Name: synthesis of soft polysiloxane-urea elastomers for intraocular lens application
Uploaded: 2019-03-08T12:30:00
Duration: 11 min 49 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Soft Polysiloxane-urea Elastomers for Intraocular Lens Application at JoVE.com

الكتاب أود أن أشكر "الوزارة الاتحادية للتعليم" والبحوث (الألمانية) لتمويل هذا العمل في إطار منح رقم 13FH032I3. الدعم المالي من جانب الأوقيانوغرافية الألمانية (DFG، جيبريس مشروع 253160297) هو العرفان. أصحاب البلاغ كذلك أتقدم بالشكر إلى بريسكا كولب وبول شولر من جامعة توبنغن لأداء 1ح-الرنين المغناطيسي النووي وقياسات 29سي-الرنين المغناطيسي النووي. شكرا أيضا سبب ديوان الخدمة المدنية Jäkle كيمي GmbH & Co. KG لإمداداتها من ح12MDI. الكتاب يود أن يشكر Thelen هربرت وأندريه يمي من بيوترونيك لإجراء التعقيم أكسيد الإيثيلين من عينات الأمير سلطان ولادا كيتايفا (جامعة روتلينغن) لدعم بلدها مع قياسات الإجهاد-الانفعال والتباطؤ.

الكتاب ليس لها علاقة بإعلان.

تحقيق عالية الوزن الجزيئي منتهية أمينوبروبيل PDMS عبر سلسلة خاتم الموازنة، استخدام اللامائى، محفز أساسي بشدة بالغة الأهمية. العوامل الحفازة عادة التطبيقية الأخرى، مثل هيدروكسيد تيتراميثيلامونيوم (تماه) أو هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)، تحتوي على مخلفات المياه، التي تشجع التفاعلات الجانبية؛ ومن ثم، يتم الحصول على مزيج من ديفونكشونال، مونوفونكشونال، وسلاسل PDMS لا يعمل مع الأوزان الجزيئية مماثلة44. وعلاوة على ذلك، إذا تم استخدام تماه، ويتطلب رد فعل > 48 ساعة لإكمال، وهل ليس دائماً المضي قدما في استهلاك مونومر كاملة44.
على وجه الخصوص، وزنها اندبلوكير أبتمدس أمر حاسم للحصول على الوزن الجزيئي المطلوب من PDMS. على سبيل المثال، بدلاً من 0.9 غرام أبتمدس، إذا تم استخدام ز 0.85 لتوليف PDMS، كما هو موضح في الفرع 2-1 من البروتوكول، سيؤدي هذا إلى نظرية وزن الجزيئي لحوالي > 900 g·mol-1. وبالإضافة إلى ذلك، الوزن الجزيئي النظرية تعتمد على التحويل. إذا كانت المنتجات الجانبية دوري غير إزالتها إلى حد كبير عن طريق التقطير فراغ، سيتم الحصول على قيمة تحويل عالية. على سبيل المثال، لاستخدام نفس الإجراء التوليف (كما هو الحال في الفرع 2-1 من البروتوكول)، تحويل محسوب من 90% سيؤدي إلى وزن الجزيئي محسوبة نظرياً؛ هذه القيمة هي 910 g·mol-1 أكبر من ذلك إذا كان يفترض تحويل 85%. الانحرافات في تحديد الوزن الجزيئي بوليسيلوكساني بمعايرة ربما تتعلق بتقدير وزن PDMS في قوارير، خاصة إذا تم استخدام سحاحة 50 مل للمعايرة. انحراف المتصلة بتقدير وزن 0.06 غ بوليسيلوكساني قد يؤدي إلى اختلاف محسوبة في g·mol ~ 650-1. ومن ثم، يوصي باستخدام تيترتور شبه.
يمكن زيادة عن طريق إدماج المجموعات فينيل17،51الانكسار من PDMS، مهلجنة فينيل مجموعات52، أو المجموعات التي تحتوي على الكبريت53. المحاولات الرامية إلى إدماج الجماعات فينيل PDMS عبر كوبوليميريزيشن أوكتافينيلسيكلوتيتراسيلوكساني (د4Ph) كما هو موضح ب Yilgör وسلب ماكغراث54 لم تكلل بالنجاح في ظل الظروف رد فعل التطبيقية، ربما لأنه العمود الفقري خاتم ضخمة جعلت من المستحيل على الحافز التطبيقية تفكك أواصر siloxane عند درجة حرارة التفاعل المحدد. يمكن فتح الحلقةPh 4د إذا تم استخدام كوه في رد فعل درجة حرارة 160 درجة مئوية. ومع ذلك، يتم الحصول على بوليسيلوكسانيس وزن الجزيئي عالية للغاية، التي يفترض أنها تحتوي على كميات عالية من الشوائب لا يعمل. وبالإضافة إلى ذلك، إزالة الحافز كوه في هذه البوليمرات الإسهامية ليست واضحة ويتطلب تحييد خطوة استخدام HCl ethanolic، متبوعاً باستخراج مائي المحفز. ثم، قد PDMS حلها في مذيب عضوي، مثل CH Cl22، لفصل المرحلة مائي من المرحلة التي تحتوي على PDMS العضوية. أخيرا، يجب أن تجفف المرحلة العضوية عبر MgSO4، متبوعاً بالترشيح والتقطير الفراغ باستخدام مبخر دوراني54. في المقابل، يسمح الأسلوب الذي قدم في هذه المخطوطة حافزا لتكون إزالتها على الفور عن طريق التحلل الحراري. ولذلك، بدلاً من استخدام مونومر الصلبة د4درجة الحموضة، المجموعات فينيل بنجاح تدخل في العمود الفقري PDMS قبل كوبوليميريزيشن مونومر السائلة د4لي، درجة الحموضة، كما أكدته 29سي-الرنين المغناطيسي النووي 50من التحليل الطيفي.
أظهرت اللدائن الأمير سلطان المركب YM 0.6-5.5 الآلام والكروب الذهنية، ومرونة عالية مع قيم استطالة لتصل إلى 1000 ٪. هذه القيم استطالة عالية وكانت تتصل ليس فقط هيكل البوليمر مجزأة بل أيضا للأوزان الجزيئية العالية من اللدائن الأمير سلطان (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58590/58590eq1.jpg" style="opacity: 0.9; font-size: 14px;"> </img> g·mol > 100,000-1)48. يحدث رد فعل فوري بين المجموعات الأمينية وجماعات إيسوسيانياتي الاليفاتيه في درجة حرارة الغرفة، مما يؤدي إلى زيادة سريعة في الوزن الجزيئي. هذه النتيجة كذلك أيده القيام برد الفعل في المذيبات، نظراً لزيادة طفيفة في اللزوجة لا يبدو أن تبطئ من سرعة رد الفعل إلى حد كبير، التي لولا ذلك جذريا سيؤثر على الوزن الجزيئي لطريقة متوازنة تقريبا نسبة المقايسة. على النقيض من ذلك، عندما استخدمت ديول قصيرة سلسلة، مثل 1، 4--هناك، كسلسلة "الموسع"، اللدائن البولي-اليوريا الناتجة كانت أقل مرونة بل أيضا فقدان الاستقرار ميكانيكية كبيرة، لا سيما إذا كان PDMS عالية الوزن الجزيئي تستخدم لتجميع. هذه النتيجة كان يفترض أن تتصل بأوزان جزيئية منخفضة إلى حد كبير من اللدائن (لم تنشر النتائج)، المقابلة لتحويل جميع ايزوسيانات المجموعات غير مكتملة في المرحلة الأخيرة من بولياديشن. وبالإضافة إلى ذلك، تتأثر الفروق في التفاعل بين المجموعات الأمينية وجذور الهيدروكسيل تجاه دييسوسياناتيس الاليفاتيه كبير النتائج المتحصل عليها من الاختبارات في المختبر سيتوتوكسيسيتي. مقتطفات الاستومر الأمير سلطان أعد من الموسع الأمينية سلسلة أبتمدس لا يحمل أي تأثير السامة للخلايا في الخلايا هاكات (الشكل 12). ومع ذلك، إذا استخدمت مقتطفات من الاستومر اليوريا البولي يوريثان المستندة إلى siloxane، بقاء الخلية كان انخفاض شديد (لم تنشر نتائجه)، التي قد تكون مرتبطة بالوزن الجزيئي المنخفض ليتشابليس والمجموعات المتبقية ايزوسيانات الممتص.
ويصف هذا البروتوكول وسيلة مريحة لإعداد بوليسيلوكسانيس الأمينية الوظيفية، التي يمكن استخدامها في وقت لاحق ماكروديامينيس لتوليف اللدائن اليوريا polysiloxane عالية الوزن الجزيئي ولينة ومرنة. كما يمكن أن تختلف الخواص الميكانيكية حدات الدعم البرنامجي حسب الوزن الجزيئي PDMS، فمن الممكن استخدام هذه البوليمرات في مجالات أخرى من مجالات التطبيق. وعلاوة على ذلك، يمكن استخدام إجراء إعداد بوليسيلوكسانيس الأمينية الوظيفية لإدخال مجموعات جانبية، مثل مجموعات الفينيل، عن طريق كوبوليميريزيشن siloxane دوري مع مجموعات الفينيل قلادة (النتائج لا تظهر). وهذا قد يفتح مجالات التطبيق الجديدة، بما في ذلك إعداد كروسلينكيد لينة الهلام polysiloxane (مثلاً، بحفز Pt هيدروسيليليشن مع سيليكون هيدريد وظيفية أو بواسطة إضافة الأشعة فوق البنفسجية-تنشيط ثيول-شرق PDMS ميركاتو الوظيفية) ( لم تظهر النتائج).

الساد الشائخة، التي تؤثر على المجموعة العمرية ≥ 60 عاماً، يؤدي إلى عتامة متقدمة للعدسة البلورية الطبيعية. ربما هو سبب هذا الشرط المرتبطة بالسن بتغيرات الأكسدة التي يتم الإسراع بالأشعة فوق البنفسجية تشعيع1،،من23. العلاج التقليدي للمياه البيضاء خرف ينطوي على استخراج الجراحية العدسة كاتاراكتوس، متبوعاً بزرع عدسة اصطناعية داخل مقلة العين (إسلام أون لاين) إلى عدسة فارغة كبسولة عبر نظام حقن2. ومع ذلك، تصنع أغلبية IOLs من البوليمرات اﻷكريليك (acrylate مسعور وماء أو البوليمرات ميثاكريلات) مع هياكل جامدة جداً؛ ومن ثم، العين يفقد قدرته على استيعاب مختلف المسافات2،4. ولذلك، المرضى الذين يعانون من مونوفوكال إسلام أون لاين يزرع تعتمد على نظارات للرؤية القريب (على سبيل المثال-، أثناء قراءة صحيفة أو كتاب)5.
وأبلغ نهج مختلفة لاستعادة القدرة على الإقامة بعد جراحة الساد. من بين هذه النهج، يمكن التمييز بين الاستراتيجيات الرئيسية اثنين: إعادة الملء كبسولة العدسة فارغة بالحقن سائل أو هلام مثل البوليمرات والنامية ناعمة وقابلة للطي في-إيولس6،،من78. مفهوم "إعادة الملء عدسة" يبشر بالخير لأنه يمكن إعداد المواد الهلامية مع بواقي يونغ منخفضة كتلك العين البشرية الطبيعية للعدسة (الجيش الشعبي الكوريca. 1-2)9؛ ومع ذلك، هذا النهج التجريبية لا تزال8، وتجري دراسات فقط في عيون الحيوانات.
وقد تم تعبئتها كبسولات العدسة بغرس سيليكون نفخ البالونات10 مليئة بسائل السيليكون أو بواسطة الحقن مباشرة سيليكون11،12 أن شُفي بعد ذلك في هيدروسيليليشن كبسولة عبر . ومع ذلك، المسائل المتصلة بالتجاعيد السطحية على البالونات، سعة إقامة أقل مقارنة بالدولة قبل الجراحة، وتشكيل إعتام عدسة العين الثانوي الشديد (عتامة كبسولة الأمامي والخلفي) وقد لوحظ7، 8،،من1213. على وجه الخصوص، أوقات علاج طويل (70 دقيقة-12 ح) يسبب زيادة خطر التسرب في المقصورات العين المحيطة بها، مما يؤدي إلى التهاب بعد العملية الجراحية10،14. ولذلك، أوصى المواد الأخرى اللازمة للاستعاضة عن العدسة البلورية، بما في ذلك الهلاميات المائية استناداً إلى دياكريلاتي غليكول البولي إثيلين، تعديل acrylate الفينيل الكحول (N-فينيلبيروليدوني)15، تعديل ميثاكريلات بوليسيلوكسانيس16،17، بولوكسامير18، وايزوسيانات-كروسلينكيد بوليالكوهولس9. ولكن منخفضة اللزوجة مونومر (أي، جل التورم بعد الحقن و crosslinking) والانكسار عالية أو منخفضة للغاية، والاستقرار الميكانيكية وسلامتها والانكسار بعد الجراحة لا يمكن التنبؤ بها، مجموعة السكن، و تشكيل الساد بعد انتهاء تشكل القضايا الرئيسية6،،من78،9،15،18. تجارياً، يتم استعادة القدرة السكن أساسا النامية القابلة للطي إيولس. ينبغي أن توفر هذه إيولس الإقامة بحركة البصرية إسلام أون لاين على الموقع الأمامي لعدسة الكبسولة عن طريق انكماش العضلات الهدبية. وقد أدخلت العديد من النماذج في السوق في عام 1996، 2001، و 20027،8. ومع ذلك، أثناء الدراسات السريرية، ستريك السكن المقدرة لتلك مزروع-إيولس كانت الغاية منخفضة (≤ د 1.5) السماح بدون مساعدة القراءة (3-4 د)6،،من78،19 , 20-ولذلك، تضم-إسلام أون لاين يجري البصريات متصلة اثنين (إسلام أون لاين البصرية المزدوجة) لزيادة أماكن الإقامة تتراوح6،21. قد درست تصميم عدسة واحدة فقط لأدائها تسهيليا في عيون البشر، وأن كانت نتائج متضاربة تم الإبلاغ عن22،،من2324،25.
بشكل عام، تعتبر اللدائن السيليكون بيولوجيا خاملة وغير سام؛ ولذلك، اللدائن السيليكون تتمتعان بتاريخ طويل من يجري تطبيقها كمواد متوافق حيويا في الطب والهندسة الطبية (مثلاً، في ثدي ويزرع الجمجمة والأطراف الصناعية المشتركة، وضمادات الجروح، القسطرة، المصارف ويحول) 26 , 27-نظراً لليونة والشفافية، وذات نفاذية الأكسجين المرتفعة، اللدائن السيليكون العثور أيضا على التطبيقات العدسات اللاصقة وإيولس2،،من2829. ومع ذلك، يجب أن يكون تساهمي كروسلينكيد السيليكون وغالباً ما تتطلب تعزيز الحشو للحصول على السلامة الميكانيكية كافية. كروسلينكينج ليس في صالح كما أنها تحظر عمليات المعالجة اللاحقة من اللدائن أما بالطرق الحرارية (مثلاً، حقن صب) أو عن طريق تجهيز من الحلول (مثلاً، صب المذيبات). على النقيض من ذلك، البولي يوريثان الحراري يحمل الاستقرار الميكانيكية، لكن عرضه للتدهور في البيئة البيولوجية، ولا سيما إذا استخدمت على أساس البوليستر أو إيثر ماكروديولس. ولذلك، تتركز الجهود على الجمع بين المرونة والاستقرار هيدروليكي أو مؤكسدة مع الخصائص الميكانيكية ممتازة على الإدماج من الهيدروكسيل أو الأمينية-وظيفية PDMS كشرائح ناعمة في البولي يوريثان، البولي-آريس، و 27من بوليوريس. لتعزيز التوافق بين الجزء الثابت يوريتان أو اليوريا القطبية بقطعة ناعمة PDMS nonpolar العالية وتحسين الخصائص الميكانيكية، ماكروديولس مختلفة على أساس إيثر أدرجت جنبا إلى جنب مع PDMS30،31 ،32. خاصة، قد حقق هذا الفريق جوناتيلاكى Thilak بصورة منهجية التنمية من السيليكون البولي يوريثان مع تحسين بيوستابيليتي والخواص الميكانيكية للتطبيقات الطبية الحيوية طويلة الأجل مثل العزل منظم ضربات القلب أو اصطناعية صمامات القلب33. أنها توليف البولي يوريثان العطرية مع شرائح لينة مختلطة تضم منتهية بجذور الهيدروكسيل PDMS وبوليثيرس المختلفة، فضلا عن ديولس البولي الاليفاتيه. من بين جميع البولي يوريثان المركب، والمزيج من أكسيد بوليهيكساميثيليني (فمو) ومعارض PDMS الجزء خصائص ميكانيكية أفضل فيما يتعلق بصعوبة التوافق30. وفي الدراسات اللاحقة، أنها مواصلة دراسة تأثير نسبة PDMS على فمو وإدماج موسع سلسلة المستندة إلى ديسيلوكساني على الخواص الميكانيكية السيليكون البولي يوريثان34،35، 36. وكشفت النتائج أن تركيبة ماكروديول 80 wt % PDMS و 20% wt فمو، بالإضافة إلى وجود موسع سلسلة المشارك، مثل 1، 3-bis(4-hydroxybutyl)-تيتراميثيلديسيلوكساني (بهتد)، ينتج البولي يوريثان ليونة مع خصائص ميكانيكية جيدة و التجهيز الحراري. وعلاوة على ذلك، يحمل هذه السيليكون-البولي يوريثان بيوستابيليتي معزز مقارنة مع إيثر لينة عادة تطبيقية يوريتان37،،من3839.
توافق مع الحياة واستقرار مواد مماثلة واستخدامهم لتطبيقات القلب والأوعية الدموية تم أيضا الإبلاغ عن40،،من4142. استناداً إلى هذه النتائج، على أساس سيليكون polyurea اللدائن (أو حدات الدعم البرنامجي) مع موسع على أساس ديسيلوكساني سلسلة يعتقد أن العائد عالية المرونة والنعومة، لكن مع قوة ميكانيكية كافية، الاحتفاظ بشكلها بعد تطبيق الإجهاد المتكررة. على سبيل المثال، قد شيدت هيرمانز et al. نموذج تجريبي على أساس بولي يوريثان البصرية المزدوجة-إسلام أون لاين للتصميم، الذي كان يستخدم لتصنيع استخدام السيليكون، كانت لينة جداً للتعامل مع الأحمال المطبقة داخل عيون الخنزير انوكليتيد43.
توضح هذه المقالة توليف لينة PSU المستندة إلى siloxane، الذي هو الأمثل من حيث الخصائص الميكانيكية والضوئية للتطبيقات وصفه استيعاب إسلام أون لاين. كما يمكن تغيير الخواص الميكانيكية لمادة ايلاستومر الأمير سلطان بالوزن الجزيئي siloxane، يمكن تطبيق نفس الإجراء لوضع أساس siloxane حدات الدعم البرنامجي، الذي يمكن العثور على التطبيقات في الطلاء والجلد الضمادات. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام هذا الإجراء لإعداد يوريثان المستندة إلى siloxane أو اللدائن اليوريا البولي إذا استخدمت PDMS منتهية الكربنول. اعتماداً على نوع ايزوسيانات (أي، الاليفاتيه أو العطرية) المستخدمة للتوليف، قد رد فعل الشروط (بما في ذلك الوقت ودرجة الحرارة، وربما تشكيل المذيبات) يمكن تغييرها. لتطبيق دييسوسياناتيس الاليفاتيه مثل 4,4-methylenebis(cyclohexylisocyanate) (ح12MDI) أو ايزوسيانات إيسوفوروني، وقد رد فعل التعجيل باستخدام عامل حفاز القصدير، مثل المركبات ديلوراتي أو ديستانوكساني دياسيتوكسيتيترابوتيل. على سبيل المثال، رد فعل بين إنهاء هيدروكسيبروبيل PDMS وح12MDI عائدات حضور محفز. وعلاوة على ذلك، أن درجة الحرارة رد فعل يحتاج إلى زيادة إلى 50-60 درجة مئوية. لتطبيق ايزوسيانات العطرية مثل 4,4-methylenebis(phenylisocyanate) (MDI)، درجة الحرارة رد فعل يجب معتدلة ولكن بما فيه الكفاية زيادة كما دييسوسياناتيس العطرية عادة أكثر رد الفعل تجاه تفاعلات مجموعات من دييسوسياناتيس الاليفاتيه. رد فعل MDI مع PDMS منتهية الكربنول يمكن أن تنهض باستخدام مخاليط المذيبات من رباعي هيدرو الفوران اللامائى (THF) و dimethylformamide (DMF) أو ديميثيلاسيتاميدي (DMAc) الأمينات الثالثية يحمل بعض نشاط الحفاز.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Octamethylcyclotetrasiloxane (D4), 97 %</td>
			<td>ABCR GmbH</td>
			<td>AB111277</td>
			<td>presumably impairs fertility, must be degassed before use 
			CAS:&#160;556-67-2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,3-Bis(3-aminopropyl)-tetramethyldisiloxane, 97%</td>
			<td>ABCR GmbH</td>
			<td>110832</td>
			<td>sensitive to air, must be stored under nitrogen 
			CAS:&#160;2469-55-8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,4,6,8-Tetramethyl-2,4,6,8-tetraphenylcyclotetrasiloxane&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>40094</td>
			<td>technical grade 
			CAS:&#160;77-63-4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetramethylammonium hydroxide pentahydrate</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>L09658</td>
			<td>toxic if swallowed and upon skin contact, strong base, sensitive to air, hygroscopic, store under refrigeration and under nitrogen 
			CAS:&#160;10424-65-4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4,4&#162;-Methylenbis(cyclohexylisocyanate) (H12MDI)</td>
			<td>Covestro via CSC J&#228;kle Chemie GmbH &#38; Co. KG</td>
			<td></td>
			<td>toxic if inhaled, skin and eye irritant 
			CAS:&#160;5124-30-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran (anhydrous) 99.8 %</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>44608</td>
			<td>stabilized with BHT 
			CAS:&#160;109-99-9</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform 99 %</td>
			<td>Gr&#252;ssing GmbH Analytica</td>
			<td>1025125000</td>
			<td>stabilized with ethanol, presumably carcinogenic, can impair fertility and cause damage to an unborn child 
			CAS:&#160;67-66-3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform-d, 99.8 %</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>151823</td>
			<td>CAS:&#160;865-49-6</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s modified Eagle&#39;s medium (DMEM) high glucose</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific Life Technologies GmbH</td>
			<td>41965-039</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific Life Technologies GmbH</td>
			<td>A3160801</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin/EDTA, 0.25 % phenol red</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific Life Technologies GmbH</td>
			<td>25200056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Titer Aqueous One Solution cell proliferation assay (MTS)</td>
			<td>Promega GmbH</td>
			<td>G3580</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HaCaT-cells</td>
			<td>CLS Cell Lines Service GmbH</td>
			<td>300493</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BioComFold&#160;</td>
			<td>Morcher GmbH</td>
			<td></td>
			<td>foldable accommodating intraocular lens</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accommodative 1CU</td>
			<td>Human Optics AG</td>
			<td></td>
			<td>foldable accommodating intraocular lens</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CrystaLens&#160;</td>
			<td>Bausch and Lomb Inc.</td>
			<td></td>
			<td>foldable accommodating intraocular lens</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silmer OH-Di10</td>
			<td>Siltech Corp.</td>
			<td></td>
			<td>Carbinol-terminated Polydimethylsiloxane</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Synchrony&#160;</td>
			<td>Visiogen Inc.</td>
			<td></td>
			<td>dual-optic foldable accommodating intraocular lens</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Elast-Eon</td>
			<td>AorTech International plc</td>
			<td></td>
			<td>thermoplastic PDMS-PHMO-based polyurethane for medical applications</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pellethane 2363-80A</td>
			<td>Lubrizol Life Sciences</td>
			<td></td>
			<td>thermoplastic polyether-based polyurethane for medical applications</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zwick universal tensile testing machine model 81565 and software testXpert II</td>
			<td>Zwick GmbH &#38; Co. KG</td>
			<td></td>
			<td>tensile testing machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CASY</td>
			<td>Roche Innovatis AG</td>
			<td></td>
			<td>cell counting system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multisizer</td>
			<td>Beckman Coulter Life Sciences</td>
			<td></td>
			<td>cell counting system</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis of soft polysiloxane-urea elastomers for intraocular lens application

تبحث هذه الدراسة طريقا توليف اللدائن الناعمة على أساس polysiloxane اليوريا (PSU) للتطبيقات الخاصة بهم كاستيعاب العدسات اللاصقة (في إيولس). سابقا أعدت منتهية أمينوبروبيل بوليديميثيلسيلوكسانيس (PDMS) الموازنة عبر الدائري-السلسلة siloxane دوري أوكتاميثيلسيكلوتيتراسيلوكساني (د4) و 1, 3-bis(3-aminopropyl)-تيتراميثيلديسيلوكساني (أبتمدس). وأدخلت في siloxane العمود الفقري عن طريق المجموعات فينيل كوبوليميريزيشن د4 و 2,4,6,8-ميثيل-2,4,6,8-تيترافينيل-سيكلوتيتراسيلوكساني (د4لي، الأس الهيدروجيني). تم توليف هذه البوليمرات الإسهامية بوليديميثيل الميثيل-فينيل-siloxane-لبنة لزيادة الانكسار من بوليسيلوكسانيس. للتطبيقات-إسلام أون لاين، الانكسار بوليسيلوكسانيس يجب أن تكون مساوية لعدسة العين البشرية الشباب. يتم التحكم في الوزن الجزيئي بوليسيلوكساني بنسبة siloxane دوري إلى اندبلوكير أبتمدس. يتم فحص شفافية اللدائن الأمير سلطان بواسطة قياس نفاذية الأفلام بين 200 و 750 نانومتر، استخدام جهاز المطياف الضوئي تجاه الأشعة فوق البنفسجية. قيم منافذه في 750 نانومتر (نهاية العلوي من الطيف المرئي) رسم مقابل الوزن الجزيئي PDMS، ويلاحظ > 90% من منافذه حتى وزن الجزيئي 18,000 g·mol1. الخواص الميكانيكية لمادة ايلاستومر الأمير سلطان التحقيق في استخدام اختبارات الإجهاد-الانفعال في العينات على شكل عظم الكلب قطع يموت. لتقييم استقرار الميكانيكية، يقاس التباطؤ الميكانيكية تمتد مرارا وتكرارا (10 x) العينات لاستطالة 5% و 100%. كبير يقلل التباطؤ مع الزيادة في الوزن الجزيئي PDMS. يتم تقييم سيتوتوكسيسيتي في المختبر لبعض اللدائن الأمير سلطان المحدد استخدام فحص صلاحية خلية النظام التجاري المتعدد الأطراف. الأساليب الموضحة هنا تسمح بتركيب الاستومر الأمير سلطان لينة وشفافة، ونونسيتوتوكسيك مع إنكسار مساوية تقريبا لعدسة العين البشرية الشابة.

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Soft Polysiloxane-urea Elastomers for Intraocular Lens Application at JoVE.com

Synthesis of Soft Polysiloxane-urea Elastomers for Intraocular Lens Application

تصف هذه الدراسة الطرق الاصطناعية لإنهاء أمينوبروبيل بوليديميثيلسيلوكسانيس والبوليمرات الإسهامية بوليديميثيل الميثيل-فينيل-siloxane-لبنة واللدائن الناعمة على أساس polysiloxane اليوريا (PSU). يقدم تطبيق حدات الدعم البرنامجي كاستيعاب عدسة العين. كما يتم وصف أسلوب تقييم سيتوتوكسيسيتي في المختبر .

توليف اللدائن اليوريا Polysiloxane لينة لتطبيق العدسة اللاصقة

This study discusses a synthesis route for soft polysiloxane-based urea (PSU) elastomers for their applications as accommodating intraocular lenses ...

الأساليب التي أظهرت في هذا الفيديو تظهر طريقة مريحة لتوليف البوليزيلوكناس الأمينية منتهية والبوليسيلوكسين لينة القائمة على البولي يوريا التي هي مناسبة للتطبيق كما استيعاب عدسة داخل العين. والميزة الرئيسية لهذه التقنيات هي أن التوليف وتحليل البوليمرات يمكن أن يؤديها بسهولة وفقا للطرق القياسية دون أي إعداد تجريبية معقدة. الآثار المترتبة على هذه التكنولوجيا تمتد نحو علاج الساد لأن معظم المواد المتاحة تجاريا عدسة داخل العين تستند على البوليمرات الاكريليك التي هي قاسية جدا للسماح للإقامة كافية.على الرغم من أن هذه الطريقة تم تحسينها لتوفير مواد ذات خصائص ناعمة للغاية ، ذات شفافية عالية جدًا ، يمكن بسهولة اعتماد الطريقة لتوفير مواد ذات خصائص أداء مختلفة تمامًا ، وهي مواد يمكن أن تكون قابلة للتطبيق أيضًا على سبيل المثال كطلاء. إن التوضيح المرئي للأساليب أمر بالغ الأهمية لأن بعض خطوات التوليف والتحليل يصعب وصفها لأنها تتضمن تفاصيل تجريبية مهمة للأداء الناجح. أولاً، أضف 19.5 جرام من D4 المنزوع الغاز و0.9 جرام من APTMDS إلى 100 ملليلتر ثلاث قارورة قاعية مستديرة للرقبة مجهزة بمحرك الطرد المركزي المغلفة بـ PTFE ومدخل النيتروجين والمنفذ.إضافة ما يقرب من 26 ملليغرام من محفز أعدت سابقا ويحرك خليط التفاعل لمدة 30 دقيقة في 80 درجة مئوية تحت تدفق النيتروجين المستمر. باستخدام قمع إسقاط، إضافة 45.5 غرام من D4 قطرة الحكمة إلى خليط التفاعل في غضون ساعتين إلى ثلاث ساعات وتحريك مزيد في 80 درجة مئوية لمدة 24 ساعة تحت تدفق النيتروجين المستمر. بعد ذلك، تبادل stirrer الطرد المركزي مع شريط كبير التحريك المغناطيسي البيضاوي وختم قارورة أسفل الرقبة جولة ثلاثة مع سدادات الزجاج اثنين.استخدام محول مع صمام وتسخين ببطء PDMS إلى 150 درجة مئوية تحت فراغ 0.1 ملليبار لتقطير قبالة المنتجات الجانبية دوري باستخدام خط Schlenk. بعد ذلك، أضف واحد ونصف إلى غرامين من البولي سيلوكسان إلى قارورة مخروطية 250 ملليلتر تحتوي على شريط مثير مغناطيسي وحل البوليسيلوكسين في 50 ملليلتر من THF تحت التحريك المستمر. تثليط المجموعات الأمينية مع 0.1 حمض الهيدروكلوريك المولر باستخدام بروموفينول الأزرق حتى يتم ملاحظة تغيير اللون من الأزرق إلى الأصفر.كرر المعايرة مع ثلاث عينات لحساب متوسط عدد الوزن الجزيئي. أضف 2.939 جرام من H12 MDI إلى قارورة رد فعل دائرية من 250 ملليلتر من الرقبة للأسفل مزودة بمحرك طردي مركزي، قمع إسقاط، ومدخل النيتروجين والمنفذ. قم بحل H12 MDI في 40 إلى 50 ملليلتر من THF.بعد ذلك ، قم بحل 45 جرامًا من PDMS المنزوعة الغاز في 100 ملليلتر من THF في منقار. أضف حل PDMS من الحكمة إلى حل H12 MDI عبر قمع إسقاط تحت التحريك المستمر وتدفق النيتروجين في درجة حرارة الغرفة. ثم شطف beaker وإسقاط القمع مع 50 ملليلتر من THF وإضافة هذا الحل إلى خلاط رد فعل.إضافة أجزاء من المبلغ stoichiometric من سلسلة الموسع APTMDS إلى حل ما قبل البوليمر. أولاً، إضافة 80٪ من المبلغ الرصين المحسوب من سلسلة المذابة APTMDS إلى خليط التفاعل. إضافة الجزء الأخير من الموسع سلسلة لخليط التفاعل والتحقق من اختفاء الشريط امتصاص isocyanate في الطيف FTIR.للحصول على غير السامة البولي سيلوزكان البولي يوريا القائم على الوهن مع الأوزان الجزيئية العالية، من المهم أن يتم وزن الجزء الأخير من موسع السلسلة بدقة وإضافتها إلى حل البوليمر بنسبة متوازنة من الثبات. صب الناتجة البوليسيلوكسيان القائم على اليوريا أو حل PSU في رقائق PTFE الزجاج المغطاة طبق بيتري وتبخير المذيب بين عشية وضحاها في غطاء الدخان. الجمع بين سبعة إلى ثمانية غرامات من قطع PSU الصغيرة و 200 إلى 250 ملليلتر من الكلوروفورم في قارورة مخروطية 250 إلى 300 ملليلتر.يُضاف شريط حركية مغناطيسية ويُغلق القارورة بشكل فضفاض مع سدادة زجاجية ويُحرّك الخليط لمدة 24 ساعة على الأقل. في اليوم التالي، أضف الحل المتجانس إلى طبق بيتري زجاجي واغطيه بورق الألومنيوم المثقب. تأكد من أن طبق بيتري في منطقة جيدة التهوية للسماح للمذيبات بالتبخر.بعد تجفيف الفيلم، قم بإزالته بعناية من السطح الزجاجي لطبق بيتري باستخدام ملعقة رقيقة صغيرة وتخزينها في ظرف شفاف للتوصيف الميكانيكي. لإعداد عينات على شكل عظام الكلب على شكل ثنائي من أفلام PSU ، ضع الفيلم تحت وحدة سكين اللكم. دفع رافعة إلى أسفل لكمة خارج عينة الاختبار وتخزينها لمدة 72 ساعة على الأقل في درجة الحرارة المحيطة.بعد ذلك، اضغط على زر على السلطة على آلة اختبار الشد وانقر فوق الزر الانتقال إلى وضعية البداية في النافذة الرئيسية للبرنامج. بعد إزالة المغلف الشفاف، افحص عينة الاختبار تحت مستقطب عبر لاستبعاد أي إجهاد داخلي. قياس سمك وعرض عينة الاختبار باستخدام الفرجار.ثم إدراج قيم سمك وعرض في الحقول المقابلة في الإطار الرئيسي للبرنامج. الآن إصلاح عينة الاختبار بين الفكين لقط العلوي من آلة الاختبار. انقر فوق زر قوة صفر في الإطار الرئيسي للبرنامج.ثم قم بإصلاح نهاية الجزء السفلي من عينة الاختبار بين الفكين السفليين لقط آلة الاختبار. انقر فوق زر قياس البدء لبدء قياس السترسيسيس. لاختبار الشد، كرر الخطوات السابقة.إضافة عينات معقمة سابقا من PSU و 0.7 غرام من بيليتان كمرجع لأنابيب أجهزة الطرد المركزي المخروطية 15 ملليلتر. استخراج العينات مع DMEM دون FBS لمدة 72 زائد أو ناقص ساعتين في 37 درجة مئوية و 5٪ ثاني أكسيد الكربون بنسبة استخراج 0.1 غرام لكل ملليلتر. إعداد العينات العمياء عن طريق إضافة DMEM دون FBS في أنابيب أجهزة الطرد المركزي المخروطية 50 ملليلتر وإجراء نفس الاستخراج.بعد ذلك ، استخراج ماصة 200 ميكرولترات من كل PSU في ستة آبار من 96 بئر microplate تحتوي على خلايا HaCat. بعد ذلك، ماصة 200 ميكرولترات من العينة الأعمى في ستة آبار. للسيطرة السلبية، ماص 200 ميكرولترات من DMEM الطازجة تكمل مع 10٪ FBS في ستة آبار.للسيطرة الإيجابية، الماصات 200 ميكرولتر من DMEM تكمل مع 10٪ FBS و 1٪ SDS في ستة آبار. بعد احتضان الخلايا لمدة 24 ساعة في 37 درجة مئوية و 5٪ ثاني أكسيد الكربون، وإزالة مقتطفات، والعينات العمياء، والضوابط. ثم ماصة 120 ميكروليترس من حل الأسهم MTS أعدت سابقا في كل بئر بما في ذلك الآبار الستة دون خلايا لتحديد الخلفية.بعد احتضان الخلايا في حل MTS لمدة أربع ساعات ، وقياس امتصاص كل بئر في 492 نانومتر باستخدام قارئ microplate. سلسلة الحلبة التوازن من D4 وMylphenyl D4 مع APTMDS أسفرت عن أمينوبروبيل إنهاء polydimethylsiloxanes و polydimethyl methylphenlysiloxane copolymers على التوالي. تم تصنيع بوليديميثيلسيلكانيس أمينوبروبيل الذي تم إنهاؤه مع الأوزان الجزيئية بين 3، 000 و 33، 000.نجح استخدام الـ(بُدْل) للسيليكسيك الحلقي مع مجموعات الفينيل القلادة ميثيل فينيل D4 مع زيادة مؤشر الانكسار من 1.401 إلى 1.4356. في خط FTIR الطيفي من ملستومرز PSU أكد رد فعل سريع للغاية من مجموعات isocyanate مع المجموعات الأمينية من PDMS وAPTMDS. أظهرت أفلام PSU elastomer الشفافة إرسالًا يزيد عن 90٪ حتى الوزن الجزيئي لـ MDS من 18,000.في أعلى الأوزان الجزيئية PDMS، أصبحت أفلام PSU مبهمة على نحو متزايد. مع زيادة في الوزن الجزيئي PDMS، يمكن إعداد النعومة PSU الناعمة. وانخفض معامل يونغ من ملسومات PSU من 5.5 إلى 0.6 ميغاباسكال.تم تقليل الثني الميكانيكية لـ PSU elastomers عندما تم إعدادها من PDMS ذات الوزن الجزيئي العالي. وكانت قيم الثنية الدورة الأولى في سلالة 100٪ انخفض من 54 إلى 6٪ الأسلوب الاصطناعية التطبيقية يسمح بإعداد مستخرجات PSU التي لا تطلق بقايا السامة للخلايا كما هو مبين في اختبارات جدوى الخلية التي أجريت مع مقتطفات من مستخرجات PSU على خلايا HaCat. أثناء إجراء توليف البوليسيلاكسانيس الأمينية المنهية، من المهم أن تزن بدقة في الكمية المحسوبة من السيلانية المستندة لأن هذا يحدد إلى حد كبير الوزن الجزيئي النهائي للبوليسيلoxدان.بعد هذا الإجراء، قد تكون مستعدة البولي يوريا أو البوليزليكازات التي تحتوي على مجموعات قلادة مختلفة مثل السيلانيات. سيليكانس سيكون لها ميزة لإنتاج المواد عبر ربط. مثل هذه المواد عبر ربط ستفتح تطبيقات جديدة محتملة مثل الضمادات من المخدرات، والمواد ذات الوظائف الحيوية أو المواد الهلامية الناعمة.لا تنس أن العمل مع ايزونسيات وتراجيميثيل هيدروكسيد الأمونيوم يمكن أن تكون خطرة وينبغي دائما اتخاذ الاحتياطات مثل نظارات السلامة وقفازات اليد أثناء تنفيذ هذا الإجراء.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Synthesis, Cellular Delivery and In vivo Application of Dendrimer-based pH Sensors

Synthesis, Cellular Delivery and In vivo Application of Dendrimer-based pH Sensors

التوليف، تسليم الخلوية و<em&gt; في الجسم الحي</em&gt; تطبيق مجسات درجة الحموضة مقرها Dendrimer-

The development of  fluorescent indicators represented a revolution for life sciences. Genetically  encoded and synthetic fluorophores with sensing ...

Seeded Synthesis of CdSe/CdS Rod and Tetrapod Nanocrystals

We demonstrate a method for the synthesis of multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe with rod and tetrapod morphologies. A seeded ...

Synthesis of Hypervalent Iodonium Alkynyl Triflates for the Application of Generating Cyanocarbenes

توليف Hypervalent Iodonium Alkynyl Triflates لتطبيق توليد Cyanocarbenes

The procedures described in this article involve the synthesis and isolation of hypervalent iodonium alkynyl triflates (HIATs) and their subsequent ...

Synthesis of Indoxyl-glycosides for Detection of Glycosidase Activities

Indoxyl glycosides proved to be valuable and versatile tools for monitoring glycosidase activities. Indoxyls are released by enzymatic hydrolysis and are ...

Synthesis of Programmable Main-chain Liquid-crystalline Elastomers Using a Two-stage Thiol-acrylate Reaction

توليف للبرمجة الرئيسية سلسلة اللدائن السائل البلوري باستخدام مرحلتين ثيول-اكريليت رد الفعل

This study presents a novel two-stage thiol-acrylate Michael addition-photopolymerization (TAMAP) reaction to prepare main-chain liquid-crystalline ...

Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications

توليف الكادميوم خالية من البرنامج النووي العراقي / ZnS الكم النقاط مناسبة للتطبيقات الطبية الحيوية

Fluorescent nanocrystals, specifically quantum dots, have been a useful tool for many biomedical applications. For successful use in biological systems, ...

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

بروتوكول لتوليف<em&gt; أورثو</em&gt; مشتقات الانيلين -trifluoromethoxylated

Molecules bearing trifluoromethoxy (OCF3) group often show desired pharmacological and biological properties. However, facile synthesis of ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

توليف وتوصيف المواد الغروية Supramolecular

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Functionalization of Single-walled Carbon Nanotubes with Thermo-reversible Block Copolymers and Characterization by Small-angle Neutron Scattering

Functionalization من احد الجدران الكربون الأنابيب النانومترية مع الحرارية عكسها البوليمر كتلة وتوصيف كل زاوية صغيرة تشتت النيوترونات

We demonstrate a protocol for single-walled carbon nanotube functionalization using thermo-sensitive PEO-PPO-PEO triblock copolymers in an aqueous ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

تخليق البروتين Bioconjugates<em&gt; عبر</em&gt; سيستين-maleimide الكيمياء

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...