Bioinspirado refuerzo de fibra para válvulas aórticas: proceso de producción y caracterización del andamio
Autores: Boehm, Christian A.; Donay, Christine; Lubig, Andreas; Ruetten, Stephan; Sesa, Mahmoud; Fernández-Colino, Alicia; Reese, Stefanie; Jockenhoevel, Stefan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Bioinspirado refuerzo de fibra para válvulas aórticas: proceso de producción y caracterización del andamio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Aplicación
Válvulas cardíacas de ingeniería de tejidos
Andamios biohíbridos
Refuerzo de fibras
Propiedades mecánicas
Andamio de válvula aórtica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
La aplicación de válvulas cardíacas de ingeniería tisular en el sistema circulatorio de alta presión sigue siendo un desafío. Una posible solución es el desarrollo de andamios biohíbridos con refuerzo textil para lograr propiedades mecánicas mejoradas. En este artículo, presentamos un proceso de fabricación de refuerzo de fibra bioinspirado para un andamio de válvula aórtica. La estructura de refuerzo consiste en fibras monofilamento de polivinilideno difluoruro dispuestas biomiméticamente mediante un novedoso proceso de enrollado. Las fibras se incrustaron y fijaron en policarbonato uretano electrohilado en un colector cilíndrico. El andamio se caracterizó por resistencia a la tracción biaxial, rigidez a la flexión, presión de estallido y hemodinámica en un sistema de circulación simulado. El andamio reforzado con fibras producido mostró propiedades mecánicas y hemodinámicas agudas adecuadas. El gradiente de presión transvalvular fue de 3.02 +/- 0.26 mmHg con un área efectiva de orificio de 2.12 +/- 0.22 cm. Las válvulas soportaron condiciones aórticas, cumpliendo con las normas ISO-5840. El andamio reforzado con fibras falló en una dirección circunferencial a una tensión de 461.64 +/- 58.87 N/m y una deformación del 49.43 +/- 7.53%. Estos valores estuvieron por encima de los niveles de tejido de válvula cardíaca nativo probados. En general, demostramos un enfoque de fabricación novedoso para desarrollar un andamio biomimético reforzado con fibras para la ingeniería tisular de válvulas cardíacas aórticas. La caracterización mostró que este enfoque es prometedor para un reemplazo de válvula in situ.
Descripción
La aplicación de válvulas cardíacas de ingeniería tisular en el sistema circulatorio de alta presión sigue siendo un desafío. Una posible solución es el desarrollo de andamios biohíbridos con refuerzo textil para lograr propiedades mecánicas mejoradas. En este artículo, presentamos un proceso de fabricación de refuerzo de fibra bioinspirado para un andamio de válvula aórtica. La estructura de refuerzo consiste en fibras monofilamento de polivinilideno difluoruro dispuestas biomiméticamente mediante un novedoso proceso de enrollado. Las fibras se incrustaron y fijaron en policarbonato uretano electrohilado en un colector cilíndrico. El andamio se caracterizó por resistencia a la tracción biaxial, rigidez a la flexión, presión de estallido y hemodinámica en un sistema de circulación simulado. El andamio reforzado con fibras producido mostró propiedades mecánicas y hemodinámicas agudas adecuadas. El gradiente de presión transvalvular fue de 3.02 +/- 0.26 mmHg con un área efectiva de orificio de 2.12 +/- 0.22 cm. Las válvulas soportaron condiciones aórticas, cumpliendo con las normas ISO-5840. El andamio reforzado con fibras falló en una dirección circunferencial a una tensión de 461.64 +/- 58.87 N/m y una deformación del 49.43 +/- 7.53%. Estos valores estuvieron por encima de los niveles de tejido de válvula cardíaca nativo probados. En general, demostramos un enfoque de fabricación novedoso para desarrollar un andamio biomimético reforzado con fibras para la ingeniería tisular de válvulas cardíacas aórticas. La caracterización mostró que este enfoque es prometedor para un reemplazo de válvula in situ.