Grafene offre potenziale come materiale di rivestimento per protesi biomedicali. In questo studio si dimostra un metodo per il rivestimento di leghe in nitinol con strati di grafene nanometri di spessore e di determinare il modo in grafene possono influenzare la risposta dell'impianto.
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Articolo metodologico
Rivestimenti grafene per impianti biomedici
In questo articolo
Sommario
Abstract
Grafene atomico liscio come un rivestimento di superficie ha il potenziale per migliorare le proprietà degli impianti. Questo viene illustrato un metodo per il rivestimento di leghe di nitinol con strati spessi nanometri di grafene per applicazioni come materiale stent. Grafene è stato coltivato su substrati di rame attraverso la deposizione di vapore chimico e quindi trasferita su substrati nitinol. Per comprendere come il rivestimento grafene potrebbe cambiare risposta biologica, vitalità cellulare delle cellule endoteliali aortiche ratto e topo cellule muscolari lisce aortiche stato studiato. Inoltre, l'effetto di grafene rivestimenti su adesione cellulare e la morfologia è stato esaminato con microscopia confocale a fluorescenza. Le cellule sono state colorate per actina e nuclei, e c'erano differenze notevoli tra incontaminate campioni nitinol rispetto al grafene rivestite campioni. Espressione di actina totale da ratto cellule muscolari lisce dell'aorta è stato trovato con Western Blot. Proteine caratteristiche di adsorbimento, un indicatore per trombogenicità potenziale, were determinata per il fibrinogeno albumina sierica e con elettroforesi su gel. Inoltre, il trasferimento di carica dal fibrinogeno al substrato è stata dedotta mediante spettroscopia Raman. Si è constatato che il rivestimento grafene nitinol substrati soddisfatto i requisiti funzionali per un materiale stent e migliorato la risposta biologica rispetto a non patinata nitinol. Così, il grafene nitinol rivestito è un valido candidato per un materiale stent.
Introduzione
Negli ultimi tre decenni hanno visto la scoperta di nuovi materiali a base di terapie e dispositivi per trattamenti di malattia e la diagnostica. Nuovi materiali in lega come nitinol (NiTi) e acciaio inox sono spesso utilizzati nella produzione di impianti biomedico per le loro superiori proprietà meccaniche. 1-3, tuttavia, numerose sfide ancora a causa della citotossicità materiale esogeno, bio-e emo-compatibilità. La natura metallica di questi risultati leghe in scarsa bio-e emocompatibilità causa di lisciviazione metallo, mancanza di adesione cellulare, proliferazione, e trombosi quando entra in contatto con il sangue che scorre (ad esempio cateteri, in....
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Protocollo
1. Grafene rivestimento di NiTi
- I campioni di grafene utilizzati in questo studio sono stati coltivati in rame (Cu) substrati usando la tecnica di deposizione chimica di vapore, e successivamente trasferiti a 4,5 mm 2 substrati NiTi.
- Cu lamine (1 cm x 1 cm) sono stati posti in un forno tubolare 1 in quarzo e riscaldato a 1000 ° C in presenza di 50 sccm di H 2 e 450 sccm di Ar.
- Successivo, metano (1 e 4 sccm) è stato introdotto nel forno a portate diverse per 20-30 min. I campioni sono stati infine raffreddato a temperatura ambiente sotto flusso H 2, Ar e CH 4.
- Successivamente, le l....
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Risultati
. Figura 1 a) grafene policristallino CVD coltivate su Cu lamine imita i grani di metallo di cristallo (barra di scala: 10 micron). b) spettro Raman di 1 sccm (4 sccm) mostra grafene monostrato banda che indica intensa (relativamente più debole) G '(strato pochi) la natura di come preparati grafene. c) immagine AFM di grafene trasferite sulle NiTi presenta una rugosità ~ 5 nm. Barra di scala .......
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Discussione
Biocompatibilità e citotossicità: La deposizione chimica da fase vapore (CVD) metodo ha prodotto campioni policristallini grafene riproducenti grani di cristallo Cu, come illustrato in Figura 1A. Abbiamo utilizzato la spettroscopia Raman per confermare la presenza di monostrato (strato di pochi) di grafene su 1 sccm (4 sccm) campioni (cfr. figura 1b). Chiaramente, 1 sccm (4 sccm) campioni mostrano fascia indicativa di monostrato intenso (relativamente più debole) G '(strato.......
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Dichiarazioni
Nessun conflitto di interessi dichiarati.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Reagente | |||
| Eagle modificato da Dulbecco Medio | ATCC | 30-2002 | |
| Tiazolil blu tetrazolio bromuro | Sigma-Aldrich | M2128 | |
| CellTiter 96 Una soluzione acquosa la proliferazione delle cellule del dosaggio (MTS) | Promega | G3582 | |
| Dimetilsolfossido | Sigma-Aldrich | D8418 | |
| 36,5% di formaldeide | Sigma-Aldrich | F8775 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | |
| Alexafluor 488 falloidina | Life Technologies | A12379 | |
| Vectashield mezzo di montaggio con DAPIo | Vector Laboratories | H-1200 | |
| Albumina di siero umano | Sigma-Aldrich | A9511 | |
| Fibrinogeno umano | |||
| Tris / Glycine / SDS | Bio-Rad | 161-0732 | |
| Gel pronta Tris-HCl Gel | Bio-Rad | 161-1158 | |
| Acido acetico | Sigma-Aldrich | 45726 | |
| SYPRO Red | Life Technologies | S-6653 | |
| Proteine BCA basso | Lamda Biotech | G1003 | |
| Precision Plus Kaleidoscope standard Protein | Bio-Rad | 161-0375 | |
| Immun-Blot PVDF membrane | Bio-Rad | 162-0177 | |
| Blotting grado bloccanti non-grassi del latte secco | Bio-Rad | 170-6404XTU | |
| Anti-actina anticorpo prodotto in coniglio | Sigma-Aldrich | A2066 | |
| BM kit chemiluminescenza Western Blotting (topo / coniglio) | Roche Applied Science | 11520709001 | |
| Tampone RIPA | Sigma-Aldrich | R0278 | |
| NiTi (Ni 51%, 49% Ti) | Alfa-Aesar | 44953 | |
| Attrezzatura | |||
| Horiba JobinYvon | Spettrometro Raman | Dilor XY 98 | |
| Nikon | Microscopio confocale | Eclipse TI microscopio | |
| Thermoscientific | Lettore di piastre | ||
| Bio-Rad | Alimentazione | 164-5050 | PowerPac alimentazione di base |
| Bio-Rad | Elettroforesi cella | 165-8004 | Mini-PROTEAN tetra cella |
| Bio-Rad | Gel portacassette | 170-3931 | Mini gel cassetta porta |
Riferimenti
- Roy, R. K., Lee, K. -R. Biomedical applications of diamond-like carbon coatings: A review. Journal of Biomedical Materials Research Part B-Applied Biomaterials. 83 B (1), 72-84 (2007).
- Shah, A. K., Sinha, R. K., Hickok, N. J., Tuan, R. S.
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Ristampe e permessi
