Name: 생명을 주입 Graphene 코팅 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-03-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 21 s
Description: 배우세요 니티놀 의료 임플란트에 그래핀 코팅하는 방법을 화학 기상 증착법과 세포 배양을 통해. 이 기술은 혈액 접촉 의료 기기의 생체 적합성과 내구성을 크게 향상시킵니다.

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1. NiTi의 Graphene 코팅 <ol><li> 본 연구에 사용 된 graphene 샘플은 화학 기상 증착 기술을 사용하여 구리 (잘라 내기) 기판에 성장하고, 이후 4.5 mm 2 NiTi 기판으로 전달했다. </li><li> CU 포일 (1cm X 1cm)는 석영 관 용광로 인치 1에 놓이고 ° C H 2의 50 sccm과 아르곤 450 sccm의 면전에서 1000 가열되었다. </li><li> 다음, 메탄 (1과 4 sccm) 20-30 분에 대해 서로 다른 유량의 용광로에 소개되었습니다. 샘플은 결국 H 2, 아르곤 및 CH 4 흐르는에서 실내 온도로 냉각되었다. </li><li> 다음 잘라 내기의 포일은 150 ° C.에서 5 분의 열처리에 이어 4000 rpm으로 PMMA (4 % anisole로 희석)을 스핀 코팅했다 PMMA 층에 첨부 된 Graphene은 10 분 10 % HCL 및 드 - 이온화 물에 린스 Transene 주식회사, CE-100 에칭, 그리고 후속을 사용하여 잘라 내기 호일를 에칭하여 얻은 것입니다. </li><li> Samples은 NiTi 기판 (4.5 mm 2)로 옮겨와 아르곤의 ° C (300 sccm)와 H 2 시간 2 (700 sccm)은 PMMA를 제거하려면 450에서 annealed했다. 마지막으로, 기판은 GR-NiTi 샘플을 얻기 위해 잔류 PMMA를 해산하기 위해 아세톤으로 세척 하였다. Dilor XY 트리플 격자 단색화 장치는 아르곤 + 이온 레이저의 514.5 나노 미터 여기있는 모든 GR-NiTisamples의 마이크로 라만 특성 (100X 목표를 사용)에 사용되었다. </li></ol> GR-NiTi의 2.에서 체외 독성 쥐의 대동맥 내피 세포는 (셀 응용 주식회사) 젤라틴 코팅 8 챔버 슬라이드에 배양 하였다. 세포의 성장, 깨끗한을 테스트 및 GR-NiTisubstrates 어떤 젤라틴 코팅없이 우물에 배치되었다하십시오. 스캔 전자 현미경 이미지는 히타치 S-4800 SEM을 사용하여 수득 하였다. 또한, 쥐 대동맥 평활근 세포는 두에서 대조군 (코닝)와 같은 96 - 웰 플레이트는 CellBind에서 재배 된lbecco의 수정 된 이글 중간 (ATCC). <ol><li> 세포 생존 능력을 테스트하기 위해, 세포 (내피와 원활한 모두 근육 세포) / 잘 언급 sccm가에 사용 된 메탄 흐름에 해당하는 깨끗한 NiTi, 1 sccm 또는 4 sccm GR-NiTi 기판을 포함 우물 10 5 세포에 놓는되었습니다 graphene의 CVD 성장. 세포는 37 보육에서 원하는 기간에 성장 된 ° C 5 % CO 2, 매일 미디어를 교환. </li><li> 끝 시점에서, 미디어가 제거되었으며 0.5 MG / ML thiazolyl 블루 tetrazolium 브로마이드 (또는 시그마에서 얻은 MTT)을 포함하는 새로운 미디어는 각도에 추가되었습니다. 셀은 추가로 3 시간에 incubated되었습니다. MTS 분석의 경우, 미디어는 최종 시점에서 제거하고 MTS 작업 솔루션 (셀 등급 96 수성, Promega)와 3 시간에 incubated 120 μl로 대체. </li><li> 다음 미디어 부드럽게 제거하고 dimethylsulfoxide의 100 ML (시그마)는 각도에 추가되었습니다. 여 후용해 할 수있는 MTT 결정을위한 날개 10 분,이 솔루션은 다른 잘 플레이트로 전송되었습니다. MTS 분석를 들어, dimethylsulfoxide가 우물에 추가되지 않았습니다. 음 내용은 새 접시로 이동되었습니다. </li><li> 흡광도는 490 nm의에서 읽고되었고 %의 가능성은 깨끗한 NiTi 샘플의 평균 흡광도로 흡광도를 정규화에 의해 결정되었다. 적어도 다섯 반복은 각 샘플 유형에 완료되었습니다. </li></ol> 3. 세포 형태학의 공 촛점 현미경 연구 <ol><li> 쥐 대동맥 평활근 세포의 공 촛점 이미징를 들어, 기판은 8 챔버 슬라이드 (열 과학)에 배치되었다. 세포는 25,000 세포 / 회의소에서 놓는 37에서 3 일 동안 incubated되었습니다 ° C 5 % CO 2. </li><li> 세포는 20 분에 생리 버퍼 인산의 4 % 포름 알데히드로 기판에 고정되었다. </li><li> 1 분에 0.1 % 트리톤 - X와 Permeabilized. </li><li> 고를는 알렉사 형석 488 phalloidin (난생 물들되었습니다전자 기술). 생리 버퍼 메탄올 200 단위 / ML에서 alexafluor 488 phalloidin의 100 μl는 인산염의 1.9 ML에 추가되었습니다. 세포는 45 분에 alexafluor 488 phalloidin 250 μl 물들 후 인산염은 염분 버퍼로 두 번 세척 하였다. </li><li> 핵은 DAPI (벡터 연구소)를 포함 VectaShield 형광 장착 매체 장착했다. 공 촛점 이미지는 니콘 공 촛점 TI를 사용하여 수집되었습니다. 모든 기판이없는 세포를 놓는 챔버는 제어로 사용되었다. </li></ol> 4. 단백질 흡착 연구 <ol><li> 기판 크기가 단백질 흡착 실험을 시작하기 전에 캘리퍼스로 측정되었다. 세 측정은 약 평방 샘플의 각 측면에 대한 촬영 및 길이와 폭을 얻을 평균했습니다. </li><li> 각 샘플의 깨끗한 NiTi, 1sccm 및 4sccm GR-NiTiwere은 생리 (PBS) 또는 방 t에서 PBS 1 MG / ML의 피브리노겐을 버퍼링 한 MG / 인산염의 알부민 ML와 incubated3 시간에 emperature. </li><li> 모두 샘플은 샘플 버퍼를 줄일 수 200 μl와 microcentrifuge 튜브에 결합하여 5 분에 끓여했다. </li><li> 샘플은 다음 트리스 / 글리신 / SDS 버퍼 (바이오 RAD)에 희석하여 100 분 90 V에서 4~15% 트리스의 polyacrylamide 전기 영동 젤 (바이오 RAD)를 통해 실행되었습니다. </li><li> 젤 그런 다음 SYPRO 레드 물들했다. 7.5 V / V % 아세트산의 1:5,000에서 SYPRO 레드 (생명 기술) 주식 솔루션을 희석. 60 분에 젤을 얼룩. </li><li> Flourchem SP (알파 Innotech)를 사용하여 이미지 젤. 형광 강도는 ImageJ 소프트웨어를 사용하여 정량되었다. 각 샘플의 형광 강도는 기판의 총 면적별로 표준화되었으며, 피브리노겐 흡착는 알부민 흡착에 비해되었다. </li></ol> 5. 서양은 단백질 표현에 대한 Blotting <ol><li> 서양 얼룩은 쥐의 대동맥 평활근 세포에서 총 고를를 분석하기 위해 수행되었다. 셀은 96 w에서 10,000 세포 / 기판에 놓는되었습니다예쁜 접시. </li><li> 세포는 미디어를 제거하기 전에 사흘 동안 성장했다. 총 단백질은 RIPA 버퍼와 표준 BCA 분석 (Lamda)이 총 단백질을 수량화하기 위해 수행되었다를 사용하여 추출되었다. </li><li> 샘플은 RIPA에 같은 농도로 희석 한 후 5 분의 감소 샘플 버퍼에 삶은되었습니다. </li><li> 단백질은 100 분 90 V에서 전기 영동을 통해 4-15% 트리스의 polyacrylamide 젤로 구분했다. 만화경 단백질 표준 (바이오 RAD)은 단백질 분자량을 평가하기 위해 사용되었다. </li><li> 단백질은 PVDF 막에 전송하고 1 %가 아닌 지방 건조 우유 (바이오 RAD) 솔루션으로 차단되었습니다. </li><li> 총 고를는 토끼 반 쥐 고를 항체 (시그마)을 적었습니다. BM chemiluminescent 키트 (로슈)은 기본 항체를 감지하는 데 사용되었다. 멤브레인은 FlourChem SP 이미징 장비를 사용하고 형광 강도는 ImageJ 소프트웨어를 사용하여 측정 된 이미징했다. 형광 강도는 PRI에 비교하여 표준화 된스타 NiTisample. </li></ol>

