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Gli scienziati usano la stampa 3-D per sviluppare gli stents biodegradabili su misura

La maggior parte della gente ha sentito parlare di medicina personale. Ma come circa gli apparecchi medici personali?

Il Ameer di Guillermo dell'assistenza tecnica nordoccidentale ed il Sun di Cheng hanno collaborato per usare la stampa 3-D per sviluppare gli stents flessibili e biodegradabili che sono personalizzati per l'ente specifico di un paziente.

“Ora, la vasta maggioranza degli stents è fatta da un metallo ed ha disponibilità disponibile immediatamente in varie dimensioni,„ ha detto il Ameer, professore di assistenza tecnica biomedica a scuola del McCormick dell'università Northwestern di assistenza tecnica e professore di chirurgia nella scuola di medicina di Feinberg. “Il medico deve indovinare quale dimensione dello stent è una buona misura per tenere il vaso sanguigno aperto. Ma siamo tutti differenti ed i risultati dipendono altamente da esperienza del medico, di modo che non è una soluzione ottimale.„

Di supporto dall'associazione americana del cuore, la ricerca è pubblicata online in tecnologie dei materiali avanzate giornale. Robert van Lith, un collega postdottorale nel laboratorio del Ameer e panettiere di Evan, un dottorando nel laboratorio di Sun, è co-primi autori del documento.

Quando gli stents inadatti si muovono nell'arteria, possono infine venire a mancare. In questi casi, i medici devono riaprire in qualche modo lo stent bloccato o oltrepassarlo con un innesto vascolare. È un trattamento costoso e rischioso.

“Ci sono casi dove un medico prova allo stent un paziente e la misura non è buona,„ Ameer ha detto. “Ci potrebbero essere vincoli geometrici nell'imbarcazione del paziente, quale una curvatura significativa che può disturbare il flusso sanguigno, inducente gli stents tradizionali a venire a mancare. Ciò è particolarmente un problema per i pazienti che hanno circostanze che impediscono l'uso dei diluenti di sangue, che sono dati comunemente ai pazienti che hanno stents. Stampando uno stent che ha i requisiti geometrici e biologici esatti del vaso sanguigno del paziente, pensiamo minimizzare la probabilità di queste complicazioni.„

Per creare questi stents su misura, il Ameer ha funzionato con il Sun per adattare una tecnica 3-D di stampa, chiamata la micro-stereo-litografia della proiezione, per da costruzione gli stents facendo uso di un polimero precedentemente sviluppato nel laboratorio del Ameer. La tecnica usa una resina o un polimero foto-curabile liquida per stampare gli oggetti con indicatore luminoso. Quando un reticolo di indicatore luminoso è spleso sul polimero, lo converte in solido che poi è spostato lentamente per fare maturare il livello seguente del polimero liquido. La tecnologia di stampa permette che il gruppo da costruzione uno stent quel precisamente abbina le caratteristiche desiderabili di progettazione.

La tecnica 3-D della stampa di Sun, conosciuta come micro produzione liquida continua dell'interfaccia (microCLIP), presenta parecchi vantaggi. In primo luogo, è estremamente di alta risoluzione. Con la capacità di stampare le funzionalità piccole quanto 7 micron, è perfetta per la stampa degli stents, che hanno dimensioni molto a maglia fine e possono essere più piccoli di 3 millimetri di diametro. In secondo luogo, ha la capacità di stampare fino a 100 stents per volta, producendo loro i metodi di fabbricazione più velocemente e potenzialmente più economico tradizionali. In terzo luogo, è veloce, stampando uno stent da 4 centimetri in pochi minuti.

Sebbene gli stents correnti siano fatti con la maglia del nastro metallico, il Ameer ha utilizzato un polimero basato citrico-acido precedentemente sviluppato nel suo laboratorio. Lo stent risultante è flessibile, biodegradabile ed ha beni antiossidanti inerenti. Le droghe possono anche essere caricate sul polimero ed essere rilasciate lentamente al sito di impianto per migliorare il trattamento curativo nella parete del vaso sanguigno. Il Ameer precedentemente ha indicato che il polimero può essere costruito per inibire la formazione del grumo una volta applicato agli innesti vascolari. Lo stent forte ma biodegradabile permette che eserciti la sua funzione meccanica durante la dilatazione iniziale dell'imbarcazione e si dissolva lentamente mentre il vaso sanguigno riaperto recupera.

“Nella teoria, è perché il paziente non ha unità non Xeros permanenti del metallo nell'organismo,„ Ameer più sicuro ha detto. “Se, per qualunque ragione in futuro, il chirurgo deve ritornare dentro a quella posizione nell'imbarcazione, possono. Non c' è uno stent del metallo nel modo.„

Gli stents biodegradabili correnti sono fatti dalla plastica simile a quelle usate per le suture. Non sono forti quanto la rete metallica e possono catturare più lungamente degli stents del metallo completamente per espandersi una volta spiegati. Per compensare questa debolezza, gli stents di plastica sono rinforzati aumentando lo spessore dei loro puntoni relativi quello di uno stent del metallo. Lo stent stampato 3-D del Ameer, tuttavia, può essere da costruzione con il profilo più sottile degli stents tradizionali del nastro metallico, in modo da è più compatibile con l'organismo.

Il Ameer ed il Sun, professore associato dell'ingegneria meccanica, immaginano un trattamento futuro con cui le dimensioni dell'imbarcazione di un paziente sono ottenute facendo uso delle tecniche di rappresentazione standard disponibili agli ospedali e uno stent poi è stampato sul sito per misura esattamente le dimensioni dell'imbarcazione, è imballato ed è dato al chirurgo per impianto. Dopo, il Ameer pianificazione studiare quanto ci vuole affinchè il suo stent biodegradabile riparta e per assorbire nell'organismo. Il suo gruppo egualmente mira a studiare le progettazioni innovarici dello stent per migliorare la loro prestazione a lungo termine.

“Non solo possiamo personalizzare lo stent per i vasi sanguigni di un paziente,„ ha detto, “ma possiamo creare tutti i nuovi tipi di apparecchi medici paziente-specifici che potrebbero rendere i risultati delle procedure chirurgiche migliori di che cosa sono oggi.„

Source:

Northwestern University