Bir Biyoaktif, PCL-temelli "Kendinden uydurma" Shape Memory Polymer İskele imalatı

Aşağıdaki deneyin genel amacı, osteointegrasyonu ve iyileşmeyi desteklemek amacıyla düzensiz bir kranio maksillofasiyal defekte kendi kendine uyum sağlayabilen bir şekil bellekli polimer veya SMP iskele üretmektir. Bu işlem, öncelikle çözücü döküm ve polikaprolakton diakrilin fotokimyasal kürlenmesi kullanılarak erimiş bir tuz şablonu oluşturulmasıyla gerçekleştirilir. Tuz şablonu üzerinde, osteokonduksiyon için gerekli olan yüksek derecede birbirine bağlı gözenekliliğe sahip bir iskele oluşur.

İkinci adım olarak, iskele, biyoyararlılık sağlayan polidopamin ile kaplanır. Ardından iskele, düzensiz bir modele basınçla yerleştirilmesine olanak tanıyan ılık salin ile işleme tabi tutulur. Basınçla yerleştirme sonuçları, taramalı elektron mikroskobu görüntülemesi ve in vitro hidroksiapatit oluşumuna dayalı olarak; kendi kendine uyum sağlama, düşük karşılıklı bağlantılılık ve biyoyararlılık gösteren defekt sonuçları elde edilir.

Bu tekniğin otogreftleme gibi mevcut yöntemlere göre temel avantajı, elde edilen uyumlu yerleşimin osteointegrasyonu ve kemik iyileşmesini kritik düzeyde desteklemesidir. Bu prosedürü, laboratuvarımdaki doktora öğrencisi araştırmacı Lindsey Nail uygulamaktadır. İskele hazırlığına başlamak için, önce sodyum klorür ile 425 mikronluk bir elekten süzün ve bunun 1,8 gramını üç litrelik cam bir şişeye aktarın; ardından şişeye yavaşça 146 miligram deiyonize su ekleyerek metal bir spatula ile karıştırın.

Her eklemeden sonra flakonu kapatın, peçeteye sarın ve bir santrifüj tüpüne dikey olarak yerleştirin. Kapağı açıp çözeltiyi gece boyunca havada kurumaya bırakmadan önce tüpü 15 dakika boyunca santrifüjleyin. Metin protokolünde belirtildiği şekilde P-C-L-D-A sentezledikten sonra, cam bir flakon içinde mililitre başına 150 miligram P-C-L-D-A içeren klorometan maserasyon çözeltisi hazırlayın, flakonu kapatın, folyoya sarın ve bir dakika boyunca vorteksleyin.

Ardından, bir cam şişe içerisinde 1 mL bir vinil, iki Perone içinde 115 mg DMP içeren bir foto başlatıcı çözeltisi hazırlayın. Şişenin kapağını tekrar kapatın, alüminyum folyo ile sarın ve bir dakika boyunca vorteksleyin. Foto başlatıcı çözeltisini, hacimce %15'lik bir karışım oluşturacak şekilde maserasyon çözeltisine pipetleyin ve şişeyi bir dakika boyunca vorteksleyin.

Ardından, tuz iskeletini içeren flakonu folyo ile sarın ve tuz tamamen kapanana kadar foto başlatıcı maser karışımı ekleyin. Flakonu kapatın, peçeteye sarın ve bir santrifüj tüpüne dikey olarak yerleştirin. Tüpü 10 dakika boyunca santrifüjleyin.

Ardından, folyoyu çıkarın, şişenin kapağını açın ve çözeltiyi üç dakika boyunca ultraviyole ışığa maruz bırakın. Daha sonra çözeltinin gece boyunca havada kurumasına izin verin ve cımbız kullanarak şişenin üst kısmını çıkarmak için camı çizin ve kırın. İskele yapıyı, çözeltiyi her gün değiştirerek dört gün boyunca bire bir su-etanol çözeltisine aktarın.

Son olarak, SMP iskeletini çıkarın ve gece boyunca havada kurutun. Polidopamin kaplamayı uygulamak için öncelikle, 20 gauge'lik bir iğneyi SMP iskeletinin ortasına kadar yerleştirin ve ardından iğne göbeğine bir tel sarın. İskeleti, karıştırılan 200 milliliters dopamin çözeltisine batırın ve teli beherin kenarına sabitleyerek iğne göbeğinin çözeltinin üzerinde kalmasını sağlayın.

Ardından, bir şırıngayı iğne göbeğine yerleştirin ve iskeletteki havayı çıkarmak için pistonu geri çekin. Gaz giderme işlemi tamamen tamamlandığında, iskeleti 16 saat boyunca daldırılmış halde bırakın. İskeleti solüsyondan çıkarın ve iğneyi dışarı alın.

Ardından iskeleyi deiyonize su ile durulayın ve oda sıcaklığında, bir vakumlu fırında 24 saat boyunca kurutun. İskeleyi 85 °C sıcaklıktaki bir kurutma fırınında bir saat bekletin. Son olarak, iskeleyi çıkarın ve oda sıcaklığına soğumasını bekleyin.

Öncelikle, beş milimetre kalınlığında sert bir plastik levha üzerinde, ortalama çapı yaklaşık altı milimetre olan düzensiz bir boşluk delerek bir defekt modeli hazırlayın. Ardından, SMP iskelesini yaklaşık 60 °C sıcaklıktaki deiyonize su içeren bir behere iki dakika boyunca daldırın. Bir cımbız yardımıyla şeklini değiştirerek, iskelenin belirgin şekilde yumuşadığını test edin.

Yumuşamış iskeleyi cımbızla sudan çıkarın ve elinizle defekt modelinin içine bastırın. İskeletin oda sıcaklığına soğumasını bekleyin ve ardından iskeleyi defekt modelinden çıkarın. Gözenekleri, karşılıklı bağlantılılığı ve boyutu görselleştirmek için yeni sabitlenmiş geçici şekli gözlemleyin.

İlk olarak, SMP iskelesini bir cımbız kullanarak bir dakika boyunca sıvı azotun içine daldırın. Ardından, iskeleyi temiz bir jiletle ortasından kırın. Sonrasında, iskele yarımlarından birini, kırık yüzeyi yukarı bakacak şekilde numune tablasına sabitleyin.

Karbon bant kullanarak iskeleyi yaklaşık dört nanometre derinliğinde altın ve platin alaşımı ile püskürtme kaplama yöntemiyle kaplayın. Numuneyi SEM'e yerleştirin ve ardından 10 ila 15 kilovolt hızlandırma voltajında görüntüyü yakalayın. İn vitro biy Aktiviteyi karakterize etmek için.

Öncelikle, silindirik bir SMP iskeletini temiz bir bıçak kullanarak dairesel kenarı boyunca ortadan ikiye kesin. İskeletin bir yarısını 30 mililitre simüle vücut sıvısı içeren bir tüpe yerleştirin ve ardından tüpü 14 gün boyunca 37 derece Celsius sıcaklıktaki sabit bir su banyosunda bekletin. İskeleti tüpten çıkarın ve 24 saat boyunca havada kurumaya bırakın.

Ardından, iskeleti kesik yüzeyi yukarı bakacak şekilde karbon bant kullanarak bir elektron mikroskobunun numune tablasına sabitleyin. Sonra iskelet yüzeyini altın ve platin alaşımı ile yaklaşık dört nanometre derinliğinde püskürtme kaplamaya tabi tutun. Daha önce olduğu gibi, numuneyi SEM'e yerleştirin ve 10 ila 15 kilovolt hızlandırma voltajında görüntüyü yakalayın.

Bir SMP iskelesi, 60 °C'de ısıtıldığında şekillendirilebilir hale gelir ve bir defekt modeline yerleştirilebilir. Oda sıcaklığına soğutulduktan sonra SMP iskelesi çıkarıldığında, yeni sabitlenmiş geçici şeklini korur. Kaplanmamış SMP iskelesinin taramalı elektron mikrografında gözenek yapısı ve yüksek derecede birbirine bağlı morfoloji görülmektedir.

Polidopamin kaplı SMP iskelenin biyobelirliliği, taramalı elektron mikrografında gösterildiği gibi gözeneklerde hidroksiapatit oluşumu ile kanıtlanmıştır. Bu videoyu izledikten sonra; çözücü dökümü, ardından tuz şablon partikül süzülmesi ve polidopamin kaplama uygulaması içeren bir süreç kullanarak biyoaktif, kendi kendine oturan bir şekil hafızalı polimer iskelenin nasıl hazırlanacağı konusunda iyi bir anlayış kazanmış olmalısınız.