Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

Synthese van zachte polysiloxaan-ureum elastomeren voor intraoculaire Lens toepassing

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

Deze studie beschrijft synthetische routes voor aminopropyl-beëindigd polydimethylsiloxanes en siliconenvloeist-methyl-fenyl-siloxaan-blokcopolymeren en voor zachte polysiloxaan gebaseerde ureum (PSU) elastomeren. Het presenteert de toepassingvan PSUs als opvang van een intraoculaire lens. Een evaluatiemethode voor in vitro cytotoxiciteit wordt ook beschreven.

Abstract

Deze studie bespreekt een synthese route voor zachte polysiloxaan gebaseerde ureum (PSU) elastomeren voor hun toepassingen als opvang intraoculaire lenzen (a-IOLs). Aminopropyl-beëindigd polydimethylsiloxanes (PDMS) waren eerder bereid via de ring-ketting evenwichtsinstelling van de cyclische siloxaan octamethylcyclotetrasiloxane (D4) en 1,3-bis(3-aminopropyl)-tetramethyldisiloxane (APTMDS). Fenyl groepen werden binnengebracht de siloxaan backbone via de copolymerization van D4 en 2,4,6,8-tetramethyl-2,4,6,8-tetraphenyl-cyclotetrasiloxane (D4Me, Ph). Deze siliconenvloeist-methyl-fenyl-siloxaan-blokcopolymeren werden gesynthetiseerd voor het verhogen van de brekingsindices van polysiloxanes. Voor toepassingen als een a-IOL moeten de brekingsindex van de polysiloxanes gelijkwaardig zijn aan die van een jonge menselijk oog lens. Het molecuulgewicht polysiloxaan wordt bepaald door de verhouding van de cyclische siloxaan aan de endblocker APTMDS. De transparantie van de PSU-elastomeren wordt onderzocht door het meten van de lichtdoorlatendheid van films tussen 200 en 750 nm, met behulp van een UV-Vis spectrofotometer. De waarden doorlatingsfactor bij 750 nm (bovenste einde van het zichtbare spectrum) worden uitgezet tegen het PDMS molecuulgewicht en > 90% van de lichtdoorlatendheid tot een molecuulgewicht van 18.000 g·mol−1wordt waargenomen. Mechanische eigenschappen van de PSU-elastomeren worden onderzocht met behulp van spanning-spanning proeven op gestanst hond-been-vormige exemplaren. Voor de evaluatie van mechanische stabiliteit, mechanische hysteresis wordt gemeten door herhaaldelijk uit te rekken (10 x) de specimens aan 5% en 100% rek. Hysteresis vermindert aanzienlijk met de toename van het PDMS molecuulgewicht. In vitro cytotoxiciteit van sommige geselecteerde PSU elastomeren wordt geëvalueerd met een MTS assay voor de levensvatbaarheid van de cel. De hierin beschreven methoden toestaan de synthese van een zacht, transparant en noncytotoxic PSU elastomeer met een brekingsindex die ongeveer gelijk is aan die van een jonge mens eye lens.

Introduction

Senile cataract, beïnvloeden de leeftijdsgroep van ≥ 60 jaar, leidt tot de geavanceerde opacificatie van de natuurlijke ooglens. Deze leeftijd gerelateerde aandoening wordt waarschijnlijk veroorzaakt door oxidatieve wijzigingen die zijn versneld door UV bestraling1,2,3. Conventionele behandeling voor seniel cataract omvat de chirurgische extractie van de cataractous lens, gevolgd door de inplanting van een kunstmatige intraoculaire lens (IOL) in een lege lens capsule via een injectie systeem2. Echter, een meerderheid van IOLs zijn vervaardigd uit acryl polymeren (hydrofobe en hydrofiele acrylaat of polymeren methacrylaat) met een uiterst rigide structuren; Vandaar, het oog verliest haar vermogen om aan te passen aan verschillende afstanden2,4. Daarom, patiënten met monofocal IOL implantaten zijn afhankelijk van de bril voor in de omgeving van visie (bv., tijdens het lezen van een krant of een boek)5.

Verschillende benaderingen tot het herstel van de accommodatie-mogelijkheid na cataract chirurgie zijn gemeld. Onder deze benaderingen, twee belangrijkste strategieën kunnen worden onderscheiden: de lege lens capsule bijvullen door het injecteren van een vloeistof of gel-achtige polymeren en zachte, opvouwbare a-IOLs6,7,8te ontwikkelen. Het concept van "lens bijvullen" is veelbelovend omdat gels kunnen bereid worden met Youngs moduli zo laag als die van de natuurlijke menselijke oog lens (ca. 1-2 kPa)9; echter, deze aanpak is nog steeds experimenteel8en onderzoeken worden alleen uitgevoerd op dierlijke ogen.

Lens capsules hebben is bijgevuld door het implanteren van opblaasbare siliconen ballonnen10 gevuld met vloeibare silicone of door het rechtstreeks injecteren van siliconen11,12 , die vervolgens werd genezen in de capsule via hydrosilylation . Echter kwesties in verband met oppervlakkige rimpels op de ballonnen, een lagere accommodatie-amplitude ten opzichte van de preoperatieve staat, en de vorming van ernstige secundaire staar (anterior en posterior capsule troebelingen) heb genoteerd7, 8,12,13. In het bijzonder veroorzaken lang genezen keer (70 min - 12 h) een verhoogd risico van lekkage in de omliggende oog compartimenten, wat leidt tot postoperatieve ontsteking10,14. Daarom, andere materialen voor het vervangen van de ooglens worden aanbevolen, met inbegrip van de hydrogels gebaseerd op polyethyleenglycol diacrylate, acrylaat gemodificeerde copolymeren van vinyl alcohol (N-vinylpyrrolidon)15, methacrylaat gemodificeerde polysiloxanes16,17, poloxamer18en diisocyanaat-kruisverwijzende polyalcoholen9. Echter, het monomeer viscositeit (d.w.z., gel zwelling na de injectie en crosslinking), extreem lage of hoge brekingsindices, mechanische stabiliteit en integriteit, onvoorspelbare postoperatieve breking, lage bereik van de accommodatie, en na cataract formatie vormen de belangrijkste kwesties6,7,8,9,15,18. De mogelijkheid accommodatie is commercieel, voornamelijk door het ontwikkelen van opvouwbare a-IOLs hersteld. Dergelijke a-IOLs moeten bieden accommodatie door de beweging van de IOL optiek op de voorste site van de lens capsule via de contractie van de spier Ciliaire. Verschillende modellen zijn ingevoerd in de markt in 1996, 2001 en 20027,8. Echter tijdens klinische studies laag de amplitudes van de geschatte accommodatie voor deze geïmplanteerde a-IOLs zeer waren (≤ 1,5 D) zodat de blote lezen (3-4 D)6,7,8,19 , 20. daarom een per-IOL bestaande uit twee verbonden optica (dual-optic IOL) is ontwikkeld voor het verhogen van de accommodatie variëren van6,21. Het ontwerp van slechts één lens heeft onderzocht voor de accommoderende prestaties in menselijke ogen, zij het tegenstrijdige resultaten zijn gerapporteerde22,23,24,25.

Typisch, silicone-elastomeren worden beschouwd als biologisch inert en niet giftig; Daarom, silicone-elastomeren hebben een lange geschiedenis van wordt toegepast als biocompatibel materiaal in geneeskunde en medische techniek (b.v.in borstimplantaten, craniofaciale implantaten, gezamenlijke protheses, wond dressings, katheters, drains en shunts) 26 , 27. als gevolg van hun zachtheid, transparantie en hoge zuurstof permeabiliteit, silicone-elastomeren vinden ook toepassingen zoals contactlenzen en IOLs2,28,29. Siliconen moeten echter worden covalent kruisverwijzende en vereisen vaak vulstoffen te krijgen voldoende mechanische integriteit te versterken. Crosslinking is nadelig als het verbiedt de latere verwerking van elastomeren door thermoplastische methoden (bijvoorbeeldspuitgieten) of door verwerking van oplossingen (bijvoorbeeldoplosmiddel gieten). In tegenstelling, thermoplastisch polyurethaan vertonen mechanische stabiliteit maar zijn gevoelig voor afbraak binnen de biologische omgeving, met name als polyester of polyether-gebaseerde macrodiols worden gebruikt. Daarom streven naar flexibiliteit en Hydrolytische of oxidatieve stabiliteit combineren met uitstekende mechanische eigenschappen worden geconcentreerd op de opneming van hydroxyl - of amino-functionele PDMS als zachte segmenten polyurethanen, polyurethaan-ureas, en polyureas27. Ter verbetering van de verenigbaarheid van de polar urethaan of ureum hard segment met een zeer apolaire PDMS zachte segment en te verbeteren van mechanische eigenschappen, zijn verschillende polyether gebaseerde macrodiols opgenomen samen met PDMS30,31 ,-32. In het bijzonder heeft de Thilak Gunatillake groep systematisch onderzocht de ontwikkeling van siliconen polyurethaan met verbeterde biostability en mechanische eigenschappen voor lange termijn biomedische toepassingen zoals pacemakers isolatie of kunstmatige hart kleppen33. Ze aromatische polyurethanen gesynthetiseerd met gemengde zachte segmenten bestaande uit PDMS hydroxyl-beëindigd en andere polyethers, evenals alifatische polycarbonaat diolen. Onder alle de gesynthetiseerde polyurethanen, de combinatie van polyhexamethylene-oxide (PHMO) en PDMS exposities segment de beste mechanische eigenschappen met betrekking tot harde compatibiliteit30. In latere studies, ze verder onderzocht het effect van de verhouding tussen de PDMS-aan-PHMO en de opneming van een vergroting van de disiloxane gebaseerde keten op de mechanische eigenschappen van siliconen polyurethanen34,35, 36. de resultaten bleek dat de samenstelling van een macrodiol van 80% van de wt PDMS en 20 wt % PHMO, naast een keten van de mede-extender, zoals 1,3-bis(4-hydroxybutyl)-tetramethyldisiloxane (BHTD), zachter polyurethaan met goede mechanische eigenschappen opbrengsten en thermoplastische verwerkbaarheid. Bovendien, deze silicone-polyurethaan vertonen een verbeterde biostability ten opzichte van een vaak toegepaste zachte polyether urethaan37,38,39.

