Aby umożliwić wiarygodne przewidywania mięknienia substratów polimerowych dla implantów neuronowych w środowisku in vivo, ważne jest posiadanie niezawodnej metody in vitro. W tym artykule przedstawiono zastosowanie dynamicznej analizy mechanicznej w roztworze soli fizjologicznej buforowanej fosforanami w temperaturze ciała.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Środowiskowa dynamiczna analiza mechaniczna w celu przewidywania mięknienia implantów neuronowych
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Podczas korzystania z dynamicznie zmiękczających substratów do implantów nerwowych, ważne jest, aby dysponować wiarygodną metodą in vitro, aby scharakteryzować mięknienie tych materiałów. W przeszłości nie było możliwe zadowalające zmierzenie mięknienia cienkich warstw w warunkach naśladujących środowisko ciała bez znacznego wysiłku. W niniejszej publikacji przedstawiono nową i prostą metodę, która umożliwia dynamiczną analizę mechaniczną (DMA) polimerów w roztworach, takich jak sól fizjologiczna buforowana fosforanami (PBS), w odpowiednich temperaturach. Zastosowanie środowiskowego DMA pozwala na pomiar efektów mięknienia polimerów na skutek uplastyczniania w różnych mediach i temperaturach, co w związku z tym pozwala na przewidywanie zachowania materiałów w warunkach in vivo.
Wprowadzenie
Nowa generacja materiałów używanych jako podłoża implantów neuronowych składa się z polimerów z pamięcią kształtu zmiękczających1,2,3,4,5,6,7,8,9. Materiały te są wystarczająco sztywne podczas implantacji, aby pokonać krytyczne siły wyboczeniowe, ale po implantacji w środowisku ciała stają się do trzech rzędów wielkości bardziej miękkie. Przewiduje się, że materiały te ....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
1. Przygotowanie próbek polimerów do badań
- Zsyntetyzować zmiękczający polimer tiolowo-europejski zgodnie z poprzednimi protokołami wewnątrz dygestorium. 1,2,4,18 Krótko mówiąc, wymieszaj ilościowe ilości tiolu z monomerami alkenów o łącznej zawartości 0,1% wag.
- Przygotować szklaną fiolkę o pojemności 20 ml do mieszania polimerów. Przykryj fiolkę folią aluminiową, aby zapobiec kontaktowi światła padającego z roztworem monomeru i przechowywać w temperaturze pokojowej (RT). Używaj wszystkich chemikaliów w takiej postaci,....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Zastosowanie DMA w warunkach środowiskowych umożliwia analizę kinetyki zmiękczania oraz całkowitych zdolności do zmiękczania polimerów. Dzięki zastosowaniu trybu pomiaru temperatura-czas opisanego w protokole, można porównać ze sobą profile zmiękczania różnych formulacji polimerowych (Rysunek 6). Metoda ta może być również wykorzystana do ilościowego określenia szybkości zmiękczania i pęcznienia polimerów. Na Rysunku 4 widać, że .......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Zastosowanie środowiskowego DMA pozwala na badanie zachowania różnych polimerów stosowanych jako podłoża dla implantów neuronowych19 lub innych urządzeń biomedycznych w roztworze i do naśladowania warunków in vivo . Obejmuje to między innymi poliimid, parylen-C, PDMS i SU-8. Za pomocą tej metody można również badać hydrożele i materiały macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM). Różnice w ogólnym mięknieniu polimeru, a także jego kinetykę mięknienia można łatwo porównać między różnymi roztworami,.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.
Podziękowania
Autorzy pragną podziękować Dr. Taylorowi Ware'owi za umożliwienie nam korzystania z jego środowiskowego DMA.
Ta praca była wspierana przez Biuro Asystenta Sekretarza Obrony ds. Zdrowia poprzez Recenzowany Program Badań Medycznych [W81XWH-15-1-0607]. Opinie, interpretacje, wnioski i zalecenia są opiniami autorów i niekoniecznie są zatwierdzone przez Departament Obrony.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 1,3,5-Triallilo-1,3,5-triazyno-2,4,6(1H,3H,5H)-trion (TATATO) | Sigma-Aldrich | 114235-100G | |
| 2,2-dimetoksy-2-fenyloacetofenon (DMPA) | Sigma-Aldrich | 196118-50G | |
| Laser CO2 Gravograph LS100 | Gravotech, Inc. | ||
| Duże szklane szkiełka mikroskopowe Corning, 75 x 50 mm | Ted Pella | 26005 | |
| Środowiskowe DMA: RSA-G2 Analizator ciał stałych | Instrumenty | ||
| Bezpieczna pęseta z tworzywa sztucznego ESD, końcówki; Płaska, kaczy dziób, 11,5 cm | Cole Palmer | EW-07387-17 | |
| Powlekarka wirowa Laurell WS-650-8B | Laurell Technologies Corporation | ||
| ciekły azot | Gaz | ||
| PBS, 1X Roztwór, Fisher BioReodczynniki | Fisher Scientific | BP243820 | |
| SHEL LAB | VWR International | 89409-484 | |
| Krzem wafel | University Wafel | Klasa mechaniczna | |
| System zanurzeniowy RSA-G2 | TA Instruments Tris | ||
| (3-merkaptopropionian) trimetylopropanu (TMTMP) | Komora sieciująca Sigma-Aldrich | 381489-100ML | |
| UVP CL-1000 z żarówkami 365 nm | VWR International | 21474-598 |
Bibliografia
- Garcia-Sandoval, A., et al. Chronic softening spinal cord stimulation arrays. Journal of Neural Engineering. 15 (4), 045002(2018).
- Ecker, M., et al. Sterilization of Thiol-ene/Acrylate Based Shape Memory Polymers ....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
