WO2009144541A2 - Medizinische einrichtung und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a medical device having a base body with a coating and a method for its production.
  • Terpenoids have the ability to adhere well to surfaces, be abrasion-resistant and miscible with other materials. Terpenoids have therefore found a wide range of applications in addition to purely technical applications as a coating material for orally administered medications, food supplements and cosmetics. In the cosmetic field, especially in the dermatological field, numerous applications of shellac are published.
  • JP 300539737 describes a method for producing a surface coating of powders, granules or tablets which contain active ingredients, in particular selective proteins, in order to obtain a Release first in the duodenum and not in the stomach.
  • active ingredients in particular selective proteins
  • zein and shellac are called.
  • Shellac is also used in JP 6203620 for coating hemoglobin-containing raw materials in order to treat the iron deficiency in anemia via this oral application.
  • Patent EP 1666019 teaches to coat natural teeth with shellac and rosin for the purpose of improving appearance and preventing caries. Furthermore, various pigments are added to the dental varnish as a beautification effect.
  • stents are coated with a haemocompatible layer which has one or more further layers, these in turn containing at least one antiproliferative and / or antiinflammatory and if necessary also antithrombotic active ingredient.
  • active ingredients and terpenoids which are used for example in cancer therapy.
  • the patent application DE 107 34 544 A1 describes the addition of shellac dispersions to O / W or W / O emulsions or hydrogels in order to improve the feel of the skin in conventional emulsions and gels (avoiding an oily and / or sticky impression) to simultaneously increase the water resistance and to achieve stable emulsions.
  • shellac known as E 904
  • E 904 is extensively used as a coating material.
  • the object of the present invention is to provide improved medical facilities.
  • This goal is achieved with a medical device having a base body and a coating, wherein the coating has film-forming or paint-forming terpenoids.
  • the physical and antibacterial properties as well as the typical release properties are exploited.
  • the present coating with film- or paint-forming terpenoids ensures both the protection of the medical device, but also opens up the possibility of functional to be effective onell.
  • This functional aspect relates to material properties such as strength and elasticity of the coating and the effects of the coating, such as antibacterial effects.
  • the medical device is a catheter, in particular a balloon catheter, in particular a PTA or PTCA catheter.
  • Balloons can all be balloons that are used in the medical field and are able in any way to apply drugs for the prevention or elimination of restenosis, that is deliver.
  • the medical facility can also be a vascular prosthesis. This may have the coating on the inside.
  • the terpenoid materials contained in the coating may be of natural, synthetic or semisynthetic origin.
  • terpenoids belong to one of the following substance classes or contain mixtures thereof: monoterpenes, sesquiterpenes, diterpenes, sester terpenes, triterpenes and tetraterpenes.
  • the coating may include other materials that are organic or inorganic in nature.
  • the inorganic materials are oxides and / or salts. Possible salts can be phosphates, sulfates, silicates, carbonates or mixtures thereof. The addition of these inorganic materials plays a special role in implant ingrowth and is believed to induce growth stimulation by providing appropriate ions.
  • lipids or their components have proven to be advantageous. These may be carboxylic acids their derivatives or substitution products. The addition of these organic materials causes a positive change in the elasticity of the coating. The produced balloon coating becomes more elastic and thus less brittle.
  • the resins dammar and mastic whose constituents are also terpenoids, can also be used for coating purposes.
  • an application-specific additive can be added to the coating material.
  • the application-specific Additives enable a broad pharmacological effect of the coating.
  • the coating with film-forming or lacquer-forming terpenoids leads to an acceleration of the active ingredient penetration, for example through the vessel wall, as a result of which an improved bioavailability in the tissue is achieved. This results in increased therapeutic efficacy.
  • the additive may be, for example, an antiproliferative, anti-inflammatory and / or antibacterial agent.
  • An example of an antibacterial agent would be copper.
  • the additive may also be a drug to reduce or prevent restenosis.
  • the addition of the additive can take the form of solid nanoparticles or microparticles or capsules.
  • the bioactive substances can also be used immobilized. About the way of immobilization / encapsulation, a direct release of the active substances via the balloon catheter can be achieved.
  • Another aspect of the invention relates to a method of manufacturing a medical device.
  • the procedural implementation of the production of the coating advantageously begins in one upstream step, that the terpenoid component is converted into a homogeneous solution.
  • Preferred solvents may be lower alcohols, ketones and esters. In particular, ethanol can be used.
  • the inorganic and / or organic materials and / or an application-specific additive can be added.
  • the coating solution may be applied to the surface of the medical device by dipping, spraying, pouring, or spreading onto the surface of the medical device and dried in a subsequent step.
  • the coating material can also be applied to the surface of the balloon catheter by reducing the pressure, e.g. by steaming in a vacuum chamber.
  • the application of the method is not limited to static surfaces only. Rather, the coating material may be applied to the surface while the medical device is rotating. [32] In the following, two exemplary embodiments are described, wherein the invention is not limited to the embodiments described here.

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Abstract

Medizinische Einrichtung mit einem Grundkörper und einer Beschichtung, wobei die Beschichtung film- bzw. lackbildende Terpenoide aufweist. Dies gewahrleistet sowohl den Schutz eines Ballonkatheters, eröffnet aber auch die Möglichkeit, funktionell wirksam zu werden, indem Parameter wie Festigkeit und Elastizität der Beschichtung und die von der Beschichtung ausgehenden Wirkungen, wie z.B. antibakterielle Effekte positiv be- einflusst werden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Einrichtung.

Description

Medizinische Einrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
[Ol ] Die Erfindung betrifft eine medizinische Einrichtung mit einem Grundkörper mit einer Beschichtung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
[02] Medizinische Einrichtungen mit unterschiedlichen Beschichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie finden im human- und veterinärmedizinischen Bereich insbesondere aber im kardiologischen Bereich Anwendung.
[03] Auch Beschichtungen mit Terpenoiden sind aus dem Stand der Technik zahlreich bekannt.
[04] Terpenoide haben die Eigenschaft gut auf Oberflächen zu haften, abriebfest und mit anderen Materialien gut mischbar zu sein. Terpenoide haben deshalb neben rein technischen Anwendungen ein weites Anwendungsgebiet als Coatingmaterial für oral applizierte Medikamente, Nah- rungsergänzungsstoffe sowie im kosmetischen Bereich gefunden. Im kosmetischen Bereich insbesondere im dermatologischen Bereich sind zahlreiche Anwendungen von Schellack publiziert.
[05] In JP 300539737 wird eine Methode zur Herstellung einer Oberflä- chenbeschichtung von Pulver, Granulaten oder Tabletten, die aktive Ingre- dienzien, insbesondere selektive Proteine enthalten, beschrieben, um eine Freisetzung erst im Duodenum und nicht im Magen zu erzielen. Bei den verwendeten Materialien werden neben den üblichen synthetischen Materialien z.B. Zein und Schellack genannt.
[06] Eine Kombination von Schellack mit Carbonaten für orale Applika- tionen wird in JP 10218795 allgemein für den Bereich der (Gesundheits-) Lebensmittel und Medizin ausgeführt.
[07] In JP 6203620 wird ebenfalls Schellack zum Coating von hämoglo- binhaltigen Grundstoffen benutzt, um über diese orale Applikation den Eisenmangel bei Anämie zu behandeln.
[08] Die Verwendung von Schellack in der Wundheilung bei Diabetesand Wundbrandbasierten Wunden, Schuppenflechte und ähnlichen Hauterkrankungen wird in EP 167 90 78 angeführt.
[09] Ausgewählte natürlich vorkommende Harze wie KJefernöl, Kampfer und Kolophonium, deren Bestandteile der Klasse der Terpenoide zugehö- rig sind, werden in CN 126199 als Rohmaterialien zur Herstellung von multifunktionellen, schnell wirkenden medizinischen Pflastern verwendet. Dabei wird insbesondere die feuchtigkeitsvertreibende, schmerzlindernde, entzündungshemmende und abschwellende Wirkung beschrieben.
[10] Im Patent EP 1666019 wird zu Beschichtungen von natürlichen Zähnen mit Schellack und Kolophonium zum Zwecke der Verbesserung des Aussehens und zum Schutz vor Karies ausgeführt. Weiterhin werden dem Zahnlack verschiedene Pigmente als Verschönerungseffekt zugesetzt. [ 1 1 ] In WO 03034944 werden Stents mit einer hämokompatiblen Schicht überzogen, die eine oder mehrere weitere Schichten besitzen, wobei diese wiederum mindestens einen antiproliferativen oder/und entzündungshemmenden und bei Bedarf auch antithrombotischen Wirkstoff enthalten. Hier werden als Wirkstoffe u.v.a. auch Terpenoide, die z.B. in der Krebstherapie eingesetzt werden, genannt.
[12] Die Patentanmeldung DE 107 34 544 A l beschreibt den Zusatz von Schellackdispersionen zu O/W- oder W/O-Emulsionen oder Hydrogelen, um das Hautgefühl bei herkömmlichen Emulsionen und Gelen (Vermei- düng eines öligen und oder klebrigen Eindrucks) bei gleichzeitiger Erhöhung der Wasserfestigkeit und zur Erzielung stabiler Emulsionen zu verbessern. Im Bereich der Lebensmittelzusatzstoffe wird Schellack, unter der Bezeichnung E 904 geführt, umfangreich als Coatingmaterial eingesetzt.
[ 13] Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung ist es, verbesserte medizinische Einrichtungen zur Verfügung zu stellen.
[ 14] Dieses Ziel wird mit einer medizinischen Einrichtung mit einem Grundkörper und einer Beschichtung erreicht, wobei die Beschichtung film- bzw. lackbildende Terpenoide aufweist. Dabei werden die physikali- sehen sowie antibakteriellen Eigenschaften ebenso ausgenutzt wie die typischen Freisetzungseigenschaften. Die vorliegende Beschichtung mit film- bzw. lackbildenden Terpenoiden gewährleistet sowohl den Schutz der medizinischen Einrichtung, eröffnet aber auch die Möglichkeit, funkti- onell wirksam zu werden. Dieser funktionelle Aspekt betrifft Materialeigenschaften wie Festigkeit und Elastizität der Beschichtung und die von der Beschichtung ausgehenden Wirkungen, wie z.B. antibakterielle Effekte.
[15] Vorteilhafterweise ist die medizinische Einrichtung ein Katheter insbesondere ein Ballonkatheter insbesondere ein PTA- oder PTCA- Katheter. Ballone können alle Ballone sein, die im medizinischen Bereich Anwendung finden und in der Lage sind auf irgendeiner Weise Medikamente zur Verhinderung oder Beseitigung einer Restenose zu applizieren, das heißt abzugeben.
[16] Die medizinische Einrichtung kann auch eine Gefäßprothese sein. Diese kann auf der Innenseite die Beschichtung aufweisen.
[ 17] Die in der Beschichtung enthaltenen terpenoiden Materialen können natürlichen, synthetischen oder semisynthetischen Ursprungs sein.
[ 18] Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Terpenoide einer der folgenden Stoffklassen angehören oder Mischungen daraus enthalten: Monoterpene, Sesquiterpene, Diterpene, Sesterterpene, Triterpene und Tetraterpene.
[ 19] Zudem kann die Beschichtung weitere Materialien aufweisen, die organischen oder anorganischen Unsprungs sind. [20] Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die anorganischen Materialien Oxide und/oder Salze sind. Mögliche Salze können Phospate, Sulfate, SiIi- cate, Carbonate oder Mischungen daraus sein. Der Zusatz dieser anorganischen Materialien, spielt eine besondere Rolle für das Einwachsen der Implantate und soll durch die Bereitstellung von entsprechenden Ionen eine Wachstumsstimulation herbeiführen.
[21 ] In Bezug auf die organischen Materialien haben sich Lipide oder deren Komponenten als vorteilhaft erwiesen. Diese können Carbonsäuren deren Derivate oder Substitutionsprodukte sein. Der Zusatz dieser organi- sehen Materialien bewirkt eine positive Veränderung in der Elastizität der Beschichtung. Die hergestellte Ballonbeschichtung wird druckelastischer und damit weniger spröde.
[22] Es hat sich herausgestellt, dass insbesondere die Terpenoide Schel- lolsäure und Abietinsäure für sich oder in ihrer natürlich vorkommenden Form als Schellack und Kolophonium über die gewünschten physikalischchemischen Eigenschaften als Beschichtungsmaterial für Ballonkatheter verfügen.
[23] Ebenso können aber auch die Harze Dammar und Mastix, deren Bestandteile ebenso Terpenoide darstellen, für Beschichtungszwecke ver- wendet werden.
[24] Vorteilhafterweise kann dem Beschichtungsmaterial ein anwendungsspezifisches Additiv zugesetzt werden. Die anwendungsspezifischen Additive ermöglichen eine breite pharmakologische Wirkung der Be- schichtung. Hierbei führt die Beschichtung mit film- bzw. lackbildenden Terpenoiden zu einer Beschleunigung der Wirkstoffpenetration beispielsweise durch die Gefäßwand, wodurch eine verbesserte Bioverfügbarkeit im Gewebe erreicht wird. Dies hat eine erhöhte therapeutische Wirksamkeit zur Folge.
[25] Das Additiv kann zum Beispiel ein antiproliferatorischer, antiinflammatorischer und/oder antibakterieller Wirkstoff sein. Ein Beispiel für einen antibakteriellen Wirkstoff wäre Kupfer.
[26] Das Additiv kann auch ein Medikament zur Reduzierung oder Verhinderung einer Restenose sein.
[27] Die Zugabe des Additivs kann in Form von soliden Nano- oder Mik- ropartikeln bzw. -kapseln erfolgen. Neben der direkten Zugabe von bioaktiven Substanzen wie beispielsweise Antibiotika, Zytostatika, Hormonen oder Wachstumsfaktoren bzw. einer Kombination dieser Substanzklasen können die bioaktiven Substanzen auch immobilisiert zum Einsatz kommen. Über die Art und Weise der Immobilisierung/Verkapselung kann eine direkte Freisetzung der Wirksubstanzen über den Ballonkatheter erzielt werden.
[28] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer medizinischen Einrichtung. Die verfahrenstechnische Umsetzung der Herstellung der Beschichtung beginnt vorteilhafterweise in einem vorgelagerten Schritt damit, dass die terpenoide Komponente in eine homogene Lösung überführt wird. Bevorzugte Lösungsmittel können hierbei niedere Alkohole, Ketone und Ester sein. Insbesondere Ethanol kann verwendet werden. Nach Einstellung der gewünschten Konzentration können die anorganischen und/oder organischen Materialien und/oder ein anwendungsspezifisches Additiv zugesetzt werden.
[29] Sind alle Komponenten zusammengegeben, erfolgt in Abhängigkeit von der Viskosität der Masse eine Homogenisierung durch verschiedene Rührtechniken (Rührwerke, Dispergatoren). In einem nächsten Schritt kann die Beschichtungslösung durch Tauchen, Besprühen, Übergießen Einlegen oder Ausstreichen auf die Oberfläche der medizinischen Einrichtung aufgebracht werden und in einem nachgelagerten Schritt getrocknet werden.
[30] Weiterhin kann auch durch Druckminderung das Beschichtungsma- terial auf die Oberfläche des Ballonkatheters aufgebracht werden, z.B. durch Bedampfen in einer Unterdruckkammer.
[31 ] Dabei ist die Anwendung des Verfahrens nicht nur auf statische Oberflächen beschränkt. Vielmehr kann das Beschichtungsmaterial auf die Oberfläche aufgetragen werden, während die medizinische Einrichtung rotiert. [32] Im Folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen Ausführυngsbeispiele beschränkt ist.
[33] Nach einem ersten Ausführungsbeispiel werden 5 g Schellack 24 h unter Rühren in 100 ml Ethanol gelöst. Dieser Lösung wird 2 % Stearin (w/w) zugesetzt. Man lässt die Lösung noch weitere 4 h bei 30 0C rühren. In diese Lösung werden die Ballonkatheter getaucht. Durch mehrmaliges Tauchen wird die gewünschte Schichtdicke erreicht. Anschließend wird bei 40 0C 1 h getrocknet
[34] Nach einem zweiten Ausführungsbeispiel werden 5 g Schelleck 24 h unter Rühren in 100 ml Ethanol gelöst.. Die Lösung wird mittels Sprühtechnik auf den Ballonkatheter aufgebracht. Es wird anschließend im Tauch oder Sprühverfahren ein Zytostatikum auf der Suspension aufgetragen. Das Zytostatikum wird nach wenigen Minuten ( 1-2 min) abgegeben.

Claims

Patentansprüche:
1. Medizinische Einrichtung mit einem Grundkörper mit einer Be- schichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung film- bzw. lackbildende Terpenoide aufweist.
2. Medizinische Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Katheter ist.
3. Medizinische Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Gefäßprothese ist.
4. Medizinische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- durch gekennzeichnet, dass die Terpenoide natürlichen, synthetischen oder semisynthetischen Ursprungs sind.
5. Medizinische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Terpenoide einer der folgenden Stoffklassen angehören oder Mischungen daraus enthalten: Mo- noterpene, Sesquiterpene, Diterpene, Sesterterpene, Triterpene und
Tetraterpene,
6. Medizinische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung weitere Materialien aufweist, die organischen oder anorganischen Ursprungs sind.
7. Medizinische Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen Materialien Oxide und/oder Salze sind.
8. Medizinische Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen Materialien Phospate, Sulfate, Silicate, Carbonate oder Mischungen daraus sind.
9. Medizinische Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Materialien Lipide oder deren Komponenten sind.
10. Medizinische Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da- durch gekennzeichnet, dass die organischen Materialien Carbonsäuren, deren Derivate oder Substitutionsprodukte sind.
1 1. Medizinische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung Schellolsäure aufweist.
12. Medizinische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung Abietinsäure aufweist.
13. Medizinische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung Schellack aufweist.
14. Medizinische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung Kolophonium aufweist.
15. Medizinische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung die Harze
Dammar und/oder Mastix aufweist.
16. Medizinische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung ein anwendungsspezifisches Additiv aufweist.
17. Medizinische Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv ein antiproliferatorischer, antiinflammatorischer und/oder antibakterieller Wirkstoff ist.
18. Medizinische Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv ein Medikament zur Reduzierung oder Verhinderung einer Restenose ist.
19. Medizinische Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv die Form von soliden Na- no- oder Mikropartikeln bzw. -kapseln aufweist.
20. Verfahren zum Herstellen einer medizinischen Einrichtung nach ei- nem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Be- schichtungsmaterial in einem vorgelagerten Schritt in eine homoge- ne Lösung überführt wird, in einem nächsten Schritt durch Tauchen, Besprühen, Einlegen oder Ausstreichen auf die Oberfläche der medizinischen Einrichtung aufgebracht wird und in einem nachgelagerten Schritt getrocknet wird.
21. Verfahren zum Herstellen einer medizinischen Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Be- schichtungsmaterial unter Druckminderung auf die Oberfläche abgeschieden wird.
22. Verfahren zum Herstellen einer medizinischen Einrichtung nach ei- nem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Be- schichtungsmaterial auf die Oberfläche aufgetragen wird, während die medizinische Einrichtung rotiert.
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