Advancement and development in stent engineering

Coronary artery disease is major health care and economic burden worldwide. A stent implantation is major advanced since the introduction of coronary angioplasty. Coronary stents have been proven as an effective treatment device for heart diseases such as acute myocardial infarction. There are numerous studies on the design of coronary stents and many significant manufacturing methods have been reported in the past two decades. However, there is no comprehensive methodology for the product development of coronary stents in terms of design, simulation, and manufacturing. One of the major enduring challenges to the use of vascular stent includes a selection of stent size. Critical oversizing or under-sizing of stent often results in incomplete stent apposition or under expansion. Geometric constraints within the patient's vessel, such as a significant curvature causing disturbance blood flow which leads to the failure of traditional stent. Final stent expansion often fails fulfil exact stent dimensions after drug-eluting stent implantation, and suboptimal stent expansion will results in adverse clinical events. Advancement in 3D printing materials, equipment, methods, and techniques are currently empowering on-demand, highly customized patient treatments. This study aims to highlight the importance of customized stent with 3d printing technique based on fused deposition modelling that has an exact geometric of the patient blood vessels to minimize the probability of irregular stent size and rejection. The exact dimensions of a patient's vessel are obtained using standard imaging techniques available at hospitals and a stent is then printed on-site to precisely fit the vessel's dimensions. The inspiration for this novel 3D-printing technique was to develop a way to realize not “one size fits all”. This project emphasizes the importance of Additive manufacturing along with design and material characteristics.

La malattia coronarica è la principale assistenza sanitaria e l'onere economico in tutto il mondo. L'impianto di uno stent è molto avanzato dall'introduzione dell'angioplastica coronarica. Gli stent coronarici si sono dimostrati un efficace dispositivo di trattamento per malattie cardiache come l'infarto miocardico acuto. Esistono numerosi studi sulla progettazione di stent coronarici e negli ultimi due decenni sono stati riportati molti metodi di produzione significativi. Tuttavia, non esiste una metodologia completa per lo sviluppo del prodotto degli stent coronarici in termini di progettazione, simulazione e produzione. Una delle maggiori sfide durature all'uso dello stent vascolare include una selezione della dimensione dello stent. Il sovradimensionamento o il sottodimensionamento critico dello stent spesso si traduce in un'apposizione incompleta dello stent o in una sotto espansione. Vincoli geometrici all'interno del vaso del paziente, come una curvatura significativa che causa disturbi al flusso sanguigno che porta al fallimento dello stent tradizionale. L'espansione finale dello stent spesso non riesce a soddisfare le dimensioni esatte dello stent dopo l'impianto dello stent a rilascio di farmaco e un'espansione non ottimale dello stent si tradurrà in eventi clinici avversi. I progressi nei materiali, nelle attrezzature, nei metodi e nelle tecniche di stampa 3D stanno attualmente potenziando i trattamenti dei pazienti su richiesta e altamente personalizzati. Questo studio mira a evidenziare l'importanza di uno stent personalizzato con tecnica di stampa 3D basata sulla modellazione di deposizione fusa che ha una geometria esatta dei vasi sanguigni del paziente per ridurre al minimo la probabilità di dimensioni e rigetto dello stent irregolari. Le dimensioni esatte del vaso di un paziente vengono ottenute utilizzando le tecniche di imaging standard disponibili negli ospedali e uno stent viene quindi stampato in loco per adattarsi con precisione alle dimensioni del vaso. L'ispirazione per questa nuova tecnica di stampa 3D è stata quella di sviluppare un modo per realizzare non "taglia unica". Questo progetto sottolinea l'importanza della produzione additiva insieme al design e alle caratteristiche dei materiali.