden Erklärung die Menge der Beschichtungsformulierung, welche auf verschiedene Oberflächen oder Teile einer Oberfläche der Vorrichtung aufgebracht werden, variiert werden, wenn ein elektrisch geladener Kerndraht durch den Stent oder die röhrenförmige Wandung der Vorrichtung angeordnet wird.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Beschichtungsform in Form von Tröpfchen vor. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liegt die Beschichtungsformulierung in Form von trockenen oder angefeuchteten Pulverteilchen vor.
1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Anordnung für das Verfahren der vorliegenden Erfindung, wobei ein leitfähiger Kerndraht 12 axial durch einen Stent 10 angeordnet ist. Vorzugsweise wird der Kerndraht durch die geometrische Mitte des Stents angeordnet. Eine Sprühdüse 16 wird in Nachbarschaft des Stents 10 angebracht, und es wird eine elektrisch aufgeladene Beschichtungsformulierung auf den Stent 10 gesprüht.
In einer Ausführungsform, welche in der 2 gezeigt ist, umfasst ein Stent 10 eine Stentwandung 21 mit einer Innenfläche 22, einer Außenfläche 24 und Öffnungen 23 darin. Die Stentwandung 21 wird durch einen Erdleiter geerdet, so dass sie elektrisch neutral wird. Es wird ein Potential am leitfähigen Kerndraht 26 angelegt, welcher axial durch die geometrische Mitte des Stents 10 angeordnet ist, um dem leitfähigen Kerndraht 26 eine positive elektrische Ladung zu vermitteln. Die Beschichtungsformulierung wird positiv aufgeladen und aus der Düse 16 gegen den Stent 10 gesprüht. Wegen ihrer positiven elektrischen Ladung wird die versprühte Beschichtungsformulierung vom geerdeten Stent 10 angezogen und auf der Außenfläche 24 und den seitlichen Bereichen der Öffnungen 23 der Stentwandung 21 abgeschieden. Es sind maßgebliche Wege der versprühten aufgeladenen Beschichtungsformulierung durch die Pfeile 28 dargestellt. Auf Grund der elektrischen Abstoßung des positiv aufgeladenen Kerndrahts dringt die positiv aufgeladene Beschichtungsformulierung nicht in die Öffnungen 23 ein. Daher wird die elektrisch aufgeladene Beschichtungsformulierung nur auf der Außenfläche 24 und den seitlichen Bereichen der Öffnungen 23 der Stentwandung 21 abgeschieden, und die Innenfläche 22 der Stentwandung 21 wird im Wesentlichen frei von Beschichtung gehalten.
In einer Ausführungsform welche in 3 gezeigt ist, umfasst ein Stent 10 eine Stentwandung 21 mit einer Innenfläche 22, einer Außenfläche 24 und Öffnungen 23 darin. Die Stentwandung 21 wird durch einen Erdleiter geerdet, so dass sie elektrisch neutral wird. Ein leitfähiger Kerndraht 26 wird axial durch die geometrische Mitte des Stents 10 angeordnet und wird negativ aufgeladen. Die Beschichtungsformulierung wird positiv aufgeladen und aus der Düse 16 gegen den Stent 10 gesprüht. Wegen ihrer positiven elektrischen Ladung wird die versprühte Beschichtungsformulierung von der geerdeten Stentwandung 21 angezogen. Etwas Beschichtungsformulierung wird auf der Außenfläche 24 der Stentwandung 21 abgeschieden, und etwas Beschichtungsformulierung tritt durch die Öffnungen 23 ein. Es werden maßgebliche Wege der Beschichtungsformulierung durch die Pfeile 38 dargestellt. Wenn die elektrisch aufgeladene Beschichtungsformulierung in die Öffnungen 23 eintritt, wird sie durch die elektrischen Anziehungskräfte beschleunigt und vom leitfähigen Kerndraht 26 angezogen. Dadurch wird die Beschichtungsformulierung nur auf der Außenfläche 24 der Stentwandung 21 abgeschieden, und der seitliche Bereich der Öffnungen 23 und die Innenfläche 22 des Stents bleiben im Wesentlichen frei von Beschichtung.
Die Ausführungsform, welche in 4 gezeigt wird, veranschaulicht, wie das erfindungsgemäße Verfahren dazu verwendet werden kann, um zu steuern, wie viel Beschichtung auf die Oberfläche eines Stents oder einer röhrenförmigen Wandung aufgebracht wird. In dieser Ausführungsform umfasst ein Stent 10 eine Stentwandung 21, welche eine Innenfläche 22, eine Außenfläche 24 und Öffnungen 23 darin aufweist. Die Stentwandung 21 wird positiv geladen, obwohl ihr elektrisches Potential nicht hoch ist. Ein leitfähiger Kerndraht 26, der axial durch die geometrische Mitte des Stents 10 angeordnet wird, wird negativ aufgeladen. Die Beschichtungsformulierung wird positiv aufgeladen und aus der Düse 16 gegen den Stent 10 gesprüht. Wegen ihrer positiven elektrischen Ladung wird sie vom positiv aufgeladenen Stent 10 abgestoßen, obwohl die Beschichtungsformulierung gegen den Stent 10 gesprüht wird. Maßgebliche Wege der Beschichtungsformulierung werden durch die Pfeile 48 gezeigt. Wenn die Beschichtungsformulierung in die Öffnungen 23 eintritt, wird die Beschichtungsformulierung vom negativ aufgeladenen leitfähigen Kerndraht 16 angezogen wie es durch die Pfeile 47 angezeigt wird. Daher wird die Beschichtungsformulierung weder auf der Innenfläche 22 noch auf der Außenfläche 24 der Stentwandung 21 abgeschieden, und der Stent wird im Wesentlichen frei von Beschichtung gehalten. Diese Ausführungsform kann dazu verwendet werden zu verhindern, dass weitere Beschichtungsformulierung abgeschieden wird, beispielsweise dann, wenn eine bestimmte Menge an Beschichtung bereits erreicht wurde. Auch kann diese Ausführungsform dazu verwendet werden, das Beschichten für eine bestimmte Dauer zeitlich zu unterbrechen, ohne einen kontinuierlichen stabilen Ausstoß aus der Düse zu unterbrechen.
In einer Ausführungsform, welche in den 6A und 6B gezeigt ist, umfasst ein Stent 10 eine Stentwandung 21, welche eine Innenfläche 22, eine Außenfläche 24 und Öffnungen 23 darin aufweist. Die Stentwandung 21 wird positiv aufgeladen, obwohl ihr elektrisches Potential nicht hoch ist. Ein leitfähiger Kerndraht 26 wird axial durch die geometrische Mitte des Stents 10 angeordnet. Die Beschichtungsformulierung wird positiv aufgeladen und aus der Düse 16 gegen den Stent 10 gesprüht. Das elektrische Potential, das am leitfähigen Kerndraht 26 angelegt wird, wird wiederholt zwischen positiv und negativ gewechselt wie es in der graphischen Darstellung der 5 gezeigt wird. In 5 ist das elektrische Potential des leitfähigen Kerndrahts während einer bestimmten Zeitdauer zunächst negativ (Zustand A), wechselt dann zu positiv (Zustand B) und wechselt wiederum nach negativ (Zustand A). Die Zustände A und B werden der Reihe nach wiederholt. Die 6A zeigt Zustand A, wobei die Stentwandung 21 positiv aufgeladen (das elektrische Potential ist nicht hoch) und der leitfähige Kerndraht 26 negativ aufgeladen wird. Die Beschichtungsformulierung wird positiv aufgeladen und aus der Düse 16 gegen den Stent 10 gesprüht. Wegen ihrer positiven elektrischen Ladung wird der Hauptteil der Teilchen oder Tröpfchen durch den positiv aufgeladenen Stent 10 abgestoßen, wie es durch die Pfeile 68 gezeigt wird, obwohl die Beschichtungsformulierung gegen den Stent 10 gesprüht wird. Wenn Teilchen oder Tröpfchen der Beschichtungsformulierung in die Öffnungen 23 eintreten werden die Teilchen oder Tröpfchen vom negativ aufgeladenen leitfähigen Kerndraht 16 angezogen, wie es durch die Pfeile 67 gezeigt ist. Daher wird die Beschichtungsformulierung weder auf der Innenfläche 22 noch auf der Außenfläche 24 der Stentwandung 21 abgeschieden, und der Stent wird im Wesentlichen frei von Beschichtung gehalten.
Die 6B zeigt den Zustand B, wobei die Stentwandung 21 wie in Zustand A immer noch positiv aufgeladen ist, aber der leitfähige Kerndraht 26 ist gleichfalls positiv aufgeladen. Das elektrische Potential des leitfähigen Kerndrahts 26 ist höher als das der Stentwandung 21. Die Beschichtungsformulierung wird positiv aufgeladen und aus der Düse 16 gegen den Stent 10 gesprüht. Wegen ihrer positiven elektrischen Ladung wird die Beschichtungsformulierung durch den positiv aufgeladenen Stent abgestoßen, wie es durch die Pfeile 65 gezeigt wird, obwohl sie gegen den Stent 10 gesprüht wird. Jedoch befindet sich Beschichtungsformulierung innerhalb des Stents 10, welche angezogen worden wurde aber noch nicht den dann negativ aufgeladenen leitfähigen Kerndraht 26 im Zustand A erreicht hat. Die Beschichtungsformulierung innerhalb des Stents 10 wird durch den Kerndraht 26 abgestoßen, der jetzt positiv aufgeladen ist, wobei die Beschichtungsformulierung auf der Innenfläche 22 der Stentwandung 21 im Zustand B abgeschieden wird. Daher wird in dieser Ausführungsform die Beschichtungsformulierung auf der Innenfläche 22 abgeschieden, und die Außenfläche 24 der Stentwandung 21 bleibt im Wesentlichen frei von Beschichtung. Der Fachmann kann die elektrischen Potentiale (Spannung) des leitfähigen Kerndrahts 26, des Stents 10 und der Beschichtungsformulierung und den Zyklus (Frequenz) des Potentialwechsels optimieren, um die Menge der Beschichtung abzustimmen, die auf die Innenfläche 22 der Stentwandung 21 aufgebracht wird. Im Allgemeinen ist die Zeitdauer des Zustands A länger als die des Zustands B. Die Dauer des Zustands A ist vorzugsweise lang genug, dass eine ausreichende Menge an Beschichtungsformulierung in die Stentwandung 21 durch die Öffnungen 23 eindringen kann, aber kürzer als es für die Beschichtungsformulierung notwendig ist, den leitfähigen Kerndraht 26 zu erreichen. Die Zeitdauer des Zustands B ist vorzugsweise gerade so bemessen, dass im Wesentlichen die ganze Beschichtungsformulierung innerhalb der Stentwandung auf der Innenfläche 22 der Stentwandung 21 abgeschieden wird.
Jede Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die oben erläutert wurde, kann alleine ausgeführt werden. Die in 2 gezeigte Ausführungsform kann dazu verwendet werden, die Außenfläche und die seitlichen Bereiche der Öffnungen einer Stentwandung zu beschichten. Die in 3 gezeigte Ausführungsform kann dazu verwendet werden, die Außenfläche einer Stentwandung zu beschichten. Die in den 6A und 6B gezeigte Ausführungsform kann dazu verwendet werden, die Innenfläche einer Stentwandung zu beschichten.

Jene Ausführungsformen können jedoch auch kombiniert werden, wenn dies gewünscht wird. Insbesondere kann das elektrische Potential, das am Stent angelegt wird, wiederholt zwischen neutral und positiv geändert werden, und so kann auch das elektrische Potential, das am leitfähigen Kerndraht angelegt wird, geändert werden. Durch Abstimmen der Frequenz der Änderung und durch Abstimmen des elektrischen Potentials (Spannung) ist es möglich, ein beliebiges Verhältnis der Beschichtungsdicke auf der Innenfläche, der Außenfläche und der seitlichen Bereiche der Öffnungen der Stentwandung unter Verwendung eines kontinuierlichen Flusses der versprühten Beschichtungsformulierung zu erhalten. Beispielsweise können die folgenden Zustände verwendet werden, um die Vorrichtung zu beschichten. Jeder Zustand ist ein Teil eines Zyklus, welcher wiederholt werden kann. Während eines jeden Zustands bleibt die Beschichtungsformulierung positiv aufgeladen:

Zustand A:	Die Stentwandung trägt eine positive elektrische Ladung, aber das angelegte Potential ist niedriger als das der Beschichtungsformulierung. Der leitfähige Kerndraht hat eine negative elektrische Ladung (vgl. Fig. 6A);
Zustand B:	Die Stentwandung trägt eine positive elektrische Ladung und der leitfähige Kerndraht eine positive elektrische Ladung. Das Potential der Stentwandung ist niedriger als das der Beschichtungsformulierung und des leitfähigen Kerndrahts (vgl. Fig. 6B);
Zustand C:	Die Stentwandung ist geerdet und der leitfähige Kerndraht trägt eine positive elektrische Ladung (vgl. Fig. 2);
Zustand D:	Die Stentwandung ist geerdet und der leitfähige Kerndraht trägt eine negative elektrische Ladung (vgl. Fig. 3);
Zustand E:	Die Stentwandung trägt eine positive elektrische Ladung, aber das angelegte Potential ist niedriger als das der Beschichtungsformulierung. Der leitfähige Kerndraht trägt eine negative elektrische Ladung (vgl. Fig. 4).

Beispielsweise kann die Anordnung eines jeden elektrischen Potentials periodisch geschaltet werden beginnend bei Zustand A und wechselnd zu Zustand B, C, D, E und zurück zu Zustand A. Während der Zeitdauer der Zustände AB wird die Beschichtungsformulierung auf der Innenfläche der Stentwandung abgeschieden. Während der Zeitdauer des Zustands C wird die Beschichtungsformulierung auf der Außenfläche und auf der Seite der Öffnungen der Stentwandung abgeschieden. Dann, während der Zeitdauer des Zustands D, wird die Beschichtungsformulierung auf der Außenfläche der Stentwandung abgeschieden, und während der Zeitdauer des Zustands E wird die Beschichtungsformulierung nicht auf der Stentwandung abgeschieden. Um die Beschichtungsmenge zu erhöhen, die auf der Innenfläche abgeschieden wird, sollte die Zeitdauer in den Zuständen A + B verlängert werden. Gleichfalls sollte die Zeitdauer in den Zuständen C + D verlängert werden, um die Menge der Beschichtung auf der Außenfläche zu erhöhen.
Darüber hinaus kann die Beschichtungsformulierung negativ statt positiv aufgeladen werden. Wenn die Beschichtungsformulierung negativ aufgeladen wird, ist der Stent geerdet oder negativ aufgeladen, und die elektrischen Potentiale des leitfähigen Kerndrahts werden umgekehrt, wie es in den obigen Ausführungsformen erläutert ist.
Weiter ist es möglich die Feuchtigkeit der Beschichtungsformulierung, welche auf einer Oberfläche auftrifft zu steuern, wenn die Zeit angepasst, welche die Beschichtungsformulierung benötigt, um die zu beschichtende Oberfläche in den obigen Ausführungsformen zu erreichen. Die Zeit kann abgestimmt werden durch Erhöhen oder Erniedrigen der Feldstärke, insbesondere der elektrischen Potentiale der Beschichtungsformulierung, des Stents und des leitfähigen Kerndrahts. Selbst wenn die Beschichtungsformulierung länger braucht, um von der Düse auf die Oberfläche zu gelangen, ist die Beschichtungsformulierung trockener, wenn sie die Oberfläche erreicht. Wenn die Beschichtungsformulierung eine kürzere Zeit benötigt, um von der Düse auf die Oberfläche zu gelangen, ist die Beschichtungsformulierung feuchter, wenn sie die Oberfläche erreicht. Eine geeignete Feuchtigkeit der Beschichtungsformulierung muss ausgewählt werden, um eine Beschichtungslage zu erhalten, die die gewünschten physikalischen Eigenschaften und das gewünschte Freisetzungsprofil des biologisch wirksamen Materials aufweist. Beispielsweise ist es durch Auswählen einer geeigneten Feuchtigkeit der Beschichtungsformulierung in flüssiger Form möglich, die Porosität der Beschichtung zu steuern. Solch eine Fähigkeit zur Steuerung der Porosität ist für die Herstellung einer Beschichtung zur Freisetzung eines biologisch wirksamen Materials nützlich.
In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein Stent mit mehreren Beschichtungslagen der gleichen Beschichtungsformulierung beschichtet werden. Solche Beschichtungslagen können unter wiederholter Verwendung des oben erläuterten Verfahrens hergestellt werden. Die Dicke jeder Beschichtungslage kann wie oben erklärt gesteuert werden. Auch umfasst die Beschichtung verschiedene Beschichtungslagen verschiedener Beschichtungsformulierungen. Solche unterschiedliche Beschichtungslagen können effizient unter Verwendung der vorliegenden Erfindung hergestellt werden. Beispielsweise kann zunächst eine erste Düse verwendet werden, die eine erste Beschichtungsformulierung enthält, um die Außenfläche eines Stents gemäß der oben erläuterten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zu beschichten, und dann kann eine zweite Düse verwendet werden, welche eine zweite Beschichtungsformulierung enthält, um die Außenfläche zu beschichten, die bereits mit der ersten Beschichtungsformulierung beschichtet wurde. Wenn es gewünscht wird, ist es möglich, eine Oberfläche mit der ersten Beschichtungsformulierung und eine weitere Oberfläche mit der zweiten Beschichtungsformulierung zu beschichten, welche von der ersten Beschichtungsformulierung verschieden ist.
Zusätzlichen zum Steuern des Verhältnisses der Dicke der Beschichtung auf der Innenfläche, der Außenfläche und den seitlichen Bereichen der Öffnungen der Stentwandung, kann die Beschichtungsdicke entlang der Längsachse eines Stents oder einer röhrenförmigen Wandung durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gesteuert werden. Die 7 zeigt ein Paar Ablenkplatten 72a und 72b, die der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche in 3 gezeigt wird, hinzugefügt wird. Das Paar Ablenkplatten besteht aus einer ersten Ablenkplatte 72a, welche eine negative elektrische Ladung trägt, und einer zweiten Ablenkplatte 72b mit einer positiven elektrischen Ladung, wobei die Platten zueinander parallel sind. Das Paar Ablenkplatten 72a, 72b wird parallel zur Richtung angeordnet, in die die Beschichtungsformulierung aus der Düse 16 gegen den Stent 10 gesprüht wird. Die positiv aufgeladene Beschichtungsformulierung wird von der negativ aufgeladenen Ablenkplatte 72a angezogen, und die Richtung der aufgeladenen Beschichtungsformulierung wird gegen die Ablenkplatte 72a abgelenkt, wie es durch den Pfeil 77 gezeigt wird. Das elektrische Potential zwischen den Ablenkplatten 72a und 72b ist jedoch so klein, dass ein Hauptteil der Teilchen oder Tröpfchen der Beschichtungsformulierung nicht in Kontakt mit der negativ geladenen Ablenkplatte 72a tritt. Die Verteilung der Beschichtungsformulierung auf der Stentwandung 21 in Längsrichtung kann unter Verwendung der Ablenkplatten geregelt werden. Beispielsweise kann ein Stent mit einer Beschichtung erhalten werden, welche nur eine Kante oder einen Endabschnitt des Stents bedeckt. Wenn das Potential umgekehrt wird, wird die andere Kante oder der andere Endabschnitt gleichfalls durch die Beschichtung bedeckt, und es kann ein Stent, der eine dickere Beschichtung an beiden Endabschnitten und eine dünnere Beschichtung im mittleren Abschnitt aufweist erhalten werden. Der Begriff "Endabschnitt" der Außenfläche bezieht sich auf den Teil der Fläche, der sich von einem Endabschnitt oder einer Kante eines Stents oder einer röhrenförmigen Wandung bis zu ungefähr 25 %, vorzugsweise ungefähr von 3 % bis ungefähr 20 % der gesamten Länge der Außenfläche erstreckt. Der Begriff "Mittelabschnitt" bezieht sich auf den übrig bleibenden Rest der Außenfläche, die von den Endabschnitten wie oben definiert umgeben ist.
Wenn das Potential umgekehrt wird, kann die Beschichtungsformulierung von der ersten Beschichtungsformulierung zur zweiten Beschichtungsformulierung umgeschaltet werden, so dass eine röhrenförmige Wandung auf ihren Endabschnitten einen unterschiedlichen Beschichtungstyp aufweist. Unter Verwendung unterschiedlicher elektrischer Potentiale und durch Änderung der Zeitdauer, während derer solche Potentiale angelegt werden, kann eine technisch ausgefeilte Steuerung der Beschichtung erreicht werden. Beispielsweise ist es möglich, dass nur ein horizontaler gürtelähnlicher Bereich der röhrenförmigen Wandung oder horizontale Streifen der röhrenförmigen Wandung beschichtet werden, wenn das Potential zwischen dem Paar Ablenkplatten und die Lage der Ablenkplatten relativ zur röhrenförmigen Wandung aufeinander abgestimmt werden.
Wenn die elektrische Ladung des leitfähigen Kerndrahts entgegengesetzt zu der der versprühten Beschichtungsformulierung ist, kann die Beschichtungsformulierung auf dem leitfähigen Kerndraht im erfindungsgemäßen Verfahren abgeschieden werden. Da die Beschichtungsformulierung eine schwache Leitfähigkeit aufweist, wird das elektrische Potential auf dem Draht schwächer, wenn sich mehr Beschichtungsformulierung auf dem Draht ansammelt. Um ein solches Abschwächen des Potentials des leitfähigen Kerndrahts zu verhindern, wird der Draht im Wesentlichen frei von Beschichtungsformulierung gehalten. Beispielsweise kann ein Paar Spulenkörper verwendet werden, um neuen leitfähigen Kerndraht durch einen Stent zuzuführen, wie es in 8 gezeigt wird. Ein erster Spulenkörper 82a, auf dem eine wesentliche Länge des leitfähigen Kerndrahts aufgewickelt ist, befindet sich auf einer Seite des Stents 10, wobei der leitfähige Kerndraht 26 axial durch den Stent 10 geführt wird, und der andere Endabschnitt des leitfähigen Kerndrahts 26 wird mit einem zweiten Spulenkörper 82b verbunden. Da ein Teil des leitfähigen Kerndrahts konstant vom ersten Spulenkörper 82a abgewickelt und durch den Stent 10 geführt wird, wird der leitfähige Kerndraht, der mit der Beschichtungsformulierung bedeckt ist, entfernt und mit dem zweiten Spulenkörper 82b verbunden.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Kerndraht verwendet, der aus einem Widerstandsmaterial statt eines leitfähigen Kerndrahts hergestellt ist, und ein Strom wird durch den Draht geführt. Da das Potential des Kerndrahts, der das Widerstandsmaterial umfasst, eine Funktion der Längslage entlang des Kerndrahts ist, wird mehr elektrisch aufgeladene Beschichtungsformulierung auf dem Bereich der Oberfläche der röhrenförmigen Wandung abgeschieden, der dem Teil des Kerndrahts näher ist, der ein höheres entgegengesetztes Potential im Vergleich zur aufgeladenen Beschichtungsformulierung aufweist. Wenn in einem Stent zwei parallele Kerndrähte aus Widerstandsmaterial bereitgestellt werden, durch die entgegengesetzte Ströme geführt werden, kann ein Stent erhalten werden, der an beiden Endabschnitten eine dickere Beschichtung und im Mittelabschnitt eine dünnere Beschichtung aufweist. Ein Paar Spulenkörper oder ein Paar Ablenkplatten wie oben erläutert können auch für Kerndrähte verwendet werden, die aus einem Widerstandsmaterial hergestellt sind.
Obwohl die obigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung eines Stents als ein Beispiel einer medizinischen Vorrichtung, welche eine röhrenförmige Wandung aufweist, erklärt wurden, kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung allgemein zum Beschichten wenigstens eines Bereichs einer Oberfläche einer medizinischen Vorrichtung verwendet werden, die eine röhrenförmige Wandung umfasst, welche eine Innenfläche und eine Außenfläche und Öffnungen darin aufweist. Eine bevorzugte medizinische Vorrichtung wird so gestaltet, dass sie in den Körper eines Patienten eingeführt oder implantiert werden kann. Solche medizinische Vorrichtungen, welche für die vorliegende Erfindung geeignet sind, umfassen ohne darauf begrenzt zu sein, Stents, vaskuläre oder andere Transplantate und Filter, wie beispielsweise Blutfilter.
Medizinische Vorrichtung, welche für die vorliegende Erfindung besonders geeignet sind, umfassen Stents, beispielsweise vaskuläre Stents wie beispielsweise selbstexpandierende Stents und Stents, die durch Ballons expandierbar sind. Stents, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, umfassen einen beliebigen Stent für medizinische Zwecke, die dem Fachmann bekannt sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders nützlich zum Beschichten von Stents, welche aufwendige Oberflächen aufweisen. Beispiele von selbstexpandierenden Stents, die für die vorliegende Erfindung verwendbar sind, werden in US 4 655 771 und US 4 954 126 (Wallsten) und 5 061 275 (Wallsten et al.) dargestellt. Beispiele von geeigneten Stents, die durch einen Ballon expandierbar sind, werden in US 5 449 373 (Pinchasik et al.) gezeigt.
Die medizinischen Vorrichtungen, die für die vorliegenden Erfindung geeignet sind, können aus leitfähigen Materialien hergestellt werden, beispielsweise aus leitfähigen keramischen, polymeren und metallischen Materialien. Die Oberfläche(n) der medizinischen Vorrichtungen, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschichtet werden sollen, sollten aus leitfähigen Materialien hergestellt werden. Geeignete metallische Materialien umfassen Metalle und Legierungen basierend auf Titan (beispielsweise Nitinol, Nickel-Titan-Legierungen, Legierungen mit Thermogedächtnis), Edelstall, Tantal, Nickel-Chrom oder bestimmte Kobalt-Legierungen einschließlich Kobalt-Chrom-Nickel-Legierungen wie beispielsweise Elgiloy^® und Phynox^®. Metallische Materialien umfassen auch kaschierte Verbundfilamente, beispielsweise jene, die in WO 94/16646 offenbart sind. Ein Beispiel einer geeigneten Keramik ist Carbid. Sofern sie leitfähig sind können Polymere verwendet werden, um die medizinische Vorrichtung herzustellen. Solche Polymere umfassen Polymere, die mit Nanoröhren aus Kohlenstoff gefüllt sind. Nanoröhren aus Kohlenstoff sind kommerziell erhältlich, beispielsweise von CARBOLEX. Es kann nur die Oberfläche, die beschichtet werden soll, statt der ganzen medizinischen Vorrichtung aus einem leitfähigen Material hergestellt sein.
Der Kerndraht kann aus einem leitfähigen Material hergestellt sein. Die Oberfläche des Kerndrahts sollte leitfähig sein. Geeignete leitfähige Materialien umfassen jene Materialien, die für die medizinische Vorrichtung beschrieben wurden. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Kerndraht aus einem Widerstandsmaterial hergestellt, beispielsweise Kohlenstoff, einem Polymer, welches mit Nanoröhren aus Kohlenstoff gefüllt ist.
Für das erfindungsgemäße Verfahren sind beliebige Sprühdüsen oder Sprühvorrichtungen verwendbar, welche die Beschichtungsformulierung versprühen und Teilchen oder Tröpfchen einer geeigneten Größe und einer geeigneten elektrischen Ladung erzeugen können. Beispiele für solche Sprühdüsen werden offenbart in US 4 341 347 (DeVittorio), US 4 004 733 (Law), US 4 215 818 (Hopkinson) und US 4 002 777 (Juvinall et al.). Ein bevorzugtes Beispiel einer Sprühdüse, welche im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann, ist ein Apparat zum elektrohydrodynamischen Sprühbeschichten, der in US 4 749 125 (Escallon et al.) offenbart ist.
Beschichtungsformulierungen, welche für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbar sind, können aus einer Lösung oder aus einer Suspension bestehen, die ein polymeres Material und ein Lösungsmittel umfasst, oder können aus einem Pulver bestehen, welches ein polymeres Material umfasst. Das polymere Material, welches für die Bildung der Beschichtungsformulierung verwendbar ist, sollte eines sein, welches bioverträglich ist und die Reizung des Körpergewebes vermeidet. Vorzugsweise sind die polymeren Materialien biostabile Materialien, beispielsweise Polyurethane, Silikone (beispielsweise Polysiloxane und substituierte Polysiloxane) und Polyester. Auch werden als polymeres Material Styrol-Isobutylen-Copolymere bevorzugt. Andere Polymere, welche verwendet werden können, umfassen solche, welche gelöst und auf der medizinischen Vorrichtung ausgehärtet oder polymerisiert werden können oder Polymere, welche relativ niedrige Schmelzpunkte aufweisen, welche mit biologisch wirksamen Materialien gemischt werden können. Zusätzliche geeignete Polymere umfassen im Allgemeinen thermoplastische Elastomere, Polyolefine, Polyisobutylen, Ethylen-alpha-Olefin-Copolymere, Acrylpolymere und Copolymere, Vinylhalogenpolymere und Copolymere wie beispielsweise Polyvinylchlorid, Polyvinylether wie beispielsweise Polyvinylmethylether, Polyvinylidenhalogenide wie beispielsweise Polyvinylidenfluorid und Polyvinylidenchlorid, Polyacrylnitril, Polyvinylketone, Polyvinylaromaten wie beispielsweise Polystyrol, Polyvinylester wie beispielsweise Polyvinylacetat, Copolymere von Vinylmonomeren, Copolymere von Vinylmonomeren und Olefine wie beispielsweise Ethylen-Methylmethacrylat-Copolymere, Acrylnitril-Styrol-Copolymere, ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)-Harze, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polyamide wie beispielsweise Nylon 66, Nylon 12 und Polycaprolacton, Alkydharze, Polycarbonate, Polyoxymethylene, Polyimide, Polyether, Epoxidharze, Rayon-Triacetat, Cellulose, Celluloseacetat, Cellulosebutyrat, Celluloseacetat-Butyrat, Cellophan, Cellulosenitrat, Cellulosepropionat, Celluloseether, Carboxymethylcellulose, Kollagene, Chitine, Polymilchsäure, Polyglycolsäure, Polymilchsäure-Polyethylenoxid-Copolymere, EPDM (Ethylen-Propylen-Dien)-Kautschuke, Fluorsilikone, Polyethylenglycol, Polysaccharide, Phospholipide, Kombinationen der vorstehenden Verbindungen.
Mehr bevorzugt für medizinische Vorrichtungen, welche mechanische Probleme eingehen, beispielsweise Ausdehnung und Zusammenziehen, sind Polymermaterialien, die aus elastomeren Polymeren ausgewählt werden sollten, wie beispielsweise Silikone (beispielsweise Polysiloxane und substituierte Polysiloxane), Polyurethane, thermoplastische Elastomere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polyolefin-Elastomere und EPDM-Kautschuke. Wegen der elastischen Natur dieser Polymere haftet die Beschichtung besser auf der Oberfläche der medizinischen Vorrichtung, wenn die Vorrichtung Kräften, Beanspruchungen oder mechanischen Problemen unterworfen wird.
Weiter können verschiedene Kombinationen von Polymeren verwendet werden, obwohl die Erfindung auch durch Verwendung eines einzigen Typs eines Polymeren ausgeführt werden kann, um die Lage bzw. die Lagen der Beschichtung zu bilden. Die geeignete Mischung der Polymeren kann mit interessanten biologisch wirksamen Materialien abgestimmt werden, um gewünschte Effekte zu erzeugen, wenn eine medizinische Vorrichtung erfindungsgemäß mit diesen beschichtet wird.
Beschichtungsformulierungen, die für die vorliegende Erfindung verwendbar sind, können ein Nanokomposit statt eines polymeren Materials oder zusätzlich zu einem polymeren Material, welches oben erläutert wurde, enthalten. "Nanokomposit" ist ein Begriff aus dem Stand der Technik, der sich auf eine Zusammensetzung bezieht, die ein polymeres Material und relativ kleine Mengen (im allgemeinen weniger als ungefähr 10 Gewichtsprozent) eines mineralischen Tons im Nanometerbereich (Durchschnittsgröße kleiner als 1 Mikrometer) oder keramische Teilchen im Nanometerbereich umfasst, die in der Zusammensetzung dispergiert sind. Manchmal werden Nanokomposite auch als "Nanoton (nano clay)" oder "Nanokeramik (nano ceramics)" bezeichnet. Beispielsweise werden Nanokomposite in WO 931014118, US 5 385 776 und US 6 251 980 offenbart.
Lösungsmittel, die für die Bildung der Beschichtungsformulierung geeignet sind sind jene, die das polymere Material in Lösung auflösen können, oder jene, welche Dispersionen des polymeren Materials im Lösungsmittel bilden. Es können beliebige Lösungsmittel, welche die therapeutischen Eigenschaften nicht ändern oder nachteilig beeinflussen, im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Beispiele verwendbarer Lösungsmittel umfassen Tetrahydrofuran, Chloroform, Toluol, Aceton, Isooctan, 1,1,1-Trichlorethan und Mischung davon. Vorzugsweise werden im erfindungsgemäßen Verfahren Chloroform oder Tetrahydrofuran als Lösungsmittel verwendet.
Beschichtungsformulierungen, die für die vorliegende Erfindung verwendet werden können und welche in Pulverform vorliegen, können ein polymeres Material wie oben erläutert umfassen. Das Pulver ist vorzugsweise aus Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von ungefähr 0,5 μm bis ungefähr 250 μm zusammengesetzt. Im Allgemeinen wird die resultierende Oberfläche der Beschichtung glatter, wenn das Pulver der Beschichtungsformulierung, die für die Beschichtung verwendet wird, eine kleinere mittlere Teilchengröße aufweist. Nach dem Schritt des Sprühbeschichtens unter Verwendung der pulverförmigen Beschichtungsformulierung wird die röhrenförmige Wandung, die mit der Pulverbeschichtungsformulierung beschichtet ist, hitzebehandelt, beispielsweise unter Verwendung einer IR-Heizung.
Sogar wenn die Beschichtungsformulierung, die erfindungsgemäß verwendet wird, ein Lösungsmittel enthält, ist es möglich, das Verfahren so zu steuern, dass die versprühte Beschichtungsformulierung trocken wird, bevor sie die röhrenförmige Wandung der medizinischen Vorrichtung erreicht, nämlich durch Steuerung des Verfahrens wie vorstehend beschrieben. In dieser Art und Weise können durch Verwenden der Beschichtungsformulierung, die ein Lösungsmittel enthält, Resultate erhalten werden, die ähnlich sind zu jenen, die bei Verfahren unter Verwendung einer Beschichtungsformulierung aus trockenem Pulver erhalten werden.
Beschichtungsformulierungen, die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbar sind, können auch ein biologisch wirksames Material umfassen. Der Begriff "biologisch wirksames Material" umfasst therapeutische Wirkstoffe, beispielsweise Arzneimittel sowie genetische und biologische Materialien. Die genetischen Materialien bedeuten DNA oder RNA einschließlich, ohne aber darauf begrenzt zu sein, DNA/RNA, welche wie unten beschrieben für ein nützliches Protein kodieren, Antisense-DNA/RNA, das in einen menschlichen Körper eingeführt werden soll einschließlich viraler Vektoren und nicht-viraler Vektoren. Beispiele für DNA, welche für die vorliegende Erfindung nützlich sind, umfassen DNA, welches kodiert für

– Antisense-RNA;
– tRNA oder rRNA, um fehlerhafte oder mangelhafte endogene Moleküle zu ersetzen;
– angiogene Faktoren umfassend Wachstumsfaktoren, beispielsweise saure und basische fibroplastische Wachstumsfaktoren, den vaskulären endothelischen Wachstumsfaktor, den epidermalen Wachstumsfaktor, die transformierenden Wachstumsfaktoren α und β, von Blutplättchen abgeleitete endothelische Wachstumsfaktoren, den von Blutplättchen abgeleiteten Wachstumsfaktor, Tumor-Nekrose-Faktor α, den hepatocytische Wachstumsfaktor und den insulinähnlichen Wachstumsfaktoren;
– Zellzyklus-Inhibitoren einschließlich von CD-Inhibitoren;
– Thymidinkinase ("TK") und andere Wirkstoffe, welche für den Eingriff in die Zellvermehrung nützlich sind;
– die Familie morphogener Knochenproteine (Bone Morphogenic Proteins, "BMP") wie unten erläutert.

Virale Vektoren umfassen Adenviren, Adenoviren des Darms, den adenoverknüpften Virus, Retroviren, den Alpha-Virus (Semliki Forest, Sindbis, etc.), Lentiviren, den Herpes Simplex Virus, ex vivo-modifizierte Zellen (beispielsweise Stammzellen, Fibroplaste, Myoblaste, Satellitzellen, Pericyte, Cardiomyocyte, Skelettmyocyte, Macrophagen), zur Replikation befähigte Viren (beispielsweise ONYX-015) und Hybridvektoren. Nicht-virale Vektoren umfassen künstliche Chromosome und Minichromosome, plasmidische DNA Vektoren (beispielsweise pCOR), kationische Polymere (beispielsweise Polyethylenimin), Polyethylenimin (PEI)-Pfropfcopolymere (beispielsweise Polyether-PEI und Polyethylenoxid-PEI), neutrale Polymere PVP, SP1017 (SUPRATEK), Lipide oder Lipoplexe, Nanopartikel und Mikropartikel mit und ohne zielende Sequenzen wie beispielsweise die Protein-Transduktionsdomäne (PTD).
Die biologischen Materialien umfassen Zellen, Hefen, Bakterien, Proteine, Peptide, Zytokine und Hormone. Beispiele für Peptide und Proteine umfassen Wachstumsfaktoren (FGF, FGF-1, FGF-2, VEGF, endothelische mitogene Wachstumsfaktoren und epidermale Wachstumsfaktoren, den transformierenden Wachstumsfaktor α und β, den von Blutplättchen abgeleiteten endothelischen Wachstumsfaktor, den von Blutplättchen abgeleiteten Wachstumsfaktor, den Tumor-Nekrose-Faktor α, den hepatocytischen Wachstumsfaktor und den insulinähnlichen Wachstumsfaktor), Transkriptionsfaktoren, Proteinkinasen, CD-Inhibitoren, Thymidinkinase und morphogene Knochenproteine (BMPs), beispielsweise BMP-2, BMP-3, BMP-4, BMP-5, BMP-6 (Vgr-1), BMP-7 (OP-1), BMP-8, BMP-9, BMP-10, BMP-11, BMP-12, BMP-13, BMP-14, BMP-15 und BMP-16. Gegenwärtig bevorzugte BMPs sind BMP-2, BMP-3, BMP-4, BMP-5, BMP-6, BMP-7. Alternativ dazu oder zusätzlich können Moleküle bereitgestellt werden, die eine vorgeschaltete oder nachgeschaltete Wirkung eines BMP ermöglichen. Solche Moleküle umfassen beliebige Proteine der "hedgehog"-Proteine oder der DNA, die für diese Moleküle kodiert. Diese dimeren Proteine können als Homodimere, Heterodimere oder Kombinationen davon zur Verfügung gestellt werden, alleine oder zusammen mit anderen Molekülen. Die Zellen können menschlichen Ursprungs sein (autolog oder allogen) oder aus einer tierischen Quelle stammen (xenogen), sie können genmanipuliert sein falls dies gewünscht wird, um interessante Proteine dem Transplantationsort zuzuführen. Das Zuführungsmedium kann so formuliert werden wie es benötigt wird, um die Zellfunktionen und die Lebensfähigkeit aufrecht zu erhalten. Die Zellen umfassen das ganze Knochenmark, einkernige Zellen, die sich vom Knochenmark ableiten, Vorläuferzellen (beispielsweise endothelische Vorläuferzellen), Stammzellen (beispielsweise mesenchymale, blutbildende und neuronale Zellen), pluripotente Stammzellen, Fibroblaste, Macrophagen und Satellitzellen.
Das biologisch wirksames Material umfasst auch nicht-genetische therapeutische Wirkstoffe wie beispielsweise:

• Wirkstoffe gegen Thrombose wie beispielsweise Heparin, Heparinderivate, Urokinase und PPack (Dextrophenylalanin-Prolin-Arginin-Chlormethylketon);
• Wirkstoffe gegen Zellvermehrung wie beispielsweise Enoxaprin, Angiopeptin oder monoklonale Antikörper, die in der Lage sind die Zellvermehrung der glatten Muskulatur zu unterbinden, Hirudin und Acetylsalicylsäure, Amlodipin und Doxazosin;
• Wirkstoffe gegen Entzündungen wie beispielsweise Glucocorticoide, Betamethason, Dexamethason, Prednisolon, Corticosteron, Budesonid, Östrogen, Sulfasalazin und Mesalamin;
• Immunsuppressiva wie beispielsweise Sirolismus (RAPAMYCIN), Tacrolimus, Everolimus und Dexamethason;
• Antineoplastische/antiproliferative/antimiotische Wirkstoffe wie beispielsweise Paclitaxel, 5-Fluoruracil, Cisplatin, Vinblastin, Vincristin, Epothilon, Methotrexat, Azathioprin, Halofuginon, Adriamycin, Actinomycin und Mutamycin; Endostatin, Angiostatin und Thymidinkinase-Inhibitoren und deren Analoge oder Derivate;
• Anästhetisch wirkende Wirkstoffe wie beispielsweise Lidocain, Bupivacain und Ropivacain;
• Antikoagulantien wie beispielsweise D-Phe-Pro-Arg-Chlormethylketon, eine Verbindung, welche das RGD-Peptid enthält, Heparin, antithrombotische Verbindungen, Blutplättchen-Rezeptor-Antagonisten, Antithrombin-Antikörper, Antiblutplättchen-Rezeptor-Antikörper, Aspirin (Aspirin wird auch eingeordnet als Schmerzmittel, Fiebermittel und Mittel gegen Entzündungen), Dipyridamol, Protamin, Hirudin, Prostagladin-Inhibitoren, Blutplättchen-Inhibitoren und Tick-Antiblutplättchen-Peptide;
• Wachstumspromotoren für vaskuläre Zellen wie beispielsweise Wachstumsfaktoren, vaskuläre endothelische Wachstumsfaktoren (FEGF, alle Typen, welche VEGF-2 enthalten), Wachstumsfaktor-Rezeptoren, Transkriptionsaktivatoren und Translationspromotoren;
• Vaskuläre Zellwachstumsinhibitoren wie beispielsweise Wirkstoffe gegen Vermehrung, Wachstumsfaktor-Inhibitoren, Wachstumfaktorrezeptor-Antagonisten, Transkriptionsrepressoren, Translationsrepressoren, Replikationsinhibitoren, inhibierend wirkende Antikörper, Antikörper die gegen Wachstumsfaktoren gerichtet sind, bifunktionale Moleküle, welche aus einem Wachstumsfaktor und einem Zytotoxin bestehen, biofunktionale Moleküle, welche aus einem Antikörper und einem Zytotoxin bestehen;
• Wirkstoffe, welche Cholesterin absenken; Wirkstoffe, die die Blutgefäße erweitern; und Wirkstoffe, die in endogene Mechanismen des Blutgefäßsystems eingreifen;
• Antioxidantien, wie beispielsweise Probucol;
• Antibiotische Wirkstoffe wie Penicillin, Cefoxitin, Oxacillin, Tobranycin;
• Angiogene Substanzen, wie beispielsweise saure und basische Fibroblast-Wachstumsfaktoren, Östrogen umfassend Östradiol (E2), Östriol (E3) und 17-Beta-Östradiol; und
• Medikamente gegen Herzversagen, wie beispielsweise Digoxin, Beta-Blocker, Angiotensin-konvertierendes Enzym (ACE)-Inhibitioren umfassend Captopril und Enalopril.

Die biologisch wirksamen Materialien der vorliegenden Erfindung umfassen auch Stickoxid-Addukte, welche nachteilige Wirkungen verhüten und/oder behandeln, die mit der Verwendung einer medizinischen Vorrichtung in einem Patienten verknüpft sind, beispielsweise Restenose und beschädigte Oberflächen von Blutgefäßen. Typische Stickoxid-Addukte umfassen Nitroglycerin, Natriumnitroprussid, S-Nitroso-Proteine, S-Nitroso-Thiole, lipophile S-Nitrosothiole mit einer langen Kohlenstoffkette, S-Nitrosodithiole, Eisen- Nitrosyl-Verbindungen, Thionitrate, Thionitrite, Sydnonimine, mono-oderpolynitrosylierte Proteine, insbesondere polynitrosyliertes Albumin oder Polymere oder Aggregate davon. Das Albumin ist vorzugsweise menschliches Albumin oder Rinderalbumin, umfassend Rinderserum-Albumin, welches für Menschen gemacht ist. Solche Stickoxide werden in US 6 087 479 (Stamler et al.) offenbart.
Ein biologisch wirksames Material kann nach den bekannten Methoden in Mikro- oder Nanokapseln verkapselt werden.
Das biologisch wirksame Material kann verwendet werden mit einem biologisch nichtaktiven Material/biologisch nichtaktiven Materialien umfassend einen Träger oder einen Exzipienten, beispielsweise Sucroseacetatisobutyrat (SABER^TM, welches kommerziell erhältlich ist von SBS) Ethanol, N-Methylpyrrolidon, Dimethylsulfoxid, Benzylbenzoat, Benzylacetat, Albumin, Kohlenhydrat und Polysacharid. Nanopartikel des biologisch wirksamen Materials und der nichtaktiven Materialien sind gleichfalls für die Beschichtungsformulierung der vorliegenden Erfindung verwendbar.
Die hier enthaltene Beschreibung dient nur zum Zwecke der Veranschaulichung und nicht für Zwecke der Begrenzung. Es können Veränderungen und Modifikationen der Ausführungsformen der Beschreibung vorgenommen werden, welche immer noch innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen, wie er durch die angefügten Patentansprüche definiert ist. Des Weiteren fallen dem Fachmann nahe liegende Veränderungen, Modifikationen oder Variationen ein.

Claims

Verfahren zum Beschichten einer medizinischen Vorrichtung (10), welche eine röhrenförmige Wandung (21) mit einer Innenfläche (22), einer Außenfläche (24) und Öffnungen (23) darin umfasst, welches die folgenden Schritte umfasst: (a) Erden oder elektrisches Aufladen der röhrenförmigen Wandung (21); (b) Aussetzen der röhrenförmigen Wandung (21) einer elektrisch aufgeladenen Beschichtungsformulierung (14); und (c) Abscheiden der Beschichtungsformulierung (14) auf einen Teil der röhrenförmigen Wandung (21) um eine Beschichtung auf der röhrenförmigen Wandung (21) zu bilden; gekennzeichnet durch (d) Bereitstellen eines leitfähigen Kerndrahts (12, 26), der axial durch die röhrenförmige Wandung (21) angeordnet ist; (e) Anlegen eines Potentials am leitfähigen Kerndraht (12, 26) um dem leitfähigen Kerndraht (12, 26) eine elektrische Ladung zu vermitteln.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Beschichtungsformulierung (14) ein polymeres Material und ein Lösungsmittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Beschichtungsformulierung (14) ein biologisch wirksames Material umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das biologisch wirksame Material ein Immunsuppressivum, einen anti-proliferativen Wirkstoff, oder eine Kombination davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Immunsuppressivum Sirolismus, Everolismus, Tacrolimus, oder eine Kombination davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der anti-proliferative Wirkstoff Paclitaxel, ein Analoges davon, ein Derivat davon, oder eine Kombination davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das biologisch wirksame Material genetisches Material umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die elektrische Ladung auf der röhrenförmigen Wandung (21) positiv und die elektrische Ladung auf der Beschichtungsformulierung (14) entgegengesetzt zur elektrischen Ladung des Kerndrahts (12, 26) ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der leitfähige Kerndraht (12, 26) im Vergleich zur röhrenförmigen Wandung (21) die entgegengesetzte Ladung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, welches weiter das Abstimmen der elektrischen Ladung des leitfähigen Drahts (12, 26) umfasst, so dass die aufgeladene Beschichtungsformulierung (14) auf der Innenfläche (22) der röhrenförmigen Wandung abgeschieden wird, und die Außenfläche (24) im Wesentlichen frei von der aufgeladenen Beschichtungsformulierung (14) bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, wobei die medizinische Vorrichtung ein Stent (10) ist, und wobei wenigstens ein Teil des Stents (10) beschichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die röhrenförmige Wandung (21) geerdet ist, und der leitfähige Kerndraht (12, 26) und die Beschichtungsformulierung (14) die gleiche elektrische Ladung aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die elektrische Ladung der Beschichtungsformulierung (14) und die elektrische Ladung des leitfähigen Kerndrahts (12, 26) so abgestimmt werden, dass die aufgeladene Beschichtungsformulierung (14) auf der Außenfläche (24) der röhrenförmigen Wandung (21) abgeschieden wird, und die Innenfläche (22) im Wesentlichen frei von der aufgeladenen Beschichtungsformulierung (14) bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die röhrenförmige Wandung (21) geerdet ist, und der leitfähige Kerndraht (12, 26) im Vergleich zur Beschichtungsformulierung (14) eine entgegengesetzte elektrische Ladung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die röhrenförmige Wandung (21) eine geometrische Mitte umfasst, und der leitfähige Kerndraht (12, 26) axial durch die Mitte der röhrenförmigen Wandung (21) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Potential, das am leitfähigen Kerndraht (12, 26) angelegt wird, pulsiert wird um dem leitfähigen Kerndraht (12, 26) zyklisch eine positive elektrische Ladung gefolgt von einer negativen elektrischen Ladung zu vermitteln.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei eine positive elektrische Ladung, die dem leitfähigen Kerndraht (12, 26) vermittelt wird, für eine kürzere Dauer ist als die negative elektrische Ladung, die dem leitfähigen Kerndraht (12, 26) vermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der leitfähige Kerndraht (12, 26) im Wesentlichen frei von der aufgeladenen Beschichtungsformulierung (14) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der leitfähige Kerndraht (26) zwei Enden aufweist, und ein Ende des leitfähigen Kerndrahts (26) mit einem ersten Spulenkörper (82a) verbunden und das andere Ende mit einem zweiten Spulenkörper (82b) verbunden ist, wobei der leitfähige Kerndraht (26) vom ersten Spulenkörper (82a) durch den Stent (10) zugeführt wird, und wobei der leitfähige Kerndraht (26), der mit der Beschichtungsformulierung (14) bedeckt ist, vom Stent (10) dadurch entfernt wird, dass er mit dem zweiten Spulenkörper (82b) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 1, welches weiter das Führen der aufgeladenen Beschichtungsformulierung (14) umfasst durch (a) Bereitstellen einer ersten Ablenkplatte (72a), welche eine positive elektrische Ladung aufweist, und einer zweiten Ablenkplatte (72b), welche eine negative elektrische Ladung aufweist, welche parallel zueinander angeordnet sind, und (b) Zuführen der aufgeladenen Beschichtungsformulierung (14) zwischen den Platten.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Beschichtungsformulierung (14) eine positive elektrische Ladung aufweist, und ein elektrisches Potential, das an die röhrenförmige Wandung (21) angelegt wird, wiederholt zwischen der geerdeten und positiv aufgeladenen röhrenförmigen Wandung alterniert wird, um eine gewünschte Menge der Beschichtungsformulierung (14) auf jedes Teil der röhrenförmigen Wandung (21) abzuscheiden.
Verfahren zum Beschichten einer medizinischen Vorrichtung (10), welche eine röhrenförmige Wandung (21) mit einer Innenfläche (22), einer Außenfläche (24) und Öffnungen (23) darin aufweist, welches die folgenden Schritte umfasst: (a) Erden oder elektrisches Aufladen der röhrenförmigen Wandung (21); (b) Erzeugen einer elektrisch aufgeladenen Beschichtungsformulierung (14); (c) Abscheiden der Beschichtungsformulierung (14) auf die röhrenförmigen Wandung (21) um eine Beschichtung auf der röhrenförmigen Wandung (21) zu bilden; gekennzeichnet durch (d) Bereitstellen eines ersten Kerndrahts (12, 26), welcher ein Widerstandsmaterial umfasst, das axial durch die röhrenförmige Wandung (21) angeordnet ist; (e) Leiten eines Stroms durch den ersten Kerndraht (12, 26).
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Beschichtungsformulierung (14) ein polymeres Material und ein Lösungsmittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, wobei die Beschichtungsformulierung (14) ein biologisch wirksames Material umfasst.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das biologisch wirksame Material ein Immunsuppressivum, einen anti-proliferativen Wirkstoff, oder eine Kombination davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Immunsuppressivum Sirolismus, Everolismus, Tacrolimus, oder eine Kombination davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der anti-proliferative Wirkstoff Paclitaxel, eine Analoges davon, ein Derivat davon, oder eine Kombination davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das biologisch wirksame Material genetisches Material umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 28, wobei die elektrische Ladung der röhrenförmigen Wandung (21) positiv und die elektrische Ladung der Beschichtungsformulierung (14) auch positiv ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die röhrenförmige Wandung (21) zwei Endabschnitte umfasst, und wobei auf den einen Endabschnitt eine größere Menge der Beschichtungsformulierung (14) aufgebracht wird als auf den anderen Endabschnitt.
Verfahren nach Anspruch 22, welches weiter das Bereitstellen eines zweiten Kerndrahts umfasst, welcher ein Widerstandsmaterial durch den Stent (10) umfasst, wobei der zweite Kerndraht parallel zum ersten Kerndraht verläuft; und Leiten eines zweiten Stroms durch den zweiten Kerndraht in eine Richtung, die entgegengesetzt zum ersten Strom ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der erste Kerndraht im Wesentlichen frei von der Beschichtungsformulierung gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der erste Kerndraht zwei Enden umfasst, und ein Ende des ersten Kerndrahts mit einem ersten Spulenkörper (82a) verbunden und das andere Ende mit einem zweiten Spulenkörper (82b) verbunden wird, wobei der erste Kerndraht aus dem ersten Spulenkörper (82a) durch den Stent (10) zugeführt wird, und wobei der erste Kerndraht, der mit der Beschichtungsformulierung (14) bedeckt ist, vom Stent (10) dadurch entfernt wird, dass er mit dem zweiten Spulenkörper (82b) verbunden wird.