DE10309558A1 - Antimicrobial surface-modified bandages for wound treatment, e.g. of burns, have a healing and a cell growth stimulating effect and have a chemical element integrated in the surface and molecularly bonded - Google Patents

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Abstract

A surface-modified bandage material or the like (especially an antimicrobial material with healing and a cell growth stimulating effect) comprises a substrate with a selectively modified surface layer with a fixed amount of an active chemical element at least partly integrated close to the surface layer and bonded to the molecular structure of the bandage material. Independent claims are also included for surface modification of the bandage material by implantation of silver, gold, platinum, palladium, zinc, tin, copper, antimony or iodine involving either: (1) placing the substrate in a vacuum chamber and evacuating the chamber and then applying a beam of the required mass-selected, accelerated and positively charged ions to the substrate with scanning of the beam such that ions are incorporated near to the surface of the substrate and the element is bonded to the polymer chain of the substrate; or (2) a filtered cathodic vacuum arc (FCVA) process comprising treatment of substrate in an evacuated chamber with a plasma of high- energy positively charged ions of the required element accelerated by a bias voltage.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbandmaterial o.dgl. mit modifizierter Oberfläche, insbesondere ein Verbandmaterial mit einer erhöhten antimikrobiellen, heilenden und das Zellwachstum stimulierenden Wirkung und ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to a dressing material or the like. with modified surface, especially a dressing material with an increased antimicrobial, healing and the cell growth stimulating effect and method its manufacture.

Aktuelle Wundbehandlungen basieren auf dem Gebrauch von Verbandmaterialien, die zahlreichen Ansprüchen genügen müssen. Sie sollten beispielsweise den Heilungsprozess hinreichend stimulieren und gleichzeitig eine merkliche antimikrobielle Wirkung zur Vermeidung von Wundinfektionen aufweisen. Sie müssen komfortabel, saugfähig, ungiftig, nicht reizend und antiallergisch sein, nicht auf der Wunde haften und wenn möglich eine schmerzlindernde Wirkung ausüben. Schließlich sollen sie den Regenerationsprozess fördern, einfach zu handhaben sein und in kostengünstiger Form zur Verfügung stehen.Current wound treatments are based on the use of dressing materials that have to meet numerous requirements. she should stimulate the healing process sufficiently, for example and at the same time a noticeable antimicrobial effect to avoid of wound infections. You need to be comfortable, absorbent, non-toxic, not irritant and anti-allergic, not sticking to the wound And if possible have an analgesic effect. After all, they are supposed to be the regeneration process promote, be easy to use and available in a cost-effective manner.

Die Begriffe „Verletzung" und „Wunde" beziehen sich auf jegliche Art von Gewebeverletzung einschließlich – aber nicht nur – Schnittwunden, Verbrennungen, Schussverletzungen, Abschürfungen und ähnliche Wunden. Obwohl nicht eindeutig ist, welche Art von Verletzung das höchste Maß an spezieller Behandlung bedarf, ist allgemein bekannt, das bestimmte Arten von Verbrennungen, insbesondere tiefreichende mit teilweiser oder vollständiger Zerstörung der Dermis oder subkutaner Gewebeschichten sehr problematisch hinsichtlich des Heilungsprozesses sind. Die Bandbreite möglicher Verbrennungen variiert stark und beinhaltet unterschiedlichste Verletzungen in Abhängigkeit von der Tiefe, Größe und Lage des geschädigten Gewebes sowie von den Begleitumständen. Verbrennungen werden im allgemeinen nach Größe und Tiefe in Verbrennungen 1. Grades (Epidermis), 2. Grades (Blasenbildung zwischen Dermis und Epidermis), 3. Grades (Nekrose des Gewebes) und 4. Grades (Verkohlung) eingeteilt. Verbrennungen 1. und zum großen Teil 2. Grades verheilen in der Regel von selbst, während Verbrennungen 3. und 4. Grades mit Ausnahme sehr kleinflächiger Verletzungen schlecht verheilen und häufig eine Entfernung des geschädigten Gewebes und eine Hauttransplantation erfordern. Unter ungünstigen Umständen können sich Verbrennungen 2. Grades zu solchen 3. Grades entwickeln. Hinsichtlich der Verletzungsursache sind Verbrennungen durch Hitzeeinwirkung oder Verätzungen am häufigsten. Erstere entstehen durch Körperkontakt mit heißen Gasen, Flüssigkeiten oder Festkörpern, durch Wärmestrahlung oder durch ionisierende Strahlung (z.B. UV-Anteil der Sonnenstrahlung). Verätzungen resultieren aus dem direkten Hautkontakt mit aggressiven Medien wie Säuren und Basen. Jedes Jahr erleiden weltweit Millionen Personen unterschiedlichen Alters und aller sozialen Schichten Unfälle mit Verbrennungen oder ähnlichen Verletzungen.The terms "injury" and "wound" refer to any kind of tissue injury including - but not only - cuts, Burns, gunshot wounds, abrasions and the like Wounds. Although it is not clear what kind of injury that is highest Degree of special Treatment needs are common knowledge of certain types of Burns, especially deep ones with partial or complete destruction of the Dermis or subcutaneous layers of tissue very problematic in terms of of the healing process. The range of possible burns varies strong and includes various injuries depending on on the depth, size and location of the injured Tissue as well as the accompanying circumstances. Burns generally by size and depth in 1st degree burns (epidermis), 2nd degree (blistering between dermis and epidermis), 3rd degree (tissue necrosis) and 4th degree (charring) divided. Burns 1st and for huge Part 2 grades usually heal on their own during burns 3rd and 4th degree bad except for very small-scale injuries heal and often a removal of the injured Tissue and a skin graft. Under unfavorable circumstances can 2nd degree burns develop to 3rd degree. Regarding The cause of the injury is burns caused by heat or burns most frequently. The former arise through physical contact with hot Gases, liquids or solids, through heat radiation or by ionizing radiation (e.g. UV component of solar radiation). acid burns result from direct skin contact with aggressive media like acids and bases. Every year millions of people around the world suffer differently Age and all social strata Accidents with burns or the like Injury.

Ein wesentlicher Grund für das schlechte Verheilen von Verbrennungen ist die Infektion mit Krankheitserregern, speziell Bakterien. Eine optimale Behandlung setzt daher eine starke antibakterielle Wirkung der zur Wundversorgung benutzten Materialien voraus.An essential reason for the bad Healing burns is infection with pathogens, especially bacteria. Optimal treatment therefore sets strong ones antibacterial effect of the materials used for wound care ahead.

Die bakteriziden Eigenschaften einiger Edelmetalle wie Kupfer, Silber, Gold oder Platin sowie anderer Metalle wie Zink und Zinn sind allgemein bekannt. Einige der am häufigsten benutzten Mittel zur Behandlung von Verbrennungen enthalten Silber oder Silberverbindungen als die wesentliche Komponente hinsichtlich der antimikrobiellen Wirkung. Silber selbst ist ein starker bakterizider und fungizider Wirkstoff, der schnell und effektiv gegen zahlreiche Bakterienstämme wirkt [N. Gier in Disinfection, Sterilization, and Preservation, Chapter 18, p. 375, Seymour Block, 3rd edition, Lea & Febiger, Philadelphia, 1983].The bactericidal properties of some Precious metals such as copper, silver, gold or platinum as well as other metals such as zinc and tin are well known. Some of the most common Burn treatment products contain silver or silver compounds as the essential component in terms the antimicrobial effect. Silver itself is a strong bactericide and fungicidal active ingredient that is quick and effective against numerous bacterial strains acts [N. Greed in Disinfection, Sterilization, and Preservation, Chapter 18, p. 375, Seymour Block, 3rd edition, Lea & Febiger, Philadelphia, 1983].

Die bakterizide Wirkung des Silbers beruht im wesentlichen auf der Wirkung des Silberions und kann durch verschiedene Mechanismen erklärt werden. Die wachstumshemmende Wirkung von Silber wird auf die starke Wechselwirkung von Silber mit Thiolgruppen der Atmungsenzyme in der Bakterienzelle zurückgeführt. Weiterhin wird angenommen, dass Silber mit verschiedenen Proteinen reagiert und sich vorzugsweise an DNA-Basen anlagert, was die Reproduktion und die Eiweißsynthese der Bakterien behindert [A.D. Russel und W.B Hugo, Progr. Med. Chem 31 (1994) 351].The bactericidal effect of silver is based essentially on the action of the silver ion and can be different mechanisms explained become. The growth inhibiting effect of silver is on the strong Interaction of silver with thiol groups of the respiratory enzymes in of the bacterial cell. Farther silver is believed to react with various proteins and preferentially attaches to DNA bases, which results in reproduction and protein synthesis the bacteria hinders [A.D. Russel and W.B Hugo, Progr. Med. Chem 31 (1994) 351].

Silber besitzt eine oligodynamische Wirkung, d.h. bereits kleinste, vom silberhaltigen Material freigesetzte Mengen von Silberionen wirken bereits stark bakterizid. Im Gegensatz zu vielen Antibiotika, die krankheitsspezifisch und meist nur gegen bestimmte Bakterienstämme wirksam sind, wirkt Silber lang anhaltend und mehr als Breitband-Antiseptikum. Es ist daher sehr unwahrscheinlich, das Mikroorganismen eine Resistenz gegen Silber entwickeln.Silver has an oligodynamic Effect, i.e. even the smallest released from the silver-containing material Amounts of silver ions are already highly bactericidal. In contrast too many antibiotics that are disease-specific and mostly only against certain strains of bacteria are effective, silver has a long-lasting effect and is more than a broad-spectrum antiseptic. It is therefore very unlikely that microorganisms will become resistant develop against silver.

Auf Grund der antimikrobiellen und fungiziden Eigenschaften von Silber wurden eine Reihe von Behandlungsmethoden entwickelt, die verschiedene Silberverbindungen verwenden und die in der aktuellen Praxis zur Vermeidung einer Wundinfek tion angewendet werden. Beispiele derartiger Verbindungen sind Silbernitrate, Silbersulfadiazine, kolloidale Silberverbindungen und silberhaltige Proteine. Die positive Wirkung beruht generell auf dem Freisetzen von kleinen Mengen von Silberionen bei der Dissoziation der entsprechenden Silberverbindung.Due to the antimicrobial and Fungicidal properties of silver have been used in a number of treatments developed that use different silver compounds and that used in current practice to avoid wound infection become. Examples of such compounds are silver nitrates, silver sulfadiazines, colloidal silver compounds and silver-containing proteins. The positive Effect is generally based on the release of small amounts of Silver ions in the dissociation of the corresponding silver compound.

Leider sind die meisten Silberverbindungen, die leicht dissoziieren und größere Mengen von Silberionen freisetzen können, in hohem Maße toxisch, während weniger toxische Verbindungen wie eine Silbernitratlösung oder eine silbersulfadiazinhaltige Creme schwer dissoziieren und Silberionen in nur unzureichender Menge freisetzen.Unfortunately most of the silver compounds, which easily dissociate and larger amounts release silver ions to a great extent toxic while less toxic compounds such as a silver nitrate solution or Difficult to dissociate a cream containing silver sulfadiazine and silver ions release in insufficient quantities.

Silber und Silberverbindungen wurden unter Benutzung herkömmlicher Beschichtungsmethoden in verschiedene Verbandmaterialien inkorporiert. Die folgenden Beispiele illustrieren den gegenwärtigen Stand der Technik derartiger Verfahren.Silver and silver compounds were made using conventional Coating methods incorporated in various dressing materials. The following examples illustrate the current state of the art of such Method.

Im US Patent No. 4 728 323 legt C. Matson ein antimikrobielles Verbandmaterial offen, bei dem ein geeignetes Substrat mit einer dünnen Schicht Silberchlorid oder Silbernitrat überzogen wird, die durch Verdampfen oder Sputtern aufgebracht wurde.In U.S. Patent No. 4,728,323 sets C. Matson open an antimicrobial dressing material where a suitable Substrate with a thin Layer of silver chloride or silver nitrate is coated by evaporation or sputtering was applied.

Das US Patent No. 2 934 066 von H. Stowasser beschreibt ein Verbandmaterial bestehend aus einem Fasergewebe, das durch Vakuumabscheidung mit metallischem Silber beschichtet ist.US Patent No. 2 934 066 by H. Stowasser describes a dressing material consisting of a fiber tissue, which is coated with metallic silver by vacuum deposition is.

Acticoat (Westaim Biomedical Inc. Alberta, Kanada) ist ein Verbandmaterial, das aus zwei Polyethylennetzen mit einer inneren saugfähigen Schicht besteht. Das Netz ist durch Sputtern mit nanokristallinem Silber beschichtet, das bei Wasserkontakt eine rasche und kontinuierliche Freigabe von Silberionen erlaubt.Acticoat (Westaim Biomedical Inc. Alberta, Canada) is a dressing material made up of two polyethylene nets with an inner absorbent Layer. The network is made by sputtering with nanocrystalline Silver coated, which is quick and continuous when in contact with water Release of silver ions allowed.

Silberlon® (Argentum Medical, LLC, Georgia, USA) besteht aus einem dreidimensionalen versilberten Polyamidgewebe, bei dessen Herstellung ein autokatalytischer, stromloser Versilberungsprozess benutzt wurde.Silberlon ® (Argentum Medical, LLC, Georgia, USA) consists of a three-dimensional silver-coated polyamide fabric, which was manufactured using an autocatalytic, electroless silver-plating process.

Noch ein weiteres Produkt dieser Art, SPI-Argent (Spire Corporation, USA), verwendet eine infektionshemmende Silberbeschichtung, die auf Polymer-, Metall- und Keramikoberflächen von medizinischen Geräten mittels ionenstrahlgestützter Abscheidung aufgebracht wird. Diese Beschichtung soll das Risiko einer Infektion durch Bakterien verringern, ohne das es zu unerwünschten Nebenwirkungen kommt.Yet another product of this Art, SPI-Argent (Spire Corporation, USA), uses an anti-infectious agent Silver coating on polymer, metal and ceramic surfaces from medical devices by means of ion-beam assisted Deposition is applied. This coating is said to be at risk reduce bacterial infection without causing unwanted Side effects comes.

Verschiedene Versuche [z.B. M. Marino et al, Journal of Biological Physics 12 (1984) 93; auch J. Haynes and J. Mansour, US Patent 4 886 505] wurden unternommen, um die antimikrobielle Wirksamkeit von metallischen Silberbeschichtungen durch elektrische Aktivierung oder galvanische Prozesse zu erhöhen.Different attempts [e.g. M. Marino et al, Journal of Biological Physics 12 (1984) 93; also J. Haynes and J. Mansour, U.S. Patent 4,886,505] were made to the antimicrobial effectiveness of metallic silver coatings through electrical activation or galvanic processes.

Ein genereller Nachteil metallischer Silberbeschichtungen ist die niedrige Diffusionsrate von Silberionen von der Schichtoberfläche zum Wundgebiet. Elektrische und Galvanische Aktivierung führt meist nicht zum kontrollierten und kontinuierlichen Freisetzen von Silberionen in ausreichender Menge und über längere Zeiträume hinweg. Derartige Beschichtungen sind daher für ambulante Behandlungen ungeeignet.A general disadvantage of metallic Silver coatings is the low diffusion rate of silver ions from the layer surface to the wound area. Electrical and galvanic activation mostly leads not for the controlled and continuous release of silver ions in sufficient quantity and over longer periods. Such coatings are therefore unsuitable for outpatient treatments.

Weiterhin wurde in letzter Zeit festgestellt, das viele medizinische Produkte, die Silbersalze oder kolloidale Silberverbindungen enthalten, nicht generell als sicher und effizient eingeschätzt werden können, da sie möglicherweise unerwünschte Nebenwirkungen verursachen [z.B. M.C. Fung and D.L. Bowen, J. Toxicol. Clin. Toxicol. 34 (1996) 119].Furthermore, it has recently been found the many medical products, the silver salts or colloidal Containing silver compounds, not generally as safe and efficient estimated can be as they may undesirable Cause side effects [e.g. M. C. Fung and D.L. Bowen, J. Toxicol. Clin. Toxicol. 34 (1996) 119].

Es ist daher Vorsicht geboten, die antimikrobiellen und heilenden Eigenschaften von Silber zu verallgemeinern, da Silber unter bestimmten Umständen schädlich wirken kann. Es ist schwierig, einen bestimmten positiven Effekt zu garantieren und auszuschließen, dass dieser nicht durch eine unerwünschte Nebenwirkung kompensiert wird.Therefore, caution is advised generalize antimicrobial and healing properties of silver, because silver in certain circumstances harmful can work. It is difficult to have a certain positive effect to guarantee and exclude that this is not compensated for by an undesirable side effect becomes.

Die Eigenschaften und die damit verbundenen Nutzungsmöglichkeiten von Silber hängen stark von der Zustandsform ab, in der sich das Silber in der Wunde befindet. Beispielsweise ist Platin, mit ähnlicher antimikrobieller Wirkung wie Silber, in metallischer Form stark reflektierend mit einem Emissionsvermögen von 0.06 bei 200°C, während das stark absorbierende schwarze Platin ein Emissionsvermögen von 0.9 aufweist. Letzteres fällt aus der Lösung mit Teilchengrößen im Bereich 8 bis 10 nm aus.The properties and the associated uses hanging from silver strongly depend on the state in which the silver is in the wound located. Platinum, for example, has a similar antimicrobial effect like silver, highly reflective in metallic form with an emissivity of 0.06 at 200 ° C, while the highly absorbent black platinum has an emissivity of 0.9. The latter falls from the solution with particle sizes in the range 8 to 10 nm.

In einer kürzlich veröffentlichten Studie wurde die antimikrobielle Wirksamkeit der bereits erwähnten Verbandmaterialien Acticoat und Silverlon® miteinander verglichen [J. w. Richard III et al, Journal of Burns, 1 (2002) 11]. Die Ergebnisse der Studie legen nahe, dass Acticoat aufgrund struktureller Unterschiede im Gewebe effizienter als Silverlon® wirkt. Obwohl die gesamte mit Silber beschichtete Oberfläche von Silverlon® bis zu 50 mal größer als die von Acticoat ist, setzt letzteres wegen der nanokristallinen Zustandsform von Silber dieses wesentlich effizienter frei. Diese Belege unterstreichen die primäre Bedeutung der Zustandsform von Silber für die antimikrobielle und heilende Wirkung.A recently published study compared the antimicrobial effectiveness of the previously mentioned dressing materials Acticoat and Silverlon ® [J. w. Richard III et al, Journal of Burns, 1 (2002) 11]. The results of the study suggest that Acticoat acts more efficiently than Silverlon ® due to structural differences in the tissue. Although the entire silver-coated surface of Silverlon ® is up to 50 times larger than that of Acticoat, the latter releases it much more efficiently due to the nanocrystalline state of silver. This evidence underlines the primary importance of the condition of silver for its antimicrobial and healing effects.

Ein allgemeines Merkmal der nach heutigem Stand der Technik hergestellten Standardbeschichtungen ist, dass auf der Oberfläche eines Trägersubstrates eine zusätzliche silberhaltige Schicht aufgebracht wird. Diese bildet als neue Phase eine Heteroschicht über dem Substrat und ist in der Regel nicht mit dem Substrat kompatibel. Dies hat schlechte Hafteigen schaften zur Folge, und Silber kann auch nicht in therapeutisch sinnvollen Mengen freigesetzt werden. In einigen Fällen wird der Nutzeffekt derartiger Beschichtungen, insbesondere in Mehrfachschichtsystemen, durch die Komplexität und die Kosten der Herstellung kompensiert. Die Atome einer solchen Heteroschicht tendieren dazu, sich leicht vom Substrat abzulösen.A general characteristic of the state-of-the-art standard coatings is that on the surface of a carrier substrate an additional silver-containing layer is applied. This forms as a new phase a hetero layer over the substrate and is usually not compatible with the substrate. This results in poor adhesive properties, and silver can are also not released in therapeutically meaningful amounts. In some cases the usefulness of such coatings, especially in multi-layer systems, by the complexity and compensated for the cost of manufacture. The atoms of one Heterolayer tend to separate from the substrate easily.

Der Begriff „Standardbeschichtung" wird hier für Beschichtungsverfahren mittels Verdampfung (durch induktives Heizen, Widerstandsheizen und mit Hilfe eines Elektronenstrahls) und Magnetron-Sputtern benutzt, die beide zu einer Gruppe von Techniken zählen, die als physikalische Abscheidung aus der Dampfphase (PVD) bezeichnet werden. Die Verdampfung liefert einen Metalldampf mit Teilchen, deren kinetische Energien im thermischen Bereich liegen und die einfach auf einem Substrat kondensieren.The term "standard coating" is used here for coating processes by means of evaporation (through inductive heating, resistance heating and with the help of an electron beam) and magnetron sputtering, which both belong to a group of techniques called physical Vapor deposition (PVD). The evaporation delivers a metal vapor with particles whose kinetic energies in the thermal range and which simply condense on a substrate.

Beim Sputtern wird ein Teilchenstrom mit einer Durchschnittsenergie von wenigen Elektronenvolt (eV) und einem großen Anteil an neutralen, niederenergetischen Teilchen erzeugt. Mit derartigen Prozessen hergestellte Beschichtungen sind für viele Anwendungen ausreichend. In zunehmenden Maße gibt es jedoch Fälle, in denen mittels PVD hergestellte Metallschichten eine nicht ausreichende Haftung, Bedeckung oder Dichte aufweisen. Dies gilt insbesondere für komplex aufgebaute Substratmaterialien.Sputtering produces a particle stream with an average energy of a few electron volts (eV) and a large proportion of neutral, low-energy particles. Coatings made with such processes are sufficient for many applications. However, there are increasing cases in which metal layers produced using PVD do not have sufficient adhesion, covering or density. This applies in particular to complex substrate materials.

Es ist daher notwendig, alternative Techniken in Betracht zu ziehen. Die Nützlichkeit von Silber und anderen Elementen in der Wundbehandlung kann enorm gesteigert werden, wenn bei der Herstellung von Verbandmaterialien Prozesse zur Anwendung kommen, die es erlauben, mittels energetischer Ionenstrahlen oder energetischer, hoch ionisierter Plasmastrahlen Silber und andere Elemente in Schichttiefen unterhalb der Oberfläche zu inkorporieren. Insbesondere wenn die Energie der einfallenden Ionen eine Größenordnung von etwa 20 eV übersteigt, können diese tiefer als die äußere Atomlage eindringen und dort zum Bestandteil der oberflächennahen Schicht werden.It is therefore necessary to find alternative ones Consider techniques. The usefulness of silver and others Elements in wound care can be increased tremendously, though processes for the application of dressing materials come that allow, by means of energetic ion beams or energetic, highly ionized plasma rays silver and other elements in layer depths below the surface to incorporate. Especially when the energy of the incident Ions an order of magnitude of about 20 eV, can this deeper than the outer atomic layer penetrate and become part of the near-surface layer.

Wie bereits erwähnt, sollte das Inkorporieren von atomaren Silber unmittelbar unter die Oberfläche des Verbandmaterials den Heilungsprozess beschleunigen.As already mentioned, the incorporation should of atomic silver just below the surface of the dressing material Accelerate the healing process.

Aufgrund des großen Anteils niederenergetischer Partikel mit einer Energie kleiner 5 eV können diese bei PVD-Techniken keine Materialschichten unterhalb der Oberfläche erreichen. Das Anlegen einer Vorspannung würde dieses Problem nicht beheben, da ein Großteil der Partikel elektrisch neutral ist und im elektrischen Feld nicht beschleunigt werden kann.Because of the large proportion of low energy Particles with an energy of less than 5 eV can do this with PVD techniques do not reach layers of material below the surface. The mooring a bias would don't fix this problem because a lot of the particles are electrical is neutral and cannot be accelerated in the electric field.

Obwohl die soeben erwähnten Methoden verschiedene Probleme, die beim Einsatz von Verbandmaterialen entstehen, gelöst haben, gibt es weiterhin eine Nachfrage nach effizienten und kostengünstigen Verbandmaterialen mit verbesserten antimikrobiellen und heilenden Eigenschaften.Although the methods just mentioned various problems that arise when using dressing materials, solved there is still a demand for efficient and inexpensive Dressing materials with improved antimicrobial and healing Characteristics.

Die Ionenimplantation ist eine bekannte Methode zur Oberflächenbehandlung von Materialien. Ein Strom positiv geladener Atome oder Moleküle (Ionen) passiert einen Analysatormagneten, der Ionen eines bestimmten Elementes, einer bestimmten Masse und einer bestimmten Ladung selektiert. Die Ionen werden dann auf eine Energie von typischerweise 5 bis 200 keV beschleunigt und in das Substratmaterial implantiert, wo sie die Eigenschaften oberflächennaher Bereiche signifikant ändern können.Ion implantation is a well known Surface treatment method of materials. A stream of positively charged atoms or molecules (ions) passes an analyzer magnet, the ions of a certain element, a certain mass and a certain charge. The Ions are then at an energy of typically 5 to 200 keV accelerates and implants in the substrate material where it the properties closer to the surface Change areas significantly can.

Der Implantationsprozess wird typischerweise bei einem Druck von 10–4 bis 10–5 Torr und mit Dosen im Bereich 1014 bis 101 7 Ionen pro cm2 ausgeführt. Die durchschnittliche Eindringtiefe bzw. die sogenannte projizierte Reichweite Rp der Ionen hängt von deren Energie und Masse sowie der Masse der Substratatome ab und liegt normalerweise im Mikrometer- und Submikrometerbereich. Die Ionenimplantation ist ein Nichtgleichgewichtsprozess, der es erlaubt, Löslichkeitsgrenzen zu überschreiten, neue Phasen und Verbindungen zu bilden und Elemente zu implantieren, die auf andere Art und Weise nicht oder nur sehr schwer in das Substratmaterial inkorporiert werden können. Die Materialeigenschaften, die mit Hilfe der Implantation geändert werden können, hängen ebenfalls von Energie und Masse der Ionen, der Dosis (Ionen pro cm2), der Stromdichte (typischerweise in μAcm–2) sowie der Dosisrate (Ionen pro cm2 und s) ab. Die Implantation findet gewöhnlich bei Raumtemperatur statt und ändert weder die Substratabmessungen (wie z.B. durch das Aufbringen „dicker" Schichten) noch die Materialeigenschaften im Volumen fernab der Oberfläche.The implantation process is typically carried out at a pressure of 10 -4 to 10 -5 Torr and at doses in the range 10 14 to 10 1 7 ions per cm 2. The average penetration depth or the so-called projected range R p of the ions depends on their energy and mass as well as the mass of the substrate atoms and is normally in the micrometer and submicron range. Ion implantation is a non-equilibrium process that allows solubility limits to be exceeded, new phases and connections to be formed, and elements to be implanted that are otherwise difficult or impossible to incorporate into the substrate material. The material properties that can be changed with the implantation also depend on the energy and mass of the ions, the dose (ions per cm 2 ), the current density (typically in μAcm -2 ) and the dose rate (ions per cm 2 and s) from. The implantation usually takes place at room temperature and does not change the substrate dimensions (such as through the application of “thick” layers) or the material properties in the volume far from the surface.

Der praktische Einsatz der Ionenimplantation konzentriert sich auf die Halbleiterindustrie und in etwas geringerem Maße auf die Oberflächenbehandlung von Metallen und Keramiken [z.B. J.F. Ziegler, Ion Implantation, Science and Technology (1996), Ion Implant. Technol. Co; auch G. Dearnaley, J.H. Freeman, R.S. Nelson and J. Stephen, Ion Implantation (1973), North-Holland Publ., Amsterdam].The practical use of ion implantation focuses on the semiconductor industry and somewhat less Measurements on the surface treatment of metals and ceramics [e.g. J.F. Ziegler, ion implantation, Science and Technology (1996), Ion Implant. Technol. Co; also G. Dearnaley, J.H. Freeman, R.S. Nelson and J. Stephen, Ion Implantation (1973), North Holland Publ., Amsterdam].

Typische Ionenimplanter bestehen aus einer Ionenquelle, die die energetischen, positiv geladenen Ionen liefert, Einrichtungen zur Strahlführung, einem Massenanalysator und einer Implantationskammer.Typical ion implants exist from an ion source that the energetic, positively charged Ion supplies, devices for beam guidance, a mass analyzer and an implantation chamber.

Die Oberflächenmodifikation von Polymeren durch Ionenimplantation ist ein relativ junger Forschungszweig. Ein Großteil der Arbeiten auf diesem Gebiet beziehen sich auf die Änderung einer bestimmten Materialeigenschaft wie Leitfähigkeit, Härte, Verschleiß, Reibungszahl, chemische Stabilität etc. [z.B. R.D. Day et al, US Patent 4 491 605; R.C. Tennyson et al, US Patent 5 683 757; G. R. Rao, K. al, US Patent 5 683 757; G. R. Rao, K. Monar, E. H. Lee and J. Treglio, Surface and Coatings Technology, 64 (1994) 69].The surface modification of polymers ion implantation is a relatively young branch of research. A big part of the work in this area relates to the change a certain material property such as conductivity, hardness, wear, coefficient of friction, chemical stability etc. [e.g. R.D. Day et al, U.S. Patent 4,491,605; R.C. Tennyson et al, U.S. Patent 5,683,757; G. R. Rao, K. al, U.S. Patent 5,683,757; G. R. Rao, K. Monar, E. H. Lee and J. Treglio, Surface and Coatings Technology, 64 (1994) 69].

Das US Patent No. 4 452 827 legt ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von synthetischen und natürlichen Polymeren mittels Ionenimplantation von Metallen, Nichtmetallen und Gasen offen. Der Begriff „Polymer", wie er von den Autoren das oben erwähnten Patents gebraucht wird, beinhaltet synthetische Polymere, die durch Polykondensation, Polyaddition oder Polymerisation hergestellt wurden; künstliche Fasergewebe; natürliche Polymere wie Baumwolle, Wolle, Zellulose, Leder etc. und daraus hergestellte Materialien sowie Harze und Lacke.US Patent No. 4,452,827 a method of surface treatment of synthetic and natural Polymers using ion implantation of metals, non-metals and gases open. The term "polymer" as used by the Authors the above Patents used include synthetic polymers made by Polycondensation, polyaddition or polymerization were prepared; artificial Fiber fabric; natural Polymers such as cotton, wool, cellulose, leather etc. and from them manufactured materials as well as resins and varnishes.

Es ist bekannt, dass die Verwendung eines hoch ionisierten Plasmastrahls die gleichen Vorteile bei der Oberflächenmodifizierung von Materialien bietet wie die Ionenimplantation. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Ionen vom Plasmastrahl extrahiert und in die oberflächennahe Region des zu behandelnden Materials implantiert werden.It is known to use of a highly ionized plasma jet has the same advantages in surface modification of materials like ion implantation. This is especially true then when the ions are extracted from the plasma jet and into the surface Region of the material to be treated.

Filtered Cathodic Vacuum Arc (FCVA) ist ein vergleichsweise neues Verfahren dieser Art. Bei der FCVA wird ein Lichtbogen zwischen Kathode und Anode gezündet, wobei erstere aus einem bestimmten leitfähigen Material besteht, das die Erzeugung eines energiereichen Plasmas erlaubt. Dieses wird nach Passieren eines magnetischen Filters auf das Substrat geleitet. Das Plasma ist zu fast 100 o ionisiert, und die Ionen des Plasmastrahls haben eine kinetische Energie im Bereich 10 bis 100 eV. Die Energie der Ionen kann kontrolliert auf einige keV erhöht werden, indem das zu behandelnde Substrat oder der Substrathalter negativ vorgespannt werden.Filtered Cathodic Vacuum Arc (FCVA) is a comparatively new process of this kind. In the FCVA, an arc is ignited between the cathode and the anode, the former consisting of a specific conductive material that allows the generation of an energy-rich plasma. This is passed onto the substrate after passing through a magnetic filter. The plasma is ionized to almost 100 o, and the ions of the plasma beam have a kinetic energy in the range of 10 to 100 eV. The energy of the ions can be can be increased to a few keV by negatively biasing the substrate to be treated or the substrate holder.

Der physikalische Hintergrund, bisherige Entwicklungen und aktuelle Fortschritte bei der Anwendung von Vakuumlichtbögen sind in einer Reihe von Arbeiten dargestellt [z.B. in D.M. Sanders et al, IEEE Trans. Plasma Sci. 18 (1990); auch P.J. Martin, Surface Coating Technol. 54/55 (1992) 136; S. Anders et al, IEEE Trans. Plasma Sci. 25 (1997) 670 und I.G. Brown, Ann. Rev. Mat. Sci. 28 (1998) 243].The physical background, previous Developments and current advances in the use of vacuum arcs are presented in a number of papers [e.g. in D.M. Sanders et al, IEEE Trans. Plasma Sci. 18 (1990); also P.J. Martin, Surface Coating Technol. 54/55 (1992) 136; S. Anders et al, IEEE Trans. Plasma sci. 25 (1997) 670 and I.G. Brown, Ann. Rev. Mat. Sci. 28 (1998) 243].

Bei der FCVA-Behandlung wird das Targetmaterial, wie z.B. Silber, das gleichzeitig als Kathode fungiert, durch die Einwirkung des Lichtbogens sukzessive verdampft. Ein typisches FCVA-System besteht aus einer Vakuumkammer, einer Kathode, einer Spannungsversorgung für den Lichtbogen, einer Zündeinrichtung, einer Anode, einem magnetischen Filtersystem und einem Substrathalter mit Spannungsversorgung.With FCVA treatment, this will be Target material, e.g. Silver, which also acts as a cathode, gradually evaporated by the action of the arc. A typical one FCVA system consists of a vacuum chamber, a cathode, one Power supply for the arc, an ignition device, one Anode, a magnetic filter system and a substrate holder with power supply.

Der Lichtbogen wird durch das Anlegen eines Hochspannungspulses an eine Elektrode in unmittelbarer Nähe der Kathode (d.h. durch Gasentladung) oder mechanisch gezündet. Der Brennfleck des Lichtbogens wandert in statistisch zufälliger Weise über die Oberfläche der Kathode und verdampft dort das Kathodenmaterial. Der Lichtbogen wird durch die Ausbildung eines energiereichen Plasmas aufrechterhalten, das ionisierte Atome und Moleküle, einen gewissen Anteil Neutralteilchen sowie Mikropartikel enthält. Letztere haben eine Größe im Bereich von 1 μm und entstehen bei der Zündung des Lichtbogens. Das sich ausdehnende Plasma gelangt in den Bereich des ringförmig gekrümmten Magnetfilters, wo die Neutralteilchen und Mikropartikel aussortiert werden. Durch das axiale Magnetfeld des Filters werden die Elektronen des Plasmas zu einer engen spiralförmigen Bewegung um die magnetischen Feldlinien und entlang der Krümmung des Filters gezwungen. Die Elektronen erzeugen ein negatives elektrisches Potential, das die positiv geladenen Ionen anzieht, die damit der Bewegung der Elektronen folgen. Die Neutralteilchen und Mikropartikel bewegen sich jedoch auf einer geraden Flugbahn und können damit den gekrümmten Magnetfilter nicht passieren. Das Plasma verlässt den Magnetfilter zu fast 100% ionisiert und trifft dann auf die Substratoberfläche.The arc is created by applying a high voltage pulse to an electrode in the immediate vicinity of the cathode (i.e. by gas discharge) or mechanically ignited. The focal spot of the arc wanders in statistically random Way over the surface the cathode and evaporates the cathode material there. The arc is maintained by the formation of a high-energy plasma, that ionized atoms and molecules, contains a certain proportion of neutral particles and microparticles. Latter have a size in the range of 1 μm and arise during ignition of the arc. The expanding plasma gets into the area the ring-shaped curved Magnetic filter, where the neutral particles and microparticles are sorted out become. The electrons are separated by the axial magnetic field of the filter of the plasma in a tight spiral movement around the magnetic Field lines and along the curvature of the filter. The electrons create a negative electrical Potential that attracts the positively charged ions, which the Follow the movement of the electrons. The neutral particles and microparticles however move in a straight trajectory and can the curved one Magnetic filter does not happen. The plasma almost leaves the magnetic filter 100% ionizes and then hits the substrate surface.

Der FCVA-Prozess bietet viele Vorteile gegenüber den PVD-Techniken wie höhere Aufdampfrate, bessere Haftung und Homogenität der Beschichtung sowie niedrige Prozesstemperaturen. Die FCVA ist vor allem in Bereichen einsetzbar, wo eine weniger strenge Kontrolle der Prozessparameter als wie bei der PVD ausreichend ist und hohe Prozesstemperaturen nicht zwingend notwendig sind. Letzteres erlaubt die Beschichtung von Materialien mit niedrigem Schmelzpunkt, z.B. Polymersubstrate.The FCVA process offers many advantages across from the PVD techniques like higher Evaporation rate, better adhesion and homogeneity of the coating as well as low Process temperatures. The FCVA is mainly used in areas where less stringent control of process parameters than as in the PVD is sufficient and high process temperatures are not essential are necessary. The latter allows materials to be coated with a low melting point, e.g. Polymer substrates.

Der Hauptvorteil der FCVA gegenüber der Ionenimplantation ist die Fähigkeit, große Flächen in kürzerer Zeit zu prozessieren und die Möglichkeit, diese Methode problemlos im großindustriellen Maßstab anzuwenden. Die Vorteile der Ionenimplantation liegen in der genauen Kontrolle von Dicke und Zusammensetzung der zu implantierenden Schicht sowie dem hohen Grad an Reproduzierbarkeit.The main advantage of the FCVA over the Ion implantation is the ability size surfaces in shorter Time to process and the opportunity this method easily in large industrial scale apply. The advantages of ion implantation lie in the exact Check the thickness and composition of the layer to be implanted as well as the high degree of reproducibility.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbandmaterial o.dgl. mit modifizierter Oberfläche zu schaffen, das eine besonders gute antimikrobielle Wirkung aufweist, ungiftig ist, den Wundheilungsprozess fördert und kostengünstig hergestellt werden kann.The invention is based on the object a dressing material or the like with a modified surface, which has a particularly good antimicrobial effect, non-toxic is promoting the wound healing process and inexpensive can be manufactured.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einem Verbandmaterial der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.The basis of the invention The task is with a dressing material of the type mentioned solved by the characterizing features of claim 1.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den zugehörigen Unteransprüchen hervor.Further refinements of the invention go from the associated dependent claims out.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges und effektives Verfahren zur Oberflächenmodifikation eines Verbandmateriales zu schaffen.The invention is also the object underlying an inexpensive and effective method for surface modification of a dressing material to accomplish.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 10 gelöst.This task is characterized by the Characteristics of the independent Claim 10 solved.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den zugehörigen Unteransprüchen hervor.Further refinements of the invention go from the associated dependent claims out.

Die hier vorliegende Erfindung beschreibt neuartige, oberflächenbehandelte Verbandmaterialien mit ausgeprägter antimikrobieller und heilender Wirkung sowie Verfahren zu ihrer Herstellung. Statt eine silberhaltige Heteroschicht auf einer Polymeroberfläche aufzubringen, hat sich gezeigt, das derartige Verbandmaterialien durch die gezielte Modifikation oberflächennaher Schichten hergestellt werden können, insbesondere durch die Inkorporation von Silber und anderen geeigneten Substanzen mittels der beiden bereits erwähnten energetischen Vakuumprozesse, die Ionenimplantation und die FCVA.The present invention describes here novel, surface-treated Dressing materials with pronounced antimicrobial and curative effects and methods for their Production. Instead of applying a silver-containing heterolayer on a polymer surface, has been shown that such dressing materials through the targeted Modification near the surface Layers can be made especially through the incorporation of silver and other suitable ones Substances by means of the two energetic vacuum processes already mentioned, ion implantation and FCVA.

Wenn ein geeigneter antimikrobieller Wirkstoff wie Silber in die oberflächennahen Schichten eines Verbandmaterials inkorporiert wurde, das in Kontakt mit der Wunde und des umgebenden Gewebes ist, so spielt dieses Verbandmaterial eine aktive Komponente im Heilungsprozess und ist nicht nur ein passives Substrat, das lediglich als Träger für andere antimikrobielle Wirkstoffe oder als Abschirmung gegen Mikroorganismen der Umgebung dient.If a suitable antimicrobial Active substance like silver in the layers of a dressing material near the surface was incorporated into contact with the wound and the surrounding area Tissue, this dressing material plays an active component in the healing process and is not just a passive substrate that only as a carrier for others antimicrobial agents or as a shield against microorganisms Environment serves.

Die Oberflächenmodifikation mit Hilfe der bereits erwähnten zwei Methoden ist der Standardbeschichtung in dem Sinne überlegen, das eine oberflächennahe Schicht mit stark veränderten Eigenschaften hergestellt werden kann. Eine vorzügliche Haftung besteht bereits dadurch, dass die modifizierte Schicht inhärenter Bestandteil des ursprünglichen Materials ist. Silber oder jedes andere geeignete Element ist auf atomaren Niveau auf der Oberfläche oder in der oberflächennahen Schicht lokalisiert, und ist dort durch die internen Bindungsverhältnisse stark gebunden.The surface modification with the help of those already mentioned two methods is superior to standard coating in the sense the one near the surface Layer with greatly changed Properties can be made. Excellent liability already exists in that the modified layer is inherent part of the original Material is. Silver or any other suitable element is on atomic level on the surface or near the surface Layer localized, and is there by the internal bond relationships strongly bound.

Weiterhin ist Silber in dieser Schicht nur in extrem gerin gen Mengen in der Größenordnung von einigen mg/m2 vorhanden, so dass die Toxizität gegen Null geht. Eine Vielzahl anderer Elemente können in das Substratmaterial inkorporiert werden, einschließlich solche, die nicht durch andere Prozesse eingebracht werden können. Es ist ebenfalls von Vorteil, das Silber oder andere geeignete Elemente gerade in preisgünstige Verbandmaterialien wie z.B. solche aus Baumwolle inkorporiert werden können. Im Prinzip kann auch jedes andere Material wie Folien, Gewebe, Textilien etc. auf die gleiche Art behandelt werden.Furthermore, silver is only present in this layer in extremely small amounts on the order of a few mg / m 2 , so that the toxicity goes to zero. A variety of other elements can be incorporated into the substrate material, including those that cannot be incorporated by other processes. It is also advantageous that silver or other suitable elements can be incorporated into inexpensive dressing materials such as cotton. In principle, any other material such as foils, fabrics, textiles etc. can be treated in the same way.

Die mit Hilfe dieser Erfindung modifizierten Verbandmaterialien behalten ihre ursprünglichen positiven Eigenschaften, weisen aber eine verbesserte Heilwirkung auf. Sie sind daher luft- und schweißdurchlässig, ungiftig und nicht reizend. Aufgrund ihrer leichten Gewebestruktur wirken sie sich günstig auf den Verlauf von Wundfieber oder möglichen Flüssigkeitsverlusten aus, sind aber hinreichend porös, um ein Aufweichen zu verhindern. Sie wirken schmerzlindernd und fördern die Epithelisierung.The modified with the help of this invention Dressing materials retain their original positive properties, but have an improved healing effect. They are therefore air and permeable to sweat, non-toxic and not lovely. Work due to their light fabric structure they are cheap on the course of wound fever or possible loss of fluid but sufficiently porous, to prevent softening. They have an analgesic and promote epithelization.

Weitere Vorteile bestehen im einfachen Gebrauch sowie in den niedrigen Herstellungskosten. Der hier vorgeschlagene Herstellungsprozess ist unkompliziert und leicht zu kontrollieren. Er erlaubt kurze Prozesszeiten, insbesondere im Falle der FCVA, und erfordert keine Vorbehandlungen des zu modifizierenden Materials. Die derart hergestellten Verbandmaterialien eignen sich für lange Behandlungszeiten und können direkt und ohne Sterilisation auf das Wundgebiet aufgelegt werden.Other advantages are simple Use as well as in low manufacturing costs. The one proposed here Manufacturing process is straightforward and easy to control. It allows short process times, especially in the case of the FCVA, and does not require any pre-treatment of the material to be modified. The Dressing materials produced in this way are suitable for long Treatment times and can can be applied directly to the wound area without sterilization.

Die Erfindung wird nun an einem Ausführungsbeispiel mit dem Ziel beschrieben, verschiedene mögliche Ausführungen aufzuzeigen.The invention is now based on an embodiment Described with the aim of showing different possible designs.

Die Erfindung ist daher nicht auf die im nachfolgenden be schriebenen speziellen Prozessschritte, Herstellungsbedingungen und Strukturen beschränkt.The invention is therefore not based on the special process steps and manufacturing conditions described below and structures limited.

Die Oberflächenbehandlung im Rahmen dieser Erfindung besteht aus einem einzelnem Schritt, entweder Ionenimplantation oder FCVA. Es ist keine Vor- oder Nachbehandlung des Substrats vonnöten.The surface treatment under this Invention consists of a single step, either ion implantation or FCVA. No pre- or post-treatment of the substrate is required.

Die zu modifizierenden Substrate bestehen vorzugsweise aus herkömmlichen Verbandmaterial aus Baumwolle. Es wird aber angemerkt, dass das Substrat im Rahmen dieser Erfindung nicht notwendigerweise aus einem zelluloseartigen Material bestehen muss, sondern auch aus anderen natürlichen und synthetischen Materialien wie Leinen, Seide, Wolle, Nylon, Polyester, Polypropylen, Polyolefin, Fluorokarbonate, Carboxymethylcellulose, Kalziumalginat etc. zusammengesetzt sein kann.The substrates to be modified consist preferably of conventional Dressing material made of cotton. However, it is noted that that Substrate in the context of this invention not necessarily from one cellulose-like material must exist, but also from others natural and synthetic materials such as linen, silk, wool, nylon, polyester, Polypropylene, polyolefin, fluorocarbonates, carboxymethyl cellulose, Calcium alginate etc. can be composed.

Generell sollte das Substratmaterial flexibel und biologisch inert sein. Demzufolge kann das Substrat aus einer Vielfalt natürlicher und synthetischer Polymere ausgewählt werden. Das Substrat kann aus Textilien und Gewebe jeglicher Art, Polymerfolien, Dünnschicht- oder Kompositgewebe, Polyurethanschäume etc. bestehen. Alle soeben aufgeführten Materialien werden im weiteren als „Substrat" bezeichnet. Die im folgenden verwendeten Begriffe „Substratmaterial", „Polymer" oder „Polymermaterial" werden im gleichen Sinne gebraucht.Generally the substrate material be flexible and biologically inert. As a result, the substrate can be made from a variety of natural and synthetic polymers can be selected. The substrate can from textiles and fabrics of all kinds, polymer films, thin-film or composite fabrics, polyurethane foams, etc. exist. All just now listed Materials are referred to hereinafter as "substrate". Those used below Terms "substrate material", "polymer" or "polymer material" are used in the same Senses needed.

Besteht das Substrat aus herkömmlichen Verbandmull oder ähnlich strukturiertem Material, ist es in der Regel aus zwei oder mehr Lagen zusammengesetzt. Dabei erfährt die äußere Lage die stärkste Modifizierung durch die Behandlung mittels Ionenimplantation oder FCVA, während die unteren Lagen durch die Abschirmung der oberen weniger stark beeinflusst werden. Es entsteht eine Schichtfolge mit abnehmender Konzentration des implantierten Elements.The substrate consists of conventional Gauze or similar structured material, it is usually made up of two or more Layers put together. It learns the outer layer the strongest Modification by treatment with ion implantation or FCVA while the lower layers are less strong due to the shielding of the upper ones to be influenced. There is a layer sequence with decreasing Concentration of the implanted element.

Bevorzugte Elemente, die inkorporiert werden können, sind Silber, Gold, Platin, Palladium, Zink, Zinn, Kupfer, Antimon und Jod. Silber wird am meisten bevorzugt.Preferred elements that are incorporated can be are silver, gold, platinum, palladium, zinc, tin, copper, antimony and iodine. Silver is most preferred.

Die Erfindung stellt ein Material zur Verfügung, das für Wundverbände, insbesondere bei Verbrennungen, geeignet ist und dessen wirksame Komponente in einer oberflächennahen Schicht lokalisiert ist und durch einen allgemeinen Implantationsprozess realisiert wurde.The invention provides a material to disposal, that for Wound dressings, is particularly suitable for burns and its effective Component in a near surface Layer is localized and through a general implantation process was realized.

Die Ionenimplantation in ein geeignetes Substratmaterial beinhaltet den Beschuss dieses Materials mit zumindest einem Element der weiter oben aufgelisteten Elemente und die daraus resultierende Entstehung einer oberflächennahen Schicht, die dieses Element enthält.The ion implantation in a suitable Substrate material includes the bombardment of this material with at least an element of the elements listed above and the elements thereof resulting formation of a near-surface layer that this Contains item.

Die Massentrennung erlaubt es, einen Ionenstrahl mit einem bestimmten Ion und bekannter Energie auf ein Substrat zu richten. Das implantierte Material besitzt daher eine herausragende Qualität hinsichtlich der Isotopenreinheit.The mass separation allows one Ion beam with a certain ion and known energy on one Straighten substrate. The implanted material therefore has one outstanding quality in terms of isotope purity.

Für eine gegebene Ionenmasse und ein gegebenes Substratmaterial kann die durchschnittliche Eindringtiefe Rp durch Variation der Ionenenergie E eingestellt werden.For a given ion mass and substrate material can the average penetration depth Rp by varying the ion energy E can be set.

Die Ionenimplantation wird gewöhnlich bei Raumtemperatur und senkrechtem Einfall des Ionenstrahls durchgeführt, obwohl sowohl bei höherer als auch bei niedrigerer Temperatur implantiert werden kann. Die Implantation kann auch unter einem von der Senkrechten abweichenden Winkel erfolgen.The ion implantation is usually done at Room temperature and perpendicular incidence of the ion beam are performed, though both at higher can also be implanted at a lower temperature. The Implantation can also take place under a different from the vertical Angle.

Die Stromdichte des Ionenstrahls wird so optimiert, das eine exzessive Substraterwärmung vermieden, aber gleichzeitig die erforderliche Dosis in einem Minimum an Zeit implantiert wird. Der in diesem Fall bedeutende Parameter ist die Leistungsdichte des Ionenstrahles in Wcm–2, die sich aus dem Pro dukt von Stromdichte und Beschleunigungsspannung ergibt. Dieser am einfachsten zu berechnende Parameter ist ein gutes Maß für die Erwärmung des Substrats. Eine Leistungsdichte von 0.1 Wcm–2 erhöht beispielsweise die Substrattemperatur im thermischen Gleichgewicht und ohne zusätzlich Kühlung auf rund 110°C, was bei einer angenommenen Beschleunigungsspannung von 5 keV und einer Stromdichte von 20 mAcm–2 erlaubt, eine Dosis von 1 × 1016 cm2 in weniger als 1.5 min zu implantieren.The current density of the ion beam is optimized in such a way that excessive substrate heating is avoided, but at the same time the required dose is implanted in a minimum of time. The parameter that is important in this case is the power density of the ion beam in Wcm −2 , which results from the product of current density and acceleration voltage. This easiest to calculate parameter is a good measure of the heating of the substrate. A power density of 0.1 Wcm –2 , for example, increases the substrate temperature in thermal equilibrium and without additional cooling to around 110 ° C, which is the case with one taken acceleration voltage of 5 keV and a current density of 20 mAcm -2 allows a dose of 1 × 10 16 cm 2 to be implanted in less than 1.5 min.

Der Ionenstrahl wird üblicherweise elektrostatisch über die zu implantierende Fläche gescannt. Alternativ kann der Strahl auch rein mechanisch oder kombiniert mechanisch und elektrostatisch gescannt werden. Weiterhin sind verschiedene Konfigurationen mit mehreren Ionenstrahlen denkbar. Ein effizientes Scannen in Verbindung mit einer mechanischen Bewegung des Substrats ermöglicht hohe Implantationsdosen bzw. kurze Implantationszeiten, während die Substrattemperatur niedrig gehalten werden kann.The ion beam is usually electrostatically over the area to be implanted scanned. Alternatively, the jet can also be purely mechanical or combined can be scanned mechanically and electrostatically. Furthermore, there are several Configurations with multiple ion beams conceivable. An efficient one Scanning in conjunction with mechanical movement of the substrate allows high implantation doses or short implantation times, while the Substrate temperature can be kept low.

Der Implantationsprozess erzeugt durch die Inkorporation von neuen Elementen, die sich an die Polymerketten anlagern, ein Material mit veränderten Oberflächeneigenschaften.The implantation process creates through the incorporation of new elements attached to the polymer chains attach a material with changed Surface properties.

Die typischen Implantationsbedingungen im Rahmen dieser Erfindung werden im folgenden aufgeführt.The typical implantation conditions in the context of this invention are listed below.

Der Druck der Implantationskammer beträgt vorzugsweise 10–4 bis 10–6 Torr. Der genaue Druck hängt vom Substratmaterial und den spezifischen Implantationsbedingungen ab. Der Druck sollte generell so niedrig sein, das Kollisionen zwischen Ionen und Atomen des Restgases sehr unwahrscheinlich sind und der Beschuss der Substratoberfläche mit Ionen nicht beeinträchtigt wird. Andererseits sollte der Druck nicht mehr als nötig abgesenkt werden, da dies den Prozess verlangsamt und den Durchsatz verringert.The pressure of the implantation chamber is preferably 10 -4 to 10 -6 torr. The exact pressure depends on the substrate material and the specific implantation conditions. The pressure should generally be so low that collisions between ions and atoms of the residual gas are very unlikely and the bombardment of the substrate surface with ions is not affected. On the other hand, the pressure should not be reduced more than necessary, as this slows down the process and reduces throughput.

Die Ionenenergie kann zwischen 0.5 keV und 100 keV variieren, wobei der Bereich zwischen 0.5 und 30 keV bevorzugt wird.The ion energy can be between 0.5 keV and 100 keV vary, with the range between 0.5 and 30 keV is preferred.

Die zum Erreichen hinreichend hoher Silberkonzentrationen erforderlichen Dosen liegen im Bereich 1 × 1016 bis 1 × 1018 cm 2. Dosen im Bereich 2 × 1016 bis 1 × 1017 cm–2 werden bevorzugt.The doses required to achieve sufficiently high silver concentrations are in the range 1 × 10 16 to 1 × 10 18 cm 2. Cans in the range 2 × 10 16 to 1 × 10 17 cm -2 are preferred.

Die Stromdichte kann in Abhängigkeit vom Substratmaterial, der Ionenenergie und der Art der Strahlscannens zwischen 1 μAcm–2 und 10 mAcm–2 variieren. Bevorzugt werden Stromdichten, die die gewünschte Dosis in minimaler Zeit, d.h. in üblicherweise wenigen Minuten, implantieren, ohne Schäden am Substratmaterial hervorzurufen.The current density can vary between 1 μAcm -2 and 10 mAcm -2 depending on the substrate material, the ion energy and the type of beam scanning. Current densities are preferred which implant the desired dose in a minimal time, ie usually in a few minutes, without causing damage to the substrate material.

In einem anderen Anwendungsbeispiel wird die FCVA dazu benutzt, Silber oder andere Metalle wie Gold, Platin, Palladium, Zink, Zinn und Kupfer so zu implantieren, dass eine aktive Oberflächenschicht auf einem geeigneten Substrat entsteht, die eine antimikrobielle und wundheilende Wirkung besitzt.In another application example the FCVA is used to make silver or other metals like gold, To implant platinum, palladium, zinc, tin and copper in such a way that an active surface layer on a suitable substrate that creates an antimicrobial and has wound healing effects.

Unter den typischen Betriebsbedingungen der FCVA liegt der Druck am Anfang bei 10–5 bis 10–6 Torr und steigt während der Beschichtung auf 10–2 bis 10–3 Torr an.Under the typical operating conditions of the FCVA, the pressure is initially 10 -5 to 10 -6 Torr and increases to 10 -2 to 10 -3 Torr during coating.

Das auf den Substrathalter montierte Substrat wird dem Plasmastrahl ausgesetzt. Der Substrathalter ist vorzugsweise elektrisch negativ vorgespannt, so dass die positiv geladenen Ionen des Plasmastrahls zusätzlich beschleunigt werden. Dies erhöht die Energie der Ionen und damit deren Eindringtiefe. Die Vorspannung liegt vorzugsweise im Bereich –500 V bis –50 kV und wird vorzugsweise gepulst angelegt. Alternativ kann die negative gepulste Vorspannung auch an ein Metallgitter angelegt werden, das sich so vor dem Substrat befindet, dass die Ionen des Plasmastrahls in Richtung Gitter beschleunigt werden, dieses passieren und schließlich auf die Substratoberfläche auftreffen. Eine Beschichtung mittels FCVA ohne Vorspannung ist ebenfalls möglich, obwohl in diesem Falle nur geringe Eindringtiefen erreicht werden.That mounted on the substrate holder The substrate is exposed to the plasma jet. The substrate holder is preferably electrically negatively biased so that the positive charged ions of the plasma jet are additionally accelerated. This increases the energy of the ions and thus their penetration depth. The preload is preferably in the range of -500 V to -50 kV and is preferably applied pulsed. Alternatively, the negative pulsed bias can also be applied to a metal grid that is in front of the substrate so that the ions of the plasma jet are accelerated towards the grid, pass this and finally on the substrate surface incident. A coating using FCVA without pre-tensioning is also possible, although in this case only small depths of penetration are achieved.

Die Prozesstemperatur kann so eingestellt werden, dass ein Verbrennen bzw. Schmelzen des Substrats verhindert wird. Im Allgemeinen müssen die Prozessparameter der FCVA bei der Modifikation von Polymermaterialien weniger streng kontrolliert werden als bei der Materialmodifikation für mikroelektronische oder optische Anwendungen.The process temperature can be set this way prevent the substrate from burning or melting becomes. Generally need to the process parameters of the FCVA when modifying polymer materials be controlled less strictly than with material modification for microelectronic or optical applications.

Das Vorhandensein von Makropartikeln in den modifizierten Schichten ist, im Gegensatz zu optischen und elektronischen Anwendungen, wie z.B. diamantartige Schutzschichten auf magnetischen Datenträgern, unkritisch hinsichtlich der hier angesprochenen Anwendungen. Trotzdem sollte die Anzahl von Makropartikeln möglichst minimiert werden, da ihre Menge schwierig zu bestimmen ist und sie größere Schwankungen in der Oberflächenkonzentration der inkorporierten Elemente hervorrufen können. Die Verwendung eines um 90° gebogenen Strahlrohrs mit axialem Magnetfeld entfernt derartige Mikropartikel und vermeidet eine Druckerhöhung, die die Entstehung der Mikropartikel zwar behindert, aber die Eigenschaften der Beschichtung negativ beeinflussen könnte.The presence of macro particles is in the modified layers, in contrast to optical and electronic applications, such as diamond-like protective layers on magnetic media, not critical with regard to the applications mentioned here. Still should the number of macroparticles if possible be minimized because their amount is difficult to determine and they larger fluctuations in the surface concentration which can cause incorporated elements. The use of a bent by 90 ° Jet tube with an axial magnetic field removes such microparticles and avoids an increase in pressure, which hinders the formation of the microparticles, but the properties could adversely affect the coating.

Um die Erfindung detaillierter zu beschreiben, wird im folgenden ein klinisches Beispiel gegeben, ohne die Erfindung auf diesen Fall einzuschränken.To make the invention more detailed a clinical example is given below, without restricting the invention in this case.

KLINISCHES BEISPIELCLINICAL EXAMPLE

Das Ausgangsmaterial war herkömmlicher Verbandmull, der unter den oben genannten Bedingungen mit Silber implantiert wurde. Dabei wurden Energien von 5 und 10 keV und Dosen im Bereich 3 × 1016 cm–2 bis 1 × 1017 cm–2 benutzt .The starting material was conventional gauze which was implanted with silver under the above conditions. Energies of 5 and 10 keV and doses in the range from 3 × 10 16 cm −2 to 1 × 10 17 cm −2 were used.

Die entsprechenden Werte der projizierten Reichweite Rp (äquivalent zur durchschnittlichen Eindringtiefe der Ionen) und die longitudinale Streubreite ΔRp für diese zwei Energien unter Annahme einer Substratdichte von 0.7 gcm–3 (z.B. Zellulose) sind in Tab. 1 aufgeführt.

Figure 00200001
Tabelle 1 The corresponding values of the projected range Rp (equivalent to the average penetration depth of the ions) and the longitudinal scattering range ΔR p for these two energies, assuming a substrate density of 0.7 gcm –3 (eg cellulose) are listed in Table 1.
Figure 00200001
Table 1

Proben derartiger Verbandmaterialien wurden bezüglich ihrer Heilwirkung in vivo bei der Behandlung lokaler Verbrennungen 2. und 3. Grades mit unterschiedlicher Größe und Tiefe getestet. Weiterhin wurden schwer heilende wunden mit einem Alter von wenigen Monaten bis zu mehr als 2 Jahren mit derart modifizierten Verbandmaterialien behandelt. In allen Fällen wurde das Verbandmaterial direkt auf das Wundgebiet aufgelegt, und zwar im „as-implanted" Zustand, d.h. ohne vorherige Sterilisation oder andere Prozeduren. Die Proben wurden auch hinsichtlich ihrer Wirksamkeit gegenüber verschiedenen Bakterienstämmen getestet.Samples of such dressing materials were regarding their in vivo healing effects in the treatment of local burns 2nd and 3rd degree tested with different size and depth. Farther became hard to heal at the age of a few months up to more than 2 years with such modified dressing materials treated. In all cases the dressing material was placed directly on the wound area, and in the "as-implanted" state, i.e. without prior sterilization or other procedures. The samples were also tested for their effectiveness against different strains of bacteria.

An dem Versuch nahmen 27 Patienten teil, die in 3 Gruppen aufgeteilt wurden. Die erste Gruppe beinhaltete Patienten mit Verbrennungen 2. Grades. Silberimplantierte Verbandmaterialien wurden innerhalb von 24 h nach erfolgtem Unfall angewandt. Die zweite Gruppe bestand aus Patienten, deren Wun den eine teilweise Lysis aufwiesen, und die mit silberimplantierten Verbandmaterialien nach erfolgter Wundexzision behandelt wurden.27 patients took part in the trial part that were divided into 3 groups. The first group included Patients with 2nd degree burns. Silver-implanted dressing materials were applied within 24 hours after the accident. The second The group consisted of patients whose wounds had a partial lysis and that with silver-implanted dressing materials wound excision were treated.

Die dritte Gruppe bestand aus Patienten mit Wunden, die zwei Monate oder älter waren und die zum Teil als nicht vollständig heilbar angesehen werden mussten.The third group consisted of patients with wounds that were two months or older and some of them as incomplete had to be viewed as curable.

Bei Patienten mit symmetrischen Verbrennungen der Extremitäten wurde eine der beiden als Referenz verwendet und mit Deflamol (eine Salbe folgender Zusammensetzung pro Gramm: Retinol-Palmitat 300 IU, Ergocalciferol 400 IU, Lebertran 0.01 g und Perou-Balsam 0.015 g) behandelt, währenddessen bei der anderen silberimplantierter Verbandmull verwendet wurde.In patients with symmetrical burns of the extremities one of the two was used as a reference and with Deflamol (one Ointment of the following composition per gram: Retinol palmitate 300 IU, Ergocalciferol 400 IU, cod liver oil 0.01 g and Perou balsam 0.015 g) treated, meanwhile where the other silver-implanted gauze was used.

In den meisten Fällen wurde eine tägliche Kontrolle durchgeführt, um Status und Dauer des Heilprozesses zu bestimmen. Einige Wunden wurden am 2. bzw. 3. Tag nach dem Anlegen eines silberimplantierten Verbands untersucht. Der Verband wurde gewechselt, falls eine starke Exsudation auftrat und keine Epithelisierung stattfand.In most cases there was a daily check carried out, to determine the status and duration of the healing process. Some wounds were on the 2nd or 3rd day after putting on a silver-implanted bandage examined. The bandage was changed if there was a strong exudation occurred and no epithelization occurred.

Die Heilung wurde als abgeschlossen betrachtet, wenn es zu einer vollständigen Epithelisierung der Wunde kam, d.h. wenn die Wunde vollständig mit neuem Epithelgewebe bedeckt war und kein Exsudat beobachtet werden konnte.The healing was completed considered if there is complete epithelization of the wound came, i.e. when the wound is complete was covered with new epithelial tissue and no exudate was observed could be.

1. Gruppe:1st group:

Keine Infektionen bei Verwendung des entsprechenden Verbandmaterials. Die Wundflächen trockneten schnell aus und epithelisierten nach zwei bis drei Verbandswechseln. Bei zwei Patienten wurden Wundflächen von 700 und 1000 cm2 behandelt. Eine vollständige Epithelisierung der Wunden erfolgte nach 7–9 Tagen.No infections when using the appropriate dressing material. The wound areas dried out quickly and epithelized after two or three dressing changes. Wound areas of 700 and 1000 cm 2 were treated in two patients. The wounds were completely epithelized after 7-9 days.

2. Gruppe:2nd group:

Die Patienten dieser Gruppe wiesen Anzeichen einer Wundinfektion mit mäßiger bis reichlicher Eiterexsudation auf. Die Wundfläche betrug 20 bis 50 cm2. Nach dem ersten Wundverband verringerte sich die Exsudation merklich und verschwand nach weiteren Wundverbänden vollständig, während die Wunden spontan epithelisierten. Eine vollständige Epithelisierung erfolgte nach 7–12 Tagen.The patients in this group showed signs of wound infection with moderate to profuse pus exudation. The wound area was 20 to 50 cm 2 . After the first wound dressing, the exudation decreased noticeably and completely disappeared after further wound dressings, while the wounds spontaneously epithelized. Complete epithelization occurred after 7–12 days.

3. Gruppe:3rd group:

Die Patienten dieser Gruppe hatten verschiedenste Verletzungen wie atonische posttraumatische Verletzungen, variköse Geschwüre und trophische Wunden, die täglich mit silberimplantierten Wundverbänden behandelt wurden. Bei allen Patienten trockneten die Wunden schnell aus, die Exsudation verschwand nach wenigen Tagen, und eine vollständige Epithelisierung erfolgte nach 12–14 Tagen.The patients in this group had various injuries such as atonic post-traumatic injuries, varicose ulceration and trophic wounds every day treated with silver-implanted wound dressings were. In all patients, the wounds quickly dried up Exudation disappeared after a few days, and complete epithelization took place after 12-14 Days.

Bei Verbrennungen 3. Grades mit teilweiser Zerstörung der Dermis führte das Anlegen von zwei silberimplantierten Verbänden zu einem schnellen Austrocknen der Wunde, einem starken Rückgang der Eiterexsudation aus dem nekrotischem Gewebe und einer Epithelisierung unter der Wundkruste innerhalb von 3 Tagen.For 3rd degree burns with partial destruction the dermis led putting on two silver-implanted bandages to dry them out quickly the wound, a sharp decline pus exudation from necrotic tissue and epithelization under the wound crust within 3 days.

Einer der Patienten wurde zuerst mit Verbänden behandelt, die mit 5 keV Silberionen und mit einer Dosis von 3 × 1016 cm–2 implantiert wurden. Darauf folgten Verbände, die mit Silber bei höheren Energien und Dosen implantiert wurden, nämlich bei 10 keV bzw. mit 1 × 1017 cm–2. Nach Verwendung der zuerst genannten Verbände auf einer mit Detritus und starkem Eiterexsudat bedeckten Wunde kam es zu einem raschen Versiegen der Exsudation und einer Rand- und Inselepithelisierung.One of the patients was first treated with dressings implanted with 5 keV silver ions and at a dose of 3 x 10 16 cm -2 . This was followed by dressings which were implanted with silver at higher energies and doses, namely at 10 keV or with 1 × 10 17 cm -2 . After using the first Bandages on a wound covered with detritus and strong pus exudate resulted in the exudation drying up rapidly and marginal and island epithelization.

Bei der darauf folgenden Verwendung von Verbänden mit der höheren Silberdosis kam es zu einer vollständigen Epithelisierung, die damit nach insgesamt 7 Tagen abgeschlossen war.In the subsequent use from associations with the higher Silver dose resulted in complete epithelialization so it was finished after a total of 7 days.

Bei dem selben Patient wurde eine mikrobiologische Untersuchung zur Bestimmung der Mikrobenmenge durchgeführt. Die in Tab. 2 gezeigte Analyse dokumentiert den merklichen und raschen Rückgang der Mikrobenkolonien pro Flächeneinheit.

Figure 00230001
Tabelle 2 A microbiological test was carried out in the same patient to determine the amount of microbes. The analysis shown in Table 2 documents the noticeable and rapid decline in microbial colonies per unit area.
Figure 00230001
Table 2

Bei Patienten mit symmetrischen Verbrennungen der Extremitäten kann festgestellt werden, dass die Behandlung mit silberimplantierten Verbandmaterial gegenüber der mit Deflamol zu einer deutlichen Beschleunigung des Heilprozesses führte. Silberimplantiertes Verbandmaterial ist der Behandlung mit Deflamol in jeder Hinsicht überlegen, besonders aber in seiner Fähigkeit, die Epithelisierung und Zellregeneration zu fördern.In patients with symmetrical burns of the extremities it can be stated that treatment with silver implants Dressing material opposite that with Deflamol significantly accelerates the healing process led. Silver-implanted dressing material is treatment with Deflamol superior in every way but especially in his ability to promote epithelization and cell regeneration.

Schwere und länger andauernde Wunden erfordern Verbandmaterialien, die mit höheren Silberdosen (ca. 1 × 1017 cm–2) implantiert wurden, um eine gute Wundheilung zu gewährleisten. Wunden mit starker Eiterexsudation bedingen den täglichen Wechsel der silberimplantierten Verbände. Es wurden weder allergische und toxische Reaktionen noch ein erhöhtes Risiko einer Wundinfektion beobachtet. Die meisten Patienten berichteten über geringere Schmerzen bei Verwendung der silberimplantierten Verbände, was höchstwahrscheinlich auf die antimikrobielle und entzündungshemmende Wirkung von Silber zurückzuführen ist, die schließlich zu einer Beschleunigung des Heilungsprozesses führt. Silberimplantierte Verbandmaterialien sind mit großer Wahrscheinlichkeit wiederverwendbar, d.h. der selbe Verband kann nach einem einfachen Waschvorgang ohne Sterilisation wieder benutzt werden.Severe and prolonged wounds require dressing materials that have been implanted with higher silver doses (approx. 1 × 10 17 cm –2 ) to ensure good wound healing. Wounds with strong pus exudation cause the daily change of the silver-implanted bandages. No allergic or toxic reactions and an increased risk of wound infection were observed. Most patients reported less pain when using the silver-implanted bandages, which is most likely due to the antimicrobial and anti-inflammatory effects of silver, which ultimately accelerate the healing process. Silver-implanted dressing materials are very likely to be reusable, ie the same dressing can be used again after a simple washing process without sterilization.

Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass silberimplantierte Verbandmaterialien starke antimikrobielle Eigenschaften aufweisen und die Zellregeneration bei verschiedenen Verletzungen und Verbrennungen fördern, was zu einer Beschleunigung des Heilungsprozesses führt. Derartige Verbandmaterialien zeichnen sich weiterhin durch fehlendes Infektionsrisiko, keine Toxizität und eine große Vielseitigkeit aus.The results of this study show that silver-implanted dressing materials have strong antimicrobial properties and cell regeneration in various injuries and promote burns, which leads to an acceleration of the healing process. such Dressing materials continue to be characterized by a lack of infection risk, no toxicity and a big one Versatility.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf einen speziellen Mechanismus, der die positive Wirkung von silberimplantierten Verbandmaterialien auf den Heilungsprozess von Wunden exakt erklärt. Es scheint jedoch so zu sein, dass die Wirkung nicht einfach nur durch die Freigabe von Silberionen eintritt, sondern auf einem komplexen Mechanismus beruht, der die Anlagerung von Silber an die Polymerketten in oberflächennahen Schichten berücksichtigt.The invention is limited not on a special mechanism that has the positive effect of silver-implanted dressing materials on the healing process exactly explained by wounds. However, it seems that the effect is not simply occurs through the release of silver ions, but on a complex Mechanism is based on the addition of silver to the polymer chains in layers near the surface considered.

Weitere mögliche Verfahren zur Oberflächenmodifikation sind die Plasmaimmersionsimplantation, die Oberflächenmodifikation mittels anodischem Lichtbogen, die ionenstrahlgestützte Abscheidung etc.Other possible methods for surface modification are the plasma immersion implantation, the surface modification by means of an anodic arc, the ion beam supported deposition Etc.

Die Erfindung beinhaltet auch andere Polymermaterialien, die praktisch die gleiche Funktionalität wie die beschriebenen besitzen und eine ähnliche Wirkung erzielen.The invention also includes others Polymer materials that have practically the same functionality as that have described and a similar Make an impact.

Die vorliegende Erfindung besitzt ein Anwendungspotential, das über die Herstellung von Verbandmaterialien hinausgeht. Mit ihr kann die Oberfläche zahlreicher Warenartikel behandelt werden, wie z.B. die von sterilen Verpackungen, Hygieneartikel, Spezialkleidung, spezielles Schuhwerk, chirurgische Instrumente, medizinische Implantate, Transportbehälter für Blut etc.The present invention has an application potential that over the production of dressing materials goes beyond. With her can the surface numerous articles of goods are treated, e.g. that of sterile Packaging, hygiene articles, special clothing, special footwear, surgical instruments, medical implants, transport containers for blood etc.

Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, können verschiedene Änderungen und Modifikationen der Erfindung vorgenommen werden, um sie an die spezielle Anwendung anzupassen. Derartige Änderungen sind in den folgenden Ansprüchen mit eingeschlossen.Without the scope of the invention being able to leave various changes and modifications of the invention are made to reflect the to adapt special application. Such changes are in the following claims including.

Claims (15)

Verbandmaterial o.dgl. mit modifizierter Oberfläche, insbesondere ein Verbandmaterial mit einer erhöhten antimikrobiellen, heilenden und das Zellwachstum stimulierenden Wirkung, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbandmaterial aus einem geeigneten Substrat mit selektiv modifizierter Oberflächenschicht besteht, die eine vorbestimmte Menge wenigstens eines geeigneten Elementes mit wenigstens einem als aktive Komponente wirkenden Element enthält, wobei das als aktive Komponente wirkende Element zumindest teilweise oberflächennah in die Oberflächenschicht integriert und an die molekulare Struktur des Verbandmaterials gebunden ist.Dressing material or the like with a modified surface, in particular a dressing material with an increased antimicrobial, healing and cell growth stimulating effect, characterized in that the dressing material consists of a suitable substrate with a selectively modified surface layer, which a predetermined amount of at least one suitable element with at least one acting as an active component Contains element, wherein the element acting as an active component is at least partially integrated near the surface into the surface layer and bound to the molecular structure of the dressing material. Verbandmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die selektiv modifizierte Oberflächenschicht eine Dicke von 1 bis 500 nm besitzt.Dressing material according to claim 1, characterized in that the selectively modified surface layer has a thickness of 1 to 500 nm. Verbandmaterial nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus einem flexiblen und biologisch inerten Material besteht.Dressing material according to claim 1 and 2, characterized in that the substrate is made of a flexible and biologically inert material consists. Verbandmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus herkömmlichen Verbandmull aus Baumwolle besteht.Dressing material according to one of claims 1 to 3, characterized in that the substrate from conventional Bandage gauze is made of cotton. Verbandmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus einem Material besteht, das üblicherweise bei der Wundversorgung und in der chirurgischen Praxis benutzt wird.Dressing material according to one of claims 1 to 4, characterized in that the substrate is made of one material usually exists used in wound care and in surgical practice. Verbandmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus einem oder mehreren der Materialien Baumwolle, Leinen, Seide, Wolle oder anderen natürlichen Polymeren in beliebiger Gewebeform besteht.Dressing material according to one of claims 1 to 5, characterized in that the substrate consists of one or more the materials cotton, linen, silk, wool or other natural Polymers in any tissue form. Verbandmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus einem oder mehreren der Materialien Nylon, Polyester, Polypropylen, Polyolefin, Fluorkarbonate oder anderen synthetischen Polymeren besteht.Dressing material according to one of claims 1 to 6, characterized in that the substrate consists of one or more of the materials nylon, polyester, polypropylene, polyolefin, fluorocarbonates or other synthetic polymers. Verbandmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das als aktive Komponente wirkende Element in die Oberflächenschicht des Substrats integriert ist und aus der Gruppe Silber, Gold, Platin, Palladium, Zink, Zinn, Kupfer, Antimon und Jod stammt.Dressing material according to one of claims 1 to 7, characterized in that the acting as an active component Element in the surface layer of the substrate is integrated and from the group silver, gold, platinum, Palladium, zinc, tin, copper, antimony and iodine originated. Verbandmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Oberflächenschicht mindestens eines der im Anspruch 8 aufgelisteten Elemente enthält.Dressing material according to one of claims 1 to 8, characterized in that the surface layer of at least one which contains elements listed in claim 8. Verfahren zur Oberflächenmodifikation eines Verbandmateriales nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ionenimplantation von Silber, Gold, Platin, Palladium, Zink, Zinn, Kupfer, Antimon oder Jod in das Substrat erfolgt, indem folgende Schritte ausgeführt werden: a) Platzierung des Substrates in einer Vakuumkammer; b) Evakuierung besagter Vakuumkammer; c) Bereitstellen eines Strahls massenselektierter, beschleunigter und positiv geladener Ionen des gewünschten Elements; d) Hinführen des Ionenstrahls auf das Substrat und geeignetes Scannen des Strahls, so dass die Ionenart in die oberflächennahe Schicht des Substrats inkorporiert wird und dort eine implantierte Schicht bildet, die mindestens eines der genannten Elemente enthält, welches an die Polymerketten des Substratmaterials gebunden ist.Process for the surface modification of a dressing material according to one of the claims 1 to 9, characterized in that an ion implantation of Silver, gold, platinum, palladium, zinc, tin, copper, antimony or Iodine into the substrate is done by following these steps: a) Placing the substrate in a vacuum chamber; b) evacuation said vacuum chamber; c) providing a beam of mass-selected, accelerated and positively charged ions of the desired element; d) lead the ion beam onto the substrate and suitable scanning of the beam, so that the ion species into the shallow layer of the substrate is incorporated and forms an implanted layer there that contains at least one of the elements mentioned, which is attached to the polymer chains of the substrate material is bound. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ionenstrahl eine Teilchenenergie von 0.5 keV bis 100 keV aufweist.Method according to claim 10, characterized in that the ion beam has a particle energy of 0.5 keV to 100 keV. Verfahren gemäß Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Erreichung einer entsprechend hohen Konzentrationen des Elementes notwendige Ionendosis im Bereich 1 × 1016 bis 1 × 1018 cm–2 liegt.A method according to claims 10 and 11, characterized in that the ion dose necessary to achieve a correspondingly high concentration of the element is in the range 1 × 10 16 to 1 × 10 18 cm -2 . Verfahren zur Oberflächenmodifikation eines Verbandmateriales nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Inkorporation von Silber, Gold, Platin, Palladium, Zink, Zinn, Kupfer, Antimon oder Jod mittels „Filtered Cathodic Vacuum Arc" in das Substrat erfolgt, indem folgende Schritte ausgeführt werden: e) Platzierung besagten Substrates in einer Vakuumkammer; f) Evakuierung besagter Vakuumkammer; g) Bereitstellen eines Plasmas mit energiereichen, positiv geladenen Ionen des gewünschten Elements; h) Hinführen des Plasmas auf das Substrat und Anlegen einer Bias-Spannung an das Substrat, so dass die genannte Ionenart beschleunigt wird, in die oberflächennahe Schicht des Substrats inkorporiert wird und dort eine implantierte Schicht bildet, die mindestens eines der genannten Elemente enthält.Method for surface modification of a dressing material according to any one of claims 1 to 9, characterized in that an incorporation of silver, gold, platinum, palladium, zinc, tin, copper, antimony or iodine into the substrate by means of "Filtered Cathodic Vacuum Arc" by following steps are performed: e) placing said substrate in a vacuum chamber; f) evacuation of said vacuum chamber; g) providing a plasma with high-energy, positively charged ions of the desired element; h) supplying the plasma to the substrate and applying a bias voltage to the substrate, so that the aforementioned type of ion is accelerated, incorporated into the near-surface layer of the substrate and forms an implanted layer there which contains at least one of the elements mentioned. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bias-Spannung negativ ist und im Bereich –500 v und –50000 V liegt.Method according to claim 13, characterized in that the bias voltage is negative and in the range of –500 v and -50000 V lies. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat während der Incorporation mechanisch bewegt wird.Method according to one of claims 10 to 14, characterized in that that the substrate during the Incorporation is moved mechanically.
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