Name: environmental dynamic mechanical analysis to predict the softening behavior of neural implants
Uploaded: 2019-03-01T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Environmental Dynamic Mechanical Analysis to Predict the Softening Behavior of Neural Implants at JoVE.com

De auteurs willen bedanken Dr. Taylor Ware voor het toestaan van ons om het gebruik van DMA met zijn milieu.
Dit werk werd gesteund door het Bureau van de Assistant Secretary of Defense for gezondheid zaken via de Peer Reviewed medische Research Program [W81XWH-15-1-0607]. Adviezen, interpretaties, conclusies en aanbevelingen zijn die van de auteurs, en niet noodzakelijkerwijs onderschreven door het ministerie van defensie.

1. bereiding van de monsters van het polymeer testen
<ol><li>De verzachtende thiol-een polymeer volgens eerdere protocollen in een zuurkast te synthetiseren. 1 , 2 , 4 , Kwantitatieve hoeveelheid thiol aan alkeen monomeren 18 kort, meng met een totaal van 0.1 wt % foto-initiator.<ol>
<li>Voorbereiden op een flesje van 20 mL glas mengen van polymeer. Bedek de flacon in aluminiumfolie om te voo...

<ol>
	<li>Garcia-Sandoval, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+softening+spinal+cord+stimulation+arrays.">Chronic softening spinal cord stimulation arrays.</a> Journal of Neural Engineering. 15 (4), 045002 (2018).</li><li>Ecker, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sterilization+of+Thiol-ene/Acrylate+Based+Shape+Memory+Polymers+for+Biomedical+Applications.">Sterilization of Thiol-ene/Acrylate Based Shape Memory Polymers for Biomedical Applications.</a> Macromolecular Materials and Engineering. 302 (2), 1600331 (2017).</li><li>Simon, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+demonstration+of+an+intracortical+probe+technology+with+tunable+modulus.">Design and demonstration of an intracortical probe technology with tunable modulus.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 105 (1), 159-168 (2017).</li><li>Do, D. -. H., Ecker, M., Voit, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+a+Thiol-Ene/Acrylate-Based+Polymer+for+Neuroprosthetic+Implants.">Characterization of a Thiol-Ene/Acrylate-Based Polymer for Neuroprosthetic Implants.</a> ACS Omega. 2 (8), 4604-4611 (2017).</li><li>Ware, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thiol-ene/acrylate+substrates+for+softening+intracortical+electrodes.">Thiol-ene/acrylate substrates for softening intracortical electrodes.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part B-Applied Biomaterials. 102 (1), 1-11 (2014).</li><li>Ware, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thiol-Click+Chemistries+for+Responsive+Neural+Interfaces.">Thiol-Click Chemistries for Responsive Neural Interfaces.</a> Macromolecular Bioscience. 13 (12), 1640-1647 (2013).</li><li>Ware, T., Simon, D., Rennaker, R. L., Voit, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Smart+Polymers+for+Neural+Interfaces.">Smart Polymers for Neural Interfaces.</a> Polymer Reviews. 53 (1), 108-129 (2013).</li><li>Ware, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+Responsive,+Softening+Neural+Interfaces.">Fabrication of Responsive, Softening Neural Interfaces.</a> Advanced Functional Materials. 22 (16), 3470-3479 (2012).</li><li>Stiller, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+Intracortical+Recording+and+Electrochemical+Stability+of+Thiol-ene/Acrylate+Shape+Memory+Polymer+Electrode+Arrays.">Chronic Intracortical Recording and Electrochemical Stability of Thiol-ene/Acrylate Shape Memory Polymer Electrode Arrays.</a> Micromachines. 9 (10), 500 (2018).</li><li>Biran, R., Martin, D. C., Tresco, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+cell+loss+accompanies+the+brain+tissue+response+to+chronically+implanted+silicon+microelectrode+arrays.">Neuronal cell loss accompanies the brain tissue response to chronically implanted silicon microelectrode arrays.</a> Experimental Neurology. 195 (1), 115-126 (2005).</li><li>Polikov, V. S., Tresco, P. A., Reichert, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Response+of+brain+tissue+to+chronically+implanted+neural+electrodes.">Response of brain tissue to chronically implanted neural electrodes.</a> Journal of Neuroscience Methods. 148 (1), 1-18 (2005).</li><li>Lacour, S. P., Courtine, G., Guck, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Materials+and+technologies+for+soft+implantable+neuroprostheses.">Materials and technologies for soft implantable neuroprostheses.</a> Nature Reviews Materials. 1 (10), 16063 (2016).</li><li>Stiller, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Meta-Analysis+of+Intracortical+Device+Stiffness+and+Its+Correlation+with+Histological+Outcomes.">A Meta-Analysis of Intracortical Device Stiffness and Its Correlation with Histological Outcomes.</a> Micromachines. 9 (9), 443 (2018).</li><li>Lecomte, A., Descamps, E., Bergaud, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+on+mechanical+considerations+for+chronically-implanted+neural+probes.">A review on mechanical considerations for chronically-implanted neural probes.</a> Journal of Neural Engineering. 15 (3), 031001 (2018).</li><li>Nguyen, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanically-compliant+intracortical+implants+reduce+the+neuroinflammatory+response.">Mechanically-compliant intracortical implants reduce the neuroinflammatory response.</a> Journal of Neural Engineering. 11 (5), 056014 (2014).</li><li>Ecker, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+Softening+Polymers+to+Multi-Material+Based+Bioelectronic+Devices.">From Softening Polymers to Multi-Material Based Bioelectronic Devices.</a> Multifunctional Materials. , (2018).</li><li>Hess, A. E., Potter, K. A., Tyler, D. J., Zorman, C. A., Capadona, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmentally-controlled+Microtensile+Testing+of+Mechanically-adaptive+Polymer+Nanocomposites+for+ex+vivo+Characterization.">Environmentally-controlled Microtensile Testing of Mechanically-adaptive Polymer Nanocomposites for ex vivo Characterization.</a> Journal of Visualized Experiments. (78), e50078 (2013).</li><li>Black, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+compatibility+testing+of+thiol-ene/acrylate-based+shape+memory+polymers+for+use+in+implantable+neural+interfaces.">In vitro compatibility testing of thiol-ene/acrylate-based shape memory polymers for use in implantable neural interfaces.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 106 (11), 2891-2898 (2018).</li><li>Hassler, C., Boretius, T., Stieglitz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymers+for+neural+implants.">Polymers for neural implants.</a> Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. 49 (1), 18-33 (2011).</li></ol>

Het gebruik van milieu DMA maakt de studie van het gedrag van verschillende polymeren gebruikt als substraten voor neurale implantaten19 of andere biomedische apparaten in de oplossing en om na te bootsen in vivo voorwaarden. Dit omvat, maar is niet beperkt tot, polyimide, parylene-C, PDMS en SU-8. Hydrogels en materialen van de extracellulaire matrix (ECM) kunnen ook worden onderzocht met behulp van deze methode. De verschillen van de algemene versoepeling van het polymeer, evenals zijn ...

Een nieuwe generatie materialen gebruikt als substraten voor neurale implantaten omvat verzachtende vorm geheugen polymeren1,2,3,4,5,6,7 ,8,9. Deze materialen zijn stijf genoeg tijdens implantatie te overwinnen van kritische knik krachten, maar ze worden maximaal drie ordes van grootte zachter na implantatie in de omgeving van een lichaam. Er wordt voorspeld dat deze materialen een betere interactie van het apparaat-weefsel als gevolg van de verminderde mismatch in modulus in vergelijking met traditionele materialen gebruikt in neurale implantaten, zoals wolfraam of silicium weergeven. Traditionele, stijve apparaten Toon inflammatoire respons na implantatie, gevolgd door weefsel inkapselen en astroglial littekens, wat vaak resulteert in apparaat mislukking10,11. Het is een gemeenschappelijke veronderstelling dat minder stijf apparaten de vreemd lichaam reactie12,13,14 minimaliseren. De stijfheid van een apparaat wordt bepaald door de oppervlakte van de dwarsdoorsnede en modulus. Daarom is het belangrijk om beide factoren ter verbetering van de naleving van de apparaat en, uiteindelijk, de interactie van de tissue apparaat.
Het werk op het ontharden van polymeren was geïnspireerd door het werk van Nguyen et al.15, die aangetoond dat mechanisch-compatibele intracortical implantaten de neuroinflammatoire reactie verminderen. Ze hebben eerder mechanisch-adaptieve poly(vinyl acetate)/manteldieren cellulose nanocrystal (tCNC) nanocomposieten (NC), die na implantatie compatibel worden gebruikt.
De Voit lab, aan de andere kant, gebruikt het hoogst afstembare systeem van thiol-Ono en thiol-Ono/acrylaat polymeren. Deze materialen zijn voordelig in die zin dat de mate van verzachten na blootstelling aan in vivo omstandigheden kan gemakkelijk worden afgestemd door het polymeer ontwerp. Door het kiezen van de juiste polymeer samenstelling en dichtheid van de dwarslijn, de temperatuur van de overgang glas en Youngs modulus van het polymeer kunnen worden gewijzigd van2,4,,5,,6,8. Het onderliggende effect van de verzachting is de plasticization van het polymeer in een waterige omgeving. Door met een polymeer met een glas overgang temperatuur (Tg) boven lichaamstemperatuur wanneer droog (de toestand tijdens de implantatie), maar onder de lichaamstemperatuur na te zijn ondergedompeld in water of PBS, de resulterende stijfheid/modulus van het polymeer kan verschuiven van glazig (stijve) ostand naar rubberachtige (zachte) wanneer geïmplanteerd16.
Nauwkeurige en betrouwbare metingen van de verzachting als gevolg van de plasticization en de verschuiving van Tg van de droge NAT Staten hebben echter niet in geslaagd te meten in het verleden. Traditionele dynamische mechanische analyse wordt uitgevoerd in de lucht of inerte gassen en staat niet toe voor het meten van de thermomechanische eigenschappen van polymeren in een oplossing. In eerdere studies, hebben de polymeren zijn ondergedompeld in PBS voor verschillende hoeveelheden van tijd. Gezwollen monsters werden vervolgens gebruikt voor het uitvoeren van dynamische mechanische analyse (DMA)6,7,8. Echter, aangezien de procedure een temperatuur oprit impliceert, monsters beginnen te droog tijdens de meting en representatieve gegevens opleveren. Dit geldt met name als de grootte van de steekproef kleiner wordt. Om te voorspellen de verzachting van neurale sondes, zou het nodig zijn voor het testen van 5 tot 50 µm-dunne polymeerlagen, die is niet mogelijk met traditionele DMA als gevolg van de bovengenoemde drogen van de monsters tijdens de meting.
Hess et al.17 hebben ontworpen een custom-built microtensile testen machine te beoordelen van de mechanische eigenschappen van mechanisch adaptieve materialen met behulp van een milieuvriendelijke gecontroleerde methode. Ze hebben vroeger een airbrush-systeem te spuiten van water op de monsters tijdens de meting om te voorkomen dat ze uitdrogen.
Het gebruik van milieu DMA (Figuur 1), voorziet echter in meting van polymeerlagen in oplossingen, zoals water en PBS, bij verschillende temperaturen. Hierdoor niet alleen de meting van het polymeer van thermomechanische eigenschappen in de Braziliaanse gedrenkt/verzacht, maar ook de meting van de verzachtende kinetiek. Zelfs trekproeven en zwelling metingen zijn mogelijk binnen de onderdompeling bad van deze machine. Dit zorgt voor exacte studies van de plasticization-geïnduceerde verzachting van polymeer substraten te voorspellen in vivo gedrag.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1,3,5-Triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione (TATATO)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>114235-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone (DMPA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>196118-50G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2 laser Gravograph LS100</td>
			<td>Gravotech, Inc.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning Large Glass Microscope Slides, 75 x 50mm</td>
			<td>Ted Pella</td>
			<td>26005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Environmental DMA: RSA-G2 Solids Analyzer</td>
			<td>TA Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ESD Safe Plastic Tweezer, Tips; Flat, Duckbill, 11.5 cm</td>
			<td>Cole Palmer</td>
			<td>EW-07387-17</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laurell WS-650-8B spin coater</td>
			<td>Laurell Technologies Corporation</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>liquid nitrogen</td>
			<td>Air gas</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS, 1X Solution, Fisher BioReagents</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP243820</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SHEL LAB vacuum oven</td>
			<td>VWR International</td>
			<td>89409-484</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon wafer</td>
			<td>University Wafer</td>
			<td></td>
			<td>Mechanical grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>The RSA-G2 Immersion System</td>
			<td>TA Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trimethylolpropane tris(3-mercaptopropionate) (TMTMP)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>381489-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UVP CL-1000 crosslinking chamber with 365 nm bulbs</td>
			<td>VWR International</td>
			<td>21474-598</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

environmental dynamic mechanical analysis to predict the softening behavior of neural implants

Wanneer u dynamisch verzachtende substraten voor neurale implantaten, is het belangrijk dat een betrouwbare in vitro -methode om de verzachtende werking van deze materialen te karakteriseren. In het verleden, het niet mogelijk geweest om te meten op bevredigende wijze de verzachting van dunne lagen onder omstandigheden nabootsen van lichaam omgeving zonder aanzienlijke inspanning. Deze publicatie presenteert een nieuwe en eenvoudige methode waarmee dynamische mechanische analyse (DMA) van polymeren in oplossingen, zoals fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS), bij relevante temperaturen. Het gebruik van milieu DMA kunt meten van de verzachtende effecten van polymeren als gevolg van plasticization in diverse media en temperaturen, waardoor dus een voorspelling van het gedrag van materialen in vivo omstandigheden.

Het gebruik van milieu DMA maakt de analyse van het ontharden van kinetica en algehele verzachtende vermogens van polymeren. Met behulp van de modus temperatuur-tijd meten van het protocol de verzachtende profielen van verschillende polymeer formuleringen kunnen worden ten opzichte van elkaar bevinden (Figuur 6). Deze methode kan ook worden gebruikt om te kwantificeren verzachten en de zwelling van de prijzen van polymeren. Het kan worden gezien in <strong cl...

Watch this Scientific Journal Video about Environmental Dynamic Mechanical Analysis to Predict the Softening Behavior of Neural Implants at JoVE.com

Environmental Dynamic Mechanical Analysis to Predict the Softening Behavior of Neural Implants

Milieu dynamische mechanische analyse te voorspellen de verzachtende werking van neurale implantaten

Om betrouwbare voorspellingen van de verzachting van polymere substraten voor neurale implantaten in een in vivo -omgeving, is het belangrijk dat een betrouwbare in vitro -methode. Hier, wordt het gebruik van dynamische mechanische analyse, in fosfaatgebufferde zoutoplossing op lichaamstemperatuur gepresenteerd.

When using dynamically softening substrates for neural implants, it is important to have a reliable in vitro method to characterize the softening behavior ...

Deze methode helpt bij het monitoren hoe de materiaaleigenschappen van implanteerbare apparaten kunnen veranderen bij het inbrengen in het lichaam, met name het verzachten van de materialen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het een eenvoudige in vitro methode biedt die in vivo omstandigheden nabootst en daarom de noodzaak van dierproeven minimaliseert. Deze methode is vooral interessant voor het testen van de thermomechanische eigenschappen van het materiaal dat zal worden gebruikt in implanteerbare apparaten in het algemeen en is niet beperkt tot bio-elektronica.Het laden van het monster en de meting van het monster onder de natte omstandigheden zijn een beetje lastig en kunnen onbetrouwbare testresultaten veroorzaken als het niet goed wordt uitgevoerd. Begin met het mengen van kwantitatieve hoeveelheden thiol tot alkene monomeren met een totaal van 1 gewichts procent fotoinitiator. Bedek een 20-milliliter glazen flacon in aluminiumfolie om te voorkomen dat incident licht van contact met de monomeer oplossing, en gebruik een verwijdering plastic pipet toe te voegen 50 mole procent TATATO, 45 molaire procent TMTMP, en vijf molaire procent TMICN aan de flacon.Voeg vervolgens 1 gewichts procent van de fotoinitiator DMPA toe aan de flacon en gebruik planetaire snelheid mengen om de inhoud van de flacon te mengen zonder de oplossing aan het licht bloot te stellen. Wanneer de inhoud grondig is gemengd, spin coat de resulterende thiol-ene prepolymeer mengsel in glazen microscoop dia's in vijf 50-micrometer-dikke films, en onmiddellijk de overdracht van de polymeer films op de drager substraat in een crosslinking kamer. Vervolgens foto-polymeriseren de films gedurende 60 minuten onder 365-nanometer ultraviolette bollen, gevolgd door post-uitharding in een vacuümoven gedurende 24 uur op 120 graden Celsius om verder te voltooien van de conversie.Wanneer de polymeren volledig zijn uitgehard, gebruik dan een koolstofdioxide laser om de films te snijden in 4,5 millimeter breed bij 50-millimeter lange rechthoeken voor dynamische mechanische testen. Om de dynamische mechanische analyzer in te stellen, rust u de machine uit met de onderdompelingsarmmatuur in spanningsmodus. Sluit de vloeibare stikstof aan op de machine en maak vloeibare stikstof in de lucht mogelijk als gasbron voor de oven.Schrijf de methode voor de droge meting met de machinesoftware, inclusief de conditionering, oscillatietemperatuurhelling en het conditioneren van de teststappen. Schrijf vervolgens de methode voor het onderdompelen met de machinesoftware, inclusief de conditionering, oscillatietijd, oscillatietemperatuurhelling en het conditioneren van teststappen. Wanneer de analyzer klaar is, gebruikt u remklauwen met een precisie van 001 millimeter om de werkelijke dikte van het polymeermonster te meten voor droge luchttests en voer u de monsternaam, beschrijving en monstergeometrie in de software in.Stel de laadruimte in op 15 millimeter en laad het monster. Zorg ervoor dat u het monster centreert en uitlijnt voordat u de klemmen aanspant. Sluit vervolgens de oven en start de droge meting.Wanneer de meting voorbij is, open de oven en verwijder het polymeermonster uit de machine. Om de werkelijke dikte van het polymeermonster te meten voor onderdompelingstests, meet u het monster eerst met een precisie van 001 millimeter en voert u de monsternaam, beschrijving en monstergeometrie in de software in. Bereid de setup met de onderdompeling beker bevestigd met een klem op de bovenste grip, en zet de laadruimte op 15 millimeter.Laad het monster, zorg ervoor dat het model in het midden en uit lijnen, en draai de klemmen. Plaats het onderdompelingsbad op de onderste armatuur en zet het bad stevig vast. Vul vervolgens het bad met kamertemperatuur PBS.Plaats het deksel op de top van het bad, sluit de oven, en onmiddellijk beginnen met de onderdompeling meting, bevestiging dat de afvoer is gesloten. Het is belangrijk om de meting zo snel mogelijk te starten nadat het bekerglas is gevuld met de PBS om ervoor te zorgen dat het volledige bereik van de verzachting wordt vastgelegd. Wanneer de meting voorbij is, opent u de afvoer om de PBS uit het onderdompelingsbad te verwijderen en open u de oven.Verwijder vervolgens het deksel van het bekerglas, losschroeven en til de onderdompelingsbeker op en verwijder het polymeermonster uit de machine. Met behulp van de temperatuur-tijd meetmodus van het protocol kunnen de verzachtende profielen van verschillende polymeerformuleringen worden vergeleken. Door droge dynamische mechanische analysemetingen en onderdompelingsmetingen in PBS te combineren, kan de door water veroorzaakte plasticisatie van verschillende polymeerformuleringen worden beoordeeld, zoals blijkt uit de depressie van de temperatuur van de glasovergang en de algehele terugschakeling van de moduluscurven.Het verzachten van de polymeren voor in vivo toepassingen werkt het meest effectief wanneer het droge polymeer een glasovergangstemperatuur boven lichaamstemperatuur heeft, maar daaronder in de natte toestand. Zo daalt de modulus van het polymeer van de glazige tot rubberachtige modulus bij onderdompeling onder fysiologische omstandigheden. Wanneer de glasovergangstemperatuur van zowel de droge als de natte toestanden van het polymeer ruim boven de lichaamstemperatuur ligt, zal het polymeer niet verzachten onder fysiologische omstandigheden.Met deze methode u de PBS vervangen door andere relevante oplossingen om het gedrag van biomaterialen in andere omgevingen na te bootsen.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Microfabricated Platforms for Mechanically Dynamic Cell Culture

Microfabricated Platforms voor Mechanisch Dynamic Cel Cultuur

The ability to systematically probe in vitro cellular response to combinations of mechanobiological stimuli for tissue engineering, drug discovery or ...

Fabrication of Micropatterned Hydrogels for Neural Culture Systems using Dynamic Mask Projection Photolithography

Fabricage van micropatterned Hydrogelen voor Neurale Cultuur Systems met behulp van Dynamic Mask Projectie Fotolithografie

Increasingly, patterned cell culture environments are becoming a relevant technique to study cellular characteristics, and many researchers believe in the ...

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Ontwerp van een Cyclic Pressure Bioreactor voor de Ex Vivo Studie van Aorta hartkleppen

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Graphene Coatings for Biomedical Implants

Grafeen Coatings voor Biomedische implantaten

Atomically smooth graphene as a surface coating has potential to improve implant properties. This demonstrates a method for coating nitinol alloys with ...

Correlative Microscopy for 3D Structural Analysis of Dynamic Interactions

Correlatieve microscopie voor 3D Structural Analysis van Dynamic Interactions

Cryo-electron tomography (cryoET) allows 3D visualization of cellular structures at molecular resolution in a close-to-physiological state1. However, ...

Controlled Microfluidic Environment for Dynamic Investigation of Red Blood Cell Aggregation

Gecontroleerde Microfluïdische Milieu voor Dynamic Onderzoek van Red Blood Cell Aggregation

Blood, as a non-Newtonian biofluid, represents the focus of numerous studies in the hemorheology field. Blood constituents include red blood cells, white ...

In Situ Mapping of the Mechanical Properties of Biofilms by Particle-tracking Microrheology

In Situ Mapping of the Mechanical Properties of Biofilms by Particle-tracking Microrheology

In Situ Mapping van de mechanische eigenschappen van Biofilms per Particle volgen Microreologie

Bacterial cells are able to form surface-attached biofilm communities known as biofilms by encasing themselves in extracellular polymeric substances ...

Microbiologically Induced Calcite Precipitation Mediated by Sporosarcina pasteurii

Microbiologically Induced Calcite Precipitation Mediated by Sporosarcina pasteurii

Microbiologisch Induced calciet Neerslag gemedieerd door<em&gt; Sporosarcina pasteurii</em

The particular bacterium under investigation here (S. pasteurii) is unique in its ability, under the right conditions, to induce the hydrolysis of urea ...

Modeling Ovarian Cancer Multicellular Spheroid Behavior in a Dynamic 3D Peritoneal Microdevice

Modelleren van eierstokkanker Meercellige Sferoïde Gedrag in een dynamische 3D peritoneale microdevice

Ovarian cancer is characterized by extensive peritoneal metastasis, with tumor spheres commonly found in the malignant ascites. This is associated with ...

Biaxial Mechanical Characterizations of Atrioventricular Heart Valves

Biaxial mechanische karakteristieken van Atrioventriculaire hartkleppen

Extensive biaxial mechanical testing of the atrioventricular heart valve leaflets can be utilized to derive&#160;optimal parameters used in constitutive ...