Summary
Graphene gir potensiale som et beleggmateriale for biomedisinske implantater. I denne studien viser vi en metode for belegg Nitinol legeringer med nanometer tykke lag av graphene og bestemme hvordan graphene kan påvirke implantat respons.
Abstract
Atomically glatt graphene som et overflatebelegg har potensial til å forbedre implantat egenskaper. Dette demonstrerer en fremgangsmåte for belegging av Nitinol legeringer med nanometer tykt lag av graphene for applikasjoner som en stent materiale. Graphene ble dyrket på kobber underlag via kjemiske damp avsetning og deretter overført til Nitinol underlag. For å forstå hvordan graphene belegget kunne endre biologisk respons, ble cellelevedyktighet rotte aorta endotelceller og rotte aorta glatte muskelceller undersøkt. Videre ble effekten av graphene-beleggene på celleadhesjon og morfologi undersøkt med fluorescerende konfokalmikroskopi. Celler ble farget for aktin og atomkjerner, og det var merkbare forskjeller mellom uberørte Nitinol prøver sammenlignet med graphene-belagte prøver. Total aktin uttrykk fra rotte aorta glatte muskelceller ble funnet ved hjelp av Western blot. Protein adsorpsjon egenskaper, en indikator for potensielle thrombogenicity, wERE fastsettes for serumalbumin og fibrinogen med gelelektroforese. Videre ble overføring av belastning fra fibrinogen til substrat utledet med Raman spektroskopi. Det ble funnet at graphene belegg på Nitinol substrater møtte de funksjonelle krav til en stent materiale og forbedret biologisk respons sammenlignet ubelagte Nitinol. Dermed er graphene-belagt Nitinol en levedyktig kandidat for en stent materiale.
Introduction
De siste tre tiårene har vært vitne oppdagelsen av nye materialer-baserte terapier og utstyr for sykdom behandlinger og diagnostikk. Nye legering materialer som Nitinol (NiTi) og rustfritt stål er ofte brukt i biomedisinsk implantat produksjon på grunn av sin overlegne mekaniske egenskaper. 1-3 Men mange utfordringer gjenstår på grunn eksogen materiale cytotoksisitet, bio-og hemo-kompatibilitet. Den metalliske natur av disse legeringer resulterer i dårlig bio-og hemocompatibility grunnet metall utvasking, mangel av celleadhesjon, spredning, og trombose når det kommer i kontakt med strømmende blod (slik som katetere, blodkar grafts, vaskulære stenter, kunstige hjerteklaffer el.). 1, 4, 5 Samspillet proteiner eller levende celler med implantatet overflate kan føre til en sterk immunologisk respons og den påfølgende kaskade av biokjemiske reaksjoner kan påvirke enhetens funksjonalitet. Derfor er det pertinent for å oppnå kontroll over samspillet mellom biomedisinske implantater og dens omkringliggende biologiske miljø. Overflatemodifisering blir ofte brukt til å redusere eller hindre uønskede fysiologiske responsen stammer fra implantatmaterialet. En ideell overflatebelegg er forventet å ha høy vedheft styrke, kjemisk inertness, høy jevnhet og god hemo-og biokompatibilitet. Tidligere har en rekke materialer, inkludert diamant-lignende karbon (DLC), SiC, TiN, TiO 2 og mange polymermaterialer blitt testet som bio-kompatible implantat overflatebehandlinger. 1, 6-23 Men disse materialene er fortsatt i stand til å møte alle de funksjonelle kriterier for et egnet implantat overflatebelegg.
Oppdagelsen av atom tykke lag av sp 2 karbon, kjent som graphene, har åpnet dører for utvikling av nye multifunksjonelle materialer. Graphene er forventet å være en ideell kandidat for implantat overflatebelegg siden deter kjemisk inert, atomically jevn og meget slitesterk. I dette brevet, undersøker vi levedyktigheten til graphene som en overflate belegg for biomedisinsk implantater. Våre studier viser at graphene belagt Nitinol (Gr-NiTi) oppfyller alle funksjonelle kriterier, og i tillegg støtter utmerket glatt muskulatur og endotelcelle vekst fører til bedre celleproliferasjon. Vi finner også at serum albumin adsorpsjon på Gr-NiTi er høyere enn fibrinogen. Viktigere, (i) våre detaljerte spektroskopiske målinger bekreftet mangelen omkostninger overføring mellom graphene og fibrinogen tyder at graphene belegg hemmer plateaktivering av implantater, (ii) graphene belegg ikke oppviser noen betydelig in vitro giftighet for endotelceller og glatte muskel cellelinjer bekrefter deres biokompatibilitet, og (iii) graphene belegg er kjemisk inert, holdbare og ugjennomtrengelig i strømmende blod miljø. Disse hemo-og biokompatible egenskapene, sammen med høy strength, kjemisk inertness og holdbarhet, gjør graphene belegg som en ideell overflate belegg.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Graphene-belegg av NiTi
- Graphene ble brukt i denne studien ble dyrket på kobber (Cu) underlag ved hjelp av kjemiske damp avsetning teknikk, og senere overført til 4,5 mm 2 NiTi underlag.
- Cu foliene (1 cm x 1 cm) ble plassert i en 1 igjen kvarts rørovn og oppvarmet til 1000 ° C i nærvær av 50 SCCM av H 2 og 450 SCCM Ar.
- Neste, metan (1 og 4 SCCM) ble introdusert inn i ovnen på forskjellige strømningsrater for 20-30 min. Prøvene ble endelig avkjølt til romtemperatur under strømmer 2 H, Ar og CH 4.
- Neste, Cu foliene spinn-belagt med PMMA (fortynnet med 4% anisol) ved 4000 rpm, etterfulgt av en varmebehandling i 5 min ved 150 ° C. Graphene tilknyttet PMMA lag ble oppnådd ved etsing Cu folie hjelp Transene Inc., CE-100 etchant, og påfølgende skylling i 10% HCl og de-ionisert vann i 10 min.
- Den spler ble overført til NiTi substrater (4,5 mm 2) og glødet ved 450 ° C i Ar (300 SCCM) og H 2 (700 SCCM) i 2 timer for å fjerne PMMA. Til slutt ble substratene vasket med aceton for å oppløse gjenværende PMMA å hente Gr-NiTi prøven. En Dilor XY trippel grating monokromator ble brukt for det mikro-Raman karakterisering (hjelp 100X objektiv) av alle GR-NiTisamples med 514,5 nm eksitasjon fra en Ar + ione-laser.
2. In Vitro Toksisitet av Gr-NiTi
Rat aorta endotelceller (Cell-programmet Inc.,) ble dyrket på en gelatin belagt 8 kamre lysbilde. For å teste cellevekst, uberørte og Gr-NiTisubstrates ble plassert i brønner uten gelatin belegg. Scanning elektronmikroskopi bildene ble oppnådd ved hjelp av en Hitachi S-4800 SEM. I tillegg ble rotte aorta glattmuskelceller også dyrket i CellBind 96-brønners plater som en kontrollgruppe (Corning) i Dulbecco modifiserte Eagle Medium (ATCC).
- For testing celleviabilitet, ble celler (både endotelceller og glatte muskelceller) sås med 10 5 celler / brønn i brønner inneholdende uberørt NiTi, 1 SCCM eller 4 SCCM Gr-NiTi substrater, hvor den angitte SCCM tilsvarer metan flyten brukt i CVD vekst av graphene. Celler ble dyrket i den ønskede tidsperioden i en inkubator ved 37 ° C og 5% CO 2, utveksle media hver annen dag.
- Ved slutten tidspunkt, ble media fjernet og nytt medium inneholdende 0,5 mg / ml tiazolyl blå tetrazolium bromid (eller MTT oppnådd fra Sigma) ble tilsatt til hver brønn. Celler ble deretter inkubert i ytterligere 3 timer. For MTS analysen ble mediet fjernet ved det endelige tidspunkt og erstattet med 120 ul MTS arbeidsoppløsning (Cell Tier 96 vandig, Promega) og inkubert i 3 timer.
- Deretter ble mediet forsiktig fjernet og 100 ml dimetylsulfoksyd (Sigma) ble tilsatt til hver brønn. Etter alloving 10 min for MTT krystaller å oppløse, ble oppløsningen overført til en annen brønn plate. For MTS analysen, ble ingen dimetylsulfoksyd tilsatt til brønnene. Vel innholdet ble flyttet til en ny plate.
- Absorbansen ble lest ved 490 nm og den prosent levedyktighet ble bestemt ved å normalisere absorbans til gjennomsnittet absorbansen pristine NiTi prøven. Minst fem gjentakelser ble gjort for hver prøvetype.
3. Konfokalmikroskopi Studier av cellemorfologi
- For konfokal avbildning av rotte aorta glattmuskelceller ble substrater plassert i 8-kammer lysbilde (Thermo Scientific). Cellene ble utsådd på 25.000 celler / kammer og inkubert i 3 dager ved 37 ° C og 5% CO 2.
- Celler ble fiksert på underlaget med 4% formaldehyd i fosfatbuffret saltløsning i 20 min.
- Permeabilized med 0,1% Triton-X i 1 min.
- Aktin ble farget med Alexa Fluor 488 phalloidin (Life Technologies). 100fil alexafluor 488 phalloidin på 200 enheter / ml i metanol ble tilsatt til 1,9 ml av fosfatbufret saltløsning. Celler ble farget med 250 ul alexafluor 488 phalloidin i 45 minutter og deretter vasket to ganger med fosfatbufret saltvann.
- Nuclei ble montert med VectaShield fluorescerende montering medium inneholdende DAPI (Vector Laboratories). Confocal bilder ble samlet inn ved hjelp av en Nikon Confocal TI. Et kammer utsådd med celler uten substrat ble anvendt som en kontroll.
4. Protein Adsorpsjon Studies
- Substrat dimensjoner ble målt med calipers før du starter protein adsorpsjon eksperimenter. Tre målinger ble tatt for hver side av de tilnærmet kvadratisk prøvene og i gjennomsnitt for å få lengden og bredden.
- Hver prøve, pristine NiTi, 1sccm og 4sccm Gr-NiTiwere inkubert med 1 mg / ml albumin i fosfat-bufret saltvann (PBS) eller 1 mg / ml fibrinogen i PBS ved romtemperatur temperature i 3 timer.
- Alike prøvene ble kombinert i en mikrosentrifugerør med 200 ul redusere prøvebuffer og kokt i 5 min.
- Prøver ble deretter fortynnet i en Tris / Glycine / SDS-buffer (Bio-Rad) og kjørt gjennom en 4-15% Tris polyakrylamid elektroforese gel (Bio-Rad) ved 90 V i 100 min.
- Gels ble deretter farget med SYPRO Red. Fortynn SYPRO Red (Life Technologies) stamoppløsning ved 1:5,000 i 7,5 v / v% eddiksyre. Stain gels i 60 min.
- Bilde gels med en Flourchem SP (Alpha Innotech). Fluorescent intensitet ble kvantifisert ved hjelp ImageJ programvare. Fluorescerende intensitet fra hver prøve ble normalisert med det totale areal av substrat og fibrinogen adsorpsjon ble sammenlignet med albumin adsorpsjon.
5. Western Blotting for Protein Expression
- Western blot ble utført for å analysere den totale aktin i rotte aorta glatte muskelceller. Celler ble utsådd på 10.000 celler / substrat i en 96-well plate.
- Celler ble dyrket i tre dager før fjerning medier. Total protein ble ekstrahert med RIPA-buffer, og en standard BCA analyse (Lamda) ble utført for å kvantifisere total protein.
- Prøver ble fortynnet til samme konsentrasjon i RIPA og deretter kokt i en reduserende prøvebuffer i 5 min.
- Proteiner ble separert ved en 4-15% Tris polyacrylamidgel via elektroforese ved 90 V i 100 min. Et kaleidoskop protein standard (Bio-Rad) ble brukt for å vurdere protein molekylvekt.
- Proteiner ble overført til en PVDF membran og blokkert med en 1% ikke-fett tørrmelk (Bio-Rad) løsning.
- Totale aktin ble merket med en kanin anti-rotte aktin antistoff (Sigma). En BM kjemiluminescens kit (Roche) ble brukt til å påvise det primære antistoff. Membraner ble fotografert med FlourChem SP bildebehandling utstyr og fluorescerende intensitet ble målt ved hjelp ImageJ programvare. Fluorescerende intensitet ble normalisert ved å sammenligne til pristine NiTisample.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
. Figur 1 a) CVD vokst polycrystalline graphene på Cu folie etterligner metall krystall korn (skala bar: 10 mikrometer). b) Raman spektrum av en SCCM (4 SCCM) graphene viser intense (relativt svakere) G 'bandet indikerer monolayer (noen lag) natur som forberedt graphene. c) AFM bilde av graphene overført til NiTi viser en ruhet ~ 5 nm. Skala bar = 500 nm.
Figur 2 confocal optiske mikroskopi bilder for SMCS dyrket på a) kontroll glass lysbilde, b) pristine NiTi, c) en SCCM Gr-NiTi og d) 4 SCCM Gr-NiTi underlag (skala bar:. 50 mikrometer).
Figur 3. A) MTT analysen viser at Gr-NiTi substrater (1 og 4 SCCM) ikke oppviser en betydelig forskjell i SMC celleviabilitet forhold til uberørt NiTi. B) MTS analysen viser at 3 dagers cellelevedyktighet for RAECs var ikke signifikant annerledes enn kontrollene.
Figur 4. Scanning elektronmikroskopi bilder for RAECs vokst a) pristine NiTi, b) en SCCM Gr-NiTi og c) 4 SCCM Gr-NiTi underlag viser at graphene belegg føre til bedre sfærisk celle morfologi RAECs. Skala bar = 10 mikrometer.
Figur 5. A) Fibrinogen / Albumin ratio for perfekt NiTi, Gr-NiTi (1 og 4 SCCM prøver). B) Energi nivå diagram for fibrinogen og elektronisk tetthet av stater for graphene viser likevekt av Fermi nivå. Et elektron overføring fra fibrinogen til Gr-NiTi er bare mulig fra de okkuperte elektroniske statene i fibrinogen molekyl i tomme elektroniske statene Gr-NiTi på samme energinivå. Både single-og få-lags graphene er semi-metaller ved romtemperatur med lav tetthet av stater på EF som resulterer i en svak (sammenlignet med bart Nitinol) kostnad overføring fra fibrinogen til graphene.
Figur 6. Graphene ikke viser noen endringer i G-band lineshape eller frekvens indikerer fravær av enhver tiltale overføring fra plasmaproteiner. Den deconvoluted topper hentet fra kurvetilpasning er vist i svart.
Figur 7. A) Graphene belagt del av en Cu krone eksponert til 5% H 2 O 2 forblir uendret mens den udekkede delen er misfarget. B) Ingen endring i G-båndfrekvens ble observert i vårt in situ Raman studier av Gr- NiTi nedsenket i 70% HNO 3 bekrefter holdbarheten av graphene belegg. c) etch tid for Cu i CE 100 løsemiddel doblet når Cu er belagt med graphene (som i Gr-NiTi) indikerer impermeability av graphene membraner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Biokompatibilitet og cytotoksisitet: Den kjemiske dampavsetning (CVD)-metoden ga polykrystallinske graphene prøver som etterlignet Cu krystall korn, som vist i Figur 1a. Vi ansatt Raman spektroskopi for å bekrefte tilstedeværelse av monolayer (noen lag) graphene på en SCCM (4 SCCM) prøver (se Figur 1b). Tydelig, en SCCM (4 SCCM) prøver viser intense (relativt svakere) G 'bandet indikerer monolayer (noen lag) graphene. Figur 1c viser en atomic force mikroskopi (AFM) bilde av noen lag graphene på NiTi underlag. Våre detaljerte målinger ga en verdi av overflateruhet R q = 5 nm for overførte graphene lag (Gr-NiTi). Det er velkjent at den nanostrukturerte overflatetopografi sterkt påvirker celle form og cytoskeletal montering i endotelceller og glatte-muskelceller. Disse cellelinjer svare på de mekaniske påkjenninger ved å endre sin lipid-bilayerflyt, noe som kan påvirke protein translokasjon og oppføring av aktivatorer som kalsium inn i cellene. Enda viktigere, kan en økning i cellemembranen stresset gradient endre konformasjon og tetthet av celleoverflatereseptorer. For å teste innflytelse graphene belegg på stress gradienter av celler, studerte vi den glatte muskel og endotelcelle morfologi ved hjelp av mikroskopi teknikker.
Som vist i figur 2, glatt muskelcelle (SMC) morfologi på perfekt NiTi er ikke-sfæriske. Videre blir cellene tynt spredt indikerer svak heft SMCS til den uberørte NiTi. Tvert imot, SMCS er tett og sfæriske på Gr-NiTi (begge 1 og 4 SCCM) overflater lik kontrollen. Graphene belegg reduserer stress gradienter i cellene ved å gi jevnere overflater (tydelig fra lav R q-verdier vist i figur 1c) og derfor resulterer i en bedre celle morfologi.For å måle celleviabilitet og spredning, utførte vi MTT analyse på SMCS dyrket på perfekt og Gr-NiTisubstrates på 3 og 7 dagers tidspunkter. I denne analysen blir MTT fargestoff (gul farge) redusert til formazan fargestoff (lilla farge) av de aktive reduktase enzymer og derfor sunne og formerende celler (eller materialets cytotoksisitet) kan kvantifiseres ved å utføre kolorimetriske målinger. Som vist i figur 3a, vi gjorde ikke observere noen vesentlige endringer i toksisitet for Gr-NiTi underlag etter 3 og 7 dager. Disse resultatene bekrefter at graphene belegg ikke brekning overflødig toksisitet sammenlignet med uberørte NiTi underlag selv.
Å bekrefte effekten av graphene belegg, utførte vi detaljerte elektronmikroskopi bildebehandling eksperimenter på rotte-aorta endotelceller (se figur 4). Cellene på uberørte NiTi underlag er sparsom og langstrakt mens de er ellipsoidiske og dEnse på Gr-NiTi underlag. Slike forbedret cellemorfologi og tetthet ble funnet å være beslektet med SMCS bekrefter reduksjonen i stress gradienter tilbys av graphene belegg. Videre målte vi graphene belegg cytotoksisitet mot RAEC hjelp MTS 3 - (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -5 - (3-carboxymethoxyphenyl) -2 - (4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium-analysen. Begrunnelsen for bruk av MTS-analysen (i stedet for MTT) ligger i dens bedre kompatibilitet med RAEC vekstmedier og betingelser. Som vist i figur 3b, oppviste vårt MTS analysen på endotelcelle svært god celleviabilitet og proliferasjon bekrefter ingen overflødig toksisitet fra graphene belegg selv for RAEC. Viktigere, viste både 1 og 4 SCCM Gr-NiTi ingen vesentlige endringer i celleproliferasjon tyder ingen avhengighet av cellen morfologi på antall graphene lag.
Protein adsorpsjon og Hemocompatibility: blodlevring i nærheten av implantatet materiale has vært en av de store hindrene på implantatet teknologi siden 2003. Som nevnt tidligere, utløser implantatmaterialet koagulasjonskaskaden når det kommer i kontakt med blod. Samspillet mellom biomedisinsk implantat og blod begynner med adsorpsjon av plasmaproteiner (serum albumin, fibrinogen, etc.) På overflaten. I utgangspunktet er meget rikelig proteiner som serumalbumin, flbrinogen og flbronectin adsorbert men er senere erstattes med faktorer XII og høy molekylvekt kininogen. Forholdet mellom adsorbert flbrinogen og albumin er avgjørende i fastsettelse av hemocompatibility av biomateriale. Tidligere, et lavt forholdstall mellom fibrinogen / albumin adsorbert på en biomedisinsk implantat overflate har blitt korrelert med lav blodplate vedheft og trombedannelse. 1 Som vist i figur 5a, Gr-NiTi utstillingen lav fibrinogen / albumin ratio forhold til uberørt NiTi foreslå bedre hemocompatibility oppstår fra graphene. Den FIB / alb Ratio var signifikant lavere for både 1 og 4 SCCM Gr-NiTi indikerer at hemocompatibility av graphene er laget uavhengig.
Det er kjent at den elektron overføring fra fibrinogen molekyl til implantatet er ansvarlig for dannelsen av fibrin som et første skritt for å trombe vekst. Som vist i figur 5b, oppviser fibrinogen halvleder som tettheten av elektroniske tilstander eller DOS (angitt av p (E)) med en energi gap på 1,8 eV. Fermi nivåer (EF) av fibrinogen og Gr-NiTi likevekt på interface sitt. En kostnad overføring av en elektron pr fibrinogen er nødvendig for dannelsen av fibrin på perfekt NiTi og elektronoverføring fra fibrinogen molekylet inn Gr-NiTi er bare mulig fra de okkuperte elektroniske tilstander av fibrinogen molekylet inn tomme elektroniske statene Gr-NiTi på samme energinivå. Både single-og få-lags graphene er semi-metaller ved romtemperatur med en lav p (E) E F. 24 Således, er avgiften utveksling gjeldende fra fibrinogen til graphene ubetydelig (sammenlignet med bart Nitinol) grunnet lave verdier av p (E). Dette iboende egenskap av graphene belegg er avgjørende for å hemme noen kostnad overføring fra fibrinogen (og påfølgende blodpropp).
Vi ansatt mikro-Raman spektroskopi for å bekrefte at belastningen overføre dynamikken mellom fibrinogen og Gr-NiTi er faktisk ubetydelig. Raman spekteret av graphene utviser flere skarpe trekk på grunn av resonans effekter. Spesielt oppstår det tangensielle bandet (G-band) fra den plane vibrasjon av karbonatomer og er tidligere funnet å være svært følsom for lade overføring. 25 G-båndfrekvens er kjent for å oppgiring (nedgiring) når en akseptor (donor) arter samhandler med graphene via hullet (elektron) overføring. Viktigere, lineshape av G-band deviates fra en symmetrisk Lorentzian til en asymmetrisk Breit-Wigner-Fano (BWF) lineshape grunn til å lade overføring. 25 Som forventet, vi gjorde ikke observere et skifte i G-band frekvens av graphene på adsorpsjon av fibrinogen bekrefter fravær av kostnader overføring mellom Gr-NiTi og fibrinogen (figur 6). Slik hemming av kostnader overføring og lavt løgn / alb ratio indikerer god hemocompatibility av graphene belegg.
Kjemisk inertness av graphene Belegg: Graphene er kjent for å opptre som en beskyttelse lag på grunn av sin unike fysisk-kjemiske egenskaper. Dens sp 2 honeycomb gitter gir en naturlig diffusjonssperre og derfor hindrer metallion utlekking fra implantatmaterialet. Nylig, har graphene blitt brukt som en mikroskopisk lufttett ballong 26 og beskyttende belegg for Cu / Ni. 27 Selv om stabilitet og impermeabilitet graphene er godt dokumentert i literperatur, presenterer vi våre data relatert til etsing av en Cu mynt i Figur 7 for å gjenta nytten og levedyktighet av graphene som implantat belegg. Som vist i figur 7a, forblir graphene belagt parti av mynten (~ 95% Cu) beskyttet mot oksidasjon når den utsettes for H 2 O 2 mens den nakne regionen av mynten ble misfarget ved kontakt med 5% H 2 O 2 (se forstørret optisk mikroskop bilde i figur 7a).
For å teste holdbarheten av graphene belegg, utsatt vi Gr-NiTi underlag til 70% salpetersyre til NiTi ble delvis etset bort. Vår in situ Raman spektroskopi av Gr-NiTi midt i HNO 3 viste ingen endring i D-og G-band av graphene antyde at graphene belegget er svært holdbar (figur 7b). Videre fant vi at graphene belegg i Gr-NiTi reduserer etch rate av den underliggende copper som vist i figur 7c.
I konklusjonen, bekreftet våre detaljerte spektroskopiske målinger mangel på kostnader overføring mellom graphene og fibrinogen som tyder på at graphene belegg hemmer blodplate-aktivering av implantater. I tillegg gjør graphene belegg ikke oppviser noen betydelig in vitro giftighet for endotelceller og glatte muskel-cellelinjer bekrefter deres biokompatibilitet. Videre ble graphene belegg funnet å være kjemisk inert, slitesterk og ugjennomtrengelig i strømmende blod miljø. Bio-og hemocompatibility av graphene belegg sammen med dens kjemiske inertness, holdbarhet og impermeability gjør graphene et unikt materiale for belegg biomedisinske implantater. Til slutt ser vi at vi lykkes i å overføre graphene ark på individuelle NiTi fibre, bruker som graphene-belagt mesh kan produseres. Vi har også utviklet kjemisk ekspandert graphene ark som kan direkte spinne belagt onto de mesh-lignende stenter. I tillegg er våre foreløpige eksperimenter viser at det er faktisk mulig å vokse graphene direkte på NiTi legering.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Ingen interessekonflikter erklært.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Reagent | |||
| Dulbecco's Modified Eagle Medium | ATCC | 30-2002 | |
| Thiazolyl blue tetrazolium bromide | Sigma-Aldrich | M2128 | |
| CellTiter 96 Aqueous One solution cell proliferation assay (MTS) | Promega | G3582 | |
| Dimethyl sulfoxide | Sigma-Aldrich | D8418 | |
| 36.5% formaldehyde | Sigma-Aldrich | F8775 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | |
| Alexafluor 488 phalloidin | Life Technologies | A12379 | |
| VECTASHIELD mounting medium with DAPI | Vector Laboratories | H-1200 | |
| Human serum albumin | Sigma-Aldrich | A9511 | |
| Human fibrinogen | |||
| Tris/Glycine/SDS | Bio-Rad | 161-0732 | |
| Ready Gel Tris-HCl Gel | Bio-Rad | 161-1158 | |
| Acetic acid | Sigma-Aldrich | 45726 | |
| SYPRO Red | Life Technologies | S-6653 | |
| Protein low BCA assay | Lamda Biotech | G1003 | |
| Precision Plus Protein Kaleidoscope Standard | Bio-Rad | 161-0375 | |
| Immun-Blot PVDF membrane | Bio-Rad | 162-0177 | |
| Blotting grade blocker non-fat dry milk | Bio-Rad | 170-6404XTU | |
| Anti-actin antibody produced in rabbit | Sigma-Aldrich | A2066 | |
| BM Chemiluminescence Western Blotting kit (mouse/rabbit) | Roche Applied Science | 11520709001 | |
| RIPA buffer | Sigma-Aldrich | R0278 | |
| NiTi (51% Ni, 49% Ti) | Alfa-Aesar | 44953 | |
| Equipment | |||
| Horiba JobinYvon | Raman spectrometer | Dilor XY 98 | |
| Nikon | Confocal microscope | Eclipse TI microscope | |
| Thermoscientific | Plate reader | ||
| Bio-Rad | Power supply | 164-5050 | PowerPac basic power supply |
| Bio-Rad | Electrophoresis cell | 165-8004 | Mini-PROTEAN tetra cell |
| Bio-Rad | Gel holder cassette | 170-3931 | Mini gel holder cassette |
References
- Roy, R. K., Lee, K. -R. Biomedical applications of diamond-like carbon coatings: A review. Journal of Biomedical Materials Research Part B-Applied Biomaterials. 83 B (1), 72-84 (2007).
- Shah, A. K., Sinha, R. K., Hickok, N. J., Tuan, R. S. High-resolution morphometric analysis of human osteoblastic cell adhesion on clinically relevant orthopedic alloys. Bone. 24 (5), 499-506 (1999).
- Huang, N., Yang, P., Leng, Y. X., Chen, J. Y., Sun, H., Wang, J., Wang, G. J., Ding, P. D., Xi, T. F., Leng, Y.
- Gutensohn, K., Beythien, C., Bau, J., Fenner, T., Grewe, P., Koester, R., Padmanaban, K., Kuehnl, P. In vitro analyses of diamond-like carbon coated stents: Reduction of metal ion release, platelet activation, and thrombogenicity. Thrombosis Research. 99 (6), 577-585 (2000).
- Gillespie, W. J., Frampton, C. M. A., Henderson, R. J., Ryan, P. M. The Incidence of Cancer Following Total Hip-Replacement. Journal of Bone and Joint Surgery-British Volume. 70 (4), 539-542 (1988).
- Sperling, C., Schweiss, R. B., Streller, U., Werner, C. In vitro hemocompatibility of self-assembled monolayers displaying various functional groups. Biomaterials. 26 (33), 6547-6557 (2005).
- Mikhalovska, L. I., Santin, M., Denyer, S. P., Lloyd, A. W., Teer, D. G., Field, S., Mikhalovsky, S. Fibrinogen adsorption and platelet adhesion to metal and carbon coatings. Thrombosis and Haemostasis. 92 (5), 1032-1039 (2004).
- Airoldi, F., Colombo, A., Tavano, D., Stankovic, G., Klugmann, S., Paolillo, V., Bonizzoni, E., Briguori, C., Carlino, M., Montorfano, M., Liistro, F., Castelli, A., Ferrari, A., Sgura, F., Mario, C. D. i Comparison of diamond-like carbon-coated stents versus uncoated stainless steel stents in coronary artery disease. American Journal of Cardiology. 93 (4), 474-477 (2004).
- Allen, M., Myer, B., Rushton, N. In vitro and in vivo investigations into the biocompatibility of diamond-like carbon (DLC) coatings for orthopedic applications. Journal of Biomedical Materials Research. 58 (3), 319-328 (2001).
- Butter, R., Allen, M., Chandra, L., Lettington, A. H., Rushton, N. In-vitro Studies of DLC Coatings with Silicon Intermediate Layer. Diamond and Related Materials. 4 (5-6), 857-861 (1995).
- Dearnaley, G., Arps, J. H. Biomedical applications of diamond-like carbon (DLC) coatings: A review. Surface & Coatings Technology. 200 (7), 2518-2524 (2005).
- Dorner-Reisel, A., Schurer, C., Nischan, C., Seidel, O., Muller, E. Diamond-like carbon: alteration of the biological acceptance due to Ca-O incorporation. Thin Solid Films. 420, 263-268 (2002).
- Dowling, D. P., Kola, P. V., Donnelly, K., Kelly, T. C., Brumitt, K., Lloyd, L., Eloy, R., Therin, M., Weill, N. Evaluation of diamond-like carbon-coated orthopaedic implants. Diamond and Related Materials. 6 (2-4), 390-393 (1997).
- Grill, A. Diamond-like carbon coatings as biocompatible materials - an overview. Diamond and Related Materials. 12 (2), 166-170 (2003).
- Hauert, R. A review of modified DLC coatings for biological applications. Diamond and Related Materials. 12 (3-7), 583-589 (2003).
- Windecker, S., Mayer, I., De Pasquale, G., Maier, W., Dirsch, O., De Groot, P., Wu, Y. P., Noll, G., Leskosek, B., Meier, B., Hess, O. M. Working Grp Novel Surface, C., Stent coating with titanium-nitride-oxide for reduction of neointimal hyperplasia. Circulation. 104 (8), 928-933 (2001).
- Zhang, F., Zheng, Z. H., Chen, Y., Liu, X. G., Chen, A. Q., Jiang, Z. B. In vivo investigation of blood compatibility of titanium oxide films. Journal of Biomedical Materials Research. 42 (1), 128-133 (1998).
- Bolz, A., Schaldach, M. Artificial-Heart Valves - Improved Blood Compatibility By PECVD a-SiC-H COATING. Artificial Organs. 14 (4), 260-269 (1990).
- Haude, M., Konorza, T. F. M., Kalnins, U., Erglis, A., Saunamaki, K., Glogar, H. D., Grube, E., Gil, R., Serra, A., Richardt, H. G., Sick, P., Erbel, R., Invest, C. T. Heparin-coated stent placement for the treatment of stenoses in small coronary arteries of symptomatic patients. Circulation. 107 (9), 1265-1270 (2003).
- Suggs, L. J., Shive, M. S., Garcia, C. A., Anderson, J. M., Mikos, A. G. In vitro cytotoxicity and in vivo biocompatibility of poly(propylene fumarate-co-ethylene glycol) hydrogels. Journal of Biomedical Materials Research. 46 (1), 22-32 (1999).
- Clarotti, G., Schue, F., Sledz, J., Benaoumar, A. A., Geckeler, K. E., Orsetti, A., Paleirac, G. Modification of the biocompatible and haemocompatible properties of polymer substrates by plasma-deposited fluorocarbon coatings. Biomaterials. 13 (12), 832-840 (1992).
- Gombotz, W. R., Guanghui, W., Horbett, T. A., Hoffman, A. S. Protein adsorption to poly(ethylene oxide) surfaces. Journal of Biomedical Materials Research. 25 (12), 1547-1562 (1991).
- Ishihara, K., Fukumoto, K., Iwasaki, Y., Nakabayashi, N. Modification of polysulfone with phospholipid polymer for improvement of the blood compatibility. Part 2. Protein adsorption and platelet adhesion. Biomaterials. 20 (17), 1553-1559 (1999).
- Jung, N., Kim, B., Crowther, A. C., Kim, N., Nuckolls, C., Brus, L. Optical Reflectivity and Raman Scattering in Few-Layer-Thick Graphene Highly Doped by K and Rb. ACS Nano. 5 (7), 5708-5716 (2011).
- Rao, A. M., Eklund, P. C., Bandow, S., Thess, A., Smalley, R. E. Evidence for charge transfer in doped carbon nanotube bundles from Raman scattering. Nature. 388 (6639), 257-259 (1997).
- Bunch, J. S., Verbridge, S. S., Alden, J. S., vander Zande, A. M., Parpia, J. M., Craighead, H. G., McEuen, P. L. Impermeable atomic membranes from graphene sheets. Nano Letters. 8 (8), 2458-2462 (2008).
- Chen, S., Brown, L., Levendorf, M., Cai, W., Ju, S. -Y., Edgeworth, J., Li, X., Magnuson, C. W., Velamakanni, A., Piner, R. D., Kang, J., Park, J., Ruoff, R. S. Oxidation Resistance of Graphene-Coated Cu and Cu/Ni Alloy. Acs Nano. 5 (2), 1321-1327 (2011).
