Name: Için Mekanik-adaptif Polimer Nanokompozitler bir çevre kontrollü Mikrogerilim Test Ex vivo Karakterizasyonu (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-08-20T08:55:55.000+00:00
Duration: 11 min 38 s
Description: Öğrenin, çevre kontrollü mikrogerilim testi ile doku içindeki polivinil asetat bazlı nanokompozitlerin zamanla değişen rijitliğini ölçme yöntemini. Bu teknik, biyomalzemelerin mekanik davranışını in vivo ortamda değerlendirmeyi sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Bu çalışma hem laboratuvar start-up fonları (J. Capadona) ve Medtronic Yüksek Lisans Bursu (K. Potter) ile Case Western Reserve Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği Bölümü tarafından desteklenmiştir. Bu araştırma ek finansman tarafından kısmen desteklenmiştir NSF hibe ECS-0621984 (C. Zorman), Kasa Mezunlar Derneği (C. Zorman), Bir Başarı Değerlendirme Ödülü (B7122R) ile Gazi İşleri Bakanlığı, hem de Gelişmiş Platform Teknoloji Merkezi (C3819C).

1. Numune Hazırlama <ol><li> Bir çözelti döküm ve sıkıştırma tekniği kullanılarak 10-12 25-100 mikron aralığında kalınlığı PVAc-NC, film tabaka hazırlanabilir. </li><li> Film ve yonga arasındaki yakın temas teşvik etmek için 70 ° C (cam geçiş sıcaklığının üzerinde), iki dakika boyunca bir sıcak plaka üzerinde ısıtma ile bir silikon filmi için uyun. Bu adım, hazırlanan film, düzlemsel mikro işlemler için gerekli olan silisyum, düz ve sabit kalmasını sağlar. </li><li> Lazer mikro (VLS 3.50, VersaLASER) tarafından test örneği geometri içine Desen filmi. % 1.0 gücü (0.5 W),% 4.0 hızı (56 mm / s) ve inç 13,16 1.000 darbe için CO 2 doğrudan-yazma lazer mikro parametrelerini ayarlayın. </li><li> Yan pad boyutları 1.5 x 1.5 mm 2, ve loş yan ışını ile dogbone şeklinde yapılarına çevre koşulları (&quot;kurulum örnekleri&quot;) kurmak için kullanılacak desen örneklerikalınlığı ile eşleşen ensions 300 x 3.000 mikron 2, boyunca filmin (Şekil 2) bu. </li><li> Kalınlığı bu filmin eşleşen Desen ex vivo deneyler için numune (&quot;implant örnek&quot;) kirişler içine 300 mikron x 6 mm,. </li><li> Dikkatli bir jilet ve cımbız kullanarak gofret gelen örnekleri bırakın. </li><li> Numune alma için, Mikrogerilim test içinde kavrama sisteminin bir parçası olarak hizmet etmek için tasarlanmış özel işlenmiş akrilik sahipleri hazırlamak. Lazer kazınmış işaretler sahibinin merkez ve sonunda 1,5 mm göstermektedir. Akrilik tutucunun merkez üzerinde siyanoakrilat jel bazlı bir yapışkan küçük bir miktar ve dikkatli bir şekilde tutucu implant örneği bir 1.5 mm uzunluğunda uygun ve işaretli merkez çizgisine (Şekil 3) üst üste. Her implant örnek bir akrilik tutucu gerektirir. Yapışkan jel sadece ACR uygulanmaması PVAc-NC 1.5 mm uzunluğu boyunca kalmasını sağlamak için dikkatli olunAKRİLİK tutucu. Aksi takdirde, yapışkan bir jel numunenin mekanik davranışı engelleyebilir. </li><li> En az 24 saat boyunca bir desikatör içinde yerleştirerek, tüm numunelerden çıkarıldı nemi çıkarmak. </li><li> Uzunluk, genişlik ve optik bir mikroskop kullanılarak örneklerin kalınlıkları ölçün. </li></ol> 2. Çevresel koşullar oluşturulması <ol><li> İlk sabit kulpları arasında daha sonra, mobil kulpları arasındaki sıkma, Mikrogerilim test (bkz. Şekil 4) içine kuru bir kurulum örneği yükleyin. </li><li> Mikrogerilim Örnek doğru yönlendirilmiş olan meme, sabit bir pozisyonda, bir su dolu bir hazne ile bir hava fırçası monte edin. Plastik boru ile bir hava kompresörü için hava fırça bağlayın. Hava fırça memesi tamamen kapalı, hava kompresörü açın. </li><li> Çekme suşu (pozitif yük) ve t uygulanan basınç gerginlik (negatif yük) arasında değişen, döngüsel Mikrogerilim test prosedürü başlayıno örnek, gerilme-şekil değiştirme arsa doğrusal elastik bölge içinde kalan. PVAc-NC için, uygulanan gerilme% 2&#39;den daha az ile sınırlıdır. Bu gerilim elde etmek için gerekli olan kuvvet ölçüldü ise, bu deneylerde kullanılan özel Mikrogerilim test olarak, gerilme oranı kontrol edildi. Alternatif olarak, farklı bir kurulum çıkan gerginlik ölçerken uygulanan kuvvet kontrol kapsayabilir. </li><li> Yavaş yavaş hava fırça memeden akışını arttırmak ve hava fırça akış miktarının bir fonksiyonu olarak, gerilme-uzama eğrisinin eğimi izler. 60 saniye arasında bir süre içinde Young modulus bir belirgin (&gt;% 10) azalmaya neden olmayan en yüksek akış ex-vivo deneylerde kullanılacak seviyesidir. Bu noktada, nem koşulları (ve dolayısıyla Young modülünde bir azalma katkıda), kuru numune ıslak olmaz ve aynı zamanda in vivo olarak biyolojik sıvılara maruz bırakıldıktan sonra kurutma örnek esta olmuştur minimize edecekblished. </li><li> Örnek yakın sıcaklık ölçün. İdeal bir kurulum dijital okuma ile bir termokupl içerir ve airbrush çalışırken gerçekleştirilebilir. Örnek sıcaklığı 37 ° C, fizyolojik koşullarına göre için düzenlenen bu tür ısı kaynağının yoğunluğu ve uzaklığını ayarlayın. </li></ol> 3. Çevre Kontrol Dışı Çevre Kontrol karşılaştırın <ol><li> Fosfat, en az 30 dakika süreyle batırmak kurulum örnekleri tamponlu tuzlu su. Bu kadar süre sonra, örnek, tamamen doymuş olan ve belirli bir sıcaklıkta minimum Young modulus düşürülmüştür. </li><li> Hızla Mikrogerilim test bir örnek yüklemek ve döngüsel Mikrogerilim test başlar, kapalı hava fırça ile, örnek kuruması için bir süre. Bu olmayan kontrollü şartlar altında ne kadar hızlı örnek kurur belirleyecektir. </li><li> Mikrogerilim test içine ikinci bir PBS-doymuş kurulum örnek yükleyin ve döngüsel Mikrogerilim test başlarüzerindeki hava fırça ile. Bu kontrollü çevresel koşullar altında ne kadar hızlı kurur örnek belirleyecektir. </li></ol> 4. Probe İmplantasyon ve eksplantasyonu <ol><li> Bir micromanipulator kelepçe ve kortikal doku dik konuma implant örnek takın. </li><li> Ekleme önce, doku mekaniği homojenliği sağlamak için serum fizyolojik ile doku yeterince nemli tutmak. </li><li> Mikromanipülatör el kontrolleri kullanarak korteks içine polimer örnek indirin. Genel olarak 1 ile 30 dakika arasında, hedef implantın zamanına kadar kortikal dokusu örneği bırakın. Hafifçe 5 dakika, dab zaman içinde puan için kurumasını doku önlemek için doku bir tuzlu bulanmış pamuklu çubuk kullanarak her 5 dk. </li><li> Prob kortekse olsa da, sabit bir numune kıskaçtan 3.0 mm sıfır değiştirme konumuna tahrik çubuğu ayarlayarak anda implante numune yükleme Mikrogerilim test hazırlar. Ayrıca, hava fırça memesi ayarlayınakış ayarı ve uygun yoğunluğu Adım 2.4 &#39;te belirlemek için ısı kaynağına. </li><li> Belirtilen implant zaman sonunda, mikromanipülatör el kumandalarını kullanarak korteksin prob dışarı kaldırın. Derhal ve dikkatli bir şekilde, mikromanipülatör kelepçe örneği kaldırmak ve benzeri gibi Adım 5.2 &#39;de daha detaylı olarak tarif Mikrogerilim test cihazı içine yükleyin. </li></ol> 5. İmplant Numune Mikrogerilim Test <ol><li> Açıklama yapıldı Zaman kazanmak için, Mikrogerilim test olarak Adım 4.4 &#39;de açıklandığı gibi, implantasyon öncesinde implant örnek kabul etmeye tamamen hazır olduğundan emin olun. </li><li> Hemen önce açıklama yapıldı, Mikrogerilim test kelepçeler iki takım arasında örnek yükleyin. Örnek bir tespit üst yarısında olarak kullanılmak üzere tasarlanmış olan bir akrilik tutucuya monte edilmiş olduğu için, aşağı mobil kavrama, örnek tarafında implant örneği montaj yerleştirin. Bu, örnek monte edilmiş olduğundan emin olmak için önemli olduğu şekilde gerginlik İçi olduğusadece denetleme sırasında örnek tork uygulayarak önlemek için prob uzunluğu boyunca ied. Bu nedenle, örnek, her kelepçe ortasına monte edilmelidir, ve kelepçeler, birbirine göre aynı seviyede olmalıdır. </li><li> Kıskaçları arasındaki mesafe 3.0 mm, ve sonda sabit kıskaç içine yerleştirilir sonu olduğu gibi, örnek konumunu ayarlayın. Bu kelepçe arasındaki uzunluğu 3,0 mm numune için ölçü uzunluğudur, ve numune üzerindeki etkiyi belirlemek için daha sonra hesaplamalarda kullanılacaktır. </li><li> Hemen her iki kelepçe arasındaki örnek güvence sonra eş zamanlı olarak ölçmek ve kayıt sırasında ve nöral doku eksplantasyonunun 2 dakika içinde, sabit bir oranda (burada kullanılan 10 mm / saniye) &#39;de örnek olarak uzatmak için çekme yönünde motoru harekete numunenin uzaması ve örnek zorlanma için gerekli ilgili kuvveti (bir yük hücresi, Dönüştürücü Teknikleri MDB-2.5 kullanarak) (bir yer değiştirme göstergesi, Mitutoyu 543-561 kullanılarak). </li><li&gt; mekanik örnek yetmezliği, veya sürücü çubuk aralığının sonuna ulaşıldığında üzerine Mikrogerilim testi durdurmak. Toplanan veri ihracat, ve veri analizi. </li><li> Her bir örnek ve / veya koşullar (yani ekleme zamanı) her set için Mikrogerilim test tekrarlayın. </li></ol> 6. Veri Analizi <ol><li> Ε, t zaman, uygulanan suşu gibi Denklem 1 &#39;de tarif edilen ilk gösterge uzunluğu, uzama arasındaki mesafe bölünmesi ile implant örneği uygulanan gerilme mühendislik için işlenmemiş bir uzama dönüştürme, d mikrometre ile ölçülen deplasman Gösterge ve L, 0 numune, başlangıçtaki şablon boyuna gibidir: <img src="/files/ftp_upload/50078/50078eq1.jpg" alt="Denklem 1" fo:src="/files/ftp_upload/50078/50078eq1highres.jpg"/> (1) </li><li> Tra tarafından, kuvvet (Newton cinsinden) bölerek örnek üzerinde mühendislik strese ham gücü verileri dönüştürmekgibi Denklem 2 &#39;de tarif nsverse kesit alanı,: <img src="/files/ftp_upload/50078/50078eq2.jpg" alt="Denklem 2" fo:src="/files/ftp_upload/50078/50078eq2highres.jpg"/> (2) Örnek üzerinde stres σ burada, K yük hücresi (Newton cinsinden) ile ölçülen kuvvettir, w, 0, numunenin başlangıç ​​genişliği, ve t, 0, numunenin başlangıç ​​kalınlığıdır. </li><li> Stres arsa ([t] σ) vs suşu (ε [t]) Microsoft Excel gibi bir bilgisayar programı kullanarak her bir örnek için eğri. </li><li> Arsa doğrusal elastik kısmı izole etmek ve bu bölümü için en uygun hat bulmak için yazılım tabanlı eğri uydurma araçlarını kullanın. En uygun çizginin eğimi numunenin Young modülü karşılık gelir. Arsa gibi izole edilmiş bir kısmının, en az 10 gerilme-uzama noktaları içermelidir ve eğim en yüksek olduğu arsa kısmı alınmalıdır. </li><li> Döngüsel testler için, Young modülü her bir döngüsü için tespit edilmesi gerekir. Bu otomatik veya manuel olarak yapılabilir. </li><li> Zamana karşı her döngüsünün döngüsel testler için, arsa en Young modülü. Bu bir kurulum örnek ıslatma veya kurutma ne kadar hızlı bir göstergesidir zamanla ne kadar ölçülen modülü değişiklikler, gösterir. </li><li> İmplant örnekleri için, implant ve her bir örnek zaman siklik testler, tek bir döngü karşılık gelir. Her bir implant örneği için yukarıda tarif edilen prosedür kullanılarak, Young modülü ölçün. </li><li> Young modülü karşı implant zaman çizilir. Bu noktada, karşılaştırma masa üstü araştırmalar, vb yapılabilir </li></ol>

<ol><li>Chen, P. J., Saati, S., Varma, R., Humayun, M. S., Tai, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wireless+intraocular+pressure+sensing+using+microfabricated+minimally+invasive+flexible-coiled+LC+sensor+implant%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Microelectromechanical+Systems%22%5BJournal%5D)">Wireless intraocular pressure sensing using microfabricated minimally invasive flexible-coiled LC sensor implant.</a> Journal of Microelectromechanical Systems. 19, 721-734 (2010).</li>
<li>Ren, X., Zheng, N., Gao, Y., Chen, T., Lu, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodegradable+three-dimension+micro-device+delivering+5-fluorouracil+in+tumor+bearing+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Drug+Delivery%22%5BJournal%5D)">Biodegradable three-dimension micro-device delivering 5-fluorouracil in tumor bearing mice.</a> Drug Delivery. 19, 36-44 (2012).</li>
<li>Bai, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-unit+neural+recording+with+active+microelectrode+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Single-unit neural recording with active microelectrode arrays.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 48, 911(2001).</li>
<li>Rousche, P. J., Pellinen, D. S., Pivin, D. P., Williams, J. C., Vetter, R. J., kirke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flexible+polyimide-based+intracortical+electrode+arrays+with+bioactive+capability%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Flexible polyimide-based intracortical electrode arrays with bioactive capability.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 48, 361-371 (2001).</li>
<li>Hassler, C., Boretius, T., Stieglitz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymers+for+neural+implants%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Polymer+Science+Part+B%3A+Polymer+Physics%22%5BJournal%5D)">Polymers for neural implants.</a> Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. 49, 18-33 (2011).</li>
<li>Mercanzini, A., Colin, P., Bensadoun, J. C., Bertsch, A., Renaud, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Vivo+Electrical+Impedance+Spectroscopy+of+Tissue+Reaction+to+Microelectrode+Arrays%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">In Vivo Electrical Impedance Spectroscopy of Tissue Reaction to Microelectrode Arrays.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 56, 1909-1918 (2009).</li>
<li>Polikov, V. S., Tresco, P. A., Reichert, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Response+of+brain+tissue+to+chronically+implanted+neural+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Response of brain tissue to chronically implanted neural electrodes.</a> Journal of Neuroscience Methods. 148, 1-18 (2005).</li>
<li>Engineering in Medicine and Biology Society, 2006. Subbaroyan, J., Kipke, D. EMBS'06. 28th Annual International Conference of the IEEE, , IEEE. 3588-3591 (2006).</li>
<li>Harris, J., Capadona, J., Miller, R., Healy, B., Shanmuganathan, K., Rowan, S., Weder, C., Tyler, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanically+adaptive+intracortical+implants+improve+the+proximity+of+neuronal+cell+bodies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">Mechanically adaptive intracortical implants improve the proximity of neuronal cell bodies.</a> Journal of Neural Engineering. 8, 066011(2011).</li>
<li>Capadona, J. R., Shanmuganathan, K., Tyler, D. J., Rowan, S. J., Weder, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimuli-Responsive+Polymer+Nanocomposites+Inspired+by+the+Sea+Cucumber+Dermis%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Stimuli-Responsive Polymer Nanocomposites Inspired by the Sea Cucumber Dermis.</a> Science. 319, 1370-1374 (2008).</li>
<li>Shanmuganathan, K., Capadona, J. R., Rowan, S. J., Weder, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimuli-Responsive+Mechanically+Adaptive+Polymer+Nanocomposites%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Stimuli-Responsive Mechanically Adaptive Polymer Nanocomposites.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 2, 165-174 (2009).</li>
<li>Shanmuganathan, K., Capadona, J. R., Rowan, S. J., Weder, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bio-inspired+mechanically-adaptive+nanocomposites+derived+from+cotton+cellulose+whiskers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Bio-inspired mechanically-adaptive nanocomposites derived from cotton cellulose whiskers.</a> Journal of Materials Chemistry. 20, 180(2010).</li>
<li>Hess, A., Capadona, J., Shanmuganathan, K., Hsu, L., Rowan, S., Weder, C., Tyler, D., Zorman, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+stimuli-responsive+polymer+nanocomposite+toward+biologically+optimized%2C+MEMS-based+neural+probes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Micromechanics+and+Microengineering%22%5BJournal%5D)">Development of a stimuli-responsive polymer nanocomposite toward biologically optimized, MEMS-based neural probes.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 21, 054009(2011).</li>
<li>Capadona, J. R., Tyler, D. J., Zorman, C. A., Rowan, S. J., Weder, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanically+adaptive+nanocomposites+for+neural+interfacing%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Research+Society+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Mechanically adaptive nanocomposites for neural interfacing.</a> Materials Research Society Bulletin. 37, 581-589 (2012).</li>
<li>Ophir, J., Cespedes, I., Garra, B., Ponnekanti, H., Huang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elastography%3A+ultrasonic+imaging+of+tissue+strain+and+elastic+modulus+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22European+journal+of+ultrasound%22%5BJournal%5D)">Elastography: ultrasonic imaging of tissue strain and elastic modulus in vivo.</a> European journal of ultrasound. 3, 49-70 (1996).</li>
<li>Micro Electro Mechanical Systems (MEMS). Hess, A., Shanmuganathan, K., Capadona, J., Hsu, L., Rowan, S., Weder, C., Tyler, D., Zorman, C. IEEE 24th International Conference on, , IEEE. 453-456 (2011).</li>
<li>Harris, J. P., Hess, A. E., Rowan, S. J., Weder, C., Zorman, C. A., Tyler, D. J., Capadona, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+deployment+of+mechanically+adaptive+nanocomposites+for+intracortical+microelectrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">In vivo deployment of mechanically adaptive nanocomposites for intracortical microelectrodes.</a> Journal of Neural Engineering. 8, 046010(2011).</li>
<li>Shanmuganathan, K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Bio-inspired+Stimuli-responsive+Mechanically+Dynamic+Nanocomposites%22">Bio-inspired Stimuli-responsive Mechanically Dynamic Nanocomposites</a>. , Case Western Reserve University. (2010).</li>
<li>Rousche, P. J., Pellinen, D. S., Pivin, D. P., Williams, J. C., Vetter, R. J., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flexible+polyimide-based+intracortical+electrode+arrays+with+bioactive+capability%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Flexible polyimide-based intracortical electrode arrays with bioactive capability.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 48, 361-371 (2001).</li>
<li>Norlin, P., Kindlundh, M., Mouroux, A., Yoshida, K., Hofmann, U. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+32-site+neural+recording+probe+fabricated+by+DRIE+of+SOI+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Micromechanics+and+Microengineering%22%5BJournal%5D)">A 32-site neural recording probe fabricated by DRIE of SOI substrates.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 12, 414(2002).</li>
<li>Ward, M. P., Rajdev, P., Ellison, C., Irazoqui, P. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+a+comparison+of+microelectrodes+for+acute+and+chronic+recordings%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Toward a comparison of microelectrodes for acute and chronic recordings.</a> Brain Research. 1282, 183-200 (2009).</li>
<li>Lin, J. M., Chang, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Novel+Remote+Health+Monitor+with+Replaceable+Non-Fragile+Bio-Probes+on+RFID+Tag%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Mechanics+and+Materials%22%5BJournal%5D)">A Novel Remote Health Monitor with Replaceable Non-Fragile Bio-Probes on RFID Tag.</a> Applied Mechanics and Materials. 145, 415-419 (2012).</li>
<li>Kunzelman, K. S., Cochran, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stress%2Fstrain+characteristics+of+porcine+mitral+valve+tissue%3A+parallel+versus+perpendicular+collagen+orientation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiac+Surgery%22%5BJournal%5D)">Stress/strain characteristics of porcine mitral valve tissue: parallel versus perpendicular collagen orientation.</a> Journal of Cardiac Surgery. 7, 71-78 (1992).</li>
<li>Snedeker, J., Niederer, P., Schmidlin, F., Farshad, M., Demetropoulos, C., Lee, J., Yang, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strain-rate+dependent+material+properties+of+the+porcine+and+human+kidney+capsule%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Strain-rate dependent material properties of the porcine and human kidney capsule.</a> Journal of Biomechanics. 38, 1011-1021 (2005).</li>
<li>Ahn, S., Kasi, R. M., Kim, S. C., Sharma, N., Zhou, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimuli-responsive+polymer+gels%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Stimuli-responsive polymer gels.</a> Soft Matter. 4, 1151-1157 (2008).</li>
<li>Stuart, M. A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emerging+applications+of+stimuli-responsive+polymer+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Emerging applications of stimuli-responsive polymer materials.</a> Nature Materials. 9, 101-113 (2010).</li>
</ol>

Biz ifşa hiçbir şey yok.

Biyolojik sistemleri ile etkileşim için implante biyomedikal mikroelektromekanik sistemleri (bioMEMS) ilerlemesi son derece özel özelliklere sahip yeni malzemelerin geliştirilmesi motive edicidir. Bu malzemelerin bazıları fizyolojik bir ortamda bulunan bir uyarıcıya tepki olarak malzeme özelliklerinde bir değişiklik sergileyen için tasarlanmıştır. Malzemelerden biri son zamanlarda gelişmiş sınıfı hidrojen bağı oluşturan sıvı (örneğin su) ve büyüklüğü 10,11,18 üç siparişleri, Young modülü, malzeme sık...

<table><tbody><tr><td>Silikon gofret</td><td>Üniversite Gofret</td><td></td><td>Mekanik sınıf</td></tr><tr><td>Ekstrüde akrilik levha</td><td>Profesyonel Plastikler</td><td>SACR 062EF</td><td>Kalınlık 0.062 "</td></tr><tr><td>Tıraş bıçağı</td><td>McMaster-Carr</td><td>3962A3</td><td></td></tr><tr><td>Cımbız</td><td>McMaster-Carr</td><td>8384A47</td>#<td>5 uç</td></tr><tr><td>Süper Yapıştırıcı Jel</td><td>Loctite</td><td>130380</td><td></td></tr><tr><td>Hava Fırça</td><td>Geçmeli Endüstriyel</td><td>BF175TA</td><td></td></tr><tr><td>Hava Kompresörü</td><td>Paasche</td><td>B002YKN8YO</td><td>D500</td></tr><tr><td>Termokupl</td><td>Omega</td><td>HH12A</td><td></td></tr><tr><td>Sıcak plaka</td><td>Cimarec</td><td>SP131325Q</td><td></td></tr><tr><td>CO2 doğrudan yazma lazeri</td><td>VersaLaser</td><td>3.5</td><td></td></tr><tr><td>Kurutucu</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-595</td><td></td></tr><tr><td>Lamba</td><td></td><td></td><td>özel yapım</td></tr><tr><td>Mikro çekme test cihazı</td><td></td><td></td><td>özel yapım</td></tr></tbody></table>

için mekanik-adaptif polimer nanokompozitler bir çevre kontrollü mikrogerilim test<em&gt; ex vivo</em&gt; karakterizasyonu

Environmentally-controlled Microtensile Testing of Mechanically-adaptive Polymer Nanocomposites for ex vivo Characterization

Implante Mikrocihazlarda çeşitli biyomedikal uygulamalarda 1-4 açısından önemli dikkat çekiyor. Bu tür cihazlar, malzemeler, kendine özgü avantajları ve eksiklikleri 5,6 sunan her bir dizi yapılmıştır. En belirgin, mikro cihaz boyutları nedeniyle, bir yüksek modüllü canlı dokuya implantasyonu kolaylaştırmak için gereklidir. Bunun aksine, aygıtın sertliği bağlı yerel gerilme 7-9 en aza indirmek için çevredeki doku ile eşleşmelidir. Bu nedenle, son zamanlarda mekanik özellikleri 10-14 bir değişiklik ile çevresel uyaranlara yanıt vererek bu gereksinimleri karşılamak için biyo-ilham malzemelerin yeni bir sınıf geliştirdi. Su ve yüksek sıcaklıklarda (örneğin, vücut sıcaklığı) maruz kaldığında Özellikle, poli (vinil asetat) bazlı nano-(PVAc, North Carolina) sertliğinde bir azalma gösterir. Ne yazık ki, birkaç yöntem in vivo 15 malzemelerin sertlik ve mekanik ölçmek için varfizyolojik ortamı dışında anical test genellikle implantasyon için büyük örnekleri uygunsuz gerektirir. Ayrıca, uyaranlara duyarlı malzemeleri hızlı bir şekilde açıklama yapıldı onların ilk sertlik geri alabilirsiniz. Bu nedenle, implante microsamples mekanik özellikleri ex vivo olarak ölçülebilir hangi bir yöntem geliştirdik, simüle fizyolojik koşullar ile, nem ve ısı kontrolü 13,16,17 kullanılarak korunur. Bu amaçla, özel bir Mikrogerilim test Young modülü (10 MPa ile 5 GPa aralığı) yaygın olarak değişen mikro örnekleri 13,17 karşılamak için tasarlanmıştır. Ilgi eden, biyolojik olarak adapte sinir prob substratı, mikro numuneler arasında mekanik karakterizasyon gerekli yeteneğine sahip bir araç olarak PVAc-NC uygulama bulunmaktadır. Gibi Bu araç, kurutma ve 17 soğutma örnek minimize nem ve ısı kontrolü sağlamak üzere adapte edilmiştir. Sonuç olarak, mekanikEksplante örnek al özellikleri yakından eksplantasyonu hemen önce örnek bu yansıtmaktadır. Bu yöntem, genel amacı, kantitatif uyaranlara yanıt veren, mekanik-adaptif polimer esaslı malzemelerin in vivo mekanik özellikler, özel olarak, Young modülü bölgesi değerlendirmektir. Bu, ilk olarak implantasyon sonucu husule gelen bağımsız sertliğinde bir azalmaya katkıda bulunmadan önce açıklama sonra örnek mekanik özelliklerinde bir değişiklik en aza indirmek için çevresel koşulların yerleştirilmesiyle gerçekleştirilir. Örnekler daha sonra implantasyon, taşıma, ve test (Şekil 1A) için hazırlanmıştır. Her numune belirli bir süre için bir Eksplante sıçan beyin, (Şekil 1B) olarak burada temsil edilir sıçan, en serebral korteks içine yerleştirilir. Bu noktada bir örnek (Şekil eksplante ve hemen yüklenen Mikrogerilim test cihazı içine girer ve daha sonra çekme testine tabi tutulur1C). Sonraki veri analizi serebral korteksin ortamda bu yenilikçi malzemelerin mekanik davranış içine fikir verir.

Bizim PVAc-NC da dahil olmak üzere hemen hemen tüm polimer malzemeleri, mekanik özellikleri, çevre koşullarına maruz kalması üzerine bağlıdır. En önemlisi, bu ısı ve neme maruz kalma içerir. Bir malzeme nedeniyle nem alımı plastikle, ya da bir termal geçiş uğrar, bu Young modülünde bir azalma gösterir. Nem ve ex vivo örnek mekanik özellikleri için sıcaklık kontrollü bir ortama hazırlanmasında, test sırasında mekanik Mikrogerilim cihazı, hem de içine örnek yüklenirken numunenin nem içeriği çok az değişiklik olma...

Bir yöntem tartışılmaktadır hangi<em&gt; In vivo</emUyarı-duyarlı malzemelerin&gt; mekanik davranışı, zamanın bir fonksiyonu olarak izlenir. Numuneler test edilir<em&gt; Ex vivo</em&gt; Fizyolojik ortamında simüle etmek için çevre kontrolleri ile bir Mikrogerilim test cihazı kullanarak. Bu çalışma daha da anlamak teşvik<em&gt; In vivo</emBizim malzeme&gt; davranış.

Için Mekanik-adaptif Polimer Nanokompozitler bir çevre kontrollü Mikrogerilim Test<em&gt; Ex vivo</em&gt; Karakterizasyonu

Implantable microdevices are gaining significant attention for several biomedical applications1-4. Such devices have been made from a range of materials, ...

Bu prosedürün genel amacı, dokuya implante edilen polivinil asetat tabanlı bir nanokompozit yapının sertliğindeki değişimi zamanın bir fonksiyonu olarak nicelleştirmektir. Bu işlem, öncelikle polimer nanokompozit örneklerin desenlendirilmesi ve ardından dokuya yerleştirilme ile mikromekanik testler için akrilik tutuculara yapıştırılmasıyla gerçekleştirilir. İkinci adım ise, bir nem kaynağı ve bir radyant ısı kaynağı kullanarak, ex vivo ortamda fizyolojik ortamı taklit eden bir mikro çekme test cihazı ortamının hazırlanmasıdır.Ardından, implant örneği dokuya yerleştirilir ve belirlenen süre sonunda çıkarılır. Son adım, örneğin çevre kontrollü mikro çekme test cihazına yüklenmesi ve belirlenen implant süresinden sonra malzemenin Young modülünü belirlemek için mekanik testin gerçekleştirilmesidir. Nihayetinde, bu çevre kontrollü mikro çekme testi, fizyolojik ortama maruz kalma süresinin bir fonksiyonu olarak Young modülü ile ölçülen mekanik sertlikteki değişimleri göstermek için kullanılır.Bu tekniğin, dinamik mekanik analiz gibi değişken mekanik özellikleri ölçen mevcut yöntemlere göre temel avantajı, mikro ölçekli örneklere uygulanabilmesi ve nem ile sıcaklığın kontrol edilebilmesid

environmentally-controlled-microtensile-testing-mechanically-adaptive

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Bu videoda, onların işlevselliğini artırmak ve hücre göçü kontrol etmek için gözenekli metalik implantlar için modifikasyon tekniklerini gösterecektir. Teknikleri 3D ve bazal membran üretimi 2-B hücre hareketini kontrol etmek için taklit hücre hareketini kontrol etmek için gözenek geçişlerini geliştirilmesi yer alıyor. Ayrıca, kan proteinlerinin analizi ile in-vivo olarak izlenmesi implant entegrasyonu için bir HPLC-tabanlı bir yöntem tarif edilmektedir.

Gözenek Gradiyentler Polielektrolitler ve Bunların Dolaylı İzleme ile Metalik İmplant Çok Ölçekli Modifikasyon<em&gt; In vivo</em

Polimerlerin ve elyaf takviyeli polimer kompozitlerin hizmetteki dayanıklılığı, tasarımları ve duruma dayalı bakım için kritik bir husustur. Eşzamanlı mekanik ve çevresel yüklerin etkisinin araştırılması için yeni, düşük maliyetli bir laboratuvar test platformu sunuyoruz ve daha verimli ancak daha güvenli kompozit yapıların tasarlanmasına yardımcı olabiliriz.

Polimer Dayanıklılık Çalışmaları ve Eşzamanlı Hygrothermo-mekanik Uyaranlara altında Fiber takviyeli kompozitler Polimer A Test Platformu

Bir yeni bir yöntem sentez ve programın ana zincirli sıvı kristalin elastomerleri, ticari olarak temin edilebilir başlangıç ​​monomerler kullanılarak sunulmuştur. Tahrik performansı programlama sırasında, tatbik edilen gerilim miktarına bağlı ise, termomekanik özelliklerin geniş bir yelpazede, çapraz bağlayıcı miktarının ayarlanması ile özel.

Bir iki-aşamalı Tiol akrilat reaksiyonu kullanılarak programlanabilir ana zincirli Sıvı kristal Elastomerler sentezi

Doku biyomekaniği, hücre şeklini ve fonksiyonunu korumak ve fenotipi belirlemek için önemlidir. Bu rapor, insan yumuşak dokularının elastik ve viskoelastik özelliklerini karakterize etmek için tahribatsız mekanik protokolleri göstermektedir ve bu, mühendislik malzemelerinin doğal dokuya yakın bir şekilde eşleştirilmesini sağlamak için doku mühendisliği substratlarına doğrudan uygulanabilir.

Girinti ve Çekme Test Kullanarak İnsan Yumuşak Doku biyomekanik Karakterizasyonu

Makroskopik numuneler kullanılarak elektriksel ve termal etkilerin elektrikle desteklenen deformasyon (EAD) üzerinde izole edilmesi çok zordur. Uygulanan akımın joule ısınması olmayan oluşum üzerindeki etkisini ve bu numuneler üzerindeki çıkıntının evrimini değerlendirmek için metalik örnek mikro ve nanoyapılar ile özel bir test prosedürü geliştirildi.

Için yeni bir yöntem<em&gt; Yerinde</emNanoscale Örneklerinin Elektromekanik Karakterizasyonu

Burada biz hidrojel tabanlı karmaşık geometriler mühendislik kurcalayarak üretmek için kullanılan özel polydimethylsiloxane kalıpları imalatı için hızlı, facile ve düşük maliyetli bir yöntem mevcut. Ayrıca bu tekniği kullanılarak üretilen mühendislik kalp dokuları üzerinde yürütülen mekanik ve histolojik değerlendirme sonuçları açıklanmıştır.

Özel doku kültürü kalıpları lazer kazınmış ustalardan mühendislik

Bu makalede, bir Multiplexed yapay hücresel MicroEnvironment (MACME) dizi taklit eden vivo içinde hücresel microenvironments fiziksel ve kimyasal yüksek üretilen iş manipülasyonu ipuçları ve için hazırlamak için ayrıntılı metodolojisi insan pluripotent kök hücreler (hPSCs) için en iyi hücresel ortam tek hücreli profil oluşturma ile tanımlayın.

Çoğaltılmış yapay hücresel MicroEnvironment dizi imalatı

Vivo ortamda sinirsel implantları için polimer yüzeylerde yumuşatma güvenilir tahminler izin vermek için güvenilir vitro yöntemi olması önemlidir. Burada, fosfat tamponlu tuz vücut sıcaklığında dinamik mekanik analiz kullanımı sunulur.

Sinirsel implantları yumuşatma davranışını tahmin etmek için çevre dinamik mekanik analiz

Bu metodoloji, substrat sertliği, protein bileşimi ve hücre morfolojisi gibi hücre dışı matris ipuçlarının Schwann hücresi (SC) fenotipini düzenleyen mekanizmalarını göstermeyi amaçlamaktadır.

Schwann Hücre Fenotip Spesifikasyonunu Değerlendirmek Için Hücre Dışı Matriks Mikroortamlarının Hazırlanması

Burada sunulan mikromekanik gerilim testi ile temel malzeme özelliklerini ölçmek için bir prosedürdür. Açıklananlar, mikro-çekme numunesi imalatı (fotolithografi, kimyasal gravür ve odaklanmış iyon ışını frezeleme, girinti ucu modifikasyonu ve mikromekanik gerilim testi (örnek dahil) birleştirerek dökme malzeme hacimlerinden hızlı mikro numune imalatı yapılmasına izin verme) yöntemleridir.

Katkılı Olarak Üretilen 17-4 PH Paslanmaz Çelik Numunelerin Mikromekanik Gerilim Testi

Burada sunulan, mekanistik çalışmalar, hastalık modelleme ve tarama uygulamaları için uygun, çift kutuplu çok kuyulu bir plakada 48 dokudan oluşan paralel bir kültür için tasarlanmış bağ dokuları üretmek için bir protokoldür. Protokol, farklı organ ve türlerden fibroblastlarla uyumludur ve burada insan primer kardiyak fibroblastlarla örneklenmiştir.

Fibroblast Türetilmiş İnsan Tarafından Tasarlanmış Bağ Dokusu Tarama Uygulamaları için

Öğrenin, çevre kontrollü mikrogerilim testi ile doku içindeki polivinil asetat bazlı nanokompozitlerin zamanla değişen rijitliğini ölçme yöntemini. Bu teknik, biyomalzemelerin mekanik davranışını in vivo ortamda değerlendirmeyi sağlar.

Için Mekanik-adaptif Polimer Nanokompozitler bir çevre kontrollü Mikrogerilim Test

Daha fazla video keşfet