Fabricação de uma baseada em PCL Bioativos, "Self-fitting" Memória de Forma Polymer Andaime

O objetivo geral do experimento a seguir é fabricar um polímero de memória de forma ou andaime SMP que seja capaz de se encaixar em um defeito craniomaxilofacial irregular, a fim de promover a osteointegração e a cicatrização do OS. Isso é conseguido primeiro formando um modelo de sal fundido, usando fundição de solvente e a cura fotoquímica de policaprolactona di acrl. Sobre o molde de sal forma um andaime com a porosidade altamente interconectada necessária para a osteocondutividade.

Como segunda etapa, o andaime é revestido com polidopamina, que fornece bioatividade. Em seguida, o andaime é tratado com solução salina quente, o que permite que seja encaixado em um modelo irregular. São obtidos resultados de defeitos que mostram autoajuste, interconectividade e bioatividade pobres com base em resultados de ajuste por pressão, imagens de microscopia eletrônica de varredura e formação in vitro de apetite por hidroxi.

A principal vantagem dessa técnica sobre os métodos existentes, como o autoenxerto, é que o ajuste adaptável alcançado apoia criticamente a osteointegração e a cicatrização óssea. Demonstrando esse procedimento está Lindsey Nail, uma pesquisadora estudante de doutorado em meu laboratório. Para iniciar a preparação do andaime, primeiro peneire o cloreto de sódio através de uma peneira de 425 mícrons e transfira 1,8 gramas para um frasco de vidro de três litros em quatro porções, adicione lentamente 146 miligramas de água deionizada ao frasco, misturando com uma espátula de metal.

Após cada adição, tampe o frasco, envolva-o em um lenço de papel e coloque-o verticalmente em um tubo de centrífuga. Centrifugue o tubo durante 15 minutos antes de decapar e deixar a solução secar ao ar durante a noite. Depois de sintetizar o P-C-L-D-A conforme indicado no protocolo de texto, prepare uma solução macer contendo 150 miligramas de P-C-L-D-A por mililitro de clorometano em um frasco de vidro, tampe o frasco, embrulhe-o em papel alumínio e vórtice por um minuto.

Em seguida, prepare uma solução fotoiniciadora contendo 115 miligramas de DMP em um mililitro de um vinil, dois Perone em um frasco de vidro. Novamente, tampe o frasco, embrulhe-o em papel alumínio e agite-o por um minuto. Pipetar a solução fotoiniciadora para a solução de macer para fazer uma mistura de 15% em volume e vortex o frasco para injetáveis durante um minuto.

Em seguida, embrulhe o frasco contendo o andaime de sal em papel alumínio e adicione a mistura de maçer do iniciador fotográfico até que o sal esteja coberto. Tampe o frasco, envolva-o em um lenço de papel e coloque-o verticalmente em um tubo de centrífuga. Centrifugue o tubo por 10 minutos.

Em seguida, remova o papel alumínio, destampe o frasco e exponha a solução à luz ultravioleta por três minutos. Em seguida, deixe a solução secar ao ar durante a noite e quebre o vidro para remover a parte superior do frasco usando uma pinça. Transfira o andaime em uma solução de etanol de água um-para-um por quatro dias, trocando a solução diariamente.

Por fim, remova o andaime SMP e seque-o ao ar durante a noite. Para aplicar primeiro a camada de polidopamina, insira uma agulha de calibre 20 na metade do andaime SMP e, em seguida, enrole um fio ao redor do cubo da agulha. Mergulhe o andaime em 200 mililitros de uma solução de dopamina agitada e mantenha o cubo da agulha acima da solução, ancorando o fio na borda do béquer.

Em seguida, coloque uma seringa no cubo da agulha e puxe o êmbolo para remover o ar do andaime. Depois de completamente desgaseificado, deixe o andaime submerso por 16 horas. Remova o andaime da solução e retire a agulha.

Em seguida, enxágue o andaime com água deionizada e seque-o em um forno a vácuo em temperatura ambiente por 24 horas. Coloque o andaime em um forno de secagem a 85 graus Celsius por uma hora. Por fim, remova o andaime e deixe-o esfriar até a temperatura ambiente.

Primeiro, prepare um modelo de defeito perfurando um vazio irregular com um diâmetro médio de aproximadamente seis milímetros em uma folha de plástico rígido de cinco milímetros de espessura. Em seguida, mergulhe o andaime SMP em um béquer de água deionizada a aproximadamente 60 graus Celsius por dois minutos. Teste se o andaime está visivelmente amolecido usando uma pinça para manipular sua forma.

Remova o andaime amolecido da água com uma pinça e pressione-o manualmente no modelo defeituoso. Deixe o andaime esfriar até a temperatura ambiente e, em seguida, remova-o do modelo com defeito. Observe a nova forma temporária fixa para visualizar o vazamento, a interconectividade e o tamanho.

Primeiro, mergulhe o andaime SMP em nitrogênio líquido por um minuto usando uma pinça. Em seguida, frature o andaime ao longo do meio com uma lâmina de barbear limpa. Em seguida, fixe uma das metades do andaime com a superfície fraturada voltada para cima no estágio de amostra.

Usando fita de carbono, cubra o andaime com liga de ouro e platina a aproximadamente quatro nanômetros de profundidade. Carregue a amostra no MEV e, em seguida, capture a imagem em uma tensão de aceleração de 10 a 15 quilovolts. Caracterizar a bioatividade in vitro.

Primeiro corte um andaime SMP cilíndrico ao meio na borda circular usando uma lâmina limpa. Coloque metade do andaime em um tubo contendo 30 mililitros de fluido corporal simulado e, em seguida, coloque o tubo em banho-maria estacionário a 37 graus Celsius após 14 dias. Remova o andaime do tubo e deixe-o secar ao ar por 24 horas.

Em seguida, fixe o andaime com a superfície de corte voltada para cima no estágio de amostra de um microscópio eletrônico usando fita de carbono. Em seguida, cubra a superfície do andaime com liga de ouro e platina até aproximadamente quatro nanômetros de profundidade. Como antes, carregue a amostra no MEV e capture a imagem a uma tensão de aceleração de 10 a 15 quilovolts.

Um andaime SMP torna-se maleável ao aquecer a 60 graus Celsius e pode ser encaixado em um modelo de defeito. Após o resfriamento à temperatura ambiente, o andaime SMP é removido e mantém sua nova forma temporária fixa. Mostradas na micrografia eletrônica de varredura do andaime SMP não revestido estão a estrutura dos poros e a morfologia altamente interconectada.

A bioatividade G do andaime SMP revestido com polidopamina é demonstrada pela formação de hidroxiapatita nos poros, conforme mostrado na micrografia eletrônica de varredura. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como preparar um andaime de polímero com memória de forma autoajustável bioativo usando um processo que envolve fundição por solvente sobre alguns modelos de sal, lixiviação de partículas e a aplicação de um revestimento de polidopamina.