המטרות שלנו היו לעצב, לייצר ולבדוק סטנטים פרומגנטי ללכידת תא האנדותל. עשרה סטנטים נבדקו לשברים ועוד 10 סטנטים נבדקו למגנטיות עודפים. לבסוף, 10 סטנטים נבדקו ב- מבחנה ו8 יותר סטנטים הושתלו ב -4 חזירים להראות ללכוד תאים ושמירה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
המטרות שלנו היו לעצב, לייצר ולבדוק סטנטים פרומגנטי ללכידת תא האנדותל. עשרה סטנטים נבדקו לשברים ועוד 10 סטנטים נבדקו למגנטיות עודפים. לבסוף, 10 סטנטים נבדקו ב- מבחנה ו8 יותר סטנטים הושתלו ב -4 חזירים להראות ללכוד תאים ושמירה.
יש צורך endothelialization המהיר של סטנטים לב וכלי דם כדי להפחית פקקת סטנט ולהימנע מטיפול אנטי-טסיות שיכול להפחית את הסיכון לדימום. הכדאיות של שימוש כוחות מגנטיים כדי ללכוד ולשמר תאי האנדותל תולדה (EOC) שכותרתו עם חלקיקי תחמוצת ברזל סופר פאראמגנטיים (SPION) הוכחה בעבר. אבל טכניקה זו מחייבת פיתוח של סטנט מכאני פונקציונלי מחומר מגנטי וביולוגי ואחריו חוץ גופייה וב- vivo בדיקות כדי להוכיח endothelialization המהיר. פיתחנו סטנט חלש פרומגנטי מפלדת אל-חלד 2,205 דופלקס באמצעות תכנון בעזרת מחשב (CAD) והעיצוב שלה היה מעודן יותר באמצעות ניתוח אלמנטים סופי (FEA). העיצוב הסופי של סטנט הציג זן עיקרי מתחת לגבול שבר של החומר במהלך crimping והרחבה מכאניים. מאה סטנטים יוצרו ותת-קבוצה שלהם שימשה לבדיקות מכאניות, מילained מדידות שדה מגנטיות, ב- מבחנה ללכוד תאים, וב- vivo מחקרי השתלה. עשרה סטנטים נבדקו לפריסה כדי לוודא אם שנגרמו להם ולהרחבת מעגל crimping ללא כשל. עוד 10 סטנטים היו ממוגנטים באמצעות מגנט ניאודימיום חזק והשדה המגנטי שמרה נמדד. סטנטים הראו כי המגנטיות נשמרת הייתה מספיק כדי ללכוד EOC כותרת SPION במחקרים במבחנה שלנו. לכידת EOC כותרת SPION ושימור אומתו במודלים של בעלי חיים גדולים על ידי השתלת סטנט 1 ממוגנט ו1 סטנט שליטה שאינה ממוגנט בכל אחד מ4 חזירים. עורקי stented היו explanted לאחר 7 ימים ונותחו בהיסטולוגיה. סטנטים חלשים המגנטיים שפותחו במחקר זה היו מסוגלים למשוך ושמירת תאי האנדותל שכותרת SPION אשר יכול לקדם ריפוי מהיר.
מטופלים שהושתלו בהם סטנטים וסקולריים המיוצרים מחומרים טרומבוגניים כמו נירוסטה, קובלט כרום וכרום פלטינה - שניהם סטנטים ממתכת חשופה (BMS) וסטנטים להסרת תרופות (DES) - זקוקים לטיפול נוגד טסיות כדי למנוע היווצרות פקקת. BMS נרפאים במהירות, אך נתונים לריסטנוזיס בשלב מאוחר עקב ריפוי לא שלם. DES דורש טיפול ארוך טווח נגד טסיות עקב ריפוי מאוחר. טיפול נוגד טסיות הניתן כדי למנוע פקקת כתוצאה מריפוי לא שלם או מעוכב מוביל לסיכון מוגבר לדימום ועשוי שלא להתאים לחולים מסוימים1,2. סטנט אידיאלי יחלים לחלוטין ובמהירות ובכך ימנע טיפול ארוך טווח נגד טסיות וריסטנוזיס בשלב מאוחר. ניתן להשיג ריפוי מלא זה רק אם הסטנט מצופה במהירות בשכבה אחת של תאי אנדותל לאחר ההשתלה. ציפוי הסטנטים בחומרים תואמים ביולוגית כגון זהב או ביופולימרים אחרים הוכח כמשפר את העמידות לפקקת, אך אף אחת מהטכניקות הללו לא השיגה תאימות דם אידיאלית כפי שעשוי להיות אפשרי על ידי ציפוי בתאי אנדותל3,4.
ניתן לצפות סטנט בתאי אנדותל לאחר ההשתלה על ידי משיכת תאי אב במחזור הדם. ניתן להשיג טכניקת זריעה עצמית זו על ידי שימוש בליגנדים ונוגדנים. אך טכניקה זו מוגבלת על ידי המספר הנמוך של תאי אב אנדותל במחזור הדם. אסטרטגיה מבטיחה היא להעביר תאים ישירות לסטנט מיד לאחר ההשתלה במהלך תקופה קצרה של חסימת זרימת דם3,5. אסטרטגיה זו דורשת טכניקה ללכידת תאים במהירות ושמירתם על הסטנט גם לאחר החזרת זרימת הדם. פיתחנו טכניקה שבה משתמשים בסטנט מגנטי כדי למשוך ולשמור על תאי אנדותל בעלי תווית מגנטית שנמסרו לאחר ההשתלה. כדי להשיג זאת, נדרש BMS פונקציונלי עם תכונות מגנטיות מספיקות כדי ללכוד ולשמור על תאי אנדותל עם תווית מגנטית6.
במאמר זה, אנו דנים בשיטות לתכנון, ייצור ובדיקה של סטנט נירוסטה 2205. הסטנטים תוכננו באמצעות CAD ו-FEA. הסטנטים המיוצרים ממוגנטים באמצעות מגנט ניאודימיום והשדה המגנטי שנשמר נמדד באמצעות בדיקת מיקרו-חיישן התנגדות מגנטו. לאחר מכן בדקנו את הסטנטים ללכידת תאים עם תווית מגנטית בצלחת תרבית במהלך הניסויים שלנו במבחנה. לבסוף, הסטנטים נבדקו in vivo על ידי השתלת סטנטים מגנטיים ולא מגנטיים ב-4 חזירים וניתוח היסטולוגי של העורקים הסטנטים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל המחקרים בבעלי החיים אושרו על ידי הטיפול בבעלי חיים המוסדי ווועדה ניצול (IACUC) במרפאת מאיו.
1. עיצוב וניתוח של נירוסטה סטנט 2,205
2. ייצור סטנט ובדיקה ללחיצה ו הרחבה
3. אפיון של סטנט לשדה מגנטי עודף
הערה: מגנט גלילי של גובה 2 אינץ 'קוטר 1 אינץ' ושמשה במחקר זה. הקטבים של המגנט מיושרים לאורך הציר. צפיפות השטף מגנטי פני השטח של המגנט היא כ 1 ט
4. מחקרים סלולארי לכידה מגנטית
class = "jove_title"> 5. ב- vivo בבעלי חיים לימודים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עיצוב סטנט איטרטיבי המבוסס על FEA (איור 1) הראה סטנט שיכול crimp ולהרחיב עם מתח עיקרי של 20% שהוא פחות מ 30% המתח האולטימטיבי. Crimping ובדיקת הרחבה (איור 2) לא הראו שום סימנים של שבר. תמונות של סטנט מעוות הראו הסכם טוב עם עיוותי FEA מחושבים וגם תמונות מיקרוסקופי הראו שום שברים (איור 3). כצפוי ממדידות השדה מגנטיות נשמרו (איורים 4 ו -5), תאי שכותרתו-SPION נמשכו מעדיפים מגזרים כפופים בסטנטים ממוגנטים axially ו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פיתחנו סטנט מגנטי שיכול לתפקד כסטנט מתכת חשוף ויכול למשוך תאי האנדותל שכותרת SPION. במחקרים קודמים הכוללים סטנטים מגנטיים, חוקרים השתמשו בסטנטים מצופים ניקל מסחריים וסלילים או משתלב עשויים מחומרים מגנטיים בשל חוסר הזמינות של סטנט פרומגנטי 5,10-14. גם קבוצות אחרות השתמשו בטבע פאראמגנטיים של סטנטים פלדה זמינים מסחרי בדרגת 304 חלד למיקוד תאי האנדותל ננו-חלקיקים טעונים 3. ציפוי ניקל עשוי להיות אלרגיה לחולים שטופלו בתומכנים וסטנטים פאראמגנטיים צריכים שדה מגנטי חיצ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
המחברים מודים לטיירה וויט, שרי מוסקה, ברנט ניומן וד"ר פיטר ג'יי פסלטיס, MBBS, PhD על תרומתם רבת הערך. מחקר זה נתמך כספית על ידי הקרן האירופית לפיתוח אזורי – FNUSA-ICRC (No. CZ.1.05/1.100/02.0123), מענק פיתוח מדענים של איגוד הלב האמריקאי (AHA #06-35185N), המכונים הלאומיים לבריאות (T32HL007111) וקרן החדשנות של גריינגר - קרן גריינג'ר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 2205 נירוסטה | נגר טכנולוגיה תאגיד | עגול חומר מלאי | |
| Abaqus | Dassault Systems | תוכנה | |
| תרופת מרשם | אטרופין | ||
| שם מסחרי של קלופידוגרל | Plavix. תרופת מרשם. | ||
| CM-DiI | Life Technologies | V-22888 | בדיקות מולקולריות, יוג'ין, או |
| מדיום גידול אנדותל-2 | Lonza | CC-3162 | |
| כלי לחיצה ידני | הנדסת חסימה | M1-RMC | |
| חומצה הידרוכלורית (HCl) | סיגמא אולדריץ' | MFCD00011324 | זהירות: ללבוש ציוד מגן ולטפל מתחת למכסה |
| המנוע הרדמה | איזופלורןPiramal Critical Care, Inc. | ||
| אלכוהול אתילי | סיגמא אולדריץ' | MFCD00003568 | |
| מגנט NdFeB בעובי 2 אינץ' קוטר x 1 אינץ' | מגנטים מדהימים | D1000P | מגנט דיסק ממוגנט צירי עם מוטות על פנים שטוחות |
| בלון | ניתן להשתמש בכל בלון משולש OTW הזמין מסחרית ניתן להשתמש | ||
| מלח חוצץ פוספט | Life Technologies | 10010-023 | הידוע בכינויו PBS |
| נתרן ביקרבונט (NaHCO3) | סיגמא אולדריץ' | MFCD00003528 | |
| נתרן פנטוברביטל | Zoetis | שם מסחרי: Sleepaway (26%), FatalPlus, Beuthanasi. חומר מבוקר יוזמן רק על ידי SolidWorks וטרינרי מורשה | |
| מערכות | תוכנה | ||
| SpinTJ-020 מיקרו חיישן | MicroMagneitcs Sensible Solutions | בדיקה ארוכה STJ-020 מיקרו-חיישן | |
| SPION | Mayo Clinic | ננו-חלקיקים מסונתזים פנימית (Ref: Lee, S. J. et al. ננו-חלקיקים של תחמוצות ברזל מגנטיות עטופות בפולי (D,L latide-co-glycolide) ויישומיהם לחומר ניגוד הדמיית תהודה מגנטית. J Magn Magn Mater 272, 2432-2433, doi:DOI 10.1016/j.jmmm.2003.12.416 (2004)) | |
| Telazol | Zoetis | יוזמן רק על ידי | |
| Trypsin EDTA | Life Technologies | 25200-056 | Gibco, Grand Island, NY |
| Xylazine | Bayer Animal Health | שם מסחרי: Rompun. עמידת שמש מבוקרת תוזמן רק על ידי וטרינר מורשה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.