Name: Bare Metal Stent ferromagnetico per Capture cellule endoteliali e conservazione (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-09-18T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 1 s
Description: Scopri lo sviluppo di uno stent ferromagnetico per catturare cellule endoteliali magnetiche in applicazioni cardiovascolari. Questo metodo utilizza CAD e FEA per progettare dispositivi che promuovono la guarigione endoteliale rapida.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Gli autori ringraziano Tyra Witt, Cheri Mueske, Brant Newman e Dr. Peter J. Psaltis, MBBS, PhD per i loro preziosi contributi. Questo studio è stato sostenuto finanziariamente dal Fondo Europeo di Sviluppo Regionale – FNUSA-CICR (n. CZ.1.05/1.100/02.0123), American Heart Association Scientist Development Grant (AHA #06-35185N), National Institutes of Health (T32HL007111) e The Grainger Innovation Fund – Grainger Foundation.

Tutti gli studi sugli animali sono stati approvati dalla cura degli animali e del Comitato Istituzionale Utilization (IACUC) presso la Mayo Clinic. 1. Progettazione e analisi di un 2205 in acciaio inossidabile Stent <ol><li> Progettare un stent di metallo nudo con CAD <ol><li> Effettuare un cilindro cavo estruso selezionando in funzione &#39;Estrusione / base&#39; con lo spessore di parete pari allo spessore stent puntone. </li><li> Progettare un modello di stent su un piano di schizzo diverso tangente al cilindro estruso. Effettuare la larghezza del modello piatto per abbinare la circonferenza del cilindro cavo estruso. </li><li> Trasferire sul cilindro cavo utilizzando la funzione di avvolgere il design modello piatto. </li><li> Salvare la parte nel suo formato nativo e anche in formato ACIS deve essere esportato per FEA. </li></ol></li><li> Analisi agli elementi finiti per i modelli stent <ol><li> Importare la geometria solida salvato in formato ACIS nel modulo parte del software FEA per ulteriori analysè. </li><li> Modello 2 cilindri analitici coassialmente allo stent nella parte modellatore del software FEA. Il cilindro esterno ha un diametro iniziale maggiore del diametro dello stent per simulare la pressa e il cilindro interno ha un diametro iniziale di 1 mm per simulare un pallone per gonfiaggio. </li><li> Fare doppio clic sulla voce di albero del modellatore assemblea &#39;casi&#39; di montare sopra dette parti in posizioni relative. </li><li> Utilizzare il modulo di maglia del software FEA, specificare il tipo di elemento come 20 nodi elemento esaedrica con l&#39;integrazione ridotta, specificare le dimensioni dell&#39;elemento, e maglie dello stent. </li><li> Specificare attrito coppie a contatto rigide tra lo stent e due cilindri, rispettivamente nelle &quot;Proprietà&quot; della interazione del modello. </li><li> Assegnare comportamento sforzo-deformazione elasto-plastico di acciaio inossidabile 2205 al modello dello stent. </li><li> Definire condizioni al contorno per crimpare primo luogo il cilindro esterno di 1 mm che simula il cRimping dello stent. Rimuovere il cilindro esterno per simulare il rilassamento dello stent crimpato. Espandere il cilindro interno di 3 mm per simulare l&#39;espansione e, infine, rimuovere il cilindro interno per simulare recoil dello stent. </li><li> Definire i parametri di simulazione, tra cui il numero di processori e quantità di RAM allocati nella voce albero modello di &#39;Analisi&#39; ed eseguire la simulazione. </li><li> Una volta che la simulazione, aprire il file risultato (filename.odb) e post-elaborare i risultati di studiare le deformazioni principali e migliorare iterativamente il disegno stent per ottenere una deformazione principale del 20%, che è inferiore al limite cedimento del materiale, . </li></ol></li></ol> 2. Stent fabbricazione e la sperimentazione per la piegatura e di espansione <ol><li> Stent fabbricazione <ol><li> Ottenere i tubi in acciaio inossidabile 2205 di pistola foratura e molatura di precisione barra magazzino materiale presso una società di lavorazioni meccaniche di precisione, come azione di precisione Prodotti in Pioneer,OH. </li><li> Trasferire i tubi a terra di precisione e il modello di progettazione dello stent piatta ad una società di stent taglio come Laserage Technology Corporation a Waukegan, IL per taglio laser e elettrolucidatura. </li><li> Passivare la superficie degli stent elettrolucidate da essi submersing in un acido forte (50% HCl) per 10 minuti seguiti da una base (10% NaHCO3) per altri 10 min. ATTENZIONE: maneggiare sostanze chimiche con i dispositivi di protezione adeguata e sotto una cappa aspirante. Infine, lavare gli stent con alcool etilico e acqua deionizzata. Questo processo è chiamato decapaggio acido. </li></ol></li><li> Prove di stent fabbricati per la piegatura e l&#39;espansione <ol><li> Crimp lo stent su un pallone a tre ante con una mano tesa strumento di piegatura. Tenere lo stent e il pallone a tre ante in pinza. Premere la maniglia per deformare radialmente lo stent da crimpare sul pallone. </li><li> Ispezionare lo stent a pressare utilizzando un microscopio per uniforme aggraffatura e qualsiasi segno di fallimento nella struttura a causaper deformazione plastica. </li><li> Espanderlo al diametro progettato 3 mm pressurizzando il palloncino a tre ante con acqua. Esaminare gli stent espanso per le fratture microscopiche e l&#39;espansione uniforme. </li></ol></li></ol> 3. Caratterizzazione di stent per Retained Campo Magnetico NOTA: magnete cilindrico del diametro di 2 pollici e 1 pollice di altezza è stato utilizzato in questo studio. I poli del magnete sono allineate lungo l&#39;asse. La densità di flusso magnetico superficiale del magnete è di circa 1 T. <ol><li> Magnetizzare gli stent diametralmente o assiale con un forte magnete al neodimio. Tenere il stent vicino al magnete forte per circa 1 min per la magnetizzazione. </li><li> Tenere il stent su una delle facce piane con il suo diametro lungo le linee del campo magnetico per essere magnetizzate diametralmente o tenere lo stent accanto alla superficie cilindrica con asse lungo le linee del campo magnetico per magnetizzare assialmente. Fiel magnetico a nuovod dello stent è risultato essere stabile per almeno 24 ore, ma utilizzare lo stent non appena possibile dopo magnetizzazione. </li><li> Montare gli stent individualmente su mandrini di vetro e poi montare i mandrini di vetro nel mandrino precisione dell&#39;apparecchio sondaggio magnetica. Sonda microsensore magnetica può essere posizionata con precisione vicino allo stent senza toccare la superficie con la XYZ fasi di montaggio del dispositivo di tastatura magnetica (Figura 4). </li><li> Misurare la lettura basale della microsensore magnetico lontano dallo stent e quindi misurare il campo magnetico trattenuto sulla superficie dello stent posizionando la sonda con le fasi XYZ del proiettore tastatura magnetica. </li></ol> 4. magnetici Studi cellulare Capture <ol><li> Ottenere cellule, l&#39;etichettatura con spion e colorazione con colorante fluorescente <ol><li> Derivare le cellule endoteliali escrescenza (EOC) da sangue periferico suino come descritto in 5,7. Cultura in un pallone T-75 until circa l&#39;80% confluenti (5x10 6 a 8x10 6 cellule). </li><li> Sintetizzare SPIONs come diametro di 10 nm magnetite (Fe 3 O 4) nucleo circondato da 50 poli di spessore nm (lattico-co-glicolico acido) (PLGA) Coperture come descritto in 8,9. </li><li> Incubare la EOC derivato con spion ad una concentrazione di 200 ug / ml di mezzo di coltura cellulare per 16 ore a 37 ° C. </li><li> Aspirare il mezzo di coltura cellulare delicatamente. Lavare delicatamente le cellule aggiungendo 10 ml di tampone fosfato salino (PBS) al pallone, dondolo, e aspirare il PBS. </li><li> Colorare le cellule con colorante fluorescente (CM-DII) per la visualizzazione durante gli esperimenti. Ciò avviene secondo le istruzioni del fabbricante aggiungendo il colorante a 10 ml di mezzo di coltura cellulare ad una concentrazione di 5 microlitri / ml e incubando le cellule con per 30 minuti a 37 ° C. </li><li> Lavare le cellule con PBS come al punto 4.1.4 e incubare con 3 ml di 0,25% soluzione di tripsina-EDTA per 5 min a 37 ° C persollevare le cellule dal pallone. </li><li> Trasferire la sospensione cellulare in una provetta da 15 ml, rabboccare con PBS e centrifugare a 500 xg per 5 min a formare un pellet di cellule. </li><li> Risospendere il pellet cellulare in PBS ad una concentrazione di 1-2x10 6 cellule / ml e miscelare accuratamente pipettando in e fuori del tubo conico più volte. </li></ol></li><li> Studi in vitro di cellule <ol><li> Progettare e fabbricare (ad esempio, stampa 3D) un semplice attrezzo per tenere lo stent appena sopra la superficie di un vetrino di vetro. </li><li> Smagnetizzare uno stent utilizzando un degausser elettromagnetica o magnetizzare uno stent diametralmente o assiale con un forte magnete al neodimio. </li><li> Pipettare il EOC spion marcato sospesa in PBS nel piatto contenente gli stent di controllo assiale magnetizzati o diametralmente magnetizzate o non magnetizzate. Immagine gli stent con EOC sospesa in PBS immediatamente per la fluorescenza usando un microscopio a fluorescenza invertito. </li></ol></li></ol><pclass = &quot;jove_title&quot;&gt; 5. in vivo Animal Studies <ol><li> Impianto di stent <ol><li> Disegna sangue periferico da 4 maiali Yorkshire sani - peso di circa 50 kg - tre settimane prima di impianto di stent, rispettivamente, e la cultura EOC come descritto in 5,7. </li><li> Somministrare farmaci anti-piastrinici di partenza 3 giorni prima dell&#39;intervento (aspirina 325 mg e clopidogrel 75 mg al giorno). </li><li> Il giorno impianto dello stent, anestetizzare i maiali con intramuscolare Telazol, Xilazina, e atropina (5 / 2-3 / 0,05 mg / kg, rispettivamente), come indicato nelle linee guida istituzionali applicabili cura degli animali e l&#39;uso. </li><li> Intubare e posizionare il maiale inalazione di 1-2,5% anestesia isoflurano. </li><li> Radere la regione ventrale del collo del maiale e condurre la procedura in condizioni sterili generali. </li><li> Implant 1 magnetizzato e 1 stent non magnetizzato nell&#39;arteria coronaria destra (RCA) usando la tecnica di cateterizzazione cardiaca standard. <ol><li> Catheterizzazione di animali deve essere effettuata da un cardiologo interventista addestrato. Accedere alla carotide destra con una guaina French 9. </li><li> Incannulare l&#39;obiettivo coronarica e iniettare mezzo di contrasto iodato per ottenere immagini fluoroscopiche. </li><li> Mettere un filo guida coronarico standard di 0.014 pollici nell&#39;arteria. Far avanzare il palloncino e stent utilizzando questo filo guida e distribuire il stent in un vaso di diametro 3-3,5 mm. </li></ol></li><li> Occludere il flusso di sangue all&#39;interno prossimale RCA agli stent impiantati utilizzando un over pallone filo e fornire circa 2x10 6 EOC autologo marcato con spion sospeso in 4 ml di PBS attraverso il catetere centrale su un periodo di 2 min. </li><li> Ripristinare il flusso di sangue al RCA dopo 2 min di occlusione aggiuntivo. </li><li> Trasferire l&#39;animale alla sala di risveglio e monitorare attentamente l&#39;animale fino a che non ha ripreso conoscenza. </li><li> Continuare a somministrare farmaci anti-piastrinici (aspirina 325 mg e clopidogrel 75 mg) inviare operativamente fino sacrificio. </li></ol></li><li> Espianto stent e istologia <ol><li> Euthanize gli animali 7 giorni dopo l&#39;intervento dapprima anestetizzare l&#39;animale come spiegato precedentemente e quindi somministrare per via endovenosa una dose letale di pentobarbital sodio (100 mg / kg) secondo le linee guida istituzionali applicabili cura degli animali e di uso. </li><li> Chirurgicamente raccogliere i segmenti arteriosi stent. Fissare le arterie espiantati in 10% formalina tampone per almeno 30 min. Lasciare i campioni in buffer di formalina per ulteriori analisi istologica. </li><li> Esternalizzare il campione fissato alle strutture in grado di svolgere l&#39;istologia con stent di metallo. Durante questo processo, i campioni vengono incorporare in metilmetacrilato, in sezione, e analizzati istologicamente usando la tecnica di colorazione di Mallory con Prussia macchia blu per particelle di ferro. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Garg, S., Serruys, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+stents%3A+current+status%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Coll+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Coronary stents: current status.</a> J Am Coll Cardiol. 56, 1-42 (2010).</li>
<li>Austin, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drug-eluting+stents+versus+bare-metal+stents+for+off-label+indications%3A+a+propensity+score-matched+outcome+study%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Cardiovasc+Interv%22%5BJournal%5D)">Drug-eluting stents versus bare-metal stents for off-label indications: a propensity score-matched outcome study.</a> Circ Cardiovasc Interv. 1 (1), 45-52 (2008).</li>
<li>Polyak, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+field+gradient+targeting+of+magnetic+nanoparticle-loaded+endothelial+cells+to+the+surfaces+of+steel+stents%5BTitle%5D)+AND+%22P+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">High field gradient targeting of magnetic nanoparticle-loaded endothelial cells to the surfaces of steel stents.</a> P Natl Acad Sci USA. 105 (2), 698-703 (2008).</li>
<li>Tassiopoulos, A. K., Greisler, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Angiogenic+mechanisms+of+endothelialization+of+cardiovascular+implants%3A+a+review+of+recent+investigative+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomat+Sci-Polym+E%22%5BJournal%5D)">Angiogenic mechanisms of endothelialization of cardiovascular implants: a review of recent investigative strategies.</a> J Biomat Sci-Polym E. 11 (11), 1275-1284 (2000).</li>
<li>Pislaru, S. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+forces+enable+rapid+endothelialization+of+synthetic+vascular+grafts%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Magnetic forces enable rapid endothelialization of synthetic vascular grafts.</a> Circulation. 114, I314-I318 (2006).</li>
<li>Uthamaraj, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+validation+of+a+novel+ferromagnetic+bare+metal+stent+capable+of+capturing+and+retaining+endothelial+cells%29%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Design and validation of a novel ferromagnetic bare metal stent capable of capturing and retaining endothelial cells).</a> Ann Biomed Eng. 42 (12), 2416-2424 (2014).</li>
<li>Gulati, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diverse+origin+and+function+of+cells+with+endothelial+phenotype+obtained+from+adult+human+blood%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Diverse origin and function of cells with endothelial phenotype obtained from adult human blood.</a> Circ Res. 93 (11), 1023-1025 (2003).</li>
<li>Lee, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoparticles+of+magnetic+ferric+oxides+encapsulated+with+poly%28D%2CL+latide-co-glycolide%29+and+their+applications+to+magnetic+resonance+imaging+contrast+agent%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Magn+Mater%22%5BJournal%5D)">Nanoparticles of magnetic ferric oxides encapsulated with poly(D,L latide-co-glycolide) and their applications to magnetic resonance imaging contrast agent.</a> J Magn Magn Mater. 272 (3 Special Issue), 2432-2433 (2004).</li>
<li>Lee, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+enhancement+of+iron+oxide+nanoparticles+encapsulated+with+poly%28D%2CL-latide-co-glycolide%29%5BTitle%5D)+AND+%22Colloid+Surface+A%22%5BJournal%5D)">Magnetic enhancement of iron oxide nanoparticles encapsulated with poly(D,L-latide-co-glycolide).</a> Colloid Surface A. (1-3), 255-251 (1016).</li>
<li>Forbes, Z. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Locally+targeted+drug+delivery+to+magnetic+stents+for+therapeutic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Computer+Architectures+for+Machine+Perception%2C+2003+IEEE+International+Workshop+on%22%5BJournal%5D)">Locally targeted drug delivery to magnetic stents for therapeutic applications.</a> Computer Architectures for Machine Perception, 2003 IEEE International Workshop on. , 1-6 (2003).</li>
<li>Rathel, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+Stents+Retain+Nanoparticle-Bound+Antirestenotic+Drugs+Transported+by+Lipid+Microbubbles%5BTitle%5D)+AND+%22Pharm+Res-Dordr%22%5BJournal%5D)">Magnetic Stents Retain Nanoparticle-Bound Antirestenotic Drugs Transported by Lipid Microbubbles.</a> Pharm Res-Dordr. 29 (5), 1295-1307 (2012).</li>
<li>Gunn, J., Cumberland, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stent+coatings+and+local+drug+delivery+-+state+of+the+art%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Stent coatings and local drug delivery - state of the art.</a> Eur Heart J. 20 (23), 1693-1700 (1999).</li>
