Name: synthesis of soft polysiloxane-urea elastomers for intraocular lens application
Uploaded: 2019-03-08T12:30:00
Duration: 11 min 49 s
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Die Autoren möchte das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für die Finanzierung dieser Arbeit unter Nummer 13FH032I3 zu gewähren. Finanzieller Unterstützung von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG Gepris Projekt 253160297) ist dankbar anerkannt. Die Autoren weiter gerne ihre Priska Kolb und Paul Schuler von der Universität Tübingen zur Durchführung von 1H-NMR und 29Si-NMR-Messungen bedanken. Dank gebührt auch CSC Jäkle Chemie GmbH & Co. KG für ihre Versorgung mit H12MDI. Die Autoren möchten Herbert Thelen und André Lemme von Biotronik für die Durchführung von Ethylen Sterilisation der PSU Proben und Lada Kitaeva (Hochschule Reutlingen) Danke für ihre Unterstützung mit Spannungs-Dehnungs und Hysterese Messungen.

Die Autoren haben nichts zu verzollen.

Um hohen Molekulargewicht Aminopropyl beendet PDMS über Ring-Kette Gleichgewichtherstellung, mit einer wasserfreien zu erreichen ist stark basischen Katalysators entscheidend. Andere in der Regel angewandten Katalysatoren, wie Tetramethylammonium Hydroxid (TMAH) oder Kaliumhydroxid (KOH), enthalten Wasserrückstände, die Nebenreaktionen zu fördern; Somit erhält man eine Mischung aus Difunctional, monofunktionalen und nicht funktionsfähige PDMS-Ketten mit ähnlichen Molekulargewichten44. Darüber hinaus Wenn TMAH verwendet wird, erfordert die Reaktion > 48 h für Abschluss und tut nicht immer mit kompletten Monomer Verbrauch44fortfahren.
Insbesondere ist das Wiegen der Endblocker APTMDS entscheidend für das gewünschte Molekulargewicht des PDMS zu erhalten. Z. B. anstelle von 0,9 g APTMDS, wenn 0,85 g, PDMS, synthetisieren verwendet wird, wie beschrieben in Abschnitt 2.1 des Protokolls, würde dies zu einem theoretischen Molekulargewicht von ca. > 900 G·mol-1. Darüber hinaus ist die theoretische Molekulargewicht abhängig von der Umwandlung. Wenn die zyklische Nebenprodukte nicht erheblich entfernt per Vakuumdestillation sind, erhält man ein hohe Conversion-Wert. Um das gleiche Synthese-Verfahren (wie in Abschnitt 2.1 des Protokolls) zu verwenden, führt eine berechnete Konvertierung von 90 % z. B. zu einem theoretisch berechneten Molekulargewicht; Dieser Wert ist 910 G·mol-1 größer ist als die, wenn davon, eine Konvertierung von 85 ausgegangen wird %. Abweichungen bei der Polysiloxan Molekulargewicht Bestimmung durch Titration möglicherweise beziehen sich auf das Wiegen von PDMS in das Fläschchen, insbesondere dann, wenn eine 50 mL Bürette für die Titration verwendet wird. Eine Abweichung bezogen auf das Wiegen von 0,06 g Polysiloxan führen eine berechnete Differenz ~ 650 G·mol-1. Daher empfiehlt sich die Verwendung von einem halbautomatischen Titrator.
Der Brechungsindex des PDMS kann erhöht werden, durch den Einbau von Phenyl Gruppen17,51, halogenierte Phenyl Gruppen52oder schwefelhaltigen Gruppen53. Versuche, Phenyl-Gruppen in PDMS über die Copolymerisation von Octaphenylcyclotetrasiloxane (D-4Ph) zu integrieren, wie beschrieben durch Yilgör, Riffle und McGrath54 scheiterten unter den angewandten Reaktionsbedingungen, Vielleicht weil das sperrige Ring Rückgrat machte es unmöglich für die angewandte Katalysator Siloxan-Anleihen bei der ausgewählten Reaktionstemperatur aufzubrechen. D4Ph Ring kann geöffnet werden, wenn KOH verwendet wird, bei einer Reaktionstemperatur von 160 ° C. Jedoch sind Polysiloxane des extrem hohen Molekulargewichts erhalten, vermutlich enthalten hohe Mengen an Verunreinigungen nicht funktionsfähig. Darüber hinaus die Entfernung des Katalysators KOH in diese Copolymere ist nicht einfach und erfordert eine Neutralisation mit ethanolische HCl, gefolgt von einer wässrigen Extraktion des Katalysators. Dann muss die PDMS in einem organischen Lösungsmittel, z. B. CH2Cl2aufgelöst werden, um die organische PDMS-haltigen Phase die wässrige Phase getrennt. Zu guter Letzt muss die organische Phase über MgSO4, gefolgt von Filtrations- und Vakuumdestillation mit a Drehverdampfer54getrocknet werden. Im Gegensatz dazu ermöglicht die Methode präsentiert in diesem Manuskript den Katalysator sein sofort über thermische Zersetzung entfernt. Daher sind anstelle von festen Monomer D4Ph, Phenyl Gruppen erfolgreich in der PDMS-Rückgrat durch Copolymerisation der flüssige Monomer D4Me, Ph, eingeführt 29Si-NMR bestätigt Spektroskopie-50.
Die synthetisierten PSU Elastomere ausgestellt YM von 0,6 - 5,5 MPa und hohe Elastizität mit Dehnung Werte von bis zu 1.000 %. Solche hohe Dehnung Werte betrafen nicht nur segmentiert Polymerstruktur sondern auch für die hohe Molmassen von der PSU-Elastomeren (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58590/58590eq1.jpg" style="opacity: 0.9; font-size: 14px;"> </img> > 100.000 G·mol-1)48. Eine sofortige Reaktion tritt zwischen den Aminogruppen und aliphatischen Isocyanyate Gruppen bei Raumtemperatur, was zu rasant Molekulargewicht. Dieses Ergebnis unterstützt wurde durch die Durchführung der Reaktion in einem Lösungsmittel, weil ein leichter Anstieg der Viskosität nicht zu verlangsamen die Reaktionsgeschwindigkeit deutlich, die würden sonst dramatisch beeinflussen des Molekulargewichts für ein nahezu ausgeglichenes stöchiometrischen Verhältnis. Im Gegensatz dazu als eine kurze Kette Diol wie 1,4-Butandiol, als die Kettenverlängerer verwendet wurde, wurden die daraus resultierenden Polyurethan-Harnstoff-Elastomere nicht nur weniger elastisch, sondern auch die verlorenen erhebliche mechanische Stabilität, besonders wenn hohe Molekulargewicht PDMS wurde für die Synthese verwendet. Dieses Ergebnis bezog sich vermutlich auf die deutlich niedrigen Molmassen von Elastomeren (Ergebnisse nicht veröffentlicht), die unvollständige Umwandlung aller Isocyanat-Gruppen in der letzten Phase der Polyaddition entspricht. Darüber hinaus beeinflusst Unterschiede in der Reaktivität zwischen Amino- und Hydroxyl-Gruppen gegenüber aliphatischen Diisocyanate drastisch die Ergebnisse von in-vitro- Zytotoxizität Tests. Auszüge aus der PSU-Elastomer aus dem amino Kettenverlängerer APTMDS vorbereitet keine zytotoxische Wirkung auf die HaCaT-Zellen (Abbildung 12) aufweisen. Jedoch wenn Auszüge aus einem Siloxan-Basis Polyurethan-Harnstoff-Elastomer verwendet wurden, war die Zellviabilität drastisch reduzierten (Ergebnisse nicht veröffentlicht), die war möglicherweise im Zusammenhang mit niedrigem Molekulargewicht Leachables und passives nicht umgesetztes Isocyanatgruppen.
Dieses Protokoll beschreibt eine bequeme Methode für die Zubereitung von amino-funktionale Polysiloxane, die später als Macrodiamines kann, zur Synthese von hohem Molekulargewicht, weich und elastisch Polysiloxan-Harnstoff-Elastomeren verwendet werden. Da die mechanischen Eigenschaften der PSU gemäß dem PDMS Molekulargewicht variiert werden können, ist es möglich, diese Polymere in anderen Anwendungsbereichen zu verwenden. Darüber hinaus kann das Verfahren für die Zubereitung von amino-funktionale Polysiloxane für die Einführung von Seitengruppen wie Vinylgruppen, über die Copolymerisation von einem zyklischen Siloxan mit Anhänger Vinylgruppen (nicht dargestellten Ergebnisse) verwendet werden. Dies kann neue Anwendungsfelder eröffnen, einschließlich der Vorbereitung der weiche querverbunden Polysiloxan Gele (z. B.durch Pt-katalysierten Hydrosilylierung mit einem Hydrid-funktionale Silikon oder UV-aktivierte Thiol-ene Zugabe von Mercapto-funktionale PDMS)) Ergebnisse nicht angezeigt).

Senile Katarakt, Auswirkungen auf die Altersgruppe von ≥ 60 Jahren führt zu fortgeschrittene Trübungen der natürlichen Linse. Diese altersbedingten Zustand wird wahrscheinlich durch oxidative Veränderungen verursacht, die durch UV-Bestrahlung-1,-2,-3beschleunigt werden. Konventionelle Behandlung für senile Katarakt beinhaltet die chirurgische Extraktion der Starlinse Linse, gefolgt von der Implantation einer intraokularen Kunstlinse (IOL) in eine leere Objektiv Kapsel über eine Injektion System2. Aber eine Mehrheit der IOL aus Acryl Polymeren (hydrophoben und hydrophilen Acrylat oder Methacrylat Polymere) mit extrem starre Strukturen hergestellt sind; Daher verliert das Auge seine Fähigkeit, auf verschiedenen Distanzen2,4unterzubringen. Daher sind Patienten mit Monofokallinsen IOL Implantate abhängig von Brille für die Nahsicht (zB., beim Lesen einer Zeitung oder einem Buch)5.
Verschiedene Ansätze zur Wiederherstellung der Unterkunft Fähigkeit nach einer Kataraktoperation sind berichtet worden. Unter diesen Ansätzen können zwei Hauptstrategien unterschieden werden: Nachfüllen leere Linsenkapsel durch Einspritzen einer Flüssigkeit oder Gel-artige Polymere und weiche, faltbare eine IOL6,7,8zu entwickeln. Das Konzept der "Objektiv Nachfüllen" ist vielversprechend, weil Gele mit Youngs Moduli so niedrig wie diejenigen der natürlichen menschlichen Auges Objektiv (ca. 1 bis 2 kPa)9zubereitet werden können; Allerdings ist dieser Ansatz noch experimentell8, und Studien sind nur auf Tieraugen durchgeführt.
Objektiv-Kapseln haben wieder aufgefüllt, durch Implantation von aufblasbaren Silikon Ballons10 gefüllt mit flüssigem Silikon oder durch direkte Injektion Silikon11,12 , die anschließend in die Kapsel über Hydrosilylierung geheilt wurde . Jedoch Fragen im Zusammenhang mit Oberfläche Falten auf die Ballons eine geringere Amplitude Unterkunft gegenüber dem präoperativen stand, und die Bildung von schweren sekundären Katarakt (vordere und hintere Kapsel getrübten) wurden erwähnt7, 8,12,13. Insbesondere verursachen lange Aushärtezeiten (70 min - 12 h) ein erhöhtes Risiko von Leckagen in die umliegenden Auge Fächer, was zu postoperativen Entzündungen10,14. Daher sind andere Materialien für den Austausch der Augenlinse empfohlen einschließlich Hydrogele basierend auf Polyethylenglykol Diacrylate, Acrylat-modifizierte Copolymere Vinyl Alkohol (N-Vinylpyrrolidon)15, Methacrylat geändert, Polysiloxane16,17, Poloxamer18und Diisocyanat-vernetzte Polyalkohole9. Jedoch Monomer Viskosität (d.h. Gel Schwellungen nach der Injektion und Vernetzung), extrem niedrige oder hohe Brechungsindizes, mechanische Stabilität und Integrität, unvorhersehbare postoperative Refraktion, niedrig Unterkunft Angebot und After-Kataraktentstehung bilden die Hauptthemen6,7,8,9,15,18. Kommerziell, wird die Unterkunft Fähigkeit vor allem durch die Entwicklung von faltbaren pro-IOL wiederhergestellt. Diese IOL soll Unterkunft durch die Bewegung der IOL-Optik auf der vorderen Seite der Linse Kapsel über die Kontraktion des ciliary Muskels. Verschiedene Modelle wurden auf dem Markt im Jahr 1996, 2001 und 20027,8eingeführt. Jedoch niedrig denn die implantierten IOL extrem waren während der klinischen Studien, die geschätzte Unterkunft Amplituden (≤ 1,5 D) um ohne fremde Hilfe lesen (3-4 D)6,7,8,19 zu ermöglichen , 20. daher eine a-IOL bestehend aus zwei verbundenen Optik (Dual-Optik IOL) wurde zur Erhöhung der Unterkunft reichen6,21. Das Design von nur einem Objektiv ist für seine lockere Leistung in menschlichen Augen untersucht worden, wenn auch widersprüchliche Ergebnisse berichteten22,23,24,25gewesen sein.
Silikonelastomere gelten in der Regel um biologisch inert und nicht toxisch zu sein; Daher haben Silikonelastomere eine lange Geschichte als biokompatible Materialien in der Medizin und Medizintechnik (z.B.in Brustimplantate, kraniofaziale Implantate gemeinsame Prothetik, Wundauflagen, Kathetern, Drainagen und Shunts) angewendet 26 , 27. aufgrund ihrer Weichheit, Transparenz und hohe Sauerstoffdurchlässigkeit, Silikonelastomere finden auch Anwendungen wie Kontaktlinsen und IOL2,28,29. Allerdings müssen Silikone werden kovalent vernetzt und erfordern oft Füllstoffe ausreichende mechanische Integrität zu stärken. Vernetzung ist nachteilig, da es der Weiterverarbeitung von Elastomeren entweder durch thermoplastische Methoden verbietet (z.B.Spritzguss) oder durch Verarbeitung von Lösungen (z.B.Lösungsmittel Gießen). Im Gegensatz dazu Thermoplastische Polyurethane weisen mechanischen Stabilität aber sind anfällig für Abbau innerhalb der biologischen Umgebung, besonders wenn Polyester oder Polyether-basierten Macrodiols verwendet werden. Daher Anstrengungen, Flexibilität und hydrolytische oder oxidative Stabilität mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften kombinieren konzentrieren sich auf die Einbeziehung der Hydroxyl - oder amino-funktionale PDMS als weiche Segmente in Polyurethan Polyurethan-Harn¬, und Polykarbamid-27. Um die Kompatibilität des polar Urethan oder Harnstoff schwer mit einem höchst unpolaren PDMS-weich-Segment zu verbessern und mechanischen Eigenschaften zu verbessern, sind verschiedene Polyether-basierte Macrodiols zusammen mit PDMS30,31 aufgenommen. ,32. Insbesondere untersucht die Thilak Gunatillake Gruppe systematisch die Entwicklung von Silikon Polyurethan mit verbesserten-Kompatibilität und mechanischen Eigenschaften für langfristige biomedizinische Anwendungen wie Herzschrittmacher Isolierung oder künstliche Herz-Ventile-33. Sie synthetisiert aromatischen Polyurethane mit gemischten weichen Segmenten bestehend aus Hydroxyl-terminierte PDMS sowie verschiedene Polyether und aliphatischen Polycarbonat Diole. Unter die synthetisierte Polyurethane, die Kombination von Polyhexamethylene Oxid (PHMO) und PDMS Exponate segment die besten mechanischen Eigenschaften in Bezug auf harte Kompatibilität30. In späteren Studien sie weiter untersucht die Wirkung der PDMS-PHMO-Verhältnis und die Einbeziehung der Disiloxane-basierte Kettenverlängerer auf die mechanischen Eigenschaften von Silikon Polyurethan34,35, 36. die Ergebnisse zeigten, dass eine Macrodiol Komposition aus 80 Gew.-% PDMS und 20 Gew.-% PHMO, neben einem Co Kettenverlängerer wie 1,3-bis(4-hydroxybutyl)-Tetramethyldisiloxane (BHTD), weicher Polyurethane mit guten mechanischen Eigenschaften ergibt und thermoplastische Verarbeitbarkeit. Diese Silikon-Polyurethane weisen darüber hinaus eine verbesserte-Kompatibilität im Vergleich zu einem allgemein angewandte weichem Polyether Urethan37,38,39.
Die Biokompatibilität und Stabilität der ähnlichen Materialien und deren Verwendung für Herz-Kreislauf-Anwendungen wurden auch berichtet40,41,42. Basierend auf diesen Ergebnissen werden Silikon basierende Polyurea Elastomere (oder Netzteile) mit einer Disiloxane-basierte Kettenverlängerer gedacht, um hohe Flexibilität und Weichheit, Ausbeute allerdings mit ausreichende mechanische Festigkeit, um ihre Form zu behalten, nach der Anwendung von wiederholter Belastung. Zum Beispiel haben Hermans Et Al. einen experimentelle Polyurethan-basierte Dual-Optik a-IOL-Prototyp gebaut, weil das Design, das zuvor für eine Fertigung mit Silikon verwendet wurde, war extrem weich zu handhaben die angewendeten Lasten innerhalb entkernte Schwein Augen43.
Dieser Artikel beschreibt die Synthese eines weichen Siloxan-basierte Netzteils, welches als ein zuvorkommend IOL in Bezug auf die mechanischen und optischen Eigenschaften für Anwendungen optimiert ist. Wie die mechanischen Eigenschaften von der PSU-Elastomeren durch das Molekulargewicht Siloxan verändert werden können, kann das gleiche Verfahren zur Entwicklung von Siloxan-basierte PSU, die finden Anwendungen in Beschichtungen und Verbände der Haut angewendet werden. Darüber hinaus kann dieses Verfahren zur Siloxan-Basis Polyurethan oder Polyurethan-Harnstoff Elastomere vorbereiten, wenn Carbinol-terminierte PDMS verwendet wird. Je nach Art der Diisocyanat (d.h., aliphatische oder aromatische) für Synthese verwendet möglicherweise Reaktionsbedingungen (einschließlich Uhrzeit, Temperatur und vielleicht die Lösungsmittel Zusammensetzung) verändert werden. Für die Anwendung der aliphatischen Diisocyanate wie 4,4-methylenebis(cyclohexylisocyanate) (H12MDI) oder Isophorone-Diisocyanat, hat die Reaktion beschleunigt werden mit einem Organozinn-Katalysator, wie Dibutyltin Dilaurate oder Diacetoxytetrabutyl Distannoxane. Beispielsweise erfolgt die Reaktion zwischen einem Hydroxypropyl-terminierte PDMS und H12MDI in Anwesenheit eines Katalysators. Darüber hinaus muss die Reaktionstemperatur auf 50-60 ° c erhöht werden Für die Anwendung ein aromatisches Diisocyanat wie 4,4-methylenebis(phenylisocyanate) (MDI) muss die Reaktionstemperatur mäßig aber ausreichend erhöht werden, wie aromatische Diisocyanate in der Regel mehr reaktiv gegenüber nukleophilen Gruppen als sind aliphatischen Diisocyanate sind. Die Reaktion des MDI mit Carbinol-terminierte PDMS kann gefördert werden, mithilfe der Lösemittelgemische von wasserfreiem Tetrahydrofuran () THF) und Dimethylformamid (DMF) oder Dimethylacetamid (DMAc) als tertiäre Amine einige katalytische Aktivität aufweisen.

<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

Diese Studie beschreibt eine Synthese-Route für weiche Polysiloxan-basierte Harnstoff (PSU) Elastomere für ihre Anwendungen als Aufnahme von Intraokularlinsen (IOL). Aminopropyl-terminierte Polydimethylsiloxane (PDMS) wurden zuvor über die Ring-Kette Gleichgewichtherstellung der zyklischen Siloxan Octamethylcyclotetrasiloxane (D-4) und 1,3-bis(3-aminopropyl)-Tetramethyldisiloxane (APTMDS) vorbereitet. Phenyl-Gruppen wurden eingeführt in der Siloxan Rückgrat über die Copolymerisation von D4 und 2,4,6,8-Tetramethyl-2,4,6,8-Tetraphenyl-Cyclotetrasiloxane (D-4Me, Ph). Diese Polydimethyl-Methyl-Phenyl-Siloxan-Blockcopolymere wurden zur Erhöhung der Brechungsindizes von Polysiloxanen synthetisiert. Für Anwendungen wie eine IOL muss der Brechungsindex der Polysiloxane entspricht dem von einem jungen menschlichen Augenlinse. Das Molekulargewicht von Polysiloxan steuert das Verhältnis von der zyklischen Siloxan, Endblocker APTMDS. Die Transparenz von der PSU-Elastomeren wird durch die Messung der Transmission von Filmen zwischen 200 und 750 nm, mit einem UV-Vis Spektralphotometer untersucht. Transmission-Werte bei 750 nm (obere Ende des sichtbaren Spektrums) sind gegen das PDMS Molekulargewicht geplottet, und > 90 % von der Durchlässigkeit wird bis zu einem Molekulargewicht von 18.000 G·mol−1beobachtet. Mechanische Eigenschaften von der PSU-Elastomeren sind mit Spannungs-Dehnungs-Tests auf gestanzte Hund-Knochen-förmigen Proben untersucht. Für die Bewertung der mechanischen Stabilität, mechanische Hysterese wird gemessen, indem immer wieder dehnen (10 X) die Proben um 5 % und 100 % Dehnung. Hysterese sinkt erheblich mit der Zunahme der PDMS Molekulargewicht. In-vitro- Zytotoxizität von einigen ausgewählten PSU-Elastomeren ist anhand eines MTS Zelle Lebensfähigkeit Assays. Die hier beschriebenen Methoden erlauben die Synthese von einem weich, transparent und noncytotoxic PSU-Elastomer mit einem Brechungsindex ungefähr gleich der eines jungen menschlichen Augenlinse.

Die Ring-Kette Gleichgewichtherstellung D4 und D4Me, Ph mit Endblocker APTMDS ergab Aminopropyl-terminierte Polydimethylsiloxane und Polydimethyl-Methyl-Phenyl-Siloxan-Copolymeren, bzw. die synthetisiert wurden mit Molekulargewichten zwischen 3.000 und 33.000 G·mol-1 durch Einstellen des Monomer-Verhältnisses zwischen D4 und APTMDS (Abbildung 6). Molekulargewichte <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58590/58590eq1.jpg"> von den vorbereiteten PDMS, die aus 1H-NMR-Spektren (Abbildung 5) ermittelt wurden, waren ähnlich wie die Werte aus Titration. Diese Werte wurden im Einvernehmen mit den berechneten theoretischen Molekulargewichte von bis zu 15.000 G·mol–1. Während der Vorbereitung des PDMS mit höheren Molmassen wurden die erhaltenen Molekulargewichte geringfügig größer als die theoretische Berechnung vermutet. Die Copolymerisation von der zyklischen Siloxan mit Anhänger Phenyl Gruppen D4Me, pH-Wert galt für geringfügige Erhöhung der Brechungsindex von Polysiloxanen erfolgreich. Der Brechungsindex (anhand der Abbe Refraktometer bei 37 ° C) stieg von 1.401 (unveränderte PDMS), 1.4356 (14 Mol % Methyl-Phenyl-Siloxan) (Abbildung 7). PSU Elastomere synthetisiert wurden in zwei Schritten mit dem vorbereiteten Aminopropyl-terminierte PDMS, aliphatisches Diisocyanat H12MDI und APTMDS, mit THF als Lösungsmittel. Diese Methode erlaubt den Bau von hohen Molekulargewicht Netzteile mit einer segmentierten Struktur der harten Segmente (Diisocyanat + Harnstoff) und weiche Segmente (PDMS). Inline FTIR-Spektroskopie bestätigt die extrem schnelle Reaktion von Isocyanatgruppen mit den Aminogruppen der PDMS und Kettenverlängerer APTMDS (Abbildung 3 und Abbildung 8). Im Gegensatz zu der Vorbereitung der Polyurethan-Elastomeren, die mehrere Stunden dauert, war die Vorbereitung der PSU-Elastomeren bequem. Die Transparenz und die mechanischen Eigenschaften von Elastomeren PSU waren das PDMS Molekulargewicht abhängig. Transparente PSU-Elastomer-Folien stellte eine Durchlässigkeit von > 90 % bis zu einem Molekulargewicht von PDMS 18.000 G·mol-1. Bei höheren PDMS Molekulargewichte der PSU-Filme wurde zunehmend undurchsichtig (Abbildung 9). Mit der Zunahme der PDMS Molekulargewicht konnte weichen PSU Elastomeren vorbereitet werden. Elastizitätsmodul von PSU Elastomeren sank von ~5.5 MPa (mit einem PDMS Molekulargewicht von 3.000 G·mol-1) auf 0,6 MPa (mit einem PDMS Molekulargewicht von ≥26, 000 G·mol-1) (Abbildung 10). Darüber hinaus verringerte mechanische Hysterese, die verwendet wurde, um die mechanische Stabilität unter wiederholten angelegten Spannung zu bewerten, für die PSU-Elastomere, wenn sie von hohem Molekulargewicht PDMS bereit waren. Die Hysterese-Werte für den ersten Zyklus bei einer 100 % Dehnung sank von 54 % (mit einem PDMS Molekulargewicht von 3.000 G·mol-1) auf 6 % (mit einem PDMS Molekulargewicht von 33.000 G·mol-1) (Abbildung 11). Die angewandte Synthese-Verfahren zulässig, die Vorbereitung der PSU-Elastomere, die nicht zytotoxische Residuen als Beispiele in Zelle Lebensfähigkeit Tests durchgeführt mit Extrakten von einigen ausgewählten PSU Elastomeren auf HaCaT-Zellen (Abbildung 12) freigeben.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig1.jpg"> Abbildung 1: Synthese des Katalysators Tetramethylammonium-3-Aminopropyl-Dimethylsilanolate. Tetramethylammonium Hydroxid Pentahydrat (TMAH) und 1,3-Bis(3-aminopropyl)-Tetramethyldisiloxane (APTMDS) wurden 2 h in THF bei 80 ° c reagiert. Der Katalysator Tetramethylammonium-3-Aminopropyl-Dimethylsilanolate wird als ein weißer Körper empfangen, nach dem Waschen des Rohprodukt mit THF. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig3.jpg"> Abb. 2: Synthese Route für Aminopropyl-terminierte Polydimethylsiloxane (PDMS) und Polydimethyl-Methyl-Phenyl-Siloxan-Copolymeren. Zyklische Monomere D4/d4Me, Ph sind equilibriert mit einem Disiloxane Endblocker APTMDS bei 80 ° C für 24 h mit dem Tetramethylammonium-3-Aminopropyl-Dimethylsilanolate-Katalysator. Diese Zahl wurde von Riehle Et Al. modifiziert 48. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig2.jpg"> Abbildung 3: zweistufige Synthese von segmentierten Polysiloxan-basierte Harnstoff Elastomere (PSU). Im ersten Schritt, einem Prepolymer mit aktiven Isocyanatgruppen entsteht nach der Reaktion von H12MDI mit Aminopropyl-terminierte Polysiloxan (R = CH3: PDMS; R = Ph; Copolymer). Im zweiten Schritt wird das Polymer Molekulargewicht erhöhte über die Reaktion der verbleibenden aktiven Isocyanatgruppen mit Kettenverlängerer APTMDS. Die daraus resultierende Elastomer ist ein segmentierten Polymer bestehend aus Harnstoff harte Segmente und weichen Silikon-Segmente. Diese Zahl wurde von Riehle Et Al. modifiziert 48. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig4.jpg"> Abbildung 4: Spezifikation des Prüflings Hund Knochen geformt für Spannungs-Dehnungs-Tests. Diese Zahl wurde von Keiper45geändert. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig5.jpg"> Abbildung 5: 1H-NMR-Spektrum von Aminopropyl-terminierte Polydimethylsiloxan. Für die Berechnung der Molmasse, ganzzahlige Werte des Methylenblau Protonen d (δ 2,69 ppm) und b (δ 0,56 ppm) und Methyl-Protonen ein (δ ~ 0,07 ppm) wurden eingesetzt. Die Peak-c (δ ~1.5 ppm) ist durch die HDO Gipfel49, entsprechend der Proton-Austausch von Wasser Spuren mit Lösungsmittel CDCl3überlagert; Daher wird dieser Gipfel nicht verwendet, um das Molekulargewicht zu berechnen. Das PDMS Molekulargewicht in diesem Spektrum ist ~ 16.365 G·mol-1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig5large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig6.jpg"> Abbildung 6: Lineare Korrelation zwischen dem Molekulargewicht <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/58590/58590eq6.jpg"> </img> Aminopropyl-terminierte Polydimethylsiloxane und Endblocker Konzentration. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58590/58590eq1.jpg"> Werte waren bestimmt über 1H-NMR-Spektroskopie, die Titration von amino Endgruppen und der theoretischen Berechnung nach Gleichung (1). Diese Zahl ist abgedruckt mit freundlicher Genehmigung von Riehle Et al. 48. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig6large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig7.jpg"> Abbildung 7: Brechungsindizes von Aminopropyl-terminierte Polydimethyl-Methyl-Phenyl-Siloxan-Copolymeren. Brechungsindex (RI) von Polydimethyl-Methyl-Phenyl-Siloxan-Copolymeren wurden bei 20 ° C (schwarze Quadrate) und 37 ° C (rote Kreise) mit einem Abbe-Refraktometer bestimmt. Die RI-Werte linear mit der Menge der eingearbeiteten Methyl-Phenyl-Siloxan-Einheiten erhöht. RI-Werte auf 0 Mol-% stellen die von unveränderten PDMS mit einem Molekulargewicht vergleichbar mit Polydimethyl-Methyl-Phenyl-Siloxan-Copolymeren dar. Eine optimale RI 1.4346 (37 ° C) wurde für ein Copolymer mit 14 Mol% Methyl-Phenyl-Siloxan erhalten. Diese Zahl wurde mit freundlicher Genehmigung von Riehle Et Al. nachgedruckt 48. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig7large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig8.jpg"> Abbildung 8: Isocyanat-Konvertierung während der Synthese von Polydimethylsiloxan-Harnstoff (PSU). Diese Abbildung zeigt eine zeitabhängige Handlung des NCO-Absorptionsbande bei 2.266 cm1 gefolgt von Inline-FTIR-ATR-Spektroskopie bei der Synthese von PSU. Nach der Zugabe von Aminopropyl-terminierte Polydimethylsiloxan verringert die Höhe der NCO-Band, bezeichnend für die Bildung von NCO-terminierte prepolymer Ketten. Nach der Zugabe von Kettenverlängerer APTMDS verschwunden die NCO-Band vollständig aus den IR-Spektren. Diese Zahl wurde mit freundlicher Genehmigung von Riehle Et Al. nachgedruckt 50. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig8large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig9.jpg"> Abbildung 9: Abhängigkeit von der Durchlässigkeit der PSU Elastomer Filme bei 750 nm und das Molekulargewicht des Polydimethylsiloxan. Die Durchlässigkeit der PSU Filme wurde durch UV-Vis-Spektroskopie bestimmt. Die Durchlässigkeit der Netzteile bei 750 nm (der obere Rand des sichtbaren Spektrums) war > 90 %, wenn Netzteile mit PDMS mit Molekulargewichten zwischen 3.000 und 18.000 G·mol-1synthetisiert wurden. Mit einer zunehmenden Molekulargewicht von PDMS erhöht sich die Deckkraft der Filme. Diese Zahl wurde mit freundlicher Genehmigung von Riehle Et Al. nachgedruckt 48. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig9large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig10.jpg"> Abbildung 10: Elastizitätsmodul von PSU Elastomeren als Funktion des Molekulargewichtes von Polydimethylsiloxan. Youngs Moduli (YM) wurden anhand der Spannungs-Dehnungs-Messungen der PSU Filme bestimmt. Die Werte werden als ein Mittelwert aus fünf wiederholte Messungen gewonnen angegeben. Die Fehlerbalken repräsentieren die Standardabweichung. Der höchste Rückgang von YM wurde für Netzteile von PDMS im Bereich von 3.000 bis 9.000 G·mol–1synthetisiert beobachtet. PDMS Molekulargewichte zwischen 12.000 und 18.000 G·mol-1war YM Werte zwischen 1,5 MPa und 1,0 MPa. Bei mehr als 26.000 G·mol-1Molekulargewichte waren YM Werte ~0.6 MPa. Diese Zahl wurde mit freundlicher Genehmigung von Riehle Et Al. nachgedruckt 48. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig10large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig11.jpg"> Abbildung 11:100 % Hysterese-Kurven von PSU Elastomeren. Die ersten Zyklus Hysterese-Kurven von der PSU-Elastomeren bei 100 % Dehnung werden angezeigt. Die Polymer-Notation bezieht sich auf das PDMS Molekulargewicht (z.B.PSU-3 t ist ein Polyurea-Elastomer mit einem Molekulargewicht von 3.000 G·mol-1aus PDMS vorbereitet). Die höchste mechanische Hysterese (43-54 %) wurde in PSU Elastomere synthetisiert aus niedrigem Molekulargewicht PDMS beobachtet, wie durch die ausgeprägte Hysterese-Kurven. Hysterese verringerte sich auf 6 % (33.000 G·mol-1) mit der Zunahme der PDMS Molekulargewicht von 14 % (15.000 G·mol-1). Diese Zahl wurde mit freundlicher Genehmigung von Riehle Et Al. nachgedruckt 48. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig11large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig12.jpg"> Abbildung 12: Ergebnisse von in-vitro- Zytotoxizität Tests auf HaCaT-Zellen mit Netzteil Extrakten behandelt. Diese Abbildung zeigt die Zellproliferation der HaCaT-Zellen mit mittlerer Zellextrakte PSU Elastomere behandelt. Die Werte werden als der Mittelwert von drei getesteten Extrakte pro Probe mit sechs wiederholte Messungen für jedes Extrakt (18 Wiederholungen insgesamt) erhalten angegeben. Die Fehlerbalken repräsentieren die Standardabweichung aus diesen Messungen. Der Blank stellt die Zelle Medium DMEM (ohne Probe), die analog zu den Zelle-Medium für die Extraktion verwendet behandelt wurde. Ein medizinisches Polyether-Urethan wurde als das Referenzmaterial ausgewählt. Silikon-basierten Polyurea Elastomere (PSU-18 t, PSU-16 t und PSU-14Ph) wurden als repräsentative Proben, die auf PDMS mit Molekulargewichten von 18.000 und 16.000 G·mol-1 (PSU-18 t und PSU-16 t), basierten PSU-14Ph zugrunde gelegt wurde ein Polydimethyl-Methyl-Phenyl-Siloxan-Copolymeren mit 14 Mol% Methyl-Phenyl-Siloxan und ein Molekulargewicht von ~ 16.600 G·mol-1. Die durchschnittliche Verbreitung von HaCaT-Zellen, mit den Extrakten von der PSU-Elastomere und die Referenz-Polyurethan behandelt wurde zu 100 % und höher. Daher sind die Extrakte der PSU Elastomere und Referenz Polyurethan nicht zytotoxisch. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig12large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>

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Synthesis of Soft Polysiloxane-urea Elastomers for Intraocular Lens Application

Diese Studie beschreibt Synthesewege für Aminopropyl-terminierte Polydimethylsiloxane und Polydimethyl-Methyl-Phenyl-Siloxan-Blockcopolymere und weiche Polysiloxan-basierte Harnstoff (PSU) Elastomere. Es stellt die Anwendung der Netzteile als Aufnahme einer Intraokularlinse. Ein Bewertungsverfahren für in-vitro- Zytotoxizität wird ebenfalls beschrieben.

Synthese von weichen Polysiloxan-Harnstoff-Elastomeren für Intraokularlinsen Anwendung

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

Die in diesem Video demonstrierten Methoden zeigen eine bequeme Möglichkeit, aminoterminierte Polysiloxane und weiche Polysiloxan-polyureas zu synthetisieren, die für die Anwendung als intraokulare Linse geeignet sind. Der Hauptvorteil dieser Techniken besteht darin, dass die Synthese und Analyse der Polymere ohne komplizierte Versuchsaufbau einfach nach Standardmethoden durchgeführt werden kann. Die Implikation dieser Technologie erstreckt sich auf die Katarakttherapie, da die meisten kommerziell erhältlichen intraokularen Linsenmaterialien auf Acrylpolymeren basieren, die zu steif sind, um eine ausreichende Unterbringung zu ermöglichen.Obwohl dieses Verfahren optimiert wurde, um Materialien mit sehr weichen Eigenschaften, von sehr hoher Transparenz zu liefern, kann das Verfahren leicht verwendet werden, um Materialien mit völlig unterschiedlichen Leistungsmerkmalen bereitzustellen, Materialien, die auch beispielsweise als Beschichtungen anwendbar sein könnten. Die visuelle Demonstration der Methoden ist von entscheidender Bedeutung, da einige der Synthese- und Analyseschritte schwer zu beschreiben sind, da sie experimentelle Details enthalten, die für eine erfolgreiche Leistung wichtig sind. Fügen Sie zunächst 19,5 Gramm entgastes D4 und 0,9 Gramm APTMDS zu einem 100 Milliliter Dreihals-Rundkolben hinzu, der mit einem PTFE-beschichteten Zentrifugalrührer und Stickstoffein- und -auslass ausgestattet ist.Etwa 26 Milligramm zuvor vorbereiteter Katalysator hinzufügen und das Reaktionsgemisch 30 Minuten bei 80 Grad Celsius unter einem kontinuierlichen Stickstofffluss rühren. Mit einem Fallentrichter 45,5 Gramm D4 innerhalb von zwei bis drei Stunden in das Reaktionsgemisch geben und bei 80 Grad Celsius 24 Stunden lang unter einem kontinuierlichen Stickstofffluss weiter rühren. Anschließend den Zentrifugalrührer mit einem großen ovalen Magnetrührstab tauschen und den drei Hals-Rundkolben mit zwei Glasstoppern versiegeln.Verwenden Sie einen Adapter mit einem Ventil und erhitzen Sie das PDMS langsam auf 150 Grad Celsius unter einem Vakuum von 0,1 Millibar, um die zyklischen Seitenprodukte mit einer Schlenk-Linie abzubauen. Als nächstes eineinhalb bis zwei Gramm Polysiloxan in einen 250 Milliliter konischen Kolben geben, der einen magnetischen Rührstab enthält, und das Polysiloxan unter kontinuierlichem Rühren in 50 Milliliter THF auflösen. Titrieren Sie die Aminogruppen mit 0,1 Molarensalzsäure mit Bromphenolblau, bis ein Farbwechsel von blau zu gelb beobachtet wird.Wiederholen Sie die Titration mit drei Proben, um die Anzahl des durchschnittlichen Molekulargewichts zu berechnen. Fügen Sie 2.939 Gramm H12 MDI zu einem 250 Milliliter Rundenboden-Reaktionskolben mit Zentrifugalrührer, Fallenrichter sowie Stickstoffeinlass und Auslass hinzu. Lösen Sie den H12 MDI in 40 bis 50 Milliliter THF auf.Als nächstes lösen Sie 45 Gramm entgastes PDMS in 100 Milliliter THF in einem Becher auf. Fügen Sie die PDMS-Lösung weise zur H12 MDI-Lösung über einen Tropfentrichter unter kontinuierlichem Rühren und einem Stickstoffstrom bei Raumtemperatur hinzu. Dann spülen Sie das Becherglas und Tropfen Trichter mit 50 Milliliter THF und fügen Sie diese Lösung auf den Reaktionsmischer.Fügen Sie Teile der stoichiometrischen Menge des Kettenverlängerers APTMDS zur Vorpolymerlösung hinzu. Fügen Sie zunächst 80 % der berechneten stoichiometrischen Menge des gelösten Kettenverlängerers APTMDS zum Reaktionsgemisch hinzu. Fügen Sie den letzten Teil des Kettenverlängerers in das Reaktionsgemisch ein und überprüfen Sie das Verschwinden des Isocyanat-Absorptionsbandes im FTIR-Spektrum.Um nicht zytotoxische Polysiloxan-basierte Polyurea-Elastomere mit hohen Molekulargewichten zu erhalten, ist es wichtig, dass der letzte Teil des Kettenverlängerers präzise abgewogen und der Polymerlösung in einem ausgewogenen stoichiometrischen Verhältnis zugesetzt wird. Gießen Sie die resultierende Harnstoff- oder Netzteillösung auf Polysiloxanbasis in eine PTFE-Folienglas-Petrischale und verdampfen Sie das Lösungsmittel über Nacht in der Dunstabzugshaube. Kombinieren Sie sieben bis acht Gramm kleine Netzteilstücke und 200 bis 250 Milliliter Chloroform in einem 250 bis 300 Milliliter konischen Kolben.Einen magnetischen Rührstab hinzufügen und den Kolben mit einem Glasstopfen locker versiegeln und mindestens 24 Stunden rühren. Am nächsten Tag die homogene Lösung zu einer glasigen Petrischale geben und mit perforierter Aluminiumfolie bedecken. Stellen Sie sicher, dass sich die Petrischale in einem gut belüfteten Bereich befindet, damit die Lösungsmittel verdampfen können.Nach dem Trocknen des Films vorsichtig von der Glasoberfläche der Petrischale mit einem kleinen dünnen Spachtel entfernen und in einem transparenten Umschlag für die mechanische Charakterisierung aufbewahren. Um zerschnittene, hundeknochenförmige Proben aus den Netzteilfolien vorzubereiten, legen Sie den Film unter eine Stanzmessereinheit. Drücken Sie den Hebel nach unten, um das Prüfling auszustechen und mindestens 72 Stunden bei Umgebungstemperatur aufzubewahren.Als nächstes drücken Sie die Einschalttaste auf einer Zugprüfmaschine und klicken Sie auf die Schaltfläche zur Startposition im Hauptfenster der Software. Nach dem Entfernen der transparenten Hülle, überprüfen Sie die Probe unter einem Kreuzpolarisator, um jegliche innere Beanspruchung auszuschließen. Messen Sie die Dicke und Breite der Prüfprobe mit einem Bremssattel.Fügen Sie dann die Werte für Dicke und Breite in die entsprechenden Felder im Hauptfenster der Software ein. Fixieren Sie nun die Prüfprobe zwischen den oberen Spannbacken der Prüfmaschine. Klicken Sie im Hauptfenster der Software auf die Schaltfläche Nullkraft.Fixieren Sie dann das untere Ende der Prüfprobe zwischen den unteren Spannbacken der Prüfmaschine. Klicken Sie auf die Schaltfläche Messung starten, um die Hysteresemessung zu starten. Wiederholen Sie für den Zugtest die vorherigen Schritte.Fügen Sie zuvor sterilisierte Proben von Netzteil und 0,7 Gramm Pellethan als Verweis auf 15 Milliliter konische Zentrifugenrohre hinzu. Extrahieren Sie die Proben mit DMEM ohne FBS für 72 plus oder minus zwei Stunden bei 37 Grad Celsius und 5% Kohlendioxid bei einem Extraktionsverhältnis von 0,1 Gramm pro Milliliter. Bereiten Sie Blindproben vor, indem Sie DMEM ohne FBS in 50 Milliliter konische Zentrifugenrohre einfügen und die gleiche Extraktion durchführen.Als nächstes pipette 200 Mikroliter jedes Netzteils in sechs Brunnen einer 96-Well-Mikroplatte mit HaCat-Zellen. Als nächstes Pipette 200 Mikroliter der Blindprobe in sechs Brunnen. Für die Negativkontrolle, Pipette 200 Mikroliter frische DMEM ergänzt mit 10%FBS in sechs Brunnen.Zur Positivkontrolle, Pipette 200 Mikroliter DMEM ergänzt mit 10%FBS und 1%SDS in sechs Brunnen. Nach der Inkubation der Zellen für 24 Stunden bei 37 Grad Celsius und 5% Kohlendioxid, entfernen Sie die Extrakte, Blindproben und Kontrollen. Dann Pipette 120 Mikroliter einer zuvor vorbereiteten MTS-Lagerlösung in jeden Brunnen einschließlich der sechs Brunnen ohne Zellen, um den Hintergrund zu bestimmen.Nach der vierstündigen Inkubation der Zellen in der MTS-Lösung messen Sie die Absorption jedes Brunnens mit einem Mikroplattenleser bei 492 Nanometern. Die Ringkettenäquilibrierung von D4 und Methylphenyl D4 mit APTMDS ergab Aminopropyl-terminierte Polydimethylsiloxane bzw. Polydimethylmethylphenlysiloxan-Copolymere. Aminopropyl-terminierte Polydimethylsiloxane wurden mit Molekulargewichten zwischen 3.000 und 33.000 synthetisiert.Die Copolymerisation des zyklischen Siloxans mit den Pendantphenylgruppen Methylphenyl D4 war mit einem Refraktiven Index von 1,401 auf 1,4356 erfolgreich. In der Linie FTIR-Spektroskopie der PSU-Elastomere bestätigte die extrem schnelle Reaktion der Isocyanatgruppen mit den Aminogruppen aus dem PDMS und APTMDS. Transparente PSU-Elastomerfolien wiesen eine Transmission von mehr als 90 % bis zu einem MDS-Molekulargewicht von 18 000 auf.Bei höheren PDMS-Molekulargewichten wurden die PSU-Filme zunehmend undurchsichtig. Mit einer Erhöhung des PDMS-Molekulargewichts konnten weiche PSU-Elastomere hergestellt werden. Der Young es Modulus der PSU-Elastomere verringerte sich von 5,5 auf 0,6 Megapascal.Die mechanische Hysterese wurde für die PsU-Elastomere reduziert, als sie aus hochmolekularem PDMS hergestellt wurden. Die Hysteresewerte waren der erste Zyklus bei einem 100%-Stamm verringert von 54 bis 6%Die angewandte synthetische Methode erlaubte die Herstellung von PSU-Elastomeren, die keine zytotoxischen Residuen freisetzen, wie in Zelllebensfähigkeitstests gezeigt, die mit Extrakten von PSU-Elastomeren an HaCat-Zellen durchgeführt wurden. Bei der Synthese von aminoterminierten Polysiloxanen ist es wichtig, die berechnete Silanmenge genau abzuwägen, da dies weitgehend das endgültige Molekulargewicht des Polysiloxans bestimmt.Nach diesem Verfahren können Polyureas oder Polysiloxane hergestellt werden, die verschiedene Anhängergruppen wie Silane enthalten. Silane hätten den Vorteil, quervernetzende Materialien herzustellen. Solche Vernetzungsmaterialien eröffnen neue Anwendungsmöglichkeiten wie Drogeneluden,biofunktionalisierte Materialien oder weiche Gele.Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit den Isocynate und Tetramethylammoniumhydroxid gefährlich sein kann und Vorsichtsmaßnahmen wie Schutzbrillen und Handhandschuhe sollten immer während der Durchführung dieses Verfahrens getroffen werden.

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

Synthesis, Cellular Lieferung und<em&gt; In-vivo-</em&gt; Anwendung der Dendrimer-basierten pH-Sensoren

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

Forschung

Chemie

Seeded Synthesis of CdSe/CdS Rod and Tetrapod Nanocrystals

Gesetzt Synthese von CdSe / CdS-Nanokristalle Rod und Tetrapod

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

Synthese von hypervalenten Iodonium Alkinyl triflaten für die Anwendung der Gene 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

Synthese von Indoxyl-Glykoside zum Nachweis von Glycosidase Aktivitäten

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

Synthese von Programmierbare Hauptkettenflüssigkristalline Elastomere unter Verwendung eines Zwei-Stufen-Thiol-Acrylat-Reaktions

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

Synthese von Cd-frei InP / ZnS-Quantenpunkte Geeignet für biomedizinische Anwendungen

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

Protokoll für die Synthese von<em&gt; Ortho</em&gt; -trifluoromethoxylated Anilin-Derivate

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

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Synthese und Charakterisierung von supramolekularen Kolloid-

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

Funktionalisierung von einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen mit Thermo-reversible Blockcopolymere und Charakterisierung durch Kleinwinkelneutronenstreuung

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

Synthese von Protein Biokonjugate<em&gt; über</em&gt; Cystein-maleimid Chemie

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