Ferromagnétique Bare Metal Stent pour endothéliale capture de cellules et de la conservation

L'objectif général de l'expérience suivante est de développer un stent métallique nu ferromagnétique capable de capturer et de retenir des cellules endothéliales marquées par des nanoparticules magnétiques. Cela est réalisé en concevant un stent en acier inoxydable 2205 à l'aide de logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) et d'analyse par éléments finis (AEF) afin de comprendre correctement le comportement mécanique du matériau et de la structure du stent pendant le rétrécissement et l'expansion. Ensuite, le stent fabriqué est rétréci et expansé mécaniquement pour démontrer son intégrité mécanique, et la rétention du champ magnétique par le stent est étudiée, ce qui valide le comportement magnétique.

Ensuite, les stents sont implantés chez des porcs et des cellules endothéliales marquées par des nanoparticules magnétiques sont administrées afin de vérifier la capture et la rétention des cellules dans la circulation coronaire. Les résultats montrent que le stent ferromagnétique développé dans cette étude est capable de capturer et de retenir des cellules endothéliales marquées magnétiquement, comme en témoigne l'analyse histologique des vaisseaux sanguins prélevés lors d'expériences in vivo. Les implications de cette technique s'étendent à la conception de divers dispositifs cardiovasculaires, car une endothélialisation rapide peut favoriser la cicatrisation et améliorer la compatibilité sanguine.

En général, les personnes novices dans cette méthode éprouveront des difficultés en raison de la complexité des procédures de CAO et d'analyse par éléments finis (AEF) impliquées dans la conception des stents ; la culture cellulaire peut également représenter un défi pour les débutants. En raison de l'importance du maintien d'un environnement strictement aseptique, nous avons souhaité améliorer la cicatrisation des stents et avons eu l'idée d'utiliser des forces magnétiques pour fixer des cellules vivantes sur les stents. La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle, car les étapes de développement du stent et de chauffage cellulaire sont difficiles à apprendre en raison de la complexité du comportement du matériau lors du rétrécissement et de l'expansion, ainsi que du caractère innovant du piégeage cellulaire magnétique sur le stent.

Pour commencer, utilisez un logiciel de CAO pour créer un cylindre creux extrudé en sélectionnant une fonction de base d'extrusion avec une épaisseur de paroi égale à l'épaisseur des mailles du stent. Concevez un motif de stent sur un plan de croquis différent, tangent au cylindre extrudé. Ajustez la largeur du motif plat afin qu'elle corresponde à la circonférence du cylindre creux extrudé.

À l’aide de la fonction d’enroulement, transférez le motif plat sur le cylindre creux. Enregistrez la pièce dans son format natif ainsi que dans le format ACEs, afin de l’exporter pour l’analyse par éléments finis. Pour effectuer l’analyse par éléments finis, importez la géométrie solide enregistrée au format ACEs dans le module pièce du logiciel d’analyse par éléments finis, afin de poursuivre l’analyse dans le modeleur de pièces du modèle logiciel. Créez deux cylindres analytiques coaxiaux par rapport à l’endoprothèse. Double-cliquez sur l’élément arborescent des occurrences du modeleur d’assemblage pour assembler les pièces en positions relatives à l’aide d’un module de maillage du logiciel d’analyse par éléments finis.

Spécifiez l'élément, de type élément hexaédrique à 20 nœuds avec intégration réduite. Définissez la taille de l'élément et générez le maillage du stent dans les propriétés d'interaction de l'arbre du modèle. Définissez des paires de contact rigides sans frottement entre le stent et les deux cylindres respectivement.

Attribuez les comportements contrainte-déformation des ELA à l'acier inoxydable 2205 pour le modèle de stent. Définissez les conditions aux limites afin de comprimer d'abord le cylindre externe d'un millimètre, ce qui simule le rétrécissement. Supprimez le cylindre externe pour simuler la relaxation du stent rétréci.

Développez le cylindre intérieur jusqu'à trois millimètres pour simuler l'expansion, puis retirez enfin le cylindre intérieur afin de simuler le recul du stent. Une fois la simulation terminée, ouvrez le fichier de résultats et post-traitez les résultats pour étudier les déformations principales de manière itérative. Améliorez la conception du stent afin d'obtenir une déformation principale de 20 %, valeur inférieure à la limite de rupture du matériau.

Après avoir obtenu les tubes en acier inoxydable 2205 et découpé les stents conformément au protocole décrit dans le texte sous une hotte, utilisez des équipements de protection appropriés pour effectuer le décapage acide des stents afin de passer leur surface après polissage électrolytique, en les plongeant dans de l'acide chlorhydrique à 50 % pendant 10 minutes, puis dans du bicarbonate de sodium à 10 % pendant 10 minutes supplémentaires afin de terminer le décapage acide. Rincez les stents à l'éthanol, puis à l'eau déionisée. Ensuite, pour tester le rétreint des stents, tenez un stent et un ballonnet triplé.

Dans un outil de sertissage manuel, appuyez sur la poignée pour déformer le stent afin de le sertir sur le ballonnet. Après avoir inspecté le stent serti au microscope afin de vérifier l'uniformité du sertissage et la présence éventuelle de signes de défaillance, dilatez le stent jusqu'au diamètre nominal de trois millimètres en utilisant de l'eau pour pressuriser le ballonnet triplicatif. Examinez les stents dilatés à la recherche de microfissures et d'une expansion uniforme à l'aide d'un puissant aimant en néodyme.

AIMANTER les stents de manière diamétrale en tenant le stent sur l'une de ses faces planes avec son diamètre aligné selon les lignes de champ magnétique. En alternative, AIMANTER les stents de manière axiale en tenant le stent contre la surface cylindrique avec son axe aligné selon les lignes de champ magnétique. Maintenir le stent proche de l'aimant puissant pendant environ une minute.

Pour la magnétisation, fixez individuellement les stents sur des mandrins en verre, puis insérez les mandrins en verre dans le mandrin de précision du dispositif de mesure magnétique. À l’aide des axes X, Y, Z, montez le dispositif de mesure magnétique de façon à positionner précisément la sonde microsensorielle magnétique près du stent sans toucher sa surface. Mesurez la valeur de référence du microcapteur magnétique à distance du stent, puis utilisez les axes x, y, Z pour positionner la sonde et mesurer le champ magnétique résiduel à la surface du stent.

Après avoir obtenu des cellules progénitrices endothéliales ou EOC à partir de sang périphérique porcin selon le protocole de culture décrit dans le texte, cultiver les cellules dans un flacon T75 jusqu'à ce qu'elles atteignent une confluence d'environ 80 %. Après la synthèse des nanoparticules d'oxyde de fer superparamagnétiques ou pyon, ajouter le pyon aux EOC dans le milieu de culture cellulaire à une concentration de 200 microgrammes par millilitre. Incuber à 37 degrés Celsius pendant 16 heures.

Aspirez délicatement le milieu de culture cellulaire et ajoutez 10 millilitres de PBS dans le flacon. Agitez doucement puis aspirez. Ajoutez le PBS. Ajoutez cinq microgrammes par millilitre de colorant fluorescent, tel que le CM DAI, à 10 millilitres de milieu de culture pour colorer les cellules selon les instructions du fabricant, puis incubez à 37 degrés Celsius pendant 30 minutes.

Utilisez du PBS pour laver doucement les cellules comme précédemment, puis ajoutez une solution de trypsine-EDTA à 0,25 % et incubez à 37 degrés Celsius pendant cinq minutes afin de détacher les cellules du flacon. Transférez la suspension cellulaire dans un tube conique de 15 millilitres. Complétez le volume avec du PBS et centrifugez à 500 ×g pendant cinq minutes pour former un culot cellulaire après décantation.

Utilisez du PBS pour resuspendre les cellules à une concentration d’un à 2 millions de cellules par millilitre. Pour les études cellulaires in vitro, concevez et fabriquez un dispositif simple permettant de maintenir le stent juste au-dessus de la surface d’un couvre-objet en verre. Utilisez un dégauchisseur électromagnétique pour démagnétiser un stent ou, à l’aide d’un puissant aimant en néodyme, magnétisez un stent de manière diamétrique ou axiale ; pipetez ensuite les cellules marquées au spy et en suspension dans du PBS dans la boîte contenant les stents magnétisés de façon axiale, magnétisés de manière diamétrique ou non magnétisés servant de témoins.

Ensuite, à l’aide d’un microscope à fluorescence inversé, imagez les stents avec les EOC en suspension dans du PBS afin de procéder à l’implantation des stents après administration d’un traitement antiplaquettaire à quatre porcs Yorkshire sains et induction de l’anesthésie selon le protocole décrit dans le texte. Utilisez une technique standard de cathétérisation cardiaque pour implanter un stent magnétisé et un stent non magnétisé dans l’artère coronaire droite (RCA). Après avoir utilisé un fil-guide pour avancer le ballonnet et le stent à l’aide d’un ballonnet sur fil, obturez le flux sanguin dans la portion proximale de la RCA par rapport aux stents implantés. Puis, sur une période de deux minutes, administrez environ 2 millions d’EOC autologues marquées avec des scions suspendues dans quatre millilitres de PBS via le cathéter central. Après deux minutes supplémentaires d’occlusion, rétablissez le flux sanguin dans la RCA, prélèvez le stent et réalisez l’analyse histologique. Selon le protocole décrit dans le texte et illustré ici, une conception itérative du stent fondée sur l’analyse par éléments finis (FEA) a indiqué un stent capable de se comprimer et de se dilater avec une déformation principale de 20 %, valeur inférieure à la déformation ultime de 30 %.

Un stent découpé au laser, électropolymé et monté sur un cathéter à ballonnet trifle, puis expansé à trois millimètres à l’aide d’un ballonnet trifle, ne présentait aucun signe de fracture. Les images du stent déformé montraient une bonne concordance avec la déformation calculée par AEF, et les images de microscopie ne révélaient aucune fracture, comme prévu d’après les mesures du champ magnétique résiduel. Les cellules marquées SPY étaient préférentiellement attirées vers les segments Ben dans les stents magnétisés axialement, et attirées de manière plus uniforme vers les segments droits.

Dans les stents magnétisés de manière diamétrale, les images d'histologie ont montré une coloration au fer près des entretoises du stent, confirmant l'attraction et la rétention des EOC par le stent au cours de la période d'implantation de sept jours. Lors de la réalisation de cette procédure, il est important de bien comprendre les concepts de la MEF (analyse par éléments finis) et de la DAO (conception assistée par ordinateur), car des paramètres d'entrée inappropriés peuvent conduire à une conception erronée du stent, soit trop rigide, soit présentant une tendance à la fracture du stent.

Suite à cette procédure, d'autres méthodes telles que les essais de fatigue accélérée et les essais de toxicité peuvent être réalisés afin de répond游戏副本

Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la manière de concevoir un stent ferromagnétique et de tester la capture et la rétention de cellules artérielles marquées magnétiquement.