Fabrication d'une mémoire de forme "auto-ajustement" à base de PCL bioactifs, Polymer Échafaudages

L’objectif global de l’expérience suivante est de fabriquer un échafaudage en polymère à mémoire de forme ou SMP capable de s’auto-adapter à un défaut crânio-maxillo-facial irrégulier afin de favoriser l’ostéointégration et la guérison de la SG. Ceci est réalisé en formant d’abord un modèle de sel fondu en utilisant la coulée de solvant et le durcissement photochimique de polycaprolactone di acrl. Au-dessus de la matrice de sel se forme un échafaudage avec la porosité hautement interconnectée requise pour l’ostéoconductivité.

Dans un deuxième temps, l’échafaudage est recouvert de poly dopamine, qui fournit de la bioactivité. Ensuite, l’échafaudage est traité avec une solution saline chaude, ce qui lui permet d’être ajusté à la presse dans un modèle irrégulier. Des résultats de défaut sont obtenus qui montrent l’auto-ajustement, une interconnectivité et une bioactivité médiocres basées sur les résultats de l’ajustement par pression, l’imagerie par microscopie électronique à balayage et la formation in vitro de l’appétit hydroxylique.

Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes, telles que l’autogreffe, est que l’ajustement conformable obtenu soutient de manière critique l’ostéointégration et la cicatrisation osseuse. La démonstration de cette procédure est faite par Lindsey Nail, doctorante dans mon laboratoire. Pour commencer la préparation de l’échafaudage, tamisez d’abord le chlorure de sodium à travers un tamis de 425 microns et transférez-en 1,8 gramme dans un flacon en verre de trois litres en quatre portions, ajoutez lentement 146 milligrammes d’eau déminéralisée dans le flacon, en mélangeant avec une spatule métallique.

Après chaque ajout, bouchez le flacon, enveloppez-le dans un mouchoir en papier et placez-le verticalement dans un tube à centrifuger. Centrifugez le tube pendant 15 minutes avant de déboucher et de laisser la solution sécher à l’air libre pendant la nuit. Après avoir synthétisé le P-C-L-D-A comme indiqué dans le protocole de texte, préparez une solution de macer contenant 150 milligrammes de P-C-L-D-A par millilitre de chlorométhane dans un flacon en verre, bouchez le flacon, enveloppez-le dans du papier d’aluminium et agitez-le pendant une minute.

Ensuite, préparez une solution de photo-initiateur contenant 115 milligrammes de DMP dans un millilitre d’un vinyle, deux Perone dans un flacon en verre. Encore une fois, bouchez le flacon, enveloppez-le dans du papier d’aluminium et agitez-le pendant une minute. Pipeter la solution de photo-initiateur dans la solution de macérateur pour faire un mélange à 15 % en volume et agiter le flacon pendant une minute.

Ensuite, enveloppez la fiole contenant l’échafaudage de sel dans du papier d’aluminium et ajoutez le mélange de macérateur photo-initiateur jusqu’à ce que le sel soit recouvert. Fermez le flacon, enveloppez-le dans un mouchoir en papier et placez-le verticalement dans un tube à centrifuger. Centrifugez le tube pendant 10 minutes.

Ensuite, retirez la feuille, débouchez le flacon et exposez la solution à la lumière ultraviolette pendant trois minutes. Laissez ensuite la solution sécher à l’air libre pendant la nuit, marquez et fracturez le verre pour retirer le haut du flacon à l’aide d’une pince à épiler. Transférez l’échafaudage dans une solution d’éthanol à l’eau pendant quatre jours, en changeant la solution tous les jours.

Enfin, retirez l’échafaudage SMP et faites-le sécher à l’air libre pendant la nuit. Pour appliquer d’abord la couche de polydopamine, insérez une aiguille de calibre 20 à mi-chemin de l’échafaudage SMP, puis enroulez un fil autour du moyeu de l’aiguille. Immergez l’échafaudage dans 200 millilitres d’une solution de dopamine agitante et maintenez le moyeu de l’aiguille au-dessus de la solution en ancrant le fil au bord du bécher.

Ensuite, placez une seringue dans le moyeu de l’aiguille et tirez sur le piston pour évacuer l’air de l’échafaudage. Une fois complètement dégazé, laissez l’échafaudage immergé pendant 16 heures. Retirez l’échafaudage de la solution et retirez l’aiguille.

Ensuite, rincez l’échafaudage à l’eau déminéralisée et séchez-le dans un four sous vide à température ambiante pendant 24 heures. Placez l’échafaudage dans un four de séchage à 85 degrés Celsius pendant une heure. Enfin, retirez l’échafaudage et laissez-le refroidir à température ambiante.

Tout d’abord, préparez un modèle de défaut en perçant un vide irrégulier d’un diamètre moyen d’environ six millimètres dans une feuille de plastique rigide de cinq millimètres d’épaisseur. Ensuite, immergez l’échafaudage SMP dans un bécher d’eau déminéralisée à environ 60 degrés Celsius pendant deux minutes. Testez que l’échafaudage est sensiblement ramolli en utilisant une pince à épiler pour manipuler sa forme.

Retirez l’échafaudage ramolli de l’eau à l’aide d’une pince à épiler et pressez-le à la main dans le modèle défectueux. Laissez l’échafaudage refroidir à température ambiante, puis retirez-le du modèle défectueux. Observez la nouvelle forme temporaire fixe pour visualiser la coulée, l’interconnectivité et la taille.

Tout d’abord, immergez l’échafaudage SMP dans de l’azote liquide pendant une minute à l’aide d’une pince à épiler. Ensuite, cassez l’échafaudage par le milieu avec une lame de rasoir propre. Ensuite, fixez l’une des moitiés de l’échafaudage avec la surface fracturée vers le haut sur la platine d’échantillon.

À l’aide de ruban de carbone, reduisez l’échafaudage d’un alliage d’or et de platine jusqu’à une profondeur d’environ quatre nanomètres. Chargez l’échantillon dans le MEB, puis capturez l’image à une tension d’accélération de 10 à 15 kilovolts. Caractériser la bioactivité in vitro.

Coupez d’abord un échafaudage cylindrique SMP en deux sur le bord circulaire à l’aide d’une lame propre. Placez la moitié de l’échafaudage dans un tube contenant 30 millilitres de liquide corporel simulé, puis placez le tube dans un bain-marie stationnaire à 37 degrés Celsius après 14 jours. Retirez l’échafaudage du tube et laissez-le sécher à l’air libre pendant 24 heures.

Ensuite, fixez l’échafaudage avec la surface coupée vers le haut sur la platine d’échantillonnage d’un microscope électronique à l’aide de ruban de carbone. Ensuite, vaporisez la surface de l’échafaudage avec un alliage d’or et de platine jusqu’à environ quatre nanomètres de profondeur. Comme précédemment, chargez l’échantillon dans le MEB et capturez l’image à une tension d’accélération de 10 à 15 kilovolts.

Un échafaudage SMP devient malléable lorsqu’il est chauffé à 60 degrés Celsius et peut être installé dans un modèle défectueux. Après refroidissement à température ambiante, l’échafaudage SMP est retiré et conserve sa nouvelle forme temporaire fixe. La micrographie électronique à balayage de l’échafaudage SMP non revêtu montre la structure des pores et la morphologie hautement interconnectée.

La bioactivité G de l’échafaudage SMP recouvert de polydopamine est démontrée par la formation d’hydroxyapatite dans les pores, comme le montre la micrographie électronique à balayage. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la préparation d’un échafaudage bioactif en polymère à mémoire de forme auto-ajusté à l’aide d’un processus impliquant la coulée de solvant sur quelques lixiviations de particules de matrice de sel et l’application d’un revêtement de poly dopamine.