System zum Verabreichen von Wirkstoffen an einen Organismus, Einrichtungen zur Verwendung in einem solchen System sowie Verfahren zur Herstellung derartiger Einrichtungen

Die Erfindung betrifft ein System zum Verabreichen von

Wirkstoffen an einen Organismus, Einrichtungen zur Verwendung in einem solchen System sowie Verfahren zur Herstellung derartiger Einrichtungen.

Bei der Verabreichung von Wirkstoffen an einen Organismus, insbesondere der intravenösen oder lokoregionalen, insbesondere intravenösen oder intraarteriellen, Applikation von Wirkstoffen, wie z. B. Chemotherapeutika, Antibiotika oder geeigneter Zellformulierungen, basierend beispielsweise auf Endothelzellen, besteht das grundsätzliche Problem, dass diese nur in geringer Konzentration die Zielregion oder den Wirkort, zum Beispiel ein Organ oder ein Implantat, wie beispielsweise eine Gefäßprothese erreichen. Es kommen also nicht nur die Zielregion mit den Wirkstoffen oder Zellen in Kontakt, sondern vielmehr auch gesunde Körperzellen mit den verabreichten Wirkstoffen/Zellen in einer Konzentration in Berührung, bei welcher die gesunden Zellen beeinträchtigt und unter Umständen nachhaltig geschädigt werden können.

Um dieser Problematik zu begegnen, wird die Technik des "magnetischen Drug-Targeting" eingesetzt. Dabei werden Wirkstoffe oder Zellen an einen paramagnetischen oder su- perparamagnetischen Träger gekoppelt. Als Träger können Na- nopartikel verwendet werden, die die erforderlichen magne- tischen Eigenschaften aufweisen. Der Bereich des Patienten, an dem die Wirkstoffe konzentriert werden sollen, wird so in einem räumlich veränderlichen Magnetfeld, einem so ge-

nannten Gradientenmagnetfeld, angeordnet, dass sich die Wirkstoffe oder Zellen im Bereich der Zielregion konzentrieren. Dadurch werden für andere Körperregionen die Nebenwirkungen reduziert, da sie mit geringeren Konzentrationen der Wirkstoffe oder Zellen in Kontakt kommen.

Mit Hilfe des magnetischen Targeting gelingt es zwar, Wirkstoffe oder Zellen in der Zielregion zu konzentrieren, wodurch aber nicht immer eine ausreichende Wirksamkeit er- zielt werden kann. Dem kann zwar in einem gewissen Maße dadurch begegnet werden, dass die Verabreichungsmenge an Wirkstoffen oder Zellen erhöht wird, so dass letztlich eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür besteht, dass eine wirksame Wechselwirkung der Substanzen mit den betroffenen Zellen erfolgt, wobei dies aber wiederum aufgrund der hohen Dosierung der Substanzen eine zusätzliche Belastung des menschlichen Körpers bewirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, es zu ermögli- chen, biologisch wirksame Wirkstoffe oder Zellen zu applizieren, diese Wirkstoffe oder Zellen nach ihrer Applikation zu konzentrieren und deren Wirkung lokal synergistisch zu verstärken.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung besteht in einem System zum Verabreichen von Wirkstoffen oder Zellen an eine Zielregion in einem Organismus, mit mindestens einem Schwingungsgenerator, einer an

den Schwingungsgenerator elektrisch gekoppelten Spulenanordnung, mindestens einer im Bereich einer strömenden Körperflüssigkeit implantierbaren Einrichtung, die zumindest teilweise aus magnetisch leitendem Material besteht, und Mitteln zum Zuführen paramagnetischer Nanopartikel mit daran gekoppelten Wirkstoffen in die strömende Körperflüssigkeit. Die magnetischen Eigenschaften der implantierbaren Einrichtung führen dazu, dass ein von der Spulenanordnung erzeugtes magnetisches Feld im Bereich der implantierbaren Einrichtung verzerrt wird. Durch diese Verzerrung wird auch dann, wenn das von außen angelegte Magnetfeld homogen ist, ein magnetisches Gradientenfeld erzeugt. Das in die strömende Körperflüssigkeit eingebrachte Ferrofluid, also die paramagnetischen beziehungsweise superparamagnetischen Na- nopartikel mit daran gekoppelten Wirkstoffe oder Zellen, können dann durch das magnetische Gradientenfeld an den betroffenen Körperregionen konzentriert werden. Die implantierbare Einrichtung kann insbesondere in von Körperflüssigkeiten durchströmten Bereichen des menschlichen Körpers zum Einsatz kommen, also vor allem im Blutkreislauf, im

Lymphsystem oder im Urogenitaltrakt. Mit den insbesondere niederfrequenten elektromagnetischen Feldern kann die Wirksamkeit von Wirkstoffen verstärkt und/oder die Differenzierung von Zellen beeinflusst werden. Als Wirkstoffe kommen insbesondere chemotherapeutische Wirkstoffe zum einsatz.

Unter dem Begriff "chemotherapeutische Wirkstoffe" sind alle chemisch oder natürlich hergestellten Wirkstoffe zu verstehen, die in einem Organismus Wirkung entfalten können, insbesondere also jegliche Arzneimittel. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung im Bereich der chemotherapeutischen Tumorbekämpfung eingesetzt werden, indem das Chemotherapeutikum am Orte des Tumors konzentriert wird, wodurch andere Körperregionen durch das Chemotherapeutikum

nicht oder nur weniger als herkömmlich in Mitleidenschaft gezogen werden. Als Zellen können beispielsweise Endothel- zellen verabreicht werden, die durch ihre lokale Anlagerung an einer Oberfläche des Implantats die Fließfähigkeit des die implantierte Einrichtung durchströmenden Blutes verbessern, insbesondere durch Beeinflussung von spezifischen Gerinnungsprozessen. Weiterhin wird die Angiogenese begünstigt, und die Entstehung von Entzündungen wird unterdrückt. Auch die Verabreichung von Kombinationen chemotherapeuti- scher Substanzen mit Zellen kommt in Betracht.

Nützlicherweise ist vorgesehen, dass die implantierbare Einrichtung einen Träger mit mindestens einer eingebrachten oder aufgebrachten magnetisch leitenden Struktur aufweist. Als Träger kann somit eine beliebige biokompatible Einrichtung verwendet werden, die im Allgemeinen keine oder nur eine vernachlässigbare Wechselwirkung mit dem von außen angelegten Magnetfeld hat. Durch die eingebrachten oder aufgebrachten magnetisch leitenden Strukturen werden der im- plantierbaren Einrichtung dann die Eigenschaften vermittelt, die zur vorteilhaften Verzerrung des Magnetfeldes und schließlich zur Konzentration der zugeführten Substanzen führen .

Es kann vorgesehen sein, dass die magnetisch leitende

Struktur eine Vielzahl permanentmagnetischer Partikel mit einer regelmäßigen Orientierung umfasst. Eine solche regelmäßige Orientierung permanentmagnetischer Partikel kann zu einer starken Konzentration des Magnetfeldes in bestimmten Bereichen führen, so dass letztlich eine vorteilhafte Anreicherung der zugeführten Substanzen in diesen Bereichen zu erwarten ist.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die magnetisch leitende Struktur eine Vielzahl ferromagneti- scher beziehungsweise paramagnetischer Partikel umfasst.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist diese in der Weise ausgebildet, dass die magnetisch leitende Struktur als zumindest teilweise zusammenhängende netzartige oder spiralförmige Struktur ausgebildet ist. Eine solche netzartige oder spiralförmige Struktur kann eben- falls in einen Träger eingebracht oder auf einen solchen aufgebracht sein und fest mit diesem in Verbindung stehen.

Ebenfalls ist denkbar, dass die implantierbare Einrichtung zumindest zweiteilig ist, wobei ein erster Teil einen Trä- ger und ein zweiter Teil eine magnetisch leitende netzartige oder spiralförmige Struktur ist. Als implantierbare Einrichtung kann also zunächst eine herkömmliche implantierbare Einrichtung verwendet werden, der die magnetischen Eigenschaften dann durch das Zusammenfügen mit einer magne- tisch leitenden netzartigen oder spiralförmigen Struktur vermittelt werden.

Nützlicherweise ist vorgesehen, dass die netzartige oder spiralförmige Struktur aus einem Metall-Kunststoff-Compound gebildet ist. Hierdurch können die vorteilhaften Eigenschaften von Kunststoff genutzt werden, wobei die magnetischen Eigenschaften durch den Metallanteil zur Verfügung gestellt werden können.

In diesem Zusammenhang kann es vorteilhaft sein, dass die netzartige oder spiralförmige Struktur einen kunststoffummantelten Metalldraht umfasst. Der die magnetischen Eigenschaften zur Verfügung stellende Metalldraht muss also

nicht mit Körpergewebe in Berührung kommen, wenn dieser mit einem biokompatiblen Kunststoff ummantelt ist.

Es kann vorteilhaft sein, dass die spiralförmige Struktur eine Spirale ist, wobei der Abstand zwischen Windungen der Spirale im Wesentlichen gleich einem Durchmesser des Metalldrahtes ist. Dabei können nützlicherweise Drahtdurchmesser im Bereich zwischen 0,2 und 1 mm zum Einsatz kommen.

Es ist bevorzugt, dass der Träger der implantierbaren Einrichtung zumindest teilweise aus einem biokompatiblen Kunststoff besteht. Es werden also nützlicherweise typische Materialien für Implantate eingesetzt, beispielsweise PTFE (Polytetrafluorethylen) oder Polyurethan.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die implantierbare Einrichtung eine elektrisch leitende Struktur trägt. Mit dem Schwingungsgenerator und der daran elektrisch gekoppelten Spulen- anordnung lässt sich ein niederfrequentes Elektromagnetfeld in die elektrisch leitfähige Struktur der implantierbaren Einrichtung induzieren, wodurch elektrische Felder und Spannungen in deren Umgebung erzeugt werden. Insbesondere kann so ein additiver Schutz vor gefährlichen Infektionen erzielt werden. Die übertragung der Felder auf die elektrisch leitfähige Struktur erfolgt nach dem Transformatorprinzip. Die Körperregion, in die die implantierbaren Einrichtung eingesetzt ist, wird von einem extrem niederfrequenten, insbesondere sinusförmig verlaufenden, Magnetfeld mit einer Frequenz von circa 1 bis 100 Hz - vorzugsweise von 4 bis 20 Hz - und einer magnetischen Flussdichte von 0,5 bis 5 mT durchflutet, das durch den Schwingungsgenerator in der mit diesem gekoppelten Spule erzeugt wird. Diese

extrem niederfrequenten elektromagnetischen Felder durchdringen weitgehend verlustfrei das Gewebe, einschließlich eventueller Kleidung und Verbänden. In der elektrisch leitfähigen Struktur werden hierdurch Elektropotentiale indu- ziert, die in dem an die implantierbare Einrichtung angrenzenden Gewebe zur Wirkung kommen. Insgesamt wird hierdurch die Infektionsgefahr im Bereich der implantierbaren Einrichtung durch deren synergistische Wirkung verringert. Die Behandlungsparameter elektrische Spannung, Frequenz, Inten- sität, Signalform und Behandlungszeit können durch die spezifische Programmierung des Schwingungsgenerators festgelegt werden.

Es kann von besonderem Vorteil sein, dass die elektrisch leitfähige Struktur zumindest teilweise auf eine äußere O- berflache der implantierbaren Einrichtung aufgedampft ist. Die Anordnung der Struktur an der äußeren Oberfläche ist besonders im Hinblick auf das Einwachsverhalten der Gefäßprothese von Vorteil.

Das Aufbringen der elektrisch leitfähigen Struktur kann auch in der Weise erfolgen, dass die elektrisch leitfähige Struktur zumindest teilweise auf eine äußere Oberfläche der implantierbaren Einrichtung durch eine Sputtertechnik auf- gebracht ist.

Alternativ oder zusätzlich zu der Anordnung der elektrisch leitenden Struktur auf der Oberfläche kann vorgesehen sein, dass die elektrisch leitfähige Struktur zumindest teilweise im Inneren der implantierbaren Einrichtung und von Außen unzugänglich angeordnet ist.

Es ist besonders nützlich, dass die elektrisch leitfähige Struktur den Charakter mindestens einer elektrischen Spule aufweist, die mindestens zwei Elektroden miteinander verbindet. Auf diese Weise erhält die elektrisch leitfähige Struktur ein nützliches und in Abhängigkeit der Spulenform gestaltbares Ansprechverhalten im Hinblick auf die von außen eingebrachten elektromagnetischen Wechselfelder.

Weiterhin ist die vorliegende Erfindung in besonders vor- teilhafter Weise dadurch ausgebildet, dass die mit dem

Schwingungsgenerator gekoppelte Spulenanordnung mindestens ein Helmholtzspulenpaar umfasst. Ein Helmholtzspulenpaar ist in der Lage, ein weitgehend homogenes Magnetfeld zu erzeugen, in das der Organismus mit der implantierten Ein- richtung einzubringen ist. Die erforderliche Gradienteneigenschaft des Magnetfeldes, die die Anlagerung in der Zielregion der paramagnetischen oder superparamagnetischen Na- nopartikel mit den daran gekoppelten Wirkstoffen bewirkt, wird dann durch die magnetischen Eigenschaften der implan- tierbaren Einrichtung erzeugt. Ein nahezu homogenes Magnetfeld kann beispielsweise auch durch eine Solenoidspule erzeugt werden.

Ebenfalls ist es möglich, dass die mit dem Schwingungsgene- rator gekoppelte Spulenanordnung mindestens ein Maxwellspulenpaar umfasst. Ein Maxwellspulenpaar erzeugt bereits extern ein inhomogenes Magnetfeld. Durch die magnetischen Eigenschaften der implantierbaren Einrichtung wird eine zusätzliche Verzerrung des Magnetfeldes bewirkt. Grundsätz- lieh können die Transportphänomene der paramagnetischen Na- nopartikel auch alleine durch das externe inhomogene Magnetfeld eines Maxwellspulenpaars bewirkt werden, so dass im Prinzip auch implantierbare Einrichtungen ohne magnetische

Eigenschaften im Zusammenhang mit der vorliegend beschriebenen Therapie zum Einsatz kommen können.

Ebenfalls ist es möglich, dass die mit dem Schwingungsgene- rator gekoppelte Spulenanordnung mindestens einen Elektromagneten mit eindimensional keilförmigem Kern umfasst. Auch hierdurch gelingt es bereits extern das erforderliche Gradientenfeld zu erzeugen.

Es kann vorgesehen sein, dass zusatzlich zu der an den

Schwingungsgenerator gekoppelten Spulenanordnung eine weitere Einrichtung zum Erzeugen eines Magnetfeldes vorgesehen ist. Grundsatzlich lassen sich durch die mit dem Schwingungsgenerator elektrisch gekoppelte Spulenanordnung sowohl das schwache niederfrequente Elektromagnetfeld als auch das starke magnetische Gradientenfeld erzeugen. Es kann aber auch nutzlich sein, diese Funktionen zu entkoppeln und insbesondere das Gradientenmagnetfeld durch eine separate Einrichtung zu erzeugen, beispielsweise eine weitere Spulenan- Ordnung und/oder durch einen oder mehrere Permanentmagnete.

