4D trykt bifurcated stents med kirigami-inspirerte strukturer

Engineering

Your institution must subscribe to JoVE's Engineering section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Ved hjelp av en 3D-skriver, er en form minne polymer filament ekstrudert å danne en utvidet rørformede struktur. Strukturen er mønstret og formet slik at det kan kontrakt inn i en kompakt form gang foldet og deretter gå tilbake til sin dannet form ved oppvarming.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Kim, D., Kim, T., Lee, Y. G. 4D Printed Bifurcated Stents with Kirigami-Inspired Structures. J. Vis. Exp. (149), e59746, doi:10.3791/59746 (2019).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Under fartøy, vanligvis i form av bokstaven "Y", kan begrenses eller blokkeres, noe som resulterer i alvorlige helseproblemer. Bifurcated stents, som er hul i interiøret og exteriorly formet til de havarerte fartøyene, kirurgisk satt inn i de havarerte fartøy, fungere som en støttende struktur slik at kroppsvæsker kan fritt reise gjennom det indre av stents uten hindret av de smalere eller blokkerte fartøyene. For en bifurcated stent som skal distribueres på målområdet, må den injiseres inne i fartøyet og reise i fartøyet for å nå målet området. Diameteren av fartøyet er mye mindre enn den hoppende sfære av bifurcated stent; Således er det nødvendig med en teknikk, slik at bifurcated stent fortsatt er liten nok til å reise gjennom fartøyet og utvides ved mål skipet. Disse to motstridende forhold, som er liten nok til å passere gjennom og store nok til å strukturelt støtte smalere passasjer, er svært vanskelig å tilfredsstille samtidig. Vi bruker to teknikker for å oppfylle kravene ovenfor. Først på den materielle siden, en form Memory polymer (SMP) brukes til å selv-initiere formendringer fra små til store, det vil si å være liten når den settes inn og blir stor på målområdet. For det andre, på design side, en kirigami mønster brukes til å brette forgrening rør i et enkelt rør med en mindre diameter. De presenterte teknikkene kan brukes til å konstruere strukturer som kan komprimeres under transport og gå tilbake til deres funksjonelt flink form når aktivert. Selv om vårt arbeid er rettet mot medisinsk stents, biokompatibilitet problemer må løses før faktisk klinisk bruk.

Introduction

Stents brukes til å utvide smalere eller forsnevrede passasjer hos mennesker, som blodkar og luftveier. Stents er rørformede strukturer som ligner på passasjer og mekanisk støtte passasjer fra videre kollapse. Vanligvis er selv ekspanderende metall stents (SEMS) allment vedtatt. Disse stents er laget av legeringer bestående av kobolt-krom (rustfritt stål) og nikkel-Titan (nitinol)1,2. Ulempen med metall stents er at trykk nekrose kan eksistere der metall ledningene til stent kommer i kontakt med det levende vevet og stents påvirkes. Videre kan fartøyene i kroppen være uregelmessig formet og er mye mer kompleks enn enkle rørformede strukturer. Spesielt er det mange spesialiserte kliniske prosedyrer for å installere stents i utvidet lumen. I en Y-formet lumen, to sylindriske stents er samtidig satt inn og sluttet på en gren3. For hver ekstra gren må det gjennomføres en ekstra kirurgisk prosedyre. Prosedyren krever spesielt utdannede leger, og innsetting er svært utfordrende på grunn av de utstikkende funksjonene i den stents.

Kompleksiteten i form av bifurcated stents gjør det til et svært egnet mål for 3D-utskrift. Konvensjonelle stents er masseprodusert i standardiserte størrelser og former. Ved hjelp av metoden for fremstilling av 3D-utskrift er det mulig å tilpasse formen på stent for hver pasient. Siden figurer lages ved gjentatte ganger å legge til lag for lag av Seksjons figurene til målobjektet, kan denne metoden i teorien brukes til å dikte opp deler av en hvilken som helst form og størrelse. Konvensjonelle stents er stort sett sylindriske i form. Men menneskelige fartøy har grener, og diameteren endres langs rørene. Ved hjelp av den foreslåtte tilnærmingen, kan alle disse variantene i former og størrelser innkvarteres. I tillegg, selv om det ikke demonstrert, kan de brukte materialene også endres innenfor en enkelt stent. For eksempel kan vi bruke stivere materialer der støtte er nødvendig og mykere materialer der mer fleksibilitet er nødvendig.

Formen skiftende kravet om bifurcated stents krever 4D utskrift, nemlig 3D-utskrift med ekstra vurdering av tid. 3D trykte strukturer dannet ved hjelp av spesialiserte materialer kan programmeres til å endre sin form ved en ekstern stimulering, for eksempel varme. Transformasjonen er selv-varig og krever ingen eksterne strømkilder. Ett spesialmateriale som egner seg for 4d-utskrift er enSMP4,5,6,7,8,9, som viser form minne effekter når de utsettes for en Material-spesifikk utløsende glass overgangs temperatur. Ved denne temperaturen blir segmentene myke slik at strukturen går tilbake til sin opprinnelige form. Etter at strukturen er trykt i 3D, varmes den opp til en temperatur som er litt over temperaturen på glass overgangen. På dette punktet blir strukturen myk, og vi er i stand til å deformere formen ved å bruke krefter. Samtidig opprettholde de anvendte krefter, er strukturen avkjølt, blir herdet og beholder sin deformert form, selv etter at de anvendte kreftene er fjernet. Deretter, i sluttfasen, når strukturen må gå tilbake til sin opprinnelige form, slik som det øyeblikket når strukturen når målet området, er varme levert slik at strukturen når sin glass overgangs temperatur. Til slutt, strukturen tilbake til sin utenat opprinnelige form. Figur 1 illustrerer de ulike stadier tidligere forklart. SMPs kan lett strekkes, og det er noen SMPs som er biokompatible og biologisk nedbrytbart9,10. Det er mange bruksområder for SMPs innen medisin9,10og stents er en av dem.

Mønstrene av stents og folding design følger den japanske papir cutting design kalt "kirigami." Denne prosessen ligner den velkjente papir folding teknikk kalt "Origami", men forskjellen er at i tillegg til folding, skjæring av papiret er også tillatt i design. Denne teknikken har vært brukt i kunst og har også vært brukt i tekniske anvendelser2,3,13,14. Kort sagt, kirigami kan brukes til å transformere en Planar struktur til en tredimensjonal struktur ved å bruke krefter på spesielt designet flekker. I våre design krav må stent være en enkel sylindrisk form når den settes inn i veiene, og sylinderen skal dele langs dens lengde, der hver halvdel skal utfolde seg til en fullt sylindrisk form på den målrettede utvidet fartøyet. Løsningen ligger i det faktum at de viktigste fartøy og side grener er foldet inn i en enkelt sylinder slik at side grenene ikke vil forstyrre veggene i fartøyene under innsetting. Den utfolder kommando signalet kommer fra økningen i omgivelsestemperaturen over glasset overgangen temperaturen på SMP. I tillegg vil folding utføres utenfor pasientens kropp ved å mykne 3D trykt bifurcated stent og folding siden grenen inn i hoved fartøyet.

Konvensjonelle metoder krevde innsetting av flere sylindriske stents Hvis tall er lik antall grener. Denne metoden var uunngåelig fordi utstikkende av side grener hemmet veggene av stier og gjorde det umulig å sette inn en komplett bifurcated stent i sin helhet. Bruke kirigami struktur og 4D utskrift, kan problemene ovenfor løses. Denne protokollen viser også visualisering av effektiviteten av den foreslåtte metoden ved hjelp av en silikon fartøy modell fabrikkert etter formen av blodkar. Gjennom denne mock-up, effektiviteten av den foreslåtte oppfinnelsen under innsetting prosessen og ytterligere muligheter for nye programmer kan sees.

Hensikten med denne protokollen er å tydelig skissere trinnene involvert i å skrive ut en SMP ved hjelp av en smeltet deponering modellering (FDM) skriver. I tillegg teknikker involvert i deformeres den trykte bifurcated stents til foldet staten, innsetting av foldet bifurcated stents til målet området, og signalering og utfolder seg i strukturen til sin opprinnelige form er gitt i detalj. Demonstrasjonen av innsetting utnytter en silikon mock-up av blodkar. Protokollen gir også prosedyrene som er involvert i fabrikere denne mock-up ved hjelp av en 3D-skriver og molding.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. blod fartøy mock-up design for demonstrasjon

  1. Sett diameteren av proksimale viktigste fartøyet til 25 mm, diameteren på det som kan stilles i hoved fartøyet og side grenen som er lik 22 mm. sett den totale lengden på fartøyene som er lik 140 mm. Angi lengden på proksimale hoved fartøy, det aller største fartøyet og side grenen til 6 5 mm, 75 mm og 65 mm, henholdsvis. Hele blodkaret er vist i figur 2 og Figur 3.
  2. Skriv ut datamaskinmodellen for det brukte fartøyet ved hjelp av en FDM 3D-skriver. Bruk en polykarbonat filament.

2. blod fartøy mock-up fabrikasjon av molding

  1. Lag en boks-formet beholder som vil huse 3D trykt del. Sett container dimensjonene til 110 x 105 x 70 mm og bruk en akryl plate.
  2. Med 3D trykt utvidet fartøy plassert i midten av esken, hell silikon inne i beholderen for å minimere boble dannelse. Tørk væsken silikon og herde den for 36 ~ 48 h.
  3. Fjern befestet silikon fra beholderen og skjær den i to for å fjerne 3D trykt del. Bli med i den delte silikon på skjæringsplanet. Den resulterende sammenkoblet kroppen er forhåndsvisningen av blodkaret. Det endelige resultatet er vist Figur 4.

3. design av stent basert på kirigami

Merk: størrelsen på den stent er laget for å snuggly passe inn i den Y-formede veien til forhåndsvisningen av blodkaret. Interiøret er laget hul, og overflaten rørformede maskene er designet for å funksjonelt fold og gå tilbake til hele utfoldet konfigurasjon.

  1. Design stammen av bifurcated stent følgende bølgete mønstre som ligner på konvensjonelle stents. Sett diameteren på stammen til 22 mm og lengden av stammen til 38 mm.
  2. Design de bifurcated grenene til å være en sylinder, som vist i figur 5B. Sett diameteren på grenen til 18 mm og lengden av grenen til 34 mm.
  3. Sett den totale lengden på stent til 72 mm. Den endelige formen er vist i figur 6.

4.3D-utskrift med SMP-filamenter

  1. Skriv ut bifurcated stent i en FDM 3D-skriver ved hjelp av en SMP filament. Den store sammensetningen av dette filament er polyuretan. Den kommersielle leverandøren gir også disse filamenter i form av pellets slik at sluttbrukeren kan også legge til flere stoffer for å skreddersy egenskapene til materialet (figur 7).
  2. Bruk kutting programvare for modell kutting og for å kontrollere innstillingene for 3D-skriveren. Still inn den Ekstruder temperaturen til 230 ° c og temperaturen på skriveren til romtemperatur. Sett lag høyden til 0,1 mm for å minimere trapp effekten.
  3. Angi utskriftshastigheten til 3 600 mm/min. Angi mengden innvendig fyll prosent til 80%. Inkluder tilhenger dannelsen under utskrift, noe som er nødvendig fordi strukturen er hul i interiøret. Figur 8 illustrerer utskriftsprosessen.

5. jevner ut overflaten

Merk: følgende trinn er nødvendig fordi ujevne overflater kan skade fartøyene ved slitasje.

  1. Fjernstøtte spillere ved hjelp av kniver (figur 9A). Tilhengerne er festet på innsiden av stent. Når du fjerner stents, må du utvise ekstrem forsiktighet for å unngå å rive stents.
  2. Gni overflaten mot sandpapir (figur 9B) slik fjerner du lag linjene, striations eller urenheter på den utskrevne overflaten. Gjentatt polering kan være nødvendig der tilhengerne er fjernet av cutters.
  3. Mal overflaten ved hjelp av en spray på et godt ventilert sted, og bruk en personlig maske. Rengjør, sand og tørk overflaten. Beskytt mot overspraying ved å påføre tynne lag med gjentatte malinger. Bruk svart maling for å øke kontrasten mellom forhåndsvisningen av silikon-fartøyet og stent (figur 9C).

6. deformeres bifurcated stent

  1. Plasser bifurcated stents i varmt vann slik at temperaturen er over glass overgangs temperaturen. Når stent blir myknet, skyver du den ene halvdelen av grenen mot den andre halvparten. Nest den ene halvdelen i den andre halvdelen, som vist i Figur 10A.
  2. Brett de to grenene i en enkelt sylinder slik at den kan reise gjennom hovedsiden fartøyet. Utfør den samme neste prosessen med den andre grenen. Deretter er de to halvdelene av sylindere stengt i ett, som vist i Figur 10B.

7. innsetting av bifurcated stent i fartøyene

  1. Fyll en tank med varmt vann. Still vanntemperaturen til 55-60 ° c. Dypp forhåndsvisningen av silikon fartøyet inne i tanken. Orientere forhåndsvisningen slik at de viktigste fartøyet er over og grenene er under.
  2. Sett de foldet bifurcated stent inn i åpningen på forhåndsvisningen av silikon fartøy ovenfra. Orientere foldet bifurcated stent slik at grenene er mot åpningen. De foldet bifurcated stent vil begynne å ekspandere, og de lavere grenene vil dele slik at hver gren vil gli mot sin parring sti fra bifurkasjonen kjernen av Y-formede fartøy (Figur 12).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

I denne protokollen, viste vi prosedyrene som kreves for å dikte opp en bifurcated stent. Stent bruker en kirigami struktur for å tillate bifurcated stent å kaste seg inn i en kompakt sylindrisk tube, som er veldig egnet for å skli gjennom de smale veiene i blodkarene. SMP tillater foldet struktur å gå tilbake til sin opprinnelige form når temperaturen når glasset overgangen temperatur. Den opprinnelige formen, 3D trykt ved hjelp av SMP-materialet, samsvarer tett med de andre fartøyene. Med andre ord, er den indre overflaten av havarerte fartøy, hvor kroppslige væsken flyter, forskjøvet lenger inne av foreskrevet tykkelse av fabrikkert stent. Det opprettes et fast skjema mellom den innvendige overflaten og mot overflaten. Denne solide formen passer akkurat til fartøyet og kan brukes som modell for stent. På grunn av evnen til SMP å gå tilbake til sin utenat form, vil foldet strukturen tilbake til den predeformed formen en gang varmet over sin glass overgangs temperatur. De to stents kan enkelt dannes i halv sylindriske rør ved å utnytte kirigami strukturen. De to halvdelene av sylindere slås sammen til én sylinder, og den forente struktur har vist seg å gli gjennom hoved fartøyet og nå det bifurkasjonen området. For å returnere brettet struktur til sin opprinnelige form, ble forsøket utført i et vann ved en temperatur på 60 ° c. Det har blitt vist at hver side gren vil dele, og hver gren vil gå til sine sammenkobling fartøy i bifurkasjonen området. Den bifurcated stent ble satt inn i Y-formede fartøy som helhet krever bare en enkelt operasjon. Dette er mye enklere enn den konvensjonelle operasjonen krever innsettinger av hver forgrening stent separat. Disse resultatene viser at det er mulig å forenkle stent innsetting operasjon til en enkelt operasjon, mens tidligere stent operasjoner kreves antall innsettinger av side grenen stents å være det samme som antall side forgrening blodkar.

Figure 1
Figur 1 : Figur transformasjon diagram av SMP. (A) den utskrevne figuren er den opprinnelige figuren. (B) ved oppvarming over temperaturen på glass overgangen (TG) blir strukturen myk. Når en kraft påføres, blir strukturen deformert til ønsket form. (C) strukturen er festet til en deformert form ved kjøling. (D) ved oppvarming igjen over glass overgangen temperatur, en gjenvinnings styrke som returnerer den deformert form til sin opprinnelige form er generert. (E) den gjenopprettede formen er den samme som den opprinnelige figuren. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2 : Navnene på delene i et Y-formet blodkar vises. Y-formede fartøy har et hoved fartøy og en side gren. Hoved fartøyet består av et proksimale og et av hoved fartøy. Proksimale hoved fartøy er delt inn i side fartøyet og det bifurcated hoved fartøyet, som ligger over kjernen. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3 : Utformingen av blodkaret. (A) høyre sidevisning av modellerte blodkar. Denne siden er utformet som en krok form til å uttrykke den tredimensjonale natur en ekte blodkar i menneskekroppen. (B) front visning av modellerte blodkar. Rotert visning av Y-formede blodkar i henhold til figur 2. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4 : Silikon blod fartøy mock-up. En container laget med akryl plater og 3D trykt blod fartøy modeller brukes som en mold til å lage denne mock-up. Den mock-up ble gjort ved hjelp av flytende silikon, som ble herdet etter tørking. Front visningen (A) og sidevisningen (B) vises. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 5
Figur 5 : Design av bifurcated stent grener ved hjelp kirigami. (A) konseptuelle utformingen av stent grenen. Arket er kuttet langs den svarte linjen. Deretter brukes eksterne krefter på de spesifikke punktene i den angitte retningen, som er merket med de røde pilene. Den resulterende geometrien for operasjonene som er beskrevet i A, vises til høyre, B. Et Planar ark har blitt forvandlet til en tredimensjonal rørformede form. (B) utformingen av en rørformede stent basert på kirigami strukturen. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 6
Figur 6 : Den tredimensjonale modellen av bifurcated stent. Stammen bruker bølgete mønstre ganske lik den konvensjonelle stent design. De to øvre grenene utnytte kirigami strukturer. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 7
Figur 7 : SMP filament. Det produseres i en filament form som er lett å skrive ut ved hjelp av en kommersiell 3D-skriver. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 8
Figur 8 : Bilde av en 3D trykt bifurcated stent ved hjelp av en FDM (smeltet deponering modellering) 3D-skriver. Den 3D trykte bifurcated stent er festet til 3D-skriver sengen ved hjelp av en dobbeltsidig liming tape for å hindre at utdataene sklir. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 9
Figur 9 : Post prosessering av 3D-trykt resultat. (A) fjerning av støttespillere. Den bifurcated stent er hul i interiøret og dermed krever en støttespiller under 3D-utskrift. Fjerning av støttespillere er nødvendig. (B) bifurcated stent med støttespillere fjernet. (C) den bifurcated stent er spray-malt for å tydelig kontrast det fra silikon trasé. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 10
Figur 10 : Illustrasjon av deformasjon og utvinning form av bifurcated stent. (A) stent varmes opp for å gjøre det formbare. Deretter brukes krefter for å brette grenene inn i en halv-sylindrisk form. (B) halv sylindriske former kombineres i en enkelt rørformede struktur. De sammenleggbare prosessuelle trinnene er fra venstre til høyre, og gjenopprettingsprosessen er motsatt av folding, som oppstår fra høyre til venstre. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 11
Figur 11 : Den opprinnelige og deformert tilstand av bifurcated stent. Legg merke til den deformert form er formen på en sylinder og kan lett settes inn i stammen delen av blodkarene. Når kompakt foldet form varmes over temperaturen i glass overgangen, returnerer figuren til sin opprinnelige bifurcated form. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 12
Figur 12 : Tiden som bortfalt bilder av de stent som er satt inn i de havarerte blodkarene vises. (A) fremgangsmåten som utspiller seg når bifurcated stent settes inn i Y-formede fartøy, vises. I utgangspunktet er en enkelt sylindrisk tube satt inn. Den innsatte røret begynner å dele en gang nå bifurcated kjernen og går tilbake til sin utfoldet opprinnelige form. (B) de tidsbestemte bildene av eksperimentet. Den øvre venstre viser innsetting av brettet røret inn i åpningen bagasjerommet på fartøyet. Øverst til høyre vises delingen av den innsatte stent ved bifurcated kjerne. Den nederste raden viser utvinning av stent og nøyaktig tilpasning av den endelige bifurcated stent som passer perfekt til morfologi av målretting blodkar. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Supplementary Figure 1
Vennligst klikk her for å laste ned denne filen.

Supplementary Figure 2
Vennligst klikk her for å laste ned denne filen.
Tilleggsfiler. Digital modell av fartøyets modell.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Stents brukes ofte til å fjerne tette interne veier som blodkar og luftveier av pasienter. Kirurgisk drift av innsetting stents krever nøye vurdering av pasientens sykdom og menneskelige Anatomiske egenskaper. Formen på fartøyet er kompleks, og ulike forgreninger forhold eksisterer. Standard stent operative prosedyrer er imidlertid basert på masseproduserte stents med standard størrelser. I denne protokollen, viste vi hvordan du personlig skreddersy fabrikasjon av stent basert på den eksakte geometrien av blodkarene. Ved å gjøre det, utformet vi stent slik at interiøret er laget hul og overflaten rørformede maskene vil kaste seg og gå tilbake til hele utfoldet konfigurasjonen når den er aktivert. Vi har målrettet bifurcated stents, som vanligvis brukes under operasjoner med flere antall rørformede stents. Utformingen av vår bifurcated stents utføres som en helhet, og en enkelt operasjon er nødvendig uavhengig av hvor komplekse og hvor mange grener som finnes i de havarerte fartøyene. Nøkkelen slik teknikk som vi har brukt til å løse problemet er SMP. Evnen til strukturen for å gå tilbake til sin opprinnelige form er forventet, så krefter utøves for å hindre den utvidede trasé fra re-sammentrekning.

En annen viktig idé er bruken av en kirigami struktur. Den vanskeligste delen er hvordan man kan krympe Y-formede grener i en kompakt sylindrisk tube. Dette problemet har blitt løst ved hjelp av en kirigami struktur. Hver gren er foldet inn i halv sylindere og deretter fusjonert sammen.

Vi fant en optimal temperatur på 220-230 ° c for å huske bifurcated stent form. Basert på dette faktum, ble den Ekstruder temperaturen satt til 230 ° c. Når temperaturen ble satt over denne temperaturen, nøyaktigheten av formen var kompromittert. Når temperaturen er satt under denne temperaturen, SMP tette 3D-skriveren munnstykket. Hvis det brukes forskjellige materialer, bør Ekstruder temperaturen justeres. Temperaturen på skriveren ble innstilt ved romtemperatur. Vi opplevde uønsket deformasjon av strukturen når skriveren seng temperaturen ble satt høyere. I tillegg anbefales det at innvendig fyll er satt til over 70%. Det anbefales å unngå eller minimere generering av støttespillere, da de vil pålegge ytterligere post prosessering byrder.

Glasset overgangs temperatur av SMP brukt var 55 ° c, og softening av den trykte strukturen skjedde over denne temperaturen. Ved folding den trykte bifurcated stent, fordypet vi hele strukturen i et vann oppvarmet bad over denne temperaturen. Når ulike SMPs brukes, bør man først finne glass temperaturen i det aktuelle materialet. Utvinningen karakteristikkene av andre temperaturer kan bli funnet i Kim og Lee15, hvor raskere tiltak ble vist for høyere temperaturer.

Vi brukte en FDM 3D-skriveren til å dikte den bifurcated stent. Størrelsen på den produserte stent var for stor til å bli satt inn i virkelige menneskelige fartøy. Forskere bør vurdere å bruke ulike typer 3D-skrivere eller 3D-skrivere med mindre dyse diametere. Sistnevnte er teknisk vanskelig fordi SMPs er ofte svært tyktflytende og vil lett tette munnstykket, spesielt når mindre diameter-sized dyser brukes.

Begrensningene i vårt arbeid er som følger. Glasset overgangen temperaturen var for høy til å bli brukt inne pasienter. Videre ble dette materialet ikke bevist å være biokompatible. Det er også best å foretrekke at stent blir biologisk nedbrytbart når fartøyet ikke lenger trenger stent for å støtte det fra å kollapse. Disse problemene kan løses med bruk av andre typer SMPs og videre omfattende Live eksperimenter.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingenting å avsløre.

Acknowledgments

Dette arbeidet ble støttet av Institute of Information & Communications Technology planlegging og evaluering (IITP) stipend finansiert av den koreanske regjeringen (MSIT) (nr. 2018-0-01290, utvikling av et åpent datasett og kognitiv prosesseringsteknologi for anerkjennelse av funksjoner avledet fra ustrukturert mennesker (polititjenestemenn, trafikksikkerhet offiserer, fotgjengere, etc.) bevegelser som brukes i selvkjørende biler) og GIST Research Institute (GRI) gi finansiert av GIST i 2019.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Fortus380mc Stratasys Fortus 380mc FDM 3D printer for printing blood vessel mock-up
Moment1 3D printer Moment Moment 1 FDM 3D printer for printing bifurcated stent
PC(white) Filament Canister Stratasys PC(white) Filament Canister PC filament for printing blood vessel mock-up
PLM software NX 10.0 Siemens NX 10.0 3D CAD modeling software
Sandpaper DAESUNG CC-600CW Smooting out the surface of the bifurcated stent 
Shape Memory Polymer filament SMP Technologies Inc MM-5520 Shape memory polymer filament
silicon Shinetus KE-1606 silicon for blood vessel mock-up
Simplify3D Simplify3D Simplify3D 4.0.1 Slicing software for model slicing 

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics