גראפן מציע פוטנציאל כחומר ציפוי לשתלים ביו. במחקר זה אנו מדגימים שיטה לציפוי Nitinol סגסוגות עם שכבות עבות ננומטרים של גרפן ולקבוע כיצד גרפן עשוי להשפיע על תגובת שתל.
מאמר שיטה
גראפן מציע פוטנציאל כחומר ציפוי לשתלים ביו. במחקר זה אנו מדגימים שיטה לציפוי Nitinol סגסוגות עם שכבות עבות ננומטרים של גרפן ולקבוע כיצד גרפן עשוי להשפיע על תגובת שתל.
גרפן אטומי חלק כמו ציפוי פני שטח יש לו פוטנציאל לשיפור תכונות שתל. זה מדגים שיטה לציפוי Nitinol סגסוגות עם שכבות עבות ננומטרים של גרפן ליישומים כחומר תומכן. גראפן היה גדל על מצעי נחושת באמצעות שיקוע כימי ולאחר מכן העביר על Nitinol מצעים. על מנת להבין איך ציפוי גרפן יכול לשנות את התגובה ביולוגית, כדאיויות תא של תאי אב עורקי חולדות אנדותל ותאי שריר חלק אב עורקי חולדות נחקרו. יתר על כן, ההשפעה של ציפויי גראפן על הידבקות תא ומורפולוגיה נבדקה עם ניאון מיקרוסקופיה confocal. תאים הוכתמו לאקטין וגרעינים, והיו הבדלים בולטים בין דגימות Nitinol טהורות בהשוואה לדגימות גרפן מצופים. ביטוי יקטין סה"כ מתאי שריר חלק אב עורקי חולדות נמצא באמצעות כתם מערבי. מאפייני חלבון ספיחה, אינדיקטור לthrombogenicity פוטנציאל, Wפה נקבע לפיברינוגן אלבומין ועם ג'ל אלקטרופורזה. יתר על כן, העברת התשלום מפיברינוגן למצע הייתה להסיק באמצעות ספקטרוסקופיית ראמאן. נמצא כי ציפוי גרפן על Nitinol מצעים עמד בדרישות הפונקציונליות לחומר סטנט ושפר את התגובה הביולוגית לעומת Nitinol ללא ציפוי. לפיכך, Nitinol גרפן המצופה הוא מועמד קיימא לחומר תומכן.
בשלושת העשורים האחרונים היינו עדים לגילוי טיפולי חומרים מבוססי רומן ומכשירים לטיפול במחלה ואבחון. חומרי סגסוגת רומן כגון Nitinol (NiTi) ונירוסטה משמשים לעתים קרובות בייצור ביו שתל בשל התכונות המכאניות המעולות שלהם. 1-3 עם זאת, אתגרים רבים להישאר בשל cytotoxicity החומרים אקסוגני, ביו וחמו תאימות. האופי המתכתי של תוצאות סגסוגות אלה בעניים ביו וhemocompatibility בשל שטיפת מתכת, חוסר הידבקות תא, התפשטות, ופקק כאשר הוא בא במגע עם דם זורם (כגון צנתרים, שתלי כלי דם, סטנטים כלי דם, מסתמי לב מלאכותי וכו '.). 1, 4, 5 האינטראקציה של חלבונים או תאי חיים עם פני שטח השתל יכולה לגרום לתגובה חיסונית חזקה והמפל שהתפתח בתגובות ביוכימיות עלולות להשפיע לרעה על תפקודו של המכשיר. לכן, הוא pertinאף אוזן גרון כדי להשיג שליטה על יחסי הגומלין בין השתלים ביו והסביבה הביולוגית סביבתה. שינוי פני שטח לעתים קרובות מועסק כדי להפחית או למנוע התגובה הפיזיולוגית השלילית שמקורו בחומר השתל. משטח ציפוי אידיאלי צפוי להיות גבוה כוח הידבקות, אדישות כימית, חלקות גבוהות, וחמו וbiocompatibility טוב. בעבר, חומרים רבים, ביניהם פחם, כמו יהלומים (DLC), SiC, פח, דוד 2 וחומרים פולימריים רבים נבדק כציפוי פני שטח שתל יו תואם. 1, 6-23 עם זאת, חומרים אלה עדיין לא מצליחין לעמוד בכל הקריטריונים הפונקציונליים לציפוי פני שטח שתל מתאים.
הגילוי של שכבה עבה של אטום הפחמן 2 sp, המכונה גרפן, פתח דלתות לפיתוח חומרים רבים תכליתיים חדשים. גראפן הוא צפוי להיות מועמד אידיאלי לציפוי פני שטח שתל שכן היאהוא אדיש מבחינה כימית, אטומי חלק ועמיד מאוד. במכתב זה, אנו חוקרים את הכדאיות של גרפן כציפוי לשתלים ביו. המחקרים שלנו מראים שNitinol המצופה גרפן (GR-NiTi) עונה על כל הקריטריונים הפונקציונליים, ובנוסף תומכים בשריר חלק מצוין וצמיחת תאי אנדותל שהובילה לשגשוג של תאים טובים יותר. כמו כן, אנו מוצאים שספיחת אלבומין על GR-NiTi גבוהה מפיברינוגן. חשוב לציין, (אני) המדידות ספקטרוסקופיות המפורטות שלנו אשרו את חוסר העברת תשלום בין גרפן ופיברינוגן טוען כי ציפוי גרפן מעכב את הפעלת טסיות דם על ידי שתלים, (ii) ציפוי גרפן אינו מפגין כל משמעותי ברעילות מבחנה לשורות תאי שריר האנדותל וחלקות המאשרות biocompatibility, וכן (iii) ציפויי גראפן הוא אינרטי מבחינה כימית, עמידים ובלתי חדירים בסביבה זורמת דם. אלה חמו ונכסים ביולוגיים, יחד עם st הגבוהrength, אדישות כימית ועמידות, לדקלם ציפוי גרפן כציפוי משטח אידיאלי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. גראפן ציפוי של NiTi
2. רעילות במבחנה של GR-NiTi
תאי האנדותל אב עורקי עכברוש (תא היישום Inc,) היו בתרבית תאים בשקופית ג'לטין מצופית 8. לבדיקת גדילת התאים, הטהורה וGR-NiTisubstrates הוצבו בבארות ללא כל ציפוי ג'לטין. תמונות מיקרוסקופ אלקטרונים סורקות התקבלו באמצעות היטאצ'י S-4800 SEM. בנוסף, תאי שריר חלק אב עורקי חולדות גם גדלו בCellBind צלחות 96-כן קבוצת ביקורת (Corning) בDuשל lbecco שינוי הנשר בינוני (ATCC).
3. מחקרי מיקרוסקופיה confocal של מורפולוגיה סלולרית
4. חלבון מחקרי ספיחה
5. מערבי סופג לביטוי חלבון
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

. איור 1 CVD גרפן) גדל polycrystalline על Cu foils מחק את הגרגרים גבישיים המתכת (סרגל קנה מידה: 10 מיקרומטר). ב) ספקטרום ראמאן של SCCM 1 (4 SCCM) גרפן מראה האופי של גרפן שכהוכן monolayer המציין הלהקה האינטנסיבי (יחסית חלש) G (מעטי שכבה). ג) תמונת מיקרוסקופ כוח אטומי של גרפן הועבר לNiTi מראה חספוס של ~ 5 ננומטר. סרגל קנה מידה = 500 ננומטר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
Biocompatibility וcytotoxicity: התצהיר הכימי האדים (CVD) השיטה הניבו דגימות גראפן polycrystalline שחיקו גרגרים גבישיים Cu, כפי שמוצגים באיור 1 א. אנחנו עובדים ספקטרוסקופיית ראמאן כדי לאשר את קיומו של גרפן monolayer (מעטי שכבה) על 1 SCCM (4 SCCM) דגימות (ראה איור 1b). ברור, 1 SCCM (4 SCCM) דגימות מפגינות הלהקה מעידה על monolayer 'החזק (יחסית חלש) G (מעטי שכבה) גראפן. האיור 1c מראה כוח מיקרוסקופיה תמונה אטומית (AFM) של ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אין ניגודי האינטרסים הכריזו.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מגיב | |||
| של Dulbecco שינוי הנשר הבינוני | ATCC | 30-2002 | |
| Thiazolyl הכחול tetrazolium רומיד | סיגמה אולדריץ | M2128 | |
| 96 assay CellTiter מימי אחד פתרון תא ההתפשטות (MTS) | Promega | G3582 | |
| sulfoxide דימתיל | סיגמה אולדריץ | D8418 | |
| 36.5% פורמלדהיד | סיגמה אולדריץ | F8775 | |
| טריטון X-100 | סיגמה אולדריץ | T8787 | |
| Alexafluor 488 phalloidin | חי טכנולוגיות | A12379 | |
| VECTASHIELD הרכבה בינונית עם DAPאני | מעבדות וקטור | H-1200 | |
| אדם אלבומין | סיגמה אולדריץ | A9511 | |
| פיברינוגן האנושי | |||
| טריס / גליצין / SDS | Bio-Rad | 161-0732 | |
| ג'ל המוכן טריס-HCl ג'ל | Bio-Rad | 161-1158 | |
| חומצה אצטית | סיגמה אולדריץ | 45726 | |
| SYPRO אדום | חי טכנולוגיות | S-6653 | |
| assay BCA חלבון נמוך | Lamda יוטק | G1003 | |
| Precision פלוס תקן קלידוסקופ חלבון | Bio-Rad | 161-0375 | |
| Immun-כתם PVDF קרום | Bio-Rad | 162-0177 | |
| סופג חלב חוסם כיתה ללא שומן יבש | Bio-Rad | 170-6404XTU | |
| נוגדן אנטי תקטין מיוצר בארנב | סיגמה אולדריץ | A2066 | |
| ערכת BM Chemiluminescence מערבית סופגת (עכבר / ארנב) | רוש יישומי מדע | 11520709001 | |
| Ripa חיץ | סיגמה אולדריץ | R0278 | |
| NiTi (51% ניקל, 49% טי) | אלפא-Aesar | 44953 | |
| ציוד | |||
| HORIBA JobinYvon | ראמאן ספקטרומטר | Dilor XY 98 | |
| ניקון | מיקרוסקופ confocal | מיקרוסקופ Eclipse TI | |
| Thermoscientific | צלחת קורא | ||
| Bio-Rad | אספקת חשמל | 164-5050 | ספק כוח בסיסי PowerPac |
| Bio-Rad | תא אלקטרופורזה | 165-8004 | תא מיני הפרוטאי טטרה |
| Bio-Rad | קלטת בעל ג'ל | 170-3931 | קלטת בעל ג'ל מיני |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה