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Bioengineering

Analyse mécanique dynamique environnementale pour prédire le comportement de ramollissement des Implants neurones

Published: March 1, 2019 doi: 10.3791/59209

Summary

Afin de permettre des prédictions fiables de l’adoucissement des substrats polymères pour implants neurones dans un environnement en vivo , il est important d’avoir une méthode fiable in vitro . Ici, l’utilisation de l’analyse mécanique dynamique dans une solution saline tamponnée au phosphate à la température corporelle est présentée.

Abstract

Lors de l’utilisation de substrats dynamiquement adoucissantes pour implants neurones, il est important d’avoir une méthode fiable in vitro pour caractériser le comportement ramollissement de ces matériaux. Dans le passé, il n’a pas été possible mesurer correctement l’adoucissement des couches minces sous conditions imitant environnement de corps sans efforts inconsidérés. Cette publication présente une méthode nouvelle et simple qui permet l’analyse mécanique dynamique (DMA) des polymères en solution, par exemple en solution saline tamponnée au phosphate (PBS), à températures pertinentes. L’utilisation de DMA environnement permet de mesurer des effets adoucissants des polymères en raison de la "plastification" dans différents médias et températures, ce qui permet donc une prédiction du comportement des matériaux dans des conditions in vivo .

Introduction

Une nouvelle génération de matériaux utilisés comme substrats pour les implants neurones compose de ramollissement forme mémoire polymères1,2,3,4,5,6,7 ,8,9. Ces matériaux est assez raides pendant l’implantation pour surmonter les forces critiques de flambement, mais ils deviennent jusqu'à trois ordres de grandeur plus douces après l’implantation dans un environnement de corps. On prévoit que ces matériaux présentent une meilleure interaction des tissus périphérique en raison de l’écart réduit dans le module par rapport aux matériaux traditionnels utilisés dans les implants neurones, tels que le tungstène ou de silicium. Dispositifs de traditionnelles et rigides voir la réponse inflammatoire après l’implantation, suivie d’encapsulation de tissu et astroglials des cicatrices qui se traduit souvent par dispositif échec10,11. Il s’agit d’une hypothèse commune que les appareils moins raides minimiser le corps étranger réponse12,13,14. La rigidité d’un dispositif dépend de sa section transversale et le module. Par conséquent, il est important de réduire ces deux facteurs afin d’améliorer la conformité de l’appareil et, en fin de compte, l’interaction entre les tissus périphériques.

Les travaux concernant l’adoucissement des polymères a été inspiré par le œuvre de Nguyen et al.15, qui a démontré que les implants intracorticales mécaniquement compatible réduisent la réponse de thérapeutiques. Ils ont déjà utilisé mécaniquement adaptative poly(vinyl acetate)/plissée cellulose nanocristalline (tCNC) nanocomposites (NC), qui s’y conformer après l’implantation.

Le laboratoire Voit, a en revanche, utilise le système hautement accordable de thiol-ene et thiol-ene/acrylate de polymères. Ces matériaux est avantageux car le degré d’assouplissement après exposition à des conditions in vivo peut facilement être réglé par la conception de polymère. En choisissant la composition polymère droite et la densité de réticulation, la température de transition vitreuse et module de Young du polymère peuvent être modifiée2,4,5,6,8. L’effet sous-jacent de l’adoucissement est la "plastification" du polymère en milieu aqueux. En ayant un polymère avec une température de transition vitreuse (T,g) au-dessus de la température de corps quand sec (l’état pendant l’implantation), mais inférieure à la température du corps après avoir été immergé dans l’eau ou PBS, le module de rigidité/résultant du polymère pouvez passer du vitreux (raide) lorsqu’il est sec à caoutchouteux (doux) quand implanté16.

Cependant, mensurations exactes et fiables de l’adoucissement en raison de la "plastification" et le changement de Tg de la sec à humide des États ont pu être mesurées dans le passé. Analyse mécanique dynamique traditionnelle est effectuée dans l’air ou des gaz inertes et ne permet pas de mesurer des propriétés thermomécaniques des polymères à l’intérieur d’une solution. Dans des études antérieures, les polymères ont été plongés dans du PBS pour des quantités variables de temps. Enflée échantillons ont été ensuite utilisés pour effectuer l’analyse mécanique dynamique (DMA)6,7,8. Toutefois, étant donné que la procédure comporte une rampe de température, échantillons commencent à sécher pendant le mesurage et ne donnent pas de données représentatives. Cela est particulièrement vrai si la taille de l’échantillon devient plus petite. Afin de prédire le ramollissement des sondes neuronales, il serait nécessaire de tester des films de polymères µm-minces de 5 à 50, qui n’est pas possible avec DMA traditionnel en raison le séchage des échantillons susmentionnés pendant la mesure.

Hess et al.,17 ont conçu une microtension sur mesure, essai de machine à évaluer les propriétés mécaniques des matériaux mécaniquement adaptatives à l’aide d’une méthode d’environnement contrôlée. Ils ont déjà utilisé un système d’aérographe à pulvériser de l’eau sur des échantillons lors de la mesure pour les empêcher de se dessécher.

L’utilisation de DMA environnement (Figure 1), cependant, permet de mesurer des films de polymères en solution, comme l’eau et de PBS, à diverses températures. Cela permet non seulement mesure des propriétés thermomécaniques de polymère à l’état trempé/ramolli, mais aussi mesurer sa cinétique de ramollissement. Essais de traction même et gonflement des mesures sont possibles à l’intérieur de la baignoire de l’immersion de cette machine. Cela permet des études exacts de la "plastification" induite par le ramollissement des substrats polymère pour prédire les comportements en vivo .

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Protocol

1. préparation des échantillons de polymère d’essais

  1. Synthétiser le polymère de thiol-ene ramollissement selon les protocoles antérieurs à l’intérieur d’une hotte aspirante. 1 , 2 , 4 , 18 a brièvement, mélanger une quantité quantitative du thiol de monomères de l’alcène avec un total de 0,1 initiateur de photo % wt.
    1. Préparer un flacon de verre de 20 mL pour le mélange de polymères. Couvrir le flacon en aluminium pour empêcher la lumière incidente de prendre contact avec la solution de monomère et conserver à température ambiante (RT). Utiliser tous les produits chimiques tel que reçu sans davantage de purification.
    2. Pour polymère entièrement ramollissement, ajouter 50 mol % 1,3,5-triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione (TATATO), 45 mol % triméthylolpropane tris(3-mercaptopropionate) (TMTMP) et 5 mol % Tris [2-(3-mercaptopropionyloxy) éthyl] isocyanurate (TMICN) à la couvert le flacon à l’aide d’une pipette en plastique jetable.
    3. Ajouter 0,1 % en poids de la photoinitiatior 2, 2-diméthoxy-2-phenylacetophenone (DMPA) à la solution de polymère.
    4. Bien mélanger le contenu à l’intérieur de la cuvette de vitesse planétaire mêlant sans exposer la solution à la lumière.
      Remarque : La solution de polymère est sensible à la lumière et va commencer à se polymériser après 45 à 60 min, même si recouverts de papier. Par conséquent, utiliser la solution de polymère aussi rapidement que possible après le mélange.
  2. Tourner le manteau de la solution de polymère préparée à la section 1.1 comme minces entre 5 et 50 µm d’épaisseur sur lames de verre microscopiques ou de plaquettes de silicium comme substrat transporteur selon la courbe de rotation (Figure 2). Pour 30 µm d’épaisseur film, tournant à 600 tr/min pendant 30 s.
    Remarque : Lorsque vous utilisez une formulation différente de SMP, la vitesse d’essorage et le temps peuvent varier selon la viscosité de la solution de polymère.
  3. Transférer les films de polymère sur le substrat du transporteur immédiatement après l’essorage à la chambre de réticulation. Photo-polymériser les films pendant 60 min sous les 365 ampoules nm UV et post cure pendant 24 heures dans une étuve à vide à 120 ° C, en plus d’autres compléter la conversion.
  4. Couper les films de polymère durcie en échantillons rectangulaires avec une largeur de 4,5 mm et des longueurs de 50 mm pour les essais de DMA. Une épaisseur peut varier de 5 à 50 µm. Les échantillons peuvent être apportés en mesure d’appliquer deux méthodes différentes (choisir l’étape 1.4.1 ou 1.4.2) de la géométrie.
    1. Couper les films de polymère durcie en rectangles à l’aide d’un laser de CO2 . Affectez le CO2 laser micromachining paramètres puissance 5,0 % (2,0 W) et 10,0 % vitesse (0.254 m/s) (Figure 3 a).
    2. Définir les échantillons DMA à l’aide de photolithographie dans une installation de salle blanche de classe 10000 (Figure 3 b). Utiliser les substrats SMP sur verre ou plaquette, comme les substrats de départ dans la salle blanche.
      1. Gisement de nitrure de silicium de basse température d’agir comme un masque dur le plasma suivant des processus de gravure. Le patron de l’appareil/forme en utilisant des techniques standard de lithographie. Utiliser un graveur de plasma avec SF6 et O2 plasma pour enlever le masque dur et couche SMP, respectivement.
      2. Une fois la couche SMP jusqu'à la glissière/plaquette de verre gravé à l’eau-forte de plasma, etch masque dur le restants nitrure de silicium dans dilué dip HF de 10:1.
  5. Désagrège les dispositifs de test de la diapositive/plaquette de verre tremper dans de l’eau déionisée dans la dernière étape.

2. configuration de la machine

  1. Utiliser un analyseur mécanique dynamique (DMA) avec un système d’immersion. Équiper la machine avec le luminaire de l’immersion en mode tension (Figure 1). Connectez l’azote liquide à la machine et permettre à LN2/air dans une source de gaz pour le four.
  2. Ecrivez la méthode pour les mesures secs avec le logiciel de la machine, y compris les trois étapes suivantes : climatisation, rampe de température oscillation et conditionné fin de test, puis configurez les paramètres comme suit :
    1. Définir les paramètres suivants pour les options de conditionnement : mode = active, sélectionnez « tension », charge axiale = 0,05 N, la valeur initiale définie à « on », sensibilité = 0,0 N, mode force proportionnelle = force suivi, compenser pour modulo = sur, sélectionnez « force axiale » et établir force dynamique à 25,0 %, charge axiale minimale = 0,05 N, programmé extension ci-dessous 0,0 Pa, mode activé, souche ajuster = 0.05 %, déformation minimale = 0,1 %, déformation maximale = 0,5 %, force minimum = 0,05 N, force maximale = 0,2 N.
    2. Définir les paramètres suivants pour la rampe de température oscillation : température de début = 10 ° C, héritent de consigne = off, le temps de trempage = 0,0 s, attendez la température = marche, vitesse de montée = 2,0 ° C/min, température finale = 100 ° C, temps après rampe de trempage = 0,0 s, fréquence d’échantillonnage = 1 pts/s, enlèvera % n = 0,275 %, monopoint, fréquence = 1 Hz.
    3. Définissez les paramètres suivants pour la fin de la climatisation de test : contrôle de l’environnement = off, réglage de la force axiale =, le mode désactivé, transducteur/moteur = off.
  3. Ecrivez la méthode pour l’immersion des tests avec le logiciel de machine y compris les quatre étapes suivantes : climatisation, oscillation-temps, rampe d’oscillation-température et conditionnement-fin de test, puis configurez les paramètres comme suit :
    1. Définir les paramètres suivants pour les options de conditionnement : mode = active, sélectionnez « tension », charge axiale = 0,05 N, la valeur initiale définie à « on », sensibilité = 0,0 N, mode force proportionnelle = force suivi, compenser pour modulo = sur, sélectionnez « force axiale » et la valeur force dynamique à 25,0 %, charge axiale minimale = 0,05 N, programmé extension ci-dessous 0,0 Pa, mode activé, souche ajuster = 0.05 %, déformation minimale = 0,1 %, déformation maximale = 0,5 %, force minimum = 0,05 N, force maximale = 0,2 N.
    2. Définir les paramètres suivants pour le temps d’oscillation : température = 39,5 ° C, héritent de consigne = off, le temps de trempage = 0,0 s, attendez que la température = off, durée = 3600,0 s, taux d’échantillonnage = 1 pts/s, souche % = 0,275 %, monopoint, fréquence = 1 Hz.
    3. Définir les paramètres suivants pour la rampe de température oscillation : température de début = 10 ° C, héritent de consigne = off, le temps de trempage = 300,0 s, attendez la température = arrêt, vitesse de montée = 2,0 ° C/min, température finale = 85 ° C, temps après rampe de trempage = 300,0 s, fréquence d’échantillonnage = 1 pts/s, s former % = 0,275 %, monopoint, fréquence = 1 Hz.
    4. Définissez les paramètres suivants pour la fin de la climatisation de test : contrôle de l’environnement = off, réglage de la force axiale =, le mode désactivé, transducteur/moteur = off.

3. exemple de chargement et de déchargement le pour les mesures de la secs

  1. Mesurer l’épaisseur réelle de l’échantillon de polymère pour des tests sec (dans l’air) avec étrier avec une précision de 0,001 mm.
  2. Entrer le nom de l’échantillon, description et géométrie de l’échantillon dans le logiciel.
  3. L’espace de chargement à 15 mm et introduisez l’échantillon. Veillez à centrer et aligner le spécimen avant les pinces sont vissées à la main ou utiliser une clé dynamométrique avec 0,1 N (Figure 3).
  4. Fermer le four et démarrer la mesure à l’aide des méthodes décrites à la section 2.2.
  5. Attendez que la mesure est terminée. Ouvrir le four et retirer l’échantillon de polymère de la machine.

4. exemple de chargement et de déchargement pour les essais d’immersion

  1. Mesurer l’épaisseur réelle de l’échantillon de polymère pour une immersion test dans du PBS avec étrier avec une précision de 0,001 mm.
  2. Entrer le nom de l’échantillon, description et géométrie de l’échantillon dans le logiciel.
  3. Préparer le programme d’installation avec le bécher d’immersion fixé avec une pince à la poignée supérieure (Figure 4 aB).
  4. L’espace de chargement à 15 mm et introduisez l’échantillon (Figure 4). Veillez à centrer et aligner l’échantillon (Figure 5) avant que les pinces sont vissées à la main ou utiliser une clé dynamométrique avec 0,1 N.
  5. Placez le bain d’immersion sur le montage bas et vissez-le solidement (Figure 4). Remplir la baignoire avec du PBS RT (Figure 4E), placez le couvercle sur le dessus (Figure 4F), fermer le four (Figure 4) et démarrer la mesure immédiatement en utilisant les méthodes décrites à la section 2.3. S’assurer que le drain est fermé (Figure 4 H).
  6. Attendez que la mesure est terminée. Supprimer les PBS des bains d’immersion à l’aide de la vidange. Ouvrir le four, retirer le couvercle du bécher, dévisser le bécher d’immersion, la soulever et retirer l’échantillon de polymère de la machine.
  7. Nettoyer les pinces et le bécher d’immersion avec de l’eau hors repassé pour éliminer tout reste de sel de la PBS.

5. les mesures

  1. Mesurer le polymère dans l’air sans le bécher d’immersion. Suivez les instructions pour l’échantillon de chargement et de déchargement tel que décrit à l’article 3. Répéter cette mesure au moins 3 x pour recueillir les résultats avec pertinence statistique.
  2. Mesurer le polymère dans le bain d’immersion suivant les étapes décrites à la section 4. Recommencez la mesure au moins 3 x pour recueillir les résultats avec pertinence statistique.

6. l’interprétation des données

  1. Ouvrez l’onglet résultats dans le logiciel de la machine, où les données brutes peuvent être lus sous forme de tableau ou tracées sous forme de graphique.
  2. Tracer la première partie de la mesure de l’immersion, la mesure de l’oscillation-temps, comme module de stockage au fil du temps pour évaluer la cinétique de ramollissement. La courbe affiche à quelle vitesse le modulo du polymère diminue avec le temps tout en étant immergée dans du PBS.
  3. Notez l’heure à laquelle le module s’aplanit. Il s’agit de l’heure pour adoucir l’eau dans des conditions physiologiques.
  4. Si le polymère n’est pas entièrement adouci après la durée d’immersion set de 1 h, répétez la mesure avec un temps d’immersion accrue.
  5. Afficher les rampes d’oscillation-température des mesures dans l’air et PBS comme module de stockage sur l’axe gauche et tan delta sur l’axe de droite au-dessus de la température pour afficher les propriétés thermomécaniques du polymère avant (sec) et après (dans du PBS) "plastification" .
  6. Tracer les données pour le sec (air) et mesures de PBS ensemble pour mieux affichent les modifications dans les propriétés thermomécaniques en raison de la "plastification".
  7. Remarque le module de stockage du matériel sec à 25 ° C et de l’échantillon imbibé à 37 ° C, car ce sont les numéros pertinents pour évaluer combien le polymère se ramollit au cours de l’implantation.
  8. Noter les changements dans tan delta-peak entre les échantillons secs et trempés.
  9. Exporter les données dans un fichier .txt ou .csv pour plus de l’interprétation des données et d’avoir comploté avec d’autres logiciels.

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Representative Results

L’utilisation de DMA environnement permet l’analyse de la cinétique et les capacités globales de ramollissement des polymères de ramollissement. En utilisant le mode de mesure de température-temps du protocole, les profils de ramollissement des formulations différentes de polymère peuvent être comparés à l’autre (Figure 6). Cette méthode peut également être utilisée pour quantifier le ramollissement et l’enflure des taux de polymères. On voit à la Figure 4 que des formulations différentes de polymère peuvent subir différents degrés d’assouplissement tout en étant immergé dans le 37 ° C PBS. La version non-ramollissement reste dans la gamme GPa, alors que le polymère semi-ramollissement adoucit 1700 MPA à 370 MPa et le polymère entièrement ramollissement à 40 MPa. L’adoucissement de toutes les formulations de polymère trois a lieu dans les 10 à 15 min.

L’utilisation de la combinaison de sec DMA mesures et dans du PBS permet l’évaluation de plastification de formulations de différents polymères, induite par l’eau qui est illustrée par la dépression du Tg et rétrogradage globale du module courbes (Figure 7). L’adoucissement des polymères fonctionne plus efficacement lorsque le polymère sec a un Tg au-dessus de la température de corps, mais inférieur à celui à l’état humide. Ainsi, le module du polymère tombe de la vitreux à module caoutchouteux après immersion dans des conditions physiologiques (Figure 7 a). Lorsque le Tg des deux les États secs et humides du polymère sont bien au-dessus de la température de corps, le polymère n’assouplira pas dans des conditions physiologiques (Figure 7 b).

Figure 1
Figure 1 : environnement DMA avec système d’immersion. (A) plus détaillée voir de l’appareil pour sécher (B) et humide (C) conditions de mesurage. (B) et (C) sont déjà publié par Ecker et al.,2. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 : Spin courbes pour adoucir l’eau entièrement polymère thiol-ene. Tissent des courbes pour pleinement ramollissement polymère de thiol-ene montrant la relation entre la vitesse d’essorage, de temps et de l’épaisseur du film qui en résulte. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3
Figure 3 : Fabrication du test DMA rayures sur lames de verre microscopiques. Fabrication de DMA test rayures sur lames de verre microscopique (A) ou des plaquettes de silicium (B) à l’aide de photolithographie. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4 : chargement d’échantillon pour mesure avec bain d’immersion. A () DMA équipé d’appareil d’immersion, bécher d’immersion (B) temporairement fixé avec des colliers autour de la poignée supérieure, (C) chargement d’échantillon de polymère à une distance de pince de 15 mm, (D) abaissement du bécher d’immersion à armature inférieure et fixation avec des vis (E) remplir le bécher immersion avec du PBS, (F), fermeture du couvercle, (G), fermer le four et (H) s’assurer que le drain est fermé. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 5
Figure 5 : alignement de l’échantillon. (A), l’échantillon doit être droite et centré entre les mâchoires supérieure et inférieure. Échantillons ne doivent pas être diagonal (B), trop haut ou trop bas (C), ou trop vers les bords (D). Échantillon ne devrait également pas être attaché (E), mais doivent être droites (F) permet des mesures fiables. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 6
Figure 6 : ramollissement cinétique de trois polymères différents thiol-ene. Ramollissement des cinétiques de trois polymères différents thiol-ene telle que mesurée avec le protocole d’oscillation-temps à l’intérieur de PBS à 37 ° C pendant 1 h. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 7
Figure 7 : affiche DMA mensurations des deux formulations différentes de SMP. Affiche des mensurations de DMA de deux formulations différentes de SMP avant (orange) et après le trempage (bleu) dans du PBS, respectivement. (A) A entièrement adoucisseur (FS) et (B) légèrement adoucisseur version (SS) de SMP. Ce chiffre a été modifié par Ecker et al.,2. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

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Discussion

L’utilisation de DMA environnement permet l’étude du comportement des différents polymères utilisés comme substrats pour les implants neuronaux19 ou autres dispositifs biomédicaux en solution et à reproduire in vivo des conditions. Cela inclut, mais n’est pas limité à, polyimide, parylène-C, PDMS et SU-8. Hydrogels et matériaux de matrice extracellulaire (ECM) peuvent également être étudiés à l’aide de cette méthode. Les différences d’assouplissement global de polymère, mais aussi sa cinétique ramollissement peuvent être facilement comparées entre différentes solutions, y compris l’eau, l’eau lourde et PBS. Il est également possible de tester l’influence des températures différentes d’immersion ou de différences résultant des compositions et des épaisseurs variables de polymère.

Cette méthode permet également d’étudier l’influence des différents traitements sur les comportements de ramollissement des polymères et des hydrogels. Les traitements incluent application de diverses méthodes de stérilisation, accéléré vieillissent dans différents médias et la modification de surface. Cette méthode in vitro aidera les chercheurs en savoir plus sur le comportement et la durabilité de ces matériaux, obtenir des mesures fiables en vitro et éviter inutilement les mêmes expériences animales. Toutefois, mesurant dans du PBS est juste une approche pour imiter les milieux biologiques. In vivo les conditions peuvent varier dans de nombreux aspects, tels que la concentration d’ions et de la disponibilité des anticorps, protéines et d’autres espèces à l’intérieur des médias/tissus biologiques. Selon la zone ciblée, expérimentateurs peuvent également envisager d’utiliser différents supports pour des mesures environnementales, telles que le tampon tris salin (SCT), SCT-T (SCT avec polysorbate 20), l’albumine sérique bovine (BSA), le liquide céphalorachidien (LCR) et autres corps fluides.

En outre, il est possible de caractériser les propriétés mécaniques des sondes après explantation d’un animal d’après qu’une étude in vivo est terminée. Cela permettra à l’enquête relative au comportement de la sonde après adoucissement dans un environnement de corps et de la comparaison de données in vitro .

Il est à noter qu’il existe un décalage entre la température réglée pour le bain de solution et la température réelle. Cela est dû au fait que deux contrôleurs de température différents sont utilisés : un pour le contrôle de la température (à l’extérieur du bain d’immersion) et un autre pour mesurer la température (à l’intérieur de la salle de bain d’immersion). Nous avons constaté que lorsque la température extérieure est définie à 39,5 ° C, la température à l’intérieur de la baignoire s’est stabilisée à 37 ° C.

La plage de températures pour les mesures à l’intérieur des solutions sont naturellement limités par leur cristallisation et les températures d’ébullition. Il est recommandé de rester au moins 10 K au-dessus et en dessous de ces températures, respectivement.

Il est discuté si la température de départ de la solution d’immersion utilisée pour trempage/adoucir les mesures doit être à température ambiante ou préchauffée à température du corps pour mieux imiter les conditions pendant l’implantation de la sonde. L’utilisation de RT PBS prend en compte le fait que la sonde est maintenue à RT avant implantation et qu’il est généralement conservé dans une proximité immédiate avec du côté de l’implantation alors qu’il est aligné sur la bonne position. À ce stade, la sonde peut déjà commencer à adoucir en raison du milieu humide. À partir de 37 ° C PBS imitera mieux une approche de fusil de chasse pour l’insertion.

Les résultats décrits ont été mesurées sur des films de polymères en mode de tension ; Toutefois, le DMA environnement est aussi capable de mesures en compression et au cisaillement lorsque vous utilisez l’appareil respectif. Par conséquent, cela permet également pour la mesure des autres géométries d’échantillon. Il est à noter que l’espace disponible dans le bécher d’immersion est limité et donc les échantillons utilisés pour les mesures à l’intérieur de ce gobelet sont limités par leur taille.

Une autre limite de cette méthode est la cellule de pesage, qui sert à détecter les forces générées par les échantillons pendant la mesure (dans des conditions sèches et humides). La cellule de pesage ne peut mesurer les forces jusqu'à 35 N, ce qui limite donc la taille d’échantillon/géométrie.

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Disclosures

Les auteurs déclarent qu’ils n’ont aucun intérêt financier concurrentes.

Acknowledgments

Les auteurs veulent remercier le Dr Taylor Ware de nous permettre d’utiliser son DMA environnement.

Ce travail a été soutenu par le bureau de l’Assistant Secretary of Defense for Health Affairs, par le biais de la Peer Reviewed médical recherche Program [W81XWH-15-1-0607]. Opinions, les interprétations, les conclusions et les recommandations sont celles des auteurs et pas nécessairement approuvé par le ministère de la défense.

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

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Bio-ingénierie numéro 145 analyse mécanique dynamique ramollissement polymère plastification implants neurones immersion essais environnementaux thermomécanique des mesures
Analyse mécanique dynamique environnementale pour prédire le comportement de ramollissement des Implants neurones
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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).

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