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

Prototypowanie implantów medycznych z samorozprężalnymi ramkami nitinolowymi obejmuje czasochłonne procesy projektowania i produkcji przed testowaniem. Innowacyjne technologie mogą skrócić ten czas, umożliwiając szybsze projektowanie, produkcję i testowanie prototypów. Tradycyjne technologie najlepiej sprawdzają się w produkcji masowej.

Potrzebne są jednak opłacalne techniki do szybkiej iteracji różnych prototypów, zwłaszcza tych wykonanych z nitinolu w początkowej fazie rozwoju implantów. Protokół ten pozwala na szybką iterację ramek nitinolowych i testowanie ich pod kątem podania przezcewnikowego. Pozwala również na ocenę, czy rama lub stent spełnia minimalne wymagania dotyczące samorozprężalnej.

Zostało to szczególnie zademonstrowane przy projektowaniu ramek dla implantu, który ma być zakotwiczony w przegrodzie międzyprzedsionkowej przy użyciu 12 znaków francuskich. Nasze laboratorium badawcze opracowuje prototypowe wszczepialne czujniki ciśnienia do zdalnego monitorowania biomarkerów pacjentów z niewydolnością serca. Interesują nas innowacyjne konstrukcje, które nie wykorzystują elektroniki.

Wykorzystujemy również zaawansowane technologie produkcyjne i sztuczną inteligencję do projektowania nowatorskich implantów typu proof of concept. Aby rozpocząć, wybierz drut niklowo-tytanowy i rurkę miedzianą. Włącz stereoskop i manipuluj drutem niklowo-tytanowym i rurką miedzianą pokazanymi na monitorze, jednocześnie dokonując ich oględzin.

Dopasuj drut wewnątrz rurki i wepchnij go całkowicie do rury. Aby przygotować oprawy drukowane w 3D, pobierz plik STL dla oprawy lub szablonu. Jeśli potrzebne są jakiekolwiek korekty, pobierz plik SDLRD z tego samego repozytorium.

Dokonaj korekt projektu w zastrzeżonym oprogramowaniu CAD i wyeksportuj go jako plik STL. Następnie otwórz oprogramowanie do krojenia i zaimportuj plik STL. Wybierz obiekt, który ma zostać wydrukowany w 3D i kliknij panel plasterka.

Zapisz plik jako plik G-code i zapisz go na karcie micro SD. Następnie wyciągnij kartę micro SD. Teraz włącz drukarkę 3D FDM i włóż kartę micro SD.

Na ekranie wybierz Przygotuj, a następnie Rozgrzej i wybierz PLA. Następnie wybierz opcję Wstecz i drukuj. Wybierz plik G-code i dotknij opcji Drukuj.

Poczekaj, aż maszyna wydrukuje część w 3D. Po zakończeniu drukowania 3D usuń wydrukowaną część i za pomocą szczypiec wytnij wszelkie konstrukcje wsporcze. Następnie spiłuj część, w której występują grube krawędzie.

I markerem zaznacz obszary do wiercenia. Za pomocą wiertarki ręcznej wywierć otwory w geometrii wydrukowanej w 3D. Przełóż przez otwory części wydrukowanej w 3D za pomocą śrubokręta.

Teraz przytrzymaj ramę niklowo-tytanową i miedzianą i przełóż ją przez środkowy otwór. Za pomocą pęsety lub szczypiec złóż lub zegnij miedzianą rurkę wokół wszystkich, aby uzyskać pożądany kształt. Następnie odkręć.

Za pomocą pistoletu lutowniczego podgrzej wydrukowane w 3D urządzenie, aby je zmiękczyć. Następnie użyj pęsety lub szczypiec, aby usunąć niechciane części. Następnie włącz rurę pieca i monitoruj temperaturę za pomocą Thermocable.

Gdy temperatura osiągnie 500 stopni Celsjusza, umieść ramę miedzianą i niklowo-tytanową w piecu na trzy minuty. Następnie za pomocą haka wyjmij ramę niklowo-tytanową i miedzianą i zahartuj ją w wodzie destylowanej. Aby wytrawić miedź, zanurz ramki niklowo-tytanowe i miedziane w roztworze nadsiarczanu amonu na około osiem godzin.

Gdy miedź zostanie całkowicie wytrawiona, użyj pęsety, aby zdjąć ramkę i trzykrotnie opłucz uwolnioną ramkę niklowo-tytanową w wodzie destylowanej. Następnie włącz mikroskop i umieść pod nim drut niklowo-tytanowy, aby sprawdzić, czy nie ma niepożądanych krzywizn lub wymiarów. Zacznij od zaprojektowania i wydrukowania ramy niklowo-tytanowej do implantów małoinwazyjnych.

Aby zakryć boki ramy W przypadku folii termoplastycznych otwórz prasę termiczną i zalaminuj folię z elastomeru poliuretanowego na przekładce za pomocą folii fluoropolimerowej, aby uniknąć przywierania poliuretanu do przekładki. Umieść drut lub ramkę niklowo-tytanową wokół przekładki i na wierzchu folii. Następnie zalaminuj drugą folię poliuretanową i kolejną warstwę folii fluoropolimerowej.

Ustaw temperaturę na 240 stopni Fahrenheita. Następnie zamknij górną część prasy, zablokuj ją i odczekaj 60 sekund. Na koniec odetnij dodatkowe części klejonej folii nożyczkami.

Na początek zaprojektuj ramę niklowo-tytanową i przykryj boki elastomerem kompatybilnym z hemokompatybilnym. Trzymaj ręcznie francuski cewnik 12 i przepuść go przez rozszerzacz i igłę. Następnie przymocuj silikonowy element do uchwytu.

Za pomocą igły i rozszerzacza utwórz otwór w silikonowym kawałku. Następnie stopniowo przeprowadź cewnik przez otwór i wycofaj rozszerzacz i igłę. Złóż ramkę niklowo-tytanową i przepchnij ją przez bliższy koniec cewnika.

Za pomocą pręta z politetrafluoroetylenu popchnij ramkę w kierunku dystalnego końca cewnika, a następnie usuń pierwszą stronę ramy. Teraz wycofaj cewnik i usuń drugą stronę ramy niklowo-tytanowej po drugiej stronie gumy silikonowej. Następnie zbadaj ramę pod mikroskopem, aby sprawdzić, czy nie ma żadnych uszkodzeń lub niepożądanych deformacji.