Ook zijn de biocompatibiliteit en de stabiliteit van dergelijke stoffen en het gebruik ervan voor cardiovasculaire toepassingen gerapporteerde40,41,42. Op basis van deze resultaten, worden siliconen gebaseerde polyurea elastomeren (of PSUs) met een disiloxane gebaseerde keten extender verondersteld om de opbrengst van hoge flexibiliteit en zachtheid, zij het met voldoende mechanische sterkte, behouden hun vorm na de toepassing van herhaalde stress. Hermans et al. hebben bijvoorbeeld een experimentele polyurethaan gebaseerde dual-optiek een-IOL prototype gebouwd, omdat het ontwerp, dat eerder werd gebruikt voor een verzinsel met behulp van siliconen, was extreem zacht om de toegepaste ladingen binnen te behandelen enucleated varken ogen43.

Dit artikel beschrijft de synthese van een zachte siloxaan gebaseerde PSU, die is geoptimaliseerd op het gebied van mechanische en optische eigenschappen voor toepassingen als een opvang IOL. Als de mechanische eigenschappen van de PSU-elastomeren kunnen worden gewijzigd door de siloxaan moleculair gewicht, kan dezelfde procedure worden toegepast voor de ontwikkeling van siloxaan gebaseerde PSUs, die kunnen vinden toepassingen in coatings en dressings van de huid. Deze procedure kan daarnaast worden gebruikt te bereiden siloxaan gebaseerde polyurethaan of polyurethaan-ureum elastomeren als PDMS carbinol-beëindigd wordt gebruikt. Afhankelijk van het type diisocyanaat (d.w.z., alifatische of aromatische) gebruikt voor synthese, wellicht reactie voorwaarden (met inbegrip van tijd, temperatuur, en misschien de oplosmiddelen samenstelling) worden gewijzigd. Voor de toepassing van alifatische diisocyanaten zoals 4,4-methylenebis(cyclohexylisocyanate) (H12van MDI) of Isoforon-diisocyanaat, de reactie moet worden versneld met behulp van een organische tinverbinding katalysator, zoals dibutyltindi(acetaat) Propyleenglycoldilauraat of diacetoxytetrabutyl distannoxane. Bijvoorbeeld, verloopt de reactie tussen een hydroxypropyl-beëindigd PDMS en H12MDI in aanwezigheid van een katalysator. Bovendien, de temperatuur van de reactie moet worden verhoogd tot 50-60 ° C. Voor de toepassing van een aromatische diisocyanaat zoals 4,4-methylenebis(phenylisocyanate) (MDI), moet de temperatuur van de reactie worden matig maar voldoende verhoogd zoals aromatische diisocyanaten meestal meer reactieve richting nucleofiele groepen dan zijn alifatische diisocyanaten zijn. De reactie van de MDI-indeling met de PDMS carbinol-beëindigd kan worden bevorderd met behulp van oplosmiddelen mengsels van watervrij tetrahydrofuraan () THF) en dimethylformamide (DMF) of dimethylaceetamide (DMAc) als tertiaire amines vertonen sommige katalytische activiteit.

Protocol

Let op: Raadpleeg alle relevante veiligheidsinformatiebladen (MSDS) vóór gebruik. Verschillende chemicaliën die worden gebruikt in de synthese vertonen acute toxiciteit en sterke irritatie aan de huid en de ogen, alsmede bij het inademen. Gelieve te dragen van persoonlijke beschermingsmiddelen (Laboratorium jassen, veiligheidsbrillen, handschoenen van de hand, full-length broek en gesloten-teen schoenen) en behandelen van de chemische stoffen, indien mogelijk, onder een zuurkast of in een goed geventileerde plaats. Het uitvoeren van alle syntheses onder de zuurkast. Tetramethylammonium hydroxide pentahydraat (TMAH): TMAH is een sterke base, acuut giftig bij inslikken en bij contact met de huid, veroorzaakt het chemische brandwonden op de huid en ogen. Het is gevoelig voor lucht en is hygroscopisch. Opslaan onder koel- en stikstof. Omgaan met TMAH in een goed geventileerde plaats vanwege haar sterke ammoniak-achtige geur. APTMDS: APTMDS is gevoelig voor lucht en stikstof moeten zodanig worden bewaard. Het veroorzaakt ernstige huid brandwonden en oogbeschadigingen. H12MDI: H12MDI is giftig bij inademing en veroorzaakt irritatie aan de huid en de ogen. D4: D4 kan de vruchtbaarheid schaden. THF: THF is schadelijk, veroorzaakt irritatie bij het inademen, en vermoedelijk kankerverwekkend is. Chloroform (CHCl3): CHCl3 is schadelijk bij inademing, vermoedelijk kankerverwekkend, kan oorzaak mogelijk schade aan vruchtbaarheid en een ongeboren kind, en de dampen kunnen slaperigheid veroorzaken.

1. synthese van de katalysator en de Amino-beëindigd polysiloxaan Macromonomers

  1. Synthese van de katalysator-tetramethylammonium-3-aminopropyl-dimethylsilanolate
    Opmerking: De katalysator werd gesynthetiseerd volgens de methode gerapporteerd door Hoffman en Leir44.
    1. Degas APTMDS onder drukvermindering voordat gebruiken en op te slaan onder stikstof. Pipetteer ongeveer 10 g APTMDS met behulp van een injectiespuit.
    2. Voeg 8,13 g (33.0 mmol) van ontgaste APTMDS en 11.88 g (66.0 mmol) van TMAH in een rondbodemkolf 100 mL-drie-nek. Voeg 20 mL THF te ontbinden van APTMDS en op te schorten TMAH, samen met een grote ovale magnetische roer bar.
      Let op: TMAH is een hygroscopisch, bijtende en giftige stof met een sterke ammoniak-achtige geur en strak verzegeld in de koelkast moet worden opgeslagen. Wegen van TMAH onmiddellijk op een goed geventileerde plaats; Draag beschermende hand handschoenen en veiligheidsbril terwijl behandeling. APTMDS lucht gevoelige en huid brandwonden en oog schade veroorzaakt. Wegen van APTMDS uit een verzegelde fles met behulp van een injectiespuit; Draag beschermende hand handschoenen en veiligheidsbril terwijl behandeling.
    3. De drie-nek Rondbodemkolf met een terugvloeikoeler en inhammen en afzetmogelijkheden voor stikstof en warmte het reactiemengsel tot 80 ° C, met behulp van een glycerine of silicone olie Verwarming Bad uitrusten. Roer het reactiemengsel voor 2U onder terugvloeiing en met een lichte, continue stikstof-stroom.
      Opmerking: De eerste, enigszins troebel schorsing verandert in een duidelijke oplossing binnen 2 uur.
    4. Verwijder de terugvloeikoeler en destilleren uit THF met behulp van een vacuüm aspirator. Vervolgens drogen de lichtgeel ruwe product onder een vacuüm van 0.1 mbar gedurende 5 uur bij 70 ° C via een Schlenk-lijn.
      Opmerking: Na deze stap, het ruwe product kan worden opgeslagen in de koelkast bij 10 ° C tot de volgende dag.
    5. Resuspendeer de ruwe product in 50 mL THF. Indien nodig, gebruik een spatel om te versnipperen van grote agglomeraat, en filteren met behulp van een vacuüm aspirator opschorting. Wassen de overhaaste minstens 3 x met 20 mL THF delen totdat het product verandert in een wit poeder-achtige solid.
    6. Droog het product onder een vacuüm van 0.1 mbar bij kamertemperatuur gedurende 3 uur. Vervolgens bewaren de katalysator in de koelkast bij 10 ° C onder stikstof tot gebruik.
  2. Synthese van Α, ω-bis(3-aminopropyl)-polydimethylsiloxanes
    Opmerking: Synthese van PDMS met een molecuulgewicht van 15.500 ~ g·mol-1.
    1. Degas D4 en APTMDS onder drukvermindering vóór gebruik. Pipetteer ongeveer 1.5 g van APTMDS, met een injectiespuit.
    2. Voeg 19.5 g (65.7 mmol) van ontgaste D4 en 0.9 g (3.6 mmol) van APTMDS in een 100 mL drie-nek Rondbodemkolf, die is uitgerust met een PTFE-coating centrifugaal roerder en een stikstof inlaat en uitlaat.
    3. Voeg ~ 26 mg van de katalysator (van punt 1.1) en roer het reactiemengsel gedurende 30 minuten bij 80 ° C onder een kleine, continue stikstof-stroom.
      Opmerking: Een glycerine of silicone olie Verwarming Bad kan worden gebruikt.
    4. 45.5 g (153,4 mmol) D4 ontkleuring toevoegen aan het reactiemengsel, met behulp van een trechter met kraan (binnen 2-3 uur), en verder roer bij 80 ° C gedurende 24 uur onder een stroom continu stikstof.
      Opmerking: De reactie 's nachts kunt doorgaan.
    5. Verwarm het reactiemengsel tot 150 ° C en roer gedurende 2 uur te ontbinden van de katalysator. Vervolgens kunnen de PDMS afkoelen tot kamertemperatuur.
    6. Wisselen van de centrifugaal roerder met een grote ovale magnetische roer bar en verzegel de Rondbodemkolf drie-hals met twee stoppen. Gebruik een adapter met een klep en langzaam verwarmen het PDMS tot 150 ° C onder vacuüm van 0.1 mbar te destilleren uit de cyclische kant producten via een Schlenk-lijn. Laat de PDMS afkoelen tot kamertemperatuur.
      Opmerking: Vacuüm distillatie treedt meestal op in 4-5 h.
  3. Synthese van α, ω-bis(3-aminopropyl)-siliconenvloeist-methyl-phenylsiloxane
    Opmerking: Dit deel beschrijft de procedure synthese voor een polysiloxaan met een moleculair gewicht van 15.500 ~ g·mol-1 en 14 mol % fenyl-methyl-siloxaan; deze procedure is vergelijkbaar met de PDMS synthese, die is beschreven in punt 1.2.
    1. Degas D4 en APTMDS onder drukvermindering vóór gebruik. Pipetteer ongeveer 1.5 g van APTMDS met behulp van een injectiespuit. Plaats D4Me, Ph bij 70 ° C gedurende 3-5 uur in een vacuuemcel om volledig te smelten en meng het product vóór gebruik.
    2. 4.54 g (15,3 mmol) D4, 14.96 g (27.5 mmol) D4Me, Phen 0.9 g (3.6 mmol) van APTMDS in een 100 mL drie-nek Rondbodemkolf, die is uitgerust met een PTFE-coating centrifugaal roerder en een stikstof inlaat en uitlaat toevoegen.
    3. Voeg ~ 26 mg van de katalysator (van punt 1.1) en roer het reactiemengsel bij 80 ° C gedurende 30 minuten onder een stroom continu stikstof.
    4. Voeg 45.5 g (153,4 mmol) D4 ontkleuring in het reactiemengsel, met behulp van een trechter met kraan (binnen 2-3 uur), en verder roer bij 80 ° C gedurende 24 uur onder een stroom continu stikstof.
      Opmerking: De reactie 's nachts kunt doorgaan.
    5. Ga verder met de synthese door stap 1.2.5 en 1.2.6.

2. moleculair gewicht bepaling van polysiloxaan

  1. Theoretische molecuulgewicht van polysiloxaan
    1. Bereken het theoretische gewicht van de moleculaire Equation 1 van polysiloxaan volgens de volgende vergelijking:
      Equation 2(1)
      Hier, Equation 1 is het aantal gemiddelde molecuulgewicht van Polydimethylsiloxaan, m = de massa (g) van het gebruikte monomeren D4 en APTMDS, en n is de hoeveelheid APTMDS in Mol.
  2. Bepaling van het molecuulgewicht van polysiloxaan door 1H-NMR spectroscopie
    1. Los 10-20 mg polysiloxaan in 0,5 mL van CDCl3, opnemen van de NMR-spectrum en kalibreren van chemische shifts [δ] aan het oplosmiddel signaal op 7.26 ppm.
    2. Bereken het gewicht van de moleculaire Equation 1 van polysiloxaan uit de integraal waarden volgens de volgende vergelijking.
      Equation 3(2)
  3. Bepaling van het molecuulgewicht van polysiloxaan door titratie
    1. Voeg 1,5-2 g polysiloxaan in een conische kolf van 250 mL en los het dan op in 50 mL THF onder continu roeren met behulp van een magnetische roer bar.
    2. Titreer amino groepen met 0,1 M HCl met bromophenol blauwe totdat een kleur verandert van blauw naar geel wordt waargenomen. Herhaal de titratie met drie monsters voor het berekenen van het aantal gemiddelde molecuulgewicht.

3. synthese van polysiloxaan-ureum elastomeren

Opmerking: Dit deel beschrijft de procedure synthese voor een elastomeer PDMS gebaseerde ureum van 10 w % hard-segment inhoud (HS %) (PDMS: 15.500 g·mol-1).

Equation 4(3)

  1. Voeg 2.939 g (11.2 mmol) H12MDI in een maatkolf van 250 mL vier-nek ronde bodem reactie, die is uitgerust met een PTFE-coating centrifugaal roerder, trechter, en stikstof inlaat en uitlaat, dropping en ontbinden in 20 mL THF.
    Let op: H12MDI is een lage vluchtige diisocyanaat en veroorzaakt irritatie aan de huid en de ogen. Draag beschermende hand handschoenen en veiligheidsbril.
    Opmerking: Als alternatief, los van H12MDI in THF in een bekerglas van 50 mL en voeg de oplossing door een trechter of een glazen tulp in de reactiekolf. Vervolgens, spoel het bekerglas schoon en trechter met 10 mL THF.
    1. Los 45.0 g (2,9 mmol) van ontgaste PDMS in 100 mL THF; Voeg deze oplossing ontkleuring in de H12MDI-oplossing met behulp van een trechter met kraan onder continu roeren en een stroom van stikstof bij kamertemperatuur. Spoel het bekerglas en neerzetten trechter met THF 50 mL en voeg deze oplossing aan het reactiemengsel.
    2. Controle van de vorming van de prepolymer via FTIR spectroscopie.
      Opmerking: De vooruitgang van de reactie kan worden gecontroleerd op twee manieren: met behulp van in line of off line ATR-FTIR spectroscopie.
      1. Voor inline ATR-FTIR spectroscopie, plaatst u een inline ATR-FTIR sonde, die is verbonden met de spectrometer, in het centrale gewricht aan het begin van de reactie. Gebruik een grote ovale magnetische roer bar in plaats van een roerder PTFE-coating. Start de opname van de spectra van de H-12MDI-oplossing en selecteer de NCO absorptie piek op 2266 cm-1 te volgen van de conversie van isocyanaat groepen.
      2. Voor off line ATR-FTIR spectroscopie, nemen van monsters van het reactiemengsel met behulp van een precisiepipet Pasteur en voeg een paar druppels op de ATR-kristallen. Damp het oplosmiddel onder een stikstof-stroom totdat een dunne film op het oppervlak van de crystal ATR blijft. Record spectra in verschillende reactie stadia (na volledige toevoeging van PDMS en na toevoeging van elk gedeelte van APTMDS).
    3. Gedeelten van de stoichiometrische hoeveelheid de keten extender APTMDS aan de prepolymer oplossing toevoegen.
      Opmerking: De toevoeging van de keten extender kunt doorgaan met installeren op twee manieren (zie stap 3.1.3.1 en 3.1.3.2).
      1. Los van het gewogen bedrag van de keten extender in 5-10 mL THF en de oplossing aan het reactiemengsel met behulp van een precisiepipet Pasteur of met behulp van een trechter met kraan, gevolgd door opnieuw te spoelen met 3 mL THF ontkleuring toevoegen.
      2. Delen van de keten extender in een spuit en voeg toe de keten extender ontkleuring aan het reactiemengsel. In dit geval, zegel het vierde gewricht met een rubberstop tussenschot.
        1. Voeg 1.65 g (6,6 mmol) van APTMDS, zijnde 80% van het berekende bedrag van APTMDS, de prepolymeren. Vervolgens bepalen de reactie vooruitgang via FTIR spectroscopie.
        2. Vervolgens 0.21 g (0,8 mmol) van APTMDS (in totaal, 90% van het berekende bedrag) toevoegen aan het reactiemengsel en controleren van de voortgang van de reactie door FTIR.
        3. Voeg 0,1 g (0.4 mmol) van APTMDS (in totaal, 95%) aan het reactiemengsel en de controle van de reactie vooruitgang met FTIR.
        4. Ten slotte, het laatste gedeelte van de keten extender (0.102 g, 0.41 mmol) toevoegen aan het reactiemengsel en controleren van de verdwijning van de NCO absorptie band in het FTIR-spectrum.
          Opmerking: Na de toevoeging van het eerste gedeelte van de keten extender, een toename van de viscositeit wordt opgemerkt.
    4. Giet de PSU-oplossing in een glas van PTFE folie-bedekte petrischaal en damp het oplosmiddel 's nachts onder de zuurkast. Bovendien drogen de PSU in een vacuuemcel bij 80 ° C gedurende 12 h.

4. mechanische testprocedure

  1. Voorbereiding van polysiloxaan-ureum elastomeer films
    1. Ontbinden van 7-8 g van kleine stukjes PSU in 200-250 mL CHCl3 in een conische kolf van 300 mL, losjes de erlenmeyer met behulp van een glazen stop, en roer het mengsel met behulp van een magnetische roer bar gedurende ten minste 24 uur. Zo nodig typt u extra delen van oplosmiddel.
      Let op: Chloroform vermoedelijk kankerverwekkend is. Dampen kunnen slaperigheid bij inademing. Omgaan met chloroform op een goed geventileerde plaats.
    2. Voeg de homogene oplossing in een glazen petrischaaltje en bedek het met geperforeerde aluminiumfolie. Het toestaan van het oplosmiddel te verdampen langzaam of door het plaatsen van de petrischaal op een goed geventileerde plaats of in een zuurkast met het schuifraam-venster open.
      Opmerking: Bij het plaatsen van de petrischaal in de zuurkast, verlagen de luchtstroom indien mogelijk. Uiterst snelle verdamping van het oplosmiddel leidt tot heterogeniteit en de vorming van ondoorzichtige vlekken binnen de transparante films.
    3. Droog de film bij 80 ° C in een vacuuemcel voor 12u.
    4. Zorgvuldig Verwijder de folie van het glasoppervlak met behulp van een kleine dunne spatel en bewaar de PSU film binnen een transparante envelop op latere gebruik voor mechanische karakterisering.
  2. Stress-stam proeven op polysiloxaan-ureum elastomeer films
    1. Bereiden gestanst hond-been-vormige exemplaren uit de PSU films volgens Keiper45 (type S2). Plaats de PSU-film, die wordt gedekt door de envelop folies, onder een bokszak eenheid van het mes met een shape zoals weergegeven in Figuur 4. Duw de hendel naar beneden uit het monster punch en op te slaan voor ten minste 72 uur bij kamertemperatuur (23 ± 2 ° C).
    2. Schakel de treksterkte testen machine en de computer. Start de software door te klikken op het pictogram. Selecteer de methode als treksterkte test en controleren of de juiste lading cel (100 N) in de testen machine is geïnstalleerd.
    3. Selecteer de methode assistent en controleer als alle testen instellingen juist zijn. Ga naar pre-test en controleer of de volgende instellingen zijn geactiveerd: het oorspronkelijke monster lengte (L0) op 20 mm, de voorspanning op 0,1 MPa en de snelheid totdat preload is bereikt op 5 mm/min.
    4. Ga naar parameter testen en controleren of de volgende instellingen zijn geactiveerd: de snelheid voor de bepaling van Youngs modulus bij 1 mm/min, de snelheid tot monster break op 25 mm/min, de detectie van de monster break op 80% Fmax, de bepaling van Youngs modulus op regressie, het begin van Youngs modulus vastberadenheid op 2% stam, en het einde van Youngs modulus vastberadenheid op 6% stam. Laat de methode assistent en schakel over naar het hoofdvenster van de software.
    5. Druk op de knop inschakelen op de testen machine en klik op de knop Ga naar uitgangspositie in het hoofdvenster van de software.
    6. Verwijder de bescherming folies en inspecteren van het monster onder een kruis-polarisator om uit te sluiten van elke interne stress. Het meten van de dikte van het monster en de breedte van de monster met behulp van een kaliber. Plaats vervolgens de waarden voor monster dikte en breedte in de corresponderende velden in het hoofdvenster van de software.
    7. Het monster tussen de bovenste klemmen kaken van het testen machine vast te stellen. Klik op de knop nul kracht in het hoofdvenster van de software. De onderkant van het monster tussen de bodem klemmen van de kaken van de testen machine vast te stellen.
      Opmerking: Als de oppervlakken van de klemmen kaken glad zijn, plaatst u de uiteinden van het model tussen boete-korrel amarilpapier om te voorkomen dat het specimen uitglijden tijdens de meting.
    8. Klik op de knop start meting om de treksterkte test te starten.
    9. Na het voltooien van de meting, verder met stappen 4.2.6 en 4.2.7. Na de vaststelling van het monster tussen de bovenste klemmen kaken en selecteren van nul kracht, selecteer de knop Ga naar uitgangspositie op het hoofdscherm van de software. Vervolgens de onderkant van het monster tussen de bodem klemmen kaken vast en klikt u op start meting weer.
    10. Herhaal stap 4.2.6 - 4.2.8 voor één PSU monster ten minste een extra 3 x voor de statistische evaluatie van Youngs modulus, treksterkte en rek bij breuk.
  3. Hysteresis proeven op PSU elastomeer films
    1. Schakel de treksterkte testen machine en de computer. Start de software door te klikken op het pictogram. Selecteer de methode als cyclische treksterkte test en controleer de installatie van de juiste lading cel (100 N) in de testen machine.
    2. Selecteer de methode assistent en controleer als alle testen instellingen juist zijn. Ga naar pre-test en controleer of de volgende instellingen zijn geactiveerd: het oorspronkelijke monster lengte (L0) op 20 mm, de voorspanning op 0,05 MPa en de snelheid totdat preload is bereikt op 5 mm/min.
    3. Ga naar de parameter testen en controleren van de activering van de volgende instellingen: het aantal cycli bij 10, het setpoint laden op 100% stam, de setpoint lossen op 0% stam, en de snelheid op 25 mm/min. laat de methode assistent en Schakel over naar het hoofdvenster van de software.
    4. Verder met stappen 4.2.5 - 4.2.8.
    5. Herhaal de metingen van de hysteresis met twee exemplaren voor statistische evaluatie. De mechanische hysteresis voor elke cyclus volgens de volgende vergelijking berekenen.
      Equation 5(4)

5. teelt Procedure voor HaCaT cellen

  1. Warm een cryotube met HaCaT cellen en Dulbecco van gemodificeerde Eagle's medium (DMEM) in een waterbad 37 ° C. Onder de microbiologische veiligheid workbench, moet u de celsuspensie snel overbrengen in een tube 10 mL conische centrifuge, die is gevuld met warme DMEM.
    1. De celsuspensie onverminderd voor 6 min op 845 x gcentrifugeren. Een meerderheid van het supernatans dat met behulp van een wegwerp glazen pipet van Pasteur, die is gekoppeld aan een vacuümpomp, negeren en resuspendeer de pellet van de cel in de resterende vloeistof door zachtjes pipetteren de cel agglomeraat op en neer met behulp van een precisiepipet Eppendorf.
    2. De geresuspendeerde cellen overbrengen in een maatkolf van 25 cm2 cel cultuur en voeg 9 mL DMEM, die wordt aangevuld met 10% FBS. Incubeer de cellen bij 37 ± 1 ° C en 5% CO2 in een incubator kabinet. Controle de celproliferatie dagelijks met behulp van een omgekeerde Microscoop. Wijzig de DMEM elke derde dag totdat de cellen subconfluent worden.
    3. Het uitvoeren van een passage van de cel onder de veiligheid workbench door het verwijderen van de DMEM met behulp van een wegwerp glazen pipet van Pasteur. Voeg 10 mL PBS buffer te wassen de cellaag. De buffer van de PBS met behulp van een wegwerp glazen pipet van Pasteur weer verwijderen.
    4. 1 mL van een trypsine/EDTA-oplossing toevoegen aan de 25 cm2 cel cultuur kolf loskoppelen van de cellen en hen in de CO2 incubator kabinet uit te broeden. Controleer als de cellen in de opschorting, met behulp van een omgekeerde Microscoop aanwezig zijn.
    5. Voeg 3 mL van DMEM naar de cel cultuur kolf inactivering van de trypsine. De celsuspensie overbrengen in een centrifugebuis en onder voorbehoud de cellen gedurende 6 minuten op 845 x gcentrifugeren. Verwijderen van een meerderheid van de bovendrijvende substantie, met behulp van een glazen pipet van Pasteur. Resuspendeer de cellen in de resterende DMEM en voeg 10 mL verse warme DMEM, die wordt aangevuld met 10% FBS.
    6. Pipetteer 5 mL van de celsuspensie in elk van de 75 cm2 cel cultuur kolven en voeg toe 15 mL verse warme DMEM, aangevuld met 10% FBS. Cultiveren HaCaT cellen op 37 ± 1 ° C en 5% CO2 in de CO2 incubator kabinet totdat de cellen subconfluent worden.
    7. Herhaal de cel passage volgens stappen 5.1.3 - 5.1.6 maar dit keer, met 2 mL van een trypsine/EDTA-oplossing en 6 mL DMEM inactivering van de trypsine.

6. procedure voor een MTS cel levensvatbaarheid Assay cuvetten van HaCaT

Opmerking: In vitro cytotoxiciteit tests werden uitgevoerd volgens Wenzelewski46, met behulp van cel middellange extracten. PSU monsters en biomedische-grade polyurethaan monsters werden gesteriliseerd met ethyleenoxide.

  1. Cultuur HaCaT cellen op 37 ± 1 ° C en 5% CO2 in DMEM, die wordt aangevuld met 10% FBS in een maatkolf van 75 cm2 cel cultuur. De cellen gebruiken voor de in vitro cytotoxiciteit testen, ten minste na de vierde passage.
    1. Voeg steriele monsters van PSU en een referentiemateriaal (0.7 g) in 50 mL conische centrifuge buizen en uitpakken van de monsters met DMEM, zonder FBS, voor 72 ± 2 h bij 37 ° C en 5% CO2 bij een verhouding van de extractie van 0.1 g/mL. Gebruik drie extracten voor elk monster PSU. Blind monsters voor te bereiden door het invullen van DMEM, zonder FBS, in 50 mL conische centrifuge buizen en uitvoeren van de dezelfde extractie.
    2. Uitvoeren op dag 2 van de extractie procedure, mobiele-detachement volgens stappen 5.1.3 - 5.1.5 met 2 mL trypsine/EDTA en 6 mL DMEM. Neem een 100 µL van de celsuspensie aliquoot en voeg 100 µL van DMEM. Deze verdunde schorsing, 20 µL van monster nemen en voeg 10 µL van een 0,5% trypan blauwe oplossing om vlek dode cellen.
    3. Incubeer de cellen gedurende 2 minuten Vul de hemocytometer met behulp van een micropipet en onmiddellijk de cellen binnen de vier kamers tellen. Bereken het aantal levensvatbare en nonviable cellen te beoordelen van de levensvatbaarheid van de cellen in procenten.
      Opmerking: U kunt ook de cellen kunnen worden geteld met behulp van een cel tellen systeem.
    4. Zaad HaCaT cellen (vierde doorgang) met een concentratie van 20 x 10,3 cellen per putje in 200 µL van DMEM in 96-Wells microplates en Incubeer de cellen gedurende 24 uur bij 37 ° C en 5% CO2.
    5. Op dag 3, na de extractie, voeg 10% FBS aan elk van de extract en blind monsters en warm de monsters tot 37 ° C met behulp van een waterbad. De DMEM van elk goed zaadjes verwijderen en vervangen van het medium door de extracten, blind voorbeelden en de bijbehorende positieve en negatieve controles. Voor elke PSU extract (gebruik drie extracten voor elk monster PSU), Pipetteer 200 µL van het extract in zes wells.
    6. Pipetteer 200 µL van het blind monster (DMEM + 10% FBS) in zes wells. Pipetteer 200 µL van verse DMEM, aangevuld met 10% FBS (negatieve controle), in zes wells. Pipetteer 200 µL van de positieve controle (DMEM + 10% FBS + 1% SDS) in zes wells. Incubeer de cellen met de extracten en controles gedurende 24 uur bij 37 ° C en 5% CO2.
      Opmerking: Voor de voorbereiding van een positieve controle, bereid een 20% SDS-oplossing in water en Verdun het met DMEM bij 1:2. Vervolgens verder Verdun het met DMEM ter voorbereiding van een 1% SDS-oplossing.
    7. Op dag 4, kort voor het eind van de incubatietijd, voorbereiden op een stamoplossing van MTS en DMEM zonder FBS (elk putje, gebruik 20 µL van MTS oplossing + 100 µL van DMEM). Nadat de incubatietijd, verwijdert u de extracten, blind oplossingen en besturingselementen en Pipetteer 120 µL van de stockoplossing van MTS in elk putje, alsook in zes wells zonder cellen om te bepalen van de achtergrond. Incubeer de cellen gedurende 4 uur bij 37° C en 5% CO2.
    8. Op dag 4 na de incubatie van de MTS-oplossing, meet de extinctie van elk putje bij 492 nm, microplate lezer gebruikt. Aftrekken van de gemeten extinctie van de achtergrond van die van de geplaatste putten. Veronderstellen dat de absorbantie van de gemeten waarden van de positieve controle 0% proliferatie vertegenwoordigen en die extinctie waarden ingesteld op 0. Stel dat de absorbantie van de gemeten waarden van de negatieve controle 100% proliferatie vertegenwoordigen en deze waarden ingesteld op 100.
    9. Bereken de celproliferatie van de extinctie waarden als een percentage van de waarden van de extinctie van de negatieve controle (100% proliferatie) en de positieve controle (0% proliferatie). Evalueren van de monster-extracten die celproliferatie tot 81% als niet cytotoxisch vertonen.
      Opmerking: Volgens de leverancier informatie47, meet de extinctie later. Pipetteer 25 µL van een 10% SDS-oplossing in elk putje zet de reactie stop en opslaan van de microplate voor maximaal 18 h beschermd tegen licht bij kamertemperatuur in een bevochtigde kamer.

Representative Results

De ring-ketting evenwichtsinstelling van D4 en D4Me, Ph met de endblocker APTMDS leverde aminopropyl-beëindigd polydimethylsiloxanes en siliconenvloeist-methyl-fenyl-siloxaan-copolymeren, respectievelijk, die werden gesynthetiseerd met molecuulgewicht tussen de 3.000 en 33.000 g·mol-1 door aanpassing van de monomeer-verhouding tussen D4 en APTMDS (Figuur 6). Molecuulgewicht Equation 1 van de bereid PDMS, die werden vastgesteld van 1H-NMR spectra (figuur 5), kwamen overeen met de waarden, verkregen uit titratie. Deze waarden werden in overleg met de berekende theoretische molecuulgewicht van maximaal 15.000 g·mol--1. Tijdens de voorbereiding van PDMS met hoger molecuulgewicht waren de verkregen molecuulgewichten iets groter dan die geacht door theoretische berekening. De copolymerization van de cyclische siloxaan met hanger fenyl groepen D4Me, Ph werd geacht succesvol om de brekingsindex van polysiloxanes iets te verhogen. De brekingsindex (bepaald met behulp van de Abbe-refractometer bij 37 ° C) verhoogd van 1.401 (ongewijzigde PDMS) naar 1.4356 (14 mol % methyl-fenyl-siloxaan) (Figuur 7). PSU elastomeren werden gesynthetiseerd in twee stappen, met behulp van de bereid aminopropyl-beëindigd PDMS, alifatische diisocyanaat H12MDI en APTMDS, met behulp van THF als het oplosmiddel. Deze methode toegestaan de bouw van hoog-moleculair-gewicht PSUs met een gesegmenteerde structuur van zachte segmenten (PDMS) en harde segmenten (diisocyanaat + ureum). Inline FTIR spectroscopie bevestigd de zeer snelle reactie van het isocyanaat groepen met de amino groepen van het PDMS en de keten extender APTMDS (Figuur 3 en Figuur 8). In tegenstelling tot de voorbereiding van de polyurethaan-elastomeren, waarin enkele uren, is de voorbereiding van de PSU-elastomeren handig. De transparantie en de mechanische eigenschappen van PSU elastomeren waren afhankelijk van het molecuulgewicht PDMS. Transparante PSU elastomeer films tentoongesteld een doorlating van > 90% tot een PDMS molecuulgewicht van 18.000 g·mol-1. Op hogere PDMS molecuulgewichten, de PSU films werd steeds meer ondoorzichtig (Figuur 9). Met de toename van het PDMS molecuulgewicht, kunnen zachte PSU elastomeren worden voorbereid. De Youngs modulus van PSU elastomeren daalde van ~5.5 MPa (met een molecuulgewicht van PDMS van 3.000 g·mol-1) tot 0,6 MPa (met een molecuulgewicht van PDMS van ≥26, 000 g·mol-1) (Figuur 10). Bovendien programmawerdteruggebracht mechanische hysteresis, die werd gebruikt bij het evalueren van de mechanische stabiliteit onder herhaalde toegepaste stress, voor de PSU-elastomeren wanneer zij waren bereid uit hoog-moleculair-gewicht PDMS; De hysteresis waarden voor de eerste cyclus op de stam van een 100% daalde van 54% (met een molecuulgewicht van PDMS van 3.000 g·mol-1) naar 6% (met een molecuulgewicht van PDMS van 33.000 g·mol-1) (Figuur 11). De synthese van de toegepaste methode toegestaan de voorbereiding van de PSU-elastomeren die niet cytotoxisch storingswaarden als voorbeeld in cel levensvatbaarheid tests die worden uitgevoerd met extracten van sommige geselecteerde PSU elastomeren op HaCaT cellen (Figuur 12 vrijgeven).

Figure 1
Figuur 1: Synthese van de tetramethylammonium-3-aminopropyl-dimethylsilanolate-katalysator.
Tetramethylammonium hydroxide pentahydraat (TMAH) en 1,3-Bis(3-aminopropyl)-tetramethyldisiloxane (APTMDS) waren reageerde 2 h in THF bij 80 ° C. De katalysator tetramethylammonium-3-aminopropyl-dimethylsilanolate wordt ontvangen als een witte, vaste stof na het wassen van het ruwe product met THF. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 2
Figuur 2: synthese route voor aminopropyl-beëindigd polydimethylsiloxanes (PDMS) en siliconenvloeist-methyl-fenyl-siloxaan-copolymeren. Cyclische monomeren D4/D4Me, Ph zijn geëquilibreerd met behulp van een disiloxane endblocker APTMDS bij 80 ° C gedurende 24 uur met behulp van de tetramethylammonium-3-aminopropyl-dimethylsilanolate-katalysator. Dit cijfer is gewijzigd van Riehle et al. 48. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 3
Figuur 3: in twee stappen synthese van gesegmenteerde polysiloxaan gebaseerde ureum elastomeren (PSU). In de eerste stap, een prepolymeren met actieve isocyanaat groepen gevormd na de reactie van H12MDI met polysiloxaan aminopropyl-beëindigd (R = CH3: PDMS; R = Ph; copolymeer). In de tweede stap is het molecuulgewicht van het polymeer verhoogde via de reactie van de resterende actieve isocyanaat groepen met de keten extender APTMDS. De resulterende elastomeer is een gesegmenteerde polymeer, bestaande uit harde segmenten van ureum en silicone zacht segmenten. Dit cijfer is gewijzigd van Riehle et al. 48. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 4
Figuur 4: specificatie van de hond-been-vormige monster voor spanning-spanning tests. Dit cijfer is gewijzigd Keiper €45. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 5
Figuur 5: 1H-NMR spectrum van aminopropyl-beëindigd Polydimethylsiloxaan. Voor de berekening van moleculair gewicht, integraal waarden van de methyleen protonen d (δ 2,69 ppm) en b (δ 0.56 ppm) en methyl protonen een (δ ~ 0.07 ppm) werden gebruikt. De piek-c (δ ~1.5 ppm) wordt bedekt door de HDO piek49, overeenkomt met de proton-uitwisseling van water sporen met oplosmiddelen CDCl3; deze piek wordt dus niet gebruikt voor het berekenen van het molecuulgewicht. Het PDMS molecuulgewicht in dit spectrum is 16,365 ~ g·mol-1. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 6
Figuur 6: Lineaire correlatie tussen het molecuulgewicht Equation 6 van polydimethylsiloxanes en endblocker-concentratie met aminopropyl-beëindigd. Equation 1 waarden werden bepaald via 1H-NMR spectroscopie, de titratie van amino eindgroepen en de theoretische berekening volgens vergelijking (1). Dit cijfer is herdrukt met toestemming van Riehle et al. 48. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 7
Figuur 7: brekingsindices van aminopropyl-beëindigd siliconenvloeist-methyl-fenyl-siloxaan-copolymeren. Brekingsindices (RI) van siliconenvloeist-methyl-fenyl-siloxaan-copolymeren werden bepaald bij 20 ° C (zwarte vierkantjes) en 37 ° C (rode cirkels) met behulp van een refractometer Abbe. De RI waarden lineair wordt verhoogd met het bedrag van de opgenomen fenyl-methyl-siloxaan eenheden. RI-waarden op 0 mol % vertegenwoordigen die van ongewijzigde PDMS met een moleculair gewicht vergelijkbaar met de siliconenvloeist-methyl-fenyl-siloxaan-copolymeren. Een optimale RI van 1.4346 (37 ° C) is verkregen voor een copolymeer met 14% van de mol van fenyl-methyl-siloxaan. Dit cijfer is herdrukt met toestemming van Riehle et al. 48. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 8
Figuur 8: omzetting van het isocyanaat tijdens de synthese van Polydimethylsiloxaan-ureum (PSU). Deze afbeelding laat een complot van de tijd-afhankelijke van de NCO absorptie band op 2,266 cm1 gevolgd door inline FTIR-ATR spectroscopie tijdens de synthese van PSU. Na de toevoeging van aminopropyl-beëindigd Polydimethylsiloxaan daalde de hoogte van de band NCO, kenmerkend voor de vorming van prepolymer kettingen NCO-beëindigd. Na de toevoeging van de keten extender APTMDS, de NCO band volledig is verdwenen uit de IR spectra. Dit cijfer is herdrukt met toestemming van Riehle et al. 50. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 9
Figuur 9: afhankelijkheid van de lichtdoorlatendheid van PSU elastomeer films bij 750 nm en het molecuulgewicht van Polydimethylsiloxaan. De doorlaatbaarheid van de PSU-films werd bepaald door UV-Vis-spectroscopie. De doorlaatbaarheid van PSUs bij 750 nm (de bovenrand van het zichtbare spectrum) was > 90% als PSUs werden gesynthetiseerd PDMS met molecuulgewichten variërend tussen de 3.000 en 18.000 g·mol-1. Met een toenemende molecuulgewicht van PDMS verhoogd de dekking van films. Dit cijfer is herdrukt met toestemming van Riehle et al. 48. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 10
Figuur 10: Youngs modulus van PSU elastomeren als een functie van het molecuulgewicht van Polydimethylsiloxaan. Youngs moduli (YM) werden bepaald uit metingen van de spanning-spanning van de PSU-films. De waarden worden uitgedrukt in een gemiddelde waarde die verkregen vijf herhaalde metingen. De foutbalken vertegenwoordigen de standaarddeviatie. De hoogste daling van YM werd waargenomen voor PSUs gesynthetiseerd uit PDMS variërend van 3.000 tot 9.000 g·mol--1. PDMS molecuulgewicht tussen 12.000 en 18.000 g·mol-1waren YM waarden tussen 1,5 MPa en 1.0 MPa. YM waarden waren molecuulgewichten groter is dan 26.000 g·mol-1, ~0.6 MPa. Dit cijfer is herdrukt met toestemming van Riehle et al. 48. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 11
Figuur 11:100 % hysteresis curven van PSU elastomeren. De eerste cyclus hysteresis curven van de PSU-elastomeren op 100% rek worden weergegeven. De notatie van het polymeer verwijst naar het PDMS molecuulgewicht (b.v., PSU-3T is een polyurea-elastomeer bereid uit PDMS met een moleculair gewicht van 3.000 g·mol-1). De hoogste mechanische hysteresis (43% - 54%) werd waargenomen in PSU elastomeren gesynthetiseerd uit laag-moleculair-gewicht PDMS, zoals aangegeven door de uitgesproken hysteresis bochten. Hysteresis daalde met de toename van het molecuulgewicht van het PDMS van 14% (15.000 g·mol-1) tot 6% (33.000 g·mol-1). Dit cijfer is herdrukt met toestemming van Riehle et al. 48. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 12
Figuur 12: Resultaten van in vitro cytotoxiciteit testen op HaCaT cellen behandeld met extracten van de PSU. Deze afbeelding laat de celproliferatie van de cellen van de HaCaT behandeld met de cel middellange extracten van PSU elastomeren. De waarden worden uitgedrukt als de gemiddelde waarde die verkregen uit drie geteste extracten per monster, met zes herhaalde metingen voor elk uittreksel (18 wordt gerepliceerd in totaal). De foutbalken vertegenwoordigen de standaarddeviatie van deze metingen. De blanco vertegenwoordigt het medium van de cel DMEM (zonder het monster), die werd behandeld analoog aan het medium van de cel gebruikt voor extractie. Een medisch-grade polyether urethaan werd geselecteerd als het referentiemateriaal. Siliconen gebaseerde polyurea elastomeren (PSU-18T PSU-16T en PSU-14Ph) werden geselecteerd als representatieve monsters, die waren gebaseerd op PDMS met molecuulgewicht van 18.000 en 16.000 g·mol-1 (PSU-18T en PSU-16T) Overwegende dat de PSU-14Ph was gebaseerd op een siliconenvloeist-methyl-fenyl-siloxaan-copolymeer met 14% van de mol van fenyl-methyl-siloxaan en een molecuulgewicht van 16,600 ~ g·mol-1. Het gemiddelde aantal HaCaT cellen, behandeld met de extracten van de PSU-elastomeren, en de referentie-polyurethaan was 100% en hoger. De extracten van de PSU elastomeren en verwijzing polyurethaan zijn daarom niet cytotoxisch. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Discussion

Om te bereiken hoog-moleculair-gewicht aminopropyl-beëindigd PDMS via ring-ketting evenwichtsinstelling, met behulp van een watervrij, is sterk basische katalysator cruciaal. Andere typisch toegepaste katalysatoren, zoals tetramethylammoniumhydroxide (TMAH) of kaliumhydroxide (KOH), water residuen bevatten, die kant reacties bevorderen; Vandaar, is een mengsel van bifunctionele, monofunctional en functioneert PDMS kettingen met gelijkaardige molecuulgewichten44verkregen. Bovendien, als TMAH wordt gebruikt, de reactie vereist > 48u voor de voltooiing en doet niet altijd doorgaan met volledige monomeer consumptie44.

In het bijzonder, het wegen van de endblocker APTMDS is cruciaal voor het verkrijgen van de gewenste molecuulgewicht van PDMS. Bijvoorbeeld, in plaats van 0.9 g van APTMDS, als 0,85 g wordt gebruikt voor het synthetiseren van PDMS, zoals beschreven in paragraaf 2.1 van het protocol, dit zou leiden tot een theoretische molecuulgewicht van ongeveer > 900 g·mol-1. Bovendien, is de theoretische moleculair gewicht afhankelijk van de conversie. Als de cyclische kant-producten niet aanzienlijk verwijderd via vacuüm distillatie zijn, zal een hoge conversie-waarde worden verkregen. Bijvoorbeeld, als u wilt gebruiken dezelfde synthese procedure (zoals in deel 2.1 van het protocol), zou een berekende conversie van 90% leiden tot een theoretisch berekende molecuulgewicht; Deze waarde is 910 g·mol-1 groter is dan wanneer een conversie van 85% is uitgegaan. Afwijkingen in de bepaling van de moleculaire gewicht polysiloxaan door titratie zijn mogelijk gerelateerd aan het wegen van PDMS in de kolven, met name als een 50 mL-buret wordt gebruikt voor de titratie. Een afwijking aan het wegen van 0.06 g polysiloxaan gerelateerde kan leiden tot een berekende verschil van 650 ~ g·mol-1. Vandaar, is het gebruik van een halfautomatische titrator verdient.

De brekingsindex van PDMS kan worden verhoogd door de opneming van fenyl groepen17,51, gehalogeneerde fenyl groepen52of zwavel-bevattende groepen53. Geïntegreerd fenyl groepen PDMS via de copolymerization van octaphenylcyclotetrasiloxane (D4Ph) zoals beschreven door Yilgör, Riffle en McGrath54 pogingen waren niet succesvol onder de voorwaarden van de toegepaste reactie, mogelijk omdat de ruggengraat omvangrijk ring het onmogelijk voor de toegepaste katalysator maakte te breken de siloxaan obligaties op de temperatuur van de geselecteerde reactie. RinguPh 4D kan worden geopend als KOH wordt gebruikt bij een temperatuur van de reactie van 160 ° C. Echter worden polysiloxanes met extreem hoge molecuulgewicht verkregen, die vermoedelijk bevatten hoge hoeveelheden van achterblijven onzuiverheden. Bovendien, het verwijderen van de katalysator KOH in deze copolymeren is niet eenvoudig en vereist een stap van de neutralisatie met behulp van ethanolbevattend HCl, gevolgd door een waterige extractie van de katalysator. Vervolgens moet de PDMS worden opgelost in een organisch oplosmiddel, zoals CH2Cl2, om te scheiden van de waterige fase van de organische PDMS-bevattende fase. Tot slot moet de organische fase over MgSO4, gevolgd door filtratie en vacuüm distillatie met behulp van een rotatieverdamper54worden gedroogd. Daarentegen het methode gepresenteerd in dit manuscript kan de katalysator worden onmiddellijk verwijderd via thermische ontleding. Dus, in plaats van solide monomeer D4Ph, fenyl groepen zijn met succes ingevoerd in de ruggengraat van het PDMS door de copolymerization van het vloeibare monomeer D4Me, Ph, zoals bevestigd door 29Si-NMR spectroscopie50.

De gesynthetiseerde PSU elastomeren tentoongesteld YM voor 0.6 - 5.5 MPa en hoge elasticiteit met rek waarden van maximaal 1.000%. Dergelijke hoge rek waarden waren niet alleen aan de polymeer gesegmenteerde structuur maar ook voor het hoge molecuulgewicht van de PSU-elastomeren gerelateerde (Equation 1 > 100.000 g·mol-1)48. Een momentane reactie vindt plaats tussen de amino groepen en de groepen van de alifatische isocyanyate bij kamertemperatuur, leidt tot snel groeiende molecuulgewicht. Dit resultaat werd verder ondersteund door het uitvoeren van de reactie in een oplosmiddel, omdat een lichte toename van de viscositeit niet lijken te vertragen de reactiesnelheid aanzienlijk, die zou anders drastisch invloed op de moleculair gewicht voor een vrijwel evenwichtige de stoichiometrische verhouding. Daarentegen toen een korte keten-diol, zoals 1,4-butaandiol, werd gebruikt als de extender keten, waren de resulterende polyurethaan-ureum elastomeren niet alleen minder elastisch, maar ook verloren aanzienlijke mechanische stabiliteit, met name als hoog-moleculair-gewicht PDMS was gebruikt voor synthese. Dit resultaat was waarschijnlijk gerelateerd aan het aanzienlijk laag molecuulgewicht van de elastomeren (resultaten niet verschenen), overeenkomt met de onvolledige omzetting van alle isocyanaat groepen in het laatste stadium van polyadditie. Bovendien beïnvloed verschillen in reactiviteit tussen de groepen van het amino en hydroxyl richting alifatische diisocyanaten drastisch de resultaten van in vitro cytotoxiciteit testen. Extracten van de PSU-elastomeer bereid uit de amino-keten extender APTMDS deed niet cytotoxisch effect op de cellen van de HaCaT (Figuur 12) vertonen. Echter, als fragmenten van een polyurethaan-ureum siloxaan gebaseerde elastomeer werden gebruikt, de levensvatbaarheid van de cellen was drastisch verlaagd (resultaten niet verschenen), die mogelijk verwant was aan de laag-moleculair-gewicht leachables en de resterende spoorverontreiniging isocyanaat groepen.

Dit protocol beschrijft een handige methode voor het opstellen van amino-functionele polysiloxanes, die kan vervolgens worden gebruikt als macrodiamines voor de synthese van hoog-moleculair-gewicht, zachte en elastische polysiloxaan-ureum elastomeren. Als de mechanische eigenschappen van de PSUs kunnen gevarieerd worden volgens het PDMS moleculair gewicht, is het mogelijk gebruik van deze polymeren in andere toepassingsgebieden. Bovendien kan de procedure voor het voorbereiden van amino-functionele polysiloxanes worden gebruikt voor de invoering van kant groepen, zoals vinyl groepen, via de copolymerization van een cyclische siloxaan met hanger vinyl groepen (resultaten niet weergegeven). Dit kan open te stellen nieuwe toepassingsgebieden, met inbegrip van de voorbereiding van zachte kruisverwijzende polysiloxaan gels (bijvoorbeelddoor Pt-gekatalyseerde hydrosilylation met een hydride-functionele siliconen of door UV-geactiveerde thiol-een toevoeging van mercapto-functionele PDMS)) resultaten die niet worden weergegeven).

Disclosures

De auteurs hebben niets te verklaren.

Acknowledgments

De auteurs bedank het federale ministerie van onderwijs en onderzoek (goedgekeurd) voor de financiering van dit werk onder nummer 13FH032I3 verlenen. Financiële steun van de Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Gepris project 253160297) wordt dankbaar erkend. De auteurs verder graag hun dank betuigen aan Priska Kolb en Paul Schuler van de Universiteit van Tübingen voor het uitvoeren van 1H-NMR en 29Si-NMR metingen. Dank gaat ook uit naar CSC Jäkle Chemie GmbH & Co. KG voor hun aanbod van H12MDI. De auteurs bedank Herbert Thelen en André Lemme van Biotronik voor het uitvoeren van ethyleen oxide sterilisatie van de PSU-monsters en Lada Kitaeva (Reutlingen University) voor haar steun met stress-spanning en hysteresis metingen.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Berman, E. R. Biochemistry of the Eye. , Springer Science and Business Media. New York, NY. (1991).
  2. Bozukova, D., Pagnoulle, C., Jérôme, R., Jérôme, C. Polymers in modern ophthalmic implants-Historical background and recent advances. Materials Science and Engineering: R: Reports. 69 (6), 63-83 (2010).
  3. Kohnen, T., Baumeister, M., Kook, D., Klaproth, O. K., Ohrloff, C. Kataraktchirurgie mit Implantation einer Kunstlinse. Deutsches Ärzteblatt International. 106 (43), 695-702 (2009).
  4. Lace, R., Murray-Dunning, C., Williams, R. Biomaterials for ocular reconstruction. Journal of Materials Science. 50 (4), 1523-1534 (2015).
  5. Ong, H. S., Evans, J. R., Allan, B. D. S. Accommodative intraocular lens versus standard monofocal intraocular lens implantation in cataract surgery. Cochrane Database of Systematic Reviews. 5 (5), 1-44 (2014).
  6. Sheppard, A. L., Bashir, A., Wolffsohn, J. S., Davies, L. N. Accommodating intraocular lenses: a review of design concepts, usage and assessment methods. Clinical and Experimental Optometry. 93 (6), 441-452 (2010).
  7. Menapace, R., Findl, O., Kriechbaum, K., Leydolt-Koeppl, C. Accommodating intraocular lenses: a critical review of present and future concepts. Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 245 (4), 473-489 (2007).
  8. Dick, H. B. Accommodative intraocular lenses: current status. Current Opinion in Ophthalmology. 16 (1), 8-26 (2005).
  9. De Groot, J. H., et al. Hydrogels for an Accommodating Intraocular Lens. An Explorative Study. Biomacromolecules. 4 (3), 608-616 (2003).
  10. Nishi, O., et al. Refilling the lens with an inflatable endocapsular balloon: surgical procedure in animal eyes. Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 230 (1), 47-55 (1992).
  11. Nishi, O., Nishi, K. Accommodation amplitude after lens refilling with injectable silicone by sealing the capsule with a plug in primates. Archives of Ophthalmology. 116 (10), 1358-1361 (1998).
  12. Nishi, O., Nishi, K., Mano, C., Ichihara, M., Honda, T. Lens refilling with injectable silicone in rabbit eyes. Journal of Cataract & Refractive Surgery. 24 (7), 975-982 (1998).
  13. Nishi, O., Nakai, Y., Mizumoto, Y., Yamada, Y. Capsule opacification after refilling the capsule with an inflatable endocapsular balloon. Journal of Cataract & Refractive Surgery. 23 (10), 1548-1555 (1997).
  14. Koopmans, S. A., et al. Accommodative Lens Refilling in Rhesus Monkeys. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 47 (7), 2976-2984 (2006).
  15. de Groot, J. H., et al. Injectable intraocular lens materials based upon hydrogels. Biomacromolecules. 2 (3), 628-634 (2001).
  16. Hao, X., et al. Functionalised polysiloxanes as injectable, in situ curable accommodating intraocular lenses. Biomaterials. 31 (32), 8153-8163 (2010).
  17. Hao, X., et al. High refractive index polysiloxane as injectable, in situ curable accommodating intraocular lens. Biomaterials. 33 (23), 5659-5671 (2012).
  18. Han, Y. K., et al. In vitro and in vivo study of lens refilling with poloxamer hydrogel. British Journal of Ophthalmology. 87, 1399-1402 (2003).
  19. Glasser, A. Accommodation: Mechanism and Measurement. Ophthalmology Clinics. 19 (1), 1-12 (2006).
  20. Glasser, A. Restoration of accommodation. Current Opinion in Ophthalmology. 17 (1), 12-18 (2006).
  21. Tomas-Juan, J., Murueta-Goyena, L. A. Axial movement of the dual-optic accommodating intraocular lens for the correction of the presbyopia: Optical performance and clinical outcomes. Journal of Optometry. 8 (2), 67-76 (2015).
  22. McLeod, S. D., Vargas, L. G., Portney, V., Ting, A. Synchrony dual-optic accommodating intraocular lens: Part 1: Optical and biomechanical principles and design considerations. Journal of Cataract & Refractive Surgery. 33 (1), 37-46 (2007).
  23. McDonald, J. P., et al. Sarfarazi Elliptical Accommodating IntraOcular Lens (EAIOL) in Rhesus Monkey Eyes In Vitro and In Vivo. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 44 (13), 256 (2003).
  24. Ossma, I. L., et al. Synchrony dual-optic accommodating intraocular lens: Part 2: Pilot clinical evaluation. Journal of Cataract & Refractive Surgery. 33 (1), 47-52 (2007).
  25. Alio, J. L., Plaza-Puche, A. B., Montalban, R., Ortega, P. Near visual outcomes with single-optic and dual-optic accommodating intraocular lenses. Journal of Cataract Refractive Surgery. 38 (9), 1568-1575 (2012).
  26. Chen, Q., Liang, S., Thousas, G. A. Elastomeric biomaterials for tissue engineering. Progress in Polymer Science. 38, 584-671 (2013).
  27. Ward, R. S., Jones, R. L. Polyurethanes and Silicone Polyurethane Copolymers. Comprehensive Biomaterials. Ducheyne, P. , Elsevier Science. 431-477 (2011).
  28. Yoda, R. Elastomers for biomedical applications. Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition. 9 (6), 561-626 (1998).
  29. Nicolson, P. C., Vogt, J. Soft contact lens polymers: an evolution. Biomaterials. 22 (24), 3273-3283 (2001).
  30. Adhikari, R., Gunatillake, P. A., McCarthy, S. J., Meijs, G. F. Mixed macrodiol-based siloxane polyurethanes: effect of the comacrodiol structure on properties and morphology. Journal of Applied Polymer Science. 78 (5), 1071-1082 (2000).
  31. Sheth, J. P., et al. Structure-property behavior of poly(dimethylsiloxane) based segmented polyurea copolymers modified with poly(propylene oxide). Polymer. 46 (19), 8185-8193 (2005).
  32. Yilgor, I., Yilgor, E. Silicone-urea copolymers modified with polyethers. ACS Symposium Series. 964, Science and Technology of Silicones and Silicone-Modified Materials. 100-115 (2007).
  33. Elast-Eon biocompatible polyurethane - CSIROpedia. , Available from: https://csiropedia.csiro.au/elast-eon-biocompatible-polyurethane/ (2008).
  34. Gunatillake, P. A., Meijs, G. F., McCarthy, S. J., Adhikari, R. Poly(dimethylsiloxane)/poly(hexamethylene oxide) mixed macrodiol based polyurethane elastomers. I. Synthesis and properties. Journal of Applied Polymer Science. 76 (14), 2026-2040 (2000).
  35. Adhikari, R., Gunatillake, P. A., McCarthy, S. J., Meijs, G. F. Low-modulus siloxane-based polyurethanes. I. Effect of the chain extender 1,3-bis(4-hydroxybutyl)1,1,3,3-tetramethyldisiloxane (BHTD) on properties and morphology. Journal of Applied Polymer Science. 83 (4), 736-746 (2002).
  36. Adhikari, R., Gunatillake, P. A., McCarthy, S. J., Bown, M., Meijs, G. F. Low-modulus siloxane-polyurethanes. Part II. Effect of chain extender structure on properties and morphology. Journal of Applied Polymer Science. 87 (7), 1092-1100 (2003).
  37. Martin, D. J., et al. Polydimethylsiloxane/polyether-mixed macrodiol-based polyurethane elastomers: biostability. Biomaterials. 21 (10), 1021-1029 (2000).
  38. Simmons, A., et al. Long-term in vivo biostability of poly(dimethylsiloxane)/poly(hexamethylene oxide) mixed macrodiol-based polyurethane elastomers. Biomaterials. 25 (20), 4887-4900 (2004).
  39. Gunatillake, P. A., Martin, D. J., Meijs, G. F., McCarthy, S. J., Adhikari, R. Designing biostable polyurethane elastomers for biomedical implants. Australian Journal of Chemistry. 56 (6), 545-557 (2003).
  40. Briganti, E., et al. Silicone based polyurethane materials: a promising biocompatible elastomeric formulation for cardiovascular applications. Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 17 (3), 259-266 (2006).
  41. Lim, F., Buchko, C., Shah, A., Simhambhatla, M. Medical device formed of silicone-polyurethane. U.S. Patent Application. , 09/879,023 (2002).
  42. Ward, R., Anderson, J., McVenes, R., Stokes, K. In vivo biostability of polysiloxane polyether polyurethanes: Resistance to biologic oxidation and stress cracking. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 77 (3), 580-589 (2006).
  43. Hermans, E. A., et al. Development of a ciliary muscle-driven accommodating intraocular lens. Journal of Cataract & Refractive Surgery. 34 (12), 2133-2138 (2008).
  44. Hoffman, J. J., Leir, C. M. Tetramethylammonium 3-aminopropyl dimethylsilanolate-A new catalyst for the synthesis of high purity, high molecular weight α,ω-bis(aminopropyl) polydimethylsiloxanes. Polymer International. 24, 131-138 (1991).
  45. Keiper, F. D. I. N. Prüfung von Kautschuk und Elastomeren - Bestimmung von Reißfestigkeit, Zugfestigkeit, Reißdehnung und Spannungswerten im Zugversuch. Deutsches Institut für Normung e.V. , (2017).
  46. Wenzelewski, K. DIN EN ISO 10993-5. Biologische Beurteilung von Medizinprodukten - Teil 5: Prüfungen auf In-vitro-Zytotoxizität (ISO 10993-5:2009); Deutsche Fassung EN ISO 10993-5:2009. Deutsches Institut für Normung e.V. , (2009).
  47. Promega. CellTiter 96® AQ One Solution Cell Proliferation Assay. Technical Bulletin. , Available from: https://www.promega.com/-/media/files/resources/protocols/technical-bulletins/0/celltiter-96-aqueous-one-solution-cell-proliferation-assay-system-protocol.pdf (2012).
  48. Riehle, N., et al. Influence of PDMS molecular weight on transparency and mechanical properties of soft polysiloxane-urea-elastomers for intraocular lens application. European Polymer Journal. 101, 190-201 (2018).
  49. Gottlieb, H. E., Kotlyar, V., Nudelman, A. NMR Chemical Shifts of Common Laboratory Solvents as Trace Impurities. Journal of Organic Chemistry. 62 (21), 7512-7515 (1997).
  50. Riehle, N., Götz, T., Kandelbauer, A., Tovar, G. E. M., Lorenz, G. Data on the synthesis and mechanical characterization of polysiloxane-based urea-elastomers prepared from amino-terminated polydimethylsiloxanes and polydimethyl-methyl-phenyl-siloxane-copolymers. Data in Brief. 18, 1784-1794 (2018).
  51. Christ, R., Nash, B. A., Petraitis, D. J. Optically clear reinforced silicone elastomers of high optical refractive index and improved mechanical properties for use in intraocular lenses. U.S. Patent 5494946 A. , (1993).
  52. Jha, G. S., Seshadri, G., Mohan, A., Khandal, R. K. Sulfur containing optical plastics and its ophthalmic lenses applications. e-Polymers. 8 (1), 376-402 (2008).
  53. Rogulska, M., Kultys, A., Olszewska, E. New thermoplastic poly(thiourethane-urethane) elastomers based on hexane-1,6-diyl diisocyanate (HDI). Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 114 (2), 903-916 (2013).
  54. Yilgör, I., Riffle, J. S., McGrath, J. E. Reactive Siloxane Oligomers. Reactive Oligomers. Harris, F. W., Spinelli, H. J. , American Chemical Society. Washington, DC. 161-174 (1985).

Tags

Chemie kwestie 145 Segmented polysiloxaan-ureum elastomeren Polydimethylsiloxaan ring-ketting evenwichtsinstelling brekingsindex mechanische eigenschappen mechanische hysteresis levensvatbaarheid van de cellen biomedische toepassingen
Synthese van zachte polysiloxaan-ureum elastomeren voor intraoculaire Lens toepassing
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Riehle, N., Thude, S., Kandelbauer,… More

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter