עבודה זו נתמכה על ידי המחלקה להנדסה ביו רפואית באוניברסיטת קייס ווסטרן ריזרב בשניהם המעבדה סטארט הכספים (ג&#39;Capadona), ומדטרוניק בוגרת המלגה (ק פוטר). מימון נוסף על מחקר זה נתמך בחלקו על ידי NSF מענק ECS-0621984 (ג זורמן), קייס ארגון הבוגרים (ג זורמן), מחלקה לענייני יוצאי צבא בפרס הצטיינות סקירה (B7122R), כמו גם מתקדם מרכז טכנולוגי פלטפורמה (C3819C).

1. לדוגמא הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן סרט PVAc-NC של עובי בטווח של 25-100 מיקרומטר באמצעות ליהוק פתרון וטכניקת דחיסת 10-12. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סרט דבק לפרוסות סיליקון על ידי חימום על פלטה חשמלית לשתי דקות על 70 מעלות צלזיוס (מעל לטמפרטורת מעבר הזכוכית) כדי לקדם את הקשר אינטימי בין הסרט והרקיק. צעד זה מבטיח שהסרט המוכן נשאר שטוח וקבוע לרקיק סי, שהוא הכרחי לתהליכי micromachining מישוריים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תבנית הסרט לגיאומטריות מדגם הבדיקה על ידי לייזר micromachining (VLS 3.50, VersaLASER). הגדר את 2 הפרמטרים micromachining לייזר ישירים לכתוב CO לשלטון 1.0% (0.5 רוחב), 4.0% מהירות (56 מ&quot;מ / ים), ו-1,000 פעימות ב13,16 אינץ&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגימות דפוס שישמשו לשם קביעת תנאי סביבה (&quot;דוגמאות להגדרות&quot;) למבנים בצורת dogbone עם ממדי כרית לרוחב 1.5 x 1.5 מ&quot;מ 2, ואלומת אור עמום לרוחבensions 300 x 3,000 מיקרומטר 2, עם עובי ההתאמה של הסרט לאורך (איור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דפוס את הדגימות לניסויים vivo לשעבר (&quot;מדגם שתל&quot;) לתוך קורות 300 מיקרומטר x 6 מ&quot;מ, בעובי ההתאמה של הסרט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשחרר בזהירות את הדגימות מהרקיק באמצעות סכין גילוח ופינצטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטיפול במדגם, להכין המחזיקים אקריליים בהזמנה אישית במכונה שנועדו לשמש כחלק ממערכת האחיזה בבוחן microtensile. סימוני לייזר חרוטים להראות אמצע של בעל ו1.5 מ&quot;מ מהסוף. מניחים כמות קטנה של דבק מבוסס על ג&#39;ל cyanoacrylate האמצע של בעל אקריליק ולדבוק בקפדנות באורך 1.5 מ&quot;מ של מדגם השתל לבעל וחופף את קו האמצע המסומן (איור 3). כל דגימת שתל דורשת בעל אקריליק אחד. להיות זהיר כדי להבטיח כי ג&#39;ל הדבק נשאר רק לאורכו 1.5 מ&quot;מ של PVAc-NC שדבק ACRבעל ylic. אחרת, ג&#39;ל הדבק יכול להפריע להתנהגות מכאנית של המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הלחות מכל הדגימות על ידי הצבת אותם בייבוש במשך לפחות 24 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את האורך, רוחב ומידות עובי של הדגימות באמצעות מיקרוסקופ אופטי. </li></ol> 2. לקבוע תנאים סביבתיים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען מדגם הגדרה יבש לבוחן microtensile (ראה איור 4), הלחיצה ראשונה בין אוחז הנייד, ולאחר מכן בין אוחז הקבוע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר מברשת אוויר עם מאגר מלא מים לתוך תנוחה קבועה, עם הזרבובית המופנית כלפי מדגם microtensile. חברו את מברשת האוויר למדחס אוויר דרך צינורות פלסטיק. עם זרבובית מברשת האוויר סגורה לחלוטין, הפעל את מדחס האוויר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תתחיל בהליך בדיקת microtensile מחזורי, לסירוגין בין זן מתיחה (מתח חיובי) ומתח הדחיסה (מתח שלילי) לא יחול עלהוא המדגם, שנותר בתוך אזור אלסטי ליניארי של עלילת מתח מתח. לPVAc-NC, המאמץ ליישם מוגבל פחות מ -2%. בבוחן microtensile המותאם אישית המשמש בניסויים אלה, שיעור הזן היה בשליטה בזמן את כוח הדרוש כדי להשיג את המתח שנמדד. לחלופין, הגדרה שונה עשויה להיות כרוכה שליטה כוח ליישם תוך מדידת המתח שנוצר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בהדרגה להגדיל את הזרימה מנחיר מברשת האוויר, ולפקח על המדרון של עלילת מתח מתח כפונקציה של כמות הזרימה ממברשת האוויר. הזרימה המקסימלי שאינו גורמת לירידה (&gt; 10%) משמעותית במודולוס של יאנג על פני תקופה של 60 שניות היא ברמה שתשמש לניסויי vivo לשעבר. בשלב זה, בתנאי הלחות שלא להרטיב מדגם יבש (ובכך לתרום להפחתה במודולוס של יאנג), וגם יהיה למזער מדגם ייבוש לאחר שנחשף לנוזלים ביולוגיים in vivo היה established. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את הטמפרטורה בסמוך למדגם. הגדרה אידיאלית תכלול צמד תרמי עם צג דיגיטלי, ולהתבצע תוך מברשת האוויר פועל. הגדר את עוצמת והמרחק של מקור קרינת החום כזה שטמפרטורת המדגם שנערכה עד 37 מעלות צלזיוס, כך שיתאים לתנאים פיסיולוגיים. </li></ol> 3. השווה בקרת הסביבה לבקרה ללא סביבה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגימות התקנה לטבול במשך לפחות 30 דקות בופר פוספט. לאחר הסכום הזה של זמן, המדגם רווי לחלוטין וצומצם למודולוס של יאנג המינימום שלה בטמפרטורת נתונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מהירות טעינת דגימה לבוחן microtensile ולהתחיל בדיקות microtensile מחזורית, עם מברשת האוויר, ואילו במדגם מתייבש. זה יקבע כמה מהר מתייבש המדגם תחת תנאים שאינם מבוקרים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען מדגם התקנת PBS רווי שנייה לבוחן microtensile, ולהתחיל בדיקות microtensile מחזוריתעם מברשת האוויר ב. זה יקבע כמה מהר מתייבש המדגם תחת תנאי סביבה מבוקרים. </li></ol> 4. השתלת בדיקה וexplantation <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף מדגם שתל למהדק micromanipulator ועמדה מאונכת לרקמת קליפת המוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני הכניסה, לשמור על רקמה לחה עם מי מלח במידה מספקת כדי להבטיח אחידות של מכניקה של רקמות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מנמיכים את מדגם הפולימר לתוך קליפת המוח באמצעות פקדי יד micromanipulator. השאר מדגם ברקמת קליפת המוח, עד שזמן שתל היעד, בדרך כלל בין 1 ל 30 דקות. כדי למנוע מהתייבשות רקמות לנקודות זמן על פני 5 דק &#39;, בקלילות טיפת רקמות בכל 5 דקות באמצעות מטלית כותנה ספוגה מי מלח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעוד החללית היא מושתל בקליפה, להכין בוחן microtensile לטעינת המדגם מושתל כיום על ידי קביעת מוט הכונן למצב של אפס התזוזה של 3.0 מ&quot;מ מתפס המדגם הנייח. כמו כן, להגדיר את פיית מברשת האווירלהגדרת הזרימה ומקור החום קורן לעצמה הראויה לקבוע בשלב 2.4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסופו של שתל הזמן שצוין, להעלות את החללית מתוך הקליפה באמצעות פקדי יד micromanipulator. באופן מיידי, ובזהירות, הוצא את המדגם ממהדק micromanipulator ולטעון לתוך בוחן microtensile, כפי שתואר בפירוט רב יותר בשלב 5.2. </li></ol> 5. בדיקת Microtensile של דוגמאות שתל <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לחסוך זמן אחרי explantation, להבטיח כי בוחן microtensile מוכן לחלוטין לקבל את מדגם השתל לפני ההשתלה, כפי שמתואר בשלב 4.4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מייד לאחר explantation, טען את הדגימה בין שני הסטים של מלחציים בודקים microtensile. מאז המדגם הוא רכוב על בעל אקריליק נועד לשמש את החצי העליון של מהדק אחד, למקם את השתל בהרכבת מדגם האחיזה, צד המדגם הנייד למטה. חשוב להבטיח כי המדגם הוא רכוב מתח כזה שהוא ApplIED רק לאורכו של החללית, כדי למנוע החלת מומנט לדגימה במהלך בדיקה. ככזה, המדגם חייב להיות מותקן על מרכזו של כל מהדק, ואת מהדק חייב להיות ברמה בכבוד אחד לשנייה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאים את מיקום המדגם כזה שהמרחק בין מלחציים הוא 3.0 מ&quot;מ, והסוף של החללית ממוקמת לתוך המהדק הקבוע. אורך זה 3.0 מ&quot;מ בין מלחציים הוא אורך מד למדגם, וישמש בחישובים מאוחרים יותר כדי לקבוע את הלחץ על המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מייד לאחר הבטחת המדגם בין שני התפסים, ותוך 2 דקות של explantation מהרקמה העצבית, להפעיל את המנוע בכיוון המתיחה כדי להאריך את המדגם בקצב קבוע (10 מיקרומטר / שניים המשמשים כאן), בה בעת מדידה ורישום התארכות של המדגם (באמצעות מחוון עקירה, Mitutoyu 543-561) וכוח משויך (באמצעות תא עומס, טכניקות מתמרים MDB-2.5) נדרש להתאמץ המדגם. </li><lאני&gt; לעצור את בדיקת microtensile על כשל מכאני של המדגם, או כאשר בסופו של טווח מוט הכונן הוא הגיע. לייצא את הנתונים שנאספו, ולבצע ניתוח נתונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על בדיקת microtensile עבור כל דגימה ו / או כל סט של תנאים (כלומר זמן החדרה). </li></ol> 6. ניתוח נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להמיר את נתוני התארכות הגלם לזן ההנדסה פנה למדגם השתל על ידי חלוקת המרחק של התארכות באורך הראשוני מד, כפי שמתואר במשוואה 1, שבו ε הוא המאמץ ליישם, t הוא הזמן, D הוא התזוזה שנמדדה על ידי מיקרומטר מחוון, וL 0 הוא אורך מד הראשוני של המדגם: <img src="/files/ftp_upload/50078/50078eq1.jpg" alt="משוואת 1" fo:src="/files/ftp_upload/50078/50078eq1highres.jpg"/> (1) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להמיר את נתוני כוח הגלם ללחץ ההנדסה במדגם על ידי חלוקת כוח (בניוטונים), על ידי טרהשטח חתך nsverse, כפי שמתואר במשוואה 2: <img src="/files/ftp_upload/50078/50078eq2.jpg" alt="משוואה 2" fo:src="/files/ftp_upload/50078/50078eq2highres.jpg"/> (2) שבו σ הוא לחץ על המדגם, F הוא כוח שנמדד על ידי תא העומס (בניוטונים), W 0 הוא הרוחב הראשוני של המדגם, ולא 0 הוא העובי הראשוני של המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העלילה המתח (σ [t]) לעומת מתח (ε [t]) עקומה עבור כל דגימה באמצעות תוכנת מחשב, כגון Microsoft Excel. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבודד את חלק אלסטי ליניארי של העלילה ושימוש בתוכנה מבוססת כלים עקומה הולמים כדי למצוא את הקו המתאים ביותר לחלק זה. השיפוע של קו הכושר הטוב ביותר המתאים למודולוס של יאנג של המדגם. החלק המבודד של העלילה צריך לכלול לפחות 10 נקודות מתח מתח, ויש לנקוט מהחלק של העלילה שבו השיפוע הוא הגדול ביותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבדיקות מחזוריות, מודולוס של יאנג יצטרך להיקבע לכל מחזור. זה יכול להיות אוטומטי או באופן ידני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבדיקות המחזוריות, עלילת מודולוס צעיר של של כל מחזור ביחס לזמן. זה מצביע על כמה שינויים שנמדדו מודולוס עם זמן, וזה מעיד על כמה מהר מדגם התקנה הוא הרטבה או ייבוש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבלת דוגמיות שתל, כל דגימה ושעה של שתל מתאים למחזור של הבדיקות המחזוריות אחת. מדוד מודולוס הצעירים של שימוש בהליך שתואר לעיל עבור כל דגימת שתל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עלילה מודולוס של יאנג לעומת זמן שתל. בשלב זה, ניתן לבצע השוואות לחקירות המעבדתיים, וכו &#39; </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>

יש לנו מה למסור.

קידום מערכות מיקרו יו מושתלים (BioMEMS) לאינטראקציה עם מערכות ביולוגיות מניע את הפיתוח של חומרים חדשים בעלי תכונות הפערים מחויטות. חלק מחומרים אלה נועדו להציג את שינוי בתכונות חומר בתגובה לגירוי שנמצא בסביבה הפיזיולוגית. כיתה לאחרונה פיתחה אחד חומרים מגיבה לנוכחות של נ...

<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

microdevices מושתלים צובר תשומת לב משמעותית לכמה יישומים ביו 1-4. מכשירים כאלה נעשו מתוך מגוון רחב של חומרים, כל אחד מציע יתרונות וחסרונות משלה 5,6. הבולט ביותר, בשל ממדי מכשיר microscale, נדרש מודולוס גבוה כדי להקל על השתלה לתוך רקמת חיה. לעומת זאת, את הנוקשות של המכשיר צריכה להתאים את הרקמה שמסביב כדי למזער את המתח מושרה 7-9 מקומי. לכן, אנו פיתחה לאחרונה סוג חדש של חומרים בהשראה ביולוגי כדי לעמוד בדרישות אלה על ידי מגיבים לגירויים סביבתיים עם שינוי בתכונות מכאניות 10-14. באופן ספציפי, nanocomposite מבוססת (ויניל אצטט) פולי (PVAc-NC) מציגה ירידה בקשיחות בעת חשיפה למים וטמפרטורות גבוהות (למשל טמפרטורת גוף). למרבה הצער, קיימות מספר שיטות לכמת את הקשיחות של חומרי in vivo 15, וmechבדיקות anical מחוץ לסביבה הפיזיולוגית לעתים קרובות דורשת דגימות גדולות מתאימות להשתלה. יתר על כן, חומרים המגיבים לגירויים עשויים להתאושש הנוקשות הראשונית שלהם לאחר explantation במהירות. לכן, פיתחנו שיטה שבאמצעותה ניתן למדוד את התכונות מכאניות של microsamples המושתל vivo לשעבר, עם תנאים פיסיולוגיים מדומים נשמר באמצעות לחות ובקרת טמפרטורת 13,16,17. לצורך כך, בוחן microtensile מותאם אישית תוכנן כדי להכיל דגימות microscale 13,17 עם נרחב משתנה moduli של יאנג (טווח של 10 עד 5 מגפ&quot;ס GPA). כפי שמעניין אותנו הם ביישום של PVAc-NC כמצע בדיקה עצבי ביולוגי וישימה, כלי מסוגל אפיון מכאני של דוגמאות בmicroscale היה הכרחי. כלי זה הותאם כדי לספק לחות ובקרת טמפרטורה, אשר ממוזערת מדגם ייבוש וקירור 17. כתוצאה מכך, המכונאימאפייני al של מדגם explanted משקפים במדויק לאלה של המדגם רק לפני explantation. המטרה הכללית של שיטה זו היא להעריך כמותית במאפייני vivo מכאניים, במיוחד מודולוס הצעיר על חומרים מבוססי פולימר גירויים, מגיב, מכאני-אדפטיבית. המטרה זו מושגת על ידי ההקמה את התנאים הסביבתיים שיצמצמו שינוי בתכונות מכאניות לדוגמה לאחר explantation מבלי לתרום לירידה בקשיחות בלתי תלויה שנובעים מההשתלה הראשונה. דוגמאות לאחר מכן מוכנות להשתלה, טיפול, ובדיקה (איור 1 א). כל דגימה היא מושתלת לתוך קליפת המוח של חולדות, המיוצגת כאן כמוח חולדת explanted, למשך תקופה מוגדרת (איור 1). בשלב זה, מדגם explanted ונטען באופן מיידי לבוחן microtensile, ולאחר מכן נתון לבדיקת מתיחה (איור1 ג). לאחר ניתוח הנתונים מספק תובנה על ההתנהגות מכאנית של חומרים חדשניים אלו בסביבה של קליפת המוח.

את התכונות מכאניות של כמעט כל החומרים פולימריים, כולל PVAc-NC שלנו, תלויות בחשיפה לתנאים סביבתיים. בעיקר, אלה כוללים את החשיפה לחום ולחות. כאשר חומר הוא פלסטיק שעקב הספיגה של לחות, או עובר מעבר תרמית, הוא מציג ירידה במודולוס של יאנג. בהכנה ללחות והסביבה בטמפרטורה מבוקרת ל?...

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

שיטה נדונה על ידי ה<em&gt; In vivo</em&gt; התנהגות מכאנית של חומרים המגיבים לגירויים היא פיקוח כפונקציה של זמן. דגימות נבדקות<em&gt; לשעבר vivo</em&gt; באמצעות בוחן microtensile עם פקדים סביבתיים כדי לדמות את הסביבה הפיזיולוגית. עבודה זו מקדמת עוד יותר הבנה<em&gt; In vivo</em&gt; התנהגותו של החומר שלנו.

בדיקת Microtensile לסביבה מבוקרת של nanocomposites הפולימר מכאני-מסתגל ל<em&gt; לשעבר vivo</em&gt; אפיון

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. שיטה נדונה על ידי ה In vivo התנהגות מכאנית של חומרים המגיבים לגירויים היא פיקוח כפונקציה של זמן. דגימות נבדקות לשעבר vivo באמצעות בוחן microtensile עם פקדים סביבתיים כדי לדמות את הסביבה הפיזיולוגית. עבודה זו מקדמת עוד יותר הבנה In vivo התנהגותו של החומ...

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.

עיצוב של bioreactor לחץ על מחזורי Ex Vivo מחקר של מסתמי הלב אבי העורקים

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.

Ex vivo החקיינות של hematopoiesis אנושיים בריאים חריגה

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.

קביעת תעריף הובלת xenobiotics ו ננו מעבר לשליה באמצעות<em&gt; לשעבר vivo</em&gt; דגם זלוף שליה אנושי

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.

הדמיה גידים קולגן המפוגל<em&gt; בvivo</em&gt; ו<em&gt; Ex vivo</em&gt; באמצעות הכלאה-מופעל על תמונה של Caged קולגן כוזב פפטידים

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.

אפיון ביומכנית של רקמות רכות אדם באמצעות זחה ו מתיחת בדיקה

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.

מודל לשעבר Vivo חדש על ההערכה של ביצועי חומרים הזרקה Submucosal אנדוסקופי

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.

זיהוי של אנדוטוקסין ניסוחים-Nano באמצעות מבחני Lysate (LAL) Amoebocyte Limulus

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.

שיטות לVivo בדיקות ביומכנית על מקלעת ברכאל בחזירונים

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.

סינתזה של ננו-קומפוזיטים של גרפן-הידרוקסיאפטיט לשימוש פוטנציאלי בהנדסת רקמות עצם

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

אסטרטגיות בקרה וניטור מיקרוביאליים בסביבות של חדרים נקיים

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).

מחבר זרקור: אסטרטגיות בקרה וניטור מיקרוביאליות עבור סביבות חדרים נקיים וטיפולים תאיים  

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.

אסטרטגיות בקרה וניטור מיקרוביאליות עבור סביבות חדרים נקיים וטיפולים תאיים

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