Name: Preparação de Monodomain cristal líquido elastômeros e de cristal líquido Elastomer nanocompósitos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-06T15:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 21 s
Description: Aprenda a preparar elastômeros de cristal líquido e nanocompósitos responsivos à forma para engenharia de tecidos cardíacos. Este método acessível utiliza materiais de baixo custo e pode ser implementado em qualquer laboratório sem equipamentos especializados.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Este trabalho foi financiado pela Fundação Nacional de Carreira (CBET-1336073 para RV), o Fundo de Investigação Petroleum ACS (52345-DN17 a RV), a American Heart Association (BGIA para JGJ), a National Science Foundation (CARREIRA CBET-1055942 para JGJ), o National Institutes of Health / National Heart, Lung and Blood Institute (1R21HL110330 para JGJ), Louis e Peaches Owen e Hospital infantil do Texas.

1. Síntese de Alinhados Polisiloxane LCEs <ol><li> Combinar 166,23 mg de mesogen reactivo (4-metoxif enil 4- (3-buteniloxi) -benzoato de metilo), 40 mg de poli (hydromethylsiloxane), e 12,8 mg de agente de reticulação (1,4-di (10-undecenyloxybenzene) 30 com 0,6 ml de anidro tolueno num pequeno vaso de reacção (cerca de 13 mm de diâmetro e 100 mm de comprimento) carregado com uma barra de agitação. Agita-se a solução a 35 ° C durante 25 minutos para dissolver. </li><li> Num frasco separado, preparar uma solução de 1% em peso de dicloro (1,5-ciclooctadieno) platina (II) como catalisador em diclorometano. Adicionar 30 ml de solução de catalisador para os reagentes a partir do passo 1.1 através de uma pipeta, mexa para misturar, e despeje a solução para um (cm x 2 cm x 1 cm 3) politetrafluoretileno rectangular (PTFE) molde feito sob medida. Cobrir o molde frouxamente com uma lâmina de vidro, e colocados no forno de aquecimento a 60 ° C durante 30 min, agitando periodicamente para remover as bolhas durante os primeiros 15 min. </li><li> Remover o molde do forno de aquecimento e cooL com azoto líquido por meio do derrame de azoto líquido para um recipiente de pequenas dimensões e o contacto do fundo do molde de PTFE com o azoto líquido durante 2 seg. <ol><li> Uma vez que a mistura tenha arrefecido, remover cuidadosamente elastómero do molde utilizando uma espátula de metal e colocar na parte superior de uma folha de PTFE. Apara as bordas do LCE utilizando uma lâmina de barbear e cortar o LCE ao longo do seu comprimento em três pedaços de tamanhos iguais (aprox. 2,7 centímetros de comprimento e de largura 0,5 cm). </li></ol></li><li> Pendurar cada peça por uma extremidade a uma haste horizontal 10 e anexar clipes (4,4 g) à outra extremidade do LCE. Segure a LCE no local usando fita adesiva, e adicionar clipes de papel, um de cada vez em mínimo de incrementos de 10. Pendurar o LCE durante 7 dias à temperatura ambiente, observando as alterações no comprimento e uniformidade. Descarte qualquer amostra que rasga ou se rompe. Retirar amostras e armazenar em temperatura ambiente. </li></ol> 2. Preparação de eletricamente polisiloxano Responsive nanocompósitos LCE <ol><li> Para preparar nanocompósitos LCE com negro de carbono disperso através dograndes quantidades da amostra, em primeiro lugar repetir os passos 1,1-1,4 acima. Adicionar nanopartículas negros de carbono de 4,38 mg para a solução de reacção contendo mesogen reactivo, agente de ligação cruzada, e de siloxano. Usar um total de 5 clipes de papel, em vez de 10 para carregamento. </li><li> A fim de adicionar nanopartículas de negro de carbono adicional para a superfície do LCE, preparar a 1% w / v solução de nanopartículas de negro de carbono em tolueno. Sonicar durante 20 minutos para dispersar as nanopartículas e, em seguida, verter a dispersão em uma placa de Petri. Mergulhar os LCEs do passo 2.1 na dispersão de nanopartículas durante 6 h. </li><li> Após 6 h, utilizar uma pipeta para retirar a solução a partir da placa de Petri e permitir que o elastómero a secar ao ar. Limpe cuidadosamente partículas de carbono em excesso na superfície usando fita ou um cotonete. </li></ol> 3. Preparação de LCEs baseados em epóxi reversível <ol><li> Misture 246,15 mg de 4,4&#39;-diglycidyloxybiphenyl 31, 101 mg de ácido sebácico, 71,6 mg de ácido hexadecanedioic, e 76 mg de polydi terminada-carboxidecilmetilsiloxano num (3 cm x 2 cm x 1 cm) molde PTFE retangular feito sob medida. Aquecer as amostras colocando sobre uma placa quente a 180 ° C. <ol><li> Adicionar 11,48 mg de (1,5,7-triazabiciclo [4.4.0] dec-5-eno) e agita-se catalisador de metal usando pinças pré-aquecido a 180 ° C. Continuar a reacção até a mistura se forma um gel, após aproximadamente 20 minutos, e agita-se periodicamente para remover as bolhas gerados por meio da reacção. </li></ol></li><li> Remover o barco de PTFE da placa de aquecimento e deixa-se arrefecer para a TA. Usar uma lâmina de barbear para separar o elastómero do molde de PTFE. </li><li> Colocar duas folhas de PTFE, numa prensa de polímero a 180 ° C. Coloque o elastómero a partir do passo 3.2 entre as folhas de PTFE e comprimir a amostra até uma espessura de 0,3 - 0,5 milímetros. Continuar o aquecimento a 180 ° C durante 4 h. </li><li> Retirar a amostra e legal para RT. Cortar a amostra em pedaços retangulares (aproximadamente 2,5 cm de comprimento e 0,5 cm de largura). Pendure a amostra em uma extremidade usando fita poliimida dentro de um forno de aquecimento. Anexar 12 paperclips (8,88 g) à extremidade livre da amostra. Ajustar a temperatura do forno de aquecimento a 165 ° CO / N, ou para 12 - 16 h. </li><li> Remover o elastómero do forno de aquecimento e notar a alteração no comprimento. Aquece-se a amostra a 80 ° C numa placa de aquecimento para remover a tensão residual em seguida arrefecer até à temperatura ambiente. </li></ol> 4. Teste e Caracterização de LCEs <ol><li> Medir estirpe reversíveis por aquecimento das amostras numa placa de aquecimento a 120 ° C e de imagem com uma câmara. Nota do comprimento inicial da amostra à TA, o comprimento da amostra, após aquecimento a 120 ° C, e o comprimento de volta após arrefecimento até à TA. LCEs deve contracção de cerca de 30% e voltar ao seu comprimento inicial ao arrefecer. Ver exemplo imagens apresentadas na Figura 1A e 1B. </li><li> Analise temperatura de transição de fase e de transição vítrea por calorimetria de varrimento diferencial (DSC) de corte um pequeno pedaço de cada LCE e digitalização de 0 ° C a 150 ° C, a um aquecimento / CoOling taxa de 10 ° C / min 32,33. </li><li> Quantificar o grau de alinhamento de cristal líquido por medições de difracção de raios-X. Colocar as amostras em um difratômetro de raios-X com capacidade de imagem 2D. 33 Ver imagens exemplo de difração mostrados na Figura 2. Nota: A imagem de difracção deve ser anisotrópica, reflectindo o alinhamento do LCE 33. LCEs polisiloxano são LCEs nemáticos e à base de epóxi apresentam uma fase smectic. </li><li> Medir a rigidez da LCE e mudança em comprimento e largura utilizando análise dinâmico-mecânica (DMA). comprimento da ficha e mudanças de rigidez como uma função da temperatura para LCEs e como uma função do potencial eléctrico para os nanocompósitos LCE. <ol><li> Para medições de termo-mecânica, utilizar uma lâmina de barbear para cortar manualmente amostras com as dimensões de 2 cm x 0,3 cm e cuidadosamente prender entre as braçadeiras de tensão. Aplicar uma força de 1 milhão para remover qualquer folga. <ol><li> Amostras equilibrar termicamente a 30 ° C seguinconduzida por ciclos de aquecimento e arrefecimento a 5 ° C / min. amostra de calor de 30 ° C até 120 ° C. Mudanças na temperatura produzem alterações no comprimento e largura da amostra, que são registrados durante a medição DMA. Veja a Figura 3A para medições termomecânicas de uma amostra de LCE. </li></ol></li><li> Para medições electromecânicos, cortado manualmente amostras de LCE nanocompósito para as dimensões de 2 cm x 0,3 cm e cola um fio de cobre em extremidades opostas dos nanocompósitos LCE usando uma prata epóxi. Fixar o nanocompósito LCE usando tensão braçadeiras com 1 mN tensão. <ol><li> Aplicar um potencial eléctrico através dos fios de cobre com uma tensão que varia de 0 - 60 V, uma frequência de 60 Hz, e um de ligar / desligar duração do impulso variando de 0,1 seg - 30 seg. </li><li> alterações na forma de discos em resposta ao potencial elétrico. Aplicar uma força fixa de 1 milhão para remover a folga. A mudança de posição dos grampos corresponde à alteração da forma da amostra. veja Figure 3B para medições eletromecânicos de uma amostra de LCE nanocompósito. </li></ol></li></ol></li></ol> 5. Cultura célula ativa através da estimulação elétrica da LCE nanocompósitos <ol><li> Tratar uma superfície de nanocompósitos LCE sob plasma de oxigênio durante 30 segundos. Spin cast 300 ul de uma solução de poliestireno em tolueno (1% w / v) a 3300 rpm durante 1 min em cima da superfície de plasma limpo. Seca-se o elastómero sob vácuo durante 12 horas para remover o tolueno, e tratar a superfície revestida de poliestireno do nanocompósito LCE utilizando plasma de oxigénio durante 30 seg. </li><li> Coloque nanocompósitos LCE em solução de etanol a 70% durante 30 minutos para esterilizar a superfície. <ol><li> Lava-se a nanocompósito LCE com solução salina tamponada com fosfato e transferir o LCE para uma placa de Petri seco com o lado revestido de polistireno voltado para cima. Revestimento de toda a superfície do LCE por imersão em 5 ml de uma solução de colagénio tipo I da cauda de rato (50 ug / ml em 0,02 N de ácido acético). Incubar LCE nanocomposite a 37 ° C e 5% de CO 2 durante pelo menos 30 min. </li></ol></li><li> Isolar cardiomiócitos ventriculares de ratos neonatos e suspendê-media chapeamento de alta soro conforme relatado anteriormente 11. <ol><li> Células da placa na parte superior do substratos LCE descrito como acima, a uma densidade de 100.000 - 600.000 células / cm2. Cerca de 24 horas mais tarde, transferir as células para a mídia baixos níveis séricos de manutenção (DMEM, 18,5% M199, HS a 5%, 1% de FBS e antibióticos). Permitir cardiomiócitos para prender e proliferar na superfície do LCE durante 4 dias. </li></ol></li><li> Concepção e fabrico de um recipiente personalizado utilizando uma impressora 3-D e utilizando o esquema do recipiente mostrado na Figura 4, utilizando o protocolo do fabricante. Nota: O 3D impressa recipiente é um recipiente rectangular com dimensões externas de 60 mm x 40 mm x 20 mm e dimensões internas de 50 milímetros x 30 mm x 15 mm. Em duas superfícies laterais, existem dois conjuntos de furos de 5 mm usada para a inserção de varetas de carbono condutoras. EntalheES em torno dos furos e até ao bordo superior do recipiente para permitir a colocação de uma peça de plástico rectangular (dimensões de 52,5 mm x 12 mm x 4 mm) entre o recipiente para segurar o LCE no lugar em ambas as extremidades. A distância entre os furos é de 3 mm sobre um lado do navio, e os entalhes estão localizados em torno dos furos, como mostrado na Figura 4. Este é concebido para ser compatível com o tamanho dos substratos LCE descritos acima. hastes de fumo condutor são obtidos através de um fornecedor comercial, tal como mostrado no suplemento Materiais. <ol><li> Insira varetas de carbono através dos orifícios através dos vasos e mantenha no lugar usando adesivo de silicone de grau médico. Curar o adesivo S / N. </li></ol></li><li> nanocompósitos transferência LCE com cardiomiócitos para um recipiente personalizado de 3D-impresso preenchido com meio de manutenção de cultura de células e com varetas de carbono condutoras paralelas ligadas a uma fonte eléctrica. Coloque a LCE através das varetas de carbono e fixar em uma extremidade para garantir o contato elétrico. <ol><li> Insira um pedaço retangular de plástico através dos entalhes no vaso 3-D para manter a LCE no lugar em uma ou ambas as extremidades, mas coloque este vagamente sobre a amostra LCE. Estimular electricamente LCE através da aplicação de um potencial eléctrico de 40 V CA com intervalos de 5 s de ligar / desligar de tempo para um total de 24 h. </li></ol></li><li> Corar a membrana de células vivas utilizando calceína AM como anteriormente descrito 11. </li><li> Para núcleos de coloração, cobrir as células com DAPI contendo meio de montagem antes de imagem sob um microscópio fluorescente invertido. Use ImageJ para contar o número de células vivas e determinar o ângulo de alinhamento de célula usando a melhor função de ajuste. </li></ol> 6. Cultura célula ativa com LCEs Usando aquecimento direto <ol><li> Repita os passos de 5,1-5,3 acima usando um LCE pura, sem carbono nanopartículas negros acrescentou. Este procedimento também é descrito em pormenor numa publicação prévia. 11 </li><li> Transferir o LCE com cardiomiócitos a um Petri dish com cultura de células media de manutenção e um 0,5 &quot;x 2&quot; Kapton aquecedor resistivo. fornecimento de calor à LCE ligando o aquecedor resistivo com potência de aquecimento de 12 W. ligue e desligue o calor com intervalos de 5 seg durante pelo menos 24 horas. </li></ol>

<ol><li>Nikkhah, M., Edalat, F., Manoucheri, S., Khademhosseini, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+microscale+topographies+to+control+the+cell-substrate+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Engineering microscale topographies to control the cell-substrate interface.</a> Biomaterials. 33 (21), 5230-5246 (2012).</li>
<li>Mather, P. T., Luo, X., Rousseau, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+Memory+Polymer+Research%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Mater.+Res%22%5BJournal%5D)">Shape Memory Polymer Research.</a> Annu. Rev. Mater. Res. 39 (1), 445-471 (2009).</li>
<li>Small, W., Singhal, P., Wilson, T. S., Maitland, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomedical+applications+of+thermally+activated+shape+memory+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Biomedical applications of thermally activated shape memory polymers.</a> J. Mater. Chem. 20 (17), 3356-3366 (2010).</li>
<li>Rickert, D., Lendlein, A., Peters, I., Moses, M. A., Franke, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biocompatibility+testing+of+novel+multifunctional+polymeric+biomaterials+for+tissue+engineering+applications+in+head+and+neck+surgery%3A+an+overview%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Arch.+Oto-Rhino-Laryngol.+Head+Neck%22%5BJournal%5D)">Biocompatibility testing of novel multifunctional polymeric biomaterials for tissue engineering applications in head and neck surgery: an overview.</a> Eur. Arch. Oto-Rhino-Laryngol. Head Neck. 263 (3), 215-222 (2006).</li>
<li>Chen, Q., Liang, S., Thouas, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elastomeric+biomaterials+for+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">Elastomeric biomaterials for tissue engineering.</a> Prog. Polym. Sci. 38 (3-4), 584-671 (2013).</li>
<li>Mano, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimuli-Responsive+Polymeric+Systems+for+Biomedical+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Eng.+Mater%22%5BJournal%5D)">Stimuli-Responsive Polymeric Systems for Biomedical Applications.</a> Adv. Eng. Mater. 10 (6), 515-527 (2008).</li>
<li>Ratna, D., Karger-Kocsis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+shape+memory+polymers+and+composites%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Sci%22%5BJournal%5D)">Recent advances in shape memory polymers and composites: a review.</a> J. Mater. Sci. 43 (1), 254-269 (2008).</li>
<li>Biggs, J., Danielmeier, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electroactive+Polymers%3A+Developments+of+and+Perspectives+for+Dielectric+Elastomers%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Electroactive Polymers: Developments of and Perspectives for Dielectric Elastomers.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 52 (36), 9409-9421 (2013).</li>
<li>Ware, T. H., McConney, M. E., Wie, J. J., Tondiglia, V. P., White, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voxelated+liquid+crystal+elastomers%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Voxelated liquid crystal elastomers.</a> Science. 347 (6225), 982-984 (2015).</li>
<li>Shepherd, R. F., Ilievski, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multigait+soft+robot%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">Multigait soft robot.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. 108 (51), 20400-20403 (2011).</li>
<li>Agrawal, A., Adetiba, O., Kim, H., Chen, H., Jacot, J. G., Verduzco, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimuli-responsive+liquid+crystal+elastomers+for+dynamic+cell+culture%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Res%22%5BJournal%5D)">Stimuli-responsive liquid crystal elastomers for dynamic cell culture.</a> J. Mater. Res. 30 (04), 453-462 (2015).</li>
<li>Yang, P., Baker, R. M., Henderson, J. H., Mather, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+wrinkle+formation+via+shape+memory+dynamically+aligns+adherent+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">In vitro wrinkle formation via shape memory dynamically aligns adherent cells.</a> Soft Matter. 9 (18), 4705-4714 (2013).</li>
<li>Xu, X., Davis, K. A., Yang, P., Gu, X., Henderson, J. H., Mather, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+Memory+RGD-Containing+Networks%3A+Synthesis%2C+Characterization%2C+and+Application+in+Cell+Culture%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol.+Symp%22%5BJournal%5D)">Shape Memory RGD-Containing Networks: Synthesis, Characterization, and Application in Cell Culture.</a> Macromol. Symp. 309-310 (1), 162-172 (2011).</li>
<li>Davis, K. A., Luo, X., Mather, P. T., Henderson, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+Memory+Polymers+for+Active+Cell+Culture%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Shape Memory Polymers for Active Cell Culture.</a> J Vis Exp. , e2903(2011).</li>
<li>Warner, M., Terentjev, E. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWarner%2C+M+%22Liquid+Crystal+Elastomers%22">Liquid Crystal Elastomers</a>. , Oxford University Press. Oxford, England. (2003).</li>
<li>Urayama, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selected+Issues+in+Liquid+Crystal+Elastomers+and+Gels%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Selected Issues in Liquid Crystal Elastomers and Gels.</a> Macromolecules. 40 (7), 2277-2288 (2007).</li>
<li>Fleischmann, E. K., Zentel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid-Crystalline+Ordering+as+a+Concept+in+Materials+Science%3A+From+Semiconductors+to+Stimuli-Responsive+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Liquid-Crystalline Ordering as a Concept in Materials Science: From Semiconductors to Stimuli-Responsive Devices.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 52 (34), 8810-8827 (2013).</li>
<li>Ohm, C., Brehmer, M., Zentel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid+Crystalline+Elastomers+as+Actuators+and+Sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Liquid Crystalline Elastomers as Actuators and Sensors.</a> Adv. Mater. 22 (31), 3366-3387 (2010).</li>
<li>Jiang, H., Li, C., Huang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Actuators+based+on+liquid+crystalline+elastomer+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Actuators based on liquid crystalline elastomer materials.</a> Nanoscale. 5 (12), 5225-5240 (2013).</li>
<li>Burke, K. A., Rousseau, I. A., Mather, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+actuation+in+main-chain+liquid+crystalline+elastomers+with+varying+crosslink+densities%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Reversible actuation in main-chain liquid crystalline elastomers with varying crosslink densities.</a> Polymer. 55 (23), 5897-5907 (2014).</li>
<li>Chambers, M., Finkelmann, H., Remškar, M., Sánchez-Ferrer, A., Zalar, B., Žumer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid+crystal+elastomer-nanoparticle+systems+for+actuation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Liquid crystal elastomer-nanoparticle systems for actuation.</a> J. Mater. Chem. 19 (11), 1524-1531 (2009).</li>
<li>Chambers, M., Zalar, B., Remskar, M., Zumer, S., Finkelmann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Actuation+of+liquid+crystal+elastomers+reprocessed+with+carbon+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Actuation of liquid crystal elastomers reprocessed with carbon nanoparticles.</a> Appl. Phys. Lett. 89 (24), 243116(2006).</li>
<li>Kohlmeyer, R. R., Chen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wavelength-Selective+IR+Light-Driven+Hinges+Based+on+Liquid+Crystalline+Elastomer+Composites%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Wavelength-Selective IR Light-Driven Hinges Based on Liquid Crystalline Elastomer Composites.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 52 (35), 9234-9237 (2013).</li>
<li>Liu, X., Wei, R., Hoang, P. T., Wang, X., Liu, T., Keller, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+and+Rapid+Laser+Actuation+of+Liquid+Crystalline+Elastomer+Micropillars+with+Inclusion+of+Gold+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">Reversible and Rapid Laser Actuation of Liquid Crystalline Elastomer Micropillars with Inclusion of Gold Nanoparticles.</a> Adv. Funct. Mater. 25 (20), 3022-3032 (2015).</li>
<li>Marshall, J. E., Terentjev, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photo-sensitivity+of+dye-doped+liquid+crystal+elastomers%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Photo-sensitivity of dye-doped liquid crystal elastomers.</a> Soft Matter. 9 (35), 8547-8551 (2013).</li>
<li>Marshall, J. E., Ji, Y., Torras, N., Zinoviev, K., Terentjev, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon-nanotube+sensitized+nematic+elastomer+composites+for+IR-visible+photo-actuation%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Carbon-nanotube sensitized nematic elastomer composites for IR-visible photo-actuation.</a> Soft Matter. 8 (5), 1570-1574 (2012).</li>
<li>Camargo, C. J., Campanella, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Localised+Actuation+in+Composites+Containing+Carbon+Nanotubes+and+Liquid+Crystalline+Elastomers%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol.+Rapid+Commun%22%5BJournal%5D)">Localised Actuation in Composites Containing Carbon Nanotubes and Liquid Crystalline Elastomers.</a> Macromol. Rapid Commun. 32, 1953-1959 (2011).</li>
<li>Ahir, S. V., Squires, A. M., Tajbakhsh, A. R., Terentjev, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infrared+actuation+in+aligned+polymer-nanotube+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+B%22%5BJournal%5D)">Infrared actuation in aligned polymer-nanotube composites.</a> Phys Rev B. 73 (8), 085420(2006).</li>
<li>Küpfer, J., Finkelmann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nematic+liquid+single+crystal+elastomers%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol+Chem+Rapid+Commun%22%5BJournal%5D)">Nematic liquid single crystal elastomers.</a> Macromol Chem Rapid Commun. 12 (12), 717-726 (1991).</li>
<li>Ali, S. A., Al-Muallem, H. A., Rahman, S. U., Saeed, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bis-isoxazolidines%3A+A+new+class+of+corrosion+inhibitors+of+mild+steel+in+acidic+media%5BTitle%5D)+AND+%22Corros.+Sci%22%5BJournal%5D)">Bis-isoxazolidines: A new class of corrosion inhibitors of mild steel in acidic media.</a> Corros. Sci. 50 (11), 3070-3077 (2008).</li>
<li>Giamberjni, M., Amendola, E., Carfagna, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid+Crystalline+Epoxy+Thermosets%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Cryst.+Liq.+Cryst.+Sci.+Technol.+Sect.+Mol.+Cryst.+Liq.+Cryst%22%5BJournal%5D)">Liquid Crystalline Epoxy Thermosets.</a> Mol. Cryst. Liq. Cryst. Sci. Technol. Sect. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 266 (1), 9-22 (1995).</li>
<li>Agrawal, A., Luchette, P., Palffy-Muhoray, P., Biswal, S. L., Chapman, W. G., Verduzco, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+wrinkling+in+liquid+crystal+elastomers%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Surface wrinkling in liquid crystal elastomers.</a> Soft Matter. 8 (27), 7138-7142 (2012).</li>
<li>Agrawal, A., Chipara, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+self-stiffening+in+liquid+crystal+elastomers%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Dynamic self-stiffening in liquid crystal elastomers.</a> Nat Commun. 4, 1739(2013).</li>
<li>Sharma, A., Neshat, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodegradable+and+Porous+Liquid+Crystal+Elastomer+Scaffolds+for+Spatial+Cell+Cultures%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol.+Biosci%22%5BJournal%5D)">Biodegradable and Porous Liquid Crystal Elastomer Scaffolds for Spatial Cell Cultures.</a> Macromol. Biosci. 15 (2), 200-214 (2015).</li>
<li>Yeh, L. C., Dai, C. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neat+poly%28ortho-methoxyaniline%29+electrospun+nanofibers+for+neural+stem+cell+differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Neat poly(ortho-methoxyaniline) electrospun nanofibers for neural stem cell differentiation.</a> J. Mater. Chem. B. 1, 5469-5477 (2013).</li>
<li>Krause, S., Dersch, R., Wendorff, J. H., Finkelmann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photocrosslinkable+Liquid+Crystal+Main-Chain+Polymers%3A+Thin+Films+and+Electrospinning%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol.+Rapid+Commun%22%5BJournal%5D)">Photocrosslinkable Liquid Crystal Main-Chain Polymers: Thin Films and Electrospinning.</a> Macromol. Rapid Commun. 28 (21), 2062-2068 (2007).</li>
<li>Liu, D., Broer, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light+controlled+friction+at+a+liquid+crystal+polymer+coating+with+switchable+patterning%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Light controlled friction at a liquid crystal polymer coating with switchable patterning.</a> Soft Matter. 10 (40), 7952-7958 (2014).</li>
</ol>

Os autores não têm nada a divulgar.

Para produzir LCEs monodomínio, as LCEs precisam ser carregadas uniaxialmente durante a reticulação. Isso é desafiador na prática porque o LCE é carregado quando está apenas parcialmente reticulado e, portanto, não é mecanicamente robusto e pode facilmente quebrar ou rasgar. O procedimento descrito acima (etapas 1.1 - 1.4) pode produzir LCEs monodomínio de forma consistente. Uma etapa crítica é a remoção do LCE do molde de PTFE para carregamento no momento apropriado. Se o LCE for removido muito rapidamente, ele quebrar...

Materiais que podem exibir alterações de forma rápida, reversível, e programáveis ​​são desejáveis ​​para um número de aplicações emergentes 1-9. Stents forma de resposta pode ajudar com a cicatrização de feridas e tratamento 7. Robôs artificiais podem ajudar na exploração ou na realização de tarefas em ambientes que são prejudiciais ou inseguro para os seres humanos 10. Elastómeros Forma-responsivo são desejáveis ​​para utilização em cultura de células activo, em que as células são cultivadas num ambiente activo. 11-14 Outras aplicações incluem a embalagem, de detecção, e de entrega de drogas. Elastômeros de cristal líquido (LCE) são redes de polímeros com cristal líquido encomendar 15-20. LCEs são feitos através da combinação de uma rede de polímero flexível com as moléculas de cristais líquidos conhecidos como mesogens. A capacidade de resposta dos LCEs é derivado a partir do acoplamento de fim de cristal líquido para as estirpes na rede polimérica, e os estímulos que influenciam a ordenação de mesogens vai genecepas de rede de taxa, e vice-versa. A fim de alcançar grandes e reversíveis forma-mudanças na ausência de uma carga externa, os mesogens devem ser alinhadas numa única direcção no LCE. Um desafio prática comum em trabalhar com LCEs está gerando monodomain LCEs. Outro desafio está gerando mudanças de forma em resposta a estímulos, além do aquecimento direto. Isto pode ser feito através da adição de nanopartículas ou corantes para as redes 21-28 LCE. Aqui, nós demonstramos a preparação de LCEs monodomain e nanocompósitos LCE. Em primeiro lugar, demonstrar a preparação de LCEs monodomain usando o método de duas etapas primeiramente relatada por Kupfer et al. 29 Este ainda é o método mais popular e bem conhecido para a preparação LCEs monodomain, mas conseguir o alinhamento uniforme e consistência entre as amostras pode ser um desafio . Nós demonstramos uma abordagem que pode ser facilmente implementado usando equipamento de laboratório padrão, incluindo detalhes sobre a amostragemmanipulação e preparação. Em seguida, mostramos como carbono condutora nanopartículas preto pode ser adicionado a LCEs para produzir condutores, LCEs respondem eletricamente. Em seguida, demonstram a síntese e alinhamento de LCEs à base de epóxi. Estes materiais apresentam ligações de rede e permutáveis ​​pode ser alinhada por aquecimento a temperaturas elevadas e a aplicação de uma carga uniforme. Todos os LCEs são caracterizados por meio de imagens de amostra macroscópica, medidas de difração de raios-X, e análise dinâmico-mecânica. Finalmente, demonstramos um potencial de aplicação LCEs como substratos forma de resposta para a cultura célula ativa.

<table><tbody><tr><td>4-metoxifenil 4-(3-buteniloxi)benzoato</td><td>TCI América</td><td>M2106</td><td>Mesogênio reativo</td></tr><tr><td>poli(metilhidrossiloxano)</td><td>Gelest</td><td>HMS-993</td><td>Polissiloxano</td></tr><tr><td>reativo 1,4-di(10-undeceniloxibenzeno)</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>ver: Ali, S. A., Al-Muallem, H. A., Rahman, S. U. & Saeed, M. T. Bis-isoxazolidinas: Uma nova classe de inibidores de corrosão de aço macio em meios ácidos. Ciência da corrosão. 50 (11), 3070; 3077, doi:10.1016/j.corsci.2008.08.011 (2008)</td></tr><tr><td>(dicloro(1,5-ciclooctadieno)-platina(II)&nbsp;</td><td>Molde de</td><td>PTFE catalisador</td><td>Sigma Aldrich 244937</td></tr><tr><td></td><td>PT N/A</td><td>N/A</td><td>fabricado na oficina mecânica de arroz</td></tr><tr><td>nanopartículas de negro de fumo</td><td>Cabot</td><td>VULCAN&reg; &nbsp; XC72R</td><td>usado na síntese de nanocompósitos LCE</td></tr><tr><td>poliestireno</td><td>Sigma Aldrich</td><td>331651</td><td>poliestireno linear&nbsp;</td></tr><tr><td>4,4'-diglicidiloxibifenil</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>ver:&nbsp; Giamberjni, M., Amendola, E. & Carfagna, C. Termofixos Epóxi Cristalinos Líquidos. Ciência e Tecnologia de Cristais Moleculares e Cristais Líquidos. Seção A. Cristais Moleculares e Cristais Líquidos. 266 (1), 9&ndash; 22, doi:10.1080/10587259508033628 (1995).</td></tr><tr><td>ácido sebácico</td><td>Sigma Aldrich</td><td>283258</td><td>grupo de ligação C8 para síntese de epóxi-LCE</td></tr><tr><td>ácido hexadecanodióico</td><td>Sigma Aldrich</td><td>177504</td><td>grupo de ligação C16 para síntese de epóxi-LCE</td></tr><tr><td>polidimetilsiloxano terminado em carboxidecil</td><td>Gelest</td><td>DMS-B12</td><td>Grupo de ligação de siloxano para síntese de epóxi-LCE</td></tr><tr><td>1,5,7-triazabiciclo[4.4.0] dec-5-eno</td><td>Sigma Aldrich</td><td>345571</td><td>catalisador para hastes de carbono LCEs reversíveis</td></tr><tr><td></td><td>Ladd Research&nbsp;</td><td>30250</td><td>usado em experimentos de cultura de células</td></tr><tr><td>adesivo de silicone de grau médico</td><td>Silbione</td><td>MED ADH 4100 RTV</td><td>usado para aderir hastes de carbono ao vaso</td></tr></tbody></table>

preparação de monodomain cristal líquido elastômeros e de cristal líquido elastomer nanocompósitos

Preparation of Monodomain Liquid Crystal Elastomers and Liquid Crystal Elastomer Nanocomposites

LCEs são materiais de forma responsiva com mudança totalmente reversível forma e potenciais aplicações na medicina, engenharia de tecidos, músculos artificiais, e os robôs como suaves. Aqui, demonstramos a preparação de elastómeros de forma responsiva de cristais líquidos (LCES) e nanocompósitos LCE, juntamente com a caracterização da sua forma-responsividade, das propriedades mecânicas, e microestrutura. Dois tipos de LCEs - à base de poli-siloxano e de base epoxi - são sintetizados, alinhados, e caracterizada. LCEs à base de polissiloxano são preparados por meio de dois passos de reticulação, o segundo, sob uma carga aplicada, resultando em LCEs monodomain. nanocompósitos polissiloxano LCE são preparados através da adição de nanopartículas de negro de fumo condutor, tanto ao longo da maior parte do LCE e à superfície do LCE. LCEs à base de epóxido são preparados através de uma reacção de estéril icação reversível. LCEs à base de epóxi estão alinhadas através da aplicação de uma carga uniaxial a elevada (160 ° C) temperatures. LCEs alinhados e nanocompósitos LCE são caracterizados no que diz respeito à tensão reversível, a rigidez mecânica e ordenação de cristal líquido usando uma combinação de imagens bidimensionais medições de difracção de raios-X, calorimetria de varrimento diferencial, e análise dinâmico-mecânica. LCEs e nanocompósitos LCE pode ser estimulada com o calor e / ou potencial eléctrico controlável para gerar estirpes em meios de cultura de células, e que de demonstrar a aplicação de LCEs como substratos forma responsiva para cultura de células utilizando um aparelho feito por encomenda.

LCEs Monodomain são a forma de resposta devido ao acoplamento da conformação da rede com pedidos de cristal líquido. LCEs aquecimento resulta em uma diminuição no parâmetro de ordem de cristal líquido, que produzem uma contracção da rede polimérica ao longo da direcção de alinhamento principal. Isto é facilmente visualizado através da colocação de um LCE numa placa de aquecimento, como mostrado na Figura 1A e 1B. No aquecimento de RT, os contratos LCE ao...

Demonstramos a preparação de elastômeros de cristal líquido (LCEs) à base de siloxano e epóxi e nanocompósitos LCE. Os LCEs são caracterizados em relação à deformação reversível, ordenação de cristal líquido e rigidez. Como uma aplicação potencial, demonstramos seu uso como substratos responsivos à forma em um dispositivo personalizado para cultura de células ativas.

Preparação de Monodomain cristal líquido elastômeros e de cristal líquido Elastomer nanocompósitos

LCEs are shape-responsive materials with fully reversible shape change and potential applications in medicine, tissue engineering, artificial muscles, and ...

O objetivo geral deste procedimento é preparar elastômeros de cristal líquido e nanocompósitos alinhados e responsivos à forma. Os elastômeros de cristal líquido são materiais que respondem a estímulos, alterando sua forma em resposta a estímulos presentes no ambiente. Eles podem ser utilizados em diversas aplicações, como na engenharia de tecidos, onde sabemos que as células respondem a tensões e deformações no ambiente.No procedimento que vamos demonstrar, utilizamos materiais de baixo custo. O método que apresentamos é confiável e pode ser implementado em qualquer laboratório, sem necessidade de equipamentos caros ou especializados. Esses materiais podem ser aplicados no desenvolvimento de folhas de células cardíacas, nas quais sabemos que tensões e deformações podem afetar a diferenciação, a maturação e a função das células musculares cardíacas.A demonstração visual deste procedimento é importante porque o processo pode ser difícil de aprender e as amostras especialmente delicadas durante a suspensão, o carregamento e a reticulação. Assim, a demonstração do procedimento será realizada por Hojin Kim, Bohan Zhu e Huiying Chen, alunos do nosso laboratório e do Laboratório Jeff Jaycot. Comece combinando 166,23 miligramas de um mesógeno reativo, 40 miligramas de siloxano e 12,8 miligramas de reticulante com 0,6 mililitros de tolueno anidro em um pequeno frasco contendo um bastão de agitação.Agite a solução a 35 graus Celsius por 25 minutos para que os reagentes se dissolvam completamente. Em um vial separado, prepare uma solução a um por cento em peso de um catalisador de platina em diclorometano. Em seguida, adicione 30 microlitros da solução de catalisador à solução previamente preparada e agite a mistura com o bastão de agitação.Em seguida, despeje a solução em um molde retangular de politetrafluoretileno feito sob medida. Cubra o molde levemente com uma lâmina de vidro e coloque-o em uma estufa a 60 graus Celsius por 30 minutos. Agite o molde periodicamente para remover bolhas durante os primeiros 15 minutos.Retire o molde do forno e resfrie-o rapidamente com nitrogênio líquido, despejando nitrogênio líquido em um recipiente pequeno e colocando a parte inferior do molde de PTFE em contato com o nitrogênio líquido por 2 segundos. Uma vez que a mistura tenha esfriado, coloque uma folha de PTFE e use uma espátula metálica para remover cuidadosamente o elastômero do molde e colocá-lo sobre a folha. Em seguida, use uma lâmina de barbear para aparar as bordas do elastômero de cristal líquido e cortá-lo ao longo do seu comprimento em três pedaços de tamanho igual.Prenda cada peça a uma haste horizontal e mantenha o elastômero no lugar usando fita adesiva. Adicione um clipe de papel por vez à extremidade dos elastômeros em incrementos de 10 minutos. Deixe-os pendurados por sete dias à temperatura ambiente e observe quaisquer alterações no comprimento ou na uniformidade.Descarte qualquer amostra que rasgue ou quebre. Para preparar um nanocompósito elastomérico de cristal líquido com resposta elétrica, adicione 4,38 miligramas de nanopartículas de negro de carbono à solução reacional contendo o mesógeno reativo, o agente reticulante e a siloxana. Durante a etapa de suspensão da fabricação, utilize um total de cinco clipes de papel em vez de 10 para carregar a amostra.Adicione nanopartículas de negro de carbono adicionais à superfície do elastômero de cristal líquido. Prepare uma solução de 1% em peso por volume de nanopartículas de negro de carbono em tolueno. Sonique a solução por 20 minutos para dispersar as nanopartículas de carbono e, em seguida, despeje a dispersão em uma placa de Petri.Em seguida, mergulhe os elastômeros de cristal líquido na dispersão de nanopartículas por seis horas. Após removê-los da solução, use a pipeta para retirar o excesso de solução da placa de Petri e deixe o elastômero secar ao ar. Limpe suavemente as partículas de carbono em excesso na superfície usando fita adesiva ou um cotonete.Para preparar elastômeros de cristal líquido reversíveis à base de epóxi, misture 246,15 miligramas de diglicidil diloxi bifenila, 101 miligramas de ácido sebáquico, 71,6 miligramas de ácido hexadecanodioico e 76 miligramas de PDMS terminado em carboxidecila no molde retangular de PTFE. Aqueça as amostras colocando-as em uma placa aquecedora a 180 graus Celsius. Em seguida, adicione 11,48 miligramas de catalisador e use pinças metálicas pré-aquecidas a 180 graus Celsius para agitar a mistura.Continue mexendo a mistura periodicamente para remover as bolhas geradas pela reação. Mantenha a reação da mistura por aproximadamente 20 minutos. Após a gelificação, retire o barquinho de PTFE da placa aquecedora e deixe a mistura esfriar até a temperatura ambiente.Em seguida, utilize uma lâmina de barbear para separar o elastômero do molde de PTFE. Depois, coloque duas folhas de PTFE em uma prensa polimérica a 180 graus Celsius. Posicione o elastômero entre as folhas de PTFE e comprima a amostra até uma espessura de 0,3 a 0,5 milímetros.Continue aquecendo o elastômero a 180 graus Celsius por quatro horas. Após quatro horas, remova a amostra e resfrie-a até a temperatura ambiente. Em seguida, corte a amostra em pedaços retangulares, com 2,5 centímetros de comprimento e 0,5 centímetros de largura.Prenda a amostra em uma das extremidades usando fita de poliimida dentro de uma estufa de aquecimento. Fixe 12 clipes de papel com um peso total de 8,88 gramas na extremidade livre da amostra. Em seguida, ajuste a temperatura da estufa para 165 graus Celsius e aqueça as amostras durante a noite.Retire o elastômero do forno e observe a alteração no comprimento. Em seguida, aqueça a amostra a 80 graus Celsius em uma placa aquecedora para remover a tensão residual, depois resfrie novamente até a temperatura ambiente. Meça a deformação reversível colocando as amostras em uma placa aquecedora e aquecendo a placa novamente até 120 graus Celsius.Imagem o amostra à temperatura ambiente após o aquecimento a 120 graus Celsius e após o resfriamento de volta à temperatura ambiente. Use as imagens para medir o comprimento da amostra em cada etapa. Para medições termomecânicas, use uma lâmina de barbear para cortar manualmente as amostras nas dimensões de dois centímetros por 0,3 centímetros e prenda-as cuidadosamente, uma de cada vez, entre as garras de tração.Aplicar uma força de um milinewton à amostra para remover inicialmente qualquer folga. Em seguida, equilibrar termicamente as amostras a 30 graus Celsius, seguido por ciclos de aquecimento e resfriamento. Aquecer a amostra a cinco graus Celsius por minuto, de 30 graus Celsius até 120 graus Celsius.Registre as alterações no comprimento e na largura da amostra durante a variação de temperatura. Trate uma superfície de nanocompósitos de elastômero de cristal líquido com plasma de oxigênio por 30 segundos. Em seguida, aplique por centrifugação 300 microlitros de uma solução de poliestireno em tolueno a 1% peso por volume a 3.300 rpm por um minuto sobre a superfície limpa pelo plasma.Seque o elastômero sob vácuo por 12 horas para remover o tolueno. Em seguida, trate a superfície revestida com poliestireno do nanocompósito de LCE usando plasma de oxigênio por 30 segundos. Estilize os nanocompósitos de elastômero tratados com plasma em etanol 70% por 30 minutos.Em seguida, lave-os com solução salina tamponada com fosfato. Transfira os nanocompósitos de elastômero lavados para uma placa de Petri seca, com a face revestida com poliestireno voltada para cima. A seguir, adicione cinco mililitros de solução de colágeno tipo I a uma placa e recubra toda a superfície das amostras imergindo-as na solução de colágeno.Em seguida, cubra as amostras e incube-as a 37 graus Celsius e 5% de dióxido de carbono por pelo menos 30 minutos. Plaque cardiomiócitos ventriculares neonatais isolados sobre os substratos numa densidade de 100.000 a 600.000 células por centímetro quadrado. Cultive as células conforme descrito no protocolo de texto associado.Uma vez que as células tenham aderido firmemente, transfira os nanocompósitos de elastômero de cristal líquido semeados para um recipiente personalizado, impresso em 3D. Em seguida, insira um pedaço retangular de plástico através das ranhuras no recipiente 3D para manter o elastômero de cristal líquido fixo em uma ou ambas as extremidades. Coloque a amostra sobre as hastes de carbono e fixe-a em uma extremidade para garantir um bom contato elétrico.Certifique-se de que o recipiente esteja cheio com meio de manutenção de cultura celular e equipado com hastes condutoras de carbono paralelas conectadas a uma fonte elétrica. Estimule eletricamente os elastômeros de cristal líquido com um potencial elétrico alternado de 40 volts, com tempo ligado e desligado de cinco segundos, durante um total de 24 horas. Os elastômeros de cristal líquido contraem e alongam reversivelmente quando aquecidos da temperatura ambiente até acima da temperatura de transição de nemático para isotrópico, aproximadamente 80 graus Celsius.A análise mecânica dinâmica fornece uma medida quantitativa da mudança de forma do elastômero de cristal líquido em função da temperatura. A amostra descrita pelo gráfico mostrado aqui foi aquecida e resfriada por quatro ciclos. Após o aquecimento, as amostras exibem uma redução de cerca de 35% na direção em que foram suspensas durante a fabricação.A amostra também se expande de 25 a 30% na direção perpendicular. Os nanocompósitos de elastômero de cristal líquido contraem-se com a aplicação de um potencial elétrico. Quando expostos a 40 volts de corrente alternada, os nanocompósitos de elastômero de cristal líquido encurtam cerca de 22 1/2% na direção em que foram suspensos durante a fabricação.Aqui, as amostras foram expostas a um ciclo ligado-desligado a cada 15 segundos. Assim, uma vez dominado o procedimento, ele pode ser concluído em duas horas e toda a síntese será finalizada após uma semana, após pendurar a amostra. Ao realizar este procedimento, é importante lembrar-se de pendurar o LC com a quantidade correta de peso.Caso contrário, você pode não alinhar corretamente a amostra ou quebrá-la durante a fabricação. Seguindo este procedimento, é possível adicionar outros tipos de aditivos ao LCE, como nanotubos de carbono, para compreender qual resposta a estímulos ele pode ter. Esperamos que esta pesquisa abra caminho para que biólogos e bioengenheiros moldem substratos responsivos a fim de investigar o efeito do estresse e da deformação no crescimento celular, no alinhamento celular e no comportamento celular.Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como produzir elastômeros de cristal líquido alinhados e responsivos à forma, bem como nanocompósitos de elastômeros de cristal líquido.

preparation-monodomain-liquid-crystal-elastomers-liquid-crystal

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioengenharia

Uma nova metodologia é apresentada para sintetizar e elastómeros programa principal de cadeia líquido-cristalinos utilizando monómeros de partida comercialmente disponíveis. Uma ampla gama de propriedades termomecânicas foi adaptada ajustando a quantidade de agente de reticulação, enquanto que o desempenho de actuação era dependente da quantidade de tensão aplicada durante a programação.

Síntese de Programmable principal de cadeia Elastômeros líquido-cristalinos Usando um de dois estágios Reação Tiol-acrilato

Este estudo apresenta uma metodologia para preparar 3D, andaimes, células do tipo espuma biodegradáveis ​​à base de elastómeros biocompatíveis cristal líquido de cadeia lateral (LCES). expericias de microscopia confocal demonstram que LCEs do tipo espuma para permitir a ligação de células, proliferação, e o alinhamento espontânea de mioblastos C2C12s.

Síntese de biocompatíveis cristal líquido de elastómero Espumas como andaimes celulares para cultura de células 3D espaciais

O objetivo do protocolo é criar filmes de polímero líquido cristalino que podem oscilar mecanicamente sob irradiação de luz contínua. Descrevemos em grande detalhe a concepção de filmes independente, pelo método de alinhamento de cristal líquido para a foto-atuação. O protocolo experimental aplicado para preparar este material é amplamente aplicável.

Preparação das redes de cristal líquido para macroscópica movimento oscilatório induzido pela luz

Aqui, apresentamos os protocolos de análises de diferencial-deteção de tempo-resolvido infravermelho vibracional espectroscopia e elétron difração que permitem observações das deformações de estruturas locais ao redor de moléculas de photoexcited em um colunar cristal líquido, dando uma perspectiva atômica, sobre a relação entre a estrutura e a dinâmica deste material fotoativa.

Novas técnicas para observar a dinâmica estrutural de cristais líquidos de Photoresponsive

Este artigo descreve o processo de microfluidic e parâmetros para preparar acionamento partículas do líquido cristalinos elastômeros. Este processo permite a preparação de partículas e a variação de seus tamanho e forma (de Oblatos para fortemente prolato, núcleo-shell e morfologias Janus) de actuação bem como a magnitude de atuação.

Microfluidic preparação dos atuadores do líquido cristalino de elastômero

Pinças plasmonic e nanoestruturas de cristal fotônico são mostradas para produzir melhorias útil no controle da eficiência e orientação dos opticamente prendendo micro e nano-partículas.

Utilização de Nanoestruturas Cristal plasmônicos e Fotônica para Manipulação de Micro-e Nanopartículas melhorada

Este protocolo demonstrará a extração e análise de ácidos graxos bioativos livres e esterificados das células. Os ácidos graxos são quantificados com precisão usando diluição de isótopos estáveis, cromatografia líquida quiral, espectrometria de massa de monitoramento de reações múltiplas de ionização química atmosférica de captura de elétrons (SID-LC-ECAPCI-MRM/MS).

Extração de lipídeos celulares para Targeted diluição de isótopos estáveis ​​Líquido Análise Espectrometria de Massa-Cromatografia

Aqui descrevemos um procedimento para imagem de complexos virais em liquidez em resolução de nanômetros usando um microscópio eletrônico de transmissão.

In situ TEM de Assembleias Biológicas em Líquido

Nós desenvolvemos um método de baixo custo e prototipagem rápida de dispositivos de injeção de borracha elastômero líquido moldados usando impressoras 3D de modelagem por fusão e deposição de projeto de moldes e um secador modificado como um sistema de injeção de líquido.

Prototipagem rápida e de baixo custo de Dispositivos Médicos Usando 3D impresso moldes para moldagem por injeção líquida

Aqui apresentamos um protocolo para sintetizar novos, de alta relação de aspecto biocompósitos condições biológicas e em meio líquido. Os biocompósitos escala de nanómetros a micrómetros de diâmetro e de comprimento, respectivamente. Nanopartículas de cobre (CNPS) e sulfato de cobre combinados com a cistina são os componentes chave para a síntese.

Geração de escalável e de alto-Aspect Metallic nanocompósitos índices, em um Biológico Líquido Médio

Aprenda a preparar elastômeros de cristal líquido e nanocompósitos responsivos à forma para engenharia de tecidos cardíacos. Este método acessível utiliza materiais de baixo custo e pode ser implementado em qualquer laboratório sem equipamentos especializados.

Preparação de Monodomain cristal líquido elastômeros e de cristal líquido Elastomer nanocompósitos

Explorar mais vídeos