Articolo metodologico

Analisi meccanica dinamica ambientale per predire il comportamento di rammollimento di impianti neurali

DOI:

10.3791/59209

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1 marzo 2019

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1Department of Chemistry and Biochemistry, University of Texas at Dallas, 2Department of Materials Science and Engineering, University of Texas at Dallas, 3Center for Engineering Innovation, University of Texas at Dallas, 4Department of Bioengineering, University of Texas at Dallas

In questo articolo

Sommario

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Per consentire previsioni affidabili di rammollimento di substrati polimerici per impianti neurali in un ambiente in vivo , è importante avere un metodo affidabile in vitro . Qui, l'uso di analisi dinamico-meccanica in tampone fosfato salino a temperatura corporea è presentato.

Abstract

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Quando si utilizza in modo dinamico rammollimento substrati per impianti neurali, è importante avere un metodo affidabile in vitro per caratterizzare il comportamento di rammollimento di questi materiali. In passato, non è possibile misurare in modo soddisfacente il rammollimento di film sottili sotto condizioni che imita ambiente corpo senza sforzo sostanziale. Questa pubblicazione presenta un metodo nuovo e semplice che permette analisi dinamico-meccanica (DMA) di polimeri in soluzioni, ad esempio tamponato fosfato salino (PBS), alle temperature pertinenti. L'uso di DMA ambientale permette la misura degli effetti rammollimento dei polimeri a causa di plastificazione in vari media e temperature, consentendo pertanto una previsione del comportamento di materiali in condizioni in vivo .

Introduzione

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Una nuova generazione di materiali utilizzati come substrati per impianti neurali comprende rammollimento forma memoria polimeri1,2,3,4,5,6,7 ,8,9. Questi materiali sono abbastanza rigidi durante l'impianto per superare le forze di deformazione critica, ma diventano fino a tre ordini di grandezza più morbidi dopo l'impianto in un ambiente di corpo. Si prevede che quest....

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Protocollo

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1. preparazione dei campioni di polimero per il test

  1. Sintetizzare il polimero di tiolo-ene rammollimento secondo i precedenti protocolli all'interno di una cappa aspirante. 1 , 2 , 4 , 18 mescolare brevemente, importi quantitativi di tiolo ai monomeri alchenico con un totale di iniziatore foto di 0,1 wt %.
    1. Preparare un flaconcino di vetro da 20 mL per la miscelazione di polimeri. Coprire il flaconcino nella carta stagnola per evitare che la luce incidente dal contatto con la soluzione di monomero e mantenere a temperatura a....

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Risultati

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L'uso di DMA ambientale permette l'analisi di rammollimento cinetica e capacità complessive rammollimento dei polimeri. Utilizzando la modalità di misurazione di temperatura-tempo del protocollo, i profili di rammollimento delle formulazioni differenti polimeri possono essere paragonati a vicenda (Figura 6). Questo metodo può anche essere utilizzato per quantificare il rammollimento e gonfiore tariffe dei polimeri. Può essere visto nella .......

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Discussione

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L'uso di DMA ambientale permette lo studio del comportamento dei vari polimeri utilizzati come substrati per impianti neurali19 o altri dispositivi biomedicali in soluzione e di imitare in vivo le condizioni. Questo include, ma non è limitato a, polyimide, parylene-C, PDMS e SU-8. Idrogeli e matrice extracellulare (ECM) materiali possono essere studiate anche utilizzando questo metodo. Le differenze di rammollimento complessiva di polimero, come pure la sua cinetica di rammollimento posso.......

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Dichiarazioni

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Gli autori dichiarano di non avere nessun concorrenti interessi finanziari.

Ringraziamenti

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Gli autori vogliono ringraziare il Dr. Taylor Ware per averci permesso di utilizzare il suo DMA ambientale.

Questo lavoro è stato supportato dall'ufficio di assistente segretario della difesa per gli affari di salute attraverso il Peer Recensito il medico ricerca programma [W81XWH-15-1-0607]. Opinioni, interpretazioni, conclusioni e raccomandazioni sono quelle degli autori e non sono necessariamente condivise dal dipartimento della difesa.

....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
1,3,5-Triallil-1,3,5-triazina-2,4,6(1H,3H,5H)-trione (TATATO)Sigma-Aldrich114235-100G
2,2-Dimetossi-2-fenilacetofenone (DMPA)Sigma-Aldrich196118-50G
Laser CO2 Gravograph LS100Gravotech, Inc.
Corning Vetrini per microscopio in vetro di grandi dimensioni, 75 x 50 mmTed Pella26005
DMA ambientale: Analizzatore di solidi RSA-G2Pinzetta in plastica sicura ESD TA Instruments
, punte; Piatto, becco d'anatra, 11,5 cmCole PalmerEW-07387-17
Laurell WS-650-8B spin coaterLaurell Technologies Corporation
azoto liquidoGas d'aria
PBS, 1X Soluzione, Fisher BioReagentsFisher ScientificBP243820
Forno sottovuoto SHEL LABVWR International89409-484
Silicone waferUniversity WaferGrado meccanico
Il sistema di immersione RSA-G2TA Instruments
Trimetilolpropano tris(3-mercaptopropionato) (TMTMP)Sigma-Aldrich381489-100ML
UVP CL-1000 camera di reticolazione con lampadine da 365 nmVWR International21474-598

Riferimenti

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Garcia-Sandoval, A., et al. Chronic softening spinal cord stimulation arrays. Journal of Neural Engineering. 15 (4), 045002(2018).
  2. Ecker, M., et al. Sterilization of Thiol-ene/Acrylate Based Shape Memory Polymers ....

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Ristampe e permessi

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