Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Bioengineering
Click here for the English version

Bioengineering

Ferromagnetisk Bare Metal Stent for Endothelial Cell Capture og Retention

Published: September 18, 2015 doi: 10.3791/53100
Automatic Translation
1, 2, 3, 2, 1,4
1Division of Engineering, Mayo Clinic, 2Division of Cardiovascular Diseases, Mayo Clinic, 3Department of Cardioangiology, ICRC, St. Anne's University Hospital, 4Mayo Clinic College of Medicine

Summary

Vores mål var at designe, fremstille og teste ferromagnetiske stenter til endotelceller fange. Ti stenter blev testet for brud og endnu 10 stenter blev testet for tilbageholdt magnetisme. Endelig blev 10 stenter testet in vitro og 8 mere stenter blev implanteret i 4 grise til at vise celle opsamling og fastholdelse.

Abstract

Rapid endotelialisering af kardiovaskulære stents er nødvendig for at reducere stenttrombose og undgå trombocythæmmende behandling, som kan reducere risikoen for blødning. Muligheden for at anvende magnetiske kræfter til at indfange og fastholde endothelial udvækst celler (EOC) mærket med super paramagnetiske jernoxid nanopartikler (Spion) er blevet vist tidligere. Men denne teknik kræver udvikling af en mekanisk funktionel stent fra et magnetisk og biokompatibelt materiale efterfulgt af in-vitro og in vivo-forsøg for at bevise hurtig endotelialisering. Vi udviklede en svagt ferromagnetisk stent fra 2205 duplex rustfrit stål ved hjælp af computer aided design (CAD) og dens design blev yderligere raffineret under anvendelse af finite element analyse (FEA). Den endelige udformning af stenten udviste en hovedtøjningen under bruddet grænsen af ​​materialet under mekanisk krympning og ekspansion. Et hundrede stenter blev fremstillet og en delmængde af dem blev anvendt til mekanisk afprøvning, RETained magnetiske målinger, in vitro-celle capture studier og in vivo implantering studier. Ti stenter blev testet for implementering for at kontrollere, om de vedvarende krympning og ekspansion cyklus uden fejl. Yderligere 10 stenter blev magnetiseret ved hjælp af en stærk neodym magnet og deres bevaret magnetfelt blev målt. Stenterne viste, at den tilbageholdte magnetisme var tilstrækkelig til at indfange Spion-mærket EOC i vores in-vitro-studier. Spion-mærket EOC fangst og opbevaring blev verificeret i store dyremodeller ved at implantere en magnetiseret stent og 1 ikke-magnetiseret kontrol stent i hver af 4 grise. De stentede arterier blev eksplanteret efter 7 dage og analyseret histologisk. De svagt magnetiske stenter udviklet i dette studie var i stand til at tiltrække og fastholde Spion-mærkede endotelceller, som kan fremme hurtig heling.

Protocol

Alle dyreforsøg blev godkendt af Institutional Animal Care og Udnyttelse Udvalg (IACUC) ved Mayo Clinic.

1. Design og analyse af en 2205 Stainless Steel Stent

  1. Designe en bare metal stent ved hjælp af CAD
    1. Lav en ekstruderet hul cylinder ved at vælge på 'ekstruderet chef / base' funktion med vægtykkelsen lig med stenten spankulere tykkelse.
    2. Design en stent mønster på en anden skitse plan, der tangerer det ekstruderede cylinder. Gøre bredden af ​​den flade mønster, der svarer til omkredsen af ​​det ekstruderede hule cylinder.
    3. Overfør den flade mønster på den hule cylinder ved hjælp af wrap funktion.
    4. Gem del i dets oprindelige format og også i ACIS format, der skal eksporteres til FEA.
  2. Finite element analyse for stent modeller
    1. Importer RUMGEOMETRI gemt i ACIS format til den del modul af FEA software for yderligere analyser.
    2. Model 2 analytiske cylindre koaksialt med stenten i den del Modeler af FEA software. Den ydre cylinder har en indledende diameter større end diameteren af ​​stenten at simulere crimper og den indre cylinder har en diameter på mindst 1 mm for at simulere en ballon for inflation.
    3. Dobbeltklik på "forekomster" træ element af samlingen Modeler til at samle de ovenfor nævnte dele i relative positioner.
    4. Brug masken modul af FEA software, skal du angive elementet type som 20-node hexahedral element med reduceret integration, angive elementet størrelse, og mesh stenten.
    5. Angiv friktionsløse stive kontakt par mellem stenten og de to cylindre i henholdsvis 'interaktion egenskaber' af modellen træet.
    6. Tildel elastoplastisk stress-strain adfærd 2205 rustfrit stål til stenten model.
    7. Definer randbetingelser først at krympe den ydre cylinder til 1 mm, som simulerer cRimping af stenten. Fjern den ydre cylinder til at simulere en lempelse af den krympede stent. Expand den indre cylinder til 3 mm for at simulere ekspansion og endelig fjerne den indre cylinder til at simulere rekyl af stenten.
    8. Definer simulation parametre, herunder antallet af processorer og mængden af ​​RAM, der er tildelt i "Analyse" model træ element og køre simuleringen.
    9. Når simuleringen er færdig, åbnes resultatet fil (filename.odb) og post-process resultaterne at studere de vigtigste stammer og iterativt forbedre stentudformningen at opnå en hovedtøjningen på 20%, som er mindre end den grænse svigt af materialet .

2. Stent Fabrikation og Testning for Crimp og Expansion

  1. Stent fabrikation
    1. Opnå de 2205 rustfri stålrør med pistol boring og præcision formaling bar lager materiale ved en præcision bearbejdning selskab som Action Precision Produkter i Pioneer,OH.
    2. Overfør præcision jorden rør og den flade mønster stent design til en stent skære selskab som Laserage Technology Corporation i Waukegan, IL til laserskæring og elektropolering.
    3. Passivere overfladen af elektropolerede stents ved at nedsænke dem i en stærk syre (50% HCI) i 10 minutter efterfulgt af en base (10% NaHCO3) til en anden 10 min. ADVARSEL: håndtere kemikalier med passende beskyttelsesudstyr og under en emhætte. Endelig vaskes stenterne med ethylalkohol og deioniseret vand. Denne proces kaldes syre bejdsning.
  2. Test af fremstillet stent til crimpning og ekspansion
    1. Crimp stenten på en trifold ballon ved hjælp af en håndholdt crimpning værktøj. Hold stenten og trifold ballon i crimpning værktøj. Tryk håndtaget til radialt at deformere stenten skal krympes på ballonen.
    2. Undersøg krympede stent ved hjælp af et mikroskop for ensartet crimpning og tegn på fiasko i strukturen på grundtil plastisk deformation.
    3. Udvid det til designet diameter på 3 mm ved tryk på trifold ballon med vand. Undersøg de udvidede stenter for mikroskopiske frakturer og ensartet ekspansion.

3. Karakterisering af Stent til Overført Magnetfeltterapi

BEMÆRK: Cylindrisk magnet højde 2 inch diameter og 1 inch blev anvendt i denne undersøgelse. Poler magneten er rettet ind langs aksen. Overfladen magnetiske fluxtæthed af magneten er ca. 1 T.

  1. Magnetisere stenterne diametralt eller aksialt ved hjælp af en stærk neodym magnet. Hold stenten tæt på stærk magnet i ca. 1 min for magnetisering.
  2. Hold stenten på en af ​​de plane flader med sin diameter langs de magnetiske feltlinier, der skal magnetiseret diametralt eller holder stenten siden den cylindriske overflade med sin akse langs de magnetiske feltlinier for at magnetisere det aksialt. Overført magnetisk field af stenten blev fundet at være stabil i mindst 24 timer, men bruger stenten så hurtigt som muligt ved magnetisering.
  3. Monter stenter individuelt på glas dorne og derefter montere glas dorne i præcision chuck af den magnetiske sondering armatur. Magnetisk Mikrosensoren sonde kan præcist placeret tæt på stenten uden at røre overfladen ved hjælp af XYZ faser samling af magnetiske sondering stativet (figur 4).
  4. Måle baseline læsning af magnetiske mikrosensorens langt væk fra stenten og derefter måle bevaret magnetiske felt ved stentens overflade ved placering af proben ved hjælp af XYZ faser af magnetiske sondering armatur.

4. Magnetiske Cell Capture Studies

  1. Indhentning celler, mærkning med Spion og farvning med fluorescerende farvestof
    1. Udlede de endoteliale celler udvækst (EOC) fra porcin perifert blod som beskrevet i 5,7. Kultur i en T-75 kolbe until ca. 80% sammenflydende (5x10 6 til 8x10 6 celler).
    2. Syntetisere SPIONs som 10 nm i diameter magnetit (Fe 3 O 4) kerne omgivet af 50 nm tyk poly (mælke-co-glycolsyre) (PLGA) skal som beskrevet i 8,9.
    3. Inkuber den afledte EOC med Spion ved en koncentration på 200 ug / ml cellekulturmedium i 16 timer ved 37 ° C.
    4. Aspirer cellekulturmediet forsigtigt. Vask forsigtigt cellerne ved tilsætning af 10 ml phosphatbufret saltvand (PBS) til kolben, rokkende og opsugning af PBS.
    5. Farv cellerne med fluorescerende farvestof (CM-Dii) til visualisering ved forsøg. Dette gøres ifølge producentens anvisninger ved at tilføje farvestoffet til 10 ml cellekulturmedium i en koncentration på 5 ul / ml og inkubere med cellerne i 30 minutter ved 37 ° C.
    6. Vask cellerne med PBS som i trin 4.1.4 og inkuberes med 3 ml 0,25% trypsin-EDTA-opløsning i 5 minutter ved 37 ° C tilløfte cellerne fra kolben.
    7. Overfør cellesuspensionen til en 15 ml konisk rør, top off med PBS, og der centrifugeres ved 500 xg i 5 minutter til dannelse af en cellepellet.
    8. Resuspender cellepelleten i PBS ved en koncentration på 1-2x10 6 celler / ml og blandes ved pipettering i og ud af konisk rør flere gange.
  2. In-vitro celle undersøgelser
    1. Design og fabrikere (f.eks 3D-print) en enkelt armatur til at holde stenten lige over overfladen af et dækglas.
    2. Afmagnetiser en stent ved hjælp af en elektromagnetisk degausser eller magnetisere en stent diametralt eller aksialt ved hjælp af en stærk neodym magnet.
    3. Pipettere det Spion-mærkede EOC suspenderet i PBS i fadet, der indeholder de aksialt magnetiserede eller diametralt magnetiserede eller ikke-magnetiseret kontrol stenter. Billede stenterne med EOC suspenderet i PBS straks for fluorescens ved hjælp en omvendt fluorescens mikroskop.
In vivo Animal Studies

  1. Stentimplantering
    1. Tegn perifert blod fra 4 sunde Yorkshire svin - vejer ca. 50 kg - 3 uger før stentimplantering henholdsvis og kultur EOC som beskrevet i 5,7.
    2. Administrere anti-blodplade medicin startende 3 dage før kirurgi (aspirin 325 mg og 75 mg clopidogrel dagligt).
    3. På stentimplantation dag, bedøver grisene med intramuskulær telazol, xylazin, og Atropin (5 / 2-3 / 0,05 mg / kg) som angivet i de gældende institutionelle dyr pleje og brug retningslinjer.
    4. Intubere og placere grisen på indånding af 1-2,5% Isofluran anæstesi.
    5. Barbere den ventrale halsområde af svin og gennemføre proceduren som sterile betingelser.
    6. Implantat 1 magnetiseret og 1 ikke-magnetiseret stent i den højre kranspulsåre (RCA) ved hjælp af standard hjertekateterisering teknik.
      1. Catheterization af dyr skal udføres af en uddannet interventionel kardiolog. Adgang til den rigtige halspulsåre med en 9 fransk kappe.
      2. Kanyle målet kranspulsåre og injicere ioderet kontrast farvestof til opnåelse af fluoroskopiske billeder.
      3. Placer en 0,014 tommer standard koronar ledetråd i arterien. Advance ballonen og stenten bruge denne guidewire og implementere stenten i en diameter beholder 3-3,5 mm.
    7. Okkludere blodgennemstrømningen i RCA proximalt til de implanterede stenter under anvendelse af en over tråden ballon og leverer ca. 2x10 6 autolog EOC mærket med Spion suspenderet i 4 ml PBS via den centrale kateter over en 2 min periode.
    8. Genoprette blodstrømmen til RCA efter 2 min yderligere okklusion.
    9. Overfør dyret til opvågningsstuen og nøje overvåge dyret, indtil det har genvundet bevidstheden.
    10. Fortsæt med at administrere trombocythæmmende medicin (aspirin 325 mg og clopidogrel 75 mg) skrive operativt indtil aflivning.
  2. Stent eksplantat og histologi
    1. Aflive dyrene 7 dage efter kirurgi ved først at bedøve dyret som forklaret tidligere, og derefter gives intravenøst ​​en dødelig dosis af natriumpentobarbital (100 mg / kg) ifølge gældende institutionelle dyreplejepraksis og retningslinier for brug.
    2. Kirurgisk høste stentede arterielle segmenter. Fastgør eksplanterede arterier i 10% formalin buffer i mindst 30 minutter. Lad prøverne i formalin buffer for yderligere histologisk analyse.
    3. Outsource den faste prøve til anlæg kan udføre histologi med metal stents. Under denne behandling, er prøverne integrere i methylmethacrylat, tværsnit og analyseret histologisk ved anvendelse af Mallory-farvning teknik med Prussian blåsplint for jernpartikler.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Iterativ stent design baseret på FEA (figur 1) viste en stent, som kan krympe og udvide med en hovedtøjningen på 20%, som er mindre end 30% brudtøjningen. Krympning og udvidelse (figur 2) viste ingen tegn på brud. Billeder af den deformerede stent viste god overensstemmelse med FEA beregnede deformationer samt mikroskopi billeder viste ingen brud (figur 3). Som forventet ud fra de tilbageholdte magnetiske målinger (figur 4 og 5), blev Spion-mærkede celler fortrinsvis tiltrukket bøjede segmenter i aksialt magnetiserede stents og mere ensartet tiltrukket lige segmenter i diametralt magnetiseret stents (figur 6). Histologi viste billeder jern farvning nær stentstivere beviser EOC tiltrækning og fastholdelse til stenten under 7 dagen implantation periode (figur 7).

"> Figur 1
Figur 1. Stent modellering og analyse rutediagram. Den skematiske viser computerstøttet modellering og finite element analyse viser en trin-for-trin, der anvendes på en 2205 stent af rustfrit stål. Modificeret fra Uthamaraj et al. 2014 6 med re-print tilladelse.

Figur 2
Figur 2. Rustfrit stål stent krympning og ekspansion. Laserskåret og elektropoleret stent a) as-cut, b) krympet på et ballonkateter trifold og c) udvides til 3 mm ved hjælp af trifold ballonen. Modificeret fra Uthamaraj et al. 2014 6 med re-print tilladelse.

Figur 3
Figur 3. Mikroskopisk undersøgelse af stent. Lysmikroskopi blev anvendt til at afbilde udvidede stent, der blev sammenlignet med FEA simulering.

Figur 4
Figur 4. Magnetisk sonde måling fase opsætning. XYZ etaper og roterende etaper var samlet for at placere stenter og magnetisk sonde under magnetiske målinger.

Figur 5
Figur 5. Magnetiske måling felt regioner på en stent og måleværdierne. Billedet viser de målte tilbageholdte magnetfelter af 2205 stenter i aksialt magnetiserede og diametralt magnetiseret konfigurationer. Modificeret fra Uthamaraj et al. 2014 6 med re-print tilladelse.


Figur 6. In vitro celle capture undersøgelser. Fluorescensmikroskopi billeder af 2205 rustfrit stål stents viser celleindfangning i (A) ikke-magnetiseret stent, (B) diametralt magnetiseret stent og (C) aksialt magnetiseret stent. Modificeret fra Uthamaraj et al. 2014 6 med re-print tilladelse.

Figur 7
Figur 7. Billeder af histologiske tværsnit af stentede koronararterie segmenter af (A) magnetisk stent med blå jern farvning nær stiveren og (B) ikke-magnetisk kontrol stent viser nogen blåfarvning nær stiveren. Prøverne blev farvet ved anvendelse af Mallory-farvning teknik med jernpartikler sindeholdt med preussiske blåsplint. Den "*" symbol angiver stent spankulere steder. Modificeret fra Uthamaraj et al. 2014 6 med re-print tilladelse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi udviklede en magnetisk stent, som kan fungere som et bart metal stent og kan tiltrække Spion-mærkede endotelceller. I tidligere undersøgelser med magnetiske stenter har forskere brugt nikkel belagte kommercielle stenter og spoler eller masker lavet af magnetiske materialer på grund af manglende adgang til en ferromagnetisk stent 5,10-14. Andre grupper har også brugt den paramagnetiske karakter af kommercielt tilgængelige 304-grade rustfrit stål stents til målretning nanopartikler indlæst endotelceller 3. Nikkel belægninger kan være allergifremkaldende for patienter, der fik de stents og de ​​paramagnetiske stents brug for en ekstern magnetfelt til at tiltrække og fastholde magnetiske nanopartikler 3,5. Derfor designe og udvikle en funktionel ferromagnetisk stent er vigtigt for celle levering applikationer samt andre kliniske anvendelser 10,15-20. Duplex karakter er valgt til denne undersøgelse materiale - 2205 rustfrit stål - gør det wEakly ferromagnetiske. Desuden, 2205 rustfrit stål har en lavere brudtøjningen på 30% sammenlignet med andre rustfrit stål anvendes til fremstilling af stenter såsom 316L rustfrit stål (70%) 6,21,22.

Baseret på denne roman anvendelse af 2205 rustfrit stål, den protokol præsenteres i denne undersøgelse forklarer metoder til at designe, fremstille og teste et svagt magnetisk stent. Først blev et enkelt stent design mønster udviklet ved hjælp af en eksisterende stent mønster som en vejledning. Resultater fra FEA simuleringer foreslået, at nødvendige materiale, hvormed de bøjede segmenter af stenten at opnå en maksimal hovedtøjningen på 20%, som er mindre end den endelige stamme af materialet. Den endelige stent design havde en stiver tykkelse på 90 um. For det andet blev de fremstillede stenter magnetiseret og deres bevaret magnetfelter blev målt. Det tilbageholdte magnetiske feltstyrke af 2205 stent af rustfrit stål afhænger af orienteringen af ​​det påtrykte magnetfelt 23. Magnetiserede stenter viste en tilbageholdt magnetfelt i intervallet 100-750 mg sammenlignet med et maksimum på 10 mg for kontrol, ikke-magnetiserede stents. Endelig viste det store dyr implantationsundersøgelser at BMS fremstillet af rustfrit stål 2205 kan anvendes til at tiltrække og fastholde Spion-mærkede endotelceller, selv når blodgennemstrømningen er gendannet efter implantation. Histologi viste tilstedeværelsen af ​​blå jern farvning nær stentstivere af den magnetiserede stent, hvilket viser celleindfangning og fastholdelse efter 7 dages implantation.

CAD og FEA brugt i vores undersøgelse kan anvendes til korrekt design og analyse af tilsvarende ballon stenter. I den nuværende protokol, Trin 1.2.5, 1.2.6 og 1.2.7 er kritiske for opsætning af randbetingelser og materielle værdier opgave og er nødvendige for korrekt at designe en stent. Resulterende magnetiserede 2205 rustfrit stål stents implanteret i store dyr viste celle opsamling og fastholdelse. Trin 5.1.7 og 5.1.8 er også afgørende for at opnå en ordentlig celle såning på magnetiseret stenter. Hertil kommer, at indførelsen af ​​celler til den magnetiske stent implantationsstedet under en 2 min okklusion er unik for vores præsenteret undersøgelse.

Stenterne udviklet i den aktuelle undersøgelse var i stand til hurtigt at endothelialize og modstå kortsigtet implantation, men det er uklart, om stenterne kan modstå langvarig implantation. Til dato, ferromagnetiske materialer er ikke blevet grundigt undersøgt for at forstå deres begrænsninger for kliniske anvendelser. Viste vores 7 dages gris implantation data dog, at 2205 rustfrit stål havde god blod og væv kompatibilitet. De metoder, der præsenteres i denne undersøgelse ikke gøret løse de teknikker til avancerede mekaniske afprøvning af stenterne såsom træthed test eller langvarig interaktion af det magnetiske materiale med blodet 24-28. Hertil kommer, at svage ferromagnetiske karakter 2205 rustfrit stål var i stand til at indfange magnetisk mærkede celler, men et hidtil ukendt materiale med stærkere magnetiske egenskaber kan forbedre celleindfangning. Yderligere forskning er også behov for at studere biokompatibilitet og langsigtede sikkerhed ferromagnetiske materialer. De endotheliale celler udvækst anvendt i denne undersøgelse blev opnået ved at følge en tidligere offentliggjort protokol, som viste, hvordan man isolere og karakterisere de endoteliale celler udvækst 5,7. Den aktuelle undersøgelse blev også begrænset af det lille antal dyr.

Sammenfattende er en hurtig endotelialisering af stents været begrænset til dato på grund af manglen på optimale doseringssystemer og dårlig adhæsion af endothelceller. De ferromagnetiske stenter udviklet i dette studiehar den fordel, at fungere som BMS samtidig giver nok bevaret magnetfelt til at fange magnetisk mærkede endotelceller. Som en del af vores fortsatte studier af langsigtede implantation effekter, stenterne nødt til at gennemgå mere stringent mekanisk og biokompatible test. Stenten udviklet i denne undersøgelse viser meget lovende som et funktionelt ferromagnetisk stent i stand til endotelcelle fangst og opbevaring og metoder, der præsenteres i denne undersøgelse kan anvendes til fremtidig stent udvikling og afprøvning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
2205 Stainless steel Carpenter Technology Corporation Round bar stock material
Abaqus Dassault systems Software
Atropine Prescription drug.
Clopidogrel Commercial name: Plavix. Prescription drug.
CM-DiI Life Technologies V-22888 Molecular Probes, Eugene, OR
Endothelial growth medium-2 Lonza CC-3162
Hand Held Crimping tool Blockwise engineering M1-RMC
Hydrochloric acid (HCl) Sigma Aldrich MFCD00011324 CAUTION: wear proptective equipment and handle under fume hood
Isoflurane anesthesia Piramal Critical Care, Inc. 
Ethyl alcohol Sigma Aldrich MFCD00003568
NdFeB magnet 2" Dia x 1" thick Amazing magnets D1000P Axially magnetized disc magnet with poles on flat faces
Over-The-Wire trifold balloon Any commercially available OTW trifold balloon can be used
Phosphate buffered saline Life Technologies 10010-023 Commonly known as PBS
Sodium Bicarbonate (NaHCO3) Sigma Aldrich MFCD00003528
Sodium pentobarbital Zoetis Commercial Name: Sleepaway (26%), FatalPlus, Beuthanasi.  Controlled substance to be ordered only by licensed veternarian
SolidWorks Dassault systems Software
SpinTJ-020 micro sensor MicroMagneitcs Sensible Solutions Long probe STJ-020 microsensor
SPION Mayo Clinic Nanoparticles synthesized internally (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))
Telazol Zoetis Controlled substance to be ordered only by licensed veternarian
Trypsin EDTA Life Technologies 25200-056 Gibco, Grand Island, NY
Xylazine Bayer Animal Health Commercial name: Rompun. Controlled sunstance to be ordered only by a licensed veternarian

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Garg, S., Serruys, P. W. Coronary stents: current status. J Am Coll Cardiol. 56, 1-42 (2010).
  2. Austin, D., et al. Drug-eluting stents versus bare-metal stents for off-label indications: a propensity score-matched outcome study. Circ Cardiovasc Interv. 1 (1), 45-52 (2008).
  3. Polyak, B., et al. High field gradient targeting of magnetic nanoparticle-loaded endothelial cells to the surfaces of steel stents. P Natl Acad Sci USA. 105 (2), 698-703 (2008).
  4. Tassiopoulos, A. K., Greisler, H. P. Angiogenic mechanisms of endothelialization of cardiovascular implants: a review of recent investigative strategies. J Biomat Sci-Polym E. 11 (11), 1275-1284 (2000).
  5. Pislaru, S. V., et al. Magnetic forces enable rapid endothelialization of synthetic vascular grafts. Circulation. 114, I314-I318 (2006).
  6. Uthamaraj, S., et al. Design and validation of a novel ferromagnetic bare metal stent capable of capturing and retaining endothelial cells). Ann Biomed Eng. 42 (12), 2416-2424 (2014).
  7. Gulati, R., et al. Diverse origin and function of cells with endothelial phenotype obtained from adult human blood. Circ Res. 93 (11), 1023-1025 (2003).
  8. 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 (3 Special Issue), 2432-2433 (2004).
  9. Lee, S. J., et al. Magnetic enhancement of iron oxide nanoparticles encapsulated with poly(D,L-latide-co-glycolide). Colloid Surface A. (1-3), 255-251 (1016).
  10. Forbes, Z. G., et al. Locally targeted drug delivery to magnetic stents for therapeutic applications. Computer Architectures for Machine Perception, 2003 IEEE International Workshop on. , 1-6 (2003).
  11. Rathel, T., et al. Magnetic Stents Retain Nanoparticle-Bound Antirestenotic Drugs Transported by Lipid Microbubbles. Pharm Res-Dordr. 29 (5), 1295-1307 (2012).
  12. Gunn, J., Cumberland, D. Stent coatings and local drug delivery - state of the art. Eur Heart J. 20 (23), 1693-1700 (1999).
  13. Lu, A., Jia, G., Gao, G., Wang, X. The effect of magnetic stent on coronary restenosis after percutaneous transluminal coronary angioplasty in dogs. Chin Med J (Engl. 114 (8), 821-823 (2001).
  14. Kempe, H., Kempe, M. The use of magnetite nanoparticles for implant-assisted magnetic drug targeting in thrombolytic therapy. Biomaterials. 31 (36), 9499-9510 (2010).
  15. Chorny, M., et al. Targeting stents with local delivery of paclitaxel-loaded magnetic nanoparticles using uniform fields. P Natl Acad Sci USA. 107 (18), 8346-8351 (2010).
  16. Polyak, B., Friedman, G. Magnetic targeting for site-specific drug delivery: applications and clinical potential. Expert Opin Drug Del. 6 (1), 53-70 (2009).
  17. Liu, J. Y., et al. Magnetic stent hyperthermia for esophageal cancer: an in vitro investigation in the ECA-109 cell line. Oncol Rep. 27 (3), 791-797 (2012).
  18. Gunn, J., Cumberland, D. Does stent design influence restenosis. Eur Heart J. 20 (14), 1009-1013 (1999).
  19. Aviles, M. O., et al. In vitro study of ferromagnetic stents for implant assisted-magnetic drug targeting. J Magn Magn Mater. 311 (1), 306-311 (2007).
  20. Mardinoglu, A., et al. Theoretical modelling of physiologically stretched vessel in magnetisable stent assisted magnetic drug targeting application. J Magn Magn Mater. 323 (3-4), 324-329 (2011).
  21. Liu, Z. Y., et al. Stress corrosion cracking of 2205 duplex stainless steel in H2S-CO2 environment. J Mater Sci. 44 (16), 4228-4234 (2009).
  22. Alverez-Armas, I., Degallaix-Moreuill, S. Duplex stainless steels. , Wiley-ISTE. (2009).
  23. Tefft, B. J., et al. Magnetizable Duplex Steel Stents Enable Endothelial Cell Capture. Ieee T Magn. 49 (1), 463-466 (2013).
  24. Pelton, A. R., et al. Fatigue and durability of Nitinol stents. J Mech Behav Biomed Mater. 1 (2), 153-164 (2008).
  25. Knowles, M., et al. Finite element analysis of a balloon-expandable stent and superior mesenteric arterial wall interaction. J Vasc Surg. 60 (6), 1722-1723 (2014).
  26. Veeram Reddy, S. R., et al. A novel biodegradable stent applicable for use in congenital heart disease: bench testing and feasibility results in a rabbit model. Catheter Cardiovasc Interv. 83 (3), 448-456 (2014).
  27. Shellock, F. G. MR imaging of metallic implants and materials: a compilation of the literature. AJR Am J Roentgenol. 151 (4), 811-814 (1988).
  28. Lopic, N., et al. Quantitative determination of magnetic force on a coronary stent in MRI. J Magn Reson Imaging. 37 (2), 391-397 (2013).

Tags

Bioengineering Magnetic stent hurtig heling endothelialisering CAD FEA 2205 rustfrit stål hjerte-kar-stents
Ferromagnetisk Bare Metal Stent for Endothelial Cell Capture og Retention
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Uthamaraj, S., Tefft, B. J.,… More

Uthamaraj, S., Tefft, B. J., Hlinomaz, O., Sandhu, G. S., Dragomir-Daescu, D. Ferromagnetic Bare Metal Stent for Endothelial Cell Capture and Retention. J. Vis. Exp. (103), e53100, doi:10.3791/53100 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter