Waiting
Login processing...

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

Bioengineering

Ferromagnetische Bare Metal Stent voor endotheelcellen Capture and 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

Onze doelen waren voor het ontwerpen, produceren en testen ferromagnetische stents voor endotheelcellen capture. Ten stents werden getest op breuk en 10 meer stents werden getest behouden magnetisme. Tenslotte werden 10 stents getest in-vitro en 8 meer stents werden geïmplanteerd in 4 varkens cell capture en retentie vertonen.

Abstract

Snelle endothelialisatie van cardiovasculaire stents nodig om stent trombose en anti-bloedplaatjes therapie die bloedingsrisico kunnen verminderen voorkomen. De haalbaarheid van het gebruik van magnetische krachten vast te leggen en te behouden uitgroei endotheliale cellen (EOC) gemerkt met super paramagnetische ijzeroxide nanodeeltjes (SPION) is eerder aangetoond. Maar deze techniek vereist de ontwikkeling van een functioneel mechanisch stent uit een magnetische en biocompatibel materiaal, gevolgd door in-vitro en in-vivo testen om snelle endothelialisatie bewijzen. Ontwikkelden we een zwak ferromagnetische stent van 2205 duplex roestvast staal met behulp van computer-aided design (CAD) en het ontwerp werd verder verfijnd met behulp van eindige elementen analyse (FEA). Het definitieve ontwerp van de stent vertoonden een van de belangrijkste stam onder de breuk limiet van het materiaal tijdens de mechanische krimpen en expansie. Honderd stents werden vervaardigd en een deel ervan werd gebruikt voor mechanische testen, retained magnetisch veld metingen, in vitro cel capture studies, en in-vivo-implantatie studies. Tien stents werden getest op inzet om te controleren of zij aanhoudende krimpen en uitbreiding cyclus zonder mislukking. Een andere 10 stents waren gemagnetiseerd met behulp van een krachtige neodymium magneet en hun behouden magnetisch veld werd gemeten. De stents bleek dat de vastgehouden magnetisme was voldoende om SPION gemerkte EOC vangen in onze in vitro studies. -SPION gelabelde EOC vangst en de bewaring werd in grote diermodellen geverifieerd door het implanteren van 1 gemagnetiseerd stent en 1 niet-gemagnetiseerd controle stent in elk van de 4 varkens. De gestente arteriën werden geëxplanteerd na 7 dagen en histologisch geanalyseerd. De zwak magnetisch stents ontwikkeld in deze studie waren in staat om het aantrekken en behouden-SPION gelabelde endotheelcellen die kunnen bevorderen snelle genezing.

Protocol

Alle dierproeven werden goedgekeurd door de Institutional Animal Care en Ingebruikname Comité (IACUC) in Mayo Clinic.

1. Ontwerp en Analyse van een 2205 Stainless Steel Stent

  1. Het ontwerpen van een kale metalen stent met behulp van CAD
    1. Maak een geëxtrudeerde holle cilinder door te selecteren op Extruded boss / base 'functie met de wanddikte gelijk aan de stent strut dikte.
    2. Ontwerp een stent patroon op een andere sketch raakvlak aan de geëxtrudeerde cilinder. Maak de breedte van het vlakke patroon van de omtrek van het geëxtrudeerde holle cilinder passen.
    3. Breng de platte patroon ontwerp op de holle cilinder met de functie wrap.
    4. Sla het deel in zijn eigen formaat en ook in de ACIS-formaat te exporteren voor FEA.
  2. Eindige elementen analyse voor stent modellen
    1. Importeer de vaste geometrie opgeslagen in ACIS-indeling in het gedeelte module van de FEA software voor verdere analysis.
    2. Model 2 analytische cilinders coaxiaal om de stent in het deel modeler van de FEA software. De buitenste cilinder heeft een aanvankelijke diameter groter dan de diameter van de stent aan de tang te simuleren en de binnencilinder een initiële diameter van 1 mm tot een ballon simuleren inflatie.
    3. Dubbelklik op de boom punt van de assemblage modeler 'instances' de hierboven genoemde delen monteren in relatieve posities.
    4. Gebruik het gaas module van de FEA software, geeft u het type element als 20-node hexahedral element met beperkte integratie, geeft het element grootte, en mesh de stent.
    5. Specificeren wrijvingsloze rigide contact paren tussen de stent en de twee cilinders respectievelijk de 'interactie eigenschappen' van het model boom.
    6. Toewijzen elasto-plastische spanning-rek gedrag van 2205 roestvrij staal om de stent model.
    7. Definieer randvoorwaarden om eerst krimpen de buitenste cilinder 1 mm waarvan de c simuleertRimping van de stent. Verwijder de buitencilinder de relaxatie van de gekrompen stent te simuleren. Vouw de binnenste cilinder 3 mm te simuleren expansie en tenslotte, verwijder de binnencilinder te simuleren terugslag van de stent.
    8. Definieer de simulatie parameters zoals het aantal processors en de hoeveelheid RAM-geheugen in de 'Analysis' model boom post toegewezen en de simulatie.
    9. Zodra de simulatie is voltooid, opent resultatenbestand (filename.odb) en post-proces de resultaten aan de hoofdrekken bestuderen en iteratief verbeteren van het stentontwerp een hoofdrek van 20%, hetgeen lager is dan de limiet falen van het materiaal te bereiken .

2. Stent fabricage en testen voor het krimpen en uitbreiding

  1. Stent fabricage
    1. Het verkrijgen van de 2205 roestvrij stalen buizen met pistool boren en precisie slijpen bar stock materiaal in een precisiebewerking bedrijf als Action Precision Products in Pioneer,OH.
    2. Breng de nauwkeurig geslepen buizen en plat patroon stent ontwerp om een ​​stent snijden bedrijf als Laserage Technology Corporation in Waukegan, IL voor lasersnijden en elektrolytisch.
    3. Passiveren van het oppervlak van de elektrolytisch stents door onderdompelen ze in een sterk zuur (50% HCl) gedurende 10 min, gevolgd door een basis (10% NaHCO 3) nog eens 10 min. LET OP: handvat chemicaliën met de juiste beschermende uitrusting en onder een zuurkast. Tot slot was de stents met ethylalcohol en gedemineraliseerd water. Dit proces wordt beitsen genoemd.
  2. Testen van de gefabriceerde stent voor het krimpen en uitbreiding
    1. Krimp de stent op een driebladige ballon met behulp van een hand gehouden krimptang. Houd de stent en de driebladige ballon in de krimptang. De handgreep radiaal vervormen van de stent worden gekrompen op de ballon.
    2. Inspecteer de gekrompen stent met behulp van een microscoop voor uniform krimpen en tekenen van falen van de structuur als gevolgplastische vervorming.
    3. Uit te breiden naar de ontworpen diameter van 3 mm door het onder druk van de driebladige ballon met water. Bestudeer de uitgebreide stents voor microscopisch breuken en uniforme expansie.

3. Karakterisering van Stent voor Ingehouden magnetisch veld

OPMERKING: staafmagneet van 2 inch diameter en hoogte van 1 inch werd gebruikt in deze studie. De polen van de magneet zijn uitgelijnd langs de as. Het oppervlak magnetische fluxdichtheid van de magneet ongeveer 1 T.

  1. Magnetiseren de stents diametraal of axiaal behulp van een sterke neodymium magneet. Houd de stent nabij de sterke magneet ongeveer 1 min gedurende magnetisatie.
  2. Houd de stent op een van de platte vlakken met een diameter langs de magnetische veldlijnen diametraal gemagnetiseerd of houdt de stent naast het cilindrisch oppervlak waarvan de as langs de magnetische veldlijnen het axiaal magnetiseren. Ingehouden magnetische field van de stent bleek stabiel te zijn gedurende ten minste 24 uur, maar gebruik de stent zo snel mogelijk na magnetisatie.
  3. Monteer de stents individueel op glas spillen en vervolgens monteer het glas doorns in de precisie boorkop van de magnetische indringende armatuur. Magnetische microsensor probe nauwkeurig nabij de stent worden geplaatst zonder dat het oppervlak met de XYZ stadia samenstel van magnetische probing armatuur (Figuur 4) raakt.
  4. Meet de basislijn lezen van de magnetische microsensor ver van de stent en meet de bewaarde magneetveld oppervlak van de stent door het positioneren van de probe met het XYZ fasen van de magnetische indringende armatuur.

4. Magnetic Cell Capture Studies

  1. Het verkrijgen van cellen, labeling met SPION en kleuring met fluorescerende kleurstof
    1. Leid de uitgroei endotheliale cellen (EOC) van varkens perifere bloed, zoals beschreven in 5,7. Cultuur in een T-75 kolf until ongeveer 80% confluent (5x10 6 tot 8x10 6 cellen).
    2. Synthetiseren SPIONs als 10 nm diameter magnetiet (Fe 3 O 4) kern omgeven door een 50 nm dik poly (melkzuur-co-glycolzuur) (PLGA) shell zoals beschreven in 8,9.
    3. Incubeer de afgeleide EOC met SPION bij een concentratie van 200 ug / ml celkweekmedium gedurende 16 uur bij 37 oC
    4. Zuig het celkweekmedium voorzichtig. Voorzichtig te wassen van de cellen door toevoeging van 10 ml fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS) aan de kolf, schommelen en aanzuigen PBS.
    5. Vlekken op de cellen met fluorescerende kleurstof (CM-Dil) voor het visualiseren tijdens experimenten. Dit gebeurt volgens de instructies van de fabrikant door het toevoegen van de kleurstof 10 ml celkweekmedium in een concentratie van 5 ul / ml en incuberen met de cellen gedurende 30 min bij 37 ° C.
    6. Was de cellen met PBS zoals in stap 4.1.4 en incubeer met 3 ml 0,25% trypsine-EDTA-oplossing gedurende 5 minuten bij 37 ° Ctil de cellen van de fles.
    7. Breng de celsuspensie om een ​​15 ml conische buis, bekronen met PBS en centrifugeer bij 500 xg gedurende 5 minuten aan een cel pellet te vormen.
    8. Resuspendeer de celpellet in PBS bij een concentratie van 1-2x10 6 cellen / ml en meng door pipetteren in en uit de conische buis meerdere malen.
  2. In-vitro studies cel
    1. Ontwerp en fabriceren (bijv 3D printing) een eenvoudige bevestiging aan de stent vast te houden boven het oppervlak van een glazen dekglaasje.
    2. Demagnetiseer een stent met behulp van een elektromagnetische degausser of magnetiseren een stent diametraal of axiaal behulp van een sterke neodymium magneet.
    3. Pipetteer de SPION gemerkte EOC gesuspendeerd in PBS in het schaaltje met het axiaal gemagnetiseerde of diametraal gemagnetiseerd of niet-gemagnetiseerd controle stents. Beeld de stents met EOC gesuspendeerd in PBS onmiddellijk op fluorescentie onder gebruikmaking van een omgekeerde fluorescentiemicroscoop.
In-vivo Animal Studies

  1. Stent implantatie
    1. Trek perifeer bloed van 4 gezonde Yorkshire varkens - een gewicht van ongeveer 50 kg - 3 weken voorafgaand aan implantatie respectievelijk stent en cultuur EOC zoals in 5,7.
    2. Dien anti-bloedplaatjes geneesmiddelen vanaf 3 dagen voor de operatie (aspirine 325 mg clopidogrel en 75 mg per dag).
    3. Op de stent implantatie dag, verdoven de varkens met intramusculaire Telazol, Xylazine en Atropine (5 / 2-3 / 0,05 mg / kg respectievelijk) zoals vermeld in de toepasselijke institutionele dierlijke zorg en het gebruik richtlijnen.
    4. Intuberen en plaats de varkens op inademing van 1-2,5% isofluraananesthesie.
    5. Scheren het ventrale halsgebied van het varken en het gedrag van de procedure in het algemeen steriele omstandigheden.
    6. Implant 1 gemagnetiseerd en 1 niet-gemagnetiseerd stent in de rechter kransslagader (RCA) met standaard hartkatheterisatie techniek.
      1. Catheterization van de dieren moet worden uitgevoerd door een getrainde interventionele cardioloog. Toegang tot de rechter halsslagader met een 9 French sheath.
      2. Canule het doel kransslagader en injecteer jodiumhoudend contrastmiddel kleurstof fluoroscopische beelden te verkrijgen.
      3. Plaats een 0,014 inch standaard coronaire geleidingsdraad in de slagader. Advance de ballon en de stent met behulp van deze voerdraad en implementeren van de stent in een vat 3-3,5 mm diameter.
    7. Afsluiten van de bloedstroom in de RCA proximaal van de geïmplanteerde stents met behulp van een over de draad ballon en leveren ongeveer 2x10 6 autologe EOC gelabeld met SPION gesuspendeerd in 4 ml PBS via de centrale catheter gedurende een periode van 2 min.
    8. Herstel bloedtoevoer naar het RCA na 2 min extra occlusie.
    9. Breng het dier naar de verkoeverkamer en nauwlettend toezien op de dieren totdat het weer bij bewustzijn is.
    10. Doorgaan met anti-bloedplaatjes medicatie toe te dienen (aspirine 325 mg clopidogrel en 75 mg) na de operatie tot offer.
  2. Stent explantaat en histologie
    1. Euthanaseren dieren 7 dagen na de operatie door eerst verlamming van het dier zoals eerder uitgelegd en vervolgens intraveneus toedienen van een letale dosis van natrium pentobarbital (100 mg / kg) volgens geldende institutionele Animal Care en gebruik richtlijnen.
    2. Operatief oogsten de gestente arteriële segmenten. Bevestig de geëxplanteerd slagaders in 10% formaline buffer gedurende ten minste 30 min. Laat de monsters in formaline buffer voor verdere histologische analyse.
    3. Outsource de vaste monster tot faciliteiten kunnen uitvoeren histologie met metalen stents. Tijdens deze bewerking worden de monsters inbedden in methylmethacrylaat, dwarsdoorsnede en histologisch geanalyseerd met Mallory kleuringstechniek met Pruisisch blauw kleuring voor ijzerdeeltjes.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Iteratieve stent ontwerp op FEA (figuur 1) vertoonde een stent die kan krimpen en uitzetten met een hoofdrek van 20%, hetgeen lager is dan de 30% uiteindelijke rek. Crimping en uitbreiding proef (figuur 2) vertoonde geen tekenen van breuk. Foto's van de vervormde stent toonde een goede overeenkomst met FEA berekende vervormingen en ook microscopie foto's toonden geen fracturen (figuur 3). Zoals verwacht van de ingehouden magnetische veldmetingen (figuren 4 en 5), werden SPION gemerkte cellen preferentieel aangetrokken gebogen segmenten axiaal gemagnetiseerde stents en uniformer aangetrokken rechte segmenten diametraal gemagnetiseerde stents (figuur 6). Histologie beelden toonde ijzer kleuring bij de stentsteunen waaruit aantrekken en vasthouden EOC de stent gedurende de 7 dagen implantatieperiode (figuur 7).

"> Figuur 1
Figuur 1. Stent modellering en analyse stroomschema. Het schema toont de computerondersteunde modellering en eindige elementenanalyse dat een stap-voor-stap proces toegepast op een 2205 roestvrijstalen stent. Gemodificeerde van Uthamaraj et al. 2014 6 met re-print toestemming.

