WO2012028305A1 - Coating for medicinal implants and coated medicinal implants - Google Patents

Coating for medicinal implants and coated medicinal implants Download PDF

Info

Publication number
WO2012028305A1
WO2012028305A1 PCT/EP2011/004376 EP2011004376W WO2012028305A1 WO 2012028305 A1 WO2012028305 A1 WO 2012028305A1 EP 2011004376 W EP2011004376 W EP 2011004376W WO 2012028305 A1 WO2012028305 A1 WO 2012028305A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coating
implant
medical
implants
ldh
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/004376
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Behrens
Hansjörg HAUSER
Henning Windhagen
Peter Müller
Original Assignee
Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung GmbH
Medizinische Hochschule Hannover
Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung GmbH, Medizinische Hochschule Hannover, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover filed Critical Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung GmbH
Publication of WO2012028305A1 publication Critical patent/WO2012028305A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/28Materials for coating prostheses
    • A61L27/30Inorganic materials
    • A61L27/306Other specific inorganic materials not covered by A61L27/303 - A61L27/32

Definitions

  • the present application relates to coatings for medical implants and medical devices.
  • the present invention relates to coatings for medical implants and medical aids with layered double hydroxides (LDH) with a divalent metal cation and a trivalent metal cation and anions and possibly embedded water.
  • LDH layered double hydroxides
  • the present application is directed to coated medical implants or medical aids comprising a coating according to the invention on a base body.
  • the present application relates to corresponding methods for producing such coated medical implants or medical aids.
  • State of the art relates to coatings for medical implants and medical devices.
  • LDH layered double hydroxides
  • implant for the purposes of the present invention includes both endovascular prostheses, such as stents, but
  • CONFIRMATION COPY also used in osteosynthesis implants, such as fasteners for bone, such as screws, plates or nails, but also prostheses in the hard and soft tissue, often commonly referred to as endoprostheses, and surgical suture, intestinal staples, vascular clips and anchor elements for electrodes.
  • magnesium materials including pure magnesium and magnesium alloys for medical implants and medical devices has been widely described in the art, e.g. EP 02 798 275.0.
  • these bioresorbable but also resistant materials replace pure metallic implant materials, as they were previously used for biomedical applications.
  • cobalt-chrome alloys the stainless steel 316L, pure titanium but also called titanium alloys.
  • bioactive coating systems for metallic implant materials These coating systems are intended primarily to prevent a possible corrosive attack on the metallic substrate and / or to improve the bioactivity of the implant surface.
  • Bioactivity includes e.g. stimulation of bone growth, bone ingrowth into the implant and anti-infective activity.
  • these implants and devices must also demonstrate sufficient biocompatibility with the surrounding tissue.
  • Another problem here is the already mentioned and actually frequently occurring problem of infections after implantation of corresponding medical implants or when using medical aids.
  • Implants as permanent implants are formed, for example, from titanium, titanium alloys or stainless steel compositions.
  • Bioresorbable or biodegradable implants are nowadays often made of magnesium and magnesium alloys.
  • biodegradable or bioresorbable is meant that, by appropriate degradation processes in the living organism, the material of the implant is dissolved. The implant loses its mechanical integrity at a given time through this process until it is completely dissolved.
  • bioresorption or “bioabsorption” encompasses the subsequent absorption or absorption of the degradation products by the living organism.
  • magnesium as well as magnesium oxide can exhibit an antibacterial effect, e.g. in Koresey S.R., et al, Trans. JWRI, 2002, 31 (1) 55-61.
  • magnesium allows new options for the production of implants, in particular of endoprostheses.
  • degrading magnesium alloys eg LAE 422
  • Mg (OH) 2 magnesium degradation products
  • Mg (OH) 2 The degradation product of magnesium, Mg (OH) 2 , appears to have a positive effect on periimplant bone remodeling in the early phase of bone healing. The exact mechanism for this is not clear.
  • LDH layered double hydroxides
  • LDHs Layers of anions and additional water molecules incorporated.
  • Such LDHs occur as a mineral in nature, e.g. the hydrotalcite,
  • LDHs such as hydrotalcites
  • hydrotalcites are used in a variety of ways.
  • a known field of use is e.g. the use of hydrotalcite as a drug against an acidified stomach.
  • Other applications of hydrotalcite range from use as a filler, flame retardant, catalyst, storage material for pollutants to thixotropic agents for cosmetic products.
  • LDHs as carriers for anionic compounds, including pharmaceutical agents, nucleotides and DNA molecules, is also described in the prior art. That is, the anions may also be complex in nature, eg, dyes, drugs, biopolymers such as nucleic acids, etc. and can usually be exchanged in aqueous solutions. Furthermore, the use of LDH as a non-viral vector for transfection is described.
  • EP 1 882 722 discloses coating compositions which have both nanoparticles of metal oxide and nanoparticles and / or microparticles of inorganic layer fillers. Suitable fillers are called sepiolite, phyllosilicates and LDH.
  • these are modified so that covalent bonds are obtained, for example, due to a reaction with a modifier.
  • phyllosilicates or sepiolites are treated with polysiloxanes to form corresponding covalent bonds between these two reactants via the hydroxyl groups of the fillers.
  • LDH no examples of LDH are described.
  • the fields of application of this coating composition with antifouling activity are accordingly to be used in antifouling coatings, such as boat paints.
  • the use of such coating compositions in biomedical areas are mentioned. For this, however, no examples are shown.
  • the implants preferably have also improved antimicrobial, especially antibacterial properties.
  • the present invention relates to a coating for medical implants and medical aids, this coating Layered Double Hydroxides (LDH) - also called layered double hydroxides - has.
  • LDH Layered Double Hydroxides
  • These LDHs are in particular those of the general formula (I)
  • M M is a divalent metal cation
  • M m represents a trivalent metal cation
  • A is an anion
  • x is a rational number> 0 and ⁇ 1, in particular a number between 0.15 and 0.4, such as between 0.2 and 0.33
  • n is an integer between 1 and 4, in particular 1, 2 or 3
  • m is a positive integer including 0.
  • the LDHs are those in which the divalent metal cation is Mg 2+ .
  • the LDH is hydrotalcite.
  • the naturally occurring anions in the LDH are at least partially replaced by foreign ions, such as anionic pharmaceutical agents, biomolecules, nucleic acids for coding genes and as immune effectors, anti-infective agents and osteosynthesis-inducing substances.
  • a coated medical implant or coated medical device comprising a coating according to the invention is provided on a base body.
  • the basic body can be a permanent implant, for example of titanium or titanium alloys, or a biodegradable material, such as one of magnesium materials.
  • the Medical implants according to the invention are in particular endoprostheses, such as implants in the bone cartilage area, these typically being permanent implants.
  • a method is provided for producing such medical implants or medical devices coated according to the invention, comprising the step of coating them with a coating according to the invention containing LDH.
  • the coatings according to the invention ie the LDH-containing coatings, optionally additionally containing further foreign ions, are distinguished by improved biocompatibility combined with good bioactivity both with regard to anti-infective agents and the stimulation of bone growth and the integration of the implant into the surrounding tissue ,
  • Figure 1 shows the antibacterial properties of various types of magnesium hydroxide. Shown is the inhibition of the growth of bacteria, here pseudomonas, in the presence of various magnesium hydroxides. As a positive control (C) no coating was taken, ie this value corresponds to 100% growth of the bacterium. For the 100% efficacy value, the antibiotic ciprofloxacin (CFX) was used (D).
  • C positive control
  • C negative control
  • CFX antibiotic ciprofloxacin
  • FIG. 2 shows the results for investigating the biocompatibility of magnesium hydroxides.
  • the coated titanium plates are shown.
  • the middle row microscopic images of the cells are shown.
  • the black areas indicate precipitates and clumps by Zelldebris etc.
  • the classification with regard to the biocompatibility of the respective coating is shown. (+) means proliferating, spreading cells, (-) means rounded cells with lower cell density.
  • FIG. 3 shows the degradation of magnesium and magnesium alloys and the resulting development of gas bubbles as well as the influence thereof on mammalian cells on the implant surface.
  • the left figure shows the foaming of metallic magnesium under cell culture conditions on an agar mass.
  • the right panel shows the percentage of live cells, in this case NIH3T3 fibroblasts, in cell culture plates in the presence and absence of magnesium
  • FIG. 4 shows the release of CFX from LDH. The results are shown using 10 mg / ml, 1 mg / ml and 0.1 mg / ml CFX, respectively.
  • FIG. 5 shows the biocompatibility and antibacterial action of coating systems according to the invention and implants according to the invention in an animal model. It can clearly be seen that implants, in the present case titanium discs, which were coated with an LDH-containing suspension containing ciprofloxacin and additionally were infected with luminescent pseudomades, implanted in the mouse show a good biocompatibility and an efficient antibacterial effect. Clearly, a disappearance of the bacterial luminescence on the antibiotic-containing LDH coatings can be recognized, while in the control, which consists solely of uncoated titanium discs, the fluorescence of the bacteria can be recognized even after four hours.
  • the present invention relates to a coating for medical implant te and medical aids.
  • This coating has double hydroxides known as Layered Double Hydroxides (LDH).
  • LDH Layered Double Hydroxides
  • LDH the usual name LDH is used.
  • LDH present in the coating are, in particular, those of the general formula (I)
  • M is a divalent metal cation
  • M m represents a trivalent metal cation
  • A is an anion
  • x is a rational number> 0 and ⁇ 1, in particular a number between 0.15 and 0.4, such as between 0.2 and 0.33
  • n is an integer between 1 and 4, in particular 1, 2 or 3
  • m is a positive integer including 0.
  • coatings containing LDH allow an improvement of the osteointegration of implants. More specifically, the coatings of the invention showed excellent biocompatibility with simultaneously antibacterial properties. Furthermore, those LDHs in which magnesium ions are present allow the integration of the implant into the bone by allowing the magnesium ions present and released from the LDH to exhibit both proliferation-inducing and differentiating effects on the corresponding cells in vivo.
  • the quality of the implant-bone interface and the longevity of the composite can be improved with the coatings according to the invention.
  • LDH in particular LDH with magnesium compounds
  • an improvement of the contact between implant and bone is achieved, and due to the bone profliferative effect of magnesium, a correspondingly improved integration of the implant is achieved.
  • the mechanical properties are improved due to the improved integration. Problems such as may occur due to loosening of the implant are thus avoided.
