Name: Wytwarzanie stentgraftów małego kalibru przy użyciu elektroprzędzenia i stentów z gołego metalu rozprężalnych balonem (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-10-26T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 55 s
Description: Poznaj metodę wytwarzania stentgraftów małego kalibru przy użyciu elektroprzędzenia i stentów z gołego metalu rozprężalnych balonem. Technika ta poprawia właściwości mechaniczne i przyczepność komórkową, otwierając nowe możliwości zastosowań medycznych.

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

Chcielibyśmy podziękować Wydziałowi Inżynierii, Mayo Clinic za ich wsparcie techniczne. Badanie to było wspierane finansowo przez Europejski Fundusz Rozwoju Regionalnego - FNUSA-ICRC (nr CZ.1.05/1.100/02.0123), National Institutes of Health (T32 HL007111), American Heart Association Scientist Development Grant (AHA #06-35185N) oraz The Grainger Innovation Fund - Grainger Foundation.

1. Elektroprzędzenie poliuretanu na kolektorze trzpieniowym
<ol>
	<li>Przygotuj trzpień do elektroprzędzenia
	<ol>
		<li>Stopić około 8 ml biokompatybilnego, dopuszczonego do kontaktu z żywnością, rozpuszczalnego w wodzie materiału podporowego w cylindrze miarowym (o średnicy około 9 mm i głębokości 110 mm) w temperaturze 155 °C za pomocą pieca.</li>
		<li>Zanurz trzpień ze stali nierdzewnej o średnicy 3 mm i długości 100 mm, aby uzyskać powłokę z materiału nośnego na powierzchni trzpienia. Przed zanurzeniem należy umieścić trzpienie w piecu w temperaturze 155 °C na około 15 minut, aby podnieść temperaturę powierzchni trzpienia, co pomaga w zwilżeniu powierzchni stopionym materiałem podporowym.</li>
		<li>Pozwól zanurzonemu trzpieniowi ostygnąć do około 140 °C, podczas gdy stopiony materiał nośny zestala się, tworząc jednolitą cienką powłokę na powierzchni trzpienia. Podczas procesu chłodzenia zawieś trzpień pionowo, aby grawitacja spowodowała spływanie nadmiaru materiału nośnego. Powłoka ta umożliwia łatwe usunięcie gotowego stentgraftu z trzpienia.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Ustawienie kolektora trzpieniowego systemu elektroprzędzenia (jak pokazano na rysunku 1)
	<ol>
		<li>Ustaw mikser laboratoryjny poziomo i podłącz plastikowy pręt, który utrzyma trzpień ze stali nierdzewnej na przeciwległym końcu wewnątrz okapu wyciągowego.</li>
		<li>Rozpuść materiał podporowy z końcówki trzpienia, zanurzając w wodzie tylko końcówkę trzpienia, aby pomieścić plastikowy pręt nośny na końcu trzpienia. Podeprzyj plastikowy pręt nośny na wolnym końcu trzpienia, aby pomóc w równomiernym obracaniu się kolektora trzpienia.</li>
		<li>Użyj ustalających w plastikowych prętach nośnych, aby zabezpieczyć trzpień ze stali nierdzewnej i uniknąć ślizgania się podczas elektroprzędzenia.</li>
		<li>Uziemić kolektor trzpieniowy, podłączając przewód uziemiający w kształcie litery U do trzpienia ze stali nierdzewnej. Użyj gumowych O-ringów, aby przytrzymać przewód uziemiający po bokach trzpienia.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Konfiguracja systemu wytłaczania ciekłego poliuretanu w systemie elektroprzędzenia
	<ol>
		<li>Zmieszać dimetyloacetamid (DMA) z 25% (m/v) roztworem podstawowym poliuretanu (PU), aby otrzymać 15% (m/v) PU w roztworze DMA (np. dodać 6 ml DMA do 9 ml 25% roztworu PU). 
		OSTROŻNOŚĆ! Pracować wewnątrz dygestorium z odpowiednimi środkami ochrony osobistej.</li>
		<li>Napełnij szklaną strzykawkę o pojemności 5 ml igłą ze stali nierdzewnej (dyszą przędzalniczą) 15% roztworem PU.</li>
		<li>Zaprogramuj pompę strzykawkową tak, aby wytłaczała z prędkością 0,01 ml/min w oparciu o wewnętrzną średnicę strzykawki.</li>
		<li>Zamontuj strzykawkę z dyszą przędzalniczą na pompie strzykawkowej poziomo z końcówką igły w odległości około 20 cm od kolektora trzpienia. Zaizolować strzykawkę od przewodzących części pompy strzykawkowej za pomocą gumowych arkuszy, aby uniknąć wyładowania łukowego.</li>
		<li>Podłączyć generator wysokiego napięcia do dyszy przędzalniczej strzykawki za pomocą zacisku krokodylkowego.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Uruchomić pompę strzykawkową z prędkością 0,01 ml/min i obrócić trzpień z mieszalnikiem laboratoryjnym pracującym z wolną prędkością (np. 50 obr./min).</li>
	<li>Zastosować różnicę napięć 20 kV na dyszy przędzalniczej i trzpieniu kolektora. Nanowłókna PU zaczną osadzać się na obracającym się trzpieniu, a cienka warstwa będzie widoczna w ciągu kilku minut. Upewnij się, że wyciąg jest wyłączony, a wydech jest zamknięty, aby uniknąć utraty elektroprzędzonych nanowłókien.</li>
</ol>
2. Elektrowirowanie stent-graftu
<ol>
	<li>Electrospin PU nanowłókna na obracającym się trzpieniu przez 2 godziny, aby stworzyć jednolitą rurkę (jak wyjaśniono w kroku 1).</li>
	<li>Zdejmij trzpień z plastikowego pręta podłączonego do miksera laboratoryjnego, aby zainstalować stent z gołego metalu. Włącz wyciąg i otwórz wydech przed zdjęciem trzpienia, aby upewnić się, że resztki oparów rozpuszczalnika zostały usunięte.</li>
	<li>Wsuń balonowy stent ze stali nierdzewnej26 do rozprężania na rurkę elektroprzędzoną w żądane miejsce. Może być konieczne nieznaczne rozszerzenie stentu, aby zsunął się bez uszkodzenia elektroprzędzonej rurki.</li>
	<li>Zaciśnij stent, aby upewnić się, że stent jest ściśle osadzony na materiale rurki na trzpieniu i nie jest wystarczająco luźny, aby się ślizgać. Pomoże to również zapobiec rozwarstwieniu warstwy wewnętrznej i zewnętrznej.</li>
	<li>Załadować trzpień z rurką i stentem ponownie na plastikowy pręt mieszalnika laboratoryjnego w celu elektroprzędzenia zewnętrznej warstwy stentgraftu.</li>
	<li>Elektrospin nanowłókna przez 3 godziny, jak wyjaśniono w kroku 1, aby wytworzyć zewnętrzną warstwę stentgraftu.</li>
	<li>Po elektrowirowaniu zewnętrznej części należy przeciąć materiał PU na obwodzie około 1 mm od końców stentu za pomocą skalpela.</li>
	<li>Namocz trzpień ze stentgraftem w wodzie dejonizowanej, aby rozpuścić materiał podporowy z trzpienia, który uwolni stent-przeszczep ze stent-graftu. W razie potrzeby zastąp świeżą wodą, aby całkowicie rozpuścić materiał podporowy.</li>
	<li>Po rozpuszczeniu materiału podporowego delikatnie usunąć stent-graft z trzpienia i pozostawić do wyschnięcia. Rozważ namoczenie usuniętego stentgraftu w dejonizowanej wodzie, aby rozpuścić pozostały materiał podporowy przed pozostawieniem do wyschnięcia na powietrzu.</li>
</ol>
3. Testowanie wyprodukowanych stent-graftów
<ol>
	<li>Nasunąć stent-przeszczep na potrójnie składany balon o średnicy 3 mm.</li>
	<li>Zaciśnij stent-przeszczep na balonie za pomocą ręcznego narzędzia do zaciskania.</li>
	<li>Sprawdź zaciśnięty stent-przeszczep za pomocą mikroskopu pod kątem równomiernego zaciskania i wszelkich innych oznak awarii, takich jak rozwarstwienie lub przebicie materiału pokrycia z powodu deformacji stentu.</li>
	<li>Rozszerz stent-przeszczep do zaprojektowanej średnicy 3 mm, zwiększając ciśnienie w balonie potrójnym za pomocą urządzenia do napełniania i wody. Ponownie zbadaj rozszerzony stentgraft pod kątem równomiernej ekspansji i oznak awarii.</li>
</ol>

<ol><li>Elsner, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+stent+grafts+covered+by+a+polytetrafluoroethylene+membrane%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Coronary stent grafts covered by a polytetrafluoroethylene membrane.</a> Am. J. Cardiol. 84 (3), 335-338 (1999).</li>
<li>Störger, H., Haase, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polytetrafluoroethylene-Covered+Stents%3A+Indications%2C+Advantages%2C+and+Limitations%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Interv.+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Polytetrafluoroethylene-Covered Stents: Indications, Advantages, and Limitations.</a> J. Interv. Cardiol. 12 (6), 451-456 (1999).</li>
<li>Moreno, P. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macrophage+infiltration+predicts+restenosis+after+coronary+intervention+in+patients+with+unstable+angina%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Macrophage infiltration predicts restenosis after coronary intervention in patients with unstable angina.</a> Circulation. 94 (12), 3098-3102 (1996).</li>
<li>Briguori, C., Sarais, C., Colombo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+polytetrafluoroethylene-covered+stent%3A+a+device+with+multiple+potential+advantages%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Cardiovasc.+Interv%22%5BJournal%5D)">The polytetrafluoroethylene-covered stent: a device with multiple potential advantages.</a> Int. J. Cardiovasc. Interv. 4 (3), 145-149 (2001).</li>
<li>Qureshi, M. A., Martin, Z., Greenberg, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endovascular+management+of+patients+with+Takayasu+arteritis%3A+stents+versus+stent+grafts%5BTitle%5D)+AND+%22Semin.+Vasc.+Surg%22%5BJournal%5D)">Endovascular management of patients with Takayasu arteritis: stents versus stent grafts.</a> Semin. Vasc. Surg. 24 (1), 44-52 (2011).</li>
<li>Ahmadi, R., Schillinger, M., Maca, T., Minar, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femoropopliteal+arteries%3A+immediate+and+long-term+results+with+a+Dacron-covered+stent-graft%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Femoropopliteal arteries: immediate and long-term results with a Dacron-covered stent-graft.</a> Radiology. 223 (2), 345-350 (2002).</li>
<li>Geremia, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+arteriovenous+fistulas%3A+treatment+with+silicone-covered+metallic+stents%5BTitle%5D)+AND+%22AJNR.+Am.+J.+Neuroradiol%22%5BJournal%5D)">Experimental arteriovenous fistulas: treatment with silicone-covered metallic stents.</a> AJNR. Am. J. Neuroradiol. 18 (2), 271-277 (1997).</li>
<li>Saatci, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treatment+of+internal+carotid+artery+aneurysms+with+a+covered+stent%3A+experience+in+24+patients+with+mid-term+follow-up+results%5BTitle%5D)+AND+%22AJNR.+Am.+J.+Neuroradiol%22%5BJournal%5D)">Treatment of internal carotid artery aneurysms with a covered stent: experience in 24 patients with mid-term follow-up results.</a> AJNR. Am. J. Neuroradiol. 25 (10), 1742-1749 (2004).</li>
<li>Stefanadis, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stents+Wrapped+in+Autologous+Vein%3A+An+Experimental+Study1%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Coll.+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Stents Wrapped in Autologous Vein: An Experimental Study1.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 28 (4), 1039-1046 (1996).</li>
<li>Palmaz, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+polymeric+graft+materials+for+endovascular+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vasc.+Interv.+Radiol%22%5BJournal%5D)">Review of polymeric graft materials for endovascular applications.</a> J. Vasc. Interv. Radiol. 9, 7-13 (1998).</li>
<li>Bruckheimer, E., Dagan, T., Amir, G., Birk, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Covered+Cheatham-Platinum+stents+for+serial+dilation+of+severe+native+aortic+coarctation%5BTitle%5D)+AND+%22Catheter+Cardiovasc.+Interv%22%5BJournal%5D)">Covered Cheatham-Platinum stents for serial dilation of severe native aortic coarctation.</a> Catheter Cardiovasc. Interv. 74 (1), 117-123 (2009).</li>
<li>Tzifa, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Covered+Cheatham-platinum+stents+for+aortic+coarctation%3A+early+and+intermediate-term+results%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Coll.+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Covered Cheatham-platinum stents for aortic coarctation: early and intermediate-term results.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 47 (7), 1457-1463 (2006).</li>
<li>Kuraishi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+nanofiber-covered+stents+using+electrospinning%3A+in+vitro+and+acute+phase+in+vivo+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Mater.+Res.+Part+B+Appl.+Biomater%22%5BJournal%5D)">Development of nanofiber-covered stents using electrospinning: in vitro and acute phase in vivo experiments.</a> J. Biomed. Mater. Res. Part B Appl. Biomater. 88 (1), 230-239 (2009).</li>
<li>Pant, S., Bressloff, N. W., Limbert, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Geometry+parameterization+and+multidisciplinary+constrained+optimization+of+coronary+stents%5BTitle%5D)+AND+%22Biomech.+Model+Mechanobiol%22%5BJournal%5D)">Geometry parameterization and multidisciplinary constrained optimization of coronary stents.</a> Biomech. Model Mechanobiol. 11 (1-2), 61-82 (2012).</li>
