Ionenbehandlung von Gefäßstents erhöhen Blutkompatibilität und Röntgenkontrast

Gefäßstents werden nach der Aufweitung eines arteriosklerotisch verengten Herzkranzgefäßes eingebracht und sollen den erneuten Verschluss des Gefäßes verhindern. Sie stellen einen der wesentlichen Fortschritte in der Kardiologie des letzten Jahrzehnts dar. Durch sie konnte die Zahl der teuren und belastenden Bypass-Operation wesentlich gesenkt und die Aufenthaltsdauer der Patienten im Krankenhaus verkürzt werden.

Trotz des heute millionenfachen Einsatzes dieser filigranen Metallgeflechte, werden von den anwendenden Ärzten noch eine Reihe von Verbesserungen gewünscht, die eine genaue Kenntnis der Körperreaktionen und eine Materialbehandlung mit modernen Methoden erfordern.

Die Gefäßstents werden unter Röntgenkontrolle eingesetzt und auch radiologisch beurteilt. Die dünnen Stahl- oder Nickel-Titan-Drähte, aus denen der Stent besteht, bieten nur einen unbefriedigenden Röntgenkontrast. Durch die Aufbringung einer einige Mikrometer (µm) dicken Schicht eines Metalls hoher Ordnungszahl kann der Röntgenkontrast der Drähte erhöht werden. Dabei bieten sich Metalle wie Tantal an, die ähnlich wie das aus der Orthopädie bekannte Titan eine sehr stabile Oxidschicht ausbilden und dadurch auch gut biokompatibel sind.

Eine gute Haftung der Schicht auf dem Untergrund ist hier besonders wichtig, weil abgelöste Anteile der Schicht sonst mit dem arteriellen Blutstrom in das feinere Gefäßnetz der Herzmuskulatur transportiert werden und dort einen Verschluss herbeiführen würden. Die aufgebrachte Schicht darf keine inneren Spannungen aufweisen, die bei den erforderlichen Schichtdicken ansonsten zu Lamellierung sowie beim Aufweiten des Stents zur Rissbildung führen würden. Die Aufbringung dieser Schicht wird am Forschungszentrum Rossendorf durch Metallplasma Ionenimplantation und -abscheidung erreicht, wobei die Haftfestigkeit durch eine Zwischenschicht vermittelt ist.

Ein weiteres noch nicht befriedigend gelöstes Problem bei Gefäßstents ist die Aktivierung der Blutgerinnung und ein Wachstumsreiz auf die innerste Gefäßschicht. Diese beiden Reaktionen können zum Verschluss des Stents führen und sind eine der Ursachen, warum im Vergleich zur Bypass-Operation noch häufig eine Nachbehandlung nötig ist. Auch hier ist Tantal ein gutes Metall für die Beschichtung, weil es mit der Oxidschicht eine sehr gute Blutverträglichkeit aufweist, die wie bei Titan durch die Implantation weiterer Ionen wie Phosphor, Stickstoff, Kalzium noch verbessert werden kann.