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

Questo metodo aiuta a monitorare come le proprietà del materiale dei dispositivi impiantabili possono cambiare al momento dell'inserimento nel corpo, in particolare l'ammorbidimento dei materiali. Il vantaggio principale di questa tecnica è che offre un semplice metodo in vitro che imita le condizioni in vivo e quindi riduce al minimo la necessità di test sugli animali. Questo metodo è particolarmente interessante per testare le proprietà termomeccaniche del materiale che verrà utilizzato nei dispositivi impiantabili in generale e non si limita alla bioelettronica.

Il caricamento del campione e la misurazione del campione nelle condizioni di bagnato sono un po 'difficili e possono causare risultati di prova inaffidabili se non eseguiti correttamente. Inizia mescolando quantità quantitative di tiolo con monomeri alchene con un totale di fotoiniziatore percentuale di peso 1. Coprire una fiala di vetro da 20 millilitri in un foglio di alluminio per evitare che la luce incidente contatti la soluzione monomero e utilizzare una pipetta di plastica per lo smaltimento per aggiungere 50 mole percent TATATO, 45 molar percent TMTMP e cinque molare percento TMICN al flaconcino.

Quindi aggiungere l'1% del peso del fotoiniziore DMPA al flaconcino e utilizzare la miscelazione della velocità planetaria per mescolare il contenuto del flaconcino senza esporre la soluzione alla luce. Quando il contenuto è stato accuratamente miscelato, girare rivestire la miscela di prepolimeri tiolo-ene risultante in vetrini al microscopio in cinque pellicole spesse 50 micrometri e trasferire immediatamente le pellicole polimeriche sul substrato portante in una camera di reticolo. Quindi foto-polimerizzare le pellicole per 60 minuti sotto i bulbi ultravioletti da 365 nanometri, seguite da post-polimerizzazione in un forno a vuoto per 24 ore a 120 gradi Celsius per completare ulteriormente la conversione.

Quando i polimeri sono completamente polimerici, utilizzare un laser ad anidride carbonica per tagliare le pellicole in rettangoli lunghi 4,5 millimetri per rettangoli lunghi 50 millimetri per test meccanici dinamici. Per impostare l'analizzatore meccanico dinamico, dotare la macchina dell'apparecchio ad immersione in modalità tensione. Collegare l'azoto liquido alla macchina e consentire l'azoto liquido nell'aria come fonte di gas per il forno.

Scrivi il metodo per la misurazione a secco con il software della macchina, inclusi il condizionamento, la rampa di temperatura di oscillazione e l'estremità del condizionamento delle fasi di prova. Quindi scrivi il metodo per il test di immersione con il software della macchina, inclusi il condizionamento, il tempo di oscillazione, la rampa di temperatura di oscillazione e la fine del condizionamento delle fasi di test. Quando l'analizzatore è pronto, utilizzare pinze con una precisione di 001 millimetri per misurare lo spessore effettivo del campione polimerico per il test dell'aria secca e inserire il nome del campione, la descrizione e la geometria del campione nel software.

Impostare lo spazio di caricamento su 15 millimetri e caricare il campione. Assicurarsi di centrare e allineare il campione prima di stringere i morsetti. Quindi chiudere il forno e iniziare la misurazione a secco.

Al momento della misurazione, aprire il forno e rimuovere il campione di polimero dalla macchina. Per misurare lo spessore effettivo del campione polimerico per il test ad immersione, misurare innanzitutto il campione con pinze con una precisione di 001 millimetri e inserire il nome del campione, la descrizione e la geometria del campione nel software. Preparare la configurazione con il becher ad immersione fissato con un morsetto all'impugnatura superiore e impostare lo spazio di carico su 15 millimetri.

Caricare il campione, assicurandosi di centrare e allineare il campione e stringere i morsetti. Posizionare il bagno ad immersione sull'apparecchio inferiore e fissare saldamente il bagno. Quindi riempire il bagno con PBS a temperatura ambiente.

Posizionare il coperchio sopra il bagno, chiudere il forno e iniziare immediatamente la misurazione dell'immersione, confermando che lo scarico è chiuso. È importante iniziare la misurazione il prima possibile dopo che il becher è stato riempito con il PBS per garantire che l'intera gamma dell'ammorbidimento venga catturata. Al fine della misurazione, aprire lo scarico per rimuovere il PBS dal bagno ad immersione e aprire il forno.

Quindi rimuovere il coperchio dal becher, svitare e sollevare il becher ad immersione e rimuovere il campione di polimero dalla macchina. L'utilizzo della modalità di misurazione temperatura-tempo del protocollo consente di confrontare i profili ammorbidenti di diverse formulazioni polimeriche. La combinazione di misurazioni di analisi meccaniche dinamiche a secco e misurazioni dell'immersione in PBS consente la valutazione della plastificazione indotta dall'acqua di diverse formulazioni polimeriche, come illustrato dalla depressione della temperatura di transizione del vetro e dallo spostamento verso il basso complessivo delle curve del modulo.

L'ammorbidimento dei polimeri per applicazioni in vivo funziona nel modo più efficace quando il polimero secco ha una temperatura di transizione del vetro superiore alla temperatura corporea ma inferiore a quella allo stato umido. Pertanto, il modulo del polimero scende dal modulo vetroso a quello gommoso al momento dell'immersione in condizioni fisiologiche. Quando la temperatura di transizione del vetro degli stati secco e umido del polimero è ben al di sopra della temperatura corporea, il polimero non si ammorbidirà in condizioni fisiologiche.

Questo metodo consente di sostituire il PBS con altre soluzioni pertinenti per imitare il comportamento dei biomateriali in altri ambienti.