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Os cientistas usam a impressão 3-D para desenvolver stents biodegradáveis personalizados

A maioria de povos ouviram-se sobre a medicina personalizada. Mas como sobre dispositivos médicos personalizados?

O Ameer do Guillermo da engenharia do noroeste e Cheng Sun teamed acima para usar a impressão 3-D para desenvolver os stents flexíveis, biodegradáveis que são personalizados para o corpo de um paciente específico.

“Agora, a grande maioria dos stents é feita de um metal e tem a disponibilidade disponível imediatamente em vários tamanhos,” disse o Ameer, o professor da engenharia biomedicável na escola do McCormick da Universidade Northwestern da engenharia e o professor da cirurgia na Faculdade de Medicina de Feinberg. “O médico tem que supr que tamanho do stent é um bom ajuste para manter o vaso sanguíneo aberto. Mas nós somos tudo diferentes e os resultados são altamente dependentes da experiência do médico, de modo que não seja uma solução óptima.”

Apoiado pela associação americana do coração, a pesquisa é publicada em linha nas tecnologias de materiais avançados do jornal. Robert camionete Lith, um companheiro pos-doctoral no laboratório do Ameer, e padeiro de Evan, um aluno diplomado no laboratório de Sun, é co-primeiros autores do papel.

Quando os stents do doente-encaixe se movem na artéria, podem finalmente falhar. Nesses casos, os médicos têm que de algum modo reabrir o stent obstruído ou contorneá-lo com um enxerto vascular. É um processo caro e arriscado.

“Há os casos onde um médico tenta ao stent um paciente, e o ajuste não é bom,” Ameer disse. “Pôde haver umas limitações geométricas na embarcação do paciente, tal como uma curvatura significativa que pudesse perturbar a circulação sanguínea, fazendo com que os stents tradicionais falhem. Este é especialmente um problema para os pacientes que têm as circunstâncias que impedem o uso dos diluidores do sangue, que são dados geralmente aos pacientes que têm stents. Imprimindo um stent que tenha as exigências geométricas e biológicas exactas do vaso sanguíneo do paciente, nós esperamos minimizar a probabilidade destas complicações.”

Para criar estes stents personalizados, o Ameer trabalhou com Sun para adaptar uma técnica 3-D da impressão, chamada micro-estereofónico-litografia da projecção, para fabricar stents usando um polímero desenvolvido previamente no laboratório do Ameer. A técnica usa uma resina ou um polímero foto-curável líquido para imprimir objetos com luz. Quando um teste padrão da luz é brilhado no polímero, converte-o em um sólido que seja deslocado então lentamente para curar a camada seguinte do polímero líquido. A tecnologia da impressão permite que a equipe fabrique um stent esse combina precisamente características desejáveis do projecto.

A técnica 3-D da impressão de Sun, conhecida como a micro produção líquida contínua da relação (microCLIP), tem diversas vantagens. Primeiramente, é extremamente de alta resolução. Com a capacidade para imprimir as características tão pequenas quanto 7 mícrons, é perfeita para imprimir os stents, que têm muito muito bem - engrena dimensões e pode ser menor de 3 milímetros no diâmetro. Em segundo, tem a capacidade para imprimir até 100 stents de cada vez, produzindo os métodos de fabricação mais rapidamente e potencial mais barata do que tradicionais. Em terceiro lugar, é rápida, imprimindo um stent de 4 centímetros numa questão de minutos.

Embora os stents actuais fossem feitos com rede de arame do metal, o Ameer usou um polímero baseado cítrico-ácido desenvolvido previamente em seu laboratório. O stent resultante é flexível, biodegradável, e tem propriedades antioxidantes inerentes. As drogas podem igualmente ser carregadas no polímero e lentamente ser liberadas no local da implantação para melhorar o processo de cicatrização na parede do vaso sanguíneo. O Ameer tem mostrado previamente que o polímero pode ser projectado para inibir a formação do coágulo quando aplicado aos enxertos vasculares. O stent forte mas biodegradável permite que exercite sua função mecânica durante a dilatação inicial da embarcação e dissolva-se lentamente enquanto o vaso sanguíneo reaberto recupera.

“Na teoria, é porque o paciente não tem dispositivos estrangeiros do metal do permanent no corpo,” um Ameer mais seguro disse. “Se, por qualquer razão no futuro, o cirurgião precisa de ir para trás dentro a esse lugar na embarcação, podem. Não há um stent do metal na maneira.”

Os stents biodegradáveis actuais são feitos dos plásticos similares àqueles usados para suturas. Não são tão fortes quanto a rede de arame e podem tomar mais por muito tempo do que stents do metal para expandir inteiramente quando distribuídos. Para compensar esta fraqueza, os stents plásticos são reforçados aumentando a espessura de seus suportes relativos a isso de um stent do metal. O stent impresso 3-D do Ameer, contudo, pode ser fabricado com o perfil mais fino de stents tradicionais do fio de metal, assim que é mais compatível com o corpo.

O Ameer e Sun, professor adjunto da engenharia mecânica, imaginam um processo futuro por meio de que as dimensões da embarcação de um paciente são obtidas usando as técnicas de imagem lactente padrão disponíveis em hospitais, e um stent então é imprimido no local para caber exactamente as dimensões da embarcação, empacotado, e dado ao cirurgião para a implantação. Em seguida, o Ameer planeia investigar quanto tempo toma para que seu stent biodegradável divida e absorva no corpo. Sua equipe igualmente aponta investigar projectos inovativos do stent para melhorar seu desempenho a longo prazo.

“Não somente podemos nós personalizar o stent para vasos sanguíneos de um paciente,” disse, “mas nós podemos criar todos os novos tipos de dispositivos médicos paciente-específicos que poderiam fazer os resultados de procedimentos cirúrgicos melhores do que o que são hoje.”

Source:

Northwestern University