Die Erfindung ist in vorteilhafter Weise dadurch realisiert, dass ein Wirkstoffreservoir (Drug-Reservoir ) vorgesehen ist, das insbesondere der Aufnahme paramagnetischer Nanopartikel mit daran gekoppelten Wirkstoffen dient. Das

Drug-Reservoir bildet insofern eine weitere Systemkomponente, die außerhalb des Organismus angeordnet oder aber auch in den Organismus implantiert sein kann.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die implantierbare Einrichtung eine Gefaßprothese ist. Die Wandung der Gefaßprothese tragt die beschriebenen magnetisch leitfahigen und/oder elekt-

risch leitfähigen Einrichtungen, wobei diese in die Wandung integriert und/oder auf eine oder beide der Oberflächen der Wandung aufgebracht sind.

Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass die implantierbare Einrichtung ein Katheter ist. Da die Wirkstoffe über den Katheter in den Organismus eingebracht werden können, lässt sich bereits bei der Zuführung eine Lokalisierung erzielen, die dann durch das magnetische Gradientenfeld verstärkt wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die implantierbare Einrichtung Nahtmaterial zur Gewebefixierung oder zur Fixierung eines Biomaterials ist. Beispielsweise kann eine Herzklappe durch Nahtmaterial mit magnetischen Eigenschaften fixiert werden, wodurch z. B. die Ablagerung von Bakterien und Keimen verhindert werden kann .

Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass das Nahtmaterial eine im Bereich einer strömenden Körperflüssigkeit implantierten, zumindest teilweise aus magnetisch leitendem Material bestehende Einrichtung fixiert. Mit diesem Nahtmaterial kann beispielsweise eine erfindungsgemäße Gefäßprothese mit magnetisch leitender Komponente implantiert werden.

Nützlicherweise ist vorgesehen, dass das Nahtmaterial ein Kunststofffaden mit eingelagertem magnetisch leitendem Material ist.

Ebenfalls kann es nützlich sein, dass das Nahtmaterial ein Metallfaden mit Delta-Ferrit-Gefüge ist.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das magnetisch leitende Material Teil einer Sekundäreinrichtung zum Erfassen von Messwerten in oder an einem Organismus ist, wobei die Impedanz der Sekundäreinrichtung von einem Zustand eines die implantierbare Einrichtung umgebenden Gewebes abhängt, dass die an den Schwingungsgenerator elektrisch gekoppelten Spulenanordnung eine Organismusextern platzierbare Primäreinrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Wechselfeldes im Bereich der Sekundäreinrichtung in einem implan- tierten Zustand ist und dass eine organismusexterne Auswerteeinrichtung zum Erfassen und Auswerten von Messwerten platzierbar ist, die von der Impedanz der Sekundäreinrichtung abhängen. Erkrankungen der Herzkranzgefäße sind die Haupttodesursache in der industrialisierten Welt. Weltweit werden jährlich über 1,5 Millionen Interventionen zur Erweiterung von verengten oder verschlossenen Gefäßen durchgeführt. Zu derartigen Interventionen gehört beispielsweise die Perkutane Transluminale Coronare Angioplastie (PTCA) . Bei einem Teil dieser Interventionen werden gleichzeitig Gefäßprothesen, sogenannte Stents, implantiert. Der Erfolg dieser Maßnahmen wird jedoch häufig durch die hohe Wahrscheinlichkeit einer Restenose infrage gestellt. Bei circa 30 bis 50% der Patienten, bei denen einen Ballon-Dilatation durchgeführt wird und bei etwa 22 bis 30% der Patienten mit Stents erfolgt innerhalb von sechs Monaten nach der Intervention eine Restenose, das heißt eine erneute Verengung der Gefäße. Allein in Deutschland musste im Jahr 2000 bei 25000 Patienten eine Re-Operation erfolgen, wodurch Kosten von circa 500 Millionen Euro erzeugt wurden. Um eine Reste- nose frühzeitig zu erkennen, das heißt insbesondere vor einem schädigenden oder vollkommenen Verschluss eines Gefäßes, ist es nützlich, den Zustand des Gefäßes im erkrankten Bereich nach einer Operation zu diagnostizieren. Allerdings

beruhen die derzeit verwendeten Diagnoseverfahren zur Erkennung von Gefaßveranderungen auf der Detektion eines verringerten Blutflusses oder grober Arterienwandveränderungen durch bildgebende Verfahren. Diese Diagnoseverfahren können prinzipbedingt nur spate Stadien der Veränderungen aufzeigen. Die mit den bildgebenden Verfahren oftmals einhergehende invasive Verabreichung von Kontrastmitteln kann ferner zu Komplikationen fuhren, die sich in Schmerzen, einer Perforation der Arterien, Arrhytmien und, im schlimmsten Fall, Herz- und Hirninfarkten äußern können. Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit der Implantation einer Gefaßprothese stellen Infektionen dar. Ein hoher Prozentsatz dieser Infektionen fuhrt zu ernsthaften und lebensbedrohli- chen Situationen. Auch die Gabe von hohen Antibiotikadosen über einen längeren Zeitraum fuhrt oft nicht zum Abklingen der Infektion. Es bleibt letztlich nur der Austausch der Gefaßprothese mit erneutem Operationsrisiko. Das vorgenannte Infektionsproblem besteht nicht nur im Zusammenhang mit Gefaßprothesen, sondern auch bei sonstigen Implantaten, beispielsweise Osteosynthesemitteln oder Endoprothesen von Gelenken oder sonstigen Skelettbestandteilen. Hier werden Infektionen häufig durch die Entstehung von Biofilmen auf den Implantaten hervorgerufen, die beispielsweise den schwer zu bekämpfenden multiresistenten Staphylococcus Au- reus (MRSA) beherbergen. Auf der Grundlage der vorliegend diskutierten Ausfuhrungsform der Erfindung können quasi beliebige Implantate so mit elektrischen Eigenschaften ausgestattet werden, dass sie mit einem durch eine organismusexterne Spulenanordnung erzeugten elektromagnetischen Wech- selfeld wechselwirken. Diese Wechselwirkung ist auf verschiedene Art und Weise organismusextern erfassbar, so dass auf nicht-invasiver Basis änderungen im Bereich der Sekundareinrichtung, insbesondere eines Implantates, erkannt

werden können. Beispielsweise können so Hyperplasien, das heißt ein überschießendes Zellwachstum, im Inneren von Stents erkannt werden, ebenfalls die beginnende Ausbildung eines Biofilms auf einem Implantat.

In diesem Zusammenhang ist nützlich, dass die Sekundäreinrichtung einen elektrischen Schwingkreis aufweist, dessen Impedanz und Resonanzfrequenz von dem Zustand der Umgebung der Sekundäreinrichtung abhängt. Trifft das extern erzeugte elektromagnetische Wechselfeld die Resonanzfrequenz, so kann dies von der Auswerteeinrichtung erfasst und ausgewertet werden. ändert sich nun die Umgebung der Sekundäreinrichtung, sei es durch Zellwachstum, Querschnittsveränderung im Gefäß oder Biofilmbildung, so hat dies einen Ein- fluss auf die Impedanz des Schwingkreises, wodurch sich seine Resonanzfrequenz ändert. Folglich kann die organismusexterne Auswerteeinrichtung eine änderung im Bereich des Implantates erfassen und somit eine drohende Komplikation anzeigen .

