PL222517B1 - Colloidal material for coating a medical device, the medical device and a method for coating a medical device - Google Patents
Colloidal material for coating a medical device, the medical device and a method for coating a medical deviceInfo
- Publication number
- PL222517B1 PL222517B1 PL395888A PL39588811A PL222517B1 PL 222517 B1 PL222517 B1 PL 222517B1 PL 395888 A PL395888 A PL 395888A PL 39588811 A PL39588811 A PL 39588811A PL 222517 B1 PL222517 B1 PL 222517B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- coating
- medical device
- titanate
- titanium compound
- colloidal material
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 71
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 58
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- JMXKSZRRTHPKDL-UHFFFAOYSA-N titanium ethoxide Chemical compound [Ti+4].CC[O-].CC[O-].CC[O-].CC[O-] JMXKSZRRTHPKDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 24
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 15
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 claims description 15
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 claims description 13
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 claims description 13
- 239000000244 polyoxyethylene sorbitan monooleate Substances 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 claims description 6
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 5
- DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N (R)-(-)-Propylene glycol Chemical compound C[C@@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 4
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HKJYVRJHDIPMQB-UHFFFAOYSA-N propan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound CCCO[Ti](OCCC)(OCCC)OCCC HKJYVRJHDIPMQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 claims description 3
- ITNVWQNWHXEMNS-UHFFFAOYSA-N methanolate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].[O-]C.[O-]C.[O-]C.[O-]C ITNVWQNWHXEMNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 19
- 102220321320 rs202148988 Human genes 0.000 description 18
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 12
- 210000002889 endothelial cell Anatomy 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 102000008946 Fibrinogen Human genes 0.000 description 5
- 108010049003 Fibrinogen Proteins 0.000 description 5
- 229940012952 fibrinogen Drugs 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 4
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 3
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 3
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 2
- 229940068968 polysorbate 80 Drugs 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 208000037803 restenosis Diseases 0.000 description 2
- 210000000329 smooth muscle myocyte Anatomy 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010017384 Blood Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000004506 Blood Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 1
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 108091006905 Human Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 102000008100 Human Serum Albumin Human genes 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004904 UV filter Substances 0.000 description 1
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001346 alkyl aryl ethers Chemical class 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000001028 anti-proliverative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 1
- 229940127090 anticoagulant agent Drugs 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000021164 cell adhesion Effects 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000001516 cell proliferation assay Methods 0.000 description 1
- 238000013043 cell viability test Methods 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 230000035602 clotting Effects 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002316 cosmetic surgery Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012894 fetal calf serum Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N hydroxyl Chemical compound [OH] TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000000663 muscle cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229950008882 polysorbate Drugs 0.000 description 1
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 210000001243 pseudopodia Anatomy 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 titanium (IV) compound Chemical class 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Description
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 222517 (13) B1 (51) Int.Cl.(12) PATENT DESCRIPTION (19) PL (11) 222517 (13) B1 (51) Int.Cl.
(21) Numer zgłoszenia: 395888 A61L 27/28 (2006.01)(21) Num of D er p of Zen and a: 395888 A61L 27/28 (2006.01)
A61F 2/82 (2006.01) A61K 47/10 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 05.08.2011:A61F 2/82 (2006.01) A61K 47/10 (2006.01) (22) Date of notification: 05/08/2011:
Materiał koloidalny zawierający związki tytanu, powlekane urządzenie medyczne oraz sposób powlekania urządzenia medycznego (73) Uprawniony z patentu:Colloidal material containing titanium compounds, a coated medical device and a method of coating a medical device (73) Patent holder:
BALTON SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Warszawa, PL POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL UNIWERSYTET MEDYCZNY IM. PIASTÓW ŚLĄSKICH WE WROCŁAWIU, Wrocław, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono:BALTON SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Warsaw, PL WROCŁAW UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, Wrocław, PL UNIVERSITY OF MEDICAL IM. PIASTÓW ŚLĄSKICH WE WROCŁAW, Wrocław, PL (43) Application was announced:
18.02.2013 BUP 04/13 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:18.02.2013 BUP 04/13 (45) The following was announced about the grant of the patent:
31.08.2016 WUP 08/16 (72) Twórca(y) wynalazku:31.08.2016 WUP 08/16 (72) Inventor (s):
EMIL PŁOWIECKI, Warszawa, PL ŁUKASZ WASYLUK, Michałów-Reginów, PL MAŁGORZATA TRUSZEWSKA-RACZYŃSKA, Warszawa, PLEMIL PŁOWIECKI, Warsaw, PL ŁUKASZ WASYLUK, Michałów-Reginów, PL MAŁGORZATA TRUSZEWSKA-RACZYŃSKA, Warsaw, PL
MARTA KOPACZYŃSKA, Wrocław, PL AGNIESZKA ULATOWSKA-JARŻA, Wrocław, PL HALINA PODBIELSKA, Wrocław, PL MAGDALENA WAWRZYŃSKA, Wrocław, PL DARIUSZ BIAŁY, Wrocław, PLMARTA KOPACZYŃSKA, Wrocław, PL AGNIESZKA ULATOWSKA-JARŻA, Wrocław, PL HALINA PODBIELSKA, Wrocław, PL MAGDALENA WAWRZYŃSKA, Wrocław, PL DARIUSZ BIAŁY, Wrocław, PL
BEATA SOBIESZCZAŃSKA, Wrocław, PL (74) Pełnomocnik:BEATA SOBIESZCZAŃSKA, Wrocław, PL (74) Representative:
rzecz. pat. Dorota Orlińskaitem. stalemate. Dorota Orlińska
PL 222 517 B1PL 222 517 B1
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest materiał koloidalny zawierający związki tytanu, przeznaczony do powlekania urządzenia medycznego, powlekane urządzenie medyczne, zwłaszcza wszczepialne urządzenie medyczne, oraz sposób powlekania urządzenia medycznego.The present invention relates to a colloidal material containing titanium compounds for coating a medical device, a coated medical device, in particular an implantable medical device, and a method of coating a medical device.
Urządzenia medyczne, zwłaszcza wszczepialne urządzenia takie jak implanty czy stenty, są często pokrywane powłokami jedno- lub wieloskładnikowymi, które poprawiają właściwości tych urządzeń, np. w przypadku wewnątrznaczyniowych stentów pozytywnie wpływają na fizjologiczne procesy zachodzące w tkance naczynia po wszczepieniu stentu (zapobiegają np. tworzeniu się skrzeplin w miejscu wszczepienia stentu). Powłoki naniesione na stertach mogą też inhibitować stany zapalne pojawiające się w bezpośrednim sąsiedztwie umiejscowionego implantu czy stentu. Materiały nanoszone na urządzenia medyczne mogą dodatkowo zawierać substancje biologicznie czynne wybrane np. z grupy środków przeciwzapalnych, antyproliferacyjnych czy przeciwzakrzepowych, które jeszcze silniej oddziaływują na tkankę otaczającą zaimplantowane urządzenie.Medical devices, especially implantable devices such as implants or stents, are often covered with single or multi-component coatings that improve the properties of these devices, e.g. in the case of endovascular stents, they positively affect the physiological processes taking place in the vessel tissue after clots at the stent site). Coatings placed on stacks can also inhibit inflammation that occurs in the immediate vicinity of a placed implant or stent. Materials applied to medical devices may additionally contain biologically active substances selected, for example, from the group of anti-inflammatory, antiproliferative or anticoagulant agents, which have an even greater effect on the tissue surrounding the implanted device.
Z europejskiego opisu patentowego EP 1026190 A1 znana jest powłoka do nanoszenia na urządzenia medyczne zawierająca kopolimer poli(alkiloaryloetero)sulfonu. Powłoka ta zapobiega tworzeniu się skrzeplin w miejscu osadzenia urządzenia.EP 1026190 A1 discloses a coating for applying to medical devices containing a poly (alkylaryl ether) sulfone copolymer. This coating prevents the formation of clots where the device is seated.
W opisie zgłoszeniowym St. Zjedn. Ameryki US 2003171804 A1 ujawniono stent z powłoką wykonaną z nośnika polimerowego z przyłączonymi łańcuchami perfluoroalkilowymi, a z opisu patentowego US 6500549 B1 znane są powłoki składające się z polimeru tworzącego film np. polisulfonu i polimeru hydrofobowego.In the application description of St. US US 2003171804 A1 discloses a stent with a coating made of a polymer support with attached perfluoroalkyl chains, and US Patent 6,500,549 B1 discloses coatings consisting of a film-forming polymer, e.g. polysulfone, and a hydrophobic polymer.
Pochodne metaloorganiczne takie jak alkoksytytaniany stosowane w powłokach według niniejszego wynalazku są znane jako środki sieciujące, środki proadhezyjne i katalizatory stosowane w procesach polimeryzacji.Organometallic derivatives such as the alkoxytitanates used in the coatings of the present invention are known as crosslinkers, adhesives and catalysts used in polymerization processes.
Z opisu patentowego St. Zjedn. Am. US 5147344 B1 znane są pianki hydrozetowe do zastosowań medycznych oparte na żelatynie i zawierające np. tytaniany alkilowe jako środki sieciujące.From US patent specification US Am. US 5,147,344 B1 discloses gelatin-based hydroset foams for medical applications, containing e.g. alkyl titanates as cross-linking agents.
Z europejskiego opisu patentowego EP 0916684 A2 znane jest zastosowanie tytanianu tetraetylu, tetrabutylu, tetrapropylu i tetraizopropylu jako katalizatorów procesu wytwarzania polimeru na bazie poliestru.EP 0916684 A2 discloses the use of tetraethyl, tetrabutyl, tetrapropyl and tetraisopropyl titanate as catalysts for the production of a polyester-based polymer.
Z opisu zgłoszeniowego St. Zjedn. Am. US 20110059312 A1 znane są tytaniany, które nanosi się na urządzenia medyczne w obecności wodorotlenku sodu. Tak przygotowana powłoka częściowo reaguje z powierzchnią implantu z metalu lub stopu zwłaszcza z tytanu i jest z tą powierzchnią trwalej zespolona.From the application description of St. US Am. US 20110059312 A1 titanates are known which are applied to medical devices in the presence of sodium hydroxide. The coating prepared in this way partially reacts with the surface of the implant made of metal or alloy, especially titanium, and is permanently bonded to this surface.
Z japońskiego opisu zgłoszeniowego JP 1275766 znany jest materiał do wytwarzania implantu zawierający pochodne krzemianu i etylotlenku tytanu. Mieszanina nie stanowi materiału powłoki lecz stanowi trwały budulec implantu jako takiego.The Japanese application JP 1275766 discloses a material for producing an implant containing silicate and titanium ethoxide derivatives. The mixture does not constitute the shell material but constitutes a permanent building block of the implant as such.
Przedmiotem wynalazku jest materiał koloidalny zawierający związki tytanu, przeznaczony do powlekania urządzenia medycznego, charakteryzujący się tym, że materiał stanowi związek tytanu o ogólnym wzorze Ti(OR)4, gdzie R oznacza alkil C1-C4 o łańcuchu prostym lub rozgałęzionym, usieciowany metodą zol-żel w alkoholu alifatycznym o wzorze ROH, gdzie R oznacza łańcuch prosty lub rozgałęziony C1-C4, w obecności kwasu nieorganicznego wybranego z grupy obejmującej kwas chlorowodorowy i kwas azotowy, przy czym materiał zawiera ewentualnie niejonowy środek powierzchniowo czynny w postaci monooleinianu polioksyetylenosorbitolu.The subject of the invention is a colloidal material containing titanium compounds intended for coating a medical device, characterized in that the material is a titanium compound of the general formula Ti (OR) 4 , where R is a straight or branched C 1 -C 4 alkyl cross-linked by the method sol-gel in an aliphatic alcohol of formula ROH, where R is a straight or branched chain C 1 -C 4 , in the presence of an inorganic acid selected from the group consisting of hydrochloric acid and nitric acid, the material optionally containing polyoxyethylene sorbitan monooleate nonionic surfactant .
Związek tytanu jest wybrany z grupy obejmującej tytanian tetrametylu Ti(OCH3)4, tytanian tetraetylu Ti(OC2H5)4, tytanian tetrabutylu Ti(OC4H9)4, tytanian tetrapropylu i tytanian tetraizopropylu o wzorze ogólnym Ti(OC3H7)4, korzystnie tytanian tetraetylu Ti(OC2H5)4.The titanium compound is selected from the group consisting of tetramethyl titanate Ti (OCH3) 4, tetraethyl titanate Ti (OC2H5) 4, tetrabutyl titanate Ti (OC4H9) 4, tetrapropyl titanate and tetraisopropyl titanate of the general formula Ti (OC 3 H 7 ) 4 , preferably titanate tetraethyl Ti (OC 2 H 5 ) 4 .
Przedmiotem wynalazku jest także powlekane urządzenie medyczne, charakteryzujące się tym, że na co najmniej części swojej powierzchni zawiera co najmniej jedną powłokę wykonaną z materiału koloidalnego określonego powyżej.The invention also relates to a coated medical device, characterized in that at least part of its surface is provided with at least one coating made of a colloidal material as defined above.
Urządzenie stanowi wszczepialne urządzenie medyczne wykonane z metalu lub stopu metalu.The device is an implantable medical device made of metal or metal alloy.
Korzystnie, powłoka wykonana jest z materiału koloidalnego usieciowanego metodą zol-żel stanowiącego tytanian tetraetylu Ti(OC2H5)4 w alkoholu etylowym w obecności kwasu chlorowodorowego, przy czym materiał zawiera ewentualnie dodatkowo monooleinian polioksyetylenosorbitolu jako środek powierzchniowo czynny.Preferably, the coating is made of a sol-gel cross-linked colloidal material of tetraethyl titanate Ti (OC 2 H 5 ) 4 in ethyl alcohol in the presence of hydrochloric acid, the material optionally additionally containing polyoxyethylene sorbitan monooleate as a surfactant.
Przedmiotem wynalazku jest także sposób powlekania urządzenia medycznego, charakteryzujący się tym, że obejmuje następujące etapy:The invention also relates to a method of coating a medical device, characterized in that it comprises the following steps:
PL 222 517 B1PL 222 517 B1
a) związek tytanu o wzorze Ti(OR)4, gdzie R oznacza alkil C1-C4 o łańcuchu prostym lub rozgałęzionym, rozpuszcza się w alkoholu alifatycznym o wzorze ROH, gdzie R oznacza łańcuch prosty lub rozgałęziony C1-C4, następnie dodaje się kwas nieorganiczny wybrany z grupy obejmującej kwas chlorowodorowy i kwas azotowy, aż do uzyskania pH wynoszącego od 1,5 do 2,5, miesza się wymienione składniki w temperaturze pokojowej i ewentualnie dodaje się niejonowy środek powierzchniowo czynny w postaci monooleinianu polioksyetylenosorbitolu,a) a titanium compound of formula Ti (OR) 4, where R is alkyl C 1 -C 4 straight chain or branched, is dissolved in an aliphatic alcohol of the formula ROH, where R is straight-chain or branched C 1 -C 4, then an inorganic acid selected from the group consisting of hydrochloric acid and nitric acid is added until a pH of 1.5 to 2.5 is obtained, said ingredients are mixed at room temperature, and optionally polyoxyethylene sorbitan monooleate nonionic surfactant is added.
b) tak uzyskany materiał koloidalny nanosi się co najmniej jednokrotnie, na co najmniej części powierzchni urządzenia medycznego.b) the colloidal material thus obtained is applied at least once to at least part of the surface of the medical device.
Korzystnie, stosuje się 7-8% wagowych związku tytanu, 1-2% wagowych niejonowego środka powierzchniowo czynnego, jako związek tytanu stosuje się tytanian tetraetylu Ti(OC2H5)4, a jako alkohol stosuje się etanol.Preferably, 7-8% by weight of a titanium compound is used, 1-2% by weight of a nonionic surfactant, the titanium compound is tetraethyl titanate Ti (OC 2 H 5 ) 4 , and the alcohol is ethanol.
Własności urządzeń medycznych pokrytych co najmniej częściowo kompozycją materiału koloidalnego według wynalazku oceniano w badaniach porównawczych wykonanych na płytkach kontrolnych ze stali 316L, które nie zawierały żadnej powłoki. Wykonano badania biologiczne i komórkowe, badania mikroskopowe KPM i SEM oraz badania spektroskopowe. Wszczepialne urządzenia medyczne pokryte powłoką według wynalazku pozwalają na osiągnięcie następujących korzystnych efektów: lepsza proliferacja HUVEC, zmniejszona adhezja SMC (smooth muscle cells), obniżona do zera trombogenność, wydłużony czas rekalcyfikacji. Na podstawie badań spektroskopowych wykazano, że uzyskana powłoka ma właściwości fotokatalityczne - w jej obecności pod wpływem światła szybciej zachodzą reakcje chemiczne.The performance of medical devices coated at least partially with the colloidal material composition of the present invention was evaluated in comparative tests carried out on 316L steel control panels that did not contain any coating. Biological and cellular tests, KPM and SEM microscopic tests and spectroscopic tests were performed. Implantable medical devices coated according to the invention allow the achievement of the following beneficial effects: better proliferation of HUVEC, reduced adhesion of SMC (smooth muscle cells), reduced thrombogenicity to zero, extended recalcification time. Based on spectroscopic studies, it has been shown that the obtained coating has photocatalytic properties - in its presence, chemical reactions take place faster under the influence of light.
Właściwości fotokatalityczne oznaczają, że światło o długości fali w zakresie poniżej 400 nm (ultrafioletowe UV) powoduje w nanocząstkach półprzewodnika, jakim jest związek tytanu (IV), wybijanie elektronów z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa. Dzięki temu na powierzchni fotokatalizatora powstają elektrony (e-), które łączą się z tlenem formując aktywny tlen (O2-) oraz dziury elektronowe (h+), które łączą się z parą otaczającego powietrza lub wodą i tworzą rodniki wodorotlenowe (.OH) z wody. Uformowany rodnik wodorotlenowy (.OH) jest silnym utleniaczem. Aktywny tlen (O2-) wyzwala zaś reakcje redukcji. Powyższe procesy zachodzą w powłokach w pełn ym wymiarze po pewnym czasie aktywacji, potrzebnym na dostarczenie dawki energii ze światła.The photocatalytic properties mean that light with a wavelength below 400 nm (ultraviolet UV) causes in nanoparticles of the semiconductor titanium (IV) compound to knock out electrons from the valence band to the conduction band. As a result, electrons (e - ) are formed on the surface of the photocatalyst, which combine with oxygen to form active oxygen (O2 - ) and electron holes (h +), which combine with the vapor of the surrounding air or water and form hydroxyl (.OH) radicals from the water . The formed hydroxyl radical (.OH) is a strong oxidant. Active oxygen (O2 - ) triggers the reduction reactions. The above processes take place in full-scale coatings after some activation time needed to deliver a dose of energy from light.
Zaawansowane technologicznie powłoki fotokatalityczne mają ogólnie silne właściwości sam oczyszczące, superhydrofilowe, bakteriobójcze, antystatyczne, dezodoryzujące, czyszczące powietrze, i są mocnym filtrem UV.High-tech photocatalytic coatings generally have strong self-cleaning, superhydrophilic, bactericidal, antistatic, deodorizing, air-cleaning properties, and are a powerful UV filter.
W przypadku powłok według wynalazku opisane właściwości wpływają korzystnie na adhezję i proliferację komórek mięśniówki i śródbłonka.In the case of the coatings according to the invention, the described properties favorably influence the adhesion and proliferation of the muscle and endothelial cells.
Na podstawie pomiarów KPM wykazano, że potencjał powierzchniowy powłoki jest wyższy niż niepowlekanej stali 316L. Osiągnięto więc urządzenia medyczne powleczone materiałem według wynalazku, które obniżają negatywne skutki związane z długotrwałym kontaktem niepowlekanych powierzchni urządzenia z tkankami pacjenta.Based on KPM measurements, it has been shown that the surface potential of the coating is higher than that of uncoated 316L steel. Thus, medical devices coated with the material according to the invention have been achieved, which reduce the negative effects associated with prolonged contact of the uncoated surfaces of the device with the tissues of the patient.
Pojęcie „urządzenie medyczne oznacza w niniejszym opisie różnego rodzaju urządzenia, które ze względu na swe przeznaczenie mają długotrwały kontakt z tkankami, zwłaszcza wszczepialne urządzenia medyczne takie jak wszelkiego rodzaju implanty, stenty, zwłaszcza stenty wewnątrznaczyniowe mające długotrwały kontakt ze ścianami naczyń i z krwią.The term "medical device in the present description" denotes various types of devices which, due to their intended use, are in prolonged contact with tissues, in particular implantable medical devices such as all kinds of implants, stents, especially endovascular stents in prolonged contact with vessel walls and with blood.
Zwłaszcza w przypadku stentów wewnątrznaczyniowych, pożądane jest zapobieganie wszelkim niekorzystnym procesom zachodzącym w naczyniach np. po przeprowadzeniu przezskórnych zabiegów plastyki naczynia i umieszczeniu w naczyniu stentu. Niekorzystne procesy zachodzące w nacz yniach w miejscu umieszczenia stentu mogą prowadzić do obserwowania u pacjenta procesów restenozy tj. ponownego zwężenia światła naczynia. Materiał koloidalny według wynalazku może więc być zwłaszcza użyty do powlekania stentu, korzystnie stentu wykonanego z metalu lub stopu metalu.Especially in the case of endovascular stents, it is desirable to prevent any unfavorable processes taking place in the vessels, e.g. after percutaneous vessel plastic surgery has been performed and the stent has been placed in the vessel. Unfavorable processes taking place in the vessels at the site of stent placement may lead to the observation of restenosis processes in the patient, i.e. restenosis of the vessel lumen. The colloidal material according to the invention can therefore in particular be used to coat a stent, preferably a metal or metal alloy stent.
Wynalazek może mieć jednak również zastosowanie do pokrywania wszelkich innych urządzeń medycznych, dla których pożądane jest pokrywanie ich biokompatybilnymi i/lub hemokompatybilnymi powłokami oraz do pokrywania powierzchni implantów np. szczękowo-twarzowych, ortopedycznych, stawowych, a także do urządzeń takich, jak różnego typu cewniki.However, the invention can also be used to coat any other medical devices for which it is desired to cover them with biocompatible and / or hemocompatible coatings, and to cover the surfaces of implants, e.g. maxillofacial, orthopedic, articular implants, as well as devices such as various types of catheters. .
Urządzenia medyczne według wynalazku mogą być wykonane z typowo stosowanych materiałów, np. metali, stopów metali i polimerów. Mogą też mieć konstrukcję kombinowaną tj. część urządzenia jest wykonana z tworzywa, a część z metalu.The medical devices according to the invention can be made of commonly used materials, e.g. metals, metal alloys and polymers. They can also have a combined structure, i.e. part of the device is made of plastic and part of metal.
Pojęcie „nanoszenie powłoki należy rozumieć jako dowolny proces znany facho wcowi z danej dziedziny polegający na umieszczeniu materiału powłoki na urządzeniu medycznym, implancie czyThe term "coating application is to be understood as any process known to those skilled in the art for placing the coating material on a medical device, implant or
PL 222 517 B1 stencie w kontrolowanych warunkach i za pomocą znanych procesów fizyko-chemicznych. W szczególności mogą to być procesy takie, jak metoda wirowa (ang. spin-coating), metoda zanurzeniowa (ang. dip-coating), czy metoda natryskowa (ang. spray).In the stent under controlled conditions and using known physico-chemical processes. In particular, these may be processes such as the spin-coating method, the dip-coating method, or the spray method.
W metodzie „spin-coating” urządzenia medyczne, na które nanosi się powłoki są umieszczane na specjalnych wieszakach lub zaczepach i zanurzane na ściśle określony czas, zależny od rodzaju powłoki, w roztworze materiału powłoki. Po wyjęciu z roztworu urządzenia np. stenty należy odwirować z dużą prędkością obrotową (1500-2500 obr/min) i pozostawić do wysuszenia.In the "spin-coating" method, medical devices to which the coatings are applied are placed on special hangers or catches and immersed for a strictly defined time, depending on the type of coating, in the solution of the coating material. After removing the device from the solution, e.g. stents should be centrifuged at high speed (1500-2500 rpm) and left to dry.
W metodzie zanurzeniowej stosuje się procedurą analogiczną do opisanej powyżej, jednak pomija się etap odwirowywania.In the immersion method, a procedure analogous to that described above is used, but the centrifugation step is omitted.
Metoda natryskowa polega na tym, że odpowiednio wstępnie przygotowany stent (np. po poddaniu kąpieli trawiąco - odtłuszczającej) umieszcza się na specjalnym wieszaku. Wieszak umieszcza się w komorze natryskowej, Z dysz jest rozpylany roztwór przygotowany z określoną procedurą. Po pokryciu powierzchni stenty (implanty) pozostawia się do wysuszenia.The spraying method is based on the fact that a properly prepared stent (e.g. after being subjected to an etching and degreasing bath) is placed on a special hanger. The hanger is placed in the spray chamber. A solution prepared in accordance with a specific procedure is sprayed from the nozzles. After the surface is covered, the stents (implants) are allowed to dry.
