Name: Ferromagnetische Bare Metal Stent voor endotheelcellen Capture and Retention (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-09-18T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 1 s
Description: Leer hoe een ferromagnetische bare metal stent endotheelcellen vangt en vasthoudt met magnetische nanopartikels. Deze methode verbetert genezing en bloedcompatibiliteit in cardiovasculaire toepassingen.

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

De auteurs danken Tyra Witt, Cheri Mueske, Brant Newman en Dr. Peter J. Psaltis, MBBS, PhD voor hun waardevolle bijdragen. Dit onderzoek werd financieel ondersteund door European Regional Development Fund – FNUSA-ICRC (nr. CZ.1.05/1.100/02.0123), American Heart Association Scientist Development Grant (AHA #06-35185N), National Institutes of Health (T32HL007111) en The Grainger Innovation Fund – Grainger Foundation.

Alle dierproeven werden goedgekeurd door de Institutional Animal Care en Ingebruikname Comité (IACUC) in Mayo Clinic. 1. Ontwerp en Analyse van een 2205 Stainless Steel Stent <ol><li> Het ontwerpen van een kale metalen stent met behulp van CAD <ol><li> Maak een geëxtrudeerde holle cilinder door te selecteren op Extruded boss / base &#39;functie met de wanddikte gelijk aan de stent strut dikte. </li><li> Ontwerp een stent patroon op een andere sketch raakvlak aan de geëxtrudeerde cilinder. Maak de breedte van het vlakke patroon van de omtrek van het geëxtrudeerde holle cilinder passen. </li><li> Breng de platte patroon ontwerp op de holle cilinder met de functie wrap. </li><li> Sla het deel in zijn eigen formaat en ook in de ACIS-formaat te exporteren voor FEA. </li></ol></li><li> Eindige elementen analyse voor stent modellen <ol><li> Importeer de vaste geometrie opgeslagen in ACIS-indeling in het gedeelte module van de FEA software voor verdere analysis. </li><li> Model 2 analytische cilinders coaxiaal om de stent in het deel modeler van de FEA software. De buitenste cilinder heeft een aanvankelijke diameter groter dan de diameter van de stent aan de tang te simuleren en de binnencilinder een initiële diameter van 1 mm tot een ballon simuleren inflatie. </li><li> Dubbelklik op de boom punt van de assemblage modeler &#39;instances&#39; de hierboven genoemde delen monteren in relatieve posities. </li><li> Gebruik het gaas module van de FEA software, geeft u het type element als 20-node hexahedral element met beperkte integratie, geeft het element grootte, en mesh de stent. </li><li> Specificeren wrijvingsloze rigide contact paren tussen de stent en de twee cilinders respectievelijk de &#39;interactie eigenschappen&#39; van het model boom. </li><li> Toewijzen elasto-plastische spanning-rek gedrag van 2205 roestvrij staal om de stent model. </li><li> Definieer randvoorwaarden om eerst krimpen de buitenste cilinder 1 mm waarvan de c simuleertRimping van de stent. Verwijder de buitencilinder de relaxatie van de gekrompen stent te simuleren. Vouw de binnenste cilinder 3 mm te simuleren expansie en tenslotte, verwijder de binnencilinder te simuleren terugslag van de stent. </li><li> Definieer de simulatie parameters zoals het aantal processors en de hoeveelheid RAM-geheugen in de &#39;Analysis&#39; model boom post toegewezen en de simulatie. </li><li> Zodra de simulatie is voltooid, opent resultatenbestand (filename.odb) en post-proces de resultaten aan de hoofdrekken bestuderen en iteratief verbeteren van het stentontwerp een hoofdrek van 20%, hetgeen lager is dan de limiet falen van het materiaal te bereiken . </li></ol></li></ol> 2. Stent fabricage en testen voor het krimpen en uitbreiding <ol><li> Stent fabricage <ol><li> Het verkrijgen van de 2205 roestvrij stalen buizen met pistool boren en precisie slijpen bar stock materiaal in een precisiebewerking bedrijf als Action Precision Products in Pioneer,OH. </li><li> Breng de nauwkeurig geslepen buizen en plat patroon stent ontwerp om een ​​stent snijden bedrijf als Laserage Technology Corporation in Waukegan, IL voor lasersnijden en elektrolytisch. </li><li> Passiveren van het oppervlak van de elektrolytisch stents door onderdompelen ze in een sterk zuur (50% HCl) gedurende 10 min, gevolgd door een basis (10% NaHCO 3) nog eens 10 min. LET OP: handvat chemicaliën met de juiste beschermende uitrusting en onder een zuurkast. Tot slot was de stents met ethylalcohol en gedemineraliseerd water. Dit proces wordt beitsen genoemd. </li></ol></li><li> Testen van de gefabriceerde stent voor het krimpen en uitbreiding <ol><li> Krimp de stent op een driebladige ballon met behulp van een hand gehouden krimptang. Houd de stent en de driebladige ballon in de krimptang. De handgreep radiaal vervormen van de stent worden gekrompen op de ballon. </li><li> Inspecteer de gekrompen stent met behulp van een microscoop voor uniform krimpen en tekenen van falen van de structuur als gevolgplastische vervorming. </li><li> Uit te breiden naar de ontworpen diameter van 3 mm door het onder druk van de driebladige ballon met water. Bestudeer de uitgebreide stents voor microscopisch breuken en uniforme expansie. </li></ol></li></ol> 3. Karakterisering van Stent voor Ingehouden magnetisch veld OPMERKING: staafmagneet van 2 inch diameter en hoogte van 1 inch werd gebruikt in deze studie. De polen van de magneet zijn uitgelijnd langs de as. Het oppervlak magnetische fluxdichtheid van de magneet ongeveer 1 T. <ol><li> Magnetiseren de stents diametraal of axiaal behulp van een sterke neodymium magneet. Houd de stent nabij de sterke magneet ongeveer 1 min gedurende magnetisatie. </li><li> Houd de stent op een van de platte vlakken met een diameter langs de magnetische veldlijnen diametraal gemagnetiseerd of houdt de stent naast het cilindrisch oppervlak waarvan de as langs de magnetische veldlijnen het axiaal magnetiseren. Ingehouden magnetische field van de stent bleek stabiel te zijn gedurende ten minste 24 uur, maar gebruik de stent zo snel mogelijk na magnetisatie. </li><li> Monteer de stents individueel op glas spillen en vervolgens monteer het glas doorns in de precisie boorkop van de magnetische indringende armatuur. Magnetische microsensor probe nauwkeurig nabij de stent worden geplaatst zonder dat het oppervlak met de XYZ stadia samenstel van magnetische probing armatuur (Figuur 4) raakt. </li><li> Meet de basislijn lezen van de magnetische microsensor ver van de stent en meet de bewaarde magneetveld oppervlak van de stent door het positioneren van de probe met het XYZ fasen van de magnetische indringende armatuur. </li></ol> 4. Magnetic Cell Capture Studies <ol><li> Het verkrijgen van cellen, labeling met SPION en kleuring met fluorescerende kleurstof <ol><li> Leid de uitgroei endotheliale cellen (EOC) van varkens perifere bloed, zoals beschreven in 5,7. Cultuur in een T-75 kolf until ongeveer 80% confluent (5x10 6 tot 8x10 6 cellen). </li><li> Synthetiseren SPIONs als 10 nm diameter magnetiet (Fe 3 O 4) kern omgeven door een 50 nm dik poly (melkzuur-co-glycolzuur) (PLGA) shell zoals beschreven in 8,9. </li><li> Incubeer de afgeleide EOC met SPION bij een concentratie van 200 ug / ml celkweekmedium gedurende 16 uur bij 37 oC </li><li> Zuig het celkweekmedium voorzichtig. Voorzichtig te wassen van de cellen door toevoeging van 10 ml fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS) aan de kolf, schommelen en aanzuigen PBS. </li><li> Vlekken op de cellen met fluorescerende kleurstof (CM-Dil) voor het visualiseren tijdens experimenten. Dit gebeurt volgens de instructies van de fabrikant door het toevoegen van de kleurstof 10 ml celkweekmedium in een concentratie van 5 ul / ml en incuberen met de cellen gedurende 30 min bij 37 ° C. </li><li> Was de cellen met PBS zoals in stap 4.1.4 en incubeer met 3 ml 0,25% trypsine-EDTA-oplossing gedurende 5 minuten bij 37 ° Ctil de cellen van de fles. </li><li> Breng de celsuspensie om een ​​15 ml conische buis, bekronen met PBS en centrifugeer bij 500 xg gedurende 5 minuten aan een cel pellet te vormen. </li><li> Resuspendeer de celpellet in PBS bij een concentratie van 1-2x10 6 cellen / ml en meng door pipetteren in en uit de conische buis meerdere malen. </li></ol></li><li> In-vitro studies cel <ol><li> Ontwerp en fabriceren (bijv 3D printing) een eenvoudige bevestiging aan de stent vast te houden boven het oppervlak van een glazen dekglaasje. </li><li> Demagnetiseer een stent met behulp van een elektromagnetische degausser of magnetiseren een stent diametraal of axiaal behulp van een sterke neodymium magneet. </li><li> Pipetteer de SPION gemerkte EOC gesuspendeerd in PBS in het schaaltje met het axiaal gemagnetiseerde of diametraal gemagnetiseerd of niet-gemagnetiseerd controle stents. Beeld de stents met EOC gesuspendeerd in PBS onmiddellijk op fluorescentie onder gebruikmaking van een omgekeerde fluorescentiemicroscoop. </li></ol></li></ol><pclass = &quot;jove_title&quot;&gt; 5. In-vivo Animal Studies <ol><li> Stent implantatie <ol><li> Trek perifeer bloed van 4 gezonde Yorkshire varkens - een gewicht van ongeveer 50 kg - 3 weken voorafgaand aan implantatie respectievelijk stent en cultuur EOC zoals in 5,7. </li><li> Dien anti-bloedplaatjes geneesmiddelen vanaf 3 dagen voor de operatie (aspirine 325 mg clopidogrel en 75 mg per dag). </li><li> Op de stent implantatie dag, verdoven de varkens met intramusculaire Telazol, Xylazine en Atropine (5 / 2-3 / 0,05 mg / kg respectievelijk) zoals vermeld in de toepasselijke institutionele dierlijke zorg en het gebruik richtlijnen. </li><li> Intuberen en plaats de varkens op inademing van 1-2,5% isofluraananesthesie. </li><li> Scheren het ventrale halsgebied van het varken en het gedrag van de procedure in het algemeen steriele omstandigheden. </li><li> Implant 1 gemagnetiseerd en 1 niet-gemagnetiseerd stent in de rechter kransslagader (RCA) met standaard hartkatheterisatie techniek. <ol><li> Catheterization van de dieren moet worden uitgevoerd door een getrainde interventionele cardioloog. Toegang tot de rechter halsslagader met een 9 French sheath. </li><li> Canule het doel kransslagader en injecteer jodiumhoudend contrastmiddel kleurstof fluoroscopische beelden te verkrijgen. </li><li> Plaats een 0,014 inch standaard coronaire geleidingsdraad in de slagader. Advance de ballon en de stent met behulp van deze voerdraad en implementeren van de stent in een vat 3-3,5 mm diameter. </li></ol></li><li> Afsluiten van de bloedstroom in de RCA proximaal van de geïmplanteerde stents met behulp van een over de draad ballon en leveren ongeveer 2x10 6 autologe EOC gelabeld met SPION gesuspendeerd in 4 ml PBS via de centrale catheter gedurende een periode van 2 min. </li><li> Herstel bloedtoevoer naar het RCA na 2 min extra occlusie. </li><li> Breng het dier naar de verkoeverkamer en nauwlettend toezien op de dieren totdat het weer bij bewustzijn is. </li><li> Doorgaan met anti-bloedplaatjes medicatie toe te dienen (aspirine 325 mg clopidogrel en 75 mg) na de operatie tot offer. </li></ol></li><li> Stent explantaat en histologie <ol><li> Euthanaseren dieren 7 dagen na de operatie door eerst verlamming van het dier zoals eerder uitgelegd en vervolgens intraveneus toedienen van een letale dosis van natrium pentobarbital (100 mg / kg) volgens geldende institutionele Animal Care en gebruik richtlijnen. </li><li> Operatief oogsten de gestente arteriële segmenten. Bevestig de geëxplanteerd slagaders in 10% formaline buffer gedurende ten minste 30 min. Laat de monsters in formaline buffer voor verdere histologische analyse. </li><li> Outsource de vaste monster tot faciliteiten kunnen uitvoeren histologie met metalen stents. Tijdens deze bewerking worden de monsters inbedden in methylmethacrylaat, dwarsdoorsnede en histologisch geanalyseerd met Mallory kleuringstechniek met Pruisisch blauw kleuring voor ijzerdeeltjes. </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>

De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende financiële belangen hebben.

We ontwikkelden een magnetische stent die kan fungeren als een kale metalen stent en kan SPION-gemerkte endotheelcellen trekken. In eerdere studies met magnetische stents, hebben de onderzoekers nikkel gecoate stents commerciële en spoelen of mazen gemaakt van magnetische materialen gebruikt vanwege de onbeschikbaarheid van een ferromagnetisch stent 5,10-14. Andere groepen hebben ook de paramagnetische aard van commercieel verkrijgbaar 304-roestvrij stalen stents voor targeting nanodeeltjes geladen endotheelc...

Patiënten die zijn voorzien van vasculaire stents gemaakt van trombogene materialen zoals roestvrij staal, cobalt-chromium en platina-chromium – zowel bare metal stents (BMS) als medicijn-eluterende stents (DES) – hebben antiplaatjestherapie nodig om trombusvorming te voorkomen. BMS genezen snel, maar lopen risico op late restenose als gevolg van onvolledige genezing. DES vereisen langdurige antiplaatjestherapie vanwege vertraagde genezing. Antiplaatjestherapie die wordt toegediend om trombose als gevolg van onvolledige of vertraagde genezing te voorkomen, leidt tot een verhoogd risico op bloedingen en is mogelijk niet geschikt voor bepaalde patiënten1,2. Een ideale stent zal volledig en snel genezen, waardoor langdurige antiplaatjestherapie en late restenose worden vermeden. Deze volledige genezing kan alleen worden bereikt als de stent snel wordt bedekt met een monolaag van endotheelcellen na implantatie. Het bekleden van de stents met biocompatibele materialen zoals goud of andere biopolymeren heeft aangetoond dat het de trombo-resistentie verbetert, maar geen van deze technieken heeft de ideale bloedcompatibiliteit bereikt die mogelijk is door bekleding met endotheelcellen3,4.
Een stent kan na implantatie worden bedekt met endotheelcellen door circulerende progenitorcellen aan te trekken. Deze zelf-zaaitechniek kan worden bereikt door liganden en antilichamen te gebruiken. Maar deze techniek wordt beperkt door het lage aantal circulerende endotheel progenitorcellen. Een veelbelovende strategie is het direct leveren van cellen aan de stent onmiddellijk na implantatie tijdens een korte periode van bloedstroomocclusie3,5. Deze strategie vereist een techniek voor het snel vastleggen en vasthouden van cellen op de stent, zelfs na herstel van de bloedstroom. We hebben een techniek ontwikkeld waarbij een magnetische stent wordt gebruikt om magnetisch-gelabelde endotheelcellen die na implantatie worden afgeleverd, aan te trekken en vast te houden. Om dit te bereiken, is een functionele BMS met voldoende magnetische eigenschappen vereist om magnetisch-gelabelde endotheelcellen vast te leggen en vast te houden6.
In dit artikel bespreken we de methoden voor het ontwerpen, produceren en testen van een 2205 roestvrij stalen stent. De stents zijn ontworpen met behulp van CAD en FEA. De geproduceerde stents werden gemagnetiseerd met behulp van een neodymium-magneet en het behouden magnetische veld werd gemeten met behulp van een magneto-weerstands microsensor sonde. Vervolgens hebben we de stents getest op magnetisch-gelabelde celvastlegging in een kweekschaal tijdens onze in-vitro experimenten. Ten slotte werden de stents in-vivo getest door magnetische en niet-magnetische stents in 4 varkens te implanteren en histologisch de stentgeplaatste slagaders te analyseren.

<table><tbody><tr><td>2205 roestvrij staal</td><td>Carpenter Technology Corporation</td><td></td><td>Rondstaaf materiaal</td></tr><tr><td>Abaqus</td><td>Dassault systems</td><td></td><td>Software</td></tr><tr><td>Atropine</td><td></td><td></td><td>Receptplichtige drug.</td></tr><tr><td>Clopidogrel</td><td></td><td></td><td>Handelsnaam: Plavix. Receptplicht.</td></tr><tr><td>CM-DiI</td><td>Life Technologies</td><td>V-22888</td><td>Molecular Probes, Eugene, OR</td></tr><tr><td>Endotheelgroeimedium-2</td><td>Lonza</td><td>CC-3162</td><td></td></tr><tr><td>Handmatig klemminggereedschap</td><td>Blockwise engineering</td><td>M1-RMC</td><td></td></tr><tr><td>Zoutzuur (HCl)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>MFCD00011324</td><td>VOORZICHTIG: draag beschermende uitrusting en hanteer onder afzuigkap</td></tr><tr><td>Isofluraane anesthesie</td><td>Piramal Critical Care, Inc.&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ethyl alcohol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>MFCD00003568</td><td></td></tr><tr><td>NdFeB magneet 2" Dia x 1" dik</td><td>Amazing magnets</td><td>D1000P</td><td>Axiaal gemagnetiseerde schijfmagneet met polen op platte vlakken</td></tr><tr><td>Over-The-Wire trifold ballon</td><td></td><td></td><td>Elke commercieel verkrijgbare OTW trifold ballon kan worden gebruikt</td></tr><tr><td>Fosfaat gebufferd zoutoplossing</td><td>Life Technologies</td><td>10010-023</td><td>Veelgebruikte naam: PBS</td></tr><tr><td>Natriumbicarbonaat (NaHCO3)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>MFCD00003528</td><td></td></tr><tr><td>Natrium pentobarbital</td><td>Zoetis</td><td></td><td>Handelsnaam: Sleepaway (26%), FatalPlus, Beuthanasi.&nbsp; Gecontroleerde stof die alleen kan worden besteld door een erkende dierenarts</td></tr><tr><td>SolidWorks</td><td>Dassault systems</td><td></td><td>Software</td></tr><tr><td>SpinTJ-020 microsensor</td><td>MicroMagneitcs Sensible Solutions</td><td></td><td>Lange sonde STJ-020 microsensor</td></tr><tr><td>SPION</td><td>Mayo Clinic</td><td></td><td>Nanodeeltjes intern gesynthetiseerd (Ref: Lee, S. J. et al. Nanoparticles of magnetic ferric oxides encapsulated with poly(D,L latide-co-glycolide) and their applications to magnetic resonance imaging contrast agent. 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>Gecontroleerde stof die alleen kan worden besteld door een erkende dierenarts</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>Handelsnaam: Rompun. Gecontroleerde stof die alleen kan worden besteld door een erkende dierenarts</td></tr></tbody></table>

ferromagnetische bare metal stent voor endotheelcellen capture and retention

Ferromagnetic Bare Metal Stent for Endothelial Cell Capture and Retention

Snelle endothelialisatie van cardiovasculaire stents nodig om stent trombose en anti-bloedplaatjes therapie die bloedingsrisico kunnen verminderen voorkomen. De haalbaarheid van het gebruik van magnetische krachten vast te leggen en te behouden uitgroei endotheliale cellen (EOC) gemerkt met super paramagnetische ijzeroxide nanodeeltjes (SPION) is eerder aangetoond. Maar deze techniek vereist de ontwikkeling van een functioneel mechanisch stent uit een magnetische en biocompatibel materiaal, gevolgd door in-vitro en in-vivo testen om snelle endothelialisatie bewijzen. Ontwikkelden we een zwak ferromagnetische stent van 2205 duplex roestvast staal met behulp van computer-aided design (CAD) en het ontwerp werd verder verfijnd met behulp van eindige elementen analyse (FEA). Het definitieve ontwerp van de stent vertoonden een van de belangrijkste stam onder de breuk limiet van het materiaal tijdens de mechanische krimpen en expansie. Honderd stents werden vervaardigd en een deel ervan werd gebruikt voor mechanische testen, retained magnetisch veld metingen, in vitro cel capture studies, en in-vivo-implantatie studies. Tien stents werden getest op inzet om te controleren of zij aanhoudende krimpen en uitbreiding cyclus zonder mislukking. Een andere 10 stents waren gemagnetiseerd met behulp van een krachtige neodymium magneet en hun behouden magnetisch veld werd gemeten. De stents bleek dat de vastgehouden magnetisme was voldoende om SPION gemerkte EOC vangen in onze in vitro studies. -SPION gelabelde EOC vangst en de bewaring werd in grote diermodellen geverifieerd door het implanteren van 1 gemagnetiseerd stent en 1 niet-gemagnetiseerd controle stent in elk van de 4 varkens. De gestente arteriën werden geëxplanteerd na 7 dagen en histologisch geanalyseerd. De zwak magnetisch stents ontwikkeld in deze studie waren in staat om het aantrekken en behouden-SPION gelabelde endotheelcellen die kunnen bevorderen snelle genezing.

<html> Iteratieve stent ontwerp op FEA (figuur 1) vertoonde een stent die kan krimpen en uitzetten met een hoofdrek van 20%, hetgeen lager is dan de 30% uiteindelijke rek. Crimping en uitbreiding proef (figuur 2) vertoonde geen tekenen van breuk. Foto&#39;s van de vervormde stent toonde een goede overeenkomst met FEA berekende vervormingen en ook microscopie foto&#39;s toonden geen fracturen (figuur 3). Zoals verwacht van de ingehouden magnetische veldmetingen (f...

Onze doelen waren voor het ontwerpen, produceren en testen ferromagnetische stents voor endotheelcellen capture. Ten stents werden getest op breuk en 10 meer stents werden getest behouden magnetisme. Tenslotte werden 10 stents getest in-vitro en 8 meer stents werden geïmplanteerd in 4 varkens cell capture en retentie vertonen.

Ferromagnetische Bare Metal Stent voor endotheelcellen Capture and Retention

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

Het algemene doel van het volgende experiment is het ontwikkelen van een ferromagnetische onbedekte metalen stent die in staat is om met magnetische nanodeeltjes gelabelde endotheelcellen vast te leggen en vast te houden. Dit wordt bereikt door een 2205 roestvrijstalen stent te ontwerpen met behulp van computer-aided design (CAD) en finite element analysis (FEA) software, om het mechanische gedrag van het stentmateriaal en de structuur tijdens het crimpen en expanderen correct te begrijpen. Vervolgens wordt de gefabriceerde stent mechanisch gecrimpt en geëxpandeerd om de mechanische integriteit aan te tonen, en wordt de retentie van het magneetveld van de stent bestudeerd, wat het magnetische gedrag valideert.Vervolgens worden de stents geïmplanteerd in varkens en worden met magnetische nanodeeltjes gelabelde endotheelcellen toegediend om de celvangst en -retentie in de coronaire circulatie te verifiëren. De resultaten tonen aan, op basis van histologische analyse van geëxplanteerde bloedvaten uit in vivo experimenten, dat de in deze studie ontwikkelde ferromagnetische stent in staat is om magnetisch gelabelde endotheelcellen te vangen en vast te houden. De implicaties van deze tec

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Een methode voor het zaaien titanium bloed-contact biomaterialen met autologe cellen en het testen van biocompatibiliteit wordt beschreven. Deze methode maakt gebruik van endotheliale progenitor cellen en titanium buizen, zonder zaadjes binnen enkele minuten van de chirurgische implantatie in varkens venae cavae. Deze techniek is aan te passen aan vele andere implanteerbare biomedische apparaten.

Autologe endotheliale voorlopercellen-zaaien Technologie en biocompatibiliteitstests voor cardiovasculaire apparaten in grote Animal Model

We beschrijven een techniek voor etikettering en het bijhouden van stamcellen met FDA-goedgekeurde, superparamagnetische ijzeroxide (SPIO), ferumoxytol (Feraheme). Deze cellulaire beeldvorming techniek die magnetische resonantie (MR) beeldvorming maakt gebruik van voor visualisatie, is gemakkelijk toegankelijk voor de lange termijn monitoring en diagnose van succesvolle of mislukte stamcellen engraftments bij patiënten.

Labeling stamcellen met Ferumoxytol, een FDA-goedgekeurd ijzeroxide Nanodeeltje

Een model van stent implantatie in muizen halsslagader wordt beschreven. In vergelijking met andere, soortgelijke middelen, deze procedure is zeer snel, eenvoudig en toegankelijk, het aanbieden van de mogelijkheid om te studeren in een handige manier de vaatwand reactie op verschillende drug-eluting stents en de moleculaire mechanismen van restenose.

Een Muizenmodel van Stent Implantatie in de halsslagader voor de Studie van Restenose

Deze studies rapporteren over de omkeerbare hechting van adenovirale genvectoren aan kapot metalen oppervlakken van stents en model mesh schijven. Duurzame afgifte van transductie-competente virale deeltjes, afhankelijk van de hydrolyse van cross-linkers die worden gebruikt voor vector immobilisatie, resulteert in een duurzame locatie-specifieke transgen expressie in vasculaire cellen en in stent-achtige slagaders.

Vasculaire Gene Transfer van Metallic stentoppervlakken met adenovirale vectoren Tethered via Hydrolyseerbare Cross-linkers

Gerichte celbezorging is nuttig in een verscheidenheid aan biomedische toepassingen. Het doel van dit protocol is om superparamagnetische ijzeroxide nanodeeltjes (SPION) te gebruiken om cellen te labelen en daardoor magnetische celaanpakbenaderingen mogelijk te maken voor een hoge mate van controle over celbezorging en -lokalisatie.

Cel Labeling en Targeting met superparamagnetische ijzeroxide Nanodeeltjes

In het protocol presenteren we een methode om een stent-graft met een kleine diameter te fabriceren door een ballon-uitbreidbare stent te plaatsen tussen twee elektrospunnen nanofibrose polyurethane lagen.

Fabricage van klein kaliber Stent-enten met behulp van Electrospinning en Balloon Expandable Bare Metal Stents

Er wordt een protocol voor de synthese en kationisatie van kobalt-gedopeerd magnetoferritine gepresenteerd, evenals een methode om stamcellen snel te magnetiseren met gekationiseerd magnetoferritine.

Synthese van gekationiseerde Magnetoferritin voor ultrasnelle magnetisatie van Cells

Chondrogenese uit stamcellen vereist fine tuning van de kweekomstandigheden. Hier presenteren we een magnetische aanpak voor het condenseren van cellen, een essentiële stap om chondrogenese te initiëren. Bovendien tonen wij aan dat dynamische rijping in een bioreactor zijn mechanische stimulatie van de cellulaire constructen en verbetert kraakbeenachtige extracellulaire matrix productie.

3D Magnetic Stem Cell Samenvoeging en Bioreactor rijping voor het herstel van kraakbeen

Dit manuscript beschrijft de efficiënte, niet-virale aflevering van miR aan endotheelcellen door een PEI / MNP vector en de magnetisatie. Dus behalve genetische modificatie, deze benadering voor magnetische cellen leiding en MRI detecteerbaarheid. De techniek kan worden gebruikt om de kenmerken van de therapeutische cel producten te verbeteren.

voorbereiding en<em&gt; In Vitro</em&gt; Karakterisering van Magnetische miR-gemodificeerde endotheelcellen

In dit werk bieden we een protocol om magnetische nanomaterialen te biofunctionaliseren met antilichamen voor specifieke celtargeting. We gebruiken bijvoorbeeld ijzeren nanodraden om kankercellen aan te pakken.

Biofunctionalisering van magnetische nanomaterialen

Hier gepresenteerd is een protocol voor het toevoegen van peptide CD47 (pepCD47) aan metalen stents met behulp van polybisfosfonaat chemie. Functionalisatie van metalen stents met behulp van pepCD47 voorkomt de bevestiging en activering van ontstekingscellen waardoor hun biocompatibiliteit wordt verbeterd.

Mitigatie van Blood Borne Cell Attachment to Metal Implants through CD47-Derived Peptide Immobilisatie

Leer hoe een ferromagnetische bare metal stent endotheelcellen vangt en vasthoudt met magnetische nanopartikels. Deze methode verbetert genezing en bloedcompatibiliteit in cardiovasculaire toepassingen.

Ferromagnetische Bare Metal Stent voor endotheelcellen Capture and Retention

Meer video's verkennen