Besonders bevorzugt ist, dass den Schwingkreis bildende elektrisch leitende Mittel unter Verwendung von Dünnschichttechnologie auf die implantierbare Sekundäreinrichtung aufgebracht sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die elektrisch leitenden Mittel erste elektrisch leitende auf die implantierbare Sekundäreinrichtung aufgebrachte Mittel umfassen, welche einen Bestandteil eines Schwingkreises bilden, dass auf die ersten elektrisch leitenden Mittel eine elektrisch isolierenden Schicht aufgebracht ist, dass auf die elektrisch isolierende Schicht zweite elektrisch leitende Mittel aufgebracht sind, welche

einen weiteren Bestandteil des Schwingkreises bilden, und dass die ersten elektrisch leitenden Mittel mit den zweiten elektrisch leitenden Mitteln kontaktiert sind, so dass der Schwingkreis gebildet wird. Somit können durch Anwendung der Dünnschichttechnologie die erforderlichen Komponenten eines Schwingkreises präzise an dem Implantat angebracht werden. Je nach Formgebung der elektrisch leitenden Mittel können Induktivität und Kapazität des Schwingkreises variiert werden.

Es ist besonders nützlich, dass die ersten elektrisch leitenden Mittel einen Außenbereich mit Windungen und einen Innenbereich mit kapazitiven Eigenschaften aufweisen.

Gemäß einer weitern Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sekundäreinrichtung eine Messeinrichtung aufweist, die von dem Zustand der Umgebung der Sekundäreinrichtung abhängige Messwerte erfasst, dass die Sekundäreinrichtung eine Sendeeinrichtung aufweist, welche von den Messwerten abhän- gige Signale aussendet, und dass eine organismusextern platzierbare Empfangseinrichtung vorgesehen ist, die von der Sendeinrichtung ausgesendete Signale empfängt und an die Auswerteeinrichtung liefert. Während die bisher beschriebenen Ausführungsformen des telemetrischen Messkon- zeptes auf der Variation der Resonanzfrequenz eines

Schwingkreises beruhen, kann auch vorgesehen sein, die Sekundäreinrichtung mit einer Messeinrichtung auszustatten, die durch Sensoren verschiedenartige Eigenschaften im Bereich der Einrichtung erfasst. Hierzu gehört beispielsweise der pH-Wert im Bereich der implantierten Einrichtung, der

Aufschluss über Veränderungen gibt, etwa im Fall einer Biofilmbildung. Signale, die den von der Messeinrichtung er- fassten Werten entsprechen, können dann von einer Sendeein-

richtung ausgesandt werden und organismusextern ausgewertet werden. Im vorliegenden Fall dient die Anwendung des organismusexternen Wechselfeldes also in erster Linie dazu, die für den Betrieb der Messeinrichtung erforderliche Energie in den Organismus zu transportieren.

Es kann nützlich sein, dass die Sendeeinrichtung mindestens einen RFID-Transponder aufweist. Bei einem RFID-Transponder handelt es sich um eine Einrichtung, die nur ihr Zusammen- spiel mit einer Auswerteeinrichtung bzw. einem durch die Empfangseinrichtung realisierten Lesegerät Informationen "aussenden" kann. Letztlich empfängt der RFID-Transponder zu diesem Zweck ein elektromagnetisches Hochfrequenzfeld, das von der Auswerteeinrichtung bzw. dem Lesegerät erzeugt wird, um dieses dann in Abhängigkeit von in dem RFID- Transponder gespeicherten Informationen zu verändern. Diese Veränderung wird von der Auswerteeinrichtung bzw. dem Lesegerät erfasst. Aufgrund dieser im Vergleich zu herkömmlichen aktiven Sendern eingeschränkten Funktionalität eines RFID-Transponders, ist dieser kostengünstig und platzsparend.

Die Erfindung kann so weitergebildet sein, dass ein auslesbarer Informationsgehalt des RFID-Transponders in Abhängig- keit von Messwerten, die von der Messeinrichtung geliefert werden, veränderbar ist. Im einfachsten Fall werden von der Messeinrichtung verschiedene Spannungen an den Speicher des RFID-Transponders angelegt, wobei diese Spannungen die durch die Messeinrichtung erfassten Eigenschaften wider- spiegeln. Verschiedene Spannungen können nun bewirken, dass der Speicherinhalt des RFID-Transponders verändert wird, so dass letztlich auch die von dem RFID-Transponder an die Auswerteeinrichtung übertragene Kennung geändert wird. Da-

mit die Möglichkeit besteht, den Speicherinhalt des RFID- Transponders zu verändern, ist es erforderlich, beschreibbare RFID-Transponder zu verwenden.

Alternativ oder zusätzlich ist möglich, dass mehrere RFID- Transponder vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von Messwerten, die von der Messeinrichtung geliefert werden, aktivierbar oder deaktivierbar sind. In diesem Fall sind nicht beschreibbare Transponder ausreichend. Eine oder mehrere Schwellenwertschaltungen, in die die Messeinrichtung und die RFID-Transponder eingebunden sind, sorgen dafür, dass in Abhängigkeit der von der Messeinrichtung gelieferten Spannung unterschiedliche RFID-Transponder aktiv oder inaktiv sind. Auf diese Weise kann die Auswerteeinrichtung also unterschiedliche Kennungen je nach der von der Messeinrichtung gelieferten Spannung empfangen, also auch auf dieser Grundlage dafür sorgen, dass die entsprechenden Informationen an die organismusextern angeordnete Auswerteeinrichtung übertragen werden.

Die Erfindung betrifft weiterhin Einrichtungen, die im Bereich einer strömenden Körperflüssigkeit implantierbar sind beziehungsweise, bezogen auf die telemetrische Messtechnik ein beliebiges Implantat darstellen können, wobei diese Einrichtung die zuvor beschriebenen Eigenschaften aufweisen und wobei es sich insbesondere um eine Gefäßprothese, eine Gefäßstütze (Stent), einen Katheter, Nahtmaterial, ein Osteosynthesemittel oder eine Endoprothese handelt.

Die Erfindung besteht weiterhin in einem Verfahren zum Herstellen einer Gefäßprothese oder eines Katheters, mit den Schritten: Vorbereiten eines biokompatiblen Kunststoffes, Einlagern oder Anlagern eines magnetisch leitenden Materi-

als in oder an den Kunststoff und Ausstatten des Kunststoffes mit einer elektrisch leitenden Struktur. Auf diese Weise werden die Vorteile und Besonderheiten des erfindungsgemäßen Systems und der erfindungsgemäßen Einrichtungen auch im Rahmen eines Herstellungsverfahrens realisiert.

In diesem Zusammenhang ist es nützlich, dass das Einlagern des magnetisch leitenden Materials in den Kunststoff durch Dispergieren erfolgt.

Das Herstellungsverfahren der Gefäßprothese oder des Katheters kann so weitergebildet sein, dass als magnetisch leitendes Material permanentmagnetische Partikel eingesetzt werden, wobei der Kunststoff mit den permanentmagnetischen Partikeln in einem Gießverfahren zusammengeführt wird und das Gießverfahren zumindest zeitweise in Anwesenheit eines externen Magnetfeldes durchgeführt wird.

In diesem Zusammenhang ist es dann besonders nützlich, dass das externe Magnetfeld radial orientiert ist.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Anlagern des magnetisch leitenden Materials durch Zusammenführen eines Trägers mit einer magnetisch leitenden netzartigen oder spiralförmigen Struktur erfolgt.

Weiterhin kann von Vorteil sein, dass das Ausstatten des Kunststoffes mit der elektrisch leitenden Struktur durch Aufdampfen erfolgt.

Es ist auch möglich, dass das Ausstatten des Kunststoffes mit der elektrisch leitenden Struktur durch eine Sputter- technik erfolgt.

Weiterhin kann von Vorteil sein, dass das Ausstatten des Kunststoffes mit der elektrisch leitenden Struktur nach dem Formen der Gestalt der Gefäßprothese erfolgt.

Es ist auch möglich, dass das Ausstatten des Kunststoffes mit der elektrisch leitenden Struktur vor dem Formen der Gestalt der Gefäßprothese erfolgt.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann so ausgestaltet sein, dass es die Schritte aufweist: Aufbringen erster elektrisch leitender Mittel auf den biokompatiblen Kunststoff, welche einen Bestandteil eines Schwingkreises bilden sollen, Aufbringen einer elektrisch isolierenden Schicht auf die elektrisch leitenden Mittel, Aufbringen zweiter elektrisch leitender Mittel auf die elektrisch isolierende Schicht, welche einen weiteren Bestandteil des Schwingkreises bilden sollen, und Kontaktieren der ersten elektrisch leitenden Mittel mit den zweiten elektrisch leitenden Mittel, so dass der Schwingkreis gebildet wird. Auf diese Weise wird durch wenige Verfahrensschritte ein Aufbau zur Verfügung gestellt, der die für die Resonanzfrequenzauswertung erforderliche Funktionalität zur Verfügung stellt.

Nützlicherweise ist vorgesehen, dass die ersten elektrisch leitenden Mittel einen Außenbereich mit Windungen und einen Innenbereich mit kapazitiven Eigenschaften aufweisen.

Es ist weiterhin von Vorteil, dass das Aufbringen der ers- ten elektrisch leitenden Mittel und/oder der elektrisch isolierenden Schicht und/oder der zweiten elektrisch leitenden Mittel unter Verwendung von Dünnschichttechnologie erfolgt .

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines magnetisch leitenden Nahtmaterials, mit den Schritten: Herstellen einer Kunststoffschmelze, Einbringen von magnetisch leitendem Material in die Kunststoffschmelze und Erzeugen eines Fadens durch Anwendung eines Schmelzspinnverfahrens .

Es kann vorgesehen sein, dass ein Kunststoff aus der Gruppe Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyamid, insbesondere PA6,

Polyester, Polytetrafluorethylen (PTFE) und Terephtalat zum Einsatz kommt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Ver- fahrens ist vorgesehen, dass ein magnetisch leitendes Material aus der Gruppe Fe ₃ O ₄ , Sr-Ferrit, NdFeB, SmCo und AlNi- Co zum Einsatz kommt. Es können also sowohl weichmagnetische als auch hartmagnetische Materialien zum Einsatz kommen. Ebenfalls können magnetisch isotrope und anisotrope Materialen verwendet werden. Als weichmagnetischer Werkstoff kommt zum Beispiel Fe ₃ O ₄ zum Einsatz, der ab einer bestimmten Partikelgröße zwischen 1 und 100 nm superpara- magnetische Eigenschaften annimmt. Als hartmagnetische Materialien kommen Sr-Ferrit, NdFeB, SmCo und AlNiCo zum Ein- satz, wobei die typischen Koerzitivfeidstärken der hartmagnetischen Materialien oberhalb von 10 ⁴ A/m liegen. Bei den weichmagnetischen Werkstoffen liegt die Koerzitivfeidstärke im Bereich von 10 ^"1 bis 10 ³ A/m. Die Partikelgrößen liegen vorzugsweise, zum Beispiel für SR-Ferrit, bei 1 bis 10 μm und für NdFeB zwischen 100 und 400 μm.

Es kann vorgesehen sein, dass bei Einsatz eines magnetisch anisotropen magnetisch leitenden Materials das Schmelz-

spinnverfahren zumindest zeitweise in Anwesenheit eines externen Magnetfeldes durchgeführt wird. Hierdurch erfolgt eine Ausrichtung der Magnetisierung innerhalb des Nahtmaterials .

Am Beispiel einer Gefäßprothese werden im Folgenden einige Eigenschaften der Erfindung zusammengefasst und näher erläutert. Die Gefäßprothese hat im einfachsten Fall die Form eines Schlauches. Dieser hat beispielsweise eine Länge zwi- sehen 1,5 und 10 cm, einen Durchmesser zwischen 1,0 und 6 mm sowie eine Wandstärke zwischen 0,2 und 1,0 mm. Der Schlauch besteht aus biokompatiblem elastischem Kunststoff, beispielsweise Teflon oder Polyurethan, in den bei seiner Herstellung eine magnetisch leitende Substanz, beispiels- weise ein Ferrit, etwa durch Dispergieren eingebracht wurde. Auf der Außenseite und/oder der Innenseite und/oder in das Material des FerritkunststoffSchlauches eingebettet sind Muster aus elektrisch gut leitfähigem Material vorgesehen, auf der Außenseite vorzugsweise aufgedampft oder aufgesputtert . Diese können die Form von Spulen besitzen, die, von einem schwachen äußeren niederfrequenten Elektromagnetfeld induziert, elektrische Felder und Spannungen erzeugen und insbesondere auf der Oberfläche des FerritkunststoffSchlauches verteilen. Hierdurch wird das Einwachsver- halten in das umgebende Gewebe verbessert, und es wird ein Schutz vor gefährlichen Infektionen entwickelt. Dieser therapeutische Effekt wird durch Anwendungen des Magnetodyn- Verfahrens nach Kraus und Lechner seit mehr als drei Jahrzehnten gezeigt und publiziert, wobei in der Vergangenheit insbesondere schwere Störungen der Knochen- und Wundheilung, häufig auch in Folge resistierender Infektionen, durch das Verfahren bewältigt wurden. Zur Verbesserung des lokalen Wirkungsgrades zur Therapie und Verringerung syste-

mischer Nebenwirkungen werden Wirkstoffe oder Zellen in der Umgebung der Gefäßprothese durch magnetisches Targeting mittels paramagnetischer oder superparamagnetischer Nano- partikel als Wirkstoffträger in einem äußeren starken Mag- netfeld lokal akkumuliert . Der Effekt des magnetischen Drug- Targeting wird verbessert, indem das starke magnetische Gradientenfeld von einem schwachen niederfrequenten Elektromagnetfeld überlagert wird, das die Wirkung der Wirkstoffe oder Zellen synergistisch verbessert. Dieser synergisti- sehe Effekt kann auch durch einen alternierenden Einsatz des statischen Starkmagnetfeldes und des niederfrequenten Elektromagnetfeldes erreicht werden. Um einen Restmagnetismus aufgrund der Remanenz der beteiligten Stoffe nach dem Abschalten des magnetischen Wechselfeldes zu vermeiden, ist es bevorzugt, den Funktionsgenerator so zu programmieren, dass eine Abschaltung im Nulldurchgang der magnetischen Schwingung stattfindet. Im Hinblick auf die Programmierung des Funktionsgenerators kann weiterhin von Vorteil sein, dass kurze, steilflankige Impulse zur mechanischen Anregung der Nanopartikel verabreicht werden. Hierdurch wird die Ablösung der adhärent gebunden Wirkstoffe beziehungsweise Zellen begünstigt, damit diese dann in freigesetzter Form auf die Körperzellen einwirken können.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitende Zeichnung anhand einer besonders bevorzugten Ausführungsform beispielhaft erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems mit einer erfindungsgemäßen Gefäßprothese;

Figur 2 eine perspektivische Darstellung einer ersten

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gefäßprothese;

Figur 3 eine perspektivische Darstellung einer zweiten

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gefäßprothese;

Figur 4 eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gefäßprothese;

Figur 5 eine perspektivische Darstellung einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gefäßprothese;

Figur 6 eine perspektivische Darstellung einer fünften

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gefäßprothese;

Figur 7 eine Schnittansicht einer beispielhaften Spulenanordnung mit in deren Magnetfeld angeordneter Gefäßprothese;

Figur 8 eine Schnittansicht einer weitere beispielhaften Spulenanordnung mit in deren Magnetfeld angeordneter Gefäßprothese;

Figur 9 verschiedene Systeme zur Erzeugung unterschiedlicher Magnetfeldverläufe;

Figur 10 eine perspektivische Darstellung eines Elektromagneten zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung und

Figur 11 eine schematische Darstellung von erfindungsgema- ßem Nahtmaterial;

Figur 12 eine weitere Ausfuhrungsform eines erfindungsge- maßen Systems;

Figur 13 eine weitere Ausfuhrungsform eines erfindungsge- maßen Systems und

Figur 14 eine Sekundareinrichtung zur Verwendung in einem erfindungsgemaßen System.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfin- dungsgemaßen Systems mit einer erfindungsgemaßen Gefaßprothese. Außerhalb eines zu therapierenden Korpers sind ein Schwingungsgenerator 10 sowie eine damit elektrisch in Verbindung stehende Spulenanordnung 12, 14, die vorliegend aus zwei parallel angeordneten Spulen besteht, vorgesehen. Eine schlauchförmige Gefaßprothese 16, in deren Wand magnetisch leitendes Material eingelagert ist, ist in den zu therapie- renden Korper implantiert und zusammen mit dem zu therapierenden Korper im Magnetfeld der Spulenanordnung 12, 14 angeordnet. Die Gefaßprothese 16 steht mit einem Drug- Reservoir 24 über einen Katheter 26 unmittelbar oder mittelbar über die Blutbahn in Verbindung, wobei der Drug- Reservoir 24 außerhalb oder innerhalb des menschlichen Korpers angeordnet sein kann. An der äußeren Oberflache der Gefaßprothese 16 ist eine elektrisch leitfahige Struktur 18, 20, 22 angeordnet, die im vorliegenden Ausfuhrungsbei-

spiel eine Spulenwicklung 18 sowie durch diese Spulenwicklung 18 miteinander verbundene Oberflächenelektroden 20, 22 aufweist .

Die mit dem Schwingungsgenerator 10 elektrisch in Verbindung stehende Spulenanordnung 12, 14 kann zur Erzeugung homogener Magnetfelder oder auch zur Erzeugung von Gradientenfeldern vorgesehen sein. Werden homogene Magnetfelder eingesetzt, so wird das für das magnetische Targeting er- forderliche magnetische Gradientenfeld in anderer Weise erzeugt, insbesondere durch die Verzerrung des Magnetfeldes aufgrund des in die Gefäßprothese eingelagerten magnetisch leitenden Materials. Werden die Magnetfeldgradienten bereits extern durch die Spulenanordnung 12, 14 erzeugt, so kann grundsätzlich ohne eine lokale Verzerrung der Magnetfelder gearbeitet werden, wobei diese auch zusätzlich eingesetzt werden kann.

Aus dem Drug-Reservoir 24 werden über den Katheter 26 Wirk- Stoffe oder Zellen in die Gefäßprothese 16 eingebracht, wobei die Wirkstoffe an paramagnetische Nanopartikel gekoppelt sind. Indem von dem Funktionsgenerator 10 ein statisches magnetisches Gradientenfeld erzeugt wird, können die paramagnetischen Nanopartikel mit dem Wirkstoff an einer oder mehreren Stellen des Körpers lokalisiert werden. Weiterhin erzeugt der Schwingungsgenerator 10 ein niederfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld, das den Transport der Substanzen durch die Zellmembran begünstigt. Ein weiterer Effekt des niederfrequenten Wechselfeldes besteht dar- in, dass der Einheilungsprozess der Gefäßprothese begünstigt und insbesondere nicht durch Infektionen beeinträchtigt wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden sowohl das statische magnetische Gradientenfeld als auch

das niederfrequente elektromagnetische Wechselfeld durch denselben Generator 10 und dieselbe Spulenanordnung 12, 14 erzeugt. Grundsätzlich ist es auch möglich, diese Funktionen ganz oder teilweise zu trennen, das heißt verschiedene Spulen mit demselben Funktionsgenerator anzusteuern, die dann aber jeweils die Aufgabe der Erzeugung des statischen Feldes beziehungsweise der Erzeugung des Wechselfeldes übernehmen, oder auch verschiedene Funktionsgeneratoren und verschiedene Spulen mit den verschiedenen Aufgaben vorzuse- hen . Weiterhin ist es auch möglich, die Erzeugung des statischen Magnetfeldes mit einem Permanentmagnetfeld zu realisieren oder zu unterstützen.

Die Figuren 2 bis 6 zeigen perspektivische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen von Gefäßprothesen. Die hier dargestellten und erläuterten Einzelheiten können gleichermaßen für andere implantierbare Einrichtungen gelten, beispielsweise für Katheter. Die Gefäßprothese gemäß Figur 2 weist einen Träger 28 auf, der vorzugsweise aus ei- nem biokompatiblen Kunststoff besteht. Mit dem Träger 28 steht eine magnetisch leitende Struktur 30 in Verbindung, die hier durch eine Vielzahl ferromagnetischer oder paramagnetischer Partikel 32 gebildet ist. Ebenfalls kann die magnetisch leitende Struktur durch permanentmagnetische Partikel gebildet sein, wie nachfolgend anhand von Figur 5 noch genauer erläutert wird. Diese Partikel sind beispielsweise in den biokompatiblen Kunststoff des Trägers 28 eingelagert, oder sie können auch auf die Außenwand oder die Innenwand der Gefäßprothese 16 aufgebracht sein.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 weist der Träger 28 der Gefäßprothese 16 eine netzartige magnetisch leitende Struktur 36 auf. Auch diese kann in den Träger aus biokom-

patiblem Kunststoff eingelagert oder auf die Außenseite o- der die Innenseite aufgebracht sein. Die netzartige Struktur 36 kann paramagnetisch, ferromagnetisch oder permanentmagnetisch sein.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 ist auf dem aus biokompatiblem Kunststoff bestehenden Träger der Gefäßprothese 16 eine spiralförmige Struktur 38 angeordnet, wobei diese ferromagnetisch, paramagnetisch oder permanentmagnetisch sein kann. Die magnetisch leitende Struktur 38 kann in den Träger 38 eingelagert sein, oder sie ist auf die Außen- o- der Innenseite des Träger 28 aufgebracht.

Die Gefäßprothese 16 gemäß Figur 5 hat einen Träger 28 mit eingelagerten permanentmagnetischen Partikeln 34. Dies ist in der Schnittdarstellung A veranschaulicht, wobei hier auch gezeigt ist, dass die permanentmagnetischen Partikel 34 in radialer Richtung ausgerichtet sein können. Dies kann erreicht werden, indem während des Dispergierens des bio- kompatiblen Kunststoffes mit den permanentmagnetischen Partikeln ein starkes Magnetfeld in radialer Richtung appliziert wird. Auch im Hinblick auf die ferromagnetischen Partikel ist es möglich, diese auf der Außen- oder der Innenseite der Gefäßprothese 16 anzulagern.

Die Gefäßprothese 16 gemäß Figur 6 ist zweiteilig. Der Träger 28 kann als herkömmliche Gefäßprothese realisiert sein, während die magnetisch leitende Struktur in Form einer Spirale 38 nachträglich auf die an sich fertige Gefäßprothese 28 aufgeschoben werden kann. Die Spirale 38 kann paramagnetisch, ferromagnetisch oder permanentmagnetisch sein. Sie kann aus einem Draht oder aus einem Metall-Kunststoff- Compound gefertigt sein.

Figur 7 zeigt eine Schnittansicht einer beispielhaften Spulenanordnung mit in deren Magnetfeld angeordneter Gefäßpro ^¬ these. Es ist eine Helmholtzspulenanordnung 12, 14 gezeigt, die im Bereich zwischen den Spulen 12, 14 ein im Wesentlichen homogenes Magnetfeld erzeugt. Die zwischen den Spulen 12, 14 angeordnete implantierbare Einrichtung 16 trägt eine elektrisch leitfähige Struktur 18, die zwei Elektroden 20, 22 miteinander verbindet.

Figur 8 zeigt eine Schnittansicht einer weitere beispielhaften Spulenanordnung mit in deren Magnetfeld angeordneter Gefäßprothese. Die Spulenanordnung 12 ist hier eine einzige Solenoidspule, wobei im Inneren der Solenoidspule 12 wie- derum ein im Wesentlichen homogenes Magnetfeld erzeugt wird. Die implantierbare Einrichtung 16 ist im Inneren der Solenoidspule 12 angeordnet, wobei eine im wesentlichen spiralförmig gestaltete elektrisch leitfähige Struktur 18 zwei Elektroden 20, 22 miteinander verbindet.

Figur 9 zeigt verschiedene Systeme zur Erzeugung unterschiedlicher Magnetfeldverläufe. Im oberen Bereich der Figur 9 sind ein Helmholtzspulenpaar 12, 14 mit darin angeordneter implantierbarer Einrichtung sowie ein zugehöriger Magnetfeldverlauf B entlang der axialen Erstreckung X der implantierbaren Einrichtung 16 dargestellt. Ebenfalls ist eine entsprechende Anordnung von Permanentmagneten 44, 46 gezeigt, die einen vergleichbaren Magnetfeldverlauf erzeugt. Im unteren Bereich der Figur 9 ist eine Maxwellspu- lenanordnung 12', 14' gezeigt, wobei sich diese von der

Helmholtzspulenanordnung 12, 14 im oberen Bereich der Figur 9 dadurch unterscheidet, dass die Spulen 12', 14' gegensinnig und nicht gleichsinnig wie die Spulen 12, 14 des Helm-

holtzspulenpaars gewickelt sind. Der zugehörige Magnetfeldverlauf B entlang der axialen Erstreckung X entlang der implantierbaren Einrichtung 16 ist ebenfalls dargestellt. Auch ist ein mit zwei Permanentmagneten 48, 50 erzeugter vergleichbarer Magnetfeldverlauf dargestellt. Es ist erkennbar, dass das Helmholtzspulenpaar 12, 14 ein im wesentlichen homogenes Magnetfeld erzeugt. Um die erforderlichen Gradientenfelder im Bereich der implantierbaren Einrichtung 16 zur Verfügung zu stellen, ist die implantierbare Ein- richtung mit einer magnetisch leitenden Struktur ausgestattet. Das Maxwellspulenpaar 12', 14' erzeugt ein stark inhomogenes Magnetfeld. Der Magnetfeldgradient wird also bereits extern erzeugt, so dass die implantierbare Einrichtung 16 auch ohne magnetisch leitende Struktur eingesetzt werden kann.

Figur 10 zeigt eine perspektivische Darstellung eines E- lektromagneten zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Der hier dargestellte Elektromagnet mit eindi- mensional keilförmigem Kern 40 und einer Spulenwicklung 12 kann der eindimensionalen Feldverzerrung dienen. Insbesondere können mehrere unterschiedlich angeordnete Elektromag- nete vorgesehen sein, um an einem Zylinder, insbesondere einer Gefäßprothese oder einem Katheter, mehrere sich in axiale Richtung erstreckende Anreicherungslinien zu erzeugen .

Figur 11 zeigt eine schematische Darstellung von erfindungsgemäßem Nahtmaterial. Das Nahtmaterial 42 enthält mag- netisch leitende Partikel 42, beispielsweise ferromagneti- sche oder paramagnetische Teilchen. Das Nahtmaterial 42 kann beispielsweise verwendet werden, um Implantate im Bereich strömender Körperflüssigkeiten, .beispielsweise Herz-

klappen aus organischem Material, einzunähen. Ebenfalls kann das Nahtmaterial 42 zum Befestigen künstlicher implantierbarer Einrichtungen verwendet werden, insbesondere der im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung beschriebe- nen implantierbaren Einrichtungen, beispielsweise Gefäßprothesen .

Figur 12 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems. In einen Organismus 110, das heißt insbesondere einen lebenden menschlichen Körper, ist eine Sekundäreinrichtung 112 implantiert. Organismusextern ist eine Spulenanordnung 114, 116 vorgesehen, die als Primäreinrichtung wirkt und dazu geeignet ist, im Bereich der Sekundäreinrichtung 112 ein elektromagnetisches Feld zu er- zeugen. Die Spulenanordnung kann beispielsweise, wie dargestellt, durch Helmholtzspulen 114, 116 realisiert sein, aber auch auf andere Weise. Wesentlich ist, dass im Bereich der Sekundäreinrichtung 112 ein elektromagnetisches Feld vorliegt. Die organismusexternen Spulen 114, 116 werden von einem Funktionsstromgenerator 118 mit Energie versorgt.

Die Sekundäreinrichtung 112 ist nun mit elektrisch leitenden Mitteln 122 ausgestattet, die einen elektrischen Schwingkreis bilden. Die Impedanz und die Resonanzfrequenz dies elektrischen Schwingkreises hängt vom Zustand von dessen Umgebung ab, insbesondere also vom Gewebezustand, der An- beziehungsweise Abwesenheit von Biofilmen oder auch von beliebigen anderen Parametern, die die Verhältnisse im Organismus 110 widerspiegeln. Wird nun die Frequenz des Funk- tionsstromgenerators 118 beispielsweise so eingestellt, dass diese der Resonanzfrequenz des durch die elektrisch leitenden Mittel 122 gebildeten Schwingkreises entspricht, so ist dieser Resonanzzustand durch die Auswerteeinrichtung

120 überwachbar. Verschiebt sich nun die Resonanzfrequenz des organismusinternen Schwingkreises, liegen also Veränderungen im Bereich der Sekundäreinrichtung 112 vor, so wird auch dies durch die Auswerteeinrichtung 120 erfasst. Dies kann beispielsweise in dem Fall, dass es sich bei der Sekundäreinrichtung 112 um einen Stent handelt, auf ein übermäßiges Zellwachstum hindeuten. Ebenfalls kann so die Bildung von Biofilmen auf Implantaten, die die Sekundäreinrichtung 112 bilden, frühzeitig erkannt werden. Es ist nicht unbedingt erforderlich, das äußere Wechselfeld mit der Resonanzfrequenz des Schwingkreises zu betreiben; auch andere Spektralkomponenten werden durch die sich ändernden Verhältnisse im Bereich der Sekundäreinrichtung beein- flusst .

Figur 13 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Figur 12 beruht die Zustandserfassung der Sekundäreinrichtung 112 hier nicht notwendigerweise auf der überwa- chung eines Resonanzzustandes. Vielmehr ist die Sekundäreinrichtung 112 mit einer Messeinrichtung 134 und einer Sendeeinrichtung 136 ausgestattet. Die Messeinrichtung 134 und die Sendeeinrichtung 136 werden über die elektrisch leitenden Mittel 122 mit Energie versorgt, die die elekt- risch leitenden Mittel 122 aus dem von der organismusexternen Spulenanordnung 114, 116 erzeugten elektromagnetischen Feld beziehen. Die Messeinrichtung 134 kann eine beliebige Sensorik umfassen, um Zustandsparameter im Bereich der Sekundäreinrichtung 112 zu erfassen. Beispielsweise können wiederum Impedanzen erfasst werden oder auch andere Parameter, zum Beispiel der pH-Wert, wobei im letzteren Fall die Messeinrichtung 134 nützlicherweise einen ionensensitiven Feldeffektransistor aufweist. Die von der Sendeeinrichtung

136 ausgesendeten Signale werden von einer Empfangseinrichtung 138 empfangen, die diese an eine Auswerteeinrichtung 120 weitergibt.

Die im Zusammenhang mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen gemäß den Figuren 12 und 13 beschriebenen Einrichtungen, insbesondere die elektrischen Mittel 122, die Messeinrichtung 134, die Sendeeinrichtung 136, die Empfangseinrichtung 138, die Auswerteeinrichtung 120 und der Funk- tionsstromgenerator 118 können einzeln wie auch in integrierter Form realisiert werden. Beispielsweise ist es bei der Ausführungsform gemäß Figur 13 möglich, dass die elektrischen Mittel 122, die Messeinrichtung 134 und die Sendeeinrichtung 136 teilweise oder vollständig integriert rea- lisiert sind. Ebenfalls können die Empfangseinrichtung 138 und/oder die Auswerteeinrichtung 120 mit dem Funktionsstromgenerator 118 ganz oder teilweise integriert sein.

Figur 14 zeigt eine Sekundäreinrichtung zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen System. Die Sekundäreinrichtung 112 trägt elektrisch leitende Mittel 122, die einen elektrischen Schwingkreis 124 bilden. Ein Außenbereich 130 der elektrisch leitenden Mittel 122 hat Windungen, das heißt induktive Eigenschaften, während ein Innenbereich 132 kapa- zitive Eigenschaften aufweist. Um den Schwingkreis zu realisieren, wird beispielsweise zunächst die mit durchgezogenen Linien realisierte Leiterstruktur auf die elektrisch isolierende Sekundäreinrichtung 112 aufgebracht. Diese Leiterstruktur wird als erste elektrisch leitende Mittel 126 bezeichnet. Ist die Sekundäreinrichtung 112 nicht ohnehin isoliert, so wird vor dem Aufbringen der ersten elektrisch leitenden Mittel 126 eine Isolationsschicht auf die Sekundäreinrichtung 112 aufgebracht. Nach dem Aufbringen der

ersten elektrisch leitenden Mittel 126 wird eine Isolationsschicht auf die ersten elektrisch leitenden Mittel 126 aufgebracht. Nachfolgend werden zweite elektrisch leitende Mittel 128 auf die hier nicht erkennbare Isolationsschicht aufgebracht. Um die elektrisch leitenden Mittel 126, 128 so zu kontaktieren, dass ein elektrischer Schwingkreis 124 entsteht, werden zwei Kontakte zwischen den ersten elektrisch leitenden Mitteln 126 und den zweiten elektrisch leitenden Mitteln 28 hergestellt, nämlich einmal an einem Pol der parallel geschalteten Kondenstoren im Innenbereich 132 der Anordnung und zum anderen am äußeren Pol des induktiven Außenbereichs 130. Zur Realisierung des beschriebenen Schichtaufbaus sind verschiedene Dünnschichttechnologien einsetzbar, die auch kombiniert verwendet werden können, nämlich beispielsweise physikalische (PVD) und chemische Gasphasenabscheidung (CVD) . Auch Sputtertechniken können zum Einsatz kommen.

Im Zusammenhang mit den Ausführungsformen der Figuren 12 bis 14 werden also insbesondere zwei verschiedene Konzepte zur Messung einer Eigenschaft um die implantierte Sekundäreinrichtung genutzt. Beim ersten Messprinzip wird in einfacher Weise eine Veränderung der Impedanz beziehungsweise der Resonanzfrequenz eines implantierten Schwingkreises ausgewertet. Dieses Verfahren benötigt keine aktiven Komponenten im Organismus, so dass die Problematik der Biokompatibilität reduziert wird. Das externe Feld arbeitet dabei vorzugsweise in einem Bereich zwischen einem kHz bis zu einem GHz, bevorzugt im Bereich zwischen 4 kHz und 120 kHz. Das zweite Messprinzip beruht auf der Einkopplung von elektromagnetischer Energie in die Sekundäreinrichtung, wobei dann die eigentliche Erfassung des Umgebungszustandes durch aktive Komponenten unterstützt wird. Hier kommt es

also weniger darauf an, den vorstehend genannten optimalen Frequenzbereich zur Detektion von Impedanzveränderungen zu verwenden; vielmehr kann die Frequenz beispielsweise so gewählt werden, dass in möglichst kurzer Zeit möglichst viel Energie übertragen wird, oder aber der verwendete Frequenzbereich wird auf der Grundlage gänzlich anderer Kriterien festgelegt. Hierbei ist vor allem daran zu denken, dass gemäß der Technik nach Kraus und Lechner elektromagnetische Wechselfelder ihren Einsatz im Zusammenhang mit Stützme- tall-Osteosyntheseeinrichtungen oder Gelenkendoprothesen finden. Zu diesem Zweck werden Spulenanordnungen, die als Aufnehmer- oder übertragerspulen bezeichnet werden, in diese Implantate integriert, und deren Pole werden mit als Elektroden wirkenden Implantatabschnitten elektrisch ver- bunden . Ein Beispiel für eine Osteosyntheseeinrichtug, die von der geschilderten Technik Gebrauch macht, ist in der DE 10 2006 018 191 Al offenbart. Die in der 10 2004 024 473 Al beschriebenen Hüftkopfkappenimplantate sind Beispiele für den Einsatz der Technik in der Gelekendoprothetik . Stimmt man also die organismusexternen Spulen auf den für die bei der Technik nach Kraus und Lechner erforderlichen Frequenzbereich von 1 bis 30 Hz, vorzugsweise 10 bis 20 Hz, ab, so kann einerseits eben diese Technik angewendet werden und andererseits auch die zum Betrieb der Messeinrichtung er- forderliche Energie in das erfindungsgemäße System übertragen werden. Ein anderes Beispiel, bei dem die vorliegende Erfindung nützlich aufgrund einer Doppelfunktion des organismusexternen Magnetfeldes eingesetzt werden kann, ist der Bereich des Drug-Targeting . Dabei werden Implantate mit magnetisch leitenden Eigenschaften ausgestattet, so dass durch externe Magnetfelder eine Konzentration des Magnetfeldes im Bereich der implantierbaren Einrichtung erfolgt. Befindet sich die implantierbare Einrichtung im Bereich

strömender Körperflüssigkeiten, beispielsweise in einem Blutgefäß, so kann durch Verabreichung paramagnetischer Na- nopartikel mit daran gekoppelten Wirkstoffen oder Zellen eine Konzentration derselben im Bereich der implantierbaren Einrichtung erfolgen. Sowohl die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit bloßem elektrischem Schwingkreis als auch die zweite Ausführungsform mit aktiven Komponenten kann mit der Drug-Targeting-Technologie kombiniert werden, indem das organismusextern erzeugte elektromagnetische Feld nämlich einerseits im Bereich des Implantats zum Zwecke der Konzentration von Wirkstoffen oder Zellen konzentriert wird und andererseits entweder resonanzfrequenztechnisch überwacht wird oder Energie für aktive Komponenten im Bereich des Implantates zur Verfügung stellt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste :

10 Schwingungsgenerator

12 Spule

14 Spule

16 implantierbare Einrichtung

18 elektrisch leitfähige Struktur 20 Elektrode

22 Elektrode

24 Drug-Reservoir

26 Fluidzuführung

28 Träger 30 magnetisch leitende Struktur

32 ferromagnetische/paramangetische Partikel

34 permanentmagnetische Partikel

36 netzartige Struktur

38 spiralförmige Struktur 40 Kern

42 Faden

44 Permanentmagnet

46 Permanentmagnet

48 Permanentmagnet 50 Permanentmagnet

110 Organismus

112 Sekundäreinrichtung

114 Spulenanordnung

116 Spulenanordnung 118 Funktionsstromgenerator

120 Auswerteeinrichtung

122 elektrisch leitende Mittel

124 elektrischer Schwingkreis

126 elektrisch leitende Mittel

128 elektrisch leitende Mittel

130 Außenbereich

132 Innenbereich

134 Messeinrichtung

136 Sendeeinrichtung

138 Empfangseinrichtung