Anwendbar ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere bei der Herstellung von flexiblen Herzklappenprothesen mit einer definierten Dickenverteilung der einzelnen Bauteile, die reproduzierbar hergestellt werden kann.

In der EP 0 114 025 B1 wird ausgeführt, daß Herzklappensegel durch ein-oder mehrmaliges Eintauchen eines entsprechend geformten Kernes in eine Polyurethanlösung herstellbar sind.

Die Segel, die anschließend nach Auftrennen der freien Segel- ränder von dem Kern abgelöst werden, müssen an einem Stützge- häuse befestigt werden, was beispielsweise durch Kleben erfol- gen kann. Beim Ankleben ergeben sich jedoch zwangsläufig an den Obergängen zwischen den Klappensegeln und dem Klappenge- häuse Klebstoffrückstände und damit Unebenheiten, die zur Ablagerung von zellulären Blutbestandteilen mit nachfolgender Kalzifizierung führen können. Als Alternative hierzu wird in der EP 0 114 025 B1 beschrieben, daß mittels eines zweiteili- gen Kernkörpers erst die Klappensegel durch Tauchen in eine Polymerlösung ausgebildet werden können und anschließend -nach Einsetzen eines anderen Kernteiles-eine Art Klappengehäuse hergestellt wird, und zwar ebenfalls durch ein oder mehrere Tauchvorgänge, wobei sich bei diesem Vorgang die Übergänge der Klappensegel mit dem Gehäuse verbinden. Dieses Verfahren wird jedoch als relativ aufwendig bezeichnet, weil sehr genau abgestimmte Teilkerne verwendet werden müssen, wobei Schichtdickenunterschiede auftreten können, die dann zu unregelmäßigen Beanspruchungen führen.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird in der EP 0 114 025 B1 vorgeschlagen, einen Kernkörper (aus Edelstahl oder aus Kunst- stoff) mit entsprechend den zu bildenden Klappensegeln ausge- bildeten Formflächen in eine erste Polymerlösung mit einer Viskosität im Bereich von 24 Pas bis 192 Pas anzusenken, und zwar mit einer sehr geringen Absenkgeschwindigkeit, die ver- hindert, daß dabei Blasen oder dergleichen entstehen und Inho- mogenitäten in dem sich auf dem Kern bildenden Polymer. Nach vollständigem Tauchen wird der Kernkörper mit darauf befindli- chem Film aus der Lösung herausgezogen und getrocknet. Dieser Vorgang kann je nach gewünschter Schichtdicke mehrfach wieder- holt werden. In einer zweiten Polymerlösung mit niedrigerer Viskosität im Bereich von 1,5 Pas bis 2 Pas wird das vorgefer- tigte Klappengehäuse so in der Lösung gehalten, daß durch untenliegende Ausströmöffnungen die Lösung aus dem Klappenge- häuseinneren ausströmen kann. Der mit den Segel überzogene Kernkörper wird in diese zweite Polymerlösung eingetaucht und in den in dieser Lösung gehaltenen Klappenring eingeführt.

Nach kurzzeitigem Verweilen der Teile in der Lösung wird der Kernkörper mit dem Klappengehäuse aus der Lösung entfernt und getrocknet. Abschließend wird die derart gefertigte Herzklappe von dem Kernkörper abgezogen. Die so gefertigte Herzklappe besteht somit aus einem Stützgehäuse, an dem mehrere Segel befestigt sind. Eine solche Herzklappe, die noch mit einem Nahtring versehen wird, ist zum Einsetzen in ein menschliches Gefäß geeignet. Grundsätzlich, und wie beispielsweise in der WO 97/49356 erwähnt, sind solche Konstruktionen auch bei Kon- duit-Klappenimplantaten verwendbar.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzu- geben, mit dem definierte Mengen von Polymerlösungen oder vis- kosen, polymerisierenden Mehrkomponentensystemen auf einem Kern oder einer bereits geschaffenen Oberfläche, die z. B. durch ein Tauch-Taumel-Verfahren oder durch Spritzgießen her- gestellt worden ist, aufzutragen.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 beschriebene Ver- fahren gelöst, nach dem einzelne Tropfen oder ein kontinuier- licher Volumenstrom einer Polymerlösung oder Tropfen oder ein kontinuierlicher Volumenstrom aus viskosen, polymerisierenden Mehrkomponentensystemen punktförmig, in eine Reihe linienför- mig, raupenförmig oder flächig auf dem Grundkörper oder einem Trägerwerkzeug aufgetragen, der Auftrag getrocknet und das Auftragen der Tropfen oder des kontinuierlichen Volumenstromes und die anschließende Trocknung so oft wiederholt werden, bis der gewünschte formgerechte dreidimensionale Polymerkörper gebildet ist.

Der entscheidende Vorteil gegenüber bekannten Verfahren in der Kunststoffverarbeitung liegt darin, daß eine definierte Dickenverteilung der dünnen Membranen bzw. Folien eingestellt und reproduzierbar hergestellt werden kann. Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß auf einer beliebig geformten Unterlage, wie beispielsweise der Fläche eines Werkzeuges, einzelne Tropfen eines flüssigen Polymers, vorzugsweise von Polymeren, die sich in organischen Lösungsmitteln lösen, abge- legt werden. Zum Ablegen der Tropfen wird ein Dosierwerkzeug verwendet, daß mittels einer exakten Positioniereinrichtung im Abstand von dem Werkzeug entlanggeführt wird, wobei mittels einer Triggerung die Tropfen an bestimmten, vorher definierten Punkten der Werkzeuges abgelegt werden. Die Tropfen können nebeneinander abgesetzt werden, so daß sie in Berührung kom- men, um in der Summe einen kontinuierlichen (ggf. auch flüssi- gen) Polymerfilm zu bekommen. Auf diese Art und Weise kann durch mehrere oder viele Schichten sukzessive eine definierte Dickenverteilung der gewünschten Folie aufgebaut werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es ebenso möglich, die einzelnen Tropfen auf dem Werkzeug derart abzulegen, daß diese Tropfen nebeneinander liegen und sich nicht berühren. Nach dem Abtrocknen der einzelnen Tropfen werden dann werden Tropfen sukzessive in die noch unbenetzten freien Zwischenräume abge- legt, so daß auf diese Weise rasterförmig mehrere Bereiche erzeugt werden, die schließlich den gewünschten Film einer definierten Dickenverteilung bilden. Vorzugsweise werden die einzelnen Tröpfchen in einer mit einem Spucken vergleichbaren Vorgang aufgetragen. Alternativ ist jedoch ein Aufsprühen mög- lich, wobei der von dem Dosiersystem geförderte Volumenstrom aus reproduzierbaren Einzeltropfen eines definierten Volumens oder einer definierten Masse besteht. Ebenso ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, über eine zustellbare Achse für eine Dosierspitze die Tropfen einzeln auf dem zu benetzenden Untergrund abzulegen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beim Auftragen unterschiedliche Polymerlösungen verwendet werden, womit mehrschichtige Poly- merfilme erzeugt werden, die einen sandwichartigen Aufbau haben. Dieser Aufbau kann dergestalt sein, daß beispielsweise ein Herzklappensegel eine relativ harte und/oder biegedehnfe- ste Kernschicht besitzt, die von weicheren, biegeelastischeren Werkstoffen umgeben sind. Ggf. können die freien Herzklappen- segelränder, die beim Schließen der Segel aneinanderliegen, als verdickte Dichtlippe ausgebildet sein. Bevorzugte Elasti- zitätsmodule für eine solche Klappensegeloberflächenschicht liegen im Bereich von 4 N/mm2 bis 40 N/mm2, demgegenüber der Kernwerkstoff ein Elastizitätsmodul von 40 N/mm2 bis 200 N/mm2 besitzt. In entsprechender Weise kann auch das Stützgehäuse einer Herzklappe, an dem die Segel befestigt sind, einen rela- tiv härteren Kernbereich besitzen, dessen Elastizitätsmodul beispielsweise im Bereich von 200 N/mm2 bis 1000 N/mm2 liegt.

Dieser Kernbereich ist durch ein oder mehrere Schichten eines weicheren Polymermateriales überzogen.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich selbstverständlich mit den bereits eingangs erwähnten Herstellverfahren durch Tauchen oder Spritzgießen kombinieren, wobei in solchen Fällen das Dosierverfahren zur Oberflächenglättung der Segel durch entsprechenden gezielten Auftrag einzelner Tröpfchen und/oder zum Ankleben der Segel an ein vorhandenes Stützgehäuse verwen- det wird, das ggf. gezielt mit einer Oberflächenbeschichtung aus einem gewünschten bioverträglichen Polymer versehen wird.

In der Oberflächenbeschichtung oder der Tragschicht für die Oberflächenbeschichtung können ggf. auch Zusatzstoffe wie Fasern, vorzugsweise mit einer gezielten Orientierung, oder Füllstoffe eingebracht werden. vorzugsweise wird das Verfahren zur Herstellung einer aus einem Stützkörper und hiermit verbundenen Segeln bestehenden künstlichen Herzklappe verwendet, wobei auf einem Trägerwerk- zeug mit vorderseitig ausgebildeten Formflächen, die der Gestalt der Segel entsprechen, zunächst durch sukzessiven Tropfenauftrag mit zwischenzeitigem Trocknen die Segel aufge- tragen und anschließend in entsprechender Weise zumindest Teile bzw. Schichten des Stützkörpers angeformt werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird nach Aus- bildung eines Teiles des Stützkörpers über den angeformten Stützkörperringteil ein Metallring, vorzugsweise aus Titan oder einer Titanlegierung, übergeschoben und anschließend durch Umschließen bzw. Überziehen des Metallringes und des Stützkörperringteiles der Stützkörper dimensionsgerecht fer- tiggestellt.

Bevorzugt werden bei dem Schichtaufbau jeweils einzelne Tröpf- chen oder ein kontinuierlicher Volumenstrom verwendet, deren bzw. dessen Größe (vor dem Auftrag) einen Durchmesser von 0,2 mm bis 1 mm, vorzugsweise von 0,15 mm bis 1 mm und/oder ein Volumen von 42 nl bis 4,2 ul, vorzugsweise von 34 nl bis 13 ul besitzt. Bevorzugt ist der Flächendurchmesser der aufgetragenen, d. h. der abgelegten Tröpfchen oder des Volumenstromes 0,25 mm bis 2,5 mm. Als vorteilhaft hat sich ferner erwiesen, wenn die Viskosität der zum Auftrag verwendeten Polymerlösung, aus der die Tropfen bestehen, zwischen 1 mPas und 50 Pas liegt. Als Polymerlösung kommt ein in DMAC gelöstes Polyurethan in Betracht, das vorzugsweise in Konzentrationen von 1 % bis 15 % vorliegt.

Der Beschichtungsvorgang nach der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise bei Temperaturen von 15°C bis 60°C, vorzugsweise bis 40°C und/oder. in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt.

Erfindungsgemäß ist auch eine Kombination des nach dem Stand der Technik bekannten Tauchverfahrens mit dem den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden Dosierverfahren möglich, indem z. B. eine erste dünne Schicht durch Eintauchen eines Werkzeuges in eine Polymerlösung mit anschließendem Abtrocknen hergestellt wird. Auf die derart hergestellte Schicht wird gezielt eine weitere Lage durch sukzessiven Tröpfchenauftrag hergestellt, wonach die hergestellte Schicht abermals durch einen Tauchvorgang mit einer weiteren Lage überzogen wird.

Ggf. kann dieser Vorgang so oft wiederholt werden, bis der hergestellte Körper die gewünschte Dicke erreicht hat. Insbe- sondere kann durch den erfindungsgemäßen tröpfchenweisen Auf- trag gezielt eine Dickenverteilung eingestellt werden, bei- spielsweise, indem Segel mit einer verdickten Dichtlippe an den freien Segelrändern erzeugt werden.

Zwar kann mit dem nach dem Stand der Technik bekannten Tauch- verfahren durch Wechsel des Bades, in den der Körper einge- taucht wird, ebenfalls eine mehrschichtige Folie (aus unter- schiedlichen) Polymer-Stoffen hergestellt werden, jedoch besitzt der tröpfchenweise oder strangweise Auftrag über ein entsprechendes Dosierwerkzeug bzw. durch sukzessives gesteuer- tes Auftragen den Vorteil, daß beliebige gewünschte Schicht- dickenverteilungen herstellbar sind. Darüber hinaus können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beliebige Bereich mit einem Auftrag versehen werden, während z. B. bei angewendeten Tauch- verfahren das Werkstück stets die freie Fluidfläche als Begrenzung hat, was beispielsweise den Auftrag"in der Mitte einer Ebene"nicht zuläßt. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch zum Fügen von einzelnen Bauteilen verwenden, wobei gegenüber dem herkömmlichen Kleben der Vorteil gegeben ist, daß die Klebestellen die gewünschte Geometrie erhalten. Dies ist insbesondere bei der Herstellung von Herzklappenprothesen wesentlich, um eine physiologisch optimale Gestaltung auszu- bilden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist zudem eine gezielte Beeinflussung der Bauteileigenschaften möglich. So kann insbe- sondere in der Ebene durch das Auftragen von Polymerraupen in paralleler Linienform auf eine Folie aus weicherem Polymer ein richtungsabhängiges Kraft-Weg-Verhalten erzeugt werden. Ebenso können räumliche Vorzugsrichtungen durch den Aufbau 3-dimensionaler Gebilde aus unterschiedlichen Werkstoffen erzeugt werden.