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

Het algemene doel van dit productieproces is het ontwikkelen van een stentgraft met een klein kaliber door een ballonexpandeerbare stent in te kapselen binnen twee lagen elektrogesponnen polyurethaan-nanovezels. Dit onderzoek helpt ons bij de ontwikkeling van stentgrafts met een klein kaliber die zeer snel genezen en potentieel nieuwe medische toepassingen kunnen ontsluiten die voorheen niet mogelijk waren. De voordelen van deze techniek zijn dat de stentgrafts zijn gemaakt van polymere nanovezels die de extracellulaire matrix nabootsen.

Het fabricatieproces is eveneens eenvoudig en biedt gunstige mechanische eigenschappen en celadhesie-eigenschappen. Begin met het smelten van ongeveer 8 milliliters biocompatibel, voedselveilig wateroplosbaar steunmateriaal in een maatcilinder bij 155 °C. Verwarm daarnaast de 100 millimeter lange, 3 millimeter brede roestvrijstalen dorn tot 155 °C.

Schakel vervolgens de oven uit en doop de mandrel in het ondersteuningsmateriaal. Hang de mandrel daarna verticaal in de oven en laat het materiaal stollen, wat rond 140 graden Celsius zou moeten gebeuren. Overtollig materiaal moet van het uiteinde afdruppelen.

Stel vervolgens de mandrel-collector van het electrospinning-systeem in. Hiervoor is een laboratoriummixer nodig met een bevestigde plastic staaf die eindigt in een grip voor de mandrel. Los het steunmateriaal van de punt van de mandrel op, zodat deze aan de grip kan worden bevestigd.

Gebruik vervolgens rubberen O-ringen aan beide zijden van de mandrel om het elektrogesponnen materiaal tegen de aardingsdraad te beschermen, en aard de mandrel elektrisch met de U-vormige aardingsdraad. Bevestig daarna de blootliggende mandrel aan het uiteinde aan een korte klem voor ondersteuning. Bevestig de mandrel aan het andere uiteinde aan de draaiende staaf van de laboratoriummixer.

Bevestig beide steunen met schroeven aan de mandrel en aard de mandrel elektrisch. Stel nu het extrusiesysteem voor vloeibaar polyurethaan in. Vul eerst een glazen spuit van vijf milliliter die past op de spuitpomp met vers bereide 15%polyurethaanoplossing, en bevestig een stompstalen naald, die zal dienen als spinneret.

Stel de pomp, rekening houdend met de binnendiameter van de spuit, zo in dat de oplossing met 0,01 ml per minuut wordt geëxtrudeerd. Isoleer de spuit met rubberen vellen van de geleidende delen van de spuitpompen om elektrische vlambogen te voorkomen. Plaats vervolgens de spuit in de pomp zodanig dat de tip van de spinneret zich op 20 cm van de mandrilcollector bevindt.

Sluit vervolgens de hoogspanningsgenerator met een krokodillenklem aan op de spuitmond. Schakel voordat u begint met het elektrospinnen de afzuiging van de zuurkast uit. Start voor de werking de spuitpomppomp en draai de mandrel met ongeveer 50 RPM.

Breng vervolgens een spanningsverschil van 20 kilovolt aan tussen de spinneret en de verzamelspil. Polyurethaan-nanovezels zullen neerslaan op de roterende spindel en binnen enkele minuten zal een dunne laag zichtbaar worden. Laat de polyurethaan-nanovezels twee uur lang opbouwen om een uniforme buis te vormen.

Zodra de nanovezels zijn gesponnen, schakelt u de afzuiging van de zuil weer in en verwijdert u de mandrel uit de plastic steunen. Schuif vervolgens voorzichtig de ballonexpandeerbare stent over de elektrogesponnen buis zonder de buis te beschadigen. Indien nodig breidt u de stent lichtjes uit zodat deze gemakkelijker glijdt.

Krimp vervolgens de stent op de gewenste locatie, zodat deze strak om de buis zit en niet kan verschuiven. Dit helpt om delaminatie van de binnen- en buitenlagen te voorkomen. Plaats de mandrel terug in de opstelling en zet het elektrospinnen zoals voorheen voort gedurende drie uur om een buitenlaag op de stent-graft aan te brengen.

Snijd vervolgens, terwijl het geheel nog op de mandrel zit, het overtollige polyurethaan circumferenceel af op ongeveer één millimeter van beide uiteinden van de stent met behulp van een scalpel. Week daarna de mandrel en de stent-graft in gedeïoniseerd water om het steunmateriaal op te lossen. Vervang het water indien nodig totdat het steunmateriaal volledig is opgelost.

Verwijder vervolgens voorzichtig de stent-graft van de mandrel en laat deze aan de lucht drogen. Om de stent-graft te testen, schuift u deze over een ballon van drie millimeter met drievoudige vouwing en crimpt u deze op de ballon met behulp van een handmatig crimptool. Inspecteer de gecrimpte stent-graft onder een microscoop op een uniforme crimping en andere tekenen van falen, zoals delaminatie of een punctuur van het afdekmateriaal, wat kan voorkomen bij een gedeformeerde stent.

Als het resultaat goed is, breid dan de stent-graft uit tot drie millimeter door de drievoudige ballon op te pompen met een inflatieapparaat en water. Gebruik na het uitbreiden de microscoop om de stent-graft opnieuw te inspecteren. Controleer op een uniforme expansie en eventuele tekenen van falen.

Met de electrospinner kunnen hoogwaardige polyurethaan-nanovezels worden geproduceerd. Het electrospinnen van polyurethaan-nanovezels met deze opstelling genereert een uniforme laag polyurethaan van 50 microns nanovezels per uur. Het krimpen en uitbreiden van de resulterende stentgraft met klein kaliber laat zien dat deze hulpmiddelen kunnen worden geplaatst met behulp van een standaard drievoudige ballon zonder ongelijke expansie of tekenen van materiaalfalen.

Na deze procedure kunnen andere methoden, zoals implantatie in diermodellen, worden uitgevoerd om de functionaliteit, duurzaamheid en prestatiekenmerken van het apparaat te onderzoeken. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat er in een chemische zuurkast moet worden gewerkt, waarbij de afzuiging tijdens het electrospinnen is uitgeschakeld en weer wordt ingeschakeld voordat het monster wordt verwijderd.