Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Grafen biyomedikal implantlar için kaplama malzemesi olarak potansiyel sunmaktadır. Biz bu çalışmada grafen nanometre kalınlığında tabakalar ile kaplama nitinol alaşımları için bir yöntem göstermek ve grafen implant yanıtı etkilememektedir nasıl belirler.
Bir yüzey kaplama olarak atomik olarak pürüzsüz grafen implant özelliklerini geliştirmek için bir potansiyele sahiptir. Bu malzeme, bir stent gibi uygulamalar için grafen nanometre kalınlığındaki tabakalar ile kaplama nitinol alaşımlar için bir yöntemi gösterir. Grafen kimyasal buhar biriktirme yoluyla bakır yüzeylerde yetiştirilen ve sonra nitinol yüzeylere transfer edildi. Grafen kaplama biyolojik yanıt nasıl değiştirebileceğini anlamak için, sıçan aort endotel hücreleri ve sıçan aorta düz kas hücrelerinin hücre canlılığı araştırıldı. Ayrıca, hücre adezyon ve morfolojisi üzerine grafen-kaplamaların etkisi floresan konfokal mikroskobu ile incelendi. Hücreler aktin ve çekirdekler için lekeli ve grafen kaplı numuneler karşılaştırıldığında bozulmamış nitinol örnekler arasında belirgin farklılıklar vardı. Sıçan aorta düz kas hücrelerinden Toplam aktin ekspresyonu western blot kullanılarak bulunmuştur. Protein adsorpsiyon karakteristikleri, potansiyel trombojenitesine için bir gösterge, were jel elektroforezi ile serum albümin ve fibrinojen için belirlenir. Ayrıca, fibrinojen dan substrat yük devri Raman spektroskopisi kullanılarak sonucuna varıldı. Bu, nitinol yüzeyler üzerinde grafen kaplama bir stent malzeme için işlevsel şartları yerine ve kaplanmamış nitinol nazaran biyolojik tepki gelişmiş olduğu bulunmuştur. Böylece, grafen-kaplamalı nitinol stent malzeme için uygun bir adaydır.
Son üç yılda yeni malzemeler temelli tedaviler ve hastalığın tedavi ve teşhis için cihazların keşif tanık olduk. Bu tür nitinol (NiTi) ve paslanmaz çelik gibi yeni alaşımlı malzemeler genellikle üstün mekanik özellikleri nedeniyle biyomedikal implant imalatında kullanılır. 1-3 Ancak, çeşitli zorluklar ekzojen malzeme sitotoksisiteye bağlı kalır, ve biyo-hemo uyumluluğu. Bu alaşımların sonuç metalik doğa zayıf biyo-ve metal liç, hücre adezyon eksikliği, proliferasyon ve tromboz bu akan kan (örneğin kateter, kan damarı, vasküler stentler, yapay kalp kapakçıkları gibi temas nedeniyle hemokompatibilite vb.). 1, 4, 5 ya da proteinler implant yüzey ile canlı hücre etkileşim olumsuz cihaz işlevselliği etkileyebilir, güçlü bir bağışıklık tepkisi ve biyokimyasal reaksiyonların ardından gelen çağlayan yol açabilir. Bu nedenle, bir pertinbiyomedikal implantlar ve çevresindeki biyolojik çevre arasındaki etkileşimler üzerinde kontrol elde etmek için ent. Yüzey modifikasyonu sık sık implant kaynaklanan istenmeyen fizyolojik tepki azaltmak veya önlemek için kullanılır. İdeal bir yüzey kaplama, yüksek yapışma gücü, kimyasal olarak inert, yüksek pürüzsüzlük ve iyi hemo-ve biyouyumluluk sahip olması bekleniyor. Daha önce, elmas benzeri karbon (DLC), SiC, TiN, TiO 2 ve birçok polimer malzemeler de dahil olmak üzere çok sayıda malzeme biyo-uyumlu implant yüzey kaplama olarak sınanmıştır. 1, 6-23 Ancak, bu malzemelerin hala tüm karşılamak mümkün değildir Uygun bir implant yüzey kaplaması için işlevsel kriterleri.
Grafen olarak bilinen sp 2 karbon, atomu üzerinden tabaka kalınlığında bir buluş yeni fonksiyonlu malzemelerin geliştirilmesi için açılmıştır. Grafen o zamandan beri implant yüzey kaplaması için ideal bir aday olması beklenmektedir, kimyasal olarak inert atomik olarak pürüzsüz ve son derece dayanıklıdır. Bu mektupta, biz biyomedikal implantlar için bir yüzey kaplama olarak grafen canlılığı araştırıyoruz. Çalışmalarımız grafen kaplamalı nitinol (Gr-NiTi) fonksiyonel kriterlerine tamamen uygun olduğunu göstermek ve ayrıca mükemmel düz kas ve daha iyi hücre çoğalması yol açan endotelyal hücre büyümesini destekler. Biz de Gr-NiTi üzerindeki serum albümin adsorpsiyon fibrinojen daha yüksek olduğunu bulmak. Önemlisi, (i) bizim spektroskopik (ii) grafen kaplamalar doğrulayan endotelyal ve düz kas hücre hatları için in vitro toksisite açısından anlamlı bir sergi yok, implantlar tarafından trombosit aktivasyonu inhibe ettiğini grafen kaplama düşündüren grafen ve fibrinojen arasındaki yük transferi eksikliği doğruladı biyouyumlu, ve (iii) grafen kaplamaların kimyasal olarak inert, sağlam ve çevre kan akışı içinde sızdırmaz bulunmaktadır. Yüksek st birlikte bu hemo-ve biyouyumlu özellikleri,rength, kimyasal olarak inert ve dayanıklılık, ideal bir yüzey kaplaması olarak grafen kaplamalar kılıyor.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. NiTi arasında Grafen kaplama
Gr-NiTi 2. İn Vitro Toksisite
Sıçan aort endotel hücreleri (Hücre uygulaması Inc) bir jelatin kaplı 8 odalarına slayt üzerinde kültüre alınmıştır. Hücre büyümesi, bozulmamış test ve Gr-NiTisubstrates herhangi bir jelatin kaplama olmayan kuyularda yerleştirildi için. Taramalı elektron mikroskobu görüntüleri Hitachi S-4800 SEM kullanılarak elde edilmiştir. Buna ek olarak, sıçan aortik düz kas hücrelerinde da Du bir kontrol grubu (Corning) gibi 96 oyuklu plakalar CellBind yetiştirildilbecco Modifiye Kartal Orta (ATCC).
3. Hücre Morfolojisi Konfokal Mikroskopi Çalışmaları
4. Protein Adsorpsiyon Çalışmaları
5. Batı Protein Ekspresyonu için Blotting
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
. 10 mikron): Şekil 1 Cu folyolar üzerine) CVD yetiştirilen polikristal grafen metal kristal taneleri (ölçek çubuğu taklit eder. b) 1 sccm (4 sccm) grafen Raman spektrumu yoğun (nispeten daha zayıf) G 'bandını gösteren tek tabaka (birkaç katman) olarak hazırlanmış grafen niteliği gösterir. c) NiTi için aktarılan grafen AFM görüntüsü ~ ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Biyouyumluluk ve sitotoksisite: kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemi Şekil 1a gösterildiği Cu kristal taneleri, taklit polikristal grafen örnekleri vermiştir. Biz 1 sccm (4 sccm) örnekleri (Şekil 1b bakınız) tek tabaka (birkaç katmanı) grafen varlığını doğrulamak için Raman spektroskopisi kullanılmıştır. Açıkçası, 1 sccm (4 sccm) örnekleri monolayer göstergesidir yoğun (nispeten daha zayıf) G 'bant (birkaç tabaka) grafen sergilerler.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Çıkar çatışması ilan etti.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reaktif | |||
Dulbecco Modifiye Eagle Ortamı | ATCC | 30-2002 | |
Tiazolil mavi tetrazolium bromide | Sigma-Aldrich | M2128 | |
CellTiter 96 Sulu bir çözelti hücre çoğalması tahlil (MTS) | Promega | G3582 | |
Dimetil sülfoksit | Sigma-Aldrich | D8418 | |
36.5% formaldehit | Sigma-Aldrich | F8775 | |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | |
Alexafluor 488 phalloidin | Yaşam Teknolojileri | A12379 | |
VECTASHIELD DAP orta montajBen | Vektör Laboratuvarları | H-1200 | |
Serum albümin İnsan | Sigma-Aldrich | A9511 | |
İnsan fibrinojen | |||
Tris / Glisin / SDS | Bio-Rad | 161-0732 | |
Hazır Jel Tris-HCI jeli | Bio-Rad | 161-1158 | |
Asetik asit | Sigma-Aldrich | 45726 | |
SYPRO Kırmızı | Yaşam Teknolojileri | S-6653 | |
Protein düşük BCA assay | Lamda Biyoteknoloji | G1003 | |
Precision Plus Protein Kaleidoscope Standart | Bio-Rad | 161-0375 | |
İmmun-Blot PVDF membran | Bio-Rad | 162-0177 | |
Notu engelleyici yağsız kuru süt Blotting | Bio-Rad | 170-6404XTU | |
Tavşan üretilen Anti-aktin | Sigma-Aldrich | A2066 | |
BM Kemilüminesans Western Blot kiti (fare / tavşan) | Roche Uygulamalı Bilimler | 11520709001 | |
RIPA tamponuyla | Sigma-Aldrich | R0278 | |
NiTi (% 51 Ni,% 49 Ti) | Alfa-Aesar | 44953 | |
Ekipman | |||
Horiba JobinYvon | Raman spektrometresi | Dilor XY 98 | |
Nikon | Konfokal mikroskop | Eclipse TI mikroskop | |
Thermoscientific | Plaka okuyucu | ||
Bio-Rad | Güç kaynağı | 164-5050 | PowerPac temel güç kaynağı |
Bio-Rad | Elektroforez hücre | 165-8004 | Mini kalıba tetra hücre |
Bio-Rad | Jel tutucu kaset | 170-3931 | Mini jel tutucu kaseti |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır