Name: La fabricación de calibre pequeño endoprótesis Uso de electrospinning y balón expandible Bare stents metálicos (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-10-26T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 55 s
Description: Aprende a fabricar endoprótesis de pequeño calibre mediante electrospinning de nanofibras de poliuretano alrededor de stents metálicos expandibles con balón. Este método mejora la adhesión celular y acelera la cicatrización para aplicaciones vasculares.

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Nos gustaría agradecer a la División de Ingeniería de Mayo Clinic por su apoyo técnico. Este estudio contó con el apoyo financiero del Fondo Europeo de Desarrollo Regional - FNUSA-CICR (No. CZ.1.05/1.100/02.0123), los Institutos Nacionales de Salud (T32 HL007111), la Subvención para el Desarrollo Científico de la Asociación Americana del Corazón (AHA #06-35185N) y el Fondo de Innovación Grainger - Fundación Grainger.

1. electrospinning de poliuretano en el mandril del colector <ol><li> Preparar mandril para electrospinning <ol><li> Derretir aproximadamente 8 ml de biocompatible, de calidad alimentaria, material de soporte soluble en agua en un cilindro graduado (aproximadamente 9 mm de diámetro y 110 mm de profundidad) a 155 ° C utilizando un horno. </li><li> Sumergir un diámetro de 3 mm y 100 mm de largo mandril de acero inoxidable para obtener un recubrimiento de material de apoyo en la superficie del mandril. Antes de la inmersión, colocar los mandriles en el horno a 155 ° C durante aproximadamente 15 min para elevar la temperatura de la superficie del mandril que ayuda a humedecer la superficie con el material de soporte fundido. </li><li> Deje el mandril de cruce enfríen a aproximadamente 140 ° C, mientras que el material de soporte fundido solidifica formando una capa delgada uniforme sobre la superficie del mandril. Durante el proceso de enfriamiento, colgar el mandril verticalmente de modo que la gravedad hace que el exceso de material de soporte a gotear. Este recubrimiento permite una fácileliminación del acabado stent-injerto del mandril. </li></ol></li><li> Configuración del colector mandril del sistema de electrospinning (como se muestra en la Figura 1) <ol><li> Alinear el mezclador de laboratorio horizontalmente y conectar una barra de plástico que se mantenga el mandril de acero inoxidable en el extremo opuesto dentro de la campana de humos. </li><li> Se disuelve el material de soporte de la punta del mandril sumergiendo sólo la punta del mandril en agua para dar cabida a la barra de soporte de plástico en el extremo del mandril. Apoyar la varilla de soporte de plástico en el extremo libre del mandril para ayudar en la rotación uniforme del colector mandril. </li><li> Utilice tornillos de fijación de las barras de soporte de plástico para fijar el mandril de acero inoxidable y evitar resbalones durante el electrospinning. </li><li> Conectar a tierra el colector de vástagos uniendo un cable de tierra en forma de U para el mandril de acero inoxidable. Utilizar juntas tóricas de goma para sujetar el cable de tierra a los lados del mandril. </li></ol></li><li> Setting hasta sistema de extrusión de poliuretano líquido del sistema de electrospinning <ol><li> Mezclar dimetilacetamida (DMA) con un 25% (m / v) solución de poliuretano (PU) de valores para obtener el 15% (m / v) de la PU en DMA solución (por ejemplo, añadir 6 ml de DMA a la solución de la PU 9 ml de 25%). ¡PRECAUCIÓN! Trabajar dentro de una campana de humos con el equipo de protección personal adecuado. </li><li> Llene una jeringa de vidrio de 5 ml con una aguja de acero inoxidable de extremo romo (hilera) con una solución de PU 15%. </li><li> Programar la bomba de jeringa para extruir a 0,01 ml / min basado en el diámetro interior de la jeringa. </li><li> El montaje de jeringa con la hilera en la bomba de jeringa horizontalmente con la punta de la aguja aproximadamente 20 cm desde el colector mandril. Aislar la jeringa de las partes conductoras de la jeringa de la bomba con láminas de caucho para evitar la formación de arco eléctrico. </li><li> Conectar el generador de alta tensión a la hilera de la jeringa utilizando una pinza de conexión. </li></ol></li><li> Haga funcionar la bomba de jeringa a 0,01 ml / min y rotaTA El mandril con el mezclador de laboratorio funcionando a baja velocidad (por ejemplo, 50 rpm). </li><li> Aplicar un diferencial de tensión de 20 kV a través de la hilera y el mandril colector. nanofibras PU comenzarán depositar sobre el mandril giratorio y una capa fina serán visibles dentro de varios minutos. Asegúrese de que la campana de humos se apaga y el escape se cierra para evitar la pérdida de nanofibras electrospun. </li></ol> 2. electrospinning un stent-injerto <ol><li> nanofibras Electrospin PU sobre un mandril giratorio durante 2 horas para crear un tubo uniforme (como se explica en el paso 1). </li><li> Retire el mandril de la barra de plástico conectado a la mezcladora de laboratorio para instalar el stent metálico. Encienda campana de humos y gases de escape abierta antes de retirar el mandril para asegurar que el remanente se eliminan los vapores de disolvente. </li><li> Deslizar el stent de balón expandible 26 de acero inoxidable en el tubo electrospun a una ubicación deseada. Puede que sea necesario ampliar ligeramente el stent por lo que SLIps sin dañar el tubo electrospun. </li><li> Unir el stent para asegurarse de que el stent está firmemente establecido en el material del tubo sobre el mandril y no lo suficientemente floja como para deslizarse. Esto también ayudará a evitar la deslaminación de las capas interior y exterior. </li><li> Cargar el mandril con el tubo y el stent de nuevo en la barra de plástico de la mezcladora de laboratorio para electrospinning la capa exterior de la stent-injerto. </li><li> nanofibras Electrospin durante 3 horas tal como se explica en el paso 1 para fabricar la capa exterior de la stent-injerto. </li><li> Después de electrospinning el exterior después, circunferencialmente cortar el material de la PU de aproximadamente 1 mm de los extremos del stent utilizando un bisturí. </li><li> Remojar el mandril con stent-injerto en agua desionizada para disolver el material de soporte del mandril que se suelte el stent-injerto de mandril. Reemplazar con agua fresca como sea necesario para disolver completamente el material de soporte. </li><li> Una vez que se disuelve el material de soporte, retire con cuidado el stent-injerto a partir de tél mandril y dejar secar. Considere empapando el stent-injerto eliminado en agua desionizada para disolver cualquier material de soporte restante antes de permitir que se seque al aire. </li></ol> 3. El análisis de Manufactured endoprótesis <ol><li> Deslizar el stent-injerto en un globo tríptico 3 mm. </li><li> Unir el stent-injerto sobre el globo usando una herramienta de mano que prensa. </li><li> Inspeccionar el stent-injerto rizada utilizando un microscopio de engarce uniforme y cualesquiera otros signos de insuficiencia como la delaminación o pinchazo del material de la cubierta debido a la deformación del stent. </li><li> Expandir el stent-injerto al diámetro diseñado de 3 mm mediante la presurización del globo tríptico con un dispositivo de inflado y agua. Una vez más, examinar la stent-injerto expandido para la expansión uniforme y signos de insuficiencia. </li></ol>

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</ol>

Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.

Hemos desarrollado una técnica de fabricación para un injerto de stent de pequeño calibre que se puede implementar mediante un procedimiento estándar de intervención coronaria percutánea (ICP). Los injertos de stent disponibles actualmente tienen una capacidad limitada para mantener un perfil bajo y flexibilidad para el despliegue. Los stents metálicos desarrollados por nuestro grupo en nuestros estudios anteriores han demostrado ayudar en la curación rápida de la arteria con stent24,26. Varios polímeros han s...

procedimientos de intervención coronaria causan daños significativos pared del vaso debido a la interrupción de la pared de la placa y el vaso. Esto da lugar a la reestenosis, la embolia periférica en los injertos de vena, y la discontinuidad de la luz coronaria 1-4. Para evitar estas complicaciones, una estrategia prometedora será para cubrir la superficie vascular en el sitio de la angioplastia, que potencialmente inhibir la restenosis, mitigar los riesgos de discontinuidad de la luz del vaso, y prevenir la embolia periférica. Estudios previos han comparado stents de metal desnudo al stent-injertos con resultados positivos para los injertos de stent 5. Los investigadores han utilizado varios materiales para la fabricación de membranas para cubrir los stents. Esto incluye materiales sintéticos como tetraftalato de polietileno (PET), politetrafluoroetileno (PTFE), poliuretano (PU), y silicio o tejido de vaso autólogo para la fabricación de stents cubiertos 6-9. Un material de injerto ideales utilizado para cubrir el stent se debe a los trombos, no biodegradable, y debe integrarse con el tejido nativo sin excesiva proliferación y la inflamación 10. El material de injerto utilizado para cubrir el stent debe también promover la cicatrización del stent-injerto. Injertos de prótesis endovasculares son ampliamente utilizados para el tratamiento de la coartación aórtica, pseudo-aneurisma de la arteria carótida, fístulas arteriovenosas, degeneraron injertos venosos, y grande para los aneurismas cerebrales gigantes. Pero el desarrollo de las pequeñas calibre injertos de stent está limitada por la capacidad de mantener bajo perfil y la flexibilidad, que ayuda en el despliegue de la endoprótesis-injertos 11-14. PU es un polímero elastomérico con una buena resistencia mecánica, que es un rasgo deseado para lograr un perfil bajo y una buena flexibilidad 15,16. Además de tener una buena capacidad de entrega, las endoprótesis también deberían promover la curación rápida y endotelización. PU cubierta de endoprótesis han demostrado una mejor biocompatibilidad y la endotelización 17 mejorada. Los investigadores tienenpreviamente tratado de endothelialize PU cubierta de endoprótesis mediante la siembra con las células endoteliales 17. Electrohilado de PU para crear la matriz de nanofibras se ha demostrado ser una técnica valiosa para la producción de injertos vasculares 18,19. La existencia de nanofibras que imitan la arquitectura de la matriz extracelular nativa también es conocido para promover la proliferación de células endoteliales 20,21. Electrospinning también permite el control sobre el grosor del material 22. injertos vasculares de pequeño calibre hechas de PU se han estudiado para promover la curación mediante el uso de modificaciones tales como revestimientos de superficie, anti-coagulantes, y supresores de proliferación celular. Todas estas modificaciones están diseñados para mediar la aceptación de acogida y promover la cicatrización del injerto 23. Nuestro grupo ha desarrollado un stent metálico expandible con balón que puede desplegarse en modelos animales 24-26. La combinación de una malla electrospun de poliuretano y una bolaoon stent expandible nos ha permitido generar globo pequeño calibre de stent-injertos. La mayoría de los injertos de prótesis endovasculares disponibles en la actualidad se introducen a través de la arteria femoral durante un procedimiento de intervención, pero sólo unos pocos stents cubiertos comerciales se puede introducir el tamaño de 1 francesa más grande que el requerido para un globo desinflado 27. En este estudio hemos desarrollado un pequeño calibre vascular stent-injerto mediante la encapsulación de un stent expansible por globo entre dos capas de electrospun PU que se pueden suministrar a una arteria coronaria utilizando un catéter de guía francés 8-9 estándar en un procedimiento de intervención percutánea.

<table><tbody><tr><td>Jeringa de vidrio</td><td>Air Tite</td><td>7.140-33</td><td>Jeringa para spinneret</td></tr><tr><td>Cilindro graduado de 5 ml</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-552-4G</td><td>Cilindro graduado de pyrex de 5 ml de aproximadamente 9 mm de diámetro y 11 cm de largo</td></tr><tr><td>Generador de alto voltaje</td><td>Bertan Accociates, Inc.</td><td>205A-30P</td><td>Se utiliza para aplicar la diferencia de voltaje a través de la hilera y el colector</td></tr><tr><td>Mezclador de laboratorio con control de rpm</td><td>Scilogex</td><td>SCI-84010201</td><td>Disponible en varios proveedores de equipos de laboratorio</td></tr><tr><td>Poliuretano</td><td>DSM</td><td>BioSpan SPU Biospan</td> Hoja de caucho de <td>poliuretano segmentado</td></tr><tr><td></td><td>McMaster Carr</td><td>1370N11</td><td>Se utiliza para aislar la jeringa durante el electrohilado</td></tr><tr><td>Mandril de acero inoxidable</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Fabricado&nbsp;</td></tr><tr><td>Aguja de acero inoxidable</td><td>Hamilton</td><td>91018</td><td>Utilizada como hilandera en electrohilado</td></tr><tr><td>Material de soporte</td><td>EnvisionTec</td><td>B04-HT-DEMOMAT</td><td>Material soluble en agua biocompatible</td></tr><tr><td>Bomba de jeringa</td><td>Harvard Apparatus</td><td>55-3333</td><td></td></tr></tbody></table>

la fabricación de calibre pequeño endoprótesis uso de electrospinning y balón expandible bare stents metálicos

Fabrication of Small Caliber Stent-grafts Using Electrospinning and Balloon Expandable Bare Metal Stents

Los injertos de stent se utilizan ampliamente para el tratamiento de diversas afecciones como lesiones aórticas, aneurismas, émbolos debidos a procedimientos de intervención coronaria y perforaciones en la vasculatura. Estos injertos de stent se fabrican cubriendo un stent con una membrana polimérica. Un stent-injerto ideal debe tener un stent biocompatible cubierto por una membrana polimérica porosa, tromboresistente y biocompatible que imite la matriz extracelular, promoviendo así la cicatrización del sitio de la lesión. El objetivo de este protocolo es fabricar un stent-injerto de pequeño calibre encapsulando un stent expandible con balón dentro de dos capas de nanofibras de poliuretano electrohiladas. Se ha demostrado que el electrohilado de poliuretano ayuda a la curación al imitar la matriz extracelular nativa, promoviendo así la endotelización. El electrohilado de nanofibras de poliuretano sobre un mandril de rotación lenta nos permitió controlar con precisión el grosor de la membrana nanofibrosa, lo cual es esencial para lograr un stent-injerto expandible con balón de pequeño calibre. La validación mecánica mediante el engarzado y la expansión del stent-injerto ha demostrado que la membrana de poliuretano nanofibroso es lo suficientemente flexible como para engarzar y expandirse mientras permanece patente sin mostrar signos de desgarro o delaminación. Además, los stents-injertos fabricados con los métodos aquí descritos son susceptibles de ser implantados mediante un procedimiento de intervención coronaria utilizando catéteres guía de tamaño estándar.

<html> Nuestra configuración ElectroSpinner (Figura 1) se ha traducido en nanofibras de poliuretano de alta calidad (Figura 2). Un stent-injerto está fabricado por electrospinning una capa interior de poliuretano sobre un mandril, deslizamiento de un stent metálico sobre esta capa, y electrospinning una segunda capa exterior de poliuretano (Figura 3). nanofibras de poliuretano se electrospun a razón de 50 m / h, lo que resulta en una capa interior de 100 micras y una cap...

En el protocolo, presentamos un método para fabricar un stent-injerto de pequeño calibre mediante la intercalación de un stent expandible con balón entre dos capas de poliuretano nanofibroso electrohilado.

La fabricación de calibre pequeño endoprótesis Uso de electrospinning y balón expandible Bare stents metálicos

Stent-grafts are widely used for the treatment of various conditions such as aortic lesions, aneurysms, emboli due to coronary intervention procedures and ...

El objetivo general de este proceso de fabricación es desarrollar un stent-graft de pequeño calibre encapsulando un stent expandible con balón dentro de dos capas de nanofibras de poliuretano producidas por electrospinning. Esta investigación nos está ayudando a desarrollar stent-grafts de pequeño calibre que en realidad cicatrizan muy rápidamente y que podrían abrir nuevas aplicaciones médicas que no se han realizado antes. Las ventajas de esta técnica son que los stent-grafts están hechos de nanofibras poliméricas que imitan la matriz extracelular.El proceso de fabricación también es sencillo y proporciona propiedades mecánicas y de adhesión celular favorables. Para comenzar, primero derrita aproximadamente 8 mililitros de material de soporte soluble en agua, biocompatible y de grado alimenticio, en un cilindro graduado a 155 grados Celsius. Asimismo, caliente el mandril de acero inoxidable de 100 milímetros de largo y 3 milímetros de ancho a 155 grados Celsius.A continuación, apague el horno y sumerja el mandril en el material de soporte. Luego, cuelgue el mandril verticalmente dentro del horno y deje que el material se solidifique, lo cual debería ocurrir alrededor de los 140 g

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Research

Investigación

JoVE Journal

Medicine

Medicina

Andamios electrospun puede ser procesado post-producción para aplicaciones de ingeniería de tejidos. Aquí se describen los métodos para hacer girar los andamios complejos (por hilado consecutivos), para la fabricación de andamios más gruesas (por el multi-capas usando calor o recocido de vapor), para lograr la esterilidad (la producción aséptica o esterilización de la post-producción) y para la consecución de adecuadas propiedades biomecánicas.

Postproducción de procesamiento de las Fibras electrospun de Ingeniería de Tejidos

Se describe un modelo de implantación de un stent en la arteria carótida del ratón. En comparación con otros métodos similares, este procedimiento es muy rápido, simple y accesible, que ofrece la posibilidad de estudiar de una manera conveniente la reacción de la pared vascular a diferentes stents liberadores de fármacos y los mecanismos moleculares de la restenosis.

Un modelo murino de la implantación de un stent en la arteria carótida para el Estudio de la reestenosis

Se presenta una técnica para la fabricación de membranas microbolsas dentro electrohiladas en el que estudiar el comportamiento celular. Específicamente, se describe una combinación de microstereolithography y electrospinning para la producción de PLGA (poli (lactida-co-glicólido)) dispositivos de biomateriales corneales equipados con microfeatures.

Combinación de Microstereolithography y electrospinning para Fabricación de membranas Equipado con nichos para la regeneración de la córnea

Nuestros objetivos eran para diseñar, fabricar y probar los stents ferromagnéticos para la captura de las células endoteliales. Diez stents fueron probados para la fractura y 10 más stents se ensayaron para determinar el magnetismo retenido. Finalmente, 10 stents se probaron in vitro y 8 más stents fueron implantados en 4 cerdos para mostrar la captura de células y la retención.

Ferromagnético Bare Metal stent para la captura de la célula endotelial y Retención

Modelos animales experimentales reproducibles son necesarios para la prueba de materiales de embolización de novela, que han sido diseñados para tratar la obstrucción endovascular de aneurismas intracraneales (IA). El presente estudio tiene como objetivo desarrollar una técnica quirúrgica segura y estandarizada para stent asistida por embolización de aneurismas saculares en un modelo animal de rata.

Tratamiento con Stent biodegradable magnesio de aneurismas saculares en un modelo de rata - introducción de la técnica quirúrgica

Aquí, presentamos un método modificado de electrospinning para fabricar injertos vasculares PCL con fibras gruesas y los poros grandes y para describir un protocolo para evaluar el desempeño en vivo en un modelo de rata de reemplazo de la aorta abdominal.

Implantación de injertos vasculares Electrospun con estructura optimizada en un modelo de rata

Usando una impresora 3D, un filamento de polímero de memoria de forma se extruye para formar una estructura tubular ramificada. La estructura está estampada y moldeada de tal forma que puede contraerse en una forma compacta una vez doblada y luego volver a su forma formada cuando se calienta.

Stents bifurcados impresos en 4D con estructuras inspiradas en kirigami

La estenosis laringotraqueal es el resultado de la deposición patológica de cicatrices que estrecha críticamente las vías respiratorias traqueales y carece de terapias médicas eficaces. Utilizando un stent PLLA-PCL (70% poli-L-lactide y 30% policaprolactone) como un sistema local de administración de fármacos, se pueden estudiar posibles terapias destinadas a disminuir la proliferación de cicatrices en la tráquea.

Diseño de un Stent Traqueal De la Droga-Eluting Biocompatible en Ratones con Estenosis Laringotraqueal

El método presentado ofrece una forma innovadora de diseñar estructuras de fibras biomiméticas en andamios tridimensionales (3D) (por ejemplo, valvas de válvulas cardíacas). Se utilizaron geometrías conductoras impresas en 3D para determinar la forma y las dimensiones. La orientación y las características de la fibra fueron ajustables individualmente para cada capa. Se pueden fabricar varias muestras en una sola configuración.

Combinación de impresión 3D y electrohilado para fabricar folletos biomiméticos de válvulas cardíacas

Un mayor contraste de imagen pequeña embarcación animales microCT es una manera rápida, rentable y de alto rendimiento para la técnica...

Contraste de imagen mejorada del buque utilizando MicroCT

Aprende a fabricar endoprótesis de pequeño calibre mediante electrospinning de nanofibras de poliuretano alrededor de stents metálicos expandibles con balón. Este método mejora la adhesión celular y acelera la cicatrización para aplicaciones vasculares.

La fabricación de calibre pequeño endoprótesis Uso de electrospinning y balón expandible Bare stents metálicos

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