Estudio de la incidencia del proceso de manufactura de los dispositivos oclusores cardiovasculares Uniandes-FCI en sus propiedades mecánicas y biológicas in vitro
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Resumen
Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte a nivel mundial de las cuales 75% son en países de bajos ingresos. Dentro de estas están las enfermedades cardiovasculares congénitas, como el ductus arterioso persistente, las cuales afectan a 150 niños por cada millón de habitantes al año en Colombia [1] [2]. Estas enfermedades por lo general tienen como agravantes que vienen acompañadas de vasos colaterales anómalos que deben ser cerrados. Hacer esto de manera mínimamente invasiva llevó al invento de dispositivos oclusores, que lamentablemente son de un alto costo. A partir de dicha problemática y gracias a la colaboración entre la Universidad de los Andes y la Fundación Cardioinfantil Instituto de Cardiología se creó un dispositivo oclusor propio, costo efectivo, hecho de nitinol (aleación de níquel titanio). Este proyecto tiene como objetivo evaluar la incidencia del proceso de manufactura de los dispositivos oclusores en sus propiedades mecánicas y biológicas in vitro. Se escogieron 6 tratamientos distintos variando tiempos de ataque químico y pasivación química para tratar los dispositivos y dejarlos aptos para uso clínico. Posteriormente se evaluaron sus propiedades biológicas in vitro a través de ensayos de citotoxicidad y hemólisis. También, se estudiaron las propiedades mecánicas: la fuerza axial necesaria para estirarlos y la presión radial necesaria para colapsarlos. La toxicidad de los dispositivos, debido al níquel liberado, demostró disminuir casi por completo con una combinación de tratamiento de 3 horas de ataque químico seguido de pasivación química; mientras que la hemólisis mostró niveles leves (2-5%) sólo cuando el dispositivo no recibía tratamiento alguno. En cuanto a las propiedades mecánicas se obtuvo que la fuerza axial depende del material del dispositivo y su geometría, mientras que la presión radial disminuye dependiendo del tiempo de tratamiento. Este estudio pudo probar la incidencia del proceso de manufactura en las propiedades del dispositivo oclusor, aumentando su desempeño biológico y mecánico dependiendo del tratamiento hecho. Finalmente se determinó que el tratamiento que mejores resultados biológicos muestra sin alterar demasiado las propiedades mecánicas es de 3 horas de ataque químico con una posterior pasivación.
Resumen
Cardiovascular diseases are the leading cause of death worldwide, of which 75% of these are in low-income countries. Among these are congenital cardiovascular diseases, such as the Patent ductus arteriosus, which affect 150 children per million inhabitants per year in Colombia. These diseases usually have as aggravating factors that are accompanied by anomalous collateral vessels that must be closed. Doing this in a minimally invasive way led to the invention of occlusion devices, which unfortunately are of an inflated cost. This led to a collaboration between University of the Andes and Fundación Cardioinfantil Institute of Cardiology to create their own cost effective occluder device made of nitinol (nickel titanium alloy). The objective of this project is to evaluate the incidence of the manufacturing process of the occluder devices in their in vitro mechanical and biological properties. Six different treatments were chosen, varying chemical attack and chemical passivation times to treat the devices and make them suitable for clinical use and after that they were tested. Cytotoxicity and hemolysis of these were studied, as well as the axial force needed to stretch them, and the radial pressure needed to collapse them. The results showed that the axial force depends entirely on the device material and its geometry, while radial pressure decreases depending on the treatment time. The toxicity of the devices, due in part to the nickel released, was shown to decrease almost completely with a 3-hour treatment combination of chemical attack followed by chemical passivation while the hemolysis showed mild levels only when the device was not receiving any treatment. This study was able to prove the incidence of the manufacturing process in the properties of the occluder device, increasing its biological and mechanical performance depending on the treatment done.