Figuur 2
Figuur 2. Roestvrij staal stent krimpen en uitzetting. Laser gesneden en elektrolytisch stent a) gesneden, b) gekrompen op een driebladige ballonkatheter, en c) uitgebreid tot 3 mm met de driebladige ballon. Gemodificeerde van Uthamaraj et al. 2014 6 met re-print toestemming.

Figuur 3
Figuur 3. Microscopisch onderzoek van stent. Lichtmicroscopie werd gebruikt om beelden van de geëxpandeerde stent, die werd vergeleken met FEA simulatie.

Figuur 4
Figuur 4. Magnetische sonde meting podium setup. De XYZ podia en rotatie podia werden geassembleerd voor het positioneren van de stents en magnetische sonde tijdens magnetisch veld metingen.

Figuur 5
Figuur 5. Magnetisch veld meting regio's op een stent en de meetwaarden. De afbeelding toont de gemeten behouden magnetische velden van 2205 stents axiaal gemagnetiseerd en diametraal gemagnetiseerd configuraties. Gemodificeerde van Uthamaraj et al. 2014 6 met re-print toestemming.


Figuur 6. In vitro cell capture studies. Fluorescentie microscopie foto van 2.205 roestvrijstalen stents blijkt mobiele registratie in (A) niet gemagnetiseerd stent, (B) diametraal gemagnetiseerde stent en (C) axiaal gemagnetiseerd stent. Gemodificeerde van Uthamaraj et al. 2014 6 met re-print toestemming.

Figuur 7
Figuur 7. afbeeldingen van histologische doorsneden van gestente coronaire segmenten (A) magnetische stent met blauwe ijzeren kleuring bij de stut en (B) niet-magnetische control stent toont geen blauwkleuring nabij de steun. De monsters werden gekleurd met Mallory's kleuring techniek ijzerdeeltjes sgehandhaafd met Pruisisch blauwe vlek. De "*" symbool geeft stent strut locaties. Gemodificeerde van Uthamaraj et al. 2014 6 met re-print toestemming.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

We ontwikkelden een magnetische stent die kan fungeren als een kale metalen stent en kan SPION-gemerkte endotheelcellen trekken. In eerdere studies met magnetische stents, hebben de onderzoekers nikkel gecoate stents commerciële en spoelen of mazen gemaakt van magnetische materialen gebruikt vanwege de onbeschikbaarheid van een ferromagnetisch stent 5,10-14. Andere groepen hebben ook de paramagnetische aard van commercieel verkrijgbaar 304-roestvrij stalen stents voor targeting nanodeeltjes geladen endotheelcellen 3. Nickel bekledingen kunnen allergeen zijn de patiënten die de stents en de stents paramagnetische moet een extern magnetisch veld aan te trekken en magnetische nanodeeltjes 3,5 behouden. Vandaar dat het ontwerpen en ontwikkelen van een functionele ferromagnetische stent is belangrijk voor mobiele leverings- en andere klinische toepassingen 10,15-20. De duplex aard van de gekozen voor deze studie materiaal - 2205 roestvrij staal - maakt het wEakly ferromagnetische. Bovendien, 2205 roestvrij staal een lagere uiteindelijke rek van 30% in vergelijking met andere roestvast staal gebruikt om stents te maken zoals 316L roestvrij staal (70%) 6,21,22.