W metodzie natryskowej z rozpylaniem strumieniem ultradźwięków stosuje się procedury jak powyżej, ale roztwór rozpylany jest za pomocą kierunkowo sterowanego strumienia ultradźwięków.The ultrasonic spraying method uses the same procedures as above, but the solution is sprayed with a directionally controlled ultrasound beam.
Warunki nanoszenia powłok, niezależnie od stosowanej metody, muszą być ściśle określone i poddawane monitorowaniu i kontroli. Np. wykorzystuje się pomieszczenia o podwyższonej czystości z systemem filtrowania powietrza, wejście przez śluzy, a dla personelu pełne ubrania ochronne. W procesach nanoszenia powłok stosuje się zazwyczaj te same rozpuszczalniki co przy przygotow ywaniu płynnej kompozycji powłoki.The conditions for applying the coatings, regardless of the method used, must be strictly defined and subject to monitoring and control. For example, rooms with increased cleanliness with an air filtering system are used, entry through sluices, and full protective clothing for staff. Typically the same solvents are used in the coating application processes as in the preparation of the flowable coating composition.
Oczywiste jest dla specjalisty, że każda ze znanych metod nanoszenia powłok wymaga dostosowania warunków procesu, gdyż parametry fizyczne zmieniają się dla różnych metod pokrywania.It will be apparent to the skilled person that each of the known coating methods requires adaptation of the process conditions as the physical parameters vary with the various coating methods.
Przed procesami nanoszenia powłoki powierzchnia urządzenia medycznego jest zazwyczaj wstępnie przygotowywana np. w kąpieli trawiąco - odtłuszczającej. Sposób według wynalazku obejmuje również tego rodzaju wstępne znane fachowcom przygotowanie urządzenia medycznego.Before the coating processes, the surface of the medical device is usually pretreated, e.g. in an etching / degreasing bath. The method according to the invention also includes such preliminary preparation of a medical device as known to those skilled in the art.
Powleczone urządzenie medyczne według wynalazku jest otrzymywane prostą i szybką metodą, a uzyskana powłoka ma stosunkowo prosty skład. Przygotowanie powłoki składa się ze stosunk owo niewielu etapów procesowych, co czyni ją bardzo ekonomiczną.The coated medical device according to the invention is obtained by a simple and quick method, and the resulting coating has a relatively simple composition. The preparation of the coating consists of relatively few process steps, which makes it very economical.
Materiał powłoki nie zawiera substancji aktywnych biologicznie, co również usprawnia proces nanoszenia powłoki.The coating material does not contain biologically active substances, which also improves the coating application process.
Do wytwarzania materiału powłoki zastosowano związek tytanu o wzorze ogólnym Ti(OR)4 jako prekursor reakcji zol-żel, kwas nieorganiczny np. solny lub azotowy jako czynnik obniżający pH do poziomu od 1 do 3, który katalizuje reakcję hydrolizy kwasowej, oraz jako rozpuszczalnik alkohol alk ilowy wybrany z grupy alkoholi o łańcuchu C1-C4.For the production of the coating material, a titanium compound of the general formula Ti (OR) 4 was used as a precursor to the sol-gel reaction, an inorganic acid, e.g. hydrochloric or nitric acid, as a factor lowering the pH to a level from 1 to 3, which catalyzes the acid hydrolysis reaction, and as an alcohol solvent. alk yl, selected from the group chain alcohols of C 1 -C 4.
Powyższe komponenty tworzą w odpowiednich warunkach materiał koloidalny, do którego w etapie końcowym w celu obniżenia napięcia powierzchniowego dodano opcjonalnie środek powierzchniowo czynny z grupy pochodnych polisorbatów, np. Tween 80 (monooleinian polioksyetylenosorbitolu) lub Tween 100.The above components form a colloidal material under appropriate conditions, to which, in a final step, to lower the surface tension, an optional surfactant from the group of polysorbate derivatives, e.g. Tween 80 (polyoxyethylene sorbitan monooleate) or Tween 100, has been added.
Materiał koloidalny przygotowany został na bazie pochodnych tytanu za pomocą metody zol-żel opartej na następujących reakcjach chemicznych:The colloidal material was prepared on the basis of titanium derivatives using the sol-gel method based on the following chemical reactions:
1. Hydroliza: Ti(OR)4 + 4H2O Ti(OH)4 + 4ROH1. Hydrolysis: Ti (OR) 4 + 4H2O Ti (OH) 4 + 4ROH
2. Kondensacja: Ti(OH)4 TiO2 + 2H2O2. Condensation: Ti (OH) 4 TiO 2 + 2H 2 O
3. Sieciowanie: Ti(OR)4 + 2H2O TiO2 + 4ROH3. Crosslinking: Ti (OR) 4 + 2H 2 O TiO 2 + 4ROH
Jako pochodną tytanu zastosowano tytanian tetraetylu (TEOT, tetraethyl titanate, titanium ethoxide, C8H20O4Ti, CAS No: 3087-36-3).Tetraethyl titanate (TEOT, tetraethyl titanate, titanium ethoxide, C 8 H 20 O 4 Ti, CAS No: 3087-36-3) was used as the titanium derivative.
W pierwszym etapie wytwarzania materiału powłoki prekursor został użyty w następującym stosunku molowym do rozpuszczalnika jakim był alkohol etylowy: TEOT:C2H5OH 1:44. Następnie wkroplono kwas solny aż do uzyskania roztworu o pH wynoszącym 2. Materiał był mieszany w temperaturze pokojowej przez czas od 5 do 30 minut. W etapie końcowym dodano środek powierzchniowo czynny i mieszano przez kolejne 5 do 30 minut.In the first step of preparing the coating material, the precursor was used in the following molar ratio to the solvent ethyl alcohol: TEOT: C 2 H 5 OH 1:44. Hydrochloric acid was then added dropwise until the solution had a pH of 2. The material was stirred at room temperature for 5 to 30 minutes. In the final step, the surfactant was added and mixed for another 5 to 30 minutes.
Przygotowana kompozycja materiału koloidalnego została użyta bezpośrednio do nanoszenia na urządzeniu medycznym w celu wytworzenia powłoki na tych urządzeniach. Powlekanie urządzenia prowadzono za pomocą np. standardowej metody „spin-coating” lub innej znanej fachowcom metody.The prepared colloidal material composition was used directly for application to a medical device to form a coating on these devices. Coating of the device was carried out by, for example, a standard "spin-coating" method or other method known to those skilled in the art.
PL 222 517 B1PL 222 517 B1
P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1
Wytwarzanie materiału koloidalnego do nanoszenia na urządzenia medyczne. Materiał wytworzono z następujących składników:Manufacture of colloidal material for application to medical devices. The material was made of the following ingredients:
a) TEOT (Tetraethyl titanate, Sigma Aldrich) 1 mla) TEOT (Tetraethyl titanate, Sigma Aldrich) 1 ml
b) HCI - kwas chlorowodorowy (Polish Chemicals) 5 kroplib) HCl - hydrochloric acid (Polish Chemicals) 5 drops
c) 96% C2H5OH - alkohol etylowy (Polish Chemicals) 12 mlc) 96% C 2 H 5 OH - ethyl alcohol (Polish Chemicals) 12 ml
W pierwszym etapie 1 ml TEOT został rozpuszczony w 12 ml alkoholu etylowego. Następnie wkroplono 5 kropli 36%-owego kwasu solnego aż do uzyskania pH równego 2. Materiał był mieszany za pomocą mieszadła magnetycznego w temperaturze pokojowej z prędkością 300 rot/min przez 10 minut.In the first step, 1 ml of TEOT was dissolved in 12 ml of ethyl alcohol. Then, 5 drops of 36% hydrochloric acid were added dropwise until the pH was 2. The material was stirred with a magnetic stirrer at room temperature at a rate of 300 rot / min for 10 minutes.
Przygotowany materiał koloidalny naniesiono na implanty. W tym celu okrągłe metalowe płytki o średnicy 8 mm ze stali austenicznej (316L) montowane były na spin-coaterze. Zsyntetyzowany materiał powłoki nakraplano na powierzchnię płytki w ilości 0,1 ml. Płytka następnie była ratowana z prędkością 4000 rpm/min przez 3 minuty. Grubość uzyskanej powłoki obliczonej na podstawie badań SEM wynosi 500 nm. Badania SEM wykazały, że zewnętrzna powierzchnia naniesionej powłoki jest zamknięta i ciągła, a jej wnętrze jest porowate.The prepared colloidal material was applied to the implants. For this purpose, 8 mm round metal plates made of austenitic steel (316L) were mounted on the spin-coater. The synthesized coating material was spotted onto the plate surface in an amount of 0.1 ml. The plate was then salvaged at 4000 rpm / min for 3 minutes. The thickness of the obtained coating, calculated on the basis of SEM tests, is 500 nm. SEM tests have shown that the outer surface of the applied coating is closed and continuous, and its interior is porous.
Tak przygotowane płytki zostały następnie użyte do badań biologicznych.The plates prepared in this way were then used for biological research.
Biokompatybilność powłoki przygotowanej zgodnie z Przykładem 1 (robocza nazwa T16A) na stali 316 L badano na podstawie adhezji i proliferacji komórek śródbłonka, adhezji i aktywacji płytek, adsorpcji białek oraz czasu rekalcyfikacji. Każde badanie powtarzano co najmniej 3-krotnie. Oznaczenia T16A* użyto dla płytek powleczonych materiałem T16A i naświetlanych laserem po naniesieniu powłoki koloidalnej.The biocompatibility of the coating prepared according to Example 1 (working name T16A) on 316 L steel was investigated on the basis of endothelial cell adhesion and proliferation, platelet adhesion and activation, protein adsorption and recalcification time. Each study was repeated at least 3 times. The designations T16A * were used for plates coated with T16A material and laser irradiated after application of the colloidal coating.
a) Adhezja i proliferacja komórek śródbłonka (wyniki przedstawiono na fig. 1).a) Adhesion and proliferation of endothelial cells (results are shown in Fig. 1).
Komórki śródbłonka linii HUVEC1T w liczbie 2x104 kom/cm2 zawieszonych w pełnym podłożu hodowlanym DMEM/F12 z 10% surowicą płodową cielęcą nanoszono na badane próbki tj. stalowe krążki (316L SLS) jako powierzchnię kontrolną oraz stalowe krążki pokryte powłoką T16A (316LT16A) umieszczone w 24-dołkowej płytce hodowlanej, i inkubowano 4 godz. W teście proliferacji komórki inkubowano na badanych próbkach przez 1, 3 i 5 dni. Oznaczenia wykonywano z próbkami poddawanymi uprzedniemu 4-minutowemu naświetlaniu niebieskim laserem (długość fali 405 nm) z odległości 0,5 cm oraz próbkami nienaświetlanymi. Do oznaczenia liczby komórek adherujących bądź proliferujących na powierzchni badanych próbek wykorzystano ilościowy test na żywotność k omórek EZ4U (Biomedica, Wiedeń, Austria). Komórki śródbłonka lepiej przylegały do powłoki T16A w porównaniu ze stalą 316L. Nie wykazano różnic w adhezji komórek śródbłonka do powłoki T16A naświetlanej lub nienaświetlanej laserem, co wskazuje, że naświetlanie nie wpływało na adhezję k omórek śródbłonka. Podobne wyniki uzyskano w teście proliferacji - naświetlanie niebieskim laserem nie wpływało na proliferacje komórek śródbłonka. Po 5 dniach inkubacji komórki śródbłonka tworzyły niemal jednolitą warstwę na powłoce T16A. Efektu takiego nie obserwowano na powierzchni stali bez powłoki. Powłoka T16A promowała adhezję i proliferację komórek śródbłonka.Endothelial cells of the HUVEC1T line in the number of 2x10 4 cells / cm 2 suspended in DMEM / F12 complete culture medium with 10% fetal calf serum were applied to the test samples, i.e. steel discs (316L SLS) as a control surface and steel discs coated with T16A (316LT16A) placed in a 24-well culture plate and incubated for 4 h. In the proliferation assay, cells were incubated on test samples for 1, 3 and 5 days. Determinations were performed with samples subjected to a 4-minute prior blue laser irradiation (wavelength 405 nm) at a distance of 0.5 cm and non-irradiated samples. The quantitative cell viability test EZ4U (Biomedica, Vienna, Austria) was used to determine the number of adhering or proliferating cells on the surface of the tested samples. Endothelial cells adhered better to the T16A shell compared to 316L steel. There was no difference in the adhesion of endothelial cells to the T16A shell irradiated or irradiated with laser, indicating that the irradiation did not affect the adhesion of endothelial cells. Similar results were obtained in the proliferation test - blue laser irradiation did not affect the proliferation of endothelial cells. After 5 days of incubation, endothelial cells formed an almost uniform layer on the T16A coating. This effect was not observed on the surface of the steel without the coating. The T16A coating promoted adhesion and proliferation of endothelial cells.
b) Adsorpcja białek surowicy (wyniki przedstawiono na fig. 2).b) Adsorption of serum proteins (results are shown in Fig. 2).
Badanie adsorpcji białek przeprowadzono z ludzką albuminą i fibrynogenem. Wykazano, że na powierzchni powłoki T16A adsorbuje się mniej fibrynogenu w porównaniu z powierzchnią stali 316L, chociaż naświetlanie powłoki T16A niebieskim leserem zwiększało ilość adsorbowanego fibrynogenu.Protein adsorption studies were performed with human albumin and fibrinogen. It was shown that less fibrinogen adsorbed on the surface of the T16A coating as compared to the surface of 316L steel, although irradiation of the T16A coating with blue laser increased the amount of adsorbed fibrinogen.
Średnia ilość fibrynogenu wiążącego się z naświetlaną i nienaświetlaną laserem powierzchnią staliAverage amount of fibrinogen bound to the irradiated and non-laser irradiated steel surface
316L wynosiła odpowiednio: 1,41 pg/cm i 1,52 pg/cm , natomiast ilość fibrynogenu wiążącego się 2 z powierzchnią powłoki T16A nie przekraczała 1 pg/cm . Jednakże, powłoka T16A wykazała gorszą w porównaniu ze stalą zdolność wiązania albuminy, choć naświetlanie niebieskim laserem powodowało lepszą adsorpcję albuminy do badanej powłoki.316 amounted to 1.41 pg / cc and 1.52 pg / cm, while the amount of fibrinogen that binds to the surface of the coating 2 T16A less than 1 pg / cm. However, the T16A coating showed an inferior albumin binding capacity compared to steel, although blue laser irradiation resulted in better albumin adsorption to the tested coating.
PL 222 517 B1PL 222 517 B1
c) Adhezja i aktywacja płytek (wyniki przedstawiono na fia. 3).c) Platelet adhesion and activation (results shown in fia. 3).
Płytki (w ilości 10 płytek/ml) uzyskane z krwi cytrynianowej świeżo pobranej od zdrowej osoby nanoszono na badane próbki i inkubowano w temp. 37°C przez okres: 15, 30, 60 i 120 min. Zarówno na powierzchni stali 316L, jak i na powłoce T16A obserwowano aktywację płytek krwi (płytki z pse udopodiami, małe agregaty płytek), ale adhezja płytek była wyraźnie wzmożona na nienaświetlanej powierzchni stali 316L. Po 15 min inkubacji na obu badanych powierzchniach (318L SLS i 316L-T16A) naświetlanych laserem średnia liczba płytek wynosiła 38,8%, ale po 30 min inkubacji wzrastała do 89,8%, co wskazuje, że światło lasera wpływa na obie powierzchnie lub aktywuje płytki. Pomimo, że wyniki badań wykazały zmniejszoną adhezję płytek do powłoki T16A w porównaniu ze stalą 316L, różnica ta była niewielka i wynosiła ok. 10%.Plates (in the amount of 10 platelets / ml) obtained from citrate blood freshly collected from a healthy person were applied to the test samples and incubated at 37 ° C for the period of 15, 30, 60 and 120 minutes. Activation of platelets was observed on both the 316L steel surface and the T16A coating (pse udopodia plates, small platelet aggregates), but the platelet adhesion was clearly enhanced on the unexposed 316L steel surface. After 15 min of incubation on both tested surfaces (318L SLS and 316L-T16A) irradiated with the laser, the average number of platelets was 38.8%, but after 30 min of incubation it increased to 89.8%, which indicates that the laser light affects both surfaces or activates the tiles. Although the test results showed a reduced adhesion of the plates to the T16A coating compared to 316L steel, the difference was small and amounted to approx. 10%.
d) Czas rekalcyfikacji (wyniki przedstawiono na fig. 4) oznaczano badając tworzenie skrzepu. W porównaniu ze stalą 316L, badana powłoka T16A bez uprzedniego naświetlania oraz po naświetlaniu laserem znacząco wydłużała czas rekalcyfikacji ludzkiej plazmy (nienaświetlana powłoka T16A: wzrost o 137,5% czasu rekalcyfikacji w porównaniu ze stalą, naświetlana laserem powłoka T16A: wzrost o 180,6%).d) The recalcification time (the results are shown in Fig. 4) was determined by examining the clot formation. Compared to 316L steel, the tested T16A coating without prior irradiation and after laser irradiation significantly extended the recalcification time of human plasma (non-irradiated T16A coating: increase by 137.5% of recalcification time compared to steel, laser irradiated coating T16A: increase by 180.6 %).
Podsumowując, w porównaniu ze stalą 316L powłoka T16A wykazała lepszą biokompatybilność, pomimo gorszej zdolności wiązania albuminy.Overall, the T16A coating showed better biocompatibility compared to 316L steel, despite a poorer albumin binding capacity.
P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2
Wytwarzanie materiału koloidalnego do nanoszenia na urządzenia medyczne.Manufacture of colloidal material for application to medical devices.
Materiał wytworzono z następujących składników:The material was made of the following ingredients:
a) TEOT (Tetraethyl titanate, Sigma Aldrich) 1 mla) TEOT (Tetraethyl titanate, Sigma Aldrich) 1 ml
b) HCI - kwas chlorowodorowy (Polish Chemicals) 5 kroplib) HCl - hydrochloric acid (Polish Chemicals) 5 drops
c) 96% C2H5OH - alkohol etylowy (Polish Chemicals) 12 mlc) 96% C 2 H 5 OH - ethyl alcohol (Polish Chemicals) 12 ml
d) Tween 80 - Polysorbate 80 (Sigma Aldrich) 2%d) Tween 80 - Polysorbate 80 (Sigma Aldrich) 2%
W pierwszym etapie 1 ml TEOT został rozpuszczony w 12 ml alkoholu etylowego. Następnie wkroplono 5 kropli 36%-owego kwasu solnego aż do uzyskania pH równego 2. Materiał był mieszany za pomocą mieszadła magnetycznego w temperaturze pokojowej z prędkością 300 rot/min przez 10 minut. W etapie końcowym dodano 0,25 ml środka powierzchniowo czynnego Tween 80 (Polysorbate 80) i mieszano przez kolejne 20 minut.In the first step, 1 ml of TEOT was dissolved in 12 ml of ethyl alcohol. Then, 5 drops of 36% hydrochloric acid were added dropwise until the pH was 2. The material was stirred with a magnetic stirrer at room temperature at a rate of 300 rot / min for 10 minutes. In a final step, 0.25 ml of Tween 80 surfactant (Polysorbate 80) was added and mixed for another 20 minutes.
Przygotowany materiał koloidalny naniesiono na implanty. W tym celu okrągłe metalowe płytki o średnicy 8 mm ze stali austenicznej (318L) montowane były na spin-coaterze. Zsyntetyzowany materiał powłoki nakraplano na powierzchnię płytki w ilości 0,1 ml. Płytka następnie była rolowana z prędkością 4000 rpm/min przez 3 minuty. Grubość uzyskanej powłoki obliczonej na podstawie badań SEM wynosi 500 nm. Badania SEM wykazały, że zewnętrzna powierzchnia naniesionej powłoki jest zamknięta i ciągła, a jej wnętrze jest porowate.The prepared colloidal material was applied to the implants. For this purpose, 8 mm round metal plates made of austenitic steel (318L) were mounted on the spin-coater. The synthesized coating material was spotted onto the plate surface in an amount of 0.1 ml. The plate was then rolled at 4000 rpm / min for 3 minutes. The thickness of the obtained coating, calculated on the basis of SEM tests, is 500 nm. SEM tests have shown that the outer surface of the applied coating is closed and continuous, and its interior is porous.
Tak przygotowane płytki zostały następnie użyte do opisanych powyżej badań biologicznych. Powłoka przygotowana zgodnie z Przykładem 2 (robocza nazwa T18B) promowała adhezję i proliferację komórek śródbłonka oraz wykazała lepszą biokompatybilność w porównaniu ze stalą 316L.The plates prepared in this way were then used for the biological tests described above. The coating prepared according to Example 2 (working name T18B) promoted adhesion and proliferation of endothelial cells and showed better biocompatibility compared to 316L steel.
PL 222 517 B1PL 222 517 B1
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL395888A PL222517B1 (en) | 2011-08-05 | 2011-08-05 | Colloidal material for coating a medical device, the medical device and a method for coating a medical device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL395888A PL222517B1 (en) | 2011-08-05 | 2011-08-05 | Colloidal material for coating a medical device, the medical device and a method for coating a medical device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL395888A1 PL395888A1 (en) | 2013-02-18 |
| PL222517B1 true PL222517B1 (en) | 2016-08-31 |
Family
ID=47682178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL395888A PL222517B1 (en) | 2011-08-05 | 2011-08-05 | Colloidal material for coating a medical device, the medical device and a method for coating a medical device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL222517B1 (en) |
-
2011
- 2011-08-05 PL PL395888A patent/PL222517B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL395888A1 (en) | 2013-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Moradi et al. | Effect of extreme wettability on platelet adhesion on metallic implants: from superhydrophilicity to superhydrophobicity | |
| Liu et al. | Enhanced in vitro and in vivo performance of Mg–Zn–Y–Nd alloy achieved with APTES pretreatment for drug-eluting vascular stent application | |
| US8771343B2 (en) | Medical devices with selective titanium oxide coatings | |
| CA2424359C (en) | Implants with a phosphazene-containing coating | |
| Zhang et al. | Green tea polyphenol induced Mg2+-rich multilayer conversion coating: toward enhanced corrosion resistance and promoted in situ endothelialization of AZ31 for potential cardiovascular applications | |
| Wang et al. | Silk fibroin film-coated MgZnCa alloy with enhanced in vitro and in vivo performance prepared using surface activation | |
| US20060115512A1 (en) | Metallic structures incorporating bioactive materials and methods for creating the same | |
| Junkar et al. | Titanium dioxide nanotube arrays for cardiovascular stent applications | |
| JP2009542348A (en) | Implantable medical article with pre-healing coating | |
| Wu et al. | A facile and versatile superhydrophilic coating on biodegradable PLA stent with stepwise assembly of metal/phenolic networks for mimicking endothelium function | |
| MXPA04007898A (en) | Polymer coating for medical devices. | |
| Guillory et al. | In vitro corrosion and in vivo response to zinc implants with electropolished and anodized surfaces | |
| Wang et al. | Fabrication and characterization of silk fibroin coating on APTES pretreated Mg-Zn-Ca alloy | |
| KR101409714B1 (en) | A process for functionalizing titanium metal surfaces with nanometric particles of titanium and products thus functionalized | |
| Lai et al. | Electrolytic deposition of hydroxyapatite/calcium phosphate-heparin/gelatin-heparin tri-layer composites on NiTi alloy to enhance drug loading and prolong releasing for biomedical applications | |
| US20220072198A1 (en) | Titanium Dioxide Coatings for Medical Devices Made by Atomic Layer Deposition | |
| IL175287A (en) | Method for preparing drug eluting medical devices and devices obtained therefrom | |
| Bakhsheshi‐Rad et al. | Preparation of poly (ε‐caprolactone)‐hydroxyapatite composite coating for improvement of corrosion performance of biodegradable magnesium | |
| EP2958604B1 (en) | Medical device with a biocompatible coating | |
| Zhao et al. | Dual strengthened corrosion control of biodegradable coating on magnesium alloy for vascular stent application | |
| Zhao et al. | Incorporating pH/NIR responsive nanocontainers into a smart self-healing coating for a magnesium alloy with controlled drug release, bacteria killing and osteogenesis properties | |
| Song et al. | Preparation of a drug-eluting stent using a TiO 2 film deposited by plasma enhanced chemical vapour deposition as a drug-combining matrix | |
| PL222517B1 (en) | Colloidal material for coating a medical device, the medical device and a method for coating a medical device | |
| EP4049690A1 (en) | Method for treatment of medical metals and their alloys | |
| CN116603117B (en) | Super-hydrophobic drug structure coating with drug release performance and preparation method thereof |