RO135805A2 - Biomateriale feromagnetice cu memoria formei acoperite cu polimeri biocompatibili - Google Patents
Biomateriale feromagnetice cu memoria formei acoperite cu polimeri biocompatibili Download PDFInfo
- Publication number
- RO135805A2 RO135805A2 ROA202000806A RO202000806A RO135805A2 RO 135805 A2 RO135805 A2 RO 135805A2 RO A202000806 A ROA202000806 A RO A202000806A RO 202000806 A RO202000806 A RO 202000806A RO 135805 A2 RO135805 A2 RO 135805A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- strips
- fepd
- functionalized
- doped
- ferromagnetic
- Prior art date
Links
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 229920000249 biocompatible polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 11
- 239000012620 biological material Substances 0.000 title claims abstract description 9
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 108010020346 Polyglutamic Acid Proteins 0.000 claims abstract description 14
- 229920002643 polyglutamic acid Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000005495 cold plasma Effects 0.000 claims abstract description 9
- 229910015187 FePd Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 4
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 claims description 6
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 4
- 230000002965 anti-thrombogenic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 230000002537 thrombolytic effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012781 shape memory material Substances 0.000 claims 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 abstract 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract 1
- 150000001455 metallic ions Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 4
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 4
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 4
- IYMAXBFPHPZYIK-BQBZGAKWSA-N Arg-Gly-Asp Chemical group NC(N)=NCCC[C@H](N)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(O)=O IYMAXBFPHPZYIK-BQBZGAKWSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 2
- 229940127219 anticoagulant drug Drugs 0.000 description 2
- 108010072041 arginyl-glycyl-aspartic acid Proteins 0.000 description 2
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000000550 scanning electron microscopy energy dispersive X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 2
- PGOHTUIFYSHAQG-LJSDBVFPSA-N (2S)-6-amino-2-[[(2S)-5-amino-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-4-amino-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-5-amino-2-[[(2S)-5-amino-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S,3R)-2-[[(2S)-5-amino-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S,3R)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-5-amino-2-[[(2S)-1-[(2S,3R)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2R)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-1-[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-amino-4-methylsulfanylbutanoyl]amino]-3-(1H-indol-3-yl)propanoyl]amino]-5-carbamimidamidopentanoyl]amino]propanoyl]pyrrolidine-2-carbonyl]amino]-3-methylbutanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]acetyl]amino]-3-hydroxypropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]-3-sulfanylpropanoyl]amino]-4-methylsulfanylbutanoyl]amino]-5-carbamimidamidopentanoyl]amino]-3-hydroxybutanoyl]pyrrolidine-2-carbonyl]amino]-5-oxopentanoyl]amino]-3-hydroxypropanoyl]amino]-3-hydroxypropanoyl]amino]-3-(1H-imidazol-5-yl)propanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]-3-hydroxybutanoyl]amino]-3-(1H-indol-3-yl)propanoyl]amino]-5-carbamimidamidopentanoyl]amino]-5-oxopentanoyl]amino]-3-hydroxybutanoyl]amino]-3-hydroxypropanoyl]amino]-3-carboxypropanoyl]amino]-3-hydroxypropanoyl]amino]-5-oxopentanoyl]amino]-5-oxopentanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-5-carbamimidamidopentanoyl]amino]-3-methylbutanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]-4-oxobutanoyl]amino]-5-carbamimidamidopentanoyl]amino]-3-(1H-indol-3-yl)propanoyl]amino]-4-carboxybutanoyl]amino]-5-oxopentanoyl]amino]hexanoic acid Chemical compound CSCC[C@H](N)C(=O)N[C@@H](Cc1c[nH]c2ccccc12)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CS)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](Cc1cnc[nH]1)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](Cc1c[nH]c2ccccc12)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](Cc1ccccc1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](Cc1c[nH]c2ccccc12)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(O)=O PGOHTUIFYSHAQG-LJSDBVFPSA-N 0.000 description 1
- 206010067787 Coagulation factor deficiency Diseases 0.000 description 1
- 102100037362 Fibronectin Human genes 0.000 description 1
- 108010067306 Fibronectins Proteins 0.000 description 1
- 102000007625 Hirudins Human genes 0.000 description 1
- 108010007267 Hirudins Proteins 0.000 description 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 1
- 108010094028 Prothrombin Proteins 0.000 description 1
- 102100027378 Prothrombin Human genes 0.000 description 1
- 108010000499 Thromboplastin Proteins 0.000 description 1
- 102000002262 Thromboplastin Human genes 0.000 description 1
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 1
- 102100035140 Vitronectin Human genes 0.000 description 1
- 108010031318 Vitronectin Proteins 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229940009098 aspartate Drugs 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 230000021164 cell adhesion Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- ZFGMDIBRIDKWMY-PASTXAENSA-N heparin Chemical compound CC(O)=N[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](COS(O)(=O)=O)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](C(O)=O)O[C@@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](OS(O)(=O)=O)[C@@H](O[C@@H]3[C@@H](OC(O)[C@H](OS(O)(=O)=O)[C@H]3O)C(O)=O)O[C@@H]2O)CS(O)(=O)=O)[C@H](O)[C@H]1O ZFGMDIBRIDKWMY-PASTXAENSA-N 0.000 description 1
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 description 1
- WQPDUTSPKFMPDP-OUMQNGNKSA-N hirudin Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(OS(O)(=O)=O)=CC=1)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC=1NC=NC=1)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H]1N(CCC1)C(=O)[C@H](CCCCN)NC(=O)[C@H]1N(CCC1)C(=O)[C@@H](NC(=O)CNC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H]1NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CCCCN)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)CC)NC(=O)[C@@H]2CSSC[C@@H](C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@H](C(NCC(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N2)=O)CSSC1)C(C)C)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H]1NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@@H](N)C(C)C)C(C)C)[C@@H](C)O)CSSC1)C(C)C)[C@@H](C)O)[C@@H](C)O)C1=CC=CC=C1 WQPDUTSPKFMPDP-OUMQNGNKSA-N 0.000 description 1
- 229940006607 hirudin Drugs 0.000 description 1
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 102000006495 integrins Human genes 0.000 description 1
- 108010044426 integrins Proteins 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010883 osseointegration Methods 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 229940039716 prothrombin Drugs 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a unor biomateriale feromagnetice cu memoria formei acoperite cu polimeri biocompatibili cu aplicabilitate ca dispozitive medicale implantologice personalizate. Procedeul, conform invenţiei, constă în etapele: activarea suprafeţei metalice în plasmă rece la presiune atmosferică, pe ambele părţi ale benzilor feromagnetice pe bază de FePd nedopate, respectiv, dopate cu ioni metalici diferiţi de tip mangan şi galiu, aplicarea prin pulverizare a unei soluţii de metanol în care sunt dizolvaţi polimerii de tip poli(benzofuran-co-acid arilacetic) (PBAAA) şi acid poliglutamic (PGA), uscarea benzilor la temperatura camerei timp de 24 h şi spălare într-o baie de apă distilare, rezultând biomateriale funcţionalizate hemocompatibile.
Description
BIOMATERIALE FEROMAGNETICE CU MEMORIA FORMEI ACOPERITE CU POLIMERI BIOCOMPATIBILI în general, prezenta invenție se referă la prepararea unor biomateriale feromagnetice cu memoria formei sub formă de benzi metalice pe bază Fe-Pd (30 at%Pd) nedopate respectiv dopate cu Ga și Mn acoperite cu două tipuri de polimeri biocompatibili, funcționalizare realizată cu scopul de a induce proprietăți anti-trombogenice/trombolitice pentru materialele rezultate. Aceste materiale sunt destinate aplicării lor ca sisteme implantologice personalizate fabricate din biomateriale avansate cu multiple căi de acțiune.
Acest brevet are ca subiect biofuncționalizarea benzilor feromagnetice cu memoria formei pe bază de Fe-Pd (30 at%Pd) nedopate și dopate cu diferiți ioni metalici, cu două tipuri de polimeri poli(benzofuran-co-acid arilacetic) (PBAAA) și acid poliglutamic (PGA). Datorită proprietăților magneto-mecanice cât și a biocompatibilității, aliajele feromagnetice cu memorie de formă pe bază de Fe-Pd (30 at%Pd) sunt o clasă de materiale foarte promițătoare pentru utilizarea lor ca dispozitive medicale implantabile. Interacțiunea sângematerial este esențială pentru succesul acestor dispozitive medicale implantabile, tromboza fiind una dintre problemele principale asociate cu aplicarea clinică a materialelor în contact cu sângele, care poate provoca complicații grave la pacienți și, în final, eșecul funcționalității dispozitivului. Reacțiile la contactul cu sângele sunt influențate in principal de proprietățile fizice și chimice ale suprafeței implantului, prin urmare, toleranța poate fi realizată prin modificarea proprietăților suprafeței biomaterialelor. Prin dezvoltarea aliajelor metalice funcționalizate cu polimeri sintetici, unde se combină cele două proprietăți provenite de la partea metalică și cea provenită de la partea organică, s-a permis realizarea unor structuri implantabile avansate atât din punct de vedere al manevrabilității cât și al hemocompatibilității și integrării tisulare. Unele din principalele metode de testare in-vitro pentru evaluarea hemocompatibilității biomaterialelor cu aplicații în patologia cerebrovasculara sunt reprezentate de testele de coagulare. Testele parțiale de tromboplastină (PTT) și timpul de protrombină (PT) sunt utilizate frecvent în testările clinice pentru monitorizarea terapiei anticoagulante sau pentru detectarea deficiențelor factorului de coagulare la pacienți, fiind de asemenea, utilizate si pentru testarea compatibilității sanguine în industria dispozitivelor medicale reglementate prin ISO 10993-4: 2009.
în prezent cele mai frecvente substanțe anticoagulante care se utilizează în studiile extinse pe sângele uman sunt: citratul de sodiu, heparină de sodiu și hirudină. în literatură sunt descrise acoperiri ale benzilor metalice Fe-Pd cu fibronectină sau vitronectină care sunt recunoscute de receptorii integrinei pe suprafața celulară [1], Deși acoperirile compuse din liganzi care conțin tripeptida constituită din Arginină-Glicină-Aspartat (secvența RGD) pot promova bioactivitatea și osteointegrarea, numai peptidele RGD imobilizate susțin aderența celulelor in-vitro și pot media eficient tulpinile dintre celule și membranele Fe-Pd, în timp ce prezența peptidei RGD din mediul de cultură inhibă atașarea celulară [2], Poli(Z-lizina) este un alt biopolimer folosit în acoperirea benzilor metalice de tip Fe-Pd [3, 4], Datorită faptului că deja se cunoaște efectul hidroxiapatitei asupra țesutului osos, acest biomineral a fost, de asemenea, folosit în acoperirea benzilor metalice Fe-Pd [5].
Tema principală a invenției este prepararea de noi materiale utilizabile ca dispozitive medicale implantabile pe bază de benzi feromagnetice cu memoria formei pe bază de Fe-Pd (30 at%Pd) și polimer biocompatibili având formula 1 descrisă mai jos:
Formula 1
Obiectivul prezentei invenții este acela de a obține noi materiale utilizabile ca dispozitive medicale implantabile pe bază de benzi feromagnetice cu memoria formei pe bază de Fe-Pd (30 at%Pd) și poli(benzofuran-co-acid arilacetic) respectiv acid poliglutamic, doi polimeri biocompatibili. Pentru o legare cât mai eficientă și rezistentă atât din punct de vedere chimic cât și mecanic a acestor polimeri pe suprafața metalică, am ales ca un prim pas în funcționalizarea suprafeței metalice, tratarea acestora în plasmă rece. După tratarea suprafeței cu plasma aceste suprafețe sunt pulverizate cu polimerii aflați dizolvați inițial în metanol, pulverizarea fiind realizată sub presiune asigurându-se o legare foarte stabilă a celor doi polimeri pe suprafața benzilor metalice.
Explicarea pe scurt a schemelor și figurilor:
Schema 1: Sinteza poli(benzofuran-co-acid arilacetic).
Schema 2: Sinteza acidului poliglutamic.
Schema 3: Funcționalizarea benzilor Fe-Pd nedopate respectiv dopate cu Mn și Ga cu poli(benzofuran-co-acid arilacetic).
Schema 4: Funcționalizarea benzilor Fe-Pd nedopate respectiv dopate cu Mn și Ga cu acid poliglutamic.
Figura 1: Microscopia electronică de scanare (SEM) pentru benzile Fe-Pd nedopate și dopate cu Mn respectiv Ga și acoperite cu poli(benofuran-co-acid arilacetic), cu o scală de 100 pm. în Figura 1 avem spre comparație imaginile SEM ale probelor martor și ale benzilor metalice funcționalizate pe care se pot observa, în cazul celor patru benzi, diferențe în morfologia suprafeței date de acoperirea benzilor cu polimer biocompatibil.
Figura 2: Microscopia electronică de scanare (SEM) pentru benzile Fe-Pd nedopate și dopate cu Mn respectiv Ga și acoperite cu acid poliglutamic. în Figura 2 avem spre comparație imaginile SEM ale probelor martor respectiv ale benzilor metalice funcționlizate și se poate observa în cazul celor patru benzi diferența în morfologia suprafeței care este dată de acoperirea benzilor de polimerul biocompatibil acid poliglutamic.
Figura 3: Imagini de microscopie SEM și spectroscopie de raze X prin dispersie de energie (EDX) pentru benzile FePd martor nedopate respectiv dopate cu diferite metale. Din aceste spectre se pot determina procentele relative ale atomilor prezenți în structura acestor materiale, astfel în cazul benzilor metalice de tipul FePd-Mn3-io avem 51% Fe, 38,1% Pd și 1,4% Mn, benzile FePd-Mn3-30 conțin 49,8% Fe, 16% Pd și 7,1% Mn, în cazul benzilor FePdGa2-i5 avem 51% C, 40,7% Pd și 1,7% Ga, iar 53% Fe respectiv 42,3% Pd sunt procentele atomice relative prezente în benzile de tipul FePd-Pd3o-AQ.
Figura 4: Imagini de microscopie SEM-EDX pentru benzile de Fe-Pd nedopate și dopate cu Mn, respectiv Ga funcționalizate cu PBAAA. Din aceste spectre se pot determina procentele relative ale atomilor prezenți în aceste materiale, dar mai ales identificarea prezenței atomului de carbon care era aproape inexistent sau în cantitate neglijabilă în benzile de FePd nedopate respectiv dopate dar nefiincționalizate. Astfel, în cazul benzilor FePd-Mn3io-PBAAA avem o cantitate atomică procentuală relativă de 6,47% C, benzile FePd-Mn3-3oPBAAA conțin relativ 9,17% carbon, iar în cazul benzilor FePd-Ga2-is-PBAAA avem 13,73% C cantitate relativă și o cantitate atomică relativă de carbon 10,13% pentru benzile de tipul FePd-Pdso-AQ-PBAAA.
Figura 5: Imagini de microscopie SEM-EDX pentru benzile de Fe-Pd nedopate și dopate cu Mn respectiv Ga funcționalizate cu PGA. Din aceste spectre se pot determina procentele relative ale atomilor prezenți în aceste materiale, dar mai ales identificarea prezenței atomului de carbon (C) respectiv azot (N) care era aproape inexistent sau în cantitate neglijabilă în benzile de Fe-Pd nedopate și dopate dar nefuncționalizate. în cazul benzilor funcționalizate de tipul FePd-Mn3-io-PGA au fost determinate următoarele procente atomice relative 7,29% C respectiv 1,8% N, pentru proba FePd-Mn3-30-PGA sunt 7,1% C și 2,07% N procente atomice relative, proba FePd-Ga2-i5-PGA are un conținut de 6,65%C respectiv 0,87 %N, în cazul benzilor funcționalizate FePd-Pdso-AQ-PGA au fost determinate următoarele procente atomice relative 9,9% C respectiv 2,8% N.
Pentru prepararea materialelor cu memoria formei funcționalizate pentru aplicații ca dispozitive medicale implantologice, se realizează în primă fază sinteza celor doi polimeri biocompatibili poli(benzofuran-co-acid arilacetic) (PBAAA) respectiv acid poliglutamic (PGA). Cu scopul pregătirii suprafeței benzilor pe baza de Fe-Pd pentru acoperirea cu polimerii biocompatibili, acestea vor fi curățate în plasmă rece la presiune atmosferică.
Gazul plasmogen este constituit din heliu, argon și gaz de proces (aer sintetic, azot, etc.) fiind produs într-un generator portabil de plasma rece cu funcționare la presiune atmosferică.
Descărcarea utilizată este de tip DBD (descărcare cu barieră dielectrică) generată în impulsuri, densitatea de curent în plasmă este de 12 mA/cm2 iar concentrația electronilor este N = 190»106/cm3 (pentru puterea de intrare 50W). Tratarea suprafeței în plasmă rece folosind un amestec de gaze duce de asemenea la o activare a suprafeței, realizându-se o mai bună aderență a polimerului pe suprafață.
Aplicarea polimerilor pe suprafața benzilor metalice se face prin pulverizarea sub presiune a unei soluții de metanol în care se află dizolvați polimerii. Benzile cu suprafața umectată sunt lăsate să se usuce la temperatura camerei timp de 24 de ore ulterior fiind introduse într-o baie de apă distilată pentru îndepărtarea polimerilor nelegați pe suprafața benzilor metalice.
Se prezintă în continuare două exemple concrete nelimitative, de realizare a invenției.
Exemplul 1. Toate tipurile de benzi metalice pe bază de FePd nedopate respectiv dopate cu diferiți ioni metalici (FePd-Mn3-io, FePd-Mn3-30, FePd-Gaz-is respectiv FePd-Pdsoaq) sunt tratate succesiv în plasmă rece cu o putere de intrare a gazului de 50W având debitul de 0,2 1/min, timp de 30 secunde pe ambele părți. Distinct se prepară o soluție de PBAAA cu o concentrație de 5% în metanol, aceasta fiind pulverizată sub presiune cu ajutorul unui aplicator pe ambele părți ale acestor benzi. După aplicarea acestei soluții benzile se lasă la uscat timp de 24 de ore la temperatura camerei, după care sunt introduse timp de 10 ore întrun pahar Berzelius care conține apă distilată, cu scopul îndepărtării polimerului nelegat pe suprafața benzilor. După cele 10 ore rezultă benzile funcționalizate (FePd-Mn3-io-PBAAA, FePd-Mn3-30-PBAAA, FePd-Gaz-is-PBAAA respectiv FePd-Pdso-AQ-PBAAA)
Exemplul 2. Toate tipurile de benzi metalice FePd nedopate respectiv dopate cu diferiți ioni metalici (FePd-Mn3-io, FePd-Mn3-30, FePd-Ga2-i5 respectiv FePd-Pdso-AQ) sunt tratate succesiv în plasmă rece cu o putere de intrare a gazului de 50W având debitul de 0,2 1/min, tratamentul fiind realizat timp de 30 secunde pe ambele părți. Distinct se prepară o soluție de PGA cu o concentrație de 5% în metanol, aceasta fiind pulverizată sub presiune cu ajutorul unui aplicator pe ambele părți ale acestor benzi. După aplicarea acestei soluții benzile se lasă la uscat timp de 24 de ore la temperatura camerei, după care sunt introduse timp de 10 ore într-un pahar Berzelius care conține apă distilată cu scopul îndepărtării polimerului nelegat pe suprafața benzilor. După cele 10 ore rezultă benzile funcționalizate (FePd-Mn3-ioPGA, FePd-Mn3-30-PGA, FePd-Ga2-i5-PGA respectiv FePd-Pdso-AQ-PGA).
Referințe bibliografice:
1. E. Ruoslahti, Annu. Rev. Cell Dev. Biol., 12,697, 1996.
2. M. Zink, F. Szillat, U. Allenstein and S. G. Mayr, Adv. Funct. Mater., 23, 1383— 1391,2013.
3. Μ. V. Cakir, U. Allenstein, M. Zink, S. G. Mayr, Materials and Design, 158, 1927, 2018.
4. U. Allenstein, S. G. Mayr and M. Zink, Soft Matter, 11, 5053, 2015.
5. U. Allenstein, S. Selle, M. Tadsen, C. Patzig, T. Hoche, M. Zink and S. G. Mayr, ACS Appl. Mater. Interfaces, 7, 15331-15338, 2015.
Claims (3)
- REVENDICĂRI:BIOMATERIALE FEROMAGNETICE CU MEMORIA FORMEI ACOPERITE CU POLIMERI BIOCOMPATIBILI1. Materiale cu memoria formei funcționalizate cu poli(benzofuran-co-acid arilacetic), caracterizate prin aceea că, sunt sub formă de benzi feromagnetice (cu dimensiunea de 3 mm lățime, 10-20 mm lungime și 25-30 pm grosime pe baza de FePd (30at.% Pd) nedopate respectiv dopate cu ioni metalici diferiți (mangan și galiu) funcționalizate cu poli(benzofuma-co-acid arilacetic), funcționalizare realizată în vederea inducerii proprietăților anti-trombogenice/trombolitice.
- 2. Materiale cu memoria formei funcționalizate cu acid poliglutamic, caracterizate prin aceea că, sunt sub formă de benzi feromagnetice (având dimensiunea de 3 mm lățime, 10-20 mm lungime și 25-30 pm grosime) pe baza de FePd (30at.% Pd) nedopate respectiv dopate cu ioni metalici diferiți (mangan și galiu) funcționalizate cu acid poliglutamic, funcționalizare realizată în vederea inducerii proprietăților antitrombogenice/trombolitice.