  • the coating according to the invention is in particular one which has no further fillers, such as layered silicates or sepiolite, a further silicate form.
  • the coating itself contains no metal oxides.
  • the coatings according to the invention are distinguished by the fact that, in addition to an antibacterial effect, they also avoid the quality of the implant bone interface and thus the problems of loosening the implant in the body. In particular, it is preferred that they thereby even improve the contact between implant and bone, by demonstrating bone-proliferative action and thus contributing to the improved integration of the implant.
  • the coating according to the invention allows the coating of smooth and structured surfaces.
  • the LDH present in the coating can be selected so that osteoproliferation is promoted or, on the contrary, the osteogenesis is suppressed. This may e.g. be desired if the implants are stents or other implants placed in vessels. Accordingly, the foreign ions contained in the LDH can also be those which promote angiogenesis or counteract restenosis.
  • the LDHs in the coatings of the present invention may be selected to provide the desired anti-infective effect, adhesion and biocompatibility.
  • the coating according to the invention containing LDH can be chosen such that they allow a delay in the degradation of the main body. Thus, the coating may be one that degrades over an extended period of time while the body, e.g. made of a magnesium material, even then degraded faster.
  • the LDHs used and the foreign ions present in the LDHs may be selected. That is, a known property of the LDH can be advantageously exploited.
  • LDH show a delayed release of stored ions. This makes it possible to generate the stored ions and the associated effect over a long period of time.
  • Mg (OH) 2 Mg 2+ ions are secreted into the environment so that biocompatibility can be increased while maintaining antimicrobial and bone and tissue growth promoting properties, thus coatings with LDH according to the present invention superior to simple Mg (OH) 2-containing coatings.
  • the stored foreign ions including the biologically active compounds can be released by the LDH much more controlled and regulated to the environment.
  • the release can be controlled by appropriate selection of the LDH and the embedded ions, through the use of LDH is thus a simple control and control of the release of stored ions possible.
  • the LDHs present in the coating are those where M M is a divalent alkaline earth or transition metal ion, in particular Mg 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , Cr 2+ , Mn 2+ , Zn 2+ .
  • M M is a divalent alkaline earth or transition metal ion, in particular Mg 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , Cr 2+ , Mn 2+ , Zn 2+ .
  • the M m is a trivalent main group or transition metal ion, in particular Al 3+ , Cr 3+ , Fe 3+ , Gr 3+ , Mn 3+ .
  • the aions A n " are selected from CT, Pr “ , E “ , NO 3 ' , CO 3 2” , SO 4 2 “ , HPO 4 2' , OH “ .
  • the anions in the LDHs may be replaced by other more complex anionic foreign ions.
  • Such include, in particular, pharmaceutical active substances, biomolecules, nucleic acids for encoding genes as immunofector, anti-infective agents and osteosynthesis-inducing substances.
  • These anions, which at least partially replace the naturally occurring anions in the LDHs, are preferably selected from: antibiotics, pharmaceutical active substances, in particular those with antimicrobial properties and growth-promoting properties for bones and tissue, biomolecules with growth-promoting Properties for the bone or tissue, etc.
  • foreign molecules that are present as anions or cations in the LDH can be introduced into the tissue via the coating in order to achieve the desired effects there.
  • desired effects may be pharmaceutical effects, but also protective effects, such as antimicrobial, e.g. antibacterial effect.
  • the inserted ions are organic ions which promote bone formation, such as growth factors, etc., or antibiotics for the prophylaxis of infections.
  • this introduction of these anions or the exchange of the anions during the synthesis or by a subsequent ion exchange takes place.
  • the ratio of M n to M is between 4: 1 to 2: 1, such as 4: 1, 3: 1 or 2: 1.
  • the coating is preferably one in which the LDHs are those of the general formula (II), (II) or (IV)
  • the LDH are hydrotalcites, in particular hydrotalcites of the formula Mg 6 Al 2 (OH) 16 A ⁇ 4 H 2 O, where A is selected from C0 3 2 " , S0 4 2" , or 2N0 3 " .
  • hydrotalcites have the additional advantage that the Mg 2+ cations present in these hydrotalcites have a promoting effect on bone formation and bone growth and thus promote osteointegration of implants with a corresponding coating according to the invention while at the same time reducing the risk of infections.
  • the present invention is directed to coated medical implants or medical devices comprising a coating of the invention and a body.
  • the main body can be designed as a permanent implant.
  • the base body may also be one which consists of or comprises biodegradable material.
  • the permanent implant is especially one selected from titanium or titanium alloys or from steel, in particular stainless steel. The person skilled in the corresponding materials are known.
  • the main body of the implant may also comprise biodegradable material.
  • biodegradable materials are especially those of magnesium materials, as known in the art.
  • Such magnesium materials may consist of magnesium or magnesium alloys.
  • suitable materials in particular magnesium materials, which are biodegradable and bioabsorbable in the body.
  • a plastic can be used as the main body.
  • the coating composition itself may contain plastics. The person skilled in suitable plastic coatings are known.
  • the coating according to the invention allows improved anchoring of the implants in the tissue or bone. By the osteo-activating function of the coating and an associated antibacterial effect, a possible inflammatory reaction can be suppressed.
  • the coating of the coated implant allows improved integration of the permanent implant into the tissue or into the bone.
  • the medical implants coated according to the invention thus exhibit improved bioactivity of the implant surface, improved biocompatibility with the surrounding tissue and improved protection against infections.
  • the medical implants or medical aids are those implants used in medicine, in particular in osteosynthesis, in particular fastening elements for bones, such as screws, plates or nails, surgical sutures, intestinal staples, vascular clips, but also Prostheses, in particular endoprostheses in the field of hard and soft tissues.
  • the coated medical implants according to the invention are preferably endoprostheses, such as implants in the bone-cartilage area, in particular artificial joints or parts of artificial joints.
  • an intermediate layer is arranged between the coating and the main body. This mediator layer is intended to improve the wetting behavior and the adhesion of the coating on the base body.
  • Typical mediator layers are in particular biocompatible metallic or metalloid systems based on titanium as well as magnesium-containing alloys. Examples include Ti, T1O2, TiN and TiC but also magnesium-containing alloys such as AZ31, AZ91, AM60 and AM50.
  • Layer thickness of such mediator layers is e.g. in the range of 0.5 pm to 3 pm.
  • the mediator layers may be graded, i. With permanent implants made of titanium or titanium alloys, these layers have a higher titanium content in the direction of the base body, while this proportion decreases in the direction of the coating.
  • the amount of magnesium added may increase in the direction of coating with magnesium-containing LDH.
  • the coating itself may be applied to the base body with a coating thickness of 1 ⁇ m to 100 ⁇ m or more.
  • the LDHs are usually present in the form of layers and cavities. They are e.g. as nanoparticles, e.g. with particle sizes between 40 to 150 nm.
  • the application of the coating and optionally the mediator layer can be carried out according to known methods. Common methods include spraying, dipping, drying.
  • the present invention is thus directed to a method for producing the coated medical implant or medical aids according to the invention, comprising the step of coating, the medical implant or the medical aid with a coating according to the invention.
  • a method for producing the coated medical implant or medical aids according to the invention comprising the step of coating, the medical implant or the medical aid with a coating according to the invention.
  • the person skilled in the art knows the corresponding methods for applying the coating to the base body of the medical implant or medical aid. Possibly. becomes before applying the coating according to the invention, an intermediate layer is applied to the base body.
  • This example serves to illustrate the antibacterial properties of LDH as a component of the coatings according to the invention.
  • 96-well cell culture plates (Nunc) were filled with 300 ⁇ l of appropriate solutions and coated by drying at room temperature. The holes were coated with aqueous solutions of 3.5 g / l magnesium hydroxide. Ciprofloxacin was used as a control with 1 mg / ml dissolved in H2O.
  • magnesium hydroxide compounds As magnesium hydroxide compounds, the following were used: a) Mg 4 Al 2 (OH) 12 / (NO 3 ) 2 .6H 2 O and b) Mg (OH) 2 .
  • the controls used were c) no coating, d) use of ciprofloxacin. As can be seen from the results for the coatings with the LDH used (a),
  • Murine NIH3T3 fibroblasts were seeded in DMEM medium (Invitrogen) with 10% fetal calf serum (FCS) on appropriately coated titanium slides in 24-well cell culture plates and cultured under standard conditions at 37 ° C under humid atmosphere and 5% CO2 for two days. Biocompatibility was qualitatively assessed by microscopic observation from the attachment, propagation and proliferation of the cells. Here, (+) proliferating spreading cells and (-) rounded cells with low cell density.
  • the titanium flakes were previously coated with an aqueous solution of 1 ml each containing 3.5 g / l of magnesium hydroxide by drying at room temperature. The following approaches were carried out: Control:
  • the control without coating but also the LDH coated titanium platelets show good biocompatibility. there are proliferating, spreading cells to observe. Cell debris and death cells are hardly recognizable. The cell density is high. In contrast, the sample with MgOH 2 coated titanium flakes. Here are the only rounded cells with low cell density can be seen. Furthermore, deposits (black spots) can be seen, the z. B. clumps and precipitates from Zelldebris etc. represent. From this experiment it is clear that, in contrast to the use of magnesium hydroxide as such, the LDH according to the invention show good compatibility with cells.
  • metallic magnesium does not meet the requirements for biocompatibility.
  • a metallic magnesium cylinder (5 mm high and 5 mm diameter, 99.9% magnesium) was incubated in an agar layer under cell culture conditions (37 ° C., humid atmosphere, 5% CO 2 ) for 24 hours on an agar layer. The cylinder was expelled from the agar matrix by gas formation, see Figure 3 left. Similar extrusion effects were observed with magnesium hydrate implants in animal experiments.
  • the right panel shows the result of culturing murine NIH3T3 fibroblasts in 12-well cell culture plates. In the control, the percentage of living cells was almost 100%. In contrast, in the presence of a magnesium cylinder under the same conditions, no live cells were left after 1 day of incubation.
  • the coated glass slides were placed in a new 24-hole plate PBS (137 mM NaCl, 2.7 mM KCl and 12 mM phosphate (HPO 4 2 " and H 2 PO 4 ⁇ ), pH 7.4) was overlaid with a phosphate-buffered solution, the solution being dissolved after 1, 2, 4
  • the ciprofloxacin concentration in the supernatant was determined with a nanodrop spectrometer at a wavelength of 272 nm
  • the graph shows the concentration of ciprofloxacin in the supernatants as a function of time For comparison, ciprofloxacin alone in water (1 g / l) used 2 0 as shown in Fig.

Abstract

The invention relates to coatings for medicinal implants and medicinal auxiliary agents. The invention relates, in particular, to coatings for medicinal implants and medicinal auxiliary agents, said coatings comprising layered double hydroxides (LDH) having a divalent metal cation and a trivalent metal cation and anions and optionally embedded water. The invention also relates to coated medicinal implants or medicinal auxiliary agents comprising the claimed coating on a base body. The invention further relates to a corresponding method for producing said type of coated medicinal implants or medicinal auxiliary agents.

Description

BESCHICHTUNG FÜR MEDIZINISCHE IMPLANTATE UND BESCHICHTETE MEDIZINISCHE IMPLANTATE  COATING FOR MEDICAL IMPLANTS AND COATED MEDICAL IMPLANTS
Die vorliegende Anmeldung betrifft Beschichtungen für medizinische Implantate und medizinische Hilfsmittel. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Beschichtungen für medizinische Implantate und medizinische Hilfsmittel mit Layered Double Hydroxides (LDH) mit einem zweiwertigen Metallkation und einem dreiwertigen Metallkation sowie Anionen und ggf. eingelagertem Wasser. Des Weiteren richtet sich die vorliegende Anmeldung auf beschichtete medizinische Implantate oder medizinische Hilfsmittel umfassend eine erfindungsgemäße Beschichtung auf einem Grundkörper. Schließlich betrifft die vorliegende Anmeldung entsprechende Verfahren zur Herstellung solcher beschichteten medizinischen Implantate oder medizinischen Hilfsmittel. Stand der Technik The present application relates to coatings for medical implants and medical devices. In particular, the present invention relates to coatings for medical implants and medical aids with layered double hydroxides (LDH) with a divalent metal cation and a trivalent metal cation and anions and possibly embedded water. Furthermore, the present application is directed to coated medical implants or medical aids comprising a coating according to the invention on a base body. Finally, the present application relates to corresponding methods for producing such coated medical implants or medical aids. State of the art
Die begrenzte Haltbarkeit und frühzeitige Lockerung von Implantaten, insbesondere endoprothetischen Gelenkersatz, stellen gerade im Hinblick auf junge Patienten oder Prothesenwechselsituationen ein ungelöstes Problem dar. Hin- zu kommt das Risiko der Infektion während der Implantation sowie die Regenerierung des Knochengewebes. The limited durability and premature relaxation of implants, in particular endoprosthetic joint replacement, represent an unsolved problem, especially with regard to young patients or prosthesis replacement situations. In addition, the risk of infection during implantation and the regeneration of the bone tissue come.
Medizinische Endoprothesen oder Implantate bzw. entsprechende medizinische Hilfsmittel in unterschiedlichster Anwendung sind in großer Vielzahl aus dem Stand der Technik bekannt. So umfasst der Begriff„Implantat" im Sinne der vorliegenden Erfindung sowohl endovaskuläre Prothesen, wie Stents, aber Medical endoprostheses or implants or corresponding medical aids in a wide variety of applications are known in large numbers from the prior art. Thus, the term "implant" for the purposes of the present invention includes both endovascular prostheses, such as stents, but
BESTÄTIGUNGSKOPIE auch in der Osteosynthese verwendete Implantate, wie Befestigungselemente für Knochen, beispielsweise Schrauben, Platten oder Nägel, aber auch Prothesen im Bereich des Hart- und Weichgewebes, häufig allgemein als Endoprothesen bezeichnet, sowie chirurgisches Nahtmaterial, Darmklammern, Gefäßclips und Ankerelemente für Elektroden. CONFIRMATION COPY also used in osteosynthesis implants, such as fasteners for bone, such as screws, plates or nails, but also prostheses in the hard and soft tissue, often commonly referred to as endoprostheses, and surgical suture, intestinal staples, vascular clips and anchor elements for electrodes.
Der Einsatz von Magnesiumwerkstoffen einschließlich reinem Magnesium und Magnesiumlegierungen für medizinische Implantate und medizinische Hilfsmittel ist im Stand der Technik vielfach beschrieben, z.B. EP 02 798 275.0. Unter anderem ersetzen diese bioresorbierbaren aber auch beständigen Materialien reine metallische Implantatwerkstoffe, wie sie früher für biomedizinische Anwendungen eingesetzt wurden. Hier sind insbesondere die früher und auch heute noch verwendeten Kobalt-Chrom-Legierungen, der nicht rostende Stahl 316L, reines Titan aber auch Titanlegierungen genannt. Seit geraumer Zeit gibt es vielfältige Bestrebungen im Bereich der Entwicklung von bioaktiven Be- schichtungssystemen für metallische Implantatwerkstoffe. Diese Beschich- tungssysteme sollen vornehmlich einen eventuellen korrosiven Angriff auf das metallische Substrat verhindern und/oder die Bioaktivität der Implantatoberfläche verbessern. Zur Bioaktivität gehört z.B. die Stimulation des Knochen- Wachstums, das Einwachsen der Knochensubstanz in das Implantat und eine antiinfektive Aktivität. Gleichzeitig müssen diese Implantate und Hilfsmittel aber auch eine ausreichende Biokompatibilität mit dem umgebenden Gewebe aufzeigen. Ein weiteres Problem hierbei stellt das bereits genannte und tatsächlich häufig auftretende Problem von Infektionen nach Implantationen von entspre- chenden medizinischen Implantaten bzw. beim Einsatz von medizinischen Hilfsmitteln dar. The use of magnesium materials including pure magnesium and magnesium alloys for medical implants and medical devices has been widely described in the art, e.g. EP 02 798 275.0. Among other things, these bioresorbable but also resistant materials replace pure metallic implant materials, as they were previously used for biomedical applications. Here are in particular the earlier and still used cobalt-chrome alloys, the stainless steel 316L, pure titanium but also called titanium alloys. For quite some time, there have been many efforts in the area of developing bioactive coating systems for metallic implant materials. These coating systems are intended primarily to prevent a possible corrosive attack on the metallic substrate and / or to improve the bioactivity of the implant surface. Bioactivity includes e.g. stimulation of bone growth, bone ingrowth into the implant and anti-infective activity. At the same time, however, these implants and devices must also demonstrate sufficient biocompatibility with the surrounding tissue. Another problem here is the already mentioned and actually frequently occurring problem of infections after implantation of corresponding medical implants or when using medical aids.
Implantate als Dauerimplantate werden z.B. aus Titan, Titanlegierungen oder Edelstahlzusammensetzungen ausgebildet. Bioresorbierbare bzw. bioabbauba- re Implantate werden heutzutage häufig aus Magnesium und Magnesiumlegierungen hergestellt. Unter bioabbaubar oder bioresorbierbar wird dabei verstan- den, dass durch entsprechende Abbauprozesse im lebenden Organismus der Werkstoff des Implantats aufgelöst wird. Das Implantat verliert durch diesen Prozess zu einem bestimmten Zeitpunkt seine mechanische Integrität bis zu seiner vollständigen Auflösung. Der Begriff„Bioresorption" bzw.„Bioabsorption" umfasst die anschließende Absorption bzw. Resorption der Abbauprodukte durch den lebenden Organismus. Implants as permanent implants are formed, for example, from titanium, titanium alloys or stainless steel compositions. Bioresorbable or biodegradable implants are nowadays often made of magnesium and magnesium alloys. By biodegradable or bioresorbable is meant that, by appropriate degradation processes in the living organism, the material of the implant is dissolved. The implant loses its mechanical integrity at a given time through this process until it is completely dissolved. The term "bioresorption" or "bioabsorption" encompasses the subsequent absorption or absorption of the degradation products by the living organism.
Vor kurzem wurde beschrieben, dass Magnesium aber auch Magnesiumoxid eine antibakterielle Wirkung aufzeigen können, z.B. in Koressery S. R., et.al., Trans. JWRI, 2002, 31 (1 ) 55-61. Recently, it has been described that magnesium as well as magnesium oxide can exhibit an antibacterial effect, e.g. in Koresey S.R., et al, Trans. JWRI, 2002, 31 (1) 55-61.
Allerdings sind für Magnesium bzw. Magnesiumhydroxid auch negative Einflüsse auf das umgebende Gewebe bekannt. So entsteht beim Einsatz von metallischem Magnesium als unerwünschte Nebenwirkung bei der Degradation eine erhebliche Menge Wasserstoff und es kommt zu Alkalisierung. Solche und andere Reaktionen führen dazu, daß eine Adhäsion von Zellen nicht möglich ist. However, negative effects on the surrounding tissue are also known for magnesium or magnesium hydroxide. Thus, the use of metallic magnesium as an undesirable side effect in the degradation of a significant amount of hydrogen and it comes to alkalization. Such and other reactions cause adhesion of cells to be impossible.
Durch Einsatz von Magnesiumlegierungen wurde versucht, diese unerwünschte Wasserstoffentwicklung möglichst gering zu halten, was aber bisher nicht er- reicht wurde. The use of magnesium alloys has tried to minimize this unwanted evolution of hydrogen, but this has not been achieved hitherto.
Es zeigte sich, daß Magnesium neue Optionen für die Herstellung von Implantaten, insbesondere von Endoprothesen, erlaubt. So konnte gezeigt werden, daß degradierende Magnesiumlegierungen, z.B. LAE 422, einen proliferieren- den Effekt auf den Knochen haben, dieser Effekt konnte auch für Magnesiumabbauprodukte wie Mg(OH)2 aufgezeigt werden. Das Degradationsprodukt von Magnesium, Mg(OH)2, scheint einen positiven Einfluß auf das periimplantäre Knochenremodeling innerhalb der frühen Phase der Knochenheilung aufzuzeigen. Der genaue Mechanismus hierzu ist aber nicht geklärt. It was found that magnesium allows new options for the production of implants, in particular of endoprostheses. For example, it has been shown that degrading magnesium alloys, eg LAE 422, have a proliferating effect on the bone, and this effect has also been demonstrated for magnesium degradation products such as Mg (OH) 2 . The degradation product of magnesium, Mg (OH) 2 , appears to have a positive effect on periimplant bone remodeling in the early phase of bone healing. The exact mechanism for this is not clear.
Verschiedene Beschichtungen zum Schutz von dauerbeständigen Implantaten gegenüber korrosiven Angriffen sowie zur Verbesserung der Bioaktivität der Implantatoberfläche bezüglich der Stimulation des Knochenwachstums und des Einwachsens der Knochensubstanz in das Implantat wurden vorgeschlagen. Hierzu zählen verschiedene technische Prozesse, wie die Beschichtung mit Kalziumphosphaten mittels Plasmaspritzen, die Alkalibehandlung von Titanoberflächen oder das Abscheiden von Apatiten aus flüssiger Phase. Eine Kombination von Sputter- und Immersionstechnik zur Erzeugung bioaktiver Be- schichtungen auf Apatitbasis bei niedriger Temperatur unter Verwendung von metallischem Magnesium wurde vor kurzem beschrieben, z.B. Ebasco, S., et.al., Acta Biomaterialia, 5, 2338-2347, 2009. Various coatings for the protection of permanently resistant implants against corrosive attacks and to improve the bioactivity of the implant surface with respect to the stimulation of bone growth and the ingrowth of the bone substance into the implant have been proposed. These include various technical processes, such as coating with calcium phosphates by means of plasma spraying, the alkali treatment of titanium surfaces or the deposition of apatites from liquid phase. A combination of sputtering and immersion techniques to produce low-temperature, apatite-based bioactive coatings using metallic magnesium has recently been described, eg, Ebasco, S., et al, Acta Biomaterialia, 5, 2338-2347, 2009.
Eine besondere Art von magnesiumhaltigen Oxiden stellt die Schichtdoppel- hydroxide, im Folgenden als Layered Double Hydroxides, LDH, bezeichnet, dar. Bei diesem LDH wird durch Einlagerung von anderen Kationen als Magne- sium aus einfachem Magnesiumhydroxid eine charakteristische Schichtstruktur. Die Schichten tragen durch Ersetzen der Mg2+-lonen durch dreiwertige Metallionen eine positive Ladung. Zum Ladungsausgleich werden zwischen die A special type of magnesium-containing oxides is the layered double hydroxides, hereinafter referred to as layered double hydroxides, LDH, referred. In this LDH is by incorporation of cations other than magnesium from simple magnesium hydroxide, a characteristic layer structure. The layers carry a positive charge by replacing the Mg 2+ ions with trivalent metal ions. For charge balancing are between the
Schichten Anionen und zusätzliche Wassermoleküle eingelagert. Solche LDHs kommen als Mineral in der Natur vor, wie z.B. das Hydrotalcit, Layers of anions and additional water molecules incorporated. Such LDHs occur as a mineral in nature, e.g. the hydrotalcite,
[Mg6Al2(OH)16][CO3 · 4H2O], das als Prototyp für diese Stoffklasse gelten kann. [Mg 6 Al 2 (OH) 16 ] [CO 3 .4H 2 O], which can be considered a prototype for this class of compounds.
LDHs, wie Hydrotalcite, werden in vielfältiger Art und Weise eingesetzt. Ein bekanntes Einsatzgebiet ist z.B. die Verwendung von Hydrotalcit als Medikament gegen einen übersäuerten Magen. Andere Anwendungen von Hydrotalcit rei- chen vom Einsatz als Füllstoff, Flammhemmer, Katalysator, Speichermaterial für Schadstoffe bis hin zu Thixotropiermitteln für Kosmetikaprodukte. LDHs, such as hydrotalcites, are used in a variety of ways. A known field of use is e.g. the use of hydrotalcite as a drug against an acidified stomach. Other applications of hydrotalcite range from use as a filler, flame retardant, catalyst, storage material for pollutants to thixotropic agents for cosmetic products.
Auch der Einsatz von LDHs als Carrier für anionische Verbindungen einschließlich pharmazeutischen Wirkstoffen, Nukleotiden und DNA-Molekülen, ist im Stand der Technik beschrieben. D.h., die Anionen können auch komplexer Natur sein, z.B. Farbstoffe, Medikamente, Biopolymere wie Nukleinsäuren, etc., und können üblicherweise in wässrigen Lösungen ausgetauscht werden. Des Weiteren ist der Einsatz von LDH als nichtviraler Vektor für die Transfektion beschrieben. Aus der EP 1 882 722 sind Beschichtungszusammensetzungen bekannt, die sowohl Nanopartikel aus Metalloxid als auch Nanopartikel und/oder Mikroparti- kel von anorganischen Schichtfüllstoffen aufweisen. Als geeignete Füllstoffe werden genannt Sepiolith, Schichtsilikate und LDH. Bevorzugt werden diese dabei so modifiziert, dass kovalente Bindungen z.B. aufgrund einer Umsetzung mit einem Modifizierer erhalten werden. Im Beispiel werden dazu Schichtsilikate bzw. Sepiolith mit Polysiloxanen behandelt, um entsprechende kovalente Bindungen zwischen diesen beiden Reaktionspartnern über die Hydroxylgruppen der Füllmittel auszubilden. Hingegen werden keinerlei Beispiele für LDH beschrieben. Die Kombination aus Nanopartikeln von Metalloxiden und den modifizierten anorganischen Füllstoffen, insbesondere die in den Beispielen ausgeführten modifizierten Sepiolith und Schichtsilikaten, zeigten eine Antifou- ling-Aktivität auf. Als Anwendungsbereiche dieser Beschichtungszusammen- setzung mit Antifouling-Aktivität sollen entsprechend in Antifouling- Beschichtungen, wie Bootsfarben, eingesetzt werden. Weiterhin werden der Einsatz solcher Beschichtungszusammensetzungen in biomedizinischen Bereichen genannt. Hierfür werden allerdings keinerlei Beispiele aufgezeigt. The use of LDHs as carriers for anionic compounds, including pharmaceutical agents, nucleotides and DNA molecules, is also described in the prior art. That is, the anions may also be complex in nature, eg, dyes, drugs, biopolymers such as nucleic acids, etc. and can usually be exchanged in aqueous solutions. Furthermore, the use of LDH as a non-viral vector for transfection is described. EP 1 882 722 discloses coating compositions which have both nanoparticles of metal oxide and nanoparticles and / or microparticles of inorganic layer fillers. Suitable fillers are called sepiolite, phyllosilicates and LDH. Preferably, these are modified so that covalent bonds are obtained, for example, due to a reaction with a modifier. In the example, phyllosilicates or sepiolites are treated with polysiloxanes to form corresponding covalent bonds between these two reactants via the hydroxyl groups of the fillers. On the other hand, no examples of LDH are described. The combination of nanoparticles of metal oxides and the modified inorganic fillers, in particular the modified sepiolite and phyllosilicates carried out in the examples, showed an antifouling activity. The fields of application of this coating composition with antifouling activity are accordingly to be used in antifouling coatings, such as boat paints. Furthermore, the use of such coating compositions in biomedical areas are mentioned. For this, however, no examples are shown.
Die„thermodynamische" Löslichkeit von LDHs mit verschiedenen Kationen und Anionen wurde umfangreich untersucht. Dabei zeigte es sich, dass das Lös- lichkeitsprodukt von der Natur der dreiwertigen Kationen und im noch stärkeren Maße von der Art der Anionen abhängt. The "thermodynamic" solubility of LDHs with various cations and anions has been extensively studied, showing that the solubility product depends on the nature of the trivalent cations and, to a greater extent, on the type of anions.
Es besteht ein Bedarf, die Osteointegration von Implantaten zu verbessern und die Biokompatibilität der Implantate zu erhöhen. Dabei soll gleichzeitig die Ge- fahr einer Infektion möglichst gering gehalten werden. Bevorzugt weisen die Implantate dabei neben einer verbesserten Bioaktivität und hoher Biokompati- bilität auch verbesserte antimikrobielle, insbesondere antibakterielle Eigenschaften auf. There is a need to improve the osteointegration of implants and increase the biocompatibility of the implants. At the same time, the risk of infection should be kept as low as possible. In addition to an improved bioactivity and high biocompatibility, the implants preferably have also improved antimicrobial, especially antibacterial properties.
Kurze Beschreibung der Erfindung Brief description of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtung für medizinische Implantate und medizinische Hilfsmittel, wobei diese Beschichtung Layered Double Hydroxides (LDH) - auch Schichtdoppelhydroxide genannt - aufweist. Diese LDHs sind insbesondere solche der allgemeinen Formel (I) The present invention relates to a coating for medical implants and medical aids, this coating Layered Double Hydroxides (LDH) - also called layered double hydroxides - has. These LDHs are in particular those of the general formula (I)
[MM 1-xMm x(OH)2]x+ (An-)x/n · mH20 (I) wobei MM ein zweiwertiges Metallkation darstellt, Mm ein dreiwertiges Metallkation darstellt und A ein Anion ist, x ist eine rationale Zahl >0 und <1 , insbesondere eine Zahl zwischen 0,15 und 0,4, wie zwischen 0,2 und 0,33, n ist eine ganze Zahl zwischen 1 und 4, insbesondere 1 , 2 oder 3, m ist eine positive ganze Zahl einschließlich 0. [M M 1-x M m x (OH) 2] x + (A n -) x / n · mH 2 0 (I) wherein M is M is a divalent metal cation, M m represents a trivalent metal cation, and A is an anion, x is a rational number> 0 and <1, in particular a number between 0.15 and 0.4, such as between 0.2 and 0.33, n is an integer between 1 and 4, in particular 1, 2 or 3, m is a positive integer including 0.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den LDHs um solche, bei denen das zweiwertige Metallkation Mg2+ ist. Insbesondere bevorzugt handelt es sich bei dem LDH um Hydrotalcit. In a preferred embodiment, the LDHs are those in which the divalent metal cation is Mg 2+ . Most preferably, the LDH is hydrotalcite.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind dabei die natürlich vorkommenden Anionen in dem LDH zumindest teilweise ersetzt durch Fremdionen, wie anionische pharmazeutische Wirkstoffe, Biomoleküle, Nukleinsäuren zur Kodierung von Genen und als Immuneffektoren, Antiinfektiva und Osteo- synthese-induzierende Substanzen. In a further preferred embodiment, the naturally occurring anions in the LDH are at least partially replaced by foreign ions, such as anionic pharmaceutical agents, biomolecules, nucleic acids for coding genes and as immune effectors, anti-infective agents and osteosynthesis-inducing substances.
In einem weiteren Aspekt wird ein beschichtetes medizinisches Implantat oder beschichtetes medizinisches Hilfsmittel umfassend eine erfindungsgemäße Beschichtung auf einem Grundkörper bereitgestellt. Bei dem Grundkörper kann es sich um ein Dauerimplantat, z.B. aus Titan oder Titanlegierungen, oder um ein biodegradierbares Material, wie eines aus Magnesiumwerkstoffen, handeln. Die erfindungsgemäßen medizinischen Implantate sind insbesondere Endoprothesen, wie Implantate im Knochenknorpelbereich, wobei es sich hierbei typischerweise um Dauerimplantate handelt. Schließlich wird ein Verfahren zur Herstellung solcher erfindungsgemäß beschichteten medizinischen Implantate oder medizinischen Hilfsmittel bereitgestellt umfassend den Schritt des Beschichtens dieser mit einer erfindungsgemäßen Beschichtung enthaltend LDH. Die erfindungsgemäßen Beschichtungen, d.h. die LDH-haltigen Beschichtun- gen, gegebenenfalls zusätzlich enthaltend weitere Fremdionen, zeichnen sich durch eine verbesserte Biokompatibilität bei gleichzeitig guter Bioaktivität sowohl in Bezug auf Antiinfektiva als auch der Stimulation des Knochenwachstums und der Integration des Implantats in das umgebende Gewebe aus. In a further aspect, a coated medical implant or coated medical device comprising a coating according to the invention is provided on a base body. The basic body can be a permanent implant, for example of titanium or titanium alloys, or a biodegradable material, such as one of magnesium materials. The Medical implants according to the invention are in particular endoprostheses, such as implants in the bone cartilage area, these typically being permanent implants. Finally, a method is provided for producing such medical implants or medical devices coated according to the invention, comprising the step of coating them with a coating according to the invention containing LDH. The coatings according to the invention, ie the LDH-containing coatings, optionally additionally containing further foreign ions, are distinguished by improved biocompatibility combined with good bioactivity both with regard to anti-infective agents and the stimulation of bone growth and the integration of the implant into the surrounding tissue ,
Kurze Beschreibung der Abbildungen Brief description of the illustrations
Figur 1 zeigt die antibakteriellen Eigenschaften von verschiedenen Arten an Magnesiumhydroxid. Dargestellt ist die Hemmung des Wachstums von Bakteri- en, hier Pseudomonaten, in Anwesenheit verschiedener Magnesiumhydroxide. Als Positivkontrolle (C) wurde keine Beschichtung genommen, d.h. dieser Wert entspricht 100% Wachstum des Bakteriums. Für den 100%-Wert für die Wirksamkeit wurde das Antibiotikum Ciprofloxacin (CFX) verwendet (D). (A) zeigt die Verwendung einer Beschichtung mit dem LDH Mg4AI2(OH) 2 / (NO3)2 · Figure 1 shows the antibacterial properties of various types of magnesium hydroxide. Shown is the inhibition of the growth of bacteria, here pseudomonas, in the presence of various magnesium hydroxides. As a positive control (C) no coating was taken, ie this value corresponds to 100% growth of the bacterium. For the 100% efficacy value, the antibiotic ciprofloxacin (CFX) was used (D). (A) shows the use of a coating with the LDH Mg 4 Al 2 (OH) 2 / (NO 3 ) 2 ·
6H20. (B) zeigt die antibakterielle Wirkung von Mg(OH)2. Dargestellt sind die Werte für 0 Stunden bzw. 3 Stunden. 6H 2 0. (B) shows the antibacterial effect of Mg (OH) 2 . Shown are the values for 0 hours or 3 hours.
Figur 2 zeigt die Ergebnisse zur Untersuchung der Biokompatibilität von Magnesiumhydroxiden. In der oberen Reihe sind die beschichteten Titanplättchen dargestellt. In der mittleren Reihe sind mikroskopische Aufnahmen der Zellen gezeigt. Die schwarzen Bereiche kennzeichnen Präzipitate und Verklumpungen durch Zelldebris etc. In der unteren Reihe ist die Einordnung in Bezug auf die Biokompatibilität der jeweiligen Beschichtung dargestellt. (+) bedeutet proliferierende, ausbreitende Zellen, (-) bedeutet abgerundete Zellen mit geringerer Zelldichte. FIG. 2 shows the results for investigating the biocompatibility of magnesium hydroxides. In the upper row, the coated titanium plates are shown. In the middle row microscopic images of the cells are shown. The black areas indicate precipitates and clumps by Zelldebris etc. In the lower row the classification with regard to the biocompatibility of the respective coating is shown. (+) means proliferating, spreading cells, (-) means rounded cells with lower cell density.
In der Figur 3 ist die Degradation von Magnesium und Magnesiumlegierungen und die daraus resultierende Entwicklung von Gasblasen sowie der Einfluss hiervon auf Säugerzellen an der Implantatoberfläche dargestellt. Dabei zeigt die linke Abbildung die Schaumbildung von metallischem Magnesium unter Zellkulturbedingungen auf einer Agarmasse. Die rechte Abbildung zeigt den prozentualen Anteil lebender Zellen, vorliegend NIH3T3-Fibroplasten, in Zellkulturplatten in Anwesenheit und Abwesenheit von Magnesium FIG. 3 shows the degradation of magnesium and magnesium alloys and the resulting development of gas bubbles as well as the influence thereof on mammalian cells on the implant surface. The left figure shows the foaming of metallic magnesium under cell culture conditions on an agar mass. The right panel shows the percentage of live cells, in this case NIH3T3 fibroblasts, in cell culture plates in the presence and absence of magnesium
Figur 4 stellt die Freisetzung von CFX aus LDH dar. Gezeigt sind die Ergebnis- se bei Einsatz von 10mg/ml, 1 mg/ml bzw. 0,1 mg/ml CFX. FIG. 4 shows the release of CFX from LDH. The results are shown using 10 mg / ml, 1 mg / ml and 0.1 mg / ml CFX, respectively.
Figur 5 zeigt die Biokompatibilität und antibakterielle Wirkung von erfindungsgemäßen Beschichtungssystemen und erfindungsgemäßen Implantaten im Tiermodell. Deutlich ist zu erkennen, dass Implantate, vorliegend Titanschei- ben, die mit einer LDH-enthaltenden Suspension, die Ciprofloxacin enthält, beschichtet wurden und zusätzlich mit lumineszenten Pseudomaden infiziert wurden, in der Maus implantiert eine gute Biokompatibilität und eine effiziente antibakterielle Wirkung aufzeigen. Deutlich ist ein Verschwinden der Bakterienlumineszenz auf den Antibiotikapseudomaden LDH-Beschichtungen zu erken- nen, während in der Kontrolle, die allein aus unbeschichteten Titanscheiben besteht, die Fluoreszenz der Bakterien auch nach vier Stunden zu erkennen ist. FIG. 5 shows the biocompatibility and antibacterial action of coating systems according to the invention and implants according to the invention in an animal model. It can clearly be seen that implants, in the present case titanium discs, which were coated with an LDH-containing suspension containing ciprofloxacin and additionally were infected with luminescent pseudomades, implanted in the mouse show a good biocompatibility and an efficient antibacterial effect. Clearly, a disappearance of the bacterial luminescence on the antibiotic-containing LDH coatings can be recognized, while in the control, which consists solely of uncoated titanium discs, the fluorescence of the bacteria can be recognized even after four hours.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung Detailed description of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtung für medizinische Implanta- te und medizinische Hilfsmittel. Diese Beschichtung weist Doppelhydroxide, bekannt als Layered Double Hydroxides (LDH), auf. Im Folgenden wird die übliche Bezeichnung LDH verwendet. Diese in der Beschichtung vorliegenden LDH sind insbesondere solche der allgemeinen Formel (I) The present invention relates to a coating for medical implant te and medical aids. This coating has double hydroxides known as Layered Double Hydroxides (LDH). In the following, the usual name LDH is used. These LDH present in the coating are, in particular, those of the general formula (I)
[M"1-xMlll x(OH)2]x+ (An")x/n · mH20 (I) wobei M" ein zweiwertiges Metallkation darstellt, Mm ein dreiwertiges Metallkation darstellt und A ein Anion ist, x ist eine rationale Zahl >0 und <1 , insbesondere eine Zahl zwischen 0,15 und 0,4, wie zwischen 0,2 und 0,33, n ist eine ganze Zahl zwischen 1 und 4, insbesondere 1 , 2 oder 3, m ist eine positive ganze Zahl einschließlich 0. [M "1-x M III x (OH) 2] x + (A n") x / n · mH 2 0 (I) wherein M "is a divalent metal cation, M m represents a trivalent metal cation, and A is an anion, x is a rational number> 0 and <1, in particular a number between 0.15 and 0.4, such as between 0.2 and 0.33, n is an integer between 1 and 4, in particular 1, 2 or 3, m is a positive integer including 0.
Es zeigte sich, dass Beschichtungen enthaltend LDH eine Verbesserung der Osteointegretation von Implantaten erlauben. Genauer zeigten die erfindungsgemäßen Beschichtungen eine hervorragende Biokompatibilität mit gleichzeitig antibakteriellen Eigenschaften auf. Des Weiteren erlauben solche LDHs, in denen Magnesiumionen vorliegen, die Integration des Implantats in den Knochen zu fördern, indem die vorhandenen und aus dem LDH freigesetzten Magnesiumionen sowohl eine Proliferation induzierende als auch differenzierende Effekte auf die entsprechenden Zellen in vivo aufzeigen. It was found that coatings containing LDH allow an improvement of the osteointegration of implants. More specifically, the coatings of the invention showed excellent biocompatibility with simultaneously antibacterial properties. Furthermore, those LDHs in which magnesium ions are present allow the integration of the implant into the bone by allowing the magnesium ions present and released from the LDH to exhibit both proliferation-inducing and differentiating effects on the corresponding cells in vivo.
D.h., die Qualität des Implantat-Knochen-Interfaces und die Langlebigkeit des Verbundes können mit den erfindungsgemäßen Beschichtungen verbessert werden. Durch Beschichtungen der Implantatoberfläche mit LDH, insbesondere LDH mit Magnesiumverbindungen wird eine Verbesserung des Kontaktes zwi- sehen Implantat und Knochen erreicht und aufgrund der knochenprofliferativen Wirkung des Magnesiums wird eine entsprechend verbesserte Integration des Implantats erzielt. Gleichzeitig werden aufgrund der verbesserten Integration die mechanischen Eigenschaften verbessert. Probleme, wie sie z.B. durch Lockerung des Implantats auftreten können, werden somit vermieden. Die erfindungsgemäße Beschichtung ist insbesondere eine, die keine weiteren Füllstoffe, wie Schichtsilikate oder Sepiolith, eine weitere Silikatform, aufweist. Insbesondere ist bevorzugt, dass die Beschichtung selbst keine Metalloxide enthält. Die erfindungsgemäßen Beschichtungen zeichnen sich dadurch aus, dass sie neben einer antibakteriellen Wirkung auch die Qualität des Implantatknochen-Interfaces und somit die Probleme einer Lockerung des Implantates im Körper vermeiden. Bevorzugt ist insbesondere, dass sie dadurch sogar den Kontakt zwischen Implantat und Knochen verbessern, indem sie knochenproli- ferative Wirkung aufzeigen und somit zur verbesserten Integration des Implantats beitragen. That is, the quality of the implant-bone interface and the longevity of the composite can be improved with the coatings according to the invention. By coating the implant surface with LDH, in particular LDH with magnesium compounds, an improvement of the contact between implant and bone is achieved, and due to the bone profliferative effect of magnesium, a correspondingly improved integration of the implant is achieved. At the same time the mechanical properties are improved due to the improved integration. Problems such as may occur due to loosening of the implant are thus avoided. The coating according to the invention is in particular one which has no further fillers, such as layered silicates or sepiolite, a further silicate form. In particular, it is preferred that the coating itself contains no metal oxides. The coatings according to the invention are distinguished by the fact that, in addition to an antibacterial effect, they also avoid the quality of the implant bone interface and thus the problems of loosening the implant in the body. In particular, it is preferred that they thereby even improve the contact between implant and bone, by demonstrating bone-proliferative action and thus contributing to the improved integration of the implant.
Die erfindungsgemäße Beschichtung erlaubt dabei die Beschichtung von glatten und strukturierten Oberflächen. Je nach Implantat können die in der Be- Schichtung vorliegenden LDH so ausgewählt werden, daß die Osteoproliferati- on gefördert wird oder, im Gegenteil, dass die Osteogenese unterdrückt wird. Dieses kann z.B. dann gewünscht sein, wenn es sich bei den Implantaten um Stents oder andere, in Gefäße eingebrachte Implantate handelt. Entsprechend können die in den LDH enthaltenen Fremdionen auch solche sein, die die An- giogenese fördern oder einer Restenose entgegenwirken. Des Weiteren können die LDH in den erfindungsgemäßen Beschichtungen so ausgewählt sein, daß die gewünschte antiinfektive Wirkung, Adhäsion und Biokompabilität erzielt wird. Schließlich kann die erfindungsgemäße Beschichtung enthaltend LDH so ausgewählt sein, daß sie eine Verzögerung der Degradation des Grundkörpers ermöglichen. Die Beschichtung kann also eine sein, die über einen längeren Zeitraum abgebaut wird, während der Grundkörper, z.B. aus einem Magnesiumwerkstoff, selbst dann schneller abgebaut wird. The coating according to the invention allows the coating of smooth and structured surfaces. Depending on the implant, the LDH present in the coating can be selected so that osteoproliferation is promoted or, on the contrary, the osteogenesis is suppressed. This may e.g. be desired if the implants are stents or other implants placed in vessels. Accordingly, the foreign ions contained in the LDH can also be those which promote angiogenesis or counteract restenosis. Furthermore, the LDHs in the coatings of the present invention may be selected to provide the desired anti-infective effect, adhesion and biocompatibility. Finally, the coating according to the invention containing LDH can be chosen such that they allow a delay in the degradation of the main body. Thus, the coating may be one that degrades over an extended period of time while the body, e.g. made of a magnesium material, even then degraded faster.
Je nach Implantat und dem Einsatzgebiet des Implantats können die verwende- ten LDHs und die in den LDHs vorhandenen Fremdionen ausgewählt sein. Das heißt, es kann eine bekannte Eigenschaft der LDH vorteilhaft ausgenutzt werden. LDH zeigen eine verzögerte Freisetzung von eingelagerten Ionen auf. Dadurch ist es möglich die eingelagerten Ionen und den damit verbundenen Effekt über einen langen Zeitraum zu generieren. Im Gegensatz zu Mg(OH)2 werden Mg2+-lonen reguliert in die Umgebung abgegeben, so dass die Biokompatibilität erhöht werden kann, während gleichzeitig die antimikrobielle und die das Knochen- und Gewebewachstum unterstützende Eigenschaft erhalten bleibt, erfindungsgemäße Beschichtungen mit LDH sind somit einfachen, Mg(OH)2-haltigen Beschichtungen überlegen. Depending on the implant and the area of application of the implant, the LDHs used and the foreign ions present in the LDHs may be selected. That is, a known property of the LDH can be advantageously exploited. LDH show a delayed release of stored ions. This makes it possible to generate the stored ions and the associated effect over a long period of time. In contrast to Mg (OH) 2, Mg 2+ ions are secreted into the environment so that biocompatibility can be increased while maintaining antimicrobial and bone and tissue growth promoting properties, thus coatings with LDH according to the present invention superior to simple Mg (OH) 2-containing coatings.
Auch die eingelagerten Fremdionen einschließlich den biologisch aktiven Verbindungen können durch die LDH wesentlich kontrollierter und regulierter an die Umgebung freigesetzt werden. Dabei kann die Freisetzung durch entsprechende Auswahl der LDH und der eingelagerten Ionen gesteuert werden, durch den Einsatz von LDH ist somit eine einfache Kontrolle und Steuerung der Freisetzung von eingelagerten Ionen möglich. Also, the stored foreign ions including the biologically active compounds can be released by the LDH much more controlled and regulated to the environment. In this case, the release can be controlled by appropriate selection of the LDH and the embedded ions, through the use of LDH is thus a simple control and control of the release of stored ions possible.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die in der Beschichtung vorliegenden LDH solche, wo MM ein zweiwertiges Erdalkali- oder Übergangsmetallion darstellt, insbesondere Mg2+, Co2+, Fe2+, Cr2+, Mn2+, Zn2+. Weiterhin bevorzugt ist das Mm ein dreiwertiges Hauptgruppen- oder Übergangsmetallion, insbesondere Al3+, Cr3+, Fe3+, Gr3+, Mn3+. In a preferred embodiment, the LDHs present in the coating are those where M M is a divalent alkaline earth or transition metal ion, in particular Mg 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , Cr 2+ , Mn 2+ , Zn 2+ . Further preferably, the M m is a trivalent main group or transition metal ion, in particular Al 3+ , Cr 3+ , Fe 3+ , Gr 3+ , Mn 3+ .
In bevorzugten Ausführungsformen sind die Aionen An" ausgewählt aus CT, Pr", E", N03 ', C03 2", S04 2", HPO4 2', OH". In preferred embodiments, the aions A n "are selected from CT, Pr " , E " , NO 3 ' , CO 3 2" , SO 4 2 " , HPO 4 2' , OH " .
Dabei können die Anionen in den LDHs ersetzt sein durch andere komplexere anionische Fremdionen. Solche umfassen insbesondere pharmazeutische Wirkstoffe, Biomoleküle, Nukleinsäuren zur Kodierung von Genen als Immunef- fektoren, Antiinfektiva und Osteosynthes induzierende Substanzen. Bevorzugt handelt es sich bei diesen Anionen, die zumindest teilweise die natürlich vorkommenden Anionen in den LDHs ersetzen, um solche ausgewählt aus: Antibiotika, pharmazeutische Wirkstoffe, insbesondere solche mit anti- mikrobiellen Eigenschaften und wachstumsfördernden Eigenschaften für Kno- chen und Gewebe, Biomoleküle mit wachstumsfördernden Eigenschaften für den Knochen oder Gewebe, usw. The anions in the LDHs may be replaced by other more complex anionic foreign ions. Such include, in particular, pharmaceutical active substances, biomolecules, nucleic acids for encoding genes as immunofector, anti-infective agents and osteosynthesis-inducing substances. These anions, which at least partially replace the naturally occurring anions in the LDHs, are preferably selected from: antibiotics, pharmaceutical active substances, in particular those with antimicrobial properties and growth-promoting properties for bones and tissue, biomolecules with growth-promoting Properties for the bone or tissue, etc.
So können mit Hilfe der LDH Fremdmoleküle die als Anionen oder Kationen in den LDH vorliegen, über die Beschichtung in das Gewebe eingebracht werden, um dort die gewünschten Wirkungen zu erzielen. Solche gewünschten Wirkungen können pharmazeutische Wirkungen sein, aber auch protektive Wirkungen, wie antimikrobielle, z.B. antibakterielle Wirkung. Insbesondere handelt es sich bei den eingefügten Ionen um organische Ionen, die die Knochenbildung fördern, wie Wachstumsfaktoren usw., bzw. Antibiotika zur Prophylaxe von Infek- tionen. Üblicherweise erfolgt dieses Einbringen dieser Anionen bzw. der Austausch der Anionen während der Synthese oder durch einen sich anschließenden lonenaustausch. Thus, with the help of LDH, foreign molecules that are present as anions or cations in the LDH can be introduced into the tissue via the coating in order to achieve the desired effects there. Such desired effects may be pharmaceutical effects, but also protective effects, such as antimicrobial, e.g. antibacterial effect. In particular, the inserted ions are organic ions which promote bone formation, such as growth factors, etc., or antibiotics for the prophylaxis of infections. Usually this introduction of these anions or the exchange of the anions during the synthesis or by a subsequent ion exchange takes place.
In der Literatur sind verschiedenste Verfahren zum Einbringen solcher Materia- lien in LDH beschrieben, z.B. in Xu Z. P. und Lu G. Q., Pure Appl. Chem. The literature describes various methods for introducing such materials into LDH, e.g. in Xu Z. P. and Lu G. Q., Pure Appl. Chem.
78(9), 1771-1779, 2006. 78 (9), 1771-1779, 2006.
Bevorzugt liegt das Verhältnis von Mn ZU Mim zwischen 4:1 bis 2:1 , wie 4:1 , 3:1 oder 2:1. Preferably, the ratio of M n to M is between 4: 1 to 2: 1, such as 4: 1, 3: 1 or 2: 1.
Bevorzugt handelt es sich bei der Beschichtung um eine, in der die LDH solche der allgemeinen Formel (II), (II) oder (IV) The coating is preferably one in which the LDHs are those of the general formula (II), (II) or (IV)
[Mg6Mlll 2(OH)16]2+[An-o,25/n · 4H2O]2" (II) oder [Mg6M III 2 (OH) 16] 2+ [A n -o, 2 5 / n · 4H 2 O] 2 "(II) or
[Mg4M"l 2(OH)12]2+[An-o,33/n * 4H2O]2" (III) oder [Mg8MI M2(OH)2o]2+[An-o,2/n * 4H20]2" (IV) sind. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die LDH Hydrotalcite. Insbesondere Hydrotalcite der Formel Mg6AI2(OH)16A · 4 H20, wobei A ausgewählt ist aus C03 2", S04 2", oder 2N03 ". [Mg 4 M " 1 2 (OH) 1 2] 2+ [A n -o, 33 / n * 4H 2 O] 2" (III) or [Mg 8 M IM 2 (OH) 2 O] 2+ [A n -o, 2 / n * 4H 2 O] 2 " (IV) In a particularly preferred embodiment, the LDH are hydrotalcites, in particular hydrotalcites of the formula Mg 6 Al 2 (OH) 16 A · 4 H 2 O, where A is selected from C0 3 2 " , S0 4 2" , or 2N0 3 " .
Diese Hydrotalcite haben den zusätzlichen Vorteil, dass das in diesen Hydrotalcit vorhandene Mg2+-Kationen eine fördernde Wirkung auf die Knochenbildung und Knochenwachstum aufzeigen und somit die Osteointegration von Implantaten mit einer entsprechenden erfindungsgemäßen Beschichtung fördern, während gleichzeitig das Risiko von Infektionen verringert ist. These hydrotalcites have the additional advantage that the Mg 2+ cations present in these hydrotalcites have a promoting effect on bone formation and bone growth and thus promote osteointegration of implants with a corresponding coating according to the invention while at the same time reducing the risk of infections.
In einem weiteren Aspekt richtet sich die vorliegende Erfindung auf beschichtete medizinische Implantate oder medizinische Hilfsmittel umfassend eine erfindungsgemäße Beschichtung und einen Grundkörper. In another aspect, the present invention is directed to coated medical implants or medical devices comprising a coating of the invention and a body.
Der Grundkörper kann dabei als Dauerimplantat ausgebildet sein. Alternativ kann der Grundkörper auch einer sein, der aus biodegradierbarem Material besteht oder solches umfasst. Das Dauerimplantat ist besonders eines ausgewählt aus Titan oder Titanlegierungen oder aus Stahl, insbesondere Edelstahl. Dem Fachmann sind entsprechende Materialien bekannt. The main body can be designed as a permanent implant. Alternatively, the base body may also be one which consists of or comprises biodegradable material. The permanent implant is especially one selected from titanium or titanium alloys or from steel, in particular stainless steel. The person skilled in the corresponding materials are known.
Alternativ kann der Grundkörper des Implantats auch biodegradierbares Mate- rial umfassen. Solche biodegradierbaren Materialien sind insbesondere solche aus Magnesiumwerkstoffen, wie sie im Stand der Technik bekannt sind. Solche Magnesiumwerkstoffe können aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen bestehen. Dem Fachmann sind geeignete Werkstoffe, insbesondere Magnesiumwerkstoffe bekannt, die im Körper biodegradierbar und bioabsorbierbar sind. Weiterhin kann als Grundkörper ein Kunststoff eingesetzt werden. Durch die Beschichtung entsprechender Kunststoff-Grundkörper, die als Implantat, insbesondere Dauerimplantat geeignet sind, kann die Biokompatibilität dieser Kunststoffe und die Integrierung dieser Implantate deutlich verbessert werden. Alter- nativ kann die Beschichtungszusammensetzung selbst Kunststoffe enthalten. Dem Fachmann sind geeignete Kunststoffbeschichtungen bekannt. Durch Zusatz der erfindungsgemäßen LDH ist es möglich, die Integration und Biokompatibilität von Kunststoffbeschichtung aufweisenden Implantaten oder anderen medizinischen Hilfsmitteln, zu verbessern. Alternatively, the main body of the implant may also comprise biodegradable material. Such biodegradable materials are especially those of magnesium materials, as known in the art. Such magnesium materials may consist of magnesium or magnesium alloys. The skilled worker is familiar with suitable materials, in particular magnesium materials, which are biodegradable and bioabsorbable in the body. Furthermore, a plastic can be used as the main body. By coating corresponding plastic base body, which are suitable as an implant, in particular permanent implant, the biocompatibility of these plastics and the integration of these implants can be significantly improved. Alternatively, the coating composition itself may contain plastics. The person skilled in suitable plastic coatings are known. By adding the LDH according to the invention, it is possible to improve the integration and biocompatibility of plastic coating implants or other medical aids.
Die erfindungsgemäße Beschichtung erlaubt eine verbesserte Verankerung der Implantate im Gewebe bzw. Knochen. Durch die osteoaktivierende Funktion der Beschichtung und eine damit einhergehende antibakterielle Wirkung kann eine mögliche Entzündungsreaktion unterdrückt werden. Gleichzeitig erlaubt die Beschichtung des beschichteten Implantats eine verbesserte Einbindung des Dauerimplantats in das Gewebe bzw. in den Knochen. Die erfindungsgemäß beschichteten medizinischen Implantate zeigen also eine verbesserte Bioaktivität der Implantatoberfläche, eine verbesserte Biokompatibilität mit dem umgebenden Gewebe sowie einen verbesserten Schutz gegenüber Infektionen auf. The coating according to the invention allows improved anchoring of the implants in the tissue or bone. By the osteo-activating function of the coating and an associated antibacterial effect, a possible inflammatory reaction can be suppressed. At the same time, the coating of the coated implant allows improved integration of the permanent implant into the tissue or into the bone. The medical implants coated according to the invention thus exhibit improved bioactivity of the implant surface, improved biocompatibility with the surrounding tissue and improved protection against infections.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die medizinischen Implantate oder medizinischen Hilfsmittel solche, in Form von in der Medizin, insbesondere in der Osteosynthese, verwendeten Implantaten, insbesondere Befestigungsele- mente für Knochen, wie Schrauben, Platten oder Nägel, chirurgisches Nahtmaterial, Darmklammern, Gefäßclips aber auch Prothesen, insbesondere Endoprothesen im Bereich der Hart- und Weichgewebe. Bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäßen beschichteten medizinischen Implantaten um Endoprothesen, wie Implantate im Knochen-Knorpel-Bereich, insbesondere künstliche Gelenke oder Teile von künstlichen Gelenken. In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Beschichtung und dem Grundkörper eine Vermittlerschicht angeordnet. Diese Vermittlerschicht soll das Benetzungsverhalten und die Haftung der Beschichtung auf dem Grundkörper verbessern. Typische Vermittlerschichten sind insbesondere biokompa- tible metallische bzw. metalloide Systeme auf Titanbasis als auch magnesium- haltige Legierungen. Beispiele hierfür sind Ti, T1O2, TiN sowie TiC aber auch magnesiumhaltige Legierungen wie AZ31 , AZ91 , AM60 und AM50. Die In a preferred embodiment, the medical implants or medical aids are those implants used in medicine, in particular in osteosynthesis, in particular fastening elements for bones, such as screws, plates or nails, surgical sutures, intestinal staples, vascular clips, but also Prostheses, in particular endoprostheses in the field of hard and soft tissues. The coated medical implants according to the invention are preferably endoprostheses, such as implants in the bone-cartilage area, in particular artificial joints or parts of artificial joints. In a preferred embodiment, an intermediate layer is arranged between the coating and the main body. This mediator layer is intended to improve the wetting behavior and the adhesion of the coating on the base body. Typical mediator layers are in particular biocompatible metallic or metalloid systems based on titanium as well as magnesium-containing alloys. Examples include Ti, T1O2, TiN and TiC but also magnesium-containing alloys such as AZ31, AZ91, AM60 and AM50. The
Schichtdicke solcher Vermittlerschichten liegt z.B. im Bereich von 0,5 pm bis 3 pm. Die Vermittlerschichten können dabei gradiert vorliegen, d.h. bei Dauer- Implantaten aus Titan oder Titanlegierungen weisen diese Schichten in Richtung Grundkörper einen höheren Titananteil auf, während dieser Anteil in Richtung der Beschichtung abnimmt. Der zudotierte Magnesiumanteil kann in Richtung Beschichtung mit magnesiumhaltigen LDH zunehmen. Die Beschichtung selbst kann mit einer Beschichtungsdicke von 1 pm bis 100 pm oder mehr auf den Grundkörper aufgebracht sein. Die LDH liegen dabei üblicherweise in Form von Schichten und Kavitäten vor. Sie liegen z.B. als Na- nopartikel vor, z.B. mit Partikelgrößen zwischen 40 bis 150 nm. Das Aufbringen der Beschichtung und ggf. der Vermittlerschicht kann gemäß bekannten Verfahren erfolgen. Übliche Verfahren schließen ein: Sprayen, Dip- coaten, Trocknen. Layer thickness of such mediator layers is e.g. in the range of 0.5 pm to 3 pm. The mediator layers may be graded, i. With permanent implants made of titanium or titanium alloys, these layers have a higher titanium content in the direction of the base body, while this proportion decreases in the direction of the coating. The amount of magnesium added may increase in the direction of coating with magnesium-containing LDH. The coating itself may be applied to the base body with a coating thickness of 1 μm to 100 μm or more. The LDHs are usually present in the form of layers and cavities. They are e.g. as nanoparticles, e.g. with particle sizes between 40 to 150 nm. The application of the coating and optionally the mediator layer can be carried out according to known methods. Common methods include spraying, dipping, drying.
In einem weiteren Aspekt richtet sich die vorliegende Erfindung somit auf ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen beschichteten medizinischen Implantat oder medizinischen Hilfsmittel umfassend den Schritt des Beschichtens, des medizinischen Implantats oder des medizinischen Hilfsmittels mit einer erfindungsgemäßen Beschichtung. Dem Fachmann sind die entsprechenden Verfahren zum Aufbringen der Beschichtung auf den Grundkörper des medizinischen Implantats oder medizinischen Hilfsmittels bekannt. Ggf. wird vor Aufbringen der erfindungsgemäßen Beschichtung eine Vermittlerschicht auf den Grundkörper aufgebracht. In a further aspect, the present invention is thus directed to a method for producing the coated medical implant or medical aids according to the invention, comprising the step of coating, the medical implant or the medical aid with a coating according to the invention. The person skilled in the art knows the corresponding methods for applying the coating to the base body of the medical implant or medical aid. Possibly. becomes before applying the coating according to the invention, an intermediate layer is applied to the base body.
Im Folgenden werden die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Beschichtung mit Hilfe von Beispielen erläutert. The advantageous properties of the coating according to the invention are explained below with the aid of examples.
Beispiele Examples
Beispiel 1 example 1
Antibakterielle Eigenschaften von LDH Antibacterial properties of LDH
Dieses Beispiel dient zur Darstellung der antibakteriellen Eigenschaften von LDH als Bestandteil der erfindungsgemäßen Beschichtungen. Dazu wurden 96- Loch Zellkulturplatten (Nunc) mit 300 μΙ entsprechender Lösungen gefüllt und durch Trocknen bei Raumtemperatur beschichtet. Die Löcher wurden dabei mit wässrigen Lösungen mit jeweils 3,5 g/l Magnesiumhydroxid beschichtet. Als Kontrolle wurde Ciprofloxacin mit 1 mg/ml gelöst in H2O eingesetzt.  This example serves to illustrate the antibacterial properties of LDH as a component of the coatings according to the invention. To this end, 96-well cell culture plates (Nunc) were filled with 300 μl of appropriate solutions and coated by drying at room temperature. The holes were coated with aqueous solutions of 3.5 g / l magnesium hydroxide. Ciprofloxacin was used as a control with 1 mg / ml dissolved in H2O.
Als Magnesiumhydroxidverbindungen wurden die folgenden eingesetzt: a) Mg4AI2(OH)12 / (N03)2 · 6H2O und b) Mg(OH)2. Als Kontrollen wurden einge- setzt c) keine Beschichtung, d) Verwendung von Ciprofloxacin. Wie man aus den Ergebnissen für die Beschichtungen mit dem eingesetzten LDH (a), As magnesium hydroxide compounds, the following were used: a) Mg 4 Al 2 (OH) 12 / (NO 3 ) 2 .6H 2 O and b) Mg (OH) 2 . The controls used were c) no coating, d) use of ciprofloxacin. As can be seen from the results for the coatings with the LDH used (a),
Mg(OH)2 (b) und dem Antibiotikum (d) erkennen kann, zeigen alle eine antibakterielle Wirkung, (e) ist ohne Beschichtung. Die Ergebnisse zeigen die Ergebnisse nach 0 bzw. 3 Stunden. Hierzu wurden 50 μΙ Lumineszens markierte Pseudomonaten pro Loch zum Zeitpunkt 0 inokuliert (5 μΙ einer frischen Pseudomonas aeruginosa, PA01 CTX: lux Kultur in LB Medium eingestellt auf eine OD600 von 0,2 und 45 μΙ LB Medium. Die Bakterien wurden anhand der Lumineszenz mit einem Imager (IVIS-200, Xenogen, Alameda, USA) nach der Inokulation (0 Stundenwert) und nach drei Stunden Inkubation bei 37°C (3 Stun- denwert) quantifiziert. Beispiel 2 Mg (OH) 2 (b) and the antibiotic (d) can recognize all have an antibacterial effect, (e) is without coating. The results show the results after 0 and 3 hours, respectively. For this purpose, 50 μl of luminescence-labeled pseudomonas were inoculated per hole at time 0 (5 μl of a fresh Pseudomonas aeruginosa, PA01 CTX: lux culture in LB medium adjusted to an OD 600 of 0.2 and 45 μl LB medium.) The bacteria were analyzed by luminescence in an imager (IVIS-200, Xenogen, Alameda, USA) after inoculation (0 hourly value) and after 3 hours of incubation at 37 ° C (3 hourly value). Example 2
Kompatibilität der LDH mit kultivierten Säugerzellen  Compatibility of LDH with cultured mammalian cells
Murine NIH3T3 Fibroblasten wurden in DMEM Medium (Invitrogen) mit 10% fötalem Kälberserum (FCS) auf entsprechend beschichtete Titanplättchen in 24-Loch Zellkulturplatten ausgesät und zwei Tage unter Standardbedingungen bei 37°C unter feuchter Atmosphäre und 5% CO2 kultiviert. Die Biokompatibilität wurde anhand der Anheftung, Ausbreitung und Vermehrung der Zellen qualitativ durch mikroskopische Beobachtung eingestuft. Dabei bedeuten (+) proliferierende ausgebreitende Zellen und (-) abgerundete Zellen mit geringer Zell- dichte.  Murine NIH3T3 fibroblasts were seeded in DMEM medium (Invitrogen) with 10% fetal calf serum (FCS) on appropriately coated titanium slides in 24-well cell culture plates and cultured under standard conditions at 37 ° C under humid atmosphere and 5% CO2 for two days. Biocompatibility was qualitatively assessed by microscopic observation from the attachment, propagation and proliferation of the cells. Here, (+) proliferating spreading cells and (-) rounded cells with low cell density.
Die Titanplättchen waren vorab mit einer wässrigen Lösung von jeweils 1 ml mit jeweils 3,5 g/l Magnesiumhydroxid durch Trocknen bei Raumtemperatur beschichtet worden. Dabei wurden folgende Ansätze durchgeführt: Kontrolle: The titanium flakes were previously coated with an aqueous solution of 1 ml each containing 3.5 g / l of magnesium hydroxide by drying at room temperature. The following approaches were carried out: Control:
Titan ohne Beschichtung Titanium without coating
LDH1) Mg4AI2(OH)12 / (NO3)2 LDH1) Mg 4 Al 2 (OH) 12 / (NO 3) 2
LDH2) Mg4AI2(OH)12 / S04 LDH2) Mg 4 Al 2 (OH) 12 / S0 4
LDH3) Mg4AI2(OH)12 / C03 LDH3) Mg 4 Al 2 (OH) 12 / C0 3
und Mg(OH)2. and Mg (OH) 2 .
Wie aus der Figur 2 deutlich zu erkennen ist, zeigen die Kontrolle ohne Beschichtung aber auch die mit LDH beschichteten Titanplättchen eine gute Biokompatibilität auf. es sind proliferierende, sich ausbreitende Zellen zu beobachten. Zelldebris und Todzellen sind kaum zu erkennen. Die Zelldichte ist hoch. Im Gegensatz dazu die Probe mit MgOH2 beschichteten Titanplättchen. Hier sind die lediglich abgerundete Zellen mit geringer Zelldichte zu erkennen. Des Weiteren sind Ablagerungen (schwarze Flecke) zu sehen, die z. B. Verklumpungen und Präzipitate aus Zelldebris etc. darstellen. Aus diesem Versuch wird deutlich, dass im Gegensatz zum Einsatz von Magnesiumhydroxid als solches die erfindungsgemäßen LDH eine gute Kompatibilität gegenüber Zellen aufzeigen. Beispiel 3 As can be clearly seen from FIG. 2, the control without coating but also the LDH coated titanium platelets show good biocompatibility. there are proliferating, spreading cells to observe. Cell debris and death cells are hardly recognizable. The cell density is high. In contrast, the sample with MgOH 2 coated titanium flakes. Here are the only rounded cells with low cell density can be seen. Furthermore, deposits (black spots) can be seen, the z. B. clumps and precipitates from Zelldebris etc. represent. From this experiment it is clear that, in contrast to the use of magnesium hydroxide as such, the LDH according to the invention show good compatibility with cells. Example 3
Degradation von Magnesium und Magnesiumlegierungen und den Einfluss auf Säugerzellen  Degradation of magnesium and magnesium alloys and their influence on mammalian cells
Im Folgenden wird dargestellt, dass metallisches Magnesium den Anforderungen an Biokompatibilität nicht genügt. Dazu wurde ein metallischer Magnesi- umzylinder (5 mm hoch und 5 mm Durchmesser, 99,9% Magnesium) in eine Agarschicht unter Zellkulturbedingungen (37°C, feuchte Atmosphäre, 5% CO2) für 24 Stunden auf einer Agarschicht inkubiert. Der Zylinder wurde durch Gasbildung aus der Agarmatrix ausgestoßen, siehe Figur 3 links. Ähnliche Extrusi- onseffekte wurde mit Magnesiumhydratimplantaten in Tierversuchen beobach- tet. In der rechten Abbildung ist das Ergebnis der Kultivierung von murinem NIH3T3 Fibroblasten in 12-Loch Zellkulturplatten dargestellt. In der Kontrolle war der prozentuale Anteil an lebenden Zellen fast bei 100%. Im Gegensatz dazu waren bei Anwesenheit eines Magnesiumzylinders unter denselben Bedingungen nach 1 Tag Inkubation keine lebenden Zellen mehr vorhanden. In the following, it is shown that metallic magnesium does not meet the requirements for biocompatibility. For this purpose, a metallic magnesium cylinder (5 mm high and 5 mm diameter, 99.9% magnesium) was incubated in an agar layer under cell culture conditions (37 ° C., humid atmosphere, 5% CO 2 ) for 24 hours on an agar layer. The cylinder was expelled from the agar matrix by gas formation, see Figure 3 left. Similar extrusion effects were observed with magnesium hydrate implants in animal experiments. The right panel shows the result of culturing murine NIH3T3 fibroblasts in 12-well cell culture plates. In the control, the percentage of living cells was almost 100%. In contrast, in the presence of a magnesium cylinder under the same conditions, no live cells were left after 1 day of incubation.
Dieser Versuch zeigt, dass metallisches Magnesium nicht als Beschichtungs- material oder als Implantat geeignet ist, da die Biokompatibilität gegenüber dem umliegenden Gewebe nicht gegeben ist. Beispiel 4 This experiment shows that metallic magnesium is not suitable as a coating material or as an implant because its biocompatibility with respect to the surrounding tissue is not given. Example 4
Freisetzung von Ciproflxacin  Release of ciproflxacin
Eien LDH Suspension mit der Zusammensetzung Mg4Al2(OH)i 2 / SO4 *6H20 (3,5 g/l) als 1 ml wäßriger Lösung wurde mit dem Antibiotikum Ciprofloxacin (1 mg/ml) versetzt und in einer 24-Loch Zellkulturplatte auf ein rundes Glass- plättchen mit 9mm Durchmesser gegeben und bei Raumtemperatur 2 Tage getrocknet. Die beschichteten Glasplättchen wurden in eine neue 24-Loch Platte gegeben und mit einer phosphatgepufferten Lösung PBS (137 mM NaCI, 2,7 mM KCL und 12 mM Phosphat (HP04 2" und H2P04 ~), pH 7,4) überschichtet. Die Lösung wurde nach 1 , 2, 4 und 8 Stunden und danach täglich ausgetauscht. Die Ciprofloxacinkonzentration im Überstand wurde mit einem Nanodrop Spektrometer bei einer Wellenlänge von 272 nm bestimmt. Die Graphik zeigt die Konzentration von Ciprofloxacin in den Überständen in Abhängigkeit von der Zeit. Als Vergleich wurde Ciprofloxacin alleine in Wasser (1 g/l) eingesetzt, als Kontrolle H20 Wie in Abb. 4 dargestellt, zeigten das LDH, das dem LDH2 aus Beispiel 2 entspricht, eine verzögerte Freisetzung von Ciprofloxacin ohne eine anfängliche starke Freisetzung (burst). Diese Freisetzung blieb über einen Zeitraum von 5 Tagen im Wesentlichen konstant. Im Gegensatz dazu Ciprofloxacin (CFX) alleine. Hier nahm die Freisetzung nach einer anfänglichen starken Freisetzung (burst) rasch ab. Bereits nach 4 Stunden war die Freisetzung unterhalb der von DHL enthaltend CFX. Nach 2 Tagen werden durch die mit CFX versetzten LDH noch nachweisbare Mengen an CFX freigesetzt während für das CFX alleine die Freisetzung nicht mehr darstellbar war. Beispiel 5 An LDH suspension with the composition Mg 4 Al 2 (OH) 2 / SO 4 * 6H 2 O (3.5 g / l) as 1 ml aqueous solution was treated with the antibiotic ciprofloxacin (1 mg / ml) and placed in a 24-well Place the cell culture plate on a 9 mm diameter round glass slide and dry at room temperature for 2 days. The coated glass slides were placed in a new 24-hole plate PBS (137 mM NaCl, 2.7 mM KCl and 12 mM phosphate (HPO 4 2 " and H 2 PO 4 ~ ), pH 7.4) was overlaid with a phosphate-buffered solution, the solution being dissolved after 1, 2, 4 The ciprofloxacin concentration in the supernatant was determined with a nanodrop spectrometer at a wavelength of 272 nm The graph shows the concentration of ciprofloxacin in the supernatants as a function of time For comparison, ciprofloxacin alone in water (1 g / l) used 2 0 as shown in Fig. 4 as a control H, showed the LDH corresponding to the LDH2 of example 2, a delayed release of ciprofloxacin without an initial strong release (burst). This release was over a period In contrast, ciprofloxacin (CFX) alone, where the release rapidly decreased after an initial burst, was evident after only 4 hours outside of DHL containing CFX. After 2 days, detectable amounts of CFX are released by the CFH-added LDH, whereas for the CFX alone the release was no longer possible. Example 5
Biokompatibilität und andere antibakterielle Wirkung von LDHs im Tiermodell Titanscheiben mit 4 bis 6 mm Durchmesser wurden mittels einer Suspension von 3,5 g/l LDH (Mg4AI2(OH) i 2/ (S04)2 und Ciprofloxacin) in deonisiertem Wasser beschichtet und subkutan in eine Maus implantiert (Implantate 1 und 3, wie in Abbildung 5 markiert). Als Vergleich diente eine unbehandelte Titanscheibe (mit 2 markiert). Die Implantate wurden zusätzlich mit lumineszenten Pseudo- maden (P. Aeroginosa) infiziert. Die Lumineszenz wurde in einem IVIS-lmager direkt nach der Implantation (0 Stunden) und 4 Stunden später (4 h) aufgenommen. Dargestellt sind die Ergebnisse in Falschfarben. Das Resultat zeigt eine gute Kompatibilität und eine effiziente antibakterielle Wirkung, die durch das Verschwinden der Bakterienlumineszenz auf dem antibiotikabeladenen LDH-Beschichtung belegt wird. Im Gegensatz dazu zeigt die Vergleichsscheibe 2 Lumineszenz. Biocompatibility and other antibacterial effects of LDHs in animal model Titanium discs 4 to 6 mm in diameter were suspended in deionized water using a suspension of 3.5 g / l LDH (Mg 4 Al 2 (OH) i 2 / (S0 4 ) 2 and ciprofloxacin) coated and subcutaneously implanted in a mouse (implants 1 and 3 as marked in Figure 5). As a comparison served an untreated titanium disc (marked with 2). The implants were additionally infected with luminescent pseudomadena (P. aeroginosa). The luminescence was recorded in an IVIS lean immediately after implantation (0 hours) and 4 hours later (4 hours). Shown are the results in false colors. The result shows a good compatibility and an efficient antibacterial effect, due to the disappearance of the bacterial luminescence on the antibiotics loaded LDH coating is occupied. In contrast, the comparison disc 2 shows luminescence.

Claims

Patentansprüche claims
1. Beschichtung für medizinische Implantate und medizinische Hilfsmittel aufweisend Layered Double Hydroxides (LDH), insbesondere der allge- meinen Formel (I) 1. Coating for medical implants and medical aids comprising layered double hydroxides (LDH), in particular the general formula (I)
[Mn 1-xMm x(OH)2]x+ (An-)x/n · mH2O (I) wobei M" ein zweiwertiges Metallkation darstellt, Mm ein dreiwertiges Me- tallkation darstellt und A ein Anion ist, x ist eine rationale Zahl >0 und <1 , insbesondere eine Zahl zwischen 0,15 und 0,4, wie zwischen 0,2 und 0,33, n ist eine ganze Zahl zwischen 1 und 4, insbesondere 1 , 2 oder 3, m ist eine positive ganze Zahl einschließlich 0. [M n 1-x M m x (OH) 2] x + (A n -) x / n · m H 2 O (I) where M "represents a divalent metal cation, M m represents a trivalent metal cation and A represents an anion x is a rational number> 0 and <1, in particular a number between 0.15 and 0.4, such as between 0.2 and 0.33, n is an integer between 1 and 4, in particular 1, 2 or 3, m is a positive integer including 0.
2. Beschichtung nach Anspruch 1 , wobei M" ein zweiwertiges Erdalkali- oder Übergangsmetallion, insbesondere Mg2+, Co2+, Fe2+, Ca2+, Mn2+ oder Zn2+, ist. 2. Coating according to claim 1, wherein M "is a divalent alkaline earth or transition metal ion, in particular Mg 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , Ca 2+ , Mn 2+ or Zn 2+ .
3. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1 , wobei Mm ein dreiwertiges Haupt- gruppen- oder Übergangsmetallion ist, insbesondere Al3+, Cr3+, Fe3+,3. Coating composition according to claim 1, wherein M m is a trivalent main group or transition metal ion, in particular Al 3+ , Cr 3+ , Fe 3+ ,
Ga3+, Mn3+. Ga 3+ , Mn 3+ .
4. Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei An" ausgewählt ist aus Cl", Bf, Γ, N03 ", C03 2", S04 2", HPO42", OH". 4. Coating according to one of claims 1 to 3, wherein A n "is selected from Cl " , Bf, Γ, N0 3 " , C0 3 2" , S0 4 2 " , HPO4 2" , OH " .
5. Beschichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Me" im LDH Mg2+ ist, insbesondere eines der allgemeinen Formel (II), (II) oder (IV): 5. Coating according to one of the preceding claims, wherein the Me "in the LDH is Mg 2+ , in particular one of the general formula (II), (II) or (IV):
[Mg6Mm 2(OH)16] +[An-o,25/n · 4H2O]2" (II) [Mg 6 M m 2 (OH) 16 ] + [A n -o, 25 / n · 4H 2 O] 2 " (II)
oder  or
[Mg4Mm 2(OH)12]2+[An-o,33/n · 4H2O]2" (III) oder [Mg 4 M m 2 (OH) 12 ] 2+ [A n -o, 33 / n * 4H 2 O] 2 " (III) or
[Mg8Mlll 2(OH)2o]2+[An-o,2/n · 4H2O]2" (IV) [Mg 8 M lll 2 (OH) 2 o] 2+ [A n -o, 2 / n x 4H 2 O] 2 " (IV)
6. Beschichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei dieses ein Hydrotalcit der Formel Mg6AI2(OH)i6A · 4H2O aufweist, wobei A ausgewählt ist aus CO3 2", SO4 2", 2NO3 ". 6. Coating according to one of the preceding claims, wherein this has a hydrotalcite of the formula Mg 6 Al 2 (OH) i 6 A · 4H 2 O, wherein A is selected from CO 3 2 " , SO 4 2" , 2NO 3 " .
7. Beschichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anionen A oder Mm zumindest teilweise ersetzt sind, insbesondere daß die Anionen zumindest teilweise ersetzt sind durch pharmazeutische Wirkstoffe, Biomoleküle, Nukleinsäuren zur Kodierung von Genen und als Immuneffektoren, Antiinfektiva oder Osteosynthese induzierende Substanzen. 7. Coating according to one of the preceding claims, characterized in that the anions A or M m are at least partially replaced, in particular that the anions are at least partially replaced by pharmaceutical agents, biomolecules, nucleic acids for the coding of genes and as immune effectors, anti-infective agents or osteosynthesis inducing substances.
8. Beschichtetes medizinisches Implantat oder medizinisches Hilfsmittel umfassend eine Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und einen Grundkörper. 8. A coated medical implant or medical device comprising a coating according to any one of claims 1 to 7 and a base body.
9. Medizinisches Implantat nach Anspruch 8, wobei es sich um ein Dauerimplantat handelt. 9. A medical implant according to claim 8, wherein it is a permanent implant.
10. Medizinisches Implantat oder medizinisches Hilfsmittel nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Grundkörper des Implantats dauerhafte Werkstoffe, insbesondere Titan oder Titanlegierungen, Stähle, Keramiken, Gläser und polymere Implantantmaterialien umfaßt. 10. A medical implant or medical device according to claim 8 or 9, wherein the main body of the implant comprises durable materials, in particular titanium or titanium alloys, steels, ceramics, glasses and polymeric implant materials.
11. Medizinisches Implantat oder medizinisches Hilfsmittel nach Anspruch 8, wobei der Grundkörper des Implantats biodegradierbares Material umfaßt, insbesondere aus einem Magnesiumwerkstoff aus Magnesium oder Magnesiumlegierung besteht. Medizinisches Implantat oder medizinisches Hilfsmittel nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , wobei es sich um in der Medizin, insbesondere in der Osteosynthese, verwendete Implantate, insbesondere Befestigungselemente für Knochen, wie Schrauben, Platten oder Nägel, chirurgisches Nahtmaterial, Darmklammern, Gefäßclips, oder Prothesen im Bereich der Hart- und Weichgewebe handelt. 11. A medical implant or medical device according to claim 8, wherein the base body of the implant comprises biodegradable material, in particular consists of a magnesium material of magnesium or magnesium alloy. Medical implant or medical device according to one of claims 8 to 11, which are implants used in medicine, in particular in osteosynthesis, in particular bone fasteners such as screws, plates or nails, surgical sutures, intestinal staples, vascular clips, or Prostheses in the field of hard and soft tissues.
Medizinisches Implantat nach Anspruch 12, wobei es sich um Endoprothesen, wie Implantate im Knochen-Knorpelbereich, insbesondere künstliche Gelenke oder Teile von künstlichen Gelenken, handelt. A medical implant according to claim 12, which is endoprostheses, such as implants in the bone cartilage region, in particular artificial joints or parts of artificial joints.
Medizinisches Implantat nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei zwischen Beschichtung und Grundkörper eine Vermittlerschicht angeordnet ist. A medical implant according to any one of claims 8 to 13, wherein an intermediate layer is disposed between the coating and the base body.
Verfahren zur Herstellung eines beschichteten medizinischen Implantat oder medizinischen Hilfsmittels umfassend den Schritt des Beschichtens des medizinischen Implantats oder des medizinischen Hilfsmittels mit einer Beschichtung aufweisend LDH definiert in einem der Ansprüche 1 bis A method of manufacturing a coated medical implant or medical device comprising the step of coating the medical implant or medical device with a coating comprising LDH defined in any of claims 1 to
PCT/EP2011/004376 2010-08-31 2011-08-31 Coating for medicinal implants and coated medicinal implants WO2012028305A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010036039 DE102010036039A1 (en) 2010-08-31 2010-08-31 Coating for medical implants and coated medical implants
DE102010036039.2 2010-08-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012028305A1 true WO2012028305A1 (en) 2012-03-08

Family

ID=44653246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/004376 WO2012028305A1 (en) 2010-08-31 2011-08-31 Coating for medicinal implants and coated medicinal implants

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102010036039A1 (en)
WO (1) WO2012028305A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106693044A (en) * 2016-12-29 2017-05-24 山东科技大学 Method for preparing glutamate intercalation hydrotalcite medicinal magnesium alloy coating
CN109125802A (en) * 2018-08-10 2019-01-04 山东科技大学 A kind of preparation method of the hydrotalcite of medical magnesium alloy substrate surface-polyglutamic acid composite coating

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114146216B (en) * 2021-12-02 2022-08-02 河北工业大学 Medical metal material with surface provided with modified film with photo-thermal characteristic as well as preparation method and application of medical metal material

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004000378A1 (en) * 2002-06-21 2003-12-31 Politecnico Di Milano An osteointegrative interface for implatable prostheses and method for its manufacture
US20060088566A1 (en) * 2004-10-27 2006-04-27 Scimed Life Systems, Inc.,A Corporation Method of controlling drug release from a coated medical device through the use of nucleating agents
WO2007010584A2 (en) * 2005-07-22 2007-01-25 Gaetano Marenzi Controlled-delivery system of pharmacologically active substances, preparation process and medical use thereof
EP1882722A1 (en) 2006-07-25 2008-01-30 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO A coating composition

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5879750A (en) 1996-03-29 1999-03-09 Denso Corporation Method for manufacturing thermistor materials and thermistors
US20050181015A1 (en) * 2004-02-12 2005-08-18 Sheng-Ping (Samuel) Zhong Layered silicate nanoparticles for controlled delivery of therapeutic agents from medical articles
EP2127689A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-02 RevisiOs B.V. i.o. Novel homogenous osteoinductive nanocomposites
US8277833B2 (en) * 2008-06-25 2012-10-02 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices having surface coatings

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004000378A1 (en) * 2002-06-21 2003-12-31 Politecnico Di Milano An osteointegrative interface for implatable prostheses and method for its manufacture
US20060088566A1 (en) * 2004-10-27 2006-04-27 Scimed Life Systems, Inc.,A Corporation Method of controlling drug release from a coated medical device through the use of nucleating agents
WO2007010584A2 (en) * 2005-07-22 2007-01-25 Gaetano Marenzi Controlled-delivery system of pharmacologically active substances, preparation process and medical use thereof
EP1882722A1 (en) 2006-07-25 2008-01-30 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO A coating composition

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EBASCO, S., ACTA BIOMATERIALIA, vol. 5, 2009, pages 2338 - 2347
KORESSERY S. R., TRANS. JWRI, vol. 31, no. 1, 2002, pages 55 - 61
XU Z. P., LU G. Q., PURE APPL. CHEM., vol. 78, no. 9, 2006, pages 1771 - 1779

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106693044A (en) * 2016-12-29 2017-05-24 山东科技大学 Method for preparing glutamate intercalation hydrotalcite medicinal magnesium alloy coating
CN109125802A (en) * 2018-08-10 2019-01-04 山东科技大学 A kind of preparation method of the hydrotalcite of medical magnesium alloy substrate surface-polyglutamic acid composite coating
CN109125802B (en) * 2018-08-10 2021-04-16 山东科技大学 Preparation method of hydrotalcite-polyglutamic acid composite coating on surface of medical magnesium alloy substrate

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010036039A1 (en) 2012-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Basova et al. The use of noble metal coatings and nanoparticles for the modification of medical implant materials
Afewerki et al. Advances in dual functional antimicrobial and osteoinductive biomaterials for orthopaedic applications
DE69906441T2 (en) Coating process for medical implants
DE10243132B4 (en) Anti-infective, biocompatible titanium oxide coatings for implants and methods of making them
DE102006041023B4 (en) Structured coatings for implants and process for their preparation
DE102005002703C5 (en) Antibiotic coating of implants and methods for antibiotic coating
WO2002085250A2 (en) Biologically-functionalised, metabolically-inductive implant surfaces
Sprio et al. Surface phenomena enhancing the antibacterial and osteogenic ability of nanocrystalline hydroxyapatite, activated by multiple-ion doping
DE102005044360A1 (en) Medicinal technical-product, useful as e.g. temporary or durable implant and as biocides, comprises anti-microbial equipment from a complex material from metal-nanoparticle and macromolecules
US20200330510A1 (en) Resurrection Of Antibiotics That MRSA Resists By Silver-Doped Bioactive Glass-Ceramic Particles
EP2767294B1 (en) Biocorrodible implant with anti-corrosion coating
Iqbal et al. Characterization and biological evaluation of silver containing fluoroapatite nanoparticles prepared through microwave synthesis
DE102004053107A1 (en) Matrix structure for induction of neofascia, especially for treatment of hernias, comprising flat matrix of biocompatible, bioresorbable synthetic polymer with surface suitable for immobilizing tissue cells
EP3509650B1 (en) Implantable medical devices having a coating layer with antimicrobial properties based on nanostructured hydroxyapatite
Swain et al. Dual action of polarised zinc hydroxyapatite-guar gum composite as a next generation bone filler material
WO2012028305A1 (en) Coating for medicinal implants and coated medicinal implants
DE102004047568A1 (en) Antimicrobial implant with a flexible porous structure
Hickey et al. MgO nanocomposites as new antibacterial materials for orthopedic tissue engineering applications
EP3231453B1 (en) Bone sialoprotein(bsp)-functionalised bone replacement bodies
DE102008046197B3 (en) Degradable implant and method for its production and its use
DE102007039871A1 (en) Soft tissue implant with antibacterial effect
DE19917696A1 (en) Biological restoration agent, e.g. for filling bone defects, comprising a carrier coated with or including an active complex of structural, recruiting, adhesion and growth or maturation components
DE102011052416A1 (en) Growth-inhibited hydroxyapatite, process for its preparation and use
DE102012210804A1 (en) Producing antibacterial layer on base body made of e.g. titanium-based alloy, comprises carrying out electrochemical process in first aqueous electrolyte having aqueous solution containing e.g. silver(I) phosphate and ammonium hydroxide
WO2012163950A1 (en) Method for producing an implant coating, and corresponding implant

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11757767

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11757767

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1