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Chemistry

इंट्राओकुलर लेंस अनुप्रयोग के लिए नरम पॉलीसिलोक्सने-यूरिया इलास्टोमर का संश्लेषण

Published: March 8, 2019 doi: 10.3791/58590
Automatic Translation
*1,2, *3, 1,2, 3,4, 1,2
1Reutlingen Research Institute, Reutlingen University, 2School of Applied Chemistry, Reutlingen University, 3Fraunhofer-Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB, 4Institute of Interfacial Process Engineering and Plasma Technology IGVP, University of Stuttgart
* These authors contributed equally

Summary

इस अध्ययन aminopropyl के लिए सिंथेटिक मार्गों का वर्णन करता है-समाप्त polydimethylsiloxanes और पॉलीडाइमिथाइल-मिथाइल-phenyl-siloxane-ब्लॉक सहबहुलक और नरम पॉलीसिलोक्सैन आधारित यूरिया के लिए (पीएसयू) elastomers. यह एक आंतराक्षि लेंस मिलनसार के रूप में पीएसयू के आवेदन प्रस्तुत करता है । के लिए एक मूल्यांकन विधि में विट्रो cytotoxicity भी वर्णित है ।

Abstract

इस अध्ययन के रूप में अपने अनुप्रयोगों के लिए नरम पॉलीसिलोक्सने आधारित यूरिया (पीएसयू) elastomers के लिए एक संश्लेषण मार्ग पर चर्चा करता है आंतराक्षि लेंस (a-iols) । एमिनोप्रोपएल-समाप्त पॉलीडिमेथिलसिलोक्सैन्स (पीडीएमएस) पहले चक्रीय सिलोक्साने ऑक्टामेथिलिसाइक्लोटेट्रासिलोक्सैना (डी4) और 1 के रिंग-चेन समानता के माध्यम से तैयार किए गए थे । 3-बीआईएस (3-एमिनोप्रोपएल)-टेट्रामेथाइलडिसिलोक्सैन (एपीटीएमडी) । फिनिल समूहों को डी4 और 2, 4, 6, 8-टेट्रामेथिल-2, 4, 6, 8-टेट्राफेनिल-साइक्लोटेट्रासिलोक्सने (डी4एमई, पीएच) के सहबहुलकन के माध्यम से siloxane रीढ़ की हड्डी में पेश किया गया । ये पॉलीडाइमिथाइल-मिथाइल-फेनिल-सिलोक्साने-ब्लॉक कोओलिमेर्स पॉलीसिलोक्नेस के अपवर्तनांक को बढ़ाने के लिए संश्लेषित किए गए थे । एक-iol के रूप में अनुप्रयोगों के लिए, पॉलीसिलोक्नेस का अपवर्तनांक एक युवा मानव आँख लेंस के बराबर होना चाहिए । पॉलीसिलोक्सने आणविक भार को एंडब्लॉक एटीएमडीएस में चक्रीय सिलोक्साने के अनुपात से नियंत्रित किया जाता है । पीएसयू elastomers की पारदर्शिता एक यूवी विज़ स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का उपयोग कर, २०० और ७५० एनएम के बीच फिल्मों के संप्रेषण मापन द्वारा जांच की जाती है । ७५० एनएम (दृश्यमान स्पेक्ट्रम के ऊपरी छोर) पर संप्रेषण मूल्यों को पीडीएमएस आणविक भार के खिलाफ प्लॉट कर रहे हैं, और > ९०% संप्रेषण को १८,००० ग्राम · मोल− 1के आणविक भार तक मनाया जाता है । पीएसयू elastomers के यांत्रिक गुणों की जांच कर रहे है तनाव में मरने के कट कुत्ते की हड्डी के आकार का नमूनों पर तनाव परीक्षण का उपयोग कर । यांत्रिक स्थिरता का मूल्यांकन करने के लिए, यांत्रिक हिस्टेरिसिस को लगातार खींचते हुए (10x) नमूनों को 5% और १००% बढ़ाव तक मापा जाता है । हिस्टेरिसिस pdms आणविक वजन में वृद्धि के साथ काफी कम हो जाती है । कुछ चयनित पीएसयू elastomers के विट्रो cytotoxicity में एक mts सेल व्यवहार्यता परख का उपयोग कर मूल्यांकन किया जाता है । इस के साथ साथ एक नरम, पारदर्शी, और noncytotoxic पीएसयू elastomer के संश्लेषण एक अपवर्तक सूचकांक के साथ लगभग एक युवा मानव आंख लेंस के बराबर की अनुमति के तरीके बताए ।

Introduction

बूढ़ा मोतियाबिंद, ≥ ६० साल के आयु समूह को प्रभावित करने, प्राकृतिक क्रिस्टलीय लेंस के उंनत opacification की ओर जाता है । इस उंर से संबंधित स्थिति शायद ऑक्सीडेटिव परिवर्तन है कि यूवी विकिरण1,2,3द्वारा त्वरित कर रहे है के कारण होता है । एक इंजेक्शन प्रणाली2के माध्यम से एक खाली लेंस कैप्सूल में एक कृत्रिम आंतराक्षि लेंस (iol) के प्रत्यारोपण के बाद, बूढ़ा मोतियाबिंद के लिए पारंपरिक उपचार मोतियाबिंद लेंस की शल्य चिकित्सा निष्कर्षण शामिल है । हालांकि, iols के बहुमत अत्यंत कठोर संरचनाओं के साथ एक्रिलिक पॉलिमर (hydrophobic और हाइड्रोफिलिक acrylate या methacrylate पॉलिमर) से निर्मित कर रहे हैं; इसलिए, आंख के लिए विभिंन दूरी2,4को समायोजित करने की क्षमता खो देता है । इसलिए, monofocal iol प्रत्यारोपण के साथ रोगियों के निकट दृष्टि के लिए चश्मे पर निर्भर कर रहे हैं (उदाहरणके लिए, जबकि एक अखबार या एक किताब पढ़ने)5.

मोतियाबिंद सर्जरी के बाद आवास की क्षमता बहाल करने के लिए अलग दृष्टिकोण की सूचना दी गई है । इन दृष्टिकोणों में, दो प्रमुख रणनीतियों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: एक तरल या जेल की तरह पॉलिमर और विकासशील नरम, foldable ए iols6,7,8इंजेक्शन द्वारा खाली लेंस कैप्सूल refilling । "लेंस refilling" की अवधारणा का वादा किया है क्योंकि जैल है युवा moduli के साथ प्राकृतिक मानव नेत्र लेंस के उन के रूप में कम के रूप में (ca. 1-2 kpa)9तैयार हो सकता है; हालांकि, इस दृष्टिकोण अभी भी प्रयोगात्मक है8, और अध्ययन केवल पशु आंखों पर आयोजित कर रहे हैं.

लेंस कैप्सूल inflatable सिलिकॉन गुब्बारे दाखिल द्वारा refilled किया गया है10 तरल सिलिकॉन से भरा या सीधे इंजेक्शन द्वारा सिलिकॉन11,12 कि बाद में हाइड्रोसिलिलेशन के माध्यम से कैप्सूल में ठीक किया गया था . हालांकि, गुब्बारे पर सतह झुर्रियों से संबंधित मुद्दों, preoperative राज्य की तुलना में कम आवास आयाम, और गंभीर माध्यमिक मोतियाबिंद के गठन (पूर्वकाल और पीछे कैप्सूल opacification)7उल्लेख किया गया है, 8,12,13. विशेष रूप से, लंबे समय से इलाज के समय (७० मिनट-12 ज) के कारण आसपास के नेत्र डिब्बों में रिसाव का एक बढ़ा जोखिम, पश्चात की सूजन के लिए अग्रणी10,14। इसलिए, क्रिस्टलीय लेंस की जगह के लिए अन्य सामग्री पॉलीथीन ग्लाइकोल diacrylate के आधार पर hydrogels सहित सिफारिश कर रहे हैं, vinyl शराब के acrylate संशोधित सहबहुलक (एन-विनिलपाइरोलिडोन)15, methacrylate-संशोधित पॉलीसिलोक्सेनेस16,17, पोलोक्सिमर18, और डाईआइसोसाइनेट-क्रॉसलिंक्ड पॉलीलाकोहोलों9। हालांकि, एकलक चिपचिपापन (यानी, जेल इंजेक्शन और crosslinking के बाद सूजन), बहुत कम या उच्च अपवर्तनांक, यांत्रिक स्थिरता और अखंडता, अप्रत्याशित पश्चात अपवर्तन, कम आवास सीमा, और मोतियाबिंद गठन के बाद मुख्य मुद्दों6,7,8,9,15,18का गठन । व्यावसायिक रूप से, आवास की क्षमता मुख्य रूप से foldable ए-iols विकसित करके बहाल है । इस तरह के आईओएल को साइलरी पेशी के संकुचन के माध्यम से लेंस कैप्सूल के अग्रवर्ती स्थल के लिए आईओए ऑप्टिक के आंदोलन द्वारा आवास प्रदान करना चाहिए । बाजार में १९९६, २००१, और २००२7,8में कई मॉडल पेश किए गए हैं । हालांकि, नैदानिक अध्ययन के दौरान, उन प्रत्यारोपित एक-iols के लिए अनुमानित आवास आयाम बेहद कम (≤ १.५ घ) के लिए असहायता पढ़ने की अनुमति (3-4 घ)6,7,8,19 , 20. इसलिए, एक a-iol जिसमें दो कनेक्टेड ऑप्टिक्स (डुअल-ऑप्टिक आईओएल) का आवास रेंज6,21बढ़ाने के लिए विकसित किया जा रहा है । केवल एक लेंस के डिजाइन मानव आंखों में अपने मिलनसार प्रदर्शन के लिए जांच की गई है, जबकि परस्पर विरोधी परिणाम22,23,24,25की सूचना दी गई है ।

आमतौर पर, सिलिकॉन elastomers को जैविक रूप से निष्क्रिय और nontoxic माना जाता है; इसलिए, सिलिकॉन elastomers चिकित्सा और चिकित्सा इंजीनियरिंग में biocompatible सामग्री के रूप में लागू किया जा रहा का एक लंबा इतिहास है (जैसे, स्तन प्रत्यारोपण में, craniofacial प्रत्यारोपण, संयुक्त प्रोस्थेटिक्स, घाव ड्रेसिंग, कैथेटर, नालियां, और शंट) 26 , 27. उनके शीतलता, पारदर्शिता, और उच्च ऑक्सीजन पारगम्यता के कारण, सिलिकॉन elastomers भी संपर्क लेंस और iols2,28,29के रूप में आवेदन मिल । हालांकि, सिलिकोन्स को सहसंयोजकता से क्रॉसलिंक किया जाना चाहिए और अक्सर पर्याप्त यांत्रिक अखंडता हासिल करने के लिए भराव को मजबूत करने की आवश्यकता होती है । crosslinking हानिकर के रूप में यह या तो थर्माप्लास्टिक तरीकों (जैसे, इंजेक्शन मोल्डिंग) या समाधान (जैसे, विलायक कास्टिंग) से प्रसंस्करण द्वारा elastomers के बाद प्रसंस्करण प्रतिबंधित है । इसके विपरीत, थर्माप्लास्टिक polyurethanes रहे यांत्रिक स्थिरता का प्रदर्शन, लेकिन जैविक वातावरण के भीतर क्षरण के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं, विशेष रूप से यदि पॉलिएस्टर-या पॉलीथर आधारित मैक्रोडाइल्स का उपयोग किया जाता है । इसलिए, लचीलापन और hydrolytic या उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों के साथ ऑक्सीडेटिव स्थिरता गठबंधन के प्रयासों हाइड्रोक्सिल के निगमन पर केंद्रित कर रहे हैं-या polyureथेन में नरम क्षेत्रों के रूप में अमीनो कार्यात्मक pdms पोल्युरेअस२७. ध्रुवीय यूरेथेन या यूरिया हार्ड सेगमेंट की अनुकूलता को अत्यधिक अध्रुवीय पीडीएमएस सॉफ्ट सेगमेंट के साथ बढ़ाने के लिए और यांत्रिक गुणों में सुधार करने के लिए, विभिन्न पॉलिथर-आधारित मैक्रोडाइल्स को पीडीएमएस30,31 के साथ शामिल किया गया है ,३२. विशेष रूप से, थिलाक गुन्टिललेक समूह ने बेहतर जैवस्थिरता और पेसमेकर इन्सुलेशन या कृत्रिम जैसे दीर्घकालिक बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के लिए यांत्रिक संपत्तियों के साथ सिलिकॉन पॉलीयूरेथान्स के विकास की व्यवस्थित रूप से जांच की है हार्ट वाल्व्स३३. वे मिश्रित नरम hydroxyl-समाप्त pdms और विभिंन पॉलिएस्टर, साथ ही साथ aliphatic पॉलीकार्बोनेट diols शामिल क्षेत्रों के साथ सुगंधित polyurethanes रहे संश्लेषित । सभी संश्लेषित polyurethanes के अलावा, polyhexamethylene ऑक्साइड का संयोजन (phmo) और pdms कठिन खंड संगतता के संबंध में सबसे अच्छा यांत्रिक गुणों को दर्शाती है30. बाद के अध्ययनों में, वे आगे pdms के प्रभाव की जांच करने वाली phmo अनुपात और एक disiloxane के निगमन आधारित सिलिकॉन polyurethanes रहे के यांत्रिक गुणों पर श्रृंखला भरनेवाला३४,३५, ३६. परिणामों से पता चला है कि ८० wt% pdms और 20 wt% phmo की एक मैक्रोडायल संरचना, एक सह-श्रृंखला भरनेवाला के अलावा, जैसे 1, 3-बीआईएस (4-hydroxybutyl)-टेट्रामेथाइलडिसिलोक्सने (bhtd), अच्छे यांत्रिक गुणों के साथ नरम polyurethanes रहे पैदावार और थर्माप्लास्टिक प्रोसेसबिलिटी । इसके अलावा, इन सिलिकॉन-polyurethanes एक बढ़ाया biostability आमतौर पर लागू की तुलना में प्रदर्शन नरम पॉलिथर यूरेथेन३७,३८,३९।

biocompatibility और इसी तरह की सामग्री की स्थिरता और हृदय अनुप्रयोगों के लिए उनके उपयोग भी४०,४१,४२की सूचना दी गई है । इन परिणामों के आधार पर, सिलिकॉन आधारित polyurea elastomers (या नेतन्याहू) एक disiloxane आधारित श्रृंखला भरनेवाला के साथ उच्च यूलिप और कोमलता उपज के लिए सोचा है, पर्याप्त यांत्रिक शक्ति के साथ, जबकि, के आवेदन के बाद अपने आकार को बनाए रखने के लिए दोहराया तनाव । उदाहरण के लिए, हर्मंस एट अल. एक प्रयोगात्मक polyurethane आधारित दोहरे ऑप्टिक ए-iol प्रोटोटाइप का निर्माण किया है क्योंकि डिजाइन, जो पहले एक निर्माण सिलिकॉन का उपयोग कर के लिए इस्तेमाल किया गया था, अत्यंत के भीतर लागू भार संभाल नरम था enucleated सुअर आंखें४३।

यह लेख एक नरम siloxane आधारित पीएसयू के संश्लेषण का वर्णन करता है, जो एक मिलनसार iol के रूप में अनुप्रयोगों के लिए यांत्रिक और ऑप्टिकल संपत्तियों के संदर्भ में अनुकूलित है । के रूप में पीएसयू elastomers के यांत्रिक गुणों siloxane आणविक वजन द्वारा बदला जा सकता है, एक ही प्रक्रिया siloxane आधारित पीएसयू, जो कोटिंग्स और त्वचा ड्रेसिंग में आवेदन मिल सकता है विकसित करने के लिए लागू किया जा सकता है । इसके अलावा, इस प्रक्रिया siloxane आधारित polyurethane या polyurethane-यूरिया elastomers तैयार करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है यदि कार्बिनॉल-समाप्त pdms प्रयोग किया जाता है । संश्लेषण के लिए उपयोग किए जाने वाले डाइआइसोसिनेट (यानी, ऐलिफेटिक या खुशबूदार) के प्रकार पर निर्भर करता है, प्रतिक्रिया की स्थिति (समय, तापमान, और शायद विलायक संरचना सहित) को परिवर्तित किया जा सकता है । ऐलिफैटिक डाइआइसोसाइनेट के आवेदन के लिए जैसे 4, 4-methylenebis (cycloहेक्सिलिसोसायनेट) (H12mdi) या आइसोफोरोन diisocyanates, प्रतिक्रिया एक organotin उत्प्रेरक का उपयोग कर त्वरित किया जा करने के लिए है, ऐसे diisocyanates के रूप में dilaurate या डायसीटॉक्सीटेट्राब्टुल डिशनेक्सने. उदाहरण के लिए, एक hydroxypropyl-समाप्त pdms और H12mdi के बीच प्रतिक्रिया एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में आय । इसके अलावा, प्रतिक्रिया तापमान को ५०-६० डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाया जाना चाहिए । इस तरह के आवेदन के लिए 4, 4-methylenebis (फेनीलिसोसाइनेट) के रूप में एक सुगंधित डाईआइसोसाइनेट, प्रतिक्रिया तापमान मामूली होना चाहिए, लेकिन पर्याप्त रूप से सुगंधित डाईआइसोसाइनेट के रूप में वृद्धि की तुलना में नाभिकरागी समूहों की ओर आम तौर पर अधिक प्रतिक्रियाशील हैं एलिफैटिक डाइआइसोसिनोट्स होते हैं । कार्बिनॉल-समाप्त पीडीएमएस के साथ एमडीआई की प्रतिक्रिया को कृत्रिम टेट्राहाइड्रोफ्यूरान (thf) और डाइमेथिलफार्माइड (डीएमएमएफ) या डाइमेथाइलएसीटामाइड (डीमैक) के विलायक मिश्रण का उपयोग करके पदोन्नत किया जा सकता है क्योंकि तृतीयक ऐमाइंस कुछ उत्प्रेरक गतिविधि दर्शाते हैं ।

Protocol

चेतावनी: कृपया उपयोग करने से पहले सभी प्रासंगिक सामग्री सुरक्षा डेटा शीट्स (msds) से परामर्श करें । कई syntheses में इस्तेमाल रसायनों तीव्र विषाक्तता और त्वचा और आंखों के लिए मजबूत जलन, साथ ही साँस लेना पर. कृपया व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण पहनें (प्रयोगशाला कोट, सुरक्षा चश्मा, हाथ दस्ताने, पूर्ण लंबाई पैंट, और बंद पैर की अंगुली जूते) और रसायनों को संभालने, यदि संभव हो, एक धूआं हुड के तहत या एक अच्छी तरह हवादार जगह में. धूआं हुड के तहत सभी syntheses प्रदर्शन । टेट्रामेथीलैमोनियम हाइड्रोक्साइड पेन्टाहाइड्रेट (tmah): tmah एक मजबूत आधार है, तीव्रता से विषाक्त अगर निगल लिया, और त्वचा के संपर्क पर, यह त्वचा और आंखों पर गंभीर रासायनिक जलता का कारण बनता है । यह हवा के प्रति संवेदनशील है और hygroscopic है । इसे फ्रिज और नाइट्रोजन के नीचे स्टोर करें । अपने मजबूत अमोनिया की तरह गंध की वजह से एक अच्छी तरह हवादार जगह में tmah संभाल । aptmds: aptmds हवा के प्रति संवेदनशील है और नाइट्रोजन के तहत संग्रहित किया जाना चाहिए । यह गंभीर त्वचा जलता है और आंख की क्षति का कारण बनता है । एच12एमडीआई: एच12एमडीआई साँस लेना पर विषाक्त है और त्वचा और आंखों के लिए जलन का कारण बनता है । डी4: डी4 प्रजनन क्षमता ख़राब हो सकता है । thf: thf हानिकारक है, साँस लेना पर जलन का कारण बनता है, और संभवतः यलो है । क्लोरोफॉर्म (chcl3): chcl3 साँस लेना पर हानिकारक है, संभवतः यलो, प्रजनन क्षमता और एक अजन्मे बच्चे के लिए संभावित नुकसान का कारण बन सकता है, और उसके vapors उनींदापन का कारण बन सकता है ।

1. उत्प्रेरक और एमिनो-समाप्त पॉलीसिलोक्सने macromonomers का संश्लेषण

  1. टेट्रामेथिलेमोनियम-3-एमिनोप्रोपएल-डाइमिथाइलसिलानोलेट उत्प्रेरक का संश्लेषण
    नोट: उत्प्रेरक हॉफमैन और leir४४द्वारा रिपोर्ट विधि के अनुसार संश्लेषित किया गया था ।
    1. उपयोग करने से पहले वैक्यूम के तहत डीगैस aptmds और नाइट्रोजन के तहत यह दुकान । पिपेट एक सिरिंज का उपयोग कर aptmds के लगभग 10 ग्राम.
    2. जोड़ें ८.१३ जी (३३.० mmol) के degassed aptmds और ११.८८ जी (६६.० mmol) tmah की एक में १०० मिलीलीटर तीन गर्दन दौर नीचे फ्लास्क. aptmds भंग करने के लिए और tmah को निलंबित करने के लिए thf के 20 मिलीलीटर जोड़ें, एक बड़े अंडाकार चुंबकीय हलचल पट्टी के साथ ।
      चेतावनी: tmah एक hygroscopic, संक्षारक है, और एक मजबूत अमोनिया की तरह गंध के साथ विषाक्त पदार्थ और कसकर फ्रिज में बंद संग्रहीत किया जाना चाहिए । एक अच्छी तरह हवादार जगह पर तुरंत tmah तौलना; जबकि हैंडलिंग सुरक्षात्मक हाथ दस्ताने और सुरक्षा चश्मा पहनते हैं । aptmds हवा संवेदनशील है और त्वचा जलता है और आंख की क्षति का कारण बनता है । एक सिरिंज का उपयोग कर एक सील की बोतल से aptmds वजन; जबकि हैंडलिंग सुरक्षात्मक हाथ दस्ताने और सुरक्षा चश्मा पहनते हैं ।
    3. नाइट्रोजन के लिए एक भाटा कंडेनसर और inlets और आउटलेट के साथ तीन गर्दन दौर-नीचे फ्लास्क लैस और ८० डिग्री सेल्सियस के लिए एक ग्लिसरीन या सिलिकॉन तेल हीटिंग स्नान का उपयोग कर प्रतिक्रिया मिश्रण गर्मी । रिफ्लक्स के तहत 2 एच के लिए प्रतिक्रिया मिश्रण हिलाओ और एक मामूली, निरंतर नाइट्रोजन प्रवाह के साथ ।
      नोट: प्रारंभिक, 2 h के भीतर एक स्पष्ट समाधान करने के लिए थोड़ा टर्बिड निलंबन परिवर्तन ।
    4. भाटा कंडेनसर निकालें और एक वैक्यूम aspirator का उपयोग कर thf बंद गढ़ने । फिर, एक schlenk लाइन का उपयोग कर ७० डिग्री सेल्सियस पर 5 एच के लिए ०.१ mbar के एक निर्वात के तहत थोड़ा पीला कच्चे तेल के उत्पाद सूखी ।
      नोट: इस कदम के बाद, कच्चे तेल के उत्पाद को 10 डिग्री सेल्सियस पर फ्रिज में अगले दिन तक संग्रहित किया जा सकता है ।
    5. thf के ५० मिलीलीटर में क्रूड उत्पाद resuspend । यदि आवश्यक हो, बड़े agglomerates टुकड़ा करने के लिए एक रंग का उपयोग करें, और एक वैक्यूम aspirator का उपयोग कर निलंबन फिल्टर । जब तक उत्पाद एक सफेद पाउडर की तरह ठोस हो जाता है 20 मिलीलीटर thf भागों के साथ कम से कम 3x हाला धो लें ।
    6. 3 ज के लिए कमरे के तापमान पर ०.१ mbar के एक वैक्यूम के तहत उत्पाद सूखी । फिर, नाइट्रोजन के तहत 10 डिग्री सेल्सियस पर फ्रिज में उत्प्रेरक की दुकान का उपयोग करें ।
  2. का संश्लेषण α, ω-बीआईएस (3-aminopropyl)-पॉलीडिमेथिलसिलॉक्सैनेस
    नोट: ~ १५,५०० जी · मोल-1के आणविक भार के साथ पीडीएमएस का संश्लेषण ।
    1. degas डी4 और उपयोग करने से पहले वैक्यूम के तहत aptmds । पिपेट लगभग १.५ aptmds के जी, एक सिरिंज का उपयोग कर.
    2. १९.५ जी (६५.७ mmol) के degassed D4 और ०.९ जी (३.६ mmol) aptmds के एक १०० मिलीलीटर तीन गर्दन दौर-नीचे फ्लास्क, जो एक ptfe लेपित केन्द्रापसारक उत्तेजक और एक नाइट्रोजन इनलेट और आउटलेट से सुसज्जित है में जोड़ें ।
    3. उत्प्रेरक के ~ 26 मिलीग्राम जोड़ें (अनुभाग १.१ से) और एक मामूली, सतत नाइट्रोजन प्रवाह के तहत ८० डिग्री सेल्सियस पर 30 मिनट के लिए प्रतिक्रिया मिश्रण हलचल ।
      नोट: एक ग्लिसरीन या सिलिकॉन तेल हीटिंग स्नान किया जा सकता है ।
    4. ४५.५ जी (१५३.४ mmol) D4 बिंदुश: की प्रतिक्रिया मिश्रण करने के लिए जोड़ें, एक छोड़ने कीप का उपयोग कर (2-3 एच के भीतर), और आगे एक सतत नाइट्रोजन प्रवाह के तहत 24 एच के लिए ८० डिग्री सेल्सियस पर हलचल.
      नोट: प्रतिक्रिया रातोंरात आगे बढ़ सकते हैं ।
    5. १५० डिग्री सेल्सियस के लिए प्रतिक्रिया मिश्रण गर्मी और 2 एच के लिए यह उत्प्रेरक विघटित करने के लिए हलचल । फिर, pdms कमरे के तापमान को शांत करने के लिए अनुमति देते हैं ।
    6. एक बड़े अंडाकार चुंबकीय हलचल पट्टी के साथ केन्द्रापसारक उत्तेजक विनिमय और दो stoppers के साथ तीन गर्दन दौर-नीचे फ्लास्क मुहर । एक वाल्व के साथ एक एडाप्टर का उपयोग करें और धीरे-से १५० डिग्री सेल्सियस के लिए pdms गर्मी ०.१ mbar के एक निर्वात के तहत एक schlenk लाइन का उपयोग कर चक्रीय पक्ष उत्पादों बंद गढ़ने । pdms कमरे के तापमान को शांत करने के लिए अनुमति देते हैं ।
      नोट: वैक्यूम आसवन आमतौर पर 4-5 h में होता है ।
  3. α का संश्लेषण, ω-बीआईएस (3-aminopropyl)-पॉलीडाइमेथिल-मिथाइल-फ़ेनिलसिलोक्सने
    नोट: यह खंड एक पॉलीसिलोक्साने के लिए संश्लेषण प्रक्रिया का वर्णन करता है जिसमें आणविक वजन के साथ ~ १५,५०० जी · मोल-1 और 14 मोल% मिथाइल-फ़ेनिल सिलोक्सैन; यह कार्यविधि pdms संश्लेषण, जो खंड १.२ में वर्णित है के लिए तुलनीय है ।
    1. degas डी4 और उपयोग करने से पहले वैक्यूम के तहत aptmds । पिपेट एक सिरिंज का उपयोग कर aptmds के लगभग १.५ ग्राम. प्लेस डी4मुझे, एक वैक्यूम चैंबर में 3-5 एच के लिए ७० डिग्री सेल्सियस पर पीएच पूरी तरह से पिघल और उपयोग करने से पहले उत्पाद homogenize ।
    2. डी 4, १४.९६ जी (२७.५ mmol)डी4Me, पीएच, और ०.९ जी (३.६ mmol) aptmds के एक १०० मिलीलीटर तीन गर्दन दौर-नीचे फ्लास्क में ४.५४ जी (१५.३ mmol) जोड़ें, जो एक ptfe लेपित केन्द्रापसारक उत्तेजक और एक नाइट्रोजन इनलेट और आउटलेट से सुसज्जित है ।
    3. उत्प्रेरक के ~ 26 मिलीग्राम जोड़ें (अनुभाग १.१ से) और एक सतत नाइट्रोजन प्रवाह के तहत 30 मिनट के लिए ८० डिग्री सेल्सियस पर प्रतिक्रिया मिश्रण हलचल ।
    4. ४५.५ जी (१५३.४ mmol) डी4 बिंदुश: की प्रतिक्रिया मिश्रण में जोड़ने के लिए, एक बूंद (2-3 एच के भीतर) कीप का उपयोग कर, और आगे एक सतत नाइट्रोजन प्रवाह के तहत 24 एच के लिए ८० डिग्री सेल्सियस पर हलचल ।
      नोट: प्रतिक्रिया रातोंरात आगे बढ़ सकते हैं ।
    5. कदम 1.2.5 और 1.2.6 का पालन करके संश्लेषण के साथ आगे बढ़ें ।

2. पॉलीसिलोक्सने की आणविक वजन निर्धारण

  1. पॉलीसिलोक्सने का सैद्धांतिक आणविक भार
    1. निम्नलिखित समीकरण के अनुसार पॉलीसिलोक्सने के सैद्धांतिक आणविक वजन Equation 1 की गणना करें:
      Equation 21
      यहां, Equation 1 पॉलीडिमेथिलसिलोक्साने की संख्या औसत आणविक भार है, एम उपयोग किए गए मोनोमर डी4 और एपीटीएमडी का द्रव्यमान (जी) है, और एन मोल्स में एपीटीएमडी की मात्रा है ।
  2. 1ज-एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा पॉलीसिलोक्सने का आणविक वजन निर्धारण
    1. 10-20 सीडीसीएल3के ०.५ एमएल में पॉलीसिलोक्सने की मिलीग्राम भंग, अपने एनएमआर स्पेक्ट्रम रिकॉर्ड, और ७.२६ पीपीएम पर विलायक संकेत करने के लिए रासायनिक पारियों [δ] कैलिब्रेट करें ।
    2. निम्नलिखित समीकरण के अनुसार Equation 1 अभिन्न मानों से पॉलीसिलोक्सने के आणविक वजन की गणना करें ।
      Equation 32
  3. टाइट्रेट करके पॉलीसिलोक्सने की आणविक वजन निर्धारण
    1. १.५-2 जी का एक २५० मिलीलीटर शंकु फ्लास्क में पॉलीसिलोक्सने की जोड़ें और इसे एक चुंबकीय हलचल बार का उपयोग करते हुए निरंतर सरगर्मी के तहत thf के ५० मिलीलीटर में भंग करें ।
    2. ०.१ एम एचसीएल के साथ titrate एमिनो समूहों ब्रोमोफीनॉल नीले रंग का उपयोग करने के लिए नीला से पीला करने के लिए एक परिवर्तन मनाया जाता है जब तक । संख्या औसत आणविक वजन की गणना करने के लिए तीन नमूनों के साथ अनुमापन दोहराएँ.

3. पॉलीसिलोक्सने-यूरिया इलास्टोमर का संश्लेषण

नोट: इस खंड का वर्णन करता है संश्लेषण प्रक्रिया के लिए एक pdms-आधारित यूरिया elastomer की 10 w% हार्ड-सेगमेंट सामग्री (HS%) (pdms: १५,५०० जी · मोल-1) ।

Equation 43

  1. एच12एमडीआई की २.९३९ ग्राम (११.२ mmol) जोड़ें एक २५० मिलीलीटर चार गर्दन दौर में नीचे प्रतिक्रिया फ्लास्क, जो एक ptfe लेपित केन्द्रापसारक उत्तेजक, छोड़ने कीप, और नाइट्रोजन इनलेट और आउटलेट से सुसज्जित है, और यह thf के 20 मिलीलीटर में भंग ।
    सावधानी: एच12एमडीआई एक कम अस्थिर डाईआइसोसाइनेट है और त्वचा और आंखों के लिए जलन का कारण बनता है । सुरक्षात्मक हाथ दस्ताने और सुरक्षा चश्मा पहनते हैं ।
    नोट: वैकल्पिक रूप से, एच12एमडीआइ को ५० मिलीलीटर बीकर में thf में भंग करें और प्रतिक्रिया फ्लास्क में एक फ़नल या ट्यूलिप कांच के माध्यम से समाधान जोड़ें । फिर, बीकर कुल्ला और thf के 10 मिलीलीटर के साथ कीप ।
    1. भंग ४५.० जी (२.९ mmol) के degassed pdms में १०० मिलीलीटर thf के; इस घोल को एच12एमडीआइ विलयन में निरंतर क्रियाशीलता और कमरे के तापमान पर नाइट्रोजन प्रवाह के तहत एक बूंद कीप का उपयोग करके जोड़ें । बीकर कुल्ला और thf के ५० मिलीलीटर के साथ कीप छोड़ने और प्रतिक्रिया मिश्रण करने के लिए इस समाधान जोड़ें ।
    2. एफटीआर स्पेक्ट्रोस्कोपी के माध्यम से prepolymer के गठन को नियंत्रित ।
      नोट: प्रतिक्रिया प्रगति को दो तरीकों से मॉनिटर किया जा सकता है: इनलाइन या ऑफलाइन एटीआर-एफटीआर स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करना ।
      1. इनलाइन एटीआर-एफटीआर स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए, एक इनलाइन एटीआर-एफटीआर जांच डालें, जो स्पेक्ट्रोमीटर से जुड़ा हुआ है, जो प्रतिक्रिया के शुरू में केंद्रीय संयुक्त में है । एक ptfe लेपित उत्तेजक के बजाय एक बड़े अंडाकार चुंबकीय हलचल पट्टी का उपयोग करें । एच12एमडीआई समाधान की स्पेक्ट्रा रिकॉर्डिंग शुरू करें और आइसोसिनेट समूहों के रूपांतरण का पालन करने के लिए २२६६ सेमी-1 पर एनसीओ अवशोषण पीक चुनें ।
      2. ऑफ़लाइन एटीआर-एफटीआर स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए, एक पाश्चर पिपेट का उपयोग करके प्रतिक्रिया मिश्रण के नमूने लें और एटीआर क्रिस्टल पर कुछ बूंदें जोड़ें । एक पतली फिल्म एटीआर क्रिस्टल सतह पर रहता है जब तक एक नाइट्रोजन प्रवाह के तहत विलायक लुप्त हो जाना. विभिन्न प्रतिक्रिया चरणों में (pdms के पूर्ण इसके अलावा और aptmds के प्रत्येक भाग के अलावा के बाद) के बाद स्पेक्ट्रा रिकॉर्ड.
    3. prepolymer समाधान के लिए चेन भरनेवाला aptmds की रससमीकरणमितीय राशि के अंश जोड़ें.
      नोट: श्रृंखला भरनेवाला के अलावा दो मायनों में आगे बढ़ सकते है (3.1.3.1 और 3.1.3.2 कदम देखें) ।
      1. thf के 5-10 मिलीलीटर में श्रृंखला भरनेवाला की तौली राशि भंग और एक pasteur पिपेट का उपयोग कर प्रतिक्रिया मिश्रण करने के लिए बिंदुश: जोड़ने या एक छोड़ने कीप का उपयोग कर, thf के 3 मिलीलीटर के साथ फिर से rinsing द्वारा पीछा किया ।
      2. एक सिरिंज में श्रृंखला भरनेवाला के भाग जोड़ें और प्रतिक्रिया मिश्रण करने के लिए श्रृंखला भरनेवाला बिंदुश: जोड़ें । इस मामले में, एक रबर पट डाट का उपयोग कर चौथे संयुक्त मुहर ।
        1. aptmds के १.६५ जी (६.६ mmol) जोड़ें, aptmds की गणना की राशि का ८०% करने के लिए इसी prepolymer के लिए,. फिर, एफटीआर स्पेक्ट्रोस्कोपी के माध्यम से प्रतिक्रिया प्रगति को नियंत्रित करें ।
        2. फिर, ०.२१ जी (०.८ mmol) aptmds (कुल, ९०% की गणना की गई राशि) में प्रतिक्रिया मिश्रण करने के लिए जोड़ें और प्रतिक्रिया की प्रगति से एफटीआर नियंत्रित करते हैं ।
        3. aptmds के ०.१ जी (०.४ mmol) जोड़ें (कुल में, ९५%) प्रतिक्रिया मिश्रण करने के लिए और एफटीआर का उपयोग कर प्रतिक्रिया प्रगति को नियंत्रित ।
        4. अंत में, प्रतिक्रिया मिश्रण करने के लिए श्रृंखला भरनेवाला (०.१०२ जी, ०.४१ mmol) के पिछले हिस्से को जोड़ने और एफटीआर स्पेक्ट्रम में एनसीओ अवशोषण बैंड के लापता होने की जांच ।
          नोट: श्रृंखला भरनेवाला के पहले भाग के अलावा के बाद, चिपचिपापन में वृद्धि का उल्लेख किया है ।
    4. एक ptfe-पन्नी-कवर कांच पेट्री डिश में पीएसयू समाधान डालो और धूआं हुड के तहत रात भर विलायक लुप्त हो जाना । इसके अलावा, 12 एच के लिए ८० डिग्री सेल्सियस पर एक वैक्यूम चैंबर में पीएसयू सूखी ।

4. यांत्रिक परीक्षण प्रक्रिया

  1. पॉलीसिलोक्सने-यूरिया इलास्टोमर फिल्म्स की तैयारी
    1. एक ३०० मिलीलीटर शंकु फ्लास्क में २००-२५० मिलीलीटर chcl3 में छोटे पीएसयू टुकड़े के 7-8 जी भंग, ढीला एक गिलास डाट का उपयोग कर फ्लास्क मुहर, और कम से कम 24 एच के लिए एक चुंबकीय हलचल बार का उपयोग कर मिश्रण हलचल । यदि आवश्यक हो, विलायक के अतिरिक्त भाग जोड़ें ।
      सावधानी: क्लोरोफॉर्म संभवतः यलो है । vapors साँस लेना पर उनींदापन का कारण हो सकता है । एक अच्छी तरह हवादार जगह पर क्लोरोफॉर्म को संभालें ।
    2. एक गिलास पेट्री डिश में सजातीय समाधान जोड़ें और यह छिद्रित एल्यूमीनियम पन्नी के साथ कवर । विलायक एक अच्छी तरह हवादार जगह में या सैश खिड़की के साथ एक धूआं हुड खुले में पेट्री पकवान रखकर या तो धीरे से लुप्त हो जाना अनुमति देते हैं ।
      नोट: जब धूआं हुड में पेट्री डिश रखने, यदि संभव हो तो airflow घटाएं । विलायक के अत्यंत तेजी से वाष्पीकरण असमांगता और पारदर्शी फिल्मों के भीतर अपारदर्शी दाग के गठन की ओर जाता है ।
    3. 12 ज के लिए एक वैक्यूम चैंबर में ८० डिग्री सेल्सियस पर फिल्म सूखी ।
    4. ध्यान से कांच की सतह से एक छोटी सी पतली रंग का उपयोग कर फिल्म को हटाने और यांत्रिक लक्षण वर्णन के लिए बाद में उपयोग पर एक पारदर्शी लिफाफे के भीतर पीएसयू फिल्म की दुकान ।
  2. पर तनाव-विकृति परीक्षण पॉलीसिलोक्सने-यूरिया elastomer फिल्म्स
    1. काईपर४५ (प्रकार S2) के अनुसार पीएसयू फिल्मों से मरने-कट कुत्ते-अस्थि के आकार के नमूनों को तैयार करें । पीएसयू फिल्म है, जो लिफाफा foils द्वारा कवर किया जाता है प्लेस, चित्रा 4में दिखाया गया के रूप में एक आकार के साथ एक छिद्रण चाकू इकाई के तहत । परीक्षण नमूना बाहर पंच और परिवेश के तापमान (23 ± 2 डिग्री सेल्सियस) में कम से ७२ एच के लिए यह दुकान नीचे लीवर पुश ।
    2. तन्यता परीक्षण मशीन और कंप्यूटर पर स्विच करें । आइकन पर क्लिक करके सॉफ्टवेयर शुरू करते हैं । विधि का चयन करें तन्यता परीक्षण के रूप में और जाँच करें यदि सही लोड सेल (१०० N) परीक्षण मशीन में स्थापित किया गया है.
    3. विधि सहायक का चयन करें और जांचें कि क्या सभी परीक्षण सेटिंग्स सही हैं । पूर्व परीक्षण करने के लिए जाओ और अगर निम्नलिखित सेटिंग्स सक्रिय कर रहे हैं की जाँच करें: मूल नमूना लंबाई (एल0) पर 20 मिमी, प्रीलोड पर ०.१ mpa, और वेग प्रीलोड तक पहुँच गया है जब तक 5 मिमी/
    4. परीक्षण पैरामीटर के लिए जाओ और जांच करें कि निम्नलिखित सेटिंग्स सक्रिय हैं: 1 मिमी/मिनट में युवा की मापांक के निर्धारण के लिए वेग, 25 मिमी पर नमूना तोड़ने तक वेग, ८०% Fअधिकतमपर नमूना तोड़ने का पता लगाने, प्रतिगमन में यंग मापांक का निर्धारण, 2% तनाव में युवा के मापांक निर्धारण की शुरुआत, और 6% तनाव में युवा के मापांक निर्धारण का अंत । विधि सहायक को छोड़ दें और सॉफ़्टवेयर की मुख्य विंडो पर स्विच करें ।
    5. परीक्षण मशीन पर बटन पर पावर पुश और बटन पर क्लिक करें सॉफ्टवेयर की मुख्य विंडो में स्थिति शुरू करने के लिए जाना .
    6. सुरक्षा foils निकालें और किसी भी आंतरिक दबाव को छोड़ने के लिए एक क्रॉस-पोलराइज़र के तहत नमूने का निरीक्षण । नमूना मोटाई और नमूना चौड़ाई माप एक कैलिबर का उपयोग कर । फिर, नमूना मोटाई और चौड़ाई के लिए मान को सॉफ़्टवेयर की मुख्य विंडो में संगत फ़ील्ड्स में संमिलित करें ।
    7. परीक्षण मशीन के ऊपरी क्लैम्पिंग जबड़े के बीच परीक्षण नमूने को ठीक करें । सॉफ्टवेयर के मुख्य विंडो में बटन शूंय बल पर क्लिक करें । परीक्षण मशीन के नीचे क्लैम्पिंग जबड़े के बीच परीक्षण नमूना के नीचे अंत को ठीक करें ।
      नोट: यदि clamping जबड़े की सतहों फिसलन कर रहे हैं, ठीक अनाज एमरी कागज के बीच नमूना के सिरों की स्थिति माप के दौरान फिसल से नमूने को रोकने के लिए ।
    8. टेंसाइल परीक्षण प्रारंभ करने के लिए प्रारंभ माप बटन क्लिक करें ।
    9. माप को पूरा करने के बाद, चरण 4.2.6 और 4.2.7 के साथ आगे बढ़ें । ऊपरी क्लैंपिंग जबड़े और शूंय बलका चयन के बीच परीक्षण नमूना फिक्सिंग के बाद, बटन सॉफ्टवेयर की मुख्य विंडो पर स्थिति शुरू करने के लिए जाना चुनें । फिर, नीचे क्लैम्पिंग जबड़े के बीच परीक्षण नमूना के नीचे अंत को ठीक करें और पुन: प्रारंभ मापन क्लिक करे ।
    10. एक पीएसयू नमूना के लिए कदम 4.2.6-4.2.8 को दोहराने के युवा मापांक, तन्य शक्ति के सांख्यिकीय मूल्यांकन के लिए एक अतिरिक्त 3x, और ब्रेक में बढ़ाव ।
  3. पीएसयू elastomer फिल्मों पर हिस्टेरिसिस टेस्ट
    1. तन्यता परीक्षण मशीन और कंप्यूटर पर स्विच करें । आइकन पर क्लिक करके सॉफ्टवेयर शुरू करते हैं । चक्रीय तन्यता परीक्षण के रूप में विधि का चयन करें और परीक्षण मशीन में सही लोड सेल (१०० N) की स्थापना की जाँच करें ।
    2. विधि सहायक का चयन करें और जांचें कि क्या सभी परीक्षण सेटिंग्स सही हैं । पूर्व परीक्षण करने के लिए जाओ और जाँच करें कि क्या निम्न सेटिंग्स सक्रिय हैं: मूल नमूना लंबाई (एल0) पर 20 मिमी, प्रीलोड पर ०.०५ mpa, और वेग प्रीलोड तक पहुंच गया है पर 5 मिमी/
    3. परीक्षण पैरामीटर पर जाएँ और निम्न सेटिंग्स के सक्रियण की जाँच करें: चक्र की संख्या 10 पर, setpoint लोड हो रहा है पर १००% तनाव, setpoint अनलोडिंग पर 0% तनाव, और वेग पर 25 मिमी/ विधि सहायक छोड़ें और सॉफ़्टवेयर की मुख्य विंडो पर स्विच करें ।
    4. चरण 4.2.5-4.2.8 के साथ आगे बढ़ें ।
    5. सांख्यिकीय मूल्यांकन के लिए दो नमूनों के साथ हिस्टेरीसिस माप दोहराएँ. निम्नलिखित समीकरण के अनुसार प्रत्येक चक्र के लिए यांत्रिक शैथिल्य परिकलित करें ।
      Equation 54

5. hacat कोशिकाओं के लिए खेती की प्रक्रिया

  1. एक ३७ ° c पानी स्नान में hacat कोशिकाओं और dulbecco के संशोधित ईगल के माध्यम (dmem) के साथ एक cryotube गर्म । सूक्ष्मजीवविज्ञानी सुरक्षा workbench के तहत, तेजी से एक 10 मिलीलीटर शंकु अपकेंद्री ट्यूब, जो गर्म dmem से भर जाता है के लिए सेल निलंबन हस्तांतरण ।
    1. ८४५ एक्स जीपर 6 मिनट के लिए केंद्रीकरण करने के लिए सेल निलंबन विषय । एक डिस्पोजेबल गिलास pasteur पिपेट, जो एक वैक्यूम पंप से जुड़ा हुआ है का उपयोग कर सतह पर तैरनेवाला के बहुमत त्यागें, और धीरे सेल agglomerates ऊपर और नीचे एक eppendorf pipette का उपयोग करने के द्वारा शेष तरल में सेल गोली resuspend ।
    2. एक 25 सेमी2 सेल संस्कृति फ्लास्क करने के लिए सस्पेंड कोशिकाओं स्थानांतरण और dmem के 9 मिलीलीटर जोड़ने के लिए, जो 10% fbs के साथ पूरक है. ३७ ± 1 ° c और 5% CO2 पर एक इनकोबेटर कैबिनेट में कोशिकाओं को सेते हैं । एक औंधा खुर्दबीन का उपयोग कर दैनिक सेल प्रसार नियंत्रित करते हैं । dmem प्रत्येक तीसरे दिन परिवर्तित करें जब तक कि कक्ष सबकॉन्फ्लुएंट हो जाते हैं ।
    3. एक डिस्पोजेबल ग्लास पाश्चर पिपेट का उपयोग करके dmem को हटाकर सुरक्षा कार्यक्षेत्र के तहत एक सेल मार्ग निष्पादित करें । सेल परत धोने के लिए pbs बफर के 10 मिलीलीटर जोड़ें । pbs एक डिस्पोजेबल गिलास pasteur फिर से पिपेट का उपयोग कर बफर निकालें ।
    4. कोशिकाओं को अलग करने और उन्हें सह2 इनकोबेटर कैबिनेट में सेते करने के लिए 25 सेमी2 सेल कल्चर फ्लास्क के लिए एक ट्रिप्सिन/edta समाधान की 1 मिलीलीटर जोड़ें । जांच करें यदि कोशिकाओं निलंबन में मौजूद हैं, एक औंधा माइक्रोस्कोप का उपयोग कर ।
    5. trypsin को निष्क्रिय करने के लिए सेल संस्कृति फ्लास्क के लिए dmem के 3 मिलीलीटर जोड़ें । सेल सस्पेंशन को एक सेंट्रेसेज ट्यूब में ट्रांसफर करें और कोशिकाओं को ८४५ एक्स जीपर 6 मिनट के लिए अपकेंद्रीकरण करने के लिए विषय करें । एक गिलास pasteur पिपेट का उपयोग कर, supernatant के बहुमत निकालें । शेष dmem में कोशिकाओं resuspend और ताजा गर्म dmem, जो 10% fbs के साथ पूरक है की 10 मिलीलीटर जोड़ें ।
    6. ७५ सेमी2 सेल संस्कृति बोतल में से प्रत्येक में सेल निलंबन के 5 मिलीलीटर स्थानांतरण और ताजा गर्म dmem के 15 मिलीलीटर जोड़ने के लिए, 10% fbs के साथ पूरक । ३७ ± 1 डिग्री सेल्सियस और 5% co2 में सह2 इनसेबेटर कैबिनेट में hacat कोशिकाओं की खेती जब तक कोशिकाओं सबकॉन्फ्लुएंट हो जाते हैं ।
    7. कदम के अनुसार सेल मार्ग दोहराएं 5.1.3-5.1.6 लेकिन इस समय, का उपयोग करें 2 एक trypsin की मिलीलीटर/edta समाधान और trypsin को निष्क्रिय करने के लिए dmem के 6 मिलीलीटर ।

6. एक mts सेल की व्यवहार्यता के लिए प्रक्रिया hacat कोशिकाओं का उपयोग परख

नोट: में विट्रो cytotoxicity परीक्षण wenzelewski४६के अनुसार प्रदर्शन किया, सेल मध्यम निष्कर्षों का उपयोग कर रहे थे । पीएसयू नमूनों और बायोमेडिकल ग्रेड पॉलीयूरिथेन के नमूनों को ईथीलीन ऑक्साइड का उपयोग करके निष्फल किया गया ।

  1. संस्कृति hacat ३७ ± 1 ° c और dmem में 5% CO2 , जो एक ७५ सेमी2 सेल संस्कृति फ्लास्क में 10% fbs के साथ पूरक है पर कोशिकाओं । के लिए कोशिकाओं का उपयोग करें विट्रो cytotoxicity परीक्षणों में, कम से कम चौथे पारित होने के बाद.
    1. पीएसयू के बाँझ नमूने जोड़ें और एक संदर्भ सामग्री (०.७ ग्राम) में ५० मिलीलीटर शंकु अपकेंद्री ट्यूबों और dmem के साथ नमूनों को निकालने, fbs के बिना, ३७ डिग्री सेल्सियस पर ७२ ± 2 एच के लिए और 5% CO2 के एक निष्कर्षण अनुपात में ०.१ g/एमएल. प्रत्येक पीएसयू नमूना के लिए तीन निष्कर्षों का प्रयोग करें । dmem भरने, fbs के बिना, ५० मिलीलीटर शंकु अपकेंद्री ट्यूब में और एक ही निष्कर्षण प्रदर्शन द्वारा अंधा नमूने तैयार करें ।
    2. निष्कर्षण प्रक्रिया के दिन 2 पर, कदम के अनुसार सेल टुकड़ी प्रदर्शन 5.1.3-5.1.5 trypsin के 2 मिलीलीटर के साथ/edta और dmem के 6 मिलीलीटर । सेल निलंबन के एक १०० μl aliquot ले लो और dmem के १०० μl जोड़ें । इस पतला निलंबन से, 20 μl aliquot ले और मृत कोशिकाओं दाग करने के लिए एक ०.५% trypan नीले समाधान के 10 μl जोड़ें ।
    3. 2 मिनट के लिए कोशिकाओं को सेते हैं. एक micropipette का उपयोग कर hemocytometer भरें और तुरंत चार मंडलों के भीतर कोशिकाओं की गणना । प्रतिशत में सेल व्यवहार्यता का मूल्यांकन करने के लिए व्यवहार्य और अव्यवहार्य कोशिकाओं की संख्या की गणना ।
      नोट: वैकल्पिक रूप से, कक्ष गणना सिस्टम का उपयोग करके कक्षों को गिना जा सकता है ।
    4. बीज hacat कोशिकाओं (चौथा मार्ग) 20 x 103 कोशिकाओं की एकाग्रता में/अच्छी तरह से dmem के २०० μl में ९६-अच्छी तरह से microplates और में 24 ज के लिए कोशिकाओं को सेते ३७ ° c और 5% CO2।
    5. 3 दिन, निष्कर्षण के बाद, निकालने और अंधे नमूनों में से प्रत्येक के लिए 10% fbs जोड़ें और ३७ डिग्री सेल्सियस तक एक पानी स्नान का उपयोग कर नमूने गर्म । dmem से प्रत्येक अच्छी तरह से बीज निकालें और अर्क, अंधा नमूनों द्वारा मध्यम की जगह है, और इसी सकारात्मक और नकारात्मक नियंत्रण । प्रत्येक पीएसयू निकालने के लिए (प्रत्येक पीएसयू नमूना के लिए तीन निष्कर्षों का उपयोग करें), छह कुओं में निकालने के पिपेट २०० μl ।
    6. पिपेट २०० μl अंधा नमूना (dmem + 10% fbs) छह कुओं में । ताजा dmem के pipette २०० μl, 10% fbs (नकारात्मक नियंत्रण) के साथ पूरक, छह कुओं में । पिपेट २०० μl के सकारात्मक नियंत्रण (dmem + 10% fbs + 1% sds) छह कुओं में । ३७ डिग्री सेल्सियस और 5% सह2पर 24 एच के लिए अर्क और नियंत्रण के साथ कोशिकाओं को सेते हैं ।
      नोट: एक सकारात्मक नियंत्रण की तैयारी के लिए, पानी में एक 20% sds समाधान तैयार है और यह dmem के साथ 1:2 पर पतला । फिर, इसे dmem के साथ एक 1% sds समाधान तैयार करने के लिए आगे पतला ।
    7. 4 दिन, शीघ्र ही ऊष्मायन समय के अंत से पहले, fbs बिना mts और dmem के एक शेयर समाधान तैयार (एक अच्छी तरह से, dmem के mts समाधान + १०० μl के 20 μl का उपयोग करें) । ऊष्मायन समय के बाद, निष्कर्षों को दूर, अंधा समाधान, और नियंत्रण, और एक अच्छी तरह से में mts स्टॉक समाधान के पिपेट १२० μl, साथ ही साथ छह कुओं में कोशिकाओं के बिना पृष्ठभूमि निर्धारित करने के लिए । 37 डिग्री सेल्सियस और 5% सह2पर 4 ज के लिए कोशिकाओं को सेते हैं ।
    8. 4 दिन पर एमटीएस समाधान की ऊष्मायन के बाद, ४९२ एनएम पर एक अच्छी तरह से absorbance उपाय, एक microplate पाठक का उपयोग कर । वरीयता प्राप्त कुओं से पृष्ठभूमि के मापा absorbance घटाना । मान लें कि धनात्मक नियंत्रण से मापा गया absorbance मान 0% प्रसार का प्रतिनिधित्व करते हैं और उन absorbance मान 0 करने के लिए सेट है । मान लें कि ऋणात्मक नियंत्रण से मापा absorbance मान १००% प्रसार का प्रतिनिधित्व करते हैं और उन मानों को १०० करने के लिए सेट करें ।
    9. ऋणात्मक नियंत्रण (१००% प्रसार) और धनात्मक नियंत्रण (0% प्रसार) से अवशोषण मानों के प्रतिशत के रूप में absorbance मूल्यों से सेल प्रसार की गणना । नमूना अर्क है कि cytotoxic नहीं के रूप में ८१% तक के सेल प्रसार के प्रदर्शन का मूल्यांकन करें ।
      नोट: आपूर्तिकर्ता की जानकारी४७के अनुसार, बाद में absorbance को मापने । पिपेट 25 μl एक 10% sds समाधान में एक अच्छी तरह से प्रतिक्रिया को रोकने के लिए और अप करने के लिए microplate स्टोर करने के लिए 18 ज एक humidified कक्ष में कमरे के तापमान पर प्रकाश से संरक्षित.

Representative Results

डी4 और डी4एमई की अंगूठी-चेन इक्विलीब्यूशन, एंडब्लॉकर एप्टीएमडीएस के साथ पीएच एमिनोप्रोपएल-समाप्त पॉलीडिमिथाइलसिलोक्नेस और पॉलीडाइमेथिल-मिथाइल-फेनिल-सिलोक्सैन-कोओलिर्स क्रमशः, जो संश्लेषित किए गए थे डी4 और एपीटीएमडी (चित्रा 6) के बीच मोनोमर अनुपात को समायोजित करके ३,००० और ३३,००० जी · mol-1 के बीच आणविक भार के साथ । तैयार pdms, जो Equation 1 1H-nmr स्पेक्ट्रा (चित्रा 5) से निर्धारित किए गए थे के आणविक भार, टाइट्रेट से प्राप्त मूल्यों के समान थे । ये मान १५,००० छ · मोल-1तक के परिकलित सैद्धांतिक आणविक भार के साथ समझौते में थे. उच्च आण्विक भार के साथ pdms की तैयारी के दौरान, प्राप्त आणविक वजन थोड़ा सैद्धांतिक गणना द्वारा प्रकल्पित से अधिक थे । लटकन फिनाइल समूहों डी 4 मुझे के साथ चक्रीय सिलोक्सने के सहबहुलकन, पीएच थोड़ा पॉलीसिलोक्नेस के अपवर्तनांक को बढ़ाने के लिए सफल समझा गया था । अपवर्तनांक (३७ डिग्री सेल्सियस पर एबीबीइ रिफ्रैक्टोमीटर का उपयोग करके निर्धारित) १.४०१ (असंशोधित पीडीएमएस) से १.४३५६ (14 मोल% मिथाइल-फेनिल-सिलोक्साने) (चित्रा 7) में वृद्धि हुई । पीएसयू elastomers दो तैयार aminopropyl का उपयोग कर कदम में संश्लेषित किया गया-बंद pdms, एलिफेटिक डाइआइसोसाइनेट एच12एमडीआई, और aptmds, विलायक के रूप में thf का उपयोग. इस विधि ने नरम खंडों (पीडीएमएस) और हार्ड सेगमेंट (डाइआइसोसिनेट + यूरिया) की खंडीय संरचना के साथ उच्च-आणविक-भार पीएसयू के निर्माण की अनुमति दी । इनलाइन एफटीआर स्पेक्ट्रोस्कोपी ने पीडीएमएस से एमिनो समूहों के साथ आइसोसिनेट समूहों की बेहद तेजी से प्रतिक्रिया की पुष्टि की और चेन एक्सटेंडर एप्टीएमडीएस (चित्रा 3 और चित्रा 8) । polyurethane elastomers, जो कई घंटे लगते है की तैयारी के विपरीत, पीएसयू elastomers की तैयारी सुविधाजनक था । पीएसयू elastomers की पारदर्शिता और यांत्रिक गुणों pdms आणविक वजन पर निर्भर थे । पारदर्शी पीएसयू elastomer फिल्मों १८,००० जी · मोल-1के एक pdms आणविक वजन करने के लिए 90% > के एक संप्रेषण का प्रदर्शन किया । उच्च pdms आणविक भार पर, पीएसयू फिल्मों तेजी से अपारदर्शी (चित्रा 9) बन गया । pdms आणविक वजन में वृद्धि के साथ, नरम पीएसयू elastomers तैयार किया जा सकता है । पीएसयू elastomers के युवा मापांक से कम ~ ५.५ mpa (३,००० जी · mol-1के एक pdms आणविक वजन के साथ) ०.६ mpa (≥ २६,००० जी · मोल-1के एक pdms आणविक वजन के साथ) (चित्रा 10) । इसके अलावा, यांत्रिक हिस्टेरिसिस, जो दोहराया लागू तनाव के तहत यांत्रिक स्थिरता का मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल किया गया था, पीएसयू elastomers के लिए कम हो गया था जब वे उच्च आणविक वजन pdms से तैयार थे । एक १००% तनाव में पहले चक्र के लिए हिस्टेरिसिस मूल्यों ५४% से कम (३,००० जी · मोल-1के एक pdms आणविक वजन के साथ) 6% करने के लिए (एक pdms ३३,००० जी के आणविक वजन-1) (चित्रा 11के साथ) । एप्लाइड सिंथेसिस विधि पीएसयू elastomers की तैयारी है कि सेल व्यवहार्यता परीक्षणों में दिखाया उदाहरण के रूप में साइटोटोक्सिक अवशिष्ट जारी नहीं की अनुमति दी hacat कोशिकाओं पर कुछ चयनित पीएसयू elastomers के अर्क के साथ प्रदर्शन किया (चित्रा 12) ।

Figure 1
चित्रा 1: टेट्रामेथिलैमोनियम का संश्लेषण-3-एमिनोप्रोपएल-डाईमिथाइलसिलानोलेट उत्प्रेरक ।
टेट्रामेथिलामोनियम हाइड्रोक्साइड पेन्टाहाइड्रेट (टीएममहिंद्रा) और 1, 3-बीआईएस (3-एमिनोप्रोपएल)-टेट्रामैथाइलडिसिलोक्सैन (एपीटीएमडी) ८० डिग्री सेल्सियस पर thf में 2 एच प्रतिक्रिया व्यक्त की गई । उत्प्रेरक टेट्रामेथिलैमोनियम-3-एमिनोप्रोपएल-डाईमिथाइलसिलानोलेट को thf के साथ क्रूड उत्पाद धोने के बाद एक सफेद ठोस के रूप में प्राप्त किया जाता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2: aminopropyl के लिए संश्लेषण मार्ग-बंद पॉलीडिमिथाइलसिलेक्सैन्स (pdms) और पॉलीडाइमेथिल-मिथाइल-phenyl-siloxane-copolymers. चक्रीय मोनोमर डी4/मुझे, पीएच टेट्रामेथिलामोनियम-3-एमिनोप्रोपएल-डाईमेथाइलसिलानोलेट उत्प्रेरक का उपयोग कर 24 एच के लिए ८० डिग्री सेल्सियस पर एक डिसिलोक्सने एंडब्लॉकर एप्टीएमडीएस का उपयोग कर equilibrated कर रहे हैं । यह आंकड़ा riehle एट अल से संशोधित किया गया है । ४८. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3: खंडित पॉलीसिलोक्सने आधारित यूरिया elastomers (पीएसयू) के दो कदम संश्लेषण । पहले चरण में, एक prepolymer युक्त सक्रिय आइसोसाइनेट समूहों की प्रतिक्रिया के बाद बना है एच12aminopropyl के साथ एमडीआई-समाप्त पॉलीसिलोक्साने (R = CH3: pdms; R = Ph; copolymer). दूसरे चरण में, बहुलक आणविक भार श्रृंखला भरनेवाला aptmds के साथ शेष सक्रिय आइसोसिनेट समूहों की प्रतिक्रिया के माध्यम से बढ़ जाती है. परिणामस्वरूप elastomer एक विभाजित यूरिया हार्ड क्षेत्रों और सिलिकॉन नरम खंडों शामिल बहुलक है । यह आंकड़ा riehle एट अल से संशोधित किया गया है । ४८. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।

Figure 4
चित्रा 4: तनाव के लिए कुत्ते की हड्डी के आकार का परीक्षण नमूना के विनिर्देश-तनाव परीक्षण । यह आंकड़ा keiper४५से संशोधित किया गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।

Figure 5
चित्रा 5: 1एच-एनएमआर स्पेक्ट्रम एमिनोप्रोपयल-समाप्त पॉलीडिमेथिलसिलोक्सने । आणविक भार गणना के लिए, methylene प्रोटॉन डी (δ २.६९ पीपीएम) और बी (δ ०.५६ ppm) और मिथाइल प्रोटॉन ए (δ ~ ०.०७ पीपीएम) के अभिन्न मूल्यों का उपयोग किया गया. पीक सी (δ ~ १.५ पीपीएम) विलायक सीडीसीएल3के साथ पानी के निशान के प्रोटॉन विनिमय करने के लिए इसी hdo पीक४९, द्वारा मढ़ा है; अतः आणविक भार की गणना करने के लिए इस चोटी का उपयोग नहीं किया जाता है । इस स्पेक्ट्रम में pdms आणविक वजन ~ १६,३६५ g · मोल-1है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।

Figure 6
चित्रा 6: Equation 6 aminopropyl के आणविक वजन के बीच रैखिक सहसंबंध-समाप्त polydimethylsiloxanes और endblocker एकाग्रता. Equation 1 मान 1H-nmr स्पेक्ट्रोस्कोपी के माध्यम से निर्धारित किए गए थे, एमिनो अंत समूहों के टाइट्रेट, और सैद्धांतिक गणना समीकरण के अनुसार (1). यह आंकड़ा riehle एट अल से अनुमति के साथ reprinted है । ४८. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।

Figure 7
चित्रा 7: aminopropyl के अपवर्तनांक-समाप्त पॉलीडिमिथाइल-मिथाइल-फेनिल-सिलोक्साने-copolymers. पॉलीडिमिथाइल-मिथाइल-फेनिल-सिलोक्साने-कोओलिमरों का अपवर्तनांक (आरआई) 20 डिग्री सेल्सियस (काले चौकों) और ३७ डिग्री सेल्सियस (लाल घेरे) में एक ऐबे रिफ्रैक्टेमीटर का उपयोग करके निर्धारित किया गया था । आरआई मूल्यों रैखिक शामिल मिथाइल-phenyl-siloxane इकाइयों की मात्रा के साथ वृद्धि हुई । 0 mol% पर आरआई मान एक आणविक वजन पॉलीडाइमिथाइल-मिथाइल-फेनिल-सिलोक्साने-copolymers के तुलनीय के साथ असंशोधित pdms से उन का प्रतिनिधित्व करते हैं । १.४३४६ (३७ डिग्री सेल्सियस) का एक इष्टतम आरआई मिथाइल-फ़ेनिल-सिलोक्साने के 14 mol% के साथ एक copolymer के लिए प्राप्त किया गया था । यह आंकड़ा riehle एट अल से अनुमति के साथ reprinted किया गया है । ४८. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।

Figure 8
चित्र 8: पॉलीडाइमिथाइलसिलोक्सने-यूरिया (पीएसयू) के संश्लेषण के दौरान आइसोसायनेट रूपांतरण । यह आंकड़ा पीएसयू के संश्लेषण के दौरान इनलाइन एफटीआर-एटीआर स्पेक्ट्रोस्कोपी के बाद २,२६६ सेमी1 पर एनसीओ अवशोषण बैंड का समय-निर्भर भूखंड दिखाता है । aminopropyl के अलावा के बाद-बंद कर दिया पॉलीडिमेथिलसिलोक्सने, nco बैंड की ऊंचाई कम हो गई, nco-समाप्त prepolymer जंजीरों के गठन का संकेत. चेन भरनेवाला aptmds के अलावा के बाद, nco बैंड पूरी तरह से आईआर स्पेक्ट्रा से गायब हो गया. यह आंकड़ा riehle एट अल से अनुमति के साथ reprinted किया गया है । ५०. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।

Figure 9
चित्रा 9:७५० एनएम पर पीएसयू elastomer फिल्मों के संप्रेषण की निर्भरता और पॉलीडिमेथिलसिलोक्सने के आणविक वजन । पीएसयू फिल्मों के संप्रेषण यूवी विज़ स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा निर्धारित किया गया था । ७५० एनएम (दृश्यमान स्पेक्ट्रम का ऊपरी किनारा) पर पीएसयू का संप्रेषण 90% > था यदि पीएसयू ३,००० और १८,००० g · mol-1के बीच लेकर आणविक भार के साथ पीडीएमएस का उपयोग कर संश्लेषित किए गए थे । pdms के एक बढ़ती आणविक वजन के साथ, फिल्मों की अस्पष्टता बढ़ गई । यह आंकड़ा riehle एट अल से अनुमति के साथ reprinted किया गया है । ४८. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।

Figure 10
चित्र 10: पॉलीडिमेथिलसिलोक्सने के आण्विक भार के फलन के रूप में युवा की पीएसयू इलास्टोमर का मापांक । युवा मोडुली (YM) पीएसयू फिल्मों के तनाव-तनाव मापन से निर्धारित किए गए थे । मूल्यों पांच दोहराया माप से प्राप्त एक औसत मूल्य के रूप में व्यक्त कर रहे हैं । त्रुटि पट्टियां मानक विचलन का प्रतिनिधित्व करती हैं । YM की सबसे कम कमी ३,००० से ९,००० g · mol-1से लेकर pdms से, पीएसयू संश्लेषित के लिए मनाया गया । १२,००० और १८,००० छ · मोल-1के बीच pdms आणविक भार पर, YM मान १.५ mpa और १.० mpa के बीच थे । २६,००० g · mol-1से अधिक आणविक भार पर, YM मान थे ~ ०.६ mpa. यह आंकड़ा riehle एट अल से अनुमति के साथ reprinted किया गया है । ४८. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।

Figure 11
आंकड़ा 11:100% पीएसयू elastomers के हिस्टेरिसिस घटता है । १००% बढ़ाव पर पीएसयू elastomers के पहले चक्र हिस्टेरिसिस घटता दिखाया गया है । बहुलक संकेतन pdms आणविक भार को संदर्भित करता है (जैसे, पीएसयू-3t एक polyurea elastomer ३,००० जी के एक आणविक वजन के साथ pdms से तैयार है-1) । उच्चतम यांत्रिक शैथिल्य (४३%-५४%) पीएसयू elastomers में मनाया गया कम आणविक वजन pdms से संश्लेषित, के रूप में स्पष्ट हिस्टेरिसिस घटता द्वारा संकेत दिया । हिस्टेरिसिस pdms आणविक वजन में वृद्धि के साथ से कम 14% (१५,००० जी · मोल-1) 6% (३३,००० जी · मोल-1) । यह आंकड़ा riehle एट अल से अनुमति के साथ reprinted किया गया है । ४८. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।

Figure 12
चित्रा 12: hacat कोशिकाओं को पीएसयू निष्कर्षों के साथ इलाज पर विट्रो cytotoxicity परीक्षणों में के परिणाम । यह आंकड़ा पीएसयू elastomers के सेल मध्यम निष्कर्षों के साथ इलाज hacat कोशिकाओं के सेल प्रसार से पता चलता है । मान के रूप में प्रति नमूना तीन परीक्षण निष्कर्षों से प्राप्त मतलब मूल्य के रूप में व्यक्त कर रहे हैं, प्रत्येक निकालने के लिए छह दोहराया माप के साथ (18 कुल में प्रतिकृति). त्रुटि पट्टियां इन मापों से मानक विचलन का प्रतिनिधित्व करती हैं । रिक्त सेल मध्यम dmem (नमूने के बिना) का प्रतिनिधित्व करता है, जो निष्कर्षण के लिए इस्तेमाल किया सेल माध्यम के अनुरूप इलाज किया गया था । संदर्भ सामग्री के रूप में एक मेडिकल ग्रेड पॉलिथर यूरेथेन का चयन किया गया । सिलिकॉन आधारित polyurea elastomers (पीएसयू-18t, पीएसयू-16t, और पीएसयू-14ph) प्रतिनिधि परीक्षण के नमूने के रूप में चयनित किए गए थे, जो १८,००० और १६,००० जी · मोल-1 (पीएसयू-18t और पीएसयू-16t) के आणविक भार के साथ पीडीएमएस पर आधारित थे, जबकि पीएसयू-14ph एक पर आधारित था मिथाइल-फ़ेनिल-सिलोक्साने के 14 mol% और ~ १६,६०० g · mol-1के आणविक वजन के साथ पॉलीडिमिथाइल-मिथाइल-फेनिल-सिलोक्सने-कोपोलीमर । hacat कोशिकाओं का मतलब प्रसार, पीएसयू elastomers के अर्क के साथ इलाज किया, और संदर्भ polyurethane १००% और अधिक था । इसलिए, पीएसयू elastomers और संदर्भ polyurethane के अर्क cytotoxic नहीं कर रहे हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।

Discussion

उच्च आणविक वजन aminopropyl प्राप्त करने के लिए-अंगूठी श्रृंखला समानता के माध्यम से समाप्त pdms, एक जलीय का उपयोग कर, दृढ़ता से बुनियादी उत्प्रेरक महत्वपूर्ण है. अन्य आम तौर पर लागू उत्प्रेरक, जैसे टेट्रामेथीलैमोनियम हाइड्रॉक्साइड (tmah) या पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH), में जल अवशेषों होते हैं, जो पक्ष प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देते हैं; अतः समान आण्विक भार के साथ, द्विक्रियात्मक, monofunctional तथा अकार्यात्मक पीडीएमएस श्रृंखलाओं का मिश्रण४४प्राप्त होता है । इसके अलावा, यदि tmah प्रयोग किया जाता है, प्रतिक्रिया पूरा करने के लिए > 48 एच की आवश्यकता है और हमेशा पूरा एकलक खपत४४के साथ आगे बढ़ना नहीं है ।

विशेष रूप से, एंडब्लॉकर aptmds के वजन pdms के वांछित आणविक वजन प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है. उदाहरण के लिए, aptmds के ०.९ जी के बजाय, अगर ०.८५ जी pdms synthesize करने के लिए प्रयोग किया जाता है, के रूप में प्रोटोकॉल की धारा २.१ में वर्णित है, यह लगभग > 900 जी के एक सैद्धांतिक आणविक वजन करने के लिए नेतृत्व करेंगे-1. इसके अलावा, सैद्धांतिक आणविक भार रूपांतरण पर निर्भर है । यदि चक्रीय साइड उत्पादों काफी वैक्यूम आसवन के माध्यम से हटा नहीं रहे हैं, एक उच्च रूपांतरण मूल्य प्राप्त किया जाएगा । उदाहरण के लिए, एक ही संश्लेषण प्रक्रिया (प्रोटोकॉल के अनुभाग २.१ के रूप में) का उपयोग करने के लिए, ९०% की एक गणना रूपांतरण एक सैद्धांतिक रूप से गणना आणविक वजन करने के लिए नेतृत्व करेंगे; यह मूल्य है ९१० जी · मोल-1 से अधिक है कि अगर ८५% का एक रूपांतरण प्रकल्पित है । टाइट्रेट करने से पॉलिसिलोक्सने आणविक वजन निर्धारण में विचलन संभवतः flasks में pdms के वजन से संबंधित हैं, विशेष रूप से यदि एक ५० मिलीलीटर ब्यूरेट को टाइट्रेट करने के लिए उपयोग किया जाता है । पॉलीसिलोक्सने के ०.०६ ग्राम के वजन से संबंधित विचलन का कारण हो सकता है ~ ६५० जी · मोल-1का एक परिकलित अंतर । इसलिए, एक अर्धस्वचालित अनुमापक के उपयोग की सिफारिश की है ।

पीडीएमएस के अपवर्तनांक में फिनिल समूह17,५१, हैलोजेनेटेड फ़ेनिल समूह५२, या सल्फर युक्त समूह५३के निगमन द्वारा बढ़ाया जा सकता है । के रूप में yilgör, riffle, और mcgrath५४ द्वारा वर्णित की सहबहुलकन के माध्यम से pdms में फिनाइल समूहों को शामिल करने के लिए प्रयास (डी4पीएच) लागू की प्रतिक्रिया की स्थिति के तहत असफल रहे थे, शायद क्योंकि भारी अंगूठी रीढ़ यह असंभव लागू उत्प्रेरक के लिए चयनित प्रतिक्रिया तापमान पर siloxane बांड को तोड़ने के लिए बनाया है । कोह १६० डिग्री सेल्सियस के एक प्रतिक्रिया तापमान पर प्रयोग किया जाता है, तो डी4पीएच अंगूठी खोला जा सकता है । हालांकि, अत्यंत उच्च आणविक वजन के polysiloxanes प्राप्त कर रहे हैं, जो संभवतः nonfunctional अशुद्धियों की उच्च मात्रा में होते हैं । इसके अलावा, उन सहबहुलक में उत्प्रेरक कोह को हटाने सीधा नहीं है और एक बेअसर ethanolic एचसीएल का उपयोग कर कदम की आवश्यकता है, उत्प्रेरक की एक जलीय निष्कर्षण के बाद । फिर, pdms कार्बनिक pdms-युक्त चरण से जलीय चरण को अलग करने के लिए ऐसे CH2सीएल2, के रूप में एक कार्बनिक विलायक, में भंग किया जाना है । अंत में, कार्बनिक चरण mgso4पर सूख जाना चाहिए, निस्पंदन और वैक्यूम आसवन एक रोटरी वाष्पक५४का उपयोग करके पीछा किया । इसके विपरीत, इस पांडुलिपि में प्रस्तुत विधि थर्मल अपघटन के माध्यम से उत्प्रेरक तुरंत हटा दिया जा करने के लिए अनुमति देता है । इसलिए, ठोस एकलक डी4पीएचका उपयोग कर के बजाय, फिनाइल समूहों सफलतापूर्वक तरल एकलक डी4मुझे, पीएचके सहबहुलकन द्वारा pdms रीढ़ की हड्डी में पेश कर रहे हैं, के रूप में 29एसआई-nmr द्वारा की पुष्टि की स्पेक्ट्रोस्कोपी५०.

संश्लेषित पीएसयू elastomers ०.६-५.५ mpa और १,०००% तक की बढ़ाव मूल्यों के साथ उच्च लोच के YM प्रदर्शन किया । इस तरह के उच्च बढ़ाव मूल्यों न केवल बहुलक खंडित संरचना करने के लिए, लेकिन यह भी पीएसयू elastomers के उच्च आणविक भार (Equation 1 > १००,००० जी · मोल-1)४८से संबंधित थे । एक तात्कालिक प्रतिक्रिया कमरे के तापमान पर अमीनो समूहों और एलिफैटिक आइसोसिanyate समूहों के बीच होती है, जो तेजी से आणविक वजन बढ़ाने के लिए अग्रणी है । यह परिणाम आगे एक विलायक में प्रतिक्रिया का संचालन द्वारा समर्थित किया गया था, क्योंकि चिपचिपापन में एक मामूली वृद्धि के लिए नीचे प्रतिक्रिया गति काफी धीमा दिखाई नहीं दिया, जो अंयथा एक लगभग संतुलित के लिए आणविक वजन को नाटकीय रूप से प्रभावित होता रससमीकरणमितीय अनुपात । इसके विपरीत, जब एक छोटी श्रृंखला diol, जैसे कि 1, 4-ब्यूटानेडियोल, श्रृंखला भरनेवाला के रूप में इस्तेमाल किया गया था, जिसके परिणामस्वरूप polyurethane-यूरिया elastomers न केवल कम लोचदार थे, लेकिन यह भी काफी यांत्रिक स्थिरता खो दिया, विशेष रूप से यदि उच्च आणविक वजन pdms था संश्लेषण के लिए इस्तेमाल किया । इस परिणाम संभवतः elastomers के काफी कम आणविक भार (प्रकाशित नहीं परिणाम), polyaddition के अंतिम चरण में सभी आइसोसिनेट समूहों के अधूरे रूपांतरण के लिए इसी से संबंधित था । इसके अलावा, ऐमीनो और ऐलिफेटिक डाइआइसोसाइट्स की ओर हाइड्रॉक्सिल समूहों के बीच जेट में मतभेद नाटकीय रूप से विट्रो cytotoxicity परीक्षणों में से प्राप्त परिणामों को प्रभावित किया । एमिनो-चेन एक्स्टेंडर aptmds से तैयार पीएसयू elastomer के अर्क hacat कोशिकाओं पर किसी भी साइटोटोक्सिक प्रभाव का प्रदर्शन नहीं किया (चित्रा 12) । हालांकि, अगर एक siloxane आधारित polyurethane-यूरिया elastomer का अर्क इस्तेमाल किया गया, सेल व्यवहार्यता काफी कम हो गया था (परिणाम प्रकाशित नहीं), जो संभवतः कम आणविक वजन leachables और अवशिष्ट unreacted आइसोसाइनेट समूहों से संबंधित था ।

यह प्रोटोकॉल अमीनो-कार्यात्मक पॉलीसिलोक्नेस तैयार करने के लिए एक सुविधाजनक विधि का वर्णन करता है, जिसे बाद में उच्च-आणविक-वजन, मुलायम, और लोचदार पॉलीसिलोक्केन-यूरिया इलास्टोमर को संश्लेषित करने के लिए मैक्रोडाइमाइंस के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है । जैसा कि पीएसयू के यांत्रिक गुणों को pdms आणविक वजन के अनुसार अलग किया जा सकता है, अन्य अनुप्रयोग क्षेत्रों में इन पॉलिमर का उपयोग करना संभव है । इसके अलावा, अमीनो-कार्यात्मक पॉलीसिलोक्नेस की तैयारी के लिए प्रक्रिया को साइड समूहों के परिचय के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, जैसे vinyl समूह, लटकन vinyl समूहों के साथ एक चक्रीय सिलोक्केन के सहबहुलकन के माध्यम से (परिणाम नहीं दिखाया गया). यह नए आवेदन क्षेत्रों को खोल सकता है, जिसमें नरम क्रॉसलिंक्ड पॉलीसिलोक्लेन जैल की तैयारी (उदा., एक हाइड्राइड-कार्यात्मक सिलिकॉन के साथ पीटी-उत्प्रेरक हाइड्रोसिलिलेशन या यूवी-सक्रिय थिओल-एनए के अलावा mercapto-कार्यात्मक पीडीएमएस) ( परिणाम नहीं दिखाए गए) ।

Disclosures

लेखकों के पास एलान करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

लेखकों शिक्षा और अनुसंधान के संघीय मंत्रालय (bmbf) अनुदान संख्या 13fh032i3 के तहत इस काम के वित्तपोषण के लिए शुक्रिया अदा करना चाहूंगा । ड्यूश forschungsgemeinschaft द्वारा वित्तीय सहायता (dfg, gepris परियोजना २५३१६०२९७) आभार स्वीकार किया है । लेखकों को आगे 1एच-एनएमआर और 29एसआई-एनएमआर माप के प्रदर्शन के लिए tübingen के विश्वविद्यालय से प्रिस्का kolb और पॉल schuler को अपने धंयवाद व्यक्त करना पसंद है । धंयवाद भी सीएससी jäkle chemie gmbh के कारण कर रहे है एच12एमडीआई की उनकी आपूर्ति के लिए कंपनी । लेखकों herbert थेलेन और andré lemme biotronik से पीएसयू नमूनों की ईथीलीन ऑक्साइड नसबंदी प्रदर्शन के लिए शुक्रिया अदा करना चाहते है और लाडा kitaeva (reutlingen विश्वविद्यालय) तनाव के साथ उसके समर्थन के लिए-तनाव और हिस्टेरीसिस मापन ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Octamethylcyclotetrasiloxane (D4), 97 % ABCR GmbH AB111277 presumably impairs fertility, must be degassed before use
CAS: 556-67-2
1,3-Bis(3-aminopropyl)-tetramethyldisiloxane, 97% ABCR GmbH 110832 sensitive to air, must be stored under nitrogen
CAS: 2469-55-8
2,4,6,8-Tetramethyl-2,4,6,8-tetraphenylcyclotetrasiloxane  Sigma Aldrich 40094 technical grade
CAS: 77-63-4
Tetramethylammonium hydroxide pentahydrate Alfa Aesar L09658 toxic if swallowed and upon skin contact, strong base, sensitive to air, hygroscopic, store under refrigeration and under nitrogen
CAS: 10424-65-4
4,4¢-Methylenbis(cyclohexylisocyanate) (H12MDI) Covestro via CSC Jäkle Chemie GmbH & Co. KG toxic if inhaled, skin and eye irritant
CAS: 5124-30-1
Tetrahydrofuran (anhydrous) 99.8 % Alfa Aesar 44608 stabilized with BHT
CAS: 109-99-9
Chloroform 99 % Grüssing GmbH Analytica 1025125000 stabilized with ethanol, presumably carcinogenic, can impair fertility and cause damage to an unborn child
CAS: 67-66-3
Chloroform-d, 99.8 % Sigma Aldrich 151823 CAS: 865-49-6
Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) high glucose Thermo Fisher Scientific Life Technologies GmbH 41965-039
Fetal bovine serum (FBS) Thermo Fisher Scientific Life Technologies GmbH A3160801
Trypsin/EDTA, 0.25 % phenol red Thermo Fisher Scientific Life Technologies GmbH 25200056
Cell Titer Aqueous One Solution cell proliferation assay (MTS) Promega GmbH G3580
HaCaT-cells CLS Cell Lines Service GmbH 300493
BioComFold  Morcher GmbH foldable accommodating intraocular lens
Accommodative 1CU Human Optics AG foldable accommodating intraocular lens
CrystaLens  Bausch and Lomb Inc. foldable accommodating intraocular lens
Silmer OH-Di10 Siltech Corp. Carbinol-terminated Polydimethylsiloxane
Synchrony  Visiogen Inc. dual-optic foldable accommodating intraocular lens
Elast-Eon AorTech International plc thermoplastic PDMS-PHMO-based polyurethane for medical applications
Pellethane 2363-80A Lubrizol Life Sciences thermoplastic polyether-based polyurethane for medical applications
Zwick universal tensile testing machine model 81565 and software testXpert II Zwick GmbH & Co. KG tensile testing machine
CASY Roche Innovatis AG cell counting system
Multisizer Beckman Coulter Life Sciences cell counting system

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References

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रसायन विज्ञान अंक १४५ खंडित पॉलीसिलोक्सने-यूरिया इलास्टोमर पॉलीडिमेथिलसिलोक्सने अंगूठी-चेन समरूप अपवर्तनांक यांत्रिक गुण यांत्रिक शैथिल्य सेल व्यवहार्यता जैव चिकित्सा आवेदन
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Riehle, N., Thude, S., Kandelbauer, A., Tovar, G. E. M., Lorenz, G. Synthesis of Soft Polysiloxane-urea Elastomers for Intraocular Lens Application. J. Vis. Exp. (145), e58590, doi:10.3791/58590 (2019).

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