Summary
हमारा लक्ष्य डिजाइन, निर्माण और endothelial सेल को पकड़ने के लिए लौह-चुंबकीय स्टेंट का परीक्षण करने के लिए गए थे। दस स्टेंट फ्रैक्चर के लिए परीक्षण किया गया है और 10 से अधिक स्टेंट को बरकरार रखा चुंबकत्व के लिए परीक्षण किया गया। अंत में, 10 स्टेंट में इन विट्रो परीक्षण किया गया और 8 अधिक स्टेंट सेल पर कब्जा और अवधारण को दिखाने के लिए 4 सूअरों में प्रत्यारोपित किया गया।
Abstract
हृदय स्टेंट की रैपिड endothelialization स्टेंट थ्रोम्बोसिस कम करने के लिए और खून बह रहा खतरा कम हो सकता है, जो विरोधी प्लेटलेट चिकित्सा से बचने की जरूरत है। सुपर समचुंबक लोहे के आक्साइड नैनोकणों (SPION) के साथ लेबल एन्दोथेलिअल परिणाम कोशिकाओं (ईओसी) पर कब्जा करने और बनाए रखने के लिए चुंबकीय बलों का उपयोग की व्यवहार्यता पहले से दिखाया गया है। लेकिन इस तकनीक को तेजी से endothelialization साबित करने के लिए इन विट्रो में और इन विवो परीक्षण के बाद एक चुंबकीय और biocompatible सामग्री से एक यंत्रवत् कार्यात्मक स्टेंट के विकास की आवश्यकता है। हम कंप्यूटर एडेड डिजाइन (सीएडी) का उपयोग कर 2205 डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील से एक कमजोर लौह स्टेंट विकसित की है और इसकी डिजाइन आगे परिमित तत्व विश्लेषण (FEA) का उपयोग परिष्कृत किया गया। स्टेंट के अंतिम डिजाइन यांत्रिक crimping और विस्तार के दौरान सामग्री के फ्रैक्चर सीमा से नीचे एक प्रिंसिपल तनाव का प्रदर्शन किया। एक सौ स्टेंट निर्मित किए गए थे और उनमें से एक सबसेट यांत्रिक परीक्षण, रेत के लिए इस्तेमाल किया गया थाained चुंबकीय क्षेत्र मापन, इन-विट्रो सेल पर कब्जा अध्ययन, और इन विवो आरोपण अध्ययन करता है। दस स्टेंट वे विफलता के बिना चक्र crimping और विस्तार निरंतर यदि सत्यापित करने के लिए तैनाती के लिए परीक्षण किया गया। एक अन्य 10 स्टेंट एक मजबूत neodymium चुंबक का उपयोग चुम्बकीय थे और उनके बनाए रखा चुंबकीय क्षेत्र मापा गया था। स्टेंट को बरकरार रखा चुंबकत्व हमारे इन विट्रो अध्ययन में SPION लेबल ईओसी पर कब्जा करने के लिए पर्याप्त था कि पता चला है। SPION लेबल ईओसी को पकड़ने और प्रतिधारण एक चुम्बकीय स्टेंट और 4 सूअरों में से प्रत्येक में एक गैर-चुम्बकीय नियंत्रण स्टेंट दाखिल द्वारा बड़े पशु मॉडल में सत्यापित किया गया था। stented धमनियों 7 दिनों के बाद explanted और histologically विश्लेषण किया गया। इस अध्ययन में विकसित कमजोर चुंबकीय स्टेंट को आकर्षित करने और तेजी से चिकित्सा को बढ़ावा देने सकता है, जो SPION लेबल endothelial कोशिकाओं को बनाए रखने में सक्षम थे।
Protocol
सभी जानवरों के अध्ययन मेयो क्लिनिक में संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति (IACUC) द्वारा अनुमोदित किया गया।
एक 2205 स्टेनलेस स्टील स्टेंट के 1. डिजाइन और विश्लेषण
