Graphene bietet Potenzial als Beschichtungsmaterial für biomedizinische Implantate. In dieser Studie zeigen wir, ein Verfahren zur Beschichtung Nitinollegierungen mit Nanometer dicken Schichten von Graphen und bestimmen, wie Graphen kann Implantat Reaktion beeinflussen.
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In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Atomar glatten Graphen als Oberflächenbeschichtung hat Potential Implantat zu verbessern. Dies zeigt ein Verfahren zur Beschichtung Nitinollegierungen mit Nanometer dicke Schichten aus Graphen für Anwendungen als Stentmaterial. Graphen wurde auf Kupfer Substrate durch chemische Dampfabscheidung gezüchtet und dann auf Nitinolsubstraten übertragen. Um zu verstehen, wie die Graphen Beschichtung könnte biologische Reaktion zu ändern, wurde die Lebensfähigkeit der Zellen von Ratten-Endothelzellen und Rattenaorta glatten Muskelzellen untersucht. Außerdem wurde die Wirkung von Graphen-Beschichtungen auf Zelladhäsion und Morphologie mit fluoreszierendem konfokale Mikroskopie untersucht. Zellen wurden für Actin und Kerne angefärbt, und es waren deutliche Unterschiede zwischen unberührten Nitinol Proben verglichen, um Graphen-beschichteten Proben. Insgesamt Aktin Expression von Rattenaorta glatten Muskelzellen gefunden wurde mittels Western Blot. Proteinadsorption Eigenschaften, ein Indikator für potenzielle Thrombogenität, were für Serumalbumin und Fibrinogen mit Gelelektrophorese bestimmt. Darüber hinaus wurde die Übertragung von Ladung von Fibrinogen an das Substrat hervorgerufen, die mittels Raman-Spektroskopie. Es wurde festgestellt, dass Graphen Beschichtung auf Nitinolsubstraten die funktionalen Anforderungen für eine Stent-Material erfüllt und verbessert die biologische Reaktion im Vergleich zu unbeschichteten Nitinol. So ist Graphen-beschichteten Nitinol ein brauchbarer Kandidat für einen Stent Material.
Einleitung
Die letzten drei Jahrzehnte haben Entdeckung neuartiger Materialien-basierten Therapien und Geräte für die Erkrankung von Medikamenten und diagnostischen erlebt. Neuartige Legierungen wie Nitinol (NiTi) und Edelstahl sind oft in der biomedizinischen Implantate Herstellung aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften verwendet. 1-3 jedoch zahlreiche Herausforderungen durch exogene Material Zytotoxizität bleiben, Bio-und Hämokompatibilität. Die Natur dieser metallischen Legierungen führt zu schlechter Bioverfügbarkeit und Hämokompatibilität durch Metall Auslaugen, mangelnde Zell-Adhäsion, Proliferation und Thrombose, wenn es in Kontakt mit ströme....
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Protokoll
Ein. Graphen-Beschichtung von NiTi
- Die Graphen-Proben in dieser Studie verwendet wurden auf Kupfer (Cu)-Substraten unter Verwendung des chemischen Dampfabscheidungstechnik aufgewachsen, und anschließend zu 4,5 mm 2 NiTi Substrate übertragen.
- Cu-Folien (1 cm x 1 cm) wurden in einer 1 in. Quarzrohrofen vorgelegt und auf 1000 ° C in Gegenwart von 50 sccm H 2 und 450 sccm Ar.
- Weiter, Methan (1 und 4 sccm) wurde in den Ofen in verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten für 20-30 min eingeführt. Die Proben wurden schließlich auf Raumtemperatur unter strömendem H 2, Ar und CH 4 gekühlt.
- Als n....
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Ergebnisse
. Abbildung 1 a) CVD gewachsen polykristallinen Graphen auf Cu-Folien imitiert die Metall-Kristallkörner (Maßstab: 10 um). b) Raman-Spektrum von 1 sccm (4 sccm) Graphen zeigt intensive (relativ schwächer) G 'Bande, die Monoschicht (wenige Schicht) Art des so hergestellten Graphen. c) AFM-Bild von Graphen auf NiTi übertragen zeigt eine Rauheit von ~ 5 nm. Maßstab = 500 nm.
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Diskussion
Biokompatibilität und Zytotoxizität: Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD)-Verfahren ergab polykristallinen Graphenproben die Cu Kristallkörner, wie in 1a gezeigt nachgeahmt. Wir beschäftigten Raman-Spektroskopie, um das Vorhandensein von Monolayer (wenige Schicht) Graphen auf 1 sccm (4 sccm) Proben (siehe Abbildung 1b) bestätigen. Offensichtlich weisen 1 sccm (4 sccm) Proben intensiv (relativ schwächere) G 'band Hinweis auf Monoschicht (wenige Schicht) Graphen. .......
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Offenlegungen
Keine Interessenskonflikte erklärt.
Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Reagens | |||
| Dulbeccos Modified Eagle Medium | ATCC | 30-2002 | |
| Thiazolylblau tetrazoliumbromid | Sigma-Aldrich | M2128 | |
| CellTiter 96 Aqueous Eine Lösung Zellproliferationsassay (MTS) | Promega | G3582 | |
| Dimethylsulfoxid | Sigma-Aldrich | D8418 | |
| 36,5% Formaldehyd | Sigma-Aldrich | F8775 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | |
| AlexaFluor 488 Phalloidin | Life Technologies | A12379 | |
| Vectashield Eindeckmedium mit DAPIch | Vector Laboratories | H-1200 | |
| Humanserumalbumin | Sigma-Aldrich | A9511 | |
| Humanes Fibrinogen | |||
| Tris / Glycin / SDS | Bio-Rad | 161-0732 | |
| Ready Gel Tris-HCl Gel | Bio-Rad | 161-1158 | |
| Essigsäure | Sigma-Aldrich | 45726 | |
| SYPRO Red | Life Technologies | S-6653 | |
| Protein Low BCA-Assay | Lamda Biotech | G1003 | |
| Precision Plus Protein Kaleidoscope Norm | Bio-Rad | 161-0375 | |
| Immun-Blot PVDF-Membran | Bio-Rad | 162-0177 | |
| Blot Grade Blocker fettfreie Trockenmilch | Bio-Rad | 170-6404XTU | |
| Anti-Aktin-Antikörper in Kaninchen produziert | Sigma-Aldrich | A2066 | |
| BM Chemilumineszenz Western Blot Kit (Maus / Kaninchen) | Roche Applied Science | 11520709001 | |
| RIPA Puffer | Sigma-Aldrich | R0278 | |
| NiTi (51% Ni, 49% Ti) | Alfa-Aesar | 44953 | |
| Ausrüstung | |||
| Horiba JobinYvon | Raman-Spektrometer | Dilor XY 98 | |
| Nikon | Konfokalmikroskop | Eclipse-TI-Mikroskop | |
| Thermoscientific | Plattenlesegerät | ||
| Bio-Rad | Stromversorgung | 164-5050 | PowerPac grundlegende Versorgung |
| Bio-Rad | Elektrophoresezelle | 165-8004 | Mini-PROTEAN Tetra Zelle |
| Bio-Rad | Gelhalterung Kassette | 170-3931 | Mini-Kassette Gelhalterung |
Referenzen
- Roy, R. K., Lee, K. -R. Biomedical applications of diamond-like carbon coatings: A review. Journal of Biomedical Materials Research Part B-Applied Biomaterials. 83 B (1), 72-84 (2007).
- Shah, A. K., Sinha, R. K., Hickok, N. J., Tuan, R. S.
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Nachdrucke und Genehmigungen
