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Les scientifiques emploient l'impression à trois dimensions pour développer des armatures intra-artérielles biodégradables personnalisées

La plupart des gens ont entendu parler du médicament personnalisé. Mais comment sur les matériels médicaux personnalisés ?

L'Ameer de Guillermo du bureau d'études du nord-ouest et le Sun de Cheng se sont associés pour employer l'impression à trois dimensions pour développer les armatures intra-artérielles flexibles et biodégradables qui sont personnalisées pour le fuselage spécifique d'un patient.

« En ce moment, l'immense majorité d'armatures intra-artérielles sont effectuées à partir d'un métal et ont la disponibilité disponible sur le marché dans tailles variées, » a dit l'Ameer, le professeur du génie biomédical à l'école de McCormick de l'Université Northwestern du bureau d'études et le professeur de la chirurgie à l'École de Médecine de Feinberg. « Le médecin doit estimer quelle taille d'armature intra-artérielle est un bon ajustement pour maintenir le vaisseau sanguin ouvert. Mais nous sommes tous différents et les résultats dépendent hautement de l'expérience de médecin, de sorte que ne soit pas une solution optimale. »

Supporté par l'association américaine de coeur, la recherche est publiée en ligne en technologies des matériaux avancées par tourillon. Robert van Lith, un boursier post-doctoral dans le laboratoire de l'Ameer, et Baker d'Evan, un étudiant de troisième cycle dans le laboratoire du Sun, sont les Co-premiers auteurs du papier.

Quand les armatures intra-artérielles de mauvais-montage déménagent l'artère, elles peuvent éventuel défaillir. Dans ces cas, les médecins doivent d'une certaine manière rouvrir l'armature intra-artérielle bloquée ou la dériver avec une greffe vasculaire. C'est un procédé coûteux et risqué.

« Il y a des cas où un médecin juge à l'armature intra-artérielle un patient, et l'ajustement n'est pas bon, » Ameer a dit. « Il pourrait y avoir des contraintes géométriques dans le récipient du patient, tel qu'une courbure significative qui peut toucher au flux sanguin, faisant défaillir des armatures intra-artérielles traditionnelles. C'est particulièrement un problème pour les patients qui ont des conditions qui évitent l'utilisation des diluants de sang, qui sont couramment donnés aux patients qui ont des armatures intra-artérielles. En estampant une armature intra-artérielle qui a les conditions géométriques et biologiques exactes du vaisseau sanguin du patient, nous comptons réduire à un minimum la probabilité de ces complications. »

Pour produire ces armatures intra-artérielles personnalisées, l'Ameer a fonctionné avec le Sun pour adapter une technique à trois dimensions d'impression, micro-stéréo-lithographie appelée de projection, pour fabriquer des armatures intra-artérielles utilisant un polymère précédemment développé dans le laboratoire de l'Ameer. La technique emploie une résine ou un polymère photo-durcissable liquide pour estamper des objectifs avec la lumière. Quand une configuration de la lumière est brillée sur le polymère, elle le convertit en solide qui alors est lentement déplacé pour corriger la prochaine couche du polymère liquide. La technologie d'impression permet à l'équipe de fabriquer une armature intra-artérielle cette apparie avec précision des caractéristiques désirables de modèle.

La technique à trois dimensions de l'impression du Sun, connue sous le nom de production liquide continue micro de surface adjacente (microCLIP), a plusieurs avantages. D'abord, elle est extrêmement de haute résolution. Avec la capacité d'estamper des caractéristiques aussi petites que 7 microns, elle est parfaite pour estamper les armatures intra-artérielles, qui ont des cotes très à maille fine et peuvent être plus petites que 3 mm de diamètre. En second lieu, elle a la capacité d'estamper jusqu'à 100 armatures intra-artérielles à la fois, produisant les des méthodes de fabrication plus rapidement et potentiellement meilleur marché que traditionnelles. Troisièmement, elle est rapide, estampant une armature intra-artérielle de 4 centimètres dans quelques minutes.

Bien que des armatures intra-artérielles actuelles soient effectuées avec le grillage en métal, l'Ameer a employé un polymère basé par acide citrique précédemment développé dans son laboratoire. L'armature intra-artérielle donnante droit est flexible, biodégradable, et a les propriétés antioxydantes inhérentes. Des médicaments peuvent également être chargés sur le polymère et être lentement relâchés au site d'implantation pour améliorer le processus de guérison dans la paroi de vaisseau sanguin. L'Ameer a précédemment prouvé que le polymère peut être conçu pour empêcher la formation de caillots une fois appliqué aux greffes vasculaires. L'armature intra-artérielle intense mais biodégradable lui permet d'exercer son fonctionnement mécanique pendant la dilatation initiale du récipient et de dissoudre lentement pendant que le vaisseau sanguin rouvert récupère.

« Dans la théorie, c'est parce que le patient n'a pas les dispositifs étrangers en métal de constante dans le fuselage, » Ameer plus sûr a dit. « Si, pour une raison quelconque, à l'avenir, le chirurgien doit retourner dedans à cet emplacement dans le récipient, ils peuvent. Il n'y a pas une armature intra-artérielle en métal de la manière. »

Des armatures intra-artérielles biodégradables actuelles sont effectuées à partir des plastiques assimilés à ceux utilisés pour des sutures. Elles ne sont pas aussi intenses que le grillage et peuvent prendre plus longtemps que des armatures intra-artérielles en métal pour augmenter entièrement une fois déployées. Pour compenser cette faiblesse, les armatures intra-artérielles en plastique sont renforcées en augmentant l'épaisseur de leurs contrefiches relatives cela d'une armature intra-artérielle en métal. L'armature intra-artérielle estampée à trois dimensions de l'Ameer, cependant, peut être fabriquée avec le profil plus mince des armatures intra-artérielles traditionnelles de fil en métal, ainsi elle est plus compatible avec le fuselage.

L'Ameer et le Sun, professeur agrégé de l'industrie mécanique, imaginent un futur procédé par lequel les cotes du récipient d'un patient soient obtenues utilisant des techniques d'imagerie normales procurables aux hôpitaux, et une armature intra-artérielle est alors estampée sur le site pour adapter exact les cotes du récipient, emballé, et donné au chirurgien pour l'implantation. Ensuite, l'Ameer planification pour vérifier combien de temps il prend pour que son armature intra-artérielle biodégradable décompose et pour absorbe dans le fuselage. Son équipe vise également à vérifier des modèles novateurs d'armature intra-artérielle pour améliorer leur rendement à long terme.

« Non seulement pouvons nous personnaliser l'armature intra-artérielle pour les vaisseaux sanguins d'un patient, » il a dit, « mais nous pouvons produire tous les types neufs de matériels médicaux de patient-détail qui pourraient rendre les résultats des opérations meilleurs que ce qui sont aujourd'hui ils. »

Source:

Northwestern University