छोटे कैलिबर स्टेंट-ग्राफ्ट Electrospinning और गुब्बारा विस्तार नंगे धातु स्टंट्स का प्रयोग का निर्माण
Summary
In the protocol, we present a method to manufacture a small caliber stent-graft by sandwiching a balloon expandable stent between two electrospun nanofibrous polyurethane layers.
Abstract
Stent-grafts are widely used for the treatment of various conditions such as aortic lesions, aneurysms, emboli due to coronary intervention procedures and perforations in vasculature. Such stent-grafts are manufactured by covering a stent with a polymer membrane. An ideal stent-graft should have a biocompatible stent covered by a porous, thromboresistant, and biocompatible polymer membrane which mimics the extracellular matrix thereby promoting injury site healing. The goal of this protocol is to manufacture a small caliber stent-graft by encapsulating a balloon expandable stent within two layers of electrospun polyurethane nanofibers. Electrospinning of polyurethane has been shown to assist in healing by mimicking native extracellular matrix, thereby promoting endothelialization. Electrospinning polyurethane nanofibers on a slowly rotating mandrel enabled us to precisely control the thickness of the nanofibrous membrane, which is essential to achieve a small caliber balloon expandable stent-graft. Mechanical validation by crimping and expansion of the stent-graft has shown that the nanofibrous polyurethane membrane is sufficiently flexible to crimp and expand while staying patent without showing any signs of tearing or delamination. Furthermore, stent-grafts fabricated using the methods described here are capable of being implanted using a coronary intervention procedure using standard size guide catheters.
Introduction
कोरोनरी हस्तक्षेप प्रक्रियाओं पट्टिका और पोत दीवार के विघटन के कारण महत्वपूर्ण पोत दीवार चोट के कारण। इस restenosis, नस ग्राफ्ट में परिधीय आवेश, और कोरोनरी लुमेन 1-4 से अलगाव में परिणाम है। इन जटिलताओं से बचने के लिए एक आशाजनक रणनीति एंजियोप्लास्टी साइट है, जो संभवतः restenosis को रोकना होगा, पोत लुमेन के अलगाव से जोखिमों को कम करने, और परिधीय का आवेश को रोकने में संवहनी सतह को कवर करने के लिए किया जाएगा। पिछले अध्ययनों स्टेंट-ग्राफ्ट को स्टेंट-ग्राफ्ट 5 के लिए सकारात्मक परिणामों के साथ नंगे धातु स्टेंट की तुलना में है। शोधकर्ताओं ने कई सामग्री का इस्तेमाल किया है स्टेंट को कवर करने के लिए झिल्ली का निर्माण करने के लिए। इस पॉलीथीन tetraphthalate (पीईटी), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyurethane (पु), और सिलिकॉन या ऑटोलॉगस पोत ऊतक कवर स्टेंट 6-9 निर्माण करने के लिए की तरह सिंथेटिक सामग्री भी शामिल है। एक आदर्श भ्रष्टाचार स्टेंट को कवर करने के लिए इस्तेमाल सामग्री thromboresistant किया जाना चाहिए, गैर biodegradable, और अत्यधिक प्रसार और सूजन 10 बिना मूल ऊतक के साथ एकीकृत करना चाहिए। भ्रष्टाचार स्टेंट को कवर करने के लिए इस्तेमाल सामग्री भी स्टेंट भ्रष्टाचार की चिकित्सा को बढ़ावा देने चाहिए।
स्टेंट-ग्राफ्ट व्यापक रूप से महाधमनी निसंकुचन, मन्या धमनी के छद्म aneurysms, धमनी fistulae के इलाज के लिए उपयोग किया जाता है, ग्राफ्ट नस degenerated, और विशाल मस्तिष्क aneurysms करने के लिए बड़ी। लेकिन छोटे कैलिबर स्टेंट-ग्राफ्ट का विकास कम प्रोफ़ाइल और लचीलापन है, जो स्टेंट-ग्राफ्ट 11-14 की तैनाती में एड्स बनाए रखने की क्षमता सीमित है। पु अच्छा यांत्रिक शक्ति है जो एक कम प्रोफ़ाइल और अच्छा लचीलापन 15,16 प्राप्त करने के लिए एक वांछित विशेषता है के साथ एक elastomeric बहुलक है। अच्छा deliverability होने के अलावा, स्टेंट-ग्राफ्ट भी तेजी से उपचार और endothelialization को बढ़ावा देना चाहिए। पु कवर स्टेंट-ग्राफ्ट बेहतर biocompatibility प्रदर्शन किया और बढ़ाया endothelialization 17 है। शोधकर्ताओं ने किया हैपहले से पु उन्हें endothelial कोशिकाओं 17 के साथ बोने के द्वारा कवर स्टेंट-ग्राफ्ट endothelialize करने की कोशिश की। पु के Electrospinning nanofiber मैट्रिक्स बनाने के लिए नाड़ी के उत्पादन के लिए 18,19 grafts एक महत्वपूर्ण तकनीक होना दिखाया गया है। Nanofibers कि देशी बाह्य मैट्रिक्स की वास्तुकला की नकल के अस्तित्व को भी endothelial सेल प्रसार 20,21 बढ़ावा देने के लिए जाना जाता है। Electrospinning भी सामग्री 22 की मोटाई पर नियंत्रण के लिए अनुमति देता है। छोटे कैलिबर संवहनी पु के बने ग्राफ्ट ऐसी सतह कोटिंग्स, विरोधी coagulants, और सेल प्रसार दबाने के रूप में संशोधनों का उपयोग करके चिकित्सा को बढ़ावा देने के लिए अध्ययन किया गया है। इन सभी संशोधनों मेजबान स्वीकृति मध्यस्थता और भ्रष्टाचार को बढ़ावा देने के उपचार के 23 करने के लिए तैयार कर रहे हैं।
हमारे समूह के एक गुब्बारा विस्तार योग्य नंगे धातु स्टेंट जो पशु मॉडल 24-26 में तैनात किया जा सकता विकसित की है। एक Electrospun polyurethane जाल और एक गेंद के संयोजनoon विस्तार योग्य स्टेंट हमें सक्षम है छोटे कैलिबर गुब्बारा विस्तार योग्य स्टेंट-ग्राफ्ट उत्पन्न करते हैं। वर्तमान में उपलब्ध स्टेंट-ग्राफ्ट से अधिकांश एक हस्तक्षेप की प्रक्रिया के दौरान और्विक धमनी के माध्यम से पेश कर रहे हैं, लेकिन केवल कुछ ही वाणिज्यिक कवर स्टेंट पेश किया जा सकता 1 फ्रेंच आकार एक संयुक्त राष्ट्र फुलाया गुब्बारे 27 के लिए आवश्यक है कि अधिक से बड़ा है। इस अध्ययन में हम Electrospun पु की दो परतों जो एक कोरोनरी धमनी की एक percutaneous हस्तक्षेप प्रक्रिया में एक मानक 8-9 फ्रेंच गाइड कैथेटर का उपयोग करने के लिए दिया जा सकता है के बीच एक गुब्बारा विस्तार योग्य स्टेंट encapsulating द्वारा एक छोटे कैलिबर संवहनी स्टेंट भ्रष्टाचार विकसित किया है।
Protocol
Representative Results
Discussion
We have developed a fabrication technique for a small caliber stent-graft which can be deployed using a standard percutaneous coronary intervention (PCI) procedure. Stent-grafts currently available are limited in their ability to maintain a low profile and flexibility for deployment. Bare metal stents developed by our group in our previous studies have proven to assist in rapid healing of the stented artery24,26. Various polymers have been electrospun by other groups and polyurethane has been proven biostable …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We would like to thank the Division of Engineering, Mayo Clinic for their technical support. This study was financially supported by European Regional Development Fund – FNUSA-ICRC (No. CZ.1.05/1.100/02.0123), National Institutes of Health (T32 HL007111), American Heart Association Scientist Development Grant (AHA #06-35185N), and The Grainger Innovation Fund – Grainger Foundation.
Materials
| Glass syringe | Air Tite | 7.140-33 | Syringe for spinneret |
| Graduated cylinder 5 mL | Fisher Scientific | 08-552-4G | 5 mL pyrex graduated cylinder about 9mm diameter and 11 cm long |
| High voltage generator | Bertan Accociates, Inc. | 205A-30P | Used to apply voltage difference across spinneret and collector |
| Laboratory mixer with rpm control | Scilogex | SCI-84010201 | Available from various laboratory equipment suppliers |
| Polyurethane | DSM | BioSpan SPU | Biospan Segmented Polyurethane |
| Rubber sheet | McMaster Carr | 1370N11 | Used to insulate syringe during electrospinning |
| Stainless steel mandrel | N/A | N/A | Manufactured |
| Stainless steel needle | Hamilton | 91018 | Used as spinneret in electrospinning |
| Support material | EnvisionTec | B04-HT-DEMOMAT | Biocompatible water soluble material |
| Syringe Pump | Harvard Apparatus | 55-3333 |
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