Name: Rivestimenti grafene per impianti biomedici (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-03-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 21 s
Description: Scopri come rivestire le leghe di nitinol con grafene per migliorare l'emocompatibilità degli impianti biomedici. Questo metodo utilizza la deposizione chimica da vapore e il trasferimento su substrati per colture cellulari.

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

playerTrialDesktop

1. Grafene rivestimento di NiTi <ol><li> 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. </li><li> 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. </li><li> 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. </li><li> Successivamente, le lamine Cu erano spin-rivestito con PMMA (diluito con 4% anisolo) a 4.000 giri seguita da un trattamento termico per 5 minuti a 150 ° C. Grafene attaccato al PMMA strato stata ottenuta incidendo il foglio Cu utilizzando Transene Inc., CE-100 mordenzante, e successivo risciacquo in HCl 10% e acqua deionizzata per 10 min. </li><li> La samples stati trasferiti NiTi substrati (4,5 mm 2) e ricotto a 450 ° C in Ar (300 sccm) e H 2 (700 sccm) per 2 h per rimuovere il PMMA. Infine, i substrati sono stati lavati con acetone per sciogliere il residuo PMMA per ottenere il Gr-NiTi campione. Un reticolo monocromatore XY Dilor tripla stato utilizzato per la caratterizzazione micro-Raman (con obiettivo 100X) di tutti i GR-NiTisamples con l&#39;eccitazione 514,5 nm da un laser a ioni Ar +. </li></ol> 2. Tossicità in vitro di Gr-NiTi Cellule endoteliali aortiche Rat (cellulare applicazione Inc.) sono state coltivate in un gelatina rivestito 8 Far scorrere camere. Per testare la crescita cellulare, incontaminata e Gr-NiTisubstrates sono stati posti in pozzetti senza rivestimento di gelatina. Scansione di immagini di microscopia elettronica sono stati ottenuti usando un S-4800 Hitachi SEM. Inoltre, ratto cellule muscolari lisce aortiche sono stati coltivati ​​in Cellbind piastre a 96 pozzetti come gruppo di controllo (Corning) in Dulbecco Eagle modificato Medio (ATCC). <ol><li> Per testare la vitalità cellulare, cellule (cellule muscolari lisce ed endoteliali sia) sono state seminate a 10 5 cellule / pozzetto in pozzetti contenenti incontaminata NiTi, 1 sccm o 4 sccm Gr-NiTi substrati, dove il sccm indicato corrisponde al flusso di metano utilizzato nella crescita CVD di grafene. Le cellule sono state coltivate per il periodo di tempo desiderato in un incubatore a 37 ° C e 5% di CO 2, scambiando supporti ogni altro giorno. </li><li> Al punto di fine, mezzo è stato rimosso e mezzi freschi contenenti 0,5 mg / ml tiazolil blu tetrazolio bromuro (MTT o ottenuti da Sigma) è stato aggiunto a ciascun pozzetto. Le cellule sono state poi incubate per ulteriori 3 ore. Per il saggio MTS, mezzo è stato rimosso al punto finale di tempo e sostituito con 120 microlitri di soluzione MTS lavoro (Cell 96 Tier acquosa, Promega) e incubate per 3 ore. </li><li> Successivo, supporti stato rimosso delicatamente e 100 ml di dimetilsolfossido (Sigma) è stato aggiunto a ciascun pozzetto. Dopo alloala 10 min per i cristalli MTT per sciogliere, la soluzione è stata trasferita ad un&#39;altra piastra bene. Per il saggio MTS, non dimetilsolfossido è stato aggiunto ai pozzetti. Contenuto dei pozzetti sono stati spostati in una nuova piastra. </li><li> Assorbanza è stata letta a 490 nm e la redditività percentuale è stata determinata normalizzando assorbanza alla assorbanza media del campione NiTi incontaminata. Almeno cinque ripetizioni erano fatte per ogni tipo di campione. </li></ol> 3. Studi microscopia confocale della morfologia cellulare <ol><li> Per confocale di ratto cellule muscolari lisce aortiche, substrati erano poste in una camera di scorrimento 8-(Thermo Scientific). Le cellule sono state seminate a 25.000 cellule / camera e incubate per 3 giorni a 37 ° C e 5% di CO 2. </li><li> Cellule sono state fissate sul substrato con 4% di formaldeide in PBS per 20 min. </li><li> Permeabilizzate con 0.1% Triton-X per 1 min. </li><li> Actina è stato colorato con Alexa Fluor 488 falloidina (LifTecnologie e). 100 pl di alexafluor falloidina 488 a 200 unità / ml in metanolo è stata aggiunta a 1,9 ml di tampone fosfato. Le cellule sono state colorate con 250 microlitri di alexafluor 488 phalloidin per 45 min e poi lavate due volte con tampone fosfato. </li><li> I nuclei sono stati montati con il mezzo Vectashield fluorescente di montaggio contenente DAPI (Vector Laboratories). Immagini confocali sono stati raccolti usando un Nikon confocale TI. Una camera seminati con cellule senza substrato è stato utilizzato come controllo. </li></ol> 4. Adsorbimento di proteine ​​Studi <ol><li> Dimensioni del substrato sono state misurate con pinze prima di iniziare gli esperimenti di proteine ​​di adsorbimento. Tre misurazioni sono state effettuate per ciascun lato dei campioni approssimativamente quadrata e mediati per ottenere la lunghezza e larghezza. </li><li> Ogni campione, incontaminata NiTi, e 1sccm 4sccm Gr-NiTiwere incubate con 1 mg / ml di albumina in tampone fosfato salino (PBS) o 1 mg / ml in PBS fibrinogeno in camera temperatura per 3 ore. </li><li> Alike campioni sono stati combinati in una provetta per microcentrifuga con 200 microlitri di tampone campione riduzione e bollito per 5 min. </li><li> I campioni sono stati quindi diluiti in un tampone Tris / Glicina / SDS buffer (Bio-Rad) e passare per un 4-15% gel elettroforesi di poliacrilammide Tris (Bio-Rad) a 90 V per 100 min. </li><li> I gel sono stati colorati con SYPRO Rosso. Diluire SYPRO Rosso (Life Technologies) soluzione madre a 1:5.000 in 7.5 v / v% di acido acetico. Macchia gel per 60 min. </li><li> Immagine utilizzando un gel SP Flourchem (Alpha Innotech). Intensità fluorescente è stata quantificata utilizzando il software ImageJ. Intensità di fluorescenza per ciascun campione è stata normalizzata per la superficie totale di substrato e fibrinogeno adsorbimento è stato confrontato con albumina adsorbimento. </li></ol> 5. Western Blotting per l&#39;espressione proteica <ol><li> Western blot è stata eseguita per analizzare actina totale nel ratto cellule muscolari lisce aortiche. Le cellule sono state seminate a 10.000 cellule / substrato in un 96-well piastra. </li><li> Le cellule sono state coltivate per tre giorni prima di rimuovere i media. Proteina totale è stato estratto utilizzando tampone RIPA e uno standard saggio BCA (Lamda) è stata eseguita per quantificare proteine ​​totali. </li><li> Campioni sono stati diluiti alla stessa concentrazione in RIPA e poi bolliti in un tampone riducente per 5 min. </li><li> Proteine ​​sono state separate da un gel di poliacrilammide al 4-15% Tris tramite elettroforesi a 90 V per 100 min. Un caleidoscopio proteina standard (Bio-Rad) è stato utilizzato per valutare il peso molecolare della proteina. </li><li> Le proteine ​​sono state trasferite su una membrana PVDF e bloccato con un 1% secco non grasso del latte (Bio-Rad) soluzione. </li><li> Actina totale è stato etichettato con un anticorpo di coniglio anti-topo actina (Sigma). Un BM chemiluminescenza kit (Roche) è stato utilizzato per rilevare l&#39;anticorpo primario. Le membrane sono state ripreso utilizzando FlourChem SP immagini attrezzature e intensità di fluorescenza è stata misurata utilizzando il software ImageJ. L&#39;intensità della fluorescenza è stata normalizzata confrontando il pristine NiTisample. </li></ol>

<ol><li>Roy, R. K., Lee, K. -R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomedical+applications+of+diamond-like+carbon+coatings%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research+Part+B-Applied+Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Biomedical applications of diamond-like carbon coatings: A review.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part B-Applied Biomaterials. 83 B (1), 72-84 (2007).</li>
<li>Shah, A. K., Sinha, R. K., Hickok, N. J., Tuan, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+morphometric+analysis+of+human+osteoblastic+cell+adhesion+on+clinically+relevant+orthopedic+alloys%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">High-resolution morphometric analysis of human osteoblastic cell adhesion on clinically relevant orthopedic alloys.</a> Bone. 24 (5), 499-506 (1999).</li>
<li>Huang, N., Yang, P., Leng, Y. X., Chen, J. Y., Sun, H., Wang, J., Wang, G. J., Ding, P. D., Xi, T. F., Leng, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemocompatibility+of+titanium+oxide+films%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Hemocompatibility of titanium oxide films.</a> Biomaterials. 24 (13), 2177-2187 (2003).</li>
<li>Gutensohn, K., Beythien, C., Bau, J., Fenner, T., Grewe, P., Koester, R., Padmanaban, K., Kuehnl, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+analyses+of+diamond-like+carbon+coated+stents%3A+Reduction+of+metal+ion+release%2C+platelet+activation%2C+and+thrombogenicity%5BTitle%5D)+AND+%22Thrombosis+Research%22%5BJournal%5D)">In vitro analyses of diamond-like carbon coated stents: Reduction of metal ion release, platelet activation, and thrombogenicity.</a> Thrombosis Research. 99 (6), 577-585 (2000).</li>
<li>Gillespie, W. J., Frampton, C. M. A., Henderson, R. J., Ryan, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Incidence+of+Cancer+Following+Total+Hip-Replacement%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bone+and+Joint+Surgery-British+Volume%22%5BJournal%5D)">The Incidence of Cancer Following Total Hip-Replacement.</a> Journal of Bone and Joint Surgery-British Volume. 70 (4), 539-542 (1988).</li>
<li>Sperling, C., Schweiss, R. B., Streller, U., Werner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+hemocompatibility+of+self-assembled+monolayers+displaying+various+functional+groups%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">In vitro hemocompatibility of self-assembled monolayers displaying various functional groups.</a> Biomaterials. 26 (33), 6547-6557 (2005).</li>
<li>Mikhalovska, L. I., Santin, M., Denyer, S. P., Lloyd, A. W., Teer, D. G., Field, S., Mikhalovsky, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fibrinogen+adsorption+and+platelet+adhesion+to+metal+and+carbon+coatings%5BTitle%5D)+AND+%22Thrombosis+and+Haemostasis%22%5BJournal%5D)">Fibrinogen adsorption and platelet adhesion to metal and carbon coatings.</a> Thrombosis and Haemostasis. 92 (5), 1032-1039 (2004).</li>
<li>Airoldi, F., Colombo, A., Tavano, D., Stankovic, G., Klugmann, S., Paolillo, V., Bonizzoni, E., Briguori, C., Carlino, M., Montorfano, M., Liistro, F., Castelli, A., Ferrari, A., Sgura, F., Mario, C. D. i <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+diamond-like+carbon-coated+stents+versus+uncoated+stainless+steel+stents+in+coronary+artery+disease%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Comparison of diamond-like carbon-coated stents versus uncoated stainless steel stents in coronary artery disease.</a> American Journal of Cardiology. 93 (4), 474-477 (2004).</li>
<li>Allen, M., Myer, B., Rushton, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+and+in+vivo+investigations+into+the+biocompatibility+of+diamond-like+carbon+%28DLC%29+coatings+for+orthopedic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research%22%5BJournal%5D)">In vitro and in vivo investigations into the biocompatibility of diamond-like carbon (DLC) coatings for orthopedic applications.</a> Journal of Biomedical Materials Research. 58 (3), 319-328 (2001).</li>
<li>Butter, R., Allen, M., Chandra, L., Lettington, A. H., Rushton, N. In-vitro Studies of DLC Coatings with Silicon Intermediate Layer. Diamond and Related Materials. 4 (5-6), 857-861 (1995).</li>
<li>Dearnaley, G., Arps, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomedical+applications+of+diamond-like+carbon+%28DLC%29+coatings%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Surface+%26+Coatings+Technology%22%5BJournal%5D)">Biomedical applications of diamond-like carbon (DLC) coatings: A review.</a> Surface & Coatings Technology. 200 (7), 2518-2524 (2005).</li>
<li>Dorner-Reisel, A., Schurer, C., Nischan, C., Seidel, O., Muller, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diamond-like+carbon%3A+alteration+of+the+biological+acceptance+due+to+Ca-O+incorporation%5BTitle%5D)+AND+%22Thin+Solid+Films%22%5BJournal%5D)">Diamond-like carbon: alteration of the biological acceptance due to Ca-O incorporation.</a> Thin Solid Films. 420, 263-268 (2002).</li>
<li>Dowling, D. P., Kola, P. V., Donnelly, K., Kelly, T. C., Brumitt, K., Lloyd, L., Eloy, R., Therin, M., Weill, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+diamond-like+carbon-coated+orthopaedic+implants%5BTitle%5D)+AND+%22Diamond+and+Related+Materials%22%5BJournal%5D)">Evaluation of diamond-like carbon-coated orthopaedic implants.</a> Diamond and Related Materials. 6 (2-4), 390-393 (1997).</li>
<li>Grill, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diamond-like+carbon+coatings+as+biocompatible+materials+-+an+overview%5BTitle%5D)+AND+%22Diamond+and+Related+Materials%22%5BJournal%5D)">Diamond-like carbon coatings as biocompatible materials - an overview.</a> Diamond and Related Materials. 12 (2), 166-170 (2003).</li>
<li>Hauert, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+modified+DLC+coatings+for+biological+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Diamond+and+Related+Materials%22%5BJournal%5D)">A review of modified DLC coatings for biological applications.</a> Diamond and Related Materials. 12 (3-7), 583-589 (2003).</li>
<li>Windecker, S., Mayer, I., De Pasquale, G., Maier, W., Dirsch, O., De Groot, P., Wu, Y. P., Noll, G., Leskosek, B., Meier, B., Hess, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Working+Grp+Novel+Surface%2C+C.%2C+Stent+coating+with+titanium-nitride-oxide+for+reduction+of+neointimal+hyperplasia%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Working Grp Novel Surface, C., Stent coating with titanium-nitride-oxide for reduction of neointimal hyperplasia.</a> Circulation. 104 (8), 928-933 (2001).</li>
<li>Zhang, F., Zheng, Z. H., Chen, Y., Liu, X. G., Chen, A. Q., Jiang, Z. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+investigation+of+blood+compatibility+of+titanium+oxide+films%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research%22%5BJournal%5D)">In vivo investigation of blood compatibility of titanium oxide films.</a> Journal of Biomedical Materials Research. 42 (1), 128-133 (1998).</li>
<li>Bolz, A., Schaldach, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Artificial-Heart+Valves+-+Improved+Blood+Compatibility+By+PECVD+a-SiC-H+COATING%5BTitle%5D)+AND+%22Artificial+Organs%22%5BJournal%5D)">Artificial-Heart Valves - Improved Blood Compatibility By PECVD a-SiC-H COATING.</a> Artificial Organs. 14 (4), 260-269 (1990).</li>
<li>Haude, M., Konorza, T. F. M., Kalnins, U., Erglis, A., Saunamaki, K., Glogar, H. D., Grube, E., Gil, R., Serra, A., Richardt, H. G., Sick, P., Erbel, R., Invest, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heparin-coated+stent+placement+for+the+treatment+of+stenoses+in+small+coronary+arteries+of+symptomatic+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Heparin-coated stent placement for the treatment of stenoses in small coronary arteries of symptomatic patients.</a> Circulation. 107 (9), 1265-1270 (2003).</li>
<li>Suggs, L. J., Shive, M. S., Garcia, C. A., Anderson, J. M., Mikos, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+cytotoxicity+and+in+vivo+biocompatibility+of+poly%28propylene+fumarate-co-ethylene+glycol%29+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research%22%5BJournal%5D)">In vitro cytotoxicity and in vivo biocompatibility of poly(propylene fumarate-co-ethylene glycol) hydrogels.</a> Journal of Biomedical Materials Research. 46 (1), 22-32 (1999).</li>
<li>Clarotti, G., Schue, F., Sledz, J., Benaoumar, A. A., Geckeler, K. E., Orsetti, A., Paleirac, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modification+of+the+biocompatible+and+haemocompatible+properties+of+polymer+substrates+by+plasma-deposited+fluorocarbon+coatings%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Modification of the biocompatible and haemocompatible properties of polymer substrates by plasma-deposited fluorocarbon coatings.</a> Biomaterials. 13 (12), 832-840 (1992).</li>
<li>Gombotz, W. R., Guanghui, W., Horbett, T. A., Hoffman, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+adsorption+to+poly%28ethylene+oxide%29+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research%22%5BJournal%5D)">Protein adsorption to poly(ethylene oxide) surfaces.</a> Journal of Biomedical Materials Research. 25 (12), 1547-1562 (1991).</li>
<li>Ishihara, K., Fukumoto, K., Iwasaki, Y., Nakabayashi, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modification+of+polysulfone+with+phospholipid+polymer+for+improvement+of+the+blood+compatibility.+Part+2.+Protein+adsorption+and+platelet+adhesion%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Modification of polysulfone with phospholipid polymer for improvement of the blood compatibility. Part 2. Protein adsorption and platelet adhesion.</a> Biomaterials. 20 (17), 1553-1559 (1999).</li>
<li>Jung, N., Kim, B., Crowther, A. C., Kim, N., Nuckolls, C., Brus, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Reflectivity+and+Raman+Scattering+in+Few-Layer-Thick+Graphene+Highly+Doped+by+K+and+Rb%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Optical Reflectivity and Raman Scattering in Few-Layer-Thick Graphene Highly Doped by K and Rb.</a> ACS Nano. 5 (7), 5708-5716 (2011).</li>
<li>Rao, A. M., Eklund, P. C., Bandow, S., Thess, A., Smalley, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+for+charge+transfer+in+doped+carbon+nanotube+bundles+from+Raman+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Evidence for charge transfer in doped carbon nanotube bundles from Raman scattering.</a> Nature. 388 (6639), 257-259 (1997).</li>
<li>Bunch, J. S., Verbridge, S. S., Alden, J. S., vander Zande, A. M., Parpia, J. M., Craighead, H. G., McEuen, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impermeable+atomic+membranes+from+graphene+sheets%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Impermeable atomic membranes from graphene sheets.</a> Nano Letters. 8 (8), 2458-2462 (2008).</li>
<li>Chen, S., Brown, L., Levendorf, M., Cai, W., Ju, S. -Y., Edgeworth, J., Li, X., Magnuson, C. W., Velamakanni, A., Piner, R. D., Kang, J., Park, J., Ruoff, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxidation+Resistance+of+Graphene-Coated+Cu+and+Cu%2FNi+Alloy%5BTitle%5D)+AND+%22Acs+Nano%22%5BJournal%5D)">Oxidation Resistance of Graphene-Coated Cu and Cu/Ni Alloy.</a> Acs Nano. 5 (2), 1321-1327 (2011).</li>
</ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

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 &#39;(strato...

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, innesti vascolari, stent vascolari, valvole cardiache artificiali ecc.). 1, 4, 5 L&#39;interazione di proteine ​​o cellule viventi con superficie dell&#39;impianto può portare a una forte risposta immunologica e la conseguente cascata di reazioni biochimiche possono compromettere la funzionalità del dispositivo. Pertanto, è pertinENT per ottenere il controllo delle interazioni tra impianti biomedici e il suo ambiente circostante biologico. Modificazione superficiale è spesso impiegato per ridurre o prevenire la risposta fisiologica avversa proveniente dal materiale di impianto. Un rivestimento di superficie ideale dovrebbe avere alta resistenza di adesione, inerzia chimica, elevata scorrevolezza e buona emo-e biocompatibilità. Precedentemente, numerosi materiali compresi carbonio tipo diamante (DLC), SiC, TiN, TiO 2 e molti materiali polimerici sono stati testati come rivestimenti impianti biocompatibili superficie. 1, 6-23 Tuttavia, questi materiali sono ancora in grado di soddisfare tutte i criteri funzionali per un rivestimento adatto superficie dell&#39;impianto. La scoperta di strato atomo di spessore di carbonio sp 2, noto come grafene, ha aperto le porte per lo sviluppo di nuovi materiali multifunzionali. Il grafene è dovrebbe essere un candidato ideale per il rivestimento di superficie implantare in quantoè chimicamente inerte, atomicamente liscia e molto resistente. In questa lettera, si indaga la fattibilità di grafene come un rivestimento di superficie per gli impianti biomedici. I nostri studi dimostrano che il grafene nitinol rivestito (Gr-NiTi) soddisfa tutti i criteri funzionali, e supporta inoltre eccellente muscolatura liscia e la crescita delle cellule endoteliali che porta alla proliferazione cellulare meglio. Troviamo anche che il siero albumina adsorbimento su Gr-NiTi è superiore fibrinogeno. È importante sottolineare che, (i) le nostre misurazioni dettagliate spettroscopiche confermato la mancanza di trasferimento di carica tra il grafene e fibrinogeno suggerendo che il rivestimento di grafene inibisce l&#39;attivazione piastrinica da parte di impianti, (ii) i rivestimenti di grafene non mostrano alcuna significativa tossicità in vitro per le linee endoteliali e muscolari lisce delle cellule che confermano loro biocompatibilità, e (iii) rivestimenti grafene sono chimicamente inerti, resistenti ed impermeabili in ambiente sangue scorre. Questi emo-e proprietà biocompatibili, con st altarength, inerzia chimica e resistenza, rendono rivestimenti grafene come rivestimento superficie ideale.

<table border="1"><tbody><tr><td></td><td></td><td></td><td> Reagente </td></tr><tr><td> Eagle modificato da Dulbecco Medio </td><td> ATCC </td><td> 30-2002 </td><td></td></tr><tr><td> Tiazolil blu tetrazolio bromuro </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> M2128 </td><td></td></tr><tr><td> CellTiter 96 Una soluzione acquosa la proliferazione delle cellule del dosaggio (MTS) </td><td> Promega </td><td> G3582 </td><td></td></tr><tr><td> Dimetilsolfossido </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> D8418 </td><td></td></tr><tr><td> 36,5% di formaldeide </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> F8775 </td><td></td></tr><tr><td> Triton X-100 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> T8787 </td><td></td></tr><tr><td> Alexafluor 488 falloidina </td><td> Life Technologies </td><td> A12379 </td><td></td></tr><tr><td> Vectashield mezzo di montaggio con DAPIo </td><td> Vector Laboratories </td><td> H-1200 </td><td></td></tr><tr><td> Albumina di siero umano </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A9511 </td><td></td></tr><tr><td> Fibrinogeno umano </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Tris / Glycine / SDS </td><td> Bio-Rad </td><td> 161-0732 </td><td></td></tr><tr><td> Gel pronta Tris-HCl Gel </td><td> Bio-Rad </td><td> 161-1158 </td><td></td></tr><tr><td> Acido acetico </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 45726 </td><td></td></tr><tr><td> SYPRO Red </td><td> Life Technologies </td><td> S-6653 </td><td></td></tr><tr><td> Proteine ​​BCA basso </td><td> Lamda Biotech </td><td> G1003 </td><td></td></tr><tr><td> Precision Plus Kaleidoscope standard Protein </td><td> Bio-Rad </td><td> 161-0375 </td><td></td></tr><tr><td> Immun-Blot PVDF membrane </td><td> Bio-Rad </td><td> 162-0177 </td><td></td></tr><tr><td> Blotting grado bloccanti non-grassi del latte secco </td><td> Bio-Rad </td><td> 170-6404XTU </td><td></td></tr><tr><td> Anti-actina anticorpo prodotto in coniglio </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A2066 </td><td></td></tr><tr><td> BM kit chemiluminescenza Western Blotting (topo / coniglio) </td><td> Roche Applied Science </td><td> 11520709001 </td><td></td></tr><tr><td> Tampone RIPA </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> R0278 </td><td></td></tr><tr><td> NiTi (Ni 51%, 49% Ti) </td><td> Alfa-Aesar </td><td> 44953 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Attrezzatura </td></tr><tr><td> Horiba JobinYvon </td><td> Spettrometro Raman </td><td> Dilor XY 98 </td><td></td></tr><tr><td> Nikon </td><td> Microscopio confocale </td><td> Eclipse TI microscopio </td><td></td></tr&gt; <tr><td> Thermoscientific </td><td> Lettore di piastre </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Bio-Rad </td><td> Alimentazione </td><td> 164-5050 </td><td> PowerPac alimentazione di base </td></tr><tr><td> Bio-Rad </td><td> Elettroforesi cella </td><td> 165-8004 </td><td> Mini-PROTEAN tetra cella </td></tr><tr><td> Bio-Rad </td><td> Gel portacassette </td><td> 170-3931 </td><td> Mini gel cassetta porta </td></tr></tbody></table>

rivestimenti grafene per impianti biomedici

Graphene Coatings for Biomedical Implants

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&#39;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&#39;erano differenze notevoli tra incontaminate campioni nitinol rispetto al grafene rivestite campioni. Espressione di actina totale da ratto cellule muscolari lisce dell&#39;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.

<img src="/files/ftp_upload/50276/50276fig1.jpg" alt="Figura 1"/> . 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 &#39;(strato pochi) la natura di come preparati grafene. c) immagine AFM di grafene trasferite sulle NiTi presenta una rugosità ~ 5 nm. Barra di scala ...

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&#39;impianto.

Rivestimenti grafene per impianti biomedici

Atomically smooth graphene as a surface coating has potential to improve implant properties. This demonstrates a method for coating nitinol alloys with ...

L'obiettivo generale di questa procedura è dimostrare un metodo per rivestire leghe metalliche a memoria di forma in nitinolo con grafene, al fine di migliorare la emocompatibilità nei materiali impiantabili a contatto con il sangue. Questo risultato si ottiene innanzitutto facendo crescere il grafene su lamine di rame mediante deposizione chimica da vapore. Il secondo passaggio consiste nell'attaccare chimicamente le lamine di rame e trasferire il grafene così preparato su substrati di nitinolo.Successivamente, i substrati di nitinolo rivestiti con grafene vengono utilizzati per la coltura di cellule endoteliali e cellule muscolari lisce. Per quantificare la citocompatibilit&agrave;, un altro saggio consiste nel verificare la emocompatibilit&agrave; marcando entrambe le proteine, fibrinogeno e albumina, sui substrati di nitinolo rivestiti con grafene. Infine, la spettroscopia microRaman, la microscopia confocale, saggi di citotossicit&agrave; in vitro e l'analisi proteica mediante elettroforesi SDS-PAGE vengono utilizzati per dimostrare un rivestimento di grafene riuscito, un miglioramento della morfologia cellulare, una maggiore vitalit&agrave; cellulare e una migliore emocompatibilit&agrave;.Il principale vantagg

graphene-coatings-for-biomedical-implants

Research

Ricerca

JoVE Journal

Bioengineering

Bioingegneria

Viene descritto un metodo di microarray ad alto rendimento per l'identificazione di polimeri che riducono il legame batterico sulla superficie dei dispositivi medici.

High-throughput identificazione di batteri Polimeri repellente per dispositivi medici

L'integrazione di nanoparticelle conduttrici, quali nanoplatelets grafene, in materiali compositi in fibra di vetro crea una rete elettrica intrinseca suscettibile di deformazione. Qui, diversi metodi per ottenere sensori di deformazione basato sull'aggiunta di nanoplatelets grafene nella matrice epossidica o come rivestimento su tessuti di vetro vengono proposti.

Strain Sensing Sulla base multiscala materiali compositi rinforzati con grafene Nanoplatelets

Qui, presentiamo un protocollo per la cultura 3D del ratto cellule di glia cervello-derivato, tra cui gli astrociti, microglia ed oligodendrociti. Dimostriamo che la cellula primaria cultura, sintesi di idrogel di acido ialuronico methacrylated (HAMA), incapsulamento delle cellule e HAMAphoto-polimerizzazione e campione di elaborazione per l'imaging al microscopio confocale e scansione elettrone.

Migliorata 3D idrogel culture di cellule gliali primari In Vitro modellazione del Neuroinflammation

Qui, presentiamo un protocollo per la fabbricazione di 3D basati sul grafene poliedri via come origami auto-pieghevole.

Fabbricazione di poliedri tridimensionali basati sul grafene via come Origami auto-pieghevole

Qui è presentato un protocollo per etichettare le proteine della membrana nelle cellule dei mammiferi e rivestire il campione con grafene per la microscopia elettronica a trasmissione a scansione in fase liquida. La stabilità dei campioni contro i danni causati dalle radiazioni può anche essere studiata con questo protocollo.

Involucro di grafene di cellule di mammiferi fissate chimicamente per la microscopia elettronica a fase liquida

Il presente protocollo dimostra lo sviluppo del biosensore EGGFET (Electrolyte-gated Graphene Field-Effect Transistor) e la sua applicazione nel rilevamento di immunoglobuline G (IgG) biomarcatori.

Sviluppo e funzionalizzazione di transistor ad effetto di campo in grafene elettrolitico-gated per il rilevamento di biomarcatori

Il presente protocollo descrive gli strumenti per la manipolazione di microelettrodi intracorticali planari al silicio durante i trattamenti per la modifica della superficie tramite deposizione di gas e reazioni acquose della soluzione. L'assemblaggio dei componenti utilizzati per gestire i dispositivi durante la procedura è spiegato in dettaglio.

Strumenti per il trattamento superficiale di microelettrodi intracorticali planari al silicio

In questo manoscritto, dimostriamo la preparazione di un bioink idrogel bioibrido contenente grafene per l'uso nell'ingegneria dei tessuti periferici. Utilizzando questo materiale bioibrido 3D, viene eseguito il protocollo di differenziazione neurale delle cellule staminali. Questo può essere un passo importante per portare biomateriali simili alla clinica.

Preparazione e caratterizzazione di bioink idrogel bioibrido 3D a base di grafene per la neuroingegneria periferica

Nuovi nanocompositi di nanonastri di grafene e nanoparticelle di idrossiapatite sono stati preparati utilizzando la sintesi in fase di soluzione. Questi ibridi quando impiegati in scaffold bioattivi possono presentare potenziali applicazioni nell'ingegneria tissutale e nella rigenerazione ossea.

Sintesi di nanocompositi di grafene-idrossiapatite per un potenziale utilizzo nell'ingegneria dei tessuti ossei

In questo articolo, introduciamo i nanocompositi di ossido di grafene/rame (GO/Cu) come nanomateriale antibatterico. L'efficacia antibatterica dei nanocompositi GO/Cu è stata valutata sia contro i batteri gram-positivi che contro i batteri gram-negativi resistenti agli antibiotici.

Fabbricazione di nanocompositi antibatterici di ossido di grafene/rame

Scopri come rivestire le leghe di nitinol con grafene per migliorare l'emocompatibilità degli impianti biomedici. Questo metodo utilizza la deposizione chimica da vapore e il trasferimento su substrati per colture cellulari.

Rivestimenti grafene per impianti biomedici

Esplora altri video