Waiting
Login processing...

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

Bioengineering

Экологические динамический механический анализ предсказать размягчения поведение нейронные имплантаты

Published: March 1, 2019 doi: 10.3791/59209

Summary

Чтобы разрешить надежные прогнозы размягчения полимерные субстраты для нейронные имплантанты в среде в естественных условиях , важно иметь надежного в vitro методом. Здесь представлен использование динамического механического анализа в фосфатный буфер при температуре тела.

Abstract

При использовании динамически размягчения субстратов для нейронные имплантанты, важно иметь надежного в vitro метод для характеристики размягчения поведение этих материалов. В прошлом не удалось удовлетворительным образом измерить размягчения тонких пленок в условиях, подражая тела среды без значительных усилий. Эта публикация представляет новый и простой метод, который позволяет динамический механический анализ (ДМА) полимеров в решениях, таких как-фосфатный буфер (PBS), при соответствующей температуре. Использование экологических DMA позволяет измерение смягчения последствий полимеров за счет пластификации в различных средствах массовой информации и температуры, что таким образом позволяет предсказания поведения материалов при условиях в естественных условиях .

Introduction

Новое поколение материалов, используемых в качестве подложки для нейронные имплантаты состоит из размягчения формы памяти полимеров1,2,3,4,5,6,7 ,8,9. Эти материалы являются достаточно жесткой во время имплантации для преодоления критических выпучивания силы, но они становятся до трех порядков мягче после имплантации в среде тела. Он предсказал, что эти материалы Показать лучшего взаимодействия устройств ткани из-за уменьшение несоответствия в модуль по сравнению с традиционные материалы, используемые в нейронные имплантанты, например Вольфрам или кремния. Традиционные, жесткой устройства показывают воспалительной реакции после имплантации, следуют инкапсуляции ткани и астроглиальных рубцов, что часто приводит к устройство отказа10,11. Это общие предположения, что менее жесткой устройств к минимуму инородного тела ответа12,,1314. Жесткость устройства диктуется ее площадь поперечного сечения и модуль. Таким образом важно уменьшить оба фактора для улучшения соблюдения устройства и, в конечном счете, взаимодействию ткани устройства.

Работа по смягчению полимеров был вдохновлен работой Нгуен et al.15, который продемонстрировал, что механически совместимые intracortical имплантаты уменьшить ответ neuroinflammatory. Ранее они использовали механически Адаптивная poly(vinyl acetate)/оболочники целлюлозы Нанокристаллические (tCNC) нанокомпозитов (НК), которые становятся совместимыми после имплантации.

Войт лаборатории, с другой стороны, использует систему высоко перестраиваемый тиоловых Эне и тиоловых СВ/акрилата полимеров. Эти материалы являются выгодные в том, что степень размягчения после воздействия в vivo условий могут быть настроены легко дизайн полимера. Выбирая правильный полимерной композиции и crosslink плотности, температуры стеклования и Юнга полимера может быть изменен2,-4,-5,-6,-8. Основной эффект размягчения является пластификации полимера в водной среде. В имеющие полимера с температуры стеклования (gT) выше температуры тела при сухой (состояние во время имплантации), но ниже температуры тела после того, как погружен в воду или PBS, полученный жесткость/модуль полимера можно перейти от стекловидный (жесткая) при сухой к резиновой (мягкая) когда имплантированные16.

Однако точные и надежные измерения размягчения за счет пластификации и shift Tg от сухой и мокрой государства не смогли быть измерена в прошлом. Традиционные динамический механический анализ выполняется в воздухе или инертных газов и не позволяют измерять термомеханические свойства полимеров внутри решения. В предыдущих исследованиях полимеры был погружен в PBS для различных количество времени. Опухание образцы были затем использованы для выполнения динамический механический анализ (ДМА)6,,78. Однако поскольку процедура включает температура пандуса, образцы начинают сухой во время измерения и не дают репрезентативных данных. Это особенно верно, если размер выборки становится меньше. Для того, чтобы предсказать, размягчения нейронных зондов, было бы необходимо проверить 5 до 50 мкм тонких полимерных пленок, что невозможно с традиционными DMA вследствие вышеуказанных сушка проб во время измерения.

Гесс et al.17 разработали заказ microtensile тестирование машины для оценки механических свойств механически адаптивной материалов, с использованием экологически управляемый метод. Ранее они использовали систему Аэрограф брызг воды на образцах во время измерения для предотвращения их от высыхания.

Однако, использование экологических DMA (рис. 1), позволяет для измерения полимерных пленок в решениях, таких как вода и PBS, при различных температурах. Это позволяет не только измерение термомеханические свойства полимеров в пропитанной размягченного состояния, но и измерение его размягчения кинетики. Внутри ванны погружения этой машины возможны отек измерений и испытаний даже на растяжение. Это позволяет для точного исследования пластификацию индуцированной размягчения полимера субстратов для прогнозирования поведения в естественных условиях .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Подготовка полимерные образцы для тестирования

  1. Синтезировать размягчения полимера тиоловых Ен по данным предыдущих протоколов внутри зонта. 1 , 2 , 4 , 18 кратко, смешайте количественных объемов тиоловых алкен мономеров в общей сложности 0.1 wt % фото инициатора.
    1. Подготовьте стеклянный флакон 20 мл для смешивания полимера. Покрыть флакон в алюминиевой фольги для предотвращения падающий свет от контактов с мономером решения и держать при комнатной температуре (RT). Используйте все химические вещества, как получил без дальнейшей очистки.
    2. Для полного размягчения полимера, добавить 50 моль % 1,3,5-triallyl-1,3,5-триазина 2,4,6(1H,3H,5H)-trione (ТАТАТО), 45 моль % триметилолпропан tris(3-mercaptopropionate) (TMTMP) и 5 моль % трис [2-(3-mercaptopropionyloxy) этил] Изоцеануратовые (TMICN) для покрыты флакон с использованием одноразовых пластиковых дозаторов.
    3. Добавьте 0,1 wt % photoinitiatior 2,2-диметокси-2-phenylacetophenone (ДМПА) раствора полимера.
    4. Тщательно перемешайте содержимое внутри флакона планетарные скорость смешивания не подвергая решение к свету.
      Примечание: Раствор полимера чувствителен к свету и начнут полимеризоваться после 45-60 мин, даже если покрыты фольгой. Таким образом используйте раствор полимера как можно быстрее после смешивания.
  2. Вращать слой раствора полимера, подготовленный в разделе 1.1 как тонкие пленки между 5 до 50 микрон толщины на микроскопических стеклянных скольжениях или пластин кремния как субстрат перевозчика согласно кривой спин (рис. 2). Для 30 мкм толщина пленки, спина на 600 об/мин за 30 s.
    Примечание: При использовании иной формулировке SMP, скорость отжима и время может варьироваться в зависимости от вязкости раствора полимера.
  3. Передача полимерных пленок на подложке перевозчик сразу же после спиннинг в палату сшивки. Фото полимеризоваться фильмы для 60 мин под 365 Нм УФ лампы и после лечения для 24 h в вакуумной печи при температуре 120 ° C для дальнейшего завершения преобразования.
  4. Вырежьте вылечить полимерных пленок в прямоугольных проб с шириной 4,5 мм и длиной 50 мм для тестирования DMA. Толщина варьируется от 5 до 50 мкм. Образцы могут быть привлечены в измерения геометрии, применение двух различных методов (выбрать шаг 1.4.1 или 1.4.2).
    1. Нарежьте прямоугольников с помощью лазера2 CO вылечить полимерных пленок. Задание CO2 лазерная микрообработка параметров мощность 5,0% (2.0 W) и 10,0% скорость (0,254 м/сек) (рис. 3A).
    2. Определите образцы DMA с помощью фотолитографии в объекте класса 10000 cleanroom (рис. 3B). Используйте SMP на стекло или пластин субстраты как отправной субстратов в чистых помещениях.
      1. Депозит низкой температуры нитрида кремния в качестве жесткого маска для следующих плазмы, офорт процессов. Модель устройства наброски/форма с использованием методов стандартных литографии. Используйте гравер плазмы с SF6 и O2 плазмы для удаления трудно маски и SMP слой, соответственно.
      2. После SMP слой плазменного травления вниз слайд/пластин стекла, etch оставшиеся кремния нитрид жесткий маска находится в разреженных dip 10:1 кв.
  5. Расслаивается тестовые устройства из стекла слайд/пластины путем замачивания в деионизированной воде как последний шаг.

2. машина установки

  1. Используйте динамический анализатор механических (DMA) с системой погружения. Оборудуйте машину с погружения арматуре в напряжение режиме (рис. 1). Подключите жидкого азота на машину и включить LN2 воздуха как источника газа для печи.
  2. Напишите метод для сухой измерений с помощью программного обеспечения машины, включая следующие три шага: кондиционером, колебания температуры рамп и принадлежности конце теста, затем установите параметры следующим образом:
    1. Установите следующие параметры для функции принадлежности: режим = активная, выберите «напряжение», осевой силы = 0,05 N, задать начальное значение для «вкл.», чувствительность = 0.0 N, пропорциональную силу режим = сила слежения, компенсировать модуль =, выберите «осевой силы», а затем установить динамичной силой до 25,0%, Минимальная осевая сила = 0,05 N, запрограммированы расширение ниже 0.0 Па, включен режим, штамм отрегулировать = 0,05%, минимальное напряжение = 0,1%, максимальное напряжение = 0,5%, минимальной силы = 0,05 N, максимальная сила = 0,2 н.
    2. Установите следующие параметры для рамп колебания температуры: Стартовая температура = 10 ° C, наследуют набор точки = off, выдержите время = 0.0 s, ожидания для температуры = on, рамп ставка = 2.0 ° C/мин, температура конца = 100 ° C, Замочите время после рамп = 0.0 s, частота дискретизации = 1 pts/s, strai n % = 0,275%, одной точки, частота = 1 Гц.
    3. Установите следующие параметры для принадлежности конце теста: экологический контроль = off, корректировка осевой силы =, режим отключен, датчика/мотор = off.
  3. Напишите метод для погружения, тестирование с помощью программного обеспечения машины, включая следующие четыре шага: принадлежности, колебание время, колебания температуры рамп и принадлежности конце теста, затем установите параметры следующим образом:
    1. Установите следующие параметры для функции принадлежности: режим = активная, выберите «напряжение», осевой силы = 0,05 N, задать начальное значение для «вкл.», чувствительность = 0.0 N, пропорциональную силу режим = сила слежения, компенсировать модуль =, выберите «осевой силы» и установите динамичной силой до 25,0%, Минимальная осевая сила = 0,05 N, запрограммированы расширение ниже 0.0 Па, включен режим, штамм отрегулировать = 0,05%, минимальное напряжение = 0,1%, максимальное напряжение = 0,5%, минимальной силы = 0,05 N, максимальная сила = 0,2 н.
    2. Установите следующие параметры для колебаний время: температура = 39,5 ° C, наследуют набор точка = off, выдержите время = 0.0 s, ожидание температуры = off, продолжительность = 3600.0 s, частота дискретизации = 1 pts/s, штамм % = 0,275%, одной точки, частота = 1 Гц.
    3. Установите следующие параметры для рамп колебания температуры: Стартовая температура = 10 ° C, наследуют набор точки = off, выдержите время = 300,0 s, ожидания для температуры = off, рамп ставка = 2.0 ° C/мин, температура конца = 85 ° C, Замочите время после рамп = 300,0 s, частота дискретизации = 1 pts/s, s поезд % = 0,275%, одной точки, частота = 1 Гц.
    4. Установите следующие параметры для принадлежности конце теста: экологический контроль = off, корректировка осевой силы =, режим отключен, датчика/мотор = off.

3. образец погрузки и разгрузки для сухой измерений

  1. Измерения фактической толщины полимерной образца для сухой (в воздухе) тестирования с суппорта с точностью 0,001 мм.
  2. Введите образец имя, описание и образец геометрии в программное обеспечение.
  3. Установите разрыв загрузки до 15 мм и загрузки образца. Убедитесь, что центр и выравнивание образца до зажимы привинчены плотно рукой или использовать динамометрический с 0,1 N (рис. 3 c).
  4. Закройте печи и начать измерение, используя методы, описанные в разделе 2.2.
  5. Дождитесь завершения измерения. Откройте печи и удалить образец полимера из машины.

4. пример загрузки и разгрузки для тестирования погружение

  1. Измерения фактической толщины полимерной образца для испытаний в PBS с суппорта с точностью 0,001 мм погружения.
  2. Введите образец имя, описание и образец геометрии в программное обеспечение.
  3. Подготовка установки со стаканом погружения, фиксированной с зажимом на верхнюю ручку (рис. 4AB).
  4. Установите разрыв загрузки до 15 мм и загрузки образца (рис. 4 c). Убедитесь, что центр и выравнивание образца (рис. 5), прежде чем зажимы привинчены плотно рукой или использовать динамометрический с 0,1 н.
  5. Ванны погружения на дно арматуре и плотно завинтите (рис. 4 d). Заполните ванну с RT PBS (Рисунок 4E), поместите крышку на вершине (Рисунок 4F), закройте печи (рис. 4 g) и начать измерения немедленно с помощью методов, описанных в разделе 2.3. Убедитесь, что сливной закрыт (рис. 4 H).
  6. Дождитесь завершения измерения. Удалите из ванны погружения, с помощью сливной PBS. Откройте печи, снимите крышку с стакан, отвинтить стакан погружения, поднять его и удалить образец полимера из машины.
  7. Очистите зажимы и стакан погружения де гладить водой, чтобы удалить любые оставшиеся соли от PBS.

5. измерения

  1. Измерьте полимера в воздухе без стакан погружения. Следуйте инструкциям для образца погрузки и разгрузки, как описано в разделе 3. Повторите это измерение по крайней мере 3 x для сбора результатов с статистической значимости.
  2. Измерьте полимер внутри ванны погружения следующие шаги, описанные в разделе 4. Повторите измерение по крайней мере 3 x для сбора результатов с статистической значимости.

6. Интерпретация данных

  1. Откройте вкладку результаты в программное обеспечение машины, где необработанные данные можно просматривать в формате таблицы или заговор как граф.
  2. Участок в первой части погружения измерение, измерение колебаний времени, как модуль хранения со временем для оценки смягчения кинетики. Кривая показывает, насколько быстро модуль полимера уменьшается с течением времени, погруженном в PBS.
  3. Обратите внимание на время, в котором модуль уровнях вне. Это представляет собой время для размягчения при физиологических условиях.
  4. Если полимер не размягчается полностью после набора погружение время 1 h, повторите измерения с повышенной погружение время.
  5. Отображение пандусы колебание температуры измерений в воздухе и PBS как модуль хранения на левой оси и тангенс дельта на правой оси над температурой для отображения термомеханических свойств полимера до (сухой) и после (в PBS) пластификации .
  6. Печать данных для сухой (воздуха) и PBS измерений вместе, чтобы лучше отобразить изменения в термомеханические свойства за счет пластификации.
  7. Обратите внимание модуль хранения сухого материала при 25 ° C и пропитанной образца при 37 ° C, так как это соответствующие цифры для оценки, сколько полимера смягчит во время имплантации.
  8. Обратите внимание на изменения в пик тангенс дельта между образцами сухой и мокрой.
  9. Экспорт данных в файл .txt или .csv для дальнейшей интерпретации данных и печати с другим программным обеспечением.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Использование экологических DMA позволяет анализ размягчения кинетики и общего размягчения возможности полимеров. С помощью режима измерения температуры время протокола, смягчающим профили различных полимерных составов можно сравнить друг с другом (рис. 6). Этот метод может также использоваться для количественного определения размягчения и отек ставки полимеров. На рисунке 4 можно увидеть, что различные полимерные составы могут пройти различные степени размягчения во время погружения в 37 ° C PBS. Умягчение версия остается в диапазоне ГПД, тогда как полу размягчения полимера смягчает от МПа 1700 370 MPa, и полностью размягчения полимера до 40 МПа. Смягчение всех трех полимерных составов происходит в течение 10-15 мин.

Использование комбинации сухой DMA измерений и измерений в PBS позволяет оценки водной эрозии пластификации различных полимерных составов, которая показана депрессия Tg и общего передаточного модуля кривые (рис. 7). Размягчение полимеров наиболее эффективно работает при сухого полимера имеет Tg выше температуры тела, но ниже, во влажном состоянии. Таким образом модуль полимера снижается от стекловидный резиновой модуль после погружения в физиологических условиях (рис. 7A). Когда Tg как сухой и мокрой государства полимера намного выше температуры тела, полимер не размякнет в физиологических условиях (рис. 7B).

Figure 1
Рисунок 1: экологические DMA с системой погружения. (A) A более подробный вид крепежа для сухой (B) и мокрой (C) условия измерения. (B) и (C) ранее Опубликовано ЭККЕР et al.2. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2: спина кривых для полного размягчения полимера тиоловых Эне. Спиновые кривых для полного размягчения полимера тиоловых Эне показаны отношения между скорость отжима, времени и результате толщина пленки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 3
Рисунок 3: Изготовление DMA тест полоски на микроскопических стеклянных скольжениях. Изготовление DMA тест полоски на микроскопических стеклянных скольжениях (A) или пластин кремния (B) с помощью фотолитографии. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 4
Рисунок 4: пример загрузки для измерения с ванной погружения. A — DMA с погружения арматуре, стакан погружения (B), временно Исправлена Зажимы вокруг верхней ручки, (C) загрузки образца полимера на расстоянии зажим 15 мм, (D) снижение стакан погружения нижней арматуре и Фиксация с помощью винтов, (E) заполнение стакан погружения с PBS, (F) закрытие крышки, (G) закрытия печи и (H) обеспечение того, что донный клапан закрыт. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 5
Рисунок 5: выравнивание образца. (A) образца должны быть прямыми и по центру между верхней и нижней зажимы. Образцы не должно быть Диагональ (B), слишком высокое или слишком низкое (C), или слишком много, к краям (D). Образец также не должно быть пряжками (E), но должна быть прямой (F) для обеспечения надежных измерений. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 6
Рисунок 6: размягчение кинетики трех различных тиоловых Эне полимеров. Размягчение кинетики трех различных тиоловых Эне полимеров, измеряемая с протоколом колебаний время внутри PBS при 37 ° C за 1 ч. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 7
Рисунок 7: отображает DMA измерения двух разных составов SMP. Отображает измерения DMA двух разных составов SMP до (оранжевый) и после (синий) замачивания в PBS, соответственно. (A) A полностью размягчения (FS) и (B) слегка размягчения версии (СС) SMP. Эта цифра была изменена от ЭККЕР et al.2. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Использование экологических DMA позволяет исследования поведения различных полимеров, используемых в качестве субстратов для нейронные имплантаты19 или другие Биомедицинские приборы в растворе и имитировать в vivo условий. Это включает, но не ограничиваясь, полиимидные, парилена C, PDMS и Су-8. Гидрогелей и внеклеточного матрикса (ECM) материалы можно также исследовать с помощью этого метода. Различия общего размягчения полимера, а также его размягчения кинетики можно легко сравнить между различными решениями, включая воду, тяжелой воды и PBS. Это также возможно для проверки влияния различных погружения температуры или различия, обусловленные разной толщины полимерной и композиции.

Этот метод также позволяет изучение влияния различных процедур смягчения поведения полимеров и гидрогели. Лечение включает применение методов различных стерилизации, ускоренного старения в различных средствах массовой информации и модификации поверхности. Этот метод в vitro поможет исследователям узнать о поведении и долговечность этих материалов, получить надежные в vitro измерений и избежать ненужных экспериментов на животных. Однако измерения в PBS является просто одним из подходов к имитировать в биологических средах. В естественных условиях условия могут меняться во многих аспектах, таких, как концентрация ионов и наличие антител, белки и другие виды внутри биотканей СМИ. В зависимости от целевой области экспериментаторов может также рассмотреть возможность использования различных средств массовой информации для экологических измерений, например трис амортизированное saline (TBS), TBS-T (TBS с Полисорбат 20), бычьим сывороточным альбумином (БСА), спинномозговой жидкости (CSF) и другие тела жидкости.

Кроме того это можно охарактеризовать механические свойства зондов после эксплантация от животного после завершения исследования в естественных условиях . Это позволит расследование поведения зонда после размягчения в среде тела и сравнение данных в пробирке .

Следует отметить, что существует смещение между температуры, установленной для решения ванны и фактической температуры. Это объясняется тем, что используются два разных контроллеры: один для контроля температуры (вне ванны погружения) и другой для измерения температуры (внутри ванны погружения). Мы обнаружили, что при наружной температуре устанавливается до 39,5 ° C, температура внутри ванны стабилизировалась на 37 ° C.

Диапазон температур для измерений внутри решения естественно ограничены их кристаллизации и температуры кипения. Рекомендуется оставаться по крайней мере 10 K выше и ниже этих температурах, соответственно.

Это обсуждается ли стартовой температуры погружения решение, используемое для замачивания и размягчение измерений должна быть комнатной температуры или предварительно нагревают до температуры тела лучше имитировать условия во время имплантации зонд. Использование RT PBS принимает во внимание тот факт, что зонд хранится на RT до имплантации и что она обычно хранится в непосредственной близости к стороне имплантации в то время как он выравнивается в правильном положении. На данном этапе зонд может уже начинают смягчить из-за влажной среде. Начиная с 37 ° C PBS будет лучше имитировать дробовик подход для вставки.

Описаны результаты были измерены на полимерных пленок в режиме напряженности; Однако экологические DMA способен также измерений в сжатия и сдвига при использовании соответствующих приборов. Таким образом это также позволяет для измерения других образца геометрий. Следует отметить, что доступное пространство внутри стакан погружения ограничено, и таким образом образцы, используемые для измерения внутри этот стакан ограничены их размеров.

Еще одним ограничением этого метода является тензодатчик, который используется для определения силы, порожденные образцов во время измерения (в сухих и влажных условиях). Датчик нагрузки можно измерить только силы до 35 N, который таким образом ограничивает размер выборки/геометрии.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы заявляют, что они не имеют никаких финансовых интересов.

Acknowledgments

Авторы хотели бы поблагодарить Доктор Ware Тейлор за предоставленную нам возможность использовать его экологической DMA.

Эта работа была поддержана Управлением из помощника министра обороны по вопросам здравоохранения через Peer обзор медицинских исследований программы [W81XWH-15-1-0607]. Мнения, толкований, выводы и рекомендации принадлежат авторам и не обязательно одобрены министерством обороны.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Garcia-Sandoval, A., et al. Chronic softening spinal cord stimulation arrays. Journal of Neural Engineering. 15 (4), 045002 (2018).
  2. Ecker, M., et al. Sterilization of Thiol-ene/Acrylate Based Shape Memory Polymers for Biomedical Applications. Macromolecular Materials and Engineering. 302 (2), 1600331 (2017).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. Ware, T., et al. Thiol-Click Chemistries for Responsive Neural Interfaces. Macromolecular Bioscience. 13 (12), 1640-1647 (2013).
  7. Ware, T., Simon, D., Rennaker, R. L., Voit, W. Smart Polymers for Neural Interfaces. Polymer Reviews. 53 (1), 108-129 (2013).
  8. Ware, T., et al. Fabrication of Responsive, Softening Neural Interfaces. Advanced Functional Materials. 22 (16), 3470-3479 (2012).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Lacour, S. P., Courtine, G., Guck, J. Materials and technologies for soft implantable neuroprostheses. Nature Reviews Materials. 1 (10), 16063 (2016).
  13. Stiller, A., et al. A Meta-Analysis of Intracortical Device Stiffness and Its Correlation with Histological Outcomes. Micromachines. 9 (9), 443 (2018).
  14. Lecomte, A., Descamps, E., Bergaud, C. A review on mechanical considerations for chronically-implanted neural probes. Journal of Neural Engineering. 15 (3), 031001 (2018).
  15. Nguyen, J. K., et al. Mechanically-compliant intracortical implants reduce the neuroinflammatory response. Journal of Neural Engineering. 11 (5), 056014 (2014).
  16. Ecker, M., et al. From Softening Polymers to Multi-Material Based Bioelectronic Devices. Multifunctional Materials. , (2018).
  17. 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).
  18. 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).
  19. Hassler, C., Boretius, T., Stieglitz, T. Polymers for neural implants. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. 49 (1), 18-33 (2011).

Tags

Биоинженерия выпуск 145 динамический механический анализ размягчения полимера пластификации нейронные имплантанты погружение окружающей среды тестирования термомеханические измерений
Экологические динамический механический анализ предсказать размягчения поведение нейронные имплантаты
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Hosseini, S. M., Voit, W. E., Ecker, More

Hosseini, S. M., Voit, W. E., Ecker, M. Environmental Dynamic Mechanical Analysis to Predict the Softening Behavior of Neural Implants. J. Vis. Exp. (145), e59209, doi:10.3791/59209 (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