<li>Muller-Hulsbeck, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experience+on+endothelial+cell+adhesion+on+vascular+stents+and+stent-grafts%3A+first+in+vitro+results%5BTitle%5D)+AND+%22Invest.+Radiol%22%5BJournal%5D)">Experience on endothelial cell adhesion on vascular stents and stent-grafts: first in vitro results.</a> Invest. Radiol. 37 (6), 314-320 (2002).</li>
<li>Sarkar, S., Salacinski, H. J., Hamilton, G., Seifalian, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mechanical+properties+of+infrainguinal+vascular+bypass+grafts%3A+their+role+in+influencing+patency%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Vasc.+Endovasc.+Surg%22%5BJournal%5D)">The mechanical properties of infrainguinal vascular bypass grafts: their role in influencing patency.</a> Eur. J. Vasc. Endovasc. Surg. 31 (6), 627-636 (2006).</li>
<li>Shirota, T., Yasui, H., Shimokawa, H., Matsuda, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+endothelial+progenitor+cell+%28EPC%29-seeded+intravascular+stent+devices+and+in+vitro+endothelialization+on+hybrid+vascular+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Fabrication of endothelial progenitor cell (EPC)-seeded intravascular stent devices and in vitro endothelialization on hybrid vascular tissue.</a> Biomaterials. 24 (13), 2295-2302 (2003).</li>
<li>Grasl, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospun+polyurethane+vascular+grafts%3A+in+vitro+mechanical+behavior+and+endothelial+adhesion+molecule+expression%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Mater.+Res.+A%22%5BJournal%5D)">Electrospun polyurethane vascular grafts: in vitro mechanical behavior and endothelial adhesion molecule expression.</a> J. Biomed. Mater. Res. A. 93 (2), 716-723 (2010).</li>
<li>Kidoaki, S., Kwon, I. K., Matsuda, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+features+and+mechanical+properties+of+in+situ-bonded+meshes+of+segmented+polyurethane+electrospun+from+mixed+solvents%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Mater.+Res.+Part+B+Appl.+Biomater%22%5BJournal%5D)">Structural features and mechanical properties of in situ-bonded meshes of segmented polyurethane electrospun from mixed solvents.</a> J. Biomed. Mater. Res. Part B Appl. Biomater. 76 (1), 219-229 (2006).</li>
<li>Stegemann, J. P., Kaszuba, S. N., Rowe, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review%3A+advances+in+vascular+tissue+engineering+using+protein-based+biomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng%22%5BJournal%5D)">Review: advances in vascular tissue engineering using protein-based biomaterials.</a> Tissue Eng. 13 (11), 2601-2613 (2007).</li>
<li>Sankaran, K. K., Subramanian, A., Krishnan, U. M., Sethuraman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoarchitecture+of+scaffolds+and+endothelial+cells+in+engineering+small+diameter+vascular+grafts%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+J%22%5BJournal%5D)">Nanoarchitecture of scaffolds and endothelial cells in engineering small diameter vascular grafts.</a> Biotechnol. J. 10 (1), 96-108 (2015).</li>
<li>Gibson, P., Schreuder-Gibson, H., Rivin, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transport+properties+of+porous+membranes+based+on+electrospun+nanofibers%5BTitle%5D)+AND+%22Colloid+Surf.%2C+A%22%5BJournal%5D)">Transport properties of porous membranes based on electrospun nanofibers.</a> Colloid Surf., A. 187, 469-481 (2001).</li>
<li>Zdrahala, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small+caliber+vascular+grafts.+Part+II%3A+Polyurethanes+revisited%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomater.+Appl%22%5BJournal%5D)">Small caliber vascular grafts. Part II: Polyurethanes revisited.</a> J. Biomater. Appl. 11 (1), 37-61 (1996).</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%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>Tefft, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+Labeling+and+Targeting+with+Superparamagnetic+Iron+Oxide+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Cell Labeling and Targeting with Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles.</a> J. Vis. Exp. (105), e53099(2015).</li>
<li>Uthamaraj, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ferromagnetic+Bare+Metal+Stent+for+Endothelial+Cell+Capture+and+Retention%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Ferromagnetic Bare Metal Stent for Endothelial Cell Capture and Retention.</a> J. Vis. Exp. (103), e53100(2015).</li>
<li>de Giovanni, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Covered+stents+in+the+treatment+of+aortic+coarctation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Interv.+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Covered stents in the treatment of aortic coarctation.</a> J. Interv. Cardiol. 14 (2), 187-190 (2001).</li>
<li>Hans, F. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treatment+of+wide-necked+aneurysms+with+balloon-expandable+polyurethane-covered+stentgrafts%3A+experience+in+an+animal+model%5BTitle%5D)+AND+%22Acta.+Neurochir.+%28Wien%29%22%5BJournal%5D)">Treatment of wide-necked aneurysms with balloon-expandable polyurethane-covered stentgrafts: experience in an animal model.</a> Acta. Neurochir. (Wien). 147 (8), 871-876 (2005).</li>
<li>Hasan, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospun+scaffolds+for+tissue+engineering+of+vascular+grafts%5BTitle%5D)+AND+%22Acta.+Biomater%22%5BJournal%5D)">Electrospun scaffolds for tissue engineering of vascular grafts.</a> Acta. Biomater. 10 (1), 11-25 (2014).</li>
</ol>

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.

Opracowaliśmy technikę wytwarzania stentgraftu małego kalibru, który może być wdrożony przy użyciu standardowej procedury przezskórnej interwencji wieńcowej (PCI). Obecnie dostępne stentgrafty mają ograniczoną zdolność do utrzymania niskiego profilu i elastyczności przy wdrażaniu. Udowodniono, że stenty z gołego metalu opracowane przez naszą grupę w naszych poprzednich badaniach pomagają w szybkim gojeniu się stentowanej tętnicy24,26. Różne polimery były elektroprzędzone przez inne grupy, a poliuretan okazał s...

Procedury interwencji wieńcowej powodują znaczne uszkodzenie ściany naczynia z powodu przerwania płytki naczyniowej i ściany naczynia. Powoduje to restenozy, zatorowość obwodową w przeszczepach żylnych i przerwanie ciągłości światła naczyń wieńcowych1-4. Aby uniknąć tych powikłań, obiecującą strategią będzie pokrycie powierzchni naczynia w miejscu angioplastyki, co potencjalnie zahamuje restenozę, zmniejszy ryzyko nieciągłości światła naczynia i zapobiegnie zatorowości obwodowej. W poprzednich badaniach porównywano stenty z gołego metalu ze stentgraftami z dodatnimi wynikami dla stentgraftów5. Naukowcy wykorzystali kilka materiałów do produkcji membran pokrywających stenty. Obejmuje to materiały syntetyczne, takie jak tetraftalan etylenu (PET), politetrafluoroetylen (PTFE), poliuretan (PU) oraz krzem lub autologiczna tkanka naczyniowa do produkcji pokrytych stentów6-9. Idealny materiał do przeszczepu stosowany do pokrycia stentu powinien być tromboodporny, nieulegający biodegradacji i powinien integrować się z tkanką natywną bez nadmiernej proliferacji i stanu zapalnego10. Materiał do przeszczepu stosowany do pokrycia stentu powinien również wspomagać gojenie się stentgraftu.
Stent-grafty są szeroko stosowane w leczeniu koarktacji aorty, pseudo-tętniaków tętnicy szyjnej, przetok tętniczo-żylnych, zwyrodniałych przeszczepów żył oraz dużych i gigantycznych tętniaków mózgu. Jednak rozwój stentgraftów małego kalibru jest ograniczony przez zdolność do utrzymania niskiego profilu i elastyczności, co pomaga w rozmieszczeniu stentgraftów11-14. PU jest polimerem elastomerowym o dobrej wytrzymałości mechanicznej, która jest pożądaną cechą dla uzyskania niskiego profilu i dobrej elastyczności15,16. Oprócz dobrej dostarczalności, stentgrafty powinny również sprzyjać szybkiemu gojeniu i endotelializacji. Stentgrafty pokryte poliuretanem wykazały lepszą biokompatybilność i zwiększoną śródbłonek17. Naukowcy wcześniej próbowali śródbłonkować stentgrafty pokryte PU, umieszczając je komórkami śródbłonka17. Wykazano, że elektroprzędzenie poliuretanu w celu stworzenia matrycy z nanowłókien jest cenną techniką produkcji przeszczepów naczyniowych18,19. Wiadomo również, że istnienie nanowłókien, które naśladują architekturę natywnej macierzy zewnątrzkomórkowej, sprzyja proliferacji komórek śródbłonka20,21. Elektroprzędzenie pozwala również na kontrolę nad grubością materiału22. Przeszczepy naczyniowe małego kalibru wykonane z PU zostały przebadane pod kątem wspomagania gojenia poprzez zastosowanie modyfikacji, takich jak powłoki powierzchniowe, antykoagulanty i środki hamujące proliferację komórek. Wszystkie te modyfikacje mają na celu pośredniczenie w akceptacji gospodarza i wspomaganie gojenia się przeszczepu23.
Nasza grupa opracowała balonowy stent z gołego metalu, który może być stosowany w modelach zwierzęcych24-26. Połączenie elektroprzędzonej siatki poliuretanowej i stentu rozprężnego balonem umożliwiło nam wygenerowanie stent-graftów rozprężalnych w balonach małego kalibru. Większość obecnie dostępnych stentgraftów jest wprowadzana przez tętnicę udową podczas zabiegu interwencyjnego, ale tylko kilka komercyjnych stentów pokrytych może być wprowadzonych o 1 rozmiar francuski większy niż wymagany dla nienapompowanego balonu27. W tym badaniu opracowaliśmy stent-przeszczep naczyniowy małego kalibru, umieszczając stent rozprężalny balonem między dwiema warstwami elektroprzędzonego PU, który może być dostarczony do tętnicy wieńcowej za pomocą standardowego francuskiego cewnika prowadzącego 8-9 w przezskórnej procedurze interwencyjnej.

<table><tbody><tr><td>Szklana strzykawka</td><td>Air Tite</td><td>7.140-33</td><td>Strzykawka do dyszy przędzalniczej</td></tr><tr><td>Cylinder z podziałką 5 ml</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-552-4G</td> 5 <td>ml pyrex z podziałką cylinder o średnicy około 9 mm i długości 11 cm</td></tr><tr><td>Generator wysokiego napięcia</td><td>Bertan Accociates, Inc.</td><td>205A-30P</td><td>Służy do przyłożenia różnicy napięcia na dyszy przędzalniczej i kolektorze</td></tr><tr><td>Mikser laboratoryjny z kontrolą prędkości obrotowej</td><td>Scilogex</td><td>SCI-84010201</td><td>Dostępne u różnych dostawców sprzętu laboratoryjnego</td></tr><tr><td>Poliuretan</td><td></td><td>DSM BioSpan SPU</td><td>Biospan Segmentowy arkusz gumy poliuretanowej</td></tr><tr><td></td><td>McMaster Carr</td><td>1370N11</td><td>Służy do izolacji strzykawki podczas elektroprzędzenia</td></tr><tr><td>Trzpień ze stali nierdzewnej</td><td>N/A</td> N<td>/A</td><td>Wyprodukowano&nbsp;</td></tr><tr><td>Igła ze stali nierdzewnej</td><td>Hamilton</td><td>91018</td><td>Używana jako dysza przędzalnicza w elektroprzędzeniu</td></tr><tr><td>Materiał nośny</td><td>EnvisionTec</td><td>B04-HT-DEMOMAT</td><td>Biokompatybilny materiał rozpuszczalny w wodzie</td></tr><tr><td>Pompa strzykawkowa</td><td>Aparat Harvard</td><td>55-3333</td><td></td></tr></tbody></table>

wytwarzanie stentgraftów małego kalibru przy użyciu elektroprzędzenia i stentów z gołego metalu rozprężalnych balonem

Fabrication of Small Caliber Stent-grafts Using Electrospinning and Balloon Expandable Bare Metal Stents

Stent-grafty są szeroko stosowane w leczeniu różnych schorzeń, takich jak zmiany w aorcie, tętniaki, zatory spowodowane zabiegami wieńcowymi i perforacjami w naczyniach krwionośnych. Takie stentgrafty są wytwarzane przez pokrycie stentu membraną polimerową. Idealny stentgraft powinien mieć biokompatybilny stent pokryty porowatą, tromboodporną i biokompatybilną membraną polimerową, która naśladuje macierz zewnątrzkomórkową, ułatwiając w ten sposób gojenie się miejsca urazu. Celem tego protokołu jest wyprodukowanie stent-przeszczepu małego kalibru poprzez zamknięcie stentu rozprężalnego balonu w dwóch warstwach elektroprzędzonych nanowłókien poliuretanowych. Wykazano, że elektroprzędzenie poliuretanu pomaga w gojeniu poprzez naśladowanie natywnej macierzy zewnątrzkomórkowej, promując w ten sposób śródbłonek. Elektroprzędzenie nanowłókien poliuretanowych na wolno obracającym się trzpieniu umożliwiło nam precyzyjną kontrolę grubości membrany nanowłóknistej, co jest niezbędne do uzyskania stentgraftu rozprężalnego balonu małego kalibru. Walidacja mechaniczna poprzez zaciskanie i rozszerzanie stentgraftu wykazała, że nanowłóknista membrana poliuretanowa jest wystarczająco elastyczna, aby zaciskać się i rozszerzać, pozostając jednocześnie opatentowana, nie wykazując żadnych oznak rozdarcia lub rozwarstwienia. Ponadto stentgrafty wytworzone przy użyciu opisanych tutaj metod mogą być wszczepione przy użyciu procedury interwencji wieńcowej przy użyciu cewników prowadzących o standardowym rozmiarze.

Nasza konfiguracja do elektroprzędzenia (Rysunek 1) pozwoliła na uzyskanie wysokiej jakości nanowłókien poliuretanowych (Rysunek 2). Stent-graft produkuje się poprzez elektroprzędzenie wewnętrznej warstwy poliuretanu na trzpieniu, nasunięcie gołego stentu metalowego na tę warstwę, a następnie elektroprzędzenie drugiej, zewnętrznej warstwy poliuretanu (Rysunek 3). Nanowłókna poliuretanowe są elektroprzędzone z prędkością 50 µm/hr, co pozwala na uzyskanie wewnętrznej warst...

W protokole prezentujemy metodę wytwarzania stent-graftu małego kalibru poprzez umieszczenie stentu z możliwością rozbudowy balonu pomiędzy dwiema elektroprzędzonymi warstwami nanofibrowego poliuretanu.

Wytwarzanie stentgraftów małego kalibru przy użyciu elektroprzędzenia i stentów z gołego metalu rozprężalnych balonem

Stent-grafts are widely used for the treatment of various conditions such as aortic lesions, aneurysms, emboli due to coronary intervention procedures and ...

Ogólnym celem tego procesu produkcyjnego jest opracowanie stent-graftu o małej średnicy poprzez enkapsulację stentu rozszerzalnego balonowo w dwóch warstwach elektroprzędzionych nanowłókien poliuretanowych. Badania te pomagają nam w opracowaniu stent-graftów o małej średnicy, które goją się bardzo szybko i mogą potencjalnie otworzyć nowe zastosowania medyczne, które nie były wcześniej realizowane. Zaletą tej techniki jest to, że stent-grafty są wykonane z polimerowych nanowłókien naśladujących macierz pozakomórkową.Proces wytwarzania jest również prosty i zapewnia korzystne właściwości mechaniczne oraz adhezyjne komórek. Aby rozpocząć, należy najpierw stopić około 8 mililitrów biokompatybilnego, spożywczego, rozpuszczalnego w wodzie materiału podporowego w cylindrze miarowym w temperaturze 155 °C. Należy również rozgrzać trzpienie ze stali nierdzewnej o długości 100 mm i szerokości 3 mm do temperatury 155 °C.Następnie należy wyłączyć piekarnik i zanurzyć trzpień w materiale wspierającym. Potem zawiesić trzpień pionowo w piekarniku i pozwolić materiałowi zestalić się, co powinno nastąpić w temperaturze około 140 stopni Celsjusza. Nadmiar materiału powinien ścieknąć z końcówki.Następnie przygotuj kolektor w postaci trzpienia w układzie do elektroprzędzenia. Wymaga to zastosowania mieszadła laboratoryjnego z przymocowanym plastikowym prętem, który kończy się uchwytem na trzpień. Rozpuść materiał wspierający z końcówki trzpienia, aby można go było przymocować do uchwytu.Następnie na obu stronach trzpienia należy umieścić gumowe pierścienie uszczelniające (O-ringi), aby chronić materiał elektroprzędziony przed przewodem uziemiającym, a następnie uziemić trzpień za pomocą U-kształtnego przewodu uziemiającego. Następnie wystający koniec trzpienia należy przymocować do krótkiego uchwytu na dalekim końcu w celu zapewnienia stabilizacji. Z drugiej strony trzpień należy przyłączyć do pręta obrotowego mieszadła laboratoryjnego.Przymocuj oba wsporniki do trzpienia za pomocą śrub i uziem elektrycznie trzpień. Następnie przygotuj układ do ekstruzji ciekłego poliuretanu. Najpierw napełnij pięciomililitrową strzykawkę szklaną, dopasowaną do pompy strzykawkowej, świeżo przygotowanym 15% roztworem poliuretanu i przymocuj tęponą igłę ze stali nierdzewnej, która będzie pełnić funkcję dyszy przędzarkowej.Biorąc pod uwagę średnicę wewnętrzną strzykawki, zaprogramuj pompę tak, aby wypychała roztwór z prędkością 0,01 ml/min. Aby zapobiec łukowi elektrycznemu, odizoluj strzykawkę od przewodzących części pomp strzykawkowych za pomocą arkuszy gumowych. Następnie umieść strzykawkę w pompie w taki sposób, aby końcówka dyszy znajdowała się w odległości 20 cm od kolektora w formie mandrelu.Następnie należy połączyć generator wysokiego napięcia z dyszą za pomocą klipsa krokodylka. Przed rozpoczęciem elektroprzędzenia należy wyłączyć wyciąg z dygestorium. W celu uruchomienia procesu, włącz pompę strzykawkową i obracaj kolektorem z prędkością około 50 RPM.Następnie przyłóż różnicę potencjałów o wartości 20 kilowoltów pomiędzy dyszą a obracającym się rdzeniem kolektora. Nanowłókna poliuretanowe zaczną osadzać się na obracającym się rdzeniu, a po kilku minutach widoczna będzie cienka warstwa. Pozostaw nanowłókna poliuretanowe do narastania przez dwie godziny, aby utworzyć jednorodną rurkę.Po zakończeniu przędzenia nanowłókien należy ponownie włączyć wyciąg z dygestorium, a następnie wyjąć trzpień z plastikowych podpór. Następnie ostrożnie nasuń stent rozszerzalny balonikiem na rurkę elektroprzędzioną, uważając, aby nie uszkodzić rurki. W razie potrzeby należy lekko rozszerzyć stent, aby łatwiej nasunął się na rurkę.Następnie zaciśnij stent w wybranym miejscu, aby ściśle przylegał do rurki i nie przesuwał się. Pomoże to zapobiec delaminacji warstw wewnętrznej i zewnętrznej. Ponownie zamocuj trzpień w układzie i kontynuuj elektroprzędzenie tak jak wcześniej przez trzy godziny, aby wytworzyć warstwę zewnętrzną na stencie z graftem.Następnie, gdy stent wciąż znajduje się na trzpieniu, odetnij skalpelem nadmiar poliuretanu dookoła, w odległości około jednego milimetra od każdego końca stentu. Następnie zanurz trzpień i stent-graft w wodzie dejonizowanej, aby rozpuścić materiał wspierający. Wymieniaj wodę w razie potrzeby, aż materiał wspierający zostanie całkowicie rozpuszczony.Następnie ostrożnie zdejmij stent-graft z trzpienia i pozostaw go do wyschnięcia na powietrzu. Aby przetestować stent-graft, nasuń go na trójwarstwowy balon o średnicy 3 mm i zaciśnij go na balonie za pomocą ręcznego narzędzia do zaciskania. Pod mikroskopem sprawdź zaciśnięty stent-graft pod kątem jednorodności zacisku oraz wszelkich innych oznak uszkodzenia, takich jak delaminacja lub przebicie materiału pokrywy, co mogłoby wystąpić w przypadku zdeformowanego stentu.Jeśli efekt jest zadowalający, należy rozszerzyć stentografię do trzech milimetrów, wprowadzając wodę do balonika trójwarstwowego za pomocą urządzenia do pompowania. Po rozszerzeniu należy ponownie obejrzeć stentografię pod mikroskopem. Należy sprawdzić, czy rozszerzenie jest jednorodne i czy nie występują oznaki uszkodzenia.Za pomocą elektroprzędarki można wytworzyć wysokiej jakości nanowłókna poliuretanowe. Elektroprzędzenie nanowłókien poliuretanowych z wykorzystaniem tej aparatury pozwala na uzyskanie jednorodnej warstwy poliuretanu o grubości 50 mikronów nanowłókien na godzinę. Karbowanie i rozprężanie otrzymanego stent-graftu o małej średnicy wykazują, że urządzenia te mogą być wdrażane przy użyciu standardowego balonu trójskładanego bez nierównomiernego rozprężania lub oznak uszkodzenia materiału.Po zastosowaniu tej procedury można przeprowadzić inne metody, takie jak implantacja w modelu zwierzęcym, aby zbadać funkcjonalność, trwałość i charakterystykę działania urządzenia. Podczas wykonywania tej procedury należy pamiętać o pracy w dygestorium z wyłączonym wyciągiem podczas elektroprzędzenia i ponownym włączeniu wyciągu przed wyjęciem próbki.

fabrication-small-caliber-stent-grafts-using-electrospinning-balloon

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Rusztowania otrzymane metodą elektroprzędzenia mogą być poddawane obróbce po produkcji w celu zastosowania ich w inżynierii tkankowej. W niniejszym opracowaniu opisujemy metody przędzenia złożonych rusztowań (poprzez przędzenie sekwencyjne), tworzenia rusztowań o większej grubości (poprzez nakładanie wielu warstw z wykorzystaniem wyżarzania termicznego lub parowego), zapewniania sterylności (produkcja aseptyczna lub sterylizacja po produkcji) oraz uzyskiwania odpowiednich właściwości...

Obróbka potransprodukcyjna włókien otrzymywanych metodą elektroprzędzenia do inżynierii tkankowej

Opisano model implantacji stentu w tętnicy szyjnej myszy. W porównaniu z innymi podobnymi metodami, procedura ta jest bardzo szybka, prosta i dostępna, oferując możliwość zbadania w wygodny sposób reakcji ściany naczyniowej na różne stenty uwalniające leki oraz molekularnych mechanizmów restenozy.

Mysi model implantacji stentu w tętnicy szyjnej do badania restenozy

Przedstawiamy technikę wytwarzania mikrokieszeni w membranach elektroprzędzonych, w których można badać zachowanie komórek. W szczególności opisujemy połączenie mikrostereolitografii i elektroprzędzenia w celu produkcji urządzeń z biomateriału rogówki PLGA (poli(laktyd-ko-glikolid)) wyposażonych w mikrocechy.

Połączenie mikrostereolitografii i elektroprzędzenia w celu wytworzenia membran wyposażonych we wnęki do regeneracji rogówki

Naszym celem było zaprojektowanie, wyprodukowanie i przetestowanie ferromagnetycznych stentów do wychwytywania komórek śródbłonka. Dziesięć stentów przetestowano pod kątem złamań, a 10 kolejnych stentów przetestowano pod kątem magnetyzmu zatrzymanego. Na koniec przetestowano 10 stentów in vitro, a 8 kolejnych stentów wszczepiono 4 świniom, aby wykazać wychwytywanie i zatrzymywanie komórek.

Ferromagnetyczny stent z gołego metalu do wychwytywania i zatrzymywania komórek śródbłonka

Powtarzalne eksperymentalne modele zwierzęce są potrzebne do testowania nowych materiałów embolizacyjnych, które zostały zaprojektowane do leczenia wewnątrznaczyniowej niedrożności tętniaków wewnątrzczaszkowych (IA). Niniejsze badanie ma na celu opracowanie bezpiecznej i ustandaryzowanej techniki chirurgicznej embolizacji tętniaków worka w stentach w modelu zwierzęcym szczura.

Biodegradowalny stent magnezowy Leczenie tętniaków worka workowego na modelu szczurzym - wprowadzenie techniki chirurgicznej

Tutaj prezentujemy zmodyfikowaną metodę elektroprzędzenia do wytwarzania przeszczepów naczyniowych PCL z grubymi włóknami i dużymi porami, oraz opisujemy protokół oceny wydajności in vivo w szczurzym modelu wymiany aorty brzusznej.

Implantacja elektroprzędzonych przeszczepów naczyniowych o zoptymalizowanej strukturze w modelu szczurzym

Za pomocą drukarki 3D, filament polimerowy z pamięcią kształtu jest wytłaczany w celu utworzenia rozgałęzionej struktury rurowej. Struktura jest wzorzysta i ukształtowana w taki sposób, że po złożeniu może skurczyć się do zwartej formy, a następnie powrócić do uformowanego kształtu po podgrzaniu.

Drukowane w 4D rozwidlone stenty ze strukturami inspirowanymi Kirigami

Przedstawiona metoda oferuje innowacyjny sposób inżynierii biomimetycznych struktur włókien w trójwymiarowych (3D) rusztowaniach (np. listkach zastawek serca). 3D wydrukowane, przewodzące geometrie zostały użyte do określenia kształtu i wymiarów. Orientacja i charakterystyka włókien były indywidualnie regulowane dla każdej warstwy. W jednej konfiguracji można wyprodukować wiele próbek.

Połączenie druku 3D i elektroprzędzenia w celu produkcji biomimetycznych listków zastawek serca

Ta praca ilustruje tanią technikę wytwarzania nadających kształt drutów/ramek nitinolowych o małej obudowie przy użyciu osprzętu protektorowego. Technika ta została zademonstrowana do wytwarzania samorozprężalnych ramek przeznaczonych do małoinwazyjnych implantów o skomplikowanych kształtach.

Szybkie formowanie i testowanie samorozprężalnych ramek NiTi o małej obudowie, odpowiednich do implantów małoinwazyjnych

Obrazowanie naczyń krwionośnych małych zwierząt z kontrastem za pomocą mikrotomografii komputerowej (microCT) jest szybką, kosztowo efektywną i wysokoprzepustową techniką do seryjnych badań in situ rozwoju guzów, analizy sieci naczyń krwionośnych je odżywiających oraz monitorowania odpowiedzi guzów na przedkliniczne interwencje terapeutyczne.

Obrazowanie naczyń z kontrastem przy użyciu mikrotomografii komputerowej (MicroCT)

Poznaj metodę wytwarzania stentgraftów małego kalibru przy użyciu elektroprzędzenia i stentów z gołego metalu rozprężalnych balonem. Technika ta poprawia właściwości mechaniczne i przyczepność komórkową, otwierając nowe możliwości zastosowań medycznych.

Wytwarzanie stentgraftów małego kalibru przy użyciu elektroprzędzenia i stentów z gołego metalu rozprężalnych balonem

Przeglądaj więcej filmów