Einbau von nanoporösen Silicananopartikeln in poröse Platinbeschichtungen zur Anwendung in medizinischen Elektroden

Einleitung / Abstract

Die Erfindung betrifft eine kontrollierte lokale Wirkstofffreisetzung über neuronale Elektroden, z.B. für Cochlea-Implantate.

Hintergrund

Es gibt erhebliche Anstrengungen, um Medikamente mittels unterschiedlicher Methoden von neuronalen Implantaten aus freizusetzen. Es wurde bisher kein nachhaltiges und universelles Konzept gefunden. Platin ist aufgrund seiner guten elektrochemischen Eigenschaften, und da es bioinert ist, als Elektrodenmaterial geeignet. Es lässt sich auch in poröser Form herstellen und könnte in dieser Form Wirkstoffe speichern und wieder abgeben. Aufgrund der chemischen Inertheit ist es aber nur in begrenztem Maß möglich, chemische Oberflächenmodifikationen auf eine Platinoberfläche aufzubringen, um so Wirkstoffe anzukoppeln und deren Freisetzung zu kontrollieren. Nanoporöse Silicananopartikel haben sich als geeignetes Wirkstofffreisetzungssystem erwiesen und befinden sich in der klinischen Erprobung. Allerdings ist Silica ein elektrisch isolierendes Material und damit nicht als Elektrodenmaterial geeignet.

Lösung

Die Erfindung beruht auf der Herstellung eines Hybridsystems aus elektrochemisch abgeschiedenem Platin, welches in den Poren nanoporöse Silicananopartikel enthält und somit die guten elektrochemischen Eigenschaften des Platins als auch die guten Freisetzungseigenschaften von nanoporösen Silicananopartikeln vereint. Die Herstellung erfolgt erfindungsgemäß mittels Kern-Schale-Partikeln mit einem nanoporösen Silica-Kern und einer Polystyrol-Schale. Die Kern-Schale-Partikel werden als Templat bei der Abscheidung von porösen Metallfilmen (z.B. Platin) verwendet, wobei der Kern in der porösen Metallschicht nach Entfernung der (Polystyrol-)Schale durch Calcination oder Extraktion zurück bleibt. Die nanoporösen Silicananopartikel können aufgrund ihrer hohen spezifischen Oberfläche große Mengen an Medikamenten einlagern und so als ein Langzeitwirkstoffdepot wirken. Eine REM-Aufnahme ist in Abb. 2 gezeigt. Es ist die 100 nm dicke Struktur der vor der Synthese bereits vorhandenen Pt-Schicht erkennbar (unterer Doppelpfeil). Auf dieser befindet sich die poröse Platinstruktur (oberer Doppelpfeil). In den Poren dieser Struktur sind die porösen, sphärischen Silica-Nanopartikel erkennbar (Beispiel durch den Kreis markiert).

Vorteile

Anwendungsbereiche

Die Erfindung soll Anwendung finden bei der Freisetzung von Medikamenten und anderen bioaktiven Substanzen über neuronale und medizinische Elektroden.