Summary
신뢰할 수 있는 예측의 vivo에서 환경에 신경 임 플 란 트에 대 한 폴리머 기판의 연 화를 허용 하려면 신뢰할 수 있는 체 외에 방법이 중요 하다. 여기, 체온에 버퍼링 하는 인산 염에 동적 기계적인 분석의 사용에 제공 됩니다.
Abstract
동적으로 연 기판의 신경 임 플 란 트를 사용할 때 이러한 재료의 연 화 동작을 신뢰할 수 있는 체 외에 방법이 중요 하다. 과거에는, 그것은 만족 스럽게 흉내 낸 상당한 노력 없이 신체 환경 조건 하에서 박막의 연 화 측정 가능 하지 않았습니다. 이 게시는 관련 온도에서 버퍼링 하는 인산 염 (PBS), 같은 솔루션에서 고분자의 동적 기계적인 분석 (DMA)를 허용 하는 새롭고 간단한 메서드를 제공 합니다. 환경 DMA 사용 하 여 따라서 vivo에서 조건 하에서 재료 행동의 예측을 허용 하는 다양 한 미디어와 온도, plasticization로 인해 고분자의 연 화 효과의 측정을 허용 한다.
Introduction
신경 임 플 란 트에 대 한 기판으로 사용 되는 재료의 새로운 세대 구성 연 화 모양 메모리 폴리머1,2,3,,45,6,7 ,,89. 이러한 자료는 중요 한 변형 세력을 극복 하기 위해 주입 하는 동안 충분히 뻣 뻣 한 하지만 그들은 시체의 환경에서 이식 후 최대 3 배나 부드럽게 될. 그것은 이러한 자료 텅스텐 또는 실리콘 등의 신경 임 플 란 트에 사용 되는 전통적인 재료에 비해 계수 감소 일치 하지 않아 더 나은 장치-조직 상호 작용을 표시 전망 이다. 전통, 뻣 뻣 한 장치 조직 캡슐화 및 astroglial는 종종 장치 실패10,11결과 흉터 이식 후 염증 반응을 보여줍니다. 그것은 일반적인 가정 덜 뻣 뻣 한 장치 이물질 응답12,,1314최소화 이다. 장치의 강성의 단면적 및 탄성 계수에 의해 결정 됩니다. 따라서, 장치 준수 하 고, 궁극적으로, 장치 조직 상호 작용을 개선 하기 위해 두 요소를 줄이기 위해 중요 하다.
고분자를 연 화에 일 구 엔 외.15, 기계적으로 호환 intracortical 임 플 란 트 neuroinflammatory 응답을 감소 증명의 작품에서 영감을 했다. 그들은 이전 기계적으로 적응형 poly(vinyl acetate)/피낭동물으로 셀 루 로스 nanocrystal (tCNC) 나노 복합 재료 (NC), 이식 후 호환 되는 사용.
Voit 실험실, 다른 한편으로, thiol ene와 thiol-ene/아크릴 고분자의 높은 가변 시스템을 사용합니다. 이러한 자료는 유리한 vivo에서 조건에 노출 된 후 연의 정도 폴리머 디자인에 의해 쉽게 조정 될 수 있다. 선택 하 여 오른쪽 폴리머 구성과 crosslink 밀도, 유리 전이 온도 탄성 계수는 폴리머의 수2,,45,,68수정. 연 화의 기본 효과 수성 환경에서 폴리머의 plasticization. 으로 주입 하는 동안 (주), 건조 한 때 체온의 위 유리 전이 온도 (Tg)와 폴리머 하지만 후 체온 아래 물 또는 PBS, 폴리머의 결과 강성/계수에 몰입 고무 (소프트) 때 이식16유리 (뻣 뻣 한) 때 건조에서 이동할 수 있다.
그러나, plasticization와 드라이 젖은 상태에서 Tg 의 변화 완화의 정확 하 고 신뢰할 수 있는 측정 과거에 측정 될 수 있게 되지 않았습니다. 전통적인 동적 기계적인 분석 공기 또는 불활성 가스에서 수행 되 고 솔루션 내의 고분자의 열팽창 특성의 측정을 허용 하지 않습니다. 이전 학문에서는, 중합체 다양 한 양의 시간에 대 한 PBS에 익숙해 왔다. 부 어 샘플 다음 동적 기계적인 분석 (DMA)6,,78을 수행 하기 위해 사용 되었다. 그러나, 절차 포함 하므로 온도 경사로, 샘플 시작 측정 동안 건조 하 고 대표 데이터를 생성 하지 않습니다. 이 샘플 크기가 작은 경우에 특히 사실 이다. 신경 프로브를 부드럽게 예측, 위해 그것 것입니다 5 ~ 50 µ m 얇은 폴리머 필름을 테스트 하는 데 필요한는 전통적인 DMA 측정 동안 샘플의 상술 건조 때문에 가능.
헤스 외.17 사용자 microtensile는 환경 제어 방법을 사용 하 여 기계적으로 적응 재료의 기계적 특성 평가 시험기를 설계 했습니다. 그들은 이전 밖으로 건조에서 그들을 방지 하기 위해 측정 하는 동안 샘플에 물 스프레이 어 브러쉬 시스템을 사용 있다.
그러나 환경 DMA (그림 1)의 사용은, 폴리머 솔루션, 물 등 다양 한 온도에서 PBS 영화의 측정에 대 한 수 있습니다. 이 고분자의 열팽창 속성/부드럽게 젖은 상태에서의 측정 뿐만 아니라 그것의 연 화 속도의 측정 가능 심지어 인장 시험과 붓기 측정 침수 목욕이이 컴퓨터의 내부 수 있습니다. 이 폴리머 기판의 plasticization 유도 연의 정확한 연구 vivo에서 동작을 예측할 수 있습니다.
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Protocol
1입니다. 테스트를 위해 고분자 시료의 준비
- 증기 두건 안쪽 이전 프로토콜에 따라 연 화 thiol ene 폴리머 음성 합성. 1 , 2 , 4 , 18 짧게, 0.1 wt % 사진 초기자의 총 양이 많은 양의 알 켄 단위체에 thiol 믹스.
- 폴리머 혼합 20 mL 유리 유리병을 준비 합니다. 입사광 단위체 솔루션 문의 하지 않도록 알루미늄 호 일에 유리병을 커버 하 고 실내 온도 (RT)에서 계속. 모든 화학 물질을 사용 하 여 더 정화 없이 받았습니다.
- 완전히 연 화 폴리머에 대 한 추가 50 mol %1.3.5-triallyl-1.3.5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione (TATATO), 45 mol % trimethylolpropane tris(3-mercaptopropionate) (TMTMP), 그리고 5 mol % 트리 스 [2-(3-mercaptopropionyloxy) 에틸] isocyanurate (TMICN)에 일회용 플라스틱 피 펫을 사용 하 여 유리병 커버.
- 폴리머 솔루션에는 photoinitiatior 2, 2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (DMPA)의 0.1 wt %를 추가 합니다.
- 행성 속도 빛 솔루션을 노출 하지 않고 혼합 하 여 유리병 안에 내용을 철저 하 게 혼합.
참고: 폴리머 솔루션 빛에 민감한 이며 호 일로 적용 하는 경우에 유해 45 ~ 60 분 후에 시작 됩니다. 따라서, 최대한 빨리 혼합 후 폴리머 솔루션을 사용 합니다.
- 스핀 코트 5 ~ 50 µ m 두께 미세한 유리 슬라이드 또는 실리콘 웨이퍼에 스핀 곡선 (그림 2)에 따라 캐리어 기판에에서 박막으로 섹션 1.1 준비 폴리머 솔루션. 30에 대 한 600 rpm 스핀 30 µ m 필름 두께 대 한 s.
참고: 다른 SMP 배합, 사용 하는 경우 스핀 속도 시간이 달라질 수 있습니다 폴리머 솔루션의 점도 따라. - 가교 실로 회전 직후 캐리어 기판에 고분자 필름 전송. 사진-유해 365 nm 자외선 전구에서 60 분에 대 한 영화와 더 120 ° C에서 진공 오븐에서 24 h에 대 한 사후 치료 변환을 완료합니다.
- 4.5 m m의 너비와 DMA 테스트를 위해 50 m m의 길이 직사각형 샘플으로 경화 폴리머 필름을 잘라. 두께 50 µ m 5에서 달라질 수 있습니다. 샘플 측정 형상 적용 (1.4.2 또는 1.4.1 단계 선택) 두 가지 방법으로 주어질 수 있다.
- CO2 레이저를 사용 하 여 사각형으로 경화 폴리머 필름을 잘라. 5.0% 전력 (2.0 W) 및 10.0% 속도 (0.254 m/s) CO2 레이저 마이크로 가공 매개 변수 설정 (그림 3A).
- 클래스 10000 클린 룸 시설 (그림 3B)에서 포토 리소 그래피를 사용 하 여 DMA 샘플을 정의 합니다. SMP에 유리 또는 웨이퍼 기판은 클린 룸에서 시작 기판으로 사용 합니다.
- 다음 플라즈마 에칭 프로세스 하드 마스크 역할을 낮은 온도 실리콘 질 화물을 예금 한다. 표준 리소 그래피 기술을 사용 하 여 장치 개요/모양 패턴. SF6 와 O2 플라즈마 플라즈마 에칭을 사용 하 여 하드 마스크와 SMP 레이어를 각각 제거.
- SMP 레이어 플라즈마 에칭 유리 슬라이드/웨이퍼까지 후 희석된 10:1 HF 딥에 멀리 나머지 실리콘 나이트 라 이드 하드 마스크 에칭.
- 마지막 단계로 이온된 물에 몸을 담글 하 여 유리 슬라이드/웨이퍼에서 테스트 장치를 delaminate.
2. 기계 설치
- 동적 기계 분석기 (DMA)를 사용 하 여 집중 시스템. 긴장 모드 (그림 1)에서 집중 조명 기구와 기계 장비. 시스템에 액체 질소를 연결 하 고 보일 러에 대 한 가스 소스로 LN2/에 어를 사용.
- 다음 세 단계를 포함 하 여 컴퓨터 소프트웨어 건조 측정 방법 작성: 컨디셔닝, 진동 온도 경사로, 및 컨디셔닝 월말 테스트, 다음 매개 변수를 다음과 같이 설정:
- 컨디셔닝 옵션에 대 한 다음 매개 변수를 설정: 모드 활성화, 선택 "긴장", 축 힘 = 0.05 N, 초기 설정값 "에", 감도 = 0.0 N, 비례 힘 모드 = 힘 = 계수에 대 한 보상, 추적에, 선택"축" = 다음 설정 25.0%, 최소 축방향 힘을 동적 힘 = 0.05 N, 프로그래밍 0.0 아래 확장 Pa, 모드, 긴장 조정 = 0.05%, 최소 긴장 = 0.1%, 최대 긴장 0.5%, 최소 힘 = = 0.05 N, 최대 힘 = 0.2 명.
- 진동 온도 램프에 대 한 다음 매개 변수를 설정: 시작 온도 = 10 ° C, 세트 포인트를 상속 = 끄기, 흠뻑 젖어 시간 = 0.0 s, 온도 대 한 대기에, 램프 속도 = 2.0 ° C/min, 최종 온도 = = 100 ° C, 진입 후 시간 담가 = 0.0 s, 샘플링 속도 = 1 점/s, strai n %0.275%, 단일 지점, 주파수 = 1 =.
- 컨디셔닝 월말 테스트에 대 한 다음 매개 변수를 설정: 환경 제어 축 힘 조정 해제 = =, 모드 비활성화, 트랜스듀서/모터에서 =.
- 침수는 다음과 같은 4 가지 단계를 포함 하 여 컴퓨터 소프트웨어를 사용 하 여 테스트 메서드를 작성: 컨디셔닝, 진동-시간, 진동 온도 경사로, 및 컨디셔닝-월말 테스트, 다음 매개 변수를 다음과 같이 설정:
- 컨디셔닝 옵션에 대 한 다음 매개 변수를 설정: 모드 활성화, 선택 "긴장", 축 힘 = 0.05 N, 초기 설정값 "에", 감도 = 0.0 N, 비례 힘 모드 = 힘 = 계수에 대 한 보상, 추적에, 선택"축" = 및 설정 25.0%, 최소 축방향 힘을 동적 힘 = 0.05 N, 프로그래밍 0.0 아래 확장 Pa, 모드, 긴장 조정 = 0.05%, 최소 긴장 = 0.1%, 최대 긴장 0.5%, 최소 힘 = = 0.05 N, 최대 힘 = 0.2 명.
- 진동 시간에 대 한 다음 매개 변수를 설정: 온도 = 39.5 ° C, 세트 포인트를 상속 떨어져, 담가 시간 = = 0.0 s, 대기 온도 대 한 떨어져, 기간 = 3600.0 = s, 샘플링 속도 = 1 점/s, 스트레인 % = 0.275%, 단일 지점, 주파수 = 1 Hz.
- 진동 온도 램프에 대 한 다음 매개 변수를 설정: 시작 온도 = 10 ° C, 세트 포인트를 상속 = 끄기, 담가 시간 300.0 = s, 대기 온도 대 한 떨어져, 램프 속도 = 2.0 ° C/min, 최종 온도 = = 85 ° C, 진입 후 시간을 담가 300.0 = s, 샘플링 속도 = 1 점/s, s % 기차 0.275%, 단일 지점, 주파수 = 1 =.
- 컨디셔닝 월말 테스트에 대 한 다음 매개 변수를 설정: 환경 제어 축 힘 조정 해제 = =, 모드 비활성화, 트랜스듀서/모터에서 =.
3. 로드 및 언로드 건조 측정용 샘플
- 0.001 m m 정밀 캘리퍼스와 건조 (공기)에서 테스트를 위해 고분자 시료의 실제 두께 측정 합니다.
- 샘플 이름, 설명 및 샘플 기하학 소프트웨어에 입력 합니다.
- 15mm 로드 간격을 설정 하 고 샘플을 로드 합니다. 센터는 클램프는 망 하기 전에 견본을 정렬 있는지 확인 꽉 손이나 (그림 3C) 0.1 N으로 토크 렌치를 사용 하 여.
- 로 닫고 섹션 2.2에에서 설명 된 방법을 사용 하 여 측정을 시작 합니다.
- 측정이 끝날 때까지 기다립니다. 로 열고 폴리머 샘플을 컴퓨터에서 제거 합니다.
4. 샘플 로드 및 언로드 침수 테스트
- 침수에 0.001 m m 정밀 테스트 캘리퍼스와 PBS에 대 한 폴리머 시료의 실제 두께 측정 합니다.
- 샘플 이름, 설명 및 샘플 기하학 소프트웨어에 입력 합니다.
- 위 그립 (그림 4AB)에 클램프로 고정 침수 비 커와 함께 설치를 준비 합니다.
- 15mm 로드 간격을 설정 하 고 로드 샘플 (그림 4C). 센터는 클램프는 망하는 거 야 전에 견본 (그림 5) 정렬 있는지 확인 꽉 손이나 토크 렌치를 사용 하 여 0.1 n.와
- 하단 고정 물에 침수 목욕을 놓고 단단히 나사 (그림 4D). RT PBS (그림 4E)에 채워 목욕, 상단 (그림 4 층)에 뚜껑을 배치, 보일 러 (그림 4G), 닫고 즉시 섹션 2.3에에서 설명 된 방법을 사용 하 여 측정을 시작 합니다. 드레인 닫혔는지 확인 하십시오 (그림 4 H).
- 측정이 끝날 때까지 기다립니다. 드레인을 사용 하 여 침수 목욕에서 PBS를 제거 합니다. 용광로, 비 커에서 뚜껑을 제거, 침수 비 커의 나사, 그것, 열고 폴리머 샘플을 컴퓨터에서 제거 합니다.
- 클램프 및 PBS에서 모든 나머지 소금 제거 하 드 다림 질된 물으로 침수 비 커를 청소.
5입니다. 측정
- 침수 비 커 없이 공기에 폴리머를 측정 합니다. 로드 및 언로드 섹션 3에에서 설명 된 대로 샘플에 대 한 지침을 따릅니다. 이 측정 최소 3 반복 통계 관련 된 결과 수집 하기 위해 x.
- 섹션 4에에서 설명 된 단계에 따라 침수 목욕 내부 폴리머를 측정 합니다. 반복 측정 적어도 3 통계 관련 된 결과 수집 하기 위해 x.
6. 데이터 해석
- 컴퓨터 소프트웨어, 원시 데이터를 테이블 형식으로 볼 수 있습니다 또는 그래프로 플롯 결과 탭을 엽니다.
- 집중 측정, 진동-시간 측정 연 활동을 평가 하는 시간이 지남에 저장 모듈러스로의 첫 번째 부분을 플롯 합니다. 곡선 속도 폴리머의 계수는 시간이 지나면서 감소 PBS에 몰입 하는 동안 표시 됩니다.
- 참고는 계수 수준 밖으로 시간. 이 생리 적인 조건 하에서 연 화 시간을 나타냅니다.
- 폴리머는 1 h의 설정된 침수 시간 후 완전히 부드럽게 하지, 증가 침수 시간 측정을 반복 합니다.
- (드라이) 전에 고분자의 열팽창 속성 표시 온도 왼쪽된 축, 오른쪽 축에 tan 델타에 저장 계수 측정의 진동 온도 경사로 공기와 PBS에 표시 후 (PBS)에서 plasticization .
- 드라이 (공기)에 대 한 데이터 및 PBS 측정 더 나은 함께 열팽창 속성 plasticization 때문에 변화를 표시.
- Note 저장 모듈러스와 37 ° C에서 젖 었된 샘플 25 ° C에서 건조 한 물자의 얼마나 많은 폴리머 주입 하는 동안 부드럽게 것입니다 평가 관련 번호 있습니다.
- 건조 하 고 젖은 샘플 사이 tan 델타 피크에 변화 note
- 추가 데이터 해석 및 다른 소프트웨어와 플로팅에.txt 또는.csv 파일로 데이터를 내보냅니다.
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Representative Results
환경 DMA 사용 하 여 연 화 속도 론 및 고분자의 전반적인 연 화 기능 분석을 수 있습니다. 프로토콜의 온도-시간 측정 모드를 사용 하 여 다른 폴리머 제형의 연 화 프로필 (그림 6) 서로 비교할 수 있습니다. 이 메서드는 또한 부드럽게 하 고 고분자의 팽 윤을 계량 하 사용할 수 있습니다. 그것은 볼 수 있습니다 그림 4 에서 다른 폴리머 제형 동안 37 ° C PBS에에서 몰입 되 고 연의 다른 학위를 받을 수 있습니다. 반면 반 연 폴리머 370 MPa을 완전히 연 화 폴리머 40 MPa 1700 MPa에서 부드럽게 부드럽게 비 버전 학점 범위에 남아 있습니다. 모든 3 개의 폴리머 제형의 연 화 10 ~ 15 분 내 일어난다.
건조 DMA 측정 및 PBS에 측정의 조합 사용할 수 있습니다 Tg 의 우울증 및 모듈러스의 전반적인 downshift에 의해 표시 되는 다른 폴리머 제형의 물 유도 plasticization의 평가 곡선 (그림 7)입니다. 고분자의 연은 작업 가장 효과적으로 건조 폴리머는 Tg 체온 이상 하지만 그 아래 젖은 상태에서. 따라서, 폴리머의 계수는 유리에서 생리 적 조건 (그림 7A)에서 침수 시 고무 탄성을 삭제합니다. 때 모두의 Tg 중합체의 건조 하 고 젖은 상태 이상 체온, 폴리머 생리 조건 (그림 7B) 부드럽게 하지 것입니다.
그림 1: 침수 시스템 환경 DMA. (B) (A) A 더의 상세 보기 위한 기구 건조 하 고 젖은 (C) 측정 조건. (B)와 (C) 이전 Ecker 외2에 의해 출판. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2: 완전히 thiol ene 폴리머를 부드럽게 곡선을 회전. 완전히 연 화 thiol ene 폴리머 스핀 속도 시간과 결과 필름 두께 사이의 관계를 보여주는 곡선을 회전 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3: 제조 DMA 테스트의 미세한 유리 슬라이드에 줄무늬. DMA의 제조에 미세한 유리 슬라이드 (A) 또는 실리콘 웨이퍼 (B) 포토 리소 그래피를 사용 하 여 줄무늬를 테스트 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4: 측정 침수 목욕을 위한 샘플 로딩. A (DMA 집중 조명 기구, (B) 침수 비 커 일시적으로 위 그립 주위 클램프 고정 장착) 폴리머 샘플 15 m m의 클램프 거리에서의 (C) 로드 (D) 낮은 정착 물에 침수 비 커의 저하와 고정 나사, (E) 뚜껑, (G)로, 및 (H) 드레인 닫혔는지 확인 닫기 닫기 PBS, (F)로 침수 비 커를 작성. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 5: 샘플의 맞춤. (A) 샘플 직선과 위쪽 및 아래쪽 클램프 사이의 중심으로 되어야 합니다. 샘플 해서는 안됩니다 대각선 (B), 너무 높거나 너무 낮은 (C), 또는 (D) 가장자리를 향해 너무 많이. 샘플도 안됩니다 (E)를 묶 었 하지만 직선 이어야 한다 (F) 신뢰할 수 있는 측정을 위해. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 6: 3 다른 thiol-ene 폴리머의 활동 연. 3 다른 thiol-ene 폴리머 1 h. 위해 37 ° C에서 PBS 내부 진동-시간 프로토콜 측정으로의 활동을 연 화 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 7: 디스플레이 DMA 측정의 2 개의 다른 SMP 정립. (오렌지) 하기 전에 두 개의 다른 SMP 정립의 DMA 측정 표시 (파란색)에 몸을 담근 채 PBS, 각각 후. (A) A 완전히 연 화 (FS) 버전 및 SMP의 (B) 약간 부드럽게 버전 (SS). 이 그림은 Ecker 외.2에서 수정 되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
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Discussion
환경 DMA 사용 하 여 신경 임 플 란 트19 또는 솔루션에서 다른 생물 의학 장치 기판으로 사용 하는 다양 한 고분자의 행동의 학문을 허용 하 고 vivo에서 모방을 조건. 이 포함 되지만, polyimide, 파 릴 렌 C, PDMS, 고 수-8에 국한 되지 않습니다. Hydrogels 및 세포 외 기질 (ECM) 자료 또한이 방법을 사용 하 여 조사 될 수 있습니다. 그것의 연 화 속도 론 및 폴리머의 전반적인 연의 차이 물, 중 수, 그리고 PBS를 포함 하 여 다른 솔루션 사이 쉽게 비교할 수 있습니다. 그것은 또한 다른 침수 온도 또는 다양 한 폴리머 두께 구성에서 발생 하는 차이의 영향을 테스트 가능입니다.
이 메서드는 또한 중합체 및 hydrogels의 연 화 행동에 다양 한 치료의 영향의 공부 수 있습니다. 트리 트 먼 트 다양 한 살 균 방법, 가속 노화 다양 한 미디어 및 표면 개 질에의 응용 프로그램을 포함 합니다. 이 생체 외에서 메서드 연구원 동작 및 이러한 재료의 내구성, 안정적인 생체 외에서 측정을 가져오고 불필요 한 동물 실험을 하지 않도록 도움이 됩니다. 그러나, PBS에 측정 하는 것은 모방 생물 학적 환경에 한 접근 이다. Vivo에서 조건 이온 농도 및 항 체, 단백질, 및 생물학 미디어/조직 내 다른 종족의 가용성 등 많은 측면에서 달라질 수 있습니다. 대상된 지역에 따라 경험 또한 고려할 수 있습니다 환경 측정, tris 버퍼 염 분 (TBS), TBS-T (폴 20와 TBS), 소 혈 청 알 부 민 (BSA), 뇌 척추 액체 (CSF), 및 다른 신체 같은 다른 미디어를 사용 하 여 체액입니다.
또한, vivo에서 학문이 완료 된 후 동물에서 explantation 후 프로브의 기계적 특성을 특성 수입니다. 이 신체 환경 및 생체 외에서 데이터 비교에 연 화 후 프로브 행동의 조사를 허용할 것 이다.
솔루션 목욕에 대 한 설정 온도 실제 온도 사이의 오프셋을 주목 한다. 이것은 2 명의 다른 온도 컨트롤러 사용 되는 사실 때문 이다: 온도 제어 (외부 침수 목욕) 및 (침수 목욕) 내부 온도 측정 하기 위한 또 다른 하나. 우리는 외부 온도 39.5 ° C로 설정 되어, 목욕 내부 온도 37 ° c.에 안정 발견
솔루션 내부 측정 온도 범위는 자연스럽 게 그들의 결정 화와 끓는 온도 의해 제한 됩니다. 각각 10 K 적어도 위와이 온도 아래를 유지 하는 것이 좋습니다.
그것은 몸을 담근 채 연/화 측정을 위해 사용 되는 침수 솔루션의 시작 온도 실내 온도 또는 최고의 조건을 프로브 주입 중 모방 체온을 미리 예 열 여부 논의 이다. RT PBS를 사용 하 여 이식에 일반적으로 보관 가까운 및 이식 측면 오른쪽 위치에 정렬 하는 동안 전에 프로브 RT 보관 사실 계정에 걸립니다. 이 단계에서 조사는 습 한 환경으로 인해 부드럽게 이미 시작할 수 있습니다. 37 ° C PBS로 시작 삽입을 위한 엽 총 접근을 모방 더 나은 것입니다.
설명된 결과 폴리머 필름 긴장 모드;에서 측정 되었다 그러나, 환경 DMA는 각각 고정 장치를 사용 하 여 압축 및 전단 측정의 수 또한 있습니다. 따라서,이 또한 다른 샘플 형상의 측정에 대 한 수 있습니다. 그것은 집중 비 커 내의 사용 가능한 공간 제한 되 고 따라서이 비 커 안에 측정을 위해 사용 하는 샘플의 크기에 의해 제한 됩니다 유의 하십시오.
이 방법의 또 다른 한계는 로드 셀 (건조 하 고 습 조건)에서 측정 하는 동안 샘플에 의해 생성 된 힘을 감지 하는 데 사용 되는. 로드 셀만 35 N 샘플 크기/형상 따라서 제한까지 힘을 측정할 수 있습니다.
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Disclosures
저자 들은 아무 경쟁 금융 관심사 선언 합니다.
Acknowledgments
저자 그의 환경 DMA를 사용 하는 허용을 위한 박사 테일러 도자기를 감사 드립니다.
이 작품의 길잡이 국방 장관의 프로그램을 통해 피어 검토 의료 연구 [W81XWH-15-1-0607] 건강 담당 사무실에 의해 지원 되었다. 의견, 해석, 결론, 및 권장 사항 그 저자의 이며 반드시 국방부에 의해 승인.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1,3,5-Triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione (TATATO) | Sigma-Aldrich | 114235-100G | |
| 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone (DMPA) | Sigma-Aldrich | 196118-50G | |
| CO2 laser Gravograph LS100 | Gravotech, Inc. | ||
| Corning Large Glass Microscope Slides, 75 x 50mm | Ted Pella | 26005 | |
| Environmental DMA: RSA-G2 Solids Analyzer | TA Instruments | ||
| ESD Safe Plastic Tweezer, Tips; Flat, Duckbill, 11.5 cm | Cole Palmer | EW-07387-17 | |
| Laurell WS-650-8B spin coater | Laurell Technologies Corporation | ||
| liquid nitrogen | Air gas | ||
| PBS, 1X Solution, Fisher BioReagents | Fisher Scientific | BP243820 | |
| SHEL LAB vacuum oven | VWR International | 89409-484 | |
| Silicon wafer | University Wafer | Mechanical grade | |
| The RSA-G2 Immersion System | TA Instruments | ||
| Trimethylolpropane tris(3-mercaptopropionate) (TMTMP) | Sigma-Aldrich | 381489-100ML | |
| UVP CL-1000 crosslinking chamber with 365 nm bulbs | VWR International | 21474-598 |
References
- Garcia-Sandoval, A., et al. Chronic softening spinal cord stimulation arrays. Journal of Neural Engineering. 15 (4), 045002 (2018).
- Ecker, M., et al. Sterilization of Thiol-ene/Acrylate Based Shape Memory Polymers for Biomedical Applications. Macromolecular Materials and Engineering. 302 (2), 1600331 (2017).
- Simon, D. M., et al. Design and demonstration of an intracortical probe technology with tunable modulus. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 105 (1), 159-168 (2017).
- Do, D. -H., Ecker, M., Voit, W. E. Characterization of a Thiol-Ene/Acrylate-Based Polymer for Neuroprosthetic Implants. ACS Omega. 2 (8), 4604-4611 (2017).
- Ware, T., et al. Thiol-ene/acrylate substrates for softening intracortical electrodes. Journal of Biomedical Materials Research Part B-Applied Biomaterials. 102 (1), 1-11 (2014).
- Ware, T., et al. Thiol-Click Chemistries for Responsive Neural Interfaces. Macromolecular Bioscience. 13 (12), 1640-1647 (2013).
- Ware, T., Simon, D., Rennaker, R. L., Voit, W. Smart Polymers for Neural Interfaces. Polymer Reviews. 53 (1), 108-129 (2013).
- Ware, T., et al. Fabrication of Responsive, Softening Neural Interfaces. Advanced Functional Materials. 22 (16), 3470-3479 (2012).
- Stiller, A. M., et al. Chronic Intracortical Recording and Electrochemical Stability of Thiol-ene/Acrylate Shape Memory Polymer Electrode Arrays. Micromachines. 9 (10), 500 (2018).
- Biran, R., Martin, D. C., Tresco, P. A. Neuronal cell loss accompanies the brain tissue response to chronically implanted silicon microelectrode arrays. Experimental Neurology. 195 (1), 115-126 (2005).
- Polikov, V. S., Tresco, P. A., Reichert, W. M. Response of brain tissue to chronically implanted neural electrodes. Journal of Neuroscience Methods. 148 (1), 1-18 (2005).
- Lacour, S. P., Courtine, G., Guck, J. Materials and technologies for soft implantable neuroprostheses. Nature Reviews Materials. 1 (10), 16063 (2016).
- Stiller, A., et al. A Meta-Analysis of Intracortical Device Stiffness and Its Correlation with Histological Outcomes. Micromachines. 9 (9), 443 (2018).
- Lecomte, A., Descamps, E., Bergaud, C. A review on mechanical considerations for chronically-implanted neural probes. Journal of Neural Engineering. 15 (3), 031001 (2018).
- Nguyen, J. K., et al. Mechanically-compliant intracortical implants reduce the neuroinflammatory response. Journal of Neural Engineering. 11 (5), 056014 (2014).
- Ecker, M., et al. From Softening Polymers to Multi-Material Based Bioelectronic Devices. Multifunctional Materials. , (2018).
- Hess, A. E., Potter, K. A., Tyler, D. J., Zorman, C. A., Capadona, J. R. Environmentally-controlled Microtensile Testing of Mechanically-adaptive Polymer Nanocomposites for ex vivo Characterization. Journal of Visualized Experiments. (78), e50078 (2013).
- Black, B. J., et al. In vitro compatibility testing of thiol-ene/acrylate-based shape memory polymers for use in implantable neural interfaces. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 106 (11), 2891-2898 (2018).
- Hassler, C., Boretius, T., Stieglitz, T. Polymers for neural implants. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. 49 (1), 18-33 (2011).