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</ol>

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Biocompatibility 및 세포 독성 : 화학 기상 증착 (CVD) 메소드는 그림 1a에 도시 된 바와 같이 잘라 내기 크리스탈 입자를 했었 다결정 graphene 샘플을 굴복. 우리는 하나 sccm (4 sccm) 샘플 (그림 1b 참조) monolayer (몇 층) graphene의 존재를 확인하기 위해 라만 분광법을 고용. 분명, 1 sccm (4 sccm) 샘플 monolayer를 나타내는 강렬한 (비교적 약한) G &#39;밴드 (몇 층) graphene을 나타냅니다. 그림 1C는 NiTi 기판에 몇 가지 레이어 graphene의 원자 힘 현미경 (AFM) 이미지를 보여줍니다. 우리 상세한 측정 표면 거칠기의 값을 굴복 R Q 양도 graphene 층에 = 5 나노 미터 (GR-NiTi). 이곳은 nanostructured 표면 지형이 강력하게 내피 세포와 부드러운 근육...

지난 30 년은 새로운 자료를 기반 테라피와 질병 치료 및 진단을위한 장치의 검색을 수 차례 보아왔다. 이러한 nitinol (NiTi) 및 스테인레스 스틸 등의 소설 합금 재료는 종종 우수한 기계적 특성으로 인해 바이오 메디컬 임플란트 제조에 사용됩니다. 1-3 단, 많은 도전이 외인성 물질 세포 독성으로 인해 유지, 바이오 및 hemo 호환성. 이러한 합금 결과의 금속 자연 가난한 바이오 및 금속 침출, 세포 접착의 부족, 확산, 그리고 혈전증가 흐르는 혈액 (예 : 카테터, 혈관 이식, 혈관 stents, 인공 심장 판막 등과 접촉으로 인해 hemocompatibility 등.) 1., 4, 5 단백질 또는 임플란트 표면과 살아있는 세포의 상호 작용에 부정적인 장치 기능에 영향을 미칠 수있는 강력한 면역 반응 및 생화학 반응의 장인이 폭포 될 수 있습니다. 따라서 pertin입니다생명 의학 이식과 그 주변의 생물 환경 사이의 상호 작용에 대한 제어를 달성하기위한 다닐. 표면 수정은 종종 임플란트 재료에서 발생하는 불리한 생리적 반응을 줄이거 나 방지하기 위해 사용된다. 이상적인 표면 코팅은 높은 접착 강도, 화학 자 동력이 없음, 높은 부드러움, 좋은​​ hemo과 biocompatibility가 예상된다. 이전, 다이아몬드와 같은 탄소 (DLC), SiC를, 주석, 티오 2 여러 고분자 재료 등 각종 자료는 바이오 호환 임플란트 표면 코팅으로 테스트되었습니다. 1, 6-23는 그러나 이러한 자료는 아직 모두 충족 할 수없는 경우입니다 적절한 임플란트 표면 코팅을위한 기능 기준. graphene로 알려진 SP 2 탄소의 원자 두꺼운 층의 발견은 새로운 다기능 재료의 개발을 위해 문을 열었습니다. Graphene은 그 이후 임플란트 표면 코팅을위한 이상적인 후보가 될 것으로 예상된다, 화학적으로 불활성 atomically 부드럽고 매우 내구성이 있습니다. 이 편지에서 우리는 생명 의학 임플란트의 표면 코팅로 graphene의 생존을 조사. 우리의 연구는 graphene 코팅 nitinol (GR-NiTi)는 기능 기준을 모두 충족하는지 보여주고 추가로 우수한 부드러운 근육과보다 나은 세포 증식으로 이어지는 내피 세포의 성장을 지원합니다. 우리는 또한 GR-NiTi에있는 혈청 알부민 흡착이 피브리노겐보다 더 높은 것을 발견했습니다. 중요한 것은,은 (i)의 자세한 spectroscopic 측정 (II) graphene 코팅이 확인 내피와 평활근 세포 라인에 대한 체외 독성에 의미있는 전시하지 이식에 의해 혈소판 활성화를 억제하는 그 graphene 코팅을 제안 graphene과 피브리노겐 사이에 무료 전송의 부족을 확인 자신의 biocompatibility는 그리고 (iii) graphene 코팅 화학, 불활성 내구성과 혈액 환경을 흐르는에 불 투과성 있습니다. 높은 성과 함께이 hemo 및 biocompatible 특성,rength, 화학 자 동력이 없음과 내구성은 이상적인 표면 코팅으로 graphene 코팅을 렌더링합니다.

<table border="1"><tbody><tr><td></td><td></td><td></td><td> 시약 </td></tr><tr><td> Dulbecco의 수정 된 이글 매체 </td><td> ATCC </td><td> 30-2002 </td><td></td></tr><tr><td> Thiazolyl 푸른 tetrazolium 브롬화물 </td><td> 시그마 - 알드리치 </td><td> M2128 </td><td></td></tr><tr><td> CellTiter 96 수성 하나의 솔루션 세포 증식 분석 (MTS) </td><td> Promega </td><td> G3582 </td><td></td></tr><tr><td> 디메틸 sulfoxide </td><td> 시그마 - 알드리치 </td><td> D8418 </td><td></td></tr><tr><td> 36.5 %의 포름 알데히드 </td><td> 시그마 - 알드리치 </td><td> F8775 </td><td></td></tr><tr><td> 트리톤 X-100 </td><td> 시그마 - 알드리치 </td><td> T8787 </td><td></td></tr><tr><td> Alexafluor 488 phalloidin </td><td> 생명 기술 </td><td> A12379 </td><td></td></tr><tr><td> VECTASHIELD는 DAP와 미디어를 장착나는 </td><td> 벡터 연구소 </td><td> H-1200 </td><td></td></tr><tr><td> 혈청 알부민 인간 </td><td> 시그마 - 알드리치 </td><td> A9511 </td><td></td></tr><tr><td> 인간 피브리노겐 </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 트리스 / 글리신 / SDS </td><td> 바이오 RAD </td><td> 161-0732 </td><td></td></tr><tr><td> 준비 젤 트리스 - HCL 젤 </td><td> 바이오 RAD </td><td> 161-1158 </td><td></td></tr><tr><td> 아세트산 </td><td> 시그마 - 알드리치 </td><td> 45,726 </td><td></td></tr><tr><td> SYPRO 레드 </td><td> 생명 기술 </td><td> S-6653 </td><td></td></tr><tr><td> 단백질 낮은 BCA 분석 </td><td> Lamda 생명 공학 </td><td> G1003 </td><td></td></tr><tr><td> 정밀 플러스 단백질 만화경 표준 </td><td> 바이오 RAD </td><td> 161-0375 </td><td></td></tr><tr><td> Immun - 얼룩 PVDF 막 </td><td> 바이오 RAD </td><td> 162-0177 </td><td></td></tr><tr><td> 성적 차단이 아닌 지방 건조 우유를 Blotting </td><td> 바이오 RAD </td><td> 170 6404XTU </td><td></td></tr><tr><td> 토끼에서 생산 방지 고를 항체 </td><td> 시그마 - 알드리치 </td><td> A2066 </td><td></td></tr><tr><td> BM의 Chemiluminescence 서양 Blotting 키트 (마우스 / 토끼) </td><td> 로슈 응용 과학 </td><td> 11520709001 </td><td></td></tr><tr><td> RIPA 버퍼 </td><td> 시그마 - 알드리치 </td><td> R0278 </td><td></td></tr><tr><td> NiTi (51 %의 니켈, 49% 티) </td><td> 알파 - Aesar </td><td> 44,953 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> 장비 </td></tr><tr><td> Horiba JobinYvon </td><td> 라만 분광기 </td><td> Dilor XY 98 </td><td></td></tr><tr><td> 니콘 </td><td> 공 촛점 현미경 </td><td> 이클립스 TI 현미경 </td><td></td></tr&gt; <tr><td> Thermoscientific </td><td> 플레이트 리더 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 바이오 RAD </td><td> 전원 공급 장치 </td><td> 164-5050 </td><td> PowerPac 기본 전원 공급 장치 </td></tr><tr><td> 바이오 RAD </td><td> 전기 세포 </td><td> 165-8004 </td><td> 미니 프로테우스 테트라 셀 </td></tr><tr><td> 바이오 RAD </td><td> 젤 소유자 카세트 </td><td> 170-3931 </td><td> 미니 겔 홀더 카세트 </td></tr></tbody></table>

생명을 주입 graphene 코팅

Graphene Coatings for Biomedical Implants

표면 코팅 등의 Atomically 부드러운 graphene은 임플란트 속성을 개선 할 가능성이 있습니다. 이 스텐트 소재로 응용 프로그램에 대한 graphene의 나노 미터 두께의 레이어 코팅 nitinol 합금하는 방법을 보여줍니다. Graphene은 화학 기상 증착을 통해 구리 기판에 성장하고 nitinol 기판에 양도되었습니다. graphene 코팅 생물학적 응답을 변경할 수 있는지 이해하기 위해 쥐의 대동맥 내피 세포와 쥐의 대동맥 평활근 세포의 세포 생존 능력을 조사했다. 또한, 세포 부착과 형태에 graphene-코팅의 효과는 형광 공 촛점 현미경으로 조사되었다. 셀은 고를 및 핵에 물들, 그리고 graphene 코팅 샘플에 비해 깨끗한 nitinol 샘플 사이의 눈에 띄는 차이가 있었다. 쥐 대동맥 평활근 세포에서 총 고를 표현은 서부 얼룩를 사용하여 발견되었습니다. 단백질 흡착 특성, 잠재적 thrombogenicity에 대한 지표, w오히려이 겔 전기 영동과 혈청 알부민과 피브리노겐에 대한 결정. 또한, 피브리노겐의 기판에 전하의 전송이 라만 분광법을 사용하여 추론했다. 그것은 nitinol 기판에 graphene 코팅 스텐트 재료의 기능적 요구 사항을 충족하고 코팅 nitinol에 비해 생물학적 반응을 향상 것을 발견했다. 따라서, graphene 코팅 nitinol은 스텐트 물질에 대한 가능한 후보입니다.

<img src="/files/ftp_upload/50276/50276fig1.jpg" alt="그림 1"/> 10. μm) : 그림 1 잘라 내기 포일에) CVD 성장 다결정 graphene은 금속 크리스탈 입자 (크기 줄을 모방 한 것이 었지요. B) 1 sccm (4 sccm) graphene의 라만 스펙트럼은 강렬한 (비교적 약한) G &#39;밴드 나타내는 monolayer (몇 층)로 조리 된 graphene의 특성을 보여줍니다. C) NiTi에 전송 graphene의 AFM 이미지 ~ 5 nm의 거칠기를 보여줍니다. 스케일 바 = 500 nm의. <img src="/files/ftp_upload/50276/50276fig2.jpg" ...

Graphene은 생물 의학 임플란트의 코팅 소재로 가능성을 제공합니다. 이 연구에서 우리는 graphene의 나노 미터 두께의 레이어 코팅 nitinol 합금하는 방법을 설명하고 graphene은 임플란트 응답에 영향을 미칠 수 있는지 결정합니다.

생명을 주입 Graphene 코팅

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

본 절차의 전반적인 목적은 혈액 접촉 임플란트 재료의 혈액 적합성을 향상시키기 위해 금속 형상 기억 합금인 니티놀을 그래핀으로 코팅하는 방법을 시연하는 것입니다. 이는 먼저 화학 기상 증착법을 사용하여 구리 박막 위에 그래핀을 성장시킴으로써 수행됩니다. 두 번째 단계는 구리 박막을 식각하여 제거하고, 이렇게 준비된 그래핀을 니티놀 기판으로 전사하는 것입니다.다음으로, 그래핀이 코팅된 니티놀 기판을 혈관 내피 세포와 평활근 세포 배양에 사용합니다. 세포 적합성을 정량화하기 위해, 피브리노겐과 알부민 두 단백질을 그래핀 코팅 니티놀 기판에 코딩하여 혈액 적합성을 확인하는 또 다른 분석을 수행합니다. 최종적으로, 마이크로 라만 분광법, 공초점 현미경, 인비트로(in vitro) 세포 독성 분석 및 SDS-PAGE 단백질 분석을 통해 성공적인 그래핀 코팅, 세포 형태 개선, 세포 생존율 향상 및 개선된 혈액 적합성을 입증합니다.이 기술 또는 폴리머 코팅과 같은 기존 기술의 주요 장점은 그래핀 코팅이 매우 내구성이 뛰어나고 부식에 강하다는 점입니다. 이 기술은 그래핀 고유의 재료 특성이 단백질 흡착을 줄이고 단백질 구조 변화로 인한 응고 인자의 활성화를 감소시킬 것으로 기대되므로, 스텐트 기술의 근본적인 개선으로 이어질 수 있습니다. 이 방법은 그래핀이 코팅된 니티놀 스텐트에 대한 통찰력을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 심장 판막이나 카테터와 같은 다른 시스템에도 적용될 수 있습니다.먼저 1 cm x 1 cm 크기의 구리 박막을 1인치 석영관 전기로에 넣고, 50 SCCM의 수소와 450 SCCM의 아르곤 분위기에서 1000 °C까지 가열합니다. 다음으로, 1000 °C의 전기로에 메탄을 1 및 4 SCCM의 서로 다른 유량으로 20~30분 동안 주입합니다. 수소, 아르곤 및 메탄이 흐르는 상태에서 전기로 내부의 시료를 상온까지 냉각합니다.가열로에서 샘플을 꺼낸 후 4.5 millimeter 정사각형으로 자르고, 4% Anole로 희석한 PMMA를 사용하여 구리 박막을 4,000 RPM으로 스핀 코팅한 다음 150 °C에서 5분 동안 열처리합니다. 구리 박막이 완전히 식각될 때까지 CE 100 식각액을 사용하여 구리 박막을 식각합니다. 10% 염산으로 10분 동안 헹군 후, 탈이온수로 10분 동안 헹굽니다.그래핀 PMMA 샘플을 얻기 위해, 그래핀 샘플을 4.5 mm² 니티놀 기판으로 전사합니다. 그다음 300 SCCM의 아르곤과 700 SCCM의 수소 분위기 하에 450 °C에서 2시간 동안 어닐링합니다. PMMA를 제거하기 위해, 마지막으로 니티놀 기판을 아세톤으로 세척하여 잔류 PMMA를 용해시키면 그래핀 니켈-티타늄 샘플을 얻을 수 있습니다.독성 시험을 시작하려면, 순수 니티놀 또는 1 SCCM 또는 4 SCCM 그래핀 니티놀 기판을 96웰 플레이트에 넣습니다. 여기서 명시된 SCCM은 그래핀의 화학 기상 증착 성장 과정에서 사용된 메탄 유량을 의미합니다. 다음으로, 순수 니티놀, 1 SCCM 또는 4 SCCM 그래핀 니티놀 기판이 포함된 일부 웰에 랫드 대동맥 내피세포를 웰당 10⁵ cells로 파종합니다. 다른 웰 세트에는 랫드 대동맥 평활근 세포를 동일한 방식으로 파종합니다.37 °C 및 5% CO₂ 조건의 인큐베이터에서 배지를 이틀마다 교체하며 세포를 3일 또는 7일 동안 배양합니다. 종료 시점에 평활근 세포가 포함된 웰에서 배지를 제거하고, 0.5 mg/mL MTT가 포함된 신선한 배지를 각 웰에 추가합니다. 세포를 3시간 동안 추가로 배양합니다.다음으로, 배지를 조심스럽게 제거하고 각 웰에 100 µL의 dimethyl sulfoxide를 추가합니다. MTT 결정이 용해되도록 10분 동안 기다린 후, 용액을 다른 웰 플레이트로 옮깁니다. MTS 분석의 경우, 종료 시점에 혈관 내피 세포가 포함된 웰에서 배지를 제거합니다.MTS 용액 120 µL로 교체하고 3시간 동안 배양합니다. 그다음 웰의 내용물을 새 플레이트로 옮깁니다. 490 nm에서 흡광도를 측정하고, 순수 니티놀 시료의 평균 흡광도에 대비하여 흡광도를 정규화함으로써 생존율(%)을 결정합니다.각 샘플에 대해 이 단계를 최소 5회 반복합니다. 쥐 대동맥 평활근 세포의 공초점 이미징을 위해, 8챔버 슬라이드에 기질을 배치하되 대조군으로 챔버 하나는 비워 둡니다. 다음으로, 모든 챔버에 챔버당 25,000 cells의 세포를 파종하고 37 °C, 5% carbon dioxide 조건에서 3일 동안 배양합니다.슬라이드에서 배지를 제거한 후, PBS 완충액에 희석된 4% formaldehyde로 20분 동안 기질 위의 세포를 고정합니다. PBS로 세척한 다음, 0.1% Triton X로 1분 동안 투과화합니다. PBS로 세척 후, LOR 4 88 PHIN 용액 100 µL를 1.9 mL의 PBS 완충액에 첨가합니다.actin을 시각화하기 위해 세포를 250 µL의 LOR 4 88 Phin으로 45분 동안 염색한 다음, PBS 버퍼로 두 번 세척합니다. 이어서 dpi가 포함된 형광 마운팅 매질로 핵을 염색합니다. Nikon confocal ti를 사용하여 공초점 이미지를 수집합니다.알부민 및 피브리노겐 단백질 흡착 실험을 시작하기 전에, 캘리퍼스로 기질의 치수를 측정하십시오. 거의 정사각형인 샘플의 각 변을 세 번 측정하여 평균값을 구합니다. 길이와 너비를 얻으려면, 초기 니티놀 샘플, 하나의 SCCM 그래핀 니티놀 샘플, 그리고 네 개의 SCCM 그래핀 니티놀 샘플을 두 개의 12에 배치하십시오.1 mg/mL albumin이 함유된 PBS 버퍼를 웰 플레이트에 첨가합니다. 플레이트 중 하나에 실온 상태의 시료를 첨가하고 3시간 동안 별도로 배양합니다. 세 가지 시료 유형을 1 mg/mL가 함유된 PBS 버퍼와 함께 배양합니다.PBS로 샘플을 세척한 후 실온에서 3시간 동안 피브리노겐을 처리하고, 동일한 샘플들을 마이크로 원심분리 튜브에 모아 200 µL의 환원 샘플 버퍼와 혼합하여 5분 동안 끓입니다. T glycine SDS 버퍼와 탈이온수의 부피비를 1:9로 하여 샘플을 희석하고, 4-15% tris 폴리아크릴아미드 전기영동 겔에서 90 V로 100분 동안 가동합니다. Spro red 스톡 솔루션을 7.5% 아세트산에서 1:5,000 비율로 희석합니다.다음으로, 희석된 spro red 용액으로 겔을 60분 동안 염색합니다. spro red를 빛으로부터 보호하기 위해 알루미늄 호일로 감쌉니다. Fluor chem SP를 사용하여 겔의 이미지를 촬영하고, Image J 소프트웨어를 사용하여 형광 강도를 정량화합니다. 그런 다음 각 샘플의 형광 강도를 기질의 총 면적으로 정규화하고, 피브리노겐 흡수량을 알부민 흡수량과 비교합니다.화학 기상 증착법을 통해 구리 결정립을 모방한 다결정 그래핀 샘플을 얻었습니다. 1 SCCM 및 4 SCCM 샘플에서 단층 그래핀의 존재를 확인하기 위해 라만 분광법을 사용하였습니다. 1 SCCM 샘플은 강한 GPR 밴드를 나타내며, 이는 준비된 그래핀이 단층임을 보여줍니다. 반면, 4 SCCM 샘플은 상대적으로 약한 GPR 밴드를 보이며, 이는 몇 층의 그래핀이 존재함을 확인시켜 줍니다. 여기 제시된 이미지는 니티놀 기판으로 전사된 그래핀의 원자 힘 현미경 이미지입니다.시료를 정밀하게 측정한 결과, 표면 거칠기 값은 약 5 nm로 나타났습니다. 다음은 제어된 유리 슬라이드, 순수 니티놀 기판, 1 SCCM 그래핀 니티놀 기판, 그리고 4 SCCM 그래핀 니티놀 기판에서 배양된 평활근 세포의 공초점 광학 현미경 이미지입니다. 두 가지 그래핀 니티놀 표면 모두에서 세포가 조밀하고 구형으로 나타나며, 이는 더 나은 세포 형태학을 보여줍니다.MTT 및 MTS 분석 결과, 1 및 4 SCCM 그래핀 니티놀 기판은 순수 니티놀과 비교했을 때 평활근 세포 생존율에서 유의미한 차이를 보이지 않았습니다. MTS 분석 결과, 내피세포의 3일 차 세포 생존율은 대조군과 유의미한 차이가 없었습니다. 주사전자현미경 이미지를 통해 순수 니티놀 기판에서 성장한 내피세포는 드문드문하며 길쭉한 형태인 반면, 1 및 4 SCCM 그래핀 니티놀 기판에서는 타원형이며 조밀하게 분포되어 있음을 확인하였습니다.이러한 결과는 그래핀 코팅이 혈관 내피 세포의 구형 세포 형태를 더 잘 유지하게 하며, 한 개의 SCCM 및 네 개의 SCCM 그래핀 니티놀 샘플이 순수 니티놀 샘플에 비해 낮은 피브리노겐-알부민 비율을 나타냄으로써 그래핀으로 인한 더 우수한 혈액 적합성을 시사한다는 것을 입증합니다. 페르미 준위의 평형화는 피브리노겐의 에너지 준위 도표와 그래핀의 전자 상태 밀도로 나타납니다. 피브리노겐에서 그래핀 니티놀로의 전자 전달은 피브리노겐 분자의 점유된 전자 상태에서 동일한 에너지 준위에 있는 그래핀 니티놀의 비어 있는 전자 상태로만 가능합니다.단층 및 소수층 그래핀은 모두 상온에서 페르미 준위의 전자 밀도가 낮은 준금속이며, 이는 피브리노겐에서 그래핀으로의 전하 이동이 약하게 일어나는 결과로 이어집니다. 그래핀은 G-band의 선형 또는 주파수에서 어떠한 변화도 보이지 않으며, 이는 혈장 단백질로부터의 전하 이동이 약함을 나타냅니다. 곡선 피팅을 통해 얻은 디콘볼루션된 D-peak를 검은색으로 표시하여 임플란트 코팅제로서 그래핀의 유용성과 생존 가능성을 입증하였습니다.그래핀이 코팅된 구리 동전을 5% 과산화수소에 노출시켰습니다. 동전의 그래핀 코팅 부분은 변화가 없었으나, 코팅되지 않은 부분은 과산화수소 용액에 의해 변색되었습니다. 또한, 70% 질산에 침전시킨 그래핀 니티놀은 GB 밴드 주파수에 변화가 없었으며, 이는 그래핀 코팅의 내구성이 매우 뛰어나다는 점을 확인시켜 줍니다.또한, graphene nitinol의 그래핀 코팅은 하부 구리의 X 비율을 감소시켰으며, 이는 그래핀 막의 불투과성을 나타냅니다. 이 영상을 시청한 후, 여러분은 생체 적합성을 향상시키기 위해 그래핀을 생의학적 임플란트에 전사하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

세포 접착성은 생체 재료 연구 및 조직 공학의 많은 접근 방식에서 핵심입니다. 펩타이드를 함유한 중요한 고분자 PTFE의 표면 개질을 위해 습식 화학을 사용하여 단계별 기술을 제시합니다.

향상된 세포 접착 폴리 테트라 플루오로 에틸렌에 젖은 화학 및 펩티드 고정화

의료 기기에서 박테리아 표면 결합을 감소시키는 폴리머를 식별하기 위한 고처리량 마이크로어레이 방법에 대해 설명합니다.

의료 기기에 대한 박테리아의 높은 처리량 식별 구충제 폴리머

유리 섬유 복합 재료에 이러한 그래 핀 나노 판 등의 도전성 나노 입자의 통합 균주에 민감 극한 전기 네트워크를 생성한다. 여기에서, 다른 방법은 에폭시 매트릭스로 또는 유리 섬유에 코팅이 제안되어 같은 그라 나노 판의 첨가에 기초 변형률 센서를 얻었다.

그래 핀 나노 판과 멀티 스케일 복합 재료 강화를 바탕으로 변형 감지

여기, 선물이 3 차원 그래 핀 기반 polyhedrons을 통해 종이 접기 같은 자체 접는의 제조에 대 한 프로토콜.

3 차원 그래 핀 기반 Polyhedrons을 통해 종이 접기 같은 자체 접는의 제조

여기에 제출된 포유류 세포에 있는 막 단백질을 표지하고 액체 상 스캐닝 전송 전자 현미경을 위한 그래 핀으로 견본을 코팅하기 위한 프로토콜입니다. 방사선에 의한 손상에 대하여 견본의 안정성은 또한 이 프로토콜로 공부할 수 있습니다.

액체 상 전자 현미경 검사를 위한 화학적으로 고정된 포유류 세포의 그래핀 인클로저

본 프로토콜은 전해질 게이팅된 그래핀 전계 효과 트랜지스터(EGGFET) 바이오센서의 개발 및 바이오마커 면역글로불린 G(IgG) 검출에서의 이의 응용을 입증한다.

바이오마커 검출을 위한 전해질 게이팅 그래핀 전계 효과 트랜지스터의 개발 및 기능화

본 프로토콜은 가스 증착 및 수용액 반응을 통한 표면 개질을 위한 처리 동안 실리콘 평면 피질 내 미세전극을 취급하기 위한 도구를 기술한다. 절차 전반에 걸쳐 장치를 처리하는 데 사용되는 구성 요소의 어셈블리가 자세히 설명되어 있습니다.

실리콘 평면 피질 내 미세 전극의 표면 처리를위한 도구

이 원고에서 우리는 말초 조직 공학에 사용하기 위해 그래핀을 함유하는 바이오하이브리드 하이드로겔 바이오잉크의 제조를 시연합니다. 이 3D 바이오 하이브리드 재료를 사용하여 줄기 세포의 신경 분화 프로토콜이 수행됩니다. 이것은 유사한 생체 재료를 클리닉에 가져 오는 중요한 단계가 될 수 있습니다.

말초 신경 공학을 위한 그래핀 기반 3D 바이오하이브리드 하이드로겔 바이오잉크의 준비 및 특성화

그래핀 나노리본 및 하이드록시아파타이트 나노입자의 신규한 나노복합체는 용액상 합성을 사용하여 제조하였다. 이들 하이브리드는 생체활성 스캐폴드에 사용될 때 조직 공학 및 뼈 재생에 잠재적인 응용을 나타낼 수 있다.

뼈 조직 공학에 잠재적 인 사용을위한 그래핀 - 히드 록시 아파타이트 나노 복합체의 합성

여기에서는 항균 나노 물질로 그래 핀 산화물 / 구리 (GO / Cu) 나노 복합체를 소개합니다. GO/Cu 나노복합체의 항균 효과는 항생제 내성 그람 양성 및 그람 음성 박테리아 모두에 대해 평가되었습니다.

항균 그래핀 산화물/구리 나노복합체 제조

배우세요 니티놀 의료 임플란트에 그래핀 코팅하는 방법을 화학 기상 증착법과 세포 배양을 통해. 이 기술은 혈액 접촉 의료 기기의 생체 적합성과 내구성을 크게 향상시킵니다.

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