Elektrospinning ve Balon Genişletilebilir Bare Metal stentler Kullanma Küçük Caliber Stent-greft Fabrikasyon

Bu üretim sürecinin genel amacı, balonla genişletilebilir bir stenti iki katman elektrospun poliüretan nanofiber içine kapsülleyerek küçük çaplı bir stent-greft geliştirmektir. Bu araştırma, gerçekten çok hızlı iyileşen küçük çaplı stent-greftler geliştirmemize yardımcı olmakta ve potansiyel olarak daha önce yapılmamış yeni tıbbi uygulamaların önünü açabilmektedir. Bu tekniğin avantajları, stent-greftlerin hücre dışı matrisi taklit eden polimer nanofiberlerden yapılmış olmasıdır.

Üretim süreci aynı zamanda oldukça basittir ve elverişli mekanik özellikler ile hücre yapışma özellikleri sağlar. Başlamak için, önce dereceli bir silindir içerisinde yaklaşık 8 mililitre biyouyumlu, gıda sınıfı, suda çözünür destek malzemesini 155 °C'de eritin. Ayrıca, 100 mm uzunluğunda ve 3 mm genişliğindeki paslanmaz çelik mandreli 155 °C'ye kadar ısıtın.

Ardından fırını kapatın ve mandreli destek malzemesine daldırın. Daha sonra mandreli fırına dikey olarak asın ve yaklaşık 140 °C sıcaklıkta gerçekleşmesi gereken malzemenin katılaşmasını bekleyin. Fazla malzeme uçtan damlayarak akmalıdır.

Ardından, elektrospinning sisteminin mandrel kolektörünü kurun. Bunun için, ucunda mandrel tutucu bir kavrama bulunan plastik bir çubukla donatılmış bir laboratuvar karıştırıcısı gereklidir. Mandrelin kavramaya takılabilmesi için ucundaki destek malzemesini çözün.

Ardından, elektrospun malzemeyi toprak telinden korumak için mandrelin her iki tarafına kauçuk O ringler yerleştirin ve mandreli U şeklindeki toprak teli ile elektriksel olarak topraklayın. Sonrasında, destek sağlamak amacıyla açıkta kalan mandreli uzak uçtaki kısa bir tutucuya sabitleyin. Diğer uçta ise mandreli laboratuvar karıştırıcısının dönen çubuğuna bağlayın.

Her iki desteği vidalar kullanarak mandrele sabitleyin ve mandrele elektriksel topraklama yapın. Şimdi sıvı poliüretan ekstrüzyon sistemini kurun. İlk olarak, şırınga pompasına uygun beş mililitrelik bir cam şırıngayı, taze hazırlanmış %15 poliüretan çözeltisi ile doldurun ve spinneret görevi görecek küt uçlu bir paslanmaz çelik iğne takın.

Şırınganın iç çapını dikkate alarak, pompayı çözeltiyi dakika başına sıfır virgül sıfır bir mililitre hızla ekstrüde edecek şekilde programlayın. Elektrik arkını önlemek için şırıngayı, kauçuk levhalar kullanarak şırınga pompalarının iletken parçalarından izole edin. Ardından, spinneret ucunun mandrel toplayıcıdan 20 cm uzaklıkta olacağı şekilde şırıngayı pompanın içine yerleştirin.

Ardından, yüksek voltaj jeneratörünü bir timsah klips kullanarak eğirici uca bağlayın. Elektro eğirme işlemine başlamadan önce çeker ocak egzozunu kapatın. Çalıştırma için şırınga pompasını başlatın ve mandreli yaklaşık 50 RPM hızda döndürün.

Ardından, spinneret ile toplayıcı mandrel arasına 20 kilovoltluk bir voltaj farkı uygulayın. Poliüretan nanolifler dönen mandrel üzerine çökmeye başlayacak ve birkaç dakika içinde ince bir tabaka görünür hale gelecektir. Üniform bir tüp oluşturmak için poliüretan nanoliflerin iki saat boyunca birikmesine izin verin.

Nanolifler eğirildikten sonra, çeker ocak egzozunu tekrar açın ve mandreli plastik desteklerden çıkarın. Ardından, tübe zarar vermeden balonla genişletilebilir stenti elektroeğirme ile üretilen tüpün üzerine dikkatlice kaydırın. Gerekiyorsa, stentin daha kolay geçmesi için onu hafifçe genişletin.

Ardından, stenti tüpe sıkıca oturması ve kaymaması için istenen konumdan kıvırın. Bu işlem, iç ve dış katmanların ayrılmasını (delaminasyon) önlemeye yardımcı olacaktır. Mandreli düzeneğe geri yerleştirin ve stent-greft üzerine bir dış katman oluşturmak için elektrospinning işlemine önceki gibi üç saat boyunca devam edin.

Ardından, stent-greft hâlâ mandrel üzerindeyken, fazla poliüretanı her iki ucun yaklaşık bir milimetre uzağından bir skalpel kullanarak çevresel olarak kesin. Daha sonra, destek malzemesini çözmek için mandreli ve stent-grefti deiyonize suda bekletin. Destek malzemesi tamamen çözünene kadar suyu gerektiği şekilde değiştirin.

Ardından stent-grefti mandrenden nazikçe çıkarın ve havada kurumaya bırakın. Stent-grefti test etmek için onu üç milimetrelik üç katlı bir balonun üzerine kaydırın ve el tipi bir sıkıştırma aleti kullanarak balon üzerine sıkıştırın. Mikroskop altında, sıkıştırılmış stent-grefti homojen sıkıştırma ve deforme olmuş bir stentte meydana gelebilecek tabaka ayrılması veya örtü malzemesinde delinme gibi diğer herhangi bir başarısızlık belirtisi açısından inceleyin.

Görünüm uygunsa, bir şişirme cihazı ve su yardımıyla üç katlı balonu basınçlandırarak stent-grefti üç milimetreye genişletin. Genişletme işlemi tamamlandıktan sonra, stent-grefti tekrar incelemek için mikroskobu kullanın. Genişlemenin tekdüze olup olmadığını ve herhangi bir başarısızlık belirtisi olup olmadığını kontrol edin.

Elektroeğirme cihazı kullanılarak yüksek kaliteli poliüretan nanolifler üretilebilir. Bu düzenekle poliüretan nanoliflerin elektroeğirme işlemi, saatte 50 mikron nanoliften oluşan üniform bir poliüretan tabakası oluşturur. Elde edilen küçük çaplı stent-greftin kıvırma ve genişletme işlemleri, bu cihazların düzensiz genişleme veya materyal hatası belirtileri göstermeden standart bir üç katlı balon kullanılarak yerleştirilebildiğini göstermektedir.

Bu prosedürün ardından, cihazın işlevselliğini, dayanıklılığını ve performans özelliklerini incelemek için hayvan modeli implantasyonu gibi diğer yöntemler uygulanabilir. Bu prosedür gerçekleştirilirken, elektrospinning sırasında egzozu kapalı, numuneyi çıkarmadan önce ise tekrar açık olan bir kimyasal çeker ocak içinde çalışmanın önemli olduğunu unutmamak gerekir.