- सीएडी का उपयोग एक नंगे धातु स्टेंट डिजाइनिंग
- स्टेंट अकड़ मोटाई के बराबर दीवार मोटाई के साथ 'extruded मालिक / आधार' सुविधा पर चयन करके एक extruded खोखले सिलेंडर बनाओ।
- Extruded सिलेंडर के लिए स्पर्शरेखा एक अलग स्केच विमान पर एक स्टेंट पैटर्न डिजाइन। Extruded खोखले सिलेंडर की परिधि मैच के लिए फ्लैट पैटर्न की चौड़ाई बनाओ।
- लपेटो सुविधा का उपयोग कर खोखला सिलेंडर पर फ्लैट पैटर्न डिजाइन स्थानांतरण।
- इसके मूल स्वरूप में और भी FEA के लिए निर्यात किया जा ACIS प्रारूप में हिस्सा बचा।
- स्टेंट मॉडल के लिए परिमित तत्व विश्लेषण
- आगे analys के लिए FEA सॉफ्टवेयर का हिस्सा मॉड्यूल में ACIS प्रारूप में बचाया ठोस ज्यामिति आयातहै।
- FEA सॉफ्टवेयर का हिस्सा मॉडलर में स्टेंट को coaxially 2 विश्लेषणात्मक सिलेंडरों मॉडल। बाहरी सिलेंडर crimper अनुकरण करने के लिए स्टेंट के व्यास से एक प्रारंभिक व्यास बड़ा है और आंतरिक सिलेंडर मुद्रास्फीति के लिए एक गुब्बारा अनुकरण करने के लिए 1 मिमी की एक प्रारंभिक व्यास की है।
- ऊपर इकट्ठा करने के लिए विधानसभा मॉडलर के 'उदाहरण' पेड़ आइटम पर डबल क्लिक करें रिश्तेदार की स्थिति में भागों कहा।
- , कम एकीकरण के साथ 20-नोड षट्फलकीय तत्व के रूप में तत्व प्रकार निर्दिष्ट, FEA सॉफ्टवेयर का जाल मॉड्यूल का उपयोग तत्व आकार निर्दिष्ट करें, और स्टेंट जाल।
- स्टेंट और मॉडल पेड़ की 'बातचीत के गुण' में क्रमशः दो सिलेंडरों के बीच घर्षणहीन कठोर संपर्क जोड़े निर्दिष्ट करें।
- स्टेंट मॉडल के लिए 2205 स्टेनलेस स्टील के elasto प्लास्टिक तनाव तनाव व्यवहार निरुपित।
- सबसे पहले सी simulates जो 1 मिमी के लिए बाहरी सिलेंडर समेटना सीमा की स्थिति को परिभाषित करेंस्टेंट के rimping। Crimped स्टेंट की छूट अनुकरण करने के लिए बाहरी सिलेंडर निकालें। विस्तार अनुकरण करने के लिए 3 मिमी के भीतर सिलेंडर का विस्तार और अंत में, स्टेंट का हटना अनुकरण करने के लिए आंतरिक सिलेंडर हटा दें।
- 'विश्लेषण' मॉडल पेड़ मद में आवंटित प्रोसेसर और राम की राशि की संख्या सहित अनुकरण मानकों को परिभाषित और सिमुलेशन चलाते हैं।
- अनुकरण पूरा होने पर, प्रिंसिपल उपभेदों अध्ययन करने के लिए परिणाम परिणाम फ़ाइल (filename.odb) और बाद प्रक्रिया को खोलने और iteratively सामग्री की विफलता सीमा से कम है जो 20% की प्रिंसिपल तनाव को प्राप्त करने के लिए स्टेंट डिजाइन में सुधार ।
Crimping और विस्तार के लिए 2. स्टेंट निर्माण और परीक्षण
- स्टेंट निर्माण
- ऐसे पायनियर में कार्रवाई प्रेसिजन उत्पाद के रूप में एक परिशुद्धता मशीनिंग कंपनी पर बंदूक ड्रिलिंग और सटीक पीस बार शेयर सामग्री द्वारा 2205 स्टेनलेस स्टील ट्यूब प्राप्त करते हैं,ओह।
- लेजर काटने और Electropolishing के लिए इस तरह के Waukegan, आईएल में Laserage प्रौद्योगिकी निगम के रूप में एक स्टेंट काटने कंपनी को सटीक जमीन ट्यूब और फ्लैट पैटर्न स्टेंट डिजाइन स्थानांतरण।
- एक और 10 मिनट के लिए एक आधार (10% 3 NaHCO) के बाद 10 मिनट के लिए एक मजबूत एसिड (50% एचसीएल) में उन्हें submersing द्वारा electropolished स्टेंट की सतह passivate। चेतावनी: उचित सुरक्षा उपकरण के साथ और एक धूआं हुड के तहत रसायनों संभाल। अंत में, एथिल शराब और विआयनीकृत पानी के साथ स्टेंट धो लें। इस प्रक्रिया में नमकीन बनाना एसिड कहा जाता है।
- Crimping और विस्तार के लिए निर्मित स्टेंट का परीक्षण
- उपकरण crimping आयोजित एक हाथ का उपयोग कर एक trifold गुब्बारे पर स्टेंट समेटना। स्टेंट और उपकरण crimping में trifold गुब्बारे पकड़ो। त्रिज्यात गुब्बारे पर crimped किए जाने की स्टेंट ख़राब करने के लिए संभाल दबाएँ।
- वर्दी crimping के लिए एक माइक्रोस्कोप और कारण संरचना में विफलता के किसी भी संकेत का उपयोग crimped स्टेंट का निरीक्षणप्लास्टिक विरूपण करने के लिए।
- पानी के साथ trifold गुब्बारे पर दबाव द्वारा 3 मिमी के लिए बनाया गया व्यास करने के लिए इसे विस्तार करें। सूक्ष्म भंग और वर्दी के विस्तार के लिए विस्तार किया स्टेंट जांच करते हैं।
अवितरित चुंबकीय क्षेत्र के लिए स्टेंट के 3. विशेषता
नोट: 2 इंच व्यास और 1 इंच ऊंचाई का बेलनाकार चुंबक इस अध्ययन में इस्तेमाल किया गया था। चुंबक के डंडे अक्ष के साथ गठबंधन कर रहे हैं। चुंबक की सतह चुंबकीय प्रवाह घनत्व लगभग टी 1
- एक मजबूत neodymium चुंबक का उपयोग बिलकुल या अक्षीय रूप से स्टेंट आकृष्ट। आकर्षण संस्कार के लिए लगभग 1 मिनट के लिए मजबूत चुंबक के करीब स्टेंट पकड़ो।
- बिलकुल चुम्बकीय या अक्षीय रूप से यह आकृष्ट करने के लिए चुंबकीय क्षेत्र लाइनों के साथ अपनी धुरी के साथ बेलनाकार सतह के बगल में स्टेंट किया जा पकड़ चुंबकीय क्षेत्र लाइनों के साथ इसके व्यास के साथ सपाट चेहरे से एक पर स्टेंट पकड़ो। बरकरार रखा चुंबकीय महसूसस्टेंट की डी में कम से कम 24 घंटे के लिए स्थिर हो सकता है, लेकिन आकर्षण संस्कार के बाद जितनी जल्दी हो सके स्टेंट का उपयोग करने के लिए मिला था।
- कांच Mandrels पर व्यक्तिगत रूप से स्टेंट माउंट और फिर चुंबकीय जांच स्थिरता की परिशुद्धता चक में कांच Mandrels माउंट। चुंबकीय microsensor जांच ठीक xyz के चुंबकीय जांच स्थिरता के विधानसभा चरणों का उपयोग कर सतह (चित्रा 4) को छूने के बिना स्टेंट के करीब तैनात किया जा सकता है।
- दूर दूर स्टेंट से चुंबकीय microsensor की आधारभूत पढ़ने उपाय और तब चुंबकीय जांच स्थिरता के xyz चरणों का उपयोग कर जांच स्थिति से स्टेंट की सतह पर ही बनाए रखा चुंबकीय क्षेत्र को मापने।
4. चुंबकीय सेल पर कब्जा अध्ययन
- प्राप्त करने की कोशिकाओं, फ्लोरोसेंट डाई के साथ SPION और धुंधला के साथ लेबलिंग
- 5.7 में वर्णित के रूप में सुअर का खून से endothelial परिणाम कोशिकाओं (ईओसी) निकाले जाते हैं। Unti एक टी -75 फ्लास्क में संस्कृतिएल लगभग 80% मिला हुआ (5x10 6 6 8x10 करने के लिए कोशिकाओं)।
- 10 एनएम व्यास मैग्नेटाइट (फ़े 3 हे 4) 8,9 में वर्णित के रूप में 50 एनएम मोटी पाली (लैक्टिक-सह-एसिड) (पीएलजीए) खोल से घिरा कोर के रूप में SPIONs synthesize।
- 37 ओ सी पर 16 घंटे के लिए सेल संस्कृति के माध्यम से 200 माइक्रोग्राम / एमएल की एकाग्रता में SPION के साथ निकाली गई ईओसी सेते
- धीरे सेल संस्कृति के माध्यम Aspirate। धीरे, फ्लास्क फॉस्फेट बफर खारा (पीबीएस) के 10 मिलीलीटर जोड़ने कमाल, और पीबीएस aspirating द्वारा कोशिकाओं को धो लें।
- प्रयोगों के दौरान दृश्यमान करने के लिए फ्लोरोसेंट रंजक (मुख्यमंत्री-DiI) के साथ कोशिकाओं दाग। यह 5 μl / एमएल की एकाग्रता में सेल संस्कृति के माध्यम से 10 मिलीलीटर डाई जोड़ने और 37 डिग्री सेल्सियस पर 30 मिनट के लिए कोशिकाओं के साथ incubating द्वारा निर्माता के निर्देशों के अनुसार किया जाता है।
- कदम 4.1.4 के रूप में पीबीएस के साथ कोशिकाओं को धो लें और करने के लिए 37 डिग्री सेल्सियस पर 5 मिनट के लिए 0.25% trypsin EDTA के समाधान के 3 मिलीलीटर के साथ सेतेकुप्पी से कोशिकाओं उठा।
- 5 मिनट के एक सेल गोली के रूप में करने के लिए 500 XG पर पीबीएस के साथ, एक 15 मिलीलीटर शंक्वाकार ट्यूब शीर्ष सेल निलंबन बंद स्थानांतरण, और सेंट्रीफ्यूज।
- 1-2x10 6 कोशिकाओं / एमएल की एकाग्रता में पीबीएस में सेल गोली पुनः निलंबित और कई बार में और शंक्वाकार ट्यूब से बाहर pipetting द्वारा अच्छी तरह मिक्स।
- इन-विट्रो सेल के अध्ययन
- डिजाइन और निर्माण (जैसे, 3 डी प्रिंटिंग) सिर्फ एक गिलास coverslip की सतह से ऊपर स्टेंट धारण करने के लिए एक सरल स्थिरता।
- एक विद्युत चुम्बकीय degausser का उपयोग कर एक स्टेंट की शक्ति को हटाना या एक मजबूत neodymium चुंबक का उपयोग बिलकुल या अक्षीय रूप से एक स्टेंट आकृष्ट।
- अक्षीय रूप से चुम्बकीय या बिलकुल चुम्बकीय या गैर-चुम्बकीय नियंत्रण स्टेंट युक्त डिश में पीबीएस में निलंबित SPION लेबल ईओसी पिपेट। छवि एक औंधा प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शी का उपयोग तुरंत प्रतिदीप्ति के लिए पीबीएस में निलंबित ईओसी के साथ स्टेंट।
- स्टेंट आरोपण
- 4 स्वस्थ यॉर्कशायर सूअरों से परिधीय रक्त ड्रा - 5.7 में वर्णित के रूप में 3 सप्ताह पहले क्रमश आरोपण स्टेंट और संस्कृति ईओसी के लिए - लगभग 50 किलो वजन।
- (दैनिक एस्पिरिन 325 मिलीग्राम और Clopidogrel 75 मिलीग्राम) सर्जरी के लिए 3 दिन पहले शुरू विरोधी प्लेटलेट दवा प्रशासन।
- स्टेंट आरोपण दिन, इंट्रामस्क्युलर Telazol, Xylazine, और atropine के साथ सूअरों anesthetize (5 / 2-3 / 0.05 मिलीग्राम / क्रमशः किलो) लागू संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग के दिशा-निर्देशों में कहा गया है।
- Intubate और 1-2.5% isoflurane संज्ञाहरण के सांस लेने पर सुअर जगह है।
- सुअर के उदर गर्दन क्षेत्र दाढ़ी और सामान्य बाँझ परिस्थितियों में प्रक्रिया का संचालन।
- प्रत्यारोपण चुम्बकीय 1 और मानक कार्डियक कैथीटेराइजेशन तकनीक का उपयोग सही कोरोनरी धमनी (आरसीए) में एक गैर-चुम्बकीय स्टेंट।
- Catheteजानवरों के rization एक प्रशिक्षित हस्तक्षेप हृदय रोग विशेषज्ञ द्वारा किया जाना चाहिए। एक 9 फ्रेंच म्यान के साथ सही कैरोटिड धमनी पर पहुँचें।
- लक्ष्य कोरोनरी धमनी Cannulate और fluoroscopic छवियों को प्राप्त करने के iodinated विपरीत डाई इंजेक्षन।
- धमनी में एक 0.014 इंच मानक कोरोनरी guidewire रखें। गुब्बारा अग्रिम और इस गाइड तार का उपयोग कर स्टेंट और एक 3-3.5 मिमी व्यास के बर्तन में स्टेंट की तैनाती।
- तार गुब्बारे पर एक का उपयोग कर प्रत्यारोपित स्टेंट के लिए आरसीए समीपस्थ भीतर रक्त के प्रवाह को रोक देना है और एक दो मिनट की अवधि में केंद्रीय कैथेटर के माध्यम से पीबीएस के 4 मिलीलीटर में निलंबित कर दिया SPION के साथ लेबल लगभग 2x10 6 ऑटोलॉगस ईओसी देने के लिए।
- अतिरिक्त रोड़ा के 2 मिनट के बाद आरसीए के लिए रक्त के प्रवाह को बहाल।
- वसूली के कमरे में जानवर स्थानांतरण और इसे होश आ गया है जब तक बारीकी से पशु की निगरानी।
- विरोधी प्लेटलेट दवा प्रशासन के लिए जारी (एस्पिरिन 325 मिलीग्राम और Clopidogrel 75 मीटरछ) बलिदान तक ऑपरेशन के बाद।
- स्टेंट explant और ऊतक विज्ञान
- पहले से समझाया के रूप में पहली पशु anesthetizing द्वारा जानवरों सर्जरी के बाद 7 दिनों Euthanize और फिर नसों के द्वारा लागू संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग के दिशा निर्देशों के अनुसार सोडियम pentobarbital (100 मिलीग्राम / किग्रा) की घातक खुराक प्रशासन।
- शल्य चिकित्सा stented धमनी खंडों फसल। 30 मिनट की एक न्यूनतम के लिए 10% formalin बफर में explanted धमनियों को ठीक करें। आगे ऊतकीय विश्लेषण के लिए formalin बफर में नमूने छोड़ दें।
- धातु स्टेंट के साथ ऊतक विज्ञान प्रदर्शन करने में सक्षम सुविधाओं के लिए निश्चित नमूना आउटसोर्स। इस प्रक्रिया के दौरान नमूने, methylmethacrylate में एम्बेड कर रहे हैं पार sectioned, और लोहे के कणों प्रशिया के लिए नीले रंग के दाग के साथ मैलोरी का धुंधला तकनीक का उपयोग कर histologically का विश्लेषण किया।
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Representative Results
FEA (चित्रा 1) के आधार पर चलने का स्टेंट डिजाइन समेटना और 30% परम तनाव से भी कम है जो 20% की प्रिंसिपल तनाव के साथ विस्तार कर सकते हैं जो एक स्टेंट दिखाया। Crimping और विस्तार टेस्ट (चित्रा 2) के फ्रैक्चर के कोई संकेत नहीं दिखाया। विकृत स्टेंट के चित्र FEA गणना की विकृतियों के साथ अच्छे समझौते से पता चला है और यह भी माइक्रोस्कोपी चित्रों कोई भंग (चित्रा 3) से पता चला है। बरकरार रखा चुंबकीय क्षेत्र मापन (आंकड़े 4 और 5) से उम्मीद थी, SPION लेबल की कोशिकाओं अधिमान्यतया अक्षीय रूप से चुम्बकीय स्टेंट में तुला क्षेत्रों के लिए आकर्षित किया है और अधिक समान रूप से बिलकुल चुम्बकीय स्टेंट (चित्रा 6) में सीधे क्षेत्रों के लिए आकर्षित कर रहे थे। प्रोटोकॉल छवियों 7 दिन आरोपण अवधि (चित्रा 7) के दौरान स्टेंट को EOC आकर्षण और प्रतिधारण साबित हो स्टेंट struts के पास लोहे धुंधला दिखाया।
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चित्रा 1. स्टेंट मॉडलिंग और विश्लेषण प्रवाह चार्ट। योजनाबद्ध एक 2205 स्टेनलेस स्टील के स्टेंट के लिए लागू एक कदम दर कदम प्रक्रिया दिखा सहायता प्राप्त कंप्यूटर मॉडलिंग और परिमित तत्व विश्लेषण से पता चलता है। Uthamaraj एट अल से संशोधित। फिर से प्रिंट अनुमति के साथ 2014 6।
चित्रा 2. स्टेनलेस स्टील स्टेंट crimping और के रूप में कटौती विस्तार। लेजर कट और एक electropolished स्टेंट), ख) एक trifold बैलून कैथेटर पर crimped, और ग) trifold गुब्बारे का उपयोग कर 3 मिमी के लिए विस्तार किया। Uthamaraj एट अल से संशोधित। फिर से प्रिंट अनुमति के साथ 2014 6।
चित्र तीन। स्टेंट की जी> सूक्ष्म निरीक्षण। लाइट माइक्रोस्कोपी छवि के लिए FEA अनुकरण की तुलना में था, जो विस्तार किया स्टेंट इस्तेमाल किया गया था।
चित्रा 4. चुंबकीय जांच माप चरण सेटअप। Xyz के चरणों और घूर्णी चरणों चुंबकीय क्षेत्र मापन के दौरान स्टेंट और चुंबकीय जांच स्थिति के लिए इकट्ठे हुए थे।
चित्रा 5. चुंबकीय एक स्टेंट पर क्षेत्र माप क्षेत्रों और माप मूल्यों। छवि अक्षीय रूप से चुम्बकीय और बिलकुल चुम्बकीय विन्यास में 2205 स्टेंट की मापा बरकरार रखा चुंबकीय क्षेत्र से पता चलता है। Uthamaraj एट अल से संशोधित। फिर से प्रिंट अनुमति के साथ 2014 6।
(ए) गैर-चुम्बकीय स्टेंट, (बी) बिलकुल चुम्बकीय स्टेंट और (सी) अक्षीय रूप से चुम्बकीय स्टेंट में सेल पर कब्जा दिखा 2205 स्टेनलेस स्टील के स्टेंट की चित्रा 6 में इन विट्रो सेल पर कब्जा अध्ययन करता है। प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी छवियों। Uthamaraj एट अल से संशोधित। फिर से प्रिंट अनुमति के साथ 2014 6।
चित्रा अकड़ और पास नीले लोहे धुंधला के साथ (ए) चुंबकीय स्टेंट के stented कोरोनरी धमनी खंडों के histological पार वर्गों की 7. छवियाँ (बी) खंभा के पास कोई नीले धुंधला दिखा गैर चुंबकीय नियंत्रण स्टेंट। नमूनों मैलोरी का धुंधला का उपयोग दाग थे लोहे के कणों के साथ तकनीकप्रशिया नीला दाग के साथ tained। "*" प्रतीक स्टेंट अकड़ स्थानों इंगित करता है। Uthamaraj एट अल से संशोधित। फिर से प्रिंट अनुमति के साथ 2014 6।
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Discussion
हम एक नंगे धातु स्टेंट के रूप में कार्य कर सकते हैं और SPION लेबल endothelial कोशिकाओं को आकर्षित कर सकते हैं, जो एक चुंबकीय स्टेंट विकसित की है। चुंबकीय स्टेंट से जुड़े पिछले अध्ययनों में, शोधकर्ताओं की वजह से एक ferromagnetic स्टेंट 5,10-14 की अनुपलब्धता के चुंबकीय सामग्री से बना निकल लेपित स्टेंट वाणिज्यिक और कॉयल या मेश का इस्तेमाल किया है। अन्य समूहों को भी nanoparticle भरी हुई endothelial कोशिकाओं 3 को निशाना बनाने के लिए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध 304 ग्रेड स्टेनलेस स्टील स्टेंट की समचुंबक प्रकृति का इस्तेमाल किया है। स्टेंट प्राप्त रोगियों और समचुंबक स्टेंट को आकर्षित करने और चुंबकीय नैनोकणों 3,5 बनाए रखने के लिए एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की जरूरत के लिए निकल कोटिंग्स allergenic हो सकता है। इसलिए, डिजाइन और एक कार्यात्मक लौह स्टेंट विकासशील सेल वितरण आवेदन के साथ ही अन्य नैदानिक अनुप्रयोगों 10,15-20 के लिए महत्वपूर्ण है। 2205 स्टेनलेस स्टील - - इस अध्ययन के लिए चुना सामग्री की द्वैध प्रकृति यह w बनाता हैलौह-चुंबकीय Eakly। ऐसी 316L स्टेनलेस स्टील (70%) 6,21,22 के रूप में स्टेंट बनाने के लिए इस्तेमाल अन्य स्टेनलेस स्टील्स की तुलना में जब इसके अलावा, 2205 स्टेनलेस स्टील के 30% की एक निचली परम तनाव है।
2205 स्टेनलेस स्टील के इस उपन्यास आवेदन के आधार पर, इस अध्ययन में प्रस्तुत प्रोटोकॉल डिजाइन, निर्माण, और एक कमजोर चुंबकीय स्टेंट का परीक्षण करने के तरीकों को बताते हैं। सबसे पहले, एक सरल स्टेंट डिजाइन पैटर्न एक गाइड के रूप में एक मौजूदा स्टेंट पैटर्न का उपयोग कर विकसित किया गया था। FEA सिमुलेशन परिणाम से सामग्री का परम तनाव से भी कम है, जो 20% की एक अधिकतम प्रिंसिपल तनाव को प्राप्त करने के लिए स्टेंट की तुला क्षेत्रों के लिए जोड़ा जा करने की जरूरत है कि सामग्री का सुझाव दिया। अंतिम स्टेंट डिजाइन 90 माइक्रोन का एक खंभा मोटाई था। दूसरा, निर्मित स्टेंट चुम्बकीय थे और उनके बनाए रखा चुंबकीय क्षेत्र मापा गया। 2205 स्टेनलेस स्टील के स्टेंट के बनाए रखा चुंबकीय क्षेत्र ताकत लागू चुंबकीय क्षेत्र के उन्मुखीकरण पर निर्भर करता है
हमारे अध्ययन में इस्तेमाल सीएडी और FEA उचित डिजाइन और इसी तरह के गुब्बारे विस्तार योग्य स्टेंट के विश्लेषण के लिए लागू किया जा सकता है। वर्तमान प्रोटोकॉल में, 1.2.5, 1.2.6, और 1.2.7 सीमा की स्थिति और सामग्री संपत्ति असाइनमेंट की स्थापना के लिए महत्वपूर्ण हैं और ठीक से एक स्टेंट डिजाइन करने के लिए आवश्यक हैं कदम। बड़े जानवरों में प्रत्यारोपित चुम्बकीय 2205 स्टेनलेस स्टील के स्टेंट परिणामस्वरूप सेल को पकड़ने और प्रतिधारण दिखाया। 5.1.7 कदम और 5.1.8 भी चुम्बकीय स्टेंट पर उचित सेल बोने को प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण हैं। इसके अलावा, एक 2 मिनट रोड़ा दौरान चुंबकीय स्टेंट प्रत्यारोपण साइट के लिए कोशिकाओं की शुरूआत हमारे प्रस्तुत अध्ययन के लिए अद्वितीय है।
