وأيد هذا العمل من قبل قسم الهندسة الطبية الحيوية في جامعة كيس ويسترن ريزيرف من خلال كل من مختبر أموال بدء التشغيل (J. Capadona)، ومدترونيك زمالة دراسات عليا (K. بوتر). وأيد تمويل إضافي على هذا البحث في جزء من جبهة الخلاص الوطني منحة ECS-0621984 (C. Zorman)، وجمعية الخريجين حالة (C. Zorman)، وزارة شؤون المحاربين القدامى من خلال جائزة المراجعة الاستحقاق (B7122R)، وكذلك المتقدم مركز تكنولوجيا منصة (C3819C).

1. تحضير العينة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد فيلم PVAc-NC من سمك في حدود 25-100 ميكرون باستخدام الصب حل وتقنية ضغط 10-12. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التمسك الفيلم إلى رقاقة السيليكون عن طريق تسخين على طبق ساخن لمدة دقيقة عند 70 درجة مئوية (أعلى درجة حرارة التحول الزجاجي) لتعزيز اتصال حميم بين الفيلم والرقاقة. تضمن هذه الخطوة أن الفيلم لا يزال معدة مسطحة وثابتة إلى الرقاقة سي، وهو أمر ضروري لعمليات متناهي الصغر مستو. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نمط الفيلم في عينة اختبار هندستها بواسطة الليزر متناهي الصغر (VLS 3.50، VersaLASER). ضبط 2 مباشرة والكتابة المعلمات متناهي الصغر ليزر ثاني أكسيد الكربون إلى 1.0٪ من الطاقة (0.5 W)، سرعة 4.0٪ (56 ملم / ثانية)، و 1،000 نبضات لكل بوصة 13،16. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عينات النمط التي سيتم استخدامها لتهيئة الظروف البيئية (&quot;عينات الإعداد&quot;) في هياكل على شكل dogbone مع الأبعاد وسادة الوحشي 1.5 × 1.5 مم 2، وشعاع خافت الجانبيةensions 300 × 3،000 ميكرون 2، مع سمك مطابقة أن من الفيلم في جميع أنحاء (الشكل 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نمط العينات لإجراء التجارب المجراة سابقا (&quot;عينة زرع&quot;) في الحزم 300 ميكرون × 6 مم، مع سمك مطابقة أن من الفيلم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الإفراج بعناية عينات من رقاقة باستخدام شفرة حلاقة وملاقط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لمناولة العينات، وإعداد أصحاب الاكريليك مخصصة تشكيله مصممة لتكون بمثابة جزء من نظام قبضة في اختبار microtensile. تظهر علامات محفورا بالليزر محور من صاحب و 1.5 مم من نهاية المباراة. ضع كمية صغيرة من فورية الغراء لاصق ذو قاعدة الجل على محور من حامل الاكريليك والالتزام بعناية ملم طول 1.5 من عينة زرع لصاحب وتداخل محور ملحوظ (الشكل 3). يتطلب كل عينة زرع حامل الاكريليك واحد. كن حذرا للتأكد من أن هلام لاصق يبقى فقط على طول ملم طول 1.5 من PVAc-NC يجري انضمت إلى ACRحامل ylic. خلاف ذلك، يمكن للهلام لاصق تتداخل مع السلوك الميكانيكي للعينة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الرطوبة من جميع العينات عن طريق وضعها في مجفف لمدة 24 ساعة على الأقل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس الطول، العرض، والأبعاد سماكة من العينات باستخدام المجهر الضوئي. </li></ol> 2. تهيئة الظروف البيئية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل عينة الإعداد الجافة في اختبار microtensile (انظر الشكل 4)، وتحامل الأول بين قبضة المحمول، ثم بين قبضة ثابتة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شن فرشاة الهواء مع خزان مملوء بالمياه في موقف ثابت، مع فوهة موجهة نحو عينة microtensile. ربط فرشاة الهواء لضاغط الهواء عبر أنابيب من البلاستيك. مع فوهة فرشاة الهواء مغلقة تماما، تشغيل ضاغط الهواء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يبدأ دوري microtensile إجراء الاختبار، بالتناوب بين سلالة الشد (سلالة إيجابية) وسلالة الضغط (سلالة السلبية) المطبقة على رانه عينة، وتبقى داخل المنطقة مرونة خطية من مؤامرة الإجهاد والانفعال. لPVAc-NC، هو من سلالة تطبيقها يقتصر على أقل من 2٪. في اختبار microtensile المخصصة المستخدمة في هذه التجارب، تمت السيطرة على معدل الضغط في حين تم قياس القوة المطلوبة لتحقيق تلك السلالة. بدلا من ذلك، يمكن إعداد مختلفة تنطوي على السيطرة على القوة المطبقة أثناء قياس الضغط الناتجة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدريجيا زيادة تدفق من فوهة فرشاة الهواء، ورصد المنحدر من مؤامرة الإجهاد والانفعال بوصفها وظيفة من كمية تدفق من فرشاة الهواء. الحد الأقصى التدفق الذي لا يسبب انخفاض كبير (&gt; 10٪) في معامل يونغ على مدى فترة من 60 ثانية هو المستوى الذي سيتم استخدامه للتجارب المجراة سابقا. في هذه المرحلة، وظروف الرطوبة التي لن الرطب عينة الجافة (وبالتالي المساهمة في الحد من معامل يونغ)، وسيقلل أيضا كانت عينة تجفيف بعد التعرض لسوائل البيولوجية في الجسم الحي تهتblished. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس درجة الحرارة بالقرب من العينة. ومن شأن الإعداد المثالي تشمل الحرارية مع قراءات رقمية، وإجراء بينما البخاخة تعمل. تعيين كثافة ومسافة قريبة من مصدر مشع الحرارة مثل أن درجة حرارة عينة يقام إلى 37 درجة مئوية، لتتناسب مع الظروف الفسيولوجية. </li></ol> 3. قارن التحكم البيئي لمراقبة غير البيئية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عينات الإعداد غمر لمدة 30 دقيقة على الأقل في الفوسفات مخزنة المالحة. بعد هذا القدر من الوقت، مشبعة تماما العينة وخفضت إلى الحد الأدنى لها معامل يونغ عند درجة حرارة معينة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل بسرعة عينة في اختبار microtensile والبدء في اختبار microtensile دوري، مع فرشاة الهواء حالا، في حين يجف العينة. هذا وسوف يحدد كيفية بسرعة يجف عينة في ظل ظروف غير خاضعة للرقابة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل العينة الثانية إعداد PBS المشبعة في اختبار microtensile، والبدء في اختبار microtensile دوريمع فرشاة الهواء على. هذا وسوف يحدد كيفية بسرعة يجف عينة تحت الظروف البيئية للرقابة. </li></ol> 4. زرع التحقيق وExplantation <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرفاق عينة زرع إلى المشبك مياداة مجهرية وموقف متعامد إلى الأنسجة القشرية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل الإدراج، والحفاظ على الأنسجة رطبة بما فيه الكفاية مع المياه المالحة لضمان تجانس ميكانيكا الأنسجة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خفض عينة البوليمر في القشرة باستخدام عناصر التحكم يد مياداة مجهرية. ترك عينة في الأنسجة القشرية حتى وقت زرع الهدف، عادة بين 1 و 30 دقيقة. لمنع الأنسجة من تجفيف لنقاط زمنية أكثر من 5 دقائق، بخفة الداب الأنسجة كل 5 دقائق باستخدام مسحة القطن غارقة في المياه المالحة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بينما يتم زرع التحقيق في القشرة، وإعداد اختبار microtensile لتحميل عينة مزروع حاليا عن طريق وضع قضيب حملة لموقف صفر تشريد 3.0 ملم من عينة المشبك ثابتة. أيضا، تعيين فوهة فرشاة الهواءإلى الإعداد تدفق ومصدر مشع الحرارة لشدة المناسبة تحديد في الخطوة 2.4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في نهاية الوقت المحدد زرع، ورفع مسبار للخروج من القشرة باستخدام عناصر التحكم يد مياداة مجهرية. على الفور، وبعناية، وإزالة عينة من المشبك مياداة مجهرية وتحميله إلى اختبار microtensile، كما هو موضح بمزيد من التفصيل في الخطوة 5.2. </li></ol> 5. اختبار Microtensile من عينات الزرع <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتوفير الوقت بعد explantation، تأكد من أن تستر microtensile مستعدة تماما لقبول عينة زرع قبل الزرع، كما هو موضح في الخطوة 4.4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مباشرة بعد explantation، تحميل عينة بين مجموعتين من المشابك اختبار microtensile. منذ يتم تحميل العينة إلى حامل الاكريليك مصممة لتكون بمثابة النصف العلوي من المشبك واحد، ضع عينة الجمعية زرع على قبضة المحمول، والجانب عينة أسفل. فمن المهم للتأكد من أن يتم تحميل عينة مثل تلك السلالة هو APPLالعبوات الناسفة فقط على طول من لجنة التحقيق لتجنب تطبيق عزم الدوران إلى عينة خلال الاختبار. على هذا النحو، يجب أن يتم تنظيمها العينة إلى مركز كل المشبك، ويجب أن تكون المشابك مستوى مع الاحترام لبعضهما البعض. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط الموقف عينة من هذا القبيل أن المسافة بين المشابك هو 3.0 مم، ونهاية يوضع التحقيق في المشبك ثابتة. هذا مم طول 3.0 بين المشابك هو طول مقياس للعينة، وسيتم استخدامها في العمليات الحسابية في وقت لاحق لتحديد الضغط على العينة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> على الفور بعد الحصول على عينة بين كل من المشابك، وعلى بعد 2 دقيقة من explantation من الأنسجة العصبية، وتفعيل الحركية في اتجاه الشد إلى استطال العينة بمعدل ثابت (10 ميكرون / ثانية المستخدمة هنا)، بينما في وقت واحد قياس وتسجيل استطالة العينة (باستخدام مؤشر النزوح، Mitutoyu 543-561) والقوة المرتبطة بها (باستخدام خلية الحمل، وتقنيات محول MDB-2.5) المطلوبة لسلالة العينة. </li><lI&gt; وقف الاختبار microtensile على فشل الميكانيكية للعينة، أو عند الوصول إلى نهاية النطاق قضيب محرك الأقراص. تصدير البيانات التي تم جمعها، وإجراء تحليل البيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تكرار الاختبار microtensile لكل عينة و / أو كل مجموعة من الشروط (أي وقت الإدراج). </li></ol> 6. تحليل البيانات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحويل البيانات الخام إلى استطالة سلالة الهندسة تطبيقها على عينة زرع عن طريق قسمة المسافة من استطالة بواسطة طول قياس الأولي، كما هو موضح في المعادلة 1، حيث ε هو من سلالة تطبيقها، تي حان الوقت، d هو الإزاحة تقاس ميكرومتر مؤشر، وL 0 هو طول قياس الأولي للعينة: <img src="/files/ftp_upload/50078/50078eq1.jpg" alt="المعادلة 1" fo:src="/files/ftp_upload/50078/50078eq1highres.jpg"/> (1) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحويل البيانات الخام إلى قوة الضغط الهندسة على العينة عن طريق قسمة القوة (في نيوتن)، من قبل هيئة تنظيم الاتصالاتnsverse منطقة مستعرضة، كما هو موضح في المعادلة 2: <img src="/files/ftp_upload/50078/50078eq2.jpg" alt="المعادلة 2" fo:src="/files/ftp_upload/50078/50078eq2highres.jpg"/> (2) حيث σ هو الضغط على العينة، F هي القوة تقاس تحميل خلية (في نيوتن)، ث 0 هو العرض الأولي للعينة، ور 0 هو سمك الأولي للعينة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رسم الإجهاد (σ [ر]) مقابل سلالة (ε [ر]) منحنى لكل عينة باستخدام برنامج كمبيوتر، مثل Microsoft Excel. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عزل جزء مرنة خطية من مؤامرة واستخدام البرمجيات القائمة على أدوات منحنى المناسب للعثور على أفضل خط مناسبا لهذا الجزء. المنحدر من أفضل خط مناسبا يتوافق مع معامل يونغ من العينة. ينبغي للجزء معزول من مؤامرة تشمل 10 نقطة على الأقل الإجهاد والانفعال، وينبغي أن تؤخذ من جزء من المؤامرة حيث المنحدر هو أعظم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لاختبارات دوري، سوف تحتاج معامل يونغ ليتم تحديدها لكل دورة. هذا قد يكون آليا أو يدويا يؤديها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لاختبارات دورية، مؤامرة معامل يونغ من كل دورة مقابل الوقت. هذا يشير إلى مدى التغييرات معامل قياس مع مرور الوقت، مما يدل على مدى سرعة عينة الإعداد يتم ترطيب أو تجفيف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> للحصول على عينات الزرع، كل عينة والوقت من زرع يتوافق مع دورة واحدة من التجارب دوري. قياس معامل يونغ باستخدام الإجراء الموضح أعلاه لكل عينة زرع. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رسم معامل يونغ مقابل الوقت الزرع. عند هذه النقطة، يمكن إجراء المقارنات لتحقيقات الفوق، الخ </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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wireless+intraocular+pressure+sensing+using+microfabricated+minimally+invasive+flexible-coiled+LC+sensor+implant.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biodegradable+three-dimension+micro-device+delivering+5-fluorouracil+in+tumor+bearing+mice.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-unit+neural+recording+with+active+microelectrode+arrays.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+polyimide-based+intracortical+electrode+arrays+with+bioactive+capability.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymers+for+neural+implants.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Vivo+Electrical+Impedance+Spectroscopy+of+Tissue+Reaction+to+Microelectrode+Arrays.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Response+of+brain+tissue+to+chronically+implanted+neural+electrodes.">Response of brain tissue to chronically implanted neural electrodes.</a> Journal of Neuroscience Methods. 148, 1-18 (2005).</li><li>Subbaroyan, J., Kipke, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+in+Medicine+and+Biology+Society,+2006.">Engineering in Medicine and Biology Society, 2006.</a> , 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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanically+adaptive+intracortical+implants+improve+the+proximity+of+neuronal+cell+bodies.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimuli-Responsive+Polymer+Nanocomposites+Inspired+by+the+Sea+Cucumber+Dermis.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimuli-Responsive+Mechanically+Adaptive+Polymer+Nanocomposites.">Stimuli-Responsive Mechanically Adaptive Polymer Nanocomposites.</a> ACS Applied Materials &amp; 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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bio-inspired+mechanically-adaptive+nanocomposites+derived+from+cotton+cellulose+whiskers.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+stimuli-responsive+polymer+nanocomposite+toward+biologically+optimized,+MEMS-based+neural+probes.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanically+adaptive+nanocomposites+for+neural+interfacing.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elastography:+ultrasonic+imaging+of+tissue+strain+and+elastic+modulus+in+vivo.">Elastography: ultrasonic imaging of tissue strain and elastic modulus in vivo.</a> European journal of ultrasound. 3, 49-70 (1996).</li><li>Hess, A., Shanmuganathan, K., Capadona, J., Hsu, L., Rowan, S., Weder, C., Tyler, D., Zorman, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro+Electro+Mechanical+Systems+(MEMS).">Micro Electro Mechanical Systems (MEMS).</a> , 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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+deployment+of+mechanically+adaptive+nanocomposites+for+intracortical+microelectrodes.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Bio-inspired Stimuli-responsive Mechanically Dynamic Nanocomposites. , (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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+polyimide-based+intracortical+electrode+arrays+with+bioactive+capability.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+32-site+neural+recording+probe+fabricated+by+DRIE+of+SOI+substrates.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+a+comparison+of+microelectrodes+for+acute+and+chronic+recordings.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+Remote+Health+Monitor+with+Replaceable+Non-Fragile+Bio-Probes+on+RFID+Tag.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stress/strain+characteristics+of+porcine+mitral+valve+tissue:+parallel+versus+perpendicular+collagen+orientation.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain-rate+dependent+material+properties+of+the+porcine+and+human+kidney+capsule.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimuli-responsive+polymer+gels.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emerging+applications+of+stimuli-responsive+polymer+materials.">Emerging applications of stimuli-responsive polymer materials.</a> Nature Materials. 9, 101-113 (2010).</li></ol>

ليس لدينا شيء في الكشف عنها.

النهوض أنظمة ميكانيكية إلكترونية صغيرة تزرع في الجسم الحيوية الطبية (bioMEMS) للتفاعل مع النظم البيولوجية هو تحفيز تطوير مواد جديدة ذات خصائص عالية مصممة. وقد صممت بعض من هذه المواد لإظهار تغيير في خصائص المواد في استجابة لحافز وجدت في البيئة الفسيولوجية. واحد من الدرجة...

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalogue Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon wafer</td>
			<td>University Wafer</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Mechanical grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extruded acrylic sheet</td>
			<td>Professional Plastics</td>
			<td>SACR 062EF</td>
			<td>Thickness 0.062"</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Razor blade</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>3962A3</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezers</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>8384A47</td>
			<td>#5 tip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Super Glue Gel</td>
			<td>Loctite</td>
			<td>130380</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Air Brush</td>
			<td>Snap-on Industrial</td>
			<td>BF175TA</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Air Compressor</td>
			<td>Paasche</td>
			<td>B002YKN8YO</td>
			<td>D500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermocouple</td>
			<td>Omega</td>
			<td>HH12A</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot plate</td>
			<td>Cimarec</td>
			<td>SP131325Q</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2 direct-write laser</td>
			<td>VersaLaser</td>
			<td>3.5</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dessicator</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>08-595</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lamp</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>custom-built</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microtensile tester</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>custom-built</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

environmentally-controlled microtensile testing of mechanically-adaptive polymer nanocomposites for ex vivo characterization

الأجهزة بالغة الصغر تزرع في الجسم تكتسب اهتماما كبيرا لعدة التطبيقات الطبية الحيوية 1-4. وقد بذلت هذه الأجهزة من مجموعة من المواد، كل تقدم مزاياه وأوجه القصور 5،6. وأبرزها، ويرجع ذلك إلى أبعاد الجهاز الميكروسكيل، مطلوب معامل عالية لتسهيل غرس في الأنسجة الحية. وعلى العكس، ينبغي أن تصلب الجهاز تطابق الأنسجة المحيطة بها لتقليل يسببها سلالة المحلية 7-9. لذلك، وضعنا مؤخرا فئة جديدة من مواد مستوحاة من الحيوي لتلبية هذه الاحتياجات من خلال الاستجابة للمؤثرات البيئية مع تغير في الخواص الميكانيكية 10-14. على وجه التحديد، بمركب متناهي في الصغر لدينا (خلات الفينيل) المستندة بولي (PVAc-NC) يعرض في الحد من تصلب عند تعرضه لدرجات حرارة مرتفعة والمياه (مثل درجة حرارة الجسم). للأسف، وجود عدد قليل من الطرق لقياس صلابة من المواد في الجسم الحي 15، والميكانيكيةاختبار anical خارج بيئة الفسيولوجية وغالبا ما يتطلب عينات كبيرة غير ملائمة للزرع. علاوة على ذلك، قد مواد المحفزات التي تستجيب يتعافى سريعا صلابة الأولي في الدقيقة explantation. لذلك، قمنا بتطوير الطريقة التي الخواص الميكانيكية للmicrosamples مزروع يمكن قياس فيفو السابقين، مع محاكاة الظروف الفسيولوجية المحافظة باستخدام الرطوبة والتحكم في درجة الحرارة 13،16،17. وتحقيقا لهذه الغاية، تم تصميم اختبار microtensile مخصصة لاستيعاب عينات الميكروسكيل 13،17 مع نطاق واسع متفاوتة معاملات الرجوعية يونغ ل (المدى من 10 ميجا باسكال إلى 5 GPA). كما مصالحنا هي في تطبيق PVAc-NC باعتبارها بيولوجيا للتكيف العصبية الركيزة التحقيق، أداة قادرة على الخواص الميكانيكية للعينات في microscale كان ضروريا. وقد تم تكييف هذه الأداة لتوفير الرطوبة والتحكم في درجة الحرارة، والتي التقليل من عينة التجفيف والتبريد 17. ونتيجة لذلك، فإن ميكانيكيخصائص آل من العينة explanted تعكس عن كثب تلك من العينة فقط قبل explantation. ويتمثل الهدف العام من هذا الأسلوب هو تقييم كمي لفي الخواص الميكانيكية في الجسم الحي، وتحديدا معامل يونغ، من المواد التي تستجيب للمؤثرات، ميكانيكيا على التكيف القائم على البوليمر. ويتم إنجاز هذا من خلال إنشاء أول الظروف البيئية التي من شأنها التقليل من تغير في الخواص الميكانيكية عينة بعد explantation دون أن تساهم في الحد من تصلب مستقلة عن تلك الناتجة عن الزرع. ثم يتم إعداد العينات للزرع، والمناولة، واختبار (الشكل 1A). يتم زرع كل عينة في قشرة الدماغ من الفئران، والذي تمثل هنا بمثابة دماغ الفئران explanted، لمدة محددة (الشكل 1B). عند هذه النقطة، يتم explanted العينة وتحميلها مباشرة إلى اختبار microtensile، ثم تعرض لاختبار الشد (الشكل1C). يوفر تحليل البيانات اللاحقة التبصر في السلوك الميكانيكي لهذه المواد المبتكرة في بيئة من القشرة الدماغية.

الخواص الميكانيكية للجميع المواد البوليمرية تقريبا، بما في ذلك لدينا PVAc-NC، تعتمد على التعرض للظروف البيئية. وأبرزها، وهذه تشمل التعرض للحرارة والرطوبة. عندما يتم الملدن مادة نظرا لامتصاص الرطوبة، أو تخضع لعملية الانتقال الحراري، فإنه يعرض انخفاض في معامل يونغ. في إ...

Watch this Scientific Journal Video about Environmentally-controlled Microtensile Testing of Mechanically-adaptive Polymer Nanocomposites for ex vivo Characterization at JoVE.com

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

ويناقش الطريقة التي يستخدمها<em&gt; في الجسم الحي</emويتم رصد&gt; السلوك الميكانيكي للمواد المحفزات التي تستجيب بوصفها وظيفة من الزمن. ويتم اختبار عينات<em&gt; خارج الحي</em&gt; باستخدام اختبار microtensile مع الضوابط البيئية لمحاكاة البيئة الفسيولوجية. يشجع هذا العمل المزيد من فهم<em&gt; في الجسم الحي</em&gt; سلوك حياتنا المادية.

اختبار Microtensile التي تسيطر عليها بيئيا للميكانيكيا على التكيف nanocomposites والبوليمرات لل<em&gt; خارج الحي</em&gt; توصيف

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

environmentally-controlled-microtensile-testing-mechanically-adaptive

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

10.1K Views.  Louis Stokes Cleveland Department of Veterans Affairs Medical Center. ويناقش الطريقة التي يستخدمها في الجسم الحي السلوك الميكانيكي للمواد المحفزات التي تستجيب بوصفها وظيفة من الزمن. ويتم اختبار عينات خارج الحي باستخدام اختبار microtensile مع الضوابط البيئية لمحاكاة البيئة الفسيولوجية. يشجع هذا العمل المزيد من...

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

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic valve leaflets are composed of interstitial cells suspended within an extracellular matrix (ECM) and are lined with an endothelial cell monolayer. The valve withstands a harsh, dynamic environment and is constantly exposed to shear, flexion, tension, and compression. Research has shown calcific lesions in diseased valves occur in areas of high mechanical stress as a result of endothelial disruption or interstitial matrix damage1-3. Hence, it is not surprising that epidemiological studies have shown high blood pressure to be a leading risk factor in the onset of aortic valve disease4. 
The only treatment option currently available for valve disease is surgical replacement of the diseased valve with a bioprosthetic or mechanical valve5. Improved understanding of valve biology in response to physical stresses would help elucidate the mechanisms of valve pathogenesis. In turn, this could help in the development of non-invasive therapies such as pharmaceutical intervention or prevention. Several bioreactors have been previously developed to study the mechanobiology of native or engineered heart valves6-9. Pulsatile bioreactors have also been developed to study a range of tissues including cartilage10, bone11 and bladder12. The aim of this work was to develop a cyclic pressure system that could be used to elucidate the biological response of aortic valve leaflets to increased pressure loads. 
The system consisted of an acrylic chamber in which to place samples and produce cyclic pressure, viton diaphragm solenoid valves to control the timing of the pressure cycle, and a computer to control electrical devices. The pressure was monitored using a pressure transducer, and the signal was conditioned using a load cell conditioner. A LabVIEW program regulated the pressure using an analog device to pump compressed air into the system at the appropriate rate. The system mimicked the dynamic transvalvular pressure levels associated with the aortic valve; a saw tooth wave produced a gradual increase in pressure, typical of the transvalvular pressure gradient that is present across the valve during diastole, followed by a sharp pressure drop depicting valve opening in systole. The LabVIEW program allowed users to control the magnitude and frequency of cyclic pressure. The system was able to subject tissue samples to physiological and pathological pressure conditions. This device can be used to increase our understanding of how heart valves respond to changes in the local mechanical environment.

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

A cyclic pressure bioreactor capable of subjecting heart valve tissue to physiological and pathological pressure conditions has been designed. A LabVIEW program allows users to control pressure magnitude, amplitude and frequency. This device can be used to study the mechanobiology of heart valve tissue or isolated cells.

تصميم مفاعل حيوي لضغط الدوري السابقين فيفو دراسة صمامات القلب الأورطي

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Ex vivo Mimicry of Normal and Abnormal Human Hematopoiesis

Hematopoietic stem cells require a unique microenvironment in order to sustain blood cell formation1; the bone marrow (BM) is a complex three-dimensional (3D) tissue wherein hematopoiesis is regulated by spatially organized cellular microenvironments termed niches2-4. The organization of the BM niches is critical for the function or dysfunction of normal or malignant BM5. Therefore a better understanding of the in vivo microenvironment using an ex vivo mimicry would help us elucidate the molecular, cellular and microenvironmental determinants of leukemogenesis6.
Currently, hematopoietic cells are cultured in vitro in two-dimensional (2D) tissue culture flasks/well-plates7 requiring either co-culture with allogenic or xenogenic stromal cells or addition of exogenous cytokines8. These conditions are artificial and differ from the in vivo microenvironment in that they lack the 3D cellular niches and expose the cells to abnormally high cytokine concentrations which can result in differentiation and loss of pluripotency9,10.
Herein, we present a novel 3D bone marrow culture system that simulates the in vivo 3D growth environment and supports multilineage hematopoiesis in the absence of exogenous growth factors. The highly porous scaffold used in this system made of polyurethane (PU), facilitates high-density cell growth across a higher specific surface area than the conventional monolayer culture in 2D11. Our work has indicated that this model supported the growth of human cord blood (CB) mononuclear cells (MNC)12 and primary leukemic cells in the absence of exogenous cytokines. This novel 3D mimicry provides a viable platform for the development of a human experimental model to study hematopoiesis and to explore novel treatments for leukemia.

Ex vivo Mimicry of Normal and Abnormal Human Hematopoiesis

A 3D culture system for hematopoiesis is described using human cord blood and leukemic bone marrow cells. The method is based on the use of a porous synthetic polyurethane scaffold coated with extracellular matrix proteins. This scaffold is adaptable to accommodate a wide range of cells.

خارج الحي تقليد تكون الدم الإنسان العادية وغير العادية

Hematopoietic stem cells require a unique microenvironment in order to sustain blood cell formation1; the bone marrow (BM) is a complex three-dimensional ...

Determination of the Transport Rate of Xenobiotics and Nanomaterials Across the Placenta using the ex vivo Human Placental Perfusion Model

Decades ago the human placenta was thought to be an impenetrable barrier between mother and unborn child. However, the discovery of thalidomide-induced birth defects and many later studies afterwards proved the opposite. Today several harmful xenobiotics like nicotine, heroin, methadone or drugs as well as environmental pollutants were described to overcome this barrier. With the growing use of nanotechnology, the placenta is likely to come into contact with novel nanoparticles either accidentally through exposure or intentionally in the case of potential nanomedical applications. Data from animal experiments cannot be extrapolated to humans because the placenta is the most species-specific mammalian organ 1. Therefore, the ex vivo dual recirculating human placental perfusion, developed by Panigel et al. in 1967 2 and continuously modified by Schneider et al. in 1972 3, can serve as an excellent model to study the transfer of xenobiotics or particles.
Here, we focus on the ex vivo dual recirculating human placental perfusion protocol and its further development to acquire reproducible results.
The placentae were obtained after informed consent of the mothers from uncomplicated term pregnancies undergoing caesarean delivery. The fetal and maternal vessels of an intact cotyledon were cannulated and perfused at least for five hours. As a model particle fluorescently labelled polystyrene particles with sizes of 80 and 500 nm in diameter were added to the maternal circuit. The 80 nm particles were able to cross the placental barrier and provide a perfect example for a substance which is transferred across the placenta to the fetus while the 500 nm particles were retained in the placental tissue or maternal circuit. The ex vivo human placental perfusion model is one of few models providing reliable information about the transport behavior of xenobiotics at an important tissue barrier which delivers predictive and clinical relevant data.

Determination of the Transport Rate of Xenobiotics and Nanomaterials Across the Placenta using the ex vivo Human Placental Perfusion Model

The ex vivo dual recirculating human placental perfusion model can be used to investigate the transfer of xenobiotics and nanoparticles across the human placenta. In this video protocol we describe the equipment and techniques required for a successful execution of a placenta perfusion.

تحديد معدل النقل من الاكسيوبيوتك والمواد النانوية عبر المشيمة باستخدام<em&gt; خارج الحي</em&gt; الإنسان المشيمة الإرواء الموديل

Decades ago the human placenta was thought to be an impenetrable barrier between mother and unborn child. However, the discovery of thalidomide-induced ...

Imaging Denatured Collagen Strands In vivo and Ex vivo via Photo-triggered Hybridization of Caged Collagen Mimetic Peptides

Collagen is a major structural component of the extracellular matrix that supports tissue formation and maintenance. Although collagen remodeling is an integral part of normal tissue renewal, excessive amount of remodeling activity is involved in tumors, arthritis, and many other pathological conditions. During collagen remodeling, the triple helical structure of collagen molecules is disrupted by proteases in the extracellular environment. In addition, collagens present in many histological tissue samples are partially denatured by the fixation and preservation processes. Therefore, these denatured collagen strands can serve as effective targets for biological imaging. We previously developed a caged collagen mimetic peptide (CMP) that can be photo-triggered to hybridize with denatured collagen strands by forming triple helical structure, which is unique to collagens. The overall goals of this procedure are i)&#160;to image denatured collagen strands resulting from normal remodeling activities in vivo, and ii) to visualize collagens in ex vivo tissue sections using the photo-triggered caged CMPs. To achieve effective hybridization and successful in vivo and ex vivo imaging, fluorescently labeled caged CMPs are either photo-activated immediately before intravenous injection, or are directly activated on tissue sections. Normal skeletal collagen remolding in nude mice and collagens in prefixed mouse cornea tissue sections are imaged in this procedure. The imaging method based on the CMP-collagen hybridization technology presented here could lead to deeper understanding of the tissue remodeling process, as well as allow development of new diagnostics for diseases associated with high collagen remodeling activity.

Imaging Denatured Collagen Strands In vivo and Ex vivo via Photo-triggered Hybridization of Caged Collagen Mimetic Peptides

This procedure demonstrates in vivo near IR fluorescence imaging of collagen remodeling activities in mice as well as ex vivo staining of collagens in tissue sections using caged collagen mimetic peptides that can be photo-triggered to hybridize with denatured collagen strands.

التصوير مبدل طبيعة الكولاجين السواحل<em&gt; في الجسم الحي</em&gt; و<em&gt; خارج الحي</em&gt; عن طريق التهجين أثار صور من المحاكاة محبوس الكولاجين الببتيدات

Collagen is a major structural component of the extracellular matrix that supports tissue formation and maintenance. Although collagen remodeling is an ...

Biomechanical Characterization of Human Soft Tissues Using Indentation and Tensile Testing

Regenerative medicine aims to engineer materials to replace or restore damaged or diseased organs. The mechanical properties of such materials should mimic the human tissues they are aiming to replace; to provide the required anatomical shape, the materials must be able to sustain the mechanical forces they will experience when implanted at the defect site. Although the mechanical properties of tissue-engineered scaffolds are of great importance, many human tissues that undergo restoration with engineered materials have not been fully biomechanically characterized. Several compressive and tensile protocols are reported for evaluating materials, but with large variability it is difficult to compare results between studies. Further complicating the studies is the often destructive nature of mechanical testing. Whilst an understanding of tissue failure is important, it is also important to have knowledge of the elastic and viscoelastic properties under more physiological loading conditions.
This report aims to provide a minimally destructive protocol to evaluate the compressive and tensile properties of human soft tissues. As examples of this technique, the tensile testing of skin and the compressive testing of cartilage are described. These protocols can also be directly applied to synthetic materials to ensure that the mechanical properties are similar to the native tissue. Protocols to assess the mechanical properties of human native tissue will allow a benchmark by which to create suitable tissue-engineered substitutes.

Tissue biomechanics is important for maintaining cell shape and function and for determining phenotype. This report demonstrates non-destructive mechanical protocols for characterizing elastic and viscoelastic properties of human soft tissues, which can be directly applied to tissue-engineered substrates to allow a close matching of engineered materials to native tissue.

توصيف النشاط الحيوي للأنسجة لينة الإنسان عن طريق المسافة البادئة واختبار الشد

Regenerative medicine aims to engineer materials to replace or restore damaged or diseased organs. The mechanical properties of such materials should ...

A New Ex Vivo Model for the Evaluation of Endoscopic Submucosal Injection Material Performance

Increasing the performance of submucosal injection materials (SIMs) is important for endoscopic therapy of early gastrointestinal cancer. It is essential to establish an ex vivo model that can evaluate SIM performance accurately, for developing high-performance SIMs. In our previous study, we developed a new ex vivo model that can be used to evaluate the performance of various SIMs in detail by applying constant tension to the specimen&#39;s ends. We also confirmed that the proposed new ex vivo model allows accurate submucosal elevation height (SEH) measurement under uniform conditions and detailed comparisons of the performances of various types of SIMs. Here, we describe the new ex vivo model and explain the detailed setup methodology of this model. Since all parts of the new model were easy to obtain, the setup of the new model could be completed quickly. SEH of various SIMs could be measured more accurately by using the new model. The critical factor that determines SIM performance can be identified using the new model. SIM development speed will drastically increase after the factor has been identified.

A New Ex Vivo Model for the Evaluation of Endoscopic Submucosal Injection Material Performance

We developed a new ex vivo model that applies constant tension to the porcine gastric specimen. This development made it possible to evaluate the performance (the height and duration of the submucosal elevation) of various SIMs accurately.&#160; The detailed setup methodology of this new model is explained.

نموذج السابقين فيفو جديد لتقييم أداء مواد الحقن بالمنظار سوبموكوسال

Increasing the performance of submucosal injection materials (SIMs) is important for endoscopic therapy of early gastrointestinal cancer. It is essential ...

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) Assays

When present in pharmaceutical products, a Gram-negative bacterial cell wall component endotoxin (often also called lipopolysaccharide) can cause inflammation, fever, hypo- or hypertension, and, in extreme cases, can lead to tissue and organ damage that may become fatal. The amounts of endotoxin in pharmaceutical products, therefore, are strictly regulated. Among the methods available for endotoxin detection and quantification, the Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) assay is commonly used worldwide. While any pharmaceutical product can interfere with the LAL assay, nano-formulations represent a particular challenge due to their complexity. The purpose of this paper is to provide a practical guide to researchers inexperienced in estimating endotoxins in engineered nanomaterials and nanoparticle-formulated drugs. Herein, practical recommendations for performing three LAL formats including turbidity, chromogenic and gel-clot assays are discussed. These assays can be used to determine endotoxin contamination in nanotechnology-based drug products, vaccines, and adjuvants.

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate LAL Assays

Detection of endotoxins in engineered nanomaterials represents one of the grand challenges in the field of nanomedicine. Here, we present a case study that describes the framework composed of three different LAL formats to estimate potential endotoxin contamination in nanoparticles.

كشف الذيفان في تركيبات النانو باستخدام فحوصات ليستي (ال) أموبوسيتي ليمولوس

When present in pharmaceutical products, a Gram-negative bacterial cell wall component endotoxin (often also called lipopolysaccharide) can cause ...

Methods for In Vivo Biomechanical Testing on Brachial Plexus in Neonatal Piglets

Neonatal brachial plexus palsy (NBPP) is a stretch injury that occurs during the birthing process in nerve complexes located in the neck and shoulder regions, collectively referred to as the brachial plexus (BP). Despite recent advances in obstetrical care, the problem of NBPP continues to be a global health burden with an incidence of 1.5 cases per 1,000 live births. More severe types of this injury can cause permanent paralysis of the arm from the shoulder down. Prevention and treatment of NBPP warrants an understanding of the biomechanical and physiological responses of newborn BP nerves when subjected to stretch. Current knowledge of the newborn BP is extrapolated from adult animal or cadaveric BP tissue instead of in vivo neonatal BP tissue. This study describes an in vivo mechanical testing device and procedure to conduct in vivo biomechanical testing in neonatal piglets. The device consists of a clamp, actuator, load cell, and camera system that apply and monitor in vivo strains and loads until failure. The camera system also allows monitoring of the failure location during rupture. Overall, the presented method allows for a detailed biomechanical characterization of neonatal BP when subjected to stretch.

Methods for In Vivo Biomechanical Testing on Brachial Plexus in Neonatal Piglets

Presented here are methods to perform in vivo biomechanical testing on brachial plexus in a neonatal piglet model.

طرق لفي فيفو نشاط اختبار علي الضفيرة العضلية في الخنازير حديثي الولادة

Neonatal brachial plexus palsy (NBPP) is a stretch injury that occurs during the birthing process in nerve complexes located in the neck and shoulder ...

Synthesis of Graphene-Hydroxyapatite Nanocomposites for Potential Use in Bone Tissue Engineering

Developing novel materials for bone tissue engineering is one of the most important thrust areas of nanomedicine. Several nanocomposites have been fabricated with hydroxyapatite to facilitate cell adherence, proliferation, and osteogenesis. In this study, hybrid nanocomposites were successfully developed using graphene nanoribbons (GNRs) and nanoparticles of hydroxyapatite (nHAPs), that when employed in bioactive scaffolds may potentially improve bone tissue regeneration. These nanostructures can be biocompatible. Here, two approaches were used for preparing the novel materials. In one approach, a co-functionalization strategy was used where nHAP was synthesized and conjugated to GNRs simultaneously, resulting in nanohybrids of nHAP on GNR surfaces (denoted as nHAP/GNR). High-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) confirmed that the nHAP/GNR composite is comprised of slender, thin structures of GNRs (maximum length of 1.8 &#181;m) with discrete patches (150-250 nm) of needle-like nHAP (40-50 nm in length). In the other approach, commercially available nHAP was conjugated with GNRs forming GNR-coated nHAP (denoted as GNR/nHAP) (i.e., with an opposite orientation relative to the nHAP/GNR nanohybrid). The nanohybrid formed using the latter method exhibited nHAP nanospheres with a diameter ranging from 50 nm to 70 nm covered with a network of GNRs on the surface. Energy dispersive spectra, elemental mapping, and Fourier transform infrared (FTIR) spectra confirmed the successful integration of nHAP and GNRs in both nanohybrids. Thermogravimetric analysis (TGA) indicated that the loss at elevated heating temperatures due to the presence of GNRs was 0.5% and 0.98% for GNR/nHAP and nHAP/GNR, respectively. The nHAP-GNR nanohybrids with opposite orientations represent significant materials for use in bioactive scaffolds to potentially promote cellular functions for improving bone tissue engineering applications.

Novel nanocomposites of graphene nanoribbons and hydroxyapatite nanoparticles were prepared using solution-phase synthesis. These hybrids when employed in bioactive scaffolds can exhibit potential applications in tissue engineering and bone regeneration.

تخليق مركبات الجرافين هيدروكسيباتيت النانوية للاستخدام المحتمل في هندسة الأنسجة العظمية

Developing novel materials for bone tissue engineering is one of the most important thrust areas of nanomedicine. Several nanocomposites have been ...

استراتيجيات التحكم والمراقبة الميكروبية لبيئات غرف الأبحاث

Microbial Control and Monitoring Strategies for Cleanroom Environments and Cellular Therapies

A well-validated and holistic program that incorporates robust gowning, cleaning, environmental monitoring, and personnel monitoring measures is critical for minimizing the microbial bioburden in cellular therapy manufacturing suites and the corresponding testing laboratories to ensure that the facilities are operating in a state of control. Ensuring product safety via quality control measures, such as sterility testing, is a regulatory requirement for both minimally manipulated (section 361) and more than minimally manipulated (section 351) human cells, tissues, and cellular and tissue-based products (HCT/Ps). In this video, we provide a stepwise guide for how to develop and incorporate the best aseptic practices for operating in a cleanroom environment, including gowning, cleaning, staging of materials, environmental monitoring, process monitoring, and product sterility testing using direct inoculation, provided by the United States Pharmacopeia (USP&lt;71&gt;) and the National Institutes of Health (NIH) Alternative Sterility Testing Method. This protocol is intended as a reference guide for establishments expected to meet current good tissue practices (cGTP) and current good manufacturing practices (cGMP).

تسليط الضوء على المؤلف: استراتيجيات التحكم والمراقبة الميكروبية لبيئات غرف الأبحاث والعلاجات الخلوية  

The protocol summarizes the best practices to minimize microbial bioburden in a cleanroom environment and includes strategies such as environmental monitoring, process monitoring, and product sterility testing. It is relevant for manufacturing and testing facilities that are required to meet current good tissue practice standards and current good manufacturing practice standards.

استراتيجيات التحكم في الميكروبات ومراقبتها لبيئات غرف الأبحاث والعلاجات الخلوية

A well-validated and holistic program that incorporates robust gowning, cleaning, environmental monitoring, and personnel monitoring measures is critical ...