Name: 4D baskılı Bifurcated Stents Kirigami Ilham yapıları ile (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-07-25T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 52 s
Description: Öğrenin, şekil hafızalı polimerler ve 3D baskı teknolojisi kullanarak kişiye özel bifurkasyon stentleri nasıl üretilir. Bu yöntem, dar damarlarda tek işlemle yerleştirilebilen kompakt stentler geliştirmeyi mümkün kılar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma, Kore hükümeti tarafından finanse edilen bilgi Enstitüsü & Iletişim teknolojisi planlama ve değerlendirme (ııTP) hibe (MSIT) (No. 2018-0-01290, açık bir veri kümesinin geliştirilmesi ve bilişsel işleme teknolojisinin desteklenmesi yapılandırılmış olmayan insanlardan (polis memurları, trafik güvenliği memurları, yayalar, vb.) elde edilen özelliklerin tanınması, kendinden sürüş arabalarda kullanılan hareketler) ve 2019 yılında GıST tarafından finanse edilen GıST Araştırma Enstitüsü (GRı) hibe.

1. gösteri için kan damar mock-up tasarım
<ol><li>Proksimal Ana Geminin çapını 25 mm, distal ana damar çapları ve 22 mm 'ye eşit yan şube olarak ayarlayın. 140 mm 'ye eşit damarların toplam uzunluğunu ayarlayın. proksimal ana damar, distal ana damar ve yan şube uzunluğunu 6 ' ya ayarlayın. sırasıyla 5 mm, 75 mm ve 65 mm. Tam kan damarı Şekil 2 ve Şekil 3' te gösterilir.</li>
	<li>FDM 3D yazıcı kullanarak dallı geminin bilgisayar modelini yazdırın. Polikarbonat filament kullanın.</li>
</ol>2. kalıp tarafından kan damar mock-up imalat
<ol><li>3B baskılı parçayı oluşturacak kutu şeklinde bir konteyner oluşturun. 110 x 105 x 70 mm konteyner boyutlarını ayarlayın ve bir Akrilik plaka kullanın.</li>
	<li>Kutunun ortasına yerleştirilen 3D baskılı dallı gemi ile, yavaşça kabarcık oluşumunu en aza indirmek için konteyner içine silikon dökün. Sıvı silikon kuru ve 36 ~ 48 h için sertleştir.</li>
	<li>Kapsayıcıdan katılaştırılmış silikon kaldırmak ve 3D baskılı parçayı kaldırmak için yarısını kesti. Bölünmüş silikon kesme düzleminde yeniden katılın. Ortaya çıkan vücut kan damar mockup olduğunu. Nihai sonuç Şekil 4 ' ügösterilir.</li>
</ol>3. Kirigami dayalı dallı stent tasarımı
Not: dallanmış stent boyutu kan damar mockup Y şeklinde yol içinde kuytu sığacak şekilde yapılır. İç boş yapılır ve yüzey tübüler meshleri işlevsel olarak kat ve tam açılmamış konfigürasyona dönmek için tasarlanmıştır.
<ol><li>Geleneksel stents benzer dalgalı desenler aşağıdaki Bifurcated stent gövde tasarımı. 22 mm ve 38 mm gövde uzunluğu için gövde çapı ayarlayın.</li>
	<li>Şekil 5B'de gösterildiği gibi, Bifurcated dalları bir silindir olarak tasarlayın. Şube çapı 18 mm ve şube uzunluğu 34 mm olarak ayarlayın.</li>
	<li>Stent toplam uzunluğunu 72 mm 'ye ayarlayın. Son şekil Şekil 6' da gösterilir.</li>
</ol>4. SMP filamat ile 3D baskı
<ol><li>Bir SMP filament kullanarak FDM 3D yazıcısında Bifurcated stent yazdırın. Bu filament büyük bileşimi poliüretan olduğunu. Ticari satıcı aynı zamanda bu filements pellet şeklinde sağlar, böylece son kullanıcı da malzemenin özelliklerini terzi ek maddeler ekleyebilirsiniz (Şekil 7).</li>
	<li>Model Dilimleme için dilimleme yazılımını kullanın ve 3B yazıcının ayarlarını kontrol etmek için. Ekstruder sıcaklığını 230 °c ' ye ve yazıcı yatağı sıcaklığına oda sıcaklığına ayarlayın. Merdiven etkisini en aza indirmek için katman yüksekliğini 0,1 mm olarak ayarlayın.</li>
	<li>Baskı hızını 3.600 mm/dak olarak ayarlayın. iç dolgu yüzdesi miktarını 80% olarak ayarlayın. Yapı iç boş olduğu için gerekli olan baskı sırasında destekçi oluşumu dahil. Şekil 8 yazdırma işlemini gösterir.</li>
</ol>5. yüzeyi yumuşatın
Not: kaba yüzeyler aşınarak damarlara zarar vereceğinden, aşağıdaki adımlar gereklidir.
<ol><li>Kesiciler kullanarak destekçileri çıkarın (Şekil 9A). Taraftarları stent iç eklenir. Stents çıkardıktan sonra, stents yırtılmasını önlemek için aşırı dikkatli olun.</li>
	<li>Yüzeyi zımpara kağıdına karşı ovun (Şekil 9B) yazdırılan yüzeyde katman çizgilerini, çizmeleri veya lekeleri kaldırmak için. Destekçilerin kesiciler tarafından kaldırılabileceği tekrarlanan parlatma gerekebilir.</li>
	<li>Yüzeyi iyi havalandırılan bir yerde sprey kullanarak boyayın ve kişisel bir maske takın. Temiz, kum ve yüzeyi kurutun. Tekrarlayan boyalar ince katmanları uygulayarak Aşırı püskürtme koruyun. Silikon Damar mockup ve stent arasındaki kontrastı geliştirmek için siyah boyalar kullanın (Şekil 9C).</li>
</ol>6. Bifurcated stent deforme
<ol><li>Sıcak suya Bifurcated stentler yerleştirin sıcaklık cam geçiş sıcaklığının üzerinde olduğu gibi. Stent yumuşatılmış olduğunda, dala diğer yarısını karşı bir yarısını itin. Şekil 10Aiçinde gösterildiği gibi, diğer yarısında bir yarısı yuva.</li>
	<li>İki dalları tek bir silindire katlayın, böylece ana gemi üzerinden seyahat edebilirsiniz. Diğer dala aynı yuvalama işlemini gerçekleştirin. Daha sonra, silindirlerin iki yarısı Şekil 10B'de gösterildiği gibi tek bir kapanmış durumdadır.</li>
</ol>7. Bifurcated stentin damarlara yerleştirilmesi
<ol><li>Bir tankı ılık suyla doldurun. Su sıcaklığını 55-60 °C ' ye ayarlayın. Silikon Damar mockup tankı içine batırın. Ana gemi yukarıda ve dalları aşağıda olduğu gibi mockup Orient.</li>
	<li>Yukarıdan silikon damar mockup açılışına katlanmış Bifurcated Stent takın. Onun dalları açılışa doğru gibi katlanmış Bifurcated stent Orient. Katlanmış Bifurcated stent genişlemeye başlayacaktır, ve alt dalları, her şube Y şeklinde damarların bifurkasyon çekirdeğinden onun çiftleşme yolu doğru kaydıracak gibi bölmek (Şekil 12).</li>
</ol>

<ol><li>Migliavacca, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stainless+and+shape+memory+alloy+coronary+stents%3A+a+computational+study+on+the+interaction+with+the+vascular+wall%5BTitle%5D)+AND+%22Biomechanics+and+Modeling+in+Mechanobiology%22%5BJournal%5D)">Stainless and shape memory alloy coronary stents: a computational study on the interaction with the vascular wall.</a> Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. 2 (4), 205-217 (2004).</li>
<li>Kuribayashi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-deployable+origami+stent+grafts+as+a+biomedical+application+of+Ni-rich+TiNi+shape+memory+alloy+foil%5BTitle%5D)+AND+%22Material+Science+and+Engineering+A%22%5BJournal%5D)">Self-deployable origami stent grafts as a biomedical application of Ni-rich TiNi shape memory alloy foil.</a> Material Science and Engineering A. 419, 131-137 (2006).</li>
<li>Suwaidi, A. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Immediate+and+long-term+outcome+of+intracoronary+stent+implantation+for+true+bifurcation+lesions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Immediate and long-term outcome of intracoronary stent implantation for true bifurcation lesions.</a> Journal of the American College of Cardiology. 35 (4), 929-936 (2000).</li>
<li>Mao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sequential+self-folding+structures+by+3D+printed+digital+shape+memory+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Sequential self-folding structures by 3D printed digital shape memory polymers.</a> Scientific Reports. 5, 13616(2015).</li>
<li>Ge, Q., Qi, H. J., Dunn, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Active+materials+by+four-dimension+printing%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Active materials by four-dimension printing.</a> Applied Physics Letters. 103, 131901(2013).</li>
<li>Wu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-shape+active+composites+by+3D+printing+of+digital+shape+memory+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Multi-shape active composites by 3D printing of digital shape memory polymers.</a> Scientific Reports. 6, 24224(2016).</li>
<li>Chen, S., Zhang, Q., Feng, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+printing+of+tunable+shape+memory+polymer+blends%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">3D printing of tunable shape memory polymer blends.</a> Journal of Materials Chemistry C. 5, 8361-8365 (2017).</li>
<li>Qi, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multimaterial+4D+printing+with+tailorable+shape+memory+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Multimaterial 4D printing with tailorable shape memory polymers.</a> Scientific Reports. 6, 31110(2016).</li>
<li>Lendlein, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodegradable%2C+elastic+shape-memory+polymers+for+potential+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Biodegradable, elastic shape-memory polymers for potential biomedical applications.</a> Science. 296, 1673-1676 (2002).</li>
<li>Lendlein, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+memory+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+chemie%22%5BJournal%5D)">Shape memory polymers.</a> Angewandte chemie. 41, 2034-2057 (2002).</li>
<li>Baer, G. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+in+vitro+deployment+of+a+laser-activated+shape+memory+polymer+vascular+stent%5BTitle%5D)+AND+%22BioMedical+Engineering+OnLine%22%5BJournal%5D)">Fabrication and in vitro deployment of a laser-activated shape memory polymer vascular stent.</a> BioMedical Engineering OnLine. 6, 43(2007).</li>
<li>Wache, H. M., Tartakowska, D. J., Hentrich, A., Wagner, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+polymer+stent+with+shape+memory+effect+as+a+drug+delivery+system%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Science%3A+Materials+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Development of a polymer stent with shape memory effect as a drug delivery system.</a> Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 14 (2), 109-112 (2003).</li>
<li>Shyu, T. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+kirigami+approach+to+engineering+elasticity+in+nanocomposites+through+patterned+defects%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">A kirigami approach to engineering elasticity in nanocomposites through patterned defects.</a> Nature Materials. 14, 785-789 (2015).</li>
<li>Rossiter, J., Sareh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kirigami+design+and+fabrication+for+biomimetic+robotics%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">Kirigami design and fabrication for biomimetic robotics.</a> Proc. SPIE. 9055, Bioinspiration, Biomimetics, and Bioreplication. 90550G (2014).</li>
<li>Kim, T., Lee, Y. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+transformable+bifurcated+stents%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Shape transformable bifurcated stents.</a> Scientific Reports. 8, 13911(2018).</li>
</ol>

Yazarların ifşa etmesi gereken hiçbir şey yok.

Stents genellikle kan damarlarını ve hastaların hava yolları gibi tıkanmış iç yolları temizlemek için kullanılır. Stentler eklemek cerrahi operasyon hastanın hastalık ve insan anatomik özellikleri dikkatli dikkate gerektirir. Geminin şekli karmaşık ve çeşitli dallanma koşulları var. Ancak, standart stent operasyonel prosedürler standart boyutlarda toplu üretilen stentler dayanmaktadır. Bu protokolde, kan damarlarının tam geometrisine dayanarak stentin üretiminde şahsen nasıl terzi yapılacağını gösterdik. Bunu yaparken, b...

Stents, kan damarlarını ve hava yolları gibi insanlarda daralmış veya stenoslu pasajlar genişletmek için kullanılır. Stents, pasajlara benzeyen ve daha da çökten pasajlar mekanik olarak destekleyen tübüler yapılardır. Tipik olarak, kendinden genişleyen metal stentler (sems) yaygın olarak benimsenmiştir. Bu stentler kobalt-krom (Paslanmaz çelik) ve nikel-titanyum (Nitinol)1,2oluşan alaşımlar yapılır. Metal stentlerin dezavantajı, stentin metal kablolarının canlı dokularla temas edildiği ve stentlerin etkilendiği yerde basınç nekrozu bulunabileceği anlamına gelir. Ayrıca, vücudun gemiler düzensiz şekilli olabilir ve basit tübüler yapılardan çok daha karmaşıktır. Özellikle, dallanmış lümen içinde stentler yüklemek için birçok özel klinik prosedürler vardır. Y şeklinde bir lümen, iki silindirik stentler aynı anda eklenir ve bir şube3katıldı. Her ek şube için ek bir cerrahi prosedür yapılmalıdır. Prosedür özel eğitimli doktorlar gerektirir, ve ekleme son derece dallanmış stents çıkıntılı özellikleri nedeniyle zordur.
Bifurcated stentler şeklin karmaşıklığı 3D baskı için çok uygun bir hedef yapar. Konvansiyonel stentler standart boyutlarda ve şekillerde üretilir. 3D baskı imalat metodolojisi kullanarak, her hasta için stent şeklini özelleştirmek mümkündür. Şekiller, hedef nesnenin kesit şekillerinin katmandan katmanını art arda ekleyerek yapıldığından, teoride, bu yöntem herhangi bir şekil ve boyutun parçalarını üretebilmek için kullanılabilir. Konvansiyonel stentler çoğunlukla silindirik şekle sahiptir. Ancak, insan damarlarının dalları vardır ve çaplar tüpler boyunca değişir. Önerilen yaklaşımı kullanarak, şekil ve boyutlardaki tüm bu varyasyonlar konaklayabilmektedir. Ayrıca, gösterilmese de, kullanılan malzemeler tek bir stent içinde de değişebilir. Örneğin, desteğinin gerekli olduğu ve daha fazla esnekliğin gerektirdiği daha yumuşak malzemelerin kullanılması için daha sıkı malzemeler kullanabiliriz.
Bifurcated stentler şekli değişen gereksinimi 4d baskı, yani, zaman ek dikkate ile 3D baskı çağırır. Özel malzemeler kullanılarak oluşturulan 3D baskılı yapılar, ısı gibi harici bir stimülasyon ile şeklini değiştirmek için programlanabilmektedir. Dönüşüm kendi kendine sürdürülür ve harici güç kaynağı gerektirmez. 4d baskı için uygun bir özel malzeme bir SMP4,5,6,7,8,9, hangi sergileyen şekil bellek efektleri ortaya malzeme özel tetikleyici cam geçiş sıcaklığı. Bu sıcaklıkta, parçaların yapısı orijinal şekline dönmeli şekilde yumuşak hale gelir. Yapı 3D baskılı sonra, cam geçiş sıcaklığı biraz üzerinde bir sıcaklığa ısıtılır. Bu noktada, yapı yumuşak olur ve biz güçleri uygulayarak şekli deforme edebiliyoruz. Uygulanan güçleri korurken, yapı soğutulur, sertleşir ve uygulanan kuvvetler kaldırıldıktan sonra bile deforme şeklini korur. Daha sonra, son aşamada, yapının orijinal şekline dönmesi gerektiğinde, yapının hedef siteye ulaştığı an gibi, ısı, yapının cam geçiş sıcaklığına ulaşması için sağlanır. Son olarak, yapı kendi ezberlenmiş özgün şekline döner. Şekil 1 daha önce anlatılan çeşitli aşamaları gösterir. SMPS kolayca uzatılabilir ve biyouyumlu ve biyolojik olarak çözünebilir bazı smps vardır9,10. Tıp alanında smps için birçok kullanımları vardır9,10, ve stentler11,12 onlardan biri.
Stentler ve katlama tasarımı desenleri "Kirigami" adlı Japon kağıt kesme tasarımı izleyin. Bu süreç "origami," denilen iyi bilinen kağıt katlama tekniği benzer ama fark katlama ek olarak, kağıt kesme da tasarım izin verilir. Bu teknik sanatta kullanılmıştır ve ayrıca mühendislik uygulamalarında2,3,13,14' te uygulandı. Kısacası, Kirigami özel olarak tasarlanmış noktalarda kuvvetleri uygulayarak üç boyutlu bir yapıya bir düzlemsel yapısını dönüştürmek için kullanılabilir. Tasarım gerekliliklerine göre, stent, yolların içine yerleştirildiğinde basit bir silindirik şekil olması gerekir ve silindir her yarım hedeflenen dallanmış gemi tam silindirik bir şekle açılmalıdır uzunluğu boyunca bölmek gerekir. Çözüm, ana gemi ve yan dalları tek bir silindir içine katlanmış olduğu gerçeğini yatıyor, yan dalları ekleme sırasında damarların duvarları ile müdahale olmayacaktır gibi. Açılır komut sinyali, SMP 'nin cam geçiş sıcaklığının üzerindeki Ortam sıcaklığındaki artıştan gelir. Ayrıca, katlama, 3D baskılı Bifurcated stent yumuşatıcı ve ana gemi içine yan şube katlanır hasta vücudun dışında yapılacaktır.
Geleneksel yöntemler, numarası şube sayısına eşit olan birden fazla silindirik stentlerin eklenmesi gerekir. Bu yöntem kaçınılmazdı, çünkü yan dalların çıkıntıları yolların duvarlarını engellemiştir ve tamamen Bifurcated stent eklemek imkansız hale gelmiştir. Kirigami yapısı ve 4D baskı kullanarak, yukarıdaki sorunlar çözülebilir. Bu protokol aynı zamanda kan damarlarının şeklinden sonra imal edilen bir silikon damar modeli kullanarak önerilen yöntemin etkinliğini görselleştirme gösterir. Bu mock-up yoluyla, ekleme sürecinde önerilen buluş etkinliğini ve yeni uygulamaların daha fazla olasılıklar görülebilir.
Bu protokol amacı açıkça bir SMP baskı bir erimiş Biriktirme Modelleme (FDM) yazıcı kullanarak yazdırma ilgili adımları özetlemek için. Ayrıca, baskılı Bifurcated stentler katlanmış duruma deformasyon dahil teknikleri, hedef siteye katlanmış Bifurcated stentler eklenmesi, ve sinyalizasyon ve orijinal şekline yapısının unfolding ayrıntılı olarak verilmiştir. Ekleme gösterisi kan damarlarının silikon mock-up kullanır. Protokol aynı zamanda bir 3D yazıcı ve kalıplama kullanarak bu mock-up imalatı dahil prosedürleri sağlar.

<table><tbody><tr><td>Fortus380mc</td><td>Stratasys</td><td>Fortus 380mc</td><td>FDM Kan damarı maketi yazdırmak için 3D yazıcı</td></tr><tr><td>Moment1 3D yazıcı</td><td>Moment</td><td>Moment 1</td><td>Çatallı stent yazdırmak için FDM 3D yazıcı</td></tr><tr><td>PC (beyaz) Filament Teneke Kutu</td><td>Stratasys</td><td>PC (beyaz) Filament Teneke Kutu</td><td>PC kan damarı maketi yazdırmak için filament</td></tr><tr><td>PLM yazılımı NX 10.0</td><td>Siemens</td><td>NX 10.0</td><td>3D CAD modelleme yazılımı</td></tr><tr><td>Zımpara kağıdı</td><td>DAESUNG</td><td>CC-600CW</td><td>Çatallı stentin yüzeyini buğulamak&nbsp;</td></tr><tr><td>Şekil Hafızalı Polimer filament</td><td>SMP Technologies Inc</td><td>MM-5520</td><td>Şekil hafızalı polimer filament</td></tr><tr><td>silikon</td><td>Shinetus</td><td>KE-1606</td><td>kan damarı maketi için silikon</td></tr><tr><td>Simplify3D Simplify3D</td><td>Simplify3D 4.0.1</td><td>Model dilimleme için dilimleme yazılımı&nbsp;</td><td></td></tr></tbody></table>

4d baskılı bifurcated stents kirigami ilham yapıları ile

4D Printed Bifurcated Stents with Kirigami-Inspired Structures

Genellikle "Y" harfi şeklinde dallanmış gemiler, ciddi sağlık sorunlarına neden olan daralmış veya engellenmiş olabilir. Bifurcated Stentler, iç ve dış içinde boş olan dallı gemiler şeklinde, cerrahi olarak dallanmış gemiler içine yerleştirilen, böylece bedensel sıvılar serbestçe stentler iç olmadan seyahat edebilirsiniz destekleyici bir yapı olarak hareket bloke edilmiş gemiler tarafından engellenmektedir. Hedef sitede dağıtılan bir Bifurcated stent için, bu gemi içinde enjekte ve hedef siteye ulaşmak için gemi içinde seyahat gerekir. Geminin çapı, Bifurcated stentin sınırlayıcı kürenden çok daha küçüktür; Böylece, Bifurcated stent gemi üzerinden seyahat ve hedeflenen dallanmış gemi genişletir yeterince küçük kalır, böylece bir teknik gereklidir. Bu iki çakışan koşullar, yani, yeterince geçmek ve yapısal olarak daraltılmış pasajlar desteklemek için yeterince büyük, aynı anda karşılamak için son derece zordur. Yukarıdaki gereksinimleri yerine getirmek için iki teknik kullanırız. İlk olarak, malzeme tarafında, bir şekil bellek polimer (SMP) kendi kendini başlatmak için kullanılır küçük büyük şekil değişiklikleri, yani, küçük olmak takılı ve hedef sitede büyük hale. İkinci olarak, tasarım tarafında, bir Kirigami desen daha küçük bir çap ile tek bir tüp içine dallanma tüpleri katlamak için kullanılır. Sunulan teknikler taşıma sırasında sıkıştırılabilir yapıları mühendis ve aktif olarak fonksiyonel usta şekle geri dönmek için kullanılabilir. Çalışmalarımız tıbbi stentlerin hedeflenmesine rağmen, biyolojik uyumluluk sorunlarının gerçek klinik kullanım öncesinde çözülmesi gerekir.

Bu protokolde, bir Bifurcated stent üretebilmek için gerekli prosedürleri gösterdik. Stent, Bifurcated stent 'in, kan damarlarının dar yollarından kayar için çok uygun olan kompakt bir silindirik tüpün içine katlanması için bir Kirigami yapısını kullanır. SMP, sıcaklık cam geçiş sıcaklığına ulaştığında katlanmış yapının orijinal şekline dönmesini sağlar. Orijinal şekil, 3D SMP malzeme kullanılarak baskılı, yakından dallı gemiler eşleşir. Diğer bir deyişle, vücuttaki sıvının aktığı dallı damarların iç yüzeyi, fabrikasyon ...

Bir 3D yazıcı kullanarak, bir şekil bellek Polimer filament dallanmış bir boru yapısı oluşturmak için ekstrüze edilir. Yapı desenli ve böylece kompakt bir forma bir kez katlanmış ve sonra ısıtıldığında onun biçimlendirilmiş şekline geri sözleşme olabilir şeklinde.

4D baskılı Bifurcated Stents Kirigami Ilham yapıları ile

Branched vessels, typically in the form of the letter &#34;Y,&#34;&#160;can be narrowed or blocked, resulting in serious health problems. Bifurcated ...

Şekil-bellek polimerler belirli koşullar yerine getirildiğinde şekil değiştirmek için programlanabilir. 3D yazıcılar katmanları katmanlar halinde istifleyerek bu şekilleri üretebilir, böylece herhangi bir şekli hayal edilebilir hale getirebilirsiniz. Bu videoda, teslim edilirken kompakt bir forma küçültülebilen stentleri nasıl üretebileceğimizi ve doğru anda en karmaşık şekle nasıl geri leşebileceğimizi gösteriyoruz.Bu yöntemin kullanımı yla, her hasta için özel olarak uyarlanmış stentler tasarlamak mümkündür, çünkü tasarlanabilecek her şey tam olarak 3D yazıcı kullanılarak üretilebilir. Proksimal ana damarın çapını 25 milimetreye ayarlayın. Daha sonra, distal ana damar ve yan dalı çapları ayarlayın 22 milimetre eşit.140 milimetreye eşit damarların toplam uzunluğunu ayarlayın. Daha sonra, proksimal ana damarın uzunluğunu 65 milimetreye, distal ana damarı 75 milimetreye, yan dalı ise 65 milimetreye ayarlayın. Dallı geminin bilgisayar modeli daha sonra erimiş bir biriktirme modelleme 3D yazıcı ve polikarbonat filament kullanılarak yazdırılır.3D yazdırılan parçayı barındıracak kutu şeklinde bir kapsayıcı oluşturun. Konteyner boyutlarını 110'a kadar 105'e 70 milimetre ayarlayın ve akrilik plaka kullanın. Kutunun ortasına yerleştirilen 3D baskılı dallı kap ile, yavaşça kabarcık oluşumunu en aza indirmek için konteyner içinde silikon dökün.Sıvı silikonu kurutun ve 36 ila 48 saat sertlik. Sertleştikten sonra, katılaşmış silikonu kaptan çıkarın ve 3D baskılı parçayı çıkarmak için ikiye bölün. Kesilen düzlemdeki bölünmüş silikona yeniden katılın.Ortaya çıkan birleşen vücut kan damarı maketi. Geleneksel stentlere benzer dalgalı desenleri izleyerek çatallı stentin gövdesini tasarlayın ve çatallı dalları silindir olarak tasarlayın. Gövde için, çapı 22 milimetre ve uzunluğu 38 milimetre ayarlayın.Dal için çapı 18 milimetre, uzunluğu 34 milimetre olarak ayarlayın. Son olarak, stentin toplam uzunluğunu 72 milimetreye ayarlayın. Şekil bellek polimer filamentkullanarak, erimiş bir biriktirme modelleme 3D yazıcıda çatallı stent yazdırın.Bu filamanın ana bileşimi poliüretandır. Model dilimleme ve 3D yazıcının ayarlarını kontrol etmek için dilimleme yazılımı kullanın. Ekstrüder sıcaklığını 230 dereceye, yazıcı yatağının sıcaklığını ise oda sıcaklığına ayarlayın.Ayrıca, merdiven etkisini en aza indirmek için katman yüksekliğini 0,1 milimetreye ayarlayın. Ardından, yazdırma hızını dakikada 3,600 milimetreye ayarlayın ve iç dolgu yüzdesini yüzde 80'e ayarlayın. Yapının iç içi boş olduğu için gerekli olan baskı sırasında destekçi oluşumunu ekleyin.Pürüzlü yüzeyler aşınma ile damarlara zarar verebilir gibi yüzeyi düzleştirin. Kesiciler kullanarak destekçileri çıkarın. Taraftarlar stentin iç kısmına bağlı.Stentleri çıkarırken, stentlerin yırtılmasından kaçınmak için çok dikkatli olun. Yazdırılan yüzeydeki katman çizgilerini, çizgileri veya lekeleri kaldırmak için yüzeyi zımpara kağıdına sürtün. Destekçileri kesiciler tarafından kaldırılır tekrarlanan parlatma gerekebilir.Boyama dan önce, temiz, kum, ve stent yüzeyi kuru. İyi havalandırılan bir yerde sprey kullanarak yüzeyi boyayın ve kişisel bir maske takın. Tekrarlanan boyaların ince tabakaları uygulayarak aşırı püskürtmeden koruyun.Silikon kap mockup ve stent arasındaki kontrastı artırmak için siyah boyalar kullanın. Çatallı stentleri sıcak suya yerleştirin, sıcaklığın cam geçiş sıcaklığının üzerinde olması için. Stent yumuşadığında, dalın yarısını diğer yarısına doğru itin.Bir yarısını diğer yarısına yuva la. Aynı iç içe geçme işlemini diğer dala gerçekleştirin. Daha sonra, silindirlerin iki yarısı bir içine kapatılır.Şimdi, ana geminin içinden geçebilsin diye iki dalı tek bir silindire katlayın. Silikon kabı nı ılık suyla dolu tankın içine batırın. Ana geminin yukarıda, dalları da aşağıda olacak şekilde yapılan bir maket.Şimdi, silikon gemi mockup açılması içine katlanmış, çatallı stent takın. Katlanmış, çatallı stenti dalları nın açılmasına doğru yönlendirin. Katlanmış, çatallı stent genişlemeye başlayacak ve alt dallar her dal Y şeklindeki damarların çatallanma çekirdeğinden çifte doğru kayacak şekilde bölünecektir.Stent, çatallı stentin, kan damarlarının dar yollarından kaymak için çok uygun olan kompakt silindirik bir tüpe katlanabilmesi için kiragami yapısını kullanır. Şekil bellek polimeri, sıcaklık cam geçiş sıcaklığına ulaştığında katlanmış yapının orijinal şekline dönmesini sağlar. Orijinal şekli yakından dallı kaplar eşleşir.Yazıcı yatağının sıcaklığını oda sıcaklığında ayarladıklarından emin olun. Yazıcı yatağının sıcaklığı daha yüksek olduğunda yapıda istenmeyen bir deformasyon yaşadık. Poliüretan şekil bellek etkisi olan bir polimer ile değiştirilebilir.Ancak, kullanılan malzemeye bağlı olarak optimum sıcaklık veya ezberleme farklıdır. Prosedür tek bir operasyon ile Y şeklinde bir kan damarına takılabilir bifurcated stent üretir. Konvansiyonel stentler için kullandığımız birden fazla işlemle karşılaştırıldığında.Yöntemimiz plaklar tarafından bloke koroner arter hastalığı ve kan damarı tedavisinde kullanılabilir. Prosedür aynı zamanda safra kanalı, bronş ve üreter gibi geçit açabilirsiniz.

4d-printed-bifurcated-stents-with-kirigami-inspired-structures

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Fare karotis arter stent implantasyonu bir modeli açıklanmıştır. Diğer benzer yöntemlerle karşılaştırıldığında, bu işlem için uygun bir yol farklı ilaç salınımlı stent ve restenoz moleküler mekanizmaları için damar duvarı tepki olarak çalışma imkanı sunan, çok hızlı, basit ve erişilebilir.

Restenoz Çalışmaları Karotis Arter Stent İmplantasyonu bir murin Modeli

Stenozlu arter eğriliklerindeki stent implantlar, stentlerin tam transvers kırığı ve kırık parçaların doğrusal yer değiştirmesini içeren "Tip IV" başarısızlıklara eğilimlidir. Kavisli bir arter modelinde, klinik olarak anlamlı "Tip IV" stent arızalarının aşağısında ikincil akım (vortikal) yapıların tespiti için bir protokol sunuyoruz.

180 ° Kavisli Arter Testi Bölüm Model Tip IV Stent Başarısızlık Mansap İkincil Akış Yapıların Deneysel İncelenmesi

Hedeflerimiz, tasarlamak, üretmek ve endotel hücre yakalama için ferromanyetik stent test edildi. On stent kırığı için test edildi ve 10 daha fazla stent muhafaza manyetik için test edildi. Nihayet, 10 stent in vitro test edildi ve 8 daha stent hücre yakalama ve tutma göstermek için 4 domuzlarda implante edildi.

Endotel Hücre yakalama ve Saklanmasına İlişkin ferromanyetik Bare Metal Stent

Protokolde, iki elektroeğrilmiş nanofibröz poliüretan tabaka arasına balonla genişletilebilir bir stent sıkıştırarak küçük kalibreli bir stent-greft üretmek için bir yöntem sunuyoruz.

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

Biz nerede bir ikincil hücre tipi bozukluklarına doku ve organoids oluşturmak için bu microfibrous yapının interstisyel uzaya daha fazla numaralı seribaşı bir microfibrous vasküler yatağın mühendislik bir mikrosıvısal bioprinting strateji temel alan genel bir protokol sağlar.

Mikrosıvısal Bioprinting mühendisliği için doku ve Organoids skarların

Burada, üç boyutlu yazdırılan model pre-operative planlama ve karmaşık vasküler yerlerin intraoperatif yeniden yapılanma için bir Konjenital Aort anomali işlerken kullanmak için bir iletişim kuralı mevcut.

Karmaşık bir aort anomali üç boyutlu baskı

Biz iskemik kalp hastalığı kapalı göğüs domuz modelleri oluşturmak için üç boyutlu baskılı koroner implantlar perkütan teslim için yeni, uygun maliyetli ve verimli bir teknik açıklar. İmplantlar yüksek başarı oranına sahip bir anne-çocuk uzatma kateteri kullanılarak yerinde sabitlendi.

İskemik Kalp Hastalığının Domuz Modellerinde 3D Baskılı Koroner Stenoz İmplantlarının Konuşlandırılmasında Yeni Perkütan Yaklaşım

Sunulan yöntem, üç boyutlu (3D) iskelelerde (örneğin, kalp kapağı broşürleri) biyomimetik lif yapılarının mühendisliği için yenilikçi bir yol sunmaktadır. Şekil ve boyutları belirlemek için 3D baskılı, iletken geometriler kullanıldı. Fiber oryantasyonu ve özellikleri her katman için ayrı ayrı ayarlandı. Tek bir kurulumda birden fazla numune üretilebilir.

Biyomimetik Kalp Kapağı Broşürleri Üretmek için 3D Baskı ve Elektrospinning'i Birleştirme

Tasarlanmış flepler, dahil edilmiş bir fonksiyonel vasküler ağ gerektirir. Bu protokolde, hiyerarşik vasküler ağ ve onun doğrudan mikrocerrahi anastomozlarını sıçan femoral arterine içeren 3D baskılı bir doku flebi üretme yöntemini sunuyoruz.

3D Baskı Teknolojileri Kullanılarak Mühendislik Vasküler Flaplarının İmalatı

Burada, biz 3 eksenli dağıtım sistemi vasıtasıyla otomatik direkt yazma prosedürü yoluyla üretilen özgürce askıya mikron / alt mikron ölçekli polimer lifler ve "web-like" yapılar imal etmek için bir protokol mevcut.

Asma Micron / Sub-mikron Ölçeği Fiber Yapıların 3-D Doğrudan Yazma Robotik Dağıtım Sistemi aracılığıyla Prescribed

Öğrenin, şekil hafızalı polimerler ve 3D baskı teknolojisi kullanarak kişiye özel bifurkasyon stentleri nasıl üretilir. Bu yöntem, dar damarlarda tek işlemle yerleştirilebilen kompakt stentler geliştirmeyi mümkün kılar.

4D baskılı Bifurcated Stents Kirigami Ilham yapıları ile

Daha fazla video keşfet