Stents bifurqués imprimés 4D avec des structures inspirées de Kirigami

Les polymères à mémoire de forme peuvent être programmés pour changer de forme lorsque certaines conditions sont remplies. Les imprimantes 3D peuvent produire ces formes en empilant les couches après les couches, ce qui nous permet de rendre n’importe quelle forme imaginable. Dans cette vidéo, nous démontrons comment nous pouvons produire des en-ents qui peuvent être réduits à une forme compacte lors de la livraison, et récupérer à la forme la plus complexe au bon moment.

Par l’utilisation de cette méthode, il est possible de concevoir des en-ents personnalisés pour chaque patient, parce que tout ce qui peut être conçu peut être exactement fabriqué à l’aide de l’imprimante 3D. Réglez le diamètre du navire principal proximal à 25 millimètres. Ensuite, réglez les diamètres du récipient principal distal et de la branche latérale égale à 22 millimètres.

Réglez la longueur totale des navires égale à 140 millimètres. Ensuite, réglez la longueur du navire principal proximal à 65 millimètres, le navire principal distal à 75 millimètres et la branche latérale à 65 millimètres. Le modèle informatique du navire ram ramdimensionné est ensuite imprimé à l’aide d’une imprimante 3D de modélisation des dépôts fusionnés et d’un filament en polycarbonate.

Créez un récipient en forme de boîte qui abritera la pièce imprimée en 3D. Réglez les dimensions du récipient à 110 par 105 par 70 millimètres et utilisez une plaque acrylique. À l’aide d’un récipient ramé imprimé en 3D placé au centre de la boîte, versez doucement le silicone à l’intérieur du récipient pour minimiser la formation de bulles.

Séchez le silicone liquide et durcissez-le de 36 à 48 heures. Une fois durci, retirez le silicone solidifié du récipient et coupez-le en deux pour enlever la pièce imprimée en 3D. Rejoindre le silicone divisé au plan coupé.

Le corps joint qui en résulte est la maquette des vaisseaux sanguins. Concevoir le tronc du stent bifurqué en suivant des motifs ondulés semblables aux enchevêtrés conventionnels, et concevoir les branches bifurquées pour être un cylindre. Pour le tronc, réglez le diamètre à 22 millimètres et la longueur à 38 millimètres.

Pour la branche, réglez le diamètre à 18 millimètres et la longueur à 34 millimètres. Enfin, réglez la longueur totale du stent à 72 millimètres. Imprimez le stent bifurqué dans une imprimante 3D de modélisation de dépôt fusionnée à l’aide d’un filament de polymère de mémoire de forme.

La composition principale de ce filament est le polyuréthane. Utilisez un logiciel de tranchage pour le tranchage de modèles et pour contrôler les paramètres de l’imprimante 3D. Réglez la température de l’extrème à 230 degrés Celsius et la température du lit de l’imprimante à température ambiante.

En outre, réglez la hauteur de la couche à 0,1 millimètres pour minimiser l’effet d’escalier. Ensuite, réglez la vitesse d’impression à 3 600 millimètres par minute et réglez la quantité de pourcentage de remplissage intérieur à 80 pour cent. Inclure la formation de support pendant l’impression, ce qui est nécessaire parce que l’intérieur de la structure est creux.

Lissez la surface car les surfaces rugueuses peuvent endommager les vaisseaux par abrasion. Retirez les supporters à l’aide de coupeurs. Les supporters sont attachés à l’intérieur du stent.

Lors de l’enlèvement des en-deux, faites preuve d’une extrême prudence pour éviter de déchirer les en-deux. Frottez la surface contre du papier de verre pour enlever les lignes de couche, les stries ou les imperfections sur la surface imprimée. Un polissage répété peut être nécessaire lorsque les supporters sont enlevés par les coupeurs.

Avant la peinture, nettoyez, poncez et séchez la surface de l’enhent. Peindre la surface à l’aide d’un spray dans un endroit bien ventilé et porter un masque personnel. Protégez-vous contre la surésprayage en appliquant de fines couches de peintures répétées.

Utilisez des peintures noires pour améliorer le contraste entre la maquette du récipient en silicone et le stent. Placez les enfiles bifurquées dans de l’eau chaude de sorte que la température soit au-dessus de la température de transition du verre. Lorsque le stent s’adoucit, poussez la moitié de la branche contre l’autre moitié.

Nichez la moitié dans l’autre moitié. Effectuez le même processus de nidification à l’autre branche. Par la suite, les deux moitiés des cylindres sont fermées en une seule.

Maintenant, pliez les deux branches en un seul cylindre afin qu’il puisse voyager à travers le navire principal. Immerger la maquette du récipient en silicone à l’intérieur du réservoir rempli d’eau chaude. Orientez la maquette de telle sorte que le navire principal est au-dessus, et les branches sont en dessous.

Maintenant, insérez le stent plié et bifurqué dans l’ouverture de la maquette du récipient en silicone. Orientez le stent plié et bifurqué de telle sorte que ses branches soient orientées vers l’ouverture. Le stent plié bifurqué commencera à se développer, et les branches inférieures se diviseront de telle sorte que chaque branche glissera vers sa voie d’accouplement à partir du noyau de bifurcation des vaisseaux en forme de Y.

Le stent utilise la structure kiragami pour permettre au stent bifurqué de se plier dans un tube cylindrique compact, qui est très approprié pour glisser à travers les voies étroites des vaisseaux sanguins. Le polymère de mémoire de forme permet à la structure pliée de revenir à sa forme originale lorsque la température atteint la température de transition du verre. La forme d’origine correspond étroitement aux vaisseaux ram ramicaux.

Assurez-vous de régler la température du lit de l’imprimante à température ambiante. Nous avons subi une déformation non désirée de la structure lorsque la température du lit d’imprimante a été réglée plus haut. Le polyuréthane peut être remplacé par un polymère qui a un effet de mémoire de forme.

Cependant, la température optimale ou la mémorisation est différente selon le matériau utilisé. La procédure produit des enhents bifurqués qui peuvent être insérés dans un vaisseau sanguin en forme de Y avec une seule opération. Par rapport aux opérations multiples que nous utilisons pour les en-ents conventionnels.

Notre méthode peut être utilisée pour traiter la maladie coronarienne et les vaisseaux sanguins bloqués par des plaques. La procédure peut également ouvrir un passage comme le canal biliaire, les bronches et les uretères.