Name: Revestimientos de grafeno para Implantes Biomédicos (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-03-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 21 s
Description: Aprende a recubrir aleaciones de nitinol con grafeno mediante deposición de vapor químico para mejorar la hemocompatibilidad en implantes biomédicos. Este método mejora la viabilidad celular y reduce la adsorción de fibrinógeno.

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1. El grafeno recubrimiento de NiTi <ol><li> Las muestras de grafeno utilizados en este estudio se cultivaron en cobre (Cu) sustratos utilizando la técnica de deposición química de vapor, y se transfirió posteriormente a 4,5 mm 2 sustratos de NiTi. </li><li> Cu láminas (1 cm x 1 cm) se colocaron en un horno de tubo de 1 pulgada de cuarzo y se calentó a 1.000 ° C en presencia de 50 sccm de H 2 y 450 sccm de Ar. </li><li> Metano siguiente, (1 sccm y 4) se introduce en el horno a diferentes caudales de 20-30 min. Las muestras se enfriaron finalmente a temperatura ambiente bajo flujo de H 2, Ar y CH 4. </li><li> A continuación, las láminas de Cu fueron spin-revestido con PMMA (diluido con 4% anisol) a 4.000 rpm seguido por un tratamiento térmico durante 5 min a 150 ° C. El grafeno unido a PMMA capa se obtuvo por el grabado de la lámina de Cu utilizando Transene Inc., CE-100 reactivo de ataque, y posterior aclarado en 10% de HCl y agua desionizada durante 10 min. </li><li> La splos se transfirieron a sustratos de NiTi (4,5 mm 2) y recocidas a 450 ° C en Ar (300 sccm) y H 2 (700 sccm) durante 2 h para eliminar el PMMA. Finalmente, los substratos fueron lavados con acetona para disolver el residuo PMMA para obtener la muestra Gr-NiTi. Un monocromador de rejilla XY Dilor triple fue utilizado para la caracterización micro-Raman (usando objetivo 100X) de todos los NiTisamples GR-con la excitación 514,5 nm de un láser de iones Ar +. </li></ol> 2. Toxicidad in vitro de Gr-NiTi Células endoteliales de aorta de rata (célula aplicación Inc.,) fueron cultivadas en una gelatina recubierta 8 diapositiva cámaras. Para probar el crecimiento celular, prístino y Gr-NiTisubstrates se colocaron en pocillos sin recubrimiento de gelatina. Exploración de imágenes de microscopía electrónica se obtuvieron utilizando un Hitachi S-4800 SEM. Además, las células de músculo liso de aorta de rata fueron cultivadas también en Cellbind placas de 96 pocillos como un grupo de control (Corning) en Dulbecco Medio de Eagle Modificado (ATCC). <ol><li> Para el ensayo de viabilidad celular, las células (células del músculo liso y endoteliales tanto) se sembraron a 10 5 células / pocillo en los pocillos que contienen prístina NiTi, 1 sccm o 4 sccm Gr-NiTi sustratos, donde la sccm indicado corresponde al flujo de metano usado en la ECV crecimiento de grafeno. Las células se hicieron crecer durante el período de tiempo deseado en una incubadora a 37 ° C y 5% CO 2, el intercambio de medios de comunicación cada dos días. </li><li> En el punto de tiempo final, se retiró el medio y medio fresco que contenía 0,5 mg / ml de azul de tiazolilo tetrazolio (MTT o obtuvieron de Sigma) se añadió a cada pocillo. Las células fueron incubadas por un período adicional de 3 h. Para el ensayo de MTS, se retiró el medio en el punto de tiempo final y se reemplazó con 120 l de MTS solución de trabajo (la célula de nivel 96 acuosa, Promega) y se incubaron durante 3 hr. </li><li> A continuación, se retiró el medio suavemente y 100 ml de dimetilsulfóxido (Sigma) se añadió a cada pocillo. Después alloala 10 min para los cristales de MTT para disolver, la solución se transfirió a otra placa de pocillos. Para el ensayo de MTS, no dimetilsulfóxido se añadieron a los pocillos. Contenido de los pocillos fueron trasladados a una nueva placa. </li><li> Se leyó la absorbancia a 490 nm y el porcentaje de viabilidad se determinó mediante la normalización de absorbancia a la absorbancia media de la muestra prístina NiTi. Al menos cinco repeticiones fueron realizadas para cada tipo de muestra. </li></ol> 3. Los estudios de microscopía confocal de Morfología Celular <ol><li> Para formación de imágenes confocal de células de músculo liso de aorta de rata, sustratos se colocaron en un portaobjetos 8-cámara (Thermo Scientific). Las células se sembraron a 25.000 células / cámara y se incubaron durante 3 días a 37 ° C y 5% CO 2. </li><li> Las células fueron fijadas en el sustrato con 4% de formaldehído en solución salina tamponada con fosfato durante 20 min. </li><li> Permeabilizaron con 0,1% Triton-X durante 1 min. </li><li> Actina se tiñó con Alexa Fluor 488 faloidina (Life) Tecnologías. 100 l de AlexaFluor 488 phalloidin a 200 unidades / ml en metanol se añadió a 1,9 ml de solución salina tamponada con fosfato. Las células se tiñeron con 250 l de AlexaFluor 488 faloidina durante 45 min y después se lavó dos veces con solución salina tamponada con fosfato. </li><li> Los núcleos fueron montadas con Vectashield medio de montaje fluorescente que contiene DAPI (Vector Laboratories). Confocal de imágenes se recopilaron mediante un Confocal Nikon TI. Una cámara de sembrado con células sin ningún sustrato se usó como control. </li></ol> 4. La adsorción de proteínas Estudios <ol><li> Dimensiones del sustrato se mide con un calibrador antes de iniciar los experimentos de adsorción de proteínas. Se tomaron tres mediciones para cada lado de las muestras de aproximadamente cuadrados y se promediaron para obtener la longitud y la anchura. </li><li> Cada muestra, prístino NiTi, 1sccm y 4sccm Gr-NiTiwere incubaron con 1 mg / ml de albúmina en solución salina tamponada con fosfato (PBS) o 1 mg / ml de fibrinógeno en PBS a habitación temperatura durante 3 horas. </li><li> Igual muestras se combinaron en un tubo de microcentrífuga con 200 l de tampón de muestra reductor y se hirvieron durante 5 min. </li><li> Las muestras se diluyeron luego en un tampón Tris / glicina / SDS (Bio-Rad) y se ejecuta a través de un 4-15% en gel de electroforesis de poliacrilamida Tris (Bio-Rad) a 90 V durante 100 min. </li><li> Los geles se tiñeron con Rojo SYPRO. Diluir SYPRO Red (Life Technologies) solución madre a 1:5,000 en ácido 7,5% v / v acético. Mancha de geles durante 60 min. </li><li> Geles de imagen utilizando un SP Flourchem (Alpha INNOTECH). Intensidad de fluorescencia se cuantificó utilizando el software ImageJ. La intensidad de fluorescencia de cada muestra se normalizó por el área total de sustrato y la adsorción de fibrinógeno se comparó con la adsorción de albúmina. </li></ol> 5. Western blot para la expresión de proteínas <ol><li> Western blot se realizó para analizar la actina total en células de músculo liso aórtico de rata. Las células se sembraron a 10.000 células / sustrato en un 96-well plato. </li><li> Las células se cultivaron durante tres días antes de la eliminación de los medios de comunicación. La proteína total se extrajo utilizando tampón RIPA y un estándar de ensayo BCA (lambda) se realizó para cuantificar la proteína total. </li><li> Las muestras se diluyeron a la misma concentración en RIPA y luego se hierve en un tampón de muestra reductor para 5 min. </li><li> Las proteínas fueron separadas por un gel de poliacrilamida al 4-15% Tris a través de electroforesis a 90 V durante 100 min. Una proteína caleidoscopio estándar (Bio-Rad) se utilizó para evaluar el peso molecular de la proteína. </li><li> Las proteínas se transfirieron a una membrana de PVDF y se bloquearon con un 1% de leche sin grasa seca (Bio-Rad) solución. </li><li> Actina total fue etiquetado con un anticuerpo de conejo anti-actina de rata (Sigma). Un BM quimioluminiscente kit (Roche) se utilizó para detectar el anticuerpo primario. Las membranas fueron imágenes utilizando FlourChem SP equipos de imagen y la intensidad de fluorescencia se midió utilizando el software ImageJ. La intensidad de fluorescencia se normalizó mediante la comparación de la pristine NiTisample. </li></ol>

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</ol>

No hay conflictos de interés declarado.

Biocompatibilidad y citotoxicidad: La deposición química de vapor (CVD) dio muestras policristalinas de grafeno que imitaban granos de cristal de Cu, como se muestra en la Figura 1a. Se empleó la espectroscopia de Raman para confirmar la presencia de la monocapa (capa pocos) grafeno en 1 sccm (4 sccm) muestras (véase la figura 1b). Claramente, un sccm (4 sccm) muestras exhiben banda indicativa de monocapa intenso (relativamente débil) G &#39;(capa de unos pocos) grafeno. <stron...

Las últimas tres décadas han sido testigos de descubrimiento de nuevos materiales basados ​​en terapias y dispositivos para tratamientos de enfermedades y diagnósticos. Nuevos materiales de aleación tales como el nitinol (NiTi) y acero inoxidable a menudo se utilizan en la fabricación del implante biomédico debido a sus propiedades mecánicas superiores. 1-3 Sin embargo, numerosos desafíos debido a la citotoxicidad material exógeno, bio-y hemo-compatibilidad. La naturaleza metálica de estas aleaciones resultados pobres en bio-y hemocompatibilidad debido a la lixiviación de metales, la falta de adhesión celular, la proliferación, y trombosis cuando entra en contacto con la sangre que fluye (tales como catéteres, injertos de vasos sanguíneos, endoprótesis vasculares, válvulas cardiacas artificiales etc.). 1, 4, 5 La interacción de proteínas o células vivas con la superficie del implante puede dar lugar a una fuerte respuesta inmunológica y el subsiguiente cascada de reacciones bioquímicas pueden afectar negativamente a la funcionalidad del dispositivo. Por lo tanto, se Pertinent para lograr el control sobre las interacciones entre los implantes biomédicos y su entorno circundante biológico. Modificación de la superficie se emplea a menudo para reducir o prevenir la respuesta adversa fisiológico procedente de material del implante. Un recubrimiento de superficie ideal se espera que tenga la fuerza de adhesión alta, inercia química, de alta lisura, y buena hemo-y biocompatibilidad. Anteriormente, numerosos materiales como carbono tipo diamante (DLC), SiC, TiN, TiO 2 y muchos materiales poliméricos han sido probados como bio-compatibles recubrimientos de implantes de superficie. 1, 6-23 Sin embargo, estos materiales son todavía incapaces de cumplir con todos los los criterios funcionales para un recubrimiento de la superficie del implante adecuado. El descubrimiento del átomo de espesor de capa sp 2 de carbono, conocido como el grafeno, ha abierto las puertas para el desarrollo de nuevos materiales multifuncionales. El grafeno se espera que sea un candidato ideal para el recubrimiento de la superficie del implante, ya queEs químicamente inerte, lisa atómica y de alta durabilidad. En esta carta, se investiga la viabilidad de grafeno como un revestimiento superficial para implantes biomédicos. Nuestros estudios muestran que el grafeno nitinol revestido (Gr-NiTi) cumple con todos los criterios funcionales, y adicionalmente soporta músculo liso excelente y el crecimiento celular endotelial conduce a la proliferación celular mejor. También encontramos que la adsorción de albúmina sérica en Gr-NiTi es más alto que el fibrinógeno. Es importante destacar que, (i) nuestras mediciones espectroscópicas detalladas confirmó la falta de transferencia de carga entre el grafeno y fibrinógeno sugiere que el recubrimiento de grafeno inhibe la activación plaquetaria por los implantes, (ii) los revestimientos de grafeno no presentan ninguna toxicidad significativa en vitro de líneas de células endoteliales y de músculo liso que confirman su biocompatibilidad, y (iii) los revestimientos de grafeno son químicamente inertes, resistentes e impermeables en que fluye la sangre ambiente. Estos hemo-y las propiedades biocompatibles, junto con st altarength, inercia química y durabilidad, hacen que los recubrimientos de grafeno como un recubrimiento superficial ideal.

<table border="1"><tbody><tr><td></td><td></td><td></td><td> Reactivo </td></tr><tr><td> Dulbecco Modificado Medio Eagle </td><td> ATCC </td><td> 30-2002 </td><td></td></tr><tr><td> Tiazolil azul tetrazolio </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> M2128 </td><td></td></tr><tr><td> CellTiter 96 Aqueous Una célula proliferación solución de ensayo (MTS) </td><td> Promega </td><td> G3582 </td><td></td></tr><tr><td> Sulfóxido de dimetilo </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> D8418 </td><td></td></tr><tr><td> 36,5% de formaldehído </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> F8775 </td><td></td></tr><tr><td> Triton X-100 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> T8787 </td><td></td></tr><tr><td> Alexafluor 488 phalloidin </td><td> Life Technologies </td><td> A12379 </td><td></td></tr><tr><td> Vectashield medio de montaje con DAPYo </td><td> Vector Laboratories </td><td> H-1200 </td><td></td></tr><tr><td> La albúmina sérica humana </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A9511 </td><td></td></tr><tr><td> El fibrinógeno humano </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Tris / Glicina / SDS </td><td> Bio-Rad </td><td> 161-0732 </td><td></td></tr><tr><td> Ready Gel Gel Tris-HCl </td><td> Bio-Rad </td><td> 161-1158 </td><td></td></tr><tr><td> Ácido acético </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 45726 </td><td></td></tr><tr><td> SYPRO Red </td><td> Life Technologies </td><td> S-6653 </td><td></td></tr><tr><td> Proteína bajo ensayo BCA </td><td> Lamda Biotech </td><td> G1003 </td><td></td></tr><tr><td> Precision Plus Protein estándar Kaleidoscope </td><td> Bio-Rad </td><td> 161-0375 </td><td></td></tr><tr><td> Immun-Blot PVDF membrana </td><td> Bio-Rad </td><td> 162-0177 </td><td></td></tr><tr><td> Blotting bloqueador grado de leche sin grasa seca </td><td> Bio-Rad </td><td> 170-6404XTU </td><td></td></tr><tr><td> Anti-actina de anticuerpos producido en conejo </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A2066 </td><td></td></tr><tr><td> BM quimioluminiscencia Western Blotting kit (mouse / conejo) </td><td> Roche Applied Science </td><td> 11520709001 </td><td></td></tr><tr><td> Tampón RIPA </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> R0278 </td><td></td></tr><tr><td> NiTi (51% Ni, 49% de Ti) </td><td> Alfa-Aesar </td><td> 44953 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Equipo </td></tr><tr><td> Horiba JobinYvon </td><td> Raman </td><td> Dilor XY 98 </td><td></td></tr><tr><td> Nikon </td><td> Microscopio confocal </td><td> Eclipse TI microscopio </td><td></td></tr&gt; <tr><td> Thermoscientific </td><td> Lector de placas </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Bio-Rad </td><td> Fuente de alimentación </td><td> 164-5050 </td><td> PowerPac fuente de alimentación básica </td></tr><tr><td> Bio-Rad </td><td> La electroforesis de células </td><td> 165-8004 </td><td> Mini-PROTEAN tetra célula </td></tr><tr><td> Bio-Rad </td><td> Gel portacasetes </td><td> 170-3931 </td><td> Gel Mini cassette </td></tr></tbody></table>

revestimientos de grafeno para implantes biomédicos

Graphene Coatings for Biomedical Implants

Grafeno atómicamente lisa como un revestimiento de superficie tiene el potencial de mejorar las propiedades de los implantes. Esto demuestra un método para el revestimiento de aleaciones de nitinol con capas nanométricas de grafeno para aplicaciones como un material de stent. El grafeno se hizo crecer en sustratos de cobre a través de la deposición química de vapor y luego se transfirieron a sustratos nitinol. Con el fin de entender cómo el recubrimiento grafeno podría cambiar la respuesta biológica, la viabilidad celular de las células endoteliales de aorta de rata y células de músculo liso de aorta de rata fue investigado. Además, el efecto de grafeno recubrimientos sobre la adhesión celular y la morfología se examinó con microscopio confocal fluorescente. Las células se tiñeron para la actina y los núcleos, y no había diferencias notables entre prístinas muestras de nitinol en comparación con grafeno recubiertos muestras. La expresión de actina total a partir de células de músculo liso de aorta de rata se encontró mediante Western blot. Adsorción de proteínas características, un indicador para trombogenicidad potencial, were determinado para el fibrinógeno y albúmina de suero con electroforesis en gel. Además, la transferencia de carga a partir de fibrinógeno al sustrato se dedujo utilizando la espectroscopia Raman. Se encontró que el recubrimiento de grafeno en nitinol sustratos cumplen los requisitos funcionales de un material de la endoprótesis y mejorar la respuesta biológica en comparación con sin revestir nitinol. Por lo tanto, el grafeno recubierto nitinol es un candidato viable para un material de stent.

<img src="/files/ftp_upload/50276/50276fig1.jpg" alt="Figura 1"/> . Figura 1 a) ECV crecido grafeno policristalino sobre láminas de Cu imita los granos de cristal de metal (barra de escala: 10 micras). b) Espectro Raman de 1 sccm (4 sccm) grafeno monocapa muestra intenso (relativamente débil) G &#39;banda indica (capa de unos pocos) como carácter de preparados grafeno. c) imagen de AFM de grafeno transfiere a NiTi muestra una rugosidad de ~ 5 nm. Barra de escal...

El grafeno ofrece potencial como un material de recubrimiento para implantes biomédicos. En este estudio hemos demostrado un método para el revestimiento de aleaciones de nitinol con capas nanométricas de grafeno y determinar cómo grafeno puede influir en la respuesta del implante.

Revestimientos de grafeno para Implantes Biomédicos

Atomically smooth graphene as a surface coating has potential to improve implant properties. This demonstrates a method for coating nitinol alloys with ...

El objetivo general de este procedimiento es demostrar un método para recubrir aleaciones metálicas con memoria de forma, nitinol, con grafeno para mejorar la hemocompatibilidad en materiales de implantes que entran en contacto con la sangre. Esto se logra primero cultivando grafeno sobre láminas de cobre mediante deposición química de vapor. El segundo paso consiste en grabar y eliminar las láminas de cobre y transferir el grafeno preparado previamente a sustratos de nitinol.A continuación, se utilizan los sustratos de nitinol recubiertos con grafeno para el cultivo de células endoteliales y células musculares lisas. Para cuantificar la citocompatibilidad, otro ensayo consiste en evaluar la hemocompatibilidad mediante la inmovilización de ambas proteínas, fibrinógeno y albúmina, sobre los sustratos de nitinol recubiertos con grafeno. En última instancia, se emplean la espectroscopía micro-Raman, la microscopía confocal, ensayos de citotoxicidad in vitro y el análisis de proteínas mediante electroforesis SDS-PAGE para demostrar un recubrimiento exitoso de grafeno, una morfología celular mejorada, una viabilidad celular mejorada y una mayor hemocompatibilidad.La principal ventaja de esta técnica o de técnicas existentes como el recubrimiento polimérico es que los recubrimientos de grafeno son extremadamente duraderos y resistentes a la corrosión. Las implicaciones de esta técnica se extienden a la mejora del origen de las tecnologías de stents, ya que se espera que las propiedades inherentes del material de grafeno reduzcan la absorción de proteínas y disminuyan la activación de factores de coagulación debido al cambio conformacional de las proteínas. Aunque este método puede proporcionar información sobre stents de nitinol recubiertos con grafeno, también puede utilizarse en otros sistemas, como válvulas cardíacas o catéteres.Para comenzar, coloque láminas de cobre de un centímetro por un centímetro en un horno de tubo de cuarzo de una pulgada y caliente a 1000 grados Celsius en presencia de 50 SCCM de hidrógeno y 450 SCCM de argón. A continuación, introduzca de uno a cuatro SCCM de metano en el horno a 1000 grados Celsius a diferentes velocidades de flujo durante 20 a 30 minutos. Enfríe las muestras hasta temperatura ambiente dentro del horno bajo flujo de hidrógeno, argón y metano.Después de retirar las muestras del horno, córtelas en cuadrados de 4,5 milímetros y utilice PMMA diluido con 4%Anole para recubrir por centrifugación las láminas de cobre a 4.000 RPM, seguido de un tratamiento térmico durante cinco minutos a 150 grados Celsius. Ataque la lámina de cobre utilizando el agente de ataque CE 100 hasta que la lámina de cobre esté completamente atacada. Enjuague con ácido clorhídrico al 10% durante 10 minutos, luego con agua desionizada durante 10 minutos.Para obtener la muestra de grafeno con PMMA, transfiera las muestras de grafeno a sustratos de nitinol de 4,5 milímetros cuadrados. A continuación, trate a 450 grados Celsius en 300 SCCM de argón y 700 SCCM de hidrógeno durante dos horas. Para eliminar el PMMA, lave finalmente los sustratos de nitinol con acetona para disolver el PMMA residual y obtener la muestra de grafeno de níquel-titanio.Para comenzar las pruebas de toxicidad, agregue sustratos de nitinol prístino con grafeno de un SCCM o cuatro SCCM a placas de 96 pocillos, donde el SCCM indicado corresponde al flujo de metano utilizado en el crecimiento de grafeno por deposición química de vapor. A continuación, siembre células endoteliales aórticas de rata a una densidad de 10⁵ células por pocillo en algunos de los pocillos que contienen nitinol prístino con grafeno de un SCCM o cuatro SCCM. En otro conjunto de pocillos, siembre células musculares lisas aórticas de rata de manera similar.Cultive las células durante tres o siete días en un incubador a 37 grados Celsius y 5 % de dióxido de carbono, cambiando el medio cada dos días. Al final del período, retire el medio de los pocillos que contienen células de músculo liso y agregue medio fresco que contenga 0,5 miligramos por mililitro de MTT a cada uno. Incube las células durante tres horas adicionales.A continuación, retire suavemente el medio y agregue 100 microlitros de dimetilsulfóxido a cada pocillo. Después de permitir 10 minutos para que los cristales de MTT se disuelvan, transfiera la solución a otra placa de pocillos. Para el ensayo MTS, retire el medio de los pocillos que contienen las células endoteliales en el punto final de tiempo.Sustituya con 120 microlitros de solución MTS e incube durante tres horas. A continuación, transfiera el contenido de los pocillos a una nueva placa. Lea la absorbancia a 490 nanómetros y determine el porcentaje de viabilidad normalizando la absorbancia respecto al promedio de absorbancia de la muestra de nitinol prístina.Repita este paso al menos cinco veces para cada muestra. Para la imagen confocal de células musculares lisas aórticas de rata, coloque los sustratos en una placa de ocho cámaras, dejando una cámara vacía como control. A continuación, siembre las células en todas las cámaras a 25.000 células por cámara e incube durante tres días a 37 grados Celsius y 5 % de dióxido de carbono.Después de eliminar el medio de los portaobjetos, adhiera las células al sustrato con formaldehído al 4 % en tampón PBS durante 20 minutos. Lave con PBS, luego permeabilice con Triton X al 0,1 % durante un minuto. Después de lavar con PBS, agregue 100 microlitros de la solución LOR 4 88 PHIN a 1,9 mililitros de tampón PBS.Para visualizar la actina, tiña las células con 250 microlitros de LOR 4 88 Phin durante 45 minutos, y luego lave dos veces con tampón PBS. A continuación, tiña los núcleos con un medio de montaje fluorescente que contenga dpi. Recolecte imágenes confocales utilizando un Nikon confocal ti.Antes de comenzar los experimentos de absorción de proteínas de albúmina y fibrinógeno, mida las dimensiones del sustrato con un calibrador. Tome tres mediciones para cada lado de las muestras aproximadamente cuadradas y calcule el promedio. Para obtener la longitud y el ancho, coloque la muestra de nitinol virgen, la muestra de nitinol con grafeno SCCM y la muestra de nitinol con grafeno SCCM cuatro en dos 12.Añada tampón PBS que contenga albúmina a un miligramo por mililitro en las placas de cultivo. Añada temperatura ambiente a una de las placas e incube durante tres horas por separado. Incube los tres tipos de muestra con tampón PBS que contenga un miligramo por mililitro de albúmina.Fibrinógeno a temperatura ambiente durante tres horas después de lavar las muestras con PBS, combinar las muestras similares en un tubo microcentrífugo con 200 microlitros de tampón reductor y hervir durante cinco minutos. Diluir las muestras en una relación de volumen a volumen de uno a nueve de tampón SDS de glicina T en agua desionizada y correr en un gel de electroforesis de poliacrilamida tris al 4-15% a 90 voltios durante 100 minutos. Diluir la solución stock de Spro Red en una proporción de uno a 5.000 en ácido acético al 7,5%.A continuación, tiña los geles durante 60 minutos con la solución diluida de spro red. Envuélvalos en papel de aluminio para proteger el spro red de la luz, obtenga imágenes de los geles utilizando un Fluor chem SP y cuantifique la intensidad fluorescente mediante el software Image J. Luego, normalice la intensidad fluorescente de cada muestra según el área total del sustrato y compare la absorción de fibrinógeno con la absorción de albúmina.El método de deposición química en fase vapor produjo muestras de grafeno policristalino que imitan los granos cristalinos del cobre. Se utilizó espectroscopía Raman para confirmar la presencia de grafeno monocapa en muestras de un SCCM y cuatro SCCM. La muestra de un SCCM exhibe una banda GPR intensa, lo que indica la naturaleza monocapa del grafeno recién preparado. En contraste, la muestra de cuatro SCCM muestra una banda GPR relativamente más débil, lo que confirma la presencia de algunas capas de grafeno. Aquí se muestra una imagen de microscopía de fuerza atómica de grafeno transferido sobre sustratos de nitinol.Mediciones detalladas de la muestra arrojaron un valor de rugosidad superficial de aproximadamente cinco nanómetros. A continuación se muestran las imágenes de microscopía óptica confocal de células musculares lisas cultivadas sobre un portaobjetos de vidrio controlado, sobre sustratos de nitinol prístinos, sobre sustratos de nitinol con grafeno a un SCCM y sobre sustratos de nitinol con grafeno a cuatro SCCM. Las células son densas y esféricas en ambas superficies de nitinol con grafeno, lo que demuestra una mejor morfología celular.Los ensayos MTT y MTS muestran que los sustratos de nitinol con grafeno a uno y cuatro SCCM no presentan una diferencia significativa en la viabilidad de las células musculares lisas en comparación con el nitinol prístino. Los ensayos MTS indican que la viabilidad celular a los tres días para las células endoteliales no fue significativamente diferente a la de los controles. Las imágenes de microscopía electrónica de barrido muestran que las células endoteliales cultivadas sobre sustratos de nitinol prístino son escasas y alargadas, mientras que presentan forma elipsoidal y mayor densidad en los sustratos de nitinol con grafeno a uno y cuatro SCCM.Estos resultados demuestran que los recubrimientos de grafeno inducen una mejor morfología celular esférica en células endoteliales; las muestras de nitinol con grafeno a uno SCCM y a cuatro SCCM presentan una relación baja de fibrinógeno a albúmina en comparación con la muestra de nitinol virgen, lo que sugiere una mejor hemocompatibilidad derivada del grafeno. La equilibración del nivel de Fermi se muestra mediante el diagrama de niveles de energía para la fibrinógeno y la densidad de estados electrónicos del grafeno. Una transferencia de electrones desde la fibrinógeno hacia el nitinol con grafeno solo es posible desde los estados electrónicos ocupados de la molécula de fibrinógeno hacia estados electrónicos vacíos del nitinol con grafeno a un mismo nivel de energía.Tanto el grafeno mono como el de pocas capas son semimetales a temperatura ambiente con baja densidad de electrones en el nivel de Fermi, lo que resulta en una transferencia de carga débil desde el fibrinógeno hacia el grafeno. El grafeno no muestra cambios en la forma o frecuencia de la banda GB, lo que indica una transferencia de carga débil desde las proteínas plasmáticas. Los picos D desconvolucionados obtenidos del ajuste de curvas se muestran en negro para demostrar la utilidad y viabilidad del grafeno como recubrimiento para implantes.Se expuso un centavo de cobre recubierto con grafeno a peróxido de hidrógeno al 5%. La porción del centavo recubierta con grafeno permaneció inalterada, mientras que la parte descubierta se decoloró debido a la solución de peróxido de hidrógeno. Además, el nitinol con grafeno sumergido en ácido nítrico al 70% no mostró cambios en la frecuencia de la banda GB, lo que confirma que el recubrimiento de grafeno es extremadamente duradero.Además, el recubrimiento de grafeno en el nitinol con grafeno redujo la tasa X del cobre subyacente, lo que indica la impermeabilidad de las membranas de grafeno. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo transferir grafeno e implantes biomédicos para mejorar su biocompatibilidad.

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Revestimientos de grafeno para Implantes Biomédicos

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