Mechanical properties of a biodegradable self-expandable polydioxanone monofilament stent: In vitro force relaxation and its clinical relevance

Autor: Bezrouk, Ales, Hosszu, Tomas, Hromadko, Ludek, Olmrova Zmrhalova, Zuzana, Kopecek, Martin, Smutny, Martin, Selke Krulichova, Iva, Macak, Jan M., Kremlacek, Jan
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Atmospheric Science
chování
Cardiovascular Procedures
Polymers
Biocompatible Materials
vlákna
síla
STRENGTH
Absorbable Implants
Materials Testing
Medicine and Health Sciences
Relaxation Time
Electron Microscopy
Materials
degradace
Microscopy
tečení
Physics
SUTURE MATERIALS
BENIGN ESOPHAGEAL STRICTURES
Chemistry
Macromolecules
Polydioxanone
Physical Sciences
Medicine
Stents
Scanning Electron Microscopy
CREEP
BEHAVIOR
FIBERS
Research Article
Coronary Stenting
Science
MODELS
Materials Science
Material Properties
Surgical and Invasive Medical Procedures
strukturní materiály
Research and Analysis Methods
Prosthesis Design
komposity
Meteorology
Elastic Modulus
COMPOSITES
Mechanical Properties
Humans
modely
Relaxation (Physics)
Mechanical Phenomena
MEMORY
Humidity
DEGRADATION
Polymer Chemistry
benigní jícnové struktury
Stent Implantation
Earth Sciences
paměti
Zdroj: PLoS ONE
PLoS ONE, Vol 15, Iss 7, p e0235842 (2020)
PLOS ONE. 2020, vol. 15, issue 7, p. 1-16.
ISSN: 1932-6203
Popis: Biodegradable stents are promising treatments for many diseases, e.g., coronary artery disease, urethral diseases, tracheal diseases, and esophageal strictures. The mechanical properties of biodegradable stent materials play a key role in the safety and efficacy of treatment. In particular, insufficient creep resistance of the stent material could result in premature stent collapse or narrowing. Commercially available biodegradable self-expandable SX-ELLA stents made of polydioxanone monofilament were tested. A new, simple, and affordable method to measure the shear modulus of tiny viscoelastic wires is presented. The important mechanical parameters of the polydioxanone filament were obtained: the median Young's modulus was (E) over tilde = 958 (922, 974) MPa and the shear modulus was (G) over tilde= 357 (185, 387) MPa, resulting in a Poisson's ratio of nu = 0.34. The SX-ELLA stents exhibited significant force relaxation due to the stress relaxation of the polydioxanone monofilament, approximately 19% and 36% 10 min and 48 h after stent application, respectively. However, these results were expected, and the manufacturer and implanting clinician should be aware of the known behavior of these biodegradable materials. If possible, a biodegradable stent should be designed considering therapeutic force rather than initial force. Additionally, new and more advanced biodegradable shape-memory polymers should be considered for future study and use. Biodegradabilní stenty jsou slibné pro léčbu mnoha onemocnění, jako např. onemocnění věnčité tepny, močových cest, průdušnic a jícnu. Mechanické vlastnosti stentů hrají klíčovou roli pro efektivní a bezpečnou léčbu. Nedostatečná pevnost v kluzu je obzvlášť nežádoucí, neboť může vést ke kolapsu nebo jeho zužování. V této práci jsme testovali komerčně dostupné biodegradabilní a samo-expandovatelné stenty XS-ELLA , vyrobené z polydioxanu. Prezentujeme také novou a jednoduchou metodu pro měření modulu smykového napětí jednotlivých tenkých drátků, z nichž se stent sestává. Z polydioxanových vláken byly získány důležité mechanické parametry: střední Youngův modul, modul v kluzu, a Possionův koeficient. SX-ELLA stenty celkově vykazovaly velkou vůli v relaxaci, a to jmenovitě díky napětové relaxaci ve výši 19% ad 36% v době po 10 minutách a 48 hodinách od své aplikace, respektive. Tyto výsledky byly sice očekávány, nicméně výrobce a pracovníci v klinické praxi by měly být informování o těchto výsledcích, což je předmětem publikace. Z výsledků vyplývá, že biodegradabilní stenty by měly být designovány raději na využití terapeutické síly, než své původní mechanické síly. Navíc, nové pokročilé polymerní materiály s tvarovou pamětí by měly být využity pro budoucí studium a využití.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz:
Nepřihlášeným uživatelům se plný text nezobrazuje