Op basis van deze nieuwe toepassing van 2205 roestvrij staal, het protocol in dit onderzoek verklaart de methoden voor het ontwerpen, produceren en testen van een zwak magnetisch stent. Eerst werd een eenvoudige stent ontwerppatroon ontwikkeld met een bestaande stent patroon als leidraad. Resultaten van de FEA simulaties voorgesteld materiaal moest worden toegevoegd aan de gebogen segmenten van de stent een maximum hoofdrek van 20%, hetgeen lager is dan de uiteindelijke rek van het materiaal te bereiken. Het uiteindelijke stent ontwerp moest een stut dikte van 90 urn. Ten tweede werden de vervaardigde stents gemagnetiseerd en behouden hun magneetvelden gemeten. Het behield magnetische veldsterkte van 2205 roestvrijstalen stent afhankelijk van de richting van het aangelegde magnetische veld 23. Gemagnetiseerde stents vertoonden een behouden magnetisch veld in het gebied van 100-750 mg in vergelijking tot maximaal 10 mg control, non-gemagnetiseerd stents. Tenslotte, de grote dieren inplanting studies toonden aan dat het BMS vervaardigd uit roestvast staal 2205 kan worden gebruikt om trekken en te behouden SPION-gemerkte endotheelcellen zelfs wanneer de bloedstroom wordt hersteld na implantatie. Histologie toonde de aanwezigheid van ijzer blauwe vlekken nabij de stentsteunen van de gemagnetiseerde stent, het blijkt cel opname en retentie na 7 dagen na implantatie.

CAD en FEA gebruikt in onze studie kan worden toegepast voor een juiste ontwerp en analyse van soortgelijke ballon stents. In het huidige protocolDe stappen 1.2.5, 1.2.6 en 1.2.7 zijn van cruciaal belang voor het opzetten van de randvoorwaarden en de materiële goederen opdracht en zijn vereist voor de juiste ontwerpen van een stent. Resulteert gemagnetiseerde 2205 roestvrij staal stents geïmplanteerd in grote dieren vertoonden cel capture en retentie. Stappen 5.1.7 en 5.1.8 zijn ook van cruciaal belang om een ​​goede cel zaaien op gemagnetiseerde stents bereiken. Bovendien, de introductie van cellen om de magnetische stent implantatieplaats tijdens een 2 min occlusie is uniek voor ons gepresenteerde onderzoek.

De stents ontwikkeld in de huidige studie konden snel endothelialize en handhaven korte termijn implantatie, maar het is onduidelijk of de stents langdurige implantatie kan weerstaan. Tot op heden ferromagnetische materialen zijn niet uitgebreid onderzocht om hun beperkingen te begrijpen voor klinische toepassingen. Echter, onze 7 dagen varken implantatie gegevens bleek dat 2205 roestvrij staal had goede bloed en weefsel compatibiliteit. De in deze studie methoden doen geent het adres voor doorgedreven mechanisch testen van de stents zoals vermoeidheid testen of wisselwerking op lange termijn van het magnetische materiaal met het bloed 24-28. Bovendien, de zwakke ferromagnetische aard van 2205 roestvast staal kon magnetisch gemerkte cellen vangen, maar een nieuw materiaal met sterkere magnetische eigenschappen kunnen cell capture verbeteren. Verder onderzoek is ook nodig om de biocompatibiliteit en lange termijn de veiligheid van ferromagnetische materialen te bestuderen. De endotheliale cellen uitgroei die in deze studie werden verkregen door een eerder gepubliceerd protocol dat liet zien hoe te isoleren en karakteriseren van de endotheliale cellen 5,7 uitgroei. Het huidige onderzoek werd beperkt door het kleine aantal dieren.

Samenvattend, heeft een snelle endothelialisatie van stents beperkt tot dusver wegens het ontbreken van optimale toediening inrichtingen en slechte hechting van endotheelcellen. De ferromagnetische stents die in dit onderzoekhebben het voordeel functioneren als BMS terwijl ook voldoende behouden magneetveld magnetisch gemerkte endotheelcellen vangen. Als onderdeel van onze voortdurende studies van langdurige implantatie effecten, moet de stents aan strengere mechanische en biocompatibel testen ondergaan. De stent die in dit onderzoek is veelbelovend als een functionele ferromagnetische stent kan endotheelcellen opname en retentie en de in dit onderzoek werkwijzen kunnen worden gebruikt voor toekomstige stent ontwikkelen en testen.

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 snelle genezing endotheelvorming CAD FEA 2205 roestvrij staal cardiovasculaire stents
Ferromagnetische Bare Metal Stent voor endotheelcellen Capture and 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