Abstract
Sürekli ya da yarı dengeli ıslanmayan durumları sahip yüzeyler ile Süperhidrofobik maddeler, biyomedikal ve endüstriyel uygulamalarda, bir dizi için ilgi konusu oluşturmaktadır. Burada polyester ve stearate- oluşan bir hidrofobik kopolimer ile takviyeli, ana bileşen olarak, electrospinning veya biyolojik olarak parçalanabilen, biyo uyumlu, alifatik polyester (örneğin, polikaprolakton ve poli (lactide- ko -glycolide)) ihtiva eden bir polimer karışımının electrospraying açıklanmıştır modifiye edilmiş poli (gliserol karbonat), bir süperhidrofobik biyo materyal elde edilir. Elektrospinning veya electrospraying imalatı teknikleri sırasıyla ve elyaf veya parçacıkların içinde geliştirilmiş yüzey pürüzlülüğü ve gözeneklilik sağlar. Polyester karışımları ve dengeli bir şekilde electrospun ya electrosprayed edilebilir düşük bir yüzey enerjisine sahip kopolimer takviye kullanılması, bu süperhidrofobik malzeme elde edilir. Bu tür fiber ebadı, kopolimer takviyenin bileşimin ve / veya eş olarak önemli parametrelerncentration ve ıslanabilirlik üzerindeki etkileri tartışılmıştır. Polimer kimyası ve proses mühendisliği Bu kombinasyon muhtemel çeşitli uygulamalar için polimerlerin daha geniş bir sınıfa genelleştirilebilir ölçeklenebilir teknikleri kullanılarak uygulamaya özgü malzemeler geliştirmek için çok yönlü bir yaklaşım tanıyor.
Introduction
Süperhidrofobik yüzeyler genellikle belirgin su teması sergileyen olarak kategorize edilir düşük temas açısı histerisi ile daha büyük, 150 ° açıları. Bu yüzeyler 1-6 ıslatma direnir bir sonuçlanan hava-sıvı-katı bir arayüz oluşturmak için düşük yüzey enerjili malzemelerde yüksek yüzey sertliğine getirerek üretilmektedir. , Imalat yöntemi üzerinde ince veya çok katlı süperhidrofobik yüzeyleri, çok katmanlı süperhidrofobik substrat kılıfları, hatta dökme süperhidrofobik yapılar olarak hazırlanabilir. Bu kalıcı ya da yarı-kalıcı su geçirmezlik kendi kendini temizleyen yüzeyler 7, mikroakışkan cihazlar 8, hücre / protein yüzeyleri 9,10, sürükle-azaltıcı yüzeyler 11 ve ilaç verme cihazları, anti-kirlenme hazırlamak için kullanılan yararlı bir özelliktir 12- 15. Son zamanlarda, uyaranlara yanıt veren süperhidrofobik maddeler ıslatılmış duruma ıslanmayan kimyasal tetiklenir burada tarif edilmiştir, fizikiVeya çevresel ipuçları 14,16-20 (örneğin, ışık, pH, sıcaklık, ultrason ve mevcut elektrik potansiyeli / uygulamalı) ve bu malzemelerin ek uygulamalar 21-25 için kullanılmasını buluyorlar.
Kullanılan malzemeler, in vivo kullanım için uygun olmayan ilk sentetik süperhidrofobik yüzeyler methyldihalogenosilanes 26 malzeme yüzeylerin muamele edilmesi ile hazırlanabilir, ve biyomedikal uygulamalar için sınırlı bir değere edildi. Bu olgu biyo-uyumlu polimerlerden yüzey ve kütle süperhidrofobik maddelerin hazırlanmasını tarif etmektedir. Yaklaşımımız elektrospinning veya polyester ve bir stearat ile modifiye edilmiş poli (gliserol karbonat) 27-30 oluşan bir hidrofobik kopolimer ile katkılı ana bileşen olarak biyolojik olarak parçalanabilir, biyolojik olarak uyumlu, alifatik polyester, içeren bir polimer karışımı electrospraying gerektirir. Fabrikasyon teknikleri ve fibe içinde gelişmiş yüzey pürüzlülüğü ve gözeneklilik teminsırasıyla, rs veya partiküller, bir kopolimerdir takviye kullanılması polyester karışımları ve dengeli bir şekilde electrospun ya 27,31,32 electrosprayed edilebilir düşük bir yüzey enerjisine sahip bir polimer sağlarken.
Poli (laktik asit) ve biyo-bozunabilir polyesterler Alifatik (PLA), poli (glikolik asit) (PGA), poli (laktik asit-co -glycolic asit) (PLGA) ve polikaprolakton (PCL), klinik olarak onaylı cihazlarda kullanılan polimerlerdir çünkü sentez 33 onların olmayan toksisite, biyolojik olarak parçalanma ve kolaylığı biyomedikal malzeme araştırmalarında belirgin. PGA ve PLGA sırasıyla 34-37 1960'lı yıllarda sütürler ve erken 1970'lerin olarak klinikte girmiştir. O zamandan beri, bu poli (hidroksi asitler), 27,43 kafesleri, 44 köpükler gibi mikro 38,39 ve 40,41, gofret / diskleri 42 nano-tanecikleri, diğer uygulamaya özgü bir şekilde çeşitli faktörlere içine işlenmiş olan ve filmler 45
Alifatik poliesterler, hem de biyomedikal ilgi diğer polimerler, gerilme mukavemeti gibi, yüksek bir yüzey alanı ve gözenekliliğe sahip nano- veya mikrofiber ağlar yapıların üretilmesi için electrospun edilebilir. Tablo 1, sentetik polimerler electrospun çeşitli biyomedikal uygulamalarda ve bunların karşılık gelen referanslar. Elektrospinning ve electrospraying hızlı ticari olarak büyütülebilir tekniklerdir. Bu topraklı hedefe 46,47 yöneliktir gibi bu iki benzer teknikler, bir polimer çözeltisinin yüzey gerilimini üstesinden gelmek için yüksek gerilim (elektrostatik iteleme) katsayıları itimat / bir enjektör pompası kurulum eritebilir. Bu teknik, düşük yüzey enerjili polimerleri ile bağlantılı olarak kullanıldığı zaman ((örneğin, poli hidrofobik polimerlerin caprolactone- CO-gliserol monostearat)), elde edilen maddelerin, superhydrophobicity.
Bu genel sentetik ve malzeme işleme yaklaşım göstermek içinBiyomedikal polimerlerden süperhidrofobik inşa malzemeleri, biz süperhidrofobik polycaprolactone- ve poli (lactide- ko -glycolide) temsili örnekleri olarak merkezli maddelerin sentezini tarif eder. Ilgili kopolimer dopants poli (caprolactone- CO-gliserol monostearat) ve poli (lactide- CO-gliserol monostearat), ilk polikaprolakton ve poli (lactide- ko -glycolide) ile karıştırılır, sentezlendiği zaman, sırası ile, ve son olarak electrospun ya electrosprayed. Elde edilen malzeme SEM görüntüleme ve temas açısı Goniometry ile karakterize edilir ve in vitro ve in vivo biyolojik uyumluluk için test edilir. Son olarak, üç boyutlu süperhidrofobik kafesleri sayesinde toplu ıslatma kontrastlı microcomputed tomografi kullanılarak incelenmiştir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. sentezleme fonksiyonalitesine sahip poli (1,3-gliserol karbonat- ko-kaprolakton) 29 ve poli (1,3-gliserol karbonat- ko -lactide) 27,28.
- Monomer sentezi.
- 500 ml kuru tetrahidrofuran (THF) (50 g, 0.28 mol, 1 eq.), Cis-2-fenil-1,3-dioksan-5-ol çözülür ve azot altında, buz üzerinde karıştırılmıştır. Ince bir havan ve tokmak ile ezildi potasyum hidroksit (33.5 g, 0.84 mol, 3 eşi.) Ilave edin. Buz banyosu içinde şişeyi yerleştirin.
- Ekle 49,6 mi benzil bromür (71.32 g, 0.42 mol, 1.5 eq.), Damla damla, buz üzerinde karıştırılarak. Reaksiyon, nitrojen altında, 24 saat süre ile karıştırma ile oda sıcaklığına ısınmaya bırakın.
- Potasyum hidroksit çözülür ve döner buharlaştırma ile, THF'nin çıkması için damıtılmış su 150 ml ilave edilir.
- Bir 1-L'lik bir ayırma hunisi içinde 200 ml diklorometan (DCM) ile geri kalan malzeme ekstrakte edin. İki kez ekstraksiyon tekrarlayın.
- Sodyum sulfat üzerinde Organik fazı kurutulur.
- Billurlaştırmakçözeltiye 600 ml mutlak etanol eklenerek, iyi karıştırma ve -20 ° C'de gece boyunca depolayarak bir ürün. Ürün daha sonra adımlar gerçekleştirilmeden önce birkaç gün süreyle -20 ° C'de saklanabilir.
- Buchner hunisinden vakumla süzme ile ürünü izole etmek ve yüksek vakum altında kurutulur. Ürün daha sonra adımlar gerçekleştirilmeden önce birkaç gün süreyle saklanabilir. Bu aşama için tipik bir verim% 80 ~ olmalıdır.
- Bir 1-L yuvarlak dipli bir reaksiyon kabına, adım 1.1.7 'de elde edilen ürün askıya. metanol (300 ml) 'de. 2 N hidroklorik asit, 150 ml ilave edilir. 2 saat boyunca 80 ° C'de geri akışa.
- Çözücü buharlaştırılmakta ve 24 saat boyunca yüksek vakum altında yerleştirin. Bu aşama için verimi tipik haliyle>% 98 oranındadır.
- 2-L, yuvarlak tabanlı şişeye THF içinde 1.1.9 in ürünü (650 mi) ve transfer çözündürülür. Buz banyosu üzerinde içine yerleştirilir ve azot altında karıştırın. Nitrojen altında şişe içinde 22.4 ml etil kloroformat (25.6 g, 0.29 mol, 2 eşd.) Eklenir.
- 32,8 ml Trietilamin (0.29 mol, 2 eşd.) Tbir ekleme hunisi o. THF 'nin eşit hacmi ile karıştırılır. Yuvarlak dipli bir reaksiyon ile bir ek huni ve nitrojen altında tutun.
- Kuvvetli karıştırma ile, dikkatli bir şekilde trietiamin / THF kanşımı damla damla buz üzerinde yuvarlak dipli bir şişeye dağıtın. DİKKAT: eksotermik bir reaksiyondur. Hızlı sıcaklık artışını önlemek için, hiçbir hızlı saniyede 1 damla daha / THF trietilamin ekleyin. Hacmini ilave edildikten sonra, oda sıcaklığına kadar ısıtıldıktan veya 24 saat süre ile, 4 saat süre ile reaksiyon karıştırın.
- Büchner'de trietilamin hidroklorür tuzu filtreleyin. Bir döner buharlaştırıcı üzerinde çözücünün buharlaştınn.
- Şişeye diklorometan (200 mi) ilave edilir ve kalıntı çözünene kadar hafifçe ısıtılır. Karıştırılırken dietil eter 120 ml ilave edilir. -20 ° C gece boyunca mağaza ürünü kristalize etmek.
- Filtre monomer kristalleri ve polimerize önce yeniden kristalize. Monomer Ürün 2 hafta ya da -20 ° C'de, oda sıcaklığında sızdırmaz belleğe kaydedilebilir6, süresiz Cı. 1H NMR ile ürünün, kütle spektrometrisi ve elementel analiz teyit edin. Monomer sentezindeki bu son adım için tipik bir verim% 40-60 arasındadır.
- D Kopolimerizasyon, L-laktit / kaprolakton ε-5-benziloksi-1,3-dioksan-2-on ile birlikte.
- 140 ° C ısı, silikon yağı banyosu.
- (1.1 hazırlandı) 5-benziloksi-1,3-dioksan-2-on 2.1 g ölçülür ve kuru bir 100-mL yuvarlak dipli bir şişeye ekleyin. D, L -lactide kopolimerleştirilmesiyle Eğer dışarı 5.7 g ölçmek ve şimdi balona ekleyin. Manyetik bir karıştırma çubuğu ilave edin ve lastik bir tıpa ile şişesi mühür.
- Ayrıca küçük armut şeklinde bir şişe içinde kalay (II) etilheksanoat, 240 mg (aşırı) ölçün. Bu polimerizasyon, bir% 20 mol, gliserol karbonat monomer bileşiminin neden olur. Farklı monomer bileşimleri elde etmek için monomerlerin kitleleri ayarlayın.
- 5 dakika boyunca, bir Schlenk manifold üzerinde azot ile iki şişeler yıkayın ve 4,24 mi ε-caprolac eklemeazot altında tonu. Iz suyu çıkarmak için 15 dakika boyunca yüksek vakum (300 mTorr) uygulayarak matara 'atmosfer boşaltın.
- Azot ile matara 'atmosferi şarj; iki kere daha bu döngüyü tekrarlayın.
- Nitrojen altında kalay katalizörü ile 500 ul kuru tolüen karıştırın.
- 140 ° C yağ banyosu içinde monomer içine yerleştirilir ve bir kez bütün katılar eridikten katalizörü ilave edin. Verilen katalizör karışımının toplam hacmi ~ 100 ul olmalıdır. Sonra oda sıcaklığına soğumasına erimiş polimerin, en fazla 24 saat boyunca 140 ° C 'de muhafaza edin. Derhal veya en az 24 saat sonra bir sonraki adımları gerçekleştirin.
- Diklorometan içinde polimerin (50 mi) içinde çözülür ve soğuk metanol (200 mi) içine çökme olmamıştır. Yüksek vakum altında boşaltın süpernatan ve kurutulur. Bundan sonraki aşamalar, hemen ya da herhangi bir noktada gerçekleştirilebilir. Sonraki kullanıma kadar dondurucuda muhafaza edin polimerler yer alır. Tipik polimerizasyon verimi / dönüşüm% 80-95 arasındadır.
- 1 gerçekleştirin'H NMR analizi ko-monomer mol oranlarını belirlemek için. Döteryumlanmış kloroform içinde polimer (CDCI3) çözülür ve 4,58-4,68 ppm karbonat monomerin benzilik proton kaymasına entegre; 5.2 ppm (PLGA) 2.3 ppm (PCL) ve methyne zirvesinde metilen tepe olduğu bu pik alanı karşılaştırın.
- Polimer modifikasyon: korumanın kaldırılması ve aşılama.
- Yüksek basınçlı bir hidrojenasyon kabı içinde, 120 ml tetrahidrofuran (THF) içinde polimer (~ 7 g) içinde çözülür. Tartılır ve paladyum-karbon katalizörünün (~ 2 g) ekleyin.
- Bir hidrojenasyon aparatı kullanılarak kabına hidrojen ekleyin. 4 saat süre ile 50 psi'de hidrojene. DİKKAT: Hidrojen gazı son derece yanıcıdır. Bu prosedür aşina kişilerden yardım isteyin ve her zaman bu deneyi yapmadan önce olası sızıntılara karşı ikmal hatlarını inceleyin.
- Silisli toprak paketlenmiş bir yatak kullanılarak palladyum-karbon katalizörünü filtreleyin. ~ Polimerin Konsantre döner buharlaştırma ve taşlı altında 50 misoğuk metanol içine pitate. DİKKAT: Kuru paladyum partiküller kendiliğinden tutuşabilir. Alevleri boğuyor için flare-up durumunda yakın bir ıslak havlu tutun. O clumped ve ateşlemeyi önlemek için tutmak için paladyum / karbon filtre keki su ekleyin. Bu prosedür aşina kişilerden yardım isteyin.
- Yüksek vakum altında süpernatant ve kuru süzün. 4.65 ppm (CDCI3 içinde 1H NMR) pik kaybolması belirterek serbest hidroksil toplam dönüşüm onaylayın. Bu polimerler hemen kullanılabilir veya daha sonra kullanmak üzere kaydedilebilir. Bu aşama için Verim>% 90 bulunmaktadır.
- 500 ml kuru diklorometan (DKM) polimeri ve stearik asit (1.5 eq.) Içinde çözülür. N, N'-disikloheksilkarbodiimid (DCC, 2.0 eşi.) Ve 4-dimetilaminopiridin 3 pul ekleyin. 24 st için oda sıcaklığında azot altında kanştınn.
- Tekrar filtrasyon ve konsantrasyon bir dizi çözünmeyen N, N'-dicyclohexylcarbourea çıkarın. Sonunda, konsantre50 ml çözelti.
- Soğuk metanol (~ 175 mi) içine polimeri çökeltmek ve süpernatantı süzün. Yüksek vakumlu gecede altında polimer kurutun. Bu polimerlerin sonradan kullanımı herhangi bir zamanda gerçekleştirilen, ancak uzun süreli depolama için dondurucuda polimerler tutmak olabilir. Bu son modifikasyon aşamanın verimi% 85-90 arasında değişir.
2. Sentezlenen kopolimerlerin karakterize
- Daha sonra hava geçirmez mühür, ~ 10 mg polimer (kayıt gerçek kütle) tartılır ve alüminyum numune tavaya ekleyin. Yük örnek tava ve diferansiyel taramalı kalorimetre içine boşaltılır (referans) tava.
- Program, bir sıcaklık rampası ve soğutma ("sıcak / soğuk / sıcak") döngüsü: 225 ° C, 20 ° C ile 1) Isı 10 ° C / dakika, 2) 5 ° C / dk'da -75 ° C'ye soğutun, 10 ° C / dk'da 225 ° C'ye kadar 3), ısı.
- <(Erime noktası (Tm), kristalizasyonu belirlemekem> termal izlerinden T c) ve cam geçiş sıcaklıkları (T g) ve füzyon (AH f ısı) (varsa).
- THF, her sentez kopolimeri (1 mg / ml) içinde çözülür ve 0,02 mikron PTFE filtresinden geçirerek filtre et. Bir jel nüfuziyet kromatografi sistemi içine enjekte edilir ve çözelti polistiren standartlarına bir dizi karşı tutma süresini karşılaştırır.
Elektrospinning / 27,31 electrospraying 3. hazırlanması Polimer Çözümleri
- Bu, kloroform / metanol gibi uygun bir çözücü içinde 10-40 ila ağırlıkça% polimer (ler) içinde çözündürülür (5: 1) PCL veya tetrahidrofuran / N, N-dimetilformamid (7: 3) PLGA için, gece boyunca karıştırılmıştır. Bu aşama için gerekli olan polimer kütlesi istenen örgü boyutlarına bağlı olacaktır.
Not: Örneğin, yaklaşık 300 mikron kalınlığında bir 10 cm x 10 cm örgü üretmek için, tipik olarak 1 gram gerekli olacaktır. O maddi kaybının fazlalaştıes gibi (özellikle viskoz çözeltiler için) şırınga çözüm transferi sırasında olduğu gibi, ve elektro işleminin verimi azaltacak isteğe bağlayıcı boru ve iğne mahfazasının kendisi mevcut olan ölü hacimleri bu protokolün takip eden adımlar oluşabilir . Verim bu düşüşler malzemenin% 20'ye varan kaybına neden olabilir ve aynı zamanda ilk kez bu yordamı çalışırken elektro parametrelerini optimize ile ilişkili kayıpları, bu kayıpları tahmin 1,5 kat büyütmek için tavsiye edilir ve.- Daha konsantre solüsyonlar beklenen büyük lifler ile, toplam polimer konsantrasyonu değiştirilerek lif boyutunu kontrol edin. Hidrofobiklik mütevazı artırılması için süperhidrofobik takviye (toplam polimerin kütlece) 10% kullanın. Son derece hidrofobik / süperhidrofobik malzemeler için,% 30-50 takviye kullanabilir ve / veya toplam polimer konsantrasyonunu azaltmak (örn., Lif boyutunu azaltmak). Bu çözümler sonraki çalışma perfo olabilironaylanmamis Ertesi gün veya bundan sonra bir hafta içinde.
- Electrospraying için, kloroform gibi uygun bir çözücü içinde düşük konsantrasyonlarda (örneğin, 2-10%) solüsyonların hazırlanması. Elektrospinning gibi, polimer konsantrasyonunun değiştirilmesiyle parçacık boyutuna modüle eder.
- Vortex Polimer çözeltisi iyice karıştırın. Büyük hava kabarcıkları çökmek (5 dk) bekleyin.
- Cam şırınga içine yükleyin çözümü. Çözelti viskozitesi bağlı olarak, piston kaldırmak ve enjektör içine, doğrudan solüsyonu dökmek için kolay olabilir. Atıl, esnek boru parçası elektrospinning kurulum içinde manevra yardımcı olabilir. Hortum / iğne düzeneği havayı yerini almaya şırıngayı ters çevirin.
4. Elektrospinning / electrospraying Polimer Çözümleri
- Yük şırınga pompası üzerine şırınga, set toplam hacmi (örneğin, 4.5 mi), bu çözelti tevzi etmek üzere hızı (örneğin, 5 ml / saat).
- Bir ile kolektör plakası Kapakluminum folyo sonraki çıkarılmasını ve ulaşım kolaylığı. Dış kenarları boyunca maskeleme bandı ile folyo sabitleyin.
- İğne ucu yüksek voltaj DC (HVDC) besleme kablosunu takın. Koleksiyoncu bu iğne ucu mesafesi yalnızca 1) Belirli bir gerilimde elektrik alanını etkiler, çünkü göz önünde önemli bir değişkendir ve 2) kendi koleksiyonu sırasında etkileri liflerin çözücü ve bunun sonucunda kurutma buharlaşmasını.
- İlk girişim olarak, 15 cm'lik bir uç-koleksiyoncu mesafesini kullanın. DİKKAT: Yüksek voltaj ve yanıcı solventler Elektrospinning / electrospraying katılmaktadırlar. Dış egzoz yeterli havalandırma sağlayınız ve şırınga / iğne dokunmayın veya kesinlikle emin HVDC kaynağı kapalı kadar muhafaza açmak asla.
- Elektrospinning Eğer / kapsama geniş bir alanı electrospraying, döndürme ve kolektör davul tercüme açın. Aksi takdirde, bir sonraki adıma geçin.
- Şırınga pompası başlatın.
- Açın ve yüksek volt ayarlamakYaş kaynağı kabul edilebilir bir Taylor koni elde etmek. İğne ucunda çözüm sarkma varsa, gerilimi artırmak. Birden jetleri oluşturan yapıyorsanız, gerilimi azaltır. Lifler / parçacıklar ıslak veya yeterince iğne ucunda sürükleyerek damlacık çözmez gerilimi ayarlayarak eğer ortaya çıkarsa bu ayarlamaları ek olarak, bu uç-to-toplayıcıya mesafeyi ayarlamak için gerekli olabilir.
Not: Ayrıntılı sorun giderme için Leach ve işçiler 47 kapsamlı elektrospinning optimizasyon işlemi bakın. Electrospraying genellikle daha yüksek gerilim ve elektrospinning daha düşük çözüm konsantrasyonlarını içerecektir. - Yüksek gerilim kaynağı ve sonra şırınga pompası ve motorlu tamburu (varsa) kapatın. Elektrospinning muhafazası 30 dakika boyunca havalandırma devam etmesine izin.
- Kolektöründen kafesleri / kaplamalar çıkarın. Iz çözücüler gecede kaputu buharlaşmasına izin verin. Malzemeler en az iki hafta (PLGA) ya da iki, oda sıcaklığında saklanabiliray (PCL). Adım 4,5-4,8 herhangi bir sıraya göre gerçekleştirilebilir.
5. karakterizasyon Lif ve Parçacık Boyut Işık tarafından ve Taramalı Elektron Mikroskobu
- Işık mikroskobu
- Bir electrospun örgü üretiminde ise, kesilmiş ve bir bardak slayt bunun ince kısımlarını monte edin.
- Lif çapı, düğüm özelliklerinin (lekeler veya ayrık), ve fiber şekli (yani, boncuklu, düz, düz / dalgalı) dikkat edin. İdeal electrospun örgü lifler üniforma, düz veya dalgalı ve boncuk ücretsizdir.
- Taramalı elektron mikroskobu (SEM)
- Kes ve iletken bakır bant kullanarak alüminyum SEM taslakları üzerinde kafes veya kaplanmış yüzeylere monte edin. Electrospun elyaflar ve electrosprayed kaplamalar ayrıca önceden doğrudan bant üzerine elyaf / tanecikleri biriktirilmesiyle SEM ile gözlenebilir.
- Coat kafesleri / püskürtmeli kaplama sayesinde Au / Pd ince (~ 4 nm) tabaka ile kaplama.
- Ve SEM odasına Yük taslakları 1-2 keV de gözlemleyin. Bir 250X Magnificayüksek büyütme, parçacık kaplamalar için çok süperhidrofobik elyaflar ve bağlanmasına yönelik hiyerarşik modeller gibi ek lif ve partikül özellikleri daha belirgindir tion, malzemenin genel bir topografik değerlendirilmesini sağlar.
6. Sigara ıslatma Özelliklerinin Belirlenmesi
- İlerleyen ve hacim varyasyon yöntemi kullanılarak su temas açısı ölçümleri basık
- Bir temas açısı goniometre aşamasında ağ veya kaplanmış malzemenin (eğer mümkünse) ve yer ince (0.5 cm x 5 cm) şerit kes.
- Malzeme yüzeyinde (24 AWG şırınga iğnesi itibaren) onu dağıtım sırasında su damlası profili yakalayın.
- Bunu yapmak için, yaklaşık 5-ul damla ile başlar, ve malzeme yüzeyi ile temas. Yavaş yavaş ilerleyen su temas açısıdır damlacık görüntü, ses seviyesini (20-25 ul) ekleyin ve yakalamak için devam edin. İğne ucu damlacık karşılaştırıldığında küçük ve inci gerekire kılcal uzunluğu damlacık şeklinin bozulmasını en aza indirmek için damlacık daha büyük olmalıdır.
- Eşzamanlı olarak açılan profili çekerken aynı damla çekin. Ortalama değer, tipik olarak, her ikisi de ilerleyen ve gerileyen kontakt açılarının ölçümleri 10, bu malzemelerin özelliklerini belirlemek için yeterli olan bildirmek için birkaç numuneye ayrı yüzey yerle tekrarlayın.
- Sondalama sıvıları değiştirerek malzemelerin kritik yüzey gerilimini belirleyin.
- Bu karışımlar yüzey gerilimlerini 99-101 bilinen şekilde, etanol, propilen glikol veya etilen glikol içeriği farklı çözümler hazırlayın.
- Seçenek olarak ise, 1,4-, yüzey gerilimlerini örneğin, su (72 mN / m), gliserol (64 mN / m), dimetil sülfoksit (44 mN / m), benzil alkol (39 mN / m) değişen çözücülerin kullanılması dioksan (33 mN / m), 1-oktanol (28 mN / m) ve aseton (25 mN / m). Bu gibi, polimerler çözündürmez çözücülerin kullanılması önemlidirSonuçları şaşırtmak. Buna ek olarak, yüzey gerilimi ek olarak, bu sıvılar, temas açısı ölçümleri etkileyebilecek bu tekniğin bir sınırlama olabilir, farklı viskozitelere sahip, dikkat etmek önemlidir.
- Malzeme yüzeyinde tanınacak bu çözümlerin temas açısını ölçün. Yüzey geriliminin bir fonksiyonu olarak, Konu temas açısı.
- Bu karışımlar yüzey gerilimlerini 99-101 bilinen şekilde, etanol, propilen glikol veya etilen glikol içeriği farklı çözümler hazırlayın.
7. Ağlar 31 Toplu Islatıcı algılama
- 3D mikro-bilgisayarlı tomografi (uCT) kullanarak kafesleri içine su sızmasını gözlemleyin.
- Su içinde iyoksaglat bir 80 mg / ml solüsyon (iyotlu kontrast maddesi) hazırlayın.
- Bu çözeltilerde kafesleri daldırın ve 37 ° C'de inkübe edin; periyodik olarak 70 KVP tüp gerilimi, 114 uA akımı kullanılarak uCT (18 mikron 3 voksel çözünürlük) kontrast madde (su) infiltrasyon ölçmek ve 300 milisaniye entegrasyon süresi.
- Piksel INTENS ölçmek, görüntü işleme yazılımı kullanarakparlak pikseller su sızıntısını temsil örgü, kalınlığı boyunca Sığ. Yüksek yoğunluklu su sızıntısını temsil ettiği için bir piksel eşik değerini (~ 1500) seçin.
8. Test Ağlar Mekanik Özellikleri
- Kesme çekme test cihazının kulpları arasında 1 cm x 7 cm ve yer için kafesleri. Tam genişlik, uzunluk ve kalınlık ölçün.
- Üç örnekler üzerinde uzantısı bir rampa testi yapın. Elastik modülü, nihai çekme mukavemeti, ve uzama-at-arası belirlemek için bu verileri kullanarak bir gerilme-deformasyon eğrisi çizilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Kimyasal değişim bir dizi ile fonksiyonel karbonat monomer 5-benziloksi-1,3-dioksan-2-on beyaz bir kristal halinde bir katı (Şekil 1A) olarak sentezlenir. 1 H-NMR yapı (Şekil 1B) ve kütle spektrometresi ve teyit elemental analiz bileşimi teyit etmektedir. Bu katı madde daha sonra D, L -lactide veya 140 ° C 'de bir kalay ile katalize edilen bir halka açma reaksiyonu kullanılarak ε-kaprolakton ya da kopolimerize edilir. Çökeltme ile saflaştırmadan sonra, polimer bileşimi 4,58-4,68 ppm benzilik proton kimyasal kayma ve kaprolakton ve laktit methyne tepe (sırasıyla 2.3 veya 5.2 ppm) karakteristik metilen tepe bütünleştirerek 1H NMR analizi kullanılarak belirlenir. Benzil koruyucu grubun seçici olarak çıkarılması Pd / C-katalizörlü hidrojenoliz ile elde edilir. Tam koruma kaldırma 1H NMR spektrumlarda benzil tepe kaybolması not ile teyit edilir. Subseqserbest hidroksil grubunun üzerine stearik asit uent aşılama son kopolimerler hidrofobik hale getirir. Bu kopolimerler, oda sıcaklığında (Şekil 1C) beyaz katılar ve bunlar filmler, electrospun kafesleri ve electrosprayed kaplamalar (Şekil 1D) içine işlenmiş olma özelliğine sahiptir.
Kopolimer bileşimi (gliserol karbonat yani, laktit / kaprolakton) karşılık gelen monomer besleme oranları değiştirilerek ayarlanmıştır. Bileşimin değişen ısı ve / veya mekanik özelliklerin bir dizi kopolimerleri sentezlemek için bir araç sağlar. Örneğin, termal analiz ile diferansiyel tarama kalorimetrisi (DSC) PLA-PGC 18 polimerler 10, 20, 30 ya da% 40 mol PGC 18 monomerin yüksek PGC mol ile%, daha kristalin olurlar ihtiva eden ortaya koymaktadır. PCL-PGC 18 ve PLA-PGC 18 kopolimerlerin termal özellikleri Tablo 2 'de özetlenmiştir.
Poli (gliserol-monostearat) düz döküm filmler (Şekil 2A) ile ilgili temas açısı ölçümlerinin kullanılması ile saptanabilir kopolimerleri, bunlara karşılık gelen PCL veya PLGA göre daha düşük bir yüzey enerjisine sahip tabanlı. PCL 84 ° 'lik bir ilerleyen su temas açısına sahip, PCL-PGC 18 (80:20)' dir ~ 120 ° için ilerleme temas açısına sahiptir bulunuyor. PLA-PGC 18 (90:10) ve PLA-PGC 18 (60:40) sergilerler, sırasıyla, 99 ° ve 105 ° arasında temas açılarını ilerleyen Aynı şekilde, PLGA, 71 ° 'lik bir temas açısına sahip ilerleyen. Ayar hidrofobisite (Şekil 2B), basit bir araç olarak saf polimerleri ve kopolimerleri elde arasındaki temas açısı değerleri ilerleyen karşılık gelen kopolimer dopants sonuçlar PCL ya da PLGA birleştiren ve elde edilir. Bu durumda, her iki kopolimer takviyenin konsantrasyonu (örneğin,% 10 ya da% 30 ağırlık / ağırlık) ve kopolimer bileşimi (örneğin, PLA-PGC 18 (90:10) ya da PLA-PGC 18 (60: 40) türleri) daha PGC 18 içeriği daha yüksek temas açıları verimli olan, hidrofobiklik etkiler.
PCL veya PLGA'nın bir çözüm haline sentezlenen kopolimerler Doping ve sonradan karışımları elektrospinning ayarlanabilir hidrofobikliği ile lifli kafesleri başarır.% 30 PCL-PGC 18 veya PLA-PGC 18 geçişlerde doping hidrofobik gelen süperhidrofobik için kafesleri nasıl Şekil 3A göstermektedir. Superhydrophobicity ilerleyen ve su temas açısı ölçümleri gerileyen arasındaki fark olarak histeriz tanımlanan düşük bir temas açısına sahip bir görünür temas açısı ≥ olarak 150 ° tanımlanır. Electrospun kafesleri artan yüzey pürüzlülüğü film düz göre bu malzemelerin belirgin su temas açısına sahip artırır. Islanabilirlik kopolimer takviye konsantrasyonu değiştirilerek ayarlanmıştır. Örneğin, electrospun saf PCL 7 mikron çaplı lifleri belirgin bir kontakt ang sahip ~ ile kafesleri123 ° le iken, 10, 30, ve% 50 (ağırlık / ağırlık) ile takviye edilmiş kafes 143 ° PCL-PGC 18 sergiler görülen temas açısı, 150 °, ve karşılaştırılabilir elyaf çapları 160 °, sırası ile (Şekil 3B). Islanabilirlik da kopolimer takviye türlerinin seçilmesi ile kontrol edilir. Bu durumda, 6.5-7.5 mikron elyaf PLGA, sırasıyla 133 ° ve 154 °, 30% PLA-PGC 18 (90:10) ya da% 30 PLA-PGC 18 (60:40) gösteren belirgin temas açıları (katkılı kafesleri Şekil 3C). (Örneğin, indirgeme) değiştirme ve elyaf boyu daha da takviye seçimi ve / veya konsantrasyonu hidrofobiklik bağımsız artırır. Elyaf çapı üzerinde belirgin temas açısı bu bağımlılık Şekil 3D PCL ve PLGA ikisi için gösterilmiştir. Elektrospinning benzer şekilde, PCL ve anılan-PCL kaplamalar ayrıca Elektrospinning ile elde edilenler de daha katkılama yüzdesi ile artar temas açılarını ve hatta daha yüksek temas açılarını electrosprayedBu teknik (Şekil 3E) ile elde. (Çeşitli surfaktanların yüzey gerilimleri sahip), farklı sıvılar ile örgü yüzeyi problama ve temas açısı raporlama olarak, bir kritik yüzey gerilimi değeri, en örgü hızlı ıslatır belirlenir. Şekil 3F PLGA için kritik yüzey gerilimi çalışmaları gösteren bir tadil edilmiş Zisman eğridir % 30 PLA-PGC 18 (60:40) ve% 30 PCL-PGC 18 ile takviye edilmiş PCL kafesleri ile takviyeli kafesleri.
SEM görüntüleme kafesleri dolaşmış mikro sonucu olduğunu ortaya koymaktadır. Bu teknik aynı zamanda fiber veya parçacık boyutuna, homojenliği ve birleştiricisi saptanması için yararlıdır. Şekil 4A, PCL +% 30 PCL-PGC 1-2 um ve 4-5 um arasında elyaf çaplarına sahip 18 kafes, Şekil 4B, PLGA gösterirken + 10 göstermektedir % PLA-PGC ~ 3 mikron ~ 7 um fiber boyutu değişen 18 kafesleri. PCL ve P Electrosprayed kaplamalarFarklı partikül büyüklüğü PCL +% 30 PCL-PGC 18 electrosprayed kaplamalar Şekil 4D'de sunulmuştur ise CL +% 50 PCL-PGC 18, Şekil 4C'de sunulmaktadır.
Süperhidrofobik PCL- ve PLGA tabanlı kafes NIH / 3T3 fibroblastlar (Şekil 5A) sitotoksik olmayan ve mütevazı elyaflı kapsülleme ile, C57BL / 6 farelerinde iyi tolere edilir. Gözeneksiz filmler (gösterilmemektedir) ile karşılaştırıldığında, 4 haftalık implantasyon (Şekil 5B-E) 27 sonra hücre infiltrasyonu (örneğin, makrofajlar) daha yüksek derecede görüntüler birbirine geçer. Süperhidrofobik kafesleri hücre proliferasyonu / biyouyumluluk olmayan süperhidrofobik ağlar için benzer olsa da, süperhidrofobik kafes in vitro performans ilaç verme uygulamalarında birçok olabilir. Nedeniyle yavaş ıslatma, süperhidrofobik kafesleri olmayan superhydro önemli ölçüde daha uzun süreler için sürdürülmesi ilaç salınımı yeteneğine sahipilaç salım su temas etmeden oluşamaz çünkü fobisi, kafesleri. Bu prensibi gösteren in vitro ilaç salımı etkinliği çalışmaları başka 12,13 açıklanmaktadır.
Electrospun kafesleri ıslatma microcomputed tomografi ve ticari olarak temin edilebilen İyotlu kontrast ajanı Ioxaglate kullanılarak zaman içerisinde zarar vermeden takip edilebilir. Örgü kontrast ajanı içeren sulu bir çözeltiye yerleştirilmiş ve zaman içinde görüntüsü alınır. Şekil 6A'da gösterildiği gibi suyun ilk gün toplu malzemesi infiltratlar saf PCL hızla ıslatır örgü. Bunun aksine, kafes 18, hava dökme yapının (Şekil 6B) içindeki kalan,> 75 gün ıslanmayan kalan% 30 PCL-PGC katkılı. Bu sonuçlar olmayan ıslatma uygulamalar için süperhidrofobik dökme malzemelerin önemini göstermektedir.
Son olarak, electrospun kafes mekanik özellikleri belirlenirçekme testi. Tablo 3 PCL, PLGA ve onların gerilme-deformasyon eğrileri elde edilen kendi katkılı kafesleri (bütün kafesleri için fiber size = 7 mikron) için temsili mekanik verileri gösterir. Doping artar yüzdesi olarak, elastik modülleri (E) ve kafes nihai gerilme dayanımları azalma eğilimindedir.
. Filmler, electrospun kafesleri ve electrosprayed kaplamalara Şekil 1. monomer / polimer sentezi, özellikleri ve daha sonraki işleme (A) monomeri saflaştınldı, oda sıcaklığında katı, beyaz bir kristal halinde olduğu; Monomer için 1 * H NMR spektrumları, mukabil (B); (C) saflaştırılmış polimerlerin fotoğraf PLA-PGC 18 (solda) ve PCL-PGC 18 (sağda); PCL (D) fotoğrafıdır% 30 (ağırlık / ağırlık), PCL-P ile katkılanmışGC 18 ve (soldan sağa) bir içine işlenmiş: film, electrospun örgü ve electrosprayed kaplama.
Şekil 2. İlerleyen ve polimer / kopolimer filmleri su temas açıları basık (A) Saf PCL-PGC 18 ve saf PLA-PGC 18 düzgün filmler için kıyasla pürüzsüz filmler ilerleyen ve katkısız PCL ve PLGA su temas açısı ölçümleri uzaklaşıyorsun.; (B) ilerleyen ve katkılı PCL ve PLGA filmler için temas açısı ölçümleri uzaklaşıyorsun. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 3. Elektrospinning süreçlerive ayrıca PCL ve PLGA'nın hidrofobikliğini geliştirmek kaba yüzeyler oluşturmak electrospraying (2.5 mikron ≈ lif çapı)% 30 PCL-PGC 18 (80:20) kafes katkılı electrospun PCL ve PCL kafesleri için (A) İletişim açısı.; PLGA kafesleri ve PLGA süperhidrofobik için, hidrofobik bir geçişi gösteren her iki sistemlerle,% 30 PLA-PGC 18 (60:40) kafes (6.5 mikron ≈ lif çapı) ile katkılı kafesleri; (B) PCL için kontakt açıları giderek artan takviye kopolimer konsantrasyonunun fonksiyonu olarak kafesleri; (C) PLGA için kontakt açıları kopolimer bileşiminin bir fonksiyonu olarak 6,5 um çapında ~ arasında kafesleri; (D) PCL (600 nm ve 2,5 um) ve PLGA tabanlı kafesleri (2,5 ve 6,5 mikron) fiber çapının bir fonksiyonu olarak ıslatılabilirlik; Kopolimer katkılama konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak electrosprayed PCL bazlı kaplamalar için (E) temas açıları; (F) Zisman eğrileri modifiyePLGA için kritik yüzey gerilimi çalışmalarını gösteren (kesikli çizgi ile bağlayan çevrelerinde)% 30 PLA-PGC 18 (60:40) ile katkılı kafesleri ve PCL% 30 PCL-PGC 18 (katı bağlayan çizgi ile kareler) ile katkılı kafesleri. tıklayınız Bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için.
Electrospun kafesleri ve electrosprayed kaplamaların Şekil 4. SEM görüntüleme elyaf / parçacık boyutuna ve şekil ortaya koymaktadır. (A) küçük çaplı PCL +% 30 PCL-PGC 18 lifler (1-2 um) ve karşılık gelen büyük çaplı bir mikrofiber (4-5 mikron) örgü (sol ve sırasıyla sağ), ölçek çubuğu = 10 um; (B) küçük çaplı PLGA +% 10 PLA-PGC 18 (90:10) (2.5-3.5 mikron) mikrofiber ve büyük çaplı (6,5-7,5 mikron) Mikrofiber kafes (sol ve sırasıyla hakkı; ölçek çubuğu = 10 um); (C) saf PCL (solda), PCL +% 50 PCL-PGC 18 (sağda), ölçek çubuğunun oluşan parçacıklar electrosprayed = 20 um; (D) PCL +% 30 PCL-PGC küçük (solda) ve büyük (sağ) yarıçapı (ölçek çubuğu = 2 mikron) 18 parçacıkları electrosprayed. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
In vitro ve in electrospun süperhidrofobik kafesleri in vivo hücre canlılığı / biyolojik uyumluluk Şekil 5. (A) PCL, PLGA, ve anılan kafesleri ile 24 saatlik inkübasyon sırasında, NIH / 3T3 fibroblast canlılığının in vitro hücre deneyi.; (B ve C) histolojik (H & E) in vivo, yabancı cisim tepkisinin örnekleri süperhidrofobik PLGA + ağırlıkça% 30 PLA-PGC 18 (60:40) electrospun kafes 10X (B) C57BL 4 hafta subkutan implantasyon / 6 fareleri sonra 40X (C) büyütme; Implante saf PLGA electrospun için (D ve E) tepki 10X (D) de kafesleri ve 40X (E) büyütme. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Süperhidrofobik kafes toplu ıslatma Şekil 6. Kontrastlı microcomputed tomografi (uCT) karakterizasyonu. Wate içinde iyotlu BT kontrast madde Ioxaglate (80 mgI / ml)Suyun non-invaziv bir işaretleyici (A) non-süperhidrofobik PCL kafesleri ve (B) süperhidrofobik PCL +% 30 PCL-PGC 18 kafes infiltre olarak r vermektedir. Renk haritası ıslatma ilerledikçe mor / mavi. Yeşilden sarıdan kırmızı ve geçişiyle olarak ıslanmayan örgü gösteren bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
| Electrospun Sentetik Polimerler: | Başvuru (ler): |
| Poli (laktid-ko-glikolid) | 27,36,43,48-52 |
| Poliglikolid | 52,53 |
| Poli (laktid-ko-kaprolakton) | 54-57 |
| Polikaprolakton | 13,58-66 |
| Poliaktid | 52,67 |
| Poli (vinil alkol) | 68-71 </ td> |
| Poli (etilen glikol) / blok kopolimerleri | 72,73 |
| Poli (ester üretan s) | 74-78 |
| Poli (trimetilen karbonat) | 79 |
| Poli (dimetil siloksan) | 80,81 |
| Poli (etilen-ko-vinil asetat) | 82 |
| Polivinilpirolidon | 83 |
| Poliamid (ler) | 84-86 |
| Polyhydroxybutryate | 87,88 |
| Polifosfazen (ler) | 89,90 |
| Poli (propilen karbonat) | 91-93 |
| Polietilenimin | 94,95 |
| Poli (γ-glütamik asit) | 96 |
| Silikat | 97,98 |
Tablo 1: Sentetik biyomedikal polimerlerin örnekleri buEkteki referanslar, biyomedikal uygulamalarda electrospun oylandı.
| Kopolimer | Dönüşüm (%) | Lactide a | Gliserol | M n (g / mol) b | M / M n w | Tg (° C) C | Tm (° C) | T C (° C) | Sh f (J / g) |
| PLA-PGC 18 (90:10) | 92 | 89 | 11 | 12.512 | 1.5 | 28 | - | - | - |
| PLA-PGC 18 (80:20) | 96 | 78 | 23 | 10979 | 1.5 | 17 | 33 | 11 | 3 |
| PLA-PGC 18 (70:30) | 90 | 66 | 34 | 17.305 | 1.5 | * | 40 | 17 | 23 |
| PLA-PGC 18 (60:40) | 86 | 54 | 47 | 13.226 | 1.6 | * | 43 | 27 | 32 |
| PCL-PGC 18 (80:20) | 99 | (kaprolakton) 81 | 19 | 21100 | 1.7 | -53 | 31 | 19 | 55 |
Tablo 2: sentetize edilmiş bir kopolimer Karakterizasyonu mol%, b boyut-dışlama kromatografisi (THF, 1.0 mL / dakika) ile tespit edildiği üzere, Mn = sayıyla ortalama molekül ağırlığı, E w / Mn = yayılganlığı c T g = Cam.. geçiş sıcaklığı; Tm = erimeSıcaklık T c = kristalleşme sıcaklığı; Füzyon Δ H f = Isı. Resim Tg 225 ° C -75 ° C arasında bir sıcaklık aralığında, bu yarı kristalli polimerler için gözlendi d.
| Mesh Kompozisyon | Esneklik Modülü (E) (MPa) | Nihai Çekme Dayanımı (Mpa) |
| PCL a | 15.3 | 1.5 |
| +% 10 PCL-PGC 18 | 10.8 | 1.5 |
| +% 30 PCL-PGC 18 | 3,5 | 0,8 |
| PLGA b | 84.9 | 2.6 |
| +% 10 PLA-PGC 18 (60:40) | 40.3 | 0,8 |
| +% 30 PLA-PGC <sub> 18 (60:40) | 10.1 | 0.3 |
Tablo 3:.. Electrospun kafesleri Temsilcisi çekme özellikleri PCL ve PCL tabanlı kafesleri ≈ 7 mikron PLGA ve b Fiber boyutu için bir lif boyutu PLGA tabanlı kafes ≈ 7 mikron.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Biyomedikal polimerlerden süperhidrofobik malzemelerin inşa yaklaşımımız electrospinning ve electrospraying polimer işleme teknikleri ile sentetik polimer kimyası birleştirir. Bu teknikler, sırasıyla, ya elyaflar ya da parçacıkları sağlar. Spesifik olarak, polikaprolakton ve poli (lactide- ko -glycolide) göre süperhidrofobik malzemeler bu strateji kullanılarak hazırlanır. Hidrofobik kopolimer bileşiminin değiştirilmesiyle, nihai polimer harmanında oranında kopolimeri, elyaf / partikül büyüklüğü, toplam polimer ağırlığının yüzde ve üretim koşulları, elde edilen electrospun / electrosprayed malzemelerin ıslanabilirliğinin kontrol edilir. Bu çalışmada üretilen maddeler, toksik olmayan ve biyo-uyumlu polimerlerden, ve su varlığında bir meta-kararlı hava engeli sahiptirler.
Bu protokol kritik adımlar halka açılma polimerizasyonu kullanılarak kopolimerlerin sentezleyerek) 1 dahil, 2) elektrospinning veya elektrogibi PCL veya PLGA gibi uygun biyomedikal bir polimer ile bu kopolimerleri püskürtülmesi; ve 3) kendi morfolojisi karakterize olmayan ıslatıcı davranış / hidrofobiklik, mekanik özellikleri ve in vitro olarak / in vivo biyo-uyumluluk. Polimer sentez, modifikasyon ve / veya elektrospinning ile zorluklar karşılaştı, aşağıdaki teknikler tanımlanmasına yardımcı ve bu sorunları gidermek olacaktır.
Bu da, monomerler saflığını sağlamak için önemlidir ve bu tür atmosfer edilene iz su içermemesini. Suyun varlığı önlemek veya polimerizasyon sona erdirilir, çok geniş bir molekül ağırlığı dağılımına sahip düşük molekül ağırlıklı polimerlerin, ya da yol polimerler neden olabilir. Her polimerizasyon kapların içindekilerin boşaltılması ve kuru azot veya argon ile yeniden doldurmak ve kuru, inert bir atmosfer altında, tüm eklemeler (monomerler ve katalizörler) gerçekleştirir. Polimerizasyon eksik veya başarısız görünüyorsa, bu kuru gerekli olabilirreaktifler damıtma tarafından veya saflığını geliştirmek için monomerler yeniden kristalize. (Daha sonra 1 H NMR analizi ile görüldüğü gibi) elde edilen kopolimerin de-benzilasyon başarısız görünüyorsa, daha fazla katalizör ekleme veya farklı bir katalizör reaktif kullanmak gerekli olabilir. Biz özellikle başarısız korumanın kaldırılması belli Pd / C katalizörler ile gözlenmiştir Burada dikkat ve Malzemelerin Tablo listelenen birini kullanmak en iyisidir.
Çeşitli teknik zorluklar elektrospinning ve electrospraying sürecinde karşılaşılan olabilir. İğne ucunda çözüm sarkma varsa, gerilimi artırmak. Birden jetleri oluşturan yapıyorsanız, gerilimi azaltır. Lifler / partiküller (bu durumda, toplama mesafesini artırmak) ıslak görünen eğer bu ayarlamaları ek olarak, bu uç-to-toplayıcıya mesafeyi ayarlamak için gerekli olabilir, ya da gerilim ayarlayarak yeterli bir sürükleyerek damlacık çözmez ise İğne ucu, toplama distan azaltmakce. Elyaf oluşturucu değilse, polimer konsantrasyonunu arttırarak çözeltinin viskozitesini arttırmak için gerekli olabilir; lifler, bir boncuk-on-dizeye morfolojisi var görünüyor, eğer aynı durum geçerlidir. Zorluklar kalırsa, farklı bir elektro çözücü geçmek için gerekli olabilir. Daha fazla sorun giderme için, Leach ve arkadaşları 47 elektrospinning kapsamlı bir sorun giderme kılavuzu sağlar.
Elektrospinning ve electrospraying biyomedikal malzemeler imalatı için yararlı teknikler olsa da, onlar sınırlamalar var. İlk olarak, bu teknikler, elyaflar ya da parçacıkları toplamak için topraklanmış hedef dayanır, yani elektrik iletkenliği dikkate alınması gereken önemli bir parametredir. Polimer püskürtme fazla bu alt-tabakaların çevresinde çekilebilir, çünkü özellikle iyi bir elektrik izolasyonu olan maddeleri electrospin veya elektrosprey zor olabilir. Olası bir çözüm c az iletken malzemelerin güvence içerironductive bakır şerit. Biz Elektrospinning başarılı olmuştur ise ek olarak, 1 mm kalınlığa kadar kafes, son derece kalın kafes fabrikasyon bağlı toplayıcı polimer kaplamanın izole etme özelliğine engellenmiş olabilir. Bu noktada, ağ örgüler, genel kalınlığı kadar bir artış olmaksızın yüzey alanında artabilir. (Zincir kenetlenmeleri elyaf formasyonu için gerekli olan, Elektrospinning için gereklidir) İkinci olarak, örgü istenen büyüklüğüne bağlı olarak, malzemenin önemli bir miktarının, yeterli solüsyon viskozitesi elde etmek için gereklidir. Bu nedenle, Elektrospinning değerli malzemeler için uygun bir seçenek olmayabilir; electrospraying genellikle düşük konsantrasyonlarda kullanılır ve böylece malzemenin gerekli miktarı açısından daha az zahmetlidir. Numune miktarı çok sınırlı ise, (Aksi genel ölü hacim ekler) konektörü tüp atlayarak malzeme kaybını azaltmak mümkün olabilir. Son olarak, kritik yüzey geriliminin belirlenmesi dayanırAyrıca, farklı viskozitelere sahip olan çeşitli problama sıvıların kullanımı. Bunun gibi, bu yöntem de bu sonuçlara katkıda bulunan bir faktör olduğu viskozite potansiyel bir sınırlama vardır.
Süperhidrofobik malzemeler ilaç dağıtımı, doku mühendisliği uygulamaları aralık, yara iyileşmesi, ve anti-kirlenme artan kullanım bulduğunu Biyomateryallerin, heyecan verici bir sınıf vardır. Çeşitli teknikler, örneğin katman-katman düzeneğinin 15, micropatterning / 102 mikrodoku olarak biomimetik olmayan ıslatma uygulamalar için malzeme yüzey pürüzlülüğü arttırıcı 1,5,13 Elektrospinning ve 32 electrospraying ana kadar. Bu yaklaşımlar arasında, electrospinning ve electrospraying bunların ölçeklenebilirlik ve temel alt tabakalar, genel uyumluluk nedeniyle özellikle çekici yöntemlerdir. Sonuç olarak, polimer kimyası ve süreç mühendisliği birleştiren bu strateji, diğer sağlayacak çok yönlü ve genel biridirAraştırmacılar, hazırlamak karakterize, ve malzemelerin ıslatılabilirliği önemli bir tasarım özelliğidir yeni biyomalzemeler incelemek için.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Silicone oil | Sigma-Aldrich | 85409 | |
| Cis-2-Phenyl-1,3-dioxan-5-ol | Sigma-Aldrich | 13468 | |
| Benzyl bromide | Sigma-Aldrich | B17905 | Toxic, lacrymator/eye irritant, use in chemical fume hood |
| Potassium hydroxide | Sigma-Aldrich | 221473 | Corrosive |
| Rotary evaporator | Buchi | R-124 | |
| High-vacuum pump | Welch | 8907 | |
| Nitrogen, ultra high purity | Airgas | NI UHP300 | Compressed gas |
| Tetrahydrofuran, stabilized with BHT | Pharmaco-Aaper | 346000 | Flammable. Dried through column of XXX |
| Dichloromethane | Pharmaco-Aaper | 313000 | Flammable, toxic. |
| Separatory funnel (1 L) | Fisher Scientific | 13-678-606 | |
| Sodium sulfate | Sigma-Aldrich | 239313 | |
| Ethanol, absolute | Pharmaco-Aaper | 111USP200 | Flammable, toxic. |
| Buchner funnel | Fisher Scientific | FB-966-F | |
| Methanol | Pharmaco-Aaper | 339000ACS | Flammable, toxic. |
| Hydrochloric acid | Sigma-Aldrich | 320331 | Corrosive. Diluted to 2N in distilled water. |
| Ethyl chloroformate, 97% | Sigma-Aldrich | 185892 | Toxic, flammable, harmful to environment |
| Triethylamine (anhydrous) | Sigma-Aldrich | 471283 | Toxic, flammable, harmful to environment |
| Diethyl ether | Pharmaco-Aaper | 373ANHACS | Highly flammable. Purified through XXX column. |
| 3,6-Dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione (D,L-lactide) | Sigma-Aldrich | 303143 | |
| Tin (II) ethylhexanoate | Sigma-Aldrich | S3252 | Toxic. |
| ε-caprolactone (97%) | Sigma-Aldrich | 704067 | |
| Toluene, anhydrous | Sigma-Aldrich | 244511 | Flammable, toxic. |
| Glass syringe | Hamilton Company | 1700-series | |
| Deuterated chloroform | Cambridge Isotopes Laboratories, Inc. | DLM-29-10 | Toxic |
| Nuclear magnetic resonance instrument | Varian | V400 | |
| Palladium on carbon catalyst | Strem Chemicals, Inc. | 46-1707 | |
| Hydrogenator unit | Parr | 3911 | |
| Hydrogenator shaker vessel | Parr | 66CA | |
| Hydrogen | Airgas | HY HP300 | Highly flammable. |
| Diatomaceous earth | Sigma-Aldrich | 22140 | |
| 2H,2H,3H,3H-perflurononanoic acid | Oakwood Products, Inc. | 10519 | Toxic. |
| Stearic acid | Sigma-Aldrich | S4751 | |
| N,N’-dicyclohexylcarbodiimide | Sigma-Aldrich | D80002 | Toxic, irritant. |
| 4-(dimethylamino) pyridine | Sigma-Aldrich | 107700 | Toxic. |
| Hexanes | Pharmaco-Aaper | 359000ACS | Toxic, flammable. |
| Gel permeation chromatography (GPC) system | Rainin | ||
| GPC column | Waters | WAT044228 | |
| Differential scanning calorimeter | TA Instruments | Q100 | |
| Chloroform | Pharmaco-Aaper | 309000ACS | Toxic. |
| N,N-dimethylformamide | Sigma-Aldrich | 227056 | Toxic, flammable. |
| Polycaprolactone, MW 70-90 kg/mol | Sigma-Aldrich | 440744 | |
| Poly(lactide-co-glycolide), MW 136 kg/mol | Evonik Industries | LP-712 | |
| 10 ml glass syringe | Hamilton Company | 81620 | |
| 18 AWG blunt needle | BRICO Medical Supplies | BN1815 | |
| Electrospinner enclosure box | Custom-built | N/A | Made of acrylic panels |
| High voltage DC supply | Glassman High Voltage, Inc. | PS/EL30R01.5 | High voltages, electrocution hazard |
| Linear (translating) stage | Servo Systems Co. | LPS-12-20-0.2 | Optional |
| Programmable motor & power supply | Intelligent Motion Systems, Inc. | MDrive23 Plus | Optional |
| 24V DC motor & power supply | McMaster-Carr | 6331K32 | Optional |
| Aluminum collector drum | Custom-built | Optional | |
| Syringe pump | Fisher Scientific | 78-0100I | |
| Inverted optical microscope | Olympus | IX70 | |
| Scanning electron microscope | Carl Zeiss | Supra V55 | |
| Conductive copper tape | 3M | 16072 | |
| Aluminum SEM stubs | Electron Microscopy Sciences | 75200 | |
| Contact angle goniometer | Kruss | DSA100 | |
| Propylene glycol | Sigma-Aldrich | W294004 | Toxic. |
| Ethylene glycol | Sigma-Aldrich | 324558 | Toxic. |
| Ioxaglate | Guerbet | ||
| Fetal bovine serum | American Type Culture Collection | 30-2020 | |
| Micro-computed tomography instrument | Scanco | ||
| Image analysis software (Analyze) | Mayo Clinic | ||
| Tensile tester | Instron | 5848 | |
| Micrometer | Multitoyo | 293-340 | |
| Calipers | Fisher Scientific | 14-648-17 |
References
- Li, X. M., Reinhoudt, D., Crego-Calama, M. What do we need for a superhydrophobic surface? A review on the recent progress in the preparation of superhydrophobic surfaces. Chem. Soc. Rev. 36, 1350-1368 (2007).
- Crick, C. R., Parkin, I. P. Preparation and characterisation of super-hydrophobic surfaces. Chem. - Eur. J. 16, 3568-3588 (2010).
- Genzer, J., Efimenko, K. Recent developments in superhydrophobic surfaces and their relevance to marine fouling: a review. Biofouling. 22, 339-360 (2006).
- Marmur, A. Super-hydrophobicity fundamentals: implications to biofouling prevention. Biofouling. 22, 107-115 (2006).
- Sas, I., Gorga, R. E., Joines, J. A., Thoney, K. A. Literature review on superhydrophobic self-cleaning surfaces produced by electrospinning. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 50, 824-845 (2012).
- Zhang, X., Shi, F., Niu, J., Jiang, Y., Wang, Z. Superhydrophobic surfaces: from structural control to functional application. J. Mat. Chem. 18, 621-633 (2008).
- Xue, C. -H., Li, Y. -R., Zhang, P., Ma, J. -Z., Jia, S. -T. Washable and wear-resistant superhydrophobic surfaces with self-cleaning property by chemical etching of fibers and hydrophobization. ACS Appl. Mater. Interfaces. 6, 10153-10161 (2014).
- Ou, J., Perot, B., Rothstein, J. P. Laminar drag reduction in microchannels using ultrahydrophobic surfaces. Phys. Fluids. 16, 4635-4643 (2004).
- Ko, T. -J., et al. Adhesion behavior of mouse liver cancer cells on nanostructured superhydrophobic and superhydrophilic surfaces. Soft Matter. , (2013).
- Lourenco, B. N., et al. Wettability influences cell behavior on superhydrophobic surfaces with different topographies. Biointerphases. 7, (2012).
- Srinivasan, S., et al. Drag reduction for viscous laminar flow on spray-coated non-wetting surfaces. Soft Matter. 9, 5691-5702 (2013).
- Yohe, S. T., Colson, Y. L., Grinstaff, M. W. Superhydrophobic materials for tunable drug release: using displacement of air to control delivery rates. J. Am. Chem. Soc. 134, 2016-2019 (2012).
- Yohe, S. T., Herrera, V. L. M., Colson, Y. L., Grinstaff, M. W. 3D superhydrophobic electrospun meshes as reinforcement materials for sustained local drug delivery against colorectal cancer cells. J. Control. Release. 162, 92-101 (2012).
- Yohe, S. T., Kopechek, J. A., Porter, T. M., Colson, Y. L., Grinstaff, M. W. Triggered drug release from superhydrophobic meshes using high-intensity focused ultrasound. Adv. Healthcare Mater. 2, 1204-1208 (2013).
- Manna, U., Kratochvil, M. J., Lynn, D. M. Superhydrophobic polymer multilayers that promote the extended, long-term release of embedded water-soluble agents. Adv. Mater. 25, 6405-6409 (2013).
- Ju, G., Cheng, M., Shi, F. A pH-responsive smart surface for the continuous separation of oil/water/oil ternary mixtures. NPG Asia Mater. 6, e111 (2014).
- Lim, H. S., Han, J. T., Kwak, D., Jin, M., Cho, K. Photoreversibly switchable superhydrophobic surface with erasable and rewritable pattern. J. Am. Chem. Soc. 128, 14458-14459 (2006).
- Macias-Montero, M., Borras, A., Alvarez, R., Gonzalez-Elipe, A. R. Following the wetting of one-dimensional photoactive surfaces. Langmuir. 28, 15047-15055 (2012).
- Sun, T., et al. Reversible switching between superhydrophilicity and superhydrophobicity. Angew. Chem. Int. Ed. 43, 357-360 (2004).
- Verplanck, N., Coffinier, Y., Thomy, V., Boukherroub, R. Wettability switching techniques on superhydrophobic surfaces. Nanoscale Res. Lett. 2, 577-596 (2007).
- Deng, D., et al. Hydrophobic meshes for oil spill recovery devices. ACS Appl. Mater. Interfaces. 5, 774-781 (2013).
- Ebrahimi, A., et al. Nanotextured superhydrophobic electrodes enable detection of attomolar-scale DNA concentration within a droplet by non-faradaic impedance spectroscopy. Lab Chip. 13, 4248-4256 (2013).
- Guix, M., et al. Superhydrophobic alkanethiol-coated microsubmarines for effective removal of oil. ACS Nano. 6, 4445-4451 (2012).
- Korhonen, J. T., Kettunen, M., Ras, R. H. A., Ikkala, O. Hydrophobic nanocellulose aerogels as floating, sustainable, reusable, and recyclable oil absorbents. ACS Appl. Mater. Interfaces. 3, 1813-1816 (2011).
- Wu, Y., Hang, T., Komadina, J., Ling, H., Li, M. High-adhesive superhydrophobic 3D nanostructured silver films applied as sensitive, long-lived, reproducible and recyclable SERS substrates. Nanoscale. 6, 9720-9726 (2014).
- Waterproofing treatment of materials. US Patent. Norton, F. J. , 2386259 A (1945).
- Kaplan, J. A., et al. Imparting superhydrophobicity to biodegradable poly(lactide-co-glycolide) electrospun meshes. Biomacromolecules. 15, 2548-2554 (2014).
- Ray, W. C., Grinstaff, M. W. Polycarbonate and poly(carbonate−ester)s synthesized from biocompatible building blocks of glycerol and lactic acid. Macromolecules. 36, 3557-3562 (2003).
- Wolinsky, J. B., Ray, W. C., Colson, Y. L., Grinstaff, M. W. Poly(carbonate ester)s based on units of 6-hydroxyhexanoic acid and glycerol. Macromolecules. 40, 7065-7068 (2007).
- Wolinsky, J. B., Yohe, S. T., Colson, Y. L., Grinstaff, M. W. Functionalized hydrophobic poly(glycerol-co-ε-caprolactone) depots for controlled drug release. Biomacromolecules. 13, (2012).
- Yohe, S. T., Freedman, J. D., Falde, E. J., Colson, Y. L., Grinstaff, M. W. A mechanistic study of wetting superhydrophobic porous 3D meshes. Adv. Funct. Mater. 23, 3628-3637 (2013).
- Yohe, S. T., Grinstaff, M. W. A facile approach to robust superhydrophobic 3D coatings via connective-particle formation using the electrospraying process. Chem. Commun. 49, 804-806 (2013).
- Tian, H. Y., Tang, Z. H., Zhuang, X. L., Chen, X. S., Jing, X. B. Biodegradable synthetic polymers: Preparation, functionalization and biomedical application. Prog. Polym. Sci. 37, 237-280 (2012).
- Surgical sutures. US Patent. Emil, S. E., Albert, P. R. , 3297033 A (1967).
- Greenberg, J. A., Clark, R. M. Advances in suture material for obstetric and gynecologic surgery. Rev. Obstet. Gynecol. 2, 146-158 (2009).
- Weldon, C. B., et al. Electrospun drug-eluting sutures for local anesthesia. J. Control. Release. 161, 903-909 (2012).
- Wright, J., Hoffman, A. Chapter 2. Long Acting Injections and Implants. Advances in Delivery Science and Technology. Wright, J. C., Burgess, D. J. , Springer. 11-24 (2012).
- Wischke, C., Schwendeman, S. P. Principles of encapsulating hydrophobic drugs in PLA/PLGA microparticles. Int. J. Pharm. 364, 298-327 (2008).
- Xie, J. W., Tan, R. S., Wang, C. H. Biodegradable microparticles and fiber fabrics for sustained delivery of cisplatin to treat C6 glioma in vitro. J. Biomed. Mater. Res., Part A. 85A, 897-908 (2008).
- Danhier, F., et al. PLGA-based nanoparticles: An overview of biomedical applications. J. Control. Release. 161, 505-522 (2012).
- Korin, N., et al. Shear-activated nanotherapeutics for drug targeting to obstructed blood vessels. Science. 337, 738-742 (2012).
- Lee, J. S., et al. Evaluation of in vitro and in vivo antitumor activity of BCNU-Ioaded PLGA wafer against 9L gliosarcoma. Eur. J. Pharm. Biopharm. 59, 169-175 (2005).
- Liu, H., Wang, S. D., Qi, N. Controllable structure, properties, and degradation of the electrospun PLGA/PLA-blended nanofibrous scaffolds. J. Appl. Polym. Sci. 125, E468-E476 (2012).
- Ong, B. Y. S., et al. Paclitaxel delivery from PLGA foams for controlled release in post-surgical chemotherapy against glioblastoma multiforme. Biomaterials. 30, 3189-3196 (2009).
- Paun, I. A., Moldovan, A., Luculescu, C. R., Staicu, A., Dinescu, M. M. A. P. L. E. deposition of PLGA:PEG films for controlled drug delivery: Influence of PEG molecular weight. Appl. Surf. Sci. 258, 9302-9308 (2012).
- Reneker, D. H., Yarin, A. L., Zussman, E., Xu, H. Electrospinning of nanofibers from polymer solutions and melts. Advances in Applied Mechanics. Aref, H., Van der Giessen, E. 41, 43-195 (2007).
- Leach, M. K., Feng, Z. -Q., Tuck, S. J., Corey, J. M. Electrospinning fundamentals: optimizing solution and apparatus parameters. J. Vis. Exp. (2494), (2011).
- Oh, J. H., Park, K. M., Lee, J. S., Moon, H. T., Park, K. D. Electrospun microfibrous PLGA meshes coated with in situ cross-linkable gelatin hydrogels for tissue regeneration. Curr. Appl. Phys. 12, S144-S149 (2012).
- Kim, T. G., Park, T. G. Biomimicking extracellular matrix: cell adhesive RGD peptide modified electrospun poly(D,L-lactic-co-glycolic acid) nanofiber mesh. Tissue Eng. 12, 221-233 (2006).
- Stitzel, J., et al. Controlled fabrication of a biological vascular substitute. Biomaterials. 27, 1088-1094 (2006).
- Liang, D., et al. In vitro non-viral gene delivery with nanofibrous scaffolds. Nucleic Acids Res. 33, e170 (2005).
- You, Y., Min, B. -M., Lee, S. J., Lee, T. S., Park, W. H. In vitro degradation behavior of electrospun polyglycolide, polylactide, and poly(lactide-co-glycolide). J. Appl. Polym. Sci. 95, 193-200 (2005).
- Boland, E. D., Wnek, G. E., Simpson, D. G., Pawlowski, K. J., Bowlin, G. L. Tailoring tissue engineering scaffolds using electrostatic processing techniques: a study of poly(glycolic acid) electrospinning. J. Macromol. Sci., Part A: Pure Appl. Chem. 38, 1231-1243 (2001).
- Inoguchi, H., Tanaka, T., Maehara, Y., Matsuda, T. The effect of gradually graded shear stress on the morphological integrity of a huvec-seeded compliant small-diameter vascular graft. Biomaterials. 28, 486-495 (2007).
- Xu, C. Y., Inai, R., Kotaki, M., Ramakrishna, S. Aligned biodegradable nanofibrous structure: a potential scaffold for blood vessel engineering. Biomaterials. 25, 877-886 (2004).
- Mun, C. H., et al. Three-dimensional electrospun poly(lactide-co-varepsilon-caprolactone) for small-diameter vascular grafts. Tissue Eng. Part A. 18, 1608-1616 (2012).
- Inai, R., Kotaki, M., Ramakrishna, S. Deformation behavior of electrospun poly(L-lactide-co-ε-caprolactone) nonwoven membranes under uniaxial tensile loading. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 43, 3205-3212 (2005).
- Cao, H., McHugh, K., Chew, S. Y., Anderson, J. M. The topographical effect of electrospun nanofibrous scaffolds on the in vivo and in vitro foreign body reaction. J. Biomed.Mater.Res.,PartA.. 93A, 1151-1159 (2010).
- Pham, Q. P., Sharma, U., Mikos, A. G. Electrospun poly(epsilon-caprolactone) microfiber and multilayer nanofiber/microfiber scaffolds: characterization of scaffolds and measurement of cellular infiltration. Biomacromolecules. 7, 2796-2805 (2006).
- Jiang, H., Zhao, P., Zhu, K. Fabrication and characterization of zein-based nanofibrous scaffolds by an electrospinning method. Macromol. Biosci. 7, 517-525 (2007).
- Zhang, Y. Z., Venugopal, J., Huang, Z. M., Lim, C. T., Ramakrishna, S. Characterization of the surface biocompatibility of the electrospun PCL-collagen nanofibers using fibroblasts. Biomacromolecules. 6, 2583-2589 (2005).
- Jiang, H., Hu, Y., Zhao, P., Li, Y., Zhu, K. Modulation of protein release from biodegradable core-shell structured fibers prepared by coaxial electrospinning. J. Biomed. Mater. Res., Part B: Appl. Biomat. 79, 50-57 (2006).
- Jiang, H., et al. A facile technique to prepare biodegradable coaxial electrospun nanofibers for controlled release of bioactive agents. J. Control. Release. 108, 237-243 (2005).
- Zhang, Y. Z., et al. Coaxial electrospinning of (fluorescein isothiocyanate-conjugated bovine serum albumin)-encapsulated poly(epsilon-caprolactone) nanofibers for sustained release. Biomacromolecules. 7, 1049-1057 (2006).
- Schnell, E., et al. Guidance of glial cell migration and axonal growth on electrospun nanofibers of poly-epsilon-caprolactone and a collagen/poly-epsilon-caprolactone blend. Biomaterials. 28, 3012-3025 (2007).
- Ma, Z., He, W., Yong, T., Ramakrishna, S. Grafting of gelatin on electrospun poly(caprolactone) nanofibers to improve endothelial cell spreading and proliferation and to control cell Orientation. Tissue Eng. 11, 1149-1158 (2005).
- Peesan, M., Rujiravanit, R., Supaphol, P. Electrospinning of hexanoyl chitosan/polylactide blends. J. Biomater. Sci., Polym. Ed. 17, 547-565 (2006).
- Jia, Y. -T., et al. Fabrication and characterization of poly (vinyl alcohol)/chitosan blend nanofibers produced by electrospinning method. Carbohydr. Polym. 67, 403-409 (2007).
- Kenawy, E. -R., Abdel-Hay, F. I., El-Newehy, M. H., Wnek, G. E. Controlled release of ketoprofen from electrospun poly(vinyl alcohol) nanofibers. Mater. Sci. Eng., A. 459, 390-396 (2007).
- Zhang, C., Yuan, X., Wu, L., Han, Y., Sheng, J. Study on morphology of electrospun poly(vinyl alcohol) mats. Eur. Polym. J. 41, 423-432 (2005).
- Hong, K. H. Preparation and properties of electrospun poly(vinyl alcohol)/silver fiber web as wound dressings. Polym. Eng. Sci. 47, 43-49 (2007).
- Bhattarai, S. R., et al. Novel biodegradable electrospun membrane: scaffold for tissue engineering. Biomaterials. 25, 2595-2602 (2004).
- Grafahrend, D., et al. Biofunctionalized poly(ethylene glycol)-block-poly(ε-caprolactone) nanofibers for tissue engineering. J. Mater. Sci.: Mater. Med. 19, 1479-1484 (2008).
- Riboldi, S. A., Sampaolesi, M., Neuenschwander, P., Cossu, G., Mantero, S. Electrospun degradable polyesterurethane membranes: potential scaffolds for skeletal muscle tissue engineering. Biomaterials. 26, 4606-4615 (2005).
- Gugerell, A., et al. Electrospun poly(ester-urethane)- and poly(ester-urethane-urea) fleeces as promising tissue engineering scaffolds for adipose-derived stem cells. PLoS ONE. 9, e90676 (2014).
- Nair, P. A., Ramesh, P. Electrospun biodegradable calcium containing poly(ester-urethane)urea: synthesis, fabrication, in vitro degradation, and biocompatibility evaluation. J. Biomed. Mater. Res., Part A. 101, 1876-1887 (2013).
- Caracciolo, P., Thomas, V., Vohra, Y., Buffa, F., Abraham, G. Electrospinning of novel biodegradable poly(ester urethane)s and poly(ester urethane urea)s for soft tissue-engineering applications. J. Mater. Sci.: Mater. Med. 20, 2129-2137 (2009).
- Hong, Y., et al. A small diameter, fibrous vascular conduit generated from a poly(ester urethane)urea and phospholipid polymer blend. Biomaterials. 30, 2457-2467 (2009).
- Pego, A. P., et al. Preparation of degradable porous structures based on 1,3-trimethylene carbonate and D,L-lactide (co)polymers for heart tissue engineering. Tissue Eng. 9, 981-994 (2003).
- Niu, H., Wang, H., Zhou, H., Lin, T. Ultrafine PDMS fibers: preparation from in situ curing-electrospinning and mechanical characterization. RSC Adv. 4, 11782-11787 (2014).
- Kim, Y. B., Cho, D., Park, W. H. Electrospinning of poly(dimethyl siloxane) by sol–gel method. J. Appl. Polym. Sci. 114, 3870-3874 (2009).
- Kenawy, E. -R., et al. Release of tetracycline hydrochloride from electrospun poly(ethylene-co-vinylacetate), poly(lactic acid), and a blend. J. Control. Release. 81, 57-64 (2002).
- Uykun, N., et al. Electrospun antibacterial nanofibrous polyvinylpyrrolidone/cetyltrimethylammonium bromide membranes for biomedical applications. J. Bioact. Compat. Polym. 29, 382-397 (2014).
- Panthi, G., et al. Preparation and characterization of nylon-6/gelatin composite nanofibers via electrospinning for biomedical applications. Fibers Polym. 14, 718-723 (2013).
- Pant, H. R., et al. Chitin butyrate coated electrospun nylon-6 fibers for biomedical applications. Appl. Surf. Sci., Part B. 285, 538-544 (2013).
- Pant, H. R., Kim, C. S. Electrospun gelatin/nylon-6 composite nanofibers for biomedical applications. Polym. Int. 62, 1008-1013 (2013).
- Correia, D. M., et al. Influence of electrospinning parameters on poly(hydroxybutyrate) electrospun membranes fiber size and distribution. Polym. Eng. Sci. 54, 1608-1617 (2014).
- Tong, H. -W., Wang, M. Electrospinning of poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) fibrous tissue engineering scaffolds in two different electric fields. Polym. Eng. Sci. 51, 1325-1338 (2011).
- Carampin, P., et al. Electrospun polyphosphazene nanofibers for in vitro rat endothelial cells proliferation. J. Biomed. Mater. Res., Part A. 80, 661-668 (2007).
- Lin, Y. -J., et al. Effect of solvent on surface wettability of electrospun polyphosphazene nanofibers. J. Appl. Polym. Sci. 115, 3393-3400 (2010).
- Zhang, J., et al. Engineering of vascular grafts with genetically modified bone marrow mesenchymal stem cells on poly (propylene carbonate) graft. Artif. Organs. 30, 898-905 (2006).
- Nagiah, N., Sivagnanam, U. T., Mohan, R., Srinivasan, N. T., Sehgal, P. K. Development and characterization of electropsun poly(propylene carbonate) ultrathin fibers as tissue engineering scaffolds. Adv. Eng. Mater. 14, B138-B148 (2012).
- Welle, A., et al. Electrospun aliphatic polycarbonates as tailored tissue scaffold materials. Biomaterials. 28, 2211-2219 (2007).
- Khanam, N., Mikoryak, C., Draper, R. K., Balkus, K. J. Electrospun linear polyethyleneimine scaffolds for cell growth. Acta Biomater. 3, 1050-1059 (2007).
- Xu, X., Zhang, J. -F., Fan, Y. Fabrication of cross-linked polyethyleneimine microfibers by reactive electrospinning with in situ photo-cross-linking by UV radiation. Biomacromolecules. 11, 2283-2289 (2010).
- Wang, S., et al. Fabrication and morphology control of electrospun poly(Γ-glutamic acid) nanofibers for biomedical applications. Colloids Surf. B. 89, 254-264 (2012).
- Sakai, S., Yamada, Y., Yamaguchi, T., Kawakami, K. Prospective use of electrospun ultra-fine silicate fibers for bone tissue engineering. Biotechnol. J. 1, 958-962 (2006).
- Yamaguchi, T., Sakai, S., Kawakami, K. Application of silicate electrospun nanofibers for cell culture. J. Sol-Gel Sci. Technol. 48, 350-355 (2008).
- Vazquez, G., Alvarez, E., Navaza, J. M. Surface-tension of alcohol plus water from 20-degrees C to 50-degrees. C. J. Chem. Eng. Data. 40, 611-614 (1995).
- Hoke, B. C., Patton, E. F. Surface tensions of propylene glycol water. J. Chem. Eng. Data. 37, 331-333 (1992).
- Azizian, S., Hemmati, M. Surface tension of binary mixtures of ethanol + ethylene glycol from 20 to 50. C. J. Chem. Eng. Data. 48, 662-663 (2003).
- Nayak, B. K., Caffrey, P. O., Speck, C. R., Gupta, M. C. Superhydrophobic surfaces by replication of micro/nano-structures fabricated by ultrafast-laser-microtexturing. Appl. Surf. Sci. 266, 27-32 (2013).
