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Teilprojekt: Prozessentwicklung zur Herstellung mikroporöser Oberflächenschichten für vaskuläre Stents zur Herstellung polymerfreier Pharmakadepots

Wissenschaftliche Zielstellung des geplanten Verbundvorhabens sind Technologie-, Material und Prozessentwicklungen als Grundlage für neuartige Transkatheter-Therapieplattformen.

Innerhalb des Verbundvorhabens sollen dabei folgende konkrete Applikationen verfolgt werden:

• Absorbierbare, pharmakafreisetzende Stents
• Permanente vaskuläre Stentplattformen und Stents mit kombinierten Wirkprinzipien
• Stentkonstrukte für perkutane Herzklappenprothesen

Ein Schwerpunkt des Verbundvorhabens ist die Entwicklung spezieller Fertigungsverfahren (Laser-Mikrobearbeitung, Gasphasenabscheidung) und Prüfmethoden für diese Applikationen.

In einem vorangegangenen Verbundvorhaben an dem die Partner Forschungszentrum Wismar und Cortronik zusammen mit dem Institut für biomedizinische Technik der Universität Rostock und der Universität Greifswald beteiligt waren, wurden mit Blick auf die Gasphasenabscheidung modifizierter Kohlenstoffschichten vielversprechende Ergebnisse erzielt, deren Umsetzung weit über den Stand der Technik hinaus geht:

• Schichtsysteme aus DLC und SiC mit definierter Morphologie als Haftvermittlung für pharmakahaltige Polymere,
• Einfluss von DLC-Schichten mit definierter Morphologie auf Korrosionsverhalten von biologisch abbaubaren Legierungssystemen,
• Einfluss der Schichteigenschaften dotierter DLC-Schichten auf Benetzbarkeit und Wechselwirkung mit lebenden Zellen.

Gegenwärtig arbeiten diese Partner sowie das Institut für Oberflächen- und Dünnschichttechnik der Hochschule Wismar gemeinsam in dem vom BMBF geförderten Vorhaben der Spitzenforschung in den neuen Bundesländern mit dem Titel REMEDIS und erforschen die weitere Modifizierung und Miniaturisierung von Stents für neuartige medizinische Anwendungen.

In dem hier beantragten Verbundvorhaben geht es darum, die neuen Technolgie- und Prozessentwicklungen für die Entwicklung o.g. Produktgruppen einzusetzen. Insbesondere können durch Gasphasenbeschichtung gezielt poröse Oberflächen erzeugt werden, die als polymerfreie Pharamkareservoirs genutzt werden können. Erforderlich hierfür sind Schichten, die Poren mit μm Abmessungen und einige Volumenprozent offener Porosität aufweisen, bei gleichbleibenden mechanischen Eigenschaften wie Haftfestigkeit und Härte und gleichbleibender Biokompatibilität.

Eine Herausforderung besteht darin, diese porösen Beschichtungen für verschiedene miniaturisierte Systeme oder unterschiedlichste Stentgrundmaterialien, z. B. temperaturempfindliche Formgedächtnismaterialien oder Kunststoffe anbieten zu können. Um Erkenntnisse zur Herstellung dieser neuartiger Modifikationen in wiederholbare validierbare Prozesse überführen zu können muss untersucht werden, welchen Einfluss variierte Prozessbedingungen der PECVD auf den komplexen Beschichtungsprozess von Stents mit sich bringen und die Wachstumsmechanismen müssen gut verstanden werden.

Innerhalb des Teilprojektes werden mittels Gasphasenabscheidungsverfahren polymerfreie Beschichtungskonzepte für medizinische Implantate entwickelt. Untersucht werden dabei Möglichkeiten der keramischen und metallischen Beschichtung zur Schaffung von polymerfreien mikroporösen Oberflächen zur Pharmakainkorporation. Herausforderungen ergeben sich insbesondere mit Blick auf formveränderliche und polymere Stent-Substrate hinsichtlich der Schichthaftfestigkeit und der Prozessparameter (niedrige Temperaturen).

Das Teilprojekt soll zu Ergebnissen führen, die mittels Technologietransfer Überführungen in Lohnbeschichtungsbetriebe zulassen, insbesondere in innovative Unternehmen auf dem Medizintechniksektor in Mecklenburg-Vorpommern.

Projektlaufzeit: 1. Oktober 2010 - 31. Dezember 2013