A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
وكانت أهدافنا لتصميم وتصنيع واختبار الدعامات المغناطيسية لالتقاط الخلايا البطانية. تم اختبار عشرة الدعامات لكسر وتم اختبار 10 مزيد من الدعامات لالمغناطيسية الاحتفاظ بها. وأخيرا، تم اختبار 10 الدعامات في المختبر وزرعت 8 المزيد من الدعامات في 4 الخنازير لإظهار القبض على خلية والاحتفاظ بهم.
وهناك حاجة تبطنن السريع لالدعامات القلب والأوعية الدموية للحد من الدعامات تجلط الدم وتجنب العلاج المضاد للصفائح الدموية التي يمكن أن تقلل من خطر النزيف. وقد أظهرت جدوى استخدام القوى المغناطيسية لالتقاط والإبقاء على الخلايا البطانية ثمرة (EOC) المسمى مع جزيئات أكسيد الحديد فائقة ممغطس (SPION) سابقا. ولكن هذا الأسلوب يتطلب وضع الدعامات وظيفية ميكانيكيا من المواد المغناطيسية وحيويا تليها في المختبر وفي الجسم الحي اختبار لإثبات تبطنن السريعة. وضعنا الدعامة المغناطيسية ضعيفة من 2205 دوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ استخدام التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) والمكرر تصميمه باستخدام مزيد من تحليل العناصر المحدودة (FEA). التصميم النهائي من الدعامات أظهرت سلالة الرئيسي أقل من الحد كسر في المواد خلال العقص الميكانيكية والتوسع. تم تصنيعها مائة الدعامات، وكان يستخدم مجموعة فرعية منها لاختبار الميكانيكية، متقاعدained قياسات الحقل المغناطيسي، في الدراسات المختبرية القبض على الخلية، والدراسات زرع الجسم الحي في. تم اختبار عشرة الدعامات للنشر للتحقق مما إذا كانت ثابتة العقص والتوسع دورة دون الفشل. تم ممغنط 10 الدعامات آخر باستخدام المغناطيس النيوديميوم قوية على وتم قياس المجال المغناطيسي الاحتفاظ بهم. أظهرت الدعامات أن المغناطيسية احتفظ كانت كافية لالتقاط SPION المسمى EOC في دراساتنا في المختبر. تم التحقق المسمى SPION القبض EOC والاحتفاظ بها في نماذج حيوانية كبيرة من خلال زرع الدعامة الممغنطة 1 و 1 غير الممغنطة الدعامة التحكم في كل من 4 الخنازير. تم explanted الشرايين stented بعد 7 أيام وتحليلها نسيجيا. كانت الدعامات المغناطيسية ضعيفة وضعت في هذه الدراسة قادرة على جذب واستبقاء الخلايا البطانية المسمى SPION التي يمكن أن تعزز الشفاء السريع.
Patients implanted with vascular stents manufactured from thrombogenic materials like stainless steel, cobalt chromium, and platinum chromium – both bare metal stents (BMS) and drug eluting stents (DES) – need anti-platelet therapy to prevent thrombus formation. BMS heal rapidly, but are subject to late stage restenosis due to incomplete healing. DES require long term anti-platelet therapy due to delayed healing. Anti-platelet therapy administered to avoid thrombosis as a result of incomplete or delayed healing leads to increased bleeding risk and may not be suitable for certain patients1,2. An ideal stent will heal completely and quickly thus avoiding long-term anti-platelet therapy and late stage restenosis. This complete healing can only be achieved if the stent is rapidly coated with a monolayer of endothelial cells after implantation. Coating the stents with biocompatible materials such as gold or other biopolymers has been shown to improve thrombo-resistance, but none of these techniques achieved ideal blood compatibility as may be possible by coating with endothelial cells3,4.
A stent can be coated with endothelial cells post implantation by attracting circulating progenitor cells. This self-seeding technique can be achieved by utilizing ligands and antibodies. But this technique is limited by the low number of circulating endothelial progenitor cells. A promising strategy is to deliver cells directly to the stent immediately following implantation during a short period of blood flow occlusion3,5. This strategy requires a technique for rapidly capturing cells and retaining them on the stent even after restoring blood flow. We have developed a technique in which a magnetic stent is used to attract and retain magnetically-labeled endothelial cells delivered post implantation. To achieve this, a functional BMS with sufficient magnetic properties to capture and retain magnetically-labeled endothelial cells is required6.
In this paper, we discuss the methods for designing, manufacturing, and testing a 2205 stainless steel stent. The stents were designed using CAD and FEA. The manufactured stents were magnetized using a neodymium magnet and the retained magnetic field was measured using a magneto-resistance microsensor probe. We then tested the stents for magnetically-labeled cell capture in a culture dish during our in-vitro experiments. Finally, the stents were tested in-vivo by implanting magnetic and non-magnetic stents in 4 pigs and histologically analyzing the stented arteries.
وقد وافق جميع الدراسات على الحيوانات من قبل مؤسسات الرعاية الحيوانية واللجنة الاستخدام (IACUC) في مايو كلينيك.
1. تصميم وتحليل من 2205 الفولاذ المقاوم للصدأ الدعامة
2. الدعامة تصنيع واختبار لالعقص والتوسع
3. توصيف الدعامة لالمحتجزة المجال المغناطيسي
ملاحظة: مغناطيس اسطواني من 2 بوصة وقطرها 1 بوصة ارتفاع استخدمت في هذه الدراسة. يتم محاذاة أقطاب المغناطيس على طول المحور. كثافة سطح الفيض المغناطيسي المغناطيس حوالي 1 T.
4. المغناطيسي الدراسات القبض على خلية
الطبقة = "jove_title"> 5. وفي الجسم الحي الدراسات الحيوانية
أظهر تصميم الدعامات تكراري استنادا الهيئة الاتحادية للبيئة (الشكل 1) الدعامة التي يمكن تجعيد والتوسع مع سلالة الرئيسي من 20٪ وهي أقل من سلالة النهائي 30٪. أظهر العقص واختبار التوسع (الشكل 2) أي علامات على الكسر. وأظهرت لقطات من الدعامات مشوهة اتفاق ?...
وضعنا الدعامة المغناطيسية التي يمكن أن تكون بمثابة الدعامة المعدنية العارية ويمكن أن تجتذب الخلايا البطانية المسمى SPION. في الدراسات السابقة التي تنطوي على الدعامات المغناطيسية، وقد استخدم الباحثون النيكل الدعامات المغلفة التجارية وملفات أو تنسجم مصنوعة من مواد مغ...
The authors declare that they have no competing financial interests.
The authors thank Tyra Witt, Cheri Mueske, Brant Newman and Dr. Peter J. Psaltis, MBBS, PhD for their valuable contributions. This study was financially supported by European Regional Development Fund – FNUSA-ICRC (No. CZ.1.05/1.100/02.0123), American Heart Association Scientist Development Grant (AHA #06-35185N), National Institutes of Health (T32HL007111) and The Grainger Innovation Fund – Grainger Foundation.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
2205 Stainless steel | Carpenter Technology Corporation | Round bar stock material | |
Abaqus | Dassault systems | Software | |
Atropine | Prescription drug. | ||
Clopidogrel | Commercial name: Plavix. Prescription drug. | ||
CM-DiI | Life Technologies | V-22888 | Molecular Probes, Eugene, OR |
Endothelial growth medium-2 | Lonza | CC-3162 | |
Hand Held Crimping tool | Blockwise engineering | M1-RMC | |
Hydrochloric acid (HCl) | Sigma Aldrich | MFCD00011324 | CAUTION: wear proptective equipment and handle under fume hood |
Isoflurane anesthesia | Piramal Critical Care, Inc. | ||
Ethyl alcohol | Sigma Aldrich | MFCD00003568 | |
NdFeB magnet 2" Dia x 1" thick | Amazing magnets | D1000P | Axially magnetized disc magnet with poles on flat faces |
Over-The-Wire trifold balloon | Any commercially available OTW trifold balloon can be used | ||
Phosphate buffered saline | Life Technologies | 10010-023 | Commonly known as PBS |
Sodium Bicarbonate (NaHCO3) | Sigma Aldrich | MFCD00003528 | |
Sodium pentobarbital | Zoetis | Commercial Name: Sleepaway (26%), FatalPlus, Beuthanasi. Controlled substance to be ordered only by licensed veternarian | |
SolidWorks | Dassault systems | Software | |
SpinTJ-020 micro sensor | MicroMagneitcs Sensible Solutions | Long probe STJ-020 microsensor | |
SPION | Mayo Clinic | Nanoparticles synthesized internally (Ref: Lee, S. J. et al. Nanoparticles of magnetic ferric oxides encapsulated with poly(D,L latide-co-glycolide) and their applications to magnetic resonance imaging contrast agent. J Magn Magn Mater 272, 2432-2433, doi:DOI 10.1016/j.jmmm.2003.12.416 (2004)) | |
Telazol | Zoetis | Controlled substance to be ordered only by licensed veternarian | |
Trypsin EDTA | Life Technologies | 25200-056 | Gibco, Grand Island, NY |
Xylazine | Bayer Animal Health | Commercial name: Rompun. Controlled sunstance to be ordered only by a licensed veternarian |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved