Análise mecânica dinâmica ambiental para prever o comportamento de amaciamento de implantes neurais

Seyed Mahmoud Hosseini; Walter  E. Voit; Melanie Ecker

doi:10.3791/59209

Artigo de método

Análise mecânica dinâmica ambiental para prever o comportamento de amaciamento de implantes neurais

DOI:

10.3791/59209

⸱

1 de março de 2019

Seyed Mahmoud Hosseini¹ , Walter E. Voit¹^,²^,³ , Melanie Ecker²^,³^,⁴

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

Neste artigo

Resumo

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Para permitir previsões fiáveis do amaciamento de substratos poliméricos para implantes neurais em um ambiente na vivo , é importante ter um método fiável em vitro . Aqui, o uso de análise mecânica dinâmica em solução salina tamponada fosfato a temperatura do corpo é apresentado.

Resumo

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Quando usando substratos dinamicamente amaciamento para implantes neurais, é importante ter um método fiável em vitro para caracterizar o comportamento de amaciamento destes materiais. No passado, não foi possível medir satisfatoriamente o amaciamento de filmes finos em condições imitando o ambiente do corpo sem esforço substancial. Esta publicação apresenta um método novo e simples que permite a análise mecânica dinâmica (DMA) de polímeros em soluções, tais como soro de tampão fosfato (PBS), em temperaturas relevantes. O uso de DMA ambiental permite a medição dos efeitos amaciamento de polímeros devido do plasticization em vários meios de comunicação e temperaturas, que, por conseguinte, permite uma previsão do comportamento de materiais em condições na vivo .

Introdução

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Uma nova geração de materiais utilizados como substratos para implantes neurais compreende amolecimento forma memória polímeros¹^,²^,³^,⁴^,⁵^,⁶^,⁷ ^,⁸^,⁹. Estes materiais são suficientemente rígidos durante o implante para superar as forças críticas de flambagem, mas tornam-se até três ordens de magnitude mais suaves após a implantação em um ambiente de corpo. Prevê-se que est....

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Protocolo

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1. preparação das amostras de polímero para testes

Sintetiza o polímero thiol-ene amaciamento de acordo com protocolos anteriores dentro de uma coifa. ¹ ^, ² ^, ⁴ ^, ¹⁸ brevemente, Misture quantidades quantitativas de tiol de monômeros de alceno com um total de 0.1 iniciador de foto wt %.
1. Prepare um frasco de vidro de 20 mL de mistura de polímero. Cobrir o frasco em papel de alumínio para evitar a luz incidente de entrar em contato com a solução de monômero e manter à temperatura ambiente (RT). Use todos os produtos químicos c....

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Resultados

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O uso de DMA ambiental permite a análise da cinética e capacidades globais de amaciamento de polímeros de amaciamento. Usando o modo de medição de temperatura-tempo do protocolo, os perfis de amaciamento de formulações diferentes de polímero podem ser comparados ao outro (Figura 6). Esse método também pode ser usado para quantificar o amolecimento e inchaço taxas de polímeros. Pode ser visto na Figura 4 que formulações diferentes.......

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Discussão

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O uso de DMA ambiental permite o estudo do comportamento de diversos polímeros utilizados como substratos para implantes neurais¹⁹ ou outros dispositivos biomédicos em solução e para imitar na vivo condições. Isto inclui, mas não está limitado a, poliamida, parylene-C, PDMS e SU-8. Hidrogel e materiais de matriz extracelular (ECM) também podem ser investigados usando esse método. As diferenças de amolecimento geral do polímero, bem como de sua cinética amolecimento podem ser facilmente co.......

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Divulgações

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Os autores declaram que eles têm não tem interesses financeiro concorrente.

Agradecimentos

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Os autores querem agradecer Dr. Taylor Ware por nos permitir usar seu ambiente DMA.

Este trabalho foi financiado pelo Instituto de assistente de defesa para assuntos de saúde, através de Peer revisão médica programa de pesquisa [W81XWH-15-1-0607]. Opiniões, interpretações, conclusões e recomendações são as dos autores e não necessariamente endossado pelo departamento de defesa.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
1,3,5-Trialil-1,3,5-triazina-2,4,6(1H,3H,5H)-triona (TATATO)	Sigma-Aldrich	114235-100G
2,2-Dimetoxi-2-fenilacetofenona (DMPA)	Sigma-Aldrich	196118-50G
CO2 laser Gravograph LS100	Gravotech, Inc.
Corning Grandes Lâminas de Microscópio de Vidro, 75 x 50mm	Ted Pella	26005
DMA Ambiental: Analisador de Sólidos RSA-G2	Instrumentos TA Pinça
de Plástico Segura ESD, Pontas; Plano, bico de pato, 11,5 cm	Cole Palmer	EW-07387-17
Laurell WS-650-8B revestidor giratório	Laurell Technologies Corporation
nitrogênio líquido	Gás
PBS, 1X Solução, Fisher BioReagents	Fisher Scientific	BP243820
Forno a vácuo SHEL LAB	VWR International	89409-484
Silício wafer	Universidade Wafer		Grau mecânico
O sistema de imersão RSA-G2	TA Instruments
Trimethylolpropane tris(3-mercaptopropionato) (TMTMP)	Sigma-Aldrich	381489-100ML
UVP CL-1000 com lâmpadas de 365 nm	VWR International	21474-598

do arCâmara de reticulação

Referências

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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 ....

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Dynamic Mechanical Analysis Environmental DMA Polymer Softening Neural Implants Glass Transition Temperature Plasticization Effect Immersion Testing PBS Solution Thiol ene Polymer Mechanical Testing

Análise mecânica dinâmica ambiental para prever o comportamento de amaciamento de implantes neurais

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