<li>Lu, A., Jia, G., Gao, G., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+magnetic+stent+on+coronary+restenosis+after+percutaneous+transluminal+coronary+angioplasty+in+dogs%5BTitle%5D)+AND+%22Chin+Med+J+%28Engl%22%5BJournal%5D)">The effect of magnetic stent on coronary restenosis after percutaneous transluminal coronary angioplasty in dogs.</a> Chin Med J (Engl. 114 (8), 821-823 (2001).</li>
<li>Kempe, H., Kempe, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+magnetite+nanoparticles+for+implant-assisted+magnetic+drug+targeting+in+thrombolytic+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The use of magnetite nanoparticles for implant-assisted magnetic drug targeting in thrombolytic therapy.</a> Biomaterials. 31 (36), 9499-9510 (2010).</li>
<li>Chorny, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeting+stents+with+local+delivery+of+paclitaxel-loaded+magnetic+nanoparticles+using+uniform+fields%5BTitle%5D)+AND+%22P+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Targeting stents with local delivery of paclitaxel-loaded magnetic nanoparticles using uniform fields.</a> P Natl Acad Sci USA. 107 (18), 8346-8351 (2010).</li>
<li>Polyak, B., Friedman, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+targeting+for+site-specific+drug+delivery%3A+applications+and+clinical+potential%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Opin+Drug+Del%22%5BJournal%5D)">Magnetic targeting for site-specific drug delivery: applications and clinical potential.</a> Expert Opin Drug Del. 6 (1), 53-70 (2009).</li>
<li>Liu, J. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+stent+hyperthermia+for+esophageal+cancer%3A+an+in+vitro+investigation+in+the+ECA-109+cell+line%5BTitle%5D)+AND+%22Oncol+Rep%22%5BJournal%5D)">Magnetic stent hyperthermia for esophageal cancer: an in vitro investigation in the ECA-109 cell line.</a> Oncol Rep. 27 (3), 791-797 (2012).</li>
<li>Gunn, J., Cumberland, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Does+stent+design+influence+restenosis%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Does stent design influence restenosis.</a> Eur Heart J. 20 (14), 1009-1013 (1999).</li>
<li>Aviles, M. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+study+of+ferromagnetic+stents+for+implant+assisted-magnetic+drug+targeting%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Magn+Mater%22%5BJournal%5D)">In vitro study of ferromagnetic stents for implant assisted-magnetic drug targeting.</a> J Magn Magn Mater. 311 (1), 306-311 (2007).</li>
<li>Mardinoglu, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theoretical+modelling+of+physiologically+stretched+vessel+in+magnetisable+stent+assisted+magnetic+drug+targeting+application%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Magn+Mater%22%5BJournal%5D)">Theoretical modelling of physiologically stretched vessel in magnetisable stent assisted magnetic drug targeting application.</a> J Magn Magn Mater. 323 (3-4), 324-329 (2011).</li>
<li>Liu, Z. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stress+corrosion+cracking+of+2205+duplex+stainless+steel+in+H2S-CO2+environment%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Sci%22%5BJournal%5D)">Stress corrosion cracking of 2205 duplex stainless steel in H2S-CO2 environment.</a> J Mater Sci. 44 (16), 4228-4234 (2009).</li>
<li>Alverez-Armas, I., Degallaix-Moreuill, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAlverez-Armas%2C+I+%22Duplex+stainless+steels%22">Duplex stainless steels</a>. , Wiley-ISTE. (2009).</li>
<li>Tefft, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetizable+Duplex+Steel+Stents+Enable+Endothelial+Cell+Capture%5BTitle%5D)+AND+%22Ieee+T+Magn%22%5BJournal%5D)">Magnetizable Duplex Steel Stents Enable Endothelial Cell Capture.</a> Ieee T Magn. 49 (1), 463-466 (2013).</li>
<li>Pelton, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fatigue+and+durability+of+Nitinol+stents%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mech+Behav+Biomed+Mater%22%5BJournal%5D)">Fatigue and durability of Nitinol stents.</a> J Mech Behav Biomed Mater. 1 (2), 153-164 (2008).</li>
<li>Knowles, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Finite+element+analysis+of+a+balloon-expandable+stent+and+superior+mesenteric+arterial+wall+interaction%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vasc+Surg%22%5BJournal%5D)">Finite element analysis of a balloon-expandable stent and superior mesenteric arterial wall interaction.</a> J Vasc Surg. 60 (6), 1722-1723 (2014).</li>
<li>Veeram Reddy, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+biodegradable+stent+applicable+for+use+in+congenital+heart+disease%3A+bench+testing+and+feasibility+results+in+a+rabbit+model%5BTitle%5D)+AND+%22Catheter+Cardiovasc+Interv%22%5BJournal%5D)">A novel biodegradable stent applicable for use in congenital heart disease: bench testing and feasibility results in a rabbit model.</a> Catheter Cardiovasc Interv. 83 (3), 448-456 (2014).</li>
<li>Shellock, F. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MR+imaging+of+metallic+implants+and+materials%3A+a+compilation+of+the+literature%5BTitle%5D)+AND+%22AJR+Am+J+Roentgenol%22%5BJournal%5D)">MR imaging of metallic implants and materials: a compilation of the literature.</a> AJR Am J Roentgenol. 151 (4), 811-814 (1988).</li>
<li>Lopic, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+determination+of+magnetic+force+on+a+coronary+stent+in+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Quantitative determination of magnetic force on a coronary stent in MRI.</a> J Magn Reson Imaging. 37 (2), 391-397 (2013).</li>
</ol>

Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti.

Abbiamo sviluppato uno stent magnetica che può funzionare come un stent di metallo nudo e in grado di attirare le cellule endoteliali spion marcato. In studi precedenti che coinvolgono stent magnetici, i ricercatori hanno usato nichel stent rivestiti commerciali e bobine o mesh in materiali magnetici a causa della indisponibilità di uno stent ferromagnetico 5,10-14. Altri gruppi hanno usato anche la natura paramagnetica attualmente in commercio stent in acciaio inox 304-grado per il targeting di nanoparticell...

I pazienti impiantati con stent vascolari realizzati con materiali trombogenici come acciaio inossidabile, cromo cobalto e cromo platino - sia stent metallici nudi (BMS) che stent a rilascio di farmaco (DES) - necessitano di terapia antipiastrinica per prevenire la formazione di trombi. I BMS guariscono rapidamente, ma sono soggetti a restenosi in stadio avanzato a causa di una guarigione incompleta. I DES richiedono una terapia antipiastrinica a lungo termine a causa della guarigione ritardata. La terapia antipiastrinica somministrata per evitare la trombosi a seguito di una guarigione incompleta o ritardata porta ad un aumento del rischio di sanguinamento e potrebbe non essere adatta per alcuni pazienti1,2. Uno stent ideale guarirà completamente e rapidamente, evitando così la terapia antipiastrinica a lungo termine e la restenosi in fase avanzata. Questa guarigione completa può essere ottenuta solo se lo stent viene rapidamente rivestito con un monostrato di cellule endoteliali dopo l'impianto. È stato dimostrato che il rivestimento degli stent con materiali biocompatibili come l'oro o altri biopolimeri migliora la tromboresistenza, ma nessuna di queste tecniche ha raggiunto la compatibilità ematica ideale, come potrebbe essere possibile rivestendo con cellule endoteliali3,4.
Uno stent può essere rivestito con cellule endoteliali dopo l'impianto attirando le cellule progenitrici circolanti. Questa tecnica di autosemina può essere ottenuta utilizzando ligandi e anticorpi. Ma questa tecnica è limitata dal basso numero di cellule progenitrici endoteliali circolanti. Una strategia promettente consiste nel fornire le cellule direttamente allo stent immediatamente dopo l'impianto durante un breve periodo di occlusione del flusso sanguigno3,5. Questa strategia richiede una tecnica per catturare rapidamente le cellule e trattenerle sullo stent anche dopo aver ripristinato il flusso sanguigno. Abbiamo sviluppato una tecnica in cui uno stent magnetico viene utilizzato per attrarre e trattenere le cellule endoteliali marcate magneticamente consegnate dopo l'impianto. Per raggiungere questo obiettivo, è necessario un BMS funzionale con proprietà magnetiche sufficienti per catturare e trattenere le cellule endoteliali marcate magneticamente6.
In questo articolo, discutiamo i metodi per progettare, produrre e testare uno stent in acciaio inossidabile 2205. Gli stent sono stati progettati utilizzando CAD e FEA. Gli stent prodotti sono stati magnetizzati utilizzando un magnete al neodimio e il campo magnetico trattenuto è stato misurato utilizzando una sonda con microsensore a magnetoresistenza. Durante i nostri esperimenti in vitro, abbiamo quindi testato gli stent per la cattura di cellule marcate magneticamente in un piatto di coltura. Infine, gli stent sono stati testati in vivo impiantando stent magnetici e non magnetici in 4 maiali e analizzando istologicamente le arterie con stent.

<table><tbody><tr><td>2205 Acciaio inossidabile</td><td>Carpenter Technology Corporation</td><td></td><td>Barra tonda materiale stock</td></tr><tr><td>Abaqus</td><td>Dassault systems</td><td></td><td>Software</td></tr><tr><td>Atropina</td><td></td><td></td><td>Prescrizione farmaco.</td></tr><tr><td>Clopidogrel</td><td></td><td></td><td>Nome commerciale: Plavix. Farmaco da prescrizione.</td></tr><tr><td>CM-DiI</td><td>Life Technologies</td><td>V-22888</td><td>Sonde molecolari, Eugene, OR</td></tr><tr><td>Terreno di crescita endoteliale-2</td><td>Lonza</td><td>CC-3162</td><td></td></tr><tr><td>Strumento di crimpatura portatile</td><td>Ingegneria a blocchi</td><td>M1-RMC</td><td></td></tr><tr><td>Acido cloridrico (HCl)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>MFCD00011324</td><td>ATTENZIONE: indossare attrezzature protettive e maneggiare sotto la cappa aspirante</td></tr><tr><td>Anestesia</td> <td>con isofluranoPiramal Critical Care, Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Alcool etilico</td><td>Sigma Aldrich</td><td>MFCD00003568</td><td></td></tr><tr><td>NdFeB magnete 2" Dia x 1" di spessore</td><td>Incredibili magneti</td><td>D1000P</td><td>Magnete a disco magnetizzato assialmente con poli su facce piatte</td></tr><tr><td>Palloncino</td><td></td><td></td> a tre ante Over-The-Wire <td>Qualsiasi palloncino a tre ante OTW disponibile in commercio può essere utilizzato</td></tr><tr><td>Soluzione salina tamponata con fosfato</td><td>Life Technologies</td><td>10010-023</td><td>Comunemente noto come</td></tr><tr><td>PBS Bicarbonato di sodio (NaHCO3)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>MFCD00003528</td><td></td></tr><tr><td>Pentobarbital di sodio</td><td>Zoetis</td><td></td><td>Nome commerciale: Sleepaway (26%), FatalPlus, Beuthanasi. Sostanza controllata da ordinare solo da veternarian veternarian</td></tr><tr><td>SolidWorks</td><td>Dassault systems</td><td></td><td>Software</td></tr><tr><td>SpinTJ-020 micro sensore</td><td>MicroMagneitcs Sensible Solutions</td><td></td><td>Sonda lunga STJ-020 microsensore</td></tr><tr><td>SPION</td><td>Mayo Clinic</td><td></td><td>Nanoparticelle sintetizzate internamente (Rif: Lee, S. J. et al. Nanoparticelle di ossidi ferrici magnetici incapsulati con poli(D,L latide-co-glicolide) e le loro applicazioni all'agente di contrasto per risonanza magnetica. J Magn Magn Mater 272, 2432-2433, doi:DOI 10.1016/j.jmmm.2003.12.416 (2004))</td></tr><tr><td>Telazol</td><td>Zoetis</td><td></td><td>Sostanza controllata da ordinare solo da veternarian</td></tr><tr><td>Trypsin EDTA</td><td>Life Technologies</td><td>25200-056</td><td>Gibco, Grand Island, NY</td></tr><tr><td>Xylazine</td><td>Bayer Animal Health</td><td></td><td>Nome commerciale: Rompun. Posizione solare controllata da ordinare solo da un veternariano autorizzato</td></tr></tbody></table>

bare metal stent ferromagnetico per capture cellule endoteliali e conservazione

Ferromagnetic Bare Metal Stent for Endothelial Cell Capture and Retention

È necessario un rapido endotelizzazione di stent cardiovascolari per ridurre la trombosi dello stent e per evitare la terapia anti-piastrinica che può ridurre il rischio di sanguinamento. La possibilità di utilizzare forze magnetiche per catturare e trattenere le cellule endoteliali escrescenza (EOC) marcate con nanoparticelle di ossido di ferro super-paramagnetiche (spion) è stato indicato in precedenza. Ma questa tecnica richiede lo sviluppo di uno stent meccanicamente funzionale da un materiale magnetico e biocompatibile seguita da in-vitro e in vivo alcune prove endotelizzazione rapida. Abbiamo sviluppato uno stent debolmente ferromagnetico in acciaio inox 2205 duplex utilizzando computer aided design (CAD) e il suo design è stata ulteriormente raffinata con analisi agli elementi finiti (FEA). Il disegno finale dello stent mostrato una deformazione principale sotto del limite frattura del materiale durante crimpatura meccanica ed espansione. Cento stent sono stati fabbricati e un loro sottoinsieme è stato utilizzato per prove meccaniche, retained misure di campo magnetico, studi in vitro di cattura delle cellule, e in vivo studi di impianto. Dieci stent sono stati testati per la distribuzione per verificare se sono sostenuti aggraffatura e l&#39;espansione del ciclo senza guasti. Altri 10 sono stati magnetizzati con stent un forte magnete al neodimio e il loro campo magnetico conservato è stato misurato. Gli stent hanno mostrato che il magnetismo trattenuto era sufficiente a catturare spion marcato EOC nei nostri studi in vitro. Spion marcato EOC cattura e la conservazione sono stati verificati in modelli animali di grandi dimensioni mediante l&#39;impianto di stent 1 magnetizzato e 1 stent controllo non magnetizzato in ognuno dei 4 maiali. Le arterie stent sono stati espiantati dopo 7 giorni e analizzati istologicamente. Gli stent debolmente magnetici sviluppati in questo studio sono stati in grado di attrarre e trattenere le cellule endoteliali spion marcato che possono promuovere una rapida guarigione.

<html> Disegno stent iterativo basato su FEA (Figura 1) ha mostrato uno stent che può crimpare ed espandere con un ceppo principale 20%, che è inferiore al 30% deformazione ultima. Piegatura e di prova di espansione (Figura 2) non ha mostrato segni di frattura. Immagini di stent deformato mostrato buon accordo con deformazioni FEA calcolate e anche foto microscopia mostrato fratture (Figura 3). Come previsto dalle misure di campo magnetico a nuovo (figure 4 e 5),...

I nostri obiettivi erano di progettare, produrre e testare stent ferromagnetici per la cattura delle cellule endoteliali. Dieci stent sono stati testati per la frattura e altre 10 stent sono stati testati per magnetismo mantenuto. Infine, 10 stent sono stati testati in vitro e altre 8 stent sono stati impiantati in 4 maiali per mostrare la cattura e la conservazione delle cellule.

Bare Metal Stent ferromagnetico per Capture cellule endoteliali e conservazione

Rapid endothelialization of cardiovascular stents is needed to reduce stent thrombosis and to avoid anti-platelet therapy which can reduce bleeding risk. ...

L'obiettivo generale del seguente esperimento è sviluppare uno stent metallico nudo ferromagnetico in grado di catturare e trattenere cellule endoteliali marcate con nanoparticelle magnetiche. Questo risultato si ottiene progettando uno stent in acciaio inossidabile 2205 mediante l'uso di software di progettazione assistita da computer (CAD) e di analisi agli elementi finiti (FEA), al fine di comprendere adeguatamente il comportamento meccanico del materiale e della struttura dello stent durante le fasi di riduzione del diametro (crimping) e di espansione. Successivamente, lo stent prodotto viene sottoposto a crimping e espansione meccanici per dimostrarne l'integrità meccanica, e ne viene studiata la capacità di mantenere il campo magnetico, il che conferma il comportamento magnetico dello stent.Successivamente, gli stent vengono impiantati in maiali e vengono somministrate cellule endoteliali marcate con nanoparticelle magnetiche al fine di verificare il catturaggio e il mantenimento delle cellule nella circolazione coronarica. I risultati mostrano che lo stent ferromagnetico sviluppato in questo studio è in grado di catturare e trattenere cellule endoteliali marcate magneticamen

ferromagnetic-bare-metal-stent-for-endothelial-cell-capture

Research

Ricerca

JoVE Journal

Bioengineering

Bioingegneria

Un metodo per il titanio semina sangue a contatto con le cellule autologhe biomateriali e biocompatibilità test è descritta. Questo metodo utilizza cellule progenitrici endoteliali e tubi in titanio, teste di serie in pochi minuti di impianto chirurgico nelle cave cavae suina. Questa tecnica è adattabile a molti altri dispositivi biomedici impiantabili.

Autologo di cellule progenitrici endoteliali-Seeding Tecnologie e test di biocompatibilità per dispositivi cardiovascolari in un modello animale di grandi dimensioni

Abbiamo descritto una tecnica per l'etichettatura e tracciabilità delle cellule staminali con la FDA ha approvato, superparamagnetiche ossido di ferro (SPIO), ferumoxytol (Feraheme). Questa tecnica di imaging cellulare che utilizza la risonanza magnetica (RM) per la visualizzazione, è facilmente accessibile per monitoraggio a lungo termine e la diagnosi di engraftments staminali successo o insuccesso delle cellule nei pazienti.

Etichettatura cellule staminali con Ferumoxytol, un approvati dalla FDA nanoparticelle di ossido di ferro

Un modello di impianto dello stent nel topo carotidea è descritto. Rispetto ad altri metodi simili, questa procedura è molto rapida, semplice ed accessibile, che offre la possibilità di studiare in un modo conveniente la reazione parete vascolare a diversi stent medicati e dei meccanismi molecolari di restenosi.

Un modello murino di impianto di stent a livello dell&#39;arteria carotidea per lo Studio della restenosi

Questi studi riportano l'attaccamento reversibile di vettori genici adenovirali a superfici metalliche senza rivestimento di stent e dischi a rete modello. Il rilascio prolungato di particelle virali competenti per la trasduzione, subordinato all'idrolisi dei reticolanti utilizzati per l'immobilizzazione del vettore, determina un'espressione transgenica sito-specifica duratura nelle cellule vascolari e nelle arterie con stent.

Trasferimento Gene vascolare da stent metallico superfici utilizzando Adenoviral Vettori Tethered tramite idrolizzabili Cross-linker

La somministrazione mirata di cellule è utile in una varietà di applicazioni biomediche.  L'obiettivo di questo protocollo è quello di utilizzare nanoparticelle di ossido di ferro superparamagnetiche (SPION) per marcare le cellule e quindi consentire approcci di targeting cellulare magnetico per un alto grado di controllo sulla consegna e la localizzazione delle cellule.

Etichettatura delle cellule e Targeting con superparamagnetico ossido di ferro nanoparticelle

Nel protocollo, presentiamo un metodo per produrre uno stent-innesto di piccolo calibro inserendo uno stent espandibile a palloncino tra due strati di poliuretano nanofibroso elettrofilato.

Fabbricazione di piccolo calibro e stent-innesti Uso Electrospinning e Balloon espandibili Bare Metal Stent

Viene presentato un protocollo per la sintesi e la cationizzazione della magnetoferritina drogata con cobalto, nonché un metodo per magnetizzare rapidamente le cellule staminali con magnetoferritina cationizzata.

Sintesi di cationizzata Magnetoferritin per la magnetizzazione ultra-veloce di celle

Condrogenesi da cellule staminali richiede la messa a punto delle condizioni di coltura. Qui vi presentiamo un approccio magnetico per condensare le cellule, un passo essenziale per iniziare condrogenesi. Inoltre, mostriamo che la maturazione dinamico in un bioreattore applica stimolazione meccanica ai costrutti cellulari e aumenta la produzione di matrice extracellulare cartilaginea.

3D Stem magnetica cellulare Aggregazione e bioreattore maturazione per la cartilagine Regeneration

Questo manoscritto descrive l'erogazione efficiente, non virale miR alle cellule endoteliali da un vettore PEI / MNP e la loro magnetizzazione. Così, oltre alla modificazione genetica, questo approccio consente di orientamento delle cellule magnetica e risonanza magnetica rilevabilità. La tecnica può essere utilizzata per migliorare le caratteristiche dei prodotti cellulari terapeutici.

preparazione e<em&gt; In Vitro</em&gt; Caratterizzazione di magnetizzato miR-modificato cellule endoteliali

In questo lavoro, forniamo un protocollo per biofunzionalizzare nanomateriali magnetici con anticorpi per il targeting cellulare specifico. Ad esempio, utilizziamo nanofili di ferro per colpire le cellule tumorali.

Biofunzionalizzazione di nanomateriali magnetici

Presentato qui è un protocollo per l'aggiunta di peptide CD47 (pepCD47) a stent metallici usando la chimica del polibisfosfonato. La funzionalizzazione degli stent metallici utilizzando pepCD47 impedisce l'attacco e l'attivazione di cellule infiammatorie migliorando così la loro biocompatibilità.

Mitigazione dell'attaccamento delle cellule trasmesse dal sangue agli impianti metallici attraverso l'immobilizzazione peptidica derivata da CD47

Scopri lo sviluppo di uno stent ferromagnetico per catturare cellule endoteliali magnetiche in applicazioni cardiovascolari. Questo metodo utilizza CAD e FEA per progettare dispositivi che promuovono la guarigione endoteliale rapida.

Bare Metal Stent ferromagnetico per Capture cellule endoteliali e conservazione

Esplora altri video