エレクトロとバルーン拡張ベアメタルステントを使用した小口径ステントグラフトの作製

この製造プロセスの全体的な目標は、バルーン拡張型ステントをエレクトロスピニングポリウレタンナノファイバーの2層内にカプセル化することにより、小口径のステントグラフトを開発することです。この研究は、実際に非常に迅速に治癒する小口径のステントグラフトの開発に役立っており、これまでにない新しい医療用途を切り開く可能性があります。この技術の利点は、ステントグラフトが細胞外マトリックスを模倣したポリマーナノファイバーから作られていることです。

製造プロセスも簡単で、良好な機械的および細胞接着特性を提供します。まず、約8ミリリットルの生体適合性食品グレードの水溶性支持材料を摂氏155度のメスシリンダーで溶かします。また、長さ100mm、幅3mmのステンレス製マンドレルを155°Cまで温めます。

次に、オーブンの電源を切り、マンドレルをサポート材に浸します。次に、マンドレルをオーブンに垂直に吊るし、材料を固化させますが、これは摂氏140度前後で発生します。余分な材料は端から滴り落ちるはずです。

次に、エレクトロスピニングシステムのマンドレルコレクターをセットアップします。これには、マンドレルのグリップで終わるプラスチックロッドが取り付けられたラボラトリーミキサーが必要です。マンドレルの先端からサポート材を溶かして、グリップに取り付けられるようにします。

次に、マンドレルの両側にゴム製のOリングを使用して、エレクトロスピニングされた材料をアース線から保護し、マンドレルをU字型のアース線で電気的に接地します。次に、露出したマンドレルを遠端の短いグリップに取り付けてサポートします。もう一方の端で、マンドレルを実験室ミキサーからの回転ロッドに取り付けます。

ネジを使用して両方のサポートをマンドレルに固定し、マンドレルを電気的に接地します。次に、液体ポリウレタン押出システムをセットアップします。まず、シリンジポンプに合う5ミリリットルのガラスシリンジに、作りたての15%ポリウレタン溶液をセットし、紡糸口金として機能する鈍い端のステンレス鋼針を取り付けます。

シリンジの内径を考慮して、1分間にゼロポイント1ミリリットルで溶液を押し出すようにポンプをプログラムします。電気アーク放電を防ぐために、ゴムシートを使用してシリンジポンプの導電性部分からシリンジを絶縁します。次に、紡糸口金の先端がマンドレルコレクターから20センチメートル離れるように、シリンジをポンプに配置します。

次に、ワニ口金クリップを使用して高電圧発生器を紡糸口金に接続します。エレクトロスピニングを開始する前に、ヒュームフードの排気をオフにしてください。操作はシリンジポンプを始動し、マンドレルを約50RPMで回転させます。

次に、紡糸口金とコレクターマンドレルに20キロボルトの電圧差を印加します。ポリウレタンナノファイバーが回転するマンドレルに堆積し始め、数分以内に薄い層が見えます。ポリウレタンナノファイバーを2時間蓄積して、均一なチューブを作ります。

ナノファイバーが回転したら、フードの排気を再びオンにし、プラスチックサポートからマンドレルを取り外します。次に、バルーン拡張ステントをエレクトロスピニングチューブに損傷を与えることなく、慎重にスライドさせます。必要に応じて、ステントを少し広げて、滑りやすくします。

次に、ステントを希望の位置に圧着して、チューブにしっかりと固定され、滑り回らないようにします。これにより、内層と外層の層間剥離を防ぐことができます。マンドレルをセットアップに戻し、前と同じようにエレクトロスピニングを3時間続けて、ステントグラフト上に外層を作製します。

次に、マンドレルに留まったまま、メスを使用してステントの両端から約1mmの余分なポリウレタンを円周方向に切断します。次に、マンドレルとステントグラフトを脱イオン水に浸して、支持体を溶解します。サポート材料が完全に溶解するまで、必要に応じて水を交換します。

次に、ステントグラフトをマンドレルからそっと取り外し、風乾させます。ステントグラフトをテストするには、3mm三つ折りバルーンにスライドさせ、ハンドヘルド圧着ツールを使用してバルーンに圧着します。顕微鏡下で、圧着されたステントグラフトを検査し、均一な圧着や、変形したステントで発生する可能性のあるカバー材料の層間剥離や穿刺などのその他の故障の兆候がないか調べます。

見栄えが良ければ、三つ折りバルーンを膨張装置と水で加圧することにより、ステントグラフトを3ミリメートルに拡張します。拡張したら、顕微鏡を使用してステントグラフトを再度検査します。均一な拡張と失敗の兆候を探します。

エレクトロスピナーを使用することで、高品質のポリウレタンナノファイバーを製造することができます。このセットアップを使用してポリウレタンナノファイバーをエレクトロスピニングすると、毎時50ミクロンのナノファイバーで均一なポリウレタン層が生成されます。結果として得られる小口径ステントグラフトの圧着と拡張は、これらのデバイスが標準の三つ折りバルーンを使用して展開でき、不均一な拡張や材料の故障の兆候がないことを示しています。

この手順に続いて、動物モデルの移植などの他の方法を実行して、デバイスの機能、耐久性、および性能特性を調査することができます。この手順を試行する際は、エレクトロスピニング中は排気口をオフにし、サンプルを取り外す前に再びオンにした状態で、ケミカルヒュームフードで作業することを忘れないでください。