Artículo de método

Ambiental análisis mecánico dinámico para predecir el comportamiento de ablandamiento de los implantes neurales

DOI:

10.3791/59209

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1 de marzo de 2019

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1Department of Chemistry and Biochemistry, University of Texas at Dallas, 2Department of Materials Science and Engineering, University of Texas at Dallas, 3Center for Engineering Innovation, University of Texas at Dallas, 4Department of Bioengineering, University of Texas at Dallas

En este artículo

Resumen

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Para permitir predicciones confiables de ablandamiento de sustratos poliméricos para implantes neuronales en un entorno en vivo , es importante tener un método confiable en vitro . Aquí, se presenta el uso de análisis mecánico dinámico en tampón fosfato salino a temperatura corporal.

Resumen

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Al utilizar substratos dinámicamente ablandamiento para implantes neuronales, es importante tener un método confiable en vitro para caracterizar el comportamiento de ablandamiento de estos materiales. En el pasado, no ha sido posible medir satisfactoriamente el ablandamiento de películas delgadas en condiciones mímico el ambiente del cuerpo sin esfuerzo sustancial. Esta publicación presenta un método nuevo y sencillo que permite análisis mecánico dinámico (DMA) de polímeros de soluciones, tales como tamponada fosfato salino (PBS), a temperaturas correspondientes. El uso de DMA ambiental permite la medición de los efectos suavizantes de polímeros debido a la plastificación en diversos medios y temperaturas, que por lo tanto permite una predicción del comportamiento de materiales bajo condiciones en vivo .

Introducción

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Una nueva generación de materiales utilizados como sustratos para implantes neuronales compone de ablandamiento forma memoria polímeros1,2,3,4,5,6,7 ,8,9. Estos materiales son suficientemente rígidos durante la implantación para superar las fuerzas de pandeo crítico, pero llegan a ser hasta tres órdenes de magnitud más suave después de la implantación en un entorno de ....

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Protocolo

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1. preparación de muestras de polímero para la prueba

  1. Sintetizar el polímero de tiol-ene ablandamiento según protocolos anteriores dentro de una campana de humos. 1 , 2 , 4 , 18 brevemente, mezclar cantidades cuantitativas de tiol a los monómeros de alqueno con un total de 0.1 iniciador de foto de % wt.
    1. Preparar un frasco de vidrio de 20 mL para la mezcla de polímero. Cubra el frasco en papel de aluminio para evitar que la luz incidente entre en contacto con la solución de monómero y mantener a temperatura ambiente (RT). Us....

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Resultados

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El uso de DMA ambiental permite el análisis de la cinética y total capacidad de ablandamiento de polímeros de ablandamiento. Utilizando el modo de medición de temperatura y tiempo del Protocolo, los perfiles de ablandamiento de formulaciones de polímeros diferentes pueden compararse entre sí (figura 6). Este método también puede utilizarse para cuantificar ablandamiento e hinchamiento tipos de polímeros. Puede verse en la figura 4

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Discusión

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El uso de DMA ambiental permite el estudio del comportamiento de diversos polímeros usados como sustratos para implantes neuronales19 u otros dispositivos biomédicos en solución y de imitar en vivo . Esto incluye, pero no se limita a, polyimide, parileno C, PDMS y SU-8. Hidrogeles y materiales de la matriz extracelular (ECM) pueden también ser investigados usando este método. Las diferencias de ablandamiento general del polímero, así como su cinética de ablandamiento se pueden comparar fá.......

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Divulgaciones

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Los autores declaran que no tienen intereses financieros que compiten.

Agradecimientos

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Los autores queremos agradecer Dr. Taylor Ware por permitirnos usar su medio ambiente DMA.

Este trabajo fue financiado por la oficina de la Secretaria de defensa asistente para asuntos de salud a través del Peer revisada médica programa de investigación [W81XWH-15-1-0607]. Opiniones, interpretaciones, conclusiones y recomendaciones son las de los autores y no necesariamente respaldado por el Departamento de defensa.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
1,3,5-trialilo-1,3,5-triazina-2,4,6(1H,3H,5H)-triona (TATATO)Sigma-Aldrich114235-100G
2,2-dimetoxi-2-fenilacetofenona (DMPA)Sigma-Aldrich196118-50G
láser de CO2 Gravograph LS100Gravotech, Inc.
Portaobjetos de microscopio de vidrio grande Corning, 75 x 50 mmTed Pella26005
DMA ambiental: RSA-G2 Analizador de sólidosTA Instruments
Pinza de plástico segura para ESD, puntas; Plano, Pico de pato, 11,5 cmCole PalmerEW-07387-17
Laurell WS-650-8B Barnizadora de centrifugación LaurellTechnologies Corporation
Nitrógeno líquidoGas
aire PBS, solución 1X, Fisher BioReagentsFisher ScientificBP243820
SHEL LAB horno de vacíoVWR International89409-484
Silicio obleaUniversity WaferGrado mecánico
El sistema de inmersión RSA-G2TA Instruments
Trimetilolpropano tris(3-mercaptopropionato) (TMTMP)Sigma-Aldrich381489-100ML
UVP CL-1000 Cámara de reticulación con bombillas de 365 nmVWR International21474-598

Referencias

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  1. Garcia-Sandoval, A., et al. Chronic softening spinal cord stimulation arrays. Journal of Neural Engineering. 15 (4), 045002(2018).
  2. Ecker, M., et al. Sterilization of Thiol-ene/Acrylate Based Shape Memory Polymers ....

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Etiquetas

Dynamic Mechanical AnalysisEnvironmental DMAPolymer SofteningNeural ImplantsGlass Transition TemperaturePlasticization EffectImmersion TestingPBS SolutionThiol ene PolymerMechanical Testing

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