Summary
Graphène présente un potentiel en tant que matériau de revêtement pour des implants biomédicaux. Dans cette étude, nous démontrons une méthode pour les alliages de nitinol revêtement avec des couches de graphène nanométriques d'épaisseur et de déterminer comment le graphène peut influencer la réponse implant.
Abstract
Graphène atomiquement lisse comme un revêtement de surface a un potentiel pour améliorer les propriétés d'implants. Cela démontre une méthode pour les alliages de nitinol revêtement avec des couches de graphène nanométriques d'épaisseur pour les applications comme matériau de stent. Le graphène a été cultivé sur des substrats de cuivre par dépôt chimique en phase vapeur, puis transférés sur des substrats en nitinol. Afin de comprendre comment le revêtement graphène pourrait modifier la réponse biologique, la viabilité cellulaire des cellules endothéliales aortiques de rat et des cellules de rat muscle lisse aortique a été étudiée. En outre, l'effet de graphène-revêtements sur l'adhésion cellulaire et de morphologie a été étudiée avec la microscopie confocale fluorescente. Les cellules ont été colorées pour l'actine et des noyaux, et il y avait des différences notables entre les échantillons nitinol vierges par rapport aux graphène enduits échantillons. L'expression d'actine total à partir de cellules musculaires de rat lisses aortiques a été trouvé en utilisant western blot. Protéines caractéristiques d'adsorption, un indicateur de thrombogénicité potentielle, were déterminée pour le fibrinogène et l'albumine sérique par électrophorèse sur gel. En outre, le transfert de charge à partir du fibrinogène au substrat a été déduite en utilisant la spectroscopie Raman. Il a été constaté que le revêtement de graphène sur substrats nitinol satisfait aux exigences fonctionnelles pour un stent et amélioré la réponse biologique par rapport aux non couché nitinol. Ainsi, le graphène enduit de nitinol est un candidat viable pour un matériau de stent.
Introduction
Les trois dernières décennies ont vu la découverte de nouveaux matériaux à base de thérapies et dispositifs pour le traitement des maladies et des diagnostics. Les alliages nouveaux tels que le nitinol (NiTi) et en acier inoxydable sont souvent utilisés dans la fabrication implant biomédical en raison de leurs propriétés mécaniques supérieures 1-3. Toutefois, de nombreux défis restent dus à la cytotoxicité matériel exogène, bio-et d'hémo-compatibilité. La nature métallique des alliages de ces résultats en faible bio-et hémocompatibilité en raison de la lixiviation des métaux, le manque d'adhérence cellulaire, la prolifération et la thrombose quand il entre en contact avec le sang circulant (tels que des cathéters, des greffons vasculaires, des endoprothèses vasculaires, des valves cardiaques artificielles etc.). 1, 4, 5 L'interaction des protéines ou des cellules vivantes avec la surface de l'implant peut conduire à une forte réponse immunitaire et la cascade de réactions biochimiques qui a suivi peut nuire à la fonctionnalité du dispositif. Par conséquent, il est Pertinent de réaliser un contrôle sur les interactions entre les implants biomédicaux et de son environnement biologique environnant. Modification de surface est souvent utilisée pour réduire ou empêcher la réponse physiologique néfaste provenant du matériau de l'implant. Un revêtement de surface idéal devrait avoir la force d'adhérence élevée, inertie chimique, lissé élevé, et bon hémo-et la biocompatibilité. Auparavant, de nombreux matériaux, y compris carbone de type diamant (DLC), le SiC, TiN, TiO 2 et de nombreux matériaux polymères ont été testés en tant que bio-compatibles revêtements de surface d'implants. 1, 6-23 Cependant, ces matériaux sont toujours pas en mesure de répondre à tous les critères fonctionnels pour un revêtement de surface de l'implant approprié.
La découverte de l'atome épaisse couche de carbone sp 2, connu sous le nom de graphène, a ouvert des portes pour le développement de nouveaux matériaux multifonctionnels. Le graphène est censé être un candidat idéal pour le revêtement de surface de l'implant, car ilest chimiquement inerte, atomiquement lisse et très durable. Dans cette lettre, nous étudions la viabilité de graphène comme un revêtement de surface pour les implants biomédicaux. Nos études montrent que le graphène nitinol recouvert (Gr-NiTi) satisfait à tous les critères fonctionnels, et prend également en charge le muscle lisse et une excellente croissance des cellules endothéliales conduisant à la prolifération cellulaire mieux. Nous constatons également que le sérum albumine adsorption sur Gr-NiTi est plus élevé que le fibrinogène. Surtout, (i) les mesures spectroscopiques détaillées confirmé l'absence de transfert de charge entre le graphène et le fibrinogène suggérant que le revêtement graphène inhibe l'activation des plaquettes par des implants, (ii) des revêtements de graphène ne présentent aucun significative de la toxicité in vitro pour endothéliales et musculaires lisses des lignées cellulaires confirmant leur biocompatibilité, et (iii) des revêtements de graphène sont chimiquement inertes, résistantes et imperméables dans un courant sanguin environnement. Ces hémo-et propriétés biocompatibles, avec st élevéerength, inertie chimique et de la durabilité, de rendre revêtements de graphène comme un revêtement de surface idéal.
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Protocol
1. Graphène revêtement de NiTi
- Les échantillons de graphène utilisés dans cette étude ont été cultivées sur cuivre (Cu) des substrats en utilisant la technique de dépôt chimique en phase vapeur, et ensuite transférés à 4,5 mm 2 substrats NiTi.
- Cu feuilles (1 cm x 1 cm) ont été placés dans un four tubulaire 1 po quartz et chauffés à 1.000 ° C en présence de 50 sccm de H 2 et 450 sccm d'Ar.
- Ensuite, le méthane (1 et 4 sccm) a été introduit dans le four à différents débits de 20-30 min. Les échantillons ont été finalement refroidi à la température ambiante sous un courant d'H 2, Ar et CH 4.
- Ensuite, les feuilles de cuivre ont été déposé à la tournette de PMMA (dilué avec de l'anisole 4%) à 4.000 tours par minute suivi d'un traitement thermique pendant 5 minutes à 150 ° C. Graphène attachée à la couche de PMMA a été obtenue par gravure de la feuille de Cu en utilisant Transene Inc, CE-100 décapant, et suivie d'un rinçage à 10% de HCl et de l'eau désionisée pendant 10 min.
- Le sexemples ont été transférées à NiTi substrats (4,5 mm 2) et recuit à 450 ° C à Ar (300 sccm) et H 2 (700 sccm) pendant 2 heures pour éliminer le PMMA. Enfin, les substrats ont été lavés avec de l'acétone pour dissoudre le PMMA résiduel pour obtenir l'échantillon Gr-NiTi. Un monochromateur de Dilor XY triple réseau a été utilisée pour la caractérisation de micro-Raman (en utilisant objectif 100X) de tous les NiTisamples GR-avec l'excitation 514,5 nm d'un laser à ions Ar +.
2. Toxicité in vitro des Gr-NiTi
Cellules endothéliales aortiques de rat (Cellule d'application Inc) ont été cultivées sur un enduit de gélatine glissant 8 chambres. Pour tester la croissance cellulaire, la vierge et Gr-NiTisubstrates ont été placés dans des puits sans enrobage de gélatine. Numérisation des images de microscopie électronique ont été obtenues en utilisant un Hitachi S-4800 SEM. En outre, les cellules de rat musculaires lisses aortiques ont également été cultivées dans CellBIND plaques à 96 puits en tant que groupe de contrôle (Corning) dans Dulbecco Eagle modifié Moyen (ATCC).
- Pour tester la viabilité des cellules, les cellules (cellules musculaires lisses et endothéliales fois) ont été ensemencées à 10 5 cellules / puits dans des puits contenant vierge NiTi, 1 sccm ou 4 sccm Gr-NiTi substrats, où la sccm indiqué correspond au débit de méthane utilisé dans le croissance CVD de graphène. Les cellules ont été cultivées pendant la période de temps désirée dans un incubateur à 37 ° C et 5% de CO 2, en échangeant les médias tous les jours.
- Au point de fin, on a éliminé et du milieu frais contenant 0,5 mg / ml de bromure thiazolyle tétrazolium (MTT ou obtenus auprès de Sigma) a été ajouté à chaque puits. Les cellules ont ensuite été incubées pendant 3 heures supplémentaires. Pour le dosage de MTS, on a éliminé à l'instant final et remplacé par 120 pi de solution de travail MTS (Cell niveau 96 aqueuse, Promega) et incubé pendant 3 heures.
- Ensuite, les médias ont été éliminées en douceur et 100 ml de diméthylsulfoxyde (Sigma) a été ajouté à chaque puits. Après alloaile 10 min pour les cristaux MTT de dissolution, la solution a été transféré à une autre plaque à puits. Pour le dosage de MTS, pas de diméthylsulfoxyde a été ajouté dans les puits. Contenu des puits ont été transférés à une nouvelle plaque.
- L'absorbance a été lue à 490 nm et la viabilité pour cent a été déterminée par la normalisation de l'absorbance à l'absorbance moyenne de l'échantillon vierge NiTi. Au moins cinq répétitions ont été effectuées pour chaque type d'échantillon.
3. Des études de microscopie confocale de la morphologie cellulaire
- Pour l'imagerie confocale de cellules aortiques de rat musculaires lisses, les substrats ont été placés dans une diapositive 8-chambre (Thermo Scientific). Les cellules ont été ensemencées à 25000 cellules / chambre et incubées pendant 3 jours à 37 ° C et 5% de CO 2.
- Les cellules ont été fixées sur le substrat avec du formaldéhyde 4% dans un tampon phosphate salin pendant 20 min.
- Perméabilisées avec 0,1% de Triton-X pendant 1 min.
- Actine a été coloré avec Alexa Fluor 488 phalloïdine (LifTechnologies e). 100 ul d'AlexaFluor 488 phalloïdine à 200 unités / ml de méthanol a été ajouté à 1,9 ml de tampon phosphate salin. Les cellules ont été colorées avec 250 pi de AlexaFluor 488 phalloïdine pendant 45 min, puis lavées deux fois avec du tampon phosphate salin.
- Les noyaux ont été montées avec un milieu de montage Vectashield fluorescente contenant du DAPI (Vector Laboratories). Les images confocales ont été recueillies à l'aide d'un Nikon confocale TI. Une chambre ensemencé avec des cellules sans substrat a été utilisé comme témoin.
4. Protéines Les études d'adsorption
- Dimensions du substrat ont été mesurées avec étriers avant de commencer les expériences d'adsorption des protéines. Trois mesures ont été prises pour chaque côté des échantillons carrés environ et en moyenne pour obtenir la longueur et la largeur.
- Chaque échantillon, vierge NiTi, 1sccm et 4sccm Gr-NiTiwere incubées avec 1 mg / ml d'albumine dans un tampon phosphate salin (PBS) ou 1 mg / ml de fibrinogène dans du PBS à la salle de température pendant 3 heures.
- Initiales à l'Identique échantillons ont été combinés dans un microtube avec 200 pi de tampon d'échantillon réducteur et on fait bouillir pendant 5 min.
- Les échantillons ont ensuite été dilués dans un tampon Tris / Glycine / SDS (Bio-Rad) et courir à travers un gel de 4-15% Tris électrophorèse de polyacrylamide (Bio-Rad) à 90 V pendant 100 min.
- Les gels ont ensuite été colorées avec SYPRO Rouge. Diluer la solution mère SYPRO Rouge (Life Technologies) à 1:5000 dans 7,5% d'acide v / v acétique. Colorer les gels pendant 60 min.
- Gels d'image en utilisant un SP Flourchem (Alpha Innotech). Intensité de fluorescence a été quantifiée en utilisant le logiciel ImageJ. Intensité de fluorescence de chaque échantillon a été normalisé par la surface totale du substrat et du fibrinogène adsorption a été comparée à l'albumine par adsorption.
5. Western blot pour l'expression des protéines
- Western blot a été réalisée afin d'analyser l'actine dans les cellules aortiques totale musculaires lisses de rat. Les cellules ont été ensemencées à 10000 cellules / substrat dans un 96-wplaque ell.
- Les cellules ont été cultivées pendant trois jours avant de retirer médias. Protéine totale a été extrait à l'aide du tampon RIPA et un niveau BCA (Lamda) a été réalisée afin de quantifier la protéine totale.
- Les échantillons ont été dilués à la même concentration dans RIPA et ensuite bouillie dans un tampon d'échantillon réduire pendant 5 min.
- Les protéines ont été séparées par un gel de polyacrylamide 4-15% Tris par électrophorèse à 90 V pendant 100 min. Une protéine kaléidoscope standard (Bio-Rad) a été utilisée pour évaluer le poids moléculaire de la protéine.
- Les protéines ont été transférées sur une membrane PVDF et bloqué avec un 1% de lait écrémé (Bio-Rad) solution sec.
- Actine totale a été marqué avec un anticorps de lapin anti-actine rat (Sigma). Un kit de chimiluminescence BM (Roche) a été utilisée pour détecter l'anticorps primaire. Les membranes ont été imagées par FlourChem SP équipement d'imagerie et d'intensité de fluorescence a été mesurée en utilisant le logiciel ImageJ. Intensité de fluorescence a été normalisée par comparaison à la pristine NiTisample.
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Representative Results
. Figure 1 un graphène) CVD polycristallin Cu feuilles cultivé sur imite les grains cristallins métalliques (barre d'échelle: 10 um). b) spectre Raman de 1 sccm (4 sccm) graphène monocouche montre bande indiquant intense (relativement faible) G '(couche peu) la nature telle qu'elle est préparée de graphène. c) image AFM de graphène transférée sur NiTi présente une rugosité de ~ 5 nm. Barre d'échelle = 500 nm.
Figure 2 images de microscopie optique confocale pour SMC cultivées sur une diapositive) de contrôle du verre, b), c vierge NiTi) 1 sccm Gr-NiTi et d) 4 sccm Gr-NiTi substrats (barre d'échelle:. 50 pm).
Figure 3. Un test) MTT montre que Gr-NiTi substrats (1 et 4 sccm) ne présentent pas de différence significative de la viabilité cellulaire par rapport au SMC vierge NiTi. B) Essai MTS montre que la viabilité cellulaire de 3 jours pour RAECs n'était pas significativement différente de celle des contrôles.
La figure 4. Images de microscopie électronique à balayage pour RAECs cultivées a) vierge NiTi, b) 1 sccm Gr-NiTi et c) 4 sccm Gr-NiTi substrats montrent que les revêtements de graphène conduire à une meilleure morphologie des cellules sphériques des RAECs. Barre d'échelle = 10 um.
Figure 5. A) Fibrinogène / albumine ratio vierge NiTi, Gr-NiTi (1 et 4 échantillons sccm). B) diagramme des niveaux d'énergie pour le fibrinogène et la densité d'états électroniques pour le graphène montrant l'équilibrage du niveau de Fermi. Un transfert d'électrons du fibrinogène en Gr-NiTi n'est possible qu'à partir des états occupés électroniques de la molécule de fibrinogène en vides états électroniques de la Gr-NiTi au même niveau d'énergie. Les deux graphène unique et peu-couche sont des semi-métaux à température ambiante avec une faible densité d'états à EF qui se traduit par un transfert de charge (par rapport à nue nitinol) la faiblesse du fibrinogène en graphène.
La figure 6. Graphène ne présente pas de variations de la forme de raie G-bande ou fréquence indiquant l'absence de tout transfert de charges à partir des protéines plasmatiques. La déconvolutionted pics obtenus à partir de l'ajustement de courbes sont représentées en noir.
Figure 7. A) Le graphène partie recouvert d'un penny Cu exposés à 5% H 2 O 2 reste inchangé, tandis que la partie non couverte est décoloré. B) Aucun changement dans la fréquence de la bande G a été observée dans notre étude Raman in situ de Gr- NiTi immergé dans 70% HNO 3 confirmant la durabilité des revêtements de graphène. c) Le temps de gravure pour le cuivre en CE 100 solvant est doublé lorsque Cu est revêtu d'graphène (comme dans Gr-NiTi) indiquant l'imperméabilité des membranes de graphène.
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Discussion
Biocompatibilité et la cytotoxicité: Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) a donné des échantillons polycristallins de graphène qui imitaient des grains cristallins Cu, comme le montre la figure 1a. Nous avons utilisé la spectroscopie Raman pour confirmer la présence d'une monocouche (couche de quelques-uns) graphène sur 1 sccm (4 sccm) échantillons (voir figure 1b). Il est clair, 1 sccm (4 sccm) échantillons présentent bande indicative de monocouche intense (relativement faible) G '(couche de quelques-uns) graphène. Figure 1c montre un microscope à force atomique (AFM) image de graphène couche de quelques-uns sur des substrats NiTi. Nos mesures détaillées a donné une valeur de rugosité de surface R q = 5 nm pour les couches de graphène transférés (Gr-NiTi). Il est bien connu que la topographie de surface nanostructurée affecte fortement la forme des cellules et l'assemblage du cytosquelette dans les cellules endothéliales et les cellules musculaires lisses. Ces lignées cellulaires répondent à des contraintes mécaniques en modifiant leur bicouche lipidiquefluidité, ce qui peut nuire à la translocation des protéines et de l'entrée d'activateurs tels que le calcium dans les cellules. Plus important encore, une augmentation du gradient de contrainte de la membrane cellulaire peut changer de conformation et de la densité des récepteurs de surface cellulaire. Afin de tester l'influence du revêtement de graphène sur les gradients de contrainte de cellules, nous avons étudié la morphologie des muscles lisses et des cellules endothéliales en utilisant des techniques de microscopie.
Comme le montre la figure 2, des cellules musculaires lisses (SMC) sur la morphologie primitive NiTi est non sphérique. De plus, les cellules sont clairsemée indiquant une faible adhérence des CML au NiTi vierge. Au contraire, les CML sont denses et sphériques sur le Gr-NiTi (à la fois 1 et 4 sccm) surfaces similaire à la commande. Revêtement graphène réduit les gradients de stress dans les cellules en fournissant des surfaces plus lisses (évident faibles valeurs de q R illustré à la figure 1c) et permet donc de mieux la morphologie cellulaire.Afin de mesurer la viabilité et la prolifération cellulaire, nous avons effectué un test MTT sur les CML cultivées sur immaculée et Gr-NiTisubstrates à 3 et 7 points durant la journée. Dans cet essai, le colorant MTT (couleur jaune) est réduit en formazan (couleur violette) par les enzymes actives réductase et donc les cellules saines et de prolifération (ou la cytotoxicité du matériau) peut être quantifiée en effectuant des mesures colorimétriques. Comme le montre la figure 3a, on n'a pas observé de changements significatifs de toxicité pour Gr-NiTi substrats après 3 et 7 jours. Ces résultats confirment que les revêtements de graphène ne pas provoquer une toxicité excessive par rapport à la vierge substrats NiTi eux-mêmes.
Pour confirmer les effets de revêtement graphène, nous avons effectué des expériences d'imagerie d'électrons détaillées sur le rat-microscopie cellules endothéliales aortiques (voir Figure 4). Les cellules sur des substrats vierges NiTi sont rares et allongée pendant qu'ils sont ellipsoïdales et dens sur les substrats Gr-NiTi. Une telle amélioration de la morphologie des cellules et la densité a été jugée proche de SMC confirme la réduction de gradients de contrainte prévues par le revêtement de graphène. De plus, nous avons mesuré la cytotoxicité revêtement graphène sur RAEC utilisant MTS 3 - (4,5-diméthylthiazol-2-yl) -5 - (3-carboxymethoxyphenyl) -2 - (4-sulfophényl)-2H-tétrazolium dosage. La justification de l'utilisation de MTS d'essai (au lieu de MTT) réside dans sa meilleure compatibilité avec les milieux de culture et les conditions RAEC. Comme le montre la figure 3b, notre test de MTS sur la cellule endothéliale exposée viabilité cellulaire très bon et la prolifération confirmant aucune toxicité excès des revêtements de graphène même pour RAEC. Il est important, à la fois 1 et 4 sccm Gr-NiTi présenté aucun changement significatif dans la prolifération cellulaire suggérant aucune dépendance de la morphologie cellulaire sur le nombre de couches de graphène.
Adsorption de Protéine et Hémocompatibilité: La coagulation du sang dans le voisinage de l'ha matériau de l'implants été l'un des obstacles majeurs à la technologie des implants depuis 2003. Comme mentionné précédemment, le matériau de l'implant déclenche cascade de la coagulation quand il entre en contact avec le sang. L'interaction entre l'implant biomédical et le sang commence par l'adsorption des protéines du plasma (albumine de sérum, le fibrinogène, etc.) Sur sa surface. Initialement, des protéines hautement abondante comme la sérumalbumine, flbrinogen, et flbronectin sont adsorbées, mais sont ensuite remplacés par des facteurs XII et kininogène de haut poids moléculaire. Le rapport de flbrinogen adsorbé et l'albumine est crucial dans la détermination de hémocompatibilité du biomatériau. Auparavant, un ratio faible de fibrinogène / albumine adsorbée sur une surface de l'implant biomédical a été corrélée avec l'adhésion plaquettaire basse et la formation de thrombus. 1 Comme le montre la figure 5a, Gr-NiTi exposition faible fibrinogène / albumine rapport relatif à NiTi vierge suggérant une meilleure hémocompatibilité découlant à partir de graphène. La ratification fib / albo était significativement plus faible pour les 1 et 4 sccm Gr-NiTi indiquant que l'hémocompatibilité du graphène est une couche indépendante.
Il est connu que le transfert d'électrons de la molécule de fibrinogène à l'implant est responsable de la formation de fibrine dans un premier temps à la croissance du thrombus. Comme le montre la figure 5b, le fibrinogène présente des semi-conducteurs comme la densité d'états électroniques ou DOS (notée p (E)) avec un gap d'énergie de 1,8 eV. Les niveaux de Fermi (EF) de fibrinogène et de Gr-NiTi s'équilibrer à leur interface. Un transfert de charge d'un électron par le fibrinogène est nécessaire pour la formation de fibrine sur NiTi vierge, et de transfert d'électrons à partir de la molécule de fibrinogène en Gr-NiTi n'est possible à partir des états occupés électronique de la molécule de fibrinogène en vides états électroniques de Gr-NiTi au même niveau d'énergie. À la fois simple et graphène quelques-couche sont des semi-métaux à température ambiante avec une faible p (E) F E. 24 Ainsi, l'échange courant de charge à partir du fibrinogène au graphène est négligeable (par rapport à nue nitinol) en raison de faibles valeurs de p (E). Cette propriété intrinsèque des revêtements de graphène est crucial pour empêcher tout transfert de charge à partir du fibrinogène (et de sang après la coagulation).
Nous avons utilisé des micro-spectroscopie Raman pour confirmer que la dynamique de transfert de charge entre le fibrinogène et la Gr-NiTi est en effet négligeable. Le spectre Raman du graphène présente plusieurs traits anguleux dues à des effets de résonance. Notamment, la bande tangentielle (bande G) provient de la vibration plane d'atomes de carbone et a été précédemment jugée très sensible au transfert de charge. 25 La fréquence de la bande G est connu pour monter les rapports (rétrogradation) lorsque tout accepteur (donneur) des espèces interagit avec le graphène trou (électrons) de transfert. Fait important, la raie spectrale de la bande G deviates d'une lorentzienne symétrique à asymétrique Breit-Wigner-Fano (BWF) forme des raies dues au transfert de charge. 25 Comme prévu, nous n'avons pas observé de changement dans la fréquence de la bande G du graphène sur l'adsorption du fibrinogène confirmant l'absence de transfert de charge entre Gr-NiTi et le fibrinogène (figure 6). Cette inhibition de transfert de charge et faible fib / alb rapport indiquent hémocompatibilité bon de revêtements de graphène.
Inertie chimique des revêtements graphène: Le graphène est connu pour agir comme une couche de protection en raison de ses propriétés physico-chimiques uniques. Sa sp 2 en treillis en nid d'abeilles fournit une barrière de diffusion naturelle et empêche donc le lessivage ion métallique à partir du matériau d'implant. Récemment, le graphène a été utilisé comme un ballon microscopique hermétique 26 et revêtement de protection pour Cu / Ni. 27 Bien que la stabilité et l'étanchéité du graphène sont bien documentés dans le litreture, nous présentons nos données relatives à la gravure d'une pièce de cuivre dans la figure 7 pour réaffirmer l'utilité et la viabilité de graphène comme revêtements d'implants. Comme le montre la figure 7a, la partie de graphène revêtu de la pièce de monnaie (~ 95% Cu) reste protégée de l'oxydation lorsqu'il est exposé à H 2 O 2 pendant que la région nue de la pièce de monnaie se décolorer lors du contact avec 5% de H 2 O 2 (voir l'image du microscope optique agrandie dans la figure 7a).
Pour tester la durabilité des revêtements de graphène, nous avons exposé Gr-NiTi substrats à l'acide nitrique à 70% jusqu'à ce que le NiTi a été partiellement décapée. Notre en spectroscopie Raman in situ de Gr-NiTi immergé dans HNO 3 n'ont montré aucun changement dans le D et G-bande du graphène ce qui implique que le revêtement graphène est extrêmement durable (figure 7b). En outre, nous avons constaté que le revêtement de graphène en Gr-NiTi réduit la vitesse d'attaque du sous-jacent copper comme le montre la figure 7c.
En conclusion, nos mesures spectroscopiques détaillées confirmé l'absence de transfert de charge entre le graphène et le fibrinogène qui suggère que le graphène revêtement inhibe l'activation des plaquettes par des implants. En outre, les revêtements de graphène ne présentent aucun significative de la toxicité in vitro pour endothéliales et musculaires lisses des lignées cellulaires confirmant leur biocompatibilité. En outre, les revêtements de graphène ont été trouvés pour être chimiquement inerte, résistant et imperméable dans un courant sanguin environnement. La bio-et hémocompatibilité des revêtements de graphène ainsi que son inertie chimique, la durabilité et l'imperméabilité faire graphène un matériau unique pour les implants biomédicaux revêtement. Enfin, nous notons que nous avons réussi à transférer les feuilles de graphène sur des fibres de NiTi individuelles, à l'aide duquel la maille enduit de graphène peut être fabriqué. Nous avons également développé chimiquement exfoliées feuilles de graphène qui peuvent être directement dérivées have couchéo les stents de type maillé. En outre, nos expériences préliminaires montrent que c'est effectivement possible de cultiver graphène directement sur l'alliage NiTi.
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Disclosures
Aucun conflit d'intérêt déclaré.
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
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