वर्तमान अध्ययन में विकसित स्टेंट तेजी endothelialize और लघु अवधि के आरोपण का सामना करने में सक्षम थे, लेकिन स्टेंट लंबी अवधि के आरोपण का सामना कर सकते हैं, तो यह स्पष्ट नहीं है। तिथि करने के लिए, ferromagnetic सामग्री बड़े पैमाने पर नैदानिक अनुप्रयोगों के लिए अपनी सीमाओं को समझने के लिए अध्ययन नहीं किया गया। हालांकि, हमारे 7 दिन सुअर आरोपण डेटा 2205 स्टेनलेस स्टील अच्छा रक्त और ऊतकों अनुकूलता था कि पता चला है। इस अध्ययन में प्रस्तुत तरीकों ऐसा कोईटी जैसे रक्त 24-28 के साथ चुंबकीय सामग्री की थकान परीक्षण या लंबी अवधि के बातचीत के रूप में स्टेंट की उन्नत यांत्रिक परीक्षण के लिए तकनीक का पता। इसके अलावा, 2205 स्टेनलेस स्टील के कमजोर लौह-चुंबकीय प्रकृति चुंबकीय लेबल की कोशिकाओं पर कब्जा करने में सक्षम था, लेकिन मजबूत चुंबकीय गुणों के साथ एक उपन्यास सामग्री सेल पर कब्जा सुधार हो सकता है। इसके अलावा अनुसंधान भी ferromagnetic सामग्री के biocompatibility और दीर्घकालिक सुरक्षा का अध्ययन करने की जरूरत है। इस अध्ययन में इस्तेमाल एन्दोथेलिअल परिणाम कोशिकाओं को अलग और endothelial परिणाम कोशिकाओं 5.7 चिह्नित करने के लिए कैसे पता चला है जो एक पहले प्रकाशित प्रोटोकॉल का पालन करके प्राप्त किया गया। वर्तमान अध्ययन में यह भी जानवरों की छोटी संख्या से सीमित था।
सारांश में, स्टेंट का तेजी से endothelialization क्योंकि इष्टतम वितरण उपकरणों और endothelial कोशिकाओं के गरीब आसंजन की अनुपलब्धता की तारीख तक ही सीमित कर दिया गया है। इस अध्ययन में विकसित लौह स्टेंटयह भी चुंबकीय लेबल endothelial कोशिकाओं पर कब्जा करने के लिए पर्याप्त बनाए रखा चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करते हुए एक बीएमएस के रूप में कार्य करने का फायदा है। लंबी अवधि के आरोपण के प्रभाव से हमारे सतत अध्ययन का एक भाग के रूप में, स्टेंट और अधिक कठोर यांत्रिक और biocompatible परीक्षण से गुजरना करने की जरूरत है। endothelial सेल पर कब्जा और बनाए रखने और इस अध्ययन में प्रस्तुत तरीकों में सक्षम एक कार्यात्मक लौह स्टेंट भविष्य स्टेंट विकास और परीक्षण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता के रूप में इस अध्ययन में विकसित स्टेंट महान वादा दिखाता है।
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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 |
References
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- 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).
- 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).
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