키리가미에서 영감을 받은 구조의 4D 인쇄 된 분기식 스텐트

Dahong Kim; Taeyoung Kim; Yong-Gu Lee

doi:10.3791/59746

이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.

방법 논문

키리가미에서 영감을 받은 구조의 4D 인쇄 된 분기식 스텐트

8K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/59746

⸱

2019년 7월 25일

Dahong Kim¹ , Taeyoung Kim¹ , Yong-Gu Lee¹

¹School of Mechanical Engineering, Gwangju Institution of Science and Technology

이 논문에서

요약

3D 프린터를 사용하여 형상 메모리 폴리머 필라멘트가 압출되어 분기형 관 구조를 형성합니다. 구조는 한 번 접힌 후 가열 할 때 형성 된 모양으로 돌아갈 수 있도록 패턴화되고 모양이 됩니다.

초록

일반적으로 "Y"라는 문자의 형태로 분기된 혈관은 좁히거나 차단되어 심각한 건강 문제를 초래할 수 있습니다. 분지 된 용기 내부에 외과 적으로 삽입 된 분지 용기에 속히 비어 있고 외부 모양인 분기 된 스텐트는 체액이 없이 스텐트 내부를 자유롭게 통과 할 수 있도록 지지 구조역할을합니다. 좁아지거나 막힌 선박에 의해 방해를 받고 있습니다. 분기된 스텐트가 대상 부위에 배치되려면 선박 내부에 주입하여 대상 부위에 도달하기 위해 선박 내부로 이동해야 합니다. 용기의 직경은 분기 된 스텐트의 경계 구보다 훨씬 작습니다. 따라서 분기된 스텐트가 혈관을 통과할 수 있을 만큼 작게 유지되고 표적 분지에서 확장되도록 기술이 필요합니다. 이 두 가지 상충되는 조건, 즉 통과할 수 있을 만큼 작고 좁은 통로를 구조적으로 지지할 수 있을 만큼 충분히 크며, 동시에 만족시키기가 매우 어렵다. 우리는 위의 요구 사항을 충족하기 위해 두 가지 기술을 사용합니다. 첫째, 재료 측에서 형상 메모리 폴리머(SMP)는 작은 것에서 큰 형상 변화, 즉 삽입시 작아지고 대상 부위에 커지는 것을 스스로 개시하는 데 사용된다. 둘째, 디자인 측면에서, 키리가미 패턴은 작은 직경단일 튜브로 분기 튜브를 접는 데 사용됩니다. 제시된 기술은 운송 중에 압축할 수 있는 구조를 설계하고 활성화될 때 기능적으로 숙련된 모양으로 돌아갈 수 있습니다. 우리의 일은 의학 스텐트를 표적으로 하고 있더라도, 생체 적합성 문제는 실제 적인 임상 사용의 앞에 해결될 필요가 있습니다.

서론

스텐트는 혈관 및 기도와 같은 인간에 있는 좁아지거나 협착한 통로를 넓히기 위하여 이용됩니다. 스텐트는 통로를 닮은 관 구조이며 기계적으로 더 붕괴되는 통로를 지원합니다. 일반적으로 자가 팽창 금속 스텐트(SEMS)가 널리 채택됩니다. 이 스텐트는 코발트 크롬 (스테인레스 스틸)과 니켈 티타늄 (니티놀)^1,^2로구성된 합금으로 만들어집니다. 금속 스텐트의 단점은 스텐트의 금속 와이어가 살아있는 조직과 접촉하고 스텐트가 영향을 받는 압력 괴사가 존재할 수 있다는 것입니다. 또한 신체의 혈관은 불규칙하게 형성 될 수 있으며 단순한 관 구조보다 훨씬 복잡합니다. 특히, 분지 루멘에 스텐트를 설치하는 많은 전문 임상 절차가 있습니다. Y자형 루멘에서는 두 개의 원통형 스텐트가 동시에 삽입되어 가지3에 결합됩니다. 각 추가 지점에 대해 추가 수술이 수행되어야합니다. 절차는 특별히 훈련된 닥터를 요구하고, 삽입은 분지 된 스텐트의 돌출기능 때문에 극단적으로 도전적입니다.

분기된 스텐트의 모양이 복잡하기 때문에 3D 프린팅에 매우 적합한 대상이 됩니다. 기존의 스텐트는 표준화된 크기와 모양으로 대량 생산됩니다.....