DE69430441T2

DE69430441T2 - Katheter mit langwirkender antimikrobieller oberflächenbehandlung

Info

Publication number: DE69430441T2
Application number: DE69430441T
Authority: DE
Inventors: John E. Barry; Bricault, Jr.; Piran Sioshansi
Original assignee: Spire Corp
Current assignee: Spire Corp
Priority date: 1994-01-11
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 2002-12-12
Anticipated expiration: 2014-09-23
Also published as: EP0739219A1; EP0739219B1; AU1253195A; WO1995018637A1; US5520664A; JP3871703B2; DE69430441D1; JPH09511156A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein polymere Implantate. Insbesondere betrifft die Erfindung einen verbesserten Katheter, der antimikrobielle Metallatome enthält, um eine bakterizid/fungizide Oberflächenbehandlung auf einer Gewebekontaktoberfläche zu erreichen.
Zentrale venöse Katheter stellen in der modernen Medizin Geräte dar, auf die nicht verzichtet werden kann. Man nimmt an, dass mehr als ein Viertel der Krankenhauspatienten in den USA über zentrale venöse Katheter behandelt werden. Beispielsweise werden Katheter zur raschen Versorgung mit Nährflüssigkeiten, zur Chemotherapie und zur genauen Messung des zentralen venösen Drucks verwendet.
Trotz ihrer grundsätzlichen Brauchbarkeit, treten beim Einsatz von Kathetern verschiedene Komplikationen auf. Zu derartigen Komplikationen gehören Luftembolie, Katheter-Sepsis (CRS = catheterrelated sepsis), Gerinnselbildung an der Katheterspitze, Herzarrhythmien und Schädigungen von peripheren Nerven oder Blutzellen. Ferner hat die Verwendung von polymeren Kathetern zu einer Zunahme an Berichten über Komplikationen, wie Thrombophlebitis und Sepsis, geführt.
Man schätzt, dass die Katheter-Sepsis oder CRS in einer Rate von 6 bis 8 pro 1000 Kathetertage auftritt, wobei die Mortalitätsrate 10 bis 20% beträgt. Als klassische Ursache für CRS gilt eine bakterielle Wanderung oder Kolonisierung entlang des Katheters, ausgehend von der Eintrittsstelle in die Haut. Es ist nicht überraschend, dass die meisten Bakterien, von denen festgestellt wurde, dass sie CRS verursachen, wie die Staphylococcus-Spezies, üblicherweise die Haut bevölkern.
Ein häufiger Ersatz des Katheters während der Behandlung stellt eine mögliche Lösung für CRS dar. Da es ungünstigerweise keine Möglichkeit zur Erstellung einer Diagnose vor Entfernung des Katheters gibt, führt diese Vorgehensweise häufig zur Entfernung von sterilen Kathetern. Da ferner eine zusätzliche Katheterisierung die Gefahr von traumatischen Ereignissen bietet, ziehen es die Ärzte häufig vor, eine Katheterisierung zu vermeiden. Ein Ersatz des Katheters durch einen neuen Katheter über eine Führungsleitung beseitigt die Notwendigkeit einer zusätzlichen Katheterisierung, jedoch reichen die derzeitigen Daten nicht aus, um den Nachweis zu erbringen, dass durch diese Technik Infektionen verringert werden.
Da man annimmt, dass CRS durch eine Wanderung von Bakterien von der Haut hervorgerufen wird, hat man angenommen, dass eine Verwendung von Wundverbänden und die topische Anwendung von Antibiotika zu einer Verringerung von CRS führen könnte. Eine Möglichkeit besteht in der Verwendung von Verbänden vom OpsiteR-Typ, die eine klare, mit einer Klebstoffrückseite versehene Membran umfassen, von der gezeigt worden ist, dass sie bakterielles Wachstum unterdrückt. Obgleich gezeigt worden ist, dass der Verband vom OpsiteR-Typ eine gewisse Wirkung in bezug auf eine Verringerung von Kolonienbildungen und Infektionen an der Einführungsstelle ausübt, hat es sich auch gezeigt, dass dessen Verwendung mit dem Ausbruch von Wundinfektionen und systemischen Infektionen verbunden ist. Außerdem steht die Verwendung dieses Verbandes noch im experimentellen Stadium. Auch topische Antibiotika werden an der Kathetereinführungsstelle verwendet, jedoch sind die Ergebnisse der entsprechenden Untersuchungen widersprüchlich, da es in einigen Fällen bei Verwendung bestimmter Antibiotika tatsächlich zu einem Anstieg von einigen Bakterien- und Pilzstämmen kam.
Ein weiterer Weg, den einige Katheterhersteller eingeschlagen haben, besteht in der Beschichtung der gesamten Länge des Katheters mit einem antimikrobiellen Metall oder Metallsalz. Derartige Katheter, die beispielsweise als beschichtete Katheter BioguardR oder ArrowguardR bekannt sind, verhindern Infektionen durch Auslaugen von Silber oder ähnlichen Metallen in das Gewebe und in die Zwischenräume um den Katheter, wodurch eine toxische Zone geschaffen wird, die eine mikrobielle Wanderung verhindert. Ein übliches Silbersalz, das für eine derartige kontrollierte Abgabe verwendet wird, ist Silbersulphadiazin. Wird dieses Salz physiologischen Bedingungen ausgesetzt, so werden Silber oder Silberionen in die Zone, die die Vorrichtung umgibt, freigesetzt.
Eine weitere vielversprechende Technik zur Verringerung von CRS besteht im Anbringen einer subkutanen Manschette. Typischerweise wird die Manschette aus einem porösen Material, z. B. einem Polyester, gefertigt und um den Katheter im subkutanen Gewebe so angeordnet, dass das Gewebe in die Manschette hineinwachsen kann. Das eingewachsene Gewebe verankert den Katheter an Ort und Stelle und dient als Barriere gegen eine bakterielle Wanderung von der Haut. Durch Hemmung der transdermalen Bewegung und durch Bereitstellung einer mechanischen Barriere behindern derartige Manschetten die mikrobielle Wanderung. Polyester-Manschetten werden als bakterielle Barrieren seit vielen Jahren in Vorrichtungen, wie den HickmanR- und BroviacR-Kathetern, verwendet. Diese mit Manschetten versehenen Katheter haben sich als sehr erfolgreich bei der Verringerung von Infektionen erwiesen, wobei angegeben wird, dass sich das Auftreten von Infektionen auf einen Fall pro Patientenjahr verringert.
Neben den HickmanR- und BroviacR-Kathetern wurde eine weitere Manschette, die VitaCuffR-Manschette, von der Fa. Vitaphore Corporation entwickelt, um das Katheterverhalten weiter zu verbessern. Diese Manschette ist aus einem Silicon-Elastomeren gefertigt, dem ein Kollagen- Schwamm einverleibt ist, wobei eine Silberverbindung in der gesamten Matrix verteilt ist. Das Silber soll als antimikrobielles Mittel wirken, um das Auftreten von katheterbedingten Infektionen weiter zu verringern. Der durch das Silber erzielte Infektionsschutz hängt sowohl mit dessen Auslaugbarkeit als auch mit dessen Fähigkeit zur Wechselwirkung mit dem Zellstoffwechsel zusammen. Da die VitaCuffR-Manschette Silber oder Silberionen in das die Manschette umgebende Gewebevolumen durch Auslaugung freisetzt, wirkt die Beschichtung nur für eine begrenzte Zeitspanne in der Größenordnung von 4 bis 6 Wochen oder bis der Kollagen- Schwamm und das darin enthaltene Silber im wesentlichen erschöpft sind.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit in der Bereitstellung eines verbesserten Katheters mit antimikrobiellen Eigenschaften.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten Katheters mit antimikrobiellen Eigenschaften, die im Laufe der Zeit im wesentlichen keiner Degeneration unterliegen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung, die über eine längere Zeitspanne hinweg antimikrobielle Eigenschaften aufweist und sich so verhält, dass sie über lange Zeiträume hinweg, z. B. in der Größenordnung von Monaten oder mehr, im wesentlichen keine Variationen zeigt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten Katheters, der eine subkutane Manschette mit speziellen antimikrobiellen Eigenschaften umfasst.
Weitere allgemeine und spezielle Aufgaben der Erfindung sind teilweise offensichtlich und ergeben sich teilweise aus den nachstehenden Ausführungen.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Die vorstehenden Aufgaben werden erfindungsgemäß durch einen Katheter gelöst, der aus einem Polymermaterial gebildet ist und eine äußere Oberfläche aufweist, wobei die Oberfläche durch eine Behandlung mit einem antimikrobiellen Metall gekennzeichnet ist, wobei die Atome des antimikrobiellen Metalls in die äußere Oberfläche eingebettet sind und sich von der äußeren Oberfläche in die oberflächennahe Schicht bis in eine vorbestimmte Tiefe erstrecken, wobei eine im wesentlichen nicht- laugende Oberflächenbehandlung bereitgestellt wird,
und wobei gegebenenfalls darin die Atome des antimikrobiellen Metalls durch Ionenimplantation eingebettet sind, um sicherzustellen, dass das antimikrobielle Metall im wesentlichen nicht-laugend ist, oder die Oberfläche gegebenenfalls eine Behandlung mit einem die Anhaftung fördernden Material aufweist, um die Bindung des antimikrobiellen Metalls an der äußeren Oberfläche zu verstärken.
Ferner wird erfindungsgemäß eine subkutane Manschette bereitgestellt, die aus einem porösen Polymermaterial mit Gewebegrenzflächenfasern gebildet ist, wobei die Fasern eine Gewebegeometrie mit Zwischenräumen zwischen den Fasern bilden, wobei jede der Fasern eine äußere Oberfläche hat, wobei in die äußeren Oberflächen Atome eines die Anhaftung fördernden Materials eingebettet sind und auf den äußeren Oberflächen eine Beschichtung des die Anhaftung fördernden Materials gebildet ist, wobei in der Beschichtung aus dem die Anhaftung fördernden Material Atome eines eine Barriere bildenden Materials eingebettet sind und darauf eine Beschichtung des die Barriere bildenden Materials gebildet ist, wobei in das die Barriere bildende Material Silbermetallatome eingebettet sind, wobei das die Anhaftung fördernde Material die Bindung des Silbers an die äußeren Oberflächen verstärkt und das Barrierematerial die galvanische Wechselwirkung zwischen dem Silber und dem die Anhaftung fördernden Material verringert.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Polymerimplantats, das die gleiche äußere Oberfläche wie der vorerwähnte Katheter aufweist.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den nachgeordneten Ansprüchen definiert.
Der hier verwendete Ausdruck "antimikrobiell" bezieht sich auf ein beliebiges Mittel, das eine Hemmung des Wachstums von Mikroorganismen, wie pathogenen Bakterien, Protisten und/oder Pilzen, bewirkt, die Infektionen bei einem Patienten verursachen können, wenn sie durch die Hauteintrittsstelle des Katheters in den Körper des Patienten gelangen können. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Katheter eine subkutane Manschette, die mit dem antimikrobiellen Metall behandelt ist. Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden die Metallatome in den Katheter bis zu einer ausreichenden Tiefe eingeführt oder anderweitig in ausreichendem Maße an die Katheteroberfläche gebunden, um zu gewährleisten, dass das antimikrobielle Metall im wesentlichen nicht- laugend ist. Durch Schaffung eines Katheters mit mindestens einer Gewebekontaktoberfläche, an das ein antimikrobielles Metall in dauerhafter Weise gebunden ist, stellt die vorliegende Erfindung eine wirkungsvollere Barriere gegen Infektionen verursachende Mikroorganismen bereit, wobei die Barriere keiner Zersetzung oder einem Abbau als Folge einer Ionisierung und/oder Auslaugung des antimikrobiellen Metalls in das Gewebevolumen unterliegt, wie es bei herkömmlichen Vorrichtungen der Fall war.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Gewebekontaktoberfläche ferner mit mindestens einer weiteren Spezies von die Anhaftung fördernden Atomen behandelt, die die Bindung des antimikrobiellen Metalls an der Oberfläche verstärken. Die Oberfläche kann ferner mit einer Spezies von Barriereatomen behandelt sein, die eine Barriere gegenüber einer Oxidation bilden und/oder galvanische Reaktionen, die ansonsten die antimikrobiellen Oberflächeneigenschaften des Katheters abbauen oder dessen funktionelle Lebensdauer verringern könnten, bilden. (Der hier verwendete Ausdruck "Atom" soll nicht nur Elemente mit neutraler Wertigkeit umfassen, sondern auch geladene Spezies derartiger Elemente.)
Die vorliegende Erfindung umfasst ferner Verfahren zur Herstellung von antimikrobiellen Vorrichtungen, wie Kathetern, mit langer Wirkungsdauer, wobei auf oder in die Oberflächen dieser Vorrichtungen antimikrobielle Metalle eingebracht sind. Beispielsweise können die antimikrobiellen Metalle durch ein Trockenbeschichtungsverfahren implantiert werden, wobei das Verfahren das Einführen des Katheters und/oder der Manschettenkomponente in ein Vakuumkammersystem, das sowohl eine Ionenquelle als auch einen Verdampfer aufweist, und die Bildung einer metallischen Oberflächenbehandlung auf einer Gewebegrenzfläche des Katheters umfasst. Die Oberflächenbehandlung kann dem Material durch ein Ionenstrahlverfahren vermittelt werden, z. B. durch ein ionenstrahlgestütztes Abscheidungsverfahren (IBAD = "ion beam assisted deposition"). Bei Anwendung eines IBAD-Verfahrens beschleunigt eine Ionenquelle Ionen in einen anwachsenden Film, der durch physikalische Abscheidung eines Films aus der Dampfphase gebildet wird. Durch die entstehenden Kollisionen werden die Filmatome mit der Katheteroberfläche vermischt und bewirken, dass die Filmatome in die Gewebegrenzfläche eingebettet und/oder auf diese aufgebracht werden. Eine Vorrichtung zur Trockenbeschichtung des Katheters mit antimikrobiellen Metallatomen kann beispielsweise eine Vakuumkammer, mindestens eine erste Ionenquelle und einen Verdampfer umfassen, die alle in funktioneller Weise innerhalb der Kammer angebracht sind. Bezüglich einer weiteren Erörterung der IBAD- Abscheidungstechniken wird auf das US-Patent 5 236 509 mit der Bezeichnung "Modular IBAD Apparatus For Continuous Coating" verwiesen. Bezüglich einer Erörterung weiterer verwandter Möglichkeiten wird auf das US-Patent 4 855 026 mit der Bezeichnung "Sputter Enhanced Ion Implantation Process" verwiesen.
Die Trockenbeschichtungsvorrichtung kann ferner eine zweite Ionenquelle umfassen. Vorzugsweise handelt es sich bei der ersten Ionenquelle um eine Ionenquelle von relativ niedriger Energie, verglichen mit der zweiten Ionenquelle, Während des Betriebs kann die Ionenquelle mit niedriger Energie die zu beschichtende Oberfläche reinigen und/oder strukturieren. Anschließend können die Ionenquelle mit hoher Energie und eine verdampfte Spezies auf die Oberfläche gerichtet werden, um die Implantation zu beeinflussen. Alternativ können beide Quellen einzeln die Oberfläche unter entsprechender Anpassung an die Verfahrensbedingungen reinigen.
Ferner kann beispielsweise das antimikrobielle Metall unter Verwendung einer geeigneten Starkstrom-Ionenimplantationsvorrichtung, z. B. einer Varian-Extrion-200 kV-Implantationsvorrichtung oder einer Eaton- Nova-Implantationsvorrichtung, implantiert werden. Sofern eine derartige Ionenimplantationsvorrichtung verwendet wird, werden antimikrobielle Metallionen in Richtung auf die Gewebegrenzfläche beschleunigt. Bei der Kollision der Metallionen mit der Katheteroberfläche werden sie unter die Oberfläche eingebettet. Ferner wird eine dünne, modifizierte Oberflächenschicht gebildet. Bezüglich einer ausführlicheren Erörterung einer derartigen Ionenimplantationsvorrichtung wird auf das US-Patent 4.693 760 mit der Bezeichnung "Ion Implantation Of Titanium Workpieces Without Discoloration" verwiesen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Um ein tieferes Verständnis der Art und der Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wird auf die nachstehende ausführliche Beschreibung und die beigefügte Zeichnung verwiesen. Es zeigen:
Fig. 1 ein Fließdiagramm einer Trockenbeschichtungsvorrichtung zur Implantation von antimikrobiellen Metallatomen in eine Gewebegrenzfläche eines Katheters;
Fig. 2 eine ionenstrahlgestützte Abscheidungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens von Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der ionenstrahlgestützten Abscheidungsvorrichtung von Fig. 2;
Fig. 4 eine alternative ionenstrahlgestützte Abscheidungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens von Fig. 1;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer alternativen Ionenimplantationsvorrichtung zur Einführung von antimikrobiellen Metallatomen in eine Gewebegrenzfläche eines Katheters;
Fig. 6A einen Abschnitt eines Katheters unter Einschluss eines subkutanen Manschettenbereiches, der mit einem antimikrobiellen Metall behandelt ist;
Fig. 6B eine Querschnittansicht eines Teils einer Gewebegrenzfläche der in Fig. 6A dargestellten Manschette, wobei eine Gewebegrenzfläche mit einem antimikrobiellen Metall behandelt worden ist;
Fig. 6C eine Querschnittansicht eines Teils einer Gewebegrenzfläche der in Fig. 6A dargestellten Manschette, wobei in die Gewebegrenzfläche antimikrobielle Metallatome, Barriereatome und adhäsionsfördernde Atome implantiert worden sind;
Fig. 7 eine Teilansicht der in Fig. 6A dargestellten subkutanen Manschette;
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines typischen intravenösen Infusionssystems während der Verwendung;
Fig. 9 eine typische Polymerkanüle zur Verwendung bei der kardiovaskulären Überwachung eines Patienten;
Fig. 10 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform des in Fig. 3 dargestellten Katheterhalters;
Fig. 11 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 10, wobei aber die Bearbeitung eines erfindungsgemäßen Katheters in voller Länge dargestellt ist; und
Fig. 12 ein Diagramm zur Erläuterung der antimikrobiellen Langzeiteigenschaften eines Katheters unter Einschluss einer erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlung.

Ausführliche Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Polymerimplantate, wie Kanülen, Katheter und perkutane Anschlussstücke. Insbesondere betrifft die Erfindung einen verbesserten Katheter, der mit einem im wesentlichen nicht-laugenden antimikrobiellen Metall behandelt ist, um die bakterizid/fungiziden Eigenschaften einer Gewebegrenzfläche zu verstärken. Der hier verwendete Ausdruck "antimikrobielles Metall" bezieht sich auf Atome oder Moleküle, die antimikrobielle Eigenschaften aufweisen, wobei derartige Metalle Chrom, Zirkonium, Aluminium, Nickel, Wolfram, Molybdän, Tantal, Platin, Palladium, Indium, Gold, Silber, Quecksilber, Kupfer, Zink, Kadmium sowie Legierungen und Verbindungen davon umfassen.
Fig. 1 zeigt ein Fließdiagramm 100 eines Trockenbeschichtungsverfahrens zur Implantation von antimikrobiellen Metallatomen unter Bildung einer bakterizid/fungiziden Komponente auf einer Gewebegrenzfläche eines Katheters oder Katheterteils. Dieses Verfahren umfasst im wesentlichen die folgenden Stufen: das Bereitstellen 102 eines zu implantierenden Katheters mit den Metallatomen, das Anbringen 104 des Katheters an einem Halter, gegebenenfalls das Einführen 106 des Katheters über den Halter in eine Vakuumvorkammer von geringem Vakuum, das Evakuieren 108 der Vorkammer von geringem Vakuum zu einem Hochvakuum, ferner das Einführen 110 des Katheters über den Halter in eine Hochvakuum-Bearbeitungskammer und das Implantieren 112 von antimikrobiellen Metallatomen in eine Gewebegrenzfläche des Katheters durch ein Trockenbeschichtungsverfahren innerhalb der Hochvakuum- Bearbeitungskammer. In einigen Fällen kann die Verwendung einer Vorkammer mit niedrigem Vakuum weggelassen werden, wenn die wirtschaftliche Seite nicht wichtig ist oder die Hauptkammer so konzipiert ist, dass sie große Druckänderungen aushalten kann. Nach Fertigstellen folgt das Entfernen 114 der Vorrichtung. Vorzugsweise handelt es sich beim Trockenbeschichtungsverfahren um ein Ionenstrahlverfahren, z. B. ein ionenstrahlgestütztes Abscheidungsverfahren (IBAD).
Fig. 2 zeigt ein System 200 zur Durchführung einer ionenstrahlgestützten Abscheidung (IBAD) gemäß dem Verfahren von Fig. 1. Das System 200 vereinigt eine physikalische Dampfabscheidung mit einem Ionenstrahlbombardement in einer Umgebung von hohem Vakuum (z. B. ein Grundvakuum in der Größenordnung von 10&supmin;&sup5; Torr oder weniger). Die Elektronenstrahl-Verdampfungsvorrichtung 202 erzeugt einen Dampffluss von Atomen 212. Diese Atome werden auf Kathetern 204 abgeschieden, die mit dem drehbaren Halter 206 an Ort und Stelle gehalten werden. Gleichzeitig mit der Erzeugung des Atomflusses 212 durch den Verdampfer 202 beschleunigt die Ionenquelle 208 Ionen 210 in den anwachsenden Film mit Energien von mehreren 100 bis mehreren 1000 Elektronenvolt. Wie aus der vergrößerten Darstellung 214 der Oberfläche 216 ersichtlich ist, kollidieren die energiereichen Ionen 210 mit den Beschichtungsatomen 212. Diese Kollisionen bewirken, dass die Beschichtungsatome 212 in die Oberfläche 216 und darunter eingebettet werden, wodurch sich eine im wesentlichen nicht-laugende Oberflächenbehandlung ergibt. Die Oberflächenbehandlung umfasst die Beschichtung 220, die gemischte Grenzflächenzone 218 und die Gewebegrenzfläche 216 selbst.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Zeitspanne zu verlängern, in der die Komponente mit dem implantierten antimikrobiellen Metall antimikrobielle Eigenschaften aufweist. Somit ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die metallische Oberflächenbehandlung im wesentlichen nicht-laugend. Gemäß der hier geltenden Definition bezieht sich der Ausdruck "im wesentlichen nicht- laugend" auf die Eigenschaft, dass der Katheter zwar antimikrobielle Eigenschaften aufweist, wenn er in Kontakt mit Mikroorganismen, wie E. coli, P. aeruginosa und S. epidermidis, kommt, dass das Wachstum dieser Organismen in einem Abstand von mehr als 4 mm vom Film aber im wesentlichen unbeeinflusst bleibt. Somit erzeugt eine Komponente, die eine erfindungsgemäße, im wesentlichen nicht-laugende Metalloberflächenbehandlung aufweist, eine Freisetzung des Metalls in Kochsalzlösung und/oder Ringer-Lösung von nicht mehr als 1 ug pro Tag pro cm² der Oberfläche. Infolgedessen bleiben die antimikrobiellen Eigenschaften der Komponente mindestens 2 Monate und häufig über Jahre hinweg erhalten. Um eine im wesentlichen nicht-laugende Oberflächenbehandlung zu erreichen, werden im Erläuterungsbeispiel von Fig. 2 die Atome 212 in das Material des Katheters eingebettet und die Atomdurchdringung erstreckt sich in einer bevorzugten Ausführungsform unter die Oberfläche 216, wobei das antimikrobielle Metall in die Oberfläche in Form von Ionen oder in elementarer Form eingeführt ist. Derartige Oberflächenbehandlungen können sich über 0,01 um bis 5 um erstrecken.
Wenn es sich beim Katheter oder bei der Katheterkomponente um ein festes Polymeres handelt und eine IBAD-Abscheidungstechnik herangezogen wird, ist es bevorzugt, dass sich die Atome 0,01 um bis 0,5 um in das Polymermaterial erstrecken. Diese Eindringung ist auch von einem oberflächlichen Aufbau der antimikrobiellen Atome begleitet. Wenn eine Ionenimplantationsvorrichtung, wie sie nachstehend ausführlicher erläutert wird, verwendet wird, dringt das antimikrobielle Metall tiefer ein, z. B. 0,01 um bis 5,0 um, unter einem etwas geringerem Aufbau auf der Oberfläche. Wenn die zu behandelnde Katheterkomponente porös ist (wenn es sich beispielsweise um einen Polyesterfilz oder eine faserige Manschettenkomponente oder ein anderes Material mit Zwischenräumen handelt), dringt das antimikrobielle Metall in die Fasern (oder andere feste Komponenten des Materials) in Tiefen ein, die mit denen von festen Polymeren vergleichbar sind, wobei sich aber gleichzeitig ein tieferes Eindringen von einigen Atomen aufgrund der porösen Natur (und aufgrund der Zwischenräume) des Materials ergibt. Unabhängig von der tatsächlichen Eindringtiefe stellt die vorliegende Erfindung Techniken bereit, die gewährleisten, dass das abgeschiedene oder implantierte antimikrobielle Metall fest an Ort und Stelle verankert wird,. um eine lange anhaltende, auf die Oberfläche ausgerichtete antimikrobielle Wirkung zu erzeugen und nicht eine temporäre volumetrische Wirkung, die nach einer kurzen Zeitspanne aufgrund des Auslaugens des aktiven antimikrobiellen Mittels aus der Vorrichtung verloren geht.
Es ist ersichtlich, dass das System 200 zahlreiche Beschränkungen der herkömmlichen physikalischen Dampfabscheidungsverfahren überwindet und Oberflächenbehandlungen von ausnehmend hoher Qualität ergibt, die sehr stark haftend sind. Ferner wird die vorstehend beschriebene, ionenstrahlgestützte Abscheidung bei relativ niedrigen Temperaturen (häufig unter 100ºC) erreicht und kann daher zur Behandlung thermisch empfindlicher Materialien, z. B. von zur Herstellung von Kathetern verwendeten Polymeren von medizinischer Qualität, verwendet werden. Diese Techniken ermöglichen es auch, die physikalische Struktur der metallischen Behandlung auf der Oberfläche des Katheters oder der Katheterkomponente zu einer fein dispergierten, amorphen und/oder mikrokristallinen Struktur zu modifizieren.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Systems 200 von Fig. 2. Die Vorrichtung 200 ist zum Implantieren von Vorrichtungen, wie Kanülen, Nadeln, Kathetern und damit verbundenen subkutanen Manschetten, perkutanen Verbindungsstücken und Schläuchen zur Zufuhr und Entfernung von Flüssigkeiten, konzipiert. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, umfasst die Vorrichtung 200 im wesentlichen ein Vakuumkammersystem, das aus einer Vorkammer 302 von niedrigem Vakuum und einer Hochvakuum- Bearbeitungskammer 304 gebildet ist, die voneinander luftdicht durch einen Schieber 306 getrennt sind, der zwischen einer dargestellten offenen Position und einer durch gestrichelte Linien 308 dargestellten geschlossenen Position bewegbar ist.
Eine Ionenquelle 310, vorzugsweise eine Ionenquelle vom Bechertyp, ist innerhalb der Hochvakuum-Bearbeitungskammer 304 in einer Position unterhalb der Vorkammer 302 im wesentlichen in der dargestellten Art und Weise angebracht. Gemäß der Darstellung wird die Quelle 310 der Ionen 312 mit einem oder mehreren Gasen, wie Argon, Neon und/oder Helium, aus einer geeigneten Gaszufuhrquelle 314 über eine Massenfluss- Steuervorrichtung 316, die die Geschwindigkeit der Gaszufuhr reguliert, versorgt. Eine Filament-Stromzufuhr 318 ist vorgesehen, um die Filamente 320 mit Strom zu versorgen. Die Vorrichtung 200 umfasst ferner eine Lichtbogenversorgung 322, um eine Lichtbogenentladung zwischen der Anode 324 und den Filamenten 320 aufrechtzuerhalten, eine Ausgangsstromversorgung 326, um die Ionen durch das Beschleunigungsgitter 328 des Mehrfachgittersystems der Ionenquelle 310 vom Bechertyp zu beschleunigen, und eine Bremsstromversorgung 330 zum negativen Vorspannen des Bremsgitters 332 der Ionenquelle 310, um das Zurückströmen von sekundären Elektronen von den Kathetern 334 zu verringern.
Ein Verdampfer 336 ist ferner in der Hochvakuum- Bearbeitungskammer 304 in funktioneller Verbindung mit der Ionenquelle 310 angebracht. Der Verdampfer 336 ist so konzipiert, dass er spezielle Metallkomponenten verdampft, um damit den Katheter 334 trocken zu beschichten, wobei die Trockenbeschichtung durch den aus der Ionenquelle 310 kommenden Ionenstrahl 312 unterstützt wird. Die verdampfenden Bestandteile können Chrom, Kadmium, Zirkonium, Aluminium, Nickel, Wolfram, Molybdän, Tantal, Titan, Platin, Palladium, Kohlenstoff, Iridium, Gold, Silber, Quecksilber, Kupfer, Zink sowie Legierungen und Verbindungen davon umfassen. Ferner können erfindungsgemäß mehr als eine der vorstehenden Metalle in den Katheter 334 implantiert werden. Ein Dampfverschluss 337, der zum Verdampfer 336 hin und davon weg gedreht werden kann, schirmt das Substrat von den verdampfenden Bestandteilen ab, wenn er sich in der entsprechenden Stellung befindet. Katheter 334, die einer Trockenbeschichtung zu unterziehen sind, werden in die Vakuumkammern 302 und 304 mit Hilfe eines geeigneten Katheterhalters 338 eingeführt.
Vorzugsweise wird der Katheterhalter 338 zur Durchführung einer Rotations- und Translationsbewegung an einer Welle 340 angebracht und über diese Welle 340 durch Translation in die Vorkammer 302 eingeführt und/oder aus dieser herausgezogen. Ein drehbarer Verschluss 344 ist vorgesehen, um die Katheter 334 gegebenenfalls vor dem Ionenstrahl 312 abzuschirmen. Vorzugsweise ist eine Dickenaufzeichnungsvorrichtung 346 in funktioneller Verbindung mit dem Halter 338 vorgesehen, um die Dicke des dünnen Metallfilms, der auf den Kathetern 334 abgeschieden wird, während des Betriebs der Trockenbeschichtungsvorrichtung 200 zu überwachen.
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform 400 der IBAD- Vorrichtung von Fig. 2. Wie im Fall der Vorrichtung 200 vereinigt die Vorrichtung 400 die physikalische Dampfabscheidung mit dem Ionenstrahlbombardement. Jedoch umfasst das System 400 zwei Ionenstrahlquellen: eine Hochenergie-Ionenquelle 402 und eine Niederenergie-Ionenquelle 404. In der IBAD-Doppelvorrichtung 400 konvergiert die verdampfte Spezies 406, die vom Verdampfer 408 erzeugt wird, auf dem Substrat 410 zusammen mit den Ionenstrahlen 412 und 414.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Doppel- IBAD zur Bildung einer im wesentlichen nicht-laugenden Oberflächenbehandlung mit einem antimikrobiellen Mittel, wie Silber, beispielsweise an einem aus Polymermaterialien gebildeten Katheter verwendet. Herkömmlicherweise binden Polymere schlecht an Metalle und sofern eine Grenzflächenbindung überhaupt erfolgt, ist diese kaum über längere Zeit hinweg gegenüber einer Wasserdiffusion beständig. Beim IBAD- Verfahren bricht jedoch die Ionenstrahlung die Struktur der chemisch/physikalischen Bindung von Grenzflächenatomen auf. Infolgedessen erzeugt ein derartiges Verfahren eine Haftschicht, in der Metall- und Polymeratome eine stabile Beschaffenheit erreichen. Ferner "bombardieren" energiereiche Ionen die verdampften Atome, die wiederum durch elastischen Rückprall in das Polymere getrieben werden, um eine haftende Übergangszone zu bilden. Ein erheblicher Vorteil der Verwendung von doppelten Ionenstrahlen 412 und 414 besteht darin, dass sie die Bildung einer besseren Haftungsübergängszone verstärken.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das System 400 eine kryogepumpte Hochvakuumkammer 416 mit einem Elektronenstrahlverdampfer 408 mit vier Tiegeln, der eine durchschnittliche Abscheidungsgeschwindigkeit von etwa 1 bis 50 Å/sec aufweist. Die beiden Ionenquellen 402 und 404 sind auf beiden Seiten des Verdampfers 408 um 30º versetzt. Die Hochenergie-Ionenquelle 402 weist eine Beschleunigungsspannung von 5 bis 40 kV und eine Stromdichte bis zu 40 mA auf einem 150 mm-Substrat auf. Die Niederenergie-Ionenquelle 404 weist eine Stromdichte von 100 mA bei einer maximalen Beschleunigungsspannung von 2 kV auf. Für den Fachmann ist es ersichtlich, dass das System 400 auch (nicht abgebildete) programmierbare Steuervorrichtungen, Stromzufuhrvorrichtungen, Vakuumpumpen, einen geschlossenen Vakuumkreislauf und ein Gassteuersystem aufweisen kann.
Während des Betriebs wird eine zu behandelnde Oberfläche je nach dem Materialtyp einer Ultraschall-Lösungsmittelbehandlung oder einer Behandlung in einem anderen Medium unterzogen. Anschließend wird die Oberfläche in der Kammer 416 so befestigt, dass eine entsprechende Kühlung und Drehung erleichtert wird und die entsprechende Oberflächenreinheit erzielt wird. Der Niederenergie-Ionenstrahl 414, bei dem es sich beispielsweise um Ar&spplus; handeln kann, wird zunächst zur Reinigung des Substrats durch Ionenzerstäubung oder zur Erzielung einer speziellen besonderen Struktur, auf die die Beschichtung aufgetragen wird, verwendet. Anschließend werden der Hochenergie-Ionenstrahl 412, bei dem es sich beispielsweise um Ar&spplus; oder N&spplus; handeln kann, und eine verdampfte Spezies, wie Cr&spplus;, auf das Substrat gerichtet. Infolgedessen ergibt sich ein erstes Vermischen von abgeschiedenen CrxNy-Molekülen. Der Hochenergie-Ionenstrahl 412 kann zumindest teilweise gesteuert werden, indem man die Zusammensetzung der Umgebung verändert, wobei man beispielsweise einen Restgasanalysator verwendet, bis die genaue Filmstöchiometrie, z. B. CrN, erreicht ist.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Ionenimplantiervorrichtung 500 zur Einführung eines antimikrobiellen Metalls in eine Gewebegrenzfläche eines Katheters. Bei der Ionenimplantiervorrichtung 500 kann es sich um den gleichen Typ, wie er im US-Patent 4 693 760 dargestellt und beschrieben ist, oder um eine adaptierte Form davon handeln.
Innerhalb der Bearbeitungskammer 502 ist eine geeignete Fixiervorrichtung 504 auf einer Grundlage 505 angebracht, die zur Drehbewegung mit einem geeigneten Motor (M) und zur Kühlung der Grundplatte 505 bestimmt ist. Auf der Grundplatte 505 sind vorzugsweise eine Vielzahl von geeignet geformten Werkstückhaltern 508 angebracht, die jeweils vorzugsweise aus Platten bestehen, die zum Halten einer Vielzahl von Teilen bestimmt sind. Diese Werkstückhalter 508 sind so konzipiert, dass sie eine Vielzahl von Kathetern 510 sicher festhalten und diese Katheter 510 direkt einem eintretenden Ionenstrahl 512 mit antimikrobiellen Metallionen aussetzen. Die Form der speziellen Werkstückhalter 508, die an der Grundplatte 505 befestigt sind, hängt selbstverständlich von der Form der Katheter 510 ab.
Nachdem die Katheter 510 in geeigneter Weise innerhalb der Kammer 502 befestigt sind, wird eine erforderliche Vakuumumgebung in der Bearbeitungskammer 502 mittels einer Vakuumpumpe 514, die funktionell mit der Kammer 502 verbunden ist, erzeugt. Mit Hilfe der Pumpe 514 wird die Bearbeitungskammer 502 vorzugsweise auf einen Vakuumdruck von mindestens 10&supmin;&sup5; Torr evakuiert. Vorzugsweise handelt es sich bei der Vakuumpumpe 514 um eine ölfreie Pumpe, um die Möglichkeit des Einführens von Oberflächenverunreinigungen auf die Katheter 510, die der Ionenimplantation zu unterziehen sind, zu vermeiden.
Anschließend wird die Oberfläche der Katheter 510 dem Strahl 512 von antimikrobiellen Metallionen ausgesetzt um unterhalb der Oberfläche eine abgestufte fungizid/bakterizide Schicht zu schaffen. Vorzugsweise besitzt der Ionenstrahl 512 eine Energie von 5 keV bis 200 keV und liefert eine Dosis von 5 · 10¹³ bis 5 · 10¹&sup7; Ionen pro cm². Die vorerwähnten Werte der Ionenstrahlenergie und Ionendosis sind dazu bestimmt, eine Stromdichte auf der jeweiligen Oberfläche des Katheters 510 von 0,01 uA pro cm² bis 20 uA pro cm² zu erreichen.
Fig. 6A zeigt einen Abschnitt 600 eines Katheters mit einem subkutanen Manschettenbereich 602. Die Manschette 602 kann aus beliebigen einschlägigen, biologisch verträglichen Materialien gefertigt sein. Beispielsweise gehören zu derartigen Materialien (ohne Beschränkung hierauf) Materialien auf der Basis von Polyester, Silicon, Polyurethan und Fluorpolymeren. Der hier verwendete Ausdruck "biologisch verträgliches Material" wird allgemein zur Bezeichnung von Materialien verwendet, die nicht in wesentlichem Umfang entzündliche oder allergische Reaktionen, systemischen Schock oder Toxizität hervorrufen. Die Manschette 602 ist vorzugsweise aus einem porösen Material gefertigt, wie Filz oder Velour. Bekanntlich ermöglichen poröse Materialien das Einwachsen von Gewebe in die Manschette 602. Das eingewachsene Gewebe verankert den Katheter 600 an Ort und Stelle und dient als Barriere gegen eine bakterielle Wanderung aus der Haut.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Manschette 602 mit einem antimikrobiellen Mittel 604, wie Silber, durch ein IBAD-Verfahren oder eine Ionenimplantation imprägniert. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das auf doppelte Ionenstrahlen gestützte Abscheidungssystem von Fig. 4 zur Implantation des Katheters 600 verwendet. Der Manschettenbereich 602 verstärkt das Verhalten des Katheters 600 durch eine weitere Minimierung der Möglichkeit, dass der Katheter mikrobiell beeinträchtigt wird oder dass sich ein Weg für eine mikrobielle Invasion des Patienten entwickelt.
Wie im Fall von herkömmlichen Kathetern ergibt das Metall 604 eine weitere Barriere gegen eine mikrobielle Wanderung. Jedoch ist im Gegensatz zu herkömmlichen Kathetern erfindungsgemäß die Oberflächenbehandlung im wesentlichen nicht-laugend. Infolgedessen erleiden die antimikrobiellen Eigenschaften des Katheters 600 im Laufe der Zeit keinen erheblichen Abbau. Somit dient die vorliegende Erfindung im Gegensatz zu herkömmlichen Wegen, die das Auslaugen oder die Diffusion eines antimikrobiellen Metalls, wie Silber, in eine die Vorrichtung umgebende Volumenzone ermöglichen (oder sogar speziell erfordern), dazu, biomedizinische Vorrichtungen bereitzustellen, bei denen ein antimikrobielles Metall fest an einer Gewebekontaktfläche verankert ist.
Fig. 6B zeigt in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt 606 des Manschettenbereiches 602. Wie angegeben, werden die antimikrobiellen Metallatome 608 in eine bevorzugte Tiefe 610 implantiert. Die Konzentration (definiert als Atome/cm³) der implantierten Atome 608 unter der Oberfläche 612 schafft eine oberflächennahe fungizid/bakterizide Schicht. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die antimikrobiellen Metallatome so implantiert, dass sie eine Dichte im Bereich von 5 · 10¹³ Atome/cm² bis 5 · 10¹&sup7; Atome/cm² aufweisen. Jedoch hängt die ausreichende Höhe der Konzentration der implantierten Atome 608 zur Erzielung der angestrebten antimikrobiellen Eigenschaften der Manschette 602 teilweise vom Material, aus dem die Manschette 602 gebildet ist, z. B. aus Metall, Polymermaterial, Keramik und dergl., und teilweise von den speziellen antimikrobiellen Metallatomen, die implantiert sind, ab.
Sofern die Manschette 602 aus einem Polyester, z. B. aus DacronR-Polyester, gebildet ist und es sich beim antimikrobiellen Metall um Silber handelt, beträgt eine bevorzugte Konzentration der antimikrobiellen Metallatome 608 in der oberflächennahen fungizid/bakteriziden Schicht mindestens 1 · 10¹&sup5; Atome pro cm². Die bevorzugte Eindringtiefe 610 der oberflächennahen fungizid/bakteriziden Schicht innerhalb der einzelnen Polyesterfasern beträgt mindestens 0,01 um bis etwa 5 um. Das Eindringen der antimikrobiellen Atome in das voluminöse poröse Material kann bis zu einer Tiefe von 5 000 um oder mehr erfolgen, je nach der Porosität des Manschettenmaterials. Das erfindungsgemäße Ionenimplantationsverfahren wird innerhalb einer Zeitspanne von etwa 1 Minute bis etwa 20 Stunden durchgeführt, je nach der gewählten Kombination der gesamten zu behandelnden Oberfläche, der gewünschten Ionendosis und der verwendeten Ionenstrahl-Stromdichte.
Wie vorstehend erörtert, können verschiedene Vorrichtungen, wie sie in den Figg. 2 bis 5 dargestellt sind, zur Bildung der in Fig. 6B dargestellten fungizid/bakteriziden Schicht verwendet werden. Jedoch besteht ein signifikanter Unterschied zwischen dem IBAD-Weg der Figg. 2 bis 4 und dem Ionenimplantationsweg von Fig. 5 darin, dass auf der Oberfläche 612 ein geringerer Filmanteil gebildet wird, wenn die Ionenimplantationsvorrichtung von Fig. 5 verwendet wird. Wenn es somit erwünscht ist, über einen erheblichen Oberflächenfilm zu verfügen, ist es typischerweise vorteilhafter, den IBAD-Weg der Figg. 2 bis 4 heranzuziehen. Ein derartiger Fall ist dann gegeben, wenn ein mehrschichtiger antimikrobieller Film gebildet werden soll.
Wie vorstehend erwähnt, ist es im allgemeinen schwierig, eine anhaftende Metallbeschichtung auf einem Polymeren zu bilden. Jedoch ist es für eine wirksame Betriebsweise der Manschette 602 kritisch, dass eine stark haftende Bindung zwischen den Oberflächen der Manschette 602 und der Oberflächenbehandlung 604 gebildet wird. Um diese Bindung zu verstärken, handelt es sich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bei der Oberflächenbehandlung 604 um eine mehrschichtige Behandlung.
Fig. 6C zeigt in vergrößertem Maßstab einen Teilquerschnitt 614 der Oberfläche 622 des Katheters 602. In die Oberfläche 622 sind eine Schicht von Titanatomen 616, eine Schicht von Palladiumatomen 618 und eine Schicht von Silberatomen 620 implantiert. Die Titanatome 616 bilden eine haftungsfördernde Schicht, die die Bindung der Silberatome 620 an der Oberfläche 622 verstärkt. Die Palladiumatome 618 bilden eine Barriere für die Titanatome 616, so dass galvanische Wechselwirkungen und/oder Diffusionen zwischen den Silberatomen 620 und den Titanatomen 616 behindert werden. Die Silberatome 620 gewährleisten verstärkte antimikrobielle Eigenschaften. Auf diese Weise kann die Struktur von Fig. 6C verstärkte antimikrobielle Eigenschaften des Silbers gewährleisten, während die überlegenen Hafteigenschaften von Titan ausgenützt werden.
Wie an der Stelle 624 ersichtlich ist, wird jede einzelne implantierte Schicht in die vorhergehende Schicht eingetrieben. Dies erleichtert nicht nur eine angemessene Haftung, sondern gewährleistet auch, dass die antimikrobiellen Eigenschaften, die sich durch die Silberatome 620 ergeben, in einer oberflächennahen Schicht weiterhin bestehen, wodurch die lange anhaltende Wirkung der vorliegenden Erfindung gewährleistet wird.
Fig. 7 zeigt eine Darstellung einer unbehandelten Kathetermanschette 702 zusammen mit einer behandelten Manschette 704. Eine wichtige Funktion der Kathetermanschette besteht in der Förderung des Einwachsens von Gewebe unter Bildung eines Ankers und einer Abdichtung an der Stelle, an der die Manschette eine Grenzfläche mit dem Gewebe aufweist. Die poröse Natur des Manschettenmaterials, die in Fig. 7 ersichtlich ist, verstärkt dieses Einwachsen von Gewebe. Somit ist es wichtig, dass das antimikrobielle Mittel die poröse Natur des Manschettenmaterials nicht beeinträchtigt. Wie an der Stelle 704 ersichtlich ist, besteht ein Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, dass die antimikrobielle Metalloberflächenbehandlung praktisch keinen Einfluss auf die Gewebegeometrie des Materials der Kathetermanschette ausübt. Die erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren bewirken keine Auffüllung der Zwischenräume zwischen den Fasern des Manschettenmaterials, sondern modifizieren vielmehr die Oberfläche der Fasern ohne eine wesentliche Veränderung der porösen Natur der Manschette selbst (wodurch es möglich ist, dass die Manschette weiterhin als ein Ort für das Einwachsen und die Verankerung von Gewebe dient). Demzufolge dringt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die erfindungsgemäße Oberflächenbehandlung in die Gewebegeometrie der Kathetermanschette bis zu einer Tiefe von 5 um bis 5 000 um ein.
Fig. 8 zeigt ein typisches intravenöses (i. v.) Infusionssystem 800, mit dem der Zutritt einer Flüssigkeit 802 in den Arm eines Patienten ermöglicht wird. Gegebenenfalls können weitere Substanzen, z. B. chemotherapeutische Mittel, der Flüssigkeit 802 über eine Kupplungsvorrichtung 804, die mit dem intravenösen System 800 verbunden ist, zugefügt werden. In diesem intravenösen System 800 wird nur die Kanüle 806 in das Gefäßsystem des Patienten eingeführt. Daher muss nur dieser Kanülenbereich 806 des Systems 800 mit einem erfindungsgemäßen, im wesentlichen nicht-laugenden, antimikrobiellen Metall behandelt werden.
Fig. 9 zeigt einen weiteren Katheter 900, der dazu konzipiert ist, im wesentlichen entlang seiner axialen Länge eingeführt zu werden. Derartige Katheter können als Herzkatheter und Lungenarterienkatheter verwendet werden. Wenn der Katheter dafür vorgesehen ist, in wesentlichem Umfang in den Körper eingeführt zu werden, ist es ratsam, den gesamten einführbaren Bereich mit einem antimikrobiellen Metall zu behandeln.
Für den Fachmann ist es ersichtlich, dass die tatsächliche Bauweise des Katheterhalters 338 von Fig. 3 je nach der implantierten Vorrichtung variieren kann. Beispielsweise stellt Fig. 10 den Katheterhalter 338 in Form eines Käfigs dar. Der Käfig 338 ist in Längsrichtung einstellbar und in Längsrichtung mit einer Mehrzahl von Spindeln 1002 versehen, um eine Mehrzahl von Katheterspitzen 806 bzw. Katheter 900 aufzunehmen und daran festzuhalten. Der Katheterhalter 338 wird vorzugsweise während des Beschichtungsvorgangs gedreht und ist so konzipiert, dass er vor dem Beschichtungsvorgang in eine Translationsbewegung zwischen der Vorkammer 302 und der Hochvakuum- Bearbeitungskammer 304 versetzt wird.
Die Trockenbeschichtung der gesamten Länge eines sehr langen Polymerkatheters 1100 ist in Fig. 11 dargestellt. Ein rechteckiger Rahmen 1102 ist gemäß der Darstellung am Ende der Welle 340 angebracht. Je nach der relativen Größe des Katheters 1100 in Bezug zum Rahmen 1102 werden einer oder mehrere Katheter 1100 locker um den Rahmen 1102 gewickelt. Längere Katheter oder eine Anzahl von Kathetern können an größeren Rahmen 1102 bearbeitet werden.
Selbstverständlich ist es für den Fachmann ersichtlich, dass jeder der Katheter 806, 900 und 1100 eine subkutane Manschette, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem antimikrobiellen Mittel behandelt worden ist, umfassen kann. Die Manschette kann vor Anpassung an den entsprechenden Katheter geformt und einer Implantation unterzogen werden. Alternativ kann die Manschette vor der Implantationsbehandlung an den Katheter angepasst werden.
Obgleich die Erfindung vorstehend in bezug auf bestimmte Polymerimplantate beschrieben wurde, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass gemäß anderen Ausführungsformen die im wesentlichen nicht-laugende, antimikrobielle Oberflächenbehandlung der Erfindung auf andere biomedizinische Vorrichtungen, wie Zufuhrvorrichtungen, Diaphragmen, Ventile, Vorratsbehälter, Behälter, IOLs und Schläuche, angewendet werden kann. Die erfindungsgemäße Behandlung kann auch auf Kontaktlinsen, Kontaktlinsenetuis, Zahnbürsten und andere Produkte für die persönliche Hygiene angewendet werden.
Nachstehend finden sich fünf Beispiele, die spezielle Parameter zur Bildung einer erfindungsgemäßen, im wesentlichen nicht- laugenden, antimikrobiellen Oberflächenbehandlung erläutern.

Beispiel I

Ein Polymerkatheter wurde in der Vorrichtung von Fig. 2 unter den folgenden Betriebsparametern behandelt:
Verdampfungsbestandteil Kupfer: 1,0 Å/sec
Ionenstrahl Argon, 30 uamps/cm², 2000 Volt
Dicke der Beschichtung 0,5 um
Bearbeitungszeit 2 Stunden
Vakuumdruck in der Bearbeitungskammer 10&supmin;&sup6; Torr

Beispiel II

Ein Polymerkatheter wurde in seiner gesamten Länge in der Vorrichtung von Fig. 2 unter den folgenden Betriebsparametern behandelt.
Verdampfungsbestandteil Silber: 6,0 Å/sec
Ionenstrahl Argon, 100 uamps/cm², 500 Volt
Dicke der Beschichtung 0,5 um
Bearbeitungszeit 1 Stunde
Vakuumdruck in der Bearbeitungskammer 5 · 10&supmin;&sup7; Torr

Beispiel III

Ein aus einem Polymeren gebildeter Katheter wurde mit der Vorrichtung von Fig. 5 unter den folgenden Betriebsparametern behandelt:
Aus Siliconkautschukmaterial gebildeter Katheter;
oberflächennahe fungizid/bakterizide Schicht:
Eindringtiefe 0,1 um
Metall Ag
Dosis 5 · 10¹&sup6; Ionen/cm²
Vakuumdruck in der Implantationskammer 3,0 · 10&supmin;&sup6; Torr
Teilchenenergie 50 keV
Stromdichte 0,1 uA/cm²
Das Verfahren ergab eine nicht-klebrige Oberfläche von geringer Reibung. Die oberflächennahe fungizid/bakterizide Schicht des Katheters bleibt biologisch verträglich und im wesentlichen nicht- laugend. Ferner ist sie thromboresistent.

Beispiel IV

Eine Kathetermanschette aus TeflonR-Filz wurde unter Verwendung der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung unter den folgenden Parametern behandelt:
Oberflächennahe fungizid/bakterizide Schicht:
Eindringtiefe 0,2 um nominal für Fasern
Metall Ag
Dosis 5 · 10¹&sup6; Ionen/cm²
Vakuumdruck in der Implantationskammer 5,0 · 10&supmin;&sup6; Torr
Teilchenenergie 160 keV
Stromdichte 2,0 uA/cm²
Das Verfahren ergab eine Kathetermanschette, die ihre poröse Beschaffenheit behielt und eine oberflächennahe antimikrobielle Schicht aufwies, die biologisch verträglich und im wesentlichen nicht-laugend war.

Beispiel V

Eine Kathetermanschette aus Polyestervelour wurde unter Verwendung der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung unter den folgenden Betriebsparametern behandelt.
Auch hier behielt die oberflächenmodifizierte Kathetermanschette ihre poröse Beschaffenheit. Ihre antimikrobielle Beschichtung war biologisch verträglich und nicht-laugend.
Wie vorstehend beschrieben, ist die erfindungsgemäße antimikrobielle Metalloberflächenbehandlung im wesentlichen nicht- laugend. Nachstehend findet sich eine Zusammenstellung von aktuellen Testdaten für eine erfindungsgemäße, im wesentlichen nicht-laugende, antimikrobielle Oberflächenbehandlung. Zu den getesteten Parametern gehören die Haftung an einer Komponente, die Laugbarkeit, die Tendenz zur Bildung einer Hemmzone und die antimikrobielle Wirksamkeit. Für diese Tests wurde Silber als antimikrobielles Metall herangezogen. Jedoch können, wie vorstehend erwähnt, beliebige Metalle aus einer Vielzahl von derartigen Metallen verwendet werden.
Mechanische Tests wurden zur Bewertung der mit Silber behandelten Substratoberflächen durchgeführt. Die Oberflächen wurden mit einer Reihe von qualitativen Tests bewertet: ein Strecktest, ein Biegetest, ein Drehtest und ein Bandtest. Weder bei Bandtests noch nach wiederholter Biegung und Streckung der Substratmaterialien kam es zu einer Entfernung von Silber von der Oberfläche. Die Substrate wurden ferner 1 Woche einer Umgebung von hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit ausgesetzt. Dabei kam es zu keiner Silberentfernung. Die Tests wurden auf behandelten Oberflächen aus Latex, Polysulfon, Polypropylen, Polyethylen, Polyimid, Polyethylenterephthalat (PET), rostfreiem Stahl, Titan und Titanlegierungen durchgeführt, ohne dass Silber entfernt wurde.
Die Laugbarkeit der behandelten Oberflächen wurde in Ringer- Lösung und anderen biologischen Lösungen geprüft. Vier Proben wurden bewertet: behandelter Polyesterfilz und Kontrolle sowie behandelter Polyestervelour und Kontrolle. Die Messungen durch Atomabsorptionspektroskopie zeigten, dass winzige Mengen an Silber und Palladium aus den Proben freigesetzt wurden, und zwar in der Größenordnng von 0,12 ppm (oder 120 ug/Liter) sowohl für den Filz als auch für den Velour. Die Freisetzung von Ti lag unter der Nachweisgrenze der Vorrichtung. Ferner wurden etwa 0,08 ug/Tag/cm² Silber aus den Proben freigesetzt.
Ein Zonenhemmtest wurde durchgeführt, um festzustellen, ob die behandelte Oberfläche Bakterien in einem beliebigen Abstand von der Oberfläche beeinflusste und sich somit ein Hinweis auf eine Tendenz zur Auslaugung von Silber ergab. Zu den getesteten Organismen gehörten P. aeruginosa (PA), S. epidermidis (SE) und E. coli (EC). Mit Silber behandelte Siliconkautschukproben und entsprechende Kontrollproben entwickelten gegen keinen der Organismen Hemmzonen. In Tabelle 1 sind die Ergebnisse des Hemmzonentests aufgeführt. Es zeigt sich die nicht- laugende Natur der erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlung. Tabelle 1 Ergebnisse des in vitro-Hemmzonentests
Ferner wurde ein Test auf die antimikrobielle Wirksamkeit durchgeführt. Dieser Test bestand aus einer Reihe von verschiedenen Tests, bei denen behandelte Oberflächen auf drei unterschiedlichen Substraten gegen 6 verschiedene Organismen getestet wurden. Zunächst wurden flache Proben aus mit Silber behandeltem Siliconkautschuk bewertet, um die Wirksamkeit der getesteten Oberflächen gegen P.
aeruginosa, S. epidermidis und E. coli zu testen. Für diese mikrobiellen Belastungstests wurde das Wachstum der Testorganismen auf den Testproben auf der Grundlage des vorhandenen Wachstums im Vergleich mit dem Wachstum auf den Kontrollplatten bewertet. Sowohl durch Ionenimplantation als auch durch IBAD erzeugte Silberoberflächen verursachten eine Lysis sämtlicher Bakterien innerhalb der 3-tägigen Belastung und bewirkten eine 100%ige Lysis bei P. aeruginosa nach nur 1 Tag. In Tabelle 2 sind die Ergebnisse des Tests auf antimikrobielle Wirksamkeit aufgeführt. Tabelle 2 Ergebnisse der bakteriellen in vitro-Belastungstests (Prozent der bakteriellen Lysis)
Schlauchproben aus oberflächenbehandeltem Siliconkautschuk und entsprechende Kontrollproben wurden unter Anwendung eines quantitativen in vitro-Verfahrens auf die Wirksamkeit gegen Staphylococcus aureus getestet. Der Test von IBAD-behandeltem Siliconkautschuk und einer entsprechenden Kontrolle gegen Staphylococcus aureus zeigte, dass die behandelte Oberfläche sehr wirksam gegen dieses Bakterium ist. Nach nur 30-minütiger Kontaktzeit führte der behandelte Siliconkautschuk zu einer Abtötung der Bakterien von 10 g 2,09 ± 0,83 (n = 6). Nach 45-minütiger Kontaktzeit wurde eine Abtötung der Bakterien von 10 g 2,98 ± 0,83 (n = 9) erreicht.
Fig. 12 zeigt die Langzeitwirksamkeit von behandelten Oberflächen. Der in Fig. 12 dargestellte Test wurde unter Verwendung von Kathetern aus Siliconkautschuk durchgeführt. Die Katheter wurden erfindungsgemäß behandelt und sodann für verschiedene Zeitspannen in Kochsalzlösung eingeweicht. Im Anschluss an das Einweichen wurde ihre Wirksamkeit gegen Staphylococcus aureus getestet. Die behandelten Katheter sind mit 1201a-1201 h bezeichnet. Die unbehandelten Kontrollkatheter sind mit 1202a-1202 h bezeichnet. Es ist ersichtlich, dass der behandelte Katheter 1201 h auch bei 42-tägigem Einweichen in Kochsalzlösung noch gegen Staphylococcus aureus wirksam war.
Ein in vitro-Test wurde an behandeltem Polyestervelour und an einer entsprechenden Kontrollprobe durchgeführt, um die antimikrobielle Wirksamkeit zu bewerten. Bei diesem Test wird die Fähigkeit der Testproben, eine Lysis von Staphylococcus epidermidis und Candida albicans nach 1-stündigem Kontakt zu bewirken, bewertet. Die Anzahl der kolonienbildenden Einheiten, die sich nach Einwirkung der Kulturen von Staphylococcus epidermidis und Candida albicans auf den behandelten Polyester ergaben, fielen signifikant ab. Es ergab sich eine Verringerung von mehr als 99,9%.
Behandelte Katheterproben aus Siliconkautschuk wurden auf Verkrustung und die Gefahr zur Herbeiführung einer Schleimhautreizung im Anschluss an eine Implantation in den Harntrakt bei Testkaninchen bewertet. Nur eine der 5 gewonnenen Testproben zeigte Anzeichen einer mineralischen Verkrustung. Das distale Ende dieser einen Spitze zeigte eine sehr geringe Verkrustung. Im Vergleich dazu waren die Kontrollproben fast vollständig verkrustet (d. h. nahezu 100% der Oberfläche waren bedeckt), und zwar innerhalb der gleichen Zeitspanne. Ferner wurden in den urethralen Geweben bei keinem der Versuchstiere, denen die behandelten Katheter implantiert worden waren, Anzeichen einer starken Reizung festgestellt. Die Tiere blieben während des gesamten Tests gesund und zeigten eine normale Gewichtszunahme, was für eine sichere, biologisch verträgliche Vorrichtung spricht.
Zellveränderungen wurden in vier Bereichen auf einer Skala von 0 bis 4 bewertet, wobei 0 den geringsten Schädigungsgrad bedeutete. Die Bewertungen von jedem Bereich wurden addiert und gemittelt. Folgende Bewertung wurde herangezogen: 1-4 minimal; 5-8 gering; 9-11 mäßig; 12-16 schwer. Dieser Test ergab eine mittlere Bewertung von 2 Punkten von 16 möglichen Punkten, was für eine äußerst geringe Reaktion spricht. Schließlich wurde eine klinische Untersuchung eingeleitet, um die Wirksamkeit einer behandelten Vorrichtung bei Patienten zu zeigen.
Eine klinische Voruntersuchung von oberflächenbehandelten Kathetern mit großer Bohrung wurde von Dr. R. Bambauer an der Universität des Saarlandes in Homburg (Deutschland) durchgeführt. Bisher wurden bei 7 Patienten mit Silber behandelte, temporäre Hämodialysekatheter bei Zugang über die subklaviale Vene für eine Zeitspanne bis zu 45 Tagen gesetzt. Nach der Entfernung wurden die Komponenten bewertet. Die Komplikationsraten, einschließlich Infektionen und Thrombose, sind bei diesem Typ des für die Hämodialyse verwendeten Katheters normalerweise sehr hoch. Die Ergebnisse zeigen ein Fehlen jeglicher Thrombenbildungen oder bakteriellen Anhaftungen an den behandelten Oberflächen der Katheter bei einer maximalen Implantationszeit von 45 Tagen. Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen der Katheteroberflächen zeigen klar, dass die mit Silber behandelten Oberflächen der Katheter frei von jeglichen Blutplättchenabscheidungen waren.
Auf diese Weise werden erfindungsgemäß die vorstehend geschilderten Aufgaben gelöst. Insbesondere wird durch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ein Katheter mit einer subkutanen Manschette, die mit einem im wesentlichen nicht-laugenden, antimikrobiellen Mittel behandelt ist, bereitgestellt.
Sämtliche vorstehenden Ausführungen sind als beispielhaft und nicht als beschränkend anzusehen. Ferner sollen die folgenden Ansprüche alle allgemeinen und speziellen Merkmale der Erfindung gemäß der hier gegebenen Beschreibung abdecken. Sämtliche Ausführungen über den Schutzumfang der Erfindung sollen unter die Ansprüche fallen.

Claims

1. Katheter, gebildet aus einem Polymermaterial, mit einer äußeren Oberfläche, wobei die Oberfläche durch eine Behandlung mit einem antimikrobiellen Metall gekennzeichnet ist, wobei die Atome des antimikrobiellen Metalls in die äußere Oberfläche eingebettet sind und sich von der äußeren Oberfläche in die oberflächennahe Schicht bis in eine vorbestimmte Tiefe erstrecken, wobei eine im wesentlichen nicht laugende Oberflächenbehandlung bereitgestellt wird,

und wobei darin die Atome des antimikrobiellen Metalls durch Ionenimplantation eingebettet sind, um sicherzustellen, daß das antimikrobielle Metall im wesentlichen nicht-laugend ist, oder sie gegebenenfalls eine Behandlung mit einem die Anhaftung fördernden Material aufweist, um die Bindung des antimikrobiellen Metalls an die äußere Oberfläche zu verstärken.

2. Katheter nach Anspruch 1, worin die Atome des antimikrobiellen Metalls bis zu einer Tiefe von weniger als 5 um eingebettet sind, um sicherzustellen, daß die Atome des antimikrobiellen Metalls im wesentlichen nicht-laugend sind.

3. Katheter nach Anspruch 1, welcher außerdem eine gleichförmige Beschichtung des antimikrobiellen Metalls, gebildet auf der äußeren Oberfläche des Materials, umfasst.

4. Katheter nach Anspruch 1, worin die äußere Oberfläche die Manschettenoberfläche eines subkutanen Katheters ist.

5. Katheter nach Anspruch 4, worin die Manschette des subkutanen Katheters aus einem Polymermaterial gebildet ist, vorzugsweise einem porösen Polymermaterial.

6. Katheter nach Anspruch 5, worin die Oberfläche Gewebegrenzflächenfasern hat, die eine Gewebegeometrie mit Zwischenräumen zwischen den Fasern haben und worin die eingebetteten Atome des antimikrobiellen Metalls in die Fasern eingebettet sind, ohne die Zwischenräume in der Gewebegeometrie auszufüllen, wodurch die Porosität der subkutanen Manschette erhalten bleibt.

7. Subkutane Manschette, gebildet aus einem porösen Polymermaterial, mit Fasern, die eine Gewebegeometrie mit Zwischenräumen zwischen den Fasern bilden, wobei jede der Fasern eine äußere Oberfläche hat, wobei Atome eines antimikrobiellen Metalls in die äußeren Oberflächen eingebettet sind, die Atome sich von der äußeren Oberfläche jeder Faser in eine oberflächennahe Schicht bis zu einer vorbestimmten Tiefe erstrecken, wobei eine im wesentlichen nicht-laugende Oberflächenbehandlung bereitgestellt wird, und die Zwischenräume zwischen den Fasern durch die eingebetteten Atome des antimikrobiellen Metalls unverändert bleiben.

8. Katheter nach Anspruch 1 oder Manschette nach Anspruch 7, worin das antimikrobielle Metall mindestens eines enthält, das unter Silber, Chrom, Aluminium, Nickel, Wolfram, Molybdän, Platin, Iridium, Gold, Silber, Quecksilber, Zink und Cadmium ausgewählt ist.

9. Manschette nach Anspruch 7, worin die Atome des antimikrobiellen Metalls in die äußeren Oberflächen der Gewebegrenzflächenfasern bis zu einer Tiefe zwischen 0,01 und 5 um eingebettet sind, um sicherzustellen, daß das antimikrobielle Metall im wesentlichen nicht-laugend ist.

10. Manschette nach Anspruch 7, welche außerdem eine Beschichtung des antimikrobiellen Metalls, gebildet auf der äußeren Oberfläche der Gewebegrenzflächenfasern, enthält.

11. Katheter nach Anspruch 1 oder Manschette nach Anspruch 7, worin zwischen den äußeren Oberflächen und den Atomen des antimikrobiellen Metalls in den äußeren Oberflächen unter Titan und Palladium ausgewählte Atome angeordnet sind, wobei die Titanatome hauptsächlich nahe der Oberfläche vorliegen und zwischen der Oberfläche und dem antimikrobiellen Metall eingelagert sind, und die Palladiumatome im wesentlichen zwischen den Titanatomen und dem antimikrobiellen Metall eingelagert sind.

12. Katheter nach Anspruch 4 oder Manschette nach Anspruch 7, worin das Polymermaterial mindestens eines enthält, das unter Polyestern, Fluorpolymeren, Polyurethanen und Silikonen ausgewählt ist.

13. Manschette nach Anspruch 7, worin die Atome des antimikrobiellen Metalls in die Oberflächen von Fasern eingebettet sind, die bis zu einer Tiefe von mehr als 5 um in die Gewebegeometrie eindringen.

14. Manschette nach Anspruch 7, worin zwischen den äußeren Oberflächen und den Atomen des antimikrobiellen Metalls in den äußeren Oberflächen Atome eines die Anhaftung fördernden Materials angeordnet sind, welches die Bindung des antimikrobiellen Metalls an die äußeren Oberflächen verstärkt, ohne daß die Zwischenräume ausgefüllt werden.

15. Manschette nach Anspruch 7, worin in der Beschichtung des die Anhaftung fördernden Materials zwischen dieser und den Atomen des antimikrobiellen Metalls Atome eines Barriere bildenden Materials, das mindestens eine Barriere bildet, die unter einer Barriere gegen Abbau, gegen Diffusion oder gegen galvanische Wechselwirkung zwischen dem antimikrobiellen Metall und den die Anhaftung fördernden Atomen ausgewählt ist, ohne Auffüllung der Zwischenräume angeordnet sind.

16. Subkutane Manschette, gebildet aus einem porösen Polymermaterial, mit Gewebegrenzflächenfasern, die eine Gewebegeometrie mit Zwischenräumen zwischen den Fasern bilden, wobei jede der Fasern eine äußere Oberfläche hat, wobei in die äußeren Oberflächen Atome eines die Anhaftung fördernden Materials eingebettet sind und auf den äußeren Oberflächen eine Beschichtung des die Anhaftung fördernden Materials gebildet ist, wobei in der Beschichtung aus dem die Anhaftung fördernden Material Atome eines Barriere bildenden Materials eingebettet sind und darauf eine Beschichtung des Barriere bildenden Materials gebildet ist, wobei in das Barriere bildende Material Silbermetallatome eingebettet sind, wobei das die Anhaftung fördernde Material die Bindung des Silbers an die äußeren Oberflächen verstärkt und das Barrierematerial die galvanische Wechselwirkung zwischen dem Silber und dem die Anhaftung fördernden Material verringert.

17. Subkutane Manschette, gebildet aus einem Polymermaterial, mit einer äußeren Oberfläche, in die Atome eines antimikrobiellen Metalls eingebettet sind, wobei sich die Atome von der äußeren Oberfläche in die oberflächennahe Schicht bis zu einer vorbestimmten Tiefe erstrecken, wobei eine im wesentlichen nicht-laugende Oberflächenbehandlung bereitgestellt wird.

18. Manschette nach Anspruch 17, worin das antimikrobielle Metall mindestens ein Metall enthält, das unter Silber, Chrom, Zirkonium, Aluminium, Nickel, Wolfram, Molybdän, Tantal, Platin, Iridium, Gold, Silber, Quecksilber, Kupfer, Zink und Cadmium ausgewählt ist.

19. Manschette nach Anspruch 17, worin das Polymermaterial, das vorzugsweise porös ist, mindestens ein Material umfasst, das unter Polyestern, Fluorpolymeren, Silikonen und Polyurethanen ausgewählt ist.

20. Polymerimplantat mit einer äußeren Oberfläche, wobei die Oberfläche durch eine Behandlung mit einem antimikrobiellen Metall gekennzeichnet ist, die Atome des antimikrobiellen Metalls in die äußere Oberfläche eingebettet sind und sich von der äußeren Oberfläche in die oberflächennahe Schicht bis zu einer vorbestimmten Tiefe erstrecken, wobei eine im wesentlichen nicht-laugende Oberflächenbehandlung bereitgestellt wird,

und wobei gegebenenfalls die Atome des antimikrobiellen Metalls durch Ionenimplantation in die Oberfläche eingebettet sind, wodurch sichergestellt wird, daß das antimikrobielle Metall im wesentlichen nicht laugend ist, oder sie gegebenenfalls eine Behandlung mit einem die Anhaftung fördernden Material aufweist, wodurch die Bindung des antimikrobiellen Metalls an die äußere Oberfläche verstärkt wird.

21. Implantat nach Anspruch 20, worin die äußere Oberfläche eine Manschettenoberfläche eines subkutanen Katheters ist.

22. Implantat nach Anspruch 21, worin die Manschette des subkutanen Katheters porös ist.

23. Implantat nach Anspruch 22, worin die Oberfläche Gewebegrenzflächenfasern aufweist, die eine Gewebegeometrie mit Zwischenräumen zwischen den Fasern bilden, wobei die eingebetteten Atome des antimikrobiellen Metalls in die Fasern ohne Auffüllen der Zwischenräume in der Gewebegeometrie eingebettet sind, wodurch die Porosität der subkutanen Manschette erhalten bleibt.

24. Implantat nach Anspruch 20, wobei das Implantat ein Katheter ist.

25. Katheter nach Anspruch 1 oder Manschette nach Anspruch 7 oder 17 oder Implantat nach Anspruch 20, worin zwischen der oder jeder äußeren Oberfläche und den Atomen des antimikrobiellen Metalls Atome eines die Anhaftung fördernden Materials, vorzugsweise ein Titan enthaltendes Material, angeordnet sind, welche die Bindung des antimikrobiellen Metalls an die jeweilige äußere Oberfläche verstärkt.

26. Katheter oder Manschette oder Implantat nach Anspruch 25, worin das die Anhaftung fördernde Material, das vorzugsweise Palladium enthält, zwischen sich und den Atomen des antimikrobiellen Metalls Atome eines Barriere bildenden Materials aufweist, welche mindestens eine Barriere bilden, die unter einer Barriere gegen Abbau oder gegen Diffusion der die Anhaftung fördernden Atome ausgewählt ist, und welche ein Hindernis für die galvanische Wechselwirkung zwischen dem antimikrobiellen Metall und dem die Anhaftung fördernden Material bilden.