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 endotelcelle Capture og oppbevaring

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

Våre mål var å designe, produsere og teste ferromagnetiske stenter for endotelceller fangst. Ti stenter ble testet for brudd og 10 flere stenter ble testet for beholdt magnetisme. Til slutt ble 10 stenter testet in-vitro og 8 flere stenter ble implantert i 4 griser for å vise celle fangst og oppbevaring.

Abstract

Rapid endotelialisering av kardiovaskulære stenter er nødvendig for å redusere stenttrombose og for å unngå platehemmende behandling som kan redusere blødningsrisiko. Muligheten for å bruke magnetiske krefter for å fange opp og holde på endotel-celler utvekst (EOC) merket med superparamagnetiske jernoksid nanopartikler (Spion) har blitt vist tidligere. Men denne teknikken krever utviklingen av en funksjonell mekanisk stent fra et magnetisk og biokompatibelt materiale, etterfulgt av in-vitro og in-vivo-test for å bevise hurtig endotelialisering. Vi utviklet et svakt ferromagnetisk stent fra 2 205 duplex rustfritt stål ved hjelp av dataassistert konstruksjon (DAK) og dens design ble videreutviklet ved hjelp av finite element analyse (FEA). Den endelige utforming av stenten oppviste en hovedstamme under bruddgrensen for materialet under mekanisk krymping og ekspansjon. Ett hundre stenter ble fremstilt, og en undergruppe av dem ble brukt for mekanisk testing, retained magnetiske feltmålinger, in-vitro celle fangst studier, og in-vivo implantasjon studier. Ti stenter ble testet for utplassering for å verifisere om de vedvarende krymping og utvidelse syklus uten feil. En annen 10 stenter ble magnetisert ved hjelp av en sterk neodymium magnet og deres beholdt magnetfelt ble målt. Stentene viste at det tilbakeholdt magnetisme var tilstrekkelig til å fange Spion merkede EOC i våre in vitro-studier. Spion-merket EOC fangst og oppbevaring ble bekreftet i store dyremodeller ved å implantere en magnetisert stent og en ikke-magnetisert kontroll stent i hver av 4 griser. Stentet arteriene ble Eksplanterte etter 7 dager og analysert histologisk. De svakt magnetiske stenter utviklet i denne studien var i stand til å tiltrekke seg og beholde Spion-merket endotelceller som kan fremme rask helbredelse.

Protocol

Alle dyrestudier ble godkjent av Institutional Animal Care og Utnyttelse Committee (IACUC) ved Mayo Clinic.

1. Design og analyse av et 2 205 Stainless Steel Stent

  1. Utforme en bart metall stent ved hjelp av DAK
    1. Gjør en ekstrudert hul sylinder ved å velge på 'ekstrudert boss / base-funksjonen med veggtykkelse lik stent strut tykkelse.
    2. Designe en stent mønster på en annen skisse plan tangentialt til den ekstruderte sylinder. Gjøre bredden av det flate mønster som samsvarer med omkretsen av den ekstruderte hul sylinder.
    3. Overfør den flate mønster design på hul sylinder med wrap funksjonen.
    4. Lagre del i det opprinnelige formatet, og også i ACIS format som skal eksporteres for FEA.
  2. Finite element analyse for stent modeller
    1. Importere solid geometri lagret i ACIS format til den delen modul av FEA programvare for ytterligere analyser.
    2. Modellere 2 analytiske sylindre koaksialt til stenten i den delen Modeler av FEA-programvaren. Den ytre sylinder har en første diameter som er større enn diameteren av stenten å simulere crimper og den indre sylinder har en første diameter på 1 mm for å simulere en ballong for inflasjon.
    3. Dobbeltklikk på 'tilfeller' treelementet av forsamlingen modeler å montere de ovenfor nevnte deler i relative posisjoner.
    4. Bruk maske modul av FEA programvaren, angir element type som 20-node hexahedral element med redusert integrasjon, angi element størrelse, og mesh stent.
    5. Spesifiser friksjons stive kontakt parene mellom stent og de to sylindrene henholdsvis i "interaksjons eiendommenes av modellen treet.
    6. Tildel elasto-plastisk spennings-tøynings oppførsel av 2205 rustfritt stål for å stenten modell.
    7. Definere grensebetingelser å først krympe yttersylinderen til 1 mm som simulerer cRimping av stenten. Fjern den ytre sylinderen for å simulere den avslapning av den krympede stent. Utvide den indre sylinderen til 3 mm for å simulere ekspansjon og til slutt fjerne den indre sylinderen for å simulere rekyl av stenten.
    8. Definere simulering parametere inkludert antall prosessorer og mye RAM tildelte i 'analyse' modell treelementet og kjøre simuleringen.
    9. Når simuleringen er fullført, åpner resultatfilen (filename.odb) og post-prosess resultatene for å studere de viktigste stammer, og iterativt å forbedre stent design for å oppnå en hovedstamme på 20% som er mindre enn bruddgrense av materialet .

2. Stent Fabrication og testing for krymping og Utvidelse

  1. Stent fabrikasjon
    1. Skaff 2205 rustfritt stål rør med pistol boring og presisjon sliping bar lager materialet på en presisjon maskinering selskap som action Precision Products i Pioneer,OH.
    2. Overfør presisjon bakken rør og den flate mønster stent design til en stent kutte selskap som Laserage Technology Corporation i Waukegan, IL for laserskjæring og elektropolering.
    3. Passivere overflaten av elektro stenter ved oppslukt dem med en sterk syre (50% HCl) i 10 minutter etterfulgt av en base (10% NaHCO3) for ytterligere 10 min. FORSIKTIG: håndterer kjemikalier med riktig verneutstyr og under en avtrekkshette. Til slutt vaskes stentene med etylalkohol og deionisert vann. Denne prosessen kalles syrebeising.
  2. Testing av produsert stent for krymping og utvidelse
    1. Crimp stenten på en trefalset ballong ved hjelp av en håndholdt krympverktøy. Hold stent og trefalset ballong i presstangen. Trykk på håndtaket for å deformere radialt stenten som skal krympes på ballongen.
    2. Inspiser krympede stent ved hjelp av et mikroskop for uniform krymping og eventuelle tegn til svikt i strukturen på grunntil plastisk deformasjon.
    3. Utvide den til den utformet diameter på 3 mm ved å trykksette ballongen er brettet tre ganger med vann. Undersøk utvidede stenter for mikroskopiske sprekker og uniform ekspansjon.

3. Karakterisering av Stent for Opptjent Magnetic Field

MERK: Sylindrisk magneten 2 tommers diameter og 1 tomme høyde ble brukt i denne studien. Polene på magneten er innrettet langs aksen. Overflaten magnetisk flukstetthet av magneten er omtrent 1 T.

  1. Magnetstentene diametralt eller aksialt ved hjelp av en sterk neodymium magnet. Holder stenten nær sterk magnet i ca. 1 min for magnetisering.
  2. Holder stenten på en av de plane flater med en diameter langs de magnetiske feltlinjer som skal magnetiseres diametralt eller holder stenten ved siden av sylinderflaten med sin akse langs de magnetiske feltlinjer for å magnetisere den aksialt. Opptjent magnetisk field av stenten ble funnet å være stabil i minst 24 timer, men bruk stenten så snart som mulig etter magnetisering.
  3. Monter stenter individuelt på glass spindler og deretter montere glass spindler i presisjon chuck av den magnetiske sondering ligaen. Magnetisk microsensor sonde kan plasseres nøyaktig i nærheten av stenten uten å berøre overflaten ved hjelp av XYZ stadier sammenstillingen av det magnetiske sonderfestet (figur 4).
  4. Måle grunnlinjen avlesning av den magnetiske microsensor langt borte fra stenten, og deretter måle den tilbakeholdte magnetiske feltet ved stenten overflate ved å plassere proben ved hjelp av XYZ stadier av den magnetiske sondering fiksturen.

4. Magnetiske Cell Capture Studies

  1. Innhenting celler, merking med Spion og farging med fluorescerende fargestoff
    1. Utlede utvekst endotel-celler (EOC) fra porcine perifert blod som beskrevet i 5,7. Kultur i en T-75 kolbe until ca 80% sammenflytende (5x10 6 til 8x10 6 celler).
    2. Syntetisere SPIONs som 10 nm diameter magnetitt (Fe 3 O 4) kjerne omgitt av 50 nm tykk poly (melkesyre-co-glykolsyre) (PLGA) skall som beskrevet i 8,9.
    3. Inkuber avledet EOC med Spion i en konsentrasjon på 200 ug / ml cellekulturmedium i 16 timer ved 37 o C
    4. Aspirer cellekulturmediet forsiktig. Forsiktig vaske cellene ved tilsetning av 10 ml fosfat-bufret saltvann (PBS) til kolben, gynge, og aspirering av PBS.
    5. Flekk cellene med fluorescerende fargestoff (CM-Dil) for å visualisere under forsøkene. Dette gjøres i henhold til produsentens instruksjoner ved å tilsette fargestoffet til 10 ml av cellekulturmediet ved en konsentrasjon på 5 ul / ml og inkubering med cellene i 30 minutter ved 37 ° C.
    6. Vask cellene med PBS som i trinn 4.1.4 og inkuberes med 3 ml av 0,25% trypsin-EDTA-oppløsning i 5 min ved 37 ° C for åløfte cellene fra kolbe.
    7. Overfør cellesuspensjonen til en 15 ml konisk rør, topp av med PBS, og sentrifuger ved 500 xg i 5 minutter for å danne en celle-pellet.
    8. Re-suspen cellepelleten i PBS ved en konsentrasjon på 1-2x10 6 celler / ml og blandes grundig ved pipettering inn og ut av det koniske røret flere ganger.
  2. In-vitro cellestudier
    1. Design og dikte (f.eks 3D utskrift) en enkel ligaen å holde stent like over overflaten av et glass dekkglass.
    2. Demagnetize en stent ved hjelp av en elektromagnetisk degausser eller magnetisere en stent diametralt eller aksialt ved hjelp av en sterk neodymium magnet.
    3. Pipetter spion-merket EOC suspendert i PBS i formen som inneholder aksialt magnetiserte eller diametralt magnetiserte eller ikke-magnetisert kontroll stenter. Bilde stentene med EOC suspendert i PBS umiddelbart for fluorescens ved hjelp av en invertert fluorescens mikroskop.
In-vivo dyrestudier

  1. Stentimplantering
    1. Tegn perifert blod fra 4 sunne Yorkshire griser - som veier ca 50 kg - 3 uker før stentimplantering henhold og kultur EOC som beskrevet i 5,7.
    2. Administrere platehemmende medisiner starter 3 dager før kirurgi (acetylsalisylsyre 325 mg og klopidogrel 75 mg daglig).
    3. På stentimplantering dag, bedøve grisene med intramuskulær Telazol, xylazine, og Atropin (5 / 2-3 / 0,05 mg / kg) som fremgår av gjeldende institusjonelle dyr omsorg og retningslinjer for bruk.
    4. Intubere og plasser gris på innånding av 1-2,5% isoflurananestesi.
    5. Barbere ventrale halsregionen av grisen og gjennomføre framgangsmåten i generelle sterile betingelser.
    6. Implant en magnetisert og en ikke-magnetisert stent i høyre koronararterie (RCA) med standard hjertekateterisering teknikk.
      1. Catheterization av dyr bør utføres av en utdannet intervensjons kardiolog. Åpne høyre karotidarterie med en 9 fransk kappe.
      2. Cannulate målet koronar og injisere joderte kontrastvæske for å få fluoroskopiske bilder.
      3. Plasser en 0,014 tommer standard koronar guidewire i arterien. Advance ballongen og stent bruke denne guidekabel og distribuere stent i en 3-3,5 mm diameter fartøy.
    7. Tilstoppe blodstrømmen i RCA proksimalt til de implanterte stent ved hjelp av en over ledningen ballongen og levere omtrent 2x10 6 autologt EOC merket med Spion suspendert i 4 ml PBS med sentralkateteret over en 2 minutters periode.
    8. Gjenopprette blodstrømmen til RCA etter 2 min ekstra okklusjon.
    9. Overfør dyret til utvinning rom og følge nøye med dyret før den har kommet til bevissthet.
    10. Fortsett å administrere platehemmende medisiner (acetylsalisylsyre 325 mg og klopidogrel 75 mg) legge operativt inntil offer.
  2. Stent eksplantat og histologi
    1. Avlive dyrene 7 dager etter operasjonen ved først bedøvelse av dyret som forklart tidligere, og deretter administrere intravenøst ​​en dødelig dose av natriumpentobarbital (100 mg / kg) i henhold til gjeldende institusjonelle dyr pleie og retningslinjer for bruk.
    2. Kirurgisk høste stentet arterielle segmenter. Fest eksplanterte arteriene i 10% formalin buffer i minst 30 min. La prøvene i formalin buffer for ytterligere histologisk analyse.
    3. Outsource den faste prøven til anlegg i stand til å utføre histologi med metallstent. Under denne behandling blir prøvene bygge inn i metylmetakrylat, tverrsnitts, og analysert ved hjelp av histologisk Mallory farging teknikk med prøysser blå flekk for jernpartikler.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Iterativ stent design basert på FEA (figur 1) viste en stent som kan klemme og ekspandere med en hovedstamme på 20% som er mindre enn 30% bruddforlengelsen. Krympe- og ekspansjon test (figur 2) viste ingen tegn på brudd. Bilder av deformert stent viste god avtale med FEA beregnede deformasjoner og også mikros bildene viste ingen brudd (figur 3). Som forventet fra de tilbakeholdte magnetiske feltmålinger (figurene 4 og 5), ble Spion-merkede celler fortrinnsvis tiltrukket bøyde segmenter i aksialt magnetisert stents og mer jevnt tiltrukket av rette segmenter i diametralt magnetisert tent (figur 6). Histologiske bilde viste jern farging nær stenten avstiverne beviser EOC tiltrekke seg og holde på stenten i løpet av 7 dagers periode implantasjon (figur 7).

"> Figur 1
Figur 1. Stent modellering og analyse flytskjema. Skjemaet viser dataassistert modellering og elementanalyse som viser en steg-for-steg prosess brukes på en 2205 rustfritt stål stent. Modifisert fra Uthamaraj et al. 2 014 6 med re-print tillatelse.

Figur 2
Figur 2. Rustfritt stål stent krymping og ekspansjon. Laser snitt og elektro stent a) som snitt, b) krympet på en trefalset ballongkateter, og c) utvidet til 3 mm ved hjelp av trifold ballongen. Modifisert fra Uthamaraj et al. 2 014 6 med re-print tillatelse.

Figur 3
Figur 3. Mikroskopisk undersøkelse av stenten. Lysmikroskopi ble brukt for å avbilde den ekspanderte stent som ble sammenlignet med FEA simulering.

Figur 4
Figur 4. Magnetic probe måling sceneoppsett. XYZ stadier og rotasjonstrinn var samlet for å posisjonere stenter og magnetiske sonden under magnetiske feltmålinger.

Figur 5
Figur 5. magnetfelt måle regioner på en stent og måleverdier. Viser Bildet målte tilbakeholdt magnetiske felt av 2205 stenter i aksialt magnetiserte og diametralt magnetiserte konfigurasjoner. Modifisert fra Uthamaraj et al. 2 014 6 med re-print tillatelse.


Figur 6. In-vitro celledigitaliserings studier. Fluorescensmikroskopi bilder av 2205 rustfritt stål stenter som viser celle-håndtering i (A) stent ikke-magnetisert, (B) diametralt magnetisert stent og (C) aksialt magnetisert stent. Modifisert fra Uthamaraj et al. 2 014 6 med re-print tillatelse.

Figur 7
Figur 7. Bilder av histologiske snitt gjennom stentet koronar arterie deler av (A) magnetisk stent med blå jern flekker nær avstiveren og (B) ikke-magnetisk kontroll stent viser ingen blå flekker nær staget. Prøvene ble farvet ved anvendelse av Mallory farging Teknikken med jernpartikler sholdes med prøyssisk blå flekken. Den "*" symbolet indikerer stent spankulere steder. Modifisert fra Uthamaraj et al. 2 014 6 med re-print tillatelse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi utviklet et magnetisk stent som kan fungere som en bart metall stent og kan tiltrekke Spion-merket endotelceller. I tidligere studier med magnetiske stenter, har forskerne brukt nikkel belagt kommersielle stenter og spoler eller masker laget av magnetiske materialer på grunn av utilgjengelighet av en ferromagnetisk stent 5,10-14. Andre grupper har også brukt det paramagnetiske natur kommersielt tilgjengelige 304-grade rustfritt stål stenter for målretting nanopartikkel lastet endotelceller 3. Nikkel belegg kan være allergifremkallende til de pasientene som fikk stentene og de ​​paramagnetiske stenter trenger et eksternt magnetfelt til å tiltrekke seg og beholde magnetiske nanopartikler 3,5. Derfor designe og utvikle en funksjonell ferromagnetisk stent er viktig for celle levering applikasjoner samt andre kliniske applikasjoner 10,15-20. Den duplex naturen av materialet valgt for denne studien - 2 205 rustfritt stål - gjør det wEakly ferromagnetisk. I tillegg har 2 205 rustfritt stål, en lavere maksimal belastning på 30% i forhold til andre rustfritt stål som brukes til å lage stenter for eksempel 316L rustfritt stål (70%) 6,21,22.

Basert på denne romanen anvendelsen av 2205 rustfritt stål, protokollen som presenteres i denne studien forklarer de metoder for å designe, produsere og teste et svakt magnetisk stent. Først ble en enkel stent design mønster utviklet ved hjelp av en eksisterende stentmønster som en veiledning. Resultater fra FEA-simuleringer antydet at materialet som trengs for å bli lagt til de bøyde deler av stenten for å oppnå en maksimal hoved stamme av 20% som er mindre enn bruddforlengelsen til materialet. Den endelige utforming stent hadde en avstiver tykkelse på 90 um. For det andre, de produserte stentene ble magnetisert og deres beholdt magnetiske felt ble målt. Den beholdt magnetiske feltstyrke av 2205 rustfritt stål stent avhenger av orienteringen av det påtrykte magnetiske felt 23. Magnetiserte stenter viste en bibeholdt magnetisk felt i området fra 100 til 750 mg sammenlignet med et maksimum på 10 mg for kontroll, ikke-magnetiserte stenter. Til slutt, de store dyre implantasjon studier viste at BMS fremstilt av 2205 rustfritt stål kan brukes til å tiltrekke og holde på Spion-merkede endotelceller selv når blodstrømmen er gjenopprettet etter implantasjon. Histologi viste tilstedeværelse av jern blå flekker nær stenten avstivere av det magnetiserte stent, og dermed å påvise celle opptak og retensjon etter 7 dager med implantasjon.

CAD og FEA brukes i vår studie kan brukes for riktig design og analyse av lignende ballongutvid stenter. I dagens protokollTrinn 1.2.5, 1.2.6 og 1.2.7 er avgjørende for å sette opp grensebetingelser og materielle verdier oppdraget og er nødvendig for riktig å utforme en stent. Resulterer magnetiserte 2205 rustfritt stål stenter implantert i store dyr viste celle fangst og oppbevaring. Trinn 5.1.7 og 5.1.8 er også avgjørende for å oppnå riktig celle seeding på magnetisert stenter. Dessuten er innføringen av celler til den magnetiske stenten implantatstedet i løpet av en 2 minutters okklusjon unik for vår studie presentert.

Stentene som er utviklet i denne studien var i stand til å raskt endothelialize og motstå kortvarig implantering, men det er uklart om stentene kan tåle langvarig implantasjon. Til dags dato, ferromagnetiske materialer har ikke blitt grundig undersøkt for å forstå sine begrensninger for kliniske applikasjoner. Men våre 7 dagers gris implantasjon data viste at 2205 rustfritt stål hadde god blod og vev kompatibilitet. Metodene som presenteres i denne undersøkelse gjør ingent ta opp teknikker for avansert mekanisk testing av stentene som tretthet testing eller langvarig interaksjon av det magnetiske materiale med blodet 24-28. I tillegg ble den svakt ferromagnetisk natur 2205 rustfritt stål i stand til å fange opp magnetisk merkede celler, men et nytt materiale med sterkere magnetiske egenskaper kan forbedre celle-fangst. Videre forskning er også nødvendig å studere biokompatibilitet og langtidssikkerhet av ferromagnetiske materialer. Endothelial utvekst cellene anvendt i denne studien ble oppnådd ved å følge en tidligere publisert protokoll som viste hvordan å isolere og karakterisere de endoteliale cellene utvekst 5,7. Denne studien ble også begrenset av det lille antallet av dyr.

Oppsummert har rask endotelialisering av stenter vært begrenset til dags dato på grunn av utilgjengelighet av optimal levering enheter og dårlig adhesjon til endotelceller. De ferromagnetiske stenter som er utviklet i denne studienhar fordelen av å virke som et BMS samtidig gir nok beholdt magnetisk felt for å fange magnetisk-merkede endotelceller. Som en del av vårt kontinuerlige studier av langsiktige implantasjon effekter, stentene må gjennomgå strengere mekanisk og biokompatibelt testing. Stenten utviklet i denne studien viser store løftet som en funksjonell ferromagnetisk stent i stand til endotelial celle fangst og retensjon og metodene som presenteres i denne undersøkelse kan anvendes for fremtidig stent utvikling og testing.

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

Bioteknologi Magnetic stent rask helbredelse endotelialisering CAD FEA 2 205 rustfritt stål hjerte-stenter
Ferromagnetisk Bare Metal Stent for endotelcelle Capture og oppbevaring
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