افتعال فائقة الكره المواد البوليمرية للتطبيقات الطبية الحيوية

الهدف العام من التجربة التالية هو تصنيع شبكات ليفية قابلة للتحلل الحيوي وطلاء نانوي أو جسيمات دقيقة من مزيج من البوليمرات الطبية الحيوية وضبط القدرة الرطبة لهذه المواد عن طريق تغيير مزيج البوليمر المشترك. يتم تحقيق ذلك عن طريق تصنيع البوليمرات المشتركة القابلة للتشغيل أولا في بلمرة فتح الحلقة ، ثم التطعيم على سلاسل الهيدروكربون C 18. كخطوة ثانية ، يتم إذابة البوليمرات المشتركة مع بولي كابرولاكتون أو جليكوسيد لاكتيد الترسيخ في مذيب عضوي ، وبعد ذلك يتم غزل الإلكتروبات أو رشها كهربائيا ، مما ينتج عنه شبكات ثلاثية الأبعاد من الألياف الدقيقة أو طلاءات من الجسيمات الدقيقة النانوية على التوالي.

ثم يتم إجراء دراسات قياس الزوايا لزاوية التلامس على الشبكات والطلاءات من أجل فهم كيفية تأثير تكوين البوليمر المشترك لقطر الألياف وتكوين المزج على القدرة الرطبة على السطح ويؤدي إلى مواد حيوية فائقة الكارهة للماء. توضح النتائج كيف يتم تعزيز الكراهية للماء عن طريق زيادة تركيز البوليمر المشترك في مزيج المرح الكهربائي كما هو محدد من خلال تقدم دراسات زاوية التلامس مع الماء وتراجع عنها. تمتد الآثار المترتبة على هذه التقنية إلى حالات مثل العلاج الكيميائي لأن هذه المواد يمكن أن تكون بمثابة مستودعات توصيل الأدوية المحلية للإفراج المستمر عن العوامل المحاصرة مع التحكم في إطلاق الدواء ذي الصلة عن طريق تكوين البوليمر وخشونة السطح.

للبدء ، قم بتجميع المونومر المطلوب للتجربة باتباع الإرشادات الواردة في بروتوكول النص المصاحب. ثم سخن حمام زيت السيليكون إلى 140 درجة مئوية. قم بقياس جزأين ، 2.1 جرام لكل منهما ، وخمسة بنزيل أوكسي واحد ثلاثة ديوكسين لامتلاكها ، وأضفها لفصل قوارير قاعية مستديرة جافة سعة 100 مل.

بعد ذلك ، قم بقياس 5.7 جرام من لاكتيد DL وأضفه إلى واحدة فقط من هذه القوارير. أضف قضيب تقليب مغناطيسي إلى كل من القوارير وأغلق القوارير بسدادات مطاطية. بعد ذلك ، قم بقياس 240 ملليغرام من القصدير اثنين من الإيثيل H ، لا ثمانية في قارورة صغيرة على شكل كمثرى.

اغسل كلا القواريرتين اللتين تحتوي على المونومر بالنيتروجين على مشعب الجناح لمدة خمس دقائق ، ثم عند 4.24 مل من إبسيلون كابرالاكتون إلى القارورة التي تحتوي على خمسة بنزو أوكسي واحد ثلاثة ديوكسين ، اثنان خاصان أثناء وجودهما تحت النيتروجين ، قم بإخلاء جميع القوارير الثلاثة عن طريق تطبيق فراغ عال يبلغ حوالي 300 مللي تور لمدة 15 دقيقة لإزالة أي ماء ضئيل. ثم أعد شحن غلاف القارورة بالنيتروجين ، ومرة أخرى ، اسحب فراغا عاليا. كرر هذه الدورة لمجموع ثلاث مرات.

بمجرد تطهيرها وتحت النيتروجين للمرة الأخيرة ، ضع قوارير المونومر في حمام الزيت 140 درجة مئوية. بعد ذلك ، أضف 500 ميكرولتر من التولوين الجاف إلى القارورة على شكل كمثرى مع محفز القصدير بينما تحت النيتروجين عند حوالي 100 ميكرولتر من محلول المحفز إلى مخاليط المونومر. بمجرد ذوبان جميع المواد الصلبة ، احتفظ بالخليط عند 140 درجة مئوية لمدة لا تزيد عن 24 ساعة.

ثم قم بتبريد البوليمر المنصهر إلى درجة حرارة الغرفة. بمجرد أن تبرد ، قم بإذابة البوليمرات في 50 مل من ثنائي كلورو الميثان ، ثم قم بترسيب المحلول إلى 200 مل من الميثانول البارد. صب المادة الطافية وجفف البوليمر المتبقي تحت فراغ عالي.

قم بتخزين البوليمرات المجففة في الفريزر تحت الصفر 20 درجة مئوية حتى أبعد من ذلك. استخدم أيضا إذابة حوالي ستة جرامات من البوليمر في 120 مل من رباعي السطوح في وعاء هدرجة عالي الضغط. ثم أضف جرامين من محفز كربون البلاديوم.

بعد ذلك ، أضف الهيدروجين إلى الوعاء باستخدام جهاز الهدرجة. قم بهدرجة الوعاء عند 50 رطل لكل بوصة مربعة لمدة أربع ساعات. بمجرد الانتهاء ، قم بتصفية محفز كربون البلاديوم باستخدام طبقة معبأة من التراب الدياتومي.

ثم ركز البوليمر إلى حوالي 50 مل تحت دوران الانحراف. ترسيب الحجم المتبقي في الميثانول البارد. بعد ذلك ، قم بصب المادة الطافية ، ثم جفف الحجم المتبقي تحت فراغ عال ، قم بإذابة البوليمر المجفف مع 1.5 ما يعادل حمض الستريك إلى 500 مل من صبغة الميثان الكلورال الجافة.

ثم أضف اثنين من مكافئين من DCC وثلاث رقائق من أربعة ثنائي ميثيل أمينو باريدين. يقلب المزيج تحت النيتروجين في درجة حرارة الغرفة لمدة 24 ساعة. قم بإزالة المواد غير القابلة للذوبان من خلال سلسلة من ثلاثة ترشيحات وتركيزات متكررة.

في النهاية ، ركز المحلول على 50 ملليلترا. أخيرا ، قم بترسيب البوليمر المركز إلى 175 مل من الميثانول البارد وقم بتصفية البوليمر باستخدام قمع الخنزير. ثم جفف البوليمر تحت فراغ عالي طوال الليل للغزل الكهربائي ، قم بإذابة البوليمر طوال الليل بنسبة 10 إلى 40٪ في خليط من خمسة إلى واحد من الكلوروفورم والميثانول للبولي كابرولاكتون ، أو خليط من سبعة إلى ثلاثة من رباعي السطوح و NN ثنائي ميثيل فورماميد ل PLGA للرش الكهربائي.

تحضير محاليل البوليمر بتركيز أقل في حدود اثنين إلى 10٪ في مذيب مثل الكلوروفورم. بعد ذلك ، قم بتحميل ما يقرب من 4.5 مل من المحلول في حقنة زجاجية مزودة بإبرة قياس 18 ، وضع المحقنة على مضخة المحقنة. ثم اضبط معدل توزيع هذا المحلول على خمسة ملليلتر في الساعة.

قم بتغطية لوحة التجميع بورق الألمنيوم وقم بتأمين الرقاقة بشريط لاصق على طول الحواف الخارجية. قم بتوصيل سلك إمداد التيار المستمر عالي الجهد بطرف الإبرة والأرض بأسطوانة التجميع. كمحاولة أولى.

اضبط الطرف على مسافة المجمع عند 15 سم لتغطية مساحة كبيرة. قم بتشغيل أسطوانة التجميع الدوارة والترجمة بسرعة 45 دورة في الدقيقة. ثم ابدأ تشغيل مضخة الحقنة وقم بتشغيل مجموعة مصادر الجهد العالي.

عند خمسة كيلو فولت ، اضبط الجهد في البداية إذا لزم الأمر لتحقيق مخروط خياط مقبول. بمجرد توقف مضخة الحقنة ، قم بإيقاف تشغيل مصدر الجهد العالي ، متبوعا بمضخة الحقنة والأسطوانة الآلية. اسمح لحاوية الغزل الكهربائي بالاستمرار في التهوية لمدة 30 دقيقة على الأقل.

ثم قم بإزالة البوليمر الذي تم جمعه من الأسطوانة واترك المذيبات النزرة تتبخر في غطاء المحرك طوال الليل. يمكن تخزين صفائح PGLA في درجة حرارة الغرفة لمدة أسبوعين على الأقل ، ويمكن تخزين صفائح البولي كابرولاكتون في درجة حرارة الغرفة لمدة تصل إلى شهرين. قم بقص 0.5 سم بثلاثة سنتيمترات من الشرائط من الشبكة أو المادة المطلية ، وضع الشريط الرفيع على مرحلة زاوية التلامس.

مقياس الزوايا بعد ذلك بتوزيع قطرة من الماء سعة خمسة ميكرولتر باستخدام إبرة قياس 24 ولملامسة سطح المادة ، استمر في إضافة 20 إلى 25 ميكرولترا إضافيا من الماء ببطء والتقاط صورة القطرة. هذا يمثل زاوية التلامس المتقدمة للمياه. بعد ذلك ، اسحب هذا الانخفاض نفسه ببطء مع التقاط ملف تعريف الإسقاط الخاص به في نفس الوقت.

كرر هذه العملية 10 مرات على عدة مواقع سطحية منفصلة للإبلاغ عن متوسط القيمة. يكشف تصوير SEM أن الشبكات الكهربائية المغزولة هي نتيجة ألياف دقيقة متشابكة وأن الطلاءات التي يتم رشها بالكهرباء عبارة عن مجموعة من الجسيمات ذات الأحجام المختلفة. يكشف مزيج الغزل الكهربائي والرش الكهربائي أن تركيز الدوبامين المشترك يؤثر على الكراهية للماء.

بالإضافة إلى ذلك ، يؤثر تكوين البوليمر المشترك على الكراهية للماء مع محتوى PG C 18 الأكبر مما ينتج عنه زوايا تلامس أعلى كما هو موضح هنا ، ويمكن تتبع الترطيب السائب للشبكات المغزولة للإلكتروبية المغمورة بشكل غير مدمر بمرور الوقت باستخدام التصوير المقطعي المحوسب الدقيق. في المجموعة العلوية من الصور. تبلل شبكة بولي كابرولاكتون النقية بسرعة حيث يتسلل الماء إلى المواد السائبة في اليوم الأول.

في المقابل ، فإن الشبكة عبارة عن 30٪ P-C-L-P-G-C 18 تظل غير مبللة لأكثر من 75 يوما مع بقاء الهواء داخل الهيكل السائب. توضح هذه النتائج أهمية المواد السائبة الكارهة للماء لاستخدامها في التطبيقات غير المبللة. بمجرد إتقانها ، يمكن إجراء كيمياء البوليمر في أقل من ثلاثة إلى أربعة أيام مع التخطيط الدقيق.

علاوة على ذلك ، بمجرد تحديد معلمات الغزل الكهربائي أو الرش الكهربائي المناسبة ، يمكن إجراء تصنيع الشبكات والطلاء الجسيمي في غضون ساعة إلى ثلاث ساعات اعتمادا على السماكة المطلوبة لهذه المواد.