Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung von Sludgeablagerungen auf Materialien zur Beschichtung von Endoprothesen.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Untersuchung von Materialien zur Beschichtung von Endoprothesen.

Ebenfalls betrifft die Erfindung eine Endoprothese aus einem Kunststoff mit einer Beschichtung.

Patienten mit fortgeschrittenem Pankreaskopfkarzinom haben eine geringe Lebenserwartung und leiden häufig aufgrund der Stenosierung der extrahepatischen Gallen¬ wege an einer Cholestase mit daraus resultierendem mas¬ siven Juckreiz und der Gefahr einer sekundären Cholan¬ gitis. Methode der Wahl bei der Palliativtherapie dieser Pati¬ enten ist das endoskopische Stenting des Gallengangs mit KunstStoffprothesen, um den Galleabfluß zu gewähr¬ leisten.

Das Problem des Verstopfens der Prothesen durch soge¬ nannten "Sludge" aus Bakterien, Calciumbilirubinat u.a. nach einer Liegedauer von etwa 3-6 Monaten, konnte auch durch verschiedene Modifikationen (z.B. unterschiedli¬ che Kunststoffe oder Beschichtungen, Zusatz von Anti¬ biotika und Konstruktionsänderungen) bis heute nicht gelöst werden. Verstopfte Stents müssen gegen neue aus¬ gewechselt werden.

Alternativ eingesetzte Metallstents kommen im klini¬ schen Alltag aufgrund der etwa zwanzigfach höheren Ma¬ terialkosten nur selten zum Einsatz.

Das Adenokarzinom des Pankreas stellt den viert- (Män¬ ner) bzw. fünfthäufigsten (Frauen) .malignen Tumor dar und hat die niedrigste 5-Jahres-ϋberlebensrate aller Krebserkrankungen (1-5%) . Die Inzidenz von Pankreastu- moren nimmt in den westlichen Industriestaaten seit Jahren zu und erreicht derzeit 8-13 Fälle pro 100.000 Einwohner.

Das Erkrankungsrisiko nimmt mit dem fünfzigsten Lebens¬ jahr deutlich zu. Die Diagnose wird meist in der Al¬ tersgruppe von 65 bis 80 Jahren gestellt.

Die extrem schlechte 5-Jahres-Überlebensrate ist durch Fehlen einer Früherkennungsmöglichkeit und damit späte Diagnosestellung verursacht, denn die meisten Patienten haben zum Zeitpunkt der Diagnose bereits einen fortge- schrittenen Tumor und Fernmetastasen (52%) . Deshalb läßt sich die chirurgische Resektion in kurativer Ab¬ sicht nur bei 14% der Patienten durchführen.

Bei Nachweis von Fernmetastasen sowie langstreckiger Gefäßinfiltration des Portalvenensystems, der Arteria mesenterica superior und der Arteria hepatica ist eine kurative Resektion unmöglich.

Daher kommt für diese Patienten, welche im klinischen Alltag die überwiegende Mehrheit bilden, nur ein pal¬ liatives Therapiekonzept in Frage.

In Abhängigkeit von den Beschwerden, stehen neben der Schmerztherapie und palliativen Chemotherapie die endo¬ skopische Einlage von Stents in den Gallengang und in das Duodenum sowie chirurgische Maßnahmen (Gastroente¬ rostomie, biliodigestive Anastomose) zur Auswahl.

Im Vergleich zu palliativen chirurgischen Maßnahmen ha¬ ben die endoskopischen Verfahren eine geringere Morbi¬ dität, eine geringere Mortalität innerhalb von 30 Tagen und verursachen geringere Kosten. Gleichzeitig erlebt der Patient eine höhere Lebensqualität.

Daher werden endoskopische Interventionen zunehmend fa¬ vorisiert, es sei denn, es liegt bereits bei Diagnose¬ stellung eine signifikante MagenausgangsStenose durch Tumorinfiltration vor.

Das Verfahren der ersten Wahl bei tumorbedingtem Ikte¬ rus ist die Implantation einer biliären Endoprothese und wurde bereits 1979 eingeführt. Heute gelingt dies mittels endoskopisch retrograder Cholangio- und Pankreatikographie (ERCP) und hoher Er¬ fahrung des Operateurs bei über 95% der Patienten und ist bei fast allen Patienten mit einem Rückgang bzw. einer Normalisierung der extrahepatischen Cholestase und damit der Cholangitisgefahr verbunden.

Fig. 1 zeigt das typische "Double-Duct-Sign" bei ge¬ stautem Pankreas- und Gallengang bei inoperablem Pan- kreaskopftumor sowie das Ergebnis nach endoskopisch- transpapillärer Einführung einer Gallengangendoprothe- se.

Die zur Zeit in der Klinik für interdisziplinäre Endo¬ skopie im UKE überwiegend verwendeten Prothesen zur transpapillären Galleableitung sind sogenannte in Fig. 2 dargestellte "Tannenbaum"-Stents aus Teflon. Das be¬ vorzugte Kaliber für eine dauerhaft gute Prothesenfunk¬ tion beträgt dabei erfahrungsgemäß 10-12 French (1 French = 1/3 mm) .

Ein bekanntes und bis heute nicht endgültig gelöstes Problem ist das Verstopfen der Prothesen nach wenigen Monaten Liegedauer.

In seltenen Fällen sind auch Dislokationen in die Umge¬ bung ursächlich für mangelnden Galleabfluß.

Die Patienten benötigen dann aufgrund des wiederkehren¬ den Ikterus bei ansteigenden Cholestaseparametern und der Gefahr einer sekundären Cholangitis einen Stent- Wechsel. Dieser ist seit der Einführung des "Stent- Retrievers" technisch einfach durchführbar, doch bedeu¬ tet auch eine ambulante Wiedervorstellung zur Reinter- vention eine Einschränkung der Lebensqualität des Pati¬ enten.

Nach der Einlage haften sich Proteine wie Fibronektin, Kollagen, Fibrin und Immunglobuline an die Oberfläche des Stentmaterials. Diese Proteine fördern die Anhaf¬ tung von Bakterien und die Bildung eines "Biofilms", bestehend aus Bakterien und bakteriell entstandenen Glykoproteinen.

Das bakterielle Enzym ß-Glucuronidase, das vor allem von Escherichia coli produziert wird, dekonjugiert Bi¬ lirubin und fällt es als Salze aus.

Aus der Akkumulation von Bakterien, Glykoproteinen, Pflanzenfasern sowie Kristallen aus Calciumbilirubinat und Calciumfettsäuresalzen entsteht ein matschig¬ sandiges, gelb-orange bis schwarz-braun gefärbtes Mate¬ rial, das als "Sludge" bezeichnet wird.

Fig. 3 zeigt einen verstopften Plastikstent, der auf¬ grund der insuffizienten Drainage entfernt werden mu߬ te.

Mit verschiedenen Ansätzen wurde bisher versucht, das Problem des Verstopfens zu lösen.

Durch neue Endoskope mit größeren Arbeitskanälen wurde es möglich, Stents mit größeren Durchmessern zu legen. SPEER et al beschrieben mit Prothesen bis zu einem Durchmesser von 10 French längere Liegezeiten erreichen zu können. Durch noch größere Durchmesser konnte jedoch keine weitere Verbesserung der Drainagedauer erreicht werden. Da das von bakterieller ß-Glucuronidase produzierte Bi- lirubinat quantitativ Hauptbestandteil des Sludge ist, wurde in mehreren randomisierten Studien versucht, durch prophylaktische antibiotische Maßnahmen die Slud- gebildung einzuschränken.

Aber auch zusätzlich verabreichte Ursodesoxycholsäure oder Acetylsalicylsäure führten klinisch zu keiner feststellbaren Verbesserung der Drainageleistung.

LEUNG et al konnten auch in-vitro keinen Vorteil von gallegängigen Antibiotika feststellen. Allerdings konn¬ ten sie in einem in-vitro-Versuch mit silberbeschichte¬ ten Stents eine Tendenz zu geringerer Sludgeablagerung nachweisen. Dieser Effekt zeigte klinisch jedoch keinen Vorteil.

Verschiedene Kunststoffe finden Verwendung bei der Her¬ stellung von Gallengangprothesen.

im klinischen Alltag der endoskopischen Abteilung im UKE Hamburg hat sich heute Teflon durchgesetzt.

Aufgrund des geringsten Reibungskoeffizienten aller Kunststoffmaterialien und damit einer sehr glatten Oberfläche sowie hydrophoben Eigenschaften konnte so¬ wohl in-vitro als auch klinisch ein Vorteil festge¬ stellt werden.

Verschiedene KunststoffStents, die mit hydrophilen Po¬ lymeren beschichtet wurden, zeigten experimentell Hin¬ weise auf geringere Sludgebildung und -ablagerungen. Dieser Effekt konnte aber in darauffolgenden in-vivo- Studien nicht bekräftigt werden. Anstelle der 1979 im UKE Hamburg eingeführten ursprüng¬ lichen "Pigtail"-Prothese wird seit 1990 die "Tannen¬ baum"-Prothese verwendet. Sie hat eine gerade Form und keine Seitenlöcher. Zur Verankerung werden gemäß Fig. 1 drei Reihen mit je vier Öhrchen in die Prothesenwand geschnitten, ohne sie zu perforieren. Durch den Ver¬ zicht auf die Seitenlöcher konnte eine geringere Ver¬ stopfungsrate festgestellt werden. Ebenso konnte hier¬ durch eine Verringerung der Reinterventionen erreicht werden.

Eine Alternative stellen biliäre Metallstents dar, die als selbstexpandierende "Wallstent" oder ballonexpan¬ dierende "Strecker-Stent" sowie als "Endocoil-Stent" kommerziell erhältlich sind.

Am häufigsten wird bisher der "Wallstent" verwendet. Der maximale Prothesendurchmesser beträgt 1 cm, die Prothesenanlage ist zumeist technisch nicht schwierig. Problematisch ist aber, daß die Metallstents hohe Ko¬ sten verursachen (etwa 1500 Euro) , ohne dabei die Über¬ lebenszeit gegenüber Kunststoffprothesen signifikant zu steigern, obgleich die Okklusionsrate deutlich niedri¬ ger liegt (33% mit Metall gegenüber 54% bei Kunst¬ stoff) . Die Langzeitdrainage wird durch Tumoreinwuchs in die Prothese beeinträchtigt

Die weiterentwickelten beschichteten Metallstents er¬ lauben durch ihre Silikon- oder Polyurethenoberfläche eine längere Drainagezeit.

Da ein Metallstent nicht mehr entfernt werden kann, muß diese Spätkomplikation individuell abgestimmt durch Einlegen einer Kunststoffprothese durch den Metall¬ stent, einen zweiten Metallstent, aber auch thermische Verfahren therapiert werden. In Fig. 4 ist ein handels¬ üblicher Metallstent abgebildet.

In Zeiten knapper Budgets ist der Einsatz von Metallen- doprothesen problematisch.

Bei einer Untergruppe von Patienten in gutem Allgemein¬ zustand, Fehlen von Fernmetastasen und einer voraus¬ sichtlichen Überlebenszeit von mehr als 6 Monaten ist ihr frühzeitiger Einsatz aber hinsichtlich der Lebens¬ qualität und der Kosten von Vorteil.

Für Gallengangprothesen sind auch bereits Nano- Beschichtungen bekannt geworden. "Nano" ist abgeleitet vom griechischen Wort für Zwerg und beschreibt das Vor¬ dringen in geringe Dimensionen auf der Skala Nanometer (nm) , einem millionstel Millimeter.

Die Nanotechnologie beschäftigt sich mit Systemen, de¬ ren Funktionen und Eigenschaften durch ihre winzigen räumlichen Strukturen bestimmt sind. Typisch ist eine Ausdehnung von weniger als 100 nm. Komponenten der Na¬ notechnologie bestehen damit nur aus wenigen Atomen oder Molekülen.

Die Nanopartikel weisen deutlich geänderte Eigenschaf¬ ten in ihrem Verhalten gegenüber größeren Festkörpern auf, da sie ein sehr großes Verhältnis von Volumen zu Oberfläche im Vergleich zu größeren Partikeln besitzen. Damit sind trotz gleicher chemischer Basis drastische Eigenschaftsänderungen möglich.

Als eine sehr innovative Entwicklungsrichtung auf dem Gebiet der Nanotechnologie haben sich die anorganisch¬ organischen Beschichtungsmaterialien auf SoI-Gel-Basis erwiesen. Diese Materialien zeichnen sich durch eine außerordentliche Variationsbreite ihrer Eigenschaften aus, deren Zusammensetzung und Homogenität im molekula¬ ren Bereich kontrolliert werden kann. Sie stellen dabei die konsequente Anwendung bekannter chemischer Synthe¬ seprinzipien zur Entwicklung neuer Werkstoffmaterialien dar.

Als Beispiel können glatte Oberflächen so verändert werden, daß Schmutz oder Wasser darauf keinen Halt mehr finden.

Einige der aus dem Sol-Gel-Prozess hervorgegangenen neuen Materialien werden bereits industriell genutzt, z.B. als kratzfester Autolack und schmutzabweisende Fassadenfarbe.

Im Folgenden wird die grundlegende Technik der Synthese von Sol-Gel-Beschichtungsmaterialien erläutert.

Als Ausgangsmaterialien im technischen Sol-Gel-Prozess werden hydrolysierbare anorganische Verbindungen einge¬ setzt. Die größte Bedeutung besitzen hierbei Alkoxyver- bindungen verschiedener Elemente.

Das Grundprinzip soll gem. Fig. 5 am Beispiel einer Al- koxyverbindung des Siliciums (Kieselsäureester) erklärt werden.

Grundstruktur dieses Siliciumesters : Si (OR)4

OR steht hier für hydrolysierbare Gruppen, die während der Reaktion als Alkohole abgespalten werden. Alkoxide des Siliciums werden im allgemeinen auch als Silane bezeichnet .

Im ersten Reaktionsschritt werden Silanverbindungen hy- drolysiert. Dabei erfolgt teilweise Bildung von reakti¬ ven Silanolen (Si-OH) , bei denen Alkoholreste am SiIi- cium durch OH-Gruppen ersetzt werden. Die gebildeten Alkohole verbleiben in der Regel im SoI .

Die Hydrolyse führt zum reaktiven Zwischenprodukt, dem SoI, das aus kolloidalen Teilchen besteht. Es ist eine dünnflüssige und farblose Flüssigkeit, die als Be- schichtungsstoff fungieren kann.

In diesem Stadium werden in der kolloidalen Lösung die reaktiven monomeren und oligomeren Vorstufen für eine spätere Vernetzungsreaktion erzeugt, die die Größe von wenigen Nanometern besitzen.

In einem zweiten Reaktionsschritt, einer Kondensations- reaktion wird das SoI zu Polysiloxanen umgesetzt (GeI- zustand) . Dies passiert entweder bei Raumtemperatur oder unter Zuführung thermischer Energie. Es entstehen anorganische oxidische Polymerstrukturen, ein filigra¬ nes Netzwerk aus Nanopartikeln.

Diese Strukturen besitzen für anorganische Materialien typische Eigenschaften, wie große Härte, aber auch Sprödigkeit und Porosität .

Mit organisch modifizierten Komponenten, die in den Sol-Gel-Prozess integriert werden, ist es nun möglich, Materialien herzustellen, die nicht porös und flexibler sind als die rein anorganische Polymere. Zur Verbindung der anorganischen und organischen Poly¬ mere kann man verschiedene organisch modifizierte Alk¬ oxide einsetzen, z.B. Organosilane mit einer oder meh¬ reren organischen Gruppen anstelle von Alkoxyfunktio- nen.

Die dann am anorganischen Netzwerk verankerten organi¬ schen Gruppen verleihen dem Kompositmaterial steuerbare Eigenschaften.

Daraus ergibt sich folgende Grundstruktur: (OR)3Si-R1 (R1= Alkylrest, funktionelle Gruppe)

Fig. 6 zeigt schematisch den Einfluß verschiedener or¬ ganisch/anorganischer Strukturelemente auf die Eigen¬ schaften der hybriden Materialien.

Durch Hydrophobierung der SoI-Gel-Matrix und daraus Ausbildung einer Niedrigenergieoberfläche, kann u.a. eine schmutz- und wasserabweisende Beschichtung er¬ reicht werden. Je höher der anorganische Anteil, umso spröder und här¬ ter sind die resultierenden Schichten. Je höher der or¬ ganische Anteil bei der Netzwerkbildung, umso höher ist die Flexibilität und die Dichtigkeit.

Die Applikation auf Oberflächen ist mit den in der Lacktechnik üblichen Verfahren wie Sprühen, Tauchen, Fluten, Schleudern etc. möglich.

Die anorganisch-organischen Hybridpolymere sind gegen¬ über den meisten organischen Lösungsmitteln resistent. Angreifbar sind die Schichten lediglich durch sehr starke Alkalien, z.B. Natronlauge. Da die Herstellung der oben beschriebenen "klassischen" hybriden Sol-Gel-Materialien noch sehr preisintensiv ist, hat das Institut für Lacke und Farben e.V. Magde¬ burg ein Alternativkonzept zur Herstellung von hybriden Sol-Gel-Beschichtungen unter Verwendung von Bindemit¬ teln entwickelt .

Als organische Modifizierungskotnponente werden rein or¬ ganische Polymere eingesetzt, die sich durch einen deutlich reduzierten Herstellungspreis bei gleichblei¬ benden Verarbeitungseigenschaften auszeichnen.

In einem Zweistufenprozeß werden die organischen Poly¬ mere (Bindemittel) unter Verwendung von selektiv rea¬ gierenden bifunktionellen Kopplungssubstanzen funktio- nalisiert .

Danach knüpft die anorganische SoI-Komponente an die noch verbleibende reaktive Gruppe der KopplungsSubstanz am Polymer an. Zusätzlich wird eine Hydrophobierungs- substanz beigesetzt .

Durch den Einsatz von organischen Polymeren im SoI-GeI- Prozess konnte gezeigt werden, daß eine ähnlich defi¬ nierte und gezielte Beeinflussung des Eigenschaftsbil¬ des von Beschichtungsmaterialien erreicht werden kann, wie durch die Nutzung von organisch substituierten Si- lanen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfah¬ ren der einleitend genannten Art derart anzugeben, daß ein einfacher in-vitro-versuchsaufbau zur Untersuchung von Biofilmbildung auf Endoprothesen bereitgestellt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine beschichtete Endoprothese in mindestens einem Inkubationsgefäß positioniert wird und daß das Inkubationsgefäß mindestens teilweise mit infizierter Galle gefüllt wird, sowie daß mindestens ein mit einer zu untersuchenden Endoprothese versehenes Inkubations- gefäß langsam durch hin- und herkippen hin und herge¬ schwenkt wird, sowie daß ein Teil der Gallenflüssigkeit regelmäßig ausgetauscht wird.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu kon¬ struieren, daß eine preiswerte und qualitativ hochwer¬ tige in-vitro-Untersuchung von beschichteten Endo¬ prothesen durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Schwenktisch zur Positionierung von Proben verschwenkbar relativ zu einer Drehachse angeordnet ist und daß zur Aufnahme der Proben auf dem Schwenktisch mindestens ein mindestens bereichsweise mit Galle ge¬ fülltes Inkubationsgefäß angeordnet ist.

Eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung be¬ steht darin, eine Endoprothese der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß verbesserte Eigenschaf¬ ten zur Vermeidung bzw. Reduzierung einer Sludgeablage- rung bereitgestellt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Beschichtung 70 % bis 80 % Gewichtsanteile hydro¬ phobe Bestandteile und 30 % bis 20 % Gewichtsanteile hydrophile Bestandteile aufweist . Insbesondere erweist es sich als vorteilhaft, daß die Beschichtung auf Sol-Gel-Basis ausgebildet ist. Die En¬ doprothese dient insbesondere zur Leitung von Flüssig¬ keiten innerhalb des Körpers. Bevorzugte Ausführungs- formen sind Gallengangendoprothesen, Blutbahnendo- prothesen, Harnwegsendoprothesen, intro-uterin¬ Prothesen sowie allgemein mindestens bereichsweise röh¬ renartig ausgebildete Endoprothesen zur Leitung von Flüssigkeiten.

Eine hohe Aussagegüte kann dadurch erreicht werden, daß die Gallengangprothesen etwa 35 Tage innerhalb des In¬ kubationsgefäßes auf dem Schwenktisch hin- und herge¬ schwenkt werden.

Eine gute Umströmung der Prothese mit Galle bei gleich¬ zeitiger Minimierung ungünstiger Bewegungseinflüsse kann dadurch erfolgen, daß etwa 10 Schwenkvorgänge pro Minute durchgeführt werden.

Zur Anpassung der Versuchsbedingungen an reale Einsatz- bedingungen nach einer Implantation der Prothese wird vorgeschlagen, daß innerhalb des Inkubationsgefäßes ei¬ ne Temperatur von etwa 37 0C aufrecherhalten wird.

Eine weitgehende Annäherung der Versuchsbedingungen an reale Einflußparameter erfolgt dadurch, daß die Probe als eine beschichtete Gallengangprothese ausgebildet ist.

Ein preiswerter und zugleich robuster und zuverlässiger Versuchsaufbau wird dadurch bereitgestellt, daß der Schwenktisch über ein Getriebe mit einem Motor gekop¬ pelt ist. Zur Ermöglichung einer Einstellbarkeit der Schwenkbewe¬ gung wird vorgeschlagen, daß eine Drehzahl des Motors einstellbar ist.

Insbesondere ist daran gedacht, daß der Motor mit dem Schwenktisch über eine Kopplungseinrichtung zur Vorgabe eines langsamen Hin- und Herschwenkens verbunden ist .

Für eine Minimierung einer Biofilmbildung erweist es sich als vorteilhaft, daß etwa 75 Gewichtsanteile hy¬ drophobe Bestandteile und etwa 25 % hydrophile Bestand¬ teile in der Beschichtung enthalten sind.

Eine bevorzugte Materialauswahl besteht darin, daß der Kunststoff aus Teflon ausgebildet ist. Ebenfalls ist die Verwendung von Polyethylen oder Polyurethan mög¬ lich.

Eine besonders geringe Biofilmbildung kann dadurch er¬ reicht werden, daß die Beschichtung als EP50AEVI ausge¬ bildet ist.

Ebenfalls erweist es sich als vorteilhaft, daß die Be¬ schichtung als EP19AEVI ausgebildet ist.

Durch eine Beschichtung von Gallengangendoprothesen aus Teflon mit hydrophoben anorganisch-organischen SoI-GeI- Materialien wird nicht nur ein wasserabweisender Effekt erreicht, sondern ebenfalls eine verminderte Adhäsions¬ fähigkeit für Proteine und bakteriellen Biofilm auf der glatten Oberfläche.

Eine kostengünstige hydrophobe Beschichtung auf SoI- GeI-Basis von Gallengangstents führt zu einer geringe- ren Verstopfungsrate und damit zu einer geringeren Reinterventionsrate für Stentwechsel.

Durch hydrophobierte anorganisch-organische Beschich- tungsmaterialien kann der Vorgang der Stentverstopfung unterbrochen werden. Somit könnte eine suffiziente PaI- liation der Tumorpatienten bis zum Lebensende erreicht werden.

Für die Untersuchung der Gallengangprothesen wird eine Apparatur bereitgestellt, die mit geringer Frequenz und einem Neigungswinkel von maximal 40° schwenkt, um ein Überkippen des flüssigen Inkubationsmediums zu vermei¬ den. Zusätzlich ist die Apparatur so platz- und strom¬ sparend wie möglich sein, um den Versuch bei 37 0C in einem Bakterieninkubator durchzuführen. Es erfolgt ein langsames Hin- und Herschwenken, um ähnliche Biofilm¬ entstehung wie unter in-vivo-Bedingungen zu erreichen.

Gemäß der Ausführungsform in Fig. 7 und Fig. 8 ist auf einer Grundplatte ein Schwenktisch mit einer Achse mon¬ tiert. Als Antrieb dient ein Kassettenrekorder-Motor mit relativ hoher Umdrehungszahl. Mit Hilfe von drei Zahnrädern als Übersetzung wird diese hohe Zahl grob auf unter 10 Umdrehungen pro Minute heruntergeteilt. Mit einem Standard-Potentiometer, welches als einstell¬ barer Spannungsteiler fungiert, kann die Anzahl der Um¬ drehungen der Tischachse zusätzlich feinreguliert wer¬ den. Die gesamte Apparatur benötigt eine Spannung von 4,5 Volt, die von drei Babyzellen Typ C ä 1,5 Volt ge¬ liefert wird. Die Vorrichtung hat eine Grundfläche von 18 x 9 cm bei einer Gesamthöhe von 18 cm. Die während der gesamten Versuchsdauer häufig verwende¬ ten Materialen sowie ihre Bezugsquellen sind in Tabelle 1 aufgelistet.

Nachfolgend wird das zur Versuchsdurchführung verwende¬ te biologische Material erläutert. In einem Sammelzeit¬ raum von insgesamt 10 Wochen wurden in etwa 1,5 Liter humane Galle gesammelt. Zur Sammelgruppe gehörten 12 weibliche und 6 männliche Patienten zwischen 42 und 82 Jahren. Alle Patienten benötigten aufgrund gut- oder bösartiger hepatobiliärer Erkrankungen interventionelle endoskopische Eingriffe oder mußten sich einer chirur¬ gischen Therapie unterziehen. Für die Entnahme der Gal¬ le entstand also kein zusätzlicher Aufwand für die Pa¬ tienten.

Jeder Patient wurde vor der Entnahme über das Vorgehen, sowie den Verwendungszweck der Galle aufgeklärt.

Anamnestisch wurde sichergestellt, daß die Patienten in einem Zeitraum von einer Woche vor der Entnahme keine Antibiotikatherapie erhalten hatten.

In Klinik für interdisziplinäre Endoskopie des UKE wur¬ de stationären sowie auch ambulanten Patienten während einer ERCP 4-15 ml Galle über den Arbeitskanal des Duo- denoskops entnommen, in sterilen Einmalspritzen aufbe¬ wahrt und bis zur weiteren Verarbeitung bei -21 0C tiefgefroren.

Stationären Patienten der Chirurgischen Abteilung des UKE wurde aus einer postoperativen T-Drainage 25-65 ml Galle entnommen, in sterilen Falcon-Tubes abgefüllt und ebenfalls bei -21 0C aufbewahrt. Der Hauptanteil der gesammelten Galle stammt von sta¬ tionären Patienten der Abteilung für Endoskopie des Allgemeinen Krankenhauses Barmbek (AKB) .

Hier wurde von zwei Patienten aus einer postoperativen T-Drainage insgesamt ungefähr 950 ml Galle entnommen. Die Entnahme und Aufbewahrung erfolgte wie oben be¬ schrieben.

Dabei erfolgte eine getrennte Aufbewahrung und Kenn¬ zeichnung der Galle jedes einzelnen Patienten an jedem Entnahmetag.

Tabelle 2 zeigt alle Patienten mit ihren Diagnosen chronologisch nach dem Entnahmedatum aufgelistet. Eben¬ falls ist hier das Geschlecht, das Alter, die Entnahme¬ art und -menge erkenntlich, sowie die jeweilige Klinik.

Für diese Studie wurde ein Galle-Pool von mindestens einem Liter Menge benötigt.

Die Galle sollte möglichst kein Antibiotikum enthalten, sowie annähernd keim- bzw. zellfrei sein.

Die gesammelte Galle wurde zur weiteren Verarbeitung portionsweise zu je 50 ml in Falcon-Tubes gefüllt.

Zwischen allen Verarbeitungsschritten wurde die Galle immer bei -21 0C gelagert, um eine Überwucherung mit Bakterien zu verhindern.

Mit jeder Galleprobe wurde ein Hemmstofftest zum Nach¬ weis von Antibiotika durchgeführt. Dazu wurde je ein Tropfen Galle auf ein Filterplättchen in einer mit Bacteroides fragilis (nichtsporenbildendes Stäbchenbakterium, obligat anaerob, grattmegativ) be¬ impften Agaroseplatte aufgebracht und über Nacht bei 37 0C inkubiert.

Enthielt eine Probe ein Antibiotikum, konnte das anhand des entstandenen Hemmhofs um das Filterpapier erkannt werden. Nur bei zwei Patienten konnte ein Antibiotikum nachgewiesen werden, diese Galle wurde dann verworfen.

Die Fig. 9 und 10 verdeutlichen das Prinzip des Hemm¬ stofftests.

in Fig. 11 ist deutlich der Hemmhof einer Antibiotika¬ positiven Probe zu erkennen.

Danach wurde aus allen übrigen Proben ein Galle-Pool hergestellt .

In einem ersten Schritt wurde durch Zentrifugieren ver¬ sucht alle großen Zellen, Keime und kristalline Präzi- pitate zu entfernen. Hierfür wurde jede Probe in einer Tischzentrifuge 20 Minuten lang bei 8.000 Umdrehungen pro Minute zentrifugiert.

Die Pellets wurden jeweils verworfen. Die Überstande wurden in einem Glaskolben gesammelt und dann zweimal durch einen Papierfilter gegossen, um mögliche Zellen, die durch das Zentrifugieren nicht extrahiert werden konnten herauszufiltern.

Das Filtrat wurde in einem weiteren Glaskolben aufge¬ fangen und in zwei Einfach-Blutbeutel umgefüllt. im Institut für Transfusionsmedizin des UKE wurde der Pool unter Anleitung von Frau Dr. Lubitz und Mitarbei¬ tern in einem Blutbestrahlungsgerät der Firma Hans Wäl¬ lischmiller GmbH vom Typ HWM 400D neun Minuten lang mit 30 Gray bestrahlt.

Mit der Bestrahlung sollte eine völlige Keimfreiheit des Galle-Pools sichergestellt werden.

An einer sterilen Werkbank wurde die Keimfreiheit durch mehrere Ausstriche auf Agarose-Platten mit jeweils drei Tagen Inkubationsdauer verifiziert.

Bis zur Verwendung wurde der Galle-Pool erneut in ste¬ rilen Tubes zu je 50 ml bei -21 0C aufbewahrt.

Für die Untersuchung der Biofilmentstehung auf Gallen- gangstents wurde ein Keim mit potentieller ß- Glucoronidase-Aktivität benötigt.

Zusätzlich zu den rasterelektronenmikroskopischen Ana¬ lysen der Biofilmentwicklung auf den verschiedenen Be- schichtungen sollten Untersuchungen mit einem Fluores¬ zenzmikroskop angefertigt werden.

Ein Standard-Stamm von E. coli (DH5α) , der mit einem Vektor der Firma Clontech (pDsRed2; Katalog # 6943-1) transformiert wurde erfüllte diese beiden Voraussetzun¬ gen und wurde in allen Versuchen verwendet.

Das Plasmid pDsRed2 enthält eine Origin-Sequenz für die Vermehrung in Bakterien, ein Ampicillin-Resistenz-Gen, sowie das DsRed2-Gen, für ein rot-fluoreszierendes Pro- tein (RFP) 2.Generation (Weiterentwicklung des DsRedl) der Gattung Discosoma.

Fig. 12 zeigt die Plasmidkarte, sowie die Multiple CIo- ning Site von pDsRed2.

Die bakterielle ß-Glucoronidase-Aktivität wurde in ei¬ ner Untersuchung des Mikrobiologischen Instituts des UKE gesichert. Zum Nachweis diente ID 32 E ein Identi¬ fizierungssystem für Enterobakterien der Firma bioMe- rieux.

In Fig. 13 ist die Identifizierung des Keims auf der Ablesetabelle dargestellt. Die ß-Glucoronidase- Aktivität ist mit einem roten Pfeil markiert.

Auf Agar wurde eine Reinkultur des Keimes hergestellt und mit einer Pipettenspitze eine etwa stecknadelkopf¬ große Menge mit einem handelsüblichen Phosphatpuffer vermischt .

Diese Suspension wurde auf einem Objektträger ausge¬ strichen und zum Nachweis der Fluoreszenz mit dem Fluo¬ reszenzmikroskop betrachtet.

Fig. 14 zeigt ein Bild von DH5α-pDsRed2 mit und ohne Anregung der Fluoreszenz .

Um eine definierte Keimmenge pro Milliliter zu erhalten wurde zunächst eine Bakteriensuspension wie folgt her¬ gestellt : LB-Medium: 1 g NaCl, 1 g Typton-Wasser und 0,5 g Hefe-Extrakt wurden mit destilliertem Wasser zu 100 ml auf¬ gefüllt und 15 Minuten lang bei 121 0C und 1,5 bar autoklaviert .

Ampicillin- 1 g Ampicillin-Pulver wurde in 10 ml de¬ Lösung: stilliertem Wasser gelöst, die Lösung durch Steril-Filter mit 0,22 μm Porengröße gegeben und in Portionen zu 1 ml in Eppendorf-Tubes bei -21 0C eingefroren.

Von der Ampicillin-Lösung wurde 100 μl zu 100 ml flüs¬ sigem LB-Medium zugegeben.

Dabei entstand eine Endkonzentration von 100 μg Ampi¬ cillin / ml Medium.

In diese Flüssigkultur wurde mit Hilfe einer Pipetten¬ spitze eine stecknadelkopfgroße Menge tiefgefrorener Bakterien übertragen. Die Suspension wurde dann über Nacht bei 37 0C und 100 upm im Schüttler inkubiert.

Am nächsten Tag wurde jeweils 1 ml der Bakteriensuspen¬ sion zusammen mit 250 μl Glycerin zum Schutz der Keime in Eppendorf-Tubes eingefüllt und bei -80 0C gelagert.

Aus dieser Bakteriensuspension wurde eine serielle Ver¬ dünnungsreihe in logarithmischen Schritten bis zur 8. Potenz hergestellt, um hieraus später die Anzahl der Keime pro Milliliter bestimmen zu können. Agarose- 32 g Lennox L Agar der Firma Invitrogen Platten: wurden mit 1 1 destilliertem Wasser gemischt und autoklaviert, das noch heiße, flüssige Medium wurde zügig in Petrischalen gegossen und fest werden gelassen. Für Ampicillin-Agarose-Platten wurde zu der auf Handwärme abgekühlten Agarose 1 ml Ampicillinlösung zugegeben und die Mischung dann ausgegossen.

Von jeder Verdünnung wurden 50 μl mit einem Glasspatel auf Agarose-Platten ausgestrichen, die dann über Nacht bei 37 0C inkubiert wurden.

Die entstandenen Kolonien von zwei Platten wurden ma¬ nuell ausgezählt und aus den Ergebnissen eine mittlere Keimanzahl von 80 x 106 Keimen / ml festgestellt.

Jedes eingefrorene Tube mit 1 ml Bakteriensuspension enthielt also annähernd 80 Millionen Keime. Für die Verwendung der Bakterien konnten die Tubes dann einzeln aufgetaut werden.

Bei der Versuchsdurchführung wurden 7 unterschiedliche Oberflächenmaterialien sowie zum Vergleich unbeschich¬ tete Gallengangstents aus Teflon untersucht.

Das Stentmaterial aus Teflon mit einem Durchmesser von 12 French wurde von Herrn Hans-Christian Grosse Medizintechnik/Arzt- und Krankenhausbedarf - zur Verfü¬ gung gestellt, ebenso das Rohmaterial aus Teflon für die neuen Beschichtungen. Das neue Beschichtungskonzept wurde vom Institut für Lacke und Farben e.V. Magdeburg (IhF; Dr. Uwe Wienhold) entwickelt und auf fertige Prothesen aus Teflon aufge¬ bracht .

Bei allen Produkten handelte es sich um hydrophobierte organisch-anorganische Beschichtungsmaterialien.

Folgende Herstellungsweise wurde dabei angewendet :

1.) Funktionalisierung der Bindemittel (organisches Poly¬ mer) unter Verwendung von selektiv reagierenden bifun tionellen Kopplungssubstanzen

2. ) Umsetzung der noch verbleibenden reaktiven Gruppe der KopplungsSubstanz am Polymer mit anorganischen SoI- Komponenten und Hydrophobierungssubstanz

im folgenden wird die Codierung der getesteten Materia¬ lien beschrieben.

Beschichtung 1: EP19AE/VI-F88/2 Beschichtung 2: EP50AE/VI-P88/2 Beschichtung 3: EP19AE/VI-F26/2 Beschichtung 4: EP50AE/VI-F26/2 Beschichtung 5: EP19AE/VI Beschichtung 6: EP50AE/VI Beschichtung 7: Clearcoat U-lll

Erläuterungen zu den einzelnen Beschichtungen: EP19: ist ein niedermolekulares Epoxidharz (190 Mol) mit einem Verhältnis der organischen hy¬ drophoben Anteile zu den anorganischen hydrophilen Anteilen von ~ 50:50 EP50: ist ein hochmolekulares Epoxidharz (500 Mol) mit einem Verhältnis der organischen hy¬ drophoben Anteile zu den anorganischen hydrophilen Anteilen von ~ 75:25 AE: ist eine Kopplungssubstanz (Aminoetoxysi- lan) F88 bzw. sind verschiedene HydrophobierungsSub¬ F26: stanzen (Fluorsilane mit gekoppelter Aminogruppe die hydrophob wirken) Römisch VI: beschreibt die Ansatznummer der Epoxid- Harzmodifizierung (z.B. EP19AE/VI ist der 6. Ansatz zur Herstellung eines niedermolekularen Epo- xid-Harzes mit Kopplungssubstanz) 2: ist die Konzentration an Hydrophobie¬ rungssubstanz Clearcoat U- ist ein hydrophobes kommerzielles SoI- 111: GeI-Material

Mit jedem Material wurden jeweils 4 Teflonstents be¬ schichtet.

Da die Innenbeschichtung der Röhrchen zunächst nur als Laborversuch durchgeführt wurde, konnte eine vollstän¬ dige und optimale Beschichtung der Innenseite seitens des Herstellers nicht garantiert werden. Trotzdem wur¬ den alle gefertigten Röhrchen den Versuchen zugeführt.

Jede Beschichtung wurde im Triplett mit Bakteriensus¬ pension sowie je einer Negativkontrolle mit Antibioti¬ kazusatz untersucht .

Als Positivkontrolle für Bakterienwuchs auf Oberflächen wurde zusätzlich ein einfacher Silikonschlauch mit un¬ gleichmäßiger Oberfläche untersucht.

Zunächst wurden alle Präparate mit einem Skalpell der Länge nach halbiert und in etwa 2,5 cm lange Stücke ge¬ schnitten.

Danach wurden die Prothesenhälften mit Hilfe einer Pin¬ zette in waagerechter Position in 12-Loch- Zellkulturplatten eingebracht . Hierbei wurde die Innen¬ seite der Prothesen parallel zur Schwenkrichtung ange¬ ordnet, um den physiologischen Gallefluss durch einen Stent zu imitieren. Damit schwerkraftbedingte Ablage¬ rungen ausgeschlossen werden konnten, wurden die Proben zusätzlich um 90 ° gekippt.

Die Fig. 15 bis 17 zeigen die drei bestückten Versuchs¬ platten.

Der in Falcon-Tubes eingefrorene Galle-Pool wurde por¬ tionsweise in einem Wasserbad bei 37 0C aufgetaut.

Die tiefgefrorenen Bakterien-Tubes wurden schonend auf Zimmertemperatur erwärmt .

Als Antibiotikum wurde Doxycyclin "Vibravenös"®SE (Fa. Pfizer) verwendet. Zu jeder Probe in den Zellkulturplatten wurden mit ei¬ ner Pipette 3 ml des aufgetauten Galle-Pools hinzuge¬ fügt.

Ansatz mit Bakterien:

Ein Tube mit 1 ml Bakteriensuspension enthielt 80 x 106 Keime.

Um eine definierte Anzahl von 2 x 106 Keimen / ml Galle zu erhalten wurden bei drei von vier Proben jedes zu testenden Materials 75 μl Suspension zugesetzt.

Ansatz mit Antibiotikum:

Die vierte Probe jedes Materials wurde als Negativkon¬ trolle zum Ausschluß von Bakterienwachstum nur mit ei¬ nem Antibiotikum ohne Bakterienzusatz inkubiert.

Das Antibiotikum sollte zusätzlich etwaige Verunreini¬ gungen durch Bakterien der Umgebungsluft vermeiden. Ein geeignetes WirkungsSpektrum hierfür liefert das Breit¬ spektrumantibiotikum Doxycyclin.

Um die vom hiesigen Mikrobiologischen Institut empfoh¬ lene Wirkkonzentration von 10 μg Antibiotikum / ml Gal¬

le zu erreichen, wurde den 3 ml Galle jeweils 1,5 μl Doxycyclin zugefügt .

Tabelle 3 zeigt die Inkubationsansätze Die Zellkulturplatten wurden nach dem Befüllen mit ei¬ nem Deckel verschlossen. Zusätzlich wurden die einzel¬ nen Platten mit Parafilm abgedichtet, um ein für E. co¬ li geeignetes sauerstoffarmes Milieu zu schaffen und eine Kontamination sowohl des Inkubators als auch der Schwenkvorrichtung zu vermeiden.

Die Fig. 18 bis 21 verdeutlichen die Versuchsanordnung.

Insgesamt wurden die Präparate 35 Tage bei 37 0C inku¬ biert .

Das Bakterienwachstum wurde mit täglichen Ausstrichen auf Agaroseplatten kontrolliert.

Zusätzlich wurde das Überleben der empfindlichen Keime während des gesamten Beobachtungszeitraums stichproben¬ artig alle zwei Tage mit Hilfe des Fluoreszenzmikro¬ skops untersucht .

Um einen Mangel an Nährstoffen zu vermeiden, wurde bei den Ansätzen mit Bakteriensuspension alle zwei Tage 1 ml Galle entnommen und durch 1 ml frische Galle aus dem Pool ersetzt. Einmal pro Woche wurde der komplette Bak¬ terienansatz analog des oben beschriebenen Inkubations¬ ansatzes ausgetauscht, da ein sicheres Überleben der empfindlichen Keime nicht gewährleistet war.

Die Sterilität der Ansätze mit Doxycyclin wurde eben¬ falls täglich durch Ausstriche kontrolliert. Entspre¬ chend der Halbwertszeit von etwa 20 Stunden wurden alle 4 Tage erneut 1,5 μl Doxycyclin zu den Ansätzen mit An¬ tibiotikum hinzugefügt. Die Batterien der Schwenkvorrichtung wurden wöchentlich ausgetauscht, um Spannungsschwankungen und eine damit verbundene Herabsetzung der Schwenkfrequenz auszu¬ schließen.

Der korrekte Versuchsablauf wurde zweimal täglich, je¬ weils morgens und abends kontrolliert.

In den 35 Tagen Inkubationszeit wurden die Proben alle 2 Tage fluoreszenzmikroskopisch untersucht, um ein mög¬ liches Absterben der Bakterien frühzeitig zu erkennen. Die Präparation hierfür sowie der Ablauf der Untersu¬ chung werden nachfolgend erläutert.

Für die rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen wurden alle Proben mit einer Pinzette in neue Zellkul¬ turplatten überführt und jeweils mit 3 ml 3%igem GIu- taraldehyd (GA) in 0,05 molarem Phosphatpuffer (PBS) fixiert. Hierfür wurde 12,5 ml 25% GA und 25 ml 0,2 m PBS zu 100ml destilliertem Wasser aufgefüllt. Bis zur weiteren Präparation wurden die Platten bei 4 0C aufbe¬ wahrt.

Zur Untersuchung der Fluoreszenz der Bakterien diente ein Auflichtfluoreszenzmikroskop der Firma Zeiss vom Typ Axiovert 135. Die Proben konnten bei verschiedenen Vergrößerungen betrachtet werden. Auffällige Befunde wurden mit Hilfe einer integrierten Digitalkamera der Firma Canon festgehalten.

Das verfahren der Fluoreszenzmikroskopie beruht darauf, daß gewisse Moleküle einen Teil des von ihnen absor¬ bierten Lichts in Form einer langwelligeren (energieär¬ meren) Strahlung wieder abgeben. Eine Quecksilberdampf-Lampe emittiert kurzwellige Strahlung (weißes Licht) .

in einem Erregerfilter wird die für die Anregung des Fluorochroms geeignete Wellenlänge herausgefiltert.

Im Strahlengang zwischen Objektiv und Okular befindet sich ein Sperrfilter, der nur für langwellige, also durch Emissionen am Präparat erzeugte "Sekundärstrah¬ lung" (Fluoreszenz) durchlässig ist.

Laut Hersteller liegt das Anregungsoptimum von DsRed2 bei 558 rnn, sowie sein Emissionsmaximum bei 583 nm.

Dementsprechend wurden zur Betrachtung der Proben ge¬ eignete Anregungs- und Emissionsfilter verwendet.

Für die Untersuchung der Proben wurde keine spezielle Präparation benötigt .

Die einzelnen Proben wurden mit einer Pinzette aus den mit Galle gefüllten Platten entnommen und auf einem Ob¬ jektträger unter dem Mikroskop betrachtet.

Hierbei mußte zügig gearbeitet werden, um ein Austrock¬ nen der Proben sowie das Absterben des Bakterienansat¬ zes zu verhindern. Nach der vollständigen Untersuchung wurden die Proben zur weiteren Inkubation wieder in die Zellkulturplatten überführt.

Für diese Studie wurde ein Elektronenmikroskop der Fir¬ ma Zeiss, Deutschland vom Typ DSM 940 verwendet. Mit dem Mikroskop ist eine Spiegelreflexkamera verbun¬ den, mit der auffällige Befunde der untersuchten Proben festgehalten werden konnten.

Die Rasterelektronenmikroskopie eignet sich zur Dar¬ stellung leitender Oberflächen. Biologische Objekte müssen daher zunächst durch Aufdampfen eines Metall- films leitend gemacht werden.

Der nutzbare Vergrößerungsbereich reicht von etwa 5- bis lOO.OOOfach. Das erreichbare Auflösungsvermögen ist im Vergleich zum Lichtmikroskop um etwa den Faktor 100 besser und liegt bei einigen Nanometern.

Durch das Erhitzen eines Wolframzylinders (Kathode) wird ein Primärelektronenstrahl erzeugt, der durch ei¬ nen Steuerzylinder (Wehnelt Zylinder) fokussiert und durch eine Anode beschleunigt wird.

Anschließend passiert der Primärelektronenstrahl elek¬ tromagnetische Spulen, erfährt dadurch eine feine Bün¬ delung und trifft fokussiert auf das Objekt auf.

Mit Hilfe eines XY-Ablenksystems wird ein Zeilenraster erzeugt. Die Objektoberfläche wird zellenförmig abgeta¬ stet, wodurch sogenannte Sekundärelektronen erzeugt werden. Diese werden von einem Detektor aufgefangen, hier entstehen in einem Szintillator Lichtblitze, die von einem Photomultiplier elektrisch rückverwandelt und verstärkt werden. Abschließend wird dieses elektrische Signal auf einem Monitor sichtbar gemacht .

Kurz zu erwähnen sind weitere Detektionsmethoden, um Rückstrahlelektronen oder Röntgenstrahlung einzufangen. Hiermit lassen sich die Dichte und die stoffliche Zu¬ sammensetzung eines Objekts ermitteln.

Das zu betrachtende Objekt ist in der Probenkammer auf einem Probentisch befestigt und kann mechanisch in ver¬ schiedene Richtungen bewegt werden:

1.) X-Achse: Links- und Rechts-Bewegung 2.) Y-Achse: Vor- und Zurück-Bewegung 3.) Z-Achse: Auf- und Ab-Bewegung 4.) Kippung: 0° - 90°-Kippung möglich 5.) Rotation: Drehung um die eigene Achse

Grundvoraussetzung für die Untersuchung organischer Ob¬ jekte mit Hilfe des REM sind absolut trockene Präpara¬ te, sowie leitende Oberflächen.

Beim Trocknen einer organischen Probe an freier Luft können durch starken Wasserverlust und der daraus re¬ sultierenden hohen Oberflächenspannung Strukturartefak¬ te entstehen.

Um dies zu verhindern wurden die Proben in Glutaralde- hyd fixiert und anschließend mittels einer aufsteigen¬ den Alkoholreihe entwässert.

Zur Trocknung der Präparate wurde die Kritisch-Punkt- Trocknung angewendet.

Dieses Verfahren beruht auf der Tatsache, daß oberhalb des kritischen Punktes einer Flüssigkeit kein Unter¬ schied mehr zwischen flüssigem und gasförmigem Aggre¬ gatzustand besteht und somit beim Trocknen keine Aus¬ wirkungen durch Spannungen auf das Präparat zu erwarten sind. So konnten die empfindlichen Bakterien und Pro¬ teine auf den Prothesen schonend konserviert werden.

Der kritische Punkt von Wasser ist mit 374 0C und 220 bar schwer erreichbar. Aus diesem Grund wurde Kohlendi¬ oxid verwendet, da hier der kritische Punkt von 31 0C und 74 bar ohne Zerstörung der Proben leicht zu errei¬ chen ist .

Bis zur weiteren Verarbeitung wurden die Proben in ei¬ nem evakuierten Exsikkator aufbewahrt.

Bei isolierenden Präparaten kommt es durch den Beschüß von Elektronen zu Aufladungen und somit zu Bildstörun¬ gen. Die Oberfläche muß aus diesem Grund mit einer leitfähigen Schicht überzogen werden. Dies wird durch das Besputtern erreicht .

Zum Aufbringen einer Goldschicht auf die Proben wurde das SEM-Coating System der Firma Bio-Rad (Microscience Division) verwendet.

Die getrockneten Präparate wurden mit Leitsilber auf zuvor beschriftete Stiftprobenteller aufgeklebt, um ei¬ ne bessere elektrische Leitung zu ermöglichen.

Danach wurden jeweils 3 Präparate gleichzeitig in den Sputter Coater gegeben.

Die Luft innerhalb der Kammer wurde dann gegen Argon ausgetauscht, damit der Elektronenfluß nicht durch an¬ dere Moleküle abgelenkt wird. Durch das Spülen mit Ar¬ gon entsteht ein Druck von 0,08 torr. Alle Präparate wurden etwa 2 Minuten lang mit Gold besputtert . An- schließend wurde das System wieder belüftet und die mit Gold beschichteten Präparate aus dem Gerät entnommen.

Bis zur Betrachtung im Elektronenmikroskop wurden die Proben wiederum in einem mit Trockenmittel gefüllten und mit einer Wasserstrahlpumpe evakuierten Exsikkator aufbewahrt.

Die 36 Proben des Versuches sowie je eine unbenutzte Probe jedes Materials wurden zunächst mit dem REM kom¬ plett mäanderförmig durchgemustert, um eine Übersicht über typische oder auffällige Befunde zu erhalten. Ge¬ nauere Untersuchungen aller Oberflächen erfolgten mit bis zu lO.OOOfachen Vergrößerungen. Zur Dokumentation wurden von jeder Probe mindestens drei Bilder angefer¬ tigt.

Zusätzlich wurden die Proben in verschiedene Gruppen eingeteilt, um eventuelle Gemeinsamkeiten und Unter¬ schiede besser entdecken und beschreiben zu können.

Verglichen wurden sowohl die Beschichtungen mit nieder- und hochmolekularen Epoxidanteilen untereinander als auch gegeneinander.

Ebenso wurde der Einfluß der hydrophoben Substanzen miteinander verglichen.

Es wurden willkürlich folgende Untersuchungsgruppen für die spätere Auswertung gewählt : Gruppe 1; niedermolekulare Epoxidharze (EP19) 190 Mol EP19AE/VI-F88/2 EP19AE/VI-F26/2 EP19AE/VI Gruppe hochmolekulare Epoxidharze 2- (EP50) 500 Mol EP50AE/VI-F88/2 EP50AE/VI-F26/2 EP50AE/VI Gruppe hydrophobe Substanz 88 3: EP19AE/VI-F88/2 EP50AE/VI-F88/2 Gruppe hydrophobe Substanz 26 4: EP19AE/VI-F26/2 EP50AE/VI-F26/2 Gruppe Clearcoat U-111 5: Clearcoat U-Hl vs. alle ande¬ ren Gruppen Gruppe Teflon unbeschichtet 6: Teflon unbe¬ schichtet vs. alle ande¬ ren Gruppen Gruppe Silikonschlauch 7: Silikonschlauch vs. alle ande¬ ren Gruppen Mit der vereinfachten Methode des langsamen Hin- und Herschwenkens der Galle in kleinen Inkubationsgefäßen war eine kontinuierliche Perfusion der Untersuchungsma¬ terialien mit Galle gesichert und die Biofilm- und Sludgebildung auf den verschiedenen Kunststoffoberflä¬ chen konnte leicht untersucht werden.

Nach 35 Tagen Inkubationszeit wurde die Galle aus allen Zellkulturplatten mit einer Wasserstrahlpumpe entfernt und die Proben zunächst mit bloßem Auge makroskopisch beurteilt .

Der Überstand des gefilterten Galle-Pools zeigte noch in 4 von 10 Ausstrichen die Anwesenheit von Keimen. Da für den Versuch keimfreie Galle gefordert war, wurde der Pool mit Gamma-Strahlung sterilisiert.

Nach der Bestrahlung mit 30 Gy im Blutbestrahlungsgerät des Instituts für Transfusionsmedizin des UKE waren al¬ le Ausstriche keimfrei, der Galle-Pool konnte somit als steril angesehen werden.

Auf den meisten Proben befand sich ein fest haftender Schleimfilm. Zum Teil waren die Prothesen verkrustet.

Auf den Oberflächen der Stents mit den Beschichtungen EP50AE/VI und EP19AE/VI war der Schleim allerdings nicht so fest und löste sich bei der Fixierung für die Rasterelektronenmikroskopie im Fixierungsmedium.

Auch konnte beobachtet werden, daß der Schleim auf den unbeschichteten Teflonstents dicker und fester war als auf allen anderen Proben. Der Silikonschlauch war so porös geworden, daß er beim Anfassen mit der Pinzette fast zerbröselte. Trotzdem wurden diese Proben wie die übrigen weiterverarbeitet, allerdings gingen sie nicht in die Wertung ein.

Ansatz mit Bakterien Durch regelmäßige Ausstriche auf Agaroseplatten wurde die Keimzahl im Inkubationsansatz festgestellt. Die entstandenen Kolonien wurden manuell ausgezählt, es wurden Keimzahlen von 1,9 x 106 bis 3,7 x 106 / ml Galle festgestellt. Mit dem regelmäßigen Zusatz fri¬ scher Keime konnte die angestrebte Anzahl von minde¬ stens 2 x 106 Keimen pro ml Galle aufrecht erhalten werden.

Ansatz mit Antibiotikum Die Proben ohne Bakterienzusatz zeigten sich während der ersten beiden Wochen der Inkubationszeit komplett keimfrei. Danach wurde in vereinzelten Ausstrichen je¬ doch eine bakterielle Kontamination festgestellt, al¬ lerdings lagen hier erheblich niedrigere Keimzahlen von ca. 1,5 x 10s Keimen / ml Galle im Vergleich zu den Proben mit Bakterienzusatz vor. Durch eine einmalige Erhöhung der regelmäßig zugeführten Doxycyclin-Dosis auf 20 μg (entspricht 3 μl Antibiotikum / ml Galle) konnten die Keime in diesen Ansätzen jedoch vollständig abgetötet werden, so daß im Verlauf alle weiteren Aus¬ striche keimfrei waren.

Fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen dienten der Verlaufsbeobachtung des Versuchs. Alle zwei Tage konnte so zusätzlich zu den Ausstrichen auf Agaroseplatten das Überleben der Bakterien kontrol¬ liert werden.

Aufgrund der Expression des Fluoreszenzplasmids pDsRed2 leuchteten die Keime auf den Stentoberflachen hellrot auf. Es konnte hierbei allerdings nicht zwischen fest haftenden und freien Bakterien unterschieden werden.

Da dem Inkubationsmedium kein Ampicillin zugesetzt wur¬ de, verloren die Keime unter diesem Selektionsdruck ihr Fluoreszenzplasmid, die Expression der roten Fluores¬ zenz war somit nur für ungefähr 24 bis maximal 36 Stun¬ den zu beobachten. Im Lichtmikroskop ohne Fluoreszenz- anregung waren aber noch deutlich lebende Keime erkenn¬ bar. Durch die regelmäßige Zugabe frischer Bakterien¬ suspension konnte die Fluoreszenz über den gesamten Zeitraum hinweg beobachtet werden.

Es folgt eine Beschreibung der auffälligen Befunde, da¬ bei sind jeweils alle Proben der verschiedenen Be- schichtungen zusammengefaßt .

Obwohl die Ausstriche der jeweils 4. Probe einer unter- suchungsreihe nach zwischenzeitlicher Kontamination keimfrei waren, zeigten sich rasterelektronenmikrosko- pisch auch auf diesen Proben Bakterien. Die Anzahl war aber nicht vergleichbar mit den Keimzahlen auf den üb¬ rigen Prothesen, so daß im Folgenden nur die Befunde der Proben mit Bakterienzusatz beschrieben werden. Auch zeigten diese Proben keinen Proteinfilm oder Sludgebil- dung. Diese Ergebnisse werden zunächst einzeln vorgestellt, später folgt ein Vergleich der gebildeten Untersu¬ chungsgruppen.

Es zeigte sich im Rohzustand der unbenutzten Proben ei¬ ne feine Rillenstruktur der Prothesenoberflächen, dabei waren die Oberflächen der beschichteten Stents schärfer konturiert als die der herkömmlichen Teflonstents . Die feine Nanostrukturierung der einzelnen Beschichtungen war mit dem Auflösungsvermögen des REM allerdings nicht darstellbar, so daß grob keine Unterschiede der Ober¬ flächen festgestellt werden konnten. Der Silikon¬ schlauch hatte ebenfalls eine fein gerillte Oberfläche, die aber sehr verwaschen, fast schleimähnlich erschien.

A 1-4: EP19AE/VI-F88/2: Es waren dicke Beläge zu erkennen. Bakterien waren zu großen Konglomeraten in mehreren Schichten eingemauert. Teilweise standen die Bakterien über Fäden miteinander in Verbindung, die Fortsätzen ähnelten und stellten damit auch Verbindungen zu kristalloiden Strukturen her. Mehr als die Hälfte der gesamten Oberfläche war mit Sludge bedeckt, der einschichtige Proteinfilm war gleichmäßig wie eine Folie über die gesamte Oberfläche verteilt. Daneben waren diffus einzelne Bakterien ver¬ teilt. Die gerillte Stentoberflache war in allen Präpa¬ raten erkennbar, an manchen Stellen zeigten sich aber Unregelmäßigkeiten und vor allem hier hafteten dann vermehrt Bakterien.

B 1-4: EP50AE/VI-F88/2 : Bei diesen Präparaten zeigten sich die Bakterienkonglo¬ merate hauptsächlich auf der Oberkante der Rillen. Die Bakterien waren untereinander teilweise verbunden. Der mehrschichtige Sludge zog sich bandförmig über die Pro- thesen, darunter war die Oberfläche nicht mehr zu iden¬ tifizieren. Insgesamt war weniger als die Hälfte der Prothesen mit Sludge bedeckt . Es war eine dünne gleich¬ mäßige Folienschicht erkennbar, die an zwei Stellen aufgerissen schien und sich von der Unterlage löste. An Stellen ohne Sludge waren noch die feinen Rillen der Stentoberflachen zu erkennen. Auf der gesamten Oberflä¬ che waren zusätzlich überall einzelne Bakterien ver¬ teilt.

C 1-4: EP19AE/VI-F26/2 : Es zeigten sich dicke Konglomerate mit mehrschichtig eingemauerten Bakterien, die auch untereinander Verbin¬ dungen über ihre Pili eingingen. Daneben fanden sich Strukturen, die Pflanzenfasern ähnelten und in die gleichmäßige Proteinfolienschicht eingebettet waren. Teilweise waren freie Flächen zu erkennen, die nur mit einer dünnen Folie aber nicht mit Bakterien bedeckt wa¬ ren. Insgesamt war aber mehr als die Hälfte der Ober¬ fläche bedeckt. An manchen Stellen war der Proteinfilm von der Oberfläche abgelöst und der darüber liegende Sludge war gerissen. Es waren viele diffus verteilte, teils in die Folie eingewachsene Bakterien auf der ge¬ samten Oberfläche zu sehen.

D 1-4: EP50AE/VI-F26/2: Die Folienschicht erschien netzartig und unregelmäßig. An einigen Stellen war sie abgeplatzt. Vor allem an diesen unebenen Kanten bildeten sich Sludgekonglomera- te. Diese bedeckten weniger als die Hälfte der Prothe¬ sen, waren aber in mehreren Schichten aufgebaut. Die Oberflächenstruktur war teilweise nicht mehr erkennbar. Überall waren einzelne Bakterien verstreut, die manch¬ mal kurze Ketten bildeten und eine fadenähnliche Ver¬ bindung zur Folienschicht zeigten. Kristalloide Struk- turen waren in den Proteinfilm eingemauert und bildeten Kontaktflächen für Bakterienhaufen.

E 1-4: EP19AE/VI: Auf diesen Prothesen zeigte sich eine regelmäßige dünne Folienschicht über der gesamten Oberfläche. Es waren nur vereinzelt Bakterienhaufen zu erkennen, die auch nur teilweise mehrschichtig waren. Insgesamt war weni¬ ger als 25 % der Prothesenoberflächen mit Sludge be¬ deckt. Den überwiegenden Anteil bildeten einzelne, dif¬ fus verteilte Bakterien, die keine Konglomerate bilde¬ ten. Große Bereiche der Prothesen waren völlig frei von Bakterien und zeigten an diesen Stellen nur einen sehr dünnen Proteinfilm.

F 1-4: EP50AE/VI: Auf diesen Proben zeigte sich kein Sludge. Es war eine sehr dünne Folie auf der gesamten Oberfläche zu erken¬ nen. Die Struktur der Oberfläche war im Ganzen sehr deutlich sichtbar. Neben großen bakterienfreien Berei¬ chen zeigten sich sonst nur locker verteilte, einzeln liegende Bakterien. Eine Probe zeigte einen Defekt der Oberfläche, der wie eine tiefe Furche erschien. Hier war die einzige Stelle, an der die Bakterien enger zu¬ sammen lagen und Verbindungen untereinander gebildet hatten. Diese Bakterienhaufen ähnelten dem auf den Pro¬ thesen mit anderen Beschichtungen beobachteten Sludge, waren aber wesentlich dünner.

G 1-4: Clearcoat U-lll: Auf der gesamten Oberfläche zeigte sich ein dicker Pro¬ teinfilm, in den viele Bakterien teilweise mehrschich¬ tig eingemauert waren. Darunter war die gerillte Ober¬ flächenstruktur noch angedeutet zu erkennen. Partikulär waren auf dem Proteinfilm dickere Bakterienschichten vorhanden, insgesamt war aber weniger als die Hälfte der Oberfläche mit Sludge bedeckt. Der Folienfilm war an mehren Stellen gerissen. Hier konnte man dann sehr gut die enorme Dicke dieses Films erkennen.

H 1-4: Teflon unbeschichtet: Mehrschichtiger Sludge zeigte sich auf einem generali¬ sierten dicken Proteinfilm.

Auf allen Proben waren keine freien Stellen mehr er¬ kennbar, flächendeckend hafteten Bakterien überall auf der Oberfläche. Die Rillenstruktur der Prothesen war nur noch sehr unscharf sichtbar. An einigen Stellen ei¬ ner Probe war die Folienschicht gerissen und die Sten- toberflache kam zum Vorschein. Hier konnte man deutlich die Dicke des Proteinfilms und die Mehrschichtigkeit der Bakterienhaufen erkennen.

Die Proben waren schon vor der Fixierung für die Ra¬ sterelektronenmikroskopie sehr porös. Die Besputterung funktionierte nur bei zwei der vier Proben.

Auf diesen waren dann aufgequollene Materialoberflächen zu erkennen. Die Bakterien wirkten wie in das Material eingefressen. Insgesamt war es schwierig, mit dem REM Strukturen darzustellen.

Diese Proben wurden daraufhin aus der Wertung genommen.

Tabelle 4 faßt die Auswertung der Probenbefunde zusam¬ men.

Zum Vergleich der Beschichtungen wird die Tabelle 4 je¬ weils als Grundlage benutzt. Für die Erklärung der FeI- der siehe die Beschreibung der Legende für Tabelle 4 in Kapitel 4.6.3

Gruppe 1 : niedermolekulare Epoxidharze (EPl9) 190 Mol Sludcre Protexnfilm einzelne Bakte¬ rien 1 EP19AE/VI-F88/2 +++ ++ ++ 3 EP19AE/VI-F26/2 +++ ++ ++ 5 EP19AE/VI + ++ +

Es zeigten sich auf den Prothesen mit der Beschichtung EP19AE/VI nur vereinzelt Bakterienhaufen, im Gegensatz zu den Prothesen mit zugesetzter Hydrophobierungssub- stanz (EP19AE/VI-F88/2 und EP19AE/VI-F26/2) . Hier wa¬ ren deutlich mehr Ansammlungen von Bakterien zu erken¬ nen und mehr als die Hälfte der Oberfläche war jeweils mit Sludge bedeckt. Ebenso war der Folienfilm auf den Prothesen mit EP19AE/VI-Beschichtung sehr viel dünner. Die Beschichtung EP19AE/VI-F88/2 zeigte wiederum eine gleichmäßigere Folienschicht als bei den mit EP19AE/VI- F26/2 beschichteten Prothesen, die häufig eingerissene und aufgeworfene Proteinschichten aufwiesen, im Bereich der niedermolekularen Epoxidharze zeigt sich in Bezug auf die Sludgebildung die Beschichtung EP19AE/VI ohne zusätzliche Hydrophobierung vorteilhaft gegenüber den hydrophobierten Substanzen.

Gruppe 2 : hochmolekulare Epoxidharze (EP50) 500 Mol Sludqe Proteinfilm einzelne Bakte¬ rien 2 EP50AE/VI-F88/2 ++ ++ ++ 4 EP50AE/VI-F26/2 ++ ++ ++ 6 EP19AE/VI + +

Die hochmolekularen Epoxidharze zeigten insgesamt die besten Ergebnisse. Auffällig war hierbei die Beschich¬ tung EP50AE/VI, auf diesen Prothesen waren überhaupt keine großen Sludgeansammlungen zu erkennen. Auch waren hier immer wieder völlig bakterienfreie Areale zu ent¬ decken. Die Folienschicht war bei den hydrophobierten Beschichtungen (EP50AE/VI-F88/2 und EP50AE/VI-F26/2) zwar auch so dünn wie bei EP50AE/VI, erschien aber teilweise netzartig und unregelmäßig und war sogar an manchen Stellen aufgerissen, an diesen unregelmäßigen Stellen bildeten sich dann vermehrt Bakterienhaufen. Es bleibt festzuhalten, daß die Beschichtung EP50AE/VI als einzige keine typische Sludgeentwicklung zeigte.

Gruppe 3 : hydrophobe Substanz 88 Sludge Proteinfilm einzelne Bakterien 1 EP19AE/VI-F88/2 +++ ++ ++ 2 EP50AE/VI-F88/2 ++ ++ ++

Der Vergleich dieser beiden Beschichtungen ließ einen Vorteil für die hochmolekulare Substanz EP50AE/VI-F88/2 erkennen. Hier war weniger als die Hälfte der Prothe¬ senoberflächen mit Sludge bedeckt, während auf den nie¬ dermolekularen Beschichtungen EP19AE/VI-F88/2 dicke Be¬ läge über mehr als 70 % der Oberfläche ausmachten.

Gruppe 4 : hydrophobe Substanz 26 Sludge Proteinfilm einzelne Bak¬ terien 3 EP19AE/VI-F26/2 +++ ++ ++ 4 EP50AE/VI-F26/2 ++ ++ ++

Im Vergleich dieser HydrophobierungsSubstanz fiel ein ähnliches Verteilungsmuster wie bei der Substanz 88 auf . Wieder zeigte die hochmolekulare Beschichtung EP50AE/VI-F26/2 einen Vorteil gegenüber der niedermole¬ kularen Beschichtung

EP19AE/VI-F26/2. Dort waren dicke Konglomerate mit mehrschichtigen Bakterienhaufen zu erkennen, die sich über mehr als die Hälfte der Oberfläche erstreckten, während bei EP50AE/VI-F26/2 weniger als 50 % der Pro¬ these mit Sludge bedeckt war.

Gruppe 5 : Clearcoat U-111

Clearcoat U-111 nimmt eine Zwischenstellung zwischen den hochmolekularen und den niedermolekularen Beschich- tungen ein. Diese kommerzielle Beschichtung zeigte im Bereich der Sludgebildung Vorteile gegenüber den Be- SChichtungen EP19AE/VI-F88/2 und EP19AE/VI-F26/2, wies aber einen wesentlich dickeren Proteinfilm als alle an¬ deren Beschichtungen auf . Auch waren insgesamt mehr einzelne Bakterien über die gesamte Oberfläche verteilt als bei den beiden Beschichtungen EP19AE/VI und EP50AE/VI.

Gruppe 6 : Teflon unbeschichtet

Auffällig in dieser Gruppe war die Tatsache, daß keine Probe bakterienfreie Stellen erkennen ließ. Es zeigte sich ein flächendeckender mehrschichtiger Sludge der auch makroskopisch fester erschien, als auf allen ande¬ ren Beschichtungen. Auch hafteten überall auf der Ober¬ fläche einzelne Bakterien auf einer dicken Folien¬ schicht . Die Stentstruktur war nur noch sehr verwaschen zu erkennen, teilweise war sie gar nicht mehr nachweis¬ bar. Im Vergleich mit den neuen Beschichtungsmateriali- en schnitt das herkömmliche Teflonmaterial im Hinblick auf die Fragestellung dieser Arbeit aufgrund dieser deutlich stärkeren Sludgebildung am schlechtesten ab.

Gruppe 7 : Silikonschlauch Der Silikonschlauch wurde aus der Wertung genommen, da das Material gegen Ende der Inkubationszeit begann, sich aufzulösen und auch für die Rasterelektronenmikro- skopie nicht entsprechend der anderen Proben aufberei¬ tet werden konnte. Die Darstellung mit dem REM war nur bei einer Probe möglich, somit sind im Anhang nur ein Bild eines Silikonstücks im Rohzustand sowie ein Bild des präparierten Schlauchs dargestellt.

Ein Vergleich mit den übrigen Beschichtungen war nicht möglich.

Aus dem Vergleich der willkürlich gebildeten Untersu¬ chungsgruppen, sowie aus der Auswertung der einzelnen Beschichtungen ergibt sich insgesamt folgende Aufli¬ stung der Beschichtungsmaterialien im Hinblick auf ihre Fähigkeit, Sludgebildung zu verhindern (Reihenfolge von 1.) = gut geeignet bis 8.) = schlecht geeignet) :

1.) EP50AE/VI (hochmolekulares Epoxidharz ohne Hy¬ drophobierungssubstanz) 2.) EP19AE/VI (niedermolekulares Epoxidharz ohne Hy¬ drophobierungssubstanz) 3.) EP50AE/VI-F88/2 (hochmolekulares Epoxidharz mit Hy¬ drophobierungsSubstanz 88) 4.) EP50AE/VI-F26/2 (hochmolekulares Epoxidharz mit Hy¬ drophobierungssubstanz 26) 5.) Clearcoat U-lll (kommerzielles hydrophobes Be- schichtungsmaterial) 6.) EP19AE/VI-F88/2 (niedermolekulares Epoxidharz mit Hydrophobierungssubstanz 88) 7.) EP19AE/VI-F26/2 (niedermolekulares Epoxidharz mit Hydrophobierungssubstanz 26) 8. ) Teflon unbeschichtet (herkömmlich verwendetes Stentmaterial)

Eine besondere Bedeutung kommt der Hydrophilie der Ma¬ terialien zu. Dies hat seinen Grund darin, daß Zellen nie direkt an Materialien binden, sondern sich zunächst Proteine anlagern, an denen die Zelladhäsion stattfin¬ det. Die Proteinbindung, die die Adsorption von Zellen erst ermöglicht, hängt somit wesentlich von den Ober¬ flächeneigenschaften des Materials ab. Hydrophile Mate¬ rialien begünstigen, hydrophobe Materialien hemmen die Zellbindung.

Die beschriebenen Sol-Gel-Beschichtungen sind nicht völlig glatt, sondern haben im Gegenteil eine im Nano- meterbereich strukturierte Oberfläche. Diese hat aber so kleine Durchmesser, daß der Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche und der benetzenden Flüssigkeit auf ein Minimum reduziert wird und die Adhäsionskräfte abneh¬ men. Kugelförmige Flüssigkeitstropfen können dann von diesen Oberflächen abperlen und gleichzeitig das Anhaf¬ ten von Schmutzpartikeln oder Bakterien verhindern. Auf völlig unstrukturierten glatten Oberflächen, wie z.B. Teflon gleiten Flüssigkeitstropfen, dabei findet jedoch nur eine geringfügige Schmutzentfernung statt .

Alle Oberflächen, ungeachtet ihrer Struktur und ihrer chemischen Zusammensetzung, lassen sich in Bezug auf die Anhaftung von Wasser in zwei Gruppen unterteilen. Sie sind entweder hydrophil (wasserliebend) oder hydro¬ phob (wassermeidend) . Auf hydrophilen Oberflächen ver¬ teilen sich wäßrige Flüssigkeiten gleichmäßig, während sie auf hydrophoben Oberflächen abperlen. Eine analoge Einteilung läßt sich auch für ölige Stoffe, z.B. Schmutzpartikel vornehmen.

Menschlichen Galle setzt sich aus Natrium, Kalium, Chlorid, Bikarbonat, Gallensalzen, Cholesterin, Phospholipiden, Bilirubin und Proteinen zusammen, ist also eine heterogene Mischung, die sowohl wäßrige als auch ölige Anteile enthält .

Daraus folgt prinzipiell: Oberflächen von Gallengangen- doprothesen sollten hydrophob und oleophob (ölabwei- send) sein, um eine Verkrustung mit Sludge zu verhin¬ dern.

Untersuchungen und die praktische Anwendung zeigten aber, daß auch das zu 100% hydrophobe Teflon nicht vor Verstopfung durch Sludge geschützt ist.

Allerdings können auch rein hydrophile Beschichtungen die Adhäsion von Bakterien an den Stentoberflachen nicht verhindern.

Die hier untersuchten Sol-Gel-Beschichtungen, die so¬ wohl hydrophobe als auch hydrophile Anteile besitzen, wiesen eine signifikant reduzierte Sludgebildung gegen¬ über herkömmlichem Teflonmaterial auf, wobei tendenzi¬ ell die beste Wirkung bei einer hochmolekularen Be- schichtung mit einem Verhältnis der Hydrophobie zur Hy- drophilie von 75 zu 25 % zu beobachten war (EP50AE/VI) . Eine stärkere Hydrophilierung zeigte wiederum auch ei¬ nen stärkeren Sludgebefall (alle niedermolekularen Be¬ Schichtungen mit einem Verhältnis der Hydrophobie zur Hydrophilie von 50 zu 50 %) .