전기 방사 및 풍선 확장 베어 메탈 스텐트를 사용하여 작은 구경 스텐트 - 이식의 제작

이 제조 공정의 전반적인 목표는 벌룬 확장형 스텐트를 두 층의 전기방사 폴리우레탄 나노섬유로 캡슐화하여 소구경 스텐트-그라프트를 개발하는 것입니다. 본 연구는 실제로 매우 빠르게 치유되는 소구경 스텐트-그라프트 개발에 기여하고 있으며, 이는 이전에 시도되지 않았던 새로운 의료 응용 분야를 개척할 가능성이 있습니다. 이 기술의 장점은 세포외 기질을 모방한 폴리머 나노섬유로 스텐트-그라프트를 제작한다는 점입니다.

제작 과정 또한 간단하며, 우수한 기계적 특성과 세포 부착 특성을 제공합니다. 우선, 메스실린더에서 생체 적합성 식품 등급의 수용성 지지체를 약 8 milliliters 정도 155 degrees Celsius에서 녹입니다. 또한, 길이 100 millimeter, 너비 3 millimeter의 스테인리스강 맨드릴을 155 degrees Celsius로 가열합니다.

다음으로 오븐을 끄고 맨드릴을 지지재에 담그십시오. 그런 다음 맨드릴을 오븐에 수직으로 매달아 재료가 응고될 때까지 기다리는데, 이는 약 140 °C에서 일어납니다. 과잉 재료는 끝부분에서 떨어져 나가야 합니다.

다음으로 전기방사 시스템의 맨드릴 수집기를 설정합니다. 이를 위해 맨드릴 고정용 그립이 끝에 달린 플라스틱 봉이 부착된 실험실 믹서가 필요합니다. 맨드릴을 그립에 부착할 수 있도록 맨드릴 끝부분의 지지 재료를 용해합니다.

그다음, 전기방사된 재료를 접지선으로부터 보호하기 위해 맨드릴 양쪽에 고무 O링을 끼우고, U자형 접지선을 사용하여 맨드릴을 전기적으로 접지합니다. 이어서, 지지를 위해 맨드릴의 노출된 끝부분을 끝단에 있는 짧은 그립에 고정합니다. 반대쪽 끝에서는 맨드릴을 실험실 믹서의 회전봉에 연결합니다.

나사를 사용하여 두 지지대를 맨드릴에 고정하고, 맨드릴을 전기적으로 접지합니다. 이제 액상 폴리우레탄 압출 시스템을 설정하십시오. 우선 시린지 펌프에 맞는 5 mL 유리 시린지에 갓 제조한 15% 폴리우레탄 용액을 채우고, 방사구 역할을 할 뭉뚝한 끝의 스테인리스강 바늘을 부착합니다.

주사기의 내경을 고려하여, 펌프가 분당 0.01 mL의 속도로 용액을 압출하도록 설정하십시오. 전기적 아크 발생을 방지하기 위해 고무 시트를 사용하여 주사기와 주사기 펌프의 전도성 부품을 절연시키십시오. 그 다음, 스피너렛의 팁이 맨드릴 수집기로부터 20 cm 거리에 위치하도록 펌프에 주사기를 배치하십시오.

다음으로, 악어 클립을 사용하여 고전압 발생기를 방사구에 연결합니다. 전기 방사를 시작하기 전, 흄 후드 배기 장치를 끕니다. 작동을 위해 시린지 펌프를 가동하고 맨드릴을 약 50 RPM으로 회전시킵니다.

그 다음 방사구와 수집 맨드릴 사이에 20 kilovolts의 전압차를 가합니다. 폴리우레탄 나노섬유가 회전하는 맨드릴 위에 증착되기 시작하며, 수 분 내에 얇은 층이 관찰될 것입니다. 균일한 튜브를 만들기 위해 폴리우레탄 나노섬유를 2시간 동안 축적시킵니다.

나노섬유 방사가 완료되면 후드의 배기 장치를 다시 켜고, 플라스틱 지지대에서 맨드릴을 분리하십시오. 그런 다음 튜브가 손상되지 않도록 주의하며 전기방사된 튜브 위로 풍선 확장형 스텐트를 조심스럽게 밀어 넣으십시오. 필요한 경우 스텐트를 약간 확장하여 더 쉽게 삽입되도록 하십시오.

다음으로, 스텐트가 튜브에 밀착되어 움직이지 않도록 원하는 위치에서 크림핑합니다. 이렇게 하면 내층과 외층의 박리를 방지하는 데 도움이 됩니다. 맨드릴을 다시 설정 장치에 장착하고, 이전과 동일하게 3시간 동안 전기방사하여 스텐트 그라프트 위에 외층을 제작합니다.

다음으로, 맨드릴에 장착된 상태에서 메스를 사용하여 스텐트 양 끝단에서 약 1mm 떨어진 지점에서 과잉 폴리우레탄을 원주 방향으로 절단합니다. 이어서 맨드릴과 스텐트-그라프트를 탈이온수에 담가 지지 물질을 용해시킵니다. 지지 물질이 완전히 용해될 때까지 필요에 따라 물을 교체합니다.

그런 다음 맨드릴에서 스텐트-그라프트를 조심스럽게 제거하고 자연 건조시킵니다. 스텐트-그라프트를 테스트하려면 3 mm 삼중접이 풍선(trifold balloon)에 밀어 넣고, 수동 크림핑 도구를 사용하여 풍선 위에 크림핑합니다. 현미경 하에서 크림핑된 스텐트-그라프트를 관찰하여 크림핑이 균일하게 되었는지 확인하고, 변형된 스텐트에서 발생할 수 있는 층 분리나 커버 소재의 천공과 같은 다른 결함 징후가 있는지 검사합니다.

상태가 양호하다면, 팽창 장치와 물을 사용하여 삼단 벌룬에 압력을 가해 스텐트 그라프트를 3mm까지 확장하십시오. 확장이 완료되면 현미경을 사용하여 스텐트 그라프트를 다시 한번 검사하십시오. 균일하게 확장되었는지와 결함 징후가 있는지 확인하십시오.

전기방사기를 사용하여 고품질의 폴리우레탄 나노섬유를 제조할 수 있습니다. 이 장치를 사용하여 폴리우레탄 나노섬유를 전기방사하면 시간당 50 µm 두께의 균일한 폴리우레탄 층이 생성됩니다. 결과적으로 제작된 소구경 스텐트-그라프트의 크림핑 및 확장을 통해, 이러한 장치들이 불균일한 확장이나 재료 결함의 징후 없이 표준 3단 폴드 벌룬을 사용하여 배치될 수 있음을 알 수 있습니다.

이 절차 이후에 동물 모델 이식과 같은 다른 방법을 수행하여 장치의 기능성, 내구성 및 성능 특성을 조사할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안, 전기방사 중에는 배기 장치를 끈 상태로 화학 흄 후드에서 작업하고, 샘플을 제거하기 전에 다시 배기 장치를 켜야 한다는 점을 기억하는 것이 중요합니다.