Optimierte und besser verträgliche Beschichtung von Stents

Verengte Blutgefäße erhöhen das Risiko für einen Schlaganfall oder Herzinfarkt. Um das zu verhindern, werden Stents eingesetzt, die die verstopften Gefäße wieder weiten sollen. Doch mitunter kommt es zu unerwünschten Reaktionen mit dem Implantat. In einem Forschungsprojekt hat das IKTS nun versucht, die Bioverträglichkeit der Stents zu verbessern.

COMPAMED.de sprach mit Frau Dr.-Ing. Natalia Beshchasna, Leiterin des Forschungsprojekts, über den aktuellen Stand der Forschung.

Frau Dr Beshchasna, Sie haben eine verbesserte Stentbeschichtung entwickelt. Können Sie kurz erläutern, wie Stents bislang beschichtet wurden?

Dr. Natalia Beshchasna: Es gibt unterschiedliche Stents, sowohl auf dem Markt als auch in der Forschung. Zum einen gibt es metallische Stents aus Edelstahl, Kobalt-Chrom-Legierungen oder Nitinol. Diese Stents werden überhaupt nicht beschichtet. In Zusammenhang mit diesen Stents kommt es jedoch häufig zu Komplikationen. Nach einer Implantation kann es beispielsweise zu Entzündungsreaktionen oder der Verengung der Blutgefäße kommen. Um solche Komplikationen zu verhindern, werden Beschichtungen eingesetzt. Diese sind dazu da, die Biokompatibilität und Bioverträglichkeit der Implantate zu verbessern. Eine Möglichkeit ist die Beschichtung aus Titanoxinitrid, eine Mischung aus Titan, Sauerstoff und Stickstoff. Diese Beschichtung gehört zu den besten Lösungen und wurde auch von uns eingesetzt.

Sie haben also eine bestehende Beschichtung verbessert?

Beshchasna: Es stimmt, die Idee an sich ist nicht neu. Es gibt bereits einige Produkte auf dem Markt. Allerdings existiert noch keine ideal-homogene Beschichtung. Aufgrund der komplexen Struktur der Stents kann man die Beschichtungen bisher nur unregelmäßig auftragen. Auch die Haftung der Beschichtung an den Stents ist teilweise problematisch und noch verbesserungswürdig. Wir haben versucht, die Qualität dieser Beschichtung zu verbessern.

Es ist bekannt, dass die Anteile von Sauerstoff und Stickstoff in der Beschichtung deren Eigenschaften wesentlich beeinflussen, weshalb wir versucht haben, ein optimales Verhältnis der beiden Stoffe zu finden. Wir haben verschiedenste Beschichtungen hergestellt, die mechanischen Eigenschaften, die Zellkompatibilität und die Haftung an der Stentoberfläche untersucht und so herausgefunden, welche Beschichtung die besten Eigenschaften besitzt. Unser Ergebnis: Das optimale Verhältnis von Sauerstoff zu Stickstoff liegt bei 3:5.

Neben der verbesserten Beschichtung war ein weiteres Ziel die Entwicklung einer verbesserten Beschichtungsanlage für die Stents. Auch hier haben wir eine Reihe an Verbesserungen durchgeführt, unter anderem haben wir den Abscheidungsprozess technologisch weiterentwickelt. Das verbessert die Verträglichkeit der Stents. Es gelang, die Bedeckungsrate der Stents mit der Beschichtung um zehn Prozent zu steigern. Statt bei 80 Prozent liegt sie nun bei 90 Prozent.

Welche Tests müssen die Stents bei Ihnen durchlaufen und wie lange dauern diese?

Beshchasna: Die Stents durchlaufen mechanische Tests, Tests zur Zellkompatibilität und Belastungstests mit blutähnlichen Flüssigkeiten. Beispielsweise werden sie von uns in einer Art künstlichem Blutgefäß platziert: ein Schlauch, der wie ein Blutgefäß geöffnet werden kann. Bei diesem Test wird der Einfluss verschiedener Faktoren wie Temperatur, Druck und Blutgeschwindigkeit auf die Stabilität der Stents geprüft. Die Pflichtversuche bei uns können bis zu 3 Monaten laufen.

Bei Patienten bleiben Stents allerdings wesentlich länger im Körper. Führen Sie auch Langzeitversuche durch?

Beshchasna: Wir machen hier Vorversuche. Diese reichen selbstverständlich nicht aus, um die Stents für die klinische Anwendung zuzulassen. Für eine Zulassung bedarf es noch weiterer Versuche und klinischer Studien. Solche Untersuchungen lagen jedoch nicht im Fokus unseres Forschungsprojektes. Uns ging es um eine physikalisch-chemische Charakterisierung der Stents. Das haben wir durch in-vitro-Versuche erreicht.