- 3. Metodă de funcționalizare a benzilor feromagnetice pe baza de FePd (30at.% Pd) cu biopolimeri, caracterizată prin aceea că, are loc prin activarea suprafeței metalice în plasmă rece la presiune atmosferică constituit din heliu, argon și aer sintetic având densitatea de curent în plasmă de 12 mA/cm2, iar concentrația electronilor este N = 190«106/cm3. După tratarea benzilor metalice pe ambele părți în plasmă rece are loc aplicarea polimerilor biocompatibili pe suprafața acestora prin pulverizarea sub presiune a unei soluții de metanol în care se află dizolvați polimerii. Ulterior benzile se usucă la temperatura camerei timp de 24 de ore, după care se introduc într-o baie de apă distilată timp de 10 ore.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA202000806A RO135805A2 (ro) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | Biomateriale feromagnetice cu memoria formei acoperite cu polimeri biocompatibili |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA202000806A RO135805A2 (ro) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | Biomateriale feromagnetice cu memoria formei acoperite cu polimeri biocompatibili |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO135805A2 true RO135805A2 (ro) | 2022-06-30 |
Family
ID=82214585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA202000806A RO135805A2 (ro) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | Biomateriale feromagnetice cu memoria formei acoperite cu polimeri biocompatibili |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO135805A2 (ro) |
-
2020
- 2020-12-03 RO ROA202000806A patent/RO135805A2/ro unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Silk fibroin film-coated MgZnCa alloy with enhanced in vitro and in vivo performance prepared using surface activation | |
| AU737469B2 (en) | Surface modification of medical implants | |
| Klee et al. | Polymers for biomedical applications: improvement of the interface compatibility | |
| Gołda et al. | Oxygen plasma functionalization of parylene C coating for implants surface: Nanotopography and active sites for drug anchoring | |
| Savoji et al. | Electrospun nanofiber scaffolds and plasma polymerization: a promising combination towards complete, stable endothelial lining for vascular grafts | |
| Junkar et al. | Titanium dioxide nanotube arrays for cardiovascular stent applications | |
| WO2005097673A1 (ja) | 基材の表面処理方法及び表面処理された基材、医療用材料、医療用器具 | |
| CN101657223B (zh) | 用于处理动物或人来源的生物组织，如猪、牛心包膜或人尸体心脏瓣膜的方法及相应处理的生物组织 | |
| Ozcan et al. | Plasma modification of PMMA films: surface free energy and cell-attachment studies | |
| Junkar | Interaction of cells and platelets with biomaterial surfaces treated with gaseous plasma | |
| Lu et al. | Enhanced osteoblast adhesion on amino-functionalized titanium surfaces through combined plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method | |
| WO2018196055A1 (zh) | 高分子材料表面改性方法及其产品和用途 | |
| Cools et al. | PLA enhanced via plasma technology: a review | |
| KR101701264B1 (ko) | 생체이식용 금속, 금속 제조방법, 이를 이용한 임플란트 및 스텐트 | |
| Myung et al. | Effect of plasma surface functionalization on preosteoblast cells spreading and adhesion on a biomimetic hydroxyapatite layer formed on a titanium surface | |
| Chen et al. | Bio-functionalization of micro-arc oxidized magnesium alloys via thiol-ene photochemistry | |
| JP2019511346A (ja) | 組織接着性向上用コーティング | |
| Shanaghi et al. | Enhanced corrosion resistance and reduced cytotoxicity of the AZ91 Mg alloy by plasma nitriding and a hierarchical structure composed of ciprofloxacin‐loaded polymeric multilayers and calcium phosphate coating | |
| KR20110006822A (ko) | 표면 친수화 처리된 금속 임플란트의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 금속 임플란트 | |
| Ratner et al. | 2.9 THIN FILMS, GRAFTS, AND COATINGS | |
| EP4049690B1 (en) | Method for treatment of medical metals and their alloys | |
| Park et al. | Surface characteristics of plasma‐treated PLGA nanofibers | |
| Shahin et al. | Biological Responses and Hemocompatibility of Diamond‐Like Carbon Thin Films on Different PEO Interlayers for Potential Cardiovascular Stent Applications | |
| WO2016059024A1 (en) | Method of growing carbon nanowalls on a substrate | |
| JPWO2009038180A1 (ja) | 医療用組織結合性材料 |