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Parylenbeschichtung

Auch bekannt als

Poly(para-xylylen), Poly(2-chlor-p-xylylen) (für Parylene C), chemisch aufgedampftes Polymer, CVD-Polymerbeschichtung, konforme Barrierebeschichtung, Xylylenpolymer

Definition

Die Parylenbeschichtung ist eine spezielle konforme Polymerbeschichtung, die durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) aufgebracht wird und auf Medizinprodukten und Prothesen eine schützende, ultradünne, porenfreie Barriere bildet.1 Diese biokompatible Beschichtung bietet eine außergewöhnliche Haltbarkeit, da sie eine gleichmäßige Schicht bildet, die sich exakt jeder Substratgeometrie anpasst, einschließlich komplexer Oberflächen und scharfer Kanten.2 Der Beschichtungsprozess umfasst drei getrennte Schritte: Verdampfung des Parylen-Dimer-Rohstoffs, Pyrolyse zur Erzeugung von monomerem Gas und Abscheidung als dünner transparenter Polymerfilm bei Raumtemperatur.3 Die Parylenbeschichtung verlängert die Lebensdauer von Prothesen erheblich, da sie hervorragend vor Feuchtigkeit, Körperflüssigkeiten, Chemikalien und elektrischen Störungen schützt und zugleich Biokompatibilität und Biostabilität im physiologischen Milieu bewahrt.4

Klinischer Kontext

Die Parylenbeschichtung wird klinisch eingesetzt, um Leistung und Lebensdauer verschiedener medizinischer Implantate und Prothesen zu verbessern, insbesondere solcher, die einem aggressiven physiologischen Milieu ausgesetzt sind.1 Die Beschichtung ist besonders wertvoll für Prothesen, die Schutz vor Korrosion, eindringender Feuchtigkeit und Biofilmbildung benötigen und dabei mit dem umgebenden Gewebe biokompatibel bleiben müssen.2 Zu den Kriterien der Patientenauswahl gehören in der Regel Patienten, die langfristig implantierbare Produkte benötigen, bei denen ein Produktversagen eine invasive Revisionsoperation erforderlich machen würde.3

Bei chirurgischen Eingriffen zeigen parylenbeschichtete Prothesen eine überlegene Beständigkeit gegenüber dem Abbau durch Körperflüssigkeiten und Sterilisationsverfahren, wobei die Schichtdicke je nach Anwendungsanforderungen von einigen zehn Nanometern bis zu einigen zehn Mikrometern reicht und typischerweise wenige Mikrometer beträgt.4 Der Beschichtungsprozess erfolgt bei Umgebungstemperatur in Vakuumbeschichtungsanlagen, was eine gleichmäßige Beschichtung selbst temperaturempfindlicher Komponenten ermöglicht.5

Klinische Ergebnisse zeigen, dass parylenbeschichtete Implantate im Vergleich zu unbeschichteten Alternativen geringere Entzündungsreaktionen, eine höhere Korrosionsbeständigkeit und eine insgesamt bessere Haltbarkeit aufweisen.6 Da die Beschichtung das Eindringen von Feuchtigkeit verhindert und elektrisch isoliert, ist sie besonders wertvoll für elektronische Implantate und Prothesen mit integrierten Sensoren oder Aktoren.7

Wissenschaftliches Zitat

[1] Kuppusami S, Oskouei RH. Parylene Coatings in Medical Devices and Implants: A Review. Universal Journal of Biomedical Engineering. 2015; 3(2):9-14. DOI: 10.13189/ujbe.2015.030201

[2] Golda-Cepa M, Engvall K, Hakkarainen M, Kotarba A. Recent progress on parylene C polymer for biomedical applications: A review. Progress in Organic Coatings. 2020; 140:105493. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2019.105493

[3] Hao D, Lin J, Liu R, Pivetti C, Yamashiro K, Schutzman LM, et al. A bio-instructive parylene-based conformal coating suppresses thrombosis and intimal hyperplasia of implantable vascular devices. Bioact Mater. 2023;28:467-479. DOI: 10.1016/j.bioactmat.2023.06.014. PMID: 37408799

[4] Kohler A, Schlunke J, Liebich F, Glasmacher B, Töpper M, Czerner S. Feasibility of Parylene C for encapsulating piezoelectric actuators in medical implants. Frontiers in Medical Technology. 2023; 5:1211423. DOI: 10.3389/fmedt.2023.1211423

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