Fabricação de calibre pequeno endopróteses Usando Electrospinning e balão expansíveis Bare Metal Stents

O objetivo geral deste processo de fabricação é desenvolver um stent-endoprótese de pequeno calibre encapsulando um stent expansível com balão entre duas camadas de nanofibras de poliuretano produzidas por eletrofiação. Esta pesquisa está nos ajudando a desenvolver stents-endopróteses de pequeno calibre que cicatrizam rapidamente e podem potencialmente abrir novas aplicações médicas que ainda não foram realizadas. As vantagens desta técnica são que os stents-endopróteses são feitos de nanofibras poliméricas que imitam a matriz extracelular.

O processo de fabricação também é simples e oferece propriedades mecânicas e de adesão celular favoráveis. Para começar, aqueça cerca de 8 mililitros de material de suporte biocompatível, próprio para consumo e solúvel em água, em um cilindro graduado a 155 graus Celsius. Além disso, aqueça o mandril de aço inoxidável, com 100 milímetros de comprimento e 3 milímetros de largura, a 155 graus Celsius.

Em seguida, desligue o forno e mergulhe o mandril no material de suporte. Depois, pendure o mandril verticalmente no forno e deixe o material solidificar, o que deve ocorrer por volta de 140 graus Celsius. O material em excesso deve escorrer pela extremidade.

Em seguida, monte o coletor de mandril do sistema de eletrofiação. Isso requer um misturador laboratorial com uma haste plástica acoplada que termina em um suporte para o mandril. Dissolva o material de suporte da ponta do mandril para que ele possa ser fixado ao suporte.

Em seguida, utilize anéis de borracha O em ambos os lados do mandril para proteger o material eletrofiado do fio terra, e aterre eletricamente o mandril com o fio terra em forma de U. Em seguida, fixe o mandril exposto a uma braçadeira curta na extremidade oposta para suporte. Na outra extremidade, conecte o mandril à haste rotativa do misturador de laboratório.

Fixe ambos os suportes ao mandril usando parafusos e aterre eletricamente o mandril. Agora, monte o sistema de extrusão de poliuretano líquido. Primeiro, carregue uma seringa de vidro de cinco mililitros, que se encaixa na bomba de seringa, com uma solução recém-preparada de poliuretano a 15%, e acople uma agulha de aço inoxidável com ponta romba, que funcionará como um spinneret.

Considerando o diâmetro interno da seringa, programe a bomba para extrudir a solução a zero vírgula zero um mililitros por minuto. Para evitar arcos elétricos, isole a seringa das partes condutoras das bombas de seringa utilizando folhas de borracha. Em seguida, posicione a seringa na bomba de modo que a ponta do spinneret fique a 20 centímetros do coletor tipo mandril.

Em seguida, conecte o gerador de alta tensão ao spinneret usando um clipe de jacaré. Antes de iniciar a eletrofiação, desligue o exaustor da cabine de segurança. Para operar, inicie a bomba de seringa e gire o mandril a aproximadamente 50 RPM.

Em seguida, aplique uma diferença de potencial de 20 kilovolts entre o spinneret e o mandril coletor. Nanofibras de poliuretano começarão a se depositar sobre o mandril rotativo e uma camada fina será visível em alguns minutos. Deixe as nanofibras de poliuretano se acumularem por duas horas para formar um tubo uniforme.

Uma vez que as nanofibras tenham sido produzidas, ligue novamente o exaustor da capela e prossiga removendo o mandril dos suportes plásticos. Em seguida, deslize cuidadosamente o stent expansível por balão sobre o tubo eletrofiado sem danificar o tubo. Se necessário, expanda levemente o stent para facilitar o encaixe.

A seguir, prenda o stent no local desejado para que fique bem ajustado ao tubo e não deslize. Isso ajudará a prevenir a delaminação das camadas interna e externa. Retorne o mandril ao equipamento e continue a eletrofiação como antes por três horas para fabricar uma camada externa sobre o stent-enxerto.

A seguir, ainda no mandril, corte circunferencialmente o excesso de poliuretano a aproximadamente um milímetro de cada extremidade do stent usando uma lâmina de bisturi. Em seguida, mergulhe o mandril e o stent-enxerto em água desionizada para dissolver o material de suporte. Troque a água conforme necessário até que o material de suporte seja completamente dissolvido.

Em seguida, remova cuidadosamente o stent-enxerto do mandril e deixe secar ao ar. Para testar o stent-enxerto, deslize-o sobre um balão trifold de três milímetros e comprima-o sobre o balão utilizando uma ferramenta manual de compressão. Sob um microscópio, inspecione o stent-enxerto comprimido quanto à uniformidade da compressão e quaisquer outros sinais de falha, como deslaminação ou perfuração do material de revestimento, que poderiam ocorrer com um stent deformado.

Se apresentar boa aparência, expanda o stent-endoprótese em três milímetros pressionando o balão triplo com um dispositivo de insuflação e água. Após a expansão, use o microscópio para inspecionar novamente o stent-endoprótese. Verifique a expansão uniforme e quaisquer sinais de falha.

Utilizando o eletrofiação, podem ser produzidas nanofibras de poliuretano de alta qualidade. A eletrofiação de nanofibras de poliuretano usando este equipamento gera uma camada uniforme de poliuretano a uma taxa de 50 micrômetros de nanofibras por hora. A pregação e expansão do enxerto endovascular de pequeno calibre resultante mostram que esses dispositivos são capazes de ser implantados usando um balão padrão triplo sem expansão irregular ou sinais de falha do material.

Após este procedimento, outros métodos, como a implantação em modelo animal, podem ser realizados para investigar a funcionalidade, durabilidade e características de desempenho do dispositivo. Ao realizar este procedimento, é importante lembrar de trabalhar em uma capela de exaustão química com o exaustor desligado durante a eletrofiação e ligado novamente antes de remover a amostra.