Summary
Graphene은 생물 의학 임플란트의 코팅 소재로 가능성을 제공합니다. 이 연구에서 우리는 graphene의 나노 미터 두께의 레이어 코팅 nitinol 합금하는 방법을 설명하고 graphene은 임플란트 응답에 영향을 미칠 수 있는지 결정합니다.
Abstract
표면 코팅 등의 Atomically 부드러운 graphene은 임플란트 속성을 개선 할 가능성이 있습니다. 이 스텐트 소재로 응용 프로그램에 대한 graphene의 나노 미터 두께의 레이어 코팅 nitinol 합금하는 방법을 보여줍니다. Graphene은 화학 기상 증착을 통해 구리 기판에 성장하고 nitinol 기판에 양도되었습니다. graphene 코팅 생물학적 응답을 변경할 수 있는지 이해하기 위해 쥐의 대동맥 내피 세포와 쥐의 대동맥 평활근 세포의 세포 생존 능력을 조사했다. 또한, 세포 부착과 형태에 graphene-코팅의 효과는 형광 공 촛점 현미경으로 조사되었다. 셀은 고를 및 핵에 물들, 그리고 graphene 코팅 샘플에 비해 깨끗한 nitinol 샘플 사이의 눈에 띄는 차이가 있었다. 쥐 대동맥 평활근 세포에서 총 고를 표현은 서부 얼룩를 사용하여 발견되었습니다. 단백질 흡착 특성, 잠재적 thrombogenicity에 대한 지표, w오히려이 겔 전기 영동과 혈청 알부민과 피브리노겐에 대한 결정. 또한, 피브리노겐의 기판에 전하의 전송이 라만 분광법을 사용하여 추론했다. 그것은 nitinol 기판에 graphene 코팅 스텐트 재료의 기능적 요구 사항을 충족하고 코팅 nitinol에 비해 생물학적 반응을 향상 것을 발견했다. 따라서, graphene 코팅 nitinol은 스텐트 물질에 대한 가능한 후보입니다.
Introduction
지난 30 년은 새로운 자료를 기반 테라피와 질병 치료 및 진단을위한 장치의 검색을 수 차례 보아왔다. 이러한 nitinol (NiTi) 및 스테인레스 스틸 등의 소설 합금 재료는 종종 우수한 기계적 특성으로 인해 바이오 메디컬 임플란트 제조에 사용됩니다. 1-3 단, 많은 도전이 외인성 물질 세포 독성으로 인해 유지, 바이오 및 hemo 호환성. 이러한 합금 결과의 금속 자연 가난한 바이오 및 금속 침출, 세포 접착의 부족, 확산, 그리고 혈전증가 흐르는 혈액 (예 : 카테터, 혈관 이식, 혈관 stents, 인공 심장 판막 등과 접촉으로 인해 hemocompatibility 등.) 1., 4, 5 단백질 또는 임플란트 표면과 살아있는 세포의 상호 작용에 부정적인 장치 기능에 영향을 미칠 수있는 강력한 면역 반응 및 생화학 반응의 장인이 폭포 될 수 있습니다. 따라서 pertin입니다생명 의학 이식과 그 주변의 생물 환경 사이의 상호 작용에 대한 제어를 달성하기위한 다닐. 표면 수정은 종종 임플란트 재료에서 발생하는 불리한 생리적 반응을 줄이거 나 방지하기 위해 사용된다. 이상적인 표면 코팅은 높은 접착 강도, 화학 자 동력이 없음, 높은 부드러움, 좋은 hemo과 biocompatibility가 예상된다. 이전, 다이아몬드와 같은 탄소 (DLC), SiC를, 주석, 티오 2 여러 고분자 재료 등 각종 자료는 바이오 호환 임플란트 표면 코팅으로 테스트되었습니다. 1, 6-23는 그러나 이러한 자료는 아직 모두 충족 할 수없는 경우입니다 적절한 임플란트 표면 코팅을위한 기능 기준.
graphene로 알려진 SP 2 탄소의 원자 두꺼운 층의 발견은 새로운 다기능 재료의 개발을 위해 문을 열었습니다. Graphene은 그 이후 임플란트 표면 코팅을위한 이상적인 후보가 될 것으로 예상된다, 화학적으로 불활성 atomically 부드럽고 매우 내구성이 있습니다. 이 편지에서 우리는 생명 의학 임플란트의 표면 코팅로 graphene의 생존을 조사. 우리의 연구는 graphene 코팅 nitinol (GR-NiTi)는 기능 기준을 모두 충족하는지 보여주고 추가로 우수한 부드러운 근육과보다 나은 세포 증식으로 이어지는 내피 세포의 성장을 지원합니다. 우리는 또한 GR-NiTi에있는 혈청 알부민 흡착이 피브리노겐보다 더 높은 것을 발견했습니다. 중요한 것은,은 (i)의 자세한 spectroscopic 측정 (II) graphene 코팅이 확인 내피와 평활근 세포 라인에 대한 체외 독성에 의미있는 전시하지 이식에 의해 혈소판 활성화를 억제하는 그 graphene 코팅을 제안 graphene과 피브리노겐 사이에 무료 전송의 부족을 확인 자신의 biocompatibility는 그리고 (iii) graphene 코팅 화학, 불활성 내구성과 혈액 환경을 흐르는에 불 투과성 있습니다. 높은 성과 함께이 hemo 및 biocompatible 특성,rength, 화학 자 동력이 없음과 내구성은 이상적인 표면 코팅으로 graphene 코팅을 렌더링합니다.
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Protocol
1. NiTi의 Graphene 코팅
- 본 연구에 사용 된 graphene 샘플은 화학 기상 증착 기술을 사용하여 구리 (잘라 내기) 기판에 성장하고, 이후 4.5 mm 2 NiTi 기판으로 전달했다.
- CU 포일 (1cm X 1cm)는 석영 관 용광로 인치 1에 놓이고 ° C H 2의 50 sccm과 아르곤 450 sccm의 면전에서 1000 가열되었다.
- 다음, 메탄 (1과 4 sccm) 20-30 분에 대해 서로 다른 유량의 용광로에 소개되었습니다. 샘플은 결국 H 2, 아르곤 및 CH 4 흐르는에서 실내 온도로 냉각되었다.
- 다음 잘라 내기의 포일은 150 ° C.에서 5 분의 열처리에 이어 4000 rpm으로 PMMA (4 % anisole로 희석)을 스핀 코팅했다 PMMA 층에 첨부 된 Graphene은 10 분 10 % HCL 및 드 - 이온화 물에 린스 Transene 주식회사, CE-100 에칭, 그리고 후속을 사용하여 잘라 내기 호일를 에칭하여 얻은 것입니다.
- Samples은 NiTi 기판 (4.5 mm 2)로 옮겨와 아르곤의 ° C (300 sccm)와 H 2 시간 2 (700 sccm)은 PMMA를 제거하려면 450에서 annealed했다. 마지막으로, 기판은 GR-NiTi 샘플을 얻기 위해 잔류 PMMA를 해산하기 위해 아세톤으로 세척 하였다. Dilor XY 트리플 격자 단색화 장치는 아르곤 + 이온 레이저의 514.5 나노 미터 여기있는 모든 GR-NiTisamples의 마이크로 라만 특성 (100X 목표를 사용)에 사용되었다.
GR-NiTi의 2.에서 체외 독성
쥐의 대동맥 내피 세포는 (셀 응용 주식회사) 젤라틴 코팅 8 챔버 슬라이드에 배양 하였다. 세포의 성장, 깨끗한을 테스트 및 GR-NiTisubstrates 어떤 젤라틴 코팅없이 우물에 배치되었다하십시오. 스캔 전자 현미경 이미지는 히타치 S-4800 SEM을 사용하여 수득 하였다. 또한, 쥐 대동맥 평활근 세포는 두에서 대조군 (코닝)와 같은 96 - 웰 플레이트는 CellBind에서 재배 된lbecco의 수정 된 이글 중간 (ATCC).
- 세포 생존 능력을 테스트하기 위해, 세포 (내피와 원활한 모두 근육 세포) / 잘 언급 sccm가에 사용 된 메탄 흐름에 해당하는 깨끗한 NiTi, 1 sccm 또는 4 sccm GR-NiTi 기판을 포함 우물 10 5 세포에 놓는되었습니다 graphene의 CVD 성장. 세포는 37 보육에서 원하는 기간에 성장 된 ° C 5 % CO 2, 매일 미디어를 교환.
- 끝 시점에서, 미디어가 제거되었으며 0.5 MG / ML thiazolyl 블루 tetrazolium 브로마이드 (또는 시그마에서 얻은 MTT)을 포함하는 새로운 미디어는 각도에 추가되었습니다. 셀은 추가로 3 시간에 incubated되었습니다. MTS 분석의 경우, 미디어는 최종 시점에서 제거하고 MTS 작업 솔루션 (셀 등급 96 수성, Promega)와 3 시간에 incubated 120 μl로 대체.
- 다음 미디어 부드럽게 제거하고 dimethylsulfoxide의 100 ML (시그마)는 각도에 추가되었습니다. 여 후용해 할 수있는 MTT 결정을위한 날개 10 분,이 솔루션은 다른 잘 플레이트로 전송되었습니다. MTS 분석를 들어, dimethylsulfoxide가 우물에 추가되지 않았습니다. 음 내용은 새 접시로 이동되었습니다.
- 흡광도는 490 nm의에서 읽고되었고 %의 가능성은 깨끗한 NiTi 샘플의 평균 흡광도로 흡광도를 정규화에 의해 결정되었다. 적어도 다섯 반복은 각 샘플 유형에 완료되었습니다.
3. 세포 형태학의 공 촛점 현미경 연구
- 쥐 대동맥 평활근 세포의 공 촛점 이미징를 들어, 기판은 8 챔버 슬라이드 (열 과학)에 배치되었다. 세포는 25,000 세포 / 회의소에서 놓는 37에서 3 일 동안 incubated되었습니다 ° C 5 % CO 2.
- 세포는 20 분에 생리 버퍼 인산의 4 % 포름 알데히드로 기판에 고정되었다.
- 1 분에 0.1 % 트리톤 - X와 Permeabilized.
- 고를는 알렉사 형석 488 phalloidin (난생 물들되었습니다전자 기술). 생리 버퍼 메탄올 200 단위 / ML에서 alexafluor 488 phalloidin의 100 μl는 인산염의 1.9 ML에 추가되었습니다. 세포는 45 분에 alexafluor 488 phalloidin 250 μl 물들 후 인산염은 염분 버퍼로 두 번 세척 하였다.
- 핵은 DAPI (벡터 연구소)를 포함 VectaShield 형광 장착 매체 장착했다. 공 촛점 이미지는 니콘 공 촛점 TI를 사용하여 수집되었습니다. 모든 기판이없는 세포를 놓는 챔버는 제어로 사용되었다.
4. 단백질 흡착 연구
- 기판 크기가 단백질 흡착 실험을 시작하기 전에 캘리퍼스로 측정되었다. 세 측정은 약 평방 샘플의 각 측면에 대한 촬영 및 길이와 폭을 얻을 평균했습니다.
- 각 샘플의 깨끗한 NiTi, 1sccm 및 4sccm GR-NiTiwere은 생리 (PBS) 또는 방 t에서 PBS 1 MG / ML의 피브리노겐을 버퍼링 한 MG / 인산염의 알부민 ML와 incubated3 시간에 emperature.
- 모두 샘플은 샘플 버퍼를 줄일 수 200 μl와 microcentrifuge 튜브에 결합하여 5 분에 끓여했다.
- 샘플은 다음 트리스 / 글리신 / SDS 버퍼 (바이오 RAD)에 희석하여 100 분 90 V에서 4~15% 트리스의 polyacrylamide 전기 영동 젤 (바이오 RAD)를 통해 실행되었습니다.
- 젤 그런 다음 SYPRO 레드 물들했다. 7.5 V / V % 아세트산의 1:5,000에서 SYPRO 레드 (생명 기술) 주식 솔루션을 희석. 60 분에 젤을 얼룩.
- Flourchem SP (알파 Innotech)를 사용하여 이미지 젤. 형광 강도는 ImageJ 소프트웨어를 사용하여 정량되었다. 각 샘플의 형광 강도는 기판의 총 면적별로 표준화되었으며, 피브리노겐 흡착는 알부민 흡착에 비해되었다.
5. 서양은 단백질 표현에 대한 Blotting
- 서양 얼룩은 쥐의 대동맥 평활근 세포에서 총 고를를 분석하기 위해 수행되었다. 셀은 96 w에서 10,000 세포 / 기판에 놓는되었습니다예쁜 접시.
- 세포는 미디어를 제거하기 전에 사흘 동안 성장했다. 총 단백질은 RIPA 버퍼와 표준 BCA 분석 (Lamda)이 총 단백질을 수량화하기 위해 수행되었다를 사용하여 추출되었다.
- 샘플은 RIPA에 같은 농도로 희석 한 후 5 분의 감소 샘플 버퍼에 삶은되었습니다.
- 단백질은 100 분 90 V에서 전기 영동을 통해 4-15% 트리스의 polyacrylamide 젤로 구분했다. 만화경 단백질 표준 (바이오 RAD)은 단백질 분자량을 평가하기 위해 사용되었다.
- 단백질은 PVDF 막에 전송하고 1 %가 아닌 지방 건조 우유 (바이오 RAD) 솔루션으로 차단되었습니다.
- 총 고를는 토끼 반 쥐 고를 항체 (시그마)을 적었습니다. BM chemiluminescent 키트 (로슈)은 기본 항체를 감지하는 데 사용되었다. 멤브레인은 FlourChem SP 이미징 장비를 사용하고 형광 강도는 ImageJ 소프트웨어를 사용하여 측정 된 이미징했다. 형광 강도는 PRI에 비교하여 표준화 된스타 NiTisample.
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Representative Results
10. μm) : 그림 1 잘라 내기 포일에) CVD 성장 다결정 graphene은 금속 크리스탈 입자 (크기 줄을 모방 한 것이 었지요. B) 1 sccm (4 sccm) graphene의 라만 스펙트럼은 강렬한 (비교적 약한) G '밴드 나타내는 monolayer (몇 층)로 조리 된 graphene의 특성을 보여줍니다. C) NiTi에 전송 graphene의 AFM 이미지 ~ 5 nm의 거칠기를 보여줍니다. 스케일 바 = 500 nm의.
그림 2) 제어 유리 슬라이드에 성장 SMCs에 대한 공 촛점 현미경 광학 이미지, B) 깨끗한 NiTi, C) 1 sccm GR-NiTi와 D) 4 sccm GR-NiTi 기판 (규모 바 :. 50 μm).
그림 3.) MTT 분석은 GR-NiTi 기판 (1과 4 sccm) 깨끗한 NiTi를 기준으로 SMC 세포 생존에 상당한 차이가. b)는 MTS 분석이 RAECs에 대한 3 일간의 세포 생존 능력이 크게 않았 음을 보여줍니다 전시하지 않는 것이 보여줍니다 컨트롤과는 다른.
그림 4는. graphene 코팅이 RAECs의 더 나은 구형 세포 형태로 연결))) 자연 그대로의 NiTi, B 성장 RAECs에 대해 4 sccm GR-NiTi 기판 쇼를 한 sccm GR-NiTi와 C를 전자 현미경 이미지를 스캔. 스케일 바 = 10 μm.
그림 5깨끗한 NiTi, GR-NiTi (1과 4 sccm 샘플)에 대한.) 피브리노겐 / 알부민 비율입니다. 피브리노겐 및 Fermi 수준의 평균을 보여주는 graphene에 대한 국가의 전자 밀도에 대한 b)는 에너지 레벨 다이어그램. 피브리노겐에서 GR-NiTi에 전자 전달은 동일한 에너지 수준의 GR-NiTi의 빈 전자 상태에 섬유소원 분자의 점유 전자 상태에서만 가능합니다. 단일 및 몇 가지 레이어 graphene은 피브리노겐에서 graphene에 약한 (로 베어 nitinol에 비해) 무료 전송에 결과 EF에서 국가의 저밀도로 실온에서 반 금속 있습니다.
그림 6. Graphene은 혈장 단백질로부터 무료 전송의 부재를 나타내는 G-밴드 lineshape 또는 빈도에 변화를 전시하지 않습니다. deconvolu곡선 피팅에서 얻은 테드 봉우리은 검은 색으로 표시됩니다.
발견 부분은 변색되는 동안 그림 7. 잘라 내기 동전의) Graphene 코팅 부분이 5 % 노출 H 2 O 2 변경 유지합니다. b)는 G-밴드 주파수의 변화는의 원위치 라만 연구에서 우리의에서 관찰되지 않았습니다 GR- NiTi는 graphene 코팅의 내구성을 확인 HNO 3 70%에 몰두. 잘라 내기은 graphene 멤브레인의 impermeability를 나타내는 graphene합니다 (GR-NiTi)을 코팅하면 C) CE 100 용매에서 잘라 내기위한 에칭 시간이 두 배가됩니다.
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Discussion
Biocompatibility 및 세포 독성 : 화학 기상 증착 (CVD) 메소드는 그림 1a에 도시 된 바와 같이 잘라 내기 크리스탈 입자를 했었 다결정 graphene 샘플을 굴복. 우리는 하나 sccm (4 sccm) 샘플 (그림 1b 참조) monolayer (몇 층) graphene의 존재를 확인하기 위해 라만 분광법을 고용. 분명, 1 sccm (4 sccm) 샘플 monolayer를 나타내는 강렬한 (비교적 약한) G '밴드 (몇 층) graphene을 나타냅니다. 그림 1C는 NiTi 기판에 몇 가지 레이어 graphene의 원자 힘 현미경 (AFM) 이미지를 보여줍니다. 우리 상세한 측정 표면 거칠기의 값을 굴복 R Q 양도 graphene 층에 = 5 나노 미터 (GR-NiTi). 이곳은 nanostructured 표면 지형이 강력하게 내피 세포와 부드러운 근육 세포의 세포 모양과 cytoskeletal 조립에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 세포 라인은 지질 이중층을 변경하여 기계 응력에 대응부정적인 단백질 translocation과 같은 세포에 칼슘과 같은 activators의 항목에 영향을 미칠 수 유동성. 더 중요한 것은 세포막 응력 기울기의 증가는 세포 표면 수용체의 형태와 밀도를 변경할 수 있습니다. 세포의 스트레스 그라디언트에 graphene 코팅의 영향을 테스트하기 위해, 우리는 부드러운 근육과 현미경 기술을 이용하여 내피 세포의 형태를 공부했습니다.
그림 2의 깨끗한 NiTi의 평활근 세포 (SMC) 형태와 같이 비 구형입니다. 또한, 세포가 띄엄 띄엄 깨끗한 NiTi에 SMCs의 약한 접착력을 나타내는 분산되어 있습니다. 한편, SMCs는 컨트롤과 비슷한 GR-NiTi (1과 4 모두 sccm) 표면에 조밀하고 구형입니다. Graphene 코팅은 부드러운 표면 (그림 1C에 표시된 낮은 R Q 값의 증거), 따라서 더 나은 셀 형태의 결과를 제공하여 세포에 스트레스 그라디언트를 줄일 수 있습니다.세포 생존과 확산을 측정하기 위해, 우리는 3시에 깨끗한 및 GR-NiTisubstrates에 성장 SMCs 7 일 시간 포인트에 MTT 분석을 수행. 이 분석에서 MTT 염료 (노란색)은 활성 환원 효소 효소에 의해 formazan 색소 (자주색 색상)으로 감소되고 따라서 건강하고 proliferating 세포는 (또는 물질의 세포 독성) colorimetric 측정을 수행하여 정량화 될 수 있습니다. 도 3a에 도시 된 바와 같이, 우리는 3 및 7 일 후에 GR-NiTi 기판에 대한 독성에 중요한 변화를 관찰 없습니다. 이러한 결과는 graphene 코팅은 깨끗한 NiTi 기판 자체에 비해 초과 독성을 유발하지 않는 것이 확인하십시오.
graphene 코팅의 효과를 재확인하기 위해, 우리는 쥐 대동맥 내피 세포 (그림 4 참조)에 대한 상세한 전자 현미경 이미징 실험을 수행했습니다. 그들은 ellipsoidal 및 D에있는 동안 깨끗한 NiTi 기판의 셀이 희박한과 가늘고 긴 아르GR-NiTi 기판에 ense. 이러한 향상된 세포 형태 및 밀도는 graphene 코팅에 의해 제공 응력 기울기의 감소를 확인 SMCs과 유사한 것으로 발견되었다. 또한, 우리는 MTS 3을 사용 RAEC에 graphene 코팅 세포 독성을 측정 - (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -5를 - (3 carboxymethoxyphenyl) -2 - (4-sulfophenyl) - 2H-tetrazolium 분석. MTS 검정을 (대신 MTT의) 사용에 대한 근거는 RAEC 성장 미디어 및 조건의 더 나은 호환성에 자리 잡고 있습니다. 으로 그림 3B에 도시 된 바와 같이, 내피 세포에 대한 우리 MTS 분석도 RAEC에 대한 graphene 코팅로부터 초과 독성을 확인하지 아주 좋은 세포 생존과 확산을 전시. 중요한 것은, 모두, 1시에서 4 sccm GR-NiTi는 graphene 레이어의 수에 따라 세포 형태학 대한 의존도를 제안하지 세포 증식에 중요한 변화를 전시하지 않습니다.
단백질 흡착과 Hemocompatibility : 임플란트 재료 헥타르의 주변에 혈액 응고S는 2003 년부터 임플란트 기술의 주요 장애물 중 하나. 그 피 접촉 때 앞에서 언급 한 바와 같이, 임플란트 재료는 응고 폭포를 트리거합니다. 생물 의학 임플란트와 혈액 사이의 상호 작용은 표면에 플라즈마 단백질의 흡착 (혈청 알부민, 피브리노겐 등.)로 시작합니다. 처음에는 혈청 알부민, flbrinogen 및 flbronectin 등 매우 풍부한 단백질이 adsorbed되어 있지만 나중에 요인 XII 높은 분자 무게 kininogen로 대체됩니다. adsorbed flbrinogen 및 알부민의 비율은 biomaterial의 hemocompatibility의 결정에 중요합니다. 이전의 낮은 비율은 피브리노겐 / 바이오 메디컬 임플란트 표면에 adsorbed 알부민은 1은 그림의 5A에 표시. 낮은 혈소판 부착 및 혈전 형성과 상관 발생하는 더 나은 hemocompatibility을 제안 깨끗한 NiTi에 비해 GR-NiTi 전시 낮은 섬유소원 / 알부민 비율되었습니다 graphene에서. 사소한 거짓말 / 장백의 ratiO는 graphene의 hemocompatibility은 레이어 독립적임을 나타내는 1과 4 모두 sccm GR-NiTi에 크게 낮았다.
이 섬유소원 분자에서 보형물의 전자 전송이 혈전 성장 첫 단계로 섬유소의 형성에 대한 책임이 있다고 알려져 있습니다. 으로도 5b에 도시 된 바와 같이, 피브리노겐은 1.8 EV의 에너지 갭과 전자 주 또는 DOS의 밀도 (P (E)로 표시)과 같은 반도체를 전시하고 있습니다. 피브리노겐 및 GR-NiTi의 Fermi 수준 (EF)은 인터페이스에서 평형. 피브리노겐 당 하나의 전자의 전하 전송이 깨끗한 NiTi에서 섬유소의 형성, GR-NiTi로 섬유소원 분자의 전자 전달에 필요한 것은 GR-NiTi의 빈 전자 상태에 섬유소원 분자의 점유 전자 상태에서만 가능합니다 동일한 에너지 수준. 단일 및 몇 가지 레이어 graphene는 낮은 P (E)로 실온에서 반 금속 아르 E (F)의 주변 인치 24 따라서, graphene에 피브리노겐의 현재 전하 교환은 P의 낮은 값 (E)로 인해 (같은 베어 nitinol에 비해) 사소한 것입니다. graphene 코팅의 고유 재산은 피브리노겐에서 억제하는 무료 전송 (및 후속 혈액 응고)에 대한 매우 중요합니다.
우리는 피브리노겐 및 GR-NiTi 사이의 전하 전송 역학이 실제로 사소한 있는지 확인하기 위해 마이크로 라만 분광법을 고용. graphene의 라만 스펙트럼은 공명 효과로 인해 여러 날카로운 기능을 전시하고 있습니다. 특히, 접선 밴드 (G-밴드)는 탄소 원자의 평면 진동으로부터 발생되고, 이전에 이전을 청구 할 매우 민감한 것으로 발견되었다. 때 어떤 수용체가 (기증자) 종 25 G-밴드 주파수는 (downshift) upshift에게 알려져 있습니다 구멍 (전자) 전송을 통해 graphene와 상호 작용합니다. 중요한 것은 G-밴드 개발자의 lineshape예상 한대로 전송을 청구 할 인해 비대칭 Breit-Wigner-Fano (BWF) lineshape에 대칭 Lorentzian에서 iates이 있습니다. 25 우리는 무료 전송의 부재를 확인하는 피브리노겐의 흡착시 graphene의 G-밴드 주파수의 변화를 관찰하지 않았다 GR-NiTi와 섬유소원 (그림 6) 사이에 있습니다. 무료 전송 및 낮은 거짓말을 / 장백의 비율의 이러한 억제는 graphene 코팅의 좋은 hemocompatibility를 나타냅니다.
Graphene 코팅의 화학 자 동력이 없음 : Graphene은 독특한 물리 특성으로 인해 보호 레이어 역할을하는 것으로 알려져 있습니다. 의 SP 2 벌집 격자은 자연 확산 장벽을 제공하고 따라서 임플란트 재료에서 금속 이온 침출을 방지합니다. 최근 graphene은 잘라 내기 / 니켈의 미세 밀폐 풍선 26 보호 코팅으로 사용되었습니다. 27 graphene의 안정성과 impermeability이 잘 리터에 설명되어 있지만ature, 우리는 임플란트 코팅으로 graphene의 유용성과 가능성을 반복하기 위해 그림 7에서 잘라 내기 동전의 에칭에 관한 자료를 제시한다. 그림 7A에 도시 된 바와 같이 동전의 베어 지역 5 % H 2 O 2 (볼과 접촉시 변색 된 동안 H 2 O 2를 노출 때, 동전 (~ 95% 잘라 내기)의 graphene 코팅 부분은 산화로부터 보호 남아 그림 7A의 확대 광학 현미경 이미지).
NiTi가 부분적으로 떨어져 에칭 때까지 graphene 코팅의 내구성을 테스트하기 위해, 우리는 70 % 질소 산에 GR-NiTi 기판을 노출. 우리는 HNO 3에 몰두 GR-NiTi의 원위치 라만 분광법에 graphene 코팅 (그림 7B) 매우 내구성이 있다는 뜻 graphene의 D-및 G-밴드의 변화를 보여 주었다 없습니다. 또한, 우리는 GR-NiTi의 graphene 코팅은 기본 coppe의 에칭 속도를 감소 것을 발견R은 7C 그림에 표시된.
결론적으로, 우리의 자세한 spectroscopic 측정 graphene과 graphene 코팅 임플란트에 의한 혈소판 활성화를 억제하라는 피브리노겐 사이에 무료 전송의 부족을 확인했습니다. 또한, graphene 코팅은 biocompatibility을 확인 내피와 평활근 세포 라인에 대한 체외 독성에 의미있는 전시하지 않습니다. 또한, graphene 코팅은 혈액 환경을 흐르는에서 화학, 불활성 내구성과 불 투과성의 것으로되었다. 의 화학 물질 자 동력이 없음과 함께 graphene 코팅의 바이오 및 hemocompatibility는 내구성과 impermeability는 코팅 의학 임플란트에 대한 graphene 독특한 소재를합니다. 마지막으로, 우리는 우리가 graphene 코팅 메쉬를 제조 할 수있는 사용, 개인 NiTi 섬유에 graphene 시트를 전송에 성공 있습니다. 우리는 직접 코팅 온타리오을 회전 할 수 있습니다 화학적 피부 박피 graphene 시트를 개발메쉬와 같은 stents를 O. 또한, 우리의 예비 실험은 직접 NiTi 합금에 graphene 성장을 실제로 가능하다는 것을 보여줍니다.
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Disclosures
관심 없음 충돌이 선언 없습니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Reagent | |||
| Dulbecco's Modified Eagle Medium | ATCC | 30-2002 | |
| Thiazolyl blue tetrazolium bromide | Sigma-Aldrich | M2128 | |
| CellTiter 96 Aqueous One solution cell proliferation assay (MTS) | Promega | G3582 | |
| Dimethyl sulfoxide | Sigma-Aldrich | D8418 | |
| 36.5% formaldehyde | Sigma-Aldrich | F8775 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | |
| Alexafluor 488 phalloidin | Life Technologies | A12379 | |
| VECTASHIELD mounting medium with DAPI | Vector Laboratories | H-1200 | |
| Human serum albumin | Sigma-Aldrich | A9511 | |
| Human fibrinogen | |||
| Tris/Glycine/SDS | Bio-Rad | 161-0732 | |
| Ready Gel Tris-HCl Gel | Bio-Rad | 161-1158 | |
| Acetic acid | Sigma-Aldrich | 45726 | |
| SYPRO Red | Life Technologies | S-6653 | |
| Protein low BCA assay | Lamda Biotech | G1003 | |
| Precision Plus Protein Kaleidoscope Standard | Bio-Rad | 161-0375 | |
| Immun-Blot PVDF membrane | Bio-Rad | 162-0177 | |
| Blotting grade blocker non-fat dry milk | Bio-Rad | 170-6404XTU | |
| Anti-actin antibody produced in rabbit | Sigma-Aldrich | A2066 | |
| BM Chemiluminescence Western Blotting kit (mouse/rabbit) | Roche Applied Science | 11520709001 | |
| RIPA buffer | Sigma-Aldrich | R0278 | |
| NiTi (51% Ni, 49% Ti) | Alfa-Aesar | 44953 | |
| Equipment | |||
| Horiba JobinYvon | Raman spectrometer | Dilor XY 98 | |
| Nikon | Confocal microscope | Eclipse TI microscope | |
| Thermoscientific | Plate reader | ||
| Bio-Rad | Power supply | 164-5050 | PowerPac basic power supply |
| Bio-Rad | Electrophoresis cell | 165-8004 | Mini-PROTEAN tetra cell |
| Bio-Rad | Gel holder cassette | 170-3931 | Mini gel holder cassette |
References
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