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

המחברים רוצה להודות משרד החינוך הפדרלי ולהעניק מחקר (BMBF) למימון העבודה תחת מספר 13FH032I3. תמיכה כספית מאת פתוח (DFG, פרוייקט Gepris 253160297) הוא הודה בהכרת תודה. המחברים עוד יותר רוצה לבטא Priska קולב, פול שולר מ אוניברסיטת טיבינגן לביצוע 1H-NMR ומדידות 29סי-NMR. תודה הן גם בשל CSC Jäkle Chemie GmbH & ושות ק ג שלהם לאספקת H12MDI. המחברים רוצה להודות Thelen הרברט, תן לי אנדרה מ Biotronik לביצוע של הדגימות כח אתילן אוקסיד עיקור, לאדה Kitaeva (אונ' רויטלינגן) לתמיכה שלה עם מדידות מתח-זן, היסטרזיס.

המחברים יש ריהצהל.

כדי להשיג גבוהה משקל מולקולרי המסתיימת ב- aminopropyl PDMS באמצעות טבעת-שרשרת equilibration, שימוש נטול מים, זרז בסיסי מאוד חיוני. זרזים מיושם בדרך כלל אחרים, כגון tetramethylammonium הידרוקסיד (TMAH) או אשלגן הידרוקסידי (KOH), מכילים משקעים מים, אשר לקדם ריאקציות צדדיות; לפיכך, תערובת של difunctional, monofunctional, שרשראות PDMS מתפקד עם משקולות מולקולרי דומה מתקבל44. יתר על כן, אם TMAH, התגובה דורש > 48 שעות עבור השלמת והאם לא תמיד להמשיך מונומר מלאה צריכת44.
בפרט, שקילת endblocker APTMDS הוא קריטי כדי להשיג את המשקל המולקולרי הרצוי של PDMS. לדוגמה, במקום 0.9 g של APTMDS, אם 0.85 g משמש לסנתז PDMS, כמתואר בסעיף 2.1 של הפרוטוקול, זה יוביל משקל מולקולרי תיאורטי של > 900 g·mol-1. בנוסף, משקל מולקולרי תיאורטי תלויה ההמרה. אם המוצרים בצד מחזורית אינם מוסרים במידה ניכרת באמצעות זיקוק ואקום, ניתן להשיג ערך המרה גבוהה. לדוגמה, כדי להשתמש את ההליך סינתזה (כמו סעיף 2.1 לפרוטוקול), המרה מחושב של 90% יוביל משקל מולקולרי תיאורטית מחושב; ערך זה הוא 910 g·mol-1 גדול יותר אם הוא בחזקת המרה של 85%. סטיות התקן, בקביעת משקל מולקולרי ששינינו באמצעות טיטור אולי קשורים שקילת PDMS לתוך המבחנות, במיוחד אם burette 50 מ ל משמש עבור טיטור. סטייה הקשורים שקילת 0.06 גרם ששינינו עלול להוביל ההבדל המחושב של ~ 650 g·mol-1. לפיכך, מומלץ השימוש titrator חצי אוטומטי.
מקדם שבירה של PDMS יכול להיות מוגברת על ידי שילוב של phenyl קבוצות17,51, הלוגניים phenyl קבוצות52, או קבוצות המכילות גופרית53. ניסיונות לשלב קבוצות phenyl PDMS ויה copolymerization של octaphenylcyclotetrasiloxane (D4Ph) כפי שתואר על ידי Yilgör, הרובה ואת McGrath54 הצליחו להזיזה בתנאים התגובה יישומית, ייתכן כי עמוד השדרה טבעת מגושם בלתי אפשרי הזרז שימושית לשבור את הקשרים siloxane בטמפרטורה התגובה שנבחרה. ניתן לפתוח את הטבעתPh 4D אם קו משמש בטמפרטורה התגובה של 160 מעלות צלזיוס. עם זאת, polysiloxanes של משקל מולקולרי גבוה מאוד מתקבלים, אשר ככל הנראה מכילים כמויות גבוהות של זיהומים מתפקד. בנוסף, הסרת הזרז KOH ב copolymers האלה היא לא פשוטה ודורשת צעד ניטרול באמצעות HCl ethanolic, ואחריו הוצאה מימית של הזרז. . אז, PDMS חייב להיות מומס של הממס האורגני, כגון CH2Cl2, להפריד את פאזה מימית השלב אורגניים המכילים PDMS. לבסוף, השלב אורגני יש לייבשם מעל MgSO4, ואחריו סינון, זיקוק ואקום באמצעות המאדה54. לעומת זאת, השיטה המובאת כתב יד זה מאפשר את הזרז יהיה להסיר מיידית באמצעות פירוק תרמי. לכן, במקום להשתמש מוצק מונומר D4Ph, קבוצות phenyl בהצלחה הציג לתוך עמוד השדרה PDMS על ידי copolymerization של מונומר נוזלי ד4.אותי, Ph, כפי שאושר על-ידי 29סי-NMR ספקטרוסקופיה50.
אלסטומרים מסונתזת כח הציג ימ ה של 0.6 - 5.5 MPa ו אלסטיות גבוהה עם התארכות ערכים של עד 1000%. ערכים התארכות גבוה כזה היו קשורים לא רק למבנה פולימר מקוטע אלא גם על משקלי מולקולרית גבוהה אלסטומרים כח (<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. לתגובה מיידית מתרחשת בין קבוצות אמינו קבוצות isocyanyate אליפטיות בטמפרטורת החדר, שמוביל במהירות הגדלת משקל מולקולרי. תוצאה זו נוספת נתמכה על ידי ביצוע התגובה ב בתור ממיס, בגלל עלייה קלה של צמיגות שלא הופיעו כדי להאט את מהירות התגובה באופן משמעותי, אחר אשר היו משפיעים באופן דרמטי את המשקל המולקולרי של כמעט מאוזנת יחס stoichiometric. לעומת זאת, כאשר diol קצרות שרשרת, כגון 1, 4-butanediol, שימש ב- extender שרשרת, אלסטומרי פוליאוריתן-שתנן וכתוצאה מכך היו לא רק פחות אלסטי אלא גם לאיבוד יציבות מכנית ניכר, במיוחד אם היה PDMS גבוהה משקל מולקולרי משמש עבור סינתזה. תוצאה זו היה ככל הנראה קשור המשקלות מולקולרי נמוך במידה ניכרת אלסטומרים (תוצאות לא פורסם), המייצגים ההמרה לא שלם של כל הקבוצות isocyanate בשלב האחרון של polyaddition. בנוסף, הבדלים תגובתיות בין הקבוצות אמינו ו הידרוקסיל לכיוון diisocyanates אליפטיות השפיעה באופן דרמטי את התוצאות המתקבל במבחנה cytotoxicity בדיקות. תמציות של אלסטומר כח שהוכנו אמינו מסועפות שרשרת ב- extender APTMDS לא התערוכה ציטוטוקסיות השפעה על תאי HaCaT (איור 12). עם זאת, אם תמציות אלסטומר פוליאוריתן-שתנן מבוסס-siloxane שימשו, הכדאיות תא היה צמצום דרסטי (תוצאות לא פורסם), אשר היה יכול להיות קשור leachables נמוך משקל מולקולרי וקבוצות שיורית isocyanate unreacted.
פרוטוקול זה מתאר שיטה נוחה להכנת polysiloxanes אמינו-פונקציונלי, אשר ניתן לאחר מכן לשמש macrodiamines עבור סינתזה ששינינו-אוריאה גבוהה משקל מולקולרי רך, אלסטיות אלסטומרי. תכונות מכניות של Psu יכולים להיות מגוונים לפי משקל מולקולרי PDMS, זה ניתן להשתמש פולימרים אלה בתחומים אחרים של היישום. יתר על כן, הליך הכנת polysiloxanes אמינו-פונקציונלי יכול לשמש היכרות של קבוצות צד, כגון קבוצות ויניל, דרך copolymerization של siloxane מחזורית עם תליון ויניל קבוצות (תוצאות לא מוצג). זה יכול לפתוח שדות יישומים חדשים, כולל הכנת תפור רך ששינינו ג ' לים (למשל, על ידי מזורז נק' hydrosilylation עם סיליקון הידריד-פונקציונלי או מופעל UV תיול-ene תוספת של PDMS mercapto-פונקציונלי) ( תוצאות לא מוצג).

קטרקט סנילי, להשפיע על קבוצת גיל של ≥ 60 שנים, מוביל opacification מתקדמים של העדשה הטבעית הגבישי. מצב זה הקשורות לגיל נגרמת ככל הנראה חמצוני השינויים הם מואצת על-ידי UV הקרנה1,2,3. הטיפול הקונבנציונלי קטרקט סנילי כרוך החילוץ כירורגי של העדשה cataractous, ואחריו ההשתלה של תוך-עיני מלאכותי של העדשה (IOL) לתוך העדשה ריק הקפסולה באמצעות הזרקת מערכת2. עם זאת, רוב IOLs מיוצרות פולימרים אקריליק (הידרופובי, הידרופילית אקרילט או methacrylate פולימרים) עם מבנים מאוד נוקשה; לפיכך, העין מאבד את היכולת להכיל מרחקים שונים2,4. לכן, חולים עם monofocal IOL שתלים תלויים משקפיים החזון ליד (למשל., תוך כדי קריאת עיתון או ספר)5.
גישות שונות להשבת יכולת אירוח לאחר ניתוח קטרקט דווחו. בין הגישות הללו ניתן להבחין שתי אסטרטגיות העיקרי: מילוי הקפסולה העדשה ריק ע י הזרקת נוזל או דמוי ג'ל פולימרים ופיתוח רך, מתקפלת-IOLs-6,-7,-8. המושג "עדשה מילוי" הוא מבטיח כי ג'לים ניתן להכין עם מודולים של יאנג נמוך כמו אלה של העדשה (ca. 1-2 kPa) עין אנושית טבעית9; עם זאת, גישה זו הוא עדיין נסיוני8ולאחר הלימודים מתנהלים רק על עיניים חייתיות.
עדשה קפסולות כבר מילא על ידי השתלת סיליקון מתנפח בלונים10 מלא עם סיליקון נוזלי או ישירות הזרקת סיליקון11,12 זה היה לאחר מכן לרפא את הקפסולה באמצעות hydrosilylation . עם זאת, נושאים הקשורים משטח קמטים על הבלונים, משרעת נמוכה יותר לינה בהשוואה למצב לפני הניתוח, היווצרות של קטרקט משני חמורה (anterior ואת אחורי קפסולת opacification) כבר ציין7, 8,12,13. בפרט, זמן ריפוי פעמים (70 דקות - 12 h) לגרום לסיכון מוגבר של דליפה לתוך התאים העין שמסביב, שמוביל לדלקת לאחר הניתוח10,14. לכן, חומרים אחרים עבור החלפת העדשה הגבישי מומלצים, כולל hydrogels מבוסס על diacrylate פוליאתילן גליקול, אקרילט-השתנה copolymers של ויניל אלכוהול (N-vinylpyrrolidone)15, methacrylate-השתנה 16,polysiloxanes17poloxamer18, diisocyanate-תפור polyalcohols9. עם זאת, צמיגות מונומר (קרי, ג'ל נפיחות אחרי הזרקת crosslinking), מדדי השבירה מאוד נמוך או גבוה, יציבות מכנית ושלמות, שבירה לאחר הניתוח לא צפויים, נמוך מגוון מקומות לינה, ו קטרקט לאחר היווצרות מהווים נושאים עיקריים6,7,8,9,15,18. מסחרית, יכולת לינה משוחזר בעיקר על ידי פיתוח foldable-IOLs. כה-IOLs צריך לספק אירוח על ידי התנועה של הראייה IOL לאתר הקדמי של עדשה כמוסה ויה ההתכווצות של השריר ciliary. מספר מודלים הוכנסו לשוק בשנת 1996, 2001 ו 20027,8. עם זאת, במהלך מחקרים קליניים, amplitudes לינה המשוער עבור אלה מושתל-IOLs היו מאוד נמוך (≤ 1.5 D) להתיר ללא עזרה בקריאת (3-4 יח)6,7,8,19 , 20. לפיכך,-IOL הכוללת אופטיקה מחוברים שני (dual-אופטיים IOL) מפותח עבור הגדלת אפשרויות הלינה בטווח6,21. העיצוב של עדשה אחת נבדקה על ביצועיו accommodative בעיניי האדם, אף על פי תוצאות סותרות כבר דווח על22,23,24,25.
בדרך כלל, אלסטומרים סיליקון נחשב להיות פעיל ביולוגית ולא רעילים; לכן, אלסטומרים סיליקון יש היסטוריה ארוכה של להיות מיושם כחומרי מסתיימים ב רפואה והנדסה רפואית (למשל, שתלים, שתלים ואסטתיים, תותבות משותפת, הפצע תחבושות, קטטרים, שאיבות ו shunts) 26 , 27. בשל שלהם רכות, שקיפות, חדירות חמצן גבוהה, אלסטומרים סיליקון גם למצוא יישומים כמו עדשות מגע ו28,2,IOLs29. עם זאת, סיליקונים חייב להיות covalently תפור ולעיתים קרובות דורשים חיזוק ומרק להרוויח מספיק מכנית. Crosslinking היא חסרון כפי היא אוסרת על עיבוד עוקבות אלסטומרים או על ידי שיטות תרמופלסטיים (למשלהזרקה) או על-ידי עיבוד מפתרונות (למשל, הליהוק ממס). לעומת זאת, פוליאוריתנים גומי סינתטי אשר בהתקשותו מפגינים יציבות מכני אך הם רגישים השפלה בתוך הסביבה ביולוגי, במיוחד אם macrodiols פוליאסטר - או פוליאטר מבוססי משמשים. לכן, המאמצים לשלב גמישות ויציבות hydrolytic או חמצוני עם תכונות מכניות מצוינות מרוכזים על המיקום של הידרוקסיל או אמינו-תפקודית PDMS כמו מקטעי רך לתוך פוליאוריתנים, פוליאוריתן-ureas, ו polyureas27. כדי לשפר את התאימות קוטבי urethane או אוריאה קשה מקטע עם קטע רך מאוד פולרי PDMS וכדי לשפר את תכונות מכניות, macrodiols שונים מבוססי פוליאטר משולבים יחד עם PDMS30,31 ,32. במיוחד, באופן שיטתי חקרה קבוצת Thilak Gunatillake הפיתוח של פוליאוריתנים סיליקון עם biostability משופר, תכונות מכניות לטווח ארוך ביו יישומים כגון בידוד קוצב לב או מלאכותיים שסתומי הלב33. הם מסונתז פוליאוריתנים ארומטי מקטעים רך מעורבים הכוללת המסתיימת הידרוקסיל PDMS polyethers שונים, כמו גם diols פוליקרבונט אליפטיות. בין כל פוליאוריתנים מסונתזת את, השילוב של תחמוצת polyhexamethylene (PHMO) ותצוגות PDMS התכונות המכאניות הטובה ביותר ביחס קשה קטע תאימות30. במחקרים הבאים, נוסף בחנו את ההשפעה של היחס PDMS-אל-PHMO וסוכם על הקמת הרחבה של רשת מבוססי disiloxane על תכונות מכניות של סיליקון פוליאוריתנים34,35, 36. התוצאות עולה כי הרכב macrodiol של wt 80% PDMS ו- 20% wt PHMO, בנוסף הרחבה של רשת משותף, כגון 1, 3-bis(4-hydroxybutyl)-tetramethyldisiloxane (BHTD), התשואות פוליאוריתנים רך יותר עם תכונות מכניות טובות, גומי סינתטי אשר בהתקשותו processability. יתר על כן, אלה-הסיליקון-פוליאוריתנים התערוכה של biostability משופרת בהשוואה בדרך כלל יישומית פוליאטר רך urethane37,38,39.
הביו ויציבות חומרים דומים, השימוש שלהם עבור יישומים וכלי דם היו גם דיווחו40,41,42. בהתבסס על תוצאות אלו, מבוססי סיליקון פוליאוריאה אלסטומרים (או Psu) עם הרחבה של רשת מבוססי disiloxane נחשבים תשואה גבוהה וגמישויות, רכות, אמנם עם חוזק מכני מספיק, כדי לשמור על צורתם לאחר היישום של מתח חוזרות ונשנות. למשל, הרמנס. et al. יש נבנה אב טיפוס של הניסוי על בסיס פוליאוריתן כפול-אופטיים-IOL בגלל העיצוב, שבעבר שימשה עבור המצאה באמצעות סיליקון, היה רך מאוד להתמודד עם עומסים יישומית בתוך החזיר enucleated עיניים43.
מאמר זה מתאר את הסינתזה של רך מבוסס-siloxane כח, גזאשר מבחינת מאפייני מכניים, אופטיים עבור יישומים כמו IOL שמברי. ככל התכונות המכאניות של אלסטומרים כח הרקעים לפי משקל מולקולרי siloxane, ניתן להחיל את ההליך לפיתוח מבוסס-siloxane Psu, אשר עשוי למצוא יישומים ציפוי עור רטבים. בנוסף, הליך זה יכול לשמש כדי להכין מבוסס-siloxane פוליאורטן או אלסטומרי פוליאוריתן-שתנן אם המסתיימת בקרבינול PDMS משמש. בהתאם לסוג של diisocyanate (כלומר, או ארומטי aliphatic) המשמשים סינתזה, תנאי ריאקציה (כולל זמן, טמפרטורה, אולי ההרכב ממס) ייתכן שתצטרך להשתנות. עבור היישום של diisocyanates אליפטיות כגון 4,4-methylenebis(cyclohexylisocyanate) (H12MDI) או isophorone diisocyanate, התגובה חייב להיות מואץ באמצעות זרז של organotin, כגון dibutyltin dilaurate או diacetoxytetrabutyl distannoxane. לדוגמה, התגובה בין המסתיימת hydroxypropyl PDMS ו- H12MDI ממשיך בנוכחות זרז. יתר על כן, טמפרטורת התגובה זקוק ל 50-60 מעלות צלזיוס. של יישום diisocyanate ארומטי כגון 4,4-methylenebis(phenylisocyanate) (MDI), הטמפרטורה התגובה חייב להיות בינוני אבל מספיק מוגברת כמו diisocyanates ארומטיים הם בדרך כלל יותר תגובתי כלפי קבוצות נוקלאופילי מאשר הם diisocyanates אליפטיות. התגובה של MDI עם PDMS המסתיימת בקרבינול ניתן לפתח באמצעות את תערובות ממס של נטול מים tetrahydrofuran (THF) ו dimethylformamide (DMF) או dimethylacetamide (DMAc) כמו אמינים שלישוני להפגין קצת פעילות קטליטית.

<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

מחקר זה עוסק דרך סינתזה אלסטומרים רכים מבוססי ששינינו אוריאה (PSU) על היישומים שלהם כמו התאמת עדשות תוך עינייות (-IOLs). המסתיימת ב- Aminopropyl polydimethylsiloxanes (PDMS) הוכנו בעבר באמצעות הטבעת-השרשרת equilibration של octamethylcyclotetrasiloxane siloxane מחזורית (4יח), 1, 3-bis(3-aminopropyl)-tetramethyldisiloxane (APTMDS). קבוצות phenyl הוכנסו לתוך siloxane עמוד השדרה דרך copolymerization של D4 ו- 2,4,6,8-tetramethyl-2,4,6,8-tetraphenyl-cyclotetrasiloxane (D4אותי, ה-Ph). Copolymers polydimethyl-מתיל-phenyl-siloxane-בלוק אלה היו מסונתז להגדלת את מדדי השבירה של polysiloxanes. עבור יישומים כמו-IOL, שונות polysiloxanes חייב להיות מקבילה לזו של עדשת העין האנושית צעירים. משקל מולקולרי ששינינו נשלטת על ידי היחס של siloxane מחזורית כדי endblocker APTMDS. השקיפות של אלסטומרים כח נבדק ע י המדד להדמיה של סרטים בין 200 ל-750 ננומטר, שימוש ספקטרופוטומטרים UV-Vis. ערכי להדמיה 750 ננומטר (החלק העליון של הספקטרום הנראה) מותוות נגד משקל מולקולרי PDMS ולאחר > 90% להדמיה נצפית עד משקל מולקולרי של g·mol 18,000− 1. תכונות מכניות של אלסטומרים כח נחקרות באמצעות בדיקות הלחץ-זן-למות לחתוך לכלב עצמות-בצורת דגימות. להערכת יציבות מכנית, היסטרזיס מכני נמדד על ידי מתיחת שוב ושוב (10 x) דגימות התארכות 5% ל- 100%. היסטרזיס פוחתת במידה ניכרת עם עליית משקל מולקולרי PDMS. במבחנה cytotoxicity של כמה אלסטומרים כח שנבחר מוערך שימוש assay הכדאיות של MTS התא. בשיטות המתוארות בזאת היתר הסינתזה של אלסטומר כח רך, שקוף, noncytotoxic עם מקדם שבירה כ שווה לזה של עדשת העין האנושית צעירים.

Equilibration טבעת-שרשרת של ד4 ו D4. Ph עם endblocker APTMDS הניבו המסתיימת ב- aminopropyl polydimethylsiloxanes וסופולימרים polydimethyl-מתיל-phenyl-siloxane-, בהתאמה, אשר היו מסונתז עם משקולות מולקולרית בין 3,000 ל 33,000 g·mol-1 על-ידי התאמת היחס מונומר בין D4 ו- APTMDS (איור 6). מולקולרית משקל <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58590/58590eq1.jpg"> של PDMS מוכן, אשר היו נחושים מ 1H-NMR ספקטרה (איור 5), היו דומים לערכים המתקבל טיטור. ערכים אלה היו מסכים עם המשקולות מולקולרית התיאורטי המחושב של g·mol–עד 15,0001. במהלך הכנת PDMS עם משקולות מולקולרית גבוהה יותר, משקולות מולקולרית שהושג היו מעט גדולים יותר מאלה המשוער על ידי חישוב תיאורטי. Copolymerization של siloxane מחזורית עם תליון phenyl קבוצות ד4. Ph הוערך מוצלח להגברת מעט את מקדם שבירה של polysiloxanes. מקדם שבירה (שנקבע באמצעות משאבות-מעבדות את אבה ב 37 מעלות צלזיוס) עלה מ 1.401 (PDMS שלא שונתה) ל 1.4356 (14 מול % מתיל-phenyl-siloxane) (איור 7). ספק כח אלסטומרים היו מסונתז בשני שלבים באמצעות מוכן המסתיימת ב- aminopropyl PDMS, diisocyanate אליפטיות H12MDI, APTMDS, שימוש THF הממס. שיטה זו מותרת הקמת תיכון משקל מולקולרי Psu עם מבנה מקוטע של מקטעי רך (PDMS) ואת מקטעי קשה (diisocyanate + שתנן). ספקטרוסקופיה מוטבעת FTIR אישר את התגובה המהירה מאוד של קבוצות isocyanate עם קבוצות אמינו מן PDMS את שרשרת ב- extender APTMDS (איור 3 ואיור 8). שלא כמו הכנת אלסטומרי פוליאוריתן, אשר לוקח מספר שעות, הכנת אלסטומרים כח היה נוח. השקיפות ואת התכונות המכאניות של ספק כח אלסטומרים היו תלויים המשקל המולקולרי של PDMS. סרטים elastomer כח שקוף הציג להדמיה של > 90% עד משקל מולקולרית PDMS של 18,000 g·mol-1. משקלים גבוהים יותר PDMS מולקולרית, הסרטים כח הפך יותר ויותר אטום (איור 9). עם העלייה המשקל המולקולרי של PDMS, אלסטומרים כח רך יכול להיות מוכן. האלסטיות של ספק כח אלסטומרים ירד מ ~5.5 MPa (עם משקל מולקולרית PDMS של 3,000 g·mol-1) 0.6 מגפ ס (עם משקל מולקולרית PDMS של ≥26, 000 g·mol-1) (איור 10). יתר על כן, היסטרזיס מכני, אשר שימש כדי להעריך את היציבות מכני בלחץ יישומית חוזרות ונשנות, צומצם עבור אלסטומרים כח כאשר הם הוכנו מ PDMS גבוהה משקל מולקולרי. הערכים היסטרזיס במחזור הראשון-זן 100% ירד מ 54% (עם משקל מולקולרית PDMS של 3,000 g·mol-1) 6% (עם משקל מולקולרית PDMS של 33,000 g·mol-1) (איור 11). שיטת סינתזה יישומית מותר הכנת אלסטומרים כח זה לא לשחרר שאריות ציטוטוקסיות כמו הדוגמאות המוצגות תא בדיקות הכדאיות עם תמציות של כמה אלסטומרים כח שנבחרו על תאים HaCaT (איור 12).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig1.jpg"> איור 1: סינתזה של הזרז tetramethylammonium-3-aminopropyl-dimethylsilanolate. Tetramethylammonium הידרוקסיד pentahydrate (TMAH), 1, 3-Bis(3-aminopropyl)-tetramethyldisiloxane (APTMDS) היו הגיבו h 2 שבשנות ה 80 מעלות צלזיוס. הזרז tetramethylammonium-3-aminopropyl-dimethylsilanolate מתקבל בתור מוצק לבן לאחר נטילת המוצר גולמי עם THF. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig3.jpg"> איור 2: תוואי סינתזה המסתיימת ב- aminopropyl polydimethylsiloxanes (PDMS) וסופולימרים polydimethyl-מתיל-phenyl-siloxane. מונומרים מחזורית D4/D4. Ph הם equilibrated באמצעות endblocker של disiloxane APTMDS ב 80 מעלות צלזיוס במשך 24 שעות ביממה באמצעות הזרז tetramethylammonium-3-aminopropyl-dimethylsilanolate. דמות זו שונתה מ ריהלה. et al. 48. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig2.jpg"> איור 3: שני שלבים סינתזה של שתנן מבוססי ששינינו מקוטע אלסטומרים (PSU). בשלב הראשון, prepolymer המכיל קבוצות isocyanate פעיל הוא נוצר אחרי התגובה H12MDI עם ששינינו המסתיימת ב- aminopropyl (R = CH3: PDMS; R = Ph; קופולימר). בשלב השני, המשקל המולקולרי של פולימר היא מוגברת דרך התגובה של הקבוצות isocyanate הפעיל הנותר עם שרשרת ב- extender APTMDS. Elastomer וכתוצאה מכך הוא פולימר מקוטע הכוללת האוריאה מגזרים קשה ואת מקטעי רך סיליקון. דמות זו שונתה מ ריהלה. et al. 48. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig4.jpg"> איור 4: המפרט של הדגימה הבדיקה כלב עצם-בצורת לבדיקות מתח-זן- איור זה השתנה Keiper45. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig5.jpg"> איור 5: 1H-NMR הספקטרום של המסתיימת ב- aminopropyl polydimethylsiloxane. לחישוב משקל מולקולרי, חלק בלתי נפרד מערכי d פרוטונים מתילן (אלפא 2.69 ppm) ו- b (אלפא 0.56 ppm), מתיל פרוטונים (אלפא ~ 0.07 ppm) נוצלו. שיא c (אלפא ~1.5 ppm) הוא בשכבות על-ידי HDO שיא49, המתייחס פרוטון חילופי המים עקבות עם הממס CDCl3; לפיכך, שיא זה אינו משמש כדי לחשב את המשקל המולקולרי. המשקל המולקולרי PDMS בספקטרום הזה הוא ~ 16,365 g·mol-1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig6.jpg"> איור 6: מתאם ליניארי בין משקל מולקולרי <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/58590/58590eq6.jpg"> </img> ריכוז המסתיימת ב- aminopropyl polydimethylsiloxanes, endblocker. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58590/58590eq1.jpg"> ערכים היו נחושים ויה 1H-NMR ספקטרוסקופיה, טיטרציה של קבוצות הקצה אמינו ו בחישוב תיאורטי על פי משוואה (1). איור זה מודפס באישור ריהלה. et al. 48. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig7.jpg"> איור 7: מדדי המסתיימת ב- aminopropyl polydimethyl-מתיל-phenyl-siloxane-copolymers השבירה. מדדי השבירה (RI) של polydimethyl-מתיל-phenyl-siloxane-copolymers היו נחושים ב- 20 ° C (ריבועים שחורים) ו- C ° 37 (עיגולים אדומים) באמצעות משאבות-מעבדות אבה. הערכים RI גדל באופן ליניארי עם כמות היחידות מתיל-phenyl-siloxane incorporated. ערכים רי ב 0% מול מייצגים אלה יאומתו PDMS עם משקל מולקולרי להשוות polydimethyl-מתיל-phenyl-siloxane-copolymers. רי אופטימלית של 1.4346 (37 מעלות צלזיוס) הושג עבור קופולימר עם 14% מול מתיל-phenyl-siloxane. איור זה יש הודפס באישור ריהלה. et al. 48. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig8.jpg"> איור 8: המרה Isocyanate במהלך הסינתזה של polydimethylsiloxane-אוריאה (PSU). איור זה מציג מגרש תלויי-זמן של הלהקה הקליטה המש ב ס מ 2,2661 ואחריו מוטבעת FTIR-ATR ספקטרוסקופיה במהלך הסינתזה של כח. לאחר התוספת של המסתיימת ב- aminopropyl polydimethylsiloxane, הגובה של הלהקה המש ירד, אבל הראשון של היווצרות של המש המסתיימת שרשראות prepolymer. לאחר התוספת של שרשרת ב- extender APTMDS, הלהקה המש נעלם לחלוטין מכל ספקטרום אינפרא-אדום. איור זה יש הודפס באישור ריהלה. et al. 50. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig8large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig9.jpg"> איור 9: התלות של להדמיה של ספק כח elastomer סרטים ב- 750 ננומטר, את המשקל המולקולרי של polydimethylsiloxane. להדמיה הסרטים כח נקבע על ידי UV-Vis ספקטרוסקופיה. להדמיה של Psu-750 ננומטר (הקצה העליון של הספקטרום הנראה) היה > 90% אם Psu היו מסונתז באמצעות PDMS עם משקולות מולקולרית שנעו בין 3,000 ל- 18,000 g·mol-1. עם משקל מולקולרי הגוברת של PDMS, האטימות של סרטים גדל. איור זה יש הודפס באישור ריהלה. et al. 48. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig9large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig10.jpg"> איור 10: מודול האלסטיות של ספק כח אלסטומרים כפונקציה של המשקל המולקולרי של polydimethylsiloxane. מודולים של יאנג (ימ ה) היו נחושים של מדידות לחץ-זן של הסרטים של ספק הכוח. הערכים מבוטאים כערך רשע המתקבל חמש מדידות חוזרות ונשנות. קווי השגיאה מייצגים את סטיית התקן. הירידה הגבוהה ביותר של ימ ה נצפתה עבור Psu מסונתז מן PDMS שנעו בין 3,000 ל- 9,000 g·mol–1. PDMS מולקולרית משקולות בין 12,000 ל- 18,000 g·mol-1, היו ימ ה ערכים בין 1.5 מגפ ס 1.0 מגפ ס. מולקולרית משקל גדול יותר 26,000 g·mol-1, היו ערכים ימ ה ~0.6 MPa. איור זה יש הודפס באישור ריהלה. et al. 48. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig10large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig11.jpg"> עקומות היסטרזיס איור 11:100 % של ספק כח אלסטומרים. העקומות היסטרזיס הראשון-מחזור של אלסטומרים כח ב 100% התארכות מוצגים. הסימון פולימר מתייחס המשקל המולקולרי של PDMS (למשל, ספק כח-3T הוא אלסטומר פוליאוריאה המוכן PDMS עם משקל מולקולרי של 3,000 g·mol-1). היסטרזיס מכני הגבוהה (43% - 54%) נצפתה ב כח אלסטומרים מסונתז מן PDMS נמוך משקל מולקולרי, כפי שמציין את עקומות היסטרזיס בולטת. היסטרזיס ירד עם עליית משקל מולקולרי PDMS מ- 14% (15,000 g·mol-1) 6% (33,000 g·mol-1). איור זה יש הודפס באישור ריהלה. et al. 48. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig11large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58590/58590fig12.jpg"> איור 12: תוצאות של במבחנה cytotoxicity בדיקות על תאים HaCaT מטופלים עם תמציות של ספק הכוח. איור זה מציג את התפשטות תאים של תאי HaCaT שטופלו תא תמציות בינונית של ספק כח אלסטומרי. הערכים מבוטא את הערך הממוצע המתקבל שלוש תמציות שנבדקו עבור דגימה, עם מדידות חוזרות ונשנות 6 עבור כל תמצית (משכפל 18 בסך הכל). קווי השגיאה לייצג סטיית בין מדידות אלה. הריק מייצג המדיום תא DMEM (ללא המדגם), אשר התייחסו אלי מקביל המדיום התא המשמש עבור החילוץ. Urethane פוליאטר באיכות רפואית נבחר את החומר הפניה. אלסטומרים פוליאוריאה מבוססי סיליקון (כח-18T 16T-כח, כח-14Ph) נבחרו הבדיקה נציג דוגמאות, אשר התבססו על PDMS עם משקולות מולקולרית של 18,000, 16,000 g·mol-1 (כח-18T וכח-16T), ואילו כח-14Ph התבססה על polydimethyl-מתיל-phenyl-siloxane-קופולימר עם 14% מול מתיל-phenyl-siloxane, משקל מולקולרי של ~ 16,600 g·mol-1. התפשטות תאים HaCaT, מטופלים עם תמציות של אלסטומרים את כח ולאחר הפוליאורטן הפניה מרושע היה 100% ומעלה. לכן, תמציות של ספק כח אלסטומרי, פוליאוריתן הפניה אינם ציטוטוקסיות. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58590/58590fig12large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

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

מחקר זה מתאר סינטטי מסלולים עבור המסתיימת ב- aminopropyl polydimethylsiloxanes וסופולימרים polydimethyl-מתיל-phenyl-siloxane-בלוק ועבור אלסטומרים רכים מבוססי ששינינו אוריאה (PSU). הוא מציג את היישום של Psu כמו אדיב של העדשה תוך-עיני. גם מתוארת שיטה הערכה עבור במבחנה cytotoxicity.

סינתזה של ששינינו רך-אוריאה אלסטומרי ליישום עדשה תוך-עיני

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

השיטות המודגמות בסרטון זה מראות דרך נוחה לסנתז פוליסילוקסנים עם סיים אמינו ופוליאוריות רכות המבוססות על פוליסילוקסן המתאימות ליישום כעדשה תוך עינית מתאימה. היתרון העיקרי של טכניקות אלה הוא כי סינתזה וניתוח של פולימרים יכול להתבצע בקלות על פי שיטות סטנדרטיות ללא כל התקנה ניסיונית מסובכת. המשמעות של טכנולוגיה זו להרחיב לכיוון טיפול קטרקט כי רוב החומרים הזמינים מסחרית עדשה תוך עינית מבוססים על פולימרים אקריליים אשר נוקשים מדי כדי לאפשר לינה מספקת.למרות ששיטה זו הייתה אופטימיזציה כדי לספק חומרים בעלי מאפיינים רכים מאוד, בעלי שקיפות גבוהה מאוד, ניתן לאמץ בקלות את השיטה כדי לספק חומרים בעלי מאפייני ביצועים שונים לחלוטין, חומרים שיכולים להיות ישימים גם למשל כ ציפויים. הדגמה חזותית של השיטות היא קריטית מכיוון שקשה לתאר חלק מצעדי הסינתזה והניתוח מכיוון שהם כוללים פרטים ניסיוניים החשובים לביצועים מוצלחים. ראשית, להוסיף 19.5 גרם של D4 degassed ו 0.9 גרם של APTMDS ל 100 מיליליטר שלושה צוואר עגול התחתון בקבוק מצויד בוחש צנטריפוגלי מצופה PTFE וחנקן inlet ושקע.מוסיפים כ -26 מיליגרם של זרז שהוכן בעבר ומערבבים את תערובת התגובה במשך 30 דקות ב 80 מעלות צלזיוס תחת זרימת חנקן רציפה. באמצעות משפך טיפה, להוסיף 45.5 גרם של D4 טיפה חכם לתערובת התגובה בתוך שעתיים עד שלוש שעות ומערבבים עוד יותר ב 80 מעלות צלזיוס במשך 24 שעות תחת זרימת חנקן רציפה. לאחר מכן, החלף את המערבב הצנטריפוגלי עם בר ערבוב מגנטי אליפטי גדול ואטם את הבקבוק התחתון העגול של שלושת הצווארים עם שני פקקי זכוכית.השתמש במתאם עם שסתום לאט לחמם את PDMS ל 150 מעלות צלזיוס תחת ואקום של 0.1 מיליבאר כדי לזקק את המוצרים בצד המחזורי באמצעות קו שלנק. לאחר מכן, מוסיפים אחד וחצי לשני גרם של פוליסילוקסן לבקבוק חרוט 250 מיליליטר המכיל בר ערבוב מגנטי וממיסים את הפוליסילוקסן ב -50 מיליליטר של THF תחת ערבוב מתמשך. titrate קבוצות אמינו עם 0.1 חומצה הידרוכלורית טוחן באמצעות כחול ברומופונול עד שינוי צבע מכחול לצהוב הוא ציין.חזור על טיטריישן עם שלוש דגימות כדי לחשב את המשקל המולקולרי הממוצע מספר. הוסף 2.939 גרם של H12 MDI לבקבוק תגובה תחתון עגול 250 מיליליטר ארבעה צוואר מצויד בערבב צנטריפוגלי, הטלת משפך, אינלט חנקן ושקע. ממיסים את H12 MDI ב 40 עד 50 מיליליטר של THF.לאחר מכן, להמיס 45 גרם של PDMS degassed ב 100 מיליליטר של THF ב beaker. הוסף את פתרון PDMS טיפה חכם לפתרון MDI H12 באמצעות משפך טיפה תחת ערבוב מתמשך וזרימת חנקן בטמפרטורת החדר. לאחר מכן לשטוף את הפוף ושחרור משפך עם 50 מיליליטר של THF ולהוסיף פתרון זה מערבל התגובה.הוסף חלקים מהכמות הסטויצ'יומטרית של APTMDS מאריך השרשרת לפתרון טרום פולימר. ראשית, הוסיפו 80% מהכמות הסטויצ'יומטרית המחושבת של מאריך השרשרת המומס APTMDS לתערובת התגובה. מוסיפים את החלק האחרון של מאריך השרשרת לתערובת התגובה ולבדוק את היעלמותה של רצועת הספיגה isocyanate בספקטרום FTIR.כדי להשיג אלסטומרים פוליאוריאה מבוססי פוליאוריה שאינם ציטוטוקסיים עם משקולות מולקולריות גבוהות, חשוב כי החלק האחרון של מאריך השרשרת נשקל במדויק ונוסף לפתרון הפולימר ביחס סטואיכומטרי מאוזן. יוצקים את תמיסת אוריאה או PSU המבוססת על פוליסילוקסן לתוך צלחת פטרי מכוסה רדיד PTFE ולאדות את הממס לילה במכסה המנוע אדים. לשלב שבעה עד שמונה גרם של חתיכות PSU קטנות ו 200 עד 250 מיליליטר של כלורופורם בבקבוק חרוט 250 עד 300 מיליליטר.מוסיפים פס ערבוב מגנטי ואוטמים באופן רופף את הבקבוק עם פקק זכוכית ומערבבים את התערובת במשך 24 שעות לפחות. למחרת, מוסיפים את הפתרון ההומוגני לצלחת פטרי זכוכית ומכסים אותו בנייר אלומיניום מחורר. ודא כי צלחת פטרי הוא באזור מאוורר היטב כדי לאפשר את הממסים להתאדות.לאחר ייבוש הסרט, הסר אותו בזהירות מפני השטח מזכוכית של צלחת פטרי באמצעות מרית דקה קטנה ולאחסן אותו במעטפה שקופה עבור אפיון מכני. כדי להכין דגימות בצורת עצם כלב חתוכה מסרטי PSU, מקם את הסרט תחת יחידת סכין חבטות. לדחוף את הידית למטה כדי אגרוף את דגימת הבדיקה ולאחסן אותו לפחות 72 שעות בטמפרטורת הסביבה.לאחר מכן, לחץ על לחצן ההפעלה במכונת בדיקת מתיחה ולחץ על הלחצן עבור למיקום ההתחלה בחלון הראשי של התוכנה. לאחר הסרת המעטפה השקופה, בדוק את דגימת הבדיקה תחת מקטב צולב כדי לא לכלול כל מתח פנימי. למדוד את העובי והרוחב של דגימת הבדיקה באמצעות caliper.לאחר מכן הוסף את הערכים לעובי ורוחב לשדות המתאימים בחלון הראשי של התוכנה. עכשיו תתקן את דגימת הבדיקה בין לסתות ההידוק העליונות של מכונת הבדיקה. לחץ על הלחצן אפס כוח בחלון הראשי של התוכנה.לאחר מכן תקן את הקצה התחתון של דגימת הבדיקה בין לסתות ההידוק התחתונות של מכונת הבדיקה. לחצו על לחצן 'התחל מדידה' כדי להתחיל במדידת ההיסטרזה. למבחן מתיחה, חזור על השלבים הקודמים.הוסף דגימות מעוקרות בעבר של PSU ו 0.7 גרם של Pellethane כהתייחסות 15 צינורות צנטריפוגה חרוט מיליליטר. לחלץ את הדגימות עם DMEM ללא FBS עבור 72 פלוס או מינוס שעתיים ב 37 מעלות צלזיוס ו 5% פחמן דו חמצני ביחס מיצוי של 0.1 גרם למיליליטר. הכן דגימות עיוורות על ידי הוספת DMEM ללא FBS לתוך צינורות צנטריפוגה חרוט 50 מיליליטר ולבצע את אותו חילוץ.לאחר מכן, פיפטה 200 מיקרוליטרים של כל תמצית PSU לשש בארות של מיקרופלסטיק 96 באר המכיל תאים HaCat. לאחר מכן, פיפטה 200 מיקרוליטרים של הדגימה העיוורת לשש בארות. עבור השליטה השלילית, פיפטה 200 מיקרוליטרים של DMEM טרי בתוספת 10%FBS לשש בארות.לשליטה חיובית, פיפטה 200 microliters של DMEM בתוספת 10%FBS ו 1%SDS לתוך שש בארות. לאחר הדגירה של התאים במשך 24 שעות ב 37 מעלות צלזיוס ו 5% פחמן דו חמצני, להסיר את התמציות, דגימות עיוורות, ובקרות. ואז פיפטה 120 microliters של פתרון מלאי MTS שהוכן בעבר לתוך כל באר כולל שש בארות ללא תאים כדי לקבוע את הרקע.לאחר הדגירה של התאים בתסומה MTS במשך ארבע שעות, למדוד את הספיגה של כל באר ב 492 ננומטר באמצעות קורא מיקרופלסטיק. שיווי המשקל של שרשרת הטבעת של D4 ומתילפניל D4 עם APTMDS הניבו פולידיומטילסילוקסנים עם סיים של אמינו-פרופיל ופולידיומתיל מתילפילוקסן קופולימרים בהתאמה. Aminopropyl-הסתיים polydimethylsiloxanes היו מסונתז עם משקולות מולקולריות בין 3, 000 ו 33, 000.הפולימריזציה של הסילוקסון המחזורי עם קבוצות פניל תליון מתילפניל D4 הצליחה עם מדד שבירה עלה מ 1.401 ל 1.4356. בשורה ספקטרוסקופיה FTIR של אלסטומרים PSU אישר את התגובה המהירה ביותר של קבוצות isocyanate עם קבוצות האמינו של PDMS ו APTMDS. סרטי אלסטומר PSU שקופים הציגו שידור של יותר מ-90% עד למשקל מולקולרי של MDS של 18,000.במשקלים מולקולריים גבוהים יותר של PDMS, סרטי PSU הפכו אטומים יותר ויותר. עם עלייה במשקל המולקולרי PDMS, אלסטומרים PSU רך יכול להיות מוכן. המודולוס של הצעירים של אלסטומרים PSU ירד מ 5.5 ל 0.6 מגה פסקל.היסטרזה מכנית הופחתה עבור אלסטומרים PSU כאשר הם הוכנו מ PDMS משקל מולקולרי גבוה. ערכי ההיסטרזה היו המחזור הראשון בזן של 100% ירד מ-54% ל-6%השיטה הסינתטית המיושמת אפשרה הכנה של אלסטומרים PSU שלא משחררים שאריות ציטוקסיות כפי שמוצג בבדיקות כדאיות התא שבוצעו עם תמציות של אלסטומרים PSU על תאי HaCat. בעת ביצוע הסינתזה של פוליסילוקסנים עם סיים אמינו, חשוב לשקול במדויק את הכמות המחושבת של סילאן מבוסס כי זה קובע במידה רבה את המשקל המולקולרי הסופי של polysiloxane.בעקבות הליך זה, פוליאוריות או polysiloxanes עשוי להיות מוכן המכילים קבוצות תליון שונות כגון silanes. לסילאס יהיה יתרון לייצר חומרי קישור צולבים. חומרים כאלה קישור צולב יפתח יישומים פוטנציאליים חדשים כמו תחבושות סמים eluting, חומרים biofunctionalized או ג'לים רכים.אל תשכח כי עבודה עם isocynates ו tetramethyl אמוניום הידרוקסיד יכול להיות מסוכן אמצעי זהירות כגון משקפי בטיחות וכפפות יד תמיד צריך להילקח בעת ביצוע הליך זה.

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

סינתזה, משלוח נייד ו<em&gt; בvivo</em&gt; יישום של חיישני pH מבוססי 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

סינתזה של Hypervalent Iodonium Alkynyl Triflates ליישום של יצירת 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

סינתזה של Indoxyl-גליקוזידים לאיתור של פעילויות glycosidase

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

סינתזה של אלסטומרים נוזליים-גבישים לתכנות ראשי-שרשרת באמצעות תגובת תיאול-acrylate שני שלבים

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

סינתזה של Cd-חינם InP / ZnS Quantum Dots מתאים עבור יישומים ביו

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

פרוטוקול לסינתזה של<em&gt; Ortho</em&gt; נגזרי אנילין -trifluoromethoxylated

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

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

סינתזה ואפיון של קולואידים מולקולריים

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 של ננו-צינורות פחמן חד-דופנות עם קופולימרים לחסום Thermo-הפיך אפיון על ידי פיזור קטן זווית ניוטרון

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

סינתזה של חלבון Bioconjugates<em&gt; דרך</em&gt; כימיה ציסטאין-maleimide

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