الجرافين عوازل للزراعة الحيوية الطبية

الهدف العام من هذا الإجراء هو إظهار طريقة لطلاء سبائك الذاكرة ذات الشكل المعدني نيتينول بالجرافين لتحسين توافق الهيمو في مواد الزرع الملامسة للدم. يتم تحقيق ذلك عن طريق زراعة الجرافين أولا على رقائق النحاس باستخدام ترسيب البخار الكيميائي. الخطوة الثانية هي حفر رقائق النحاس ونقل الجرافين المحضر إلى ركائز النيتينول.

بعد ذلك ، يتم استخدام ركائز النيتينول المطلية بالجرافين لزراعة الخلايا البطانية وخلايا العضلات الملساء. لتحديد توافق cyto ، هناك اختبار آخر وهو التحقق من توافق hemo عن طريق ترميز كل من البروتينات والفيبرينوجين والألبومين على ركائز النيتينول المطلية بالجرافين. في النهاية ، يتم استخدام التحليل الطيفي للرامين الصغير ، والفحص المجهري متحد البؤر في فحوصات السمية الخلوية في المختبر وتحليل بروتين صفحة SDS لإظهار طلاء الجرافين الناجح ، وتحسين مورفولوجيا الخلية ، وتحسين قابلية الخلية للحياة ، وتوافق أفضل مع الهيمو.

الميزة الرئيسية لهذه التقنية أو التقنيات الحالية مثل طلاء البوليمر ، هي أن طلاء الجرافين متين للغاية ومقاوم للتآكل. تمتد الآثار المترتبة على هذه التقنية إلى تحسين أصل تقنيات الدعامات لأنه من المتوقع أن تقلل خصائص المواد المتأصلة في الجرافينات من امتصاص البروتين وتقلل من تنشيط عوامل التخثر بسبب التغير التأكيدي للبروتين. على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة في الجرافين ، يمكن أيضا استخدام دعامات النيتينول المطلية بالجرافين لأنظمة أخرى مثل صمامات القلب أو القسطرة.

للبدء ، ضع رقائق نحاسية بحجم سنتيمتر واحد في سنتيمتر واحد في فرن أنبوب كوارتز بحجم بوصة واحدة وقم بتسخينه إلى 1000 درجة مئوية في وجود 50 سم مكعب من الهيدروجين و 450 SCC سم من الأرجون. بعد ذلك ، أدخل واحدا وأربعة SCCM من الميثان في فرن 1000 درجة مئوية بمعدلات تدفق مختلفة لمدة 20 إلى 30 دقيقة. قم بتبريد العينات إلى درجة حرارة الغرفة داخل الفرن تحت تدفق الهيدروجين والأرجون والميثان.

بعد إزالة العينات من الفرن ، قم بتقطيعها إلى مربعات 4.5 ملم واستخدم PMMA المخفف بنسبة 4٪ Anole لتدوير رقائق النحاس عند 4،000 دورة في الدقيقة ، متبوعا بمعالجة حرارية لمدة خمس دقائق عند 150 درجة مئوية. احفر رقائق النحاس باستخدام نقش CE 100 حتى يتم حفر رقائق النحاس بالكامل. اشطفه بحمض الهيدروكلوريك بنسبة 10٪ لمدة 10 دقائق ، ثم في ماء منزوع الأيونات لمدة 10 دقائق.

للحصول على عينة الجرافين PMMA ، انقل عينات الجرافين إلى ركائز نيتينول 4.5 مليمتر مربع. التالي عند 450 درجة مئوية في 300 SCCM Argon و 700 SCCM هيدروجين لمدة ساعتين. لإزالة PMMA ، اغسل ركائز النيتينول أخيرا بالأسيتون لإذابة PMMA المتبقي للحصول على عينة الجرافين والنيكل والتيتانيوم.

لبدء اختبارات السمية ، أضف نيتينول البكر SCCM أو أربع ركائز من الجرافين الجرافين SCCM إلى 96 لوحة بئر حيث يتوافق SCCM المذكور مع تدفق الميثان المستخدم في نمو ترسيب البخار الكيميائي للجرافين. بعد ذلك ، بذرة الفئران ، الخلايا البطانية الأبهري عند 10 إلى الخلايا الخامسة لكل بئر في بعض الآبار التي تحتوي على نيتينول البكر ، SCCM واحد أو أربعة SCCM. ركائز الجرافين نيتينول ، خلايا العضلات الملساء الأبهري للفئران بطريقة مماثلة في مجموعة مختلفة من الآبار.

قم بزراعة الخلايا لمدة ثلاثة أيام أو سبعة أيام في حاضنة عند 37 درجة مئوية و 5٪ وسائط تبادل ثاني أكسيد الكربون كل يوم. في نقطة النهاية ، قم بإزالة الوسائط من الآبار التي تحتوي على خلايا العضلات الملساء وأضف وسائط جديدة تحتوي على 0.5 ملليغرام لكل مليلتر MTT لكل منها. حسنا احتضان الخلايا لمدة ثلاث ساعات إضافية.

بعد ذلك ، قم بإزالة الوسائط برفق وأضف 100 ميكرولتر من ثنائي ميثيل سلفوكسيد إلى كل بئر. بعد السماح ب 10 دقائق حتى تذوب بلورات MTT ، انقل المحلول إلى لوحة بئر أخرى. بالنسبة لمقايسة MTS ، قم بإزالة الوسائط من الآبار التي تحتوي على خلايا بطانية في نقطة النهاية الزمنية.

استبدل ب 120 ميكرولتر من محلول MTS واحتضنه لمدة ثلاث ساعات. ثم انقل محتويات البئر إلى طبق جديد. اقرأ المادة الماصة عند 490 نانومتر وحدد النسبة المئوية للبقاء عن طريق تطبيع الامتصاص لمتوسط امتصاص عينة النيتينول الأصلية.

كرر هذه الخطوة خمس مرات على الأقل لكل عينة. للتصوير متحد البؤر لخلايا العضلات الملساء الأبهري للفئران ، ضع الركائز في شريحة من ثماني غرف ، مع ترك غرفة واحدة فارغة كعنصر تحكم. بعد ذلك ، قم بزرع الخلايا في جميع الغرف عند 25،000 خلية لكل غرفة واحتضانها لمدة ثلاثة أيام عند 37 درجة مئوية و 5٪ ثاني أكسيد الكربون.

بعد إزالة الوسائط من الشرائح ، قم بلصق الخلايا على الركيزة باستخدام 4٪ فورمالديهايد في المخزن المؤقت PBS لمدة 20 دقيقة. يغسل باستخدام PBS ، ثم يفر باستخدام 0.1٪ Triton X لمدة دقيقة واحدة. بعد الغسيل باستخدام PBS ، أضف 100 ميكرولتر من محلول LOR 4 88 PHIN إلى 1.9 مل من المخزن المؤقت PBS.

لتصور أكتون ، قم بتلطيخ الخلايا ب 250 ميكرولتر من LOR 4 88 Phin لمدة 45 دقيقة ، ثم اغسلها مرتين باستخدام المخزن المؤقت PBS. بعد ذلك ، قم بتلطيخ النوى بوسط تركيب فلوري يحتوي على نقطة في البوصة. اجمع الصور متحدة البؤر باستخدام tii متحد البؤر من نيكون.

قبل البدء في تجارب امتصاص بروتين الألبومين والفيبرينوجين ، قم بقياس أبعاد الركيزة باستخدام الفرجار. خذ ثلاثة قياسات لكل جانب من جوانب العينات المربعة تقريبا والمتوسط. للحصول على الطول والعرض ، ضع عينة النيتينول الأصلية ، وعينة SCCM Graphene Nitinol ، وعينة SCCM Graphene Nitinol الأربعة في عينتين 12.

تضيف ألواح البئر المخزن المؤقت PBS الذي يحتوي على مليغرام واحد لكل مليلتر من الألبومين. أضف درجة حرارة الغرفة إلى أحد الأطباق واحتضن لمدة ثلاث ساعات بشكل منفصل. احتضان أنواع العينات الثلاثة باستخدام المخزن المؤقت PBS الذي يحتوي على ملليغرام واحد لكل مليلتر.

الفيبرينوجين في درجة حرارة الغرفة لمدة ثلاث ساعات بعد غسل العينات باستخدام PBS ، اجمع بين العينات المماثلة في أنبوب طرد مركزي دقيق مع 200 ميكرولتر من المخزن المؤقت للعينة المختزلة ويغلي لمدة خمس دقائق. قم بتخفيف العينات بنسبة من واحد إلى تسعة حجم من T glycine SDS buffer إلى الماء منزوع الأيونات وقم بتشغيله من خلال 4 إلى 15٪ من هلام الرحلان الكهربائي من tris poly acrylamide عند 90 فولت لمدة 100 دقيقة. تمييع محلول مخزون أحمر spro بنسبة واحد إلى 5 ، 000 في 7.5٪ حمض الأسيتيك.

بعد ذلك ، قم بتلطيخ المواد الهلامية لمدة 60 دقيقة بمحلول spro الأحمر المخفف. لفها بورق الألمنيوم لحماية spro red من المواد الهلامية للصور الخفيفة باستخدام Fluor chem SP وتحديد كثافة الفلورسنت باستخدام برنامج Image J. ثم قم بتطبيع شدة الفلورسنت من كل عينة حسب المساحة الإجمالية للركيزة وقارن امتصاص الفيبرينوجين بامتصاص الألبومين.

أسفرت طريقة ترسيب البخار الكيميائي عن عينات من الجرافين متعدد الكريستالات تحاكي حبيبات بلورات النحاس ، وقد تم استخدام التحليل الطيفي للرامين لتأكيد وجود الجرافين أحادي الطبقة على عينات SCCM واحدة وأربع عينات SCCM. تظهر عينة SCCM واحدة نطاق GPR مكثف يشير إلى طبيعة أحادية الطبقة للجرافين كما تم إعداده. في المقابل ، تظهر عينة SCCM الأربعة نطاق GPR أضعف نسبيا ، مما يؤكد وجود بضع طبقات من الجرافين الموضحة هنا هي صورة مجهرية للقوة الذرية للجرافين المنقول إلى ركائز النيتينول.

أسفرت القياسات التفصيلية للعينة عن قيمة خشونة السطح تبلغ حوالي خمسة نانومتر. تفعيلك. فيما يلي صور الفحص المجهري البصري متحد البؤر لخلايا العضلات الملساء المزروعة على شريحة زجاجية خاضعة للرقابة على ركائز نيتينول الجرافين الأصلية على ركائز نيتينول الجرافين SCCM ، وعلى أربع ركائز من الجرافين SCCM. الخلايا كثيفة وكروية على كل من أسطح الجرافين نيتينول ، مما يدل على مورفولوجيا أفضل للخلية.

تظهر فحوصات MTT و MTS أن ركائز واحدة وأربعة من الجرافين SCCM لا تظهر فرقا كبيرا في قابلية حياة خلايا العضلات الملساء بالنسبة إلى النيتينول البكر. تظهر فحوصات MTS أن صلاحية الخلية لمدة ثلاثة أيام للخلايا البطانية لم تكن مختلفة بشكل كبير عن الضوابط. تظهر صور المجهر الإلكتروني الماسح أن الخلايا البطانية المزروعة على ركائز النيتينول البكر متناثرة وممدودة بينما تكون إهليلجية الشكل وكثيفة على ركائز الجرافين النيتينول SCCM الواحدة والرابعة.

توضح هذه النتائج أن طلاءات الجرافين تؤدي إلى مورفولوجيا خلوية كروية أفضل للخلايا البطانية ، حيث تظهر عينات SCCM وأربع عينات من الجرافين الجرافين نسبة منخفضة من ألبومين الفيبرينوجين بالنسبة لعينة النيتينول الأصلية ، مما يشير إلى توافق أفضل مع الهيمو الناشئ عن الجرافين. يظهر توازن مستوى فيرمي من خلال مخطط مستوى الطاقة للفيبرينوجين وكثافة الحالات الإلكترونية للجرافين. لا يمكن نقل الإلكترون من الفيبرينوجين إلى الجرافين نيتينول إلا من الحالات الإلكترونية المشغولة لجزيء الفيبرينوجين إلى الحالات الإلكترونية الفارغة من الجرافين نيتينول عند نفس مستوى الطاقة.

كل من الجرافين أحادي الطبقة وقليل الطبقات عبارة عن شبه معادن في درجة حرارة الغرفة مع كثافة إلكترون منخفضة على مستوى الغضب ، مما يؤدي إلى نقل شحنة ضعيف من الفيبرينوجين إلى الجرافين. لا يظهر الجرافين أي تغييرات في شكل خط نطاق GB أو تردده مما يشير إلى ضعف نقل الشحنة من بروتينات البلازما. تظهر القمم الملتوية D التي تم الحصول عليها من تركيب المنحنى باللون الأسود لإثبات فائدة الجرافين وقابليته للتطبيق كطلاء للزرع.

تعرض قرش نحاسي مطلي بالجرافين بنسبة 5٪ بيروكسيد الهيدروجين. ظل الجزء المطلي بالجرافين من البنس دون تغيير بينما تغير لون الجزء المكشوف بواسطة محلول بيروكسيد الهيدروجين. بالإضافة إلى ذلك ، لم يظهر الجرافين نيتينول المغمور في 70٪ من حمض النيتريك أي تغيير في تردد نطاق GB مما يؤكد أن طلاء الجرافين متين للغاية.

علاوة على ذلك ، انخفض طلاء الجرافين في الجرافين نيتينول إلى معدل X للنحاس الأساسي مما يشير إلى عدم نفاذية أغشية الجرافين. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية نقل الجرافين والغرسات الطبية الحيوية لتحسين توافقها الحيوي.