Name: Revestimentos de grafeno para implantes biomédicos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-03-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 21 s
Description: Aprenda a revestir ligas de nitinol com grafeno para melhorar a hemo compatibilidade em implantes biomédicos. Este método utiliza deposição por vapor químico e cultura celular para avaliar viabilidade.

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1. Graphene revestimento de NiTi <ol><li> As amostras de grafeno utilizados neste estudo foram cultivadas em cobre (Cu) substratos que utilizam a técnica de deposição química de vapor, e, posteriormente, transferidos para 4,5 mm 2 substratos de NiTi. </li><li> Cu folhas (1 cm x 1 cm) foram colocadas num forno de tubo de 1 polegada de quartzo e aquecidos a 1000 ° C, na presença de 50 sccm de H 2 e 450 sccm de Ar. </li><li> Metano, seguinte (1 e 4 sccm) foi introduzido na fornalha a taxas de fluxo diferentes para 20-30 min. As amostras foram finalmente arrefecida até à temperatura ambiente sob fluxo de H 2, Ar e CH 4. </li><li> Em seguida, as lâminas foram spin-Cu revestido com PMMA (diluído com anisol a 4%) a 4000 rpm, seguido por um tratamento pelo calor durante 5 minutos a 150 ° C. Graphene anexado a camada de PMMA foi obtida por decapagem da folha de Cu utilizando Transene Inc., CE-100 ácido, e subsequente lavagem com HCl a 10% e água desionizada durante 10 min. </li><li> A splos foram transferidas para substratos de NiTi (4,5 mm 2) e recozida a 450 ° C em Ar (300 sccm) e H 2 (700 sccm) durante 2 horas para remover o PMMA. Por fim, os substratos foram lavados com acetona, para dissolver o PMMA residual para obter a amostra de Gr-NiTi. A Dilor XY monocromador grating triplo foi usado para a caracterização de micro-Raman (utilizando objectivo 100X) de todos os NiTisamples Gr-excitação com a 514,5 nm de um laser de iões de Ar +. </li></ol> 2. Toxicidade In Vitro de Gr-NiTi As células endoteliais da aorta de rato (Cell aplicação Inc.,) foram cultivadas em um revestimento de gelatina de slides câmaras 8. Para testar o crescimento celular, como novo e Gr-NiTisubstrates foram colocadas em poços sem qualquer revestimento de gelatina. As imagens de microscopia electrónica de digitalização foram obtidos utilizando um Hitachi S-4800 SEM. Além disso, o rato células musculares lisas da aorta foram também cultivadas em Cellbind placas de 96 poços, como um grupo de controlo (Corning) em DuModified lbecco de Eagle Médium (ATCC). <ol><li> Para testar a viabilidade das células, as células (células do músculo liso e endoteliais ambos) foram semeadas a 10 5 células / poço em poços contendo NiTi pristine, 1 sccm ou 4 sccm Gr-NiTi substratos, onde a sccm indicado corresponde ao fluxo de metano usada no DCV crescimento de grafeno. As células foram cultivadas durante o período de tempo desejado em uma incubadora a 37 ° C e 5% de CO 2, a troca de meio todos os outros dias. </li><li> No ponto de tempo final, o meio foi removido e meio fresco contendo 0,5 mg / ml de brometo de tetrazólio de azul de tiazolilo (MTT, ou obtidos a partir de Sigma) foram adicionados a cada poço. As células foram então incubadas durante mais 3 horas adicionais. Para o ensaio de MTS, o meio foi removido no ponto de tempo final, e substituído por 120 ul de solução de trabalho MTS (Cell aquoso 96 Tier, Promega) e incubado durante 3 h. </li><li> Em seguida, o meio foi suavemente removido e 100 ml de dimetilsulf óxido (Sigma) foi adicionado a cada poço. Após alloasa 10 min para os cristais de MTT para dissolver, a solução foi transferida para outro prato de poço. Para o ensaio de MTS, não dimetilsulfóxido foi adicionada aos poços. Conteúdo do poço foram transferidas para uma nova placa. </li><li> A absorvância foi lida a 490 nm e a viabilidade percentual foi determinada através da normalização da absorvância a absorvância média da amostra de NiTi intocada. Pelo menos, cinco repetições foram feitas para cada tipo de amostra. </li></ol> 3. Estudos de microscopia confocal da morfologia das células <ol><li> Para imagem confocal de ratos células do músculo liso da aorta, os substratos foram colocados em uma corrediça 8-câmara (Thermo Scientific). As células foram semeadas a 25000 células / câmara e incubou-se durante 3 dias a 37 ° C e 5% CO 2. </li><li> As células foram fixadas no substrato com formaldeído a 4% em solução salina tamponada com fosfato durante 20 minutos. </li><li> Permeabilizadas com 0,1% de Triton-X, durante 1 min. </li><li> Actina foi corado com Alexa Fluor 488 faloidina (LIFTecnologias e). 100 ul de alexafluor faloidina 488 a 200 unidades / ml de metanol foi adicionado a 1,9 ml de solução salina tamponada com fosfato. As células foram coradas com 250 ul de alexafluor faloidina 488 durante 45 minutos e depois lavadas duas vezes com solução salina tamponada com fosfato. </li><li> Os núcleos foram montados com Vectashield meio fluorescente de montagem contendo DAPI (Vector Laboratories). Imagens confocal foram coletados com uma Nikon Confocal TI. Uma câmara com células, sem qualquer substrato foi utilizado como controlo. </li></ol> 4. A adsorção da proteína Estudos <ol><li> Dimensões de substratos foram medidos com compassos antes de iniciar os experimentos de adsorção de proteínas. Foram feitas três medições para cada um dos lados das amostras de aproximadamente quadradas, com uma média para obter o comprimento e largura. </li><li> Cada uma das amostras, como novo NiTi, e 1sccm 4sccm Gr-NiTiwere incubadas com 1 mg / ml de albumina em tampão fosfato salino (PBS) ou 1 mg / ml em PBS de fibrinogénio no quarto temperatura durante 3 hr. </li><li> Iguais amostras foram combinados num tubo de microcentrífuga com 200 jil de tampão de amostra de redução e fervida durante 5 min. </li><li> As amostras foram então diluídas em tampão Tris / glicina / SDS (Bio-Rad) e executado através de um gel de 4-15% de poliacrilamida de electroforese Tris (Bio-Rad) a 90 V durante 100 min. </li><li> Os géis foram corados com Vermelho Sypro. Diluir Sypro Red solução stock (Life Technologies) a 1:5.000 em ácido 7,5% v / v ácido acético. Stain géis durante 60 minutos. </li><li> Géis de imagem utilizando uma Flourchem SP (Alpha Innotech). Intensidade de fluorescência foi quantificada utilizando o software ImageJ. A intensidade de fluorescência de cada amostra foi normalizada pela área total do substrato e do fibrinogénio adsorvido em comparação com a adsorção de albumina. </li></ol> 5. Western Blotting para Protein Expression <ol><li> Western blot foi realizada para analisar a actina total em ratos células do músculo liso da aorta. As células foram semeadas a 10000 células / substrato em um 96-wplaca ell. </li><li> As células foram cultivadas por três dias antes de retirar mídia. A proteína total foi extraída com tampão RIPA e um padrão de ensaio BCA (Lamda) foi realizada para quantificar a proteína total. </li><li> As amostras foram diluídas para a mesma concentração em RIPA e então fervidos em tampão de amostra de uma redução de 5 min. </li><li> As proteínas foram separadas por um gel de poliacrilamida a 4-15% Tris por electroforese a 90 V durante 100 min. Um caleidoscópio de proteína padrão (Bio-Rad) foi utilizada para avaliar o peso molecular da proteína. </li><li> As proteínas foram transferidas para uma membrana de PVDF e bloqueada com uma solução de 1% de matéria seca não gorda de leite (Bio-Rad). </li><li> Actina total foi marcado com um anticorpo de coelho anti-actina de rato (Sigma). A BM kit de quimioluminescência (Roche) foi utilizado para detectar o anticorpo primário. As membranas foram fotografadas usando FlourChem SP equipamento de imagiologia e intensidade de fluorescência foi medida utilizando o software ImageJ. A intensidade de fluorescência foi normalizado por comparação com o 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>

Não há conflitos de interesse declarados.

Biocompatibilidade e citotoxicidade: A deposição de vapor químico (CVD) método rendeu amostras policristalinas grafeno que imitavam grãos de cristal de Cu, como mostrado na Figura 1A. Nós empregamos espectroscopia Raman para confirmar a presença de monocamada de grafeno (camadas poucos) em 1 sccm (4 sccm) amostras (ver Figura 1b). Claramente, uma SCCM (4 sccm) amostras exibem faixa indicativa de monocamada intensa (relativamente mais fraca) G &#39;(camada poucos) grafeno. <stro...

As últimas três décadas têm testemunhado a descoberta de novos materiais baseados em terapias e dispositivos para tratamento de doenças e diagnósticos. Novos materiais de liga, tais como o nitinol (NiTi) e aço inoxidável são frequentemente utilizadas na fabricação de implantes biomédicos, devido às suas propriedades mecânicas superiores. 1-3 No entanto, vários desafios permanecem devido à citotoxicidade de material exógeno, bio e hemo-compatibilidade. A natureza metálica destes resultados ligas pobres em bio-hemocompatibilidade e devido à lixiviação de metais pesados, à falta de adesão celular, proliferação e trombose quando entra em contacto com o sangue que flui (por exemplo, cateteres, enxertos de vasos sanguíneos, stents vasculares, válvulas cardíacas artificiais etc.). 1, 4, 5 A interacção de proteínas ou células vivas com a superfície do implante pode conduzir a uma forte resposta imunológica e a consequente cascata de reacções bioquímicas podem afectar negativamente a funcionalidade do dispositivo. Portanto, é pertinent para conseguir o controle sobre as interações entre os implantes biomédicos e seu ambiente circundante biológica. A modificação da superfície é frequentemente utilizado para reduzir ou evitar a resposta fisiológica adversa de origem a partir do material de implante. Uma superfície de revestimento ideal deverá ter a força de aderência elevada, inércia química, suavidade elevada e bom hemo-e biocompatibilidade. Anteriormente, vários materiais, incluindo carbono tipo diamante (DLC), SiC, TiN, TiO 2 e muitos materiais poliméricos têm sido testados como bio-compatíveis revestimentos de superfície do implante. 1, 6-23 No entanto, estes materiais ainda são incapazes de atender a todos os critérios funcionais para um revestimento adequado do implante de superfície. A descoberta do átomo espessa camada de carbono sp 2, conhecido como o grafeno, abriu as portas para o desenvolvimento de novos materiais multifuncionais. Grafeno é esperado para ser um candidato ideal para o revestimento de superfície do implante, uma vez queé quimicamente inerte, atomicamente suave e altamente durável. Nesta Carta, vamos investigar a viabilidade de grafeno como um revestimento de superfície para implantes biomédicos. Os nossos estudos mostram que o nitinol grafeno revestido (Gr-NiTi) cumpre todos os critérios funcionais, e também suporta o músculo liso e excelente crescimento celular endotelial que conduz à proliferação celular melhor. Nós também achamos que a adsorção de albumina de soro na Gr-NiTi é maior do que fibrinogênio. É importante notar que (i) as nossas medições espectroscópicas detalhados confirmou a falta de transferência de carga entre o grafeno e fibrinogénio sugere que o revestimento grafeno inibe a activação de plaquetas por meio de implantes, (ii) revestimento de grafeno não exibem qualquer toxicidade significativa em testes in vitro sobre linhas endoteliais e musculares lisas celulares confirmando sua biocompatibilidade, e (iii) os revestimentos grafeno são quimicamente inerte, resistente e impermeável no fluxo sanguíneo ambiente. Estes hemo-e propriedades biocompatíveis, juntamente com st elevadorength inércia química e durabilidade, tornam revestimentos grafeno como um revestimento de superfície ideal.

<table border="1"><tbody><tr><td></td><td></td><td></td><td> Reagente </td></tr><tr><td> Modified Eagle Médium da Dulbecco </td><td> ATCC </td><td> 30-2002 </td><td></td></tr><tr><td> Azul de tiazolilo tetrazólio </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> M2128 </td><td></td></tr><tr><td> CellTiter 96 Aqueous One solução ensaio de proliferação celular (MTS) </td><td> Promega </td><td> G3582 </td><td></td></tr><tr><td> Dimetilsulfóxido </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> D8418 </td><td></td></tr><tr><td> 36,5% de formaldeído </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 faloidina </td><td> Life Technologies </td><td> A12379 </td><td></td></tr><tr><td> Vectashield meio de montagem com DAPEu </td><td> Vector Laboratories </td><td> H-1200 </td><td></td></tr><tr><td> Albumina de soro humano </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A9511 </td><td></td></tr><tr><td> O fibrinogénio humano </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Tris / glicina / SDS </td><td> Bio-Rad </td><td> 161-0732 </td><td></td></tr><tr><td> Pronto Gel Gel de Tris-HCl </td><td> Bio-Rad </td><td> 161-1158 </td><td></td></tr><tr><td> Ácido acético </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 45726 </td><td></td></tr><tr><td> Sypro Vermelho </td><td> Life Technologies </td><td> S-6653 </td><td></td></tr><tr><td> Proteína ensaio BCA baixo </td><td> Lamda Biotech </td><td> G1003 </td><td></td></tr><tr><td> Precision Plus Padrão Caleidoscópio Proteína </td><td> Bio-Rad </td><td> 161-0375 </td><td></td></tr><tr><td> Immun-Blot membrana PVDF </td><td> Bio-Rad </td><td> 162-0177 </td><td></td></tr><tr><td> Blotting grau bloqueador de leite seco não gordo </td><td> Bio-Rad </td><td> 170-6404XTU </td><td></td></tr><tr><td> Anti-actina de anticorpos produzidos em coelho </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A2066 </td><td></td></tr><tr><td> Quimioluminescência BM kit Western Blot (rato / coelho) </td><td> Roche Applied Science </td><td> 11520709001 </td><td></td></tr><tr><td> Tampão RIPA </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> R0278 </td><td></td></tr><tr><td> NiTi (51% Ni, Ti 49%) </td><td> Alfa-Aesar </td><td> 44953 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Equipamento </td></tr><tr><td> Horiba JobinYvon </td><td> Raman espectrômetro </td><td> Dilor XY 98 </td><td></td></tr><tr><td> Nikon </td><td> Microscópio confocal </td><td> Eclipse microscópio TI </td><td></td></tr&gt; <tr><td> Thermoscientific </td><td> Leitor de placa </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Bio-Rad </td><td> Fonte de alimentação </td><td> 164-5050 </td><td> PowerPac alimentação básica </td></tr><tr><td> Bio-Rad </td><td> Célula de eletroforese </td><td> 165-8004 </td><td> Mini-PROTEAN célula tetra </td></tr><tr><td> Bio-Rad </td><td> Cassete titular gel </td><td> 170-3931 </td><td> Mini cassete titular gel </td></tr></tbody></table>

revestimentos de grafeno para implantes biomédicos

Graphene Coatings for Biomedical Implants

Grafeno atomicamente lisa como um revestimento de superfície tem um potencial para melhorar as propriedades dos implantes. Isto demonstra um método para revestimento de ligas de nitinol com camadas espessas de grafeno nanômetros para aplicações como material de stent. Graphene foi cultivada em substratos de cobre através da deposição química de vapor e, em seguida, transferido para o nitinol substratos. A fim de compreender como o revestimento de grafeno poderia alterar a resposta biológica, a viabilidade celular das células endoteliais da aorta de rato e aorta de rato nas células musculares lisas foi investigada. Além disso, o efeito de grafeno-revestimentos sobre a adesão celular e morfologia foi analisada por microscopia confocal com fluorescente. As células foram coradas para a actina e núcleos, e houve diferenças perceptíveis entre amostras puras de nitinol em comparação com grafeno amostras revestidas. Expressão da actina total a partir de ratos células do músculo liso da aorta foi encontrada utilizando Western blot. Características adsorção de proteínas, um indicador para trombogenicidade potencial, were determinado para o fibrinogénio e com albumina de soro de electroforese em gel. Além disso, a transferência de carga a partir de fibrinogénio ao substrato foi deduzida utilizando espectroscopia de Raman. Verificou-se que o revestimento de substratos de grafeno em nitinol preencheram os requisitos funcionais de um material de stent e melhorar a resposta biológica em comparação com o nitinol não revestido. Assim, o grafeno revestido nitinol é um candidato viável para um material do stent.

<img src="/files/ftp_upload/50276/50276fig1.jpg" alt="Figura 1"/> . Figura 1 a) DCV grafeno policristalino cultivadas em folhas de Cu imita os grãos de metal de cristal (barra de escala: 10 mm). b) espectro Raman de 1 sccm (4 sccm) grafeno mostra monocamada intensa (relativamente mais fraca) G &#39;banda indicando (camada poucos) a natureza de como preparado grafeno. c) imagem de AFM grafeno transferidos para NiTi mostra uma rugosidade de aproximadamente 5 nm. ...

Graphene oferece um potencial como um material de revestimento para implantes biomédicos. Neste estudo, demonstrar um método para ligas de revestimento de nitinol com camadas de grafeno nanômetro de espessura e determinar como o grafeno pode influenciar a resposta do implante.

Revestimentos de grafeno para implantes biomédicos

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

O objetivo geral deste procedimento é demonstrar um método para revestir a liga metálica com memória de forma nitinol com grafeno, visando melhorar a hemocompatibilidade em materiais de implante que entram em contato com o sangue. Isso é realizado primeiramente cultivando grafeno sobre folhas de cobre utilizando deposição química em fase vapor. O segundo passo consiste em gravar e remover as folhas de cobre e transferir o grafeno previamente preparado para substratos de nitinol.Em seguida, os substratos de nitinol revestidos com grafeno são utilizados para o cultivo de células endoteliais e células musculares lisas. Para quantificar a citocompatibilidade, outro ensaio consiste em avaliar a hemocompatibilidade mediante a imobilização de ambas as proteínas, fibrinogênio e albúmina, nos substratos de nitinol revestidos com grafeno. Por fim, são utilizadas espectroscopia micro-Raman, microscopia confocal, ensaios de citotoxicidade in vitro e análise proteica por eletroforese em gel de poliacrilamida com SDS para demonstrar o revestimento bem-sucedido com grafeno, melhor morfologia celular, maior viabilidade celular e melhor hemocompatibilidade.A principal vantagem dessa técnica ou de t

graphene-coatings-for-biomedical-implants

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioengenharia

Um método de microarray de alto rendimento para a identificação de polímeros que reduzem a ligação da superfície bacteriana em dispositivos médicos é descrito.

High-throughput identificação de bactérias Polymers Repelente para dispositivos médicos

A integração de nanopartículas condutoras, tais como nanoplatelets grafeno, em materiais compósitos de fibra de vidro cria uma rede elétrica intrínseca suscetíveis à tensão. Aqui, diferentes métodos para obtenção de sensores de tensão baseado na adição de nanoplatelets grafeno na matriz de epoxi ou como um revestimento sobre tecidos de vidro são propostas.

Strain Sensing Baseado em Multiscale Materiais Compósitos reforçados com grafeno Nanoplatelets

Neste documento, apresentamos um protocolo para a cultura 3D do rato as células da glia derivado do cérebro, incluindo astrócitos, oligodendrócitos e micróglia. Vamos demonstrar a cultura de células primárias, síntese de hidrogel de ácido hialurônico methacrylated (HAMA), encapsulamento HAMAphoto-polimerização e celular e amostra de processamento de imagem microscópica confocal e varredura de elétrons.

Melhorado o hidrogel 3D culturas de células gliais primárias para In Vitro modelagem de Neuroinflammation

Aqui, apresentamos um protocolo para a fabricação de polyhedrons 3D baseados em grafeno através do origami, como self dobrável.

Fabricação de Polyhedrons tridimensionais baseados em grafeno através do Origami, como self dobrável

Apresentado aqui é um protocolo para rotular proteínas de membrana em células de mamíferos e revestir a amostra com grafeno para microscopia eletrônica de transmissão de transmissão de fase líquida. A estabilidade das amostras contra os danos causados pela radiação também pode ser estudada com este protocolo.

Gabinete de grafeno de células mamíferas quimicamente fixas para microscopia eletrônica de fase líquida

O presente protocolo demonstra o desenvolvimento do biosensor de efeito de campo de grafeno (EGGFET) e sua aplicação na detecção de imunoglobulina G (IgG) biomarcadora.

Desenvolvimento e funcionalização do Transistor de Efeito de Campo de Grafeno Fechado-Eletrólito para Detecção de Biomarcadores

O presente protocolo descreve ferramentas para o manuseio de microeletroletos intracorticais planar de silício durante os tratamentos para modificação superficial via deposição de gás e reações de soluções aquosas. A montagem dos componentes utilizados para manusear os dispositivos durante todo o procedimento é explicada detalhadamente.

Ferramentas para tratamento superficial de microeletroletos intracorticais planar de silício

Neste manuscrito, demonstramos a preparação de uma biotinta hidrogel biohíbrida contendo grafeno para uso em engenharia de tecidos periféricos. Utilizando este material biohíbrido 3D, é realizado o protocolo de diferenciação neural de células-tronco. Este pode ser um passo importante para trazer biomateriais semelhantes para a clínica.

Preparação e caracterização de biotinta de hidrogel biohíbrido 3D à base de grafeno para neuroengenharia periférica

Novos nanocompositos de nanocomibbons de grafeno e nanopartículas de hidroxiapatita foram preparados usando síntese de fase de solução. Esses híbridos quando empregados em andaimes bioativos podem apresentar aplicações potenciais na engenharia de tecidos e regeneração óssea.

Síntese de Nanocompositos de Grafeno-Hidroxiapatita para uso potencial em engenharia de tecido ósseo

Aqui, introduzimos nanocompósitos de óxido de grafeno / cobre (GO /) como um nanomaterial antibacteriano. A eficácia antibacteriana dos nanocompósitos GO/foi avaliada contra bactérias gram-positivas e gram-negativas resistentes a antibióticos.

Fabricação de Nanocompósitos Antibacterianos de Óxido de Grafeno/Cobre

Aprenda a revestir ligas de nitinol com grafeno para melhorar a hemo compatibilidade em implantes biomédicos. Este método utiliza deposição por vapor químico e cultura celular para avaliar viabilidade.

Revestimentos de grafeno para implantes biomédicos

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