8 research outputs found

    Micropatterned 3D-printed PLLA/PLCL bioresorsable stents: degradation and influence of sterilization

    Get PDF
    Bioresorbable stents (BRS) are cylindrical scaffolds designed to provide a temporary support to the vessel wall while the structure slowly degrades until completely resorbed [1]. Current stent fabrication technology hinders local modification of the surface topography. This work presents a novel solvent-cast direct-write (SC-DW) 3D printing system to manufacture inner patterned BRS. Poly-L-lactic acid (PLLA) and poly(lactic-co-caprolactone) (PLCL) stents were obtained by cylindrical printing onto a Ø 3 mm rotating mandrel (Figure 1a) [2]. The ink consisted in a solution of high Mw PLLA or PLCL copolymer (95:5) in chloroform at 10% w/v and 12.5% w/v, respectively. Steel mandrels were modified by direct laser interference patterning with a femtosecond laser to obtain a linear micropatterning with a periodicity of 10 μm, which was transferred onto stents' luminal surface (Figure 1b). Stents biodegradation was characterized by an accelerated degradation assay in PBS at 50oC over 4 months and characterized in terms of mass loss, SEM, DSC, mechanical tests, GPC and 1 H-NMR. PLLA and PLCL stents underwent bulk degradation, with a sustained decrease in molecular weight and an increase in crystallinity as degradation proceeded. PLCL stents degraded 1.5 times faster than PLLA stents due to higher water penetration in amorphous regions. Finally, two sterilization methods were evaluated: γ-irradiation (8 kGy) and ethylene oxide (EtO). Whereas γ- irradiation induced chain scission and a marked decrease in molecular weight, no structural or chemical alterations were found after EtO sterilization (Figure 1c). In conclusion, customizable PLLA and PLCL BRS were successfully fabricated through SC-DW technique, showing luminal micropatterning for enhanced endothelialization and adequate degradation timeframe for resorption

    Solvent-cast direct-writing and electrospinning as a dual fabrication strategy for drug-eluting polymeric bioresorbable stents

    Get PDF
    Bioresorbable stents (BRS) are conceived to retain sufficient radial strength after implantation while releasing an antiproliferative drug in order to prevent vessel restenosis until complete resorption. Ongoing research trends involve the use of innovative manufacturing techniques to achieve thinner struts combined with optimized local drug delivery. This work presents a combination of solvent-cast direct-writing (SC-DW) and electrospinning (ES) using poly-l-lactic acid (PLLA) and poly(l-lactic-co-¿-caprolactone) (PLCL) as a new approach to generate everolimus-eluting BRS for cardiovascular applications. A Design of Experiment (DoE) was conducted to determine the optimal parameters to obtain a homogeneous coating with high specific surface. Manufactured stents were characterized by means of mechanical tests and scanning electron microscopy (SEM), with everolimus release in accelerated conditions quantified through High Performance Liquid Chromatography (HPLC). Drug loading was achieved either encapsulated in the struts of the stent or in an electrospun PLCL membrane covering the stent. In the former case, everolimus release was found to be insufficient, less than 3% of total drug loading after 8 weeks. In the latter, everolimus release considerably increased with respect to drug-loaded 3D-printed stents, with over 50% release in the first 6 hours of the test. In conclusion, everolimus release from PLCL-coated 3D-printed stents would match the dose and timeframe required for in vivo applications, while providing thinner struts than SC-DW drug-loaded stents.Peer ReviewedPostprint (published version

    Solvent-cast direct-writing as a fabrication strategy for radiopaque stents

    Get PDF
    Bioresorbable stents (BRS) potential in treating coronary heart disease is still to be further developed. Current trends include research with new polymeric materials, the need for thinner struts combined with appropriate mechanical properties, radiopacity and optimized local drug delivery. This work presents a novel solvent-cast direct-write (SC-DW) printing system to manufacture BRS onto a rotating cylinder with poly-l-lactic acid (PLLA) and poly(l-lactic-co- ¿ -caprolactone) (PLCL) inks. Printed stents were characterized in terms of mechanical, thermal and biological properties with human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). Expansion assays showed that stents withstood pressures of at least 16 atm and the indirect cytotoxicity test indicated that stents were biocompatible. Polymeric inks were further modified with the addition of 3 radiopaque agents, namely iodine, triiodobenzoic acid (TIBA) and barium sulfate (BaSO) to render stents radiopaque. Subsequent characterization showed a general increase in strut thickness with respect to control PLLA or PLCL stents, which in turn resulted in higher resistance to compression. Microcomputed tomography was used to assess stents’ radiopacity, showing that TIBA and BaSO-containing stents presented high X-ray attenuation values and maintained their radiopacity after 3 months incubation time.Peer ReviewedPostprint (published version

    Producció fotoquímica d’hidrogen en un microreactor amb nanopartícules Au/TiO2

    No full text
    The major aim of this bachelor’s thesis is the production of hydrogen (H2) from mixtures containing water (H2O) & ethanol (EtOH) by means of a photocatalytic process using Au/TiO2 nanoparticles. The reaction was carried out in a quartz microchannel plate inside of a photoreactor equipped with LEDs emitting at 365 nm. Two configurations were analyzed regarding the situation of the photocatalyst with respect to the liquid reactants: microslurry and microdeposition. In the former, Au/TiO2 was dispersed into the solution mixture containing water and ethanol. In the latter, microchannels walls were coated with the photocatalyst. H2 generation was characterized employing gas chromatography analysis with a gas carrier of argon (Ar). The work developed at the laboratory includes the design and implementation of the experimental set-up, as well as the preparation of Au/TiO2 nanoparticles and its deposition inside of the quartz microchannels. Polydimethylsiloxane (PDMS) layers were fabricated to seal the microchannels plate by means of an oxygen plasma treatment (OPT). The performance of the system was monitored depending on parameters such as catalyst loading, light intensity, gas & liquid flux and EtOH relative concentration. The best results in H2 production were obtained for the microdeposition configuration. Photocatalyst activity (A) was found to be increased by a factor 3.5 with respect to the photoactivity presented by the microslurry configuration.El objetivo principal de este trabajo es la producción de hidrógeno (H2) a partir de soluciones de agua (H2O) y etanol (EtOH) por medio de un proceso fotocatalítico con nanopartículas de oro sobre dióxido de titanio (Au/TiO2). La reacción fue llevada a cabo en una placa de microcanales de cuarzo en un fotoreactor equipado con LEDs emitiendo a 365 nm. Dos fueron las configuraciones analizadas en lo que se refiere a la situación del fotocatalizador respecto a los reactivos líquidos: microslurry y microdeposición. En la primera, las nanopartículas Au/TiO2 fueron dispersadas en la solución de agua y etanol. En la segunda, las paredes de los microcanales fueron impregnadas con el fotocatalizador. La generación de H2 fue caracterizada mediante análisis de cromatografía de gases, con argón (Ar) como gas portador. El trabajo desarrollado en el laboratorio incluye el diseño y la implementación del montaje experimental, así como la preparación de las nanopartículas Au/TiO2 y su deposición sobre el interior de los microcanales de cuarzo. Capas de polidimetilsiloxano (PDMS) fueron fabricadas para sellar la placa de microcanales mediante un tratamiento de plasma de oxígeno (OPT). El comportamiento del sistema fue monitorizado en la dependencia de parámetros como la carga de catalizador, la intensidad de la luz, los flujos de gas y líquido y la concentración relativa de EtOH. Los mejores resultados en producción de H2 fueron obtenidos para la configuración de microdeposición. La actividad (A) del fotocatalizador se vio incrementada en un factor 3,5 respecto a la actividad presentada por la configuración de microslurry.L’objectiu principal d’aquest treball és la producció d’hidrogen (H2) a partir de solucions d’aigua (H2O) i etanol (EtOH) per mitjà d’un procés fotocatalític amb nanopartícules d’or sobre diòxid de titani (Au/TiO2). La reacció fou duta a terme en una placa de microcanals de quars en un fotoreactor equipat amb LEDs emetent a 365 nm. Dues configuracions van ésser analitzades pel que fa a la situació del fotocatalitzador respecte els reactius líquids: microslurry i microdeposició. En la primera, les nanopartícules Au/TiO2 foren dispersades en la solució d’aigua i etanol. En la segona, les parets dels microcanals van ésser impregnades amb el fotocatalitzador. La generació d’H2 fou caracteritzada empleant anàlisi de cromatografia de gasos, amb argó (Ar) com a gas portador. La feina desenvolupada al laboratori inclou el disseny i la implementació del muntatge experimental, així com la preparació de les nanopartícules Au/TiO2 i la seva deposició sobre l’interior dels microcanals de quars. Capes de polidimetilsiloxà (PDMS) van ésser fabricades per a sellar la placa de microcanals mitjançant un tractament de plasma d’oxigen (OPT). El comportament del sistema fou monitoritzat depenent de paràmetres com ara la càrrega de catalitzador, la intensitat de la llum, els fluxos de gas i líquid i la concentració relativa d’EtOH. Els millors resultats en producció d’H2 s’obtingueren per la configuració de microdeposició. L’activitat (A) del fotocatalitzador es veié incrementada en un factor 3,5 respecte a l’activitat presentada per la configuració de microslurry

    Producció fotoquímica d’hidrogen en un microreactor amb nanopartícules Au/TiO2

    No full text
    The major aim of this bachelor’s thesis is the production of hydrogen (H2) from mixtures containing water (H2O) & ethanol (EtOH) by means of a photocatalytic process using Au/TiO2 nanoparticles. The reaction was carried out in a quartz microchannel plate inside of a photoreactor equipped with LEDs emitting at 365 nm. Two configurations were analyzed regarding the situation of the photocatalyst with respect to the liquid reactants: microslurry and microdeposition. In the former, Au/TiO2 was dispersed into the solution mixture containing water and ethanol. In the latter, microchannels walls were coated with the photocatalyst. H2 generation was characterized employing gas chromatography analysis with a gas carrier of argon (Ar). The work developed at the laboratory includes the design and implementation of the experimental set-up, as well as the preparation of Au/TiO2 nanoparticles and its deposition inside of the quartz microchannels. Polydimethylsiloxane (PDMS) layers were fabricated to seal the microchannels plate by means of an oxygen plasma treatment (OPT). The performance of the system was monitored depending on parameters such as catalyst loading, light intensity, gas & liquid flux and EtOH relative concentration. The best results in H2 production were obtained for the microdeposition configuration. Photocatalyst activity (A) was found to be increased by a factor 3.5 with respect to the photoactivity presented by the microslurry configuration.El objetivo principal de este trabajo es la producción de hidrógeno (H2) a partir de soluciones de agua (H2O) y etanol (EtOH) por medio de un proceso fotocatalítico con nanopartículas de oro sobre dióxido de titanio (Au/TiO2). La reacción fue llevada a cabo en una placa de microcanales de cuarzo en un fotoreactor equipado con LEDs emitiendo a 365 nm. Dos fueron las configuraciones analizadas en lo que se refiere a la situación del fotocatalizador respecto a los reactivos líquidos: microslurry y microdeposición. En la primera, las nanopartículas Au/TiO2 fueron dispersadas en la solución de agua y etanol. En la segunda, las paredes de los microcanales fueron impregnadas con el fotocatalizador. La generación de H2 fue caracterizada mediante análisis de cromatografía de gases, con argón (Ar) como gas portador. El trabajo desarrollado en el laboratorio incluye el diseño y la implementación del montaje experimental, así como la preparación de las nanopartículas Au/TiO2 y su deposición sobre el interior de los microcanales de cuarzo. Capas de polidimetilsiloxano (PDMS) fueron fabricadas para sellar la placa de microcanales mediante un tratamiento de plasma de oxígeno (OPT). El comportamiento del sistema fue monitorizado en la dependencia de parámetros como la carga de catalizador, la intensidad de la luz, los flujos de gas y líquido y la concentración relativa de EtOH. Los mejores resultados en producción de H2 fueron obtenidos para la configuración de microdeposición. La actividad (A) del fotocatalizador se vio incrementada en un factor 3,5 respecto a la actividad presentada por la configuración de microslurry.L’objectiu principal d’aquest treball és la producció d’hidrogen (H2) a partir de solucions d’aigua (H2O) i etanol (EtOH) per mitjà d’un procés fotocatalític amb nanopartícules d’or sobre diòxid de titani (Au/TiO2). La reacció fou duta a terme en una placa de microcanals de quars en un fotoreactor equipat amb LEDs emetent a 365 nm. Dues configuracions van ésser analitzades pel que fa a la situació del fotocatalitzador respecte els reactius líquids: microslurry i microdeposició. En la primera, les nanopartícules Au/TiO2 foren dispersades en la solució d’aigua i etanol. En la segona, les parets dels microcanals van ésser impregnades amb el fotocatalitzador. La generació d’H2 fou caracteritzada empleant anàlisi de cromatografia de gasos, amb argó (Ar) com a gas portador. La feina desenvolupada al laboratori inclou el disseny i la implementació del muntatge experimental, així com la preparació de les nanopartícules Au/TiO2 i la seva deposició sobre l’interior dels microcanals de quars. Capes de polidimetilsiloxà (PDMS) van ésser fabricades per a sellar la placa de microcanals mitjançant un tractament de plasma d’oxigen (OPT). El comportament del sistema fou monitoritzat depenent de paràmetres com ara la càrrega de catalitzador, la intensitat de la llum, els fluxos de gas i líquid i la concentració relativa d’EtOH. Els millors resultats en producció d’H2 s’obtingueren per la configuració de microdeposició. L’activitat (A) del fotocatalitzador es veié incrementada en un factor 3,5 respecte a l’activitat presentada per la configuració de microslurry

    Producció fotoquímica d’hidrogen en un microreactor amb nanopartícules Au/TiO2

    No full text
    The major aim of this bachelor’s thesis is the production of hydrogen (H2) from mixtures containing water (H2O) & ethanol (EtOH) by means of a photocatalytic process using Au/TiO2 nanoparticles. The reaction was carried out in a quartz microchannel plate inside of a photoreactor equipped with LEDs emitting at 365 nm. Two configurations were analyzed regarding the situation of the photocatalyst with respect to the liquid reactants: microslurry and microdeposition. In the former, Au/TiO2 was dispersed into the solution mixture containing water and ethanol. In the latter, microchannels walls were coated with the photocatalyst. H2 generation was characterized employing gas chromatography analysis with a gas carrier of argon (Ar). The work developed at the laboratory includes the design and implementation of the experimental set-up, as well as the preparation of Au/TiO2 nanoparticles and its deposition inside of the quartz microchannels. Polydimethylsiloxane (PDMS) layers were fabricated to seal the microchannels plate by means of an oxygen plasma treatment (OPT). The performance of the system was monitored depending on parameters such as catalyst loading, light intensity, gas & liquid flux and EtOH relative concentration. The best results in H2 production were obtained for the microdeposition configuration. Photocatalyst activity (A) was found to be increased by a factor 3.5 with respect to the photoactivity presented by the microslurry configuration.El objetivo principal de este trabajo es la producción de hidrógeno (H2) a partir de soluciones de agua (H2O) y etanol (EtOH) por medio de un proceso fotocatalítico con nanopartículas de oro sobre dióxido de titanio (Au/TiO2). La reacción fue llevada a cabo en una placa de microcanales de cuarzo en un fotoreactor equipado con LEDs emitiendo a 365 nm. Dos fueron las configuraciones analizadas en lo que se refiere a la situación del fotocatalizador respecto a los reactivos líquidos: microslurry y microdeposición. En la primera, las nanopartículas Au/TiO2 fueron dispersadas en la solución de agua y etanol. En la segunda, las paredes de los microcanales fueron impregnadas con el fotocatalizador. La generación de H2 fue caracterizada mediante análisis de cromatografía de gases, con argón (Ar) como gas portador. El trabajo desarrollado en el laboratorio incluye el diseño y la implementación del montaje experimental, así como la preparación de las nanopartículas Au/TiO2 y su deposición sobre el interior de los microcanales de cuarzo. Capas de polidimetilsiloxano (PDMS) fueron fabricadas para sellar la placa de microcanales mediante un tratamiento de plasma de oxígeno (OPT). El comportamiento del sistema fue monitorizado en la dependencia de parámetros como la carga de catalizador, la intensidad de la luz, los flujos de gas y líquido y la concentración relativa de EtOH. Los mejores resultados en producción de H2 fueron obtenidos para la configuración de microdeposición. La actividad (A) del fotocatalizador se vio incrementada en un factor 3,5 respecto a la actividad presentada por la configuración de microslurry.L’objectiu principal d’aquest treball és la producció d’hidrogen (H2) a partir de solucions d’aigua (H2O) i etanol (EtOH) per mitjà d’un procés fotocatalític amb nanopartícules d’or sobre diòxid de titani (Au/TiO2). La reacció fou duta a terme en una placa de microcanals de quars en un fotoreactor equipat amb LEDs emetent a 365 nm. Dues configuracions van ésser analitzades pel que fa a la situació del fotocatalitzador respecte els reactius líquids: microslurry i microdeposició. En la primera, les nanopartícules Au/TiO2 foren dispersades en la solució d’aigua i etanol. En la segona, les parets dels microcanals van ésser impregnades amb el fotocatalitzador. La generació d’H2 fou caracteritzada empleant anàlisi de cromatografia de gasos, amb argó (Ar) com a gas portador. La feina desenvolupada al laboratori inclou el disseny i la implementació del muntatge experimental, així com la preparació de les nanopartícules Au/TiO2 i la seva deposició sobre l’interior dels microcanals de quars. Capes de polidimetilsiloxà (PDMS) van ésser fabricades per a sellar la placa de microcanals mitjançant un tractament de plasma d’oxigen (OPT). El comportament del sistema fou monitoritzat depenent de paràmetres com ara la càrrega de catalitzador, la intensitat de la llum, els fluxos de gas i líquid i la concentració relativa d’EtOH. Els millors resultats en producció d’H2 s’obtingueren per la configuració de microdeposició. L’activitat (A) del fotocatalitzador es veié incrementada en un factor 3,5 respecte a l’activitat presentada per la configuració de microslurry

    Photoproduction of hydrogen in microreactors: catalytic coating or slurry configuration?

    No full text
    A quartz microreactor containing 28 microchannels of 500 µm width and 105 mm length has been used to photoproduce hydrogen from liquid water-ethanol using an Au/TiO2 photocatalyst and UV light. The photomicroreactor has been tested in two flow configurations: (i) as a catalytic wall photoreactor by coating the microchannels with the photocatalyst, and (ii) as a slurry photoreactor by dispersing the photocatalyst in the liquid mixture of water-ethanol. The catalytic wall photoreactor configuration shows superior performance, with hydrogen yields more than three times higher than those obtained with the best slurry configuration under the same operation conditions.Peer ReviewedPostprint (author's final draft
    corecore