Name: בודה חומרים פולימריים עבור יישומים ביו-הידרופובי (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-28T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 22 s
Description: למד לייצר רשתות סיבים מתכלות וציפויים ננו-מיקרוסקופיים מפולימרים ביורפואיים באמצעות אלקטרו-ספינינג ואלקטרו-ספריי. חקור כיצד שינוי הרכב הקו-פולימר מכוון את יכולת הרטיבות ומייצר חומרים ביו-הידרופוביים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המימון ניתן בחלקו על ידי BU ו-NIH R01CA149561. המחברים מבקשים להודות לצוות האלקטרוספינינג/ריסוס החשמלי הכולל את סטפן יוהה, אריק פאלדה, ג'וזף הרסי וג'וליה וואנג על הדיונים המועילים שלהם ועל תרומתם להכנה ולאפיון של ביו-חומרים סופר-הידרופוביים.

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.

הגישה שלנו לבניית חומרי הידרופובי מפולימרים ביו-רפואיים משלבת כימיה פולימר סינתטית עם טכניקות עיבוד פולימרים של electrospinning וelectrospraying. טכניקות אלה מספקים גם סיבים או חלקיקים, בהתאמה. באופן ספציפי, חומרים-הידרופובי polycaprolactone ופולי (-glycolide שיתוף lactide-) מבוסס מוכנים באמצעות אסטרטגיה זו. על ידי שינוי הרכב קופולימר הידרופובי, קופולימר אחוזים בתערובת הפולימר הסופי, גודל סיבים / חלקיקים, הכוללים אחוזים משקל פולימר, ותנאי ייצור, יכולת הרטיבות של חומרי ele...

משטחי הידרופובי בדרך כלל מסווגים כמציגים קשר ברור מים זוויות גדולות מ -150 מעלות עם hysteresis זווית מגע נמוך. משטחים אלה מיוצרים על ידי החדרת חספוס פני השטח גבוה על חומרי אנרגיית משטח נמוכים להקמת ממשק אוויר נוזלי מוצקה וכתוצאה מכך שמתנגד הרטבת 1-6. בהתאם לשיטת הייצור, משטחים דקים או רב שכבתיים סופר-הידרופובי, ציפויי מצע הידרופובי רב שכבתיים, או מבנים-הידרופובי אפילו בתפזורת יכולה להיות מוכן. דחיית מים קבועים או חצי קבוע זה רכוש שימושי שמועסק להכין משטחי ניקוי עצמי 7, מכשירי microfluidic 8, אנטי עכירות משטחי תא / חלבון 9,10, משטחי הפחתת גרירת 11, ומכשירי משלוח הסמים 12 15. לאחרונה, חומרים-הידרופובי גירויים מגיבים מתוארים בי שאינם רטוב למדינה רטובה מופעל על ידי כימי, פיזי, או רמזים סביבתיים (למשל, אור, pH, טמפרטורה, אולטרסאונד, ולהחיל פוטנציאל חשמלי / הנוכחי) 14,16-20, וחומרים אלה מוצאים שימוש ליישומים נוספים 21-25. משטחי הידרופובי סינטטיים הראשונים שהוכנו על ידי טיפול במשטחי חומר עם methyldihalogenosilanes 26, והיו בעל ערך המוגבל ליישומים ביו-רפואיים, כחומרים המשמשים לא היו מתאימים לשימוש בvivo. במסמך זה אנו מתארים את ההכנה של פני השטח וחומרי הידרופובי בתפזורת מפולימרים ביולוגית. הגישה שלנו כרוכה electrospinning או electrospraying תערובת פולימר המכילה פוליאסטר מתכלה, ביולוגית אליפטי כמרכיב העיקרי, מסומם עם קופולימר הידרופובי מורכב מפוליאסטר ופולי (קרבונט גליצרול)-שונה stearate 27-30. טכניקות הייצור לספק את חספוס פני השטח המשופר ונקבובי ובבתוך FibeRS או החלקיקים, בהתאמה, בעוד שהשימוש בdopant קופולימר מספק פולימר אנרגיית משטח נמוך שמשתלב עם פוליאסטר ויכולים להיות electrospun או electrosprayed 27,31,32 ביציבות. פוליאסטר aliphatic מתכלה כגון פולי (חומצה לקטית) (PLA), פולי (חומצה גליקולית) (PGA), פולי (חומצה לקטית -glycolic שיתוף דיאלקטרי) (PLGA), וpolycaprolactone (PCL) הם פולימרים המשמשים במכשירים שאושרו-קליני ובולט במחקר ביו-רפואי בגלל חומרים שאינם רעיל, פריקות ביולוגית, והקלה של סינתזה 33. PGA וPLGA לראשונה במרפאת כתפרי bioresorbable בשנתי ה -1960 ו -1970 המוקדמות, בהתאמה 34-37. מאז, פולי אלה (חומצות הידרוקסיות) עובדו למגוון רחב של גורמי צורה ספציפי ליישום אחרים, כגון מיקרו 38,39 וחלקיקי 40,41, הוופלים / דיסקים 42, משתלב 27,43, קצף 44, ו סרטים 45 </sup&gt;. פוליאסטר אליפטי, כמו גם פולימרים אחרים בעלי עניין ביו-רפואי, ניתן electrospun לייצר מבני ננו או רשת מיקרופייבר בעל שטח פנים גבוה ונקבובי, כמו גם חוזק מתיחה. טבלה 1 רשימות electrospun הפולימרים סינטטיים עבור יישומים ביו-רפואיים שונים ו המקבילים אזכור. Electrospinning וelectrospraying טכניקות מהירות ומסחרית-ניתן להרחבה. שתי טכניקות דומות אלה מסתמכות על יישום מתח גבוה (דחייה אלקטרוסטטית) כדי להתגבר על המתח של פתרון פולימר משטח / להמס בהתקנת משאבת מזרק כפי שהוא מכוון ליעד מעוגן 46,47. כאשר טכניקה זו משמשת בשילוב עם פולימרים אנרגיית פני השטח נמוכים (פולימרים הידרופובי כגון פולי (monostearate -glycerol שיתוף caprolactone-)), בסופר-הידרופוביות תערוכת חומרים שהתקבלו. כדי להמחיש גישת עיבוד זה בכלל סינטטי וחומריםלבניית חומרי הידרופובי מפולימרים ביו-רפואיים, אנו מתארים את הסינתזה של polycaprolactone- הידרופובי ופולי (-glycolide שיתוף lactide-) חומרים מבוססי כדוגמאות מייצגות. פולי בהתאמה dopants קופולימר (monostearate -glycerol שיתוף caprolactone-) ופולי (monostearate -glycerol שיתוף lactide-) מסונתזים ראשון, ולאחר מכן מעורבב עם polycaprolactone ופולי (-glycolide שיתוף lactide-), בהתאמה, ובסופו electrospun או electrosprayed. חומרי כתוצאה מכך הם מתאפיינים בgoniometry הדמיה וזווית מגע SEM, ונבדקו במבחנה ובהתאמה הביולוגית vivo. לבסוף, הרטבה בתפזורת באמצעות משתלב הידרופובי תלת ממדים נבחנה באמצעות טומוגרפיה microcomputed חומר ניגוד.

<table><tbody><tr><td>שמן סיליקון</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>85409</td><td></td></tr><tr><td>Cis-2-Phenyl-1,3-dioxan-5-ol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>13468</td><td></td></tr><tr><td>בנזיל ברומיד</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>B17905</td><td>רעיל, לקרימטור/מגרה את העיניים, שימוש בקולט אדים כימי</td></tr><tr><td>אשלגן הידרוקסיד</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>221473</td><td>מאייד סיבובי קורוזיבי</td></tr><tr><td></td><td>Buchi</td><td>R-124</td><td></td></tr><tr><td>משאבת ואקום גבוהה</td><td>Welch</td><td>8907</td><td></td></tr><tr><td>חנקן, טוהר גבוה במיוחד</td><td>Airgas</td><td>NI UHP300</td><td>גז דחוס</td></tr><tr><td>Tetrahydrofuran, מיוצב עם BHT</td><td>Pharmaco-Aaper</td><td>346000</td><td>דליק. מיובש דרך עמודה של XXX</td></tr><tr><td>Dichloromethane</td><td>Pharmaco-Aaper</td><td>313000</td><td>דליק, רעיל.</td></tr><tr><td>משפך הפרדה (1 ליטר)</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>13-678-606</td><td></td></tr><tr><td>נתרן גופרתי</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>239313</td><td></td></tr><tr><td>אתנול, מוחלט</td><td>Pharmaco-Aaper</td><td>111USP200</td><td>דליק, רעיל.</td></tr><tr><td>משפך בוכנר</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>FB-966-F</td><td></td></tr><tr><td>מתנול</td><td>Pharmaco-Aaper</td><td>339000ACS</td><td>דליק, רעיל.</td></tr><tr><td>חומצה הידרוכלורית</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>320331</td><td>קורוזיבית. מדולל ל-2N במים מזוקקים.</td></tr><tr><td>אתיל כלורופורמט, 97%</td> <td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>185892</td><td>רעיל, דליק, מזיק לסביבה</td></tr><tr><td>טריאתילאמין (נטול מים)</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>471283</td><td>רעיל, דליק, מזיק לסביבה</td></tr><tr><td>דיאתיל אתר</td><td>Pharmaco-Aaper</td><td>373ANHACS</td><td>דליק מאוד. מטוהר באמצעות עמודת XXX.</td></tr><tr><td>3,6-דימתיל-1,4-דיאוקסן-2,5-דיון (D,L-לקטיד)</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>303143</td><td></td></tr><tr><td>פח (II) אתיל הקסנואט</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>S3252</td><td>רעיל.</td></tr><tr><td>&epsilon;-קפרולקטון (97%)</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>704067</td><td></td></tr><tr><td>טולואן,</td><td>סיגמא-אולדריץ</td>' נטול מים <td>244511</td><td>דליק, רעיל.</td></tr><tr><td>מזרק זכוכית</td><td>חברת המילטון</td><td>1700-series</td><td></td></tr><tr><td>Deuterated כלורופורם</td><td>מעבדות קיימברידג' איזוטופים, בע"מ</td><td>DLM-29-10</td><td></td></tr><tr><td>מכשיר תהודה מגנטית גרעינית</td> רעילה <td>Varian</td><td>V400</td><td></td></tr><tr><td>פלדיום על זרז פחמן</td><td>Strem Chemicals, Inc.</td><td>46-1707</td><td></td></tr><tr><td>יחידת הידרוגנטור</td><td>Parr</td><td>3911</td><td></td></tr><tr><td>כלי שייקר הידרוגנטור</td><td>Parr</td><td>66CA</td><td></td></tr><tr><td>מימן</td><td>איירגז</td><td>HY HP300</td><td>דליק מאוד.</td></tr><tr><td>אדמה דיאטומית</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>22140</td><td></td></tr><tr><td>2H, 2H, 3H, 3H-חומצה פרפלורונונונית</td><td>Oakwood Products, Inc.</td><td>10519</td><td>רעיל.</td></tr><tr><td>חומצה סטארית</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S4751</td><td></td></tr><tr><td>N,N'-dicyclohexylcarbodiimide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D80002</td><td>רעיל, מגרה.</td></tr><tr><td>4-(דימתיל-אמינו) פירידין</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>107700</td><td>רעיל.</td></tr><tr><td>הקסאנס</td><td>Pharmaco-Aaper</td><td>359000ACS</td><td>רעיל, דליק.</td></tr><tr><td>מערכת כרומטוגרפיה של חדירת ג'ל (GPC)</td><td>עמודת Rainin</td><td></td><td></td></tr><tr><td>GPC Waters</td><td></td><td>WAT044228</td><td></td></tr><tr><td>קלורימטר סריקה דיפרנציאלית</td><td>TA Instruments</td><td>Q100</td><td></td></tr><tr><td>Chloroform</td><td>Pharmaco-Aaper</td><td>309000ACS</td><td>רעיל.</td></tr><tr><td>N,N-dimethylformamide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>227056</td><td>רעיל, דליק.</td></tr><tr><td>פוליקפרולקטון, MW 70-90 ק"ג/מול</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>440744</td><td></td></tr><tr><td>פולי (לקטיד-קו-גליקוליד), MW 136 ק"ג/מול</td><td>Evonik Industries</td><td>LP-712</td><td></td></tr><tr><td>מזרק זכוכית 10 מ"ל</td><td>Hamilton Company</td><td>81620</td><td></td></tr><tr><td>18 AWG מחט קהה</td><td>BRICO ציוד רפואי</td><td>BN1815</td><td></td></tr><tr><td>קופסת מארז אלקטרו-ספינר</td><td>נבנה בהתאמה אישית</td><td>N/A</td><td>עשוי לוחות אקריליק</td></tr><tr><td>אספקת DC במתח גבוה</td><td>Glassman High Voltage, Inc.</td><td>PS/EL30R01.5</td><td>מתח גבוה, סכנת התחשמלות</td></tr><tr><td>שלב ליניארי (תרגום)</td><td>Servo Systems Co.</td><td>LPS-12-20-0.2</td> מנוע <td>וספק כוח אופציונלי</td></tr><tr><td>לתכנות</td><td>Intelligent Motion Systems, Inc.</td><td>MDrive23 Plus</td> מנוע 24V DC <td>אופציונלי</td></tr><tr><td>וספק כוח</td><td>McMaster-Carr</td><td>6331K32</td><td>תוף אספן אלומיניום אופציונלי</td></tr><tr><td></td> משאבת מזרק <td>אופציונלית</td><td>בהתאמה</td><td></td> אישית</tr><tr><td></td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>78-0100I</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אופטי הפוך</td><td>אולימפוס</td><td>IX70</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אלקטרונים סורק</td><td>קארל זייס</td><td>Supra V55</td><td></td></tr><tr><td>סרט נחושת מוליך</td><td>3M</td><td>16072</td><td></td></tr><tr><td>אלומיניום SEM stubs</td><td>אלקטרונים מיקרוסקופיה מדעי</td><td>75200</td><td></td></tr><tr><td>זווית מגע גוניומטר</td><td>Kruss</td><td>DSA100</td><td></td></tr><tr><td>פרופילן גליקול</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>W294004</td><td>רעיל.</td></tr><tr><td>אתילן גליקול</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>324558</td><td>רעיל.</td></tr><tr><td>Ioxaglate</td><td>Guerbet</td><td></td><td></td></tr><tr><td>סרום בקר עוברי</td><td>אוסף תרבות מסוג אמריקאי</td><td>30-2020</td><td></td></tr><tr><td>מכשיר טומוגרפיה מיקרו ממוחשבת</td><td>Scanco</td><td></td><td></td></tr><tr><td>תוכנת ניתוח תמונה (ניתוח)</td><td>בודק מתיחה Mayo Clinic</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Instron</td><td>5848</td><td></td></tr><tr><td>מיקרומטר</td><td>Multitoyo</td><td>293-340</td><td></td></tr><tr><td>קליפרס</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>14-648-17</td><td></td></tr></tbody></table>

בודה חומרים פולימריים עבור יישומים ביו-הידרופובי

Fabricating Superhydrophobic Polymeric Materials for Biomedical Applications

חומרים-הידרופובי, עם משטחים בעלי מדינות רטובות שאינן קבועות או metastable, הם עניין למספר היישומים ביו-רפואיים ותעשייתיים. כאן אנו מתארים כיצד electrospinning או electrospraying תערובת פולימר המכילה פוליאסטר מתכלה, ביולוגית אליפטי (למשל, polycaprolactone ופולי (שיתוף -glycolide lactide-)), כמרכיב המרכזי, מסומם עם קופולימר הידרופובי מורכב מפוליאסטר וstearate- פולי שונה (קרבונט גליצרול) מקנה ביולוגי-הידרופובי. טכניקות הייצור של electrospinning או electrospraying לספק חספוס פני השטח המשופר ונקבובי ובבתוך הסיבים או החלקיקים, בהתאמה. השימוש בdopant קופולימר אנרגיית משטח נמוך שמשתלב עם פוליאסטר ויכולים להיות electrospun או electrosprayed יציבות מקנה חומרי הידרופובי אלה. פרמטרים חשובים כגון גודל סיבים, הרכב dopant קופולימר ו / או שיתוףncentration, וההשפעות שלהם על יכולת רטיבות הם דנו. זה שילוב של כימיה של פולימרים והנדסת תהליך מאפשר גישה תכליתית לפתח חומרים ספציפיים ליישום תוך שימוש בטכניקות להרחבה, אשר עשויה להכליל לכיתה רחבה יותר של פולימרים עבור מגוון רחב של יישומים.

באמצעות סדרה של שינויים כימיים, 2-אחד 5-benzyloxy-1,3-dioxan-מונומר פחמה הפונקציונלי הוא מסונתז כלבנים גבישים (איור 1 א) טוב. 1 H NMR מאשר את המבנה (איור 1) וספקטרומטר מסה ו ניתוח יסודות לאשר את הרכב. זה מוצק אז copolymerized עם או D, -lactide L או ε-caprolactone באמצעות תגובת פתיחת טבעת-זרז פח ב 140 מעלות צלזיוס. לאחר טיהור על ידי משקעים, הרכב הפולימר נקבע באמצעות ניתוח 1 H NMR ידי שילוב משמרת benzylic הפרו...

חומרים פולימריים סופר-הידרופוביים דו-ממדיים ותלת-ממדיים מוכנים על ידי אלקטרו-ספינינג או ריסוס אלקטרו פולימרים מתכלים מעורבבים עם פולימר בעל אנרגיית פני שטח נמוכה יותר בעל הרכב דומה.

Superhydrophobic materials, with surfaces possessing permanent or metastable non-wetted states, are of interest for a number of biomedical and industrial ...

המטרה הכללית של הניסוי הבא היא לייצר רשתות סיביות מתכלות וציפויים של ננו- או מיקרו-חלקיקים מתערובות של פולימרים ביו-רפואיים, ולכוונן את ההידרופיליות (wet ability) של חומרים אלו על ידי שינוי תערובת הקו-פולימר. דבר זה מושג תחילה על ידי סינתזה של קו-פולימרים פונקציונליים באמצעות פולימריזציה של פתיחת טבעת, ולאחר מכן על ידי השרצה של שרשראות פחמימנית C 18. בשלב שני, הקו-פולימרים מומסים יחד עם פוליקפרולקטון או לקטיד-קו-גליקוליד בממס אורגני, ולאחר מכן עוברים תהליך של אלקטרו-ספינינג (electro spinning) או אלקטרו-ספריי (electro spraying), מה שתוצאתו היא רשתות מיקרו-סיבים תלת-ממדיות או ציפויים של ננו-מיקרו-חלקיקים, בהתאמה.לאחר מכן נערכים מחקרי גוניומטריה של זווית מגע על הרשתות והציפויים כדי להבין כיצד קוטר הסיב, הרכב הקו-פולימר והרכב התערובת משפיעים על הספיגביליות של הפנימה ומובילים לביומטריאלים סופר-הידרופוביים. התוצאות מראות כיצד ההידרופוביות מוגברת על ידי העלאת ריכוז הקו-פולימר בתערובת האלקטרוספינינג, כפי שנקבע על ידי מחקרי זווית מגע של מים במצב התקדמות ונסיגה. המשמעויות של טכניקה זו משתרעות למצבים כגון כימותרפיה, כיוון שחומרים אלו יכולים לשמש כמאגרי הולכה מקומיים של תרופות לשחרור ממושך של חומרים כלואים, כאשר שחרור התרופה הנלווה ניתן לבקרה באמצעות הרכב הפולימר וחספוס הפנימה.כדי להתחיל, סנתז את המonomer הדרוש לניסוי על פי ההוראות בפרוטוקול הטקסט המצורף. לאחר מכן, חמם מראש אמבט שמן סיליקון ל-140 °C. מודד שתי מנות, 2.1 g כל אחת, של 5-benzel oxy 1,3-dioxin 2-one, והוסף אותן לבקבוקי תחתית עגולה נקיים ויבשים בנפח 100 mL.שעתה, מודד 5.7 גרם של DL lactide והוסף אותם רק לאחד מהבקבוקרים הללו. הוסף מגנט לערבול לשני הבקבוקרים ואטום אותם בעזרת פקקי גומי. לאחר מכן, מודד 240 מיליגרם של tin two ethyl H, no eight בבקבוקר קטן בצורת אגס.שטפו את שני הבקבוקונים המכילים את המONOMֶר בחנקן באמצעות סעפת (manifold) למשך חמש דקות, ולאחר מכן הוסיפו 4.24 milliliters של epsilon capralactone לבקבוקון המכיל רק חמישה benzo oxy one three dioxin, two own תחת זרימת חנקן. רוקנו את האטמוספירה מכל שלושת הבקבוקונים על ידי יישום ואקום גבוה של כ-300 millitorr למשך 15 דקות כדי להסיר שאריות מים. לאחר מכן, מלאו שוב את האטמוספירה של הבקבוקונים בחנקן, ושוב, יישמו ואקום גבוה. חזרו על מחזור זה insgesamt שלוש פעמים.לאחר הניקוי האחרון תחת זרם חנקן, הניחו את בקבוקוני המונומר במסנן שמן בטמפרטורה של 140 degrees Celsius. לאחר מכן, הוסיפו 500 µL של טולואן יבש לבקבוק בצורת אגס המכיל את זר catalyst הבדיל תחת זרם חנקן, והוסיפו כ-100 µL מתמיסת הזר catalyst לתערובות המונומר. לאחר שכל המוצקים נמסו, שמרו את התערובת בטמפרטורה של 140 degrees Celsius למשך לא יותר מ-24 שעות.לאחר מכן קוררו את הפולימר המותך לטמפרטורת החדר. לאחר הקירור, המסו את הפולימרים ב-50 milliliters של di chloro methane, ולאחר מכן שקיעו את התמיסה לתוך 200 milliliters של methanol קר. שפכו את הנוזל העליון וייבשו את הפולימר שנותר תחת ואקום גבוה.יש לאחסן את הפולימרים המיובשים במקפיא בטמפרטורה של 20°C- עד לשימוש. להמשך, המיסו כ-6 g של הפולימר ב-120 mL של tetrahedran בתוך כלי הידרוגנציה בלחץ גבוה. לאחר מכן, הוסיפו 2 g של זרז palladium carbon.בשלב הבא, הוסיפו מימן לכלי באמצעות מערכת להידרוגנציה. בצעו הידרוגנציה לכלי בלחץ של 50 PSI למשך ארבע שעות. עם סיום התהליך, סננו את הזרז פלדיום על פחם באמצעות מיטה דחוסה של אדמה דיאטומית.לאחר מכן, רכז את הפולימר לכ- 50 milliliters באמצעות אידור סיבובי. שקיע את הנפח שנותר לתוך methanol קר. לאחר מכן, נקז את הנוזל העליון, ואז ייבש את הנפח שנותר תחת ואקום גבוה; המס את הפולימר המיובש יחד עם 1.5 שווה של steric acid ב- 500 milliliters של dye chloral methane יבש.לאחר מכן, הוסיפו שתי מולות של DCC ושלושה פתיתים של dimethyl amino pyridine. ערבבו את התערובת תחת זרימת חנקן בטמפרטורת החדר למשך 24 שעות. הסירו את החומר הבלתי מסיס באמצעות סדרה של שלושה סינונים וריכוזים חוזרים.בסיום, רכז את התמיסה ל-50 milliliters. לבסוף, השקע את הפולימר המרוכז לתוך 175 milliliters של methanol קר וסנן את הפולימר באמצעות משפך בור (boar funnel). לאחר מכן, ייבש את הפולימר תחת ואקום גבוה למשך לילה לצורך electro spinning; עבור polycaprolactone, המס את הפולימר למשך לילה בריכוז של 10% עד 40% בתערובת של chloroform ו-methanol ביחס של חמישה לאחד; עבור PLGA, המס את הפולימר למשך לילה בריכוז של 10% עד 40% בתערובת של tetrahedran ו-NN dimethylformamide ביחס של שבעה לשלושה לצורך electro spraying.הכינו את תמיסות הפולימר בריכוז נמוך יותר, בטווח של 2% עד 10%, בממס כגון כלורופורם. לאחר מכן, טענו כ-4.5 milliliters מהתמיסה למזרק זכוכית המצויד במחט בכיול 18 gauge, והניחו את המזרק על משאבת המזרקים. לאחר מכן, הגדירו את קצב הגישתו של התמיסה ל-5 milliliters לשעה.כסו את לוח האיסוף בנייר אלומיניום ואבטחו את הנייר באמצעות סרט דביק לאורך הקצוות החיצוניים. חברו את כבל ספק ה-DC למתח גבוה לקצה המחט ואת ההארקה לתופ תאיסוף. כניסיון ראשון.כוון את המרחק בין הראש לאספן ל-15 סנטימטרים כדי לכסות שטח רחב. הפעל את תוף האספן המסתובב והמתרגם במהירות של 45 RPMs. לאחר מכן, הפעל את משאבת המזרק והפעל את מקור המתח הגבוה.במתח של 5 kV, כווננו תחילה את המתח במידת הצורך כדי להשיג กรדיאנט (tailor cone) מקובל. לאחר שהמשאבה של המזרק עוצרת, כבו את מקור המתח הגבוה, ולאחר מכן את משאבת המזרק ואת התוף הממונע. השאירו את תא האלקטרו-ספינינג במצב של אוורור למשך 30 דקות לפחות.לאחר מכן, הוציאו את הפולימר שנאסף מהתוף והניחו לממיסים שנותרו להתאדות במכסה מנוע למשך לילה. ניתן לאחסן דפי PGLA בטמפרטורת החדר למשך שבועיים לפחות, ודפי polycaprolactone ניתן לאחסן בטמפרטורת החדר עד חודשיים. גזרו רצועות של 0.5 סנטימטר על שלושה סנטימטר מהרשת או מהחומר המצופה, והניחו את הרצועה הדקה על הבמה של מד זווית מגע.בגוניומטר, טפטפו טיפה של 5 µL מים באמצעות מחט 24 gauge כדי ליצור מגע עם פני השטח של החומר, המשיכו להוסיף באיטיות 20 עד 25 µL נוספים של מים וצלמו את תמונת הטיפה. נתון זה מייצג את זווית המגע של מים במצב התקדמות (advancing water contact angle). לאחר מכן, שאבו באיטיות את אותה טיפה תוך כדי צילום סימולטני של פרופיל הטיפה.חזור על תהליך זה 10 פעמים במספר מיקומי פנים נפרדים כדי לדווח על ערך ממוצע. דימות SEM מגלה כי רשתות ה-electro spun הן תוצאה של מיקרוסיבים שזורים, וכי ציפויי ה-electro sprayed הם אוסף של חלקיקים בגדלים משתנים. תערובות של electro spinning ו-electro spraying מגלה כי ריכוז ה-copolymer dopamine משפיע על ההידרופוביות.בנוסף, הרכב הפולימר משפיע על ההידרופוביות, כאשר תכולת PG C 18 גבוהה יותר מביאה לזוויות מגע גבוהות יותר כפי שמוצג כאן; ניתן לעקוב באופן לא הרסני לאורך זמן אחר ההרטבה הכוללת של רשתות אלקטרו-ספוני טבולות באמצעות מיקרו-טומוגרפיה ממוחשבת. בסדר התמונות העליון, רשת הפוליקפרולקטון הטהורה נרטבת במהירות ככל שהמים חודרים לחומר ביום הראשון.לעומת זאת, הרשת המנוקדת ב-30%P-C-L-P-G-C 18 נותרה לא רטובה למשך יותר מ-75 ימים, כאשר אוויר נותר בתוך מבנה הגוף. תוצאות אלו ממחישות את חשיבותם של חומרים בעלי מבנה גוף סופר-הידרופובי לשימושם ביישומים שאינם רטובים. ברגע ששולטת התהליך, ניתן לבצע את פרוצדורת הכימיה של הפולימר תוך שלושה עד ארבעה ימים בלבד עם תכנון קפדני.יתרה מכך, לאחר שזוהו פרמטרי electro spinning או electro spraying מתאימים, ניתן לבצע את ייצור הרשתות וציפוי החלקיקים בתוך שעה עד שלוש שעות, בהתאם לעובי הרצוי של חומרים אלו.

fabricating-superhydrophobic-polymeric-materials-for-biomedical

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

שני נוזלים סמוכים העוברים דרך ערוץ מיקרופלואידי מחורץ יכולים להיות מכוונים ליצירת נדן סביב ליבת רב-אופן; ובכך לקבוע הן צורה והן חתך רוחב. פולמור Photoinitiated, כגון כימיה לחץ תיול, מתאים היטב לחיזוק במהירות את נוזל הליבה לתוך מיקרופייבר עם גודל וצורה קבועים מראש.

ייצור מיקרופלואידי של סיבים פולימריים וביוהיברידים עם גודל וצורה מעוצבים מראש

אנו מציגים פרוטוקול לסינתזה של מיקרו-הידרוג'לים של Janus המורכבים כולו מאותו חומר בסיס, poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), עם בסיס מבנה ממודר בבירור על הפרדת הפאזה של תמיסת מונומר NIPAAm סופר-רוויה. המיקרו-הידרוג'לים המסונתזים של Janus מראים תכונות ייחודיות כגון היענות תרמו-אניזוטרופית ויכולת העמסה אורגנופילית/הידרופילית.

סינתזה של פולי (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) יאנוס Microhydrogels בשל חוסר תגובה Thermo אניזוטרופי ו Organophilic / טוען הידרופיליות יכולת

מאמר זה מדווח על שיטות מעשיות להכנת הידרוג'לים בסרטים עצמאיים ובממברנות ספוגות ולאפיון תכונותיהם הפיזיקליות, כולל תכונות הובלת מים.

סינתזה של הידרוג עם מאפייני Antifouling ופלטות לטיהור מים

משטחי חלקלק מספקים דרך חדשה כדי לפתור את הבעיה אדהזיה. פרוטוקול זה מתאר כיצד להמציא משטחי חלקלק בטמפרטורות גבוהות. התוצאות מדגימים כי משטחי חלקלק הראה נגד הרטבה נוזלים, השפעה אנטי אדהזיה מדהים על הרקמות הרכות בטמפרטורות גבוהות.

הכנה והתנהגות אנטי אדהזיה בטמפרטורות גבוהות של משטח חלקלק-נירוסטה

אסטרטגיית הייצור מוספים לעיבוד UV-crosslinkable hydrogels פותחה. אסטרטגיה זו מאפשרת הרכבה שכבה אחרי שכבה של מבנים הידרוג microfabricated, כמו גם ההרכבה של רכיבים עצמאיים, מניב מכשירים משולבים המכילים רכיבים לזוז כי הם מגיבים הופעה מגנטי.

תוסף טכניקת הייצור עבור הזיוף נתיישב ומהירה של מבוססי הידרוג Micromachines עם רכיבים תגובה מגנטית

פרוטוקול עבור תהליך הייצור של מבנים מרוכבים פולימריים סרט דק פו-טי של יאנג שונים מודולים או בעוביים מוצג. סרטים מיוצרים ללימודי תרבות תא מתקדם או דבקים העור.

דק אלסטומרים סיליקון מורכב הסרט תרבית תאים ואפליקציות עור: ייצור ואפיון

אנחנו מציגים מספר מתודולוגיות לייצר משטחי מתכת superhydrophobic, וכן לבחון את עמידות ומאפייני האנטי הציפוי.

ייצור של משטחי מתכת Superhydrophobic עבור יישומים ציפוי אנטי

פרוטוקול זה מתאר את הזיוף של התקנים microfluidic מ- MY133-V2000 כדי לסלק חפצים שעולות לעתים קרובות microchannels עקב המדדים השבירה המאולתר בין מבנים microchannel של תמיסה מימית. פרוטוקול זה משתמש של מחזיק אקרילי כדי לדחוס את המכשיר שעברו אנקפסולציה, שיפור הדבקות הן מבחינה כימית והן מבחינה מכנית.

ייצור של התקנים השבירה-אינדקס-מתאימים עבור מיקרופלואידיקה ביו

עבודה זו מציגה פרוטוקולים microfabrication להשגת חללים ועמודים עם מחדש ופרופילים מחדש כפליים על SiO2/Si וופלים באמצעות פוטוגרפיה ותחריט יבש. משטחי מיקרו בעלי מרקם כתוצאה מראים דוחה נוזלי מדהים, מאופיין מלכודת חזקה לטווח ארוך של אוויר תחת נוזלי הרטבה, למרות wettability פנימית של סיליקה.

עיבוד SiO2/סי משטחים אומניפובי על ידי גילוף מיקרוטקסטורות גז-מיקרו הכוללת חללים מחדש ושני עמודים

פרוטוקול זה מציג שיטה המושרה על ידי אור לייצור מבנים תלת מימדיים חלקלקים באמצעות דפוס דיגיטלי עוקב והשתלה על משטחים ננו-נקבוביים מצופים סילאן. גישה זו מאפשרת היווצרות מבוקרת מרחבית של אזורים חלקלקים, המאפשרת דחיית נוזלים דפוסית וניתוח כמותי של החלקה בין-פנים, עם יישומים במניפולציה של נוזלים והנדסת פני השטח.

דפוס והשתלה מושרי אור למשטחים חלקלקים המבוססים על מבנים ננו-נקבוביים מצופים סילאן

למד לייצר רשתות סיבים מתכלות וציפויים ננו-מיקרוסקופיים מפולימרים ביורפואיים באמצעות אלקטרו-ספינינג ואלקטרו-ספריי. חקור כיצד שינוי הרכב הקו-פולימר מכוון את יכולת הרטיבות ומייצר חומרים ביו-הידרופוביים.

בודה חומרים פולימריים עבור יישומים ביו-הידרופובי

גלה